JP2004206041A

JP2004206041A - Image forming apparatus provided with developing device and method of controlling image forming apparatus

Info

Publication number: JP2004206041A
Application number: JP2003043272A
Authority: JP
Inventors: Masao Uyama; 雅夫宇山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-02-26
Filing date: 2003-02-20
Publication date: 2004-07-22

Abstract

【課題】安価な構成で、確実、且つ早期に現像装置の駆動伝達手段の故障を検知できるようにする。
【解決手段】プリンタ３０は、トナーを含む現像剤を収納する現像剤容器１０と現像剤容器内の現像剤の透磁率を検知してトナーの濃度を検知する現像剤トナー濃度検知部９とを有する現像装置２２と、この現像剤トナー濃度検知部によって検知されたトナー濃度に基づいて、現像剤容器内のトナーの濃度を制御するエンジンコントローラ２７と、を備え、エンジンコントローラ２７は、現像剤トナー濃度検知部９によって検知されたトナー濃度に基づいて、現像装置２２の故障を判断するようになっている。
【選択図】図１An inexpensive configuration can reliably and early detect a failure of a drive transmission unit of a developing device.
A printer (30) includes a developer container (10) for storing a developer containing a toner and a developer toner concentration detector (9) for detecting the magnetic permeability of the developer in the developer container to detect the toner concentration. And an engine controller 27 that controls the concentration of toner in the developer container based on the toner concentration detected by the developer toner concentration detection unit. The failure of the developing device 22 is determined based on the toner density detected by the density detector 9.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真プロセスに基づいて被記録画像に対応して像担持体に形成した静電潜像を、現像剤によって現像して転写材等に記録する、プリンタ、複写機、ファックス、及びこれらの複合機等の画像形成装置と、画像形成装置の制御方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を採用する画像形成装置は、一般に、像担持体の表面に形成した静電潜像に帯電した現像剤であるトナーを吸着させてトナー像を形成して、像担持体に当接するように搬送された転写紙にトナー像を転写し、そして、転写紙に加熱定着処理を行ってトナー像を転写紙上に定着して、画像形成動作を完了するようになっている。
【０００３】
この場合、現像剤としては、キャリアと呼ばれる磁性を有する粉末にトナーを混合したものが一般的に使用される。現像剤の内、トナーは、現像装置内で帯電されて、像担持体の表面の静電潜像に吸着するようになっている。
【０００４】
このため、画像形成処理を行うと、現像剤中のトナーが減少することになる。画像形成装置は、一般に、現像剤のトナー濃度を検知する現像剤トナー濃度検知部を備えている。現像剤トナー濃度検知部は、現像装置に備えた現像剤容器内のトナーの残量が一定量以下になったとき、トナー残量が少ないことを検知して、制御手段によってトナー補給装置にトナーの補給動作を行わせるようになっている。
【０００５】
このように、従来の画像形成装置は、現像剤トナー濃度検知部によって、現像剤のトナー濃度を適時検出し、そのトナー濃度の変動に応じて適切なトナー補給を行う自動トナー補給制御手段（ＡＴＲ）によって、トナー濃度が、所定の基準値に対して、常に、一定の許容範囲内に収まるようにする必要があった。
【０００６】
ところで、自動トナー補給制御手段（ＡＴＲ）は、一般に、現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検知手段と、このトナー濃度検知手段の出力データを処理してトナー補給量を決定するトナー補給量制御手段と、このトナー補給量制御手段で決定したトナー補給量に基づいて実際にトナーを補給するトナー補給手段とで構成されている。
【０００７】
特に、トナー濃度検知手段には、様々な方式のものが実用化されている。トナー濃度検知手段には、例えば、現像剤容器内、又は現像剤担持体上の現像剤の光反射率がトナー濃度により変化するのを利用した光センサによるトナー濃度検知装置、現像剤の透磁率がトナー濃度により変化することを利用して透磁率を電気信号に変換する透磁率センサによるトナー濃度検知装置、像担持体上に所定の条件下で形成された所定のパッチ画像の光反射率変化を検知して間接的に現像剤のトナー濃度を推定するトナー濃度検知装置等がある。
【０００８】
レーザスキャナやＬＥＤアレイを用いてデジタル潜像を像担持体に形成するタイプの画像形成装置では、１頁当たりの画像情報信号における印字画素数の累計値（ビデオカウント数）から１頁当たりのトナー消費量を比較的正確に推定できるため、この推定した消費量に対応してトナー補給量を決定する方式の自動トナー補給制御手段（以下、「ビデオカウントＡＴＲ」と言う）も知られている。
【０００９】
このビデオカウントＡＴＲは、現像剤トナー濃度検知部を必要としないことから、コストを下げることができるという大きな利点がある。しかし、このビデオカウントＡＴＲは、トナー補給量の誤差が徐々に累積されていく問題点を有しており、これを補正する何らかの手段を必要として、現在のところ単独で使用することが困難であった。
【００１０】
一方、現像装置に現像剤トナー濃度検知部を設置する場合には、現像装置の小型化が望まれている。従って、透磁率センサによるトナー濃度検知装置は、現像剤トナー濃度検知部として、透磁率センサの設置スペースだけで済み、小型化に有利な構成であるので、自動トナー補給制御装置に選択されて使用されることが多い。
【００１１】
この透磁率センサは、検知部であるコイルを内包したセンサのヘッド部が常に現像剤に触れるようにするため、現像装置内部の現像剤搬走路等の一部分に設置してある。透磁率センサは検出用コイルを有しており、このコイルは発信用の巻線と検出用の巻線から構成されている。ここで、ヘッド内部の検出用コイルの発信部である発信用巻線に高周波発信出力を印加することによって、ヘッド周りにある現像剤の濃度に応じた透磁率の変化に応じて、検出用の巻線のインダクタンスが変化するため、そのインダクタンスの変化を測定することによって、ヘッドの周りにある現像剤の透磁率を電気出力値（電圧値）に変換することができるようになっている。
【００１２】
また、上記透磁率センサは、一般に回転して現像剤を搬送する現像剤搬送部材に対向して設置されている。従って、現像剤搬送部材の回転にともなって現像剤の透磁率から検出される電圧出力値が変動する。よって、現像剤の透磁率から検出される電圧出力値を現す場合、一般に、現像剤搬送部材１回転における透磁率センサからの出力電圧値の平均値を用いていることが多い。このようにして、自動トナー補給制御手段は、この平均値とトナー濃度基準値とに応じて現像装置へのトナー補給制御を行っている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の現像装置は、現像装置の駆動伝達手段であるギアの間に異物が挟まることによってギアの破損、現像剤担持体の軸受部のロック、現像剤搬送部材の軸受部のロック等の故障が発生したことを検知する手段を有していないため、故障に気付きにくにかった。
【００１４】
また、画像形成装置においても、上記のような故障が発生したことにより、現像装置のギアを駆動するモータのトルクが大きくなった場合、そのトルク大を検知することができなかった。このため、例えば、モータ自身に故障が発生した場合でも早期に検知できなかった。
【００１５】
このように、従来の現像装置は故障を検知することができないため、実際に印字を行って画像不良などが発生して、しばらくしてから現像装置が故障したことが分かるため、ユーザが故障に気付くのが遅くなりがちであった。
【００１６】
また、上記いずれの故障であっても発生すると、現像剤搬送部材の回転が停止して、透磁率センサから検出される出力電圧値の変動が無くなり、透磁率センサは、ある一定の値を出力し続けることになる。
【００１７】
この一定値が平均値（トナー濃度の基準値）より大きい場合、透磁率センサは、トナー補給装置へトナーを補給するよう信号を出し続けることになる。この場合、トナー補給装置から、現像剤容器内に多量のトナーが補給されることになる。従って、現像装置の駆動伝達手段であるギア破損、現像剤担持体軸受部ロック、現像剤搬送部材軸受部ロック等の故障が発生した場合、現像剤容器内の多量のトナーが浪費されることになる。また、画像形成装置本体の駆動伝達手段である現像装置駆動モータが故障した場合には、画像形成装置本体側のモータなどの修繕後に、画像形成装置が画像形成動作を再開すると、現像剤中のトナー濃度が異常に大きくなっているため、被画像部にトナーが付着する「カブリ」という現象の発生、トナー飛散等の画像不良の発生や、最悪の場合、現像装置が使用不可能になることがあった。
【００１８】
また、上記一定値が平均値（トナー濃度の基準値）より小さい場合、透磁率センサは、トナー補給装置へトナーを全く補給しないように信号を出し続けることになる。この場合、トナー補給装置は、現像剤容器内にトナーを補給しなくなり、現像剤容器内のトナーが無くなることになる。従って、画像形成装置本体の駆動伝達手段である現像駆動モータが故障した場合には、画像形成装置本体側のモータなどの修繕後に、その状態で画像形成装置が画像形成動作を再開すると、現像剤中のトナー濃度が異常に小さくなっているため、トナー補給装置から現像剤容器内に急激にトナーが補給されて、カブリ、トナー飛散等の画像不良が発生することがあった。
【００１９】
本発明の目的は、トナー濃度センサを用いて現像装置内のトナー濃度を制御する画像形成装置において、現像装置の故障を安価、確実、早期に検知可能とする画像形成装置およびその制御方法を提供するものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、トナーを含む現像剤を収納する現像剤容器と前記現像剤容器内の現像剤の透磁率を検知して前記トナーの濃度を検知する濃度検知手段とを有する現像装置と、前記濃度検知手段によって検知されたトナー濃度に基づいて、前記現像剤容器内のトナーの濃度を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記濃度検知手段によって検知されたトナー濃度に基づいて、前記現像装置の故障を判断するようになっている。
【００２１】
上記目的を達成するため、本発明の他の画像形成装置は、現像剤を収納する現像剤容器と、前記現像剤容器内の現像剤の濃度を検知する濃度検知手段と、前記現像剤容器内の現像剤を回転させて循環させる現像剤攪拌部材とを有する現像装置と、前記濃度検知手段によって検知された現像剤濃度に基づいて、前記現像剤容器内の現像剤の濃度を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記現像剤攪拌部材を所定回転数回転しながら前記濃度検知手段によって検知された現像剤濃度に基づいて、前記現像装置の故障を判断するようになっている。
【００２２】
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置の制御方法は、トナーを含む現像剤を収納する現像剤容器と前記現像剤容器内の現像剤の透磁率を検知して前記トナーの濃度を検知する濃度検知手段とを有する現像装置と、前記濃度検知手段によって検知されたトナー濃度に基づいて、前記現像剤容器内のトナーの濃度を制御する制御手段とを備えた画像形成装置の制御方法であって、前記濃度検知手段で前記現像剤容器内のトナー濃度を検知する工程と、前記濃度検知手段で検知したトナー濃度に基づいて、前記現像装置の故障を判断する工程と、を有している。
【００２３】
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置の制御方法は、現像剤を収納する現像剤容器と、前記現像剤容器内の現像剤の濃度を検知する濃度検知手段と、前記現像剤容器内の現像剤を回転させて循環させる現像剤攪拌部材とを有する現像装置と、前記濃度検知手段によって検知された現像剤濃度に基づいて、前記現像剤容器内の現像剤の濃度を制御する制御手段とを備えた画像形成装置の制御方法であって、前記現像剤攪拌部材を所定回転数回転しながら前記濃度検知手段によって前記現像剤容器内の現像剤の濃度を検知する工程と、前記濃度検知手段によって検知された現像剤濃度に基づいて、前記現像装置の故障を判断する工程と、を有している。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態の画像形成装置であるプリンタを図面に基づいて説明する。なお、本実施形態で取り上げている数値は、参考数値であって、本発明を限定するものではない。
【００２５】
プリンタ３０において、像担持体である感光ドラム１は、潜像を担持するようになっている。感光ドラム１は、外径が約３０ｍｍで、矢印方向に周速約１００ｍｍ／Ｓで回転するようになっている。帯電器２０は、感光ドラム１を帯電するようになっている。露光器２１は、感光ドラム１上に潜像を形成するようになっている。現像装置２２は、感光ドラム１の潜像をトナーで可視化するようになっている。
【００２６】
トナー補給装置１２は、現像装置２２内にトナーを補給するようになっている。転写手段である転写器２５は、可視化されたトナー像を転写材上に転写するようになっている。定着器２６は、転写材上に転写されたトナー像を転写材に熱と圧力を加えることによって転写材に定着するようになっている。クリーニング装置２３は、感光ドラム１上に残った転写残トナーを除去するようになっている。
【００２７】
現像装置２２は、現像剤容器１０を有している。現像剤容器１０の内部は、仕切り壁７によって、現像スリーブ２に最も近接する現像剤搬送部材（以下、「現像スクリュー」という）５を有する現像室１０ａと、現像剤搬送部材（以下、「攪拌スクリュー」という）６を有する攪拌室１０ｂとに区画されている。
【００２８】
現像スクリュー５は、軸径が約６ｍｍ、そのフィンの外径が約１３ｍｍで、矢印方向に回転数約２５０ｒｐｍで回転するようになっている。現像剤搬送手段である攪拌スクリュー６は、外径が約１４ｍｍで、矢印方向に回転数約３００ｒｐｍで回転するようになっている。また、攪拌スクリュー６は、フィンとフィンとの間には、リブを有している。そのリブの外径は、約１１ｍｍである。
【００２９】
現像室１０ａ内と、攪拌室１０ｂ内とには、トナーと磁性キャリアとが混合された現像剤Ｇを収容してある。また、現像装置２２は、プリンタ３０の本体３１に着脱自在にユニット化されたプロセスカートリッジである。現像装置２２は、本体３１の扉３２を開閉することによって、本体に対して着脱することができるようになっている。
【００３０】
トナーには、バインダー樹脂に着色剤や帯電制御剤等を添加した公知のものを使用している。体積平均粒径としては、約５μｍ乃至約１５μｍであることが好ましい。
【００３１】
一方、磁性キャリアには、フェライトなどの磁性体粒子などを使用している。その他に、磁性キャリアには、磁性体粒子の表面に極めて薄い樹脂コーティングを施したもの等を使用することもできる。体積平均粒径としては、約５μｍ乃至約７０μｍであることが好ましい。
【００３２】
攪拌室１０ｂの上方には、トナー補給装置１２を配設してある。トナー補給装置１２には、補給用の非磁性トナーを収容してある。なお、現像剤容器１０の側部には、補給口１１を設けてある。この補給口１１を通じて、トナー補給装置１２から現像装置２２に、現像で消費されたトナー量に見合った量のトナーが落下補給されるようになっている。トナー補給装置１２内のトナーは、制御手段であるエンジンコントローラ２７の補給トナーの要求に応じて、適正量が随時補給されるようになっている。
【００３３】
攪拌室１０ｂ内には、現像剤Ｇのトナー濃度を透磁率の変化から検知する現像剤トナー濃度検知部（以下、「透磁率センサ」という）９を設置してある。透磁率センサ９は、現像装置２２の故障を検知する現像装置故障検知部を兼ねている。
【００３４】
透磁率センサ９の測定面は、攪拌スクリュー６に対向して攪拌室１０ｂ内に位置している。透磁率センサ９の測定面９ａと攪拌スクリュー６のフィンの外径との間の距離は、約０．５ｍｍである。攪拌スクリュー６は、回転することによって現像剤を搬送するようになっている。従って、攪拌スクリュー６の回転にともなって、透磁率センサ９における測定面近傍の現像剤の嵩密度が変動するようになっている。よって、透磁率センサ９から検出される出力電圧値が、攪拌スクリュー６の回転にともなって変動することになる。このため、透磁率センサ９から検出される出力電圧値は、平均化されて、その平均値を出力電圧として使用している。本実施形態における出力電圧は、一例として、攪拌スクリュー６の１回転にともなって、透磁率センサ９から検出される出力電圧値の平均値を出力電圧値としている。この平均値がある値の範囲から外れたとき、トナー補給装置１２は、トナーの補給、停止を行うようになっている。また、出力電圧の平均値がトナー無しに相当する電圧値を超えた場合には、トナー無しを警告するための信号が制御手段であるエンジンコントローラ２７から出力される。なお、この平均値は、現像装置２２の異常状態を検知するのに使用する値ではなく、あくまでも、トナーを補給するか、否かの判断に使用されるものである。
【００３５】
現像装置２２に設置した記憶装置１７には、読み書き可能な不揮発性のメモリであるＥＥＰＲＯＭを使用している。なお、不揮発性メモリとしてはＥＥＰＲＯＭに限らずＦｅＲＡＭ（強誘電体メモリ）や、磁気記憶媒体などを用いても良い。記憶装置１７は、現像装置２２をプリンタ３０の装置本体３１にセットすることによって、エンジンコントローラ２７と電気的に接続されて、現像装置２２の情報をプリンタ３０の装置本体３１のエンジンコントローラ２７から読み書きできるようになっている。
【００３６】
図６はエンジンコントローラと現像装置の記憶装置１７との関係を示したものである。
【００３７】
記憶装置１７には、現像装置２２の初期設置時に記憶されるトナー濃度基準値（標準値）や、トナー濃度の基準値（標準値）を印字枚数に応じて補正した補正後のトナー濃度基準値（標準値）や、任意のトナー濃度基準値検出電圧値等を格納するようにしてある。また、これらの情報をエンジンコントローラ２７内の記憶部Ｍに記憶しても良い。なお、記憶部Ｍとしては不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭなどデータを一時的に記憶可能なものが用いられる。エンジンコントローラ２７は透磁率センサ９からの出力電圧値と記憶装置１７または記憶部Ｍに記憶されている情報に応じて現像装置へのトナー補給制御を実行する。
【００３８】
現像剤容器１０の感光ドラム１に近接対向する部位には、開口部を設けてある。この開口部には、アルミニウムや非磁性ステンレス鋼等の非磁性の現像剤担持体である現像スリーブ２を設けてある。
【００３９】
現像スリーブ２は、マグネット３の外周に設けられて、外径が約１６ｍｍで、矢印方向に周速約２００ｍｍ／Ｓで回転してトナー及びキャリアの混合された現像剤Ｇを現像部に担持搬送するようになっている。現像剤層厚規制ブレード４で規制されて形成された現像剤薄層は、現像部で矢印方向に回転する感光ドラム１に磁気ブラシとなって接触して、感光ドラム１上に静電潜像として現像される。
【００４０】
図３は、正常時の透磁率センサ９からの出力（電圧値）波形を示している。透磁率センサ９の出力（電圧値）波形は、回転して現像剤を搬送する攪拌スクリュー６の回転周期に基づいて得られたものである。
【００４１】
すなわち、透磁率センサ９の測定面９ａに攪拌スクリュー６のフィンが最も近接したとき、透磁率センサ９の測定面近傍の現像剤嵩密度が最も大きくなり、その出力電圧値が最大になる。攪拌スクリュー６のフィンとフィンとの間が透磁率センサ９の測定面９ａに位置するとき、透磁率センサ９の測定面近傍の現像剤嵩密度が最も小さくなり、その出力電圧値が最小になる。攪拌スクリュー６のフィンとフィンとの間にあるリブが透磁率センサ９の測定面９ａに近接したとき、透磁率センサ９の測定面近傍の現像剤嵩密度が若干大きくなり、その出力電圧値が中間の値を示す。
【００４２】
本実施形態では、透磁率センサ９から検出される出力電圧値の平均値が、約２．５ｖになるように設定してある。現像剤の様々な状態において透磁率センサ９から検出される出力電圧値は、実験結果からすると、最大値としては約３．１ｖ乃至約３．３ｖ、最小値としては約１．７ｖ乃至約２．０ｖであることが分かった。
【００４３】
図４は、現像装置２２が故障したときの透磁率センサ９からの出力波形を示している。現像装置２２が故障すると、攪拌スクリュー６は回転しない。このため、透磁率センサ９の測定面９ａの近傍における現像剤の嵩密度に変動がなく、透磁率センサ９の出力電圧値が一定の任意の値を示すようになる。
【００４４】
図４の実線Ａは、現像装置２２の故障時に、攪拌スクリュー６が１回転したときの透磁率センサ９の出力電圧値であり、出力電圧値の平均値である約２．５ｖよりも大きい値を示している。すなわち、攪拌スクリュー６のフィン及びリブが透磁率センサ９の測定面９ａの近傍に静止しているときの出力値を示している。
【００４５】
この場合、透磁率センサ９が、現像剤中のトナー濃度が薄いものと誤検知して、エンジンコントローラ２７にそのことを報せるので、エンジンコンローラ２７は、トナー補給装置１２を制御して、トナー補給装置１２にトナーを現像剤容器１０内に補給し続けさせる。
【００４６】
図４の破線Ｂは、現像装置２２が故障したときに、攪拌スクリュー６が１回転したときの透磁率センサ９の出力電圧値であり、出力電圧値の平均値である約２．５ｖよりも小さい値を示している。すなわち、攪拌スクリュー６のフィンとフィンの間が透磁率センサ９の測定面９ａに対向して静止しているときの出力値を示している。
【００４７】
この場合、透磁率センサ９が、現像剤中のトナー濃度が濃いものと誤検知して、エンジンコントローラ２７にそのことを報せるので、エンジンコンローラ２７は、トナー補給装置１２を制御して、トナー補給装置１２による現像剤容器１０内へのトナーの補給を停止させる。
【００４８】
このように、本実施形態の現像装置２２は、透磁率センサ９によって検出される出力電圧の変動の差異に基づいて、現像装置２２の駆動伝達手段である不図示のギア破損、現像剤担持体である現像スリーブ２の軸受部のロック、現像スクリュー５の軸受部のロック、攪拌スクリュー６の軸受け部のロック等の故障、或いは、プリンタ本体の駆動伝達手段である不図示の現像装置駆動モータの故障等によって、現像装置が不作動状態になっているか否かを検知できるようになっている。
【００４９】
図５は、現像装置２２の故障検知動作説明用のフローチャートである。所定のタイミングで透磁率センサ９の出力電圧値を検知し（Ｓ１０１）、任意の時間（本実施形態では、約１０秒間）の透磁率センサ９からの出力電圧値を記録装置１７、もしくは、エンジンコントローラ２７内の記憶部Ｍに記録する（Ｓ１０２）。その出力電圧の最大値Ｖｍａｘ（ｖ）、最小値Ｖｍｉｎ（ｖ）を算出し（Ｓ１０３）、記憶装置１７、もしくは、エンジンコントローラ２７内の記憶部Ｍに記録する（Ｓ１０４）。
【００５０】
エンジンコントローラ２７は、この最大値Ｖｍａｘ（ｖ）、最小値Ｖｍｉｎ（ｖ）を比較（Ｓ１０５）して、
Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ＜Ｘ（ｖ）
の式を満たすとき（Ｓ１０６）、現像装置が故障であると判断（Ｓ１０７）して、現像装置が故障であることを表示部２８に表示し（Ｓ１０８）、そして、プリンタ３０の動作を停止させる（Ｓ１０９）。なお、Ｘ（ｖ）は、故障を判断するためのしきい値である。
【００５１】
Ｘ（ｖ）の値は、実験結果によると、約０．３（ｖ）であることが望ましい。しかし、現像装置２２は，特に、透磁率センサ９の近傍の構成によっては、約０．１（ｖ）乃至１．０（ｖ）であっても充分に現像装置が故障であるか否かを検知することができる。
【００５２】
以上の実施形態では、現像装置２２の故障検知を行うのに、エンジンコントローラ２７が、透磁率センサ９からの出力電圧値を任意の時間（例えば、約１０秒間）取得した出力電圧値から検出電圧値の最大値と最小値を算出するようになっているが、これに限定されるものではない。攪拌スクリュー６が１回転する間に、任意の数（本実施形態では１０点）の出力電圧値から算出するようにしてもよい。
【００５３】
また、上記所定のタイミングは、プリントを実行する毎に攪拌スクリュー６が回転したことを検知したときであるが、プリンタ３０に電源を投入したことを検知したときであってもよい。さらに、プリンタ３０の本体３１の扉３２を開閉したことを検知したときであってもよい。なお、プリンタ３０に電源を投入すると、同時に現像装置２２にも電源が投入される。
【００５４】
また、故障であることを表示部２８に表示するようにしたが、これ以外に、図６に示すホストコンピュータなどの外部機器（不図示）とのデータ通信を制御するビデオコントローラ４０に対して故障であることを示す信号を出力して、ホストコンピュータの表示部などに故障を表示するようにしてもよい。
【００５５】
また、本実施形態の現像装置は、現像装置の故障を検知した場合に、再度、現像装置の故障判断を行う機能を設けた構成にしてもよい。すなわち、本実施形態の現像装置は、現像装置が故障しているか否かを判断する動作を複数回行ってから、現像装置が故障しているか否かの最終判断を下すようにしてもよい。例えば、一度、図５のフローチャートに基づいて故障検知を行い、透磁率センサ９からの出力電圧値の最大値と最小値を比較した結果、故障が検知された場合でも、すぐに故障と判断しないで、現像スリーブ、攪拌スクリューを任意の時間回転させて、再度、図５の制御を実行して、その結果、故障が検知された場合に現像装置を故障と判断してもよい。これにより、故障検知の精度を更に向上させることができ、より確実に現像装置の故障検知を行うことができるようになる。
【００５６】
以上のように、本実施形態の現像装置２２は、回転することによって現像剤を搬送する現像剤攪拌部材である攪拌スクリュー６の回転にともなって、濃度検知手段である透磁率センサ９が所定のタイミングで検出する出力電圧の変動を検知することにより、現像装置の駆動伝達手段及びプリンタ３０の本体３１側の駆動伝達手段の故障を確実に、且つ早期に発見することができる。また、構成が簡単になり、安価にすることができる。
【００５７】
本発明の画像形成装置用現像装置は、現像装置の駆動伝達手段の故障を確実に、且つ早期に発見することができる。
【００５８】
本発明の画像形成装置は、装置本体の駆動伝達手段の故障を早期に発見することができる。しかも、早期に発見することができる現像装置を備えているので、故障時に発生するトナーの浪費、及び非画像部にトナーが付着するカブリ、トナー飛散などの画像不良等を防止することができる。
【００５９】
なお、上記実施形態では、現像剤の濃度を測定するために透磁率センサを用いた構成について説明したが、現像剤の濃度を検知する方式としては、例えば、現像剤の光反射率（または透過率など）がトナー濃度により変化するのを利用した光センサによるトナー濃度検知装置、像担持体上に所定の条件下で形成された所定のパッチ画像の光反射率変化を検知して間接的に現像剤のトナー濃度を推定するトナー濃度検知装置等を用いて現像剤の濃度を測定してもよい。光センサを用いる場合には、トナーとキャリアを含む現像剤だけでなく、トナーのみを現像剤として用いる（一成分現像剤）場合でも、トナー濃度を測定することが可能となる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置及び画像形成装置の制御方法は、現像装置の駆動伝達手段の故障を確実に、且つ早期に発見することができる。
【００６１】
本発明の画像形成装置及び画像形成装置の制御方法は、早期に発見することができるので、故障時に発生するトナーの浪費、及び非画像部にトナーが付着するカブリ、トナー飛散などの画像不良等を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の画像形成装置であるプリンタの概略正面断面図である。
【図２】図１に組み込まれている現像装置の概略正面断面図である。
【図３】現像装置が正常に動作しているときの透磁率センサの出力電圧波形図である。
【図４】現像装置或いはプリンタの駆動伝達手段が故障したときの透磁率センサの出力電圧波形である。
【図５】現像装置の故障検知動作を説明するフローチャートである。
【図６】エンジンコントローラと現像装置の記憶装置との関係を示した制御ブロック図である。
【符号の説明】
Ｇ現像剤
Ｍ記憶部
１感光ドラム（像担持体）
５現像スクリュー
６攪拌スクリュー（現像剤攪拌部材）
９現像剤トナー濃度検知部、透磁率センサ（濃度検知手段）
１０現像剤容器
１０ａ現像スクリューを有する現像室
１０ｂ攪拌スクリューを有する攪拌室
１１補給口
１２トナー補給装置
１７記憶装置
２２現像装置
２５転写器（転写手段）
２６定着器
２７エンジンコントローラ（制御手段）
２８表示部
３０プリンタ（画像形成装置）
３１プリンタ本体（画像形成装置本体）
３２扉
４０ビデオコントローラ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention is directed to a printer, a copying machine, a fax machine, and an electrostatic latent image formed on an image carrier corresponding to a recorded image based on an electrophotographic process, which is developed by a developer and recorded on a transfer material or the like. The present invention relates to an image forming apparatus such as a multifunction peripheral and a method for controlling the image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
An image forming apparatus employing an electrophotographic method generally forms a toner image by adsorbing toner, which is a charged developer, to an electrostatic latent image formed on the surface of an image carrier, and contacts the image carrier. The toner image is transferred to the transfer paper conveyed as described above, and a heat fixing process is performed on the transfer paper to fix the toner image on the transfer paper, thereby completing the image forming operation.
[0003]
In this case, as the developer, a mixture of toner and magnetic powder called a carrier is generally used. The toner in the developer is charged in the developing device and is attracted to the electrostatic latent image on the surface of the image carrier.
[0004]
Therefore, when the image forming process is performed, the amount of toner in the developer decreases. The image forming apparatus generally includes a developer toner concentration detecting unit that detects the toner concentration of the developer. The developer toner concentration detecting unit detects that the remaining amount of toner in the developer container provided in the developing device is less than a predetermined amount, and detects that the remaining amount of toner is small, and controls the toner replenishing device with the toner. The replenishment operation is performed.
[0005]
As described above, in the conventional image forming apparatus, the automatic toner replenishment control means (ATR) for detecting the toner concentration of the developer in a timely manner by the developer toner concentration detection unit and performing appropriate toner replenishment according to the fluctuation of the toner concentration. ), The toner density must always fall within a certain allowable range with respect to a predetermined reference value.
[0006]
The automatic toner replenishment control means (ATR) generally includes a toner concentration detection means for detecting the toner concentration of the developer, and a toner replenishment amount control means for processing output data of the toner concentration detection means to determine a toner replenishment amount. And toner supply means for actually supplying toner based on the toner supply amount determined by the toner supply amount control means.
[0007]
In particular, various types of toner concentration detecting means have been put to practical use. The toner concentration detecting means includes, for example, a toner concentration detecting device using an optical sensor that utilizes the fact that the light reflectance of the developer in the developer container or on the developer carrier changes according to the toner concentration, and the magnetic permeability of the developer. Is a toner density detecting device using a magnetic permeability sensor that converts magnetic permeability into an electric signal by utilizing the fact that changes in the toner density, and a change in light reflectance of a predetermined patch image formed on an image carrier under predetermined conditions. There is a toner concentration detecting device for detecting the toner concentration and indirectly estimating the toner concentration of the developer.
[0008]
2. Description of the Related Art In an image forming apparatus of a type that forms a digital latent image on an image carrier using a laser scanner or an LED array, the total number of print pixels (video count) in an image information signal per page is calculated based on the toner per page. Since the consumption amount can be estimated relatively accurately, an automatic toner replenishment control unit (hereinafter, referred to as “video count ATR”) of a type that determines the toner replenishment amount according to the estimated consumption amount is also known.
[0009]
The video count ATR has a great advantage in that the cost can be reduced because a developer toner density detection unit is not required. However, this video count ATR has a problem that errors in the amount of toner replenishment gradually accumulate, and some means for correcting this is required, and it is currently difficult to use it alone. Was.
[0010]
On the other hand, when a developer toner concentration detecting unit is provided in the developing device, it is desired to reduce the size of the developing device. Therefore, the toner concentration detecting device using the magnetic permeability sensor requires only an installation space for the magnetic permeability sensor as the developer toner concentration detecting unit, and is advantageous in miniaturization. Often done.
[0011]
This magnetic permeability sensor is installed in a part of a developer carrying path or the like inside the developing device in order to keep the head part of the sensor including the coil serving as the detection unit always in contact with the developer. The permeability sensor has a detection coil, and this coil is composed of a winding for transmission and a winding for detection. Here, by applying a high-frequency transmission output to a transmission coil, which is a transmission section of a detection coil inside the head, a detection coil is applied in accordance with a change in magnetic permeability according to the concentration of the developer around the head. Since the inductance of the winding changes, it is possible to convert the magnetic permeability of the developer around the head into an electric output value (voltage value) by measuring the change in the inductance.
[0012]
The magnetic permeability sensor is generally installed to face a developer transport member that rotates and transports the developer. Accordingly, the voltage output value detected from the magnetic permeability of the developer changes with the rotation of the developer conveying member. Therefore, when expressing the voltage output value detected from the magnetic permeability of the developer, generally, the average value of the output voltage values from the magnetic permeability sensor in one rotation of the developer conveying member is often used. In this way, the automatic toner supply control means controls the toner supply to the developing device according to the average value and the toner density reference value.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional developing device, foreign matter is caught between gears which are drive transmitting means of the developing device, such as damage to the gear, locking of the bearing portion of the developer carrier, locking of the bearing portion of the developer conveying member, and the like. Since there is no means for detecting that a failure has occurred, it was difficult to notice the failure.
[0014]
Also, in the image forming apparatus, when the torque of the motor that drives the gear of the developing device increases due to the occurrence of the above-described failure, the large torque cannot be detected. For this reason, for example, even if a failure has occurred in the motor itself, it cannot be detected early.
[0015]
As described above, since the conventional developing device cannot detect a failure, an actual image is printed and an image defect occurs, and it is known that the developing device has failed after a while. They tended to notice slowly.
[0016]
Also, if any of the above failures occur, the rotation of the developer transport member stops, the output voltage value detected by the magnetic permeability sensor fluctuates, and the magnetic permeability sensor outputs a certain value. Will continue to do so.
[0017]
If this constant value is larger than the average value (the toner density reference value), the magnetic permeability sensor will continue to output a signal to supply toner to the toner supply device. In this case, a large amount of toner is supplied from the toner supply device into the developer container. Accordingly, when the gear, which is the drive transmission unit of the developing device, is broken, the developer bearing member lock is locked, and the developer transport member bearing lock is broken, a large amount of toner in the developer container is wasted. Become. Further, when the developing device drive motor, which is the drive transmission means of the image forming apparatus main body, breaks down, when the image forming apparatus resumes the image forming operation after repairing the motor on the image forming apparatus main body side, etc. Since the toner density is abnormally high, a phenomenon called "fog" in which the toner adheres to the image-receiving portion, an image defect such as toner scattering occurs, and in the worst case, the developing device cannot be used. was there.
[0018]
If the constant value is smaller than the average value (the reference value of the toner density), the magnetic permeability sensor continues to output a signal not to replenish the toner to the toner replenishing device. In this case, the toner supply device does not supply toner to the developer container, and the toner in the developer container runs out. Therefore, if the developing drive motor, which is the drive transmission means of the image forming apparatus main body, breaks down, the image forming apparatus resumes the image forming operation in that state after repairing the motor or the like on the image forming apparatus main body side. Since the toner density in the inside is abnormally low, toner is rapidly replenished from the toner replenishing device into the developer container, and image defects such as fog and toner scattering may occur.
[0019]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus that controls a toner density in a developing device using a toner density sensor and that can detect a failure of the developing device at low cost, reliably, and early, and a control method thereof. To do.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to the present invention includes a developer container for storing a developer containing a toner, and a density for detecting a density of the toner by detecting a magnetic permeability of the developer in the developer container. A developing device having detection means; and control means for controlling the density of toner in the developer container based on the toner density detected by the density detection means. The failure of the developing device is determined based on the toner concentration detected by the means.
[0021]
In order to achieve the above object, another image forming apparatus of the present invention includes a developer container for storing a developer, a density detecting unit for detecting a density of the developer in the developer container, and a developer container. A developing device having a developer stirring member for rotating and circulating the developer, and a control unit for controlling the concentration of the developer in the developer container based on the developer concentration detected by the concentration detecting unit. Wherein the control unit determines the failure of the developing device based on the developer concentration detected by the concentration detecting unit while rotating the developer stirring member at a predetermined number of rotations. .
[0022]
In order to achieve the above object, a control method of an image forming apparatus according to the present invention includes: a developer container that stores a developer containing a toner; and a magnetic permeability of the developer in the developer container. A control method for an image forming apparatus, comprising: a developing device having a density detecting unit for detecting; and a control unit for controlling the density of the toner in the developer container based on the toner density detected by the density detecting unit. And a step of detecting the toner density in the developer container by the density detecting means, and determining a failure of the developing device based on the toner density detected by the density detecting means. ing.
[0023]
In order to achieve the above object, a control method of an image forming apparatus according to the present invention includes a developer container for storing a developer, a density detecting unit for detecting a density of the developer in the developer container, and the developer container. A developing device having a developer agitating member for rotating and circulating the developer therein, and controlling the concentration of the developer in the developer container based on the developer concentration detected by the concentration detecting means. Detecting the concentration of the developer in the developer container by the concentration detecting means while rotating the developer stirring member at a predetermined number of rotations, the method comprising: Determining a failure of the developing device based on the developer concentration detected by the detecting means.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a printer which is an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the numerical values described in the present embodiment are reference numerical values and do not limit the present invention.
[0025]
In the printer 30, the photosensitive drum 1, which is an image carrier, carries a latent image. The photosensitive drum 1 has an outer diameter of about 30 mm, and rotates at a peripheral speed of about 100 mm / S in the direction of the arrow. The charger 20 charges the photosensitive drum 1. The exposure device 21 forms a latent image on the photosensitive drum 1. The developing device 22 visualizes the latent image on the photosensitive drum 1 with toner.
[0026]
The toner replenishing device 12 replenishes the developing device 22 with toner. The transfer device 25 serving as a transfer unit transfers the visualized toner image onto a transfer material. The fixing device 26 fixes the toner image transferred onto the transfer material to the transfer material by applying heat and pressure to the transfer material. The cleaning device 23 removes transfer residual toner remaining on the photosensitive drum 1.
[0027]
The developing device 22 has the developer container 10. The inside of the developer container 10 is separated by a partition wall 7 into a developing chamber 10a having a developer conveying member (hereinafter, referred to as “developing screw”) 5 closest to the developing sleeve 2 and a developer conveying member (hereinafter, “stirring”). And a stirring chamber 10b having a screw 6).
[0028]
The developing screw 5 has a shaft diameter of about 6 mm, an outer diameter of its fins of about 13 mm, and rotates at a rotation speed of about 250 rpm in the direction of the arrow. The stirring screw 6 serving as the developer conveying means has an outer diameter of about 14 mm and rotates at a rotational speed of about 300 rpm in the direction of the arrow. The stirring screw 6 has a rib between the fins. The outer diameter of the rib is about 11 mm.
[0029]
A developer G in which toner and a magnetic carrier are mixed is accommodated in the developing chamber 10a and the stirring chamber 10b. The developing device 22 is a process cartridge detachably attached to the main body 31 of the printer 30. The developing device 22 can be attached to and detached from the main body by opening and closing a door 32 of the main body 31.
[0030]
As the toner, a known toner obtained by adding a colorant, a charge control agent, and the like to a binder resin is used. The volume average particle size is preferably about 5 μm to about 15 μm.
[0031]
On the other hand, magnetic particles such as ferrite are used for the magnetic carrier. In addition, a magnetic carrier obtained by applying a very thin resin coating to the surface of magnetic particles may be used. The volume average particle size is preferably about 5 μm to about 70 μm.
[0032]
Above the stirring chamber 10b, a toner supply device 12 is provided. The toner supply device 12 contains a supply of non-magnetic toner. Note that a supply port 11 is provided on a side portion of the developer container 10. Through this supply port 11, an amount of toner corresponding to the amount of toner consumed in the development is dropped and supplied from the toner supply device 12 to the developing device 22. An appropriate amount of toner in the toner replenishing device 12 is replenished at any time in response to a request for replenishing toner from the engine controller 27 as a control unit.
[0033]
In the stirring chamber 10b, a developer toner concentration detector (hereinafter, referred to as a "magnetic permeability sensor") 9 for detecting the toner concentration of the developer G from a change in magnetic permeability is provided. The magnetic permeability sensor 9 also functions as a developing device failure detecting unit that detects a failure of the developing device 22.
[0034]
The measurement surface of the magnetic permeability sensor 9 is located in the stirring chamber 10 b so as to face the stirring screw 6. The distance between the measurement surface 9a of the magnetic permeability sensor 9 and the outer diameter of the fin of the stirring screw 6 is about 0.5 mm. The stirring screw 6 conveys the developer by rotating. Therefore, as the stirring screw 6 rotates, the bulk density of the developer near the measurement surface of the magnetic permeability sensor 9 fluctuates. Therefore, the output voltage value detected from the magnetic permeability sensor 9 varies with the rotation of the stirring screw 6. Therefore, the output voltage value detected from the magnetic permeability sensor 9 is averaged, and the average value is used as the output voltage. As an output voltage in the present embodiment, for example, an average value of output voltage values detected from the magnetic permeability sensor 9 with one rotation of the stirring screw 6 is set as an output voltage value. When the average value is out of a certain range, the toner replenishing device 12 replenishes and stops the toner. Further, when the average value of the output voltage exceeds the voltage value corresponding to the absence of toner, a signal for warning that there is no toner is output from the engine controller 27 as the control means. Note that this average value is not a value used to detect an abnormal state of the developing device 22, but is used to determine whether or not to supply toner.
[0035]
The storage device 17 installed in the developing device 22 uses an EEPROM that is a readable and writable nonvolatile memory. The nonvolatile memory is not limited to the EEPROM, but may be a FeRAM (ferroelectric memory), a magnetic storage medium, or the like. The storage device 17 is electrically connected to the engine controller 27 by setting the developing device 22 in the device main body 31 of the printer 30, and reads and writes information of the developing device 22 from the engine controller 27 of the device main body 31 of the printer 30. I can do it.
[0036]
FIG. 6 shows the relationship between the engine controller and the storage device 17 of the developing device.
[0037]
The storage device 17 stores a toner density reference value (standard value) stored when the developing device 22 is initially installed and a corrected toner density reference value obtained by correcting the toner density reference value (standard value) according to the number of prints. (Standard value), an arbitrary toner density reference value detection voltage value, and the like. Further, such information may be stored in the storage unit M in the engine controller 27. As the storage unit M, a unit that can temporarily store data, such as an EEPROM that is a nonvolatile memory, is used. The engine controller 27 executes toner supply control to the developing device in accordance with the output voltage value from the magnetic permeability sensor 9 and the information stored in the storage device 17 or the storage unit M.
[0038]
An opening is provided in a portion of the developer container 10 which is in close proximity to the photosensitive drum 1. The opening is provided with a developing sleeve 2 which is a non-magnetic developer carrier such as aluminum or non-magnetic stainless steel.
[0039]
The developing sleeve 2 is provided on the outer periphery of the magnet 3, has an outer diameter of about 16 mm, rotates at a peripheral speed of about 200 mm / S in the direction of the arrow, and carries the developer G in which the toner and the carrier are mixed to the developing unit and conveys it. It is supposed to. The developer thin layer formed by being regulated by the developer layer thickness regulating blade 4 comes into contact with the photosensitive drum 1 rotating in the direction of the arrow as a magnetic brush at the developing section, and the electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 1. Developed as
[0040]
FIG. 3 shows an output (voltage) waveform from the magnetic permeability sensor 9 in a normal state. The output (voltage value) waveform of the magnetic permeability sensor 9 is obtained based on the rotation cycle of the stirring screw 6 that rotates and transports the developer.
[0041]
That is, when the fin of the stirring screw 6 is closest to the measurement surface 9a of the magnetic permeability sensor 9, the bulk density of the developer in the vicinity of the measurement surface of the magnetic permeability sensor 9 is largest, and the output voltage value is maximum. When the space between the fins of the stirring screw 6 is located on the measurement surface 9a of the magnetic permeability sensor 9, the developer bulk density near the measurement surface of the magnetic permeability sensor 9 becomes the smallest and the output voltage value thereof becomes the minimum. . When the ribs between the fins of the stirring screw 6 are close to the measurement surface 9a of the magnetic permeability sensor 9, the developer bulk density near the measurement surface of the magnetic permeability sensor 9 is slightly increased, and the output voltage value is reduced. Shows intermediate values.
[0042]
In the present embodiment, the average value of the output voltage values detected from the magnetic permeability sensor 9 is set to be about 2.5 V. According to the experimental results, the output voltage value detected from the magnetic permeability sensor 9 in various states of the developer is about 3.1 V to about 3.3 V as a maximum value, and about 1.7 V to about 2 V as a minimum value. 0.0v.
[0043]
FIG. 4 shows an output waveform from the magnetic permeability sensor 9 when the developing device 22 fails. If the developing device 22 fails, the stirring screw 6 does not rotate. For this reason, there is no change in the bulk density of the developer in the vicinity of the measurement surface 9a of the magnetic permeability sensor 9, and the output voltage value of the magnetic permeability sensor 9 shows an arbitrary constant value.
[0044]
The solid line A in FIG. 4 is the output voltage value of the magnetic permeability sensor 9 when the stirring screw 6 makes one rotation when the developing device 22 fails, and is a value larger than the average value of the output voltage values of about 2.5 V. Is shown. That is, the output values are shown when the fins and ribs of the stirring screw 6 are stationary near the measurement surface 9a of the magnetic permeability sensor 9.
[0045]
In this case, the magnetic permeability sensor 9 erroneously detects that the toner concentration in the developer is low, and notifies the engine controller 27 of the fact. Therefore, the engine controller 27 controls the toner replenishing device 12 to The toner supply device 12 is made to continuously supply the toner into the developer container 10.
[0046]
A broken line B in FIG. 4 indicates an output voltage value of the magnetic permeability sensor 9 when the stirring screw 6 makes one rotation when the developing device 22 fails, and is smaller than about 2.5 V which is an average value of the output voltage values. It shows a small value. In other words, it shows the output value when the space between the fins of the stirring screw 6 is stationary, facing the measurement surface 9a of the magnetic permeability sensor 9.
[0047]
In this case, the magnetic permeability sensor 9 erroneously detects that the toner concentration in the developer is high, and notifies the engine controller 27 of the fact. Therefore, the engine controller 27 controls the toner replenishing device 12 to The supply of toner into the developer container 10 by the toner supply device 12 is stopped.
[0048]
As described above, the developing device 22 of the present embodiment is configured such that, based on the difference in the output voltage variation detected by the magnetic permeability sensor 9, a gear (not shown) serving as a drive transmission unit of the developing device 22 is damaged, Failure of the bearing of the developing sleeve 2, locking of the bearing of the developing screw 5, locking of the bearing of the agitating screw 6, etc., or of a developing device drive motor (not shown) which is a drive transmission means of the printer body. It is possible to detect whether or not the developing device is inoperative due to a failure or the like.
[0049]
FIG. 5 is a flowchart for explaining a failure detection operation of the developing device 22. The output voltage value of the magnetic permeability sensor 9 is detected at a predetermined timing (S101), and the output voltage value from the magnetic permeability sensor 9 for an arbitrary time (about 10 seconds in the present embodiment) is recorded on the recording device 17 or the engine. The data is recorded in the storage unit M in the controller 27 (S102). The maximum value Vmax (v) and the minimum value Vmin (v) of the output voltage are calculated (S103) and recorded in the storage device 17 or the storage unit M in the engine controller 27 (S104).
[0050]
The engine controller 27 compares the maximum value Vmax (v) with the minimum value Vmin (v) (S105).
Vmax−Vmin <X (v)
Is satisfied (S106), it is determined that the developing device is faulty (S107), the fact that the developing device is faulty is displayed on the display unit 28 (S108), and the operation of the printer 30 is stopped. (S109). X (v) is a threshold value for determining a failure.
[0051]
According to experimental results, the value of X (v) is preferably about 0.3 (v). However, depending on the configuration in the vicinity of the magnetic permeability sensor 9, the developing device 22 determines whether or not the developing device is sufficiently malfunctioning even at about 0.1 (v) to 1.0 (v). Can be detected.
[0052]
In the above-described embodiment, the engine controller 27 obtains the output voltage value from the magnetic permeability sensor 9 from the output voltage value acquired for an arbitrary time (for example, about 10 seconds) to detect the failure of the developing device 22. Although the maximum value and the minimum value are calculated, the present invention is not limited to this. During one rotation of the stirring screw 6, it may be calculated from an arbitrary number (10 points in the present embodiment) of output voltage values.
[0053]
Further, the predetermined timing is when the rotation of the stirring screw 6 is detected every time printing is performed, but may be when the power of the printer 30 is turned on. Further, it may be a time when it is detected that the door 32 of the main body 31 of the printer 30 is opened and closed. When the printer 30 is turned on, the developing device 22 is also turned on at the same time.
[0054]
In addition, the failure is displayed on the display unit 28. In addition, the video controller 40 for controlling data communication with an external device (not shown) such as a host computer shown in FIG. May be output to display a failure on a display unit or the like of the host computer.
[0055]
Further, the developing device of the present embodiment may be configured to have a function of determining the failure of the developing device again when the failure of the developing device is detected. That is, the developing device of the present embodiment may perform the operation of determining whether the developing device has failed a plurality of times, and then make a final determination whether the developing device has failed. For example, once a failure is detected based on the flowchart of FIG. 5 and the maximum value and the minimum value of the output voltage value from the magnetic permeability sensor 9 are compared, even if a failure is detected, the failure is not immediately determined. Then, the developing sleeve and the stirring screw may be rotated for an arbitrary period of time, and the control in FIG. 5 may be executed again. As a result, if a failure is detected, the developing device may be determined to be defective. Accordingly, the accuracy of the failure detection can be further improved, and the failure of the developing device can be more reliably detected.
[0056]
As described above, in the developing device 22 according to the present embodiment, the magnetic permeability sensor 9 as the density detecting unit is rotated by the rotation of the stirring screw 6 as the developer stirring member that conveys the developer by rotating. By detecting the fluctuation of the output voltage detected at the timing, the failure of the drive transmission unit of the developing device and the drive transmission unit of the main body 31 of the printer 30 can be reliably and early detected. Further, the configuration is simplified and the cost can be reduced.
[0057]
ADVANTAGE OF THE INVENTION The developing device for image forming apparatuses of this invention can detect the failure of the drive transmission means of a developing device reliably and early.
[0058]
According to the image forming apparatus of the present invention, a failure of the drive transmission unit of the apparatus main body can be found at an early stage. In addition, since the developing device is provided so that it can be found at an early stage, wasteful toner generated at the time of failure and image defects such as fogging of toner adhering to the non-image portion and toner scattering can be prevented.
[0059]
In the above embodiment, the configuration using the magnetic permeability sensor to measure the concentration of the developer has been described. However, as a method for detecting the concentration of the developer, for example, the light reflectance (or the transmission Ratio, etc.) changes with toner density, and a toner density detection device using an optical sensor, indirectly detecting a change in light reflectance of a predetermined patch image formed on the image carrier under predetermined conditions The developer concentration may be measured using a toner concentration detecting device or the like that estimates the toner concentration of the developer. When an optical sensor is used, the toner concentration can be measured not only in the case of using a developer containing a toner and a carrier but also in the case where only a toner is used as a developer (one-component developer).
[0060]
【The invention's effect】
According to the image forming apparatus and the control method of the image forming apparatus of the present invention, it is possible to reliably and early detect a failure of the drive transmission unit of the developing device.
[0061]
INDUSTRIAL APPLICABILITY The image forming apparatus and the control method of the image forming apparatus according to the present invention can be found at an early stage. Can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic front sectional view of a printer which is an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic front sectional view of the developing device incorporated in FIG.
FIG. 3 is an output voltage waveform diagram of the magnetic permeability sensor when the developing device is operating normally.
FIG. 4 is an output voltage waveform of a magnetic permeability sensor when a drive transmission unit of a developing device or a printer fails.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a failure detection operation of the developing device.
FIG. 6 is a control block diagram illustrating a relationship between an engine controller and a storage device of a developing device.
[Explanation of symbols]
G developer
M storage unit
1. Photosensitive drum (image carrier)
5 Developing screw
6 Stirring screw (developer stirring member)
9 Developer toner density detection section, magnetic permeability sensor (density detection means)
10 Developer container
10a a developing chamber having a developing screw
10b Stirring chamber with stirring screw
11 Supply port
12 Toner supply device
17 Storage device
22 Developing device
25 Transfer device (transfer means)
26 Fixing unit
27 Engine controller (control means)
28 Display
30 Printer (image forming device)
31 Printer body (image forming apparatus body)
32 doors
40 Video Controller

Claims

A developing device having a developer container that stores a developer containing toner and a density detecting unit that detects the density of the toner by detecting the magnetic permeability of the developer in the developer container;
Control means for controlling the density of the toner in the developer container based on the toner density detected by the density detection means,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit determines a failure of the developing device based on the toner density detected by the density detection unit.

2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit determines the failure of the developing device based on a maximum value and a minimum value of the toner density detected by the density detection unit. 3.

3. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the control unit determines that the developing device has failed when a difference between the maximum value and the minimum value of the toner density is smaller than a predetermined value. .

4. The image according to claim 1, wherein the control unit determines a failure of the developing device based on a toner density detected by the density detection unit at a predetermined timing. 5. Forming equipment.

A developer stirring member configured to rotate and circulate the developer in the developer container, wherein the control unit adjusts the toner density detected by the density detection unit while rotating the developer stirring member by a predetermined number of rotations; The image forming apparatus according to claim 1, wherein a failure of the developing device is determined based on the result.

The image forming apparatus according to claim 5, wherein the control unit obtains the toner density detected by the density detection unit by statistical processing.

A developer container for storing the developer,
Concentration detection means for detecting the concentration of the developer in the developer container,
A developing device having a developer stirring member for rotating and circulating the developer in the developer container,
Control means for controlling the concentration of the developer in the developer container based on the developer concentration detected by the concentration detection means,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit determines a failure of the developing device based on the developer concentration detected by the concentration detecting unit while rotating the developer stirring member at a predetermined number of rotations.

The image forming apparatus according to claim 7, wherein the control unit determines the failure of the developing device based on a maximum value and a minimum value of the developer density detected by the density detection unit.

9. The image forming apparatus according to claim 8, wherein the control unit determines a failure of the developing device when a difference between a maximum value and a minimum value of the developer density is smaller than a predetermined value. apparatus.

10. The apparatus according to claim 7, wherein the control unit determines a failure of the developing device based on a developer concentration detected by the concentration detecting unit at a predetermined timing. Image forming device.

The image forming apparatus according to claim 7, wherein the control unit obtains a developer density detected by the density detection unit by statistical processing.

The image forming apparatus according to claim 4, wherein the predetermined timing is a time when a power supply to the apparatus main body is detected.

The image forming apparatus according to claim 4, wherein the predetermined timing is a time when opening and closing of a door of the apparatus main body is detected.

The image forming apparatus according to claim 4, wherein the predetermined timing is when image formation is being performed.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein the developing device is detachable from the image forming apparatus.

A developing device having a developer container for storing a developer containing a toner, a density detecting unit for detecting the magnetic permeability of the developer in the developer container to detect the density of the toner, and detecting by the density detecting unit Control means for controlling the density of the toner in the developer container based on the toner density obtained, the control method of the image forming apparatus,
A step of detecting the toner concentration in the developer container by the concentration detecting means;
Determining a failure of the developing device based on the toner density detected by the density detecting means;
A method for controlling an image forming apparatus, comprising:

Calculating a maximum value and a minimum value of the toner density detected by the density detection means, and the step of judging the failure is performed based on the calculated maximum value and the minimum value of the toner density. 17. The method according to claim 16, further comprising determining a failure.

The step of determining a failure is a step of determining a failure of the developing device when a difference between a maximum value and a minimum value of the toner density detected by the density detection unit is smaller than a predetermined value. The method for controlling an image forming apparatus according to claim 17, wherein

19. The method according to claim 16, further comprising a step of displaying that the developing device has failed.

A developing device having a developer container for storing the developer, a concentration detecting unit for detecting the concentration of the developer in the developer container, and a developer stirring member for rotating and circulating the developer in the developer container; A control method for an image forming apparatus, comprising: a device; and a control unit configured to control a concentration of a developer in the developer container based on a developer concentration detected by the concentration detection unit,
Detecting the concentration of the developer in the developer container by the concentration detecting means while rotating the developer stirring member a predetermined number of rotations;
Determining a failure of the developing device based on the developer concentration detected by the concentration detecting unit;
A method for controlling an image forming apparatus, comprising:

Calculating a maximum value and a minimum value of the developer concentration detected by the density detecting means, and the step of judging the failure is performed based on the calculated maximum value and the minimum value of the developer concentration. 21. The method according to claim 20, further comprising the step of determining a failure of the apparatus.

The step of judging the failure is a step of judging a failure of the developing device when a difference between a maximum value and a minimum value of the developer density detected by the density detection unit is smaller than a predetermined value. The method for controlling an image forming apparatus according to claim 21, wherein

23. The method according to claim 20, further comprising a step of displaying that the developing device has failed.