JP2005250347A - Developer supply method and device, and image forming apparatus using the device - Google Patents

Developer supply method and device, and image forming apparatus using the device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developer supply method and device in which the freedom of design is high by the use of a uniaxial eccentric screw pump and, in addition, the supply of carrier can be independently controlled, and to provide an image forming apparatus using the device. <P>SOLUTION: When a developing device 4 which develops an electrostatic latent image, formed on a photoreceptor 1, with two-component developer composed of toner and carrier is supplied with the developer, toner stored in a toner storage container 20 is supplied to the developing device 4 by the uniaxial eccentric screw pump 40, and also carrier stored in the carrier storage container 70 is supplied while mixed into the toner being conveyed. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、2成分現像装置を用いる画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus using a two-component developing device.

プリンタ、複写機、ファクシミリ、これらの少なくとも2つの機能を有する複合機等の画像形成装置において、トナーとキャリアからなる2成分現像剤を用いて静電潜像を現像する現像装置が多々用いられている。この種の画像形成装置は、トナーが画像形成とともに消費されるため、通常は容器に入れたトナーを順次供給し、容器内のトナーが無くなったら新しいトナー容器と交換してトナーを補充している。   In image forming apparatuses such as printers, copiers, facsimiles, and multifunction machines having at least two of these functions, a developing device that develops an electrostatic latent image using a two-component developer composed of toner and carrier is often used. Yes. Since this type of image forming apparatus consumes toner together with image formation, it normally supplies toner in a container sequentially, and when the toner in the container runs out, it is replaced with a new toner container to replenish the toner. .

一方、キャリアは消費されることはないが、画像形成の回数に伴ってその性能が劣化するため、ある程度の画像形成回数ごとに交換する必要がある。交換の一般的な方法としては、複写機においては専用のサービス担当者がキャリアの交換を実施する方法、プリンタではキャリアを内蔵した現像器をユニットごと新しいユニットに交換する方法などが一般的である。しかし、キャリアが劣化するまで使用し続けると、当初と劣化時とでの画像品質が明らかに違ってしまい画質の悪い記録物も多く提供してしまう。   On the other hand, the carrier is not consumed, but its performance deteriorates with the number of image formations. Therefore, it is necessary to replace the carrier every certain number of image formations. As a general method of replacement, in a copying machine, a method in which a dedicated service person replaces a carrier, and in a printer, a method in which a developing unit incorporating a carrier is replaced with a new unit for each unit is generally used. . However, if it continues to be used until the carrier deteriorates, the image quality at the beginning and at the time of deterioration is clearly different, and many recorded materials with poor image quality are provided.

そこで、最近では補給するトナーに予めキャリアを混合し、トナーとキャリアを順次現像装置に補給し、そして余剰現像剤を回収することで、安定した画像を継続して得られるようにした方法が提案され、そして実施されている。しかし、キャリアはベタ画像のようなトナーの消費が多い記録の占める割合が多い場合と、線画像のようなトナー消費が少ない記録を主に取っている場合とではその劣化の度合が異なる。さらに、キャリアの劣化は温度、湿度等の環境の違いによっても一定でない。このため、常に一定のプレミックスの現像剤を補給する方法では予想以上にキャリアが劣化してもキャリアの独立補給制御ができないため、現像装置内のトナー濃度の調整が行い難い。さらに、機器の使用初期やキャリア劣化が予想以上に遅い場合では劣化していない現像剤であってもトナー補給に伴って回収してしまうため資源の無駄使いとなる問題があった。   Therefore, recently, a method has been proposed in which a stable image can be continuously obtained by mixing a carrier with the toner to be replenished in advance, sequentially replenishing the toner and carrier to the developing device, and collecting excess developer. And has been implemented. However, the degree of deterioration of the carrier differs between a case where a large amount of recording such as a solid image occupies a large amount of recording and a case where recording mainly uses a low amount of toner such as a line image. Furthermore, the deterioration of the carrier is not constant due to the difference in environment such as temperature and humidity. For this reason, in the method of always supplying a constant premix developer, it is difficult to adjust the toner density in the developing device because independent carrier supply control cannot be performed even if the carrier deteriorates more than expected. Furthermore, when the device is used at an early stage or when the carrier deterioration is slower than expected, even a developer that has not deteriorated is collected as the toner is replenished, resulting in a waste of resources.

特開平11−212346号公報JP 11-212346 A 特開2001−209244号公報JP 2001-209244 A

そこで、特許文献1に見られるように、補給用のキャリアを格納した容器を設けて少量ずつキャリアを現像器に補給したり、また特許文献2に見られるように、補給用トナーにキャリアを合流させてトナーの補給と同時にキャリアを補給したりする方法も提案されている。このように、キャリアをトナー別に収納すれば、トナー濃度調整等を行うことができる。   Therefore, as seen in Patent Document 1, a container for storing a replenishment carrier is provided, and the carrier is replenished to the developing unit little by little, and as seen in Patent Document 2, the carrier is joined to the replenishment toner. There has also been proposed a method for supplying the carrier at the same time as the toner supply. Thus, if the carrier is stored for each toner, the toner density can be adjusted.

しかしながら、既に提案されている殆どのキャリア補給装置の搬送方法はスクリューを用いていたので、その搬送経路がほぼ直線で上方には持ち上げられない等の制約があり、このためキャリア補給装置のキャリア収納部は現像装置の近くに設けざるを得なかった。そのためにトナーやキャリアの収納容量が大きくすることができない、ユーザーが交換しやすい位置にトナーやキャリアの補給装置が配置できない、機械本体を小型化できない、等の問題があった。   However, most of the carrier replenishment device transport methods that have been proposed use screws, so there are restrictions such that the transport route is almost straight and cannot be lifted upward. The part had to be provided near the developing device. For this reason, there are problems that the storage capacity of the toner and the carrier cannot be increased, the toner and carrier replenishment device cannot be arranged at a position where the user can easily replace, and the machine body cannot be downsized.

ところで、スクリューポンプを用いてトナーや現像剤を搬送することも既に提案されている。そこで、スクリューポンプを用いてキャリアを搬送するようにすれば、上記した不具合を改善でき設計自由度が増し、コンパクト化や操作性の向上を図れる。しかし、本発明者が種々の実験を行った結果、スクリューポンプとしての一軸偏心スクリューポンプは、キャリアの質量が大きいため搬送量が不安定になってその制御が難しく、また弾性体であるステータの磨耗が促進されてポンプの寿命が短くなってしまうと言う問題があり、キャリア搬送に適していないことが見出した。   Incidentally, it has already been proposed to transport toner and developer using a screw pump. Therefore, if the carrier is transported using a screw pump, the above-mentioned problems can be improved, the degree of freedom in design is increased, and compactness and operability can be improved. However, as a result of various experiments conducted by the inventor, the uniaxial eccentric screw pump as a screw pump is difficult to control because the carrier amount becomes unstable due to the large mass of the carrier. It has been found that there is a problem that the life of the pump is shortened due to accelerated wear, which is not suitable for carrier conveyance.

本発明は、上記した従来の事情に鑑み、一軸偏心スクリューポンプを用いることで設計自由度が高く、しかもキャリアの独立補給制御が可能な現像剤補給方法及び装置並びに該装置を用いる画像形成装置を提供することを課題としている。   In view of the above-described conventional circumstances, the present invention provides a developer replenishing method and apparatus having a high degree of design freedom by using a single-shaft eccentric screw pump and capable of independent replenishment control of a carrier, and an image forming apparatus using the apparatus. The issue is to provide.

上記の目的を達成するため、本発明は、像担持体に形成された静電潜像をトナーとキャリアからなる2成分現像剤により現像する現像装置にトナーとキャリアからなる現像剤を補給する現像剤補給方法において、トナー収納部に収納されたトナーを一軸偏心スクリューポンプにより前記現像装置へ補給するとともに、その搬送するトナーにキャリア収納部に収納されたキャリアを混合することを特徴としている。   In order to achieve the above object, the present invention provides a developing device that develops an electrostatic latent image formed on an image carrier with a two-component developer composed of toner and carrier, and supplies the developer composed of toner and carrier with the developer. In the agent replenishing method, the toner stored in the toner storage unit is supplied to the developing device by a uniaxial eccentric screw pump, and the carrier stored in the carrier storage unit is mixed with the toner to be conveyed.

また、上記の目的を達成するため、本発明は、像担持体に形成された静電潜像をトナーとキャリアからなる2成分現像剤により現像する現像装置にトナーとキャリアからなる現像剤を補給する現像剤補給方法において、トナー収納部に収納されたトナーを一軸偏心スクリューポンプにより前記現像装置へ補給するとともに、前記トナー収納部から前記現像装置へ搬送中のトナーに対してキャリアを混合することを特徴としている。   In order to achieve the above object, the present invention replenishes a developing device for developing an electrostatic latent image formed on an image carrier with a two-component developer consisting of toner and carrier with a developer consisting of toner and carrier. In the developer replenishing method, the toner accommodated in the toner accommodating portion is replenished to the developing device by a uniaxial eccentric screw pump, and the carrier is mixed with the toner being conveyed from the toner accommodating portion to the developing device. It is characterized by.

さらにまた、上記の目的を達成するため、本発明は、像担持体に形成された静電潜像をトナーとキャリアからなる2成分現像剤により現像する現像装置にトナーとキャリアからなる現像剤を補給する現像剤補給方法において、トナー収納部に収納されたトナーにエアを供給して流動化させ、一軸偏心スクリューポンプにより前記現像装置へ補給するとともに、前記トナー収納部に供給するエアにキャリアを混合することを特徴としている。   Furthermore, in order to achieve the above object, the present invention provides a developing device that develops an electrostatic latent image formed on an image carrier with a two-component developer composed of toner and carrier. In the developer replenishment method for replenishing, air is supplied to the toner accommodated in the toner accommodating portion to be fluidized, and the developing device is replenished by a uniaxial eccentric screw pump, and a carrier is supplied to the air supplied to the toner accommodating portion. It is characterized by mixing.

なお、本発明の現像剤補給方法によれば、トナーとキャリアの和に対するキャリアの重量比率が50%を越えないように、キャリアの混合量が制御されると、効果的である。   According to the developer replenishing method of the present invention, it is effective if the mixing amount of the carrier is controlled so that the weight ratio of the carrier to the sum of the toner and the carrier does not exceed 50%.

さらに、本発明の現像剤補給方法によれば、前記キャリア混合位置から前記現像装置手前までのトナー補給径路に設けたキャリア濃度検知手段により検知したキャリア濃度からキャリア混合量を制御すると、効果的である。   Furthermore, according to the developer replenishing method of the present invention, it is effective to control the carrier mixing amount from the carrier concentration detected by the carrier concentration detecting means provided in the toner replenishment path from the carrier mixing position to the front of the developing device. is there.

さらにまた、本発明の現像剤補給方法によれば、前記トナー収納部内のトナー残量を検知し、その検知結果に基づいてトナーとキャリアの和に対するキャリアの重量比率が50%を越えないように、エアに混合するキャリア量を制御すると、効果的である。   Furthermore, according to the developer supply method of the present invention, the remaining amount of toner in the toner storage unit is detected, and based on the detection result, the weight ratio of the carrier to the sum of the toner and the carrier does not exceed 50%. It is effective to control the amount of carrier mixed with air.

上記の目的を達成するため、本発明は、像担持体に形成された静電潜像をトナーとキャリアからなる2成分現像剤により現像する現像装置にトナーとキャリアからなる現像剤を補給する現像剤補給装置において、前記現像装置に補給するトナーが収納されたトナー収納部と、該トナー収納部と別体でありキャリアが収納されたキャリア収納部と、前記トナー収納部のトナーに現像装置へ搬送する搬送力を付与する一軸偏心スクリューポンプと、前記トナー収納部から前記現像装置に通ずるトナー補給管路と、該トナー補給管路の途中に設けられたキャリア混合部とを有することを特徴としている。   In order to achieve the above object, the present invention provides a developing device that develops an electrostatic latent image formed on an image carrier with a two-component developer composed of toner and carrier, and supplies the developer composed of toner and carrier with the developer. In the agent replenishing device, a toner storage portion storing toner to be supplied to the developing device, a carrier storage portion separate from the toner storage portion and storing a carrier, and toner in the toner storage portion to the developing device A uniaxial eccentric screw pump for imparting a conveying force to convey, a toner replenishment conduit that communicates from the toner storage portion to the developing device, and a carrier mixing portion provided in the middle of the toner replenishment conduit. Yes.

また、上記の目的を達成するため、本発明は、像担持体に形成された静電潜像をトナーとキャリアからなる2成分現像剤により現像する現像装置にトナーとキャリアからなる現像剤を補給する現像剤補給装置において、前記現像装置に補給するトナーが収納されたトナー収納部と、該トナー収納部と別体でありキャリアが収納されたキャリア収納部と、前記トナー収納部のトナーに現像装置へ搬送する搬送力を付与する一軸偏心スクリューポンプと、前記トナー収納部へエアを供給するエアポンプとを有し、該エアポンプの吸気部に前記キャリア収納部の排出部が接続されていることを特徴としている。   In order to achieve the above object, the present invention replenishes a developing device for developing an electrostatic latent image formed on an image carrier with a two-component developer consisting of toner and carrier with a developer consisting of toner and carrier. In the developer replenishing device, a toner storage portion storing toner to be supplied to the developing device, a carrier storage portion separate from the toner storage portion and storing a carrier, and developing the toner in the toner storage portion A uniaxial eccentric screw pump that applies a conveying force to the apparatus and an air pump that supplies air to the toner storage unit, and a discharge unit of the carrier storage unit is connected to an air intake part of the air pump. It is a feature.

さらにまた、上記の目的を達成するため、本発明は、像担持体に静電潜像を形成し、その静電潜像をトナーとキャリアからなる2成分現像剤により現像する現像装置を備えた画像形成装置において、前記現像装置に請求項7または8に記載の現像剤補給装置を用いて現像剤を補給することを特徴としている。   Furthermore, in order to achieve the above object, the present invention includes a developing device that forms an electrostatic latent image on an image carrier and develops the electrostatic latent image with a two-component developer composed of toner and carrier. In the image forming apparatus, the developer is replenished to the developing device by using the developer replenishing device according to claim 7 or 8.

本発明の構成によれば、経時にて特別なメンテナンスを必要とせず安定した画像品質を得ることができる。キャリアの消費量を最低限に抑えることができる。レイアウト自由度が高く、かつ簡素で多くのスペースを必要とせず、低コスト化や本体の小型化が実現できる。特にカラー画像形成装置において有効となる。移送路中の現像剤を最も流動性の良い範囲に制御することで、現像剤移送の安定性向上が実現できる。近年小粒径化によって凝集性、流動性が増して搬送性が悪くなったトナーに対して特に有効である。補給装置の耐久寿命を向上することができる。搬送手段によるキャリアの損傷を防止することができる。   According to the configuration of the present invention, stable image quality can be obtained without requiring special maintenance over time. Carrier consumption can be minimized. It has a high degree of freedom in layout, is simple and does not require a lot of space, and can achieve cost reduction and downsizing of the main body. This is particularly effective in a color image forming apparatus. By controlling the developer in the transfer path to the most fluid range, the developer transfer stability can be improved. In particular, this is particularly effective for toner whose cohesiveness and fluidity have increased due to the reduction in particle size in recent years, resulting in poor transportability. The durable life of the replenishing device can be improved. It is possible to prevent the carrier from being damaged by the conveying means.

以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
図1は、本発明に係る画像形成装置としてのレーザプリンタの概略を示す説明図であって、該プリンタは像担持体としてドラム状の感光体1を有し、感光体1は図1における時計方向に回転駆動され、このとき帯電ローラ2によって表面が所定の極性に均一に帯電される。次いでその帯電面に、レーザ書き込み装置3から出射する光変調されたレーザビームLが照射される。これによって感光体1上に静電潜像が形成され、その静電潜像が現像装置4によってトナー像として可視像化される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an explanatory view showing an outline of a laser printer as an image forming apparatus according to the present invention. The printer has a drum-shaped photoconductor 1 as an image carrier, and the photoconductor 1 is a timepiece in FIG. In this case, the surface is uniformly charged to a predetermined polarity by the charging roller 2. Next, the charged surface is irradiated with a light-modulated laser beam L emitted from the laser writing device 3. As a result, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive member 1, and the electrostatic latent image is visualized as a toner image by the developing device 4.

一方、装置本体下部側に設けられた給紙装置5から、例えば転写紙より成る記録材Pが給送され、その記録材Pがレジストローラ6を介して感光体1と転写ローラ7の間に送り込まれる。この転写ローラ7に対し、感光体1上のトナーと逆極性の電圧が印加され、これによって感光体1上のトナー像が記録材P上に転写される。記録材Pに転写されず、感光体1上に残された転写残トナーは、クリーニング装置8によって除去され、さらに除電装置9によって感光体1上に残された残留電荷が除去される。   On the other hand, a recording material P made of, for example, transfer paper is fed from a paper feeding device 5 provided on the lower side of the apparatus main body, and the recording material P is interposed between the photoreceptor 1 and the transfer roller 7 via a registration roller 6. It is sent. A voltage having a polarity opposite to that of the toner on the photosensitive member 1 is applied to the transfer roller 7, whereby the toner image on the photosensitive member 1 is transferred onto the recording material P. The transfer residual toner that is not transferred to the recording material P and remains on the photosensitive member 1 is removed by the cleaning device 8, and further, the residual charge remaining on the photosensitive member 1 is removed by the charge eliminating device 9.

このようにしてトナー像が形成された記録材Pは、搬送ベルト10を介して定着装置11を送られ、このときその記録材P上に定着され、定着を終えた記録材Pは排紙トレイ12上に排出される。   The recording material P on which the toner image is formed in this manner is sent to the fixing device 11 via the conveying belt 10, and is fixed on the recording material P at this time. 12 is discharged.

かかるレーザプリンタは、2成分現像装置4を用いており、現像装置4内のトナーが消費されると、その分のトナーを補給するトナー補給装置を具備している。
トナー補給装置は、図2に示すように、トナー収納部としてのトナー収納容器20を有し、該トナー収納容器20はトナーが収納されるトナー収納袋21と、このトナー収納袋21の周囲を包む保護ケース22と、トナー収納袋21の底部に固定される口金部材23とを有している。トナー収納袋21は、ポリエチレン、ナイロン等の樹脂製または紙製の厚みが50〜250μm程度の単層または複層にしたシート材折り込む、または4枚のシート溶着または接着することによって、エア流入出のない密閉された袋状に形成したものであり、袋上部には容器の内圧が過度に上昇することを防止するためのフィルタ24が設けられている。上記保護ケース22は、剛性を有する紙、段ボールやプラスチック等の材料からからなり、一部が口金部材23と係合する構造を持っている。
Such a laser printer uses a two-component developing device 4 and includes a toner replenishing device that replenishes the toner when the toner in the developing device 4 is consumed.
As shown in FIG. 2, the toner replenishing device has a toner storage container 20 as a toner storage unit. The toner storage container 20 includes a toner storage bag 21 in which toner is stored and a periphery of the toner storage bag 21. A protective case 22 for wrapping and a base member 23 fixed to the bottom of the toner storage bag 21 are provided. The toner storage bag 21 is made of an air inflow / outflow by folding a single-layer or multi-layer sheet material having a thickness of about 50 to 250 μm made of resin such as polyethylene and nylon, or by welding or bonding four sheets. A filter 24 for preventing the internal pressure of the container from excessively rising is provided at the top of the bag. The protective case 22 is made of a material such as rigid paper, cardboard or plastic, and has a structure in which a part thereof engages with the base member 23.

口金部材23には、トナー排出口25が形成され、このトナー排出口25の下部部分には後述するノズルが抜き差しされる切り込み(図示せず)が形成されたシール部材26が取り付けられている。この構成により、口金部材23に形成されたトナー排出口25は通常シール部材26によって閉じられている。この口金部材23は、ポリエチレン、ナイロン等の樹脂から作られ、このときトナー収納袋21と口金部材23を同一材料で作ると、リサイクルの観点で望ましく、トナー収納袋21の口金部材23への溶着も容易になる。   A toner discharge port 25 is formed in the cap member 23, and a seal member 26 having a notch (not shown) in which a nozzle described later is inserted and removed is attached to a lower portion of the toner discharge port 25. With this configuration, the toner discharge port 25 formed in the base member 23 is normally closed by the seal member 26. The base member 23 is made of a resin such as polyethylene or nylon. At this time, if the toner storage bag 21 and the base member 23 are made of the same material, it is desirable from the viewpoint of recycling, and the toner storage bag 21 is welded to the base member 23. Will also be easier.

このように構成したトナー収納容器20は、トナー収納袋21の横断面がほぼ矩形に形成され、その途中から底部の口金部材23に向かって絞り込まれた形状に形成されている。このような絞り込み形状にすることにより、収納したトナーが口金部材23へ移動し易くなり、残トナーの減少に効果がある。なお、トナー収納袋21の絞り込みを開始する位置は口金部材23に向かってある程度の傾斜角を付けられる位置であればどこでも良い。   The toner storage container 20 configured as described above is formed in a shape in which the cross section of the toner storage bag 21 is substantially rectangular and is squeezed from the middle toward the base member 23 at the bottom. By using such a narrowed shape, the stored toner can easily move to the base member 23, which is effective in reducing residual toner. It should be noted that the position where the toner storage bag 21 starts to be narrowed may be any position as long as a certain angle of inclination toward the cap member 23 is provided.

トナー収納容器20は、画像形成装置本体内の適当な箇所に設けられたセット部に着脱可能に装着されるが、このセット部にはトナー収納容器20を受けて保持する樹脂製のホルダ50が設けられている。ホルダ50の底部には、トナー収納容器20内に抜き差しされる上下方向に延びるノズル51が立設されている。ノズル51は、その先端にシール部材26への挿入をスムーズに行えるように尖頭部52が形成され、また内部はトナー通路53、外側にエア通路54が形成された2重管に形成されている。トナー通路53はその下端にトナー搬送路としての後述する一軸偏心スクリューポンプ40に接続されるトナー搬送管15が接続されている。また、エア通路54は側方に曲げられて後述するエア供給手段からのエア供給チューブ62が接続されている。   The toner storage container 20 is detachably attached to a set portion provided at an appropriate location in the image forming apparatus main body, and a resin holder 50 that receives and holds the toner storage container 20 is attached to the set portion. Is provided. At the bottom of the holder 50, a nozzle 51 extending in the vertical direction is inserted and removed from the toner storage container 20. The nozzle 51 has a pointed head 52 formed at its tip so that it can be smoothly inserted into the seal member 26, and is formed in a double pipe having a toner passage 53 inside and an air passage 54 outside. Yes. The toner passage 53 is connected at its lower end to a toner conveyance pipe 15 connected to a uniaxial eccentric screw pump 40 described later as a toner conveyance path. The air passage 54 is bent sideways and connected to an air supply tube 62 from an air supply means described later.

現像装置4の上部には一軸偏心スクリューポンプ(以下、スクリューポンプという。)が配置されている。スクリューポンプ40は、ホルダ43に支持されたゴム等の弾性部材から作られたダブルピッチの螺旋溝を形成した雌ねじ形のステータ42と、該ステータ42内に回動自在に嵌挿され、金属や樹脂等から作られた雄ねじ形のロータ41とを有している。このロータ41は、駆動軸45にスプリングピン等によって連結されており、駆動軸45が回転されることによって回転駆動されるが、その運動が偏心運動であることから、本ポンプは一軸偏心スクリューポンプとも称される。このスクリューポンプ40は、ロータ41とステータ42の間に仕切られた幾つかの空間を持ち、この空間がロータ41の回転によってそのままの形状で回転移動する。したがって、ロータ41の回転量によって搬送量が高精度に制御可能なポンプである。   A uniaxial eccentric screw pump (hereinafter referred to as a screw pump) is disposed at the upper portion of the developing device 4. The screw pump 40 includes a female screw-shaped stator 42 formed with a double-pitch spiral groove made of an elastic member such as rubber supported by a holder 43, and is rotatably fitted in the stator 42. And an externally threaded rotor 41 made of resin or the like. The rotor 41 is connected to the drive shaft 45 by a spring pin or the like, and is driven to rotate when the drive shaft 45 is rotated. Since this motion is an eccentric motion, this pump is a uniaxial eccentric screw pump. Also called. The screw pump 40 has several spaces partitioned between the rotor 41 and the stator 42, and these spaces rotate and move in the same shape as the rotor 41 rotates. Therefore, the pump can control the conveyance amount with high accuracy by the rotation amount of the rotor 41.

このスクリューポンプ40が作動すると、ホルダ43に形成された吸引口44に吸引力を発生し、粉体トナーを収容するトナー収納袋21内からノズル51、トナー搬送管15を介してスクリューポンプ40までをつなぐトナー通路は密閉であるため、スクリューポンプ40の作動で発生した吸引力は、トナー搬送管15、ノズル51を介してトナー収納袋21内のノズル付近のトナーに伝達され、トナーの搬送が可能となる。   When this screw pump 40 is operated, a suction force is generated at the suction port 44 formed in the holder 43, and from the inside of the toner storage bag 21 storing the powder toner to the screw pump 40 via the nozzle 51 and the toner transport tube 15. Since the toner passage connecting the two is hermetically sealed, the suction force generated by the operation of the screw pump 40 is transmitted to the toner in the vicinity of the nozzles in the toner storage bag 21 via the toner conveying tube 15 and the nozzles 51, so that the toner is conveyed. It becomes possible.

ノズル51とスクリューポンプ40の吸引口44を接続するトナー搬送管15は、内径が3mm〜7mm程度で、フレキシブルでかつ耐トナー性に優れたゴム材料、例えば、ポリウレタン、ニトリル、EPDM、シリコン等やプラスチック材料、例えば、ポリエチレン、ナイロン等を用いることにより、トナー補給経路を自由に配回すことが可能となり、画像形成装置のレイアウトの自由度が大きくなるため非常に有効である。   The toner conveying tube 15 that connects the nozzle 51 and the suction port 44 of the screw pump 40 has an inner diameter of about 3 mm to 7 mm, is flexible and has excellent toner resistance, such as polyurethane, nitrile, EPDM, silicon, and the like. By using a plastic material such as polyethylene or nylon, it is possible to freely arrange the toner replenishment path, which is very effective because the degree of freedom in the layout of the image forming apparatus is increased.

さらには、かかるトナー補給装置はスクリューポンプの吸引力によりトナーを搬送するためにトナー収納容器20の位置が現像装置4に対して低い位置にある場合でもトナーを支障なく搬送することができる。したがって、トナー収納容器20の配置に制限を受けないので、トナー収納容器20は最もトナー交換操作がし易い位置に配置することも可能となる。   Furthermore, since the toner replenishing device conveys the toner by the suction force of the screw pump, the toner replenishing device can convey the toner without any trouble even when the position of the toner container 20 is lower than the developing device 4. Therefore, since the arrangement of the toner storage container 20 is not limited, the toner storage container 20 can be disposed at a position where the toner replacement operation is most easily performed.

本トナー補給装置は、流動性の悪いトナーをスムーズに搬送するため、トナーをエアによって流動化させている。エアはエアポンプ60を作動することにより発生し、そのエアを電磁弁61、エア供給チューブ62、ノズル51を介してトナー収納袋21内のトナーの中へ供給する。エアの供給は、スクリューポンプ40がノズル付近のトナーを吸引した後、トナー収納袋21内で架橋現象(なくなったトナーの部分に空洞ができる)が生じ、トナー補給量が不安定になったりトナー収納容器内のトナー残量が極端に多くなったりすることを防止する用もなしている。したがって、トナー収納袋21の内部へエアを供給することは、トナーを攪拌・流動化し、上記したトナーの架橋現象を防止し、さらに架橋したトナーを供給したエアにより崩している。その結果、トナー補給量の安定化、トナー収納容器20内のトナー残量の低減化を図るために行っている。なお、トナー収納袋21の上部には通気性フィルタ24を設けており、これによってエアポンプ60から供給されたエアによりトナー収納袋21内の圧が上昇することを防止する役目をする。   In the toner replenishing device, the toner is fluidized by air in order to smoothly convey the toner having poor fluidity. Air is generated by operating the air pump 60, and the air is supplied into the toner in the toner storage bag 21 through the electromagnetic valve 61, the air supply tube 62, and the nozzle 51. In the air supply, after the screw pump 40 sucks the toner in the vicinity of the nozzle, a bridging phenomenon (a void is formed in the lost toner portion) occurs in the toner storage bag 21, and the toner replenishment amount becomes unstable or the toner is supplied. It is also used to prevent an excessive increase in the amount of toner remaining in the storage container. Therefore, supplying air to the inside of the toner storage bag 21 stirs and fluidizes the toner, prevents the above-described toner cross-linking phenomenon, and further collapses due to the air supplied with the cross-linked toner. As a result, the toner supply amount is stabilized and the remaining amount of toner in the toner container 20 is reduced. An air permeable filter 24 is provided on the upper portion of the toner storage bag 21, thereby preventing the pressure in the toner storage bag 21 from increasing due to the air supplied from the air pump 60.

ところで、2成分現像装置4ではトナーとキャリアからなる現像剤で現像を行うが、トナーは現像に伴って消費されるため、上記したトナー補給装置によって補給する。一方、キャリアは消費されないため、補給する必要はないが経時使用により劣化して画像品質の低下を招く。そこで、予めキャリアを混合したトナーを補給することが行われているが、キャリアの独立制御補給ができないため、先に述べたように種々の問題がある。   By the way, in the two-component developing device 4, development is performed with a developer composed of toner and carrier, but since the toner is consumed along with the development, the toner is replenished by the toner replenishing device described above. On the other hand, since the carrier is not consumed, it is not necessary to replenish it, but it deteriorates with use over time, leading to a decrease in image quality. Thus, although the toner mixed with the carrier is replenished in advance, there are various problems as described above because the carrier cannot be independently controlled and replenished.

キャリアを独立制御して補給するには、キャリア収納部からキャリアを現像装置4へ搬送しなければならないが、キャリアを従来のようにスクリューで搬送する場合、キャリア収納部を現像装置の近くにする等の設置位置に大幅な制限を受ける。   To replenish the carrier with independent control, the carrier must be transported from the carrier storage portion to the developing device 4, but when the carrier is transported by a screw as in the conventional case, the carrier storage portion is located near the developing device. There are significant restrictions on the installation location.

キャリアは粒径20〜200μm程度の、従来公知の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉、磁性樹脂等の芯材にアミノ系樹脂、ポリビニルおよびポリビニリデン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、シリコン樹脂等で表面を被覆したものが用いられる。トナーは、結着樹脂、ワックス成分、着色剤、その他場合によっては荷電制御剤等を、ミキサー等を用いて混合し、熱ロール、エクストルーダー等の混練機を用い混練した後、冷却個化し、これをジェットミル等で粉砕し、その後分級し得られる粉砕トナーや、重合法を用いたトナー等従来公知のものが用いられ、粒径4〜10μm程度である。   The carrier has a particle size of about 20 to 200 μm, and the surface is made of a conventionally known iron powder, ferrite powder, magnetite powder, magnetic resin or the like with an amino resin, polyvinyl and polyvinylidene resin, polystyrene resin, silicon resin, or the like. A coated one is used. The toner is mixed with a binder resin, a wax component, a colorant, and in some cases a charge control agent, etc., using a mixer, etc., kneaded using a kneader such as a hot roll, an extruder, etc. Conventionally known materials such as a pulverized toner obtained by pulverizing with a jet mill or the like and then classified, or a toner using a polymerization method are used, and the particle size is about 4 to 10 μm.

スクリューポンプ圧力による搬送は、軽いものを選択的に搬送してしまうために比重が大きいものや、軽くても空気を含みにくいものは移動しにくい(空気のみが移動してしまう。)。さらにはポンプの回転量(空間移動量)に比例して搬送圧力が発生するために、特に現像装置へのトナー補給のような非常に微量な搬送では回転量が少ないために発生圧力が小さく、前記傾向が顕著となる。キャリアは上述のように比重が重く流動性が良いために重力を利用した落下搬送に適しているが、比重が重いためにスクリューポンプ等の圧力搬送は非常に困難である。一方、トナーは比重が軽いが、流動性の良いものから悪いものまで多くの種類が使用され、流動性の良いトナーは空気を含みやすく圧力搬送が容易である。ところが流動性が悪いトナーは空気を含みにくく、圧力搬送した場合に搬送量が不安定になったり、搬送経路内で詰まったりする等の問題が生じて使用が困難であった。   Conveyance by the screw pump pressure selectively conveys light objects, so that those having a large specific gravity and those that are light but difficult to contain air are difficult to move (only air moves). Furthermore, since the conveyance pressure is generated in proportion to the rotation amount (space movement amount) of the pump, the generated pressure is small because the rotation amount is small particularly in a very small amount of conveyance such as toner replenishment to the developing device, The tendency becomes remarkable. As described above, the carrier is suitable for drop conveyance using gravity because of its heavy specific gravity and good fluidity, but pressure conveyance by a screw pump or the like is very difficult due to its high specific gravity. On the other hand, although the toner has a low specific gravity, many types of toners having good fluidity and poor fluidity are used, and the toner having good fluidity easily contains air and is easy to convey with pressure. However, toner with poor fluidity does not easily contain air, and it has been difficult to use due to problems such as unstable transport amount or clogging in the transport path when transported by pressure.

そこで、比重が軽く空気を含みやすいトナーの中にキャリアを混合させることによりキャリアの圧力搬送が可能となり、さらに搬送手段や経路も単純化できる。しかも、流動性の悪いトナーでもキャリアを混合することによって流動性が増加して安定した圧力搬送が可能となることが本発明者の研究により判明した。よって、スクリューポンプでキャリアを搬送する場合、単独でなくトナーに混合して搬送するように構成している。   Therefore, the carrier can be conveyed by pressure in the toner having a low specific gravity and easily containing air, and the conveying means and path can be simplified. Moreover, it has been found by the present inventors that even a toner with poor fluidity can be stably conveyed by increasing the fluidity by mixing the carrier. Therefore, when the carrier is transported by the screw pump, it is configured so as to be transported by being mixed with the toner, not alone.

次に、図2によりキャリア補給について説明する。
図中符号70は、キャリア収納部としてのキャリア収納容器であり、本実施形態のキャリア収納容器70は上記したトナー収納容器20と同一材質、同一構造のものを用いている。すなわち、キャリア収納容器70はキャリア袋71、保護ケース72、及び口金部材73を有し、口金部材73には、キャリア排出口75が形成され、キャリア排出口75の下部部分には後述するキャリア用のノズルが抜き差しされる切り込み(図示せず)が形成されたシール部材76が取り付けられている。但し、キャリアはトナーと異なって流動性がよく、このためキャリア袋32にエアを供給する必要がないので、内圧上昇防止用のフィルタ24は省かれている。
Next, carrier supply will be described with reference to FIG.
Reference numeral 70 in the figure denotes a carrier storage container as a carrier storage portion. The carrier storage container 70 of the present embodiment uses the same material and the same structure as the toner storage container 20 described above. That is, the carrier storage container 70 includes a carrier bag 71, a protective case 72, and a base member 73. The base member 73 is formed with a carrier discharge port 75. A carrier discharge port 75, which will be described later, is formed in a lower portion of the carrier discharge port 75. A seal member 76 having a cut (not shown) through which the nozzle is inserted and removed is attached. However, unlike the toner, the carrier has good fluidity, and therefore it is not necessary to supply air to the carrier bag 32, so the filter 24 for preventing an increase in internal pressure is omitted.

このように構成したキャリア収納容器70は、上記したトナー補給経路である搬送チューブ15の上方に設定したセット部に着脱可能に装着される。このセット部にはキャリア収納容器70を受けて保持する樹脂製のホルダ80が設けられている。ホルダ80の底部には、キャリア収納容器70内に抜き差しされる上下方向に延びるノズル81が立設されており、ノズル81の先端にはシール部材76への挿入をスムーズに行えるように尖頭部82が形成されている。ノズル81には、トナー補給経路に合流部材84を介して合流するキャリア通路83が形成され、このキャリア通路83の途中にはキャリア収納容器70側へのトナー侵入を防ぎ、かつ、定量ずつのキャリア補給を行う補給部材としての補給ローラ90が設けられている。補給ローラ90は、キャリア通路83を完全に塞ぐ大きさの径を有し、図示していない駆動手段で回転駆動され、その周面には定量のキャリアを受け容れる計量凹部91が形成されている。なお、補給ローラ90が設けられるキャリア通路83の部分にはそのローラが嵌め込まれる膨らみを形成されている。なお、計量凹部91は角度90°毎に4個形成しているが、その数は任意に設定することができる。また、合流部材84は逆Tの状の管部材であるが、本例ではノズル81と一体に形成されている。   The carrier storage container 70 configured as described above is detachably attached to a set unit set above the transport tube 15 which is the above-described toner supply path. The set portion is provided with a resin holder 80 for receiving and holding the carrier storage container 70. At the bottom of the holder 80, a vertically extending nozzle 81 is inserted and removed from the carrier storage container 70, and the tip of the nozzle 81 has a pointed head so that the insertion into the seal member 76 can be performed smoothly. 82 is formed. The nozzle 81 is formed with a carrier passage 83 that joins the toner supply path via the joining member 84. In the middle of the carrier passage 83, toner is prevented from entering the carrier storage container 70, and a fixed amount of carrier is provided. A replenishing roller 90 is provided as a replenishing member for replenishing. The replenishing roller 90 has a diameter large enough to completely block the carrier passage 83, is rotationally driven by a driving means (not shown), and a measuring recess 91 for receiving a fixed amount of carrier is formed on the peripheral surface thereof. . A bulge into which the roller is fitted is formed in a portion of the carrier passage 83 where the replenishing roller 90 is provided. In addition, although the four measurement recessed parts 91 are formed for every 90 degrees, the number can be set arbitrarily. Further, the merging member 84 is an inverted T-shaped tube member, but is formed integrally with the nozzle 81 in this example.

このように構成されたプリンタは、トナー補給指令が発せられると、エアポンプ60が作動しトナー収納容器20内のトナーにエアを供給することによってトナーが流動化される。これと同時、もしくは多少前後してスクリューポンプ40が回転駆動されることにより、トナーがポンプの吸引圧力によって現像装置4ヘ補給される。   In the printer configured as described above, when a toner replenishment command is issued, the air pump 60 operates and air is supplied to the toner in the toner storage container 20 to fluidize the toner. At the same time, or slightly before and after, the screw pump 40 is rotationally driven, so that the toner is supplied to the developing device 4 by the suction pressure of the pump.

このとき、キャリアの補給指令も発せられていると、トナーが搬送中に補給ローラ90が回転することにより、搬送されるトナーにキャリアが混合され、スクリューポンプ40の圧力によって現像装置4に補給される。したがって、質量の重いキャリアでもトナーともに補給することによって安定して補給することができる。なお、キャリアの補給量は補給ローラ90の回転数によって制御できるので、補給ローラ90をその回転を制御できるステッピングモータで駆動すると好都合である。   At this time, if a carrier replenishment command is also issued, the replenishment roller 90 rotates while the toner is transported, whereby the carrier is mixed with the transported toner and replenished to the developing device 4 by the pressure of the screw pump 40. The Therefore, even a heavy carrier can be stably supplied by supplying toner together. Since the amount of carrier replenishment can be controlled by the number of rotations of the replenishing roller 90, it is convenient to drive the replenishing roller 90 with a stepping motor capable of controlling the rotation thereof.

このようにして、トナー搬送時にキャリアを補給することで質量の大きいキャリアでもスクリューポンプ40によって支障なく搬送することができ、しかもその搬送系をトナーと共有するので、コストアップがなくコンパクトである。さらに、トナー収納容器20とキャリア収納容器70のセット部は現像装置4の位置に制限を受けない任意の位置に設定することができる。さらにまた、新しいキャリアを加えることで、徐々に劣化してゆくキャリアの帯電性能を補い、現像器内の総キャリアのトータル帯電性能を限界値以上に維持するものである。これによって、従来のように定期的なキャリアの交換(入れ替え)を行わなくとも、安定した画像形成を継続することができる構成である。なお、現像剤が補給される現像装置4では余剰現像剤がオーバーフロー等によって排出され、現像剤の少量ずつの入れ替えが行われる。例えば、図1の現像装置4では側部排出部13を設け、現像剤の補給で所定高さレベルを越えたとき、その余剰分が側部排出部13を介して排出される。   By replenishing the carrier during toner conveyance in this way, even a carrier having a large mass can be conveyed without any trouble by the screw pump 40, and since the conveyance system is shared with the toner, the cost is not increased and the apparatus is compact. Further, the set portion of the toner storage container 20 and the carrier storage container 70 can be set at an arbitrary position that is not limited by the position of the developing device 4. Furthermore, by adding a new carrier, the charging performance of the carrier that gradually deteriorates is compensated, and the total charging performance of the total carriers in the developing device is maintained above the limit value. With this configuration, stable image formation can be continued without the need for periodic carrier replacement (replacement) as in the prior art. In the developing device 4 to which the developer is supplied, surplus developer is discharged due to overflow or the like, and the developer is replaced little by little. For example, in the developing device 4 of FIG. 1, the side discharge unit 13 is provided, and when the developer is replenished and exceeds a predetermined height level, the excess is discharged through the side discharge unit 13.

本発明者は、トナー搬送管15内でのトナーとキャリアの比率の違いで現像剤の搬送性に違いが生ずるかについて調べた。その実験データ図3及び図4に示す。
図3は、キャリア重量比率が20%、50%、90%における縦軸に累積現像剤搬送量(g)、横軸にスクリューポンプ40の累積回転数(rev)を取ったグラフで、図4はこのときのスクリューポンプ1回転当たりの現像剤搬送量のばらつきを表し、データを30回計測したときの標準偏差を平均値で割ったものである。
The inventor has investigated whether the difference in the ratio of the toner and the carrier in the toner conveyance tube 15 causes a difference in developer conveyance. The experimental data are shown in FIGS.
FIG. 3 is a graph in which the cumulative developer transport amount (g) is plotted on the vertical axis and the cumulative rotational speed (rev) of the screw pump 40 is plotted on the horizontal axis when the carrier weight ratio is 20%, 50%, and 90%. Represents the variation in the developer conveyance amount per one rotation of the screw pump at this time, and is obtained by dividing the standard deviation when the data is measured 30 times by the average value.

図3において、現像剤中キャリアの重量比率が20%、50%、90%のときの、初期のスクリューポンプ累積回転数に対する現像剤搬送量の累積がそれぞれ20B、50D、90Fであった。また、現像剤中キャリアの重量比率が20%、50%、90%のときの経時のスクリューポンプ累積回転数に対する現像剤搬送量の累積がそれぞれ20C、50E、90Gであった。ここで初期はスクリューポンプの吸引圧力が22KPa(差圧)の現像剤補給装置、経時とはスクリューポンプを初期から46000回転し、現像剤を10Kg搬送した直後で、スクリューポンプの吸引圧力が5KPa(差圧)の現像剤補給装置である。また、図4の変動係数とはスクリューポンプ1回転当たりの現像剤搬送量のばらつきを表し、データを30回計測した時の、標準偏差を平均値で割ったものである。   In FIG. 3, when the weight ratio of the carrier in the developer is 20%, 50%, and 90%, the cumulative developer transport amount with respect to the initial screw pump cumulative rotational speed is 20B, 50D, and 90F, respectively. In addition, when the carrier weight ratio in the developer was 20%, 50%, and 90%, the cumulative developer transport amount with respect to the screw pump cumulative rotational speed over time was 20C, 50E, and 90G, respectively. Here, the initial stage is a developer replenishing device having a screw pump suction pressure of 22 KPa (differential pressure), and the time elapsed is that the screw pump is rotated 46,000 from the initial stage and immediately after 10 kg of developer has been transported, the screw pump suction pressure is 5 KPa ( (Differential pressure) developer supply device. Further, the coefficient of variation in FIG. 4 represents a variation in the developer transport amount per one rotation of the screw pump, and is obtained by dividing the standard deviation when the data is measured 30 times by the average value.

実験の結果から、現像剤中のキャリアの重量比率が50%(50D、50E)のとき、現像剤搬送量、キャリア搬送量、トナー搬送量何れも最も多く、かつ初期と経時の差がほとんどなく変動係数も小さいので最も良いことが分かる。現像剤中のキャリアの重量比率が20%(20B、20C)のときも初期と経時の差や変動係数は少ないが、キャリア重量比率50%のときよりも搬送量はやや少ない。現像剤中のキャリアの重量比率が90%(90F、90G)のとき、最も現像剤搬送量が少なく、初期と経時の平均値の差や、変動係数が大きい。特にキャリアの濃度が50%の場合よりも多いにもかかわらずキャリアの搬送量が極端に減少している。つまり現像剤中のキャリアの重量比率は50%が最も搬送効率も安定性も良く、20%でも安定性に問題はないので使用可能だが、90%は搬送効率、安定性ともに非常に悪いため使用不可であることが分かる。このようにキャリアの重量比率が多すぎると搬送効率や安定性が非常に悪くなるために、キャリアの混合比率は50%以下の範囲で使用する、さらに好ましくは20〜50%の範囲に制御することが重要である。   From the results of the experiment, when the weight ratio of the carrier in the developer is 50% (50D, 50E), the developer transport amount, the carrier transport amount, and the toner transport amount are the largest, and there is almost no difference between the initial time and the time. It can be seen that the coefficient of variation is small and the best. When the weight ratio of the carrier in the developer is 20% (20B, 20C), the difference between the initial time and the aging and the coefficient of variation are small, but the transport amount is slightly smaller than when the carrier weight ratio is 50%. When the weight ratio of the carrier in the developer is 90% (90F, 90G), the developer transport amount is the smallest, and the difference between the initial value and the average value over time and the coefficient of variation are large. In particular, although the carrier concentration is higher than that in the case of 50%, the carrier transport amount is extremely reduced. In other words, the carrier weight ratio in the developer is 50%, the transport efficiency and stability are the best, and even 20% can be used because there is no problem with stability, but 90% is usable because both the transport efficiency and stability are very poor. It turns out that it is impossible. As described above, since the carrier efficiency and stability become extremely poor when the carrier weight ratio is too large, the carrier mixing ratio is used in the range of 50% or less, more preferably in the range of 20 to 50%. This is very important.

さらに、現像剤搬送量が増えるためスクリューポンプの回転量が少なくできることや、スクリューポンプで搬送するという意味での現像剤の流動性が向上することにより、スクリューポンプの耐久寿命が向上することも大きな効果である。また現像剤の流動性が向上することはキャリアへのダメージを低減する効果もある。   Furthermore, since the developer conveyance amount increases, the rotation amount of the screw pump can be reduced, and the flowability of the developer in the sense of conveying with the screw pump is improved, which greatly improves the durability of the screw pump. It is an effect. Further, improving the fluidity of the developer also has an effect of reducing damage to the carrier.

このようなキャリアの重量比率の適正制御は、スクリューポンプ40の作動時間や後述するトナー搬送管15内のキャリア濃度検知に応じて、補給ローラ90の回転量制御が行われることによって実現可能である。さらに、キャリアの混合比率を20〜50%の範囲に制御すると、流動性の悪いトナーを使用してもキャリアの適量混合によって流動性が増し、安定したスクリューポンプ40の圧力搬送が可能であることを見出した。   Such appropriate control of the carrier weight ratio can be realized by controlling the rotation amount of the replenishing roller 90 in accordance with the operation time of the screw pump 40 and the detection of the carrier concentration in the toner transport pipe 15 described later. . Further, when the mixing ratio of the carrier is controlled within the range of 20 to 50%, the fluidity is increased by mixing an appropriate amount of the carrier even when the toner having poor fluidity is used, and stable pressure conveyance of the screw pump 40 is possible. I found.

図5は本発明のまたさらに別の実施形態を示す断面説明図であり、基本的な構成自体は図2の実施形態のものと類似している。違いはトナー収納容器120にエアを供給していない、かつ、トナー収納容器120に図2に示すフィルタ24が設けられていないため、トナー収納容器120からトナーの搬送経路を介して吸引型のスクリューポンプ40までがほぼ完全密閉である点である。このため、スクリューポンプ40によりトナーが吸引排出されるとともに、排出されたトナーの容積分、トナー収納容器120が減容して(つぶれて)いく自動減容方式である。   FIG. 5 is a cross-sectional explanatory view showing still another embodiment of the present invention, and the basic configuration itself is similar to that of the embodiment of FIG. The difference is that air is not supplied to the toner storage container 120 and the filter 24 shown in FIG. 2 is not provided in the toner storage container 120, so that a suction-type screw is supplied from the toner storage container 120 through the toner transport path. The point up to the pump 40 is almost completely sealed. Therefore, this is an automatic volume reduction method in which the toner is sucked and discharged by the screw pump 40, and the volume of the toner storage container 120 is reduced (collapsed) by the volume of the discharged toner.

トナー収納容器120の構成は、トナーを収納する袋状の柔軟なトナー収納部材121とその最下部に接続された口金部材122とにより構成される。口金部材122には、吸引用のノズル151が挿入される。123はノズル151が挿入されないときにトナー流出を止めるシャッタである。また、124はノズル又はシャッタ123の両側に配置され気密性を保つためのシール材である。ノズル151にはトナー搬送管15を介して図2と同様の吸引型のスクリューポンプ40が接続される。   The toner storage container 120 includes a bag-like flexible toner storage member 121 that stores toner and a base member 122 connected to the lowermost portion thereof. A suction nozzle 151 is inserted into the base member 122. A shutter 123 stops toner outflow when the nozzle 151 is not inserted. Reference numeral 124 denotes a sealing material that is disposed on both sides of the nozzle or shutter 123 to maintain airtightness. A suction-type screw pump 40 similar to that shown in FIG. 2 is connected to the nozzle 151 via the toner conveyance tube 15.

ノズル151から現像装置4に至る部分は本体装置に固定され、トナー収納容器120は内部のトナーが消費されてなくなる毎に、新しい容器と交換されその都度ノズル151の着脱が行われるため、着脱時の汚れやエアの漏れを防ぐためには口金部材122とノズル151の間の密閉性が非常に重要である。   The portion from the nozzle 151 to the developing device 4 is fixed to the main unit, and the toner storage container 120 is replaced with a new container each time the toner inside the toner is consumed, and the nozzle 151 is attached and detached each time. In order to prevent dirt and air leakage, the sealing between the base member 122 and the nozzle 151 is very important.

トナー収納部材121は、トナー収納容器20を構成するトナー収納袋21と同様のものである。
シャッタ123の開閉は、トナー収納容器120がホルダ150にセットされた後、図の右方向にノズル151が移動し、シャッタ123がノズル151により口金内部から外側(右方向)に押し出される。また、トナー収納容器120をホルダ150から取り出す際には、ノズル151が左方向に移動し、スプリング154とシャッタ押し戻しスプリング125によりシャッタ123が左方向に付勢されることにより、シャッタ123は図のようにほぼ口金部材122内に(未使用のトナー容器と同様の位置に)収まり、シャッタ123と口金部材122に設けられた2つのシール材124の密着により、トナー収納容器120内に残った少量のトナーが外へ漏れることを防止できる。ここで、ノズル151の左右方向への移動手段は図示していないが、レバー(手動)やモータ、ソレノイド等の従来公知の移動手段を用いればよい。またシール125はシャッタ123に軽く圧接するゴム材等で形成される。口金部材122は樹脂等のハード部材でトナー排出口126が備えられており、トナー収納部材121と粘着または接着されている。
The toner storage member 121 is the same as the toner storage bag 21 constituting the toner storage container 20.
To open and close the shutter 123, after the toner container 120 is set in the holder 150, the nozzle 151 moves in the right direction in the figure, and the shutter 123 is pushed out from the inside of the base (right direction) by the nozzle 151. Further, when the toner container 120 is taken out from the holder 150, the nozzle 151 moves to the left, and the shutter 123 is urged to the left by the spring 154 and the shutter push-back spring 125, so that the shutter 123 is shown in the figure. Thus, the small amount remaining in the toner container 120 due to the close contact between the shutter 123 and the two sealing members 124 provided on the nozzle member 122. The toner can be prevented from leaking out. Here, although the means for moving the nozzle 151 in the left-right direction is not shown, a conventionally known moving means such as a lever (manual), a motor, or a solenoid may be used. The seal 125 is formed of a rubber material or the like that is lightly pressed against the shutter 123. The base member 122 is a hard member such as a resin and is provided with a toner discharge port 126, and is adhered or bonded to the toner storage member 121.

また、キャリア収納部はそのキャリア収納容器170及びそのノズル181がトナー収納容器120及びノズル151と同一の構成になっている。そして、キャリア補給指令が発せられると、補給ローラ90が回転し、その回転量に応じた量のキャリアが搬送チューブ15に落下し、スクリューポンプ40の吸引力によって現像装置4へ補給される。   The carrier storage unit has the same structure as the toner storage container 120 and the nozzle 151 in the carrier storage container 170 and the nozzle 181. When a carrier replenishment command is issued, the replenishment roller 90 rotates, and an amount of carrier corresponding to the amount of rotation falls on the transport tube 15 and is replenished to the developing device 4 by the suction force of the screw pump 40.

以上のシャッタ開閉方式は、トナーの流路の妨げにならないこと、また、口金部材122の外にシャッタを退避させるためにシャッタの退避スペースを口金部材122に設ける必要がなく口金部材122を極めてコンパクトにできること、さらに、トナーの流路(圧力)に直交して配置してあるために(気圧等の関係で)容器内圧力が上昇した時にシャッタ123が押し出されることがなく安心であること等が挙げられる。   The shutter opening / closing method described above does not interfere with the toner flow path, and it is not necessary to provide a shutter retracting space in the base member 122 in order to retract the shutter outside the base member 122, so that the base member 122 is extremely compact. In addition, since it is arranged orthogonal to the toner flow path (pressure), the shutter 123 is not pushed out when the internal pressure of the container increases (due to the atmospheric pressure or the like), and it is safe. Can be mentioned.

本実施形態では、スクリューポンプ40の吸引口44に吸引する現像剤のキャリア濃度を検知するキャリア濃度センサ47を設けており、キャリア濃度センサ47としてはトナー濃度センサと同じものを用いることができる。センサの方式としては、従来公知の透磁率検知センサや、光学式センサがある。透磁率検知センサは、コイルとコンデンサからなる共振回路と発振器を用い、磁性体であるキャリアの量が所定範囲にあるときに共振するように発信周波数を設定ことでキャリアの嵩密度を求めるものである。光学式センサは、キャリアとトナーの光反射率の違いを利用して、現像剤に発光したときの反射光を検知することによりキャリアの含有率を求める。   In this embodiment, a carrier concentration sensor 47 that detects the carrier concentration of the developer sucked into the suction port 44 of the screw pump 40 is provided, and the same carrier concentration sensor 47 as the toner concentration sensor can be used. As a sensor system, there are a conventionally known magnetic permeability detection sensor and an optical sensor. The permeability detection sensor uses a resonance circuit and an oscillator consisting of a coil and a capacitor, and determines the carrier bulk density by setting the transmission frequency so that it resonates when the amount of carrier, which is a magnetic material, is within a predetermined range. is there. The optical sensor obtains the carrier content by detecting the reflected light when the developer emits light by utilizing the difference in light reflectance between the carrier and the toner.

キャリア濃度センサ47によるキャリア濃度検知結果を用いて、トナー搬送管15内のトナーに含まれるキャリアの重量比率を正確に適正な範囲に管理することができる。つまり、キャリア濃度検知結果からキャリアの重量比率が50%を越えた場合はキャリアの補給ローラ90の駆動を禁止し、再びキャリア濃度検知結果がキャリアの重量比率40%以下程度に低下した場合にキャリア補給ローラ90の駆動禁止を解除する等の制御を行う。   Using the carrier concentration detection result by the carrier concentration sensor 47, the weight ratio of the carrier contained in the toner in the toner transport tube 15 can be accurately managed within an appropriate range. That is, when the carrier weight ratio exceeds 50% from the carrier concentration detection result, the driving of the carrier replenishing roller 90 is prohibited, and when the carrier concentration detection result decreases again to the carrier weight ratio of about 40% or less, the carrier Control such as releasing the prohibition of driving of the supply roller 90 is performed.

キャリア濃度センサ47を用いない場合、スクリューポンプ40の駆動時間及びキャリア補給ローラ90によりトナー搬送量及びキャリア補給量を見込んで、これよりキャリアの重量比率の見込み値を求めるが、環境温度や湿度の変動、トナーやキャリアの製造ばらつき、スクリューポンプ40や補給ローラ90の劣化等の諸条件によりキャリア重量比率の見込み値が実際の値と異なる場合がある。つまり適正範囲外のキャリア重量比率で現像剤を搬送して搬送量のばらつきが大きくなったり、搬送チューブ内での詰まりを発生する場合がある。   When the carrier concentration sensor 47 is not used, the toner transport amount and the carrier replenishment amount are estimated by the driving time of the screw pump 40 and the carrier replenishment roller 90, and the expected value of the weight ratio of the carrier is obtained from this. The expected value of the carrier weight ratio may differ from the actual value due to various conditions such as fluctuations, toner and carrier manufacturing variations, and deterioration of the screw pump 40 and the replenishing roller 90. That is, there are cases where the developer is transported at a carrier weight ratio outside the proper range, resulting in a large variation in the transport amount or clogging in the transport tube.

キャリア濃度センサ47を設けることによって以上の問題が解消され、トナー及びキャリアの搬送安定性がより向上される。なお、キャリア濃度センサ47は図2や後述する図7の現像剤補給装置に用いることが可能であることは言うまでもない。   By providing the carrier concentration sensor 47, the above problems are solved, and the conveyance stability of the toner and the carrier is further improved. Needless to say, the carrier concentration sensor 47 can be used in the developer supply device of FIG. 2 and FIG. 7 described later.

図6は、画像形成装置の一例であるカラープリンタを示す概略図である。図1に示した作像手段201は、ドラム状の感光体として構成された第1ないし第4の像担持体203Y,203M,203C,203BKを有し、その各像担持体上にイエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成される。第1ないし第4の像担持体203Y〜203BKに対向して転写ベルト204が配置され、この転写ベルト204は、駆動ローラ205と従動ローラ206に巻き掛けられて矢印A方向に走行駆動される。   FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a color printer which is an example of an image forming apparatus. The image forming means 201 shown in FIG. 1 has first to fourth image carriers 203Y, 203M, 203C, 203BK configured as drum-shaped photosensitive members, and a yellow toner image is formed on each of the image carriers. A magenta toner image, a cyan toner image, and a black toner image are formed. A transfer belt 204 is disposed opposite to the first to fourth image carriers 203Y to 203BK. The transfer belt 204 is wound around a driving roller 205 and a driven roller 206 and is driven to travel in the direction of arrow A.

第1ないし第4の各像担持体上にトナー像を形成する構成と、その作用は実質的に全て同一であるため、第1の像担持体203Yにトナー像を形成する構成だけを説明する。この像担持体203Yは図6における時計方向に回転駆動され、このとき帯電ローラ207によって像担持体表面が所定の極性に均一に帯電される。次いでその帯電面に、レーザ書き込みユニット208から出射する光変調されたレーザビームLが照射される。これによって像担持体203Y上に静電潜像が形成され、その静電潜像が現像装置209によってイエロートナー像として可視像化される。   Since the operation of forming the toner image on each of the first to fourth image carriers is substantially the same, only the configuration of forming the toner image on the first image carrier 203Y will be described. . The image carrier 203Y is driven to rotate clockwise in FIG. 6, and at this time, the surface of the image carrier is uniformly charged to a predetermined polarity by the charging roller 207. Then, the charged surface is irradiated with a light-modulated laser beam L emitted from the laser writing unit 208. As a result, an electrostatic latent image is formed on the image carrier 203Y, and the electrostatic latent image is visualized as a yellow toner image by the developing device 209.

一方、図示していない給紙部から、例えば転写紙より成る記録媒体Pが給送され、その記録媒体Pが、像担持体203Yと転写ベルト204の間に送り込まれ、転写ベルト204に担持されて搬送される。転写ベルト204を挟んで、像担持体203Yにほぼ対向する位置には転写ローラ210が配置され、その転写ローラ210に対し、像担持体203Y上のトナーと逆極性の電圧が印加され、これによって像担持体203Y上のイエロートナー像が記録媒体P上に転写される。記録媒体Pに転写されず、像担持体203Y上に残された転写残トナーは、クリーニング装置202によって除去される。   On the other hand, a recording medium P made of, for example, transfer paper is fed from a paper supply unit (not shown), and the recording medium P is fed between the image carrier 203Y and the transfer belt 204 and carried on the transfer belt 204. Are transported. A transfer roller 210 is disposed at a position almost opposite to the image carrier 203Y across the transfer belt 204, and a voltage having a polarity opposite to that of the toner on the image carrier 203Y is applied to the transfer roller 210. The yellow toner image on the image carrier 203Y is transferred onto the recording medium P. The transfer residual toner that is not transferred to the recording medium P and remains on the image carrier 203Y is removed by the cleaning device 202.

全く同様にして、第2乃至第4の像担持体203M,203C,203BK上にマゼンタトナー像、シアントナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成され、これらのトナー像が、イエロートナー像の転写された記録媒体P上に順次重ね合されて転写される。   In exactly the same manner, magenta toner images, cyan toner images, and black toner images are respectively formed on the second to fourth image carriers 203M, 203C, and 203BK, and these toner images are transferred with the yellow toner image. The images are sequentially superimposed and transferred onto the recording medium P.

上述のようにして4色のトナー像が形成された記録媒体Pは、図示していない定着装置を通過し、このときそのトナー像が記録媒体P上に定着されて、図示していない排紙トレイ上に排出される。   The recording medium P on which the four-color toner images are formed as described above passes through a fixing device (not shown). At this time, the toner image is fixed on the recording medium P and discharged (not shown). It is discharged onto the tray.

カラー画像形成装置の場合、4色(イエロー、マゼンダ、シアン、ブラック)のトナー収納容器220Y、220M、220C、220BKが用いられる。4色(イエロー、マゼンダ、シアン、ブラック)のトナー収納容器220Y、220M、220C、220BKは、ホルダ150に収納されて、前述の図2もしくは図5で示したトナー搬送手段によって各々のトナー収納容器220Y、220M、220C、220BK内のトナーがそれぞれの現像装置209に搬送される。なお、図中符号215Y、215M、215C、215BKは各色のトナー搬送管である。   In the case of a color image forming apparatus, four color (yellow, magenta, cyan, black) toner storage containers 220Y, 220M, 220C, and 220BK are used. The toner storage containers 220Y, 220M, 220C, and 220BK of four colors (yellow, magenta, cyan, and black) are stored in the holder 150, and each toner storage container is provided by the toner conveying unit shown in FIG. 2 or FIG. The toner in 220Y, 220M, 220C, and 220BK is conveyed to each developing device 209. In the drawing, reference numerals 215Y, 215M, 215C, and 215BK denote toner transport tubes for the respective colors.

一方、キャリア収納容器270はホルダ280にセットされて、トナー収納容器220Y、220M、220C、220BKと並んで1列に配置される。後述する補給ローラによって補給されるキャリアは合流部材284Y、284M、284C、284BKの位置でトナー搬送管215Y、215M、215C、215BKに補給しやすいように、4色のトナーを搬送するトナー搬送管215Y、215M、215C、215BKは図示するように全てがほぼキャリア容器170の真下を通るように配回されている。   On the other hand, the carrier storage container 270 is set in the holder 280 and is arranged in a row along with the toner storage containers 220Y, 220M, 220C, and 220BK. A carrier replenished by a replenishment roller, which will be described later, is a toner transport tube 215Y that transports four colors of toner so that the toner transport tubes 215Y, 215M, 215C, and 215BK are easily replenished at the positions of the merging members 284Y, 284M, 284C, and 284BK. 215M, 215C, and 215BK are arranged so that all pass almost directly under the carrier container 170 as shown in the figure.

図8は、図7のキャリア補給装置を示す断面説明図であり、キャリア収納容器270がホルダ280にセットされると、ノズル281がキャリア収納容器270の口金部材273に挿入される。キャリアは流動性が良いために、キャリア収納容器270内のキャリアは重力によってノズル281内を通ってキャリア貯留部283内に落下し、該貯留部は図に示すようにキャリアがほぼ満杯に貯留される。キャリア貯留部283の下には4色のトナーに対応した補給ローラ290Y、290M、290C、290BKが配置され、それぞれが独立に回転駆動が制御されるようになっている。ここで、例えばマゼンダ色現像用の補給ローラ290Mが駆動されたとすると、補給ローラ290Mに設けられた溝291M内のキャリアが通路292Mへと運ばれ、落下して合流部材284Mに補給される。合流部材284Mは貯留部283及び図7のトナー搬送管215Mとを接続するための部材である。補給されたキャリアは、トナー搬送管215M内のマゼンタトナーと合流して現像装置209まで搬送される、つまり現像装置209内へ補給される。   FIG. 8 is a cross-sectional explanatory view showing the carrier supply device of FIG. 7. When the carrier storage container 270 is set on the holder 280, the nozzle 281 is inserted into the base member 273 of the carrier storage container 270. Since the carrier has good fluidity, the carrier in the carrier storage container 270 passes through the nozzle 281 and falls into the carrier storage part 283 due to gravity, and the carrier is stored almost completely as shown in the figure. The Replenishing rollers 290Y, 290M, 290C, and 290BK corresponding to the four color toners are disposed under the carrier storage unit 283, and the rotation driving of each of them is controlled independently. Here, for example, if the supply roller 290M for magenta color development is driven, the carrier in the groove 291M provided in the supply roller 290M is carried to the passage 292M and falls to be supplied to the junction member 284M. The merging member 284M is a member for connecting the storage portion 283 and the toner conveying tube 215M of FIG. The replenished carrier merges with the magenta toner in the toner conveyance tube 215M and is conveyed to the developing device 209, that is, replenished into the developing device 209.

本発明では、キャリア補給装置のレイアウト自由度が高く、簡素な構成で、画像形成装置本体をさほど大型化及びコストアップすることなく、経時でも特別なメンテナンスを必要とせず安定した画像品質を得ることが可能となる。これは、多色の現像装置及びトナー補給装置を用いるカラー画像形成装置において特に有効となる。さらには、トナーにキャリアを合流させることによって流動性を向上させ、スクリューポンプを用いたトナー搬送方式の搬送の安定性をも向上することができる。これは、最近小粒径化によって凝集性、流動性が増して搬送性が悪くなったトナーに対して特に有効である。   In the present invention, the layout of the carrier replenishing device is high, and the image forming apparatus main body is not greatly increased in size and cost with a simple configuration, and stable image quality can be obtained without special maintenance even over time. Is possible. This is particularly effective in a color image forming apparatus using a multicolor developing device and a toner replenishing device. Furthermore, the fluidity can be improved by merging the carrier with the toner, and the stability of the toner conveying system using a screw pump can also be improved. This is particularly effective for a toner whose cohesiveness and fluidity have increased recently due to the recent reduction in particle size, resulting in poor transportability.

上記した本発明の実施形態はキャリアを重力によってトナー補給径路に合流させ、現像装置に補給するものであったが、これから説明する図9及び図10に示す各実施形態はエアポンプが供給するエアにキャリアを含ませてトナー補給に便乗して現像装置に補給するものである。   In the above-described embodiment of the present invention, the carrier is joined to the toner replenishment path by gravity and replenished to the developing device. However, each of the embodiments shown in FIGS. Including the carrier, the toner is replenished and replenished to the developing device.

図9に示す実施形態は、トナー収納容器20とキャリア収納容器70の並び方が変わったが実質上図2と同様の装置であり、トナー補給装置に吸引型のスクリューポンプ40を用いている。よって、図2と同一部材には同一符号を付すとともに重複を避けるためその詳しい説明は省略する。本実施形態では、エアをトナー収納容器20に供給しているエアポンプ360の形態が図2のものと異なる。   In the embodiment shown in FIG. 9, the arrangement of the toner storage container 20 and the carrier storage container 70 is changed, but the apparatus is substantially the same as in FIG. 2, and the suction type screw pump 40 is used as the toner replenishing device. Therefore, the same members as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted to avoid duplication. In this embodiment, the form of the air pump 360 that supplies air to the toner container 20 is different from that of FIG.

本例のエアポンプ360はダイアフラム型のエアポンプであり、ダイアフラム361はゴムまたは柔軟なプラスチック等で形成された器状の部材で図中の下部はエアを遮断した状態で仕切り板362に密着し、上部をモータ363の回転軸に取り付けた偏芯軸364によって上下方向に駆動される。この動作によってダイアフラム内部にはエアが吸い込まれたり吐き出したりする。仕切り板362には二ヶ所の穴部があり一方は吸入穴365、もう一方は排出穴366であり、それぞれには可撓性の弁部材、吸入弁367、排出弁368が設けられている。このような構成によってモータ363に通電して回転することにより吸入口369よりエアを吸入し、排出口370からエアを吐き出すように作用する。   The air pump 360 of this example is a diaphragm type air pump, and the diaphragm 361 is a container-like member formed of rubber or flexible plastic, and the lower part in the drawing is in close contact with the partition plate 362 in a state where the air is shut off. Is driven in the vertical direction by an eccentric shaft 364 attached to the rotation shaft of the motor 363. By this operation, air is sucked into or discharged from the inside of the diaphragm. The partition plate 362 has two holes, one is a suction hole 365, and the other is a discharge hole 366, each of which is provided with a flexible valve member, a suction valve 367, and a discharge valve 368. With this configuration, the motor 363 is energized and rotated, so that air is sucked from the suction port 369 and air is discharged from the discharge port 370.

エアポンプ360の吸入口369には、キャリア収納容器70に挿入されるノズル81とチューブ371により接続されており、ノズル81には定量のキャリアを送り出す補給ローラ90と、フィルタ372で覆われたエアを吸入する開口とが設けられている。   A suction port 369 of the air pump 360 is connected to a nozzle 81 inserted into the carrier storage container 70 by a tube 371, and the nozzle 81 is supplied with a replenishing roller 90 for sending a fixed amount of carrier and air covered by a filter 372. And an opening for inhalation.

トナー収納容器20内のトナーは、エアポンプ360からエアが供給されると流動化され、この流動化されたトナーはスクリューポンプ40の吸引圧力によって、トナー搬送チューブ15内を通って現像装置4まで搬送される。   The toner in the toner container 20 is fluidized when air is supplied from the air pump 360, and the fluidized toner is conveyed to the developing device 4 through the toner conveying tube 15 by the suction pressure of the screw pump 40. Is done.

キャリアは、トナーに比べて非常に流動性が良いために、キャリア収納容器70内のキャリアは重力によってノズル81内の通路83に落下する。通路83内のキャリアは、補給ローラ90に設けられた計量凹部91に入り込み、補給ローラ90の回転駆動によりその回転量に応じた量がその下流側に送り込まれる。   Since the carrier has very good fluidity compared to the toner, the carrier in the carrier storage container 70 falls into the passage 83 in the nozzle 81 due to gravity. The carrier in the passage 83 enters the measuring recess 91 provided in the replenishing roller 90, and an amount corresponding to the rotation amount is sent to the downstream side by the rotational driving of the replenishing roller 90.

このキャリアは、エアポンプ360の動作により通路83からチューブ371、エアポンプ360内、チューブ62,電磁弁61、ノズル51を介してトナー収納容器20内のトナーに供給される。トナー収納容器20内のトナーと混合されたキャリアは吸引型スクリューポンプ40の作動によってトナーとともにノズル51内、トナー搬送管15内を吸引搬送され、さらにスクリューポンプ40内を通って現像装置4へと補給される。   The carrier is supplied to the toner in the toner container 20 from the passage 83 through the tube 371, the air pump 360, the tube 62, the electromagnetic valve 61, and the nozzle 51 by the operation of the air pump 360. The carrier mixed with the toner in the toner container 20 is sucked and conveyed in the nozzle 51 and the toner conveying tube 15 together with the toner by the operation of the suction type screw pump 40, and further passes through the screw pump 40 to the developing device 4. To be replenished.

キャリアの補給動作は、エアポンプ360の作動の直前または同時に行われる。このとき電磁弁61の開動作がエアポンプ360の作動と同時に行われ、トナー収納容器20内のトナーへのエア及びキャリア供給が行われる。   The carrier replenishing operation is performed immediately before or simultaneously with the operation of the air pump 360. At this time, the opening operation of the electromagnetic valve 61 is performed simultaneously with the operation of the air pump 360, and air and carrier are supplied to the toner in the toner storage container 20.

また、図9において符号380はトナー残量検知センサであり、本例では光学式のセンサを用いている。トナー残量検知センサ380はトナー収納容器20の紙面に向かい奥側に設けられた発光素子と、紙面に向かい手前側に設けられた受光素子からなるが、発光素子による光がトナー収納容器20を通って受光素子に受光されたときの受光量の大小によってトナー収納容器20内でノズル上部近傍のトナーの有り無しを検知することができる。本例のトナー残量検知センサ380を用いない場合でも、スクリューポンプ40の駆動回転量や原稿の画素数等でトナー残量を予測することも可能であるが、上述のように諸条件によりトナー移送量が変動した場合に実際の値と異なる場合があり、前記トナー残量検知センサ380を用いることでより正確にトナー残量を検知できる。   In FIG. 9, reference numeral 380 denotes a toner remaining amount detection sensor, and an optical sensor is used in this example. The toner remaining amount detection sensor 380 includes a light emitting element provided on the back side facing the paper surface of the toner storage container 20 and a light receiving element provided on the front side facing the paper surface. Light from the light emitting element passes through the toner storage container 20. The presence or absence of toner near the upper portion of the nozzle in the toner storage container 20 can be detected based on the amount of light received when the light is received by the light receiving element. Even when the toner remaining amount detection sensor 380 of this example is not used, it is possible to predict the toner remaining amount based on the driving rotation amount of the screw pump 40, the number of pixels of the document, and the like. When the transfer amount fluctuates, it may be different from the actual value. By using the toner remaining amount detecting sensor 380, the remaining amount of toner can be detected more accurately.

図9の現像剤補給装置は、上述の通りキャリアをトナー収納容器20内のトナーに混合させるために、トナー収納容器20内のトナー残量によってキャリアの重量比率が異なってくる。例えば、トナー残量が少なくなるに従いトナーに対するキャリアの重量比率が多くなってくる場合があるため、キャリアの補給量が制限されやすくなる等である。よって、上述のトナー残量検知センサ380の検知結果を利用して、トナー残量が多い時はキャリアの補給量を多めにし、トナー残量が少ない時はキャリアの補給量を少なめにする、またはキャリアの補給を禁止することが可能であり、これによってよりトナー搬送管15内のトナー量とキャリア量の比率が適正範囲に制御しやすくなり、現像剤移送量の更なる安定化が図れる。   The developer replenishing device of FIG. 9 mixes the carrier with the toner in the toner storage container 20 as described above, so the weight ratio of the carrier differs depending on the remaining amount of toner in the toner storage container 20. For example, since the weight ratio of the carrier to the toner may increase as the remaining amount of toner decreases, the amount of carrier replenishment is likely to be limited. Therefore, using the detection result of the above-described toner remaining amount detection sensor 380, when the toner remaining amount is large, the carrier replenishment amount is increased, and when the toner remaining amount is small, the carrier replenishment amount is decreased, or It is possible to prohibit the replenishment of the carrier, which makes it easier to control the ratio of the toner amount and the carrier amount in the toner conveying tube 15 to an appropriate range, and further stabilizes the developer transfer amount.

図10は、エアによるキャリア補給のさらに別の実施形態を示す斜視図で、本実施形態はカラー用であり、4色(イエロー、マゼンダ、シアン、ブラック)のトナー収納容器420Y、420M、420C、420BKがホルダ450に収納されて、トナー搬送手段は図9の同様のものを用いている。不図示の各色毎に設けられたスクリューポンプによってそれぞれのトナー収納容器420Y、420M、420C、420BK内のトナーを搬送するためのトナー搬送管がそれぞれ符号15Y、15M、15C、15BKである。   FIG. 10 is a perspective view showing still another embodiment of carrier replenishment by air. This embodiment is for color, and toner storage containers 420Y, 420M, 420C for four colors (yellow, magenta, cyan, black), 420BK is stored in the holder 450, and the same toner conveying means as that shown in FIG. 9 is used. Reference numerals 15Y, 15M, 15C, and 15BK denote toner transport tubes for transporting toner in the respective toner storage containers 420Y, 420M, 420C, and 420BK by screw pumps that are provided for the respective colors (not shown).

キャリア容器470は、ホルダ480にセットされて、図示するようにトナー収納容器420Y、420M、420C、420BKと並んで1列に配置される。キャリア容器470内のキャリアは、図8の同様に分配補給ローラによって送り出され、各色毎に設けられた4つのエアポンプ460Y、160M、160C、160BKのチューブ462Y、462M、462C、462BKを介してトナー収納容器420Y、420M、420C、420BKへそれぞれに供給することができる。   The carrier container 470 is set in the holder 480 and arranged in a row alongside the toner storage containers 420Y, 420M, 420C, and 420BK as shown in the figure. The carrier in the carrier container 470 is sent out by the distribution replenishing roller in the same manner as in FIG. 8, and the toner is stored through the tubes 462Y, 462M, 462C, 462BK of the four air pumps 460Y, 160M, 160C, 160BK provided for each color. It can supply to containers 420Y, 420M, 420C, and 420BK, respectively.

本発明の画像形成装置の全体構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of an image forming apparatus of the present invention. 本発明の一実施形態を示すトナー及びキャリア補給装置の断面説明図である。FIG. 3 is a cross-sectional explanatory view of a toner and carrier supply device showing an embodiment of the present invention. 混合するキャリアの重量比率によるスクリューポンプの回転数と現像剤補給量との関係を示すグラスである。It is the glass which shows the relationship between the rotation speed of a screw pump by the weight ratio of the carrier to mix, and a developer replenishment amount. 図3におけるスクリューポンプの1回転当たりのデータを示す表である。It is a table | surface which shows the data per rotation of the screw pump in FIG. 本発明のさらに別の実施形態を示すトナー及びキャリア補給装置の断面説明図である。FIG. 6 is a cross-sectional explanatory view of a toner and carrier supply device showing still another embodiment of the present invention. 本発明のカラー画像形成装置の主要部を示す概略図である。1 is a schematic view showing a main part of a color image forming apparatus of the present invention. 本発明のカラー画像形成装置用のトナー及びキャリア補給装置を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a toner and carrier supply device for a color image forming apparatus according to the present invention. 図7のカラー画像形成装置用のキャリア補給装置を示す断面説明図である。FIG. 8 is a cross-sectional explanatory view showing a carrier supply device for the color image forming apparatus of FIG. 7. 本発明のさらに別の実施形態を示すトナー及びキャリア補給装置の断面説明図である。FIG. 6 is a cross-sectional explanatory view of a toner and carrier supply device showing still another embodiment of the present invention. 図9のキャリア補給装置をカラー画像形成装置に採用したときのトナーとキャリアの補給装置を示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing a toner and carrier supply device when the carrier supply device of FIG. 9 is employed in a color image forming apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

4 209 現像装置
20,120,220,420 トナー収納容器
40 一軸偏心スクリューポンプ
51,151 ノズル(トナー用)
60,360 エアポンプ
70,170,270,470 キャリア収納容器
81,181 ノズル(キャリア用)
4 209 Developing device 20, 120, 220, 420 Toner container 40 Uniaxial eccentric screw pump 51, 151 Nozzle (for toner)
60, 360 Air pump 70, 170, 270, 470 Carrier storage container 81, 181 Nozzle (for carrier)

Claims (9)

像担持体に形成された静電潜像をトナーとキャリアからなる2成分現像剤により現像する現像装置にトナーとキャリアからなる現像剤を補給する現像剤補給方法において、
トナー収納部に収納されたトナーを一軸偏心スクリューポンプにより前記現像装置へ補給するとともに、その搬送するトナーにキャリア収納部に収納されたキャリアを混合することを特徴とする現像剤補給方法。
In a developer replenishing method for replenishing a developer comprising toner and carrier to a developing device for developing an electrostatic latent image formed on an image carrier with a two-component developer comprising toner and carrier,
A developer replenishing method, wherein toner stored in a toner storage unit is replenished to the developing device by a uniaxial eccentric screw pump, and a carrier stored in the carrier storage unit is mixed with the toner to be conveyed.
像担持体に形成された静電潜像をトナーとキャリアからなる2成分現像剤により現像する現像装置にトナーとキャリアからなる現像剤を補給する現像剤補給方法において、
トナー収納部に収納されたトナーを一軸偏心スクリューポンプにより前記現像装置へ補給するとともに、前記トナー収納部から前記現像装置へ搬送中のトナーに対してキャリアを混合することを特徴とする現像剤補給方法。
In a developer replenishing method for replenishing a developer comprising toner and carrier to a developing device for developing an electrostatic latent image formed on an image carrier with a two-component developer comprising toner and carrier,
A developer replenishment comprising: supplying toner stored in a toner storage unit to the developing device by a uniaxial eccentric screw pump; and mixing a carrier with toner being conveyed from the toner storage unit to the developing device. Method.
像担持体に形成された静電潜像をトナーとキャリアからなる2成分現像剤により現像する現像装置にトナーとキャリアからなる現像剤を補給する現像剤補給方法において、
トナー収納部に収納されたトナーにエアを供給して流動化させ、一軸偏心スクリューポンプにより前記現像装置へ補給するとともに、前記トナー収納部に供給するエアにキャリアを混合することを特徴とする現像剤補給方法。
In a developer replenishing method for replenishing a developer comprising toner and carrier to a developing device for developing an electrostatic latent image formed on an image carrier with a two-component developer comprising toner and carrier,
Development is characterized in that air is supplied to the toner stored in the toner storage portion to be fluidized, replenished to the developing device by a uniaxial eccentric screw pump, and a carrier is mixed with the air supplied to the toner storage portion. Medicine supply method.
請求項1ないし3の何れか一項に記載の現像剤補給方法において、トナーとキャリアの和に対するキャリアの重量比率が50%を越えないように、キャリアの混合量が制御されることを特徴とする現像剤補給方法。   4. The developer replenishing method according to claim 1, wherein the carrier mixing amount is controlled so that the weight ratio of the carrier to the sum of the toner and the carrier does not exceed 50%. Developer supply method. 請求項4に記載の現像剤補給方法において、前記キャリア混合位置から前記現像装置手前までのトナー補給径路に設けたキャリア濃度検知手段により検知したキャリア濃度からキャリア混合量を制御することを特徴とする現像剤補給方法。   5. The developer replenishing method according to claim 4, wherein the carrier mixing amount is controlled from a carrier concentration detected by a carrier concentration detecting means provided in a toner replenishment path from the carrier mixing position to the front of the developing device. Developer supply method. 請求項3に記載の現像剤補給方法において、前記トナー収納部内のトナー残量を検知し、その検知結果に基づいてトナーとキャリアの和に対するキャリアの重量比率が50%を越えないように、エアに混合するキャリア量を制御することを特徴とする現像剤補給方法。   4. The developer replenishing method according to claim 3, wherein the remaining amount of toner in the toner storage unit is detected, and based on the detection result, the carrier weight ratio with respect to the sum of the toner and the carrier does not exceed 50%. A developer replenishing method characterized by controlling the amount of carrier mixed in the developer. 像担持体に形成された静電潜像をトナーとキャリアからなる2成分現像剤により現像する現像装置にトナーとキャリアからなる現像剤を補給する現像剤補給装置において、
前記現像装置に補給するトナーが収納されたトナー収納部と、該トナー収納部と別体でありキャリアが収納されたキャリア収納部と、前記トナー収納部のトナーに現像装置へ搬送する搬送力を付与する一軸偏心スクリューポンプと、前記トナー収納部から前記現像装置に通ずるトナー補給管路と、該トナー補給管路の途中に設けられたキャリア混合部とを有することを特徴とする現像剤補給装置。
In a developer replenishing device for replenishing a developer comprising a toner and a carrier to a developing device for developing the electrostatic latent image formed on the image carrier with a two-component developer comprising toner and carrier,
A toner storage unit storing toner to be replenished to the developing device; a carrier storage unit separate from the toner storage unit and storing a carrier; and a conveying force for conveying the toner in the toner storage unit to the developing device. A developer replenishing device comprising: a uniaxial eccentric screw pump to be applied; a toner replenishing conduit that communicates from the toner storage portion to the developing device; and a carrier mixing portion provided in the middle of the toner replenishing conduit. .
像担持体に形成された静電潜像をトナーとキャリアからなる2成分現像剤により現像する現像装置にトナーとキャリアからなる現像剤を補給する現像剤補給装置において、
前記現像装置に補給するトナーが収納されたトナー収納部と、該トナー収納部と別体でありキャリアが収納されたキャリア収納部と、前記トナー収納部のトナーに現像装置へ搬送する搬送力を付与する一軸偏心スクリューポンプと、前記トナー収納部へエアを供給するエアポンプとを有し、該エアポンプの吸気部に前記キャリア収納部の排出部が接続されていることを特徴とする現像剤補給装置。
In a developer replenishing device for replenishing a developer comprising a toner and a carrier to a developing device for developing the electrostatic latent image formed on the image carrier with a two-component developer comprising toner and carrier,
A toner storage unit storing toner to be replenished to the developing device; a carrier storage unit separate from the toner storage unit and storing a carrier; and a conveying force for conveying the toner in the toner storage unit to the developing device. A developer replenishing device comprising: a uniaxial eccentric screw pump to be applied; and an air pump for supplying air to the toner storage portion, wherein a discharge portion of the carrier storage portion is connected to an intake portion of the air pump. .
像担持体に静電潜像を形成し、その静電潜像をトナーとキャリアからなる2成分現像剤により現像する現像装置を備えた画像形成装置において、
前記現像装置に請求項7または8に記載の現像剤補給装置を用いて現像剤を補給することを特徴とする画像形成装置。
In an image forming apparatus including a developing device that forms an electrostatic latent image on an image carrier and develops the electrostatic latent image with a two-component developer composed of a toner and a carrier.
An image forming apparatus, wherein the developer is supplied to the developing device using the developer supply device according to claim 7 or 8.
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