JP2006301538A - Developing apparatus and image forming apparatus equipped with the same - Google Patents

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JP2006301538A JP2005127132A JP2005127132A JP2006301538A JP 2006301538 A JP2006301538 A JP 2006301538A JP 2005127132 A JP2005127132 A JP 2005127132A JP 2005127132 A JP2005127132 A JP 2005127132A JP 2006301538 A JP2006301538 A JP 2006301538A
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Shuichi Aketo
秀一 明渡
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developing apparatus where a developer replacing work is unnecessary, and also, image definition is maintained even when the apparatus is installed in an inclined place, and to provide an image forming apparatus equipped with the developing apparatus. <P>SOLUTION: A developer quantity regulating member 20 which regulates the quantity of developer held and carried by a developing roller 17 is formed to a cylindrical shape, and also, the member 20 is rotatably arranged facing the developing roller 17. At least a part of the member 20 is constituted of a conductive body, and the member 20 also functions as a developer discharging mechanism of attracting the developer held and carried by the developing roller 17 toward the member 20 and sticking the developer to the member 20 as a bias voltage is applied by bias voltage parts 39a and 39b in between the member 20 and the developing roller 17, thereafter, discharging the developer from a developer tank 16, that is, discharging the deteriorated developer. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、複写機やプリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に係り、より詳細には、像担持体上に形成された静電潜像を、トナーとキャリアとからなる2成分系の現像剤を用いて現像する現像装置、及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile, and more specifically, a two-component system comprising an electrostatic latent image formed on an image carrier and a toner and a carrier. The present invention relates to a developing device that develops using the developer and an image forming apparatus including the developing device.

電子写真方式の画像形成装置においては、キャリアとトナーとからなる2成分系の現像剤を用いて感光体(像担持体)表面の静電潜像の可視化(現像)を行う現像装置が多用されている。このような2成分系の現像剤を用いる現像装置の場合、トナーは現像動作によって順次消費されていくが、キャリアは消費されずに装置内に残ることとなる。したがって、現像装置内でトナーと共に撹拌されるキャリアは、撹拌頻度が多くなるにつれて、表面の樹脂コート層の剥がれやキャリア表面へのトナーの粘着といったスペントが生じて劣化し、その結果、現像剤の帯電性能が徐々に低下する。   In an electrophotographic image forming apparatus, a developing apparatus that visualizes (develops) an electrostatic latent image on the surface of a photoreceptor (image carrier) using a two-component developer composed of a carrier and a toner is often used. ing. In the case of a developing device using such a two-component developer, the toner is sequentially consumed by the developing operation, but the carrier is not consumed and remains in the device. Therefore, the carrier stirred together with the toner in the developing device deteriorates due to the spent such as peeling of the resin coating layer on the surface and adhesion of the toner to the carrier surface as the stirring frequency increases. Charging performance gradually decreases.

そこで、従来から、現像槽内の劣化した現像剤(劣化したキャリアを含む)を抜き取って新しい現像剤に入れ替えること(総入れ替え)が行われているが、キャリアを含む現像剤の入れ替えは重労働であり、また、微粉末であるトナーが舞い上がり、吸い込む惧れがあるなど、メンテナンス性に劣っていた。   Therefore, conventionally, the deteriorated developer (including the deteriorated carrier) in the developing tank is extracted and replaced with a new developer (total replacement). However, replacement of the developer including the carrier is a heavy labor. In addition, the toner, which is a fine powder, soars and may be sucked in, resulting in poor maintainability.

このような不具合を解決するものとして、例えば特許文献1には、現像動作によって消費されるトナーだけでなく、現像装置内にキャリアも少量ずつ補給して、現像剤の帯電性能の低下を抑制するように構成した現像装置が開示されている。該現像装置では、キャリアが補給されることで、現像槽(現像剤を収容する容器)内の現像剤が過剰となり、該過剰となった現像剤が、現像槽の壁面に設けられている現像剤溢出口からオーバーフローして排出されるようになっている。   In order to solve such a problem, for example, in Patent Document 1, not only the toner consumed by the developing operation but also the carrier in the developing device is replenished little by little to suppress the deterioration of the charging performance of the developer. A developing device configured as described above is disclosed. In the developing device, when the carrier is replenished, the developer in the developing tank (container for containing the developer) becomes excessive, and the excessive developer is provided on the wall surface of the developing tank. It overflows from the agent overflow outlet and is discharged.

このような補給・排出が逐次繰返されることによって、現像槽内の劣化した現像剤は、新たに供給されるトナーおよびキャリアに置換されていき、これによって、現像剤を総入れ替えするメンテナンスを必要とすることなく、帯電性能を維持し、画像品位の低下を抑えることができる。なお、このような現像剤の補給・排出が逐次繰返される現像装置は、トリクル現像装置と称されている。
特公平2−21591号公報(公告日:平成2年5月15日)
By sequentially repeating such replenishment / discharge, the deteriorated developer in the developing tank is replaced with newly supplied toner and carrier, which requires maintenance to completely replace the developer. Therefore, the charging performance can be maintained and the deterioration of the image quality can be suppressed. Note that a developing device in which such supply and discharge of developer is sequentially repeated is referred to as a trickle developing device.
Japanese Patent Publication No. 2-21591 (Public Notice: May 15, 1990)

ところが、上記特許文献1の構成は、現像剤の交換が不要になりメンテナンス性は向上するものの、現像槽の傾斜によって現像槽内の現像剤が適正量に維持できず、画像品位が低下し、また、たとえ現像装置内の現像剤が適正量に維持できたとしても、現像槽内の現像剤の交換が不十分であり、トータル的な補給量を総入れ替えする現像剤量と同じにした場合に、総入れ替えする構成ほどには高画質を維持することができないといった問題があった。   However, the configuration of Patent Document 1 does not require the replacement of the developer and improves the maintainability. However, the developer in the developing tank cannot be maintained at an appropriate amount due to the inclination of the developing tank, and the image quality is lowered. Moreover, even if the developer in the developing device can be maintained at an appropriate amount, the developer in the developer tank is not sufficiently replaced, and the total replenishment amount is the same as the total developer amount to be replaced. In addition, there is a problem in that high image quality cannot be maintained as much as a configuration in which total replacement is performed.

つまり、上記特許文献1における劣化した現像剤を排出する現像剤排出機構は、現像槽の側壁に単に現像剤溢出口を設けたものであるため、現像槽からの排出量が現像槽の傾斜に左右され、現像槽が傾斜した状態では設計通りの量での現像剤の排出が行われ難い。   In other words, the developer discharging mechanism for discharging the deteriorated developer in Patent Document 1 is simply provided with a developer overflow outlet on the side wall of the developing tank, so that the discharge amount from the developing tank is inclined to the developing tank. However, it is difficult to discharge the developer in the designed amount when the developing tank is inclined.

例えば、画像形成装置が移動されることにより現像剤溢出口の反対側が高くなるような傾斜状態となった場合や、設置場所の地面状態が悪かったり設置するデスクの天面が傾いていたりして画像形成装置が傾斜した状態で設置された場合は、現像剤溢出口から多量の現像剤が排出される。このような場合には、現像装置内の現像剤量が適正量に対して大幅に少なくなり、良好な画像品位を得ることができなくなる。   For example, when the image forming apparatus is moved and the side opposite to the developer overflow port becomes inclined, the ground condition of the installation location is bad, or the top of the desk to be installed is inclined. When the image forming apparatus is installed in an inclined state, a large amount of developer is discharged from the developer overflow outlet. In such a case, the amount of developer in the developing device is greatly reduced relative to the appropriate amount, and good image quality cannot be obtained.

また、現像槽の側壁に単に現像剤溢出口を設けたものであるため、現像槽に補給されたばかりのフレッシュなキャリアが、現像槽で十分使用されることなく現像剤溢出口から排出されることが起こり得る。そのため、現像槽内の現像剤が十分に交換されず、たとえ設計通りの量での現像剤の排出ができたとしても、現像槽内は、長期の使用に伴って著しく劣化したキャリア、劣化が中くらいのキャリア、殆ど劣化のない真新しいキャリアなどが混在した状態になる。このような状態では、見かけ上のキャリアの劣化進行が止まり、現像剤全体としては特性が安定するとはいえ、その安定するレベルが現像剤の初期状態よりもかなり悪化したレベルとなり、交換量の割には現像剤を高レベルの状態に維持できず、補給すべき現像剤量が増えるといった点でランニングコストが高くなる。   Also, since the developer overflow outlet is simply provided on the side wall of the developer tank, the fresh carrier just replenished to the developer tank can be discharged from the developer overflow outlet without being used sufficiently in the developer tank. Can happen. Therefore, even if the developer in the developing tank is not sufficiently replaced and the developer can be discharged in the designed amount, the carrier in the developing tank has deteriorated significantly with long-term use. Medium carrier, brand new carrier with almost no deterioration, etc. are mixed. In such a state, the apparent progress of carrier deterioration stops and the characteristics of the developer as a whole are stabilized, but the stable level is considerably worse than the initial state of the developer, and the replacement amount is reduced. However, the developer cannot be maintained at a high level, and the running cost is high in that the amount of developer to be replenished increases.

本発明は、上記課題に鑑み成されたもので、第1の目的は、現像剤の交換作業が不要で、かつ、たとえ傾いた場所に設置されても画像品位を保持できる現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することであり、第2の目的は、現像剤の交換作業が不要で、かつ、たとえ傾いた場所に設置されても画像品位を保持でき、しかも少ない補給量でも現像装置内の現像剤を高レベルの状態に維持可能な現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems. A first object of the present invention is to provide a developing device that does not require a developer replacement operation and that can maintain image quality even when installed in an inclined place. The second object of the present invention is to provide an image forming apparatus equipped with the image forming apparatus, and the second object is that no developer replacement work is required, the image quality can be maintained even when installed at an inclined place, and development is possible even with a small supply amount. It is an object of the present invention to provide a developing device capable of maintaining the developer in the apparatus at a high level and an image forming apparatus including the developing device.

本発明に係る現像装置は、上記課題を解決するために、像担持体上に形成された静電潜像をトナーとキャリアとからなる2成分系の現像剤を用いて現像する現像装置であって、現像剤を収容する現像槽と、上記像担持体に対向して回転可能に配設され、上記現像槽内の現像剤を担持して上記像担持体へと搬送する現像剤担持体とを備えると共に、上記現像槽内にトナーとキャリアとが補給装置より補給される一方、上記現像槽より現像剤が現像剤排出機構にて逐次排出される現像装置において、上記現像剤担持体に担持されて搬送される現像剤の量を規制する現像剤量規制部材が円筒状に形成されると共に、上記現像剤担持体に対向して回転可能に配設され、上記現像剤排出機構が、上記現像剤担持体に担持された現像剤を上記現像剤量規制部材に付着させて上記現像槽より排出させることで構成されていることを特徴としている。   In order to solve the above problems, a developing device according to the present invention is a developing device that develops an electrostatic latent image formed on an image carrier using a two-component developer composed of a toner and a carrier. A developer tank that contains the developer, a developer carrier that is rotatably disposed opposite to the image carrier, carries the developer in the developer tank, and conveys the developer to the image carrier. In the developing device in which the toner and the carrier are replenished from the replenishing device in the developing tank, and the developer is sequentially discharged from the developing tank by the developer discharging mechanism. The developer amount regulating member that regulates the amount of the developer that is conveyed is formed in a cylindrical shape, and is rotatably disposed to face the developer carrying member. The developer amount on the developer carrier is regulated by the above developer amount. By adhering to the wood it is characterized by being composed by discharging from the developing tank.

現像装置においては、従来から、像担持体へと搬送される現像剤の量を一定とするために、現像剤担持体に対向して、現像担持体上の現像剤の量を規制する現像剤量規制部材が配設されるようになっている。該現像剤量規制部材の形状としては、ブレード状であるのが一般的である。   Conventionally, in a developing device, in order to make the amount of developer conveyed to an image carrier constant, a developer that regulates the amount of developer on the developer carrier facing the developer carrier. A quantity regulating member is arranged. The shape of the developer amount regulating member is generally a blade shape.

上記構成では、このような現像剤量規制部材を円筒状に形成して回転可能に配設し、現像剤担持体に担持された現像剤を該現像剤量規制部材に付着させて現像槽より排出させることで、現像剤排出機構を構成している。   In the above configuration, such a developer amount regulating member is formed in a cylindrical shape and rotatably disposed, and the developer carried on the developer carrier is attached to the developer amount regulating member from the developer tank. By discharging, a developer discharging mechanism is configured.

このような現像剤量規制部材を用いての現像剤の排出は、現像剤量規制部材への現像剤の付着量にて排出量を管理できるので、前述した現像剤の溢れ出しを利用した現像剤排出機構のように、現像槽の傾斜状態にて排出量が変動するようなことなく、現像装置を搭載した画像形成装置が移動時に傾けられたり、傾斜面に設置されたりしても、設定通りの量の現像剤を排出でき、現像槽内の現像量を一定に保つことが可能となる。   Developer discharge using such a developer amount regulating member can be controlled by the amount of developer adhering to the developer amount regulating member, so that development using the developer overflow described above is possible. As with the agent discharge mechanism, the discharge amount does not fluctuate in the inclined state of the developing tank, and even if the image forming apparatus equipped with the developing device is tilted when moved or installed on an inclined surface As a result, it is possible to discharge the developer in the same amount, and to keep the developing amount in the developing tank constant.

本発明に係る現像装置では、さらに、上記現像剤量規制部材は少なくとも一部が導電体よりなり、バイアス手段にて、上記現像剤量規制部材と上記現像剤担持体との間に、劣化キャリアを現像剤担持体から現像剤量規制部材へと静電的に移動させる電界を生じさせるバイアス電圧を印加することで、劣化した現像剤を排出する構成とすることもできる。   In the developing device according to the present invention, at least a part of the developer amount regulating member is made of a conductor, and a deteriorated carrier is interposed between the developer amount regulating member and the developer carrying member by a bias unit. The deteriorated developer can be discharged by applying a bias voltage that generates an electric field that electrostatically moves the developer from the developer carrying member to the developer amount regulating member.

長期の使用した現像剤では、キャリア表面にトナーが固着したトナースペントが進行しており、高抵抗のトナーが付着することで、キャリアの抵抗率は高くなり、劣化キャリアでは初期キャリアに比べて摩擦帯電保持力が高くなる。   In the developer used for a long time, the toner spent with the toner fixed on the surface of the carrier has progressed, and the high-resistance toner adheres, so that the resistivity of the carrier becomes high, and the deteriorated carrier has a friction compared to the initial carrier. Charge holding power increases.

上記構成では、このような劣化キャリアの摩擦帯電保持力の高さを利用しており、上記現像剤量規制部材と上記現像剤担持体との間に、バイアス電圧を印加して、劣化キャリアを現像剤担持体から現像剤量規制部材へと静電的に移動させる電界を生じさせ、高抵抗の劣化キャリアを、現像剤量規制部材側へと引き寄せて付着させ、排出させる。このとき、劣化キャリアは、外添剤付着量が多くなることで外添剤のスペーサー効果によってもトナーや現像剤担持体から離れやすくなっており、より効果的に現像剤量規制部材へと引き寄せられることとなる。   In the above configuration, the high frictional charge holding force of the deteriorated carrier is utilized, and a bias voltage is applied between the developer amount regulating member and the developer carrier to remove the deteriorated carrier. An electric field that is electrostatically moved from the developer carrying member to the developer amount regulating member is generated, and the high-resistance deteriorated carrier is attracted to the developer amount regulating member side to be attached and discharged. At this time, the deteriorated carrier tends to be separated from the toner and the developer carrier due to the spacer effect of the external additive due to the increase in the amount of the external additive attached, and is more effectively attracted to the developer amount regulating member. Will be.

このような排出では、劣化キャリアを排出ターゲットとしているので、前述した現像剤の溢れ出しを利用した現像剤排出機構に比べて劣化キャリアを効率よく新しいキャリアに交換でき、少ないキャリア交換量でも現像装置に収容される現像剤を高いレベルの状態に維持することが可能となり、ランニングコストの低下が図れる。   In such discharge, since the deteriorated carrier is the discharge target, the deteriorated carrier can be efficiently replaced with a new carrier as compared with the developer discharge mechanism using the overflow of the developer described above, and the developing device can be used even with a small amount of carrier replacement It is possible to maintain the developer contained in the high level state, and the running cost can be reduced.

そして、この場合、より好ましくは上記バイアス手段にて直流バイアス電圧を印加する構成とすることであり、さらに好ましくは、印加する直流バイアス電圧を変化させ得る構成にすることである。   In this case, the DC bias voltage is more preferably applied by the bias means, and the DC bias voltage to be applied is more preferably changed.

現像剤量規制部材と現像剤担持体との間に印加されるバイアス電圧としては、直流バイアス電圧と直流バイアス電圧に交流バイアス電圧を重畳させた重畳バイアス電圧とが考えられる。しかしながら、重畳バイアス電圧を用いて逆電位にてキャリアを移動させると、重畳した交流バイアス電圧の成分の振幅電位が大きい場合に、低抵抗のあまり劣化していないキャリアまでも現像剤量規制部材側に移動させてしまうこととなる。   As a bias voltage applied between the developer amount regulating member and the developer carrying member, a DC bias voltage and a superimposed bias voltage obtained by superimposing an AC bias voltage on the DC bias voltage can be considered. However, when the carrier is moved at a reverse potential using the superimposed bias voltage, even if the amplitude potential of the component of the superimposed AC bias voltage is large, even the carrier with low resistance and not much deteriorated is on the developer amount regulating member side. It will be moved to.

これに対し、現像剤量規制部材と現像剤担持体との間のバイアス電圧を直流バイアス電圧とすることで、あまり劣化していないキャリアの現像剤量規制部材側への移動は起こり難く、高抵抗の劣化したキャリアの現像剤量規制部材側上への移動が支配的となる。   On the other hand, by making the bias voltage between the developer amount regulating member and the developer carrier a direct current bias voltage, the carrier that has not deteriorated is hardly moved to the developer amount regulating member side. The movement of the carrier having deteriorated resistance toward the developer amount regulating member side becomes dominant.

したがって、このような構成とすることで、劣化したキャリアを優先的に現像剤量規制部材側に排出することができるので、より一層のランニングコストの低下が図れる。   Therefore, with such a configuration, the deteriorated carrier can be preferentially discharged to the developer amount regulating member side, so that the running cost can be further reduced.

また、印加する直流バイアス電圧が可変可能な構成とすることで、現像剤の排出量を自由に設定することが可能となる。   Further, by adopting a configuration in which the DC bias voltage to be applied is variable, the developer discharge amount can be freely set.

本発明に係る現像装置では、さらに、上記現像剤量規制部材に付着した現像剤を除去して現像装置外に設けた現像剤回収容器へと搬送する付着現像剤除去機構を有する構成とすることもできる。   The developing device according to the present invention further includes an attached developer removing mechanism that removes the developer attached to the developer amount regulating member and conveys the developer to a developer collecting container provided outside the developing device. You can also.

これによれば、現像剤量規制部材に付着した現像剤は、付着現像剤除去機構にて現像剤量規制部材より除去されて装置外の現像剤回収容器へと搬送されていくので、現像剤量規制部材はつねにフレッシュな状態を保つことが可能となる。   According to this, the developer adhering to the developer amount regulating member is removed from the developer amount regulating member by the adhered developer removing mechanism and conveyed to the developer collection container outside the apparatus. The quantity regulating member can always be kept fresh.

これにより、現像担持体上の現像剤量を常に一定に規制することが可能となる。また、電界による劣化現像剤の精度の良い排出が可能となり、新しい現像剤と劣化した現像剤を一定の割合で置換し、良好な現像性能を維持しつづけることができる。   As a result, the amount of developer on the developing carrier can be always regulated to be constant. Further, it becomes possible to discharge the deteriorated developer with high accuracy by the electric field, and the new developer and the deteriorated developer can be replaced at a certain ratio, and good development performance can be maintained.

本発明に係る現像装置では、さらに、上記現像剤量規制部材の回転周速が上記現像剤担持体の回転周速よりも速い構成とすることが好ましい。   In the developing device according to the present invention, it is preferable that the rotational peripheral speed of the developer amount regulating member is faster than the rotational peripheral speed of the developer carrier.

これによれば、現像剤量規制部材の回転周速が現像剤担持体の回転周速に対して速く設定されているので、現像剤量規制部材と現像剤担持体との間を常にフレッシュな状態に保つことが可能となる。   According to this, since the rotational peripheral speed of the developer amount regulating member is set faster than the rotational peripheral speed of the developer carrying member, the developer amount regulating member and the developer carrying member are always kept fresh. It becomes possible to keep in a state.

これにより、現像担持体上の現像剤量を常に一定に規制することが可能となる。また、電界による劣化現像剤の精度の良い排出が可能となり、新しい現像剤と劣化した現像剤を一定の割合で置換し、良好な現像性能を維持しつづけることができる。   As a result, the amount of developer on the developing carrier can be always regulated to be constant. Further, it becomes possible to discharge the deteriorated developer with high accuracy by the electric field, and the new developer and the deteriorated developer can be replaced at a certain ratio, and good development performance can be maintained.

本発明に係る現像装置では、さらに、上記補給装置から上記現像槽へは、トナーにキャリアが混合された補給用現像剤が補給され、毎画像形成後に上記補給装置から上記現像槽へと補給される補給用現像剤の補給量を予測する補給量予測手段を備え、上記現像剤排出機構は、上記補給量予測手段にて予測された補給量に基づいて現像剤の排出量を制御する構成とすることもできる。   In the developing device according to the present invention, a replenishing developer in which a carrier is mixed with toner is replenished from the replenishing device to the developing tank, and replenished from the replenishing device to the developing tank after every image formation. A replenishment amount predicting means for predicting the replenishment amount of the replenishing developer, and the developer discharge mechanism controls the discharge amount of the developer based on the replenishment amount predicted by the replenishment amount predicting means; You can also

2成分系の現像剤を用いる現像装置では、現像槽内に収容される現像剤のトナー濃度を一定に保つことが重要であるため、画像形成で消費したトナー量と同量のトナーが補給されるようになっており、現像槽中のキャリアの量もトナー濃度を変化させないように一定量に推移させることが必要である。また、トナーに微量のキャリアを混合してなる補給用現像剤を補給装置より補給する構成では、毎画像形成後に現像装置内に補給されるキャリア量は、トナー消費量、つまり画像濃度に依存することとなる。   In a developing device using a two-component developer, it is important to keep the toner concentration of the developer contained in the developer tank constant, so that the same amount of toner as that consumed in image formation is replenished. Therefore, it is necessary to change the amount of carrier in the developing tank to a constant amount so as not to change the toner density. Further, in a configuration in which a replenishment developer obtained by mixing a small amount of carrier with toner is replenished from the replenishing device, the amount of carrier replenished into the developing device after every image formation depends on the toner consumption, that is, the image density. It will be.

そこで、上記構成では、毎画像形成後に現像槽に補給される補給用現像剤量を予測する補給量予測手段を設けておき、上記現像剤排出機構が、上記補給量予測手段にて予測された補給量に基づいて現像剤の排出量を制御するので、補給用現像剤に含まれるキャリアと同量のキャリアを含む量の現像剤が現像剤量規制部材にて排出されていき、如何なる画像面積の長期にわたる画像形成後でも、現像装置に収容される現像剤量を安定して維持することができる。   Therefore, in the above configuration, a replenishment amount predicting unit for predicting the replenishment developer amount replenished to the developing tank after every image formation is provided, and the developer discharge mechanism is predicted by the replenishment amount predicting unit. Since the developer discharge amount is controlled based on the replenishment amount, an amount of developer containing the same amount of carrier as the carrier contained in the replenishment developer is discharged by the developer amount regulating member, and any image area Even after image formation over a long period of time, the amount of developer accommodated in the developing device can be stably maintained.

ここで、上記補給量予測手段は、例えば、上記像担持体上に形成される画像の画素数の積算値を検出するドットカウント手段を含んでおり、該ドットカウント手段により検出された積算値を基に毎画像形成後に補給される補給量を予測する構成とすることができる。   Here, the replenishment amount prediction means includes, for example, dot count means for detecting an integrated value of the number of pixels of the image formed on the image carrier, and the integrated value detected by the dot count means is calculated. Based on this, it can be configured to predict the replenishment amount replenished after image formation.

ドットカウント手段は、像担持体上に形成される画像の画素数の積算値を検出するものであるので、その検出値(画像の画素数の積算値)より、印刷物の画像濃度を予測することができる。そして、画像濃度からは、該画像形成のために消費されるトナー量を予測することができるので、結果として、ドットカウント手段にて毎画像形成後に補給される補給量を予測することができ、本発明の現像装置を容易に実現することができる。   Since the dot count means detects the integrated value of the number of pixels of the image formed on the image carrier, the image density of the printed matter is predicted from the detected value (the integrated value of the number of pixels of the image). Can do. Since the toner amount consumed for the image formation can be predicted from the image density, as a result, the replenishment amount replenished after each image formation by the dot count unit can be predicted. The developing device of the present invention can be easily realized.

また、別の構成として、上記補給量予測手段は、上記補給装置から上記現像装置へと補給用現像剤が補給される補給時間を検出する補給時間検出手段を含んでおり、該補給時間検出手段により検出された補給時間を基に毎画像形成後に補給される補給量を予測する構成とすることもできる。   As another configuration, the replenishment amount predicting means includes replenishment time detecting means for detecting a replenishment time during which the replenishment developer is replenished from the replenishing device to the developing device. The replenishment amount to be replenished after each image formation can be predicted based on the replenishment time detected by the above.

補給時間検出手段は、補給装置から現像装置へと補給用現像剤が補給される補給時間を検出するものである。補給装置から現像装置への補給用現像剤の補給量は、通常、補給ローラ等の回転時間にて制御されており、補給時間より補給量を予測することができる。したがって、このような構成とすることで、本発明の現像装置を容易に実現することができる。   The replenishment time detecting means detects a replenishment time during which the replenishment developer is replenished from the replenishing device to the developing device. The replenishment amount of the replenishment developer from the replenishing device to the developing device is normally controlled by the rotation time of the replenishing roller and the replenishment amount can be predicted from the replenishment time. Therefore, with such a configuration, the developing device of the present invention can be easily realized.

本発明に係る画像形成装置は、上記課題を解決するために、像担持体上の静電潜像をトナーとキャリアとからなる2成分系の現像剤を用いて現像する現像装置を備え、該現像装置内にトナーとキャリアとが補給装置より補給される一方、上記現像装置内の現像剤が現像剤排出機構にて逐次排出される画像形成装置において、上記現像装置として、上記した本発明の現像装置を備えることを特徴としている。   In order to solve the above problems, an image forming apparatus according to the present invention includes a developing device that develops an electrostatic latent image on an image carrier using a two-component developer composed of a toner and a carrier. In the image forming apparatus in which the toner and the carrier are replenished from the replenishing device in the developing device, and the developer in the developing device is sequentially discharged by the developer discharging mechanism, the developing device of the present invention is used as the developing device. A developing device is provided.

既に説明したように、本発明の現像装置は、現像剤の交換作業が不要であると共に、たとえ傾いた場所に設置されても画像品位を保持でき、しかも構成によっては、さらに、少ない補給量でも現像装置内の現像剤を高レベルの状態に維持可能であるので、このような現像装置を備えることで、メンテナンス性に優れ、たとえ傾いた場所に設置されても画像品位を保持でき、或いはさらにランニングコストが低いといった利点も具備した画像形成装置となる。   As already described, the developing device of the present invention does not require a developer replacement operation, and can maintain image quality even when installed in an inclined place. Since it is possible to maintain the developer in the developing device at a high level, by providing such a developing device, it is excellent in maintainability and can maintain image quality even if installed in an inclined place. The image forming apparatus has an advantage that the running cost is low.

本発明の現像装置及び画像形成装置は、以上のように、像担持体上に形成された静電潜像をトナーとキャリアとからなる2成分系の現像剤を用いて現像する現像装置であって、現像剤を収容する現像槽と、上記像担持体に対向して回転可能に配設され、上記現像槽内の現像剤を担持して上記像担持体へと搬送する現像剤担持体とを備えると共に、上記現像槽内にトナーとキャリアとが補給装置より補給される一方、上記現像槽より現像剤が現像剤排出機構にて逐次排出される現像装置において、上記現像剤担持体に担持されて搬送される現像剤の量を規制する現像剤量規制部材が円筒状に形成されると共に、上記現像剤担持体に対向して回転可能に配設され、上記現像剤排出機構が、上記現像剤担持体に担持された現像剤を上記現像剤量規制部材に付着させて上記現像槽より排出させることで構成されている。   As described above, the developing device and the image forming apparatus of the present invention are developing devices that develop an electrostatic latent image formed on an image carrier using a two-component developer composed of a toner and a carrier. A developer tank that contains the developer, a developer carrier that is rotatably disposed opposite to the image carrier, carries the developer in the developer tank, and conveys the developer to the image carrier. In the developing device in which the toner and the carrier are replenished from the replenishing device in the developing tank, and the developer is sequentially discharged from the developing tank by the developer discharging mechanism. The developer amount regulating member that regulates the amount of the developer that is conveyed is formed in a cylindrical shape, and is rotatably disposed to face the developer carrying member. The developer amount on the developer carrier is regulated by the above developer amount. By adhering to the timber it is constituted by discharging from the developing tank.

それゆえ、現像剤の交換作業が不要で、かつ、たとえ傾いた場所に設置されても画像品位を保持できる現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することができるという効果を奏する。   Therefore, there is an effect that it is possible to provide a developing device that does not require a developer replacement operation and can maintain image quality even when installed at an inclined place, and an image forming apparatus including the developing device.

さらにこの場合、上記現像剤量規制部材は少なくとも一部が導電体よりなり、バイアス手段にて、上記現像剤量規制部材と上記現像剤担持体との間に、劣化キャリアを現像剤担持体から現像剤量規制部材へと静電的に移動させる電界を生じさせるバイアス電圧を印加する構成とすることで、少ないキャリア交換量でも、現像装置に収容される現像剤を高いレベルの状態に維持することが可能となり、ランニングコストを低下させることができるという効果を併せて奏する。   Further, in this case, at least a part of the developer amount regulating member is made of a conductor, and the biasing means removes the deteriorated carrier from the developer carrying member between the developer amount regulating member and the developer carrying member. By applying a bias voltage that generates an electric field that moves electrostatically to the developer amount regulating member, the developer contained in the developing device is maintained at a high level even with a small amount of carrier replacement. This also has the effect of reducing running costs.

本発明の一実施形態について図1ないし図8に基づいて説明すると以下の通りである。   An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

以下に本発明の実施形態について図面に従って詳細に説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following embodiments are examples embodying the present invention, and do not limit the technical scope of the present invention.

まず、図2の構成図を用いて、画像形成装置全体の動作について説明する。なお、ここでは、露光光学系2としてアナログ光学系を備えたアナログ式の画像形成装置を例示するが、CCDセンサを具備してなるデジタル光学系を備えたデジタル式の画像形成装置であってもよい。   First, the operation of the entire image forming apparatus will be described with reference to the configuration diagram of FIG. Here, an analog image forming apparatus including an analog optical system is illustrated as the exposure optical system 2, but a digital image forming apparatus including a digital optical system including a CCD sensor may be used. Good.

図2に示すように、画像形成装置では、上面部に原稿載置台1が設けられ、この原稿載置台1の下に露光光学系2が配設されている。この露光光学系2は、原稿載置台1上に載置された原稿(図示せず)に光を照射しながら走査する光源ランプ3、原稿からの反射光を感光体(像担持体)4に導く複数の反射鏡5…、および反射光の光路中に配されたレンズユニット6から成っている。   As shown in FIG. 2, in the image forming apparatus, a document placing table 1 is provided on the upper surface portion, and an exposure optical system 2 is disposed below the document placing table 1. The exposure optical system 2 includes a light source lamp 3 that scans while irradiating light on a document (not shown) placed on the document placing table 1, and reflected light from the document on a photosensitive member (image carrier) 4. It comprises a plurality of reflecting mirrors 5 for guiding, and a lens unit 6 arranged in the optical path of the reflected light.

感光体4の外周には、その表面を所定電位に帯電させる帯電チャージャ7、像間イレーサ(図示せず)、感光体4の表面に形成された静電潜像を現像する現像装置8、感光体4の表面のトナー像を用紙(シート)に転写させる転写チャージャ9、感光体4表面の残留トナーを回収するクリーニング装置10および除電装置(図示せず)等が設けられている。   On the outer periphery of the photoreceptor 4, a charging charger 7 for charging the surface thereof to a predetermined potential, an interimage eraser (not shown), a developing device 8 for developing an electrostatic latent image formed on the surface of the photoreceptor 4, and a photosensitive member. A transfer charger 9 for transferring the toner image on the surface of the body 4 to a sheet (sheet), a cleaning device 10 for collecting residual toner on the surface of the photoconductor 4, a static eliminator (not shown), and the like are provided.

また、感光体4に対する入紙側には、用紙を所定のタイミングで供給するタイミングローラ11、搬送ローラ12、給紙カセット13および給紙ローラ14が設けられる一方、感光体4に対する出紙側には、用紙上に転写されたトナー像を用紙に定着させる定着装置15が設けられている。   A timing roller 11 for supplying paper at a predetermined timing, a transport roller 12, a paper feed cassette 13, and a paper feed roller 14 are provided on the paper input side with respect to the photoconductor 4, while on the paper output side with respect to the photoconductor 4. Is provided with a fixing device 15 for fixing the toner image transferred onto the paper to the paper.

なお、露光光学系2及び定着装置15を含め、感光体4の周囲に設けられた各部材にてプロセス部36(図5参照)が構成され、タイミングローラ11、搬送ローラ12、給紙カセット13および給紙ローラ14にて用紙搬送部37(図5参照)が構成されている。   The process unit 36 (see FIG. 5) is configured by members provided around the photoreceptor 4 including the exposure optical system 2 and the fixing device 15, and includes a timing roller 11, a transport roller 12, and a paper feed cassette 13. The paper feed roller 14 constitutes a paper transport unit 37 (see FIG. 5).

上記現像装置8は、図3に示すように、現像剤を収容する収容容器を構成する樹脂成型された現像槽16を有しており、該現像槽16内には、現像剤の搬送及び撹拌を行う撹拌搬送スクリュー(回転部材)18・19と、撹拌搬送スクリュー18にて供給される現像剤を磁気的に吸着し搬送する現像ローラ(現像剤担持体)17が回転可能に設けられている。   As shown in FIG. 3, the developing device 8 has a resin-molded developer tank 16 that constitutes a container for containing the developer. In the developer tank 16, the developer is transported and stirred. Agitating and conveying screws (rotating members) 18 and 19 for performing the above and a developing roller (developer carrying member) 17 for magnetically adsorbing and conveying the developer supplied by the agitating and conveying screw 18 are rotatably provided. .

この現像槽16内には所定収容量(例えば400g)の現像剤が収容されるようになっており、キャリアとトナーとからなり、磁性体からなるキャリアは、表面にトナーの粘着を抑制する樹脂コート層を有している。このキャリアとトナーとが撹拌搬送スクリュー18・19によって撹拌されると、トナーは摩擦帯電する。   The developer tank 16 contains a predetermined amount (for example, 400 g) of developer. The developer tank 16 is made of a carrier and a toner, and the carrier made of a magnetic material is a resin that suppresses adhesion of the toner to the surface. It has a coat layer. When the carrier and the toner are agitated by the agitating and conveying screws 18 and 19, the toner is frictionally charged.

現像ローラ17は、周知の通り、内部に多数の磁極を周面に設けたマグネットを覆うように円筒形状の非磁性スリーブを、矢印方向に回転駆動するように構成されている。したがって、現像剤は、マグネットの磁力によりスリーブ表面に吸着され、スリーブの回転方向に沿って搬送される。詳細には、現像ローラ17にキャリアが磁力によって吸着し、磁気ブラシを形成し、該キャリアにクーロン力によってトナーが付着する。   As is well known, the developing roller 17 is configured to rotationally drive a cylindrical non-magnetic sleeve in the direction of the arrow so as to cover a magnet having a large number of magnetic poles provided on the peripheral surface. Therefore, the developer is attracted to the sleeve surface by the magnetic force of the magnet and is conveyed along the rotation direction of the sleeve. Specifically, the carrier is attracted to the developing roller 17 by magnetic force to form a magnetic brush, and the toner adheres to the carrier by Coulomb force.

上記現像ローラ17は、現像槽16の開放された開口部より一部が露出するように設けられており、その露出部分において回転される感光体4と対向する。この対向位置が現像位置であり、感光体4表面に形成された静電潜像に、現像ローラ17の回転により搬送されてくる現像剤を摺擦させることで、磁気ブラシを形成しているキャリアに付着したトナーが静電潜像の静電気力より吸引されて、静電潜像の現像が行われる。   The developing roller 17 is provided so that a part of the developing roller 17 is exposed from the opened opening of the developing tank 16, and faces the photosensitive member 4 that is rotated at the exposed portion. This facing position is the developing position, and the carrier forming the magnetic brush by sliding the developer conveyed by the rotation of the developing roller 17 against the electrostatic latent image formed on the surface of the photoreceptor 4. The toner attached to the toner is attracted by the electrostatic force of the electrostatic latent image, and the electrostatic latent image is developed.

また、ここで現像剤は、感光体4と摺擦する現像位置へと搬送される前に、その量が常に一定になるように現像剤量規制部材20にて現像ローラ17に吸着された余分なものが除去されるようになっている。なお、詳細については後述するが、本画像形成装置では、該現像剤量規制部材20を劣化現像剤の排出に利用するようになっている。   Here, before the developer is transported to the developing position where it is rubbed against the photoreceptor 4, the excess amount adsorbed by the developing roller 17 by the developer amount regulating member 20 so that the amount thereof is always constant. Things are going to be removed. Although details will be described later, in the present image forming apparatus, the developer amount regulating member 20 is used for discharging the deteriorated developer.

一方、現像槽16の上壁部には、図4に示すように、現像剤の補給用開口26が形成され、この補給用開口26に、キャリア現像剤補給装置(補給装置)25が上方から嵌着されている。このキャリア現像剤補給装置25は、内部に、例えばキャリアとトナーが所定比率で混合された補給用現像剤であるキャア現像剤が収納されている。混合比の一例としては、重量比で1:9(キャリア:トナー)程度を上げることができる。この比率からも分かるように、現像槽16内の現像剤と比べてキャリア現像剤ではトナーの比率が高い。なお、キャリア現像剤における該比率は、トナーの帯電量、キャリア粒径、画像形成装置の構成などで適正に調整されるべきものである。   On the other hand, as shown in FIG. 4, a developer supply opening 26 is formed in the upper wall portion of the developing tank 16, and a carrier developer supply device (supply device) 25 is inserted into the supply opening 26 from above. It is inserted. The carrier developer replenishing device 25 accommodates, for example, a carrier developer which is a replenishing developer in which a carrier and toner are mixed at a predetermined ratio. As an example of the mixing ratio, the weight ratio can be increased by about 1: 9 (carrier: toner). As can be seen from this ratio, the toner ratio in the carrier developer is higher than that in the developer tank 16. The ratio in the carrier developer should be appropriately adjusted depending on the charge amount of the toner, the carrier particle size, the configuration of the image forming apparatus, and the like.

そして、該キャリア現像剤補給装置25の底部には、後述する制御装置32(図5参照)により駆動制御されるキャリア現像剤補給スクリュー22が設けられている。キャリア現像剤補給スクリュー22が回転駆動されることによって、キャリア現像剤補給装置25からキャリア現像剤補給スクリュー22の駆動時間に応じた量だけ、キャリア現像剤が流下して現像槽16内へと供給され、攪拌搬送スクリュー18・19により攪拌搬送される。   A carrier developer supply screw 22 that is driven and controlled by a control device 32 (see FIG. 5), which will be described later, is provided at the bottom of the carrier developer supply device 25. When the carrier developer supply screw 22 is driven to rotate, the carrier developer flows down from the carrier developer supply device 25 by an amount corresponding to the drive time of the carrier developer supply screw 22 and is supplied into the developing tank 16. Then, it is agitated and conveyed by the agitating and conveying screws 18 and 19.

また、現像槽16には、図4に示すように、現像槽16内のトナー濃度を検出するトナー濃度センサ34が設けられている。このトナー濃度センサ34は、例えば透磁率センサからなり、キャリアに接触して透磁率を検出し、検出された透磁率から、キャリアに対するトナーの比率を求めるようになっている。トナー濃度センサ34は、トナー濃度センサ34に接触するキャリア量が少ない場合、現像槽16内の現像剤中のトナー比率が高井、つまりトナー濃度が高いと検出し、一方、トナー濃度センサ34に接触するキャリア量が多い場合は、現像槽16内の現像剤中のトナー比率が低い、つまりトナー濃度が低いと検出する。そして、該トナー濃度センサ34の検出信号(検出結果)は、後述する制御装置32(図5参照)に送られ、制御装置32は、この検出信号に基づいて、キャリア現像剤補給装置25のキャリア現像剤補給スクリュー22を駆動し、現像槽16内に現像剤を補給するようになっている。   Further, as shown in FIG. 4, the developing tank 16 is provided with a toner concentration sensor 34 that detects the toner density in the developing tank 16. The toner concentration sensor 34 is composed of, for example, a magnetic permeability sensor, detects the magnetic permeability by contacting the carrier, and obtains the ratio of the toner to the carrier from the detected magnetic permeability. The toner density sensor 34 detects that the toner ratio in the developer in the developing tank 16 is high, that is, the toner density is high when the amount of carrier contacting the toner density sensor 34 is small, while the toner density sensor 34 contacts the toner density sensor 34. When the amount of carrier to be carried out is large, it is detected that the toner ratio in the developer in the developing tank 16 is low, that is, the toner concentration is low. Then, the detection signal (detection result) of the toner concentration sensor 34 is sent to a control device 32 (see FIG. 5) which will be described later, and the control device 32 carries out the carrier of the carrier developer supply device 25 based on this detection signal. The developer supply screw 22 is driven to supply the developer into the developer tank 16.

次に、上記構成の画像形成装置におけるコピー動作について説明する。電源スイッチ(図示せず)がONされると、まずウォーミングアップ処理が行われる。これが完了した後に、後述するスタートスイッチ31(図5参照)がONされると、露光光学系2の光源ランプ3によって原稿載置台1上に載置された原稿が走査される。このときの原稿からの反射光が反射鏡5…およびレンズユニット6を介して感光体4に照射され、帯電チャージャ7にて所定電位に帯電されている感光体4の表面に静電潜像が形成される。   Next, a copy operation in the image forming apparatus having the above configuration will be described. When a power switch (not shown) is turned on, a warm-up process is first performed. After this is completed, when a later-described start switch 31 (see FIG. 5) is turned on, the document placed on the document placement table 1 is scanned by the light source lamp 3 of the exposure optical system 2. Reflected light from the original at this time is applied to the photoconductor 4 through the reflecting mirror 5... And the lens unit 6, and an electrostatic latent image is formed on the surface of the photoconductor 4 charged to a predetermined potential by the charging charger 7. It is formed.

次いで、この静電潜像は現像装置8から供給されるトナーによって現像される。感光体4表面のトナー像は、転写チャージャ9により給紙カセット13から供給される用紙に転写され、定着装置15にて用紙上に熱定着される。これにより、用紙上に原稿画像に対応したコピー画像が形成される。   Next, the electrostatic latent image is developed with toner supplied from the developing device 8. The toner image on the surface of the photosensitive member 4 is transferred to a sheet supplied from the sheet feeding cassette 13 by the transfer charger 9 and is thermally fixed on the sheet by the fixing device 15. As a result, a copy image corresponding to the original image is formed on the paper.

このような一連の複写動作は、図5に示す本画像形成装置の各部を制御する制御中枢であり、CPUとROM及びRAMとから成る制御装置32によって制御される。なお、図5は、本画像形成装置における制御系の構成を示すブロック図である。   Such a series of copying operations is a control center for controlling each part of the image forming apparatus shown in FIG. 5, and is controlled by a control device 32 including a CPU, a ROM, and a RAM. FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a control system in the image forming apparatus.

制御装置32には、上記スタートスイッチ31のON操作信号が入力されるようになっている。また、本画像形成装置には、画像形成動作の累積回数をカウントする作像カウンタ(計測手段)33及び感光体4上に形成される画像の画素数の積算値の検出を行うドットカウント装置35がさらに設けられており、これらのカウント値(以下、作像カウント値、ドットカウント値と言う)も制御装置32に入力されるようになっている。   An ON operation signal for the start switch 31 is input to the control device 32. Further, the image forming apparatus includes an image forming counter (measuring unit) 33 that counts the cumulative number of image forming operations and a dot count device 35 that detects an integrated value of the number of pixels of an image formed on the photosensitive member 4. These count values (hereinafter referred to as image forming count values and dot count values) are also input to the control device 32.

また、上記のような複写動作が繰り返えされると、現像装置8の現像槽16内に収納されている現像剤中のトナーは徐々に消費され、キャリアに対するトナーの比率、すなわちトナー濃度が低下していく。このトナー濃度の変化を上記したトナー濃度センサ34が検出し、制御装置32は、このトナー濃度センサ34の検出信号を基にキャリア現像剤補給スクリュー22の駆動制御を行う。   When the copying operation as described above is repeated, the toner in the developer stored in the developing tank 16 of the developing device 8 is gradually consumed, and the ratio of the toner to the carrier, that is, the toner density is lowered. I will do it. The toner density sensor 34 detects the change in the toner density, and the control device 32 controls the driving of the carrier developer supply screw 22 based on the detection signal of the toner density sensor 34.

すなわち、制御装置32は、トナー濃度センサ34の検出信号よりトナー濃度が現像に必要な適正範囲の下限値まで下がったことが検知されると、キャリア現像剤補給スクリュー22の駆動を開始する。これにより、キャリア現像剤補給装置25のキャリア現像剤が現像槽16内に補給され、現像槽16内のトナー濃度が上昇する。そして、制御装置32は、トナー濃度センサ34の検出信号よりトナー濃度が上記の適正範囲の上限値に達したことが検知されると、キャリア現像剤補給スクリュー22の駆動を停止させる。このような制御によって、現像槽16内のトナー濃度は、上記適正範囲内で維持される。現像槽16内へ補給されたキャリア現像剤は、現像槽16内に元よりある現像剤と撹拌され、一定の帯電量に制御されて、感光体4へと供給され、現像に使用される。   That is, the control device 32 starts driving the carrier developer replenishing screw 22 when it is detected from the detection signal of the toner concentration sensor 34 that the toner concentration has dropped to the lower limit of the appropriate range necessary for development. As a result, the carrier developer of the carrier developer supply device 25 is supplied into the developing tank 16 and the toner concentration in the developing tank 16 is increased. When it is detected from the detection signal of the toner density sensor 34 that the toner density has reached the upper limit value of the appropriate range, the control device 32 stops driving the carrier developer supply screw 22. By such control, the toner concentration in the developing tank 16 is maintained within the appropriate range. The carrier developer replenished into the developing tank 16 is agitated with the developer existing in the developing tank 16, controlled to a constant charge amount, supplied to the photoreceptor 4, and used for development.

一方、現像剤中のキャリアは、トナーのように消費されることはなく、繰り返し使用されるため、現像ローラ17や撹拌搬送スクリュー18・19での撹拌、および感光体4との接触で徐々に劣化していく。このようにキャリアが劣化していくと、トナーに所定の帯電量を付与し得なくなり、画質の低下を生じることとなる。   On the other hand, the carrier in the developer is not consumed like toner, and is used repeatedly. Therefore, the carrier is gradually agitated by the developing roller 17 and the agitating and conveying screws 18 and 19 and in contact with the photoreceptor 4. Deteriorating. As the carrier deteriorates in this way, a predetermined charge amount cannot be imparted to the toner, resulting in a decrease in image quality.

そこで、従来から、現像槽16内に新規キャリアを新たに補給する一方、現像槽16内より現像剤を逐次排出し、現像槽16内の劣化したキャリアを新しいキャリアと順次置換していくことが行われており、本画像形成装置では、上述したように、このような現像剤の排出に、現像剤量規制部材20を用いるようになっている。   Therefore, conventionally, a new carrier is newly supplied to the developing tank 16, while the developer is sequentially discharged from the developing tank 16, and the deteriorated carrier in the developing tank 16 is sequentially replaced with a new carrier. In this image forming apparatus, as described above, the developer amount regulating member 20 is used to discharge such developer.

つまり、現像剤量規制部材の形状は、ブレード状であるのが一般的であるが、本画像形成装置における現像剤量規制部材20は、図1に示すように、円筒状をなし、かつ、回転可能に設けられている。そして、現像ローラ17の表面に担持された現像剤を表面に付着させ、現像槽16より排出させるようになっている(現像剤排出機構)。   That is, the shape of the developer amount regulating member is generally a blade, but the developer amount regulating member 20 in the present image forming apparatus has a cylindrical shape as shown in FIG. It is provided so as to be rotatable. The developer carried on the surface of the developing roller 17 is adhered to the surface and discharged from the developing tank 16 (developer discharging mechanism).

このような現像剤量規制部材20に付着させて排出する手法では、現像剤量規制部材20への現像剤の付着量にて排出量を管理できるので、前述した現像剤の溢れ出しを利用した現像剤排出機構のように、現像槽16の傾斜状態にて排出量が変動するようなことなく、現像装置8を搭載した画像形成装置が、移動時に傾けられたり、或いは傾斜面に設置されたりしても、設定通りの量の現像剤を排出でき、現像槽16内の現像量を一定に保つことができる。   In such a method of attaching and discharging to the developer amount regulating member 20, the discharge amount can be managed by the amount of developer attached to the developer amount regulating member 20, so that the developer overflow described above is used. As in the developer discharging mechanism, the image forming apparatus equipped with the developing device 8 is tilted when it is moved or installed on an inclined surface without the discharge amount fluctuating in the inclined state of the developing tank 16. Even so, the set amount of developer can be discharged, and the developing amount in the developing tank 16 can be kept constant.

そして、本画像形成装置では、現像剤量規制部材20を例えばステンレス等の導電体からなる導電体ローラとし、導電体ローラよりなる現像剤量規制部材20と現像ローラ17との間に、バイアス電圧部39にて、劣化キャリアを現像ローラ17から現像剤量規制部材20へと静電的に移動させる電界を生じさせるバイアス電圧を印加するようになっている。なお、上記バイアス電圧部39は、現像剤量規制部材20に電圧を印加するバイアス電圧部39aと、現像ローラ17に電圧を印加するバイアス電圧部39bとから構成されており、制御装置32にて制御されるものである。   In this image forming apparatus, the developer amount regulating member 20 is a conductive roller made of a conductive material such as stainless steel, and a bias voltage is applied between the developer amount regulating member 20 made of a conductive roller and the developing roller 17. In the part 39, a bias voltage is applied to generate an electric field for electrostatically moving the deteriorated carrier from the developing roller 17 to the developer amount regulating member 20. The bias voltage unit 39 includes a bias voltage unit 39 a that applies a voltage to the developer amount regulating member 20 and a bias voltage unit 39 b that applies a voltage to the developing roller 17. It is to be controlled.

長期の使用による現像剤の劣化は、キャリア表面にトナーが固着するトナースペントが進行しており、抵抗率の高いトナーが付着した劣化キャリアの抵抗率は、初期キャリアの抵抗値に比べて高くなる。現像槽16内でキャリアは、トナーと攪拌されてトナーを摩擦帯電させるが、その際に、キャリア自身もトナーとは逆極性に帯電する。初期キャリア(新しいキャリア)であれば、抵抗率が低いため、帯電した電荷を現像ローラ17や空気中に放電することで徐々に減衰するが、トナースペントが生じて高抵抗率となった劣化キャリアでは、減衰しずらく、初期キャリアに比べて摩擦帯電保持力が高くなる。   The deterioration of the developer due to long-term use has progressed in the toner spent where the toner adheres to the carrier surface, and the resistivity of the deteriorated carrier to which the toner having a high resistivity adheres is higher than the resistance value of the initial carrier. . In the developing tank 16, the carrier is agitated with the toner and frictionally charges the toner. At this time, the carrier itself is charged with a polarity opposite to that of the toner. If the carrier is an initial carrier (new carrier), the resistivity is low. Therefore, the charged carrier is gradually attenuated by discharging it into the developing roller 17 or the air, but the deteriorated carrier has a high resistivity due to toner spent. Then, it is difficult to attenuate, and the frictional charge holding force is higher than that of the initial carrier.

このような摩擦帯電保持力の高い劣化キャリアは、バイアス電圧が印加されて、劣化キャリアを現像ローラ17から現像剤量規制部材20へと静電的に移動させる電界が生じさることで、逆電位(キャリアに対し、現像ローラ17から現像剤量規制部材20側に力が働く電位)となった現像剤量規制部材20へと引き寄せられて付着し、排出される。このとき、劣化キャリアでは、外添剤付着量が多いため、このスペーサー効果によってもトナーや現像ローラ17から離れやすくなり、引き寄せられやすい。   Such a deteriorated carrier having a high frictional charge holding force is applied with a bias voltage, and an electric field is generated that electrostatically moves the deteriorated carrier from the developing roller 17 to the developer amount regulating member 20. The developer is attracted to and attached to the developer amount regulating member 20 (the potential at which a force is applied to the carrier from the developing roller 17 toward the developer amount regulating member 20), and is discharged. At this time, since the deteriorated carrier has a large amount of external additive attached, it is easily separated from the toner and the developing roller 17 due to the spacer effect and is easily attracted.

そして、このような排出手法では、劣化キャリアを排出ターゲットとしているので、前述した現像剤の溢れ出しを利用した現像剤排出機構に比べて劣化キャリアを効率よく新しいキャリアに交換でき、少ないキャリア交換量でも現像装置8に収容される現像剤を高いレベルの状態に維持することが可能となり、ランニングコストの低下が図れる。   In such a discharge method, since the deteriorated carrier is a discharge target, the deteriorated carrier can be replaced with a new carrier more efficiently than the developer discharge mechanism using the overflow of the developer described above, and the amount of carrier replacement is small. However, the developer stored in the developing device 8 can be maintained at a high level, and the running cost can be reduced.

なお、ここでは、現像剤量規制部材20を導電体ローラとしたが、表面の少なくとも一部、望ましくは現像ローラ17の軸方向全域より劣化現像剤を排出できるように、現像剤量規制部材20軸方向全域に延びる一部の領域が導電体より構成されていればよい。但し、現像ローラ17の表面に形成される磁気ブラシの穂立ちを規制する機能を鑑みれば、剛性体であることが必要である。   Here, the developer amount regulating member 20 is a conductor roller. However, the developer amount regulating member 20 may be discharged so that the deteriorated developer can be discharged from at least a part of the surface, preferably the entire axial direction of the developing roller 17. It is only necessary that a part of the region extending in the entire axial direction is made of a conductor. However, in view of the function of restricting the rise of the magnetic brush formed on the surface of the developing roller 17, it is necessary to be a rigid body.

ところで、現像剤量規制部材20と現像ローラ17との間に印加されるバイアス電圧としては、直流(DC)バイアス電圧と直流(DC)バイアス電圧に交流(AC)バイアス電圧を重畳させた重畳(DC+AC)バイアス電圧とが考えられる。しかしながら、重畳バイアス電圧を用いて逆電位にてキャリアを移動させると、重畳した交流バイアス電圧の成分の振幅電位が大きい場合に、低抵抗のあまり劣化していないキャリアまでも現像剤量規制部材側に移動させてしまい、高抵抗の劣化したキャリアのみを現像剤量規制部材20に付着させることができない。   By the way, as a bias voltage applied between the developer amount regulating member 20 and the developing roller 17, a direct current (DC) bias voltage and a direct current (DC) bias voltage superimposed on an alternating current (AC) bias voltage ( DC + AC) bias voltage. However, when the carrier is moved at a reverse potential using the superimposed bias voltage, even if the amplitude potential of the component of the superimposed AC bias voltage is large, even the carrier with low resistance and not much deteriorated is on the developer amount regulating member side. Therefore, only the carrier having a high resistance deteriorated cannot be attached to the developer amount regulating member 20.

そこで、本画像形成装置では、上記バイアス電圧部39は、現像剤量規制部材20と現像ローラ17との間に直流バイアス電圧を印加するようになっている。これにより、あまり劣化していないキャリアが現像剤量規制部材20側へと付着することが起こり難く、劣化した高抵抗のキャリアの逆電位による静電的な現像剤量規制部材20側上への付着が支配的となる。その結果、劣化したキャリアを優先的に現像剤量規制部材側に排出することができ、現像槽16内の現像剤をより一層高いレベルの状態に維持させて、より一層のランニングコストの低下が図れる。   Therefore, in the present image forming apparatus, the bias voltage unit 39 applies a DC bias voltage between the developer amount regulating member 20 and the developing roller 17. As a result, it is unlikely that carriers that have not deteriorated so much adhere to the developer amount regulating member 20 side, and the electrostatic developer amount regulating member 20 on the electrostatic developer amount regulating member 20 side due to the reverse potential of the deteriorated high-resistance carrier. Adhesion becomes dominant. As a result, the deteriorated carrier can be preferentially discharged to the developer amount regulating member side, and the developer in the developing tank 16 can be maintained at a higher level, further reducing the running cost. I can plan.

また、本画像形成装置では、図5に示すように、バイアス電圧部39は、制御装置32にて印加するバイアス電圧を可変制御し得る構成となっている。バイアス電圧値を可変可能とすることで、劣化キャリアを現像剤量規制部材20へと移動させて付着させる前述の逆電位を変化させて、現像剤量規制部材20を用いて排出する現像剤量を自由に設定することが可能となる。   Further, in the present image forming apparatus, as shown in FIG. 5, the bias voltage unit 39 is configured to be able to variably control the bias voltage applied by the control device 32. By making the bias voltage value variable, the amount of developer discharged by using the developer amount regulating member 20 is changed by changing the above-described reverse potential to which the deteriorated carrier is moved to the developer amount regulating member 20 and attached. Can be set freely.

さらに、本画像形成装置では、図1に示すように、現像剤量規制部材20に付着した現像剤を除去して現像装置8外に設けた現像剤回収容器(図示せず)へと搬送する付着現像剤除去機構38が設けられている。   Further, in this image forming apparatus, as shown in FIG. 1, the developer adhering to the developer amount regulating member 20 is removed and conveyed to a developer recovery container (not shown) provided outside the developing device 8. An attached developer removing mechanism 38 is provided.

ここでは、付着現像剤除去機構38は、現像剤量規制部材20に付着した劣化現像剤を剥ぎ取るスクレーパ21と、該スクレーパ21にて剥ぎ取られて落下する現像剤を受けとる受部23と、該受部23に回収された現像剤を現像剤回収容器内へと搬送する劣化現像剤回収スクリュー24とから構成されている。   Here, the attached developer removing mechanism 38 includes a scraper 21 that peels off the deteriorated developer attached to the developer amount regulating member 20, and a receiving unit 23 that receives the developer that is peeled off and dropped by the scraper 21. It comprises a deteriorated developer recovery screw 24 that conveys the developer recovered in the receiving portion 23 into a developer recovery container.

このような付着現像剤除去機構38を設けることで、現像剤量規制部材20に付着した現像剤は、現像剤量規制部材20より除去されて現像剤回収容器へと搬送されていくので、現像剤量規制部材20は常にフレッシュな状態を保つことが可能となり、現像ローラ17上の現像剤量を常に一定に規制することが可能となる。また、上記した電界を用いた劣化現像剤の精度の良い排出が可能となり、新しい現像剤と劣化した現像剤を一定の割合で置換し、良好な現像性能を維持しつづけることができる。   By providing such an attached developer removing mechanism 38, the developer attached to the developer amount regulating member 20 is removed from the developer amount regulating member 20 and conveyed to the developer collection container. The agent amount regulating member 20 can always keep a fresh state, and the developer amount on the developing roller 17 can be always regulated to be constant. Further, it becomes possible to discharge the deteriorated developer with high accuracy using the above-mentioned electric field, and the new developer and the deteriorated developer can be replaced at a certain ratio, and good development performance can be maintained.

また、現像剤量規制部材20と現像ローラ17との間を常にフレッシュな状態に保つためには、このような付着現像剤除去機構38を設けることと共に、現像剤量規制部材20の回転周速を現像ローラ17の回転周速よりも速く設定しておくことが好ましい。   Further, in order to keep the developer amount regulating member 20 and the developing roller 17 in a fresh state at all times, such an adhered developer removing mechanism 38 is provided and the rotational peripheral speed of the developer amount regulating member 20 is also provided. Is preferably set faster than the rotational peripheral speed of the developing roller 17.

さらに、本画像形成装置では、キャリア現像剤補給装置25から上記現像槽16へ補給されるキャリア現像剤の補給量を予測しておき、予測した補給量に基づいて、現像剤の排出量を制御するようになっている。   Further, in this image forming apparatus, the amount of carrier developer to be replenished from the carrier developer replenishing device 25 to the developing tank 16 is predicted, and the developer discharge amount is controlled based on the predicted amount of replenishment. It is supposed to be.

具体的には、補給量を予測する手段として、図5に示すドットカウント装置(ドットカウント手段)35を備えている。ドットカウント装置35は、感光体4に形成される画像の画素数の積算値を検出するもので、ドットカウント装置35にて検出される画像の画素数の積算値からは、大凡の画像濃度を求めることができ、画像濃度からは該画像形成のために消費されるトナー量を予測することができる。つまり、このようなドットカウント装置35を用いることで、毎画像形成後に補給されるキャリア現像剤の量を予測することができる。   Specifically, a dot count device (dot count means) 35 shown in FIG. 5 is provided as means for predicting the replenishment amount. The dot count device 35 detects an integrated value of the number of pixels of the image formed on the photoconductor 4. From the integrated value of the number of pixels of the image detected by the dot count device 35, an approximate image density is obtained. The amount of toner consumed for image formation can be predicted from the image density. That is, by using such a dot count device 35, the amount of carrier developer to be replenished after every image formation can be predicted.

ドットカウント装置35の出力(ドットカウント値)は、制御装置32に入力され、制御装置32は、該ドットカウント値を基にして、予測画像濃度を求め、該予測画像濃度より、当該画像形成にて消費される予測消費トナー量を求め、画像形成毎(印刷物1枚毎)に、その後補給されるキャリア現像剤量を予測する。   The output (dot count value) of the dot count device 35 is input to the control device 32, and the control device 32 obtains a predicted image density based on the dot count value, and uses the predicted image density to perform the image formation. The estimated toner consumption consumed is obtained, and the amount of carrier developer to be replenished thereafter is predicted for each image formation (each printed matter).

そして、制御装置32は、予測したキャリア現像剤量を基に排出すべき現像剤量、つまり、キャリア現像剤に含まれるキャリアと同量のキャリアを含む現像剤量を算出し、現像剤量規制部材20が、算出した量の現像剤を排出し得る逆電位となるようなバイアス電圧を上記バイアス電圧部39にて印加する。   Then, the control device 32 calculates the amount of developer to be discharged based on the predicted amount of carrier developer, that is, the amount of developer containing the same amount of carrier as the carrier contained in the carrier developer, and controls the amount of developer. The bias voltage unit 39 applies a bias voltage at which the member 20 has a reverse potential at which the calculated amount of developer can be discharged.

これにより、キャリア現像剤に含まれるキャリアと同量のキャリアを含む量の現像剤を現像剤量規制部材20上に排出することができ、如何なる画像面積の長期にわたる画像形成後でも、現像槽16に収容される現像剤量を安定して維持することができる。   As a result, an amount of developer containing the same amount of carrier as the carrier contained in the carrier developer can be discharged onto the developer amount regulating member 20, and the developing tank 16 can be used after image formation over a long period of any image area. The amount of developer contained in the toner can be stably maintained.

なお、このような現像剤量規制部材20を用いての現像剤の排出は、印刷物と印刷物との間等の画像形成時以外のタイミングで実施すればよい。   Note that the developer discharge using the developer amount regulating member 20 may be performed at a timing other than the time of image formation, such as between printed materials.

ここで、本画像形成装置の一実施例を上げて、本発明をより具体的に説明する。本実施例の画像形成装置は、構成的には図2に示した画像形成装置と同じである。感光体4は帯電チャージャ7によって−650Vに一様に帯電され、感光体4における画像形成域は、書き込み光にて露光されて−100Vになる。画像形成域を現像する時に感光体4と現像ローラ17との間に印加される現像バイアスは、直流(DC)バイアス電圧に交流(AC)バイアス電圧を重畳させた重畳(DC+AC)バイアス電圧であり、AC成分の振幅電位が1000V(peak-peak)、DC成分電位が−450Vで、現像電位差=350Vで感光体4上の静電潜像にトナーが付着し現像が行われる。また、感光体4は時計方向に回転する一方、現像ローラ17は反時計方向に回転し、現像剤量規制部材20も反時計方向に回転している(図1参照)。   Here, the present invention will be described in more detail with reference to an embodiment of the image forming apparatus. The image forming apparatus of the present embodiment is structurally the same as the image forming apparatus shown in FIG. The photosensitive member 4 is uniformly charged to −650V by the charging charger 7, and the image forming area on the photosensitive member 4 is exposed to writing light to become −100V. The developing bias applied between the photosensitive member 4 and the developing roller 17 when developing the image forming area is a superimposed (DC + AC) bias voltage obtained by superimposing an alternating current (AC) bias voltage on a direct current (DC) bias voltage. When the amplitude potential of the AC component is 1000 V (peak-peak), the DC component potential is −450 V, and the development potential difference is 350 V, the toner adheres to the electrostatic latent image on the photoconductor 4 and development is performed. Further, while the photosensitive member 4 rotates in the clockwise direction, the developing roller 17 rotates in the counterclockwise direction, and the developer amount regulating member 20 also rotates in the counterclockwise direction (see FIG. 1).

このような構成の画像形成装置において、円筒状の現像剤量規制部材20を剛性体でかつ少なくとも1部が導電体であるステンレスとし、該現像剤量規制部材20を現像ローラ17の磁極に対向する位置に、間隙0.8mmから0.9mmで配置したところ、均一でムラがなくほぼ30〜40mg/cm2の搬送量が得られ、ムラのない濃度の安定した画像を得ることができた。 In the image forming apparatus having such a configuration, the cylindrical developer amount regulating member 20 is made of stainless steel which is a rigid body and at least a part is a conductor, and the developer amount regulating member 20 is opposed to the magnetic pole of the developing roller 17. When the gap is arranged at a gap of 0.8 mm to 0.9 mm, a uniform and non-uniform transport amount of approximately 30 to 40 mg / cm 2 can be obtained, and a stable image with uniform density can be obtained. .

そして、このような構成において、現像剤の排出時に、現像ローラ17に−350V、現像剤量規制部材20に−850Vの直流バイアスを印加することで、トナースペントを生じた劣化キャリアを優先的に排出させることができた。   In such a configuration, when the developer is discharged, a DC bias of −350 V is applied to the developing roller 17 and −850 V is applied to the developer amount regulating member 20, so that the deteriorated carrier that has generated toner spent is preferentially applied. It was possible to discharge.

図6に、本実施例の画像形成装置において、バイアス電圧を印加することで現像剤量規制部材20側に生じさせる逆電位と、現像剤量規制部材20に付着するキャリア量(キャリア付着量)との関係を調べた結果を示す。図6より、逆電位を350V以上にすることで、現像剤量規制部材20にキャリアが付着し始め、逆電位が大きくなるほど付着量は増加していくことがわかる。   In FIG. 6, in the image forming apparatus according to the present exemplary embodiment, a reverse potential generated on the developer amount regulating member 20 side by applying a bias voltage and a carrier amount (carrier adhesion amount) attached to the developer amount regulating member 20. The result of investigating the relationship with is shown. As can be seen from FIG. 6, by setting the reverse potential to 350 V or more, the carrier starts to adhere to the developer amount regulating member 20, and the adhesion amount increases as the reverse potential increases.

また、図7に、本実施例の画像形成装置において、現像剤排出時に現像ローラ17に印加する電圧を、DCバイアス電圧とした場合(直流バイアス電圧)と、AC+DCバイアス電圧(重畳バイアス電圧)とした場合それぞれにおいて、画像形成回数と回収された劣化現像剤中のキャリアにスペントしているトナー重量との関係を調べた結果を示す。   FIG. 7 shows a case where the voltage applied to the developing roller 17 when discharging the developer is a DC bias voltage (DC bias voltage) and an AC + DC bias voltage (superimposed bias voltage) in the image forming apparatus of this embodiment. In each case, the results of examining the relationship between the number of image formations and the weight of toner spent on the carrier in the collected deteriorated developer are shown.

図7では、横軸に画像形成回数を、縦軸にキャリア1gにスペントしているトナー重量を示している。AC+DC現像バイアスに比べ、DC現像バイアスで現像剤の排出を行う方が、トナースペント量の多いキャリア、つまり、劣化キャリアが優先的に排出されることがわかり、このことはつまり、DC現像バイアスで現像剤の排出を行う方が、現像槽16内の現像剤の状態が高いレベルで維持されていることがわかる。   In FIG. 7, the horizontal axis represents the number of image formations, and the vertical axis represents the toner weight spent on the carrier 1g. It can be seen that when the developer is discharged with the DC developing bias compared to the AC + DC developing bias, the carrier having a large amount of toner spent, that is, the deteriorated carrier is discharged preferentially. It can be seen that the state of the developer in the developing tank 16 is maintained at a higher level when the developer is discharged.

さらに、図8に、本実施例の画像形成装置において、現像剤量規制部材20側に生じさせる逆電位と、現像剤量規制部材20全体へのキャリア付着量との関係を調べた結果を示す。図8より、現像剤量規制部材20全体へのキャリア付着量は、逆電位に依存し、逆電位が大きくなるほど増加する。   Further, FIG. 8 shows the result of examining the relationship between the reverse potential generated on the developer amount regulating member 20 side and the carrier adhesion amount on the entire developer amount regulating member 20 in the image forming apparatus of this embodiment. . From FIG. 8, the carrier adhesion amount on the entire developer amount regulating member 20 depends on the reverse potential, and increases as the reverse potential increases.

制御装置32は、このような逆電位と現像剤量規制部材20による総劣化排出キャリア量との関係を基に、排出キャリア量が予測した補給現像剤量に含まれるキャリアと同量となるように逆電位を定め、定めた逆電位となるようにバイアス電圧部39の電圧出力を制御する。   Based on the relationship between the reverse potential and the total deteriorated discharged carrier amount by the developer amount regulating member 20, the control device 32 causes the discharged carrier amount to be the same as the carrier included in the replenished developer amount predicted. A reverse potential is determined for the bias voltage unit 39, and the voltage output of the bias voltage unit 39 is controlled so that the determined reverse potential is obtained.

ここでは、例えば、ドットカウント装置35が検出した画像濃度が5%の時は、現像装置8には、5mgのキャリアが補給されるので、制御装置32は、逆電位を500Vとし、500Vの逆電位となるようにバイアス電圧部39の出力を制御する。一方、ドットカウント装置35が検出した画像濃度が15%の時は、現像装置8に15mgのキャリアが補給されるので、逆電位を540Vとし、540Vの逆電位となるようにバイアス電圧部39の出力を制御する。   Here, for example, when the image density detected by the dot counting device 35 is 5%, the developing device 8 is supplied with 5 mg of carrier, so the control device 32 sets the reverse potential to 500 V and reverses 500 V. The output of the bias voltage unit 39 is controlled so as to become a potential. On the other hand, when the image density detected by the dot counting device 35 is 15%, since 15 mg of carrier is supplied to the developing device 8, the reverse potential is set to 540V, and the bias voltage unit 39 is set to have a reverse potential of 540V. Control the output.

また、本実施例の画像形成装置では、上記した付着現像剤除去機構38を設ける一方、
現像ローラ17の回転周速200mm/sに対して現像剤量規制部材20の回転周速を400mm/sと設定したので、現像剤量規制部材20と現像ローラ17との間を常にフレッシュな状態に保つことができた。
In the image forming apparatus of the present embodiment, the above-described adhered developer removing mechanism 38 is provided,
Since the rotational speed of the developer amount regulating member 20 is set to 400 mm / s with respect to the rotational speed of the developing roller 17 being 200 mm / s, the state between the developer amount regulating member 20 and the developing roller 17 is always fresh. I was able to keep it.

なお、本実施例で上げた数値は一例であり、例えば、現像ローラ17における現像剤搬送量は、トナーの帯電量、キャリア粒径、画像形成装置の構成などで適正に調整されるべきものであって、必ずしもこの数値に従わなければいけないものではなく、感光体4の電位や、現像バイアス、逆電位の各値、並びに現像ローラ17及び現像剤量規制部材20の各周速値等も同様である。   The numerical values raised in this embodiment are merely examples. For example, the developer conveyance amount in the developing roller 17 should be appropriately adjusted according to the toner charge amount, the carrier particle size, the configuration of the image forming apparatus, and the like. Therefore, it is not always necessary to follow this numerical value, and the same applies to the potential of the photosensitive member 4, the values of the developing bias and the reverse potential, the peripheral speed values of the developing roller 17 and the developer amount regulating member 20, and the like. It is.

次に、本発明に係るその他の実施形態を、図9に基づいて説明する。なお、説明の便宜上、前述の実施の形態で用いたものと同じ機能を有する部材には同じ参照符号を付してその説明を省略する。   Next, another embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. For convenience of explanation, members having the same functions as those used in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

前述した実施形態の画像形成装置の場合、毎画像形成後に現像槽16に補給されるキャリア現像剤の量を予測する補給量予測手段は、ドットカウント装置35と制御装置32とで構成されていた。これに対し、本実施形態の画像形成装置における補給量予測手段は、補給時間検出手段としての機能を有する、図9に示す制御装置32’のみで構成されており、制御装置32’は、毎画像形成後に、キャリア現像剤補給装置25からキャリア現像剤が補給される量を、キャリア現像剤補給スクリュー22の駆動時間(回転時間)より検出するようになっている。なお、その他の構成は、前述した実施形態の画像形成装置と同様であるので、説明の便宜上、前述の実施の形態で用いたものと同じ機能を有する部材には同じ参照符号を付してその説明を省略する。   In the case of the image forming apparatus of the above-described embodiment, the replenishment amount predicting means for predicting the amount of the carrier developer replenished to the developing tank 16 after each image formation is constituted by the dot count device 35 and the control device 32. . On the other hand, the replenishment amount predicting unit in the image forming apparatus according to the present embodiment includes only the control device 32 ′ shown in FIG. 9 having a function as a replenishment time detecting unit. After the image formation, the amount of carrier developer supplied from the carrier developer supply device 25 is detected from the drive time (rotation time) of the carrier developer supply screw 22. Since other configurations are the same as those of the image forming apparatus of the above-described embodiment, members having the same functions as those used in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals for convenience of explanation. Description is omitted.

上述したように、制御装置32’は、トナー濃度センサ34の検出信号よりトナー濃度が現像に必要な適正範囲の下限値まで下がったことが検知されると、キャリア現像剤補給スクリュー22の駆動を開始し、その後、トナー濃度センサ34の検出信号よりトナー濃度が上記の適正範囲の上限値に達したことが検知されると、キャリア現像剤補給スクリュー22の駆動を停止させる。   As described above, when it is detected from the detection signal of the toner density sensor 34 that the toner density has dropped to the lower limit of the appropriate range necessary for development, the control device 32 ′ drives the carrier developer supply screw 22. After that, when it is detected from the detection signal of the toner density sensor 34 that the toner density has reached the upper limit of the above appropriate range, the driving of the carrier developer supply screw 22 is stopped.

したがって、キャリア現像剤補給スクリュー22の駆動時間を計測し、かつ、単位駆動時間あたりの補給量を予め求めておくことで、毎画像形成後に補給されるキャリア現像剤量を求めることができる。   Therefore, by measuring the drive time of the carrier developer supply screw 22 and obtaining the replenishment amount per unit drive time in advance, the amount of carrier developer replenished after every image formation can be obtained.

そしてまた、本発明は、換言すれば、以下のように表現することも可能である。つまり、本発明の現像装置は、内部にキャリア及びトナーからなる現像剤が収容される現像ハウジングと、潜像担持体に対向する箇所に回転可能に配設され且つ前記現像剤が担持搬送される現像剤担持体と、前記現像剤担持体に前記現像剤を攪拌し搬送する攪拌搬送手段とを備え、前記現像ハウジングに、現像剤補給容器から少なくともキャリアを含む新しい現像剤を逐次補給する一方、現像ハウジングから劣化した現像剤を逐次排出する現像装置において、現像剤担持体に対向して、該現像剤担持体に担持された現像剤の量を規制する回転可能で少なくとも1部が導電体である円筒状の現像剤量規制部材を設け、劣化現像剤を前記現像剤量規制部材に回収する構成である。   In other words, the present invention can also be expressed as follows. In other words, the developing device of the present invention is rotatably disposed at a position facing the latent image carrier and a developer housing in which a developer composed of carrier and toner is accommodated, and the developer is carried and conveyed. A developer carrying body, and a stirring and conveying means for stirring and carrying the developer to the developer carrying body, and sequentially replenishing the developer housing with a new developer including at least a carrier from a developer supply container, In a developing device that sequentially discharges a deteriorated developer from a developing housing, the developer is opposed to the developer carrying member and is capable of rotating to regulate the amount of the developer carried on the developer carrying member. A cylindrical developer amount regulating member is provided, and the deteriorated developer is collected in the developer amount regulating member.

また、上記現像装置では、前記現像剤担持体および前記現像剤量規制部材間には、現像剤担持体により搬送された現像剤中のキャリアを前記現像剤担持体から現像剤量規制部材に移動させる手段が設けられており、該手段は電界である構成とすることもできる。   In the developing device, the carrier in the developer transported by the developer carrier is moved from the developer carrier to the developer amount regulating member between the developer carrier and the developer amount regulating member. There is provided a means for causing an electric field.

また,上記現像装置では、前記現像剤担持体から現像剤量規制部材に移動回収させる電界手段は直流バイアスとし、表層にトナーがスペントして、抵抗値が高くなったキャリアを優先的に排出させる構成とすることもできる。   In the developing device, the electric field means for moving and collecting the developer carrying member from the developer carrying member to the developer amount regulating member is a DC bias, and the toner spent on the surface layer is preferentially discharged so that the carrier having a high resistance value is discharged. It can also be configured.

複写機やプリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置であって、トナーとキャリアとからなる2成分系の現像剤を用いて現像する現像装置を備えた画像形成装置に適用できる。   The present invention can be applied to an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine, which includes a developing device that develops using a two-component developer composed of toner and a carrier.

本発明の実施形態を示すものであり、画像形成装置にて搭載された現像装置内より劣化現像剤を排出させる機構を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a mechanism for discharging a deteriorated developer from the inside of a developing device mounted in an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 上記画像形成装置の要部構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the principal part structure of the said image forming apparatus. 上記画像形成装置に搭載された現像装置と、該現像装置に取り付けられた補給装置の要部構成を示す縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view illustrating a main configuration of a developing device mounted on the image forming apparatus and a replenishing device attached to the developing device. 上記画像形成装置に搭載された現像装置における上壁部を除去して見た状態を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a state where an upper wall portion in a developing device mounted on the image forming apparatus is viewed. 上記画像形成装置の制御系の要部構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a main configuration of a control system of the image forming apparatus. 本発明の実施例の画像形成装置における、現像剤量規制部材側に生じさせる逆電位と、現像剤量規制部材におけるキャリア付着量との関係を示すグラフである。6 is a graph showing the relationship between the reverse potential generated on the developer amount regulating member side and the carrier adhesion amount on the developer amount regulating member in the image forming apparatus of the embodiment of the present invention. 本発明の実施例の画像形成装置における、現像剤の排出時に現像ローラに印加する電圧がDCバイアス電圧である場合とAC+DCバイアス電圧である場合それぞれの、画像形成回数と回収された劣化現像剤中のキャリアにスペントしているトナー重量との関係を示すグラフである。In the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention, when the voltage applied to the developing roller when discharging the developer is a DC bias voltage and when the voltage is an AC + DC bias voltage, the number of times of image formation and the collected deteriorated developer 6 is a graph showing the relationship with the toner weight spent on the carrier. 本発明の実施例の画像形成装置における、現像剤量規制部材側に生じさせる逆電位と、現像剤量規制部材全体へのキャリア付着量との関係を示すグラフである。6 is a graph showing the relationship between the reverse potential generated on the developer amount regulating member side and the carrier adhesion amount on the entire developer amount regulating member in the image forming apparatus of the embodiment of the present invention. 上記画像形成装置の制御系の要部構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a main configuration of a control system of the image forming apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

4 感光体(像担持体)
8 現像装置
17 現像ローラ(現像剤担持体)
20 現像剤量規制部材(現像剤排出機構)
22 キャリア現像剤補給スクリュー
25 キャリア現像剤補給装置(補給装置)
32 制御装置(補給量予測手段、ドットカウント手段、バイアス印加手段)
32’ 制御装置(補給量予測手段、補給時間検出手段、バイアス印加手段)
38 付着現像剤除去機構
39 バイアス印加部(バイアス印加手段)
34 トナー濃度センサ
35 ドットカウント装置(補給量予測手段、ドットカウント手段)
4 Photoconductor (image carrier)
8 Developing Device 17 Developing Roller (Developer Carrier)
20 Developer restriction member (Developer discharge mechanism)
22 Carrier developer supply screw 25 Carrier developer supply device (supply device)
32 Control device (replenishment amount prediction means, dot count means, bias application means)
32 'control device (replenishment amount prediction means, replenishment time detection means, bias application means)
38 Adhering developer removing mechanism 39 Bias applying unit (bias applying means)
34 toner density sensor 35 dot count device (replenishment amount prediction means, dot count means)

Claims (10)

像担持体上に形成された静電潜像をトナーとキャリアとからなる2成分系の現像剤を用いて現像する現像装置であって、現像剤を収容する現像槽と、上記像担持体に対向して回転可能に配設され、上記現像槽内の現像剤を担持して上記像担持体へと搬送する現像剤担持体とを備えると共に、上記現像槽内にトナーとキャリアとが補給装置より補給される一方、上記現像槽より現像剤が現像剤排出機構にて逐次排出される現像装置において、
上記現像剤担持体に担持されて搬送される現像剤の量を規制する現像剤量規制部材が円筒状に形成されると共に、上記現像剤担持体に対向して回転可能に配設され、
上記現像剤排出機構が、上記現像剤担持体に担持されて搬送される現像剤を上記現像剤量規制部材に付着させて上記現像槽より排出させることで構成されていることを特徴とする現像装置。
A developing device for developing an electrostatic latent image formed on an image carrier using a two-component developer composed of toner and carrier, the developer tank containing the developer, and the image carrier A developer carrier that is rotatably disposed opposite to the developer tank and carries the developer in the developer tank and conveys the developer to the image carrier, and toner and a carrier are supplied in the developer tank. On the other hand, in the developing device in which the developer is sequentially discharged from the developer tank by the developer discharging mechanism,
A developer amount regulating member that regulates the amount of developer carried and conveyed by the developer carrying member is formed in a cylindrical shape, and is disposed rotatably to face the developer carrying member.
The developer discharge mechanism is configured to cause the developer carried on the developer carrier to be transported to adhere to the developer amount regulating member and to be discharged from the developer tank. apparatus.
上記現像剤量規制部材は少なくとも一部が導電体よりなり、バイアス手段にて、上記現像剤量規制部材と上記現像剤担持体との間に、劣化キャリアを現像剤担持体から現像剤量規制部材へと静電的に移動させる電界を生じさせるバイアス電圧を印加することで、劣化した現像剤を排出することを特徴とする請求項1に記載の現像装置。   The developer amount regulating member is at least partially made of a conductor, and the biasing means controls the deteriorated carrier from the developer carrier to the developer amount between the developer amount regulating member and the developer carrier by the biasing means. 2. The developing device according to claim 1, wherein the developer that has deteriorated is discharged by applying a bias voltage that generates an electric field that is electrostatically moved to the member. 上記バイアス手段は直流バイアス電圧を印加することを特徴とする請求項2に記載の現像装置。   The developing device according to claim 2, wherein the bias unit applies a DC bias voltage. 上記バイアス手段における直流バイアス電圧が可変であることを特徴とする請求項3に記載の現像装置。   4. The developing device according to claim 3, wherein a DC bias voltage in the bias unit is variable. 上記現像剤量規制部材に付着した現像剤を除去して現像装置外に設けられた現像剤回収容器へと搬送する付着現像剤除去機構を備えることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。   2. The developing device according to claim 1, further comprising an attached developer removing mechanism that removes the developer attached to the developer amount regulating member and conveys the developer to a developer collecting container provided outside the developing device. . 上記現像剤量規制部材の回転周速が上記現像剤担持体の回転周速よりも速いことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。   The developing device according to claim 1, wherein a rotational peripheral speed of the developer amount regulating member is faster than a rotational peripheral speed of the developer carrier. 上記補給装置から上記現像槽へは、トナーにキャリアが混合された補給用現像剤が補給され、
毎画像形成後に上記補給装置から上記現像槽へと補給される補給用現像剤の補給量を予測する補給量予測手段を備え、
上記現像剤排出機構は、上記補給量予測手段にて予測された補給量に基づいて現像剤の排出量を制御することを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
From the replenishing device to the developing tank, a replenishment developer in which a carrier is mixed with toner is replenished,
Replenishment amount predicting means for predicting the replenishment amount of the replenishment developer replenished from the replenishing device to the developing tank after each image formation;
The developing device according to claim 1, wherein the developer discharge mechanism controls a developer discharge amount based on the supply amount predicted by the supply amount prediction unit.
上記補給量予測手段は、上記像担持体上に形成される画像の画素数の積算値を検出するドットカウント手段を含んでおり、該ドットカウント手段により検出された積算値を基に毎画像形成後に補給される補給量を予測することを特徴とする請求項7に記載の現像装置。   The replenishment amount prediction means includes dot count means for detecting an integrated value of the number of pixels of an image formed on the image carrier, and image formation is performed based on the integrated value detected by the dot count means. The developing device according to claim 7, wherein a replenishment amount to be replenished later is predicted. 上記補給量予測手段は、上記補給装置から上記現像装置へと補給用現像剤が補給される補給時間を検出する補給時間検出手段を含んでおり、該補給時間検出手段により検出された補給時間を基に毎画像形成後に補給される補給量を予測することを特徴とする請求項7に記載の現像装置。   The replenishment amount predicting means includes replenishment time detecting means for detecting a replenishment time during which the replenishment developer is replenished from the replenishing device to the developing device, and the replenishment time detected by the replenishment time detecting means. The developing device according to claim 7, wherein a replenishment amount replenished after image formation is predicted based on each image formation. 像担持体上の静電潜像をトナーとキャリアとからなる2成分系の現像剤を用いて現像する現像装置を備え、該現像装置内にトナーとキャリアとが補給装置より補給される一方、上記現像装置内の現像剤が現像剤排出機構にて逐次排出される画像形成装置において、
上記現像装置として、請求項1〜9の何れか1項に記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
A developing device that develops the electrostatic latent image on the image carrier using a two-component developer composed of toner and carrier, and the toner and carrier are replenished from the replenishing device in the developing device, In the image forming apparatus in which the developer in the developing device is sequentially discharged by the developer discharging mechanism,
An image forming apparatus comprising the developing device according to claim 1 as the developing device.
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