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JP2011059178A - Toner consumption method for developing device, and image forming apparatus - Google Patents

Toner consumption method for developing device, and image forming apparatus Download PDF

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JP2011059178A JP2009205851A JP2009205851A JP2011059178A JP 2011059178 A JP2011059178 A JP 2011059178A JP 2009205851 A JP2009205851 A JP 2009205851A JP 2009205851 A JP2009205851 A JP 2009205851A JP 2011059178 A JP2011059178 A JP 2011059178A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a toner consumption method and an image forming apparatus capable of preventing base-soiling and image-density lowering by consuming deteriorated toner in a developing unit at an appropriate timing, and then, capable of stably maintaining high quality images. <P>SOLUTION: The toner consumption method is configured as follows: a change in toner concentration in a developing device when a predetermined toner consumption pattern is developed is detected by a toner concentration sensor, and a toner consumption operation is performed by developing the toner consumption patterns a plurality of times so that phases of an output waveform of the sensor by the respective toner consumption operations are deviated from one another between the maximum value at the first round of the output waveform of the sensor and the maximum value at the second round of developer circulation, and then, the toner consumption operation is performed by forming and developing the toner consumption patterns so that the fluctuated waveform at the second round of the developer circulation of the composite waveform where the toner consumption waveforms generated by the respective toner consumption operations are overlapped with one another may be canceled. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、2成分現像装置におけるトナー消費方法及び画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to a toner consumption method and an image forming apparatus in a two-component developing device.

近年の複写機、レーザプリンタなどの画像形成装置においては、高画質化が求められると同時に高安定も望まれている。つまり、環境変動による画質の変化が少なく、また常に安定した画像を経時において提供していかなければならない。   In recent image forming apparatuses such as copying machines and laser printers, high image quality is demanded and high stability is also desired. In other words, there is little change in image quality due to environmental fluctuations, and a stable image must be provided over time.

従来より、非磁性トナーと磁性キャリアからなる2成分現像剤(以下、単に現像剤と記す)を現像剤担持体(以下、現像スリーブと記す)上に保持し、内包される磁極によって磁気ブラシを形成させ、現像スリーブと潜像担持体(以下、感光体と記す)とが対向する位置で現像バイアスを印加することにより現像を行う2成分現像方式が広く知られている。現像剤中のトナーは現像されることで消費され、トナー濃度を一定に保つためにトナーが補給される。このように現像器内のトナーは入れ替わっていくことになる。   Conventionally, a two-component developer composed of a non-magnetic toner and a magnetic carrier (hereinafter simply referred to as a developer) is held on a developer carrier (hereinafter referred to as a developing sleeve), and a magnetic brush is formed by a magnetic pole contained therein. 2. Description of the Related Art A two-component developing method is widely known in which development is performed by applying a developing bias at a position where a developing sleeve and a latent image carrier (hereinafter referred to as a photoconductor) face each other. The toner in the developer is consumed by being developed, and the toner is replenished to keep the toner density constant. In this way, the toner in the developing device is replaced.

しかしながら、画像面積率の低い画像を出力する場合、現像に用いられるトナーの量が少ない。つまりは、消費されるトナーの量が減ることになる。そのため、低画像面積率の画像を連続して出力し続けた場合には現像器内のトナーの入れ替えがわずかしか行われず、結果としてトナーが現像器内に存在する時間が長くなる。そのため長時間にわたって攪拌され、キャリアと摩擦帯電される。このように、長期的に攪拌を繰り返されストレスを与えられたトナーは、トナー内部にシリカや酸化チタンなどの外添剤が埋没したり、表面から離脱したりする現象が発生し、現像剤の流動性や帯電特性、さらにトナーとキャリア間の物理的付着力が変化する。このようなトナーは劣化トナーと呼ばれる。劣化トナーは帯電能力、電荷保持能力の低下による地肌汚れなどの問題を引き起こす原因となり、良好な画像を得られなくなることがある。また、低画像面積率の画像を連続して印刷する場合においては、現像器内のトナーの帯電量が高くなった結果、現像能力が低下し、画像濃度を維持することが困難となる。   However, when outputting an image with a low image area ratio, the amount of toner used for development is small. That is, the amount of toner consumed is reduced. For this reason, when images with a low image area ratio are continuously output, the toner in the developing device is only slightly replaced, and as a result, the time that the toner exists in the developing device becomes long. Therefore, it is agitated for a long time and frictionally charged with the carrier. As described above, in a toner subjected to repeated stirring for a long period of time, a phenomenon in which an external additive such as silica or titanium oxide is embedded in the toner or detached from the surface occurs. Fluidity, charging characteristics, and physical adhesion between toner and carrier change. Such toner is called deteriorated toner. The deteriorated toner may cause problems such as background contamination due to a decrease in charging ability and charge holding ability, and a good image may not be obtained. Further, when images with a low image area ratio are continuously printed, as a result of an increase in the charge amount of the toner in the developing device, the developing ability is lowered and it is difficult to maintain the image density.

上記したような画像面積率の低い画像の連続印刷時に生じる不具合の対策として、現像器内の劣化トナーを強制消費し、新たなトナーを補給し、現像器内のトナーを入れ替える方法が知られている。なお、この動作はトナーリフレッシュ動作と呼ばれる。   As a countermeasure against the problems that occur during continuous printing of images with a low image area ratio as described above, there is known a method of forcibly consuming deteriorated toner in the developing device, supplying new toner, and replacing the toner in the developing device. Yes. This operation is called a toner refresh operation.

例えば、特開2008−216601号公報(特許文献1)には、転写紙間(前回の作像終了から今回作像開始の間の時間、または枚数)でトナー消費パターンを作成し、劣化したトナーを消費する方法が開示されている。   For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2008-216601 (Patent Document 1) describes a deteriorated toner in which a toner consumption pattern is created between transfer sheets (time or number of sheets from the end of previous image formation to the start of current image formation). Is disclosed.

しかしながら、この方法は転写紙間でトナー消費パターンを作成するため面積が小さく、トナー消費量を十分に確保することが困難である。そのため、劣化トナーを十分に消費することができないと考えられる。また、トナー消費パターンの作成頻度を増やして消費量を増加させることもできるが、現像器内の劣化トナーの位置については何ら考慮されないため、効率良く劣化トナーを消費することができない。   However, since this method creates a toner consumption pattern between transfer sheets, the area is small, and it is difficult to ensure a sufficient amount of toner consumption. Therefore, it is considered that the deteriorated toner cannot be consumed sufficiently. Further, although the consumption amount can be increased by increasing the frequency of creating the toner consumption pattern, the position of the deteriorated toner in the developing device is not considered at all, and the deteriorated toner cannot be consumed efficiently.

また、特開2006−47651号公報(特許文献2)には、劣化トナーによる画像欠陥が起こった場合に、それを回復させるためのトナーリフレッシュモードの実行方法について開示されている。   Japanese Patent Laid-Open No. 2006-47651 (Patent Document 2) discloses a method of executing a toner refresh mode for recovering an image defect caused by deteriorated toner.

この対策法では、まず、劣化トナーによる画像欠陥が生じているかを判断するために画像サンプルを印刷し、その画像サンプルの結果に応じてトナーリフレッシュモードを実行する。ここで、トナー消費動作を行う際には転写紙1枚相当の大きさのベタ画像パッチを作成することで劣化トナーを消費している。   In this countermeasure, first, an image sample is printed in order to determine whether an image defect due to deteriorated toner has occurred, and a toner refresh mode is executed in accordance with the result of the image sample. Here, when the toner consumption operation is performed, the deteriorated toner is consumed by creating a solid image patch having a size corresponding to one transfer sheet.

また、特開2007−108623号公報(特許文献3)には、印刷している画像面積率が閾値より低い場合にリフレッシュ動作を実行することが記載されている。この対策法では、必要なトナーリフレッシュ量を消費するためにトナー消費パターンを複数回作成してトナー消費を行っている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-108623 (Patent Document 3) describes that a refresh operation is executed when the area ratio of an image being printed is lower than a threshold value. In this countermeasure method, a toner consumption pattern is created a plurality of times to consume a necessary amount of toner refresh.

しかしながら、特許文献2及び特許文献3に記載されたように、転写紙間でのトナー消費パターンと比べて大きなトナー消費パターンを作成したり、複数回トナー消費パターンを作成しても、効率的に劣化トナーが消費されないことがある。トナー消費動作で一度に消費できる劣化トナーは現像器内の一部分である。そのため、劣化トナーが消費された箇所と残留している箇所が存在することになる。つまり、大きなトナー消費パターンを作成したり、複数回トナー消費パターンを作成したとしても、残留している劣化トナーが現像領域を通過するときにトナー消費を行わなければ、劣化トナーが現像器内に残留してしまうことになる。   However, as described in Patent Document 2 and Patent Document 3, even if a toner consumption pattern that is larger than the toner consumption pattern between transfer sheets is created or a toner consumption pattern is created multiple times, it is efficient. Deteriorated toner may not be consumed. The deteriorated toner that can be consumed at a time in the toner consuming operation is a part of the developing device. Therefore, there are locations where the deteriorated toner has been consumed and locations where it has remained. In other words, even if a large toner consumption pattern is created or a toner consumption pattern is created multiple times, if the remaining deteriorated toner does not consume toner when it passes through the development area, the deteriorated toner will not enter the developer. It will remain.

以上のことから、トナー消費を行う際には現像器内の劣化トナーを効率よく排出できるように的確なタイミングでトナー消費動作を実行する必要があるが、従来はこれについて考慮されておらず、劣化トナーを効率よく排出できないという問題があった。   From the above, when performing toner consumption, it is necessary to execute the toner consumption operation at an accurate timing so that the deteriorated toner in the developing device can be efficiently discharged, but this has not been considered in the past, There is a problem that the deteriorated toner cannot be discharged efficiently.

本発明は、従来の画像形成装置における上述の問題を解決し、現像器内の劣化トナーを的確なタイミングで消費することによって地肌汚れや画像濃度の低下を防ぎ、高品位の画像を安定的に維持することのできるトナーリフレッシュ方法および画像形成装置を提供することを課題とする。   The present invention solves the above-mentioned problems in the conventional image forming apparatus, and prevents deterioration of the background stain and image density by consuming the deteriorated toner in the developing device at an appropriate timing, thereby stably producing a high-quality image. It is an object of the present invention to provide a toner refresh method and an image forming apparatus that can be maintained.

前記の課題は、本発明により、2成分現像装置におけるトナー消費方法において、所定のトナー消費パターンを現像してトナー消費動作を実行したときの現像装置内のトナー濃度の変化をトナー濃度センサにより検知し、該検知したトナー濃度センサの出力波形における1周目の最大値と現像剤循環による2周目の最大値との間で、各回のトナー消費動作による前記トナー濃度センサの出力波形の位相がずれるように前記トナー消費パターンを複数回現像してトナー消費動作を実行し、前記各トナー消費動作によって生じるトナー消費波形を重ね合わせた合成波形の現像剤循環による2周目の変動波形を打ち消すようにトナー消費パターンを作成現像してトナー消費動作を行うことにより解決される。   According to the present invention, in the toner consumption method in the two-component developing device, the toner density sensor detects a change in toner density in the developing device when a predetermined toner consumption pattern is developed and the toner consumption operation is executed. Then, the phase of the output waveform of the toner density sensor by each toner consumption operation is between the maximum value of the first round in the output waveform of the detected toner density sensor and the maximum value of the second round due to developer circulation. The toner consumption pattern is developed a plurality of times so as to deviate, a toner consumption operation is executed, and the fluctuation waveform in the second round due to the developer circulation of the composite waveform in which the toner consumption waveforms generated by the respective toner consumption operations are superimposed is cancelled. This is solved by creating and developing a toner consumption pattern and performing a toner consumption operation.

また、前記合成波形の現像剤循環による2周目の変動波形の谷部に、前記変動波形を打ち消すためのトナー消費パターンによるトナー消費波形のピーク部が重なるように前記トナー消費動作を行うと好ましい。   Further, it is preferable that the toner consumption operation is performed so that a peak portion of a toner consumption waveform by a toner consumption pattern for canceling the fluctuation waveform overlaps a valley portion of the fluctuation waveform of the second round due to the developer circulation of the composite waveform. .

また、前記合成波形の現像剤循環による2周目の変動波形の最小値の位置と、前記変動波形を打ち消すためのトナー消費パターンによるトナー消費波形の最大値の位置が略同じになるように前記トナー消費動作を行うと好ましい。   Further, the position of the minimum value of the fluctuation waveform of the second round due to the developer circulation of the composite waveform and the position of the maximum value of the toner consumption waveform by the toner consumption pattern for canceling the fluctuation waveform are substantially the same. It is preferable to perform a toner consumption operation.

また、前記合成波形の元となるトナー消費パターンの作成現像回数をnとするとき、前記変動波形を打ち消すためのトナー消費パターンの作成現像回数は(n−1)回以下であると好ましい。   In addition, when the number of development times of the toner consumption pattern that is the basis of the composite waveform is n, it is preferable that the number of development times of the toner consumption pattern for canceling the fluctuation waveform is (n−1) times or less.

また、前記変動波形を打ち消すためのトナー消費パターンは、前記合成波形の元となるトナー消費パターンとは異なると好ましい。
また、前記合成波形の元となるトナー消費パターンと前記変動波形を打ち消すためのトナー消費パターンは、パターンの大きさが異なると好ましい。
Further, it is preferable that the toner consumption pattern for canceling the fluctuation waveform is different from the toner consumption pattern which is the basis of the composite waveform.
In addition, it is preferable that the toner consumption pattern for canceling the fluctuation waveform is different from the toner consumption pattern that is the basis of the combined waveform.

また、前記合成波形の元となるトナー消費パターンと前記変動波形を打ち消すためのトナー消費パターンは、パターンの濃度が異なると好ましい。
また、前記合成波形の元となるトナー消費パターンと前記変動波形を打ち消すためのトナー消費パターンは、パターンの書き込み密度が異なると好ましい。
Further, it is preferable that the toner consumption pattern for canceling the fluctuation waveform is different from the toner consumption pattern that is the basis of the combined waveform.
Further, it is preferable that the toner consumption pattern for canceling the fluctuation waveform is different from the toner consumption pattern that is the basis of the combined waveform.

また、トナー消費動作を行ったときに生じるトナー濃度の変動を打ち消すようにトナー補給動作を実行すると好ましい。
また、トナー消費動作におけるトナー濃度センサ出力波形の現像剤循環による1周目の消費波形部分に加えて2周目以降の消費波形部分に対しても前記トナー補給動作を実行すると好ましい。
In addition, it is preferable to execute the toner replenishing operation so as to cancel the fluctuation of the toner density that occurs when the toner consuming operation is performed.
In addition, it is preferable to execute the toner replenishing operation on the consumption waveform portion of the second and subsequent rounds in addition to the consumption waveform portion of the first round due to developer circulation in the toner concentration sensor output waveform in the toner consumption operation.

また、前記トナー補給動作は、トナー補給装置の補給速度を変更して行うと好ましい。
また、前記トナー補給動作は、トナー補給装置の駆動ON時間と駆動OFF時間を変更して行うと好ましい。
The toner replenishing operation is preferably performed by changing the replenishment speed of the toner replenishing device.
The toner replenishing operation is preferably performed by changing the drive ON time and the drive OFF time of the toner replenishing device.

また、前記の課題は、本発明により、2成分現像装置を備え、請求項1〜12のいずれか1項に記載のトナー消費方法によりトナー消費動作を行う画像形成装置により解決される。   In addition, according to the present invention, the above-described problem is solved by an image forming apparatus that includes a two-component developing device and performs a toner consumption operation by the toner consumption method according to claim 1.

本発明のトナー消費方法によれば、現像剤循環の1周目のトナー消費動作で消費しきれなかった個所に対して現像剤循環の2周目でトナー消費動作を行い、劣化トナーを確実に消費することができる。   According to the toner consumption method of the present invention, the toner consumption operation is performed in the second circulation of the developer circulation to the portion that could not be consumed by the toner consumption operation in the first circulation of the developer circulation, and the deteriorated toner is surely removed. Can be consumed.

請求項2の構成により、変動波形のリップルを打ち消して効果的に劣化トナーを消費することができる。
請求項3の構成により、変動波形のリップルをよりフラットなものとすることができるため、さらに確実に劣化トナーを消費することが可能となる。
According to the configuration of the second aspect, it is possible to effectively consume the deteriorated toner by canceling the ripple of the fluctuation waveform.
According to the configuration of the third aspect, the ripple of the fluctuation waveform can be made flatter, so that the deteriorated toner can be consumed more reliably.

請求項4の構成により、現像剤循環1周目でのリップルの谷部に対応する数のトナー消費パターンを作成現像することで、適切なトナー消費動作を行うことができる。
請求項5の構成により、必要以上にトナーを消費することなく、1周目のトナー消費動作によって消費しきれなかった劣化トナーに対して適切なトナー消費動作を行うことが可能となる。
According to the configuration of the fourth aspect, an appropriate toner consumption operation can be performed by creating and developing the number of toner consumption patterns corresponding to the ripple valleys in the first circulation of the developer.
According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to perform an appropriate toner consumption operation for the deteriorated toner that cannot be consumed by the toner consumption operation in the first round without consuming toner more than necessary.

請求項6の構成により、パターンの大きさを異ならせることで2周目のトナー消費動作を適切に行うことができる。
請求項7の構成により、パターンの濃度を異ならせることで2周目のトナー消費動作を適切に行うことができる。
According to the configuration of the sixth aspect, the toner consumption operation for the second round can be appropriately performed by changing the size of the pattern.
According to the configuration of the seventh aspect, the toner consumption operation for the second round can be appropriately performed by changing the density of the pattern.

請求項8の構成により、パターンの書き込み密度を異ならせることで2周目のトナー消費動作を適切に行うことができる。
請求項9の構成により、劣化トナーが消費された個所に対して的確なタイミングでトナー補給を行うことで、劣化トナーと新しいトナーを効率よく入れ替えることが可能となる。そのため効果的なトナーリフレッシュを行うことができ、地肌汚れや画像濃度の低下を防ぎ、高品位の画像を安定的に維持することが可能となる。
With the configuration according to the eighth aspect, it is possible to appropriately perform the toner consumption operation in the second round by changing the pattern writing density.
According to the ninth aspect of the present invention, it is possible to efficiently replace the deteriorated toner and the new toner by replenishing toner at an appropriate timing to the portion where the deteriorated toner is consumed. Therefore, effective toner refresh can be performed, and it is possible to prevent background stains and image density from being lowered and to maintain a high-quality image stably.

請求項10の構成により、1周目のトナー消費波形だけではなく現像剤が循環して生じる2周目以降の消費波形に対してもトナー補給を行うことで、帯電量の低下を防ぎつつ、劣化トナーが消費された箇所にトナーを補給することが可能となり、効果的にトナーリフレッシュを行うことが可能となる。   According to the configuration of claim 10, not only the toner consumption waveform of the first round but also the consumption waveform of the second and subsequent rounds generated by the circulation of the developer is used to prevent the charge amount from being lowered. It is possible to replenish the toner where the deteriorated toner has been consumed, and to effectively refresh the toner.

請求項11の構成により、トナー補給装置の補給速度を変更し、単位時間当たりのトナー補給量を変更することで、トナー消費波形を打ち消すようにトナー補給動作を行うことができるため、劣化トナーと新しいトナーを確実に入れ替えることが可能となる。そのため効果的なトナーリフレッシュを行うことができる。   According to the configuration of the eleventh aspect, the toner supply operation can be performed so as to cancel the toner consumption waveform by changing the supply speed of the toner supply device and changing the toner supply amount per unit time. A new toner can be surely replaced. Therefore, effective toner refresh can be performed.

請求項12の構成により、トナー補給装置の動作時間と非動作時間を変更することで、トナー消費波形を打ち消すようにトナー補給動作を行うことができるため、劣化トナーと新しいトナーを確実に入れ替えることが可能となる。そのため効果的なトナーリフレッシュを行うことができる。   According to the configuration of the twelfth aspect, the toner supply operation can be performed so as to cancel the toner consumption waveform by changing the operation time and the non-operation time of the toner supply device, so that the deteriorated toner and the new toner are surely replaced. Is possible. Therefore, effective toner refresh can be performed.

請求項13の画像形成装置によれば、現像装置内の劣化トナーを確実に消費することが可能となる。さらに劣化トナーを消費した個所に対してトナー補給動作を行うことができるため、劣化トナーと新しいトナーを効率よく入れ替えることが可能となる。そのため効果的にトナーリフレッシュを行うことができ、地肌汚れや画像濃度の低下を防ぎ、高品位の画像を安定的に維持することが可能となる。   According to the image forming apparatus of the thirteenth aspect, it is possible to reliably consume the deteriorated toner in the developing device. Further, since the toner replenishing operation can be performed on the portion where the deteriorated toner is consumed, the deteriorated toner and the new toner can be efficiently replaced. Therefore, it is possible to effectively perform toner refresh, and it is possible to prevent background stains and a decrease in image density and stably maintain a high-quality image.

本発明が適用される画像形成装置の一例であるフルカラープリンタの作像部を概略的に示す模式図である。1 is a schematic diagram schematically illustrating an image forming unit of a full-color printer that is an example of an image forming apparatus to which the present invention is applied. 現像装置を上方から見た状態を示す平断面図である。FIG. 3 is a plan sectional view showing a state where the developing device is viewed from above. 現像装置が備えるトナー濃度センサの出力特性を示すグラフである。6 is a graph showing output characteristics of a toner density sensor provided in the developing device. トナー消費パターンを現像し、その後トナー補給・消費を行わずに現像装置の搬送スクリューを駆動し続けた場合のトナー濃度センサの出力値を示すグラフである。6 is a graph showing an output value of a toner density sensor when a toner consumption pattern is developed and then the conveying screw of the developing device is continuously driven without toner supply / consumption. 現像装置内のトナー濃度を変化させてトナー消費パターンを作成したものを同時に示したものである。FIG. 6 shows simultaneously a toner consumption pattern created by changing the toner density in the developing device. 実施例におけるトナー消費動作を行った時のトナー消費波形を示す模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a toner consumption waveform when a toner consumption operation is performed in the embodiment. 1回目のトナー消費動作におけるトナー消費波形に対して位相をずらして2回目のトナー消費動作を行った場合のトナー消費波形を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a toner consumption waveform when a second toner consumption operation is performed with a phase shifted with respect to a toner consumption waveform in the first toner consumption operation. 1回目のトナー消費動作における現像剤循環による1周目の間に複数回のトナー消費動作を実行する例を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an example in which a toner consumption operation is performed a plurality of times during the first round of developer circulation in the first toner consumption operation. 複数回行ったトナー消費動作の現像剤循環における2周目の時点に対してトナー消費動作を実施することにより劣化トナーが消費される様子を説明するための模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a state in which deteriorated toner is consumed by performing a toner consuming operation on a second round of the developer circulation in a toner consuming operation performed a plurality of times. トナー消費パターンの特徴を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the characteristic of a toner consumption pattern. 最短のタイミングでトナー消費パターンを複数回作成した場合におけるトナー消費波形と合成波形を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a toner consumption waveform and a combined waveform when a toner consumption pattern is created a plurality of times at the shortest timing. トナー消費パターンの大きさを副走査方向に変化させたときのトナー消費波形を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a toner consumption waveform when the size of a toner consumption pattern is changed in the sub-scanning direction. 濃度が異なるトナー消費パターンにおけるトナー消費波形を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating toner consumption waveforms in toner consumption patterns having different densities. 書き込み密度が異なるトナー消費パターンにおけるトナー消費波形を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a toner consumption waveform in toner consumption patterns having different writing densities. 大きさと濃度が異なるトナー消費パターンにおけるトナー消費波形を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating toner consumption waveforms in toner consumption patterns having different sizes and densities. 現像剤循環の2周目で消費するトナー消費パターンの一例を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of a toner consumption pattern consumed in the second round of developer circulation. トナー補給によりトナー濃度センサの出力値が低下する様子を示すグラフである。6 is a graph showing how the output value of a toner density sensor decreases due to toner replenishment. 本発明を適用しない場合の、トナー消費波形とトナー補給波形を同時に示したものである。2 shows a toner consumption waveform and a toner supply waveform when the present invention is not applied. 本発明を適用した場合の、トナー消費波形とトナー補給波形を同時に示したものである。6 shows a toner consumption waveform and a toner supply waveform simultaneously when the present invention is applied. トナー消費波形に対するトナー補給装置の駆動タイミングを示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a driving timing of a toner supply device with respect to a toner consumption waveform. 1周目と2周目で作成するトナー消費パターンが異なる場合のトナー補給装置の駆動タイミングを示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a driving timing of a toner replenishing device when toner consumption patterns created in the first and second rounds are different. トナー補給装置の回転速度を変更する場合と、トナー補給駆動のON時間を変更する場合とにおける、トナー消費波形に対するトナー補給を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram illustrating toner supply with respect to a toner consumption waveform when the rotation speed of the toner supply device is changed and when the ON time of toner supply drive is changed. 本実施形態におけるトナーリフレッシュ動作を説明するフローチャートである。6 is a flowchart illustrating a toner refresh operation in the present embodiment.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明が適用される画像形成装置の一例であるフルカラープリンタの作像部を概略的に示す模式図である。この図に示すフルカラープリンタは、装置本体のほぼ中央部に4個の作像ユニット10(Y,C,M,Bk)を配設している。これら4個の作像ユニット10は、複数のローラに巻き掛けられた中間転写ベルト11の下側走行辺に沿って配置されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing an image forming unit of a full-color printer as an example of an image forming apparatus to which the present invention is applied. In the full-color printer shown in this figure, four image forming units 10 (Y, C, M, Bk) are arranged at substantially the center of the apparatus main body. These four image forming units 10 are arranged along the lower running side of the intermediate transfer belt 11 wound around a plurality of rollers.

各作像ユニット10は像担持体としての感光体ドラム1を具備している。この感光体ドラム1の周りには、帯電手段2、現像装置3、クリーニング手段4等が配置され、さらに各感光体ドラム1に対向する位置において中間転写ベルト11の内側に一次転写手段としての転写ローラ5が設けられている。なお、4個の作像ユニット10は同一構造に構成されており、各作像ユニットの現像装置で扱う現像剤の色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色に異なっている。そして、図の煩雑を避けるため、作像ユニット10Yを構成する機器にのみ符号を付し、他の作像ユニットを構成する機器の符号は省略する。また、中間転写ベルト11の上方には、各色作像ユニット10の現像装置3へ供給されるトナーを収納したトナーボトル6(Y,C,M,Bk)が配置されている。   Each image forming unit 10 includes a photosensitive drum 1 as an image carrier. Around the photosensitive drum 1, a charging unit 2, a developing device 3, a cleaning unit 4, and the like are arranged. Further, a transfer as a primary transfer unit is provided inside the intermediate transfer belt 11 at a position facing each photosensitive drum 1. A roller 5 is provided. Note that the four image forming units 10 have the same structure, and the developer colors handled by the developing devices of the respective image forming units are different from four colors of yellow, magenta, cyan, and black. In order to avoid the complexity of the figure, only the devices that constitute the image forming unit 10Y are denoted by reference numerals, and the symbols of the devices that configure other image forming units are omitted. Above the intermediate transfer belt 11, toner bottles 6 (Y, C, M, Bk) containing toner to be supplied to the developing device 3 of each color image forming unit 10 are arranged.

4個の作像ユニット10の下方には光書き込み装置15が設けられている。光書き込み装置15は図示はしないがポリゴンミラーやミラー群等を有しており、光変調されたレーザ光を各色作像ユニットの感光体ドラム1の表面に照射する。光書き込み装置は、各作像ユニット10に個別に設けてもよい。   An optical writing device 15 is provided below the four image forming units 10. Although not shown, the optical writing device 15 has a polygon mirror, a mirror group, and the like, and irradiates the surface of the photosensitive drum 1 of each color image forming unit with light-modulated laser light. The optical writing device may be provided for each image forming unit 10 individually.

光書き込み装置15の下方には図示しない給紙カセットが配設される。その給紙カセットから給送された転写紙等の記録媒体(以下、用紙という)は、図示しない搬送ローラによってレジストローラ対16まで搬送される。そのレジストローラ対16の上方には、二次転写手段としての転写ローラ17が、中間転写ベルト11が掛け渡されるローラの一つである転写対向ローラ13に対向して設けられている。そして、二次転写部の上側には定着装置18が設けられている。なお、支持ローラ12に対向する位置に、中間転写ベルト11上の画像濃度を検知する光学センサ14が配置される。   A paper feed cassette (not shown) is disposed below the optical writing device 15. A recording medium such as transfer paper (hereinafter referred to as paper) fed from the paper feed cassette is conveyed to the registration roller pair 16 by a conveyance roller (not shown). Above the pair of registration rollers 16, a transfer roller 17 as a secondary transfer unit is provided to face a transfer counter roller 13 that is one of the rollers on which the intermediate transfer belt 11 is stretched. A fixing device 18 is provided above the secondary transfer unit. An optical sensor 14 that detects the image density on the intermediate transfer belt 11 is disposed at a position facing the support roller 12.

上記のように構成された本例のフルカラープリンタにおける画像形成動作について簡単に説明する。
上記作像ユニット10の感光体ドラム1が図示しない駆動手段によって図中時計方向に回転駆動され、その感光体ドラム1の表面が帯電手段2によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された感光体表面には、光書き込み装置15からのレーザ光が照射され、これによって感光体ドラム1表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体ドラム1に露光される画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン、及び黒の色情報に分解した単色の画像情報である。このように形成された静電潜像に現像装置3から各色トナーが付与され、トナー像として可視化される。
An image forming operation in the full color printer of this example configured as described above will be briefly described.
The photosensitive drum 1 of the image forming unit 10 is rotated in the clockwise direction in the drawing by a driving unit (not shown), and the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged to a predetermined polarity by the charging unit 2. The charged surface of the photosensitive member is irradiated with laser light from the optical writing device 15, whereby an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 1. At this time, the image information exposed on each photosensitive drum 1 is single-color image information obtained by separating a desired full-color image into color information of yellow, magenta, cyan, and black. Each color toner is applied from the developing device 3 to the electrostatic latent image formed in this way, and visualized as a toner image.

また、中間転写ベルト11が矢印で示すように図中反時計回りに走行駆動され、各作像ユニット10において一次転写ローラ5の作用により感光体ドラム1から中間転写ベルト11に各色トナー像が順次重ね転写される。このようにして中間転写ベルト11はその表面にフルカラーのトナー像を担持する。   Further, the intermediate transfer belt 11 is driven to run counterclockwise in the drawing as indicated by an arrow, and each color toner image is sequentially transferred from the photosensitive drum 1 to the intermediate transfer belt 11 by the action of the primary transfer roller 5 in each image forming unit 10. Overprinted. In this way, the intermediate transfer belt 11 carries a full-color toner image on the surface thereof.

なお、作像ユニット10のいずれか1つを使用して単色画像を形成したり、2色又は3色の画像を形成したりすることもできる。モノクロプリントの場合は、4個の作像ユニットのうち、図の一番右側のBkユニットを用いて画像形成を行う。   Note that any one of the image forming units 10 can be used to form a single-color image or a two-color or three-color image. In the case of monochrome printing, image formation is performed using the rightmost Bk unit in the figure among the four image forming units.

そして、トナー像を転写した後の感光体ドラム表面に付着する残留トナーは、クリーニング装置4によって感光体ドラム表面から除去され、次いでその表面が除電器(図示せず)の作用を受けて表面電位が初期化されて次の画像形成に備える。   The residual toner adhering to the surface of the photoconductive drum after the toner image is transferred is removed from the surface of the photoconductive drum by the cleaning device 4, and then the surface is subjected to the action of a static eliminator (not shown) to obtain the surface potential. Is initialized to prepare for the next image formation.

一方、装置下部の給紙カセットから用紙が給送され、レジストローラ対16によって、中間転写ベルト11上に担持されたトナー像とのタイミングを取って二次転写位置に向けて送出される。本例では転写ローラ17には中間転写ベルト表面のトナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト表面のトナー像が用紙上に一括して転写される。トナー像を転写された用紙は、定着装置18を通過するとき、熱と圧力によってトナー像が用紙に熔融定着される。定着された転写材は、装置本体の上面に構成された図示しない排紙トレイに排出される。   On the other hand, paper is fed from a paper feed cassette at the lower part of the apparatus, and is sent toward the secondary transfer position by the registration roller pair 16 in synchronization with the toner image carried on the intermediate transfer belt 11. In this example, a transfer voltage having a polarity opposite to the toner charging polarity of the toner image on the surface of the intermediate transfer belt is applied to the transfer roller 17, whereby the toner image on the surface of the intermediate transfer belt is collectively transferred onto the sheet. When the sheet on which the toner image has been transferred passes through the fixing device 18, the toner image is fused and fixed to the sheet by heat and pressure. The fixed transfer material is discharged to a paper discharge tray (not shown) formed on the upper surface of the apparatus main body.

図2は、現像装置3を上方から見た状態を示す平断面図である。図2では、図の左側が図1のフルカラープリンタの装置奥側に、図の右側が装置手前側となる。
図1,2に示すように、現像装置3は現像剤担持体である現像ローラ31を備えており、この現像ローラ31は感光体ドラム1に対向するように配置される。また、現像装置3は第一スクリュー32及び第二スクリュー33からなる2連の搬送スクリューを備えている。この2本の搬送スクリュー32,33により、図2に太矢印で示すように現像装置内を現像剤が循環搬送される。
FIG. 2 is a plan sectional view showing the developing device 3 as viewed from above. In FIG. 2, the left side of the drawing is the back side of the full color printer of FIG. 1, and the right side of the drawing is the front side of the device.
As shown in FIGS. 1 and 2, the developing device 3 includes a developing roller 31 that is a developer carrying member, and the developing roller 31 is disposed so as to face the photosensitive drum 1. Further, the developing device 3 is provided with a double conveying screw including a first screw 32 and a second screw 33. The developer is circulated and conveyed in the developing device by the two conveying screws 32 and 33 as shown by thick arrows in FIG.

第一搬送スクリュー32が設置された部分では現像剤が現像ローラ31の表面に汲み上げられ、また、現像領域を通過した現像剤が戻される。そして、図1に示すように、第二スクリュー33側の現像剤室の下部に位置してトナー濃度センサ34が設けられている。トナー濃度センサ34としては、例えば現像器内のトナー透磁率を測定するものを使用する。また、第二スクリュー33側の現像剤室に連絡するトナー補給部35が設けられ、トナーボトル6からトナーが補給される。   In the portion where the first conveying screw 32 is installed, the developer is pumped up to the surface of the developing roller 31, and the developer that has passed through the developing region is returned. As shown in FIG. 1, a toner density sensor 34 is provided in the lower part of the developer chamber on the second screw 33 side. As the toner concentration sensor 34, for example, a sensor that measures the toner permeability in the developing device is used. Further, a toner replenishing unit 35 that communicates with the developer chamber on the second screw 33 side is provided, and toner is replenished from the toner bottle 6.

図3はトナー濃度センサ34の出力特性を示すグラフであり、縦軸がトナー濃度センサの出力値で、横軸がトナー濃度である。このグラフから分かるように、トナー濃度センサ34は、現像器内のトナー濃度が高いほど出力値が小さくなる特性を有している。また、トナー濃度とトナー濃度センサの出力値の関係は直線近似することが可能である。   FIG. 3 is a graph showing the output characteristics of the toner density sensor 34. The vertical axis represents the output value of the toner density sensor, and the horizontal axis represents the toner density. As can be seen from this graph, the toner concentration sensor 34 has a characteristic that the output value decreases as the toner concentration in the developing device increases. The relationship between the toner density and the output value of the toner density sensor can be approximated by a straight line.

ここで、トナー濃度制御は、トナー濃度センサの出力値:Vtをトナー濃度の制御基準値:Vtrefと比較し、その差分に応じてトナー補給量を演算式から算出し、図示しないトナー補給装置を駆動することにより、トナー補給部35を通じて現像器中にトナーが補給される。   Here, in the toner density control, the output value: Vt of the toner density sensor is compared with the control reference value: Vtref of the toner density, and the toner replenishment amount is calculated from an arithmetic expression according to the difference, and a toner replenishing device (not shown) is installed. By driving, toner is supplied into the developing device through the toner supply unit 35.

以下、本実施形態におけるトナーリフレッシュ動作について説明する。
図4は、A4横で全ベタ画像を現像し、その後トナー補給・消費をともに行わずに現像装置3の搬送スクリューを駆動し続けた場合のトナー濃度センサ34の出力値を示すグラフである。このグラフからわかるように、トナー消費を行うことでトナー濃度センサの出力値が変化している(このトナー消費パターンの作成によって生じるトナー濃度センサの出力値の変化を以後トナー消費波形と呼ぶ)。
Hereinafter, the toner refresh operation in the present embodiment will be described.
FIG. 4 is a graph showing the output value of the toner density sensor 34 when all solid images are developed on the side of A4, and then the conveying screw of the developing device 3 is continuously driven without supplying and consuming toner. As can be seen from this graph, the output value of the toner density sensor changes as a result of toner consumption (the change in the output value of the toner density sensor caused by the creation of this toner consumption pattern is hereinafter referred to as a toner consumption waveform).

トナー消費波形においてトナー濃度センサ出力値が高い(トナー濃度が低い)箇所がトナー消費パターンの作成によってトナーが消費された箇所である。逆にトナー濃度センサ出力値が低い(トナー濃度が高い)箇所はトナー消費が行われていない箇所である。このようにトナー消費波形より現像器内のトナー消費が行われた箇所を知ることができる。   In the toner consumption waveform, the portion where the toner concentration sensor output value is high (the toner concentration is low) is the portion where the toner is consumed by creating the toner consumption pattern. Conversely, a portion where the toner density sensor output value is low (toner concentration is high) is a portion where toner consumption is not performed. In this way, it is possible to know from the toner consumption waveform where the toner is consumed in the developing device.

また、トナー消費波形から、トナー濃度の変動には周期性があることが分かる。これは現像器内の現像剤が攪拌されながら搬送されることで常に現像器内を循環しているため、トナー消費を行われた箇所が現像器内を一周して再びトナー濃度センサの検知位置まで循環されたためである。その様子が図4に示す2つめの波形に現れている。すなわち、トナー消費パターンの作成によってトナーが消費されセンサ出力値が高くなった個所(1周目波形のピーク)が、循環周期経過後の2周目波形においても高い出力値を示している。   Further, it can be seen from the toner consumption waveform that the toner density fluctuation has periodicity. This is because the developer in the developing device is always circulated in the developing device as it is conveyed while being agitated, so the portion where the toner has been consumed makes a round in the developing device and is again detected by the toner concentration sensor. It was because it was circulated until. This is shown in the second waveform shown in FIG. That is, the portion where the toner is consumed due to the creation of the toner consumption pattern and the sensor output value is high (the peak of the first-round waveform) shows a high output value in the second-round waveform after the circulation cycle has elapsed.

図5は、現像装置内のトナー濃度を変化させてA4横全ベタのトナー消費パターンを作成したものを同時に示したものである。ここではトナー濃度は3段階に変化させた。このグラフから分かるように、現像器内のトナー濃度が変化してもトナー消費波形はほぼ同じ波形である。   FIG. 5 simultaneously shows a case in which the toner consumption pattern of A4 horizontal all-solid is created by changing the toner density in the developing device. Here, the toner density was changed in three stages. As can be seen from this graph, the toner consumption waveform is substantially the same even if the toner density in the developing device changes.

これらのことから、現像装置内におけるトナー消費が行われた箇所と現像剤が現像器内を一周する循環周期を把握することができる。図4において両矢印で示す区間が循環周期である。そのため、トナー消費が行われた箇所が再び現像領域に到達するタイミングを予め知ることができる。   From these facts, it is possible to grasp the location where the toner is consumed in the developing device and the circulation cycle in which the developer goes around the developing device. In FIG. 4, a section indicated by a double arrow is a circulation cycle. Therefore, it is possible to know in advance the timing at which the portion where the toner has been consumed reaches the developing area again.

上述したように、トナー消費波形においてトナー濃度センサ出力値が低い(トナー濃度が高い)箇所はトナー消費が行われていない箇所である。すなわち、劣化したトナーが消費されておらず現像器内に残留している状態である。そこで、この劣化トナーが残留している個所(部分)が現像領域に循環されてきたタイミングで、トナー消費パターンを現像するようにしてやれば、残留している劣化トナーを効率良く消費することができる。   As described above, a portion where the toner concentration sensor output value is low (toner concentration is high) in the toner consumption waveform is a portion where toner consumption is not performed. That is, the deteriorated toner is not consumed and remains in the developing device. Therefore, if the toner consumption pattern is developed at the timing when the portion (part) where the deteriorated toner remains is circulated to the development area, the remaining deteriorated toner can be efficiently consumed. .

図6は、トナー消費パターンを作成現像してトナー消費動作を行った時のトナー消費波形を示している。このようなトナー消費波形が得られた場合、1回目のトナー消費波形に対して位相をずらして2回目のトナー消費動作を行うと図7のようになる。このとき、トナー濃度が高い部分(劣化トナーが残っている部分)が残る場合がある。つまり、2回のトナー消費動作によっても、現像器内の劣化トナーを消費できない場合がある。   FIG. 6 shows a toner consumption waveform when a toner consumption pattern is created and developed and a toner consumption operation is performed. When such a toner consumption waveform is obtained, a second toner consumption operation is performed as shown in FIG. 7 when the phase is shifted from the first toner consumption waveform. At this time, a portion having a high toner density (a portion where the deteriorated toner remains) may remain. In other words, the deteriorated toner in the developing device may not be consumed even by the toner consumption operation twice.

そのため、1回目のトナー消費波形の1周目のピーク値と2周目のピーク値との間で複数回トナー消費動作を行うことで、劣化トナーを確実に消費するようにする。
ここで複数回行うトナー消費波形のうち、最後のトナー消費波形の1周目のピーク部分が、1回目に(最初に)作成するトナー消費波形の2周目の波形のピーク部分に重ならないように作成することが望ましい。なぜなら、1回目のトナー消費動作において消費された箇所で再びトナー消費動作を行わないようにするためである。
Therefore, the deteriorated toner is reliably consumed by performing the toner consumption operation a plurality of times between the peak value of the first round and the peak value of the second round of the first toner consumption waveform.
Here, among the toner consumption waveforms performed a plurality of times, the peak portion of the first round of the toner consumption waveform is not overlapped with the peak portion of the second round of the toner consumption waveform created first (first). It is desirable to create it. This is to prevent the toner consuming operation from being performed again at the portion consumed in the first toner consuming operation.

トナー消費動作を行う回数について図6を用いて説明する。
上記したように図6はトナー消費パターンを作成現像してトナー消費動作を行った時のトナー消費波形を示している。まず1周目のトナー消費波形の出力が上昇し始める位置から現像剤が循環して2周目のトナー濃度センサの出力値が上昇し始めるまでの時間Tを測定する。この時間Tは現像剤が現像器内を一周する循環周期と一致する。
The number of toner consumption operations will be described with reference to FIG.
As described above, FIG. 6 shows a toner consumption waveform when a toner consumption pattern is created and developed and a toner consumption operation is performed. First, a time T from the position at which the output of the toner consumption waveform in the first round starts to rise until the output of the toner density sensor in the second round starts to rise is measured. This time T coincides with a circulation cycle in which the developer makes a round in the developing device.

次に1周目の消費波形の幅であるt_sを求める。そして、T/t_sの計算を行い、商の小数点以下を切り捨てた値をトナー消費動作を行う回数とする。このようにして、トナー消費動作を行う回数を求めることで、時間Tの間に収まるように複数個のトナー消費波形を作成することができる。図8には、時間Tの間に3回のトナー消費動作を実行する例を示している。   Next, t_s which is the width of the consumption waveform in the first round is obtained. Then, T / t_s is calculated, and a value obtained by rounding down the decimal part of the quotient is set as the number of times of toner consumption operation. In this way, by obtaining the number of times of performing the toner consumption operation, a plurality of toner consumption waveforms can be created so as to fall within the time T. FIG. 8 shows an example in which the toner consumption operation is performed three times during the time T.

また、トナー消費動作を行うタイミングは、時間Tをトナー消費動作を行う回数で割りその時間分前回のトナー消費動作実行開始から遅延させてトナー消費動作を実行させるようにすれば、時間Tの間で均等に分散してトナー消費動作を行うことが可能となる。ここで、その遅延時間をtdとする。図8に示すように、時間Tの間にトナー消費波形(1周目の消費波形)を収めるため、作成する最後の(3回目の)トナー消費波形の1周目のピーク部分が1回目の(最初の)トナー消費波形の2周目のピーク部分と重なることはない。   Further, the timing of performing the toner consuming operation is as long as the time T is divided by the number of times the toner consuming operation is performed and the toner consuming operation is executed after the start of the previous toner consuming operation. Thus, it is possible to perform the toner consumption operation evenly distributed. Here, the delay time is assumed to be td. As shown in FIG. 8, since the toner consumption waveform (consumption waveform of the first round) is accommodated during time T, the peak portion of the first round of the final (third) toner consumption waveform to be created is the first time. It does not overlap with the peak portion of the second round of the (first) toner consumption waveform.

なお、トナー消費波形が現像器を1周循環する間を「1周目」、循環の2周目以降に作像するもの(の波形)を「2周目」と称する。
図9(a)では、1周目に3回トナー消費パターンを作成現像し、各トナー消費波形を重ね合わせた結果の合成波形を点線で示している。なお、1回目の波形は実線で、2回目の波形は一点鎖線で、3回目の波形は太実線で示している。
The toner consumption waveform is referred to as “first round” while the developing device circulates once around the developing device, and the waveform that forms after the second round of circulation is referred to as “second round”.
In FIG. 9A, a combined waveform obtained by creating and developing a toner consumption pattern three times in the first round and superposing the toner consumption waveforms is indicated by a dotted line. The first waveform is indicated by a solid line, the second waveform is indicated by a one-dot chain line, and the third waveform is indicated by a thick solid line.

この合成波形(重ね合わせた結果)から分かるように、1回目のトナー消費動作によるトナー消費個所が現像器内を一周する間で均等に複数回トナー消費動作を行うことができるため、劣化トナーを確実に消費することが可能となる。   As can be seen from the composite waveform (result of superposition), the toner consumption operation by the first toner consumption operation can be performed multiple times evenly around the inside of the developing device. It becomes possible to consume reliably.

しかしながら、重ね合わせた結果の合成波形において、丸で囲んだ部分のようにトナー消費波形が低い(トナー濃度が高い)部分がある。この谷の部分は、劣化トナーが若干残留していることを示している。そのため、この合成波形のリップルを打ち消すようにトナー消費動作を再度行えば、劣化トナーを確実に消費することが可能となる。   However, in the combined waveform as a result of superposition, there is a portion where the toner consumption waveform is low (toner density is high), such as a circled portion. This valley portion indicates that some deteriorated toner remains. Therefore, if the toner consumption operation is performed again so as to cancel the ripple of the composite waveform, the deteriorated toner can be reliably consumed.

そこで、合成波形における谷の部分(トナー濃度が高い部分)が現像領域に再度循環してきたタイミングで(現像剤循環における2周目の時点に対して)トナー消費動作を行う。これにより、確実に劣化トナーを消費することができる。なお、図9(b)及び(c)については後述するが、(b)は2周目で行うトナー消費動作によるトナー消費波形である。また、(c)は各トナー消費波形を重ね合わせた結果を示すものである。この(c)に示す波形より、2週目以降のリップルが小さくなっていること、すなわち、劣化トナーが確実に消費されている様子が分かる。   Therefore, the toner consumption operation is performed at the timing when the valley portion (the portion having a high toner density) in the combined waveform circulates again in the development area (for the second round of the developer circulation). Thereby, the deteriorated toner can be consumed reliably. Although FIGS. 9B and 9C will be described later, FIG. 9B shows a toner consumption waveform by a toner consumption operation performed in the second round. (C) shows the result of superposing the toner consumption waveforms. From the waveform shown in (c), it can be seen that the ripple after the second week is small, that is, how the deteriorated toner is consumed reliably.

ここで、上記2周目にトナー消費動作を行う理由(トナー消費パターンの作成によって生じるトナー消費波形を重ね合わせた合成波形における谷の部分が循環して再度現像領域に達した2周目でトナー消費動作を行い劣化トナーを消費する理由)について説明する。   Here, the reason for performing the toner consumption operation in the second round (the toner in the second round when the valley portion in the combined waveform obtained by superimposing the toner consumption waveforms generated by the creation of the toner consumption pattern circulates and reaches the development area again) The reason why the consumption operation is performed and the deteriorated toner is consumed will be described.

本実施例では、トナー消費パターンは図10に示すようなパターンを作成する。トナー消費パターンの副走査長さが各色のステーション間ピッチに収まるようにしている。このようにすれば、トナー消費パターンを重ならずに同時に作成することができる。そのため、他色の消費パターン作成のために遅延などを行う必要がなく余計な時間がかからなくなる。   In this embodiment, the toner consumption pattern is created as shown in FIG. The sub-scanning length of the toner consumption pattern is set within the inter-station pitch of each color. In this way, toner consumption patterns can be created simultaneously without overlapping. For this reason, it is not necessary to perform a delay or the like for creating a consumption pattern for other colors, and an extra time is not required.

また、トナー消費パターンを重ねて作成するとクリーニング部材に一度に入力されるトナー量が多くなるため、クリーニング部材への負担が大きくなる。そのため、クリーニング不良の点からも各色のトナー消費パターンは重ならないように作成することが望ましい。   In addition, if the toner consumption patterns are created in an overlapping manner, the amount of toner that is input to the cleaning member at a time increases, which increases the burden on the cleaning member. Therefore, it is desirable that the toner consumption patterns of the respective colors are created so as not to overlap from the point of poor cleaning.

図11は、最短のタイミングでトナー消費パターンを作成した場合におけるトナー消費波形と、各トナー消費波形を重ね合わせた結果の波形を表している。
ここで、Yのトナー消費パターンに注目して説明を行う。Yのトナー消費パターンを1回作成したら、次に最短でYのトナー消費パターンを作成する位置は1回目の消費パターンの作成位置から他の色の消費パターン分(3ステーション分)離れた場所となる。つまり、他色の消費パターンの場所ではYのトナー消費パターンを作成することができない。
FIG. 11 shows a waveform of a result of superposing the toner consumption waveform and each toner consumption waveform when the toner consumption pattern is created at the shortest timing.
Here, the description will be made by paying attention to the Y toner consumption pattern. Once the Y toner consumption pattern is created once, the position where the next Y toner consumption pattern is created is the place where the consumption pattern of another color (for three stations) is away from the creation position of the first consumption pattern. Become. In other words, a Y toner consumption pattern cannot be created at the location of the consumption pattern of another color.

各トナー消費波形を重ね合わせた点線からわかるように、トナー消費波形が低い部分が存在している。この部分は劣化トナーが残留していることを示している。このトナー消費波形のリップルを打ち消すようにトナー消費動作を行えば劣化トナーを消費することができる。   As can be seen from the dotted line obtained by superimposing the toner consumption waveforms, there is a portion where the toner consumption waveform is low. This portion indicates that the deteriorated toner remains. If the toner consumption operation is performed so as to cancel the ripple of the toner consumption waveform, the deteriorated toner can be consumed.

しかしながら、1周目の1回目のトナー消費パターンと2回目のトナー消費パターンの間ではYのトナー消費パターンを作成することができない。これは前術したように他の色とパターンが重ならないようにしているためである。   However, a Y toner consumption pattern cannot be created between the first and second toner consumption patterns in the first round. This is because other colors and patterns do not overlap as in the previous operation.

そこで、上記図9で説明したように、合成波形(重ね合わせたトナー消費波形)の低い部分(谷の部分)が現像器を循環した2周目でトナー消費波形の低い部分を打ち消すようにトナー消費パターンを作成する。   Therefore, as described above with reference to FIG. 9, the toner is such that the low portion (valley portion) of the combined waveform (superposed toner consumption waveform) cancels the low toner consumption waveform portion in the second turn through the developing device. Create consumption patterns.

以上のようにすることで、現像剤循環における1周目でのトナー消費動作で消費しきれなかった箇所に対して現像剤循環の2周目でトナー消費動作を行うことが可能となるため、劣化トナーを確実に消費することが可能となる。   By doing as described above, it becomes possible to perform the toner consuming operation in the second lap of the developer circulation to the portion that could not be consumed by the toner consuming operation in the first lap in the developer circulation. It becomes possible to reliably consume the deteriorated toner.

次に、現像剤循環における2周目の時点で作成するトナー消費パターンについて説明する。
上述したように、現像剤が1周循環する間にトナー消費動作を複数回行う場合にトナー消費波形の低下する部分も複数存在する。トナー消費波形が低下する位置は消費波形と消費波形を重ね合わせた間の部分となるため、トナー消費波形が低下する箇所は[作成する消費パターン数−1]となる。そのため、トナーリップルを打ち消すためには[1周目で作成するトナー消費パターン回数−1]回を2周目で作成すればよい。
Next, a toner consumption pattern created at the second round in the developer circulation will be described.
As described above, there are a plurality of portions where the toner consumption waveform decreases when the toner consumption operation is performed a plurality of times while the developer circulates once. Since the position where the toner consumption waveform decreases is a portion between the consumption waveform and the consumption waveform overlapped, the portion where the toner consumption waveform decreases is [number of consumption patterns to be created-1]. Therefore, in order to cancel the toner ripple, [the number of times of toner consumption pattern created in the first round minus 1] times may be created in the second round.

また、現像剤循環の2周目で消費するトナー消費パターンは1周目に作成するパターンとは異なるパターンとするとよい。なぜなら、1周目の重ね合わせたトナー消費波形のリップルを打ち消す分だけのトナー消費を実行すればよいためである。1周目で作成したパターンと同じパターンを作成すると過剰にトナーが消費されトナー濃度のリップルが余計に大きくなる可能性がある。そのため、トナー消費波形のリップルを打ち消すのに適した量のトナー消費パターンを作成する必要がある。   The toner consumption pattern consumed in the second round of developer circulation may be different from the pattern created in the first round. This is because it suffices to execute toner consumption as much as to cancel the ripple of the toner consumption waveform superimposed on the first round. If the same pattern as that created in the first round is created, the toner may be consumed excessively and the toner density ripple may become excessive. Therefore, it is necessary to create an amount of toner consumption pattern suitable for canceling the ripple of the toner consumption waveform.

図12は、トナー消費パターンの大きさを副走査方向に変化させたときのトナー消費波形を示すものである。トナー消費パターンは副走査方向に長い「A」パターンと短い「B」パターンを作成するものとする。このとき、主走査方向長さは「A」、「B」ともに同じ長さである。図において、「A」パターンのトナー消費波形を実線、「B」パターンのトナー消費波形は一点鎖線で示してある。   FIG. 12 shows a toner consumption waveform when the size of the toner consumption pattern is changed in the sub-scanning direction. As the toner consumption pattern, a long “A” pattern and a short “B” pattern are created in the sub-scanning direction. At this time, the length in the main scanning direction is the same for both “A” and “B”. In the figure, the toner consumption waveform of the “A” pattern is indicated by a solid line, and the toner consumption waveform of the “B” pattern is indicated by a one-dot chain line.

図12から「A」と「B」でピーク位置の振幅が異なるのが分かる。これは、トナー消費量が「B」パターンの方が少ないため、現像剤のトナー濃度の低下が小さいためである。また、現像剤が循環して生じる2周目の波形が上昇し始める位置は「A」、「B」ともに同じとなる。これは現像剤が1周する循環周期が同じためである。また、「B」は「A」と比べて消費波形の幅が狭くなり、またピーク位置がくるタイミングも早くなる。   It can be seen from FIG. 12 that “A” and “B” have different peak position amplitudes. This is because the toner consumption amount is smaller in the “B” pattern, and the decrease in the toner density of the developer is small. Further, the position where the waveform of the second round generated by the circulation of the developer starts to rise is the same for both “A” and “B”. This is because the circulation cycle in which the developer makes one round is the same. Also, “B” has a narrower consumption waveform width than “A”, and the timing at which the peak position arrives is earlier.

図13は、トナー消費パターンの濃度を変更した場合のトナー消費波形を示すものである。「B」パターンは「A」パターンよりも濃度が低いものである。この場合、トナー消費量が「B」パターンの方が少ないため、消費波形の振幅が小さくなる。作成するパターンの面積は同じであるため、消費波形の幅は「A」と「B」で同じである。なお、作成するトナー消費パターンの濃度を変更するには現像ポテンシャルを変更すればよく、例えば(「B」パターン作成時の現像バイアス)<(「A」パターン作成時の現像バイアス)となるようにして濃度を変更すればよい。   FIG. 13 shows a toner consumption waveform when the density of the toner consumption pattern is changed. The “B” pattern has a lower density than the “A” pattern. In this case, since the toner consumption amount is smaller in the “B” pattern, the amplitude of the consumption waveform becomes smaller. Since the areas of the patterns to be created are the same, the width of the consumption waveform is the same for “A” and “B”. In order to change the density of the toner consumption pattern to be created, the development potential may be changed. For example, (development bias when creating “B” pattern) <(development bias when creating “A” pattern) Change the concentration.

図14は、トナー消費パターンの書込み密度を変更した場合のトナー消費波形を示すものである。「A」パターンはベタの消費パターン、「B」パターンはハーフトーンの消費パターンを作成している。図14の場合と同様に、「B」パターンは「A」パターンと比べてトナー消費量が少なくなるため、消費波形の振幅が小さくなる。   FIG. 14 shows a toner consumption waveform when the writing density of the toner consumption pattern is changed. The “A” pattern creates a solid consumption pattern, and the “B” pattern creates a halftone consumption pattern. As in the case of FIG. 14, the “B” pattern consumes less toner than the “A” pattern, so the amplitude of the consumption waveform is small.

図15は消費パターンの大きさと濃度を変更した場合のトナー消費波形を示すものである。この図では、大きさと濃度の両方を「A」パターンから変更したものを「C」パターンとして示している。「C」パターンは「B」パターンとパターンの大きさは同じで濃度が低い。このようにパターンの大きさと濃度を組み合わせて変更することで消費波形の幅と振幅を同時に変更することができる。   FIG. 15 shows a toner consumption waveform when the size and density of the consumption pattern are changed. In this figure, a pattern obtained by changing both the size and density from the “A” pattern is shown as a “C” pattern. The “C” pattern and the “B” pattern have the same pattern size and low density. Thus, by changing the pattern size and density in combination, the width and amplitude of the consumption waveform can be changed simultaneously.

上記したように、作成するトナー消費パターンの大きさや濃度、書込み密度を変更することで、トナー消費波形を変更することができる。そのため、1周目の重ね合わせたトナー消費波形のリップルを打ち消すのに適したトナー消費パターンを2周目で作成すれば、過剰にトナー消費を行うことなく適切なトナー消費動作を行うことが可能となる。   As described above, the toner consumption waveform can be changed by changing the size, density, and writing density of the toner consumption pattern to be created. Therefore, if a toner consumption pattern suitable for canceling the ripple of the superimposed toner consumption waveform in the first round is created in the second round, an appropriate toner consumption operation can be performed without excessive toner consumption. It becomes.

例えば、複数回作成する1周目のトナー消費波形を重ね合わせたトナー消費波形のリップルの幅が小さい場合には、2周目で作成するトナー消費パターンの副走査方向長さを短くすればよい。また、重ね合わせたトナー消費波形のリップルの振幅が小さい場合には消費パターンの濃度を低く、もしくは書込み密度を低く設定すれ振幅が小さいトナー消費波形を作成することが可能となる。   For example, when the ripple width of the toner consumption waveform formed by superimposing the toner consumption waveforms of the first round created a plurality of times is small, the length of the toner consumption pattern created in the second round may be shortened. . Further, when the amplitude of the ripple of the superimposed toner consumption waveform is small, it is possible to create a toner consumption waveform with a small amplitude by setting the density of the consumption pattern low or the writing density low.

以上のように、複数回のトナー消費パターンの作成によって生じるトナー消費波形を重ね合わせた結果生じるトナー消費波形のリップルを打ち消すのに適したトナー消費パターンを作成すればよい。   As described above, it is only necessary to create a toner consumption pattern suitable for canceling the ripple of the toner consumption waveform generated as a result of overlapping the toner consumption waveforms generated by creating the toner consumption pattern a plurality of times.

図16に、現像剤循環の2周目で消費するトナー消費パターンの一例を示す。この図に示すトナー消費パターンは、図10に示したパターンに比べ、副走査方向長さを短くしたものである。   FIG. 16 shows an example of a toner consumption pattern consumed in the second round of developer circulation. The toner consumption pattern shown in this figure has a shorter length in the sub-scanning direction than the pattern shown in FIG.

ところで、本実施例において、現像剤循環の1周目で作成するトナー消費パターンは毎回同じである。そのため、トナー消費波形を重ね合わせた際に生じるリップルの大きさも毎回同じとなる。つまりは、2周目でリップルを打ち消すために作成するトナー消費パターンも毎回同じとなる。   In this embodiment, the toner consumption pattern created in the first round of developer circulation is the same every time. For this reason, the magnitude of the ripple generated when toner consumption waveforms are superimposed is the same every time. That is, the toner consumption pattern created to cancel the ripple in the second round is the same every time.

そのため、リップルを打ち消すのに適したトナー消費パターンを予め設定しておき、1周目の重ね合わせたトナー消費波形のトナー濃度センサ出力が低い部分(トナー濃度が高い部分)が現像領域に再度循環してきたタイミングで(現像剤循環における2周目の時点に対して)前記予め設定しておいたトナー消費パターンを作成現像してトナー消費動作を行えば、適切なトナー消費動作を行うことが出来、劣化トナーを確実に消費することが可能となる。   Therefore, a toner consumption pattern suitable for canceling the ripple is set in advance, and the portion where the toner density sensor output of the superimposed toner consumption waveform in the first round is low (the portion where the toner concentration is high) is circulated again to the development region. If the preset toner consumption pattern is created and developed and the toner consumption operation is performed (with respect to the second round of the developer circulation) at a given timing, an appropriate toner consumption operation can be performed. Thus, it is possible to reliably consume the deteriorated toner.

次に、2周目のトナー消費パターンの書込みタイミングについて前出の図9を用いて説明を行う。ここではトナー消費パターンを3回作成する場合について説明する。
図9(a)はトナー消費パターンを3回作成し、それぞれのトナー消費波形を重ね合わせた結果(合成波形)を点線で示している。なお、1回目のトナー消費波形は実線、2回目を一点鎖線、3回目を太実線で示している。また図9(b)は2周目のトナー消費パターンの作成によって生じるトナー消費波形を示している。2周目に行うトナー消費動作の回数は3−1=2回となり、2回トナー消費動作を行う。
Next, the writing timing of the toner consumption pattern for the second round will be described with reference to FIG. Here, a case where the toner consumption pattern is generated three times will be described.
FIG. 9A shows a result (composite waveform) obtained by creating a toner consumption pattern three times and superposing the respective toner consumption waveforms with a dotted line. The first-time toner consumption waveform is indicated by a solid line, the second time by a one-dot chain line, and the third time by a thick solid line. FIG. 9B shows a toner consumption waveform generated by creating a toner consumption pattern for the second round. The number of toner consumption operations performed in the second round is 3-1 = 2, and the toner consumption operation is performed twice.

まずトナー消費動作開始から最大値までの時間t1を測定する。上記したように2回目のトナー消費パターン作成を開始する時間はtdである。3回目のトナー消費パターンの作成を開始するタイミングは2回目のトナー消費パターンの作成開始からさらにtd遅延させた時間となる。   First, a time t1 from the start of the toner consumption operation to the maximum value is measured. As described above, the time for starting the second toner consumption pattern creation is td. The timing of starting the creation of the third toner consumption pattern is a time further delayed by td from the start of the creation of the second toner consumption pattern.

1回目のトナー消費波形の最大値と2回目のトナー消費波形の最大値の間の時間はtdとなる。2回目と3回目の間の時間も同様にtdとなる。現像剤の循環周期はTとする。   The time between the maximum value of the first toner consumption waveform and the maximum value of the second toner consumption waveform is td. Similarly, the time between the second time and the third time is td. The developer circulation cycle is T.

次に2周目で作成するトナー消費パターンにおいて、トナー消費パターンの書込み開始から、最大値までの時間tmを測定する。
ここで、図9(a)の3回のトナー消費波形を重ね合わせた合成波形が低下している位置(谷の位置)は、各回トナー消費波形の最大値と最大値のほぼ中間地点である。そのため、現像剤循環における2周目の時点において、最大値と最大値の中間地点にトナー消費波形の最大値がくるようにすれば、トナーリップルをよりフラットに打ち消すことができる。
Next, in the toner consumption pattern created in the second round, the time tm from the start of writing of the toner consumption pattern to the maximum value is measured.
Here, the position (valley position) where the combined waveform obtained by superimposing the three toner consumption waveforms in FIG. 9A is lowered (the position of the valley) is an approximately halfway point between the maximum value and the maximum value of each toner consumption waveform. . Therefore, if the maximum value of the toner consumption waveform comes to the middle point between the maximum value and the maximum value at the second turn in the developer circulation, the toner ripple can be canceled more flatly.

1周目の重ね合わせたトナー消費波形の1つめの最小値(合成波形1周目の谷の部分が循環してできる2周目での谷の部分)に2周目で作成するトナー消費波形の最大値が重なるようにするには、1回目のトナー消費パターンの書込み開始をトリガとして、[t1+td/2+T−tm]=ta秒経過後に2周目のトナー消費パターンの書込みを開始すればよい。t1+td/2は重ね合わせたトナー消費波形の最小値の位置となる。その最小値が1周循環する時間はTである。そのためt1+td/2+T秒経過後に2周目で作成するトナー消費パターンのトナー消費波形の最大値が略重なるようにするにはtm秒前から2周目のトナー消費パターンの書込み開始すればよい。   Toner consumption waveform The first minimum value of the first round of superimposed toner consumption waveform created in two lap (composite waveform 1 round valley portion of the portion of the valley in the second round that can be circulated) to the maximum value of overlap as a trigger to start writing of the first toner consumption patterns, it may start writing [t1 + td / 2 + T-tm] = 2 lap toner consumption patterns after ta seconds elapse . t1 + td / 2 is the position of the minimum value of the superimposed toner consumption waveform. The time for which the minimum value circulates once is T. Therefore t1 + td / 2 + T s after the may be a write start of the toner consumption pattern of the second lap from the previous tm seconds to as the maximum value of the toner consumption waveform of toner consumption patterns to create overlap substantially in the second round.

1周目の重ね合わせたトナー消費波形の2つめの最小値は1つめからtd経過後となる。なぜなら、2回目と3回目のトナー消費波形の最大値の間となるためである。そのため、これを打ち消すためのトナー消費波形もta+td秒経過後にトナー消費パターンの作成を開始すればよい。   The second minimum value of the superimposed toner consumption waveform in the first round is after the elapse of td from the first. This is because it is between the maximum values of the second and third toner consumption waveforms. For this reason, the toner consumption waveform for canceling this may be created after ta + td seconds.

上記タイミングでトナー消費動作を行いトナー消費波形を重ね合わせた結果、すなわち(a)の3回のトナー消費動作と(b)の2周目で行う2回のトナー消費動作のそれぞれのトナー消費波形を重ね合わせた結果を図9(c)に示す。図9(c)に示す合成波形から分かるように、図9(a)で生じていたトナー消費波形のリップルが解消されている。   As a result of superposing the toner consumption waveforms by performing the toner consumption operation at the above timing, that is, the respective toner consumption waveforms of the three toner consumption operations in (a) and the two toner consumption operations in the second round of (b). The result of overlaying is shown in FIG. As can be seen from the combined waveform shown in FIG. 9C, the ripple of the toner consumption waveform that occurred in FIG. 9A is eliminated.

以上のように現像剤の2周目においてトナー消費動作を実行することで、劣化トナーが残留している部分でトナー消費動作を行えるため、より効果的に劣化トナーを消費することが可能となる。   As described above, the toner consumption operation is executed in the second round of the developer, so that the toner consumption operation can be performed in the portion where the deteriorated toner remains, so that the deteriorated toner can be consumed more effectively. .

以上が本実施形態におけるトナー消費動作についての説明である。なお、実際のトナーリフレッシュ動作では、劣化したトナーを消費するだけではなく、新しいトナーと入れ替えるためにトナー補給を行う必要がある。続いて、本実施形態におけるトナー補給動作について説明を行う。   The above is the description of the toner consumption operation in the present embodiment. In the actual toner refresh operation, it is necessary not only to consume the deteriorated toner but also to replenish the toner in order to replace it with a new toner. Next, the toner supply operation in the present embodiment will be described.

図17は、トナー補給モータを駆動し(トナー補給動作を行い)、その後トナー補給・消費をともに行わずに搬送スクリューによる攪拌を行い、トナー濃度センサにより現像器内のトナー濃度を測定した結果である。図17のグラフから分かるように、トナー補給を行うとトナー濃度センサの出力値が低下するのが分かる(このトナー補給によって生じるトナー濃度センサの出力値の変化を以後トナー補給波形と呼ぶ)。このトナー補給波形は同じ量のトナー補給を行った場合には毎回ほぼ同じ波形となる。   FIG. 17 shows the result of driving the toner replenishing motor (performing the toner replenishing operation), and then stirring with the conveying screw without performing toner replenishment and consumption, and measuring the toner concentration in the developing device with the toner concentration sensor. is there. As can be seen from the graph of FIG. 17, it can be seen that when the toner is replenished, the output value of the toner density sensor decreases (the change in the output value of the toner density sensor caused by the toner replenishment is hereinafter referred to as a toner replenishment waveform). This toner replenishment waveform is almost the same every time when the same amount of toner is replenished.

図18は、本発明を適用しない場合の、トナー消費波形とトナー補給波形を同時に示したものである。ここで、現像装置内のトナー濃度センサ出力はトナー消費波形とトナー補給波形を足し合わせたものとなる。そのため、トナー濃度センサ出力値は太線のようになる。   FIG. 18 shows a toner consumption waveform and a toner supply waveform simultaneously when the present invention is not applied. Here, the toner density sensor output in the developing device is the sum of the toner consumption waveform and the toner supply waveform. Therefore, the toner density sensor output value is as shown by a thick line.

なお、図18に示す場合にはトナー補給動作をトナー消費波形の立ち上がり部分で3回行っている。この場合、太線で示すようにトナー濃度センサ出力値に大きなリップルが発生している。これは、現像装置内のトナー濃度に変動があることを意味している。つまり、トナーが補給されてトナー濃度が高くなった箇所と、トナーが補給されずにトナー濃度が低い箇所が現像装置内で存在していることになる。   In the case shown in FIG. 18, the toner supply operation is performed three times at the rising edge of the toner consumption waveform. In this case, a large ripple is generated in the toner density sensor output value as indicated by a bold line. This means that the toner density in the developing device varies. In other words, there are locations in the developing device where the toner concentration is increased due to toner replenishment and locations where the toner concentration is low without toner replenishment.

トナーリフレッシュ動作の目的は劣化トナーを消費し、その分新しいトナーを補給して入れ替えることである。そのため、トナー補給動作を適切に行わないと劣化トナーが消費されただけで新しいトナーとの入れ替えが行われない箇所が存在することになる。   The purpose of the toner refresh operation is to consume the deteriorated toner and supply and replace it with new toner. For this reason, if the toner replenishment operation is not properly performed, there is a portion where the deteriorated toner is consumed and the replacement with new toner is not performed.

一方、図19は、本発明を適用した場合を示すもので、トナー補給タイミングを変更し3回トナー補給を行った場合について、トナー濃度センサの出力値を示している。なお、このときトータルのトナー補給量は図18の場合と同じである。図19において、トナー消費波形とトナー補給波形を足し合わせた太線波形(トナー濃度センサ出力値に相当する)は、よりフラットとなっていることが分かる。   On the other hand, FIG. 19 shows the case where the present invention is applied, and shows the output value of the toner density sensor when the toner supply timing is changed and toner is supplied three times. At this time, the total toner replenishment amount is the same as in FIG. In FIG. 19, it can be seen that the thick line waveform (corresponding to the toner density sensor output value) obtained by adding the toner consumption waveform and the toner supply waveform is flatter.

このようにトナー補給タイミングを変更すれば、トナー濃度リップルの発生を無くすことが可能となる。これは、トナー消費が行われた箇所にまんべんなくトナー補給が行われたことを意味している。つまり、劣化トナーが消費された場所に的確にトナー補給動作が行われたこととなる。   By changing the toner supply timing in this way, it is possible to eliminate the occurrence of toner density ripple. This means that the toner has been replenished evenly where the toner is consumed. That is, the toner replenishment operation is accurately performed at the place where the deteriorated toner is consumed.

ここで、図19より、トナー消費波形の1周目の波形を打ち消すようにトナー補給動作を行えば、2周目以降ではトナー濃度が一定となっているのがわかる。そのため、2周目のトナー消費波形は生じなくなる(山が発生しなくなる)ため、2周目のトナー消費波形に関してはトナー補給を行う必要がない。   Here, it can be seen from FIG. 19 that if the toner supply operation is performed so as to cancel the waveform of the first round of the toner consumption waveform, the toner density is constant from the second round onward. For this reason, the toner consumption waveform for the second round does not occur (no peaks occur), so it is not necessary to replenish the toner for the toner consumption waveform for the second round.

トナー消費動作を現像剤循環における2周目の時点で行う場合も同様に、トナー消費波形の1周目の波形を打ち消すようにトナー補給動作を行えばよい。
以上のことから、1周目のトナー消費波形を打ち消すようなタイミングでトナー補給動作を行えば劣化トナーが消費された箇所に新しいトナーを補給することができ、的確にトナーの入れ替えを行うことが可能となる。具体的なトナー補給動作については後述する。
Similarly, when the toner consumption operation is performed at the second round of the developer circulation, the toner supply operation may be performed so as to cancel the waveform of the first round of the toner consumption waveform.
From the above, if the toner replenishment operation is performed at a timing that cancels the toner consumption waveform in the first round, new toner can be replenished to the portion where the deteriorated toner is consumed, and the toner can be accurately replaced. It becomes possible. A specific toner supply operation will be described later.

本実施形態において、トナーリフレッシュ動作で作成するトナー消費パターンは毎回同じ大きさのパターンを作成する。そのため、前述したようにトナー消費波形は毎回略同じ波形となる。つまり、消費されてトナー濃度の低い箇所が現像器内を循環しトナー補給口に到達するまでの時間も毎回略同じタイミングである。   In this embodiment, the toner consumption pattern created by the toner refresh operation creates a pattern of the same size every time. Therefore, as described above, the toner consumption waveform is substantially the same every time. In other words, the time until the portion where the toner density is consumed and circulates in the developing device reaches the toner replenishing port is almost the same timing each time.

以上のことから、トナー消費波形を打ち消すようなトナー補給タイミングは予め設定しておくことが可能となる。つまり、トナー消費パターンの書き込み開始をトリガにしてトナー消費波形を打ち消すタイミングでトナー補給動作を行うことが可能となる。   From the above, it is possible to set in advance the toner replenishment timing that cancels the toner consumption waveform. That is, the toner replenishment operation can be performed at the timing when the toner consumption waveform is canceled with the start of writing of the toner consumption pattern as a trigger.

図20のトナー補給動作(a)に示すように、複数回行われるトナー消費動作によって生じるトナー消費波形それぞれを打ち消すようにトナー補給動作を実行すれば劣化トナーが消費された箇所に対して的確にトナー補給を行うことができるため、効果的にトナーリフレッシュを行うことができる。   As shown in the toner replenishing operation (a) in FIG. 20, if the toner replenishing operation is executed so as to cancel each of the toner consumption waveforms generated by the toner consuming operation performed a plurality of times, the portion where the deteriorated toner is consumed is accurately obtained. Since toner can be replenished, toner refresh can be performed effectively.

1周目で作成するトナー消費パターンと2周目で作成するトナー消費パターンが異なる場合には、図21に示すように、それぞれのトナー消費パターンに対して消費波形を打ち消すようにトナー補給タイミングを予め設定しておき、トナー補給を実行すればよい。   When the toner consumption pattern created in the first round differs from the toner consumption pattern created in the second round, as shown in FIG. 21, the toner supply timing is set so as to cancel the consumption waveform for each toner consumption pattern. It may be set in advance and toner supply may be executed.

なお、トナー消費波形を打ち消す方法は1周目のトナー消費波形に対してだけではなく、現像剤が循環して生じる2周目以降の消費波形に対しても行うようにしても良い。   The method of canceling the toner consumption waveform may be performed not only on the toner consumption waveform of the first round, but also on the consumption waveforms of the second and subsequent rounds generated by the circulation of the developer.

例えば、高温高湿環境の場合、現像剤中に多く水分を含むために電荷が放出されやすくなりトナーの帯電量が低下する。このような状況において、前記したように1周目のトナー消費波形を打ち消すようにトナー補給を行った場合、現像剤が現像器内を1周する間に多くのトナーが現像器内に補給されることになる。多くのトナーが補給されるとトナーとキャリアが接触する機会が減り帯電量が高くなりにくくなる。そのため、帯電量を上げるためにはなるべく分散してトナーを補給する必要がある。   For example, in a high-temperature and high-humidity environment, since the developer contains a large amount of moisture, charges are easily released, and the charge amount of the toner is reduced. In such a situation, when the toner is replenished so as to cancel the toner consumption waveform in the first round as described above, a large amount of toner is replenished in the developer while the developer makes one round in the developer. Will be. When a large amount of toner is replenished, the chance of contact between the toner and the carrier decreases, and the amount of charge becomes difficult to increase. Therefore, in order to increase the charge amount, it is necessary to replenish toner as much as possible.

そこで、例えば1周目のトナー消費波形を打ち消すために必要なトナー補給量の半分だけを補給しておき、2周目で残りの半分を補給するようにする。このような補給を行えば、トナーとキャリアが接触する機会が増え帯電量を高くする効果が得られる。   Therefore, for example, only half of the toner supply amount necessary to cancel the toner consumption waveform in the first round is supplied, and the remaining half is supplied in the second round. If such replenishment is performed, the chance that the toner and the carrier come into contact with each other increases, and the effect of increasing the charge amount can be obtained.

図20のトナー補給動作(b)は、必要なトナー補給量を1周目のトナー消費波形と2周目のトナー消費波形に分けて補給動作を実施したものである。このように2周目以降のトナー補給タイミングとしては本来1周目で行うはずのタイミングを現像剤が1周循環する分遅延させて補給を行うようにすればよい。そうすれば、1周目のみで補給する場合と同様に劣化トナーの消費位置に対して的確に補給動作を行うことができる。   The toner replenishment operation (b) in FIG. 20 is performed by dividing the required toner replenishment amount into a toner consumption waveform for the first round and a toner consumption waveform for the second round. In this way, as the toner replenishment timing for the second and subsequent rounds, the replenishment may be performed by delaying the timing that should originally be performed in the first round by the amount of circulation of the developer one round. By doing so, it is possible to perform the replenishment operation accurately with respect to the consumption position of the deteriorated toner as in the case of replenishment only in the first round.

以上のように、トナー補給を行うことで帯電量の低下を防ぎつつ、劣化トナーが消費された箇所にトナーを補給することが可能となり、効果的にトナーリフレッシュを行うことが可能となる。   As described above, while preventing a decrease in the charge amount by performing the toner replenishment, it is possible to supply toner to a portion where the deteriorated toner is consumed, the effectively possible to perform toner refresh.

次に、トナー補給装置の回転速度を変更し、単位時間あたりのトナー補給量を変更することができるシステムを用いた場合のトナー補給方法ついて説明する。
このようなトナー補給システムではトナー補給装置の回転速度を速くすれば、単位時間あたりの補給量は多くなり、トナー補給装置の回転速度を遅くすれば、単位時間当たりの補給量を少なくすることができる。前記したようにトナー消費波形は予め分かっている。そのため図22の補給装置回転駆動(c)に示すように、トナー消費波形を打ち消すように単位時間当たりのトナー補給量(トナー補給装置の回転速度)を変更してトナー補給を行えば、劣化トナーが消費された箇所に対して的確にトナー補給を行うことが可能となる。これにより、効果的なトナーリフレッシュを行うことができる 次に、トナー補給装置の単位時間当たりの補給量は一定で、トナー補給駆動のON時間とOFF時間を可変とすることができるシステムを用いた場合のトナー補給方法について説明する。
Next, a toner replenishing method using a system that can change the toner replenishment amount and the toner replenishment amount per unit time will be described.
In such a toner supply system, if the rotation speed of the toner supply device is increased, the supply amount per unit time increases, and if the rotation speed of the toner supply device is decreased, the supply amount per unit time may be reduced. it can. As described above, the toner consumption waveform is known in advance. Therefore, as shown in the replenishing device rotation drive (c) in FIG. 22, if toner is replenished by changing the toner replenishing amount (rotation speed of the toner replenishing device) per unit time so as to cancel the toner consumption waveform, the deteriorated toner Therefore, it is possible to accurately replenish toner to the portion where the toner is consumed. This makes it possible to perform effective toner refresh. Next, a system in which the replenishment amount per unit time of the toner replenishing device is constant and the ON time and OFF time of the toner replenishment drive can be made variable is used. A toner replenishing method will be described.

このようなトナー補給システムの場合、1回の補給動作時間(補給モータを駆動させてから停止させるまでの時間)を変更することでトナー補給量を変更することができる。具体的にはON時間が長いほどトナー補給量は多くなり、ON時間が短いほどトナー補給量は少なくなる。   In such a toner replenishment system, the toner replenishment amount can be changed by changing a single replenishment operation time (time from when the replenishment motor is driven to when it is stopped). Specifically, the toner supply amount increases as the ON time increases, and the toner supply amount decreases as the ON time decreases.

そのため、図22のトナー補給動作(d)に示すように、トナー消費波形を打ち消すようにトナー補給駆動のON時間を変更してトナー補給を行い、劣化トナーが消費された箇所に対して的確にトナー補給を行うことができる。   Therefore, as shown in the toner supply operation in FIG. 22 (d), carried out the toner supply by changing the ON time of the toner supply drive so as to cancel the toner consumption waveform, precisely relative locations deteriorated toner is consumed Toner can be replenished.

上記のように、1回目のトナー消費動作によるトナー消費箇所が現像器内を一周する間で均等に複数回トナー消費動作を行うことができるため、確実に劣化トナーを消費することが可能となる。また、劣化トナーが消費された箇所に対して的確なタイミングでトナー補給を行うことで、劣化トナーと新しいトナーを効率よく入れ替えることが可能となる。そのため効果的なトナーリフレッシュを行うことができ、地肌汚れや画像濃度の低下を防ぎ、高品位の画像を安定的に維持することが可能となる。   As described above, since the toner consumption operation by the first toner consumption operation makes one round of the inside of the developing device, the toner consumption operation can be performed evenly multiple times, so that the deteriorated toner can be reliably consumed. . In addition, it is possible to efficiently replace the deteriorated toner and the new toner by replenishing toner at an appropriate timing to the portion where the deteriorated toner is consumed. Therefore, effective toner refresh can be performed, and it is possible to prevent background stains and image density from being lowered and to maintain a high-quality image stably.

続いて本実施形態における、トナーリフレッシュ動作について図23のフローチャートを用いて説明する。
まず、現像モータの走行距離を取得する(S1)。これは、現像モータの駆動時間を取得し、モータの回転速度からモータ駆動距離(走行距離)を算出し取得する。
Next, the toner refresh operation in this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, the travel distance of the developing motor is acquired (S1). This obtains the driving time of the developing motor, and calculates and obtains the motor driving distance (traveling distance) from the rotational speed of the motor.

次に、累積画像面積[cm^2]を取得する(S2)。ここで、累積画像面積は次の式1によって求める。すなわち、転写紙1枚毎に書き込んだ画像面積を取得し、1枚印刷する毎に書き込んだ画像面積分を累積していく。
累積画像面積=前回までの累積画像面積+今回の画像面積・・・(式1)
なお、式1の画像面積の単位はすべて[cm^2]である。
Next, the accumulated image area [cm ^ 2] is acquired (S2). Here, the accumulated image area is obtained by the following equation 1. That is, the image area written for each transfer sheet is acquired, and the written image area is accumulated every time one sheet is printed.
Cumulative image area = cumulative image area up to the previous time + current image area (Formula 1)
Note that the unit of the image area in Equation 1 is all [cm ^ 2].

例えば、高画像面積の印刷を連続して行った場合には累積画像面積の値は大きくなり、一方で低画像面積の印刷を連続して行った場合には累積画像面積は小さい値となる。具体例としては、1枚の画像面積が50[cm^2]の印刷を連続して10枚印刷すると、累積画像面積は500[cm^2]となる。   For example, when the printing of a high image area is continuously performed, the value of the cumulative image area becomes large. On the other hand, when the printing of a low image area is continuously performed, the cumulative image area becomes a small value. As a specific example, when 10 sheets of an image area of 50 [cm ^ 2] are continuously printed, the accumulated image area is 500 [cm ^ 2].

そして、必要リフレッシュ画像面積の算出を行う(S3)。必要リフレッシュ画像面積とは現像器内のトナーが劣化しないためには現像モータの走行距離に対してどのくらいのトナーを消費する必要があるかを画像面積で表した値であり、以下の式2で定義される。
必要リフレッシュ画像面積[cm^2]=現像モータ走行距離[m]×必要リフレッシュ閾値[cm^2/m]−累積画像面積[cm^2]・・・(式2)
Then, the required refresh image area is calculated (S3). The required refresh image area is a value representing how much toner needs to be consumed with respect to the travel distance of the developing motor so that the toner in the developing device does not deteriorate. Defined.
Necessary refresh image area [cm ^ 2] = Development motor travel distance [m] x Necessary refresh threshold [cm ^ 2 / m]-Cumulative image area [cm ^ 2] ... (Formula 2)

式2の必要リフレッシュ閾値とは現像モータの走行距離に対してどのくらいのトナーを消費する必要があるかを意味している。この値はトナーが劣化しないために必要なトナー消費量を予め実験などにより算出しておく。この必要リフレッシュ閾値に現像モータ走行距離を乗ずることで必要なトナー消費量を算出することができる。ただし、印刷を行っている際には印刷された画像面積に応じてトナーが消費される。そのため、必要なトナー消費量から実際に消費したトナーの差を求めることで、トナーが劣化しないためには、あとどのくらいのトナー消費量が必要かを求めることができる。この値が必要リフレッシュ画像面積である。   The required refresh threshold value in Equation 2 means how much toner needs to be consumed with respect to the travel distance of the developing motor. For this value, the amount of toner consumption necessary for preventing the toner from deteriorating is calculated in advance by experiments or the like. The necessary toner consumption can be calculated by multiplying the necessary refresh threshold by the developing motor travel distance. However, when printing is performed, toner is consumed according to the printed image area. Therefore, by obtaining the difference in the actually consumed toner from the necessary toner consumption amount, it is possible to determine how much toner consumption amount is necessary so that the toner does not deteriorate. This value is the required refresh image area.

ここで、累積画像面積の値によっては必要リフレッシュ面積の値が負になることがある。その場合にはトナーが劣化しないために必要な消費量以上にトナーが消費されているため、トナー消費動作が必要ないと判断することができる。   Here, depending on the value of the accumulated image area, the value of the required refresh area may be negative. In this case, since the toner is consumed more than necessary because the toner does not deteriorate, it can be determined that the toner consumption operation is not necessary.

必要リフレッシュ画像面積の算出について具体的な数値例を用いて以下に説明する。
取得した現像モータの走行距離が90[m]で累積画像面積が600[cm^2]であったとし、必要リフレッシュ閾値が25[cm^2/m]であるとすると、必要リフレッシュ画像面積は以下のように求められる。
必要リフレッシュ画像面積=90×25−600=1650[cm^2]
よって、画像面積1650[cm^2]のトナーを消費する必要がある。
The calculation of the required refresh image area will be described below using specific numerical examples.
If the acquired developing motor travel distance is 90 [m] and the accumulated image area is 600 [cm ^ 2], and the required refresh threshold is 25 [cm ^ 2 / m], the required refresh image area is It is calculated as follows.
Necessary refresh image area = 90 × 25−600 = 1650 [cm ^ 2]
Therefore, it is necessary to consume toner having an image area of 1650 [cm 2].

別の例として、取得した走行距離が90[m]で必要リフレッシュ閾値が25[cm^2/m]で累積画像面積が3000[cm^2]であったとすると、
必要リフレッシュ画像面積=90×25−3000=−750[cm^2]
と求められる。
As another example, if the acquired travel distance is 90 [m], the required refresh threshold is 25 [cm ^ 2 / m], and the cumulative image area is 3000 [cm ^ 2],
Necessary refresh image area = 90 × 25−3000 = −750 [cm ^ 2]
Is required.

必要リフレッシュ画像面積の値が負の場合は印刷動作において十分にトナーが消費されているためトナーリフレッシュ動作が必要ないと判断することができる。
以上のようにして、今回の必要リフレッシュ画像面積を算出する。そして、前回までの必要リフレッシュ面積に今回算出したリフレッシュ面積を加算し累積リフレッシュ面積とする(S4)。
累積リフレッシュ画像面積[cm^2]=累積リフレッシュ画像面積[cm^2]+必要リフレッシュ画像面積[cm^2]・・・(式3)
When the value of the necessary refresh image area is negative, it can be determined that the toner refresh operation is not necessary because the toner is sufficiently consumed in the printing operation.
In this way, the current required refresh image area is calculated. Then, the refresh area calculated this time is added to the required refresh area up to the previous time to obtain the cumulative refresh area (S4).
Cumulative refresh image area [cm ^ 2] = Cumulative refresh image area [cm ^ 2] + Necessary refresh image area [cm ^ 2] (Formula 3)

そして、リフレッシュ動作の実行判定を行う(S5)。S4で求めた累積必要リフレッシュ画像面積の値と所定のリフレッシュ実行判定閾値の値を比較して、累積必要リフレッシュ画像面積の値が所定のリフレッシュ実行判定閾値以上であった場合にリフレッシュ動作に移行する。   Then, the execution of the refresh operation is determined (S5). The cumulative required refresh image area value obtained in S4 is compared with a predetermined refresh execution determination threshold value, and if the cumulative required refresh image area value is greater than or equal to the predetermined refresh execution determination threshold value, the process proceeds to a refresh operation. .

すなわち、S5においてトナーリフレッシュ実行判定の結果、実行必要の場合にはS6に進み、トナーリフレッシュ動作を実行する。ここで、トナー消費パターンは毎回同じパターンを作成するようにする。本実施例では、トナー消費パターンは前出の図10で示すようなパターンを作成する。トナー消費パターンの副走査長さが各色のステーション間ピッチに収まるようにしている。このようにすれば、トナー消費パターンを重ならずに同時に作成することができる。そのため、他色の消費パターン作成のために遅延などを行う必要がなく余計な時間がかからなくなる。   That is, as a result of the toner refresh execution determination in S5, if execution is necessary, the process proceeds to S6, and the toner refresh operation is executed. Here, the same toner consumption pattern is created every time. In this embodiment, the toner consumption pattern is created as shown in FIG. The sub-scanning length of the toner consumption pattern is set within the inter-station pitch of each color. In this way, toner consumption patterns can be created simultaneously without overlapping. For this reason, it is not necessary to perform a delay or the like for creating a consumption pattern for other colors, and an extra time is not required.

また、トナー消費パターンを重ねて作成するとクリーニング部材に一度に入力されるトナー量が多くなるため、クリーニング部材への負担が大きくなる。そのため、クリーニング不良の点からも各色のトナー消費パターンは重ならないように作成することが望ましい。   In addition, if the toner consumption patterns are created in an overlapping manner, the amount of toner that is input to the cleaning member at a time increases, which increases the burden on the cleaning member. Therefore, it is desirable that the toner consumption patterns of the respective colors are created so as not to overlap from the point of poor cleaning.

現像剤循環周期の2周目で作成するトナー消費パターンは前出の図16で示すようなパターンである。このように図10と異なるトナー消費パターンを作成する。図16のパターンでは副走査方向長さを変更することでトナー消費量を減少させ、トナー消費波形を重ね合わせた結果生じるリップルをフラットにするためのトナー消費波形が得られるトナー消費パターンとなっている。   The toner consumption pattern created in the second round of the developer circulation cycle is a pattern as shown in FIG. In this way, a toner consumption pattern different from that in FIG. 10 is created. In the pattern of FIG. 16, the toner consumption pattern is obtained by changing the length in the sub-scanning direction to reduce the toner consumption amount and obtaining the toner consumption waveform for flattening the ripple generated as a result of superposing the toner consumption waveforms. Yes.

なお、トナー消費パターンは現像装置内の劣化トナーが十分に消費できる回数作成する。現像装置や作成するトナー消費パターンの大きさなどにより作成回数を変化させる。   The toner consumption pattern is created a number of times that the deteriorated toner in the developing device can be consumed sufficiently. The number of creations is changed depending on the developing device and the size of the toner consumption pattern to be created.

続いて、前述したようにトナー補給動作を実行し(S6)、劣化トナーが消費された箇所に対してトナー補給動作を行う。トナー補給はトナー消費波形を打ち消すように行うため、トナー消費動作と並列して実行される。   Subsequently, the toner replenishing operation is executed as described above (S6), and the toner replenishing operation is performed on the portion where the deteriorated toner is consumed. Toner replenishment is performed in parallel with the toner consumption operation in order to cancel the toner consumption waveform.

トナー消費動作とトナー補給動作の両方が終了したら、トナーリフレッシュ動作実行終了とし、S7において、累積リフレッシュ画像面積の更新を行う。次の式4に示すように累積リフレッシュ画像面積からトナー消費した分の画像面積を減算する。
累積リフレッシュ画像面積[cm^2]=累積リフレッシュ画像面積[cm^2]−トナー消費画像面積[cm^2]・・・(式4)
When both the toner consumption operation and the toner replenishment operation are completed, the execution of the toner refresh operation is terminated, and in S7, the cumulative refresh image area is updated. As shown in the following Expression 4, the image area corresponding to the amount of toner consumed is subtracted from the accumulated refresh image area.
Cumulative refresh image area [cm ^ 2] = Cumulative refresh image area [cm ^ 2] −Toner consumption image area [cm ^ 2] (Formula 4)

S7での処理が終了したら、もしくはS5においてトナーリフレッシュ動作が実行不要と判定された場合にはS8において、S3で必要リフレッシュ画像面積を算出する際に仕様した、現像モータ走行距離、累積画像面積の値を0クリアして終了となる。   When the process is finished at S7, or at S8, if the toner refresh operation is determined to be unnecessary executed in S5, and specifications when calculating the required refresh image area in S3, the developing motor driving distance, the cumulative image area The value is cleared to 0 and the process ends.

以上が本実施形態におけるトナーリフレッシュ動作となる。このように現像モータの走行距離と印刷している画像面積の累積値に応じて必要なリフレッシュ画像面積を算出することで、現像剤の状態はトナーリフレッシュ動作が必要であるかどうか判定することができる。   The above is the toner refresh operation in this embodiment. By calculating the refresh image area required according to the accumulated value of the image area that is printed with this traveling distance of the developing motor, the state of the developer is possible to determine whether it is necessary toner refreshing it can.

また、トナーリフレッシュ動作では、現像装置内の劣化トナーが消費された箇所を把握することで残留した劣化トナーを確実に消費することができる。その結果として、画像濃度の低下を防ぎ、高品位の画像を安定的に維持することが可能となる。   Further, in the toner refresh operation, the remaining deteriorated toner can be reliably consumed by grasping the location where the deteriorated toner is consumed in the developing device. As a result, it is possible to prevent a decrease in image density and stably maintain a high-quality image.

以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、1周期の間に実施するトナー補給動作の回数は3回に限らず、適宜な回数を設定可能である。また、現像剤循環の2周目でトナー補給動作を実施する場合の回数も1周目で実施した回数に応じて適宜設定されるものである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated by the example of illustration, this invention is not limited to this. For example, the number of toner replenishment operations performed during one cycle is not limited to three, and an appropriate number can be set. In addition, the number of times when the toner replenishment operation is performed in the second round of developer circulation is appropriately set according to the number of times the toner is replenished in the first round.

現像装置各部の構成や画像形成装置の作像部の構成も任意であり、タンデム式における各色プロセスカートリッジの並び順などは任意である。また、タンデム式に限らず、一つの感光体の周囲に複数の現像装置を配置したものや、リボルバ型現像装置を用いる構成も可能である。また、3色のトナーを用いるフルカラー機や、2色のトナーによる多色機、あるいはモノクロ装置にも本発明を適用することができる。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。   The configuration of each part of the developing device and the configuration of the image forming unit of the image forming apparatus are also arbitrary, and the arrangement order of the color process cartridges in the tandem type is arbitrary. In addition to the tandem type, a configuration in which a plurality of developing devices are arranged around a single photosensitive member, or a configuration using a revolver type developing device is also possible. The present invention can also be applied to a full color machine using three color toners, a multicolor machine using two color toners, or a monochrome apparatus. Of course, the image forming apparatus is not limited to a printer, and may be a copier, a facsimile machine, or a multifunction machine having a plurality of functions.

1 感光体ドラム
3 現像装置
6 トナーボトル
10 作像ユニット
11 中間転写ベルト
15 光書き込み装置
18 定着装置
31 現像ローラ
32 第一スクリュー
33 第二スクリュー
34 トナー濃度センサ
35 トナー補給部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photosensitive drum 3 Developing device 6 Toner bottle 10 Image forming unit 11 Intermediate transfer belt 15 Optical writing device 18 Fixing device 31 Developing roller 32 First screw 33 Second screw 34 Toner density sensor 35 Toner supply part

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Claims (13)

2成分現像装置におけるトナー消費方法において、
所定のトナー消費パターンを現像してトナー消費動作を実行したときの現像装置内のトナー濃度の変化をトナー濃度センサにより検知し、該検知したトナー濃度センサの出力波形における1周目の最大値と現像剤循環による2周目の最大値との間で、各回のトナー消費動作による前記トナー濃度センサの出力波形の位相がずれるように前記トナー消費パターンを複数回現像してトナー消費動作を実行し、
前記各トナー消費動作によって生じるトナー消費波形を重ね合わせた合成波形の現像剤循環による2周目の変動波形を打ち消すようにトナー消費パターンを作成現像してトナー消費動作を行うことを特徴とするトナー消費方法。
In a toner consumption method in a two-component developing device,
A change in toner density in the developing device when a predetermined toner consumption pattern is developed and a toner consumption operation is executed is detected by a toner density sensor, and the detected maximum value of the first round in the output waveform of the toner density sensor is detected. The toner consumption pattern is developed a plurality of times to execute the toner consumption operation so that the phase of the output waveform of the toner density sensor by each toner consumption operation is shifted between the maximum value of the second round due to the developer circulation. ,
A toner consumption operation is performed by creating and developing a toner consumption pattern so as to cancel out a fluctuation waveform in the second round due to developer circulation of a composite waveform obtained by superimposing toner consumption waveforms generated by the respective toner consumption operations. Consumption method.
前記合成波形の現像剤循環による2周目の変動波形の谷部に、前記変動波形を打ち消すためのトナー消費パターンによるトナー消費波形のピーク部が重なるように前記トナー消費動作を行うことを特徴とする、請求項1に記載のトナー消費方法。   The toner consumption operation is performed such that a peak portion of a toner consumption waveform according to a toner consumption pattern for canceling the fluctuation waveform overlaps a valley portion of a fluctuation waveform of the second round due to developer circulation of the composite waveform. The toner consumption method according to claim 1. 前記合成波形の現像剤循環による2周目の変動波形の最小値の位置と、前記変動波形を打ち消すためのトナー消費パターンによるトナー消費波形の最大値の位置が略同じになるように前記トナー消費動作を行うことを特徴とする、請求項1又は2に記載のトナー消費方法。   The toner consumption is such that the position of the minimum value of the fluctuation waveform on the second round due to the developer circulation of the composite waveform and the position of the maximum value of the toner consumption waveform by the toner consumption pattern for canceling the fluctuation waveform are substantially the same. The toner consumption method according to claim 1, wherein an operation is performed. 前記合成波形の元となるトナー消費パターンの作成現像回数をnとするとき、
前記変動波形を打ち消すためのトナー消費パターンの作成現像回数は(n−1)回以下であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のトナー消費方法。
When n is the number of times of developing and developing the toner consumption pattern that is the basis of the composite waveform,
The toner consumption method according to any one of claims 1 to 3, wherein the number of times of developing and developing a toner consumption pattern for canceling the fluctuation waveform is (n-1) times or less.
前記変動波形を打ち消すためのトナー消費パターンは、前記合成波形の元となるトナー消費パターンとは異なることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のトナー消費方法。   The toner consumption method according to claim 1, wherein a toner consumption pattern for canceling the fluctuation waveform is different from a toner consumption pattern that is a source of the combined waveform. 前記合成波形の元となるトナー消費パターンと前記変動波形を打ち消すためのトナー消費パターンは、パターンの大きさが異なることを特徴とする、請求項5に記載のトナー消費方法。   6. The toner consumption method according to claim 5, wherein the toner consumption pattern for canceling the fluctuation waveform is different from the toner consumption pattern that is the basis of the combined waveform. 前記合成波形の元となるトナー消費パターンと前記変動波形を打ち消すためのトナー消費パターンは、パターンの濃度が異なることを特徴とする、請求項5又は6に記載のトナー消費方法。   The toner consumption method according to claim 5 or 6, wherein the toner consumption pattern for canceling the fluctuation waveform is different from the toner consumption pattern which is a source of the combined waveform. 前記合成波形の元となるトナー消費パターンと前記変動波形を打ち消すためのトナー消費パターンは、パターンの書き込み密度が異なることを特徴とする、請求項5に記載のトナー消費方法。   The toner consumption method according to claim 5, wherein a toner consumption pattern for canceling the fluctuation waveform is different from a toner consumption pattern for canceling the fluctuation waveform. トナー消費動作を行ったときに生じるトナー濃度の変動を打ち消すようにトナー補給動作を実行することを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載のトナー消費方法。   The toner consumption method according to claim 1, wherein the toner replenishment operation is executed so as to cancel out a change in toner density that occurs when the toner consumption operation is performed. トナー消費動作におけるトナー濃度センサ出力波形の現像剤循環による1周目の消費波形部分に加えて2周目以降の消費波形部分に対しても前記トナー補給動作を実行することを特徴とする、請求項9に記載のトナー消費方法。   The toner replenishing operation is performed not only on the consumption waveform portion of the first round due to developer circulation in the toner concentration sensor output waveform in the toner consumption operation but also on the consumption waveform portion of the second and subsequent rounds. Item 10. The toner consumption method according to Item 9. 前記トナー補給動作は、トナー補給装置の補給速度を変更して行うことを特徴とする、請求項9又は10に記載のトナー消費方法。   11. The toner consumption method according to claim 9, wherein the toner supply operation is performed by changing a supply speed of a toner supply device. 前記トナー補給動作は、トナー補給装置の駆動ON時間と駆動OFF時間を変更して行うことを特徴とする、請求項9又は10に記載のトナー消費方法。   11. The toner consumption method according to claim 9, wherein the toner supply operation is performed by changing a drive ON time and a drive OFF time of the toner supply device. 2成分現像装置を備え、請求項1〜12のいずれか1項に記載のトナー消費方法によりトナー消費動作を行うことを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus comprising a two-component developing device and performing a toner consumption operation by the toner consumption method according to claim 1.
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