JP2007079489A - Developing device and image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developing device having a developing device with a supply conveyance path, a stirring conveyance path and a collection conveyance path and capable of forming an image with stable image density and to provide an image forming apparatus having the same. <P>SOLUTION: In the developing device 4 whose three developer conveyance paths comprised of the collection conveyance path 7, the supply conveyance path 9 and the stirring conveyance path 10 are partitioned by a partition board 134 and a partition wall 133 which are partition members, respectively and the developer conveyance paths is replenished with toner, the length of the stirring conveyance path 10 is considered as stirring length L[m], a period in which the toner is replenished is considered as a replenishment period T[s], a value indicating diffusion performance by performing stirring by a stirring screw 11 which is a stirring conveyance member is considered as a diffusion coefficient D[m<SP>2</SP>/s] and (1) formula: (L×D)/(T<SP>2</SP>×U<SB>1</SB><SP>3</SP>)≥0.075 is established. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等に用いられる現像装置に係り、詳しくは、トナーと磁性キャリアからなる2成分現像剤を用いる現像装置並びにこれを用いた画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to a developing device used for a copying machine, a facsimile, a printer, and the like, and more particularly to a developing device using a two-component developer composed of toner and a magnetic carrier and an image forming apparatus using the same.

従来、トナーと磁性キャリアからなる2成分現像剤を用いる現像装置として、図26に示す構造ものが知られている。図26に示す現像装置4は不図示の潜像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体である現像ローラ5と、現像剤を搬送しながら現像ローラ5に供給し、現像ローラ5からの現像剤を回収する供給回収スクリュ401とを備えている。さらに、供給回収スクリュ401の下流端まで搬送された現像剤と必要に応じて供給されたトナーとを攪拌しながら供給回収スクリュ401とは逆方向に搬送する攪拌搬送部材としての攪拌スクリュ11を備えている。供給回収スクリュ401と攪拌スクリュ11とは水平方向に配置され、供給回収スクリュ401を備える供給回収搬送路402と攪拌スクリュ11を備える攪拌搬送路10とは仕切り部材である隔壁403で仕切られている。そして、2つの搬送路は隔壁403の軸方向両端部の開口部で連通しており、攪拌搬送路10と供給回収搬送路402とでは現像剤を逆方向に搬送することにより循環搬送されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a developing device using a two-component developer composed of toner and a magnetic carrier has a structure shown in FIG. A developing device 4 shown in FIG. 26 supplies a developing roller 5 that is a developer carrying member for supplying a developer to a latent image carrier (not shown), and supplies the developer to the developing roller 5 while conveying the developer. A supply / recovery screw 401 for recovering the developer is provided. Furthermore, a stirring screw 11 is provided as a stirring and transporting member that transports the developer transported to the downstream end of the supply / recovery screw 401 and the toner supplied as necessary, in a direction opposite to the supply / recovery screw 401. ing. The supply / recovery screw 401 and the agitation screw 11 are arranged in the horizontal direction, and the supply / recovery conveyance path 402 provided with the supply / recovery screw 401 and the agitation conveyance path 10 provided with the agitation screw 11 are partitioned by a partition wall 403 that is a partition member. . The two conveyance paths communicate with each other through openings at both end portions in the axial direction of the partition wall 403, and the agitation conveyance path 10 and the supply / recovery conveyance path 402 are circulated and conveyed by conveying the developer in the opposite direction. .

図26に示す従来の現像装置4では、現像ローラ5への現像剤の供給と現像済みの現像剤の回収とを供給回収スクリュ401及び供給回収搬送路402で行っている。現像済みの現像剤は現像によりトナーが消費されトナー濃度が現像前よりも低い状態である。現像剤の供給用のスクリュと回収用のスクリュとが同一であり、供給用の搬送路と回収用の搬送路とも同一のため、現像済の回収現像剤と現像前の現像剤とが攪拌される。これにより、現像ローラ5に供給される現像剤のトナー濃度は供給回収スクリュ401の現像剤搬送方向の下流側ほど低下していく。特に、高印字率の画像では現像前に対して現像後のトナー濃度の低下が大きくなり、現像剤搬送方向下流側のトナー濃度低下が大きく、画像品質が維持できなくなる問題を生じる。このようなトナー濃度低下を低減するためには、搬送する現像剤の量を増加する方法で対処可能ではあるが、搬送する現像剤の量を増加すると、現像剤へのストレス増加となり、現像剤寿命低下の一因となる。   In the conventional developing device 4 shown in FIG. 26, the supply of the developer to the developing roller 5 and the recovery of the developed developer are performed by the supply / recovery screw 401 and the supply / recovery conveyance path 402. The developed developer is in a state where the toner is consumed by development and the toner density is lower than that before development. Since the developer supply screw and the recovery screw are the same, and the supply conveyance path and the recovery conveyance path are the same, the developed recovered developer and the developer before development are agitated. The As a result, the toner concentration of the developer supplied to the developing roller 5 decreases toward the downstream side of the supply recovery screw 401 in the developer transport direction. In particular, in a high printing rate image, a decrease in toner density after development is larger than that before development, and a decrease in toner density on the downstream side in the developer transport direction is large, causing a problem that image quality cannot be maintained. In order to reduce such a decrease in toner density, it is possible to cope with the method by increasing the amount of developer to be conveyed. However, increasing the amount of developer to be conveyed increases stress on the developer, and the developer This contributes to a reduction in life.

このような問題は、特許文献1に記載された現像装置のように現像ローラへの現像剤の供給用スクリュと現像済みの現像剤の回収用スクリュとを異なる現像剤搬送路に設けることで解消することができる。以下、特許文献1に記載された現像装置の構成について説明する。   Such a problem can be solved by providing the developer supply screw for the developer to the developing roller and the developer collecting screw for the developed developer in different developer transport paths as in the developing device described in Patent Document 1. can do. The configuration of the developing device described in Patent Document 1 will be described below.

特許文献1に記載の現像装置を図27に示す。
図27に示す現像装置4は現像ローラ5と現像剤を搬送しながら現像ローラ5に供給する供給スクリュ8とを備えている。さらに、現像ローラ5上で現像箇所を通過し、回収された回収現像剤を攪拌しながら供給スクリュ8とは逆方向に搬送する回収攪拌スクリュ110を備えている。
供給スクリュ8は回収攪拌スクリュ110の上方に配置されており、供給スクリュ8を備える供給搬送路9と回収攪拌スクリュ110を備える回収攪拌搬送路210とは仕切り部材である隔壁403で仕切られている。そして、2つの搬送路は隔壁403の軸方向両端部の開口部で連通しており、現像に用いられず供給搬送路9の下流端まで搬送された余剰現像剤は、供給搬送路9の下流端側の開口部で落下して回収攪拌搬送路210に供給される。
回収攪拌搬送路210では余剰現像剤と回収現像剤とを攪拌しながら搬送し、下流端で回収攪拌スクリュ110の搬送力によって現像剤を押し込み、盛り上がることで開口部から供給搬送路9に現像剤を供給する。なお、回収攪拌搬送路210には下流端での過剰な現像剤が堆積することを防止するために過剰な現像剤を上流側に搬送する過剰堆積防止スクリュ209が設けられている。
図27に示す現像装置4では、現像済みの現像剤の回収を回収攪拌搬送路210内で行い、供給搬送路9に現像済みの現像剤が混入することがない。これにより、供給搬送路9内の現像剤のトナー濃度が変化することなく、現像ローラ5に供給される現像剤のトナー濃度も一定となる。
FIG. 27 shows a developing device described in Patent Document 1.
A developing device 4 shown in FIG. 27 includes a developing roller 5 and a supply screw 8 that supplies the developer to the developing roller 5 while conveying the developer. Furthermore, a recovery agitation screw 110 that passes through the development location on the developing roller 5 and conveys the recovered developer collected in a direction opposite to the supply screw 8 is provided.
The supply screw 8 is disposed above the recovery stirring screw 110, and the supply transport path 9 including the supply screw 8 and the recovery stirring transport path 210 including the recovery stirring screw 110 are partitioned by a partition wall 403 that is a partition member. . The two conveyance paths communicate with each other through openings at both ends in the axial direction of the partition wall 403, and excess developer conveyed to the downstream end of the supply conveyance path 9 without being used for development is downstream of the supply conveyance path 9. It drops at the opening on the end side and is supplied to the recovery agitation transport path 210.
The recovery agitation transport path 210 transports the excess developer and the recovered developer while stirring, pushes the developer by the transport force of the recovery agitation screw 110 at the downstream end, and rises to the supply transport path 9 from the opening. Supply. The recovery stirring and conveying path 210 is provided with an excessive deposition preventing screw 209 that conveys excess developer to the upstream side in order to prevent excessive developer from accumulating at the downstream end.
In the developing device 4 shown in FIG. 27, the developed developer is collected in the collection agitation transport path 210, and the developed developer is not mixed into the supply transport path 9. Thereby, the toner concentration of the developer supplied to the developing roller 5 is constant without changing the toner concentration of the developer in the supply conveyance path 9.

しかし、特許文献1の現像装置は、回収攪拌搬送路210で回収と攪拌とを行い、現像箇所を通過した回収現像剤が攪拌の途中にも落ちるため、十分に攪拌がなされていない状態の現像剤が供給搬送路9に向かうおそれがある。攪拌が不十分な現像剤が供給搬送路9に供給されると、供給搬送路9内の現像剤全体のトナー濃度が低下するという問題が生じる。このような問題は、回収現像剤のトナー濃度が低下する高印字率の画像ほど顕著となる。   However, the developing device of Patent Document 1 performs recovery and stirring in the recovery stirring and conveying path 210, and the recovered developer that has passed through the development site also falls in the middle of stirring. Therefore, development in a state where stirring is not sufficiently performed. There is a possibility that the agent goes to the supply conveyance path 9. When the developer with insufficient stirring is supplied to the supply conveyance path 9, there arises a problem that the toner concentration of the entire developer in the supply conveyance path 9 is lowered. Such a problem becomes more conspicuous as an image having a high printing rate in which the toner concentration of the collected developer is lowered.

特許3127594号公報Japanese Patent No. 3127594

図27に示した現像装置4ような問題は、本出願人が特願2005−068659にて提案した現像装置にて解消することができる。特願2005−068659に記載の現像装置では現像ローラへの現像剤の供給用スクリュと現像済みの現像剤の回収用スクリュと現像剤を攪拌する攪拌用スクリュとを異なる現像剤搬送路に設けている。   The problem like the developing device 4 shown in FIG. 27 can be solved by the developing device proposed by the present applicant in Japanese Patent Application No. 2005-068659. In the developing device described in Japanese Patent Application No. 2005-068659, a developer supply screw to the developing roller, a developed developer collecting screw, and a stirring screw for stirring the developer are provided in different developer transport paths. Yes.

特願2005−068659に記載の現像装置を図4に示す。
図4に示す現像装置4は現像ローラ5と供給スクリュ8と、現像ローラ5上で現像箇所を通過し、回収された回収現像剤を供給スクリュ8と同方向に搬送する回収スクリュ6とを備えている。さらに、供給スクリュ8の最下流側まで搬送された余剰現像剤と、回収スクリュ6の最下流部まで搬送された回収現像剤とを攪拌しながら供給スクリュ8とは逆方向に搬送する攪拌スクリュ11を備えている。
供給スクリュ8を備える供給搬送路9と攪拌スクリュ11を備える攪拌搬送路10とは略水平方向に配置され、仕切り部材である仕切り壁133で仕切られている。そして、2つの搬送路は仕切り壁133の軸方向両端部の開口部で連通しており、現像に用いられず供給搬送路9の下流端まで搬送された余剰現像剤は、供給搬送路9の下流端側の開口部から攪拌搬送路10に供給される。
また、回収スクリュ6を備える回収搬送路7は供給搬送路9の水平方向に並べて設けており、回収搬送路7と供給搬送路9とは仕切り部材である仕切り板134で仕切られている。そして、この2つの搬送路は回収スクリュ6の下流端側で仕切り板134に設けられた開口部で連通している。回収搬送路7の下流端まで搬送された回収現像剤は水平方向に移送され、供給搬送路9を介して攪拌搬送路10に供給される。
攪拌搬送路10に供給された余剰現像剤と回収現像剤とは攪拌搬送路10で攪拌され、仕切り壁133の開口部から供給搬送路9に供給される。
図4に示す現像装置4では、現像済みの現像剤の回収を回収搬送路7内で行い、供給搬送路9に現像済みの現像剤が混入することがない。よって、供給搬送路9内の現像剤のトナー濃度が変化することなく、現像ローラ5に供給される現像剤のトナー濃度も一定となる。
また、回収搬送路7と攪拌搬送路10とを設け、現像剤の回収と攪拌とを回収搬送路7と攪拌搬送路10とに分けて行っている。これにより、攪拌が不十分な現像剤が供給搬送路9に供給されることに起因する、供給搬送路9内の現像剤全体のトナー濃度が低下するという問題を防止することができる。
The developing device described in Japanese Patent Application No. 2005-068659 is shown in FIG.
The developing device 4 shown in FIG. 4 includes a developing roller 5, a supply screw 8, and a collection screw 6 that passes through a development location on the development roller 5 and conveys the collected developer collected in the same direction as the supply screw 8. ing. Further, the agitation screw 11 that conveys the surplus developer conveyed to the most downstream side of the supply screw 8 and the recovered developer conveyed to the most downstream portion of the recovery screw 6 while conveying in the opposite direction to the supply screw 8. It has.
The supply conveyance path 9 provided with the supply screw 8 and the stirring conveyance path 10 provided with the stirring screw 11 are arranged in a substantially horizontal direction and are partitioned by a partition wall 133 which is a partition member. The two conveyance paths communicate with each other through openings at both ends in the axial direction of the partition wall 133, and excess developer conveyed to the downstream end of the supply conveyance path 9 without being used for the development is supplied to the supply conveyance path 9. It is supplied to the stirring and conveying path 10 from the opening on the downstream end side.
The collection conveyance path 7 including the collection screw 6 is provided in the horizontal direction of the supply conveyance path 9, and the collection conveyance path 7 and the supply conveyance path 9 are partitioned by a partition plate 134 that is a partition member. The two conveying paths communicate with each other through an opening provided in the partition plate 134 on the downstream end side of the recovery screw 6. The recovered developer transported to the downstream end of the recovery transport path 7 is transported in the horizontal direction and supplied to the agitation transport path 10 via the supply transport path 9.
The surplus developer and the recovered developer supplied to the agitation conveyance path 10 are agitated in the agitation conveyance path 10 and supplied to the supply conveyance path 9 from the opening of the partition wall 133.
In the developing device 4 shown in FIG. 4, the developed developer is collected in the collection conveyance path 7, and the developed developer is not mixed into the supply conveyance path 9. Therefore, the toner concentration of the developer supplied to the developing roller 5 is constant without changing the toner concentration of the developer in the supply conveyance path 9.
Further, a recovery conveyance path 7 and an agitation conveyance path 10 are provided, and developer recovery and agitation are performed separately for the recovery conveyance path 7 and the agitation conveyance path 10. As a result, it is possible to prevent a problem that the toner concentration of the entire developer in the supply conveyance path 9 due to the insufficiently agitated developer being supplied to the supply conveyance path 9 is reduced.

しかしながら、図4の現像装置であっても、トナーの補給位置では、トナーが補給されるタイミングとトナーが補給されないタイミングとで、トナー濃度に差が出ることになる。そのため、トナー補給位置では時間的なトナー濃度の差は大きいが、現像剤搬送路で攪拌され、トナー補給位置から搬送方向下流側ほど現像剤の時間的なトナー濃度の差は小さくなる。しかし、攪拌搬送路10の最下流側に達するまでに十分に攪拌がなされず、時間的なトナー濃度差が十分に縮小されていないと、現像剤が攪拌搬送路10から供給搬送路9に供給された際に、供給搬送路9内の搬送方向におけるトナー濃度ムラとなってしまう。供給搬送路9内で搬送方向にトナー濃度ムラがあると、現像ローラ5上の現像剤にも現像ローラ5の回転軸方向のトナー濃度ムラとして現れてしまう。さらに、供給搬送路9に供給されるまでに時間的なトナー濃度差が十分に縮小されていないと、供給搬送路9の任意の箇所においては時間的なトナー濃度差が生じることになる。供給搬送路9の任意の箇所における時間的なトナー濃度差は、現像ローラ5上の現像剤に現像ローラ5の表面移動方向のトナー濃度ムラとして現れてしまう。
このように、現像ローラ5上の回転軸方向及び表面移動方向にトナー濃度ムラが生じると、画像濃度が不均一になるという問題が生じる。
However, even in the developing device of FIG. 4, at the toner replenishment position, there is a difference in toner density between the timing when the toner is replenished and the timing when the toner is not replenished. For this reason, the difference in temporal toner density at the toner replenishment position is large, but the developer is agitated in the developer conveyance path, and the difference in temporal toner density of the developer decreases from the toner replenishment position to the downstream side in the conveyance direction. However, if the agitation is not sufficiently performed before reaching the most downstream side of the agitation conveyance path 10 and the toner density difference in time is not sufficiently reduced, the developer is supplied from the agitation conveyance path 10 to the supply conveyance path 9. In this case, the toner density unevenness in the conveyance direction in the supply conveyance path 9 is caused. If there is toner density unevenness in the transport direction in the supply transport path 9, the toner on the developing roller 5 also appears as toner density unevenness in the rotation axis direction of the developing roller 5. Further, if the temporal toner density difference is not sufficiently reduced before being supplied to the supply conveyance path 9, a temporal toner density difference will occur at an arbitrary location on the supply conveyance path 9. A temporal toner density difference at an arbitrary position in the supply conveyance path 9 appears in the developer on the developing roller 5 as toner density unevenness in the surface movement direction of the developing roller 5.
As described above, when the toner density unevenness occurs in the rotation axis direction and the surface movement direction on the developing roller 5, there arises a problem that the image density becomes non-uniform.

本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、給搬送路、攪拌搬送路及び回収搬送路とを備えた現像装置を有し、安定した画像濃度の画像形成を行うことができる現像装置とこれを備えた画像形成装置を提供することである。
を提供することである。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to have a developing device including a feeding conveyance path, an agitation conveyance path, and a collection conveyance path, and to form an image with stable image density. A developing device capable of performing the above and an image forming apparatus including the same.
Is to provide.

上記目的を達成するために、請求項1の発明は、磁性キャリアとトナーとからなるニ成分現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で該潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給搬送部材を備えた現像剤供給搬送路と、該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された該現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、該現像剤供給搬送部材と同方向に搬送する現像剤回収搬送部材を備えた現像剤回収搬送路と、現像に用いられずに該現像剤供給搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された余剰現像剤と、該現像剤担持体から回収され該現像剤回収搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された回収現像剤との供給を受け、該現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、該余剰現像剤と該回収現像剤とを攪拌しながら該現像剤供給搬送部材とは逆方向に搬送する現像剤攪拌搬送部材を備え、該現像剤を該現像剤供給搬送路に供給する現像剤攪拌搬送路とを有し、該現像剤回収搬送路、該現像剤供給搬送路及び該現像剤攪拌搬送路からなる3つの現像剤搬送路はそれぞれ仕切り部材により仕切られ、該現像剤搬送路にトナーの補給がなされる現像装置において、該現像剤攪拌搬送路内を移動する該現像剤の搬送速度をU[m/s]、該現像剤攪拌搬送路の長さをL[m]、トナーの補給がなされる周期をT[s]、攪拌搬送部材が攪拌を行うことによる拡散性能を示す値をD[m/s]とし、次の(1)式が成り立つことを特徴とするものである。(L・D)/(T・U )≧0.075・・・(1)
また、請求項2の発明は、請求項1の現像装置において、上記現像剤供給搬送路内を移動する上記現像剤の搬送速度をU[m/s]、及び上記現像剤回収搬送路内を移動する該現像剤の搬送速度をU[m/s]とし、U>U、及びU>Uの関係が成り立つことを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1または2の現像装置において、上記現像剤供給搬送部材、上記現像剤回収搬送部材及び上記現像剤攪拌搬送部材の3つの現像剤搬送部材は、回転軸部に螺旋状の羽部を備え、回転することにより現像剤を搬送する現像剤搬送スクリュであり、該3つの現像剤搬送部材はそれぞれ現像剤供給スクリュ、現像剤回収スクリュ及び現像剤攪拌スクリュであることを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項3の現像装置において、上記現像剤攪拌スクリュのピッチ幅は、上記供給スクリュ及び上記回収スクリュのピッチ幅よりも狭いことを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項1の現像装置において、上記現像剤攪拌搬送路の少なくとも一部の領域での現像剤の搬送速度が、上記現像剤供給搬送路及び上記現像剤回収搬送路の現像剤の搬送速度よりも遅いことを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項5の現像装置において、上記現像剤供給搬送部材、上記現像剤回収搬送部材及び上記現像剤攪拌搬送部材の3つの現像剤搬送部材は、回転軸部に螺旋状の羽部を備え、回転することにより現像剤を搬送する現像剤搬送スクリュであり、該3つの現像剤搬送部材はそれぞれ現像剤供給スクリュ、現像剤回収スクリュ及び現像剤攪拌スクリュであることを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項6の現像装置において、上記現像剤攪拌スクリュのピッチ幅の一部は、上記供給スクリュ及び上記回収スクリュのピッチ幅よりも狭いことを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項5、6または7の現像装置において、上記現像装置にトナーを補給するトナー補給位置を上記現像剤攪拌搬送路のうち、上記供給搬送路及び上記回収搬送路よりも現像剤の搬送速度が遅くなる部分、もしくはその部分よりも現像剤搬送方向上流側とに設けたことを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項1、2、3、4、5、6または7の現像装置において、上記現像装置にトナーを補給するトナー補給位置を上記現像剤回収搬送路に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、請求項1、2、3、4、5、6または7の現像装置において、上記現像装置にトナーを補給するトナー補給位置を上記現像剤回収搬送路の最下流部から上記現像剤攪拌搬送路の最上流部までの現像剤受渡し部分に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項11の発明は、請求項3、4、6、7、8、9または11の現像装置において、上記現像剤攪拌スクリュの回転数は、上記供給スクリュ及び上記回収スクリュの回転数よりも小さいことを特徴とするものである。
また、請求項12の発明は、請求項3、4、6、7、8、9、10または11の現像装置において、上記現像剤攪拌スクリュに上記羽部の半径方向と該攪拌スクリュの軸方向との辺から成る平面を持ったフィンが取り付けられていることを特徴とするものである。
また、請求項13の発明は、請求項3、4、6、7、8、9、10、11または12の現像装置において、上記攪拌搬送スクリュの羽部の条数を複数にすることを特徴とするものである。
また、請求項14の発明は、請求項3、4、6、7、8、9、10、11、12または13の現像装置において、上記攪拌搬送スクリュの羽部の径を上記供給スクリュの羽部の径よりも大きくすることを特徴とするものである。
また、請求項15の発明は、請求項3、4、6、7、8、9、10、11、12、13または14の現像装置において、上記攪拌搬送スクリュの回転数が変更可能であることを特徴とするものである。
また、請求項16の発明は、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14または15の現像装置において、上記現像剤攪拌搬送路に磁界が形成されるように磁界発生手段を取り付けたことを特徴とするものである。
また、請求項17の発明は、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15または16の現像装置において、上記現像剤攪拌搬送路内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を備え、該トナー濃度検知手段の検知結果に基づいて該現像剤攪拌搬送路内の現像剤の搬送速度を制御することを特徴とするものである。
また、請求項18の発明は、請求項17の現像装置において、上記トナー濃度検知手段でトナー濃度の低下が検知されると、上記現像剤攪拌搬送路の現像剤の搬送速度を速めることを特徴とするものである。
また、請求項19の発明は、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17または18の現像装置において、上記現像装置における現像剤の攪拌時間の積算値をカウントする現像剤攪拌時間計測手段を備え、該現像剤攪拌搬送時間計測手段の計測値に基づいて該現像剤攪拌搬送路内の現像剤の搬送速度を制御することを特徴とするものである。
また、請求項20の発明は、請求項19の現像装置において、上記積算値の増化に応じて、上記現像剤攪拌搬送路の現像剤の搬送速度を遅くすることを特徴とするものである。
また、請求項21の発明は、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、13、14、15、16、17、18、19または20の画像形成装置において、上記現像剤回収搬送路を上記現像剤担持体の下方に設け、上記3つの現像剤搬送路をほぼ同じ高さに設けることを特徴とするものである。
また、請求項22の発明は、請求項21の画像形成装置において、上記現像剤供給搬送部材の最上部は上記現像剤担持体の回転中心軸より下方にあり、該現像剤担持体の回転中心軸と該現像剤供給搬送部材の最上部とを通る平面と、該現像剤担持体の回転中心軸を通る水平面とがなす角が10[°]〜40[°]の範囲内となることを特徴とするものである。
また、請求項23の発明は、少なくとも潜像担持体と、該潜像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、該潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段とを有する画像形成装置において、該現像手段として、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21または22に記載の現像装置を用いることを特徴とするものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention of claim 1 is characterized in that a two-component developer comprising a magnetic carrier and a toner is carried on the surface and rotated, and the latent image carrier is located at a position facing the latent image carrier. A developer carrying member that supplies toner to the latent image on the surface of the developer for development, and a developer supply that conveys the developer along the axial direction of the developer carrying member and supplies the developer to the developer carrying member The developer recovered from the developer carrying body after passing through the developer supply carrying path provided with the carrying member and the portion facing the latent image carrying body along the axial direction of the developer carrying body. And a developer recovery transport path including a developer recovery transport member that transports in the same direction as the developer supply transport member, and to the most downstream side in the transport direction of the developer supply transport path without being used for development. Excess developer transported and how to transport the developer recovery transport path recovered from the developer carrier The developer supplied and transported to the most downstream side of the developer is supplied and transported along the axial direction of the developer carrying member and while stirring the excess developer and the recovered developer. A developer agitating and conveying member that conveys the developer in a direction opposite to the member, and having a developer agitating and conveying path for supplying the developer to the developer supply and conveying path, the developer collecting and conveying path, and the developer supply The three developer transport paths comprising the transport path and the developer agitation transport path are each partitioned by a partition member, and move in the developer agitation transport path in a developing device in which toner is supplied to the developer transport path. The developer conveying speed is U 1 [m / s], the developer agitating and conveying path length is L [m], the toner replenishment cycle is T [s], and the agitating and conveying member is agitated. a value indicating diffusion performance by performing a D [m 2 / s], the following (1) It is characterized in that the hold. (L · D) / (T 2 · U 1 3 ) ≧ 0.075 (1)
Further, the invention of claim 2 is the developing device according to claim 1, wherein the transport speed of the developer moving in the developer supply transport path is U 2 [m / s], and in the developer recovery transport path. The transport speed of the developer that moves is U 3 [m / s], and U 2 > U 1 and U 3 > U 1 are satisfied.
According to a third aspect of the present invention, in the developing device according to the first or second aspect, the three developer transport members, the developer supply transport member, the developer recovery transport member, and the developer agitation transport member, have a rotating shaft. The developer transport screw is provided with a spiral wing portion, and transports the developer by rotating. The three developer transport members are a developer supply screw, a developer recovery screw, and a developer stirring screw, respectively. It is characterized by being.
According to a fourth aspect of the present invention, in the developing device of the third aspect, the pitch width of the developer stirring screw is narrower than the pitch width of the supply screw and the recovery screw.
Further, the invention of claim 5 is the developing device according to claim 1, wherein the developer transport speed in at least a part of the developer stirring transport path is such that the developer supply transport path and the developer recovery transport are as follows. It is characterized by being slower than the transport speed of the developer on the path.
According to a sixth aspect of the present invention, in the developing device of the fifth aspect, the three developer transport members, the developer supply transport member, the developer recovery transport member, and the developer agitation transport member, are arranged on the rotating shaft portion. It is a developer transport screw that includes a spiral blade and transports the developer by rotating, and the three developer transport members are a developer supply screw, a developer recovery screw, and a developer stirring screw, respectively. It is characterized by.
The invention of claim 7 is the developing device of claim 6, wherein a part of the pitch width of the developer agitating screw is narrower than the pitch width of the supply screw and the recovery screw. is there.
According to an eighth aspect of the present invention, in the developing device according to the fifth, sixth, or seventh aspect, the toner replenishing position for replenishing toner to the developing device is set at the supply conveying path and the recovery conveying path among the developer stirring and conveying paths. It is provided at a portion where the developer conveyance speed is slower than the path, or at the upstream side of the developer conveyance direction.
According to a ninth aspect of the present invention, in the developing device according to the first, second, third, fourth, sixth, or seventh aspect, a toner replenishing position for replenishing toner to the developing device is provided in the developer collecting conveyance path. It is characterized by this.
According to a tenth aspect of the present invention, in the developing device according to the first, second, third, fourth, sixth, or seventh aspect, a toner replenishing position for replenishing toner to the developing device is located on the most downstream side of the developer collecting conveyance path. It is provided in a developer delivery portion from the first portion to the uppermost stream portion of the developer stirring and conveying path.
The invention of claim 11 is the developing device of claim 3, 4, 6, 7, 8, 9 or 11, wherein the rotational speed of the developer stirring screw is based on the rotational speed of the supply screw and the recovery screw. Is also small.
The invention according to claim 12 is the developing device according to claim 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10 or 11, wherein the developer stirring screw is provided with a radial direction of the blade portion and an axial direction of the stirring screw. A fin having a plane composed of sides is attached.
The invention according to claim 13 is the developing device according to claim 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11 or 12, wherein the number of blades of the stirring and conveying screw is plural. It is what.
The invention according to claim 14 is the developing device according to claim 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 or 13, wherein the diameter of the blade portion of the agitating and conveying screw is set to the blade of the supply screw. It is characterized by being larger than the diameter of the part.
The invention of claim 15 is the developing device of claim 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 or 14, wherein the number of rotations of the stirring and conveying screw can be changed. It is characterized by.
The invention of claim 16 is the developer agitating and conveying apparatus according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 or 15. The magnetic field generating means is attached so that a magnetic field is formed on the road.
The invention of claim 17 is the developing device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, or 16. A toner concentration detection unit that detects the toner concentration of the developer in the agitation conveyance path is provided, and the developer conveyance speed in the developer agitation conveyance path is controlled based on the detection result of the toner concentration detection unit. It is what.
The invention of claim 18 is characterized in that, in the developing device of claim 17, when the toner density detecting means detects a decrease in toner density, the developer conveying speed of the developer stirring and conveying path is increased. It is what.
According to a nineteenth aspect of the present invention, there is provided the developing device according to the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh, twelve, thirteenth, fourteenth, fifteenth, sixteenth, seventeenth, or eighteenth. And a developer agitation time measuring means for counting the integrated value of the developer agitation time in the developing device, and based on the measured value of the developer agitating and conveying time measuring means, The conveyance speed is controlled.
According to a twentieth aspect of the present invention, in the developing device of the nineteenth aspect, the developer conveying speed of the developer agitating / conveying path is decreased in accordance with the increase in the integrated value. .
The invention of claim 21 is the image of claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, or 20. In the forming apparatus, the developer collection conveyance path is provided below the developer carrier, and the three developer conveyance paths are provided at substantially the same height.
According to a twenty-second aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the twenty-first aspect, the uppermost part of the developer supply / conveying member is located below the rotation center axis of the developer carrier, and the rotation center of the developer carrier is An angle formed by a plane passing through the shaft and the uppermost portion of the developer supply / conveying member and a horizontal plane passing through the rotation center axis of the developer carrying member is within a range of 10 [°] to 40 [°]. It is a feature.
The invention of claim 23 provides at least a latent image carrier, charging means for charging the surface of the latent image carrier, and formation of a latent image for forming an electrostatic latent image on the latent image carrier. And a developing unit for developing the electrostatic latent image into a toner image, wherein the developing unit is defined as claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 or 22 is used.

上記請求項1乃至23の現像装置においては攪拌搬送路内の現像剤の搬送速度をU[m/s]、攪拌搬送路の長さをL[m]、トナーの補給がなされる周期をT[s]、攪拌搬送部剤が攪拌を行うことによる拡散性能を示す値をD[m/s]とすると、以下の(1)式の関係が成り立っている。
(L・D)/(T・U )≧0.075・・・(1)
これにより、現像剤攪拌搬送路の最上流部の最もトナー濃度が高いタイミングと、最もトナー濃度が低いタイミングとの時間的なトナー濃度の差に対して、現像剤攪拌搬送路の最下流部の最もトナー濃度が高いタイミングと、最もトナー濃度が低いタイミングとの時間的なトナー濃度の差を1/20以下とするまで縮小することができる。なお、現像剤攪拌搬送路の最上流部でのトナー濃度は極端な値を考慮しても、その最大値は実用的な範囲では、トナー濃度20[%]を超えることはない。また、トナー濃度の最小値はキャリアのみの状態、つまりトナー濃度0[%]の状態である。このような状態では、現像剤攪拌搬送路の最上流部の最もトナー濃度が高いタイミングと、最もトナー濃度が低いタイミングとの時間的なトナー濃度の差は、20[%]となる。このようにトナー濃度の最大値と最小値との差が極端広い場合であっても、現像剤攪拌搬送部において(1)式を満たすことにより、現像剤攪拌搬送路の最下流部での最もトナー濃度が高いタイミングと、最もトナー濃度が低いタイミングとの時間的なトナー濃度の差を1.0[%]以下とすることができ、現像剤担持体上のトナー濃度ムラを抑制することができる。
In the developing device according to any one of claims 1 to 23, the developer conveying speed in the agitating and conveying path is U 1 [m / s], the length of the agitating and conveying path is L [m], and the period of toner replenishment is set. When T [s] and the value indicating the diffusion performance due to the stirring / conveying member stirring are D [m 2 / s], the relationship of the following expression (1) is established.
(L · D) / (T 2 · U 1 3 ) ≧ 0.075 (1)
As a result, with respect to the temporal toner concentration difference between the highest toner concentration timing at the most upstream part of the developer stirring conveyance path and the lowest toner concentration timing, The temporal difference in toner density between the timing with the highest toner density and the timing with the lowest toner density can be reduced to 1/20 or less. Note that the maximum value of the toner concentration at the most upstream portion of the developer stirring and conveying path does not exceed the toner concentration of 20% within a practical range even if an extreme value is taken into consideration. Further, the minimum value of the toner density is the state of only the carrier, that is, the toner density of 0 [%]. In such a state, the temporal difference in toner density between the timing when the toner density is highest in the most upstream portion of the developer agitation transport path and the timing when the toner density is lowest is 20 [%]. As described above, even when the difference between the maximum value and the minimum value of the toner density is extremely wide, by satisfying the expression (1) in the developer stirring / conveying unit, it is the most in the most downstream portion of the developer stirring / conveying path. The difference in temporal toner density between the timing when the toner density is high and the timing when the toner density is the lowest can be made 1.0 [%] or less, and toner density unevenness on the developer carrying member can be suppressed. it can.

請求項1乃至23の発明によれば、現像剤担持体上のトナー濃度ムラを抑制することにより、安定した画像濃度の画像形成を行うことができるという優れた効果がある。   According to the first to twenty third aspects of the invention, there is an excellent effect that image formation with a stable image density can be performed by suppressing toner density unevenness on the developer carrying member.

[実施形態1]
以下、本発明を画像形成装置である電子写真方式のカラー複写機(以下、単に複写機という)に適用した実施形態(以下、実施形態1とよぶ)について説明する。
図1は、実施形態1に係る複写機を示す概略構成図である。同図において、本複写機は、プリンタ部100、操作・表示ユニット90、給紙装置40、自動画像読取装置200、紙補給装置300等を有している。
[Embodiment 1]
Hereinafter, an embodiment (hereinafter referred to as Embodiment 1) in which the present invention is applied to an electrophotographic color copying machine (hereinafter simply referred to as a copying machine) as an image forming apparatus will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a copying machine according to the first embodiment. In this figure, the copier has a printer unit 100, an operation / display unit 90, a paper feeding device 40, an automatic image reading device 200, a paper supply device 300, and the like.

プリンタ部100は、紙搬送路43Aを境にして、その上方に配設された第一画像形成部と、下方に配設された第二画像形成部とを有している。第一画像形成部は、図中矢印方向に無端移動する第一中間転写ベルトとしての第一中間転写ベルト21を有する第一転写ユニット20を備えている。また、第二画像形成部は図中矢印方向に無端移動する第一中間転写ベルトとしての第二中間転写ベルト31を有する第二転写ユニット30を備えている。第一中間転写ベルト21の上部張架面の上方には、4個の第一プロセスユニット80(Y,M,C,K)が配置されている。一方、第二中間転写ベルト31の側部の傾斜した張架面の側方には、4個の第二プロセスユニット81(Y,M,C,K)が配置されている。これら第一、第二プロセスユニットの番号に付したY,M,C,Kという添字は、扱うトナーの入りと対応させているもので、Yはイエロー、Cはシアン、Mはマゼンタ、Kはブラックを意味している。プロセスユニット内の各機器にも同様の添字を付している。   The printer unit 100 includes a first image forming unit disposed above and a second image forming unit disposed below the paper conveyance path 43A. The first image forming unit includes a first transfer unit 20 having a first intermediate transfer belt 21 as a first intermediate transfer belt that moves endlessly in the direction of the arrow in the drawing. Further, the second image forming unit includes a second transfer unit 30 having a second intermediate transfer belt 31 as a first intermediate transfer belt that moves endlessly in the direction of the arrow in the drawing. Four first process units 80 (Y, M, C, K) are arranged above the upper stretched surface of the first intermediate transfer belt 21. On the other hand, four second process units 81 (Y, M, C, K) are arranged on the side of the inclined tension surface on the side of the second intermediate transfer belt 31. The subscripts Y, M, C, and K attached to the numbers of the first and second process units correspond to the entry of toner to be handled. Y is yellow, C is cyan, M is magenta, and K is Means black. The same subscript is attached to each device in the process unit.

各プロセスユニット(80(Y,M,C,K)、81(Y,M,C,K))は、それぞれ潜像担持体たる感光体(1(Y,M,C,K))を有している。第一プロセスユニット80(Y,M,C,K)の感光体1(Y,M,C,K)は等間隔に配設され、少なくとも画像形成時にはそれぞれ第一中間転写ベルト21の上部張架面に接触する。以下、このように接触するベルト面を第一受像面という。   Each process unit (80 (Y, M, C, K), 81 (Y, M, C, K)) has a photoreceptor (1 (Y, M, C, K)) as a latent image carrier. is doing. The photoreceptors 1 (Y, M, C, K) of the first process unit 80 (Y, M, C, K) are arranged at equal intervals, and at least during image formation, the upper stretch of the first intermediate transfer belt 21 is stretched. Touch the surface. Hereinafter, the belt surface that contacts in this way is referred to as a first image receiving surface.

一方、第二プロセスユニット81(Y,M,C,K)の感光体1(Y,M,C,K)も等間隔に配設され、少なくとも画像形成時にはそれぞれ第二中間転写ベルト31の側部張架面に接触する。以下、このように接触するベルト面を第二受像面という言う。   On the other hand, the photoreceptors 1 (Y, M, C, K) of the second process unit 81 (Y, M, C, K) are also arranged at equal intervals, and at the time of image formation, at the side of the second intermediate transfer belt 31 respectively. Contact the tension surface. Hereinafter, the belt surface that contacts in this way is referred to as a second image receiving surface.

第一中間転写ベルト21は、複数のローラにより、鉛直方向よりも水平方向にスペースをとる横長の姿勢であり、且つその第一受像面をほぼ水平に延在させる姿勢で張架されている。第一プロセスユニット80(Y,M,C,K)は、このようなほぼ水平の第一受像面に接するように、互いにほぼ水平な状態で並列配設されている。   The first intermediate transfer belt 21 is stretched by a plurality of rollers in a horizontally long posture that takes a space in the horizontal direction rather than in the vertical direction, and in a posture in which the first image receiving surface extends substantially horizontally. The first process units 80 (Y, M, C, K) are arranged in parallel in a substantially horizontal state so as to be in contact with such a substantially horizontal first image receiving surface.

一方、第二中間転写ベルト31は、複数のローラにより、水平方向よりも鉛直方向にスペースをとる縦長の姿勢であり、且つその第二受像面を図中左上から右下にかけて傾斜させる姿勢で張架されている。第二プロセスユニット81(Y,M,C,K)は、このように傾斜している第二受像面に接するように、第二中間転写ベルト31の図中左側方にて、図中左上から右下にかけての斜めの配列になるように配設されている。   On the other hand, the second intermediate transfer belt 31 is in a vertically long posture with a plurality of rollers to take a space in the vertical direction rather than in the horizontal direction, and the second image receiving surface is slanted from the upper left to the lower right in the drawing. It is built. The second process unit 81 (Y, M, C, K) is on the left side of the second intermediate transfer belt 31 in the drawing so as to contact the inclined second image receiving surface, from the upper left in the drawing. It arrange | positions so that it may become the diagonal arrangement | sequence toward the lower right.

図2は、4つの第一プロセスユニット80(Y,M,C,K)のうちの1つを示す拡大構成図である。4つの第一プロセスユニット80(Y,M,C,K)は、それぞれ扱うトナーの色が異なる点の他がほぼ同様の構成になっているので、同図では「80」に付すY,M,C,Kという添字を省略している。同図において、感光体1は、プリンタ部100の動作時に、図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動される。かかる感光体1の周囲には、帯電手段であるスコロトロンチャージャ3、現像装置4、感光体クリーニング装置2、光除電装置Q等の作像部材や、電位センサS1、画像センサS2等が配設されている。また、感光体1は、潜像形成手段たる不図示の露光装置より照射されたレーザ光Lによりその表面に静電潜像を形成される。   FIG. 2 is an enlarged configuration diagram showing one of the four first process units 80 (Y, M, C, K). The four first process units 80 (Y, M, C, K) have substantially the same configuration except that the colors of the toners to be handled are different from each other. , C, K are omitted. In the figure, the photosensitive member 1 is driven to rotate counterclockwise in the drawing by a driving means (not shown) during operation of the printer unit 100. Around the photoconductor 1, image forming members such as a scorotron charger 3, a developing device 4, a photoconductor cleaning device 2, and a photostatic device Q, which are charging means, a potential sensor S1, an image sensor S2, and the like are disposed. Has been. The photosensitive member 1 forms an electrostatic latent image on the surface thereof by laser light L emitted from an exposure device (not shown) serving as a latent image forming unit.

ドラム状の感光体1は、例えば直径30〜120[mm]程度のアルミニウム円筒表面に光導電性物質である有機感光層(OPC)が被覆されたものである。アモルファスシリコン(a−Si)層を被覆したものであってもよい。また、ドラム状ではなく、ベルト状のものであってもよい。   The drum-shaped photoreceptor 1 is formed by coating an organic photosensitive layer (OPC), which is a photoconductive substance, on an aluminum cylinder surface having a diameter of about 30 to 120 [mm], for example. An amorphous silicon (a-Si) layer may be coated. Further, it may be a belt shape instead of a drum shape.

感光体クリーニング装置2は、クリーニングブラシ2a、クリーニングブレード2b、回収部材2c等を有し、後述の一次転写ニップを通過した後の感光体1表面に残留する転写残トナーなどの異物を除去、回収する。   The photoconductor cleaning device 2 includes a cleaning brush 2a, a cleaning blade 2b, a recovery member 2c, and the like, and removes and recovers foreign matters such as transfer residual toner remaining on the surface of the photoconductor 1 after passing through a primary transfer nip described later. To do.

スコロトロンチャージャ3は、回転駆動される感光体1の表面を例えばマイナス極性に一様帯電せしめるものである。かかる一様帯電を行う帯電手段として、スコロトロンチャージャの代わりに、帯電ローラを用いても良い。また、帯電バイアスが印加される帯電バイアス部材を感光体1の表面に接触させる方式のものでもよい。
不図示の露光装置は、各色毎の画像データに対応した光を、帯電手段で一様に帯電済みの各感光体1の表面に走査し、潜像を形成するものである。露光装置としては、発光素子としてLED(発光ダイオード)アレイと結晶素子からなるものや、レーザ光源、ポリゴンミラー等を用い、形成すべき画像データに応じて変調したレーザ光によるレーザスキャン方式のものを採用することができる。
The scorotron charger 3 is for uniformly charging the surface of the photoconductor 1 that is rotationally driven to, for example, a negative polarity. As a charging means for performing such uniform charging, a charging roller may be used instead of the scorotron charger. Alternatively, a charging bias member to which a charging bias is applied may be in contact with the surface of the photoreceptor 1.
An exposure apparatus (not shown) scans light corresponding to image data for each color onto the surface of each photoreceptor 1 that has been uniformly charged by a charging means, thereby forming a latent image. As an exposure apparatus, a light emitting element composed of an LED (light emitting diode) array and a crystal element, a laser light source, a polygon mirror, etc., and a laser scanning method using a laser beam modulated according to image data to be formed are used. Can be adopted.

プリンタ部100の現像は、トナーとキャリアからなるニ成分現像剤を採用している現像方式である。負荷電の感光体1に対しレーザビームにより各感光体1の表面に形成された色毎の静電潜像は、感光体の帯電極性と同極性(マイナス極性)の所定の色のトナーで現像され顕像となる、いわゆる反転現像が行われる。現像装置4の構成の詳細説明については後述する。
また、Y,M,C,Kの各色トナーは、各色を扱う現像装置4で消費されると、透磁式のトナー濃度センサ127により検知され、プリンタ部100内部のボトル収容部85に備えるトナーボトル86から、不図示のトナー補給制御装置により、各色のトナーが各現像装置4に供給される。
The development of the printer unit 100 is a development system that employs a two-component developer composed of toner and carrier. The electrostatic latent image for each color formed on the surface of each photosensitive member 1 by a laser beam with respect to the negatively charged photosensitive member 1 is developed with toner of a predetermined color having the same polarity (negative polarity) as the charged polarity of the photosensitive member. Then, so-called reversal development is performed, which becomes a visible image. Details of the configuration of the developing device 4 will be described later.
Further, when the Y, M, C, and K color toners are consumed by the developing device 4 that handles each color, the toners are detected by the magnetic permeability toner density sensor 127 and are provided in the bottle accommodating portion 85 inside the printer unit 100. The toner of each color is supplied from the bottle 86 to each developing device 4 by a toner supply control device (not shown).

図3は、4つの第二プロセスユニット81(Y,M,C,K)のうちの1つを示す拡大構成図である。4つの第二プロセスユニット81(Y,M,C,K)も、それぞれ扱うトナーの色が異なる点の他がほぼ同様の構成になっているので、第二プロセスユニット81は、第一プロセスユニット80と構成部材が同じであるが、感光体1の回転方向が異なっている。しかし互いに、感光体1の回転軸1aを通るy軸に対し対象の形をしている。この形状は、感光体1の周囲に設ける部材の配置にも関係するが、重要な事項である。具体的には、プリンタ部100本体との結合部、たとえば駆動手段との結合部、電気的接続部、トナー供給部、トナー排出部の結合方法を配慮している。これにより、第一プロセスユニット80(Y,M,C,K)と、第二プロセスユニット81(Y,M,C,K)とに互換性をモータせることができる。従って第一プロセスユニットと第二プロセスユニット用に個別に現像装置、クリーニング装置、部品を製造する必要がなく、部品製造、部品の管理上での効率が高く、全体のコスト低減化を図ることができる。   FIG. 3 is an enlarged configuration diagram showing one of the four second process units 81 (Y, M, C, K). Since the four second process units 81 (Y, M, C, and K) have substantially the same configuration except that the colors of the handled toners are different from each other, the second process unit 81 is the first process unit. Although the constituent members are the same as 80, the rotation direction of the photosensitive member 1 is different. However, they are mutually shaped with respect to the y-axis passing through the rotation axis 1a of the photoreceptor 1. Although this shape is related to the arrangement of members provided around the photoreceptor 1, it is an important matter. Specifically, consideration is given to a method of connecting a connecting portion with the main body of the printer unit 100, for example, a connecting portion with a driving means, an electrical connecting portion, a toner supplying portion, and a toner discharging portion. Thereby, compatibility can be motored between the first process unit 80 (Y, M, C, K) and the second process unit 81 (Y, M, C, K). Therefore, it is not necessary to separately manufacture the developing device, the cleaning device, and the parts for the first process unit and the second process unit, and the efficiency in manufacturing parts and managing parts is high, and the overall cost can be reduced. it can.

先に示した図1において、第一画像形成部は、複数の第一プロセスユニット80(Y,M,C,K)と、第一転写ユニット20とから構成されている。また、第二画像形成部は、複数の第二プロセスユニット81(Y,M,C,K)と、第二転写ユニット30とから構成されている。また、プリンタ部100においては、第一転写ユニット20と第二転写ユニット30とにより、両面転写装置が構成されている。   In FIG. 1 described above, the first image forming unit includes a plurality of first process units 80 (Y, M, C, K) and a first transfer unit 20. Further, the second image forming unit includes a plurality of second process units 81 (Y, M, C, K) and a second transfer unit 30. Further, in the printer unit 100, the first transfer unit 20 and the second transfer unit 30 constitute a double-side transfer device.

第一転写ユニット20は、第一中間転写ベルト21を複数のローラ23,24,25,26(2個),27,28,29によって張架して、第一プロセスユニット80(Y,M,C,K)の感光体1(Y,M,C,K)に接触させている。そして、第一中間転写ベルト21の内周部の各感光体1(Y,M,C,K)に対向する位置には一次転写ローラ22が設けられている。この接触により、第一転写ユニット20では、感光体1(Y,M,C,K)上のY,M,C,Kトナー像(以下、単色第一トナー像とも言う)を、第一中間転写ベルト21上に重ね合わせて転写するY,M,C,K用の一次転写ニップが形成される。第一中間転写ベルト21は、これら4つの一次転写ニップを形成しながら、図中時計回りに無端移動せしめる。各一次転写ニップでは、図示しない電源によって一次転写バイアスが印加される4つの一次転写ローラ22の何れかが、感光体1(Y,M,C,K)との間に第一中間転写ベルト21を挟み込んでいる。この一次転写バイアスやニップ圧の影響により、各一次転写ニップで単色の単色第一トナー像が第一中間転写ベルト21に重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせにより、像担持体たる第一中間転写ベルト21上に、多色第一トナー像が形成される。   In the first transfer unit 20, the first intermediate transfer belt 21 is stretched by a plurality of rollers 23, 24, 25, 26 (two), 27, 28, 29, and the first process unit 80 (Y, M, C, K) of the photosensitive member 1 (Y, M, C, K). A primary transfer roller 22 is provided at a position facing the respective photoreceptors 1 (Y, M, C, K) on the inner peripheral portion of the first intermediate transfer belt 21. Due to this contact, the first transfer unit 20 causes the Y, M, C, and K toner images (hereinafter also referred to as single-color first toner images) on the photoreceptor 1 (Y, M, C, and K) to be transferred to the first intermediate unit. A primary transfer nip for Y, M, C, and K to be transferred on the transfer belt 21 is formed. The first intermediate transfer belt 21 is endlessly moved clockwise in the figure while forming these four primary transfer nips. In each primary transfer nip, the first intermediate transfer belt 21 is in contact with any one of the four primary transfer rollers 22 to which a primary transfer bias is applied by a power source (not shown) between the photosensitive member 1 (Y, M, C, K). Is sandwiched. Due to the influence of the primary transfer bias and the nip pressure, a monochrome single-color toner image is primary-transferred on the first intermediate transfer belt 21 at each primary transfer nip. By this superposition, a multicolor first toner image is formed on the first intermediate transfer belt 21 as an image carrier.

第一中間転写ベルト21の外周部には、ローラ23に対向する位置にベルトクリーニング装置20Aが設けられている。このベルトクリーニング装置20Aは、各一次転写ニップを通過した後の第一中間転写ベルト21の表面に残留する転写残トナーや、紙粉などの異物を拭い去る。第一中間転写ベルト21に関連する部材は、第一転写ユニット20として一体的に構成してあり、プリンタ部100に対し着脱が可能となっている。   A belt cleaning device 20 </ b> A is provided on the outer periphery of the first intermediate transfer belt 21 at a position facing the roller 23. This belt cleaning device 20A wipes off transfer residual toner remaining on the surface of the first intermediate transfer belt 21 after passing through each primary transfer nip, and foreign matters such as paper dust. Members related to the first intermediate transfer belt 21 are integrally configured as the first transfer unit 20 and can be attached to and detached from the printer unit 100.

一方、第二転写ユニット30は、第二中間転写ベルト31を複数のローラ32(4つ),33,34,35,36(2つ)によって張架して感光体1(Y,M,C,K)に接触させている。この接触により、第二転写ユニット30では、感光体1(Y,M,C,K)上のY,M,C,K第二トナー像(以下、単色第二トナー像ともいう)を、第二中間転写ベルト31上に重ね合わせて転写するY,M,C,K用の一次転写ニップが形成される。第二中間転写ベルト31は、これら4つの一次転写ニップを形成しながら、図中反時計回りに無端移動せしめる。各一次転写ニップでは、図示しない電源によって一次転写バイアスが印加される4つの一次転写ローラ32の何れかが、感光体1(Y,M,C,K)との間に第二中間転写ベルト31を挟み込んでいる。この一次転写バイアスやニップ圧の影響により、各一次転写ニップでY,M,C,K第二トナー像が第二中間転写ベルト31に重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせにより、像担持体たる第二中間転写ベルト31に、多色第二トナー像が形成される。   On the other hand, in the second transfer unit 30, the second intermediate transfer belt 31 is stretched by a plurality of rollers 32 (four), 33, 34, 35, and 36 (two), and the photoreceptor 1 (Y, M, and C). , K). By this contact, the second transfer unit 30 causes the second toner image (hereinafter also referred to as a single-color second toner image) on the photoreceptor 1 (Y, M, C, K) A primary transfer nip for Y, M, C, and K to be transferred onto the second intermediate transfer belt 31 is formed. The second intermediate transfer belt 31 is moved endlessly in the counterclockwise direction in the figure while forming these four primary transfer nips. In each primary transfer nip, any one of the four primary transfer rollers 32 to which a primary transfer bias is applied by a power source (not shown) is between the second intermediate transfer belt 31 and the photoreceptor 1 (Y, M, C, K). Is sandwiched. Due to the influence of the primary transfer bias and the nip pressure, the Y, M, C, K second toner images are primarily transferred onto the second intermediate transfer belt 31 at each primary transfer nip. By this superposition, a multicolor second toner image is formed on the second intermediate transfer belt 31 as an image carrier.

第二中間転写ベルト31の外周部には、ローラ33に対向する位置にベルトクリーニング装置30Aが設けられている。このベルトクリーニング装置30Aは、各一次転写ニップを通過した後の第二中間転写ベルト31の表面に残留する不要なトナーや、紙粉などの異物を拭い去る。第二中間転写ベルト31に関連する部材も、第二転写ユニット30として一体的に構成してあり、プリンタ部100に対し着脱が可能となっている。   A belt cleaning device 30 </ b> A is provided on the outer peripheral portion of the second intermediate transfer belt 31 at a position facing the roller 33. The belt cleaning device 30A wipes off unnecessary toner remaining on the surface of the second intermediate transfer belt 31 after passing through each primary transfer nip and foreign matters such as paper dust. Members related to the second intermediate transfer belt 31 are also integrally formed as the second transfer unit 30 and can be attached to and detached from the printer unit 100.

2つの中間転写ベルト(21,31)は、それぞれ例えば、基体の厚さが50〜600[μm]の樹脂フィルム或いはゴムを基体とするベルトである。そして、感光体1が担持する可視像たるトナー像を、一次転写ローラ(22,32)に印加される一次転写バイアスによって静電的にベルト表面に転写を可能とする電気抵抗値を発揮する。かかる中間転写ベルトの一例として、ポリアミドにカーボンを分散し、その体積抵抗値は、10〜1012[Ωcm]程度に抵抗が調整されたものを挙げることができる。ベルトの走行を安定させるためのベルト寄り止めリブが、ベルト片側あるいは両側端部に設けられている。ベルトの周長は約1500[mm]である。 Each of the two intermediate transfer belts (21, 31) is a belt having a base made of a resin film or rubber having a base thickness of 50 to 600 [μm], for example. The toner image, which is a visible image carried on the photoreceptor 1, exhibits an electrical resistance value that enables electrostatic transfer to the belt surface by a primary transfer bias applied to the primary transfer rollers (22, 32). . As an example of such an intermediate transfer belt, a material in which carbon is dispersed in polyamide and the volume resistance value is adjusted to about 10 6 to 10 12 [Ωcm] can be exemplified. Belt detent ribs for stabilizing the running of the belt are provided on one side or both ends of the belt. The circumference of the belt is about 1500 [mm].

第一転写ユニット20の一次転写手段たる4つの一次転写ローラ22や、第二転写ユニット30の一次転写手段たる4つの一次転写ローラ32としては、例えば次のような構成のものを用いることができる。即ち、芯金たる金属ローラの表面に、導電性ゴム材料を被覆したもので、芯金部に、不図示の電源からバイアスが印加されるものである。実施形態1では、導電性ゴム材料として、ウレタンゴムにカーボンを分散したものを用い、体積抵抗を10[Ωcm]程度に調整している。 As the four primary transfer rollers 22 as the primary transfer means of the first transfer unit 20 and the four primary transfer rollers 32 as the primary transfer means of the second transfer unit 30, for example, those having the following configurations can be used. . That is, the surface of a metal roller as a core metal is coated with a conductive rubber material, and a bias is applied to the core metal part from a power source (not shown). In the first embodiment, as the conductive rubber material, urethane rubber in which carbon is dispersed is used, and the volume resistance is adjusted to about 10 5 [Ωcm].

プリンタ部100は、Kトナーだけによるモノクロ画像の出力も可能である。モノクロ画像を出力する場合には、第一転写ユニット20におけるY,M,C用のプロセスユニット80Y,M,Cを使用しない。そして、プロセスユニット80Y,M,Cを稼動させないだけでなく、これらと第一中間転写ベルト21とを非接触に保つための機構を備えている。ローラ26と一次転写ローラ22を支持する内部フレーム(不図示)を設けておき、ある点を中心に回動可能に支持している。そして、感光体から遠ざかる方向に回動させることにより、感光体1Kだけを第一中間転写ベルト21と接触させて、作像工程を実行することにより、ブラックトナーによるモノクロ画像を作成する。かかる構成では、感光体の寿命向上の点で有利である。なお、第二転写ユニット30も同様に、モノクロ画像出力時にプロセスユニット81Y,M,Cを第二中間転写ベルト31から待避させるようになっている。   The printer unit 100 can also output a monochrome image using only K toner. When outputting a monochrome image, the Y, M, C process units 80Y, 80M, 80C in the first transfer unit 20 are not used. In addition to not operating the process units 80Y, 80M, 80C, a mechanism for keeping these and the first intermediate transfer belt 21 in a non-contact state is provided. An internal frame (not shown) that supports the roller 26 and the primary transfer roller 22 is provided, and is supported so as to be rotatable around a certain point. Then, by rotating in a direction away from the photoconductor, only the photoconductor 1K is brought into contact with the first intermediate transfer belt 21, and an image forming process is executed to create a monochrome image using black toner. Such a configuration is advantageous in terms of improving the life of the photoreceptor. Similarly, the second transfer unit 30 is configured to retract the process units 81Y, 81M, and 81C from the second intermediate transfer belt 31 when outputting a monochrome image.

第一中間転写ベルト21の外周には、二次転写ローラ46が、第一中間転写ベルト21を裏面で支えながら張架している支持ローラ28との間に第一中間転写ベルト21を挟み込むように配設されている。これにより、第一転写ユニット20においては、第一中間転写ベルト21と二次転写ローラ46とが当接する二次転写ニップが形成されている。支持ローラ28からこの二次転写ニップを経て二次転写ローラ46に至るまでの領域が、両面転写装置における第一転写部になっている。   On the outer periphery of the first intermediate transfer belt 21, the secondary transfer roller 46 sandwiches the first intermediate transfer belt 21 between the support roller 28 that stretches while supporting the first intermediate transfer belt 21 on the back surface. It is arranged. Thereby, in the first transfer unit 20, a secondary transfer nip in which the first intermediate transfer belt 21 and the secondary transfer roller 46 come into contact with each other is formed. A region from the support roller 28 through the secondary transfer nip to the secondary transfer roller 46 is a first transfer portion in the double-side transfer device.

二次転写ローラ46は芯金たる金属ローラの表面に、導電性ゴムを被覆したもので、芯金部に対して、図示しない二次転写バイアス電源から二次転写バイアスが印加される。導電性ゴムはカーボンの分散によって体積抵抗が10[Ωcm]程度に調整されたものである。 The secondary transfer roller 46 is formed by coating a metal roller as a core metal with a conductive rubber, and a secondary transfer bias is applied to a core metal part from a secondary transfer bias power source (not shown). The conductive rubber has a volume resistance adjusted to about 10 7 [Ωcm] by the dispersion of carbon.

上述の二次転写ニップの図中右側方には、レジストローラ対45が配設されている。このレジストローラ対45は、プリンタ部100の図中右側方に配設された給紙装置40から送られて来る転写紙Pをローラ間に挟み込んだ後、両ローラの回転を一時中断する。そして、第一中間転写ベルト21上の重ね合わせトナー像である4色トナー像に同期させ得るタイミングで、転写紙Pを二次転写ニップに向けて送り出す。送り出された転写紙Pは、二次転写ニップでその一方の面である第一面(図中上側を向く面)に4色トナー像が密着せしめられる。そして、二次転写バイアスやニップ圧の影響により、第一中間転写ベルト21上の4色トナー像がその第一面に一括二次転写される。二次転写ニップを通過した転写紙Pは、第一中間転写ベルト21や二次転写ローラ46から離れて、第二中間転写ベルト31に受け渡される。   A registration roller pair 45 is disposed on the right side of the secondary transfer nip in the drawing. The registration roller pair 45 temporarily suspends the rotation of both rollers after the transfer paper P sent from the paper feeding device 40 disposed on the right side of the printer unit 100 in the drawing is sandwiched between the rollers. Then, the transfer paper P is sent out toward the secondary transfer nip at a timing that can be synchronized with the four-color toner image that is the superimposed toner image on the first intermediate transfer belt 21. The transferred transfer paper P has a four-color toner image in close contact with the first surface (the surface facing the upper side in the drawing) which is one surface of the transfer paper P at the secondary transfer nip. Then, the four-color toner image on the first intermediate transfer belt 21 is secondarily transferred onto the first surface by the influence of the secondary transfer bias and the nip pressure. The transfer paper P that has passed through the secondary transfer nip is separated from the first intermediate transfer belt 21 and the secondary transfer roller 46 and transferred to the second intermediate transfer belt 31.

第二転写ユニット30においては、第二中間転写ベルト31を張架している上部張架ローラ34によるベルト掛け回し箇所が、第二中間転写ベルト31の上部張架面になっている。この上部張架面の上方には、電荷付与手段たる転写チャージャ47が上部張架面と所定の間隙を介して対向するように配設されている。転写チャージャ47からこの所定の間隙を経由して、上部張架ローラ34に至るまでの領域が、第二転写ユニット30の第二転写部となっている。   In the second transfer unit 30, the belt-wrapped portion of the second intermediate transfer belt 31 by the upper stretch roller 34 that stretches the second intermediate transfer belt 31 is the upper stretch surface of the second intermediate transfer belt 31. Above this upper stretch surface, a transfer charger 47 serving as a charge applying means is disposed so as to face the upper stretch surface with a predetermined gap. A region from the transfer charger 47 through the predetermined gap to the upper stretching roller 34 is a second transfer portion of the second transfer unit 30.

転写チャージャ47は公知のタイプで、タングステンや金の細い線を放電電極とし、ケーシングで保持し、放電電極に不図示の電源から転写電流が印加される。第二中間転写ベルト31と転写チャージャ47の間に転写紙Pを通過させながら、その第一面に転写チャージャ47から発せられる電荷を付与することで、第二中間転写ベルト31上の4色トナー像を転写紙Pの第二面に一括二次転写する。上述の二次転写バイアスや、転写チャージャ47による付与電荷は、何れもトナーの極性と逆のプラス極性である。   The transfer charger 47 is a known type, and a thin wire of tungsten or gold is used as a discharge electrode, held by a casing, and a transfer current is applied to the discharge electrode from a power source (not shown). While passing the transfer paper P between the second intermediate transfer belt 31 and the transfer charger 47, the four-color toner on the second intermediate transfer belt 31 is applied to the first surface with the charge generated from the transfer charger 47. The image is secondarily transferred collectively onto the second surface of the transfer paper P. Both the secondary transfer bias and the charge applied by the transfer charger 47 have a positive polarity opposite to the polarity of the toner.

プリンタ部100の図中右側方には転写紙Pを供給可能に収納した給紙装置40が配備されている。この給紙装置は、複数の紙収容手段を備えている。具体的には、最も上段に配設された給紙トレイ40a、これの下方に配設された第一給紙カセット40b、これの下方に配設された第二給紙カセット40c、これの下方に配設された第3給紙カセット40dを備えている。これら紙収容手段は、それぞれ紙面に対し直角手前側(操作面側)に引出し可能に配設されている。また、それぞれサイズの異なる転写紙Pを収容している。各紙収容手段において、最上位置の転写紙Pは、対応する給紙・分離手段41A〜41Dにより選択的に給紙、分離され、確実に一枚だけが複数の搬送ローラ対42Bにより紙搬送路43Bや43Aに送られる。   On the right side of the printer unit 100 in the drawing, a paper feeding device 40 that accommodates transfer paper P is provided. The paper feeding device includes a plurality of paper storage means. Specifically, the uppermost sheet feed tray 40a, the first sheet feed cassette 40b disposed below the sheet feed tray 40a, the second sheet feed cassette 40c disposed below the sheet feed tray 40a, and the lower section thereof Is provided with a third paper feed cassette 40d. Each of these paper storage means is disposed so as to be able to be drawn out to the near right side (operation surface side) with respect to the paper surface. In addition, transfer sheets P of different sizes are accommodated. In each paper storage means, the uppermost transfer paper P is selectively fed and separated by the corresponding paper feeding / separating means 41A to 41D, and only one sheet is reliably fed by the plurality of conveying roller pairs 42B to the paper conveying path 43B. And sent to 43A.

紙搬送路43Aには、転写紙Pを両面転写装置の第一転写部や第二転写部へ送り出す給送タイミングをとるための、一対のレジストローラ対45が設けられている。さらに転写紙Pの搬送方向に対し直角方向の位置を正規の位置にするための横レジ補正機構44が、紙搬送路43Aに設けられている。横レジ補正機構44としては、次のものを例示することができる。即ち、図示しない横方向の基準ガイドと斜行コロ対から構成され、転写紙の横方向端部を該基準ガイドに押付けるように転写紙Pをスライド搬送する。そして、転写紙を所定の位置に整合させる。この基準ガイドは転写紙Pのサイズにより、所定の位置に移動、配置される。なお、横レジ補正機構44は転写紙Pの搬送方向に対し転写紙Pの両方の横方向から、転写紙Pの両辺を短時間及び複数回押し、転写紙Pを所定の位置に整合させる規制部材から構成されるジョガー方式でもよい。   In the paper transport path 43A, a pair of registration rollers 45 are provided for feeding the transfer paper P to the first transfer unit and the second transfer unit of the double-side transfer device. Further, a lateral registration correction mechanism 44 for setting a position perpendicular to the conveyance direction of the transfer paper P to a normal position is provided in the paper conveyance path 43A. Examples of the lateral registration correcting mechanism 44 include the following. That is, the transfer paper P is slid and conveyed so as to include a horizontal reference guide (not shown) and a pair of skew rollers, and press the lateral end of the transfer paper against the reference guide. Then, the transfer paper is aligned with a predetermined position. The reference guide is moved and arranged at a predetermined position according to the size of the transfer paper P. The lateral registration correction mechanism 44 regulates the transfer paper P to be aligned at a predetermined position by pressing both sides of the transfer paper P for a short time and a plurality of times from both sides of the transfer paper P with respect to the transport direction of the transfer paper P. A jogger system composed of members may be used.

転写紙Pは、レジストローラ対45から、第一中間転写ベルト21と二次転写ローラ46の当接によって二次転写ニップが形成されている第一転写部に向けて搬送される。その後、第二中間転写ベルト31と転写チャージャ47とが対向している第二転写部に向けて送られる。   The transfer sheet P is conveyed from the registration roller pair 45 toward the first transfer portion where the secondary transfer nip is formed by the contact of the first intermediate transfer belt 21 and the secondary transfer roller 46. Thereafter, the sheet is fed toward the second transfer portion where the second intermediate transfer belt 31 and the transfer charger 47 face each other.

給紙装置40においては、複数の給紙トレイのうち、最も上に配設されている給紙トレイ40aから排出される転写紙Pが、プリンタ部100の紙搬送路43Aに対して、曲げられることなくほぼ水平に真直ぐ搬送されるようになっている。このため厚い転写紙Pや剛性の高い板紙でも、給紙トレイ40a内に収容すれば、プリンタ部100の紙搬送路43Aに確実に給紙することができる。なお、給紙トレイ40aには、多様な特性の転写紙が収納されても確実に給紙できるよう、バキューム機構からなるエアー給紙を採用すると好都合である。図示を省略しているが、紙搬送路43Aの要所には転写紙Pを検知するためのセンサを設けており、転写紙Pの存在を基準とする各種信号のトリガーとしている。   In the paper feeding device 40, the transfer paper P discharged from the uppermost paper feeding tray 40 a among the plurality of paper feeding trays is bent with respect to the paper conveyance path 43 </ b> A of the printer unit 100. It is transported almost horizontally and straight. Therefore, even thick transfer paper P or highly rigid paperboard can be reliably fed to the paper transport path 43A of the printer unit 100 if it is accommodated in the paper feed tray 40a. In addition, it is convenient to adopt an air sheet feeding composed of a vacuum mechanism so that the sheet feeding tray 40a can reliably feed a transfer sheet having various characteristics. Although not shown, a sensor for detecting the transfer paper P is provided at a key point of the paper transport path 43A, and serves as a trigger for various signals based on the presence of the transfer paper P.

最も上側に配設されている給紙トレイ40aの上方には、第二給紙路43Cが設けられている。この第二給紙路43Cに対しては、給紙装置40の図中右側方に設置されている紙補給装置300から、転写紙Pを供給することができる。   A second paper feed path 43C is provided above the uppermost paper feed tray 40a. Transfer paper P can be supplied to the second paper feed path 43C from a paper supply device 300 installed on the right side of the paper feed device 40 in the drawing.

第二転写ユニット30の図中左側方には、第二転写部を通過した転写紙Pを、転写紙搬送方向下流側の定着装置60における定着ニップまで、平面状態保って搬送するための紙搬送ユニット50が配置されている。紙搬送ユニット50は、複数の張架ローラ52,53,54,55,56によって紙搬送ベルト51を張架しながら図中反時計回りに無端移動させるものである。紙搬送ベルト51の外側には張架ローラ55に対向させて搬送クリーニング装置50A、ローラ56に対向させて転写紙Pを吸着させるための吸着用チャージャ57、分離ローラ54に対向し対向させて転写紙Pを分離させるための分離用チャージャ58を備えている。
紙搬送ユニット50は、第二転写ユニット30の第二転写部から排出される転写紙Pを、複数の張架ローラの1つである受入ローラ52によるベルト掛け回し箇所にて、紙搬送ベルト51上に受け取る。この受け取りよりも早いタイミングで、紙搬送ベルト51のおもて面には、静電吸着用チャージャ57によってトナーの極性と同極性のマイナスの電荷が付与される。この電荷の付与により、紙搬送ユニット50は、第二転写部から排出されてくる転写紙Pを紙搬送ベルト51のおもて面に静電吸着させることができる。
On the left side of the second transfer unit 30 in the drawing, the paper transport for transporting the transfer paper P that has passed through the second transfer section to the fixing nip of the fixing device 60 downstream in the transfer paper transport direction while maintaining a flat state. A unit 50 is arranged. The paper transport unit 50 is configured to endlessly move counterclockwise in the figure while stretching the paper transport belt 51 by a plurality of stretching rollers 52, 53, 54, 55, and 56. On the outside of the paper conveyance belt 51, the transfer cleaning device 50A is opposed to the stretching roller 55, the adsorption charger 57 for adsorbing the transfer paper P is opposed to the roller 56, and the separation roller 54 is opposed to and opposed to the transfer roller P. A separation charger 58 for separating the paper P is provided.
The paper transport unit 50 is configured to feed the transfer paper P discharged from the second transfer unit of the second transfer unit 30 at a belt winding position by a receiving roller 52 that is one of a plurality of stretching rollers. Receive on. At a timing earlier than this reception, a negative charge having the same polarity as the polarity of the toner is applied to the front surface of the paper transport belt 51 by the electrostatic adsorption charger 57. By applying this charge, the paper transport unit 50 can electrostatically attract the transfer paper P discharged from the second transfer unit to the front surface of the paper transport belt 51.

転写紙Pをおもて面に静電吸着させた紙搬送ベルト51は、その無端移動に伴って転写紙Pを図中右側から左側へと搬送する。そして、紙搬送ユニット50の図中左側方に配設されている定着手段たる定着装置60に向けて、転写紙Pを受け渡す。この受け渡しよりも早いタイミングで、紙搬送ベルト51のおもて面に静電吸着せしめられている転写紙Pに対して、分離用チャージャ58によって電荷が付与される。この電荷の付与により、それまで紙搬送ベルト51のおもて面に静電吸着していた転写紙Pがベルトから容易に分離されるようになる。そして、複数の張架ローラのうち、定着装置60の最も近くに配設されている分離ローラ54によるベルト掛け回し箇所で、分離ローラ54の曲率にならって急激に移動方向を変えようとするベルトから転写紙Pが分離して、定着装置60に受け渡される。
紙搬送ベルト51として、金属ベルト、ポリイミドベルト、ポリアミドベルトなどを採用することができる。そして、紙搬送ベルト51は、その表面にトナーとの離型性を与えるとともに、帯電可能の抵抗値を備える。なお、紙搬送ベルト51の移動速度は、定着装置60における転写紙Pの移動速度にあわせる。
The paper conveyance belt 51 having the transfer paper P electrostatically attracted to the front surface conveys the transfer paper P from the right side to the left side in the drawing along with its endless movement. Then, the transfer paper P is delivered to the fixing device 60 as fixing means disposed on the left side of the paper transport unit 50 in the drawing. Charges are applied by the separation charger 58 to the transfer paper P that is electrostatically attracted to the front surface of the paper transport belt 51 at a timing earlier than this delivery. By applying this electric charge, the transfer paper P that has been electrostatically attracted to the front surface of the paper transport belt 51 until then is easily separated from the belt. Of the plurality of stretching rollers, a belt that changes its moving direction abruptly according to the curvature of the separation roller 54 at a belt winding position by the separation roller 54 disposed closest to the fixing device 60. The transfer paper P is separated from the paper and transferred to the fixing device 60.
As the paper conveying belt 51, a metal belt, a polyimide belt, a polyamide belt, or the like can be employed. The paper transport belt 51 has a releasability from the toner on its surface and a chargeable resistance value. The moving speed of the paper conveying belt 51 is matched with the moving speed of the transfer paper P in the fixing device 60.

紙搬送ユニット50の記録紙搬送方向下流側には、加熱手段を有する定着装置60が設けられている。
定着装置60としては、定着ローラ内部にヒータを備える方式のもの、加熱されるベルトを走行させる方式のもの、誘導加熱を採用した方式のものなどを採用することができる。同図においては、2つの定着ローラを当接して形成した定着ニップで、転写紙Pを両面側からそれぞれ加熱して多色第一トナー像及び多色第二トナー像を定着させる方式のものを採用している。転写紙P両面の画像の色合い、光沢度を同じにするため、2つの定着ローラについては、ベルト材質、硬度、表面性などを上下同等にしてある。また、フルカラーとモノクロ画像、あるいは片面か両面かにより、それぞれの面に対して最適な定着条件をつくりだすように、定着装置60の各種パラメータが制御されるようになっている。
A fixing device 60 having a heating unit is provided on the downstream side of the paper transport unit 50 in the recording paper transport direction.
As the fixing device 60, a system having a heater inside the fixing roller, a system in which a belt to be heated is run, a system using induction heating, or the like can be used. In the drawing, a fixing nip formed by abutting two fixing rollers is used to fix the multicolor first toner image and the multicolor second toner image by heating the transfer paper P from both sides, respectively. Adopted. In order to make the hue and glossiness of the images on both sides of the transfer paper P the same, the belt material, hardness, surface property, etc. of the two fixing rollers are the same up and down. Further, various parameters of the fixing device 60 are controlled so as to create an optimal fixing condition for each surface depending on whether it is a full-color image and a monochrome image, or one surface or both surfaces.

定着装置60による定着処理が終了した転写紙Pは、排出路に向けて送り出される。この排出路には、定着処理後の転写紙Pを冷却して、不安定なトナーの状態を早期に安定させる目的で、冷却機能を有した冷却ローラ対70が配設されている。この冷却ローラ対70としては、放熱部を有するヒートパイプ構造のローラを採用することができる。
冷却ローラ対70によって冷却された転写紙Pは、排紙ローラ対71により、プリンタ部100の左側に設けられた排紙スタック部75に排紙、スタックされる。この排紙スタック部は、大量の転写紙をスタック可能にすべく、不図示のエレベータ機構により、スタックレベルに応じて、受け部材が上下する機構を採用している。なお排紙スタック部75を通過させ、別の後処理装置に向けて転写紙を搬送させることもできる。別の後処理装置として、穴あけ、断裁、折、綴じなど製本のための装置などを設けることもできる。
The transfer paper P that has been subjected to the fixing process by the fixing device 60 is sent out toward the discharge path. In this discharge path, a cooling roller pair 70 having a cooling function is disposed for the purpose of cooling the transfer paper P after the fixing process and stabilizing the unstable toner state at an early stage. As the cooling roller pair 70, a heat pipe structure roller having a heat radiating portion can be adopted.
The transfer paper P cooled by the cooling roller pair 70 is discharged and stacked on a discharge stack unit 75 provided on the left side of the printer unit 100 by a discharge roller pair 71. This discharge stacking unit employs a mechanism in which a receiving member moves up and down according to a stack level by an elevator mechanism (not shown) so that a large amount of transfer paper can be stacked. Note that the transfer paper can also be transported to another post-processing apparatus through the paper discharge stack section 75. As another post-processing apparatus, an apparatus for bookbinding such as punching, cutting, folding, and binding can be provided.

プリンタ部100の上面には、未使用のトナーが収納された各色のトナーボトル86Y,M,C,Kが、着脱可能にボトル収容部85に収納されている。不図示の供給手段により、各現像装置に必要に応じトナーを供給するようになっている。上下に配設した第一画像形成部と第二画像形成部とで、互いに同色のトナーを扱う現像装置に対しては、共通のトナーボトルからトナーを供給するようになっているが、別々にすることもできる。消耗の多いブラックトナー用のトナーボトル86Kは、特に大容量としておくことも可能である。ボトル収容部85は、プリンタ部100上面で操作方向から見て奥側にあって、プリンタ部100上面の手前側は平面部分が確保されているため、作業台として利用することができる。   On the upper surface of the printer unit 100, toner bottles 86Y, 86M, 86C, and 86K of each color in which unused toner is stored are detachably stored in the bottle storage unit 85. Toner is supplied to each developing device as required by a supply means (not shown). To the developing devices that handle toner of the same color in the first image forming unit and the second image forming unit arranged above and below, toner is supplied from a common toner bottle. You can also The toner bottle 86K for black toner that is highly consumed can have a particularly large capacity. The bottle housing portion 85 is on the back side when viewed from the operation direction on the upper surface of the printer unit 100, and a plane portion is secured on the front side of the upper surface of the printer unit 100, so that it can be used as a work table.

プリンタ部100の上面に設けられた操作・表示ユニット90には、キーボード等からなる図示しない入力操作部が設けられており、これにより画像形成のための条件などがインプットされる。また、ディスプレイ等からなる図示しない表示部に各種の情報を表示することもでき、操作者とプリンタ部100との情報交換を容易なものとする。   The operation / display unit 90 provided on the upper surface of the printer unit 100 is provided with an input operation unit (not shown) including a keyboard and the like, thereby inputting conditions for image formation. In addition, various information can be displayed on a display unit (not shown) such as a display, and information exchange between the operator and the printer unit 100 is facilitated.

プリンタ部100内部に設けられた廃トナー収納部87は、感光体クリーニング装置2や、中間転写ベルトのベルトクリーニング装置20A,30Aなどと連結されている。そして、これらから送られる廃トナーや紙粉等の異物を一括して回収して収納する。これらのクリーニング装置(2,20A,30A,50A)に大容量の廃トナー収納部を備えないため、クリーニング装置が小型にでき、さらに廃トナーの廃棄の操作性も良好となっている。満杯センサ(不図示)を使って廃トナー収納部87内のトナー廃棄、あるいは容器交換などの警告を発する。   A waste toner storage unit 87 provided in the printer unit 100 is connected to the photoreceptor cleaning device 2, the belt cleaning devices 20A and 30A for the intermediate transfer belt, and the like. Then, foreign substances such as waste toner and paper dust sent from these are collected and stored in a lump. Since these cleaning devices (2, 20A, 30A, and 50A) do not include a large-capacity waste toner storage unit, the cleaning device can be reduced in size, and the waste toner disposal operability is good. A full sensor (not shown) is used to issue a warning such as toner disposal in the waste toner storage unit 87 or container replacement.

プリンタ部100内部に設けられた制御部95には、各種電源や制御基板などが板金フレームに保護され収納されている。定着装置60による熱や電装装置からの発熱により、画像形成装置内部は高温になるが、その対策としてファン96を設けて、内部部材の熱による機能低下を防止している。またこのファン96は冷却ローラ対70の放熱部と結合してあり、冷却ローラ対70の冷却効果を確実にしている。   Various power supplies, control boards, and the like are protected and housed in a sheet metal frame in a control unit 95 provided in the printer unit 100. The inside of the image forming apparatus becomes hot due to heat from the fixing device 60 or heat generated from the electrical device. However, as a countermeasure against this, a fan 96 is provided to prevent deterioration of the function due to heat of the internal members. The fan 96 is coupled to the heat radiating portion of the cooling roller pair 70 to ensure the cooling effect of the cooling roller pair 70.

給紙装置40の上部には、周知の技術によって原稿を自動搬送しながらその原稿の画像を読み取る自動画像読取装置(ADF)200が設けられており、これによる読取情報が制御部95に送られる。送られた読取情報に基づいて、プリンタ部100が駆動制御されて、原稿と同じ画像が出力される仕組みである。また、プリンタ部100に対しては、図示しないパーソナルコンピュータ等からの画像情報を送って、その画像情報に対応する画像を出力させることもできる。更に、図示しない電話回線から送られてくる画像情報を送って、その画像情報に対応する画像を出力させることもできる。給紙装置40の図中右側方には、上述のように、給紙装置40に転写紙Pを補給する紙補給装置300が配設されている。   An automatic image reading device (ADF) 200 that reads an image of a document while automatically conveying the document by a well-known technique is provided on the upper portion of the paper feeding device 40, and reading information obtained by this is sent to the control unit 95. . Based on the sent read information, the printer unit 100 is driven and controlled, and the same image as the original is output. Further, image information from a personal computer (not shown) or the like can be sent to the printer unit 100 and an image corresponding to the image information can be output. Furthermore, it is also possible to send image information sent from a telephone line (not shown) and output an image corresponding to the image information. As described above, the paper supply device 300 for supplying the transfer paper P to the paper supply device 40 is disposed on the right side of the paper supply device 40 in the drawing.

次にプリンタ部100において、転写紙の片面にフルカラー画像を形成する片面記録時の動作について説明する。
片面記録の方法は基本的に2種類あって、選択が可能となっている。2種類のうちの1つは、第一中間転写ベルト21に転写した4色トナー像を転写紙Pの第一面に一括二次転写する方法である。また、もう1つの方法は、第二中間転写ベルト31に転写した4色トナー像を転写紙Pの第二面に一括二次転写する方法である。プリンタ部100の構成から、第一中間転写ベルト21に担持させた画像を用紙の片面に直接転写する場合には、画像が用紙の上面に、第二中間転写ベルト31に担持させた画像を用紙の片面に直接転写する場合には、画像が用紙の下面に形成される。記録するべきデータが複数の頁になるケースでは、排紙スタック部75上で頁が揃うように作像順序を制御するのが好都合である。
以下、最後の頁の画像データから順に記録して頁順を揃わせるよう、第一中間転写ベルト21に画像を担持させた後、用紙に転写させる方法について説明する。
Next, the operation at the time of single-sided recording in which the printer unit 100 forms a full-color image on one side of the transfer paper will be described.
There are basically two types of single-sided recording methods that can be selected. One of the two types is a method in which the four-color toner image transferred to the first intermediate transfer belt 21 is collectively transferred onto the first surface of the transfer paper P. The other method is a method in which the four-color toner image transferred to the second intermediate transfer belt 31 is secondarily transferred collectively to the second surface of the transfer paper P. When the image carried on the first intermediate transfer belt 21 is directly transferred to one side of the paper from the configuration of the printer unit 100, the image carried on the second intermediate transfer belt 31 is placed on the upper surface of the paper. In the case of direct transfer on one side, an image is formed on the lower surface of the paper. In the case where the data to be recorded is a plurality of pages, it is convenient to control the image forming order so that the pages are aligned on the paper discharge stack unit 75.
Hereinafter, a method of carrying an image on the first intermediate transfer belt 21 and then transferring it to a sheet so as to sequentially record the image data from the last page and align the page order will be described.

プリンタ部100を稼動させると、第一中間転写ベルト21と第一プロセスユニット80(Y,M,C,K)における感光体1(Y,M,C,K)が回転する。同時に第二中間転写ベルト31が無端移動するが、第二プロセスユニット81(Y,M,C,K)における感光体1(Y,M,C,K)は第二中間転写ベルト31と離間されるとともに不回転状態にされる。そして、第一プロセスユニット80Yによる画像形成が開始される。LED(発光ダイオード)アレイと結像素子からなる不図示の露光装置の作動により、LEDから出射されたイエロー用の画像データ対応の光が、スコロトロンチャージャ3によって一様帯電された感光体1Yの表面に照射されて静電潜像が形成される。   When the printer unit 100 is operated, the first intermediate transfer belt 21 and the photosensitive member 1 (Y, M, C, K) in the first process unit 80 (Y, M, C, K) rotate. At the same time, the second intermediate transfer belt 31 moves endlessly, but the photoreceptor 1 (Y, M, C, K) in the second process unit 81 (Y, M, C, K) is separated from the second intermediate transfer belt 31. And non-rotating. Then, image formation by the first process unit 80Y is started. The light corresponding to the image data for yellow emitted from the LED is uniformly charged by the scorotron charger 3 by the operation of an exposure apparatus (not shown) composed of an LED (light emitting diode) array and an imaging element. The surface is irradiated to form an electrostatic latent image.

この静電潜像は、Y用の第一プロセスユニット81Yの現像装置によってYトナー像に現像され、Y用の一次転写ニップで第一中間転写ベルト21上に静電的に一次転写される。このような潜像形成、現像、一次転写動作が感光体1M,C,K側でもタイミングをとって順次同様に行われる。そして、第一中間転写ベルト21上のYトナー像に対して、M,C,K用の一次転写ニップでM,C,Kトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、第一中間転写ベルト21上にイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各色トナー画像が重なり合ったフルカラートナー画像として担持される。そして、このフルカラートナー画像は第一中間転写ベルト21とともに図中矢印の方向に移動される。   This electrostatic latent image is developed into a Y toner image by the developing device of the first process unit 81Y for Y, and is electrostatically primarily transferred onto the first intermediate transfer belt 21 at the primary transfer nip for Y. Such latent image formation, development, and primary transfer operations are sequentially performed in a similar manner at the timing of the photoconductors 1M, 1C, and 1K. Then, the M, C, and K toner images are sequentially superimposed and primary-transferred on the Y toner image on the first intermediate transfer belt 21 at the primary transfer nip for M, C, and K. By this primary transfer of superposition, yellow, cyan, magenta, and black toner images are carried on the first intermediate transfer belt 21 as a full color toner image. The full color toner image is moved in the direction of the arrow in the drawing together with the first intermediate transfer belt 21.

一方、給紙装置40は、内部の給紙トレイ40aあるいは給紙カセット40b,c,dから、画像データに対応する転写紙を給紙・分離手段41A,B,C,Dの何れか1つのよって送り出す。そして、搬送ローラ対42B,42Cによってプリンタ部100の紙搬送路43Cに向けて搬送する。そして、横レジ補正機構44に送られる。   On the other hand, the paper feeding device 40 transfers the transfer paper corresponding to the image data from the internal paper feeding tray 40a or the paper feeding cassettes 40b, c, d to any one of the paper feeding / separating means 41A, B, C, D. So send it out. And it conveys toward the paper conveyance path 43C of the printer part 100 by conveyance roller pair 42B, 42C. Then, it is sent to the lateral registration correction mechanism 44.

横レジ補正機構44は、記録体供給手段たる給紙装置40から両面転写装置(第一、第二転写ユニット)に向けて搬送されている途中の転写紙Pにおける搬送方向からの姿勢の傾きを補正する傾き補正手段である。レジストローラ対45よりも搬送方向上流側で、搬送方向に直交する紙面方向に並べられたガイド板対を、転写紙Pの搬送方向に直交する両端に突き当てることで、転写紙Pの姿勢の傾きを補正する。ガイド板対の2つのガイド板は、搬送方向に直交する紙面方向に移動可能になっており、給紙された転写紙Pの幅に合わせて移動することで、板間距離を転写紙Pの幅に合わせることができる。   The lateral registration correction mechanism 44 determines the inclination of the posture of the transfer paper P in the middle of being conveyed from the paper feeding device 40 serving as the recording medium supply unit toward the double-sided transfer device (first and second transfer units) from the conveyance direction. It is an inclination correction means for correcting. A pair of guide plates arranged in the paper surface direction orthogonal to the transport direction on the upstream side of the registration roller pair 45 is abutted against both ends orthogonal to the transport direction of the transfer paper P, so that the posture of the transfer paper P is adjusted. Correct the tilt. The two guide plates of the pair of guide plates are movable in the direction of the paper surface orthogonal to the transport direction. By moving according to the width of the fed transfer paper P, the distance between the plates can be reduced. Can be adjusted to the width.

横レジ補正機構44によって姿勢の傾きが補正された転写紙Pは、レジストローラ対45のローラ間に至る。レジストローラ対45は静止しており、転写紙Pの先端はレジストローラ対45のニップに入り込んだ状態で静止する。そして、第一中間転写ベルト21上の画像との位置が正規なものとなるよう、タイミングをとってレジストローラ対45が回転し、用紙を転写領域に搬送する。
第一中間転写ベルト21上のこのフルカラートナー画像は、第一中間転写ベルト21と同期して搬送される用紙Pの第一面に、二次転写ローラ46による転写作用を受けて一括二次転写される。二次転写ローラ46に与えられるバイアスは、トナーの帯電極性と逆のプラス極性である。二次転写ニップを通過した第一中間転写ベルト21の表面は、ベルトクリーニング装置20Aによって転写残トナーがクリーニングされる。
The transfer sheet P whose posture inclination is corrected by the lateral registration correction mechanism 44 reaches between the rollers of the registration roller pair 45. The registration roller pair 45 is stationary, and the leading edge of the transfer paper P is stationary while entering the nip of the registration roller pair 45. Then, the registration roller pair 45 is rotated at a timing so that the position of the image on the first intermediate transfer belt 21 is normal, and the sheet is conveyed to the transfer area.
This full-color toner image on the first intermediate transfer belt 21 undergoes a transfer action by the secondary transfer roller 46 on the first surface of the paper P that is conveyed in synchronization with the first intermediate transfer belt 21, and is subjected to batch secondary transfer. Is done. The bias applied to the secondary transfer roller 46 has a positive polarity opposite to the charging polarity of the toner. The surface of the first intermediate transfer belt 21 that has passed through the secondary transfer nip is cleaned of the transfer residual toner by the belt cleaning device 20A.

また、各第一プロセスユニット80(Y,M,C,K)では、それぞれ、一次転写ニップを通過した後の感光体1(Y,M,C,K)上に残留する転写残トナーが、感光体クリーニング装置2によってクリーニングされる。この感光体クリーニング装置2は、先に図2に示したように、クリーニングブラシ2aやクリーニングブレード2bによって感光体1(Y,M,C,K)表面から転写残トナーを除去するものである。除去したトナー等の異物については、回収手段2cによって回収部87に送る。なおセンサS1、S2は、感光体表面の露光後の表面電位と、現像工程後の感光体表面に付着しているトナーの濃度が適切なものであるかを検知し、適宜作像条件の設定、制御のために不図示の制御手段に情報を出す。また、クリーニング後の感光体1の表面は除電装置Qによって残留電荷が除電されて初期化せしめられる。   Further, in each first process unit 80 (Y, M, C, K), transfer residual toner remaining on the photosensitive member 1 (Y, M, C, K) after passing through the primary transfer nip, Cleaning is performed by the photoconductor cleaning device 2. As shown in FIG. 2, the photosensitive member cleaning device 2 removes transfer residual toner from the surface of the photosensitive member 1 (Y, M, C, K) by using a cleaning brush 2a and a cleaning blade 2b. The removed foreign matter such as toner is sent to the collecting unit 87 by the collecting unit 2c. Sensors S1 and S2 detect whether the surface potential after exposure on the surface of the photoconductor and the concentration of toner attached to the surface of the photoconductor after the development process are appropriate, and appropriately set image forming conditions. Information is sent to a control means (not shown) for control. Further, the surface of the photoreceptor 1 after cleaning is initialized by removing the residual charges by the static eliminating device Q.

第一転写部の二次転写ニップで第一面に4色トナー像が二次転写された転写紙Pは、第二転写ユニット30の第二中間転写ベルト31に受け渡された後、紙搬送ユニット50に送られる。そして、紙搬送ユニット50から定着装置60に受け渡されるが、この受け渡しに先立って、転写紙Pに対して分離用チャージャ58による電荷が付与される。この付与により、第二中間転写ベルト31に静電吸着していた転写紙がベルトから容易に分離されるようになる。   The transfer paper P on which the four-color toner image is secondarily transferred on the first surface at the secondary transfer nip of the first transfer portion is transferred to the second intermediate transfer belt 31 of the second transfer unit 30 and then transported to the paper. Sent to unit 50. Then, the paper is transferred from the paper transport unit 50 to the fixing device 60. Prior to this transfer, the transfer paper P is charged by the separation charger 58. By this application, the transfer paper that has been electrostatically attracted to the second intermediate transfer belt 31 is easily separated from the belt.

定着装置60内では、転写紙Pの第一面に担持されているフルカラー画像中の各色トナーが、加熱によって溶融、混色されて完全なカラー画像となる。なお、転写紙Pはその第一面だけにトナーを有しているので、両面にトナーを有している両面記録時に比べ、定着に要する熱エネルギーが少なくて済む。制御部95が画像に応じて定着装置60の使用する電力を最適に制御する。定着処理が施された後であっても、転写紙P上で完全に固着するまでは、トナー像は搬送路のガイド部材等にこすられ、画像が欠落したり、乱れたりする。この不具合を防止するべく、定着装置60を通過した転写紙は、冷却手段である冷却ローラ対70が設けられているのである。   In the fixing device 60, each color toner in the full-color image carried on the first surface of the transfer paper P is melted and mixed by heating to form a complete color image. Since the transfer paper P has toner only on its first side, less heat energy is required for fixing compared to double-sided recording with toner on both sides. The control unit 95 optimally controls the power used by the fixing device 60 according to the image. Even after the fixing process is performed, until the toner image is completely fixed on the transfer paper P, the toner image is rubbed against a guide member or the like in the conveyance path, and the image is lost or distorted. In order to prevent this problem, the transfer paper that has passed through the fixing device 60 is provided with a pair of cooling rollers 70 as cooling means.

冷却ローラ対70を通過した転写紙Pは、排紙ローラ対71により排紙スタック部75に画像面が上向きとなって排紙される。本複写機は排紙スタック部75で若い頁の転写紙が順次上に重ねられるように、作像順序がプログラムされているので、排紙スタック部75で頁順が揃う。
排紙スタック部75は、排紙される転写紙Pの増加に従って、下降するので、転写紙は整然と確実にスタックでき、頁順が乱れることがない。記録済みの転写紙を排紙スタック部75に直接スタックする代わりに、穴あけ加工処理を実施したり、ソータ、コレータや綴じ装置や折り装置など後処理装置に搬送することもできる。
The transfer paper P that has passed through the cooling roller pair 70 is discharged by the paper discharge roller pair 71 onto the paper discharge stack 75 with the image surface facing upward. In this copying machine, since the image forming order is programmed so that the transfer sheets of the young pages are sequentially stacked on the paper discharge stack unit 75, the page order is aligned in the paper discharge stack unit 75.
Since the discharge stacking unit 75 is lowered as the number of transfer sheets P to be discharged increases, the transfer sheets can be stacked in an orderly and reliable manner, and the page order is not disturbed. Instead of directly stacking the recorded transfer paper on the paper discharge stack section 75, a punching process can be performed, or the transfer paper can be conveyed to a post-processing device such as a sorter, a collator, a binding device, or a folding device.

転写紙Pの片面に画像を形成する他の方法では、第一プロセスユニット80(Y,M,C,K)での画像の形成をおこなわないようにするのと、頁揃えのために若い頁の画像データから順に像形成をさせる点が異なる。しかし、基本的には上述の片面記録の工程と同じなので、説明を省略する。   In another method of forming an image on one side of the transfer paper P, an image is not formed in the first process unit 80 (Y, M, C, K), and a young page is used for page alignment. The difference is that images are formed in order from the image data. However, the description is omitted because it is basically the same as the one-side recording process described above.

次に転写紙の両面に画像を形成する両面記録時の動作について説明する。
プリンタ部100に画像信号が入力されると、片面記録の動作で説明した第一プロセスユニット80(Y,M,C,K)の感光体1(Y,M,C,K)に、Y,M,C,Kトナー像が形成される。そして、これらは、Y,M,C,K用の一次転写ニップで第一中間転写ベルト21に順次重ね合わせて一次転写される。この工程とほぼ並行して、第二プロセスユニット81(Y,M,C,K)の感光体1(Y,M,C,K)に、Y,M,C,Kトナー像が形成される。そして、これらは、Y,M,C,K用の一次転写ニップで第二中間転写ベルト31に順次重ね合わせて一次転写される。このようにして、第一中間転写ベルト21、第二中間転写ベルト31上に、それぞれ4色トナー像が形成される。
Next, the operation during double-sided recording in which images are formed on both sides of the transfer paper will be described.
When an image signal is input to the printer unit 100, Y, M, C, K in the first process unit 80 (Y, M, C, K) described in the single-sided recording operation are transferred to Y, M, C, K toner images are formed. These are primarily transferred onto the first intermediate transfer belt 21 in sequence at the primary transfer nips for Y, M, C, and K. Almost in parallel with this step, Y, M, C, and K toner images are formed on the photoreceptor 1 (Y, M, C, K) of the second process unit 81 (Y, M, C, K). . These are primarily transferred onto the second intermediate transfer belt 31 sequentially at the primary transfer nips for Y, M, C, and K. In this way, four-color toner images are formed on the first intermediate transfer belt 21 and the second intermediate transfer belt 31, respectively.

図1に示すように、第二プロセスユニット81(Y,M,C,K)のユニット間隔は、第一プロセスユニット80(Y,M,C,K)のユニット間隔よりも小さくなっている。これにより、第二転写ユニット30では、第一転写ユニット20よりも速く重ね合わせ一次転写が終了する。また、上記第一の画像と第二の画像が、転写紙Pの搬送方向先端で位置的に合致するためには、第一の画像の形成開始より遅れて第二の画像の形成が開始される。
また用紙はレジストローラ対45で静止と再送がおこなわれるので、その時間も見込んで給紙され、横レジ補正機構44で整合される。
レジストローラ対45は、タイミングをとって用紙を第一の二次転写手段である二次転写ローラ46と第一中間転写ベルト21で構成された第一転写部の二次転写ニップに搬送する。
As shown in FIG. 1, the unit interval of the second process unit 81 (Y, M, C, K) is smaller than the unit interval of the first process unit 80 (Y, M, C, K). Thus, the primary transfer is completed in the second transfer unit 30 faster than the first transfer unit 20. In addition, in order for the first image and the second image to coincide with each other at the leading end in the conveyance direction of the transfer paper P, the formation of the second image is started after the start of the formation of the first image. The
Since the sheet is stopped and retransmitted by the registration roller pair 45, the sheet is fed in consideration of the time and aligned by the lateral registration correction mechanism 44.
The registration roller pair 45 transports the sheet to the secondary transfer nip of the first transfer portion constituted by the secondary transfer roller 46 as the first secondary transfer unit and the first intermediate transfer belt 21 at a timing.

タイミングが計られてレジストローラ対45から第一転写部の二次転写ニップに送られた転写紙Pは、二次転写ローラ46にプラス極性の転写電流が印加され、その第一面に第一中間転写ベルト21からにフルカラー画像が転写される。このようにして片面に画像を有した用紙Pは、二次転写ローラ46の搬送作用により、引き続き第二の二次転写手段たる転写チャージャ47のある第二転写部に送られる。そして転写チャージャ47にプラス極性の転写電流が印加されることにより、第二中間転写ベルト31にあらかじめ担持されているフルカラーの第二の画像が、一括して転写紙Pの第二面に二次転写される。   The transfer paper P, which is timed and sent from the registration roller pair 45 to the secondary transfer nip of the first transfer portion, is applied with a positive transfer current to the secondary transfer roller 46, and the first side is applied to the first surface. A full color image is transferred from the intermediate transfer belt 21. The sheet P having an image on one side in this way is continuously sent to the second transfer portion having the transfer charger 47 as the second secondary transfer means by the conveying action of the secondary transfer roller 46. Then, a positive polarity transfer current is applied to the transfer charger 47, so that the full-color second image previously carried on the second intermediate transfer belt 31 is secondary to the second surface of the transfer paper P in a lump. Transcribed.

このようにして両面にフルカラー画像が形成された転写紙Pは、紙搬送ユニット50の紙搬送ベルト51によって、定着装置60へと移送される。吸着用チャージャ57により紙搬送ベルト51の表面はトナーの極性と同じマイナス極性で帯電される。これにより、転写紙Pの第二面の未定着のトナーが紙搬送ベルト51に移らないようにしている。除電・分離用チャージャ58には、交流が印加され、用紙は紙搬送ベルト51から分離され、定着装置60に受け渡される。
そして、定着装置60内で加熱や加圧による定着処理が行われて、両面のトナー画像がそれぞれ溶融、混合される。更に、冷却ローラ対70と排紙ローラ対71とを経た後、排紙スタック部75上に排紙される。
The transfer paper P on which the full-color images are formed on both sides in this manner is transferred to the fixing device 60 by the paper transport belt 51 of the paper transport unit 50. The suction charger 57 charges the surface of the paper transport belt 51 with the same negative polarity as the polarity of the toner. This prevents unfixed toner on the second surface of the transfer paper P from moving to the paper transport belt 51. An alternating current is applied to the charge removal / separation charger 58, and the paper is separated from the paper transport belt 51 and delivered to the fixing device 60.
Then, a fixing process by heating or pressurization is performed in the fixing device 60, and the toner images on both sides are respectively melted and mixed. Further, after passing through the cooling roller pair 70 and the paper discharge roller pair 71, the paper is discharged onto the paper discharge stack 75.

複数の頁の転写紙に両面記録する場合、若い頁の画像が下面となって排紙スタック部75にスタックされるように作像順序を制御する。これにより排紙スタック部75から取り出し、上下面を逆にしたとき記録物は上から順に1頁、その裏に2頁、2枚目が3頁、その裏が4頁となり頁順が揃う。このような作像順序の制御や、定着装置60に入力する電力を片面記録時より増やすなどの制御は、制御部95によって実行される。   When double-sided recording is performed on a plurality of pages of transfer paper, the image forming order is controlled so that the image of the young page becomes the bottom surface and is stacked on the paper discharge stack unit 75. As a result, when the paper is taken out from the paper discharge stack 75 and the top and bottom surfaces are reversed, the recorded matter is one page in order from the top, the second page on the back, the third page on the second sheet, and the fourth page on the back. Such control of the image forming order and control such as increasing the power input to the fixing device 60 from that during single-sided recording are executed by the control unit 95.

片面記録動作、両面記録動作に関して、フルカラー記録を実行させる例で説明したが、ブラックトナーだけによるモノクロ記録も可能である。
また、メンテナンスや部品交換等の必要性が生じた場合には、不図示の外装カバー等を開放し、メンテナンスをおこなう。
Although an example in which full-color recording is performed regarding the single-sided recording operation and the double-sided recording operation has been described, monochrome recording using only black toner is also possible.
Further, when the necessity for maintenance or replacement of parts arises, the maintenance is performed by opening an unillustrated exterior cover or the like.

以上の構成のプリンタ部100では、上述した第一画像形成部と制御部95との組合せにより、第一トナー像担持体たる第一中間転写ベルト21の表面に第一トナー像たる多色第一トナー像を形成する第一トナー像形成部が構成されている。また、第二画像形成部と制御部95との組合せにより、第二トナー像担持体たる第二中間転写ベルト31の表面に第二トナー像たる多色第二トナー像を形成する第二トナー像形成部が構成されている。また、第一画像形成部と第二画像形成部と制御部95との組合せにより、トナー像形成手段が構成されている。なお、第一トナー像とは、複数の単色第一トナー像の重ね合わせによる多色第一トナー像と、Y,M,C,K何れかの単色第一トナー像だけからなるトナー像との総称である。また、第二トナー像とは、複数の単色第二トナー像の重ね合わせによる多色第二トナー像と、Y,M,C,K何れかの単色第二トナー像だけからなるトナー像との総称である。   In the printer unit 100 configured as described above, a combination of the first image forming unit and the control unit 95 described above allows a multicolor first image as a first toner image on the surface of the first intermediate transfer belt 21 as a first toner image carrier. A first toner image forming unit for forming a toner image is configured. A second toner image that forms a multicolor second toner image as a second toner image on the surface of the second intermediate transfer belt 31 as a second toner image carrier by a combination of the second image forming unit and the control unit 95. A forming part is configured. A toner image forming unit is configured by a combination of the first image forming unit, the second image forming unit, and the control unit 95. The first toner image is a multi-color first toner image obtained by superimposing a plurality of single-color first toner images, and a toner image composed of only a single-color first toner image of Y, M, C, or K. It is a generic name. The second toner image is a multi-color second toner image formed by superimposing a plurality of single-color second toner images, and a toner image including only a single-color second toner image of any one of Y, M, C, and K. It is a generic name.

次に、現像装置4について説明する。
図4に示すように感光体1は図中矢印G方向に回転しながら、その表面をスコロトロンチャージャ3により帯電される。帯電された感光体1の表面は不図示の露光装置より照射されたレーザ光Lにより静電潜像を形成された潜像に現像装置4からトナーを供給され、トナー像を形成する。
Next, the developing device 4 will be described.
As shown in FIG. 4, the surface of the photoreceptor 1 is charged by the scorotron charger 3 while rotating in the direction of arrow G in the figure. The charged surface of the photosensitive member 1 is supplied with toner from the developing device 4 to a latent image on which an electrostatic latent image is formed by a laser beam L irradiated from an exposure device (not shown) to form a toner image.

現像装置4は、図中矢印I方向に表面移動しながら感光体1の表面の潜像にトナーを供給し、現像する現像剤担持体としての現像ローラ5を有している。また、現像ローラ5に現像剤を供給しながら図4の奥方向に現像剤を搬送する現像剤供給搬送部材としての供給スクリュ8を有している。
現像ローラ5の供給スクリュ8との対向部から表面移動方向下流側には、現像ローラ5に供給された現像剤を現像に適した厚さに規制する現像剤規制部材としての現像ドクタ16を備えている。
現像ローラ5の感光体1との対向部である現像部から表面移動方向下流側には、現像部を通過した現像済みの現像剤を回収し、回収した回収現像剤を供給スクリュ8と同方向に搬送する現像剤回収搬送部材としての回収スクリュ6を備えている。供給スクリュ8を備えた現像剤供給搬送路である供給搬送路9と回収スクリュ6を備えた現像剤回収搬送路としての回収搬送路7とは現像ローラ5の下方に並設されている。供給搬送路9と回収搬送路7との2つの搬送路は仕切り部材としての仕切り板134によって仕切られている。
The developing device 4 has a developing roller 5 as a developer carrying member for supplying toner to the latent image on the surface of the photoreceptor 1 while moving the surface in the direction of arrow I in the drawing. Further, a supply screw 8 is provided as a developer supply / conveying member that conveys the developer in the depth direction of FIG. 4 while supplying the developer to the developing roller 5.
A developing doctor 16 as a developer regulating member for regulating the developer supplied to the developing roller 5 to a thickness suitable for development is provided on the downstream side of the surface moving direction from the portion facing the supply screw 8 of the developing roller 5. ing.
The developed developer that has passed through the developing unit is collected downstream from the developing unit, which is the part of the developing roller 5 facing the photoconductor 1, and the collected developer is collected in the same direction as the supply screw 8. A recovery screw 6 is provided as a developer recovery / conveying member. A supply conveyance path 9, which is a developer supply conveyance path provided with a supply screw 8, and a collection conveyance path 7, which is a developer collection conveyance path provided with a collection screw 6, are juxtaposed below the developing roller 5. The two conveyance paths of the supply conveyance path 9 and the collection conveyance path 7 are partitioned by a partition plate 134 as a partition member.

現像装置4は、供給搬送路9の回収搬送路7の反対側に並列して、現像剤攪拌搬送路である攪拌搬送路10を設けている。攪拌搬送路10は、現像剤を攪拌しながら供給スクリュ8とは逆方向である図中手前側に搬送する現像剤攪拌搬送部材としての攪拌スクリュ11を備えている。供給搬送路9と攪拌搬送路10とは仕切り部材としての仕切り壁133によって仕切られている。仕切り壁133の図中手前側と奥側との両端は開口部となっており、供給搬送路9と攪拌搬送路10とが連通している。供給搬送路9内に供給され現像に用いられず供給搬送路9の搬送方向下流端まで搬送された余剰現像剤と、回収スクリュ6によって回収搬送路7の搬送方向下流端まで搬送された回収現像剤とは攪拌搬送路10に供給される。攪拌搬送路10は、供給された余剰現像剤と回収現像剤とを攪拌し、攪拌スクリュ11の搬送方向下流側であり、供給スクリュ8の搬送方向上流側に搬送する。   The developing device 4 is provided with an agitation conveyance path 10 that is a developer agitation conveyance path in parallel with the supply conveyance path 9 opposite to the collection conveyance path 7. The agitating and conveying path 10 includes an agitating screw 11 as a developer agitating and conveying member that conveys the developer to the front side in the figure, which is in the opposite direction to the supply screw 8 while agitating the developer. The supply conveyance path 9 and the stirring conveyance path 10 are partitioned by a partition wall 133 as a partition member. Both ends of the front and rear sides of the partition wall 133 in the figure are openings, and the supply conveyance path 9 and the agitation conveyance path 10 communicate with each other. The excess developer that is supplied into the supply conveyance path 9 and is not used for development and is conveyed to the downstream end in the conveyance direction of the supply conveyance path 9 and the collected development conveyed to the downstream end in the conveyance direction of the collection conveyance path 7 by the collection screw 6 The agent is supplied to the stirring conveyance path 10. The agitating and conveying path 10 agitates the supplied excess developer and the recovered developer, and conveys them to the downstream side in the conveying direction of the agitating screw 11 and to the upstream side in the conveying direction of the supplying screw 8.

仕切り板134には回収スクリュ6の搬送方向最下流側である図中奥方向の端が開口部となっており、供給搬送路9と回収搬送路7とが連通している。回収スクリュ6の搬送方向下流端と、供給スクリュ8の搬送方向下流端と、攪拌スクリュ11の搬送方向上流端とで3つの搬送路が連通している。
そして、回収搬送路7の搬送方向下流端まで搬送された回収現像剤は供給搬送路9に移送される。また、回収現像剤と供給スクリュ8で搬送される現像ローラ5に供給されなかった現像剤は、連通している攪拌搬送路10に移送される。
攪拌搬送路10では攪拌スクリュ11によって、回収現像剤、余剰現像剤及び移送部で必要に応じて補給されるトナーを、回収搬送路7及び供給搬送路9の現像剤と逆方向に攪拌搬送する。そして、搬送方向下流側で連通している供給搬送路9の搬送方向上流側に攪拌された現像剤を移送する。なお、攪拌搬送路10の下方には、トナー濃度センサ127が設けられ、センサ出力によりトナー補給制御装置(図示せず)を作動し、トナーボトル86から移送部へのトナー補給を行っている。
現像装置4のケーシングは3つの搬送スクリュの軸部で上下に分かれる一体成型された下ケーシング12及び上ケーシング13からなる。仕切り壁133は下ケーシング12の一部であり、仕切り板134は、上ケーシング13に保持され、下ケーシング12と勘合する。
なお、上述のトナー補給制御装置として、公知のモーノポンプを用いる方式のものが採用できる。この方式によればトナーカートリッジの設置場所の制約が少ないため、画像形成装置内部のスペース配分に対し有利である。またトナーを適時補給できるため、現像装置4に大きなトナー貯留スペースを設けなくてすみ、現像装置4の小型化がはかれる。
The partition plate 134 has an opening at the end in the rearward direction in the drawing, which is the most downstream side in the transport direction of the recovery screw 6, and the supply transport path 9 and the recovery transport path 7 communicate with each other. Three conveyance paths are communicated with each other at the downstream end in the conveyance direction of the collection screw 6, the downstream end in the conveyance direction of the supply screw 8, and the upstream end in the conveyance direction of the stirring screw 11.
Then, the recovered developer transported to the downstream end in the transport direction of the recovery transport path 7 is transferred to the supply transport path 9. Further, the collected developer and the developer that has not been supplied to the developing roller 5 conveyed by the supply screw 8 are transferred to the stirring and conveying path 10 that is in communication.
In the agitating and conveying path 10, the agitating screw 11 agitates and conveys the collected developer, the surplus developer, and the toner replenished as needed in the transfer unit in the direction opposite to the developer in the collecting and conveying path 7 and the supply conveying path 9. . Then, the agitated developer is transferred to the upstream side in the conveyance direction of the supply conveyance path 9 communicating with the downstream side in the conveyance direction. A toner concentration sensor 127 is provided below the agitating and conveying path 10, and a toner replenishment control device (not shown) is operated by the sensor output to replenish toner from the toner bottle 86 to the transfer unit.
The casing of the developing device 4 includes an integrally formed lower casing 12 and upper casing 13 which are divided into upper and lower portions at the shaft portions of three conveying screws. The partition wall 133 is a part of the lower casing 12, and the partition plate 134 is held by the upper casing 13 and mated with the lower casing 12.
As the above-described toner replenishment control device, a system using a known MONO pump can be adopted. According to this method, there are few restrictions on the installation location of the toner cartridge, which is advantageous for space allocation in the image forming apparatus. Further, since the toner can be replenished in a timely manner, it is not necessary to provide a large toner storage space in the developing device 4, and the developing device 4 can be downsized.

図4に示すように、現像剤供給部材の最上部である供給スクリュ8のスクリュ頂点14が現像ローラ5の回転中心15よりも下方になるように配置されている。現像装置4では現像ローラ5の回転中心15とスクリュ頂点14とを結んだ直線と、回転中心15を通る水平な直線との角度θ1を30[°]に設定した。この角度θ1は供給スクリュ8の直径にも左右されるが、現像装置4の小型化からレイアウト上10[°]〜40[°]が望ましい。
現像ローラ5への現像剤の供給は現像ローラ5内に設けられた磁極が現像剤中の磁性キャリアをひきつけることによって行われる。上述のように、スクリュ頂点14が現像ローラ5の回転中心15よりも下方となるように配置することにより、現像剤の自重が現像ローラ5への現像剤の供給量に影響せず、磁力の大きさが現像剤の供給量に寄与する。これにより、供給搬送路9で搬送される現像剤の上部から確実に供給されるため、供給スクリュ8の搬送方向で供給搬送路9内の現像剤の嵩が均一でなくても、現像ローラ5に適正な量の現像剤を供給することができる。
As shown in FIG. 4, the screw apex 14 of the supply screw 8 that is the uppermost part of the developer supply member is disposed below the rotation center 15 of the developing roller 5. In the developing device 4, an angle θ1 between a straight line connecting the rotation center 15 of the developing roller 5 and the screw apex 14 and a horizontal straight line passing through the rotation center 15 is set to 30 [°]. This angle θ1 depends on the diameter of the supply screw 8, but is preferably 10 [°] to 40 [°] in view of the layout because the developing device 4 is downsized.
The developer is supplied to the developing roller 5 by the magnetic pole provided in the developing roller 5 attracting the magnetic carrier in the developer. As described above, by arranging the screw apex 14 so as to be below the rotation center 15 of the developing roller 5, the self-weight of the developer does not affect the supply amount of the developer to the developing roller 5, and the magnetic force The size contributes to the developer supply amount. Accordingly, since the developer is reliably supplied from the upper part of the developer conveyed in the supply conveyance path 9, the developing roller 5 can be used even if the bulk of the developer in the supply conveyance path 9 is not uniform in the conveyance direction of the supply screw 8. An appropriate amount of developer can be supplied.

次に、現像ローラ5の磁極配置について説明する。
図5は現像ローラ5の磁極配置の概略説明図である。感光体1と対向する現像領域で現像ローラ5の表面移動方向の最も下流側の位置には現像下流端側S極218、供給スクリュ8と対向する位置には現像剤汲み上げ用S極219を配置している。そして、現像下流端側S極218と現像剤汲み上げ用S極219との間の領域は磁極がない磁極配置となっている。
この磁極がない範囲が現像済みの現像剤を回収する現像剤回収領域となり、現像剤回収領域と対向する現像ローラ5の真下の位置に回収搬送路7を設けている。現像領域を通過した現像済みの現像剤は現像剤回収領域まで搬送されると磁力の影響を受けなくなり、現像ローラ5の回転による遠心力と現像剤の自重とにより、回収搬送路7に落下し、回収され、回収現像剤として搬送される。
現像ローラ5の上方で現像済みの現像剤を回収しようとすると、現像剤が磁力の影響を受けない位置でも、自重により現像ローラ表面に乗ったままの状態になり、表面移動と共に下流側に搬送される現像剤の連れ回りが生じることがある。現像済みの現像剤で連れ回りが生じると、トナー濃度が変化した現像剤が供給位置まで搬送され、再び現像に用いられることになり、現像ローラ上のトナー濃度が低下したり、不均一となったりするおそれがある。
現像装置4では、現像ローラ5の下方の表面を現像剤回収領域とし、その下方に回収搬送路7を設けている。これにより、現像剤の自重は回収に寄与するため、より確実に現像剤を回収することができ、現像済み現像剤の連れ回りを防止することができ、トナー濃度を確実に一定にすることができる。
Next, the magnetic pole arrangement of the developing roller 5 will be described.
FIG. 5 is a schematic explanatory diagram of the magnetic pole arrangement of the developing roller 5. In the developing region facing the photoreceptor 1, a developing downstream end side S pole 218 is disposed at the most downstream position in the surface movement direction of the developing roller 5, and a developer pumping S pole 219 is disposed at a position facing the supply screw 8. is doing. A region between the development downstream end side S pole 218 and the developer pumping S pole 219 has a magnetic pole arrangement without a magnetic pole.
The area without the magnetic pole is a developer collection area for collecting the developed developer, and the collection conveyance path 7 is provided at a position directly below the developing roller 5 facing the developer collection area. The developed developer that has passed through the development area is not affected by the magnetic force when conveyed to the developer collection area, and falls to the collection conveyance path 7 due to the centrifugal force generated by the rotation of the developing roller 5 and the weight of the developer. Is collected and conveyed as a collected developer.
When trying to collect the developed developer above the developing roller 5, even if the developer is not affected by the magnetic force, it remains on the surface of the developing roller due to its own weight, and is transported downstream along with the surface movement. Of the developed developer may occur. When the developed developer rotates, the developer whose toner density has changed is transported to the supply position and used again for development, and the toner density on the developing roller decreases or becomes non-uniform. There is a risk of
In the developing device 4, the surface below the developing roller 5 is used as a developer recovery region, and a recovery conveyance path 7 is provided below the developer recovery region. As a result, since the developer's own weight contributes to the recovery, the developer can be recovered more reliably, the developed developer can be prevented from being accompanied, and the toner density can be made constant. it can.

また、現像装置4は回収搬送路7及び回収スクリュ6を現像ローラ5のほぼ真下に設け、供給搬送路9及び供給スクリュ8を横斜め下方に設けた構成である。このような構成により、現像下流端側S極218と汲み上げ用S極219との間隔を広く設定することができる。
従来機の3軸の現像装置では、現像済みの現像剤が汲み上げ側の磁極の影響で現像スリーブから分離せず、そのまま連れ回りとなって、現像ローラ5に担持されたままの状態となることがあった。現像済みの現像剤が現像ローラ5に担持されたままの状態となると、低トナー濃度の現像剤もしくは不均一濃度の現像剤により安定な画像が得られないという問題が生じる。
現像装置4は、現像下流端側S極218と汲み上げ用S極219との間隔を広く設定し、現像済みの現像剤が汲み上げ用S極219の影響を受けにくいため、上述の問題を防止する効果が大きい。
供給と回収とを上下で配置している方式では、現像後の現像剤を横方向まで持ってくるため、搬送用磁極が必要となり、汲み上げ用磁極とその上流側の磁極の間隔が狭い構成となるため、連れ回りによる不具合が発生し易くなっている。プリンタ部100の現像装置4の現像ローラ5では汲み上げ用磁極である汲み上げ用S極219とその上流側の磁極である現像下流端側S極218との角度θ2は113[°]となっている。
Further, the developing device 4 has a configuration in which the collection conveyance path 7 and the collection screw 6 are provided almost directly below the developing roller 5, and the supply conveyance path 9 and the supply screw 8 are provided obliquely below the side. With such a configuration, the distance between the development downstream end side S pole 218 and the pumping S pole 219 can be set wide.
In the conventional three-axis developing device, the developed developer is not separated from the developing sleeve due to the influence of the magnetic pole on the pumping side, and is rotated as it is and is held on the developing roller 5. was there. When the developed developer is still carried on the developing roller 5, there is a problem that a stable image cannot be obtained with a low toner density developer or a non-uniform density developer.
In the developing device 4, the interval between the development downstream end side S pole 218 and the pumping S pole 219 is set wide, and the developed developer is not easily affected by the pumping S pole 219, thus preventing the above-described problems. Great effect.
In the system in which the supply and recovery are arranged vertically, the developer after development is brought to the horizontal direction, so a conveying magnetic pole is required, and the gap between the pumping magnetic pole and the upstream magnetic pole is narrow. For this reason, troubles due to rotation are likely to occur. In the developing roller 5 of the developing device 4 of the printer unit 100, the angle θ2 between the pumping S pole 219 that is the pumping magnetic pole and the developing downstream end side S pole 218 that is the upstream magnetic pole is 113 [°]. .

従来の3軸の現像装置では現像ローラの汲み上げ用磁極とその上流側の磁極との間の角度は角度が大きいものでも、90[°]ぐらいであり、従来の現像ローラに対し20[°]以上広い間隔となる角度(約25[%]増)となっている。汲み上げ用磁極とその上流側の磁極との間隔を広くすると上流側の磁極を通過した現像剤が汲み上げ磁極からの磁力の影響を受けにくく、つれまわり現象が起きにくい。現像装置4では汲み上げ用S極219と現像下流端側S極218との角度θ2を113[°]としている。θ2の値としてはこれに限るものではなく、従来の現像装置よりも大きい、例えば角度θ2は100[°]以上あれば、連れ回りに起因するトナー濃度の不具合をより確実に防止することができる。
また、現像装置4では、現像用磁極が3極のため、最下流の現像用磁極が搬送用磁極もかねるため、専用の搬送用磁極が不必要となっていると考えられる。
In the conventional three-axis developing device, the angle between the pumping magnetic pole of the developing roller and the magnetic pole on the upstream side is about 90 [°], even if the angle is large, and is 20 [°] relative to the conventional developing roller. The angle is a wider interval (increased by about 25 [%]). If the distance between the pumping magnetic pole and the upstream magnetic pole is widened, the developer that has passed through the upstream magnetic pole is less affected by the magnetic force from the pumping magnetic pole, so that the spinning phenomenon does not easily occur. In the developing device 4, the angle θ2 between the pumping S pole 219 and the development downstream end side S pole 218 is set to 113 [°]. The value of θ2 is not limited to this, and if the angle θ2 is larger than that of the conventional developing device, for example, the angle θ2 is 100 [°] or more, it is possible to more reliably prevent the toner density defect due to the accompanying rotation. .
In the developing device 4, since the developing magnetic poles are three, the most downstream developing magnetic pole also serves as the conveying magnetic pole, so that it is considered that a dedicated conveying magnetic pole is unnecessary.

現像ローラ5の表面に供給された現像剤はその層厚を現像ドクタ16によって規制されることによって現像に最適な層厚となる。現像に最適な層厚とするには現像ドクタ16で規制される必要があるため、現像ローラ5に供給される現像剤の量は、現像ドクタ16を通過する現像剤の量よりも多い状態である。現像ローラ5に供給された現像剤は現像ドクタ16を通過する現像剤よりも多く、現像ドクタ16では常に現像剤が規制されている状態である。これにより、稼動していくうちに現像ドクタ16の上流側のドクタ領域17で規制された被規制現像剤が溜まっていく。
被規制現像剤は、後から現像ローラ5に供給され、ドクタ領域17に到達する現像剤により、持ち上げられ、現像ローラ5に落下し、またドクタ領域17に供給される。このように、ドクタ領域17で対流するような挙動を示す。
現像装置4では、ドクタ領域17で被規制現像剤が滞留し、循環対流を起こさないように、ある程度の量以上になった場合、迂回して供給搬送路9に還流させる被規制現像剤回収部材18が設置されている。また、現像ローラ5の磁力が影響し、還流する現像剤が滞留しないように被規制現像剤回収部材18の位置が設定されている。
The developer supplied to the surface of the developing roller 5 has an optimum layer thickness for development by regulating the layer thickness by the developing doctor 16. Since it is necessary to be regulated by the developing doctor 16 in order to obtain an optimum layer thickness for development, the amount of developer supplied to the developing roller 5 is larger than the amount of developer passing through the developing doctor 16. is there. The developer supplied to the developing roller 5 is more than the developer passing through the developing doctor 16, and the developer is always regulated in the developing doctor 16. As a result, the regulated developer regulated in the doctor region 17 on the upstream side of the developing doctor 16 is accumulated as the operation is continued.
The regulated developer is supplied to the developing roller 5 later, is lifted by the developer that reaches the doctor region 17, falls to the developing roller 5, and is supplied to the doctor region 17. In this way, the behavior of convection in the doctor region 17 is shown.
In the developing device 4, the regulated developer collecting member that detours and recirculates to the supply conveyance path 9 when the regulated developer stays in the doctor region 17 and exceeds a certain amount so as not to cause circulation convection. 18 is installed. Further, the position of the regulated developer collecting member 18 is set so that the developer that flows back is not affected by the magnetic force of the developing roller 5 and stays.

現像ドクタ16は上ケーシング13に固定された放熱用部材19に密着固定される。現像ドクタ16は現像剤からの熱を放熱用部材19に伝達し、放熱用部材の内側にはフィン120が形成され稼働中の空気流により放熱を行い、現像剤の温度上昇の低減を図っている。また、放熱用部材19は現像装置或いは作像ユニット111のプリンタ部100に対する着脱時に案内ガイドとして使用されるガイド部121を備えている。
また、下ケーシング12には、放熱フィン128が設けられ、プリンタ部100前部から後部へ送られる冷却風により、現像装置4全体の温度上昇を低減、冷却できるようになっている。
The developing doctor 16 is firmly fixed to a heat radiating member 19 fixed to the upper casing 13. The developing doctor 16 transmits heat from the developer to the heat radiating member 19, and fins 120 are formed inside the heat radiating member to radiate heat by the air flow during operation, so as to reduce the temperature rise of the developer. Yes. Further, the heat radiating member 19 includes a guide portion 121 that is used as a guide when the developing device or the image forming unit 111 is attached to or detached from the printer portion 100.
Further, the lower casing 12 is provided with heat radiating fins 128 so that the temperature rise of the entire developing device 4 can be reduced and cooled by cooling air sent from the front part of the printer unit 100 to the rear part.

現像ローラ5の下流側には、現像剤捕捉ローラ122が設置され、感光体1に付着した現像剤及び現像ローラ5から落下した現像剤を捕捉する。そして、現像ローラ5と逆回転させ、現像ローラ5に戻すか、スクレーパ123により回収搬送路7に回収させるようになっている。
攪拌スクリュ11及び攪拌搬送路10の上部の上ケーシング13には開口部124が設けられ、現像剤カートリッジ125が保持されるように構成されている。製品納入時または現像剤交換時現像剤を抜き取った後に、現像剤カートリッジ125をセットし、現像剤カートリッジシール部126を剥離することにより、現像剤が開口部124から現像装置4内に充填補給される。現像剤補給もカートリッジとして行えることで、簡単に交換が可能となっている。
A developer catching roller 122 is installed on the downstream side of the developing roller 5 and catches the developer attached to the photoreceptor 1 and the developer dropped from the developing roller 5. Then, it is rotated reversely to the developing roller 5 and returned to the developing roller 5 or is collected in the collecting and conveying path 7 by the scraper 123.
The upper casing 13 above the stirring screw 11 and the stirring conveyance path 10 is provided with an opening 124 so as to hold the developer cartridge 125. At the time of product delivery or when the developer is replaced, the developer cartridge 125 is set and the developer cartridge seal portion 126 is peeled off, so that the developer is refilled into the developing device 4 from the opening 124. The Since the developer can be replenished as a cartridge, it can be easily replaced.

次に、3つの現像剤搬送路内での現像剤の循環について説明する。
図6は、現像装置4の上ケーシング13を外した状態を示すものであり、下ケーシング12で構成される各搬送路及び各スクリュの感光体1側から見た斜視図である。
下ケーシング12には、図中手前側より回収スクリュ6、供給スクリュ8、及び攪拌スクリュ11が設置され、それぞれのスクリュによる搬送領域を分けるように、各搬送路が形成されている。但し、供給搬送路9と回収搬送路7とは、上ケーシング13に保持され、下ケーシング12と勘合する仕切り板134により隔離されている。現像剤は、回収スクリュ6及び供給スクリュ8では矢印135、136の方向に、攪拌スクリュ11では逆方向の矢印137の方向に搬送されている。このとき回収スクリュ6及び供給スクリュ8の矢印135及び136は図4中手前から奥側への搬送方向であり、一方、攪拌スクリュ11の矢印137は奥側から手前側への搬送方向である。
Next, the circulation of the developer in the three developer conveyance paths will be described.
FIG. 6 shows a state in which the upper casing 13 of the developing device 4 is removed, and is a perspective view of each conveying path constituted by the lower casing 12 and each screw as viewed from the photosensitive member 1 side.
The lower casing 12 is provided with a collection screw 6, a supply screw 8, and a stirring screw 11 from the front side in the figure, and each conveyance path is formed so as to divide a conveyance area by each screw. However, the supply conveyance path 9 and the collection conveyance path 7 are held by the upper casing 13 and are separated by a partition plate 134 that engages with the lower casing 12. The developer is conveyed in the directions of arrows 135 and 136 in the recovery screw 6 and the supply screw 8, and in the direction of the arrow 137 in the reverse direction in the stirring screw 11. At this time, the arrows 135 and 136 of the recovery screw 6 and the supply screw 8 are transport directions from the front side to the back side in FIG. 4, while the arrow 137 of the stirring screw 11 is a transport direction from the back side to the front side.

ここで、スクリュの構成について攪拌スクリュ11を例として説明する。攪拌スクリュ11は、攪拌回転軸170に現像剤搬送方向に向かって現像剤を攪拌搬送する羽部である攪拌搬送羽部138と、現像剤を隣接する供給スクリュ8側に移送する攪拌横移送用パドル139とを取り付けている。さらに、現像剤搬送方向下流端側の軸受部に現像剤を送り込まないように、攪拌搬送路10の搬送方向下流端部の現像剤に搬送方向とは逆方向の搬送力を与える攪拌搬送羽部138とは逆の巻方向の攪拌逆送羽部140が取り付けられている。なお、回収スクリュ6、及び供給スクリュ8も攪拌スクリュ11と同様な構成となっている。   Here, the configuration of the screw will be described with the stirring screw 11 as an example. The agitating screw 11 is for agitating and conveying blades 138 which are wings for agitating and conveying the developer toward the agitating rotation shaft 170 in the developer conveying direction, and for agitating lateral transfer for transferring the developer to the adjacent supply screw 8 side. A paddle 139 is attached. Further, the agitating / conveying blade portion that applies a conveying force in the direction opposite to the conveying direction to the developer at the downstream end portion in the conveying direction of the agitating / conveying path 10 so that the developer is not fed into the bearing portion on the downstream end side in the developer conveying direction. A stirring reverse blade section 140 in the winding direction opposite to that of 138 is attached. The recovery screw 6 and the supply screw 8 have the same configuration as the stirring screw 11.

攪拌搬送路10での現像剤搬送方向下流側では、仕切り壁133に開口部を設けてあり、攪拌搬送路10の現像剤搬送方向下流側端部と供給搬送路9の現像剤搬送方向上流側端部とが連通している。攪拌搬送路10の搬送方向下流側端部まで搬送された現像剤は攪拌スクリュ11の攪拌横移送用パドル139により、供給スクリュ8側の供給搬送路9の搬送方向上流側端部に移送される。
一方、逆側では、仕切り壁133及び仕切り板134に開口部が設けてあり、回収搬送路7及び供給搬送路9の現像剤搬送方向下流側端部と攪拌搬送路10の現像剤搬送方向上流側端部とが連通し、連通部150を形成している。回収搬送路7に回収された回収現像剤は回収スクリュ6の回収横移送用パドル141により、供給スクリュ8側の供給搬送路9に移送される。現像に用いられず供給搬送路9の搬送方向下流側端部まで搬送された余剰現像剤と回収搬送路7から移送された回収現像剤とは、供給搬送路9内で混合される。余剰現像剤と回収現像剤とは、供給スクリュ8の供給横移送用パドル142により、攪拌スクリュ11側の攪拌搬送路10に移送される。
On the downstream side in the developer conveyance direction in the stirring conveyance path 10, an opening is provided in the partition wall 133, the downstream end in the developer conveyance direction of the stirring conveyance path 10 and the upstream in the developer conveyance direction in the supply conveyance path 9. The end is in communication. The developer transported to the downstream end portion in the transport direction of the stirring transport path 10 is transported to the upstream end portion in the transport direction of the supply transport path 9 on the supply screw 8 side by the stirring lateral transfer paddle 139 of the stirring screw 11. .
On the other hand, openings are provided in the partition wall 133 and the partition plate 134 on the opposite side, and the downstream ends of the recovery transport path 7 and the supply transport path 9 in the developer transport direction and the upstream of the stirring transport path 10 in the developer transport direction. The side end portion communicates with each other to form a communication portion 150. The collected developer collected in the collection conveyance path 7 is transferred to the supply conveyance path 9 on the supply screw 8 side by the collection lateral transfer paddle 141 of the collection screw 6. The surplus developer transported to the downstream end in the transport direction of the supply transport path 9 without being used for development and the recovered developer transferred from the recovery transport path 7 are mixed in the supply transport path 9. The surplus developer and the collected developer are transferred to the stirring conveyance path 10 on the stirring screw 11 side by the supply lateral transfer paddle 142 of the supply screw 8.

ここで、回収搬送路7及び供給搬送路9の現像剤搬送方向下流側端部と攪拌搬送路10の現像剤搬送方向上流側端部との3つの現像剤搬送路が連通する位置での現像剤の横方向の移送について説明する。
図7は、3つの現像剤搬送路が連通している横移送部の概略断面図である。
現像剤の受け渡し部の仕切り壁133及び仕切り板134にはそれぞれ開口部が設けられている。回収搬送路7、供給搬送路9、及び攪拌搬送路10の回転するパドルのよって横移送されるため、単純に底部をつなげた平面とした場合、回転するパドルに対してデットポイントが生ずるため、うまく引き渡せない場合がある。そのため、各搬送路間にはそれぞれ回収・供給凸部131及び供給・攪拌凸部132が設けられ、それぞれの凸部を乗り越えた現像剤が逆流しないように構成されている。
また、比較的上方に引き渡す必要がある回収横移送用パドル141は、現像剤を押し出す現像剤押し出し面144に角度をモータせ、より外側に押し出すように構成されている。さらに、パドルの数は2枚に限らず、点線141bで示すように、搬送量に応じて羽根の枚数を増やしてもよい。
3つの現像剤搬送路の中間に位置する供給搬送路9の供給横移送用パドル142は、送り込まれた回収現像剤を引き込み、攪拌搬送路に押し出すため、回収横移送用パドル141のような角度を持たせず、ほぼフラットな状態に構成されている。
Here, development is performed at a position where the three developer conveyance paths of the collection conveyance path 7 and the supply conveyance path 9 and the downstream end portion in the developer conveyance direction of the agitation conveyance path 10 communicate with each other. The horizontal transfer of the agent will be described.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a lateral transfer unit in which three developer conveyance paths are in communication.
Openings are provided in the partition wall 133 and the partition plate 134 of the developer delivery section. Since it is laterally transferred by the rotating paddles of the recovery conveying path 7, the supply conveying path 9, and the stirring conveying path 10, if it is simply a plane where the bottoms are connected, a dead point is generated for the rotating paddle. It may not be delivered successfully. Therefore, a collection / supply convex portion 131 and a supply / stirring convex portion 132 are provided between the conveyance paths, respectively, so that the developer over the respective convex portions does not flow backward.
Further, the collection lateral transfer paddle 141 that needs to be delivered relatively upward is configured such that the developer push-out surface 144 that pushes out the developer is motored at an angle and pushed outward. Further, the number of paddles is not limited to two, and the number of blades may be increased according to the carry amount as indicated by a dotted line 141b.
The supply lateral transfer paddle 142 of the supply conveyance path 9 located in the middle of the three developer conveyance paths draws in the collected developer that has been fed in and pushes it out to the stirring conveyance path. It is configured to be almost flat.

また、攪拌スクリュ11の下側の下ケーシング12にはトナー濃度センサ127を備えている。トナー濃度センサ127からの出力信号により、制御系を含むトナー補給手段(図示せず)によって、供給スクリュ8と攪拌スクリュ11との間の移送部位置143に、上部からトナー補給が行われる。移送部位置143は現像剤を横移送するための供給横移送用パドル142が現像剤を掻き揚げる位置であるので攪拌作用が大きい。このように、攪拌作用が大きい箇所にトナー補給を行うことで、補給されたトナーが短時間で現像剤と攪拌、混合される。トナーを補給する箇所としては、供給スクリュ8と攪拌スクリュ11の間と限らず、回収スクリュ6と供給スクリュ8との間の移送部であってもよい。   The lower casing 12 below the stirring screw 11 is provided with a toner concentration sensor 127. In accordance with an output signal from the toner concentration sensor 127, toner is replenished from above to a transfer portion position 143 between the supply screw 8 and the stirring screw 11 by a toner replenishing means (not shown) including a control system. Since the feeding position 143 is a position where the feed lateral transfer paddle 142 for laterally transporting the developer scoops up the developer, the stirring action is large. In this way, by supplying toner to a place where the stirring action is large, the supplied toner is stirred and mixed with the developer in a short time. The location for replenishing the toner is not limited to between the supply screw 8 and the stirring screw 11, but may be a transfer portion between the recovery screw 6 and the supply screw 8.

上述のように現像装置4では、回収スクリュ6、供給スクリュ8及び攪拌スクリュ11と回収搬送路7、供給搬送路9及び攪拌搬送路10とを現像ローラ5の下方に横方向に配置し、現像剤を循環させている。現像剤搬送路間の現像剤の移送が横方向に行われており、現像剤の循環において現像剤を上方向に押し上げる必要がない。これにより、装置内で現像剤を循環搬送する際に現像剤へのストレスを軽減することができ、現像剤の長寿命化を図ることができる。
また、回収スクリュ6及び供給スクリュ8の搬送方向下流端と、攪拌スクリュ11の搬送方向上流端とで3つの搬送路が連通させている。これにより、回収現像剤と余剰現像剤とを簡易な構成で攪拌搬送路10まで移送することができる。
As described above, in the developing device 4, the collection screw 6, the supply screw 8, the stirring screw 11, the collection conveyance path 7, the supply conveyance path 9, and the stirring conveyance path 10 are disposed laterally below the developing roller 5 and developed. The agent is circulating. The developer is transported in the lateral direction between the developer transport paths, and there is no need to push the developer upward in the developer circulation. As a result, when the developer is circulated and conveyed in the apparatus, stress on the developer can be reduced, and the life of the developer can be extended.
Further, three conveyance paths are communicated with each other at the downstream end in the conveyance direction of the collection screw 6 and the supply screw 8 and the upstream end in the conveyance direction of the stirring screw 11. As a result, the recovered developer and excess developer can be transferred to the agitation transport path 10 with a simple configuration.

また、従来、隣り合う現像剤搬送路に現像剤を移送する構成として、搬送方向下流端部付近でも軸方向に平行な方向の搬送力のみを現像剤に加えて、押出すように開口部から隣の搬送路に移送するものがある。このように軸方向のみの搬送力を現像剤に加える構成では、開口部から押出すために現像剤に圧力を加える状態となり、現像剤に過剰なストレスがかかることになり、現像剤の寿命を低下させるおそれがある。一方、現像装置4では現像剤搬送路の搬送方向下流端部に横方向の搬送力を加えるパドル形状の部材を設けており、押出す構成のように現像剤に圧力を加えることなく移送できるため、現像剤にかかるストレスの軽減を図ることができる。   Conventionally, as a configuration for transferring the developer to the adjacent developer transport path, only the transport force in the direction parallel to the axial direction is applied to the developer even in the vicinity of the downstream end in the transport direction from the opening so as to extrude. Some transfer to the next transport path. As described above, in the configuration in which the conveying force only in the axial direction is applied to the developer, pressure is applied to the developer in order to extrude it from the opening, and the developer is excessively stressed. May decrease. On the other hand, the developing device 4 is provided with a paddle-shaped member that applies a lateral conveying force at the downstream end portion in the conveying direction of the developer conveying path, and can be transported without applying pressure to the developer as in an extruding configuration. The stress applied to the developer can be reduced.

図8は現像装置4の現像ローラ5を取り付けた状態の上ケーシング13の斜視図である。
図に示すように、現像領域よりも軸方向外側にトナー補給手段(図示せず)からのトナーを補給するトナー補給口130を設けている。トナー補給手段(図示せず)からのトナーは、トナー補給口130を通じて図6に示す移送部位置143に補給がなされる。
図8に示すように、回収搬送路7と供給搬送路9との間の移送部の上方には現像ローラ5のローラ回転軸5aが延びている。そして、このローラ回転軸5aの駆動部を設けるため、現像装置4では回収搬送路7と供給搬送路9との間の移送部の上方にトナー補給口130を設けることはできない。この点について、現像ローラ5の駆動部による制約がなければ、回収搬送路7と供給搬送路9との間の移送部の上方にトナー補給口130を設けてもよい。回収搬送路7と供給搬送路9との間でトナーを補給することにより、トナー濃度が低下している回収現像剤にトナーを供給することができるので、攪拌をより効率的に行うことができる。
FIG. 8 is a perspective view of the upper casing 13 with the developing roller 5 of the developing device 4 attached.
As shown in the figure, a toner replenishing port 130 for replenishing toner from a toner replenishing means (not shown) is provided outside the developing area in the axial direction. The toner from the toner replenishing means (not shown) is replenished to the transfer portion position 143 shown in FIG.
As shown in FIG. 8, a roller rotation shaft 5 a of the developing roller 5 extends above the transfer portion between the collection conveyance path 7 and the supply conveyance path 9. Since the driving unit for the roller rotation shaft 5 a is provided, the developing device 4 cannot provide the toner supply port 130 above the transfer unit between the collection conveyance path 7 and the supply conveyance path 9. In this regard, if there is no restriction by the driving unit of the developing roller 5, a toner replenishing port 130 may be provided above the transfer unit between the collection conveyance path 7 and the supply conveyance path 9. By replenishing the toner between the recovery conveyance path 7 and the supply conveyance path 9, the toner can be supplied to the recovery developer whose toner concentration is lowered, so that stirring can be performed more efficiently. .

先に述べた図4について、攪拌搬送路10と供給搬送路9とを仕切り、下ケーシング12に形成された仕切り壁133には、供給スクリュ8の現像範囲の中央部以降の現像剤搬送方向下流側には現像剤嵩調節開口部145が設けられている。
現像ローラ5が停止させた場合、もしくは、現像ドクタ16の設定により、現像に用いられる現像剤が減少し、現像剤が滞留して、供給搬送路9内の現像剤の嵩が所望の高さよりも高くなることがある。現像剤の嵩が所望の高さよりも高くなると、供給スクリュ8による搬送状況が異なり、極端に搬送効率が低下や、正常な現像剤循環が保てず、部分的な現像剤劣化などを引き起こすおそれがある。
現像範囲の中央部以降で現像剤の嵩が所望の高さ以上になると、現像剤嵩調節開口部145から攪拌搬送路10へ現像剤をオーバーフローさせ、供給搬送路9内での現像剤高さを制御している。
With reference to FIG. 4 described above, the agitation conveyance path 10 and the supply conveyance path 9 are partitioned, and the partition wall 133 formed in the lower casing 12 is downstream in the developer conveyance direction after the center of the development range of the supply screw 8. On the side, a developer bulk adjusting opening 145 is provided.
When the developing roller 5 is stopped or when the developing doctor 16 is set, the developer used for development decreases, the developer stays, and the volume of the developer in the supply conveyance path 9 is larger than the desired height. Can be expensive. When the bulk of the developer is higher than the desired height, the conveyance status by the supply screw 8 is different, and the conveyance efficiency may be extremely lowered, normal developer circulation may not be maintained, and partial developer deterioration may occur. There is.
When the volume of the developer exceeds a desired height after the central portion of the development range, the developer overflows from the developer volume adjusting opening 145 to the stirring conveyance path 10, and the developer height in the supply conveyance path 9 is increased. Is controlling.

供給搬送路9内の現像剤は現像に用いられていない現像剤であり、そのトナー濃度は現像に適した状態であるので、攪拌搬送路10の途中に供給してもトナー濃度の低下や、濃度の不均一が生じることはない。
なお、現像剤嵩調節開口部145としては、図4に示すように複数箇所に分けて設けたものでも、現像範囲中央部以降全体を一つの開口部として設けたものでもよい。
所定の高さよりも高い位置の仕切り部材に開口部を設けることにより、供給搬送路内の過剰な現像剤をオーバーフローさせ、攪拌搬送路に供給する構成は、供給搬送路と攪拌搬送路とがほぼ同じ高さに並設されているからこそ可能な構成である。例えば、供給搬送路と攪拌搬送路とが上下に並設されている場合、攪拌搬送路が上方にあっては供給搬送路内の現像剤をオーバーフローさせても攪拌搬送路に供給することはできない。供給搬送路が上方にある場合は、一度オーバーフローさせた現像剤を下方の攪拌搬送路に落下させる落下用の経路が必要となり、現像装置の構成が複雑になってしまう。本件のように、供給搬送路と攪拌搬送路とをほぼ同じ高さに並設すると、仕切り部材のある高さに開口部を設けるという簡易な構成で、供給搬送路内の過剰な現像剤を攪拌搬送路へ供給することができる。
The developer in the supply conveyance path 9 is a developer that is not used for development, and its toner density is in a state suitable for development. There is no non-uniform density.
The developer bulk adjusting opening 145 may be provided at a plurality of locations as shown in FIG. 4 or may be provided as a single opening from the center of the developing range.
By providing an opening in a partition member at a position higher than a predetermined height, excess developer in the supply conveyance path is overflowed and supplied to the agitation conveyance path. This is possible because it is arranged at the same height. For example, when the supply conveyance path and the agitation conveyance path are arranged side by side, if the agitation conveyance path is above, even if the developer in the supply conveyance path overflows, it cannot be supplied to the agitation conveyance path . When the supply conveyance path is on the upper side, a dropping path for dropping the overflowed developer to the lower agitation conveyance path is required, and the configuration of the developing device becomes complicated. As in this case, when the supply conveyance path and the agitation conveyance path are arranged side by side at substantially the same height, an excess developer in the supply conveyance path can be removed with a simple configuration in which an opening is provided at a certain height of the partition member. It can be supplied to the stirring conveyance path.

次に、各現像剤搬送路間の現像剤の搬送量の関係について説明する。図9は各現像剤搬送路での現像剤搬送量(単位時間当たり)及びフローを説明する概略図である。図の横方向はプリンタ部100の奥行き方向、つまり現像装置4内での現像剤搬送路内の現像剤の搬送方向を表わしている。
攪拌搬送路10での現像剤搬送状態を146(以下、攪拌搬送量146と呼ぶ)、供給搬送路9の現像剤搬送状態を147(以下、供給搬送量147と呼ぶ)、回収搬送路7現像剤搬送状態148(以下、回収搬送量148と呼ぶ)と表わす。この時の各奥行き方向位置での搬送量は図中の幅の大きさで示される。また、現像剤の搬送方向は矢印135、136及び137で示される。
Next, the relationship of the developer conveyance amount between the developer conveyance paths will be described. FIG. 9 is a schematic diagram illustrating the developer conveyance amount (per unit time) and the flow in each developer conveyance path. The horizontal direction in the drawing represents the depth direction of the printer unit 100, that is, the developer transport direction in the developer transport path in the developing device 4.
The developer conveyance state in the agitation conveyance path 10 is 146 (hereinafter referred to as agitation conveyance amount 146), the developer conveyance state in the supply conveyance path 9 is 147 (hereinafter referred to as supply conveyance amount 147), and the recovery conveyance path 7 development. This is expressed as an agent transport state 148 (hereinafter referred to as a recovered transport amount 148). The amount of conveyance at each position in the depth direction at this time is indicated by the size of the width in the drawing. The developer transport direction is indicated by arrows 135, 136 and 137.

攪拌搬送路10の現像剤は、搬送方向下流側で供給搬送路9に受け渡される(矢印152)。供給搬送路9の現像剤は現像範囲では、回収搬送路7に現像ローラ5を介し順次移送されることとなる(矢印153)。従って、現像範囲では、供給搬送路9の現像剤は順次減少して、回収搬送路7の現像剤は逆に同じ量増加していくことになる。また、回収搬送路7の現像剤は、搬送方向下流で供給搬送路9に受け渡され(矢印154)、さらに、供給搬送路9の現像剤と共に攪拌搬送路10に受け渡される(矢印155)ことになる。また、図6で説明したように、回収搬送路7の搬送方向下流端から攪拌搬送路10の搬送方向上流端までの連通部150で横方向に移送する過程で行われ、図9では領域Kの範囲で行われる。   The developer in the agitation conveyance path 10 is transferred to the supply conveyance path 9 on the downstream side in the conveyance direction (arrow 152). In the developing range, the developer in the supply conveyance path 9 is sequentially transferred to the collection conveyance path 7 via the developing roller 5 (arrow 153). Therefore, in the developing range, the developer in the supply conveyance path 9 decreases sequentially, and the developer in the recovery conveyance path 7 increases on the contrary by the same amount. Further, the developer in the recovery conveyance path 7 is transferred to the supply conveyance path 9 downstream in the conveyance direction (arrow 154), and further transferred to the stirring conveyance path 10 together with the developer in the supply conveyance path 9 (arrow 155). It will be. Further, as described with reference to FIG. 6, this is performed in the process of transferring in the lateral direction by the communication portion 150 from the downstream end in the transport direction of the collection transport path 7 to the upstream end in the transport direction of the stirring transport path 10. It is done in the range.

現像剤が円滑に循環するためには、各搬送路及び各スクリュの搬送能力は、回収スクリュ6の出力搬送量:f、供給スクリュ8の出力搬送量:eとすると、攪拌スクリュ11の入力搬送量:Eとすると、E=e+fを満足する必要がある。
また、攪拌搬送スクリュの出力搬送量=供給搬送スクリュの入力搬送量=攪拌搬送スクリュの入力搬送量=Eとなる。
そして、現像剤の安定供給を考える場合、供給スクリュ8で搬送する供給搬送路9内の現像剤は、ある程度余裕を持たせる必要がある。このとき、供給搬送路9内での現像剤の充填度(高さ)、及び供給スクリュ8の搬送効率が重要である。現像剤の高さは一定ではなく、攪拌方向により傾きを生じ、また、搬送効率も羽根のリード、材質、厚さ、条数により大きく変わって来るため、ある程度余裕をもった量として設定する必要がある。その誤差を±10[%]とし、確実なオーバーフロー量10[%]と設定して、攪拌搬送路10から受け渡される現像剤の量Eの20[%]以上となるように、e>(E/5)が望ましい。
In order for the developer to circulate smoothly, the conveyance capacity of each conveyance path and each screw is as follows. The output conveyance amount of the collection screw 6 is f and the output conveyance amount of the supply screw 8 is e. When the amount is E, it is necessary to satisfy E = e + f.
Further, the output conveyance amount of the agitating and conveying screw = the input conveying amount of the supplying and conveying screw = the input conveying amount of the agitating and conveying screw = E.
When considering the stable supply of the developer, the developer in the supply conveyance path 9 conveyed by the supply screw 8 needs to have some margin. At this time, the filling degree (height) of the developer in the supply conveyance path 9 and the conveyance efficiency of the supply screw 8 are important. The height of the developer is not constant, it is inclined depending on the stirring direction, and the conveyance efficiency varies greatly depending on the blade lead, material, thickness, and number of strips, so it must be set to a certain amount of margin. There is. The error is set to ± 10 [%], a certain overflow amount of 10 [%] is set, and e> () so that it is 20 [%] or more of the amount of developer E delivered from the stirring and conveying path 10. E / 5) is desirable.

また、e→Eとなる(eがEに近づく)ことは、無駄に現像剤を送っていることになり、現像剤に余分なストレスを加えることになる。これは、現像ドクタ16により現像ローラ5の現像領域への供給量は決まり回収量も決まる。つまり、fは現像ドクタ16の通過量によって決定される。よって、e→Eとなるとなることは、供給量に対して余剰現像剤が単に多くなることになり、無駄に攪拌、搬送を行い、現像剤に余分なストレスを与えているだけとなる。また、余剰現像剤が多いと現像済みの回収現像剤の比率が落ちるため、トナー濃度変化に対してトナー濃度センサ127の感度が鈍感になり、トナー濃度制御が難しくなる。   Further, e → E (e approaches E) means that the developer is sent unnecessarily, and extra stress is applied to the developer. This is because the developing doctor 16 determines the supply amount of the developing roller 5 to the developing region and also determines the recovery amount. That is, f is determined by the passing amount of the developing doctor 16. Therefore, e → E means that the surplus developer simply increases with respect to the supply amount, and the developer is agitated and transported unnecessarily, and the developer is excessively stressed. In addition, if the amount of excess developer is large, the ratio of the developed developer that has been developed decreases, so that the sensitivity of the toner concentration sensor 127 becomes insensitive to changes in the toner concentration, making it difficult to control the toner concentration.

実施例としての現像装置4では、以下の(2)式となるように設計を行った。
(E/3)>e>(E/4)・・・・(2)
これは現像剤搬送効率から、余剰現像剤のe→0が理想であるが、確実に現像ローラ上に一定量の現像剤を供給するため、ある程度余剰分が必要である。一方余剰現像剤と回収現像剤の比率により、一般的に攪拌搬送路上流側に位置するトナー濃度センサの感度が大きく影響される。つまり、回収現像剤の比率が大きいと感度が大きく、一方ばらつきも大きい、比率が小さいと感度が小さくなる。また、回収現像剤の比率が大きい場合、トナー補給を受け、トナー濃度均一にするため、攪拌性能に依存される。そのため、余剰現像剤の比率を上げることにより、回収現像剤は補給されたトナー及び余剰現像剤からのトナーも加えられ、大きなトナー濃度ムラを押さえることが可能になる。
以上の点から、現像剤搬送効率確保(現像剤低ストレス化)及びトナー濃度制御(トナー濃度センサの感度及びトナー濃度均一化)の面から、搬送量を(2)式の範囲に設定した。
The developing device 4 as an example was designed so as to satisfy the following expression (2).
(E / 3)>e> (E / 4) (2)
This is ideal from the standpoint of developer transport efficiency, and e → 0 of the surplus developer is ideal. However, a certain amount of surplus is required in order to reliably supply a certain amount of developer onto the developing roller. On the other hand, the sensitivity of the toner density sensor generally located on the upstream side of the agitating / conveying path is greatly influenced by the ratio of the excess developer and the collected developer. That is, when the ratio of the collected developer is large, the sensitivity is large, while the variation is large, and when the ratio is small, the sensitivity is small. Further, when the ratio of the collected developer is large, the toner replenishment is performed and the toner density is made uniform, so that it depends on the stirring performance. Therefore, by increasing the ratio of the excess developer, the recovered developer is added with the replenished toner and the toner from the excess developer, and it becomes possible to suppress large toner density unevenness.
In view of the above, the transport amount is set in the range of the formula (2) from the viewpoint of securing developer transport efficiency (developing developer low stress) and controlling toner density (sensitivity of toner density sensor and uniform toner density).

上述のような現像装置では、現像領域を通過し、トナーを消費した現像剤が供給搬送路に戻ってこないため、図19に示すような2軸の現像装置と比べて、現像ローラの軸方向のトナー濃度ムラは生じにくい。しかし、このような現像装置であっても、トナー消費・補給によって現像器内の任意の箇所について、最下流部の最もトナー濃度が高いタイミングと、最もトナー濃度が低いタイミングとの時間的なトナー濃度の差(以下、トナー濃度偏差と呼ぶ)が生じる。そして、トナー濃度偏差が現像ローラに到達するまでに十分に収縮されていないと、現像ローラ上にわずかながらトナー濃度変動が現れてしまう。とくに高プロセス線速の装置の場合、時間あたりのトナー補給量及び、トナー消費量が増加することからその濃度変動の振幅は大きくなってしまう。   In the developing device as described above, since the developer that has passed through the developing region and consumed the toner does not return to the supply conveyance path, the axial direction of the developing roller as compared with the biaxial developing device as shown in FIG. Toner density unevenness is less likely to occur. However, even in such a developing device, the toner at a certain time in the developing unit at a timing with the highest toner concentration at the most downstream portion and a timing with the lowest toner concentration at any location in the developing device due to toner consumption / replenishment. A difference in density (hereinafter referred to as toner density deviation) occurs. If the toner density deviation is not sufficiently contracted before reaching the developing roller, a slight change in toner density appears on the developing roller. In particular, in the case of an apparatus with a high process linear velocity, the amount of toner replenishment per hour and the amount of toner consumption increase, so that the amplitude of density fluctuation increases.

次に、現像剤攪拌搬送路である攪拌搬送路10について、攪拌搬送路10内を移動する現像剤の搬送速度である攪拌部剤速度U[m/s]、攪拌搬送路10の長さである攪拌長さL[m]、トナーの補給がなされる周期である補給周期T[s]、及び攪拌スクリュ11が攪拌を行うことによる拡散性能を示す値である拡散係数D[m/s]の関係について説明する。
図10は、攪拌部剤速度U[m/s]と拡散効果との関係の説明図である。
トナー補給(または消費)の補給周期T[s]、攪拌長さL[m]が共通の場合、攪拌部剤速度Uが速い場合と遅い場合とでは、上流から下流までの移動時間t’、とスクリュ上にできるトナー濃度偏差の波長λとが異なる。
攪拌部剤速度Uが速い場合をU=U[m/s]とした時に、移動時間t’=t=L/Uとなり、トナー濃度偏差の波長λ=λ=U・Tとなる。一方、攪拌部剤速度Uが速い場合をU=U[m/s](U<U)とした時に、移動時間t’=t=L/Uとなり、トナー濃度偏差の波長λ=λ=U・Tとなる。
Next, with respect to the agitation transport path 10 that is the developer agitation transport path, the agitation part agent speed U 1 [m / s] that is the transport speed of the developer moving in the agitation transport path 10 and the length of the agitation transport path 10 The stirring length L [m], the replenishment cycle T [s] that is the cycle in which the toner is replenished, and the diffusion coefficient D [m 2 / s] will be described.
FIG. 10 is an explanatory diagram of the relationship between the stirring member agent speed U 1 [m / s] and the diffusion effect.
Toner replenishment cycle of the replenishment (or consumption) T [s], when stirred length L [m] is common, in the case when the stirring unit dosage rate U 1 is fast and slow, travel time from upstream to downstream t ' , And the wavelength λ of the toner concentration deviation formed on the screw are different.
When U 1 = U H [m / s] when the stirrer agent speed U 1 is high, the movement time t ′ = t H = L / U H and the wavelength λ = λ H = U H of the toner density deviation.・ T On the other hand, when U 1 = UL [m / s] ( UL <U H ) when the stirrer agent speed U 1 is high, the moving time t ′ = t L = L / UL , and the toner density deviation. Λ = λ L = U L · T.

このスクリュ上のトナー濃度偏差の波をsin波として、
Wt(x)=A(t)sin(2π・x/λ)・・・(3)
で近似し、
拡散方程式∂W/∂t=D(∂W/∂x) ・・・(4)
(ここでDは拡散係数と呼ばれ、スクリュの拡散能力をあらわす。)
に代入すると、振幅Aの時間変化は、
A(t)=Aexp{−(2π/λ)D・t} ・・・(5)
と計算することができる。
よって攪拌搬送路10の最上流部から最下流部まで移動した後のトナー濃度偏差の振幅A(t’)は、
A(t’)=Aexp(−(2π/λ)・D・t’)
=Aexp{−(2π/T)・D・L・1/U}]・・・(6)
と計算することができる。
つまり、トナー濃度偏差の振幅の減衰は、攪拌スクリュ11による攪拌部剤速度Uに大きく影響することが分かる。この式より、攪拌スクリュの移流速度は遅い方U=U[m/s]の方が、攪拌搬送路10の最上流側のトナー濃度の振幅A0から最下流側のトナー濃度の振幅A(t’)を引いた減衰幅を大きくすることができる。よって、搬送速度が遅い方が拡散効果を上げるのに非常に有利であることが分かる。
現像ローラ5上でのトナー濃度ムラを抑えるために、トナー補給や消費で生じた現像器内のトナー濃度偏差に対し、十分な拡散を行なう必要がある。攪拌部での剤速度を遅くすることは、以下の2つの効果につながる。
・攪拌スクリュ上流から下流までの移動時間(拡散時間)が長くなる。
・攪拌スクリュ上でのトナー濃度偏差の波長が小さくなる。
この2つの効果により、攪拌スクリュ上での拡散効果(攪拌スクリュ上流から攪拌スクリュ下流まで移動する間のトナー濃度偏差の減衰幅)を大きくすることができる。
The wave of toner density deviation on this screw is defined as a sin wave.
Wt (x) = A (t) sin (2π · x / λ) (3)
And approximate with
Diffusion equation ∂W / ∂t = D (∂ 2 W / ∂x 2) ··· (4)
(Here, D is called the diffusion coefficient and represents the diffusion capacity of the screw.)
Substituting into, the time variation of amplitude A is
A (t) = A 0 exp {− (2π / λ) 2 D · t} (5)
And can be calculated.
Therefore, the amplitude A (t ′) of the toner density deviation after moving from the most upstream portion to the most downstream portion of the stirring conveyance path 10 is
A (t ′) = A 0 exp (− (2π / λ) 2 · D · t ′)
= A 0 exp {− (2π / T) 2 · D · L · 1 / U 3 }] (6)
And can be calculated.
That is, it can be seen that the attenuation of the amplitude of the toner density deviation greatly affects the stirring member agent speed U 1 by the stirring screw 11. From this equation, when the advection speed of the stirring screw is slower, U = U L [m / s], the toner density amplitude A0 on the most downstream side from the toner density amplitude A0 on the most downstream side of the stirring conveyance path 10 ( The attenuation width obtained by subtracting t ′) can be increased. Therefore, it can be seen that the slower conveyance speed is very advantageous for increasing the diffusion effect.
In order to suppress toner density unevenness on the developing roller 5, it is necessary to sufficiently diffuse the toner density deviation in the developing device caused by toner replenishment and consumption. Decreasing the agent speed in the stirring section leads to the following two effects.
・ Movement time (diffusion time) from the upstream to the downstream of the stirring screw becomes longer.
・ The wavelength of the toner density deviation on the stirring screw becomes small.
Due to these two effects, the diffusion effect on the stirring screw (attenuation width of the toner density deviation during the movement from the stirring screw upstream to the stirring screw downstream) can be increased.

なお、供給搬送路9及び回収搬送路7における現像剤の搬送速度である供給部剤速度U及び回収部剤速度Uも遅くした方が拡散効果を上げることができると考えられる。しかし、供給部剤速度U及び回収部剤速度Uを遅くすることは以下のような不具合につながる。
供給部剤速度Uを遅くすると、供給搬送路9の最上流部から最下流部まで現像剤が搬送される時間が長くなる。単位時間あたりに現像ローラ5に供給すべき現像剤の量は一定なので、供給搬送路9の最上流部から最下流部までの時間が長くなると、それだけ現像ローラ5に現像剤を多く取られることになり、最下流部に行くころには現像剤があまり残らない状態となってしまう。最下流部に行くころには現像剤があまり残らない状態、つまり現像剤が枯渇した状態となると、現像ローラ5上の現像剤不足となり、画像濃度不足となる。
また、回収部剤速度Uを遅くすると、回収搬送路7の最上流部から最下流部まで現像剤が搬送される時間が長くなる。単位時間あたりに現像ローラ5から回収される現像剤の量はトナーの消費量によって多少上下するが略一定であるので、回収搬送路7の最上流部から最下流部までの時間が長くなると、それだけ現像ローラ5から回収され、回収搬送路7内にある現像剤の量が多くなる。回収搬送路7内の現像剤の量が多くなりすぎると、回収搬送路7の容量を越えて、回収搬送路7の下流部で現像剤があふれる原因となる。
よって、攪拌部搬送速度Uのみを遅くすることが好ましい。
図11に、攪拌部搬送速度Uと供給部剤速度Uとについて、U=Uの場合と、U<Uの場合とにおける現像ローラ中央部でのトナー濃度の時間変動のグラフを示す。図11にしめすように、U<Uの場合の方がトナー濃度の時間変動の幅が小さいことがわかる。
It is considered that the diffusion effect can be improved by lowering the supply part agent speed U 2 and the recovery part agent speed U 3, which are developer transport speeds in the supply transport path 9 and the recovery transport path 7. However, slowing the supply unit dosage rate U 2 and the recovery unit dosage rate U 3 leads to the following problems.
Slower feed unit dosage rate U 2, the time in which the developer to the most downstream portion is conveyed becomes longer from the most upstream portion of the supply conveyance path 9. Since the amount of developer to be supplied to the developing roller 5 per unit time is constant, if the time from the most upstream portion to the most downstream portion of the supply conveyance path 9 becomes longer, more developer can be taken by the developing roller 5 accordingly. As a result, there is not much developer remaining around the most downstream portion. When the developer does not remain so much at the most downstream portion, that is, when the developer is exhausted, the developer on the developing roller 5 becomes insufficient and the image density becomes insufficient.
In addition, when slow recovery unit dosage rate U 3, the time in which the developer to the most downstream portion is conveyed becomes longer from the most upstream portion of the collection transport path 7. The amount of developer collected from the developing roller 5 per unit time is somewhat constant depending on the amount of toner consumed, but is substantially constant. Therefore, when the time from the most upstream portion to the most downstream portion of the collection conveyance path 7 becomes long, Accordingly, the amount of developer collected from the developing roller 5 and in the collection conveyance path 7 increases. If the amount of the developer in the collection conveyance path 7 becomes too large, the developer may overflow in the downstream portion of the collection conveyance path 7 beyond the capacity of the collection conveyance path 7.
Therefore, it is preferable to slow the only stirring unit conveying rate U 1.
FIG. 11 shows the time variation of the toner concentration at the central portion of the developing roller when U 1 = U 2 and when U 1 <U 2 with respect to the agitation unit conveyance speed U 1 and the supply unit agent speed U 2 . A graph is shown. As shown in FIG. 11, it can be seen that when U 1 <U 2 , the width of the temporal fluctuation of the toner density is smaller.

次に攪拌搬送路10内の現像剤の搬送速度の測定方法について説明する。
図12は、透磁率センサを用いた現像剤速度検知手段の模式図である。攪拌搬送路10内の攪拌スクリュ11の下のA点及びB点に2つの透磁率センサを取り付けているとする。A点がトナー補給位置で現像剤は図中矢印β方向に搬送される。A点上方とB点下方とに示す、X−TCのグラフはそれぞれの点におけるトナー濃度の変化を示す。このグラフよりA点にてトナー補給されB点にてそれが拡散していく様子がわかる。
補給トナーの移動に伴いピークが見られるが、AおよびBにおけるピークの時間差を測定することにより、A〜Bの距離を時間差で除することで攪拌搬送路10内での現像剤の移動速度を測定することができる。
同様の構成で供給搬送路9内での現像剤の移動速度を測定することができる。
透磁率センサとしては、トナー補給の制御に用いるトナー濃度センサ127を共有してもよいが、トナー濃度センサ127とは別に、トナー濃度の分布を検知するための透磁率センサを別途設けても良い。
また、図12では、A点はトナー補給位置と述べたが、補給直後のニュートナーは現像剤の上部にあり、攪拌がなされていない状態であると、攪拌搬送路10の下部に設けた透磁率センサではトナー濃度の変化を検知することを困難である。よって、答辞率センサを設置する位置としては、A点を攪拌搬送路10の中央部とし、B点を攪拌搬送路10の下流部とすることで、A点、B点ともにトナー濃度の変化を検知することが可能となる。
Next, a method for measuring the developer conveyance speed in the agitation conveyance path 10 will be described.
FIG. 12 is a schematic diagram of a developer speed detecting means using a magnetic permeability sensor. It is assumed that two magnetic permeability sensors are attached to the points A and B below the stirring screw 11 in the stirring conveyance path 10. Point A is the toner replenishment position, and the developer is conveyed in the direction of arrow β in the figure. The X-TC graphs shown above the point A and below the point B show the change in toner density at each point. It can be seen from this graph that toner is replenished at point A and diffused at point B.
A peak is observed with the movement of the replenishing toner. By measuring the time difference between the peaks A and B, the distance of A to B is divided by the time difference to thereby adjust the moving speed of the developer in the stirring conveyance path 10. Can be measured.
The moving speed of the developer in the supply conveyance path 9 can be measured with the same configuration.
As the magnetic permeability sensor, the toner concentration sensor 127 used for toner replenishment control may be shared, but a magnetic permeability sensor for detecting the toner concentration distribution may be provided separately from the toner concentration sensor 127. .
In FIG. 12, the point A is described as the toner replenishment position. However, the new toner immediately after replenishment is above the developer, and if the agitation is not performed, the transparent toner provided at the bottom of the agitation transport path 10 is provided. It is difficult to detect a change in toner density with a magnetic sensor. Therefore, as the position where the reply rate sensor is installed, the point A is the central part of the agitation transport path 10 and the point B is the downstream part of the agitation transport path 10, so that the change in toner density is observed at both the points A and B. It becomes possible to detect.

また、攪拌搬送路10の拡散係数Dの値も同様の測定にて求められる。撹拌スクリュ上流部のトナー濃度分布は図12(a)に示すX−TCのグラフのようになる。また、下流にくると図12(b)に示すX−TCのグラフのように正規分布的に広がる。これらのトナー濃度分布を測定し、この測定結果と上記(4)式で表される1次元の拡散方程式による計算結果との比較することで拡散係数Dを求める。
測定による濃度分布プロファイルと(4)式の計算による濃度分布プロファイルとの比較においては、濃度ピーク値の一致条件及び濃度ピーク値に対する半値全幅の一致条件の両条件を測定結果と計算結果との一致条件とし、これらをエラーバーとして拡散係数を求める。
Further, the value of the diffusion coefficient D of the stirring conveyance path 10 can be obtained by the same measurement. The toner concentration distribution in the upstream portion of the stirring screw is as shown by an X-TC graph shown in FIG. Further, when it comes downstream, it spreads in a normal distribution as shown by an X-TC graph shown in FIG. These toner density distributions are measured, and this measurement result is compared with a calculation result by a one-dimensional diffusion equation expressed by the above equation (4) to obtain a diffusion coefficient D.
In comparing the concentration distribution profile by measurement with the concentration distribution profile calculated by equation (4), the measurement result and the calculation result coincide with each other in terms of the concentration peak value matching condition and the full width at half maximum for the concentration peak value. Using these as error bars, the diffusion coefficient is obtained.

[実験1]
次に、同一のスクリュを用いて、現像剤の搬送速度を異ならせ、拡散性の比較を行った、実験1について説明する。
図13は、拡散性の比較を行った実験1の説明図である。図13(a)は、搬送速度を速めに設定したスクリュの説明図であり、図13(b)は搬送速度を遅めに設定したスクリュの説明図である。
なお、図13におけるスクリュの各値は、スクリュ長:337[mm]、スクリュ径:23.5[mm]、軸径:10[mm]、ピッチ長:20[mm]となっている。
図13(a)に示す搬送速度を早めとした実験の条件は、スクリュBにキャリア250[g]、スクリュAにトナー濃度5[%]の現像剤を250[g]を入れ、平らにする。スクリュ324を[rpm]で回転させ、図中の矢印の方向に現像剤を流し始めると同時に、Tセンサの出力電圧を計測する。二分間計測後、測定を終了し、スクリュの回転を止める。
また、この時の拡散係数を求めたところ、D=0.0007[m/s]であった。
[Experiment 1]
Next, Experiment 1 will be described in which the same screw was used and the developer conveyance speed was varied to compare the diffusibility.
FIG. 13 is an explanatory diagram of Experiment 1 in which the diffusibility was compared. FIG. 13A is an explanatory diagram of a screw with a higher conveying speed, and FIG. 13B is an explanatory diagram of a screw with a lower conveying speed.
Each value of the screw in FIG. 13 is screw length: 337 [mm], screw diameter: 23.5 [mm], shaft diameter: 10 [mm], and pitch length: 20 [mm].
The conditions of the experiment in which the conveyance speed shown in FIG. . The screw 324 is rotated at [rpm], and at the same time as the developer starts to flow in the direction of the arrow in the figure, the output voltage of the T sensor is measured. After measuring for 2 minutes, finish the measurement and stop the screw rotation.
The diffusion coefficient at this time was determined to be D = 0.007 [m 2 / s].

搬送速度を遅めにした実験の条件としては、次の点を考慮に入れた。すなわち、現像装置の攪拌部の現像剤搬送速度を遅くするとトナー濃度分布の波長が短くなる。よって、この実験では、事前に波長の短い分布をつくっておき、周期的なトナー補給を行っている状況を擬似的に作った。
そして、図13(b)に示すように、スクリュBのTセンサ側にキャリア125[g]、反対側にトナー濃度5[%]の現像剤を入れ、同様にスクリュA側にもキャリアと現像剤を125[g]ずつ入れ、平らにする。スクリュを162[rpm]で回転させ、図中の矢印の方向に現像剤を流し始めると同時に、Tセンサの出力電圧を計測する。二分間計測後、測定を終了し、スクリュの回転を止める。
また、この時の拡散係数を求めたところ、D=0.00015[m/s]であった。
図14は実験1の結果を示すグラフである。
図14より、同一のスクリュを用いた場合、スクリュの回転数が遅い、すなわち現像剤の搬送速度が遅い方が同じ距離で攪拌した際の拡散性が良いことがわかる。なお、回転数を遅くすることにより、攪拌係数が小さくなるが、(6)式に示すように、Dは、一乗であるのに対して、Uは3乗で効いてくるので、遅くしたほうが拡散性は向上する。
The following points were taken into consideration as the conditions for the experiment in which the conveyance speed was slow. That is, if the developer conveyance speed of the stirring unit of the developing device is decreased, the wavelength of the toner density distribution is shortened. Therefore, in this experiment, a short wavelength distribution was created in advance, and a situation where periodic toner replenishment was made was simulated.
Then, as shown in FIG. 13B, a carrier 125 [g] is put on the T sensor side of the screw B, and a developer having a toner concentration of 5 [%] is put on the opposite side, and the carrier and development are similarly performed on the screw A side. Add 125 [g] of agent and flatten. The screw is rotated at 162 [rpm], and at the same time as the developer starts to flow in the direction of the arrow in the figure, the output voltage of the T sensor is measured. After measuring for 2 minutes, finish the measurement and stop the screw rotation.
Further, when the diffusion coefficient at this time was determined, it was D = 0.00015 [m 2 / s].
FIG. 14 is a graph showing the results of Experiment 1.
FIG. 14 shows that when the same screw is used, the diffusibility when stirring at the same distance is better when the screw rotation speed is slower, that is, when the developer transport speed is slower. In addition, although the stirring coefficient becomes smaller by slowing the rotation speed, as shown in the equation (6), D is the first power, but U is effective by the third power. Diffusivity is improved.

次に、安定した画像形成を行うことができる、攪拌部剤速度U[m/s]、攪拌長さL[m]、補給周期T[s]、及び拡散係数D[m/s]の条件について説明する。
攪拌搬送路10の最上流部でのトナー濃度偏差は極端な値を考慮しても20[%]以下である。そして、攪拌搬送路10で攪拌し、搬送する間に、そのトナー濃度偏差を1/20とすることにより、現像剤攪拌搬送路の最下流部でのトナー濃度偏差を1.0[%]以下とすることができる。
ここで、(5)式について、攪拌搬送路10の最下流まで達する時間t’におけるA(t’)がAの1/20以下となればよいので、
(5)式より、
A(t’)=Aexp{−(2π/λ)D・t}
A(t’)=Aexp(−(2π/T)D・L・1/U
ここで、A(t’)/A≦20より、
exp(−(2π/T)D・L・1/U)≦1/20
(2π/T)D・L・1/U≧ln20
L・D/(T・U)≧ln20/(4π
ln20/(4π)≒0.075より
L・D/(T・U)≧0.075・・・・(1)
攪拌部剤速度U[m/s]、攪拌長さL[m]、補給周期T[s]、及び拡散係数D[m/s]が(1)式を満たすように設定することにより、攪拌搬送路10の最上流部から最下流部までいくまでに、トナー濃度変動の振幅を1/20以上減衰させることができる。従って、攪拌搬送路10の最上流部で極端な例で20[%・wt]程度のトナー濃度変動の振幅があったとしても、攪拌搬送路10の最下流部では1[%・wt]となる。さらに、供給スクリュ・スリーブで拡散されるため、現像ローラ5上でのトナー濃度変動を目標0.5[%・wt]をクリアできると考えられる。
現像剤担持体である現像ローラ5上のトナー濃度変動を抑制することにより、安定した画像濃度の画像形成を行うことができる。
Next, the stirrer speed U 1 [m / s], the stirring length L [m], the replenishment cycle T [s], and the diffusion coefficient D [m 2 / s], which enable stable image formation, are performed. The conditions will be described.
The toner density deviation at the most upstream portion of the agitation transport path 10 is 20% or less even when an extreme value is considered. The toner density deviation at the most downstream portion of the developer agitating and conveying path is 1.0 [%] or less by setting the toner density deviation to 1/20 during the agitating and conveying in the agitating and conveying path 10. It can be.
Here, the equation (5), since the 'A in (t' time t to reach to the most downstream of the stirring conveyance path 10) may if less 1/20 of A 0,
From equation (5)
A (t ′) = A 0 exp {− (2π / λ) 2 D · t}
A (t ′) = A 0 exp (− (2π / T) 2 D · L · 1 / U 1 3 )
Here, from A (t ′) / A 0 ≦ 20,
exp (− (2π / T) 2 D · L · 1 / U 3 ) ≦ 1/20
(2π / T) 2 D · L · 1 / U 3 ≧ ln20
L · D / (T 2 · U 3 ) ≧ ln20 / (4π 2 )
From ln20 / (4π 2 ) ≈0.075
L · D / (T 2 · U 3 ) ≧ 0.075 (1)
By setting the stirring agent speed U 1 [m / s], the stirring length L [m], the replenishment cycle T [s], and the diffusion coefficient D [m 2 / s] to satisfy the formula (1). The amplitude of the toner density fluctuation can be attenuated by 1/20 or more from the most upstream portion to the most downstream portion of the agitation transport path 10. Therefore, even if there is an amplitude of the toner concentration fluctuation of about 20 [% · wt] in the extreme upstream portion of the agitating / conveying path 10, it is 1 [% · wt] in the most downstream portion of the agitating / conveying path 10. Become. Further, since it is diffused by the supply screw sleeve, it is considered that the toner density fluctuation on the developing roller 5 can be cleared from the target 0.5 [% · wt].
By suppressing the toner density fluctuation on the developing roller 5 as a developer carrying member, it is possible to form an image with a stable image density.

[実施例1]
次に、実施例1として、上述の(1)式の関係を満たす、攪拌搬送路10の条件を挙げる。
まず、(1)式を、Uについて変形すると、次の(7)式のようになる。
撹拌スクリュ長:L=320[mm]、補給間隔:T=1.0[s]、拡散係数:D=0.0001[m/s]のスクリュを用いる場合、(7)式を満たす撹拌部剤速度は、U=75[mm/s]である。
そして、攪拌部剤速度Uを75[mm/s]にするには、例えば撹拌スクリュ長:320[mm]、スクリュ径:25[mm]、軸径:5[mm]、ピッチ長:30[mm]、回転数300[rpm]と設計すればよい。
なお、スクリュによる現像剤速度U[mm/s]≒1/2・1/60・(ピッチ長[mm])・(回転数[rpm])で近似することができる。
[Example 1]
Next, as Example 1, conditions of the agitation transport path 10 that satisfy the relationship of the above-described formula (1) are given.
First, the expression (1), is modified for U 1, as follows in equation (7).
Stirring screw length: L = 320 [mm], replenishment interval: T = 1.0 [s], diffusion coefficient: D = 0.0001 [m 2 / s] When using a screw, stirring that satisfies formula (7) The part velocity is U 1 = 75 [mm / s].
Then, the stirring unit dosage rate U 1 To 75 [mm / s], for example stirring screw length: 320 [mm], screw diameter: 25 [mm], shaft diameter: 5 [mm], the pitch length: 30 What is necessary is just to design with [mm] and rotation speed 300 [rpm].
It can be approximated by a developer speed U [mm / s] ≈1 / 2 · 1/60 · (pitch length [mm]) · (rotation speed [rpm]) by a screw.

[実験2]
次に、(7)式を満たす条件のスクリュと、満たさないスクリュとで、トナー濃度の変化を比較するシミュレーションを行った。
シミュレーションを行った条件は、スクリュの拡散係数:D=0.00025[m/s]、スクリュ長:L=0.35[m]、トナー補給周期T=2[s]である。
この条件で、上記(7)式を満たすために攪拌搬送速度Uは、次の(8)式の範囲に無ければならない。
≦0.0663[m/s]・・・・(8)
ここで、U以外の条件は変えずに、攪拌搬送速度Uを、(8)式の範囲内の60[mm/s]と、(8)式の範囲外の120[mm/s]とに変化させた。
このときの、実験結果を図15に示す。図15から、(8)式の範囲内である攪拌搬送速度U=60[mm/s]とすることにより、攪拌搬送速度U=120[mm/s]に比べて現像ローラ上のトナー濃度の偏差を大幅に抑えることができることがわかる。
[Experiment 2]
Next, a simulation was performed to compare changes in toner density between a screw satisfying the expression (7) and a screw not satisfying the condition.
The simulation conditions were a screw diffusion coefficient: D = 0.00025 [m 2 / s], a screw length: L = 0.35 [m], and a toner supply period T = 2 [s].
In this condition, the stirring conveyance speed U 1 in order to satisfy the above equation (7), should be in the range of the following equation (8).
U 1 ≦ 0.0663 [m / s] (8)
Here, without changing the conditions other than U 1 , the stirring and conveying speed U 1 was changed to 60 [mm / s] within the range of the equation (8) and 120 [mm / s] outside the range of the equation (8). And changed.
The experimental results at this time are shown in FIG. From FIG. 15, by setting the stirring and conveying speed U 1 = 60 [mm / s] within the range of the equation (8), the toner on the developing roller is compared with the stirring and conveying speed U 1 = 120 [mm / s]. It can be seen that the density deviation can be greatly suppressed.

[実施例2]
次に、実施例2として、攪拌部剤速度U、供給部剤速度U、回収部剤速度Uについて、U>U、及びU>Uの関係が成り立つように、攪拌スクリュ11のピッチ幅を供給スクリュ8及び回収スクリュ6のピッチ幅よりも短くした。
・攪拌スクリュ
スクリュ長さ:320[mm]、スクリュ径:30[mm]、軸径:5[mm]、ピッチ幅:20[mm]、回転数:300[rpm]
・供給スクリュ
スクリュ長さ:320[mm]、スクリュ径:25[mm]、軸径:5[mm]、ピッチ幅:30[mm]、回転数:300[rpm]
・回収スクリュ
スクリュ長さ:320[mm]、スクリュ径:25[mm]、軸径:5[mm]、ピッチ幅:30[mm]、回転数:300[rpm]
[Example 2]
Next, as Example 2, stirring is performed so that the relationship of U 2 > U 1 and U 3 > U 1 is established with respect to the stirring part agent speed U 1 , the supply part agent speed U 2 , and the recovery part agent speed U 3. The pitch width of the screw 11 was made shorter than the pitch width of the supply screw 8 and the recovery screw 6.
・ Agitating screw Screw length: 320 [mm], screw diameter: 30 [mm], shaft diameter: 5 [mm], pitch width: 20 [mm], rotation speed: 300 [rpm]
Supply screw Screw length: 320 [mm], screw diameter: 25 [mm], shaft diameter: 5 [mm], pitch width: 30 [mm], rotation speed: 300 [rpm]
・ Recovered screw Screw length: 320 [mm], screw diameter: 25 [mm], shaft diameter: 5 [mm], pitch width: 30 [mm], rotation speed: 300 [rpm]

攪拌搬送路10で十分な拡散を行なうためには、攪拌部剤速度Uを遅くする必要がある。
そこで、上述のスクリュのように、攪拌スクリュ11のピッチ幅を供給スクリュ8のピッチ幅より短くすることにより、攪拌スクリュ11の回転数の回転数を落とさずに(場合によっては回転数をあげても)、供給部剤速度Uよりも攪拌部剤速度Uを遅くすることができる。これにより、スクリュ回転数に依存する拡散能力を減らさずに(場合によっては拡散能力を増加させ)、拡散時間の増加及びトナー濃度偏差の波長が小さくするという作用をプラスすることができ、拡散効果の飛躍的な向上が期待される。
In order to perform sufficient diffusion stirring conveyance path 10, it is necessary to slow the stirring unit dosage rate U 1.
Therefore, by reducing the pitch width of the stirring screw 11 to be shorter than the pitch width of the supply screw 8 as in the above-described screw, the rotational speed of the stirring screw 11 is not decreased (in some cases, the rotational speed is increased). Also, the stirring member agent speed U 1 can be made slower than the supply member agent speed U 2 . As a result, the effect of increasing the diffusion time and reducing the wavelength of the toner density deviation can be added without reducing the diffusion capability depending on the screw rotation speed (in some cases, increasing the diffusion capability) A dramatic improvement is expected.

[実施例3]
実施例2では、攪拌スクリュ全体のピッチ幅を短く設定している。以下、実施例3として、攪拌スクリュ11の中央部の領域のピッチ幅を供給スクリュ8及び回収スクリュ6のピッチ幅よりも短くしたスクリュについて説明する。
・攪拌スクリュ
スクリュ長さ:320[mm]、スクリュ径:30[mm]、軸径:5[mm]、ピッチ幅(中央部200[mm]内):20[mm]、ピッチ幅(中央部200[mm]以外):回転数:300[rpm]
・供給スクリュ
スクリュ長さ:320[mm]、スクリュ径:25[mm]、軸径:5[mm]、ピッチ幅:30[mm]、回転数:300[rpm]
・回収スクリュ
スクリュ長さ:320[mm]、スクリュ径:25[mm]、軸径:5[mm]、ピッチ幅:30[mm]、回転数:300[rpm]
[Example 3]
In Example 2, the pitch width of the entire stirring screw is set short. Hereinafter, as Example 3, a screw in which the pitch width of the central portion of the stirring screw 11 is shorter than the pitch width of the supply screw 8 and the recovery screw 6 will be described.
・ Agitating screw Screw length: 320 [mm], screw diameter: 30 [mm], shaft diameter: 5 [mm], pitch width (within 200 [mm] in the central part): 20 [mm], pitch width (in the central part) Other than 200 [mm]): Number of revolutions: 300 [rpm]
Supply screw Screw length: 320 [mm], screw diameter: 25 [mm], shaft diameter: 5 [mm], pitch width: 30 [mm], rotation speed: 300 [rpm]
・ Recovered screw Screw length: 320 [mm], screw diameter: 25 [mm], shaft diameter: 5 [mm], pitch width: 30 [mm], rotation speed: 300 [rpm]

攪拌搬送路10の一部の領域で現像剤の速度を一部のみでも遅くすることにより、その場所での拡散時間が大きく、またトナー濃度偏差波長が小さくなり拡散効果が大きくなる。また、現像剤の速度を部分的に変えることにより、現像剤の速度が遅いところでは現像剤面の高さが、現像剤の速度が速いところに比べて高くなっている。剤面の高さの変化によって、搬送方向に対して、下流側が持ち上がることにより、剤の高さの差により、剤の高さが低い上流側に現像剤が崩れるように落ちる。そして、また下流側に向かうため、部分的な対流が生じる。部分的な対流が起こることで、拡散能力も大きくなる。   By reducing the speed of the developer only in a part of the region of the agitation transport path 10, the diffusion time at that part is increased, the wavelength of the toner density deviation is reduced, and the diffusion effect is increased. Further, by partially changing the developer speed, the height of the developer surface is higher where the developer speed is lower than where the developer speed is higher. Due to the change in the height of the agent surface, the downstream side is lifted with respect to the conveyance direction, and the developer falls to the upstream side where the height of the agent is low due to the difference in the height of the agent. And since it goes downstream again, a partial convection arises. Partial convection will increase the diffusion capacity.

[実施例4]
次に、実施例4として、攪拌部剤速度U、供給部剤速度U、回収部剤速度Uについて、U>U、及びU>Uの関係が成り立つように、攪拌スクリュの回転数を供給スクリュ及び回収スクリュの回転数よりも小さく設定した。
・攪拌スクリュ
スクリュ長さ:320[mm]、スクリュ径:30[mm]、軸径:5[mm]、ピッチ幅:25[mm]、回転数:200[rpm]
・供給スクリュ
スクリュ長さ:320[mm]、スクリュ径:25[mm]、軸径:5[mm]、ピッチ幅:25[mm]、回転数:300[rpm]
・回収スクリュ
スクリュ長さ:320[mm]、スクリュ径:25[mm]、軸径:5[mm]、ピッチ幅:25[mm]、回転数:300[rpm]
[Example 4]
Next, as Example 4, the stirring part agent speed U 1 , the supply part agent speed U 2 , and the recovery part agent speed U 3 are stirred so that the relations U 2 > U 1 and U 3 > U 1 are satisfied. The number of rotations of the screw was set to be smaller than the number of rotations of the supply screw and the recovery screw.
・ Agitating screw Screw length: 320 [mm], screw diameter: 30 [mm], shaft diameter: 5 [mm], pitch width: 25 [mm], rotation speed: 200 [rpm]
Supply screw Screw length: 320 [mm], screw diameter: 25 [mm], shaft diameter: 5 [mm], pitch width: 25 [mm], rotation speed: 300 [rpm]
・ Recovered screw Screw length: 320 [mm], screw diameter: 25 [mm], shaft diameter: 5 [mm], pitch width: 25 [mm], rotation speed: 300 [rpm]

攪拌スクリュ11の回転数を供給スクリュ8及び回収スクリュ6の回転数よりも小さくすることにより、供給部剤速度U及び回収部剤速度Uよりも、攪拌部剤速度Uを小さくすることができる。また、スクリュの設計を供給スクリュ8と攪拌スクリュ11とで統一することができ、生産コストを下げることができる。また、回転数を下げることにより、攪拌スクリュ11の軸受や剤へのストレスを減少させることができ、軸受・剤の長寿命化が達成できる。 It is made smaller than the speed of the stirring screw 11 rotation speed of the supply screw 8 and the recovery screw 6, than the supply unit dosage rate U 2 and the recovery unit dosage rate U 3, reducing the stirring unit dosage rate U 1 Can do. Further, the design of the screw can be unified between the supply screw 8 and the stirring screw 11, and the production cost can be reduced. Further, by lowering the rotational speed, the stress on the bearing and the agent of the stirring screw 11 can be reduced, and the life of the bearing / agent can be extended.

なお、剤速度はピッチ長と回転数にほぼ比例するため、実施例2、実施例3及び実施例4の条件では、供給部剤速度:攪拌部剤速度=3:2となる。そして、各現像剤搬送路における現像剤重量は速度に反比例するため、供給部上流剤重量:攪拌部剤重量=1/3:1/2となる。このように、攪拌スクリュの剤速度を遅くすることにより、拡散効果は向上するが、攪拌部に多くの剤がたまってしまうという問題が生じる。従って、供給部上流、攪拌部で剤のスクリュ埋設率を等しくするためには、次の(9)式に示すように攪拌スクリュ径を供給スクリュ径よりも大きくすると良い。
攪拌スクリュ11の径を大きくすることにより、攪拌搬送路10での現像剤のスクリュ埋設率を許容範囲(0.9未満程度)に抑えることができる。よって拡散効果が向上する。また、供給スクリュ8の径と差をつけることにより、現像剤の少ない供給搬送路9に無駄なスペースを作ることがなく効率のよいスペースの使い方ができる。
Since the agent speed is substantially proportional to the pitch length and the number of rotations, the supply agent speed: stirring agent speed = 3: 2 under the conditions of Example 2, Example 3, and Example 4. Since the developer weight in each developer conveyance path is inversely proportional to the speed, the supply part upstream agent weight: stirring part agent weight = 1/3: 1/2. Thus, although the diffusion effect is improved by slowing the agent speed of the stirring screw, there arises a problem that a large amount of agent is accumulated in the stirring portion. Therefore, in order to make the agent screw embedment ratio equal in the supply section upstream and the stirring section, the stirring screw diameter should be larger than the supply screw diameter as shown in the following equation (9).
By increasing the diameter of the agitating screw 11, the developer burying rate of the developer in the agitating and conveying path 10 can be suppressed within an allowable range (less than about 0.9). Therefore, the diffusion effect is improved. Further, by making a difference from the diameter of the supply screw 8, it is possible to use the space efficiently without creating a useless space in the supply conveyance path 9 with a small amount of developer.

[実施例5]
次に、攪拌スクリュ11に羽部の半径方向と攪拌スクリュ11の軸方向との辺から成る平面を持った攪拌フィンを取り付けた、実施例5について説明する。
図16(a)は実施例5にかかる攪拌スクリュ11の説明図である。図16(a)に示すように、攪拌スクリュ11の軸部に攪拌フィン113を設けている。なお、その他の攪拌スクリュ11の寸法と供給スクリュ8及び回収スクリュ6の寸法とは以下のとおりである。
スクリュ長さ:320[mm]、軸径:5[mm]、ピッチ幅:25[mm]、回転数:200[rpm]
図16(a)に示すように、攪拌フィン113を取り付けることにより現像剤の流れが阻害され、攪拌部剤速度Uが遅くなる。また、このフィンの取り付けにより、トナー濃度偏差に対する拡散能力も取り付け以前よりあがり、また補給トナーの上滑りも防ぐことができる。
また、図16(b)のように部分的にフィンを取り付けても、十分効果が得られた。
[Example 5]
Next, a description will be given of a fifth embodiment in which a stirring fin having a plane composed of sides of a radial direction of the blade portion and an axial direction of the stirring screw 11 is attached to the stirring screw 11.
FIG. 16A is an explanatory diagram of the stirring screw 11 according to the fifth embodiment. As shown in FIG. 16A, the stirring fin 113 is provided on the shaft portion of the stirring screw 11. In addition, the dimension of the other stirring screw 11 and the dimension of the supply screw 8 and the collection | recovery screw 6 are as follows.
Screw length: 320 [mm], shaft diameter: 5 [mm], pitch width: 25 [mm], rotation speed: 200 [rpm]
As shown in FIG. 16 (a), the flow of the developer is inhibited by mounting the stirring fins 113, is slow stirring unit dosage rate U 1. In addition, by attaching the fins, the diffusion capability with respect to the toner density deviation can be improved compared to before the attachment, and the replenishment toner can be prevented from slipping up.
Moreover, even if the fins were partially attached as shown in FIG. 16B, a sufficient effect was obtained.

なお、攪拌部で十分な拡散を行うためには、実施例2、3及び4のように、攪拌部で剤速度を遅くする必要がある。しかし、攪拌スクリュ11の回転数を小さくして剤速度を遅くすることは、拡散能力を下げてしまうので、拡散効果の向上を打ち消してしまう恐れがある。
そこで、攪拌スクリュ11に攪拌フィン113を取り付けることにより、拡散能力が向上する。また同時に、フィンの取り付けは攪拌部剤速度Uを低減させる効果につながる。拡散能力を減らさずに(場合によっては拡散能力を増加させ)、拡散時間の増加及びトナー濃度偏差の波長が小さくするという作用をプラスすることができ、拡散効果の飛躍的な向上が期待される。
In addition, in order to perform sufficient diffusion in the stirring unit, it is necessary to slow down the agent speed in the stirring unit as in Examples 2, 3, and 4. However, reducing the rotational speed of the stirring screw 11 to reduce the agent speed lowers the diffusing capacity, and thus may cancel the improvement of the diffusing effect.
Accordingly, by attaching the stirring fins 113 to the stirring screw 11, the diffusion capacity is improved. At the same time, the attachment of the fin will lead to the effect of reducing the stirring unit dosage rate U 1. Without decreasing the diffusion capacity (in some cases, increasing the diffusion capacity), it is possible to add the action of increasing the diffusion time and reducing the wavelength of the toner density deviation, and a dramatic improvement in the diffusion effect is expected. .

[実施例6]
実施例5では、攪拌搬送路10での拡散性を上げるべく、攪拌フィン113を設けていた。次に、拡散性を上げる他の構成として、攪拌搬送路10のケースの側面に磁界発生手段として磁石112取り付けた実施例6について説明する。
図17は、実施例6にかかる現像装置4の説明図である。図17に示しように、攪拌搬送路10のケースの側面に磁石112を設けている。なお、攪拌スクリュ11、供給スクリュ8及び回収スクリュ6の寸法は以下のとおりである。
スクリュ長さ:320[mm]、軸径:5[mm]、ピッチ幅:25[mm]、回転数:200[rpm]
図17に示すように、磁石112の取り付けにより現像剤の流れが阻害され、攪拌部剤速度Uを遅くすることができる。また、この磁石112の取り付けにより、トナー濃度偏差に対する拡散能力も取り付け以前よりあがり、また補給トナーの上滑りも防ぐことができる。
[Example 6]
In Example 5, the stirring fins 113 were provided in order to increase the diffusibility in the stirring conveyance path 10. Next, as another configuration for improving the diffusibility, a sixth embodiment in which a magnet 112 is attached as a magnetic field generating means to the side surface of the case of the stirring and conveying path 10 will be described.
FIG. 17 is an explanatory diagram of the developing device 4 according to the sixth embodiment. As shown in FIG. 17, a magnet 112 is provided on the side surface of the case of the stirring and conveying path 10. In addition, the dimension of the stirring screw 11, the supply screw 8, and the collection | recovery screw 6 is as follows.
Screw length: 320 [mm], shaft diameter: 5 [mm], pitch width: 25 [mm], rotation speed: 200 [rpm]
As shown in FIG. 17, the flow of the developer is inhibited by the attachment of the magnet 112, it is possible to slow the stirring unit dosage rate U 1. Further, the attachment of the magnet 112 increases the diffusion capability with respect to the deviation of the toner density from before the attachment, and prevents the replenishment toner from slipping up.

なお、攪拌部で十分な拡散を行うためには、実施例2、3及び4のように、攪拌部で剤速度を遅くする必要がある。しかし、攪拌スクリュ11の回転数を小さくして剤速度を遅くすることは、拡散能力を下げてしまうので、拡散効果の向上を打ち消してしまう恐れがある。
そこで、攪拌搬送路10に磁石112を取り付けることにより、拡散能力が向上する。また同時に、磁石112の取り付けは攪拌部剤速度Uを低減させる効果につながる。拡散能力を減らさずに(場合によっては拡散能力を増加させ)、拡散時間の増加及びトナー濃度偏差の波長が小さくするという作用をプラスすることができ、拡散効果の飛躍的な向上が期待される。
In addition, in order to perform sufficient diffusion in the stirring unit, it is necessary to slow down the agent speed in the stirring unit as in Examples 2, 3, and 4. However, reducing the rotational speed of the stirring screw 11 to reduce the agent speed lowers the diffusing capacity, and thus may cancel the improvement of the diffusing effect.
Therefore, the diffusion capacity is improved by attaching the magnet 112 to the stirring conveyance path 10. At the same time, the mounting of the magnet 112 leads to the effect of reducing the stirring unit dosage rate U 1. Without decreasing the diffusion capacity (in some cases, increasing the diffusion capacity), it is possible to add the action of increasing the diffusion time and reducing the wavelength of the toner density deviation, and a dramatic improvement in the diffusion effect is expected. .

[実施例7]
次に、攪拌スクリュ11の羽部である攪拌搬送羽部138を二枚設けた、実施例7について説明する。
図18は実施例7にかかる攪拌スクリュ11の説明図である。図18に示すように、攪拌スクリュ11の軸部である攪拌回転軸170に対して複数条の羽部としての攪拌搬送羽部138を二枚設けている。なお、攪拌スクリュ11、供給スクリュ8及び回収スクリュ6の寸法は以下のとおりである。
スクリュ長さ:320[mm]、軸径:5[mm]、ピッチ幅:25[mm]、回転数:200[rpm]
図18に示すように、攪拌搬送羽部138を二枚設けることにより、攪拌搬送羽部138を一枚のみ設けたものよりトナー濃度偏差に対する拡散能力があがり、また補給トナーの上滑りも防ぐことができる。
[Example 7]
Next, a description will be given of a seventh embodiment in which two stirring conveyance blade portions 138 that are the blade portions of the stirring screw 11 are provided.
FIG. 18 is an explanatory diagram of the stirring screw 11 according to the seventh embodiment. As shown in FIG. 18, two agitation transport wings 138 as a plurality of wings are provided on the agitation rotating shaft 170 that is the axis of the agitation screw 11. In addition, the dimension of the stirring screw 11, the supply screw 8, and the collection | recovery screw 6 is as follows.
Screw length: 320 [mm], shaft diameter: 5 [mm], pitch width: 25 [mm], rotation speed: 200 [rpm]
As shown in FIG. 18, by providing two agitating / conveying wings 138, the diffusion ability with respect to the toner density deviation is improved as compared with the case where only one agitating / conveying wing 138 is provided, and it is possible to prevent the replenishment toner from slipping upward. it can.

なお、攪拌部で十分な拡散を行うためには、実施例2、3及び4のように、攪拌部で剤速度を遅くする必要がある。しかし、攪拌スクリュ11の回転数を小さくして剤速度を遅くすることは、拡散能力を下げてしまうので、拡散効果の向上を打ち消してしまう恐れがある。
そこで、攪拌搬送羽部138を二枚設けることにより拡散能力が向上する。また同時に、磁石112の取り付けは攪拌部剤速度Uを低減させる効果につながる。また場合によっては、ピッチを小さくしてスクリュ回転数をあげたり、実施例5の攪拌フィン113や実施例6の磁石112と組み合わせたりすることにより、拡散能力を大きく増加させ、拡散効果の飛躍的な向上が期待される。
In addition, in order to perform sufficient diffusion in the stirring unit, it is necessary to slow down the agent speed in the stirring unit as in Examples 2, 3, and 4. However, reducing the rotational speed of the stirring screw 11 to reduce the agent speed lowers the diffusing capacity, and thus may cancel the improvement of the diffusing effect.
Therefore, the diffusion capacity is improved by providing two stirring and conveying blades 138. At the same time, the mounting of the magnet 112 leads to the effect of reducing the stirring unit dosage rate U 1. In some cases, the pitch can be reduced to increase the number of screw rotations, or by combining with the stirring fin 113 of the fifth embodiment or the magnet 112 of the sixth embodiment, thereby greatly increasing the diffusing capacity and dramatically increasing the diffusion effect. Improvement is expected.

トナー濃度の偏差には、攪拌スクリュ11による拡散性も重要であるが、現像装置4におけるトナー補給位置も重要である。
次にトナーの補給位置について説明する。図19は、トナー補給位置を説明する模式図である。
図19(a)は、上述の説明で用いた現像装置4のように攪拌、供給、回収が略水平な現像装置の回収部から攪拌部への剤の受け渡し部分で補給する場合を説明する模式図である。
図19(a)のように、受渡し部分に補給することにより、受け渡し部分ではパドルがつけられているため、補給トナーが上滑りせず十分に現像剤と混ざる。そして、現像剤が大きく上下に移動する剤の受渡し部に補給することでより拡散しやすい。また、現像器の端部であるので、トナー補給位置を作る上でレイアウトの自由度が高い。さらに攪拌部からみて上流側にトナー補給位置を設けることにより、攪拌スクリュでの高い拡散効果を上流から下流まで十分に生かすことができる。
For the deviation of the toner density, the diffusibility by the stirring screw 11 is important, but the toner replenishment position in the developing device 4 is also important.
Next, the toner replenishment position will be described. FIG. 19 is a schematic diagram illustrating the toner supply position.
FIG. 19A is a schematic diagram for explaining the case where the agent is replenished at the portion where the agent is transferred from the collection unit to the stirring unit of the developing device in which stirring, supply, and collection are substantially horizontal as in the developing device 4 used in the above description. FIG.
As shown in FIG. 19A, by supplying the delivery part, since the paddle is attached at the delivery part, the supplementary toner does not slide up and is sufficiently mixed with the developer. Then, the developer is more easily diffused by replenishing the agent delivery section that moves up and down greatly. Further, since it is the end of the developing unit, the degree of freedom in layout is high in creating the toner supply position. Furthermore, by providing the toner replenishment position on the upstream side as viewed from the agitation unit, the high diffusion effect of the agitation screw can be fully utilized from upstream to downstream.

図19(b)は、回収搬送路7にトナーの補給位置を設けた場合を説明する模式図である。
回収搬送路7の最上流側から中央部付近まででは、スクリュ剤埋設率が小さいため、補給トナーが上滑りせず、十分に現像剤と混ざることができる。そして、回収搬送路7内のトナー濃度が低い現像剤に対してトナーを補給するため、より拡散しやすい。また現像ローラ5への補給位置から最も遠い位置にあるため拡散しやすい。さらに、攪拌搬送路10からみて上流側にトナー補給位置を設けることにより、攪拌スクリュ11での高い拡散効果を上流から下流まで十分に生かすことができる。
しかし、図4のように横並び構成の現像装置4の場合、上にスペースがないので難しい。従って、回収部ケースの下から補給する機構をとりつけるなどの工夫が必要である。また、スリーブ回転方向が図4と逆であり、回収部が供給部の上にあるような構成では、通常の上部からトナー補給を行なえるためこの補給方法が適しているといえる。
FIG. 19B is a schematic diagram for explaining a case where a toner replenishment position is provided in the collection conveyance path 7.
From the most upstream side of the collection conveyance path 7 to the vicinity of the center portion, the screw agent burying rate is small, so that the replenishment toner does not slide up and can be sufficiently mixed with the developer. Further, since the toner is replenished to the developer having a low toner concentration in the collection conveyance path 7, it is more easily diffused. Further, since it is located farthest from the replenishment position to the developing roller 5, it is easy to diffuse. Furthermore, by providing the toner replenishment position on the upstream side as viewed from the stirring conveyance path 10, the high diffusion effect in the stirring screw 11 can be fully utilized from the upstream to the downstream.
However, in the case of the developing device 4 configured side by side as shown in FIG. 4, it is difficult because there is no space above. Accordingly, it is necessary to devise a mechanism for replenishing from under the recovery unit case. Further, in a configuration in which the sleeve rotation direction is opposite to that in FIG. 4 and the collection unit is above the supply unit, it can be said that this replenishment method is suitable because toner can be replenished from the normal upper part.

図19(c)は、攪拌搬送路10の現像剤の搬送速度が遅い部分の上流側にトナーの補給位置を設けた場合を説明する模式図である。
図19(c)に示すように、攪拌部剤速度の遅い部分と速い部分とでは、攪拌搬送速度が遅い搬送方向下流側の方が剤面が高くなるように、剤面の高さに差が生じるため、補給されたトナーが現像剤に対して上滑りして、下流側に滑ってしまうことがない。また、攪拌部の剤速度が遅い部分より上流側でトナー補給をすることにより、剤の遅い部分での高い拡散効果を生かすことができる。
FIG. 19C is a schematic diagram for explaining a case where a toner replenishment position is provided on the upstream side of a portion where the developer conveyance speed in the agitation conveyance path 10 is slow.
As shown in FIG. 19 (c), there is a difference in the height of the agent surface so that the agent surface is higher on the downstream side in the conveying direction where the agitating / conveying speed is slow between the slow part and the fast part where the agitating part agent speed is low. Therefore, the replenished toner does not slide up with respect to the developer and slips downstream. Further, by supplying toner on the upstream side of the portion where the agent speed of the stirring portion is slow, it is possible to make use of the high diffusion effect in the portion where the agent is slow.

次に、攪拌搬送路10内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段であるトナー濃度センサ127の検知結果に基づいて攪拌部剤速度Uを制御する構成について説明する。
図20は、トナー濃度センサ127の検知結果に基づいて攪拌部剤速度Uを制御する構成の説明図であり、図20(a)はブロック図、図20(b)はフローチャートである。トナー濃度センサ127の出力値より、ある時間範囲中のトナー濃度の平均値を求め、トナー濃度の平均値より現像器内の剤の体積を算出する。
体積が分かれば供給スクリュ下流部での剤の重量Vも算出できる。きちんと供給スクリュからスリーブへ汲み上げに必要最低限の剤重量Vmin+α(余裕)≧Vとなったときは、攪拌スクリュの剤速度を上げ、供給部の剤を増やすよう制御する。このように、攪拌部を剤の濃度変動に対応するためのバッファーとして使用することができる。
現像剤のトナー濃度の減少により、現像器内の現像剤体積が減少してしまい、供給部下流部で剤の枯渇が起こりやすくなってしまう。そこで、トナー濃度が下がったと検知した場合は、拡散効果が損なわない程度に攪拌スクリュ回転数を上げることにより、供給搬送路9の現像剤を増やすことができ供給搬送路での剤の枯渇を防ぐことができる。
Next, description will be given of a configuration for controlling the agitating unit dosage rate U 1 on the basis of the detection result of the toner density sensor 127 is a toner density detecting means for detecting the toner density of the developer stirring and conveying path 10.
Figure 20 is an explanatory view of a configuration for controlling the agitating unit dosage rate U 1 on the basis of the detection result of the toner density sensor 127, FIG. 20 (a) block diagram, FIG. 20 (b) is a flow chart. From the output value of the toner density sensor 127, the average value of the toner density in a certain time range is obtained, and the volume of the agent in the developing device is calculated from the average value of the toner density.
If the volume is known, the weight V of the agent at the downstream portion of the supply screw can also be calculated. When the minimum agent weight Vmin + α (margin) ≧ V necessary for pumping properly from the supply screw to the sleeve, the agent speed of the stirring screw is increased and control is performed to increase the agent in the supply unit. Thus, the stirring unit can be used as a buffer for coping with the concentration variation of the agent.
Due to the decrease in the toner concentration of the developer, the developer volume in the developing device is reduced, and the agent is easily depleted in the downstream portion of the supply unit. Therefore, when it is detected that the toner concentration has decreased, the developer in the supply conveyance path 9 can be increased by increasing the number of rotations of the stirring screw to such an extent that the diffusion effect is not impaired, thereby preventing depletion of the agent in the supply conveyance path. be able to.

なお、体積の算出は以下の方法による。
各値を以下のように設定する。
:攪拌搬送路の単位長さ当たりの現像剤の平均重量
:供給搬送路の最上流側の単位長さ当たりの現像剤重量
m:供給搬送路の最下流側での単位長さ当たりの現像剤重量
:攪拌部剤速度
:供給部剤速度
攪拌搬送路と供給搬送路とでの単位長さ当たりに移動する現像剤重量(m・U、m・U)を比較すると、次の(10)式が成り立つ。
・U=m・U(=E(図9参照))・・・・(10)
また、回収搬送路内の現像剤の重量を一定とすると、攪拌搬送路と供給搬送路とに入っている現像剤の総重量は保存されるので、次の(11)式が成り立つ。
−G/U+m=M ・・・・・(11)
なお、Mは、トナー濃度センサでトナー濃度を測定することにより見積もることができる。
ここで、
G=ρvL/2とおいた。このとき、ρ=汲み上げ量、v:スリーブ線速、L:スクリュ長である。また、Mは、供給搬送路と攪拌搬送路とに入っている現像剤の総量をLで割ったものである。
(10)、(11)しきより、
=(M・U+G)/(U+U
=(M・U+G・U/U)/(U+U
したがって、現像剤の剤面がもっとも低くなる供給搬送路最下流部での単位長さ当たりの現像剤重量は、次の(12)式ように求められる。
このmを嵩密度[g/cc](この嵩密度もトナー濃度センサで濃度を測ることにより求められる)で割ることにより、供給部下流での体積Vが求められる。
また、Vminは、磁力の大きさやスクリュー・スリーブ間の距離などによって決まる値(定数)である。
The volume is calculated by the following method.
Set each value as follows.
m 1 : Average weight of developer per unit length of the agitating conveyance path m 2 : Developer weight per unit length on the most upstream side of the supply conveyance path m: Unit length on the most downstream side of the supply conveyance path Developer weight per unit U 1 : Stirrer part speed U 2 : Feed part part speed Developer weight (m 1 · U 1 , m 2 · U moving per unit length in the agitation transport path and supply transport path) 2 ) is compared, the following equation (10) holds.
m 1 · U 1 = m 2 · U 2 (= E (see FIG. 9)) (10)
Further, if the weight of the developer in the recovery conveyance path is constant, the total weight of the developer contained in the agitation conveyance path and the supply conveyance path is preserved, so that the following equation (11) is established.
m 2 −G / U 2 + m 1 = M (11)
Note that M can be estimated by measuring the toner density with a toner density sensor.
here,
G = ρvL / 2. At this time, ρ = pumping amount, v: sleeve linear velocity, and L: screw length. M is the total amount of developer in the supply conveyance path and the agitation conveyance path divided by L.
(10), (11) From the threshold
m 1 = (M · U 2 + G) / (U 1 + U 2 )
m 2 = (M · U 1 + G · U 2 / U 1 ) / (U 1 + U 2 )
Therefore, the developer weight per unit length in the most downstream portion of the supply conveyance path where the developer surface is the lowest is obtained as in the following equation (12).
By dividing this m by the bulk density [g / cc] (this bulk density is also obtained by measuring the density with a toner density sensor), the volume V downstream of the supply unit is obtained.
Vmin is a value (constant) determined by the magnitude of the magnetic force, the distance between the screw and the sleeve, and the like.

次に、現像装置4内の現像剤の攪拌時間の積算値をカウントする現像剤攪拌時間計測手段を備え、この現像剤攪拌搬送時間計測手段の計測値に基づいて攪拌部剤速度Uを制御する構成について説明する。
図21は、現像剤攪拌搬送時間計測手段の計測値に基づいて攪拌部剤速度Uを制御する構成の説明図であり、図21(a)はブロック図、図21(b)はフローチャートである。
図21より、攪拌時間が長いと、攪拌部剤速度Uを小さくしている。これにより、経時で現像剤の劣化が起こり、現像剤の拡散性が下がることに対しても、攪拌スクリュ11の回転速度を遅くする制御を行うことに対応することができる。
また、攪拌スクリュ回転数を少しずつ遅くしていくことにより、常に一定の攪拌能力を保ち現像器、現像剤の寿命を上げることができる。
現像剤の拡散性は径時で変化する。キャリア劣化により拡散能力が落ちてきた場合、現像装置側でその能力をカバーする必要がある。キャリア劣化による径時での拡散能力の低下に応じて、攪拌搬送路での剤速度を遅くし攪拌スクリュ上での拡散効果を上げることにより、現像剤の拡散性を十分に保つことができる。
Next, a developer agitation time measuring unit that counts the integrated value of the developer agitation time in the developing device 4 is provided, and the agitation unit speed U 1 is controlled based on the measured value of the developer agitation transport time measuring unit. The structure to perform is demonstrated.
Figure 21 is an explanatory view of a configuration for controlling the agitating unit dosage rate U 1 based on the measurement values of the developer stirring and conveying time measuring means, FIG. 21 (a) block diagram, FIG. 21 (b) in the flow chart is there.
From FIG. 21, when the stirring time is long, and small stirring unit dosage rate U 1. Accordingly, it is possible to cope with the control of slowing the rotational speed of the stirring screw 11 even when the developer deteriorates with time and the diffusibility of the developer decreases.
In addition, by slowing down the stirring screw rotation speed little by little, it is possible to always maintain a constant stirring ability and increase the life of the developing device and the developer.
The diffusibility of the developer changes with time. When the diffusion capacity is lowered due to carrier deterioration, it is necessary to cover the capacity on the developing device side. The developer diffusibility can be sufficiently maintained by slowing the agent speed in the agitating and conveying path and increasing the diffusing effect on the agitating screw in accordance with the decrease in the diffusing ability at the time of diameter due to carrier deterioration.

次に本発明に用いられる現像剤の特性について説明する。
現像剤中の磁性キャリアについては、体積平均粒径が20〜60[μm]の範囲が好ましい。平均粒径が60[μm]以下の小粒径のキャリアを用いることで、現像能力を低下させることなく、汲み上げ量の低減をすることができる。
図4に示す現像装置4では、環境および経時変化より、供給搬送路9の下流での剤の不足により十分な剤を現像ローラ5に供給できず、画像濃度が不安定になってしまう恐れがある。
小粒径のキャリアを用いることで、キャリア間の間隙が小さくなり現像領域における磁気ブラシがより緻密になり、少ない汲み上げ量で十分な現像が行えることになるからである。よって循環する現像剤量を低減することができるため、供給部では現像剤が枯渇することなく安定して汲み上げ可能になるような現像剤量を供給することができ、また回収部では現像剤がオーバーフローすることなく安定に剤搬送することが可能となる。
またキャリアの小粒径化に伴い現像領域における磁気ブラシがより緻密化され、現像においては潜像ドットへのトナーの供給効率が増し、ドット再現性に優れた画像を得ることが出来る。ゆえに長期間において画質の安定性も向上する。
なおキャリアの平均粒径が60[μm]より大きいと回収部でオーバーフローがおきやすくなり、安定な剤循環が行えない。また20[μm]より小さいと感光体にキャリアが付着したり、現像器からキャリアが飛散したり、しやすくなるという不具合が発生する。
キャリアの平均粒径測定については、マイクロトラック粒度分析計(日機装株式会社)のSRAタイプを使用し、0.7[μm]以上、125[μm]以下のレンジ設定で行うことができる。
Next, the characteristics of the developer used in the present invention will be described.
The magnetic carrier in the developer preferably has a volume average particle size in the range of 20 to 60 [μm]. By using a carrier having a small particle diameter having an average particle diameter of 60 [μm] or less, the pumping amount can be reduced without lowering the developing ability.
In the developing device 4 shown in FIG. 4, due to the environment and changes over time, a sufficient amount of agent cannot be supplied to the developing roller 5 due to a shortage of agent downstream of the supply conveyance path 9, and the image density may become unstable. is there.
By using a carrier having a small particle diameter, the gap between the carriers is reduced, the magnetic brush in the development region becomes denser, and sufficient development can be performed with a small pumping amount. Therefore, since the amount of developer circulating can be reduced, the supply unit can supply a developer amount that can be stably pumped without depletion of the developer, and the recovery unit contains developer. It becomes possible to transport the agent stably without overflowing.
Further, as the particle size of the carrier is reduced, the magnetic brush in the development region is further densified, and in the development, the toner supply efficiency to the latent image dots is increased, and an image having excellent dot reproducibility can be obtained. Therefore, the stability of image quality is improved over a long period.
If the average particle diameter of the carrier is larger than 60 [μm], an overflow tends to occur in the recovery part, and stable agent circulation cannot be performed. On the other hand, if it is smaller than 20 [μm], there is a problem that the carrier adheres to the photosensitive member or the carrier is easily scattered from the developing unit.
The average particle size of the carrier can be measured using a SRA type of a Microtrac particle size analyzer (Nikkiso Co., Ltd.) with a range setting of 0.7 [μm] or more and 125 [μm] or less.

次にトナーの特性について説明する。
まず、粒径について、トナーの体積平均粒径は3〜8[μm]の範囲が好ましい。平均粒径が8[μm]以下の小粒径トナーを用いる。
高速なプロセス線速の場合、トナー消費・補給速度が大きくなり、攪拌スクリュ上、現像ローラ上のトナー濃度変動も大きくなりやすい。
小粒径のトナーを用いることにより、大粒径トナーと小粒径トナーの場合を比較すると、同じ感光体M/Aを得るために必要なトナー量は小粒径トナーの方が少なくなる。従って、消費・補給速度ともに減少させることができ、トナー濃度変動が小さくなる。
また、現像剤の流動性が変化した場合においても供給部では現像剤が枯渇することなく、安定して汲み上げ可能になるような現像剤量を供給することができ、また回収部では現像剤がオーバーフローすることなく安定に剤搬送することが可能となる。また粒径分布がシャープであることから、現像剤の流動性が良く、長期的に安定した剤循環を行うことが可能となる。
一方、トナー同士の間隙が小さくなり画像中のトナーのうまりが良くなるので必要なトナー付着量およびトナー像の高さ(パイルハイト)の低減を図ることができる。また600[dpi]以上の微少ドットの再現性について、この範囲では、微小な潜像ドットに対して、十分に小さい粒径のトナー粒子を有していることから、ドット再現性に優れ、画像の安定性が高くなる。ゆえに長期間において画質の安定性も向上する。
一方、体積平均粒径(D1)が3[μm]未満では、転写効率の低下、ブレードクリーニング性の低下といった現象が発生しやすい。さらに、体積平均粒径(D1)が8[μm]を超えると、画像のパイルハイトが大きくなり、現像剤の流動性が悪化するとともに、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しく長期間画質を安定に維持することが困難となる。
また、同時に体積平均粒径(D1)と個数平均粒径(D2)との比(D1/D2)は1.00〜1.40の範囲にあることが好ましい。
(D1/D2)が1.00に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
Next, the characteristics of the toner will be described.
First, regarding the particle diameter, the volume average particle diameter of the toner is preferably in the range of 3 to 8 [μm]. A small particle diameter toner having an average particle diameter of 8 [μm] or less is used.
In the case of a high process linear velocity, the toner consumption / replenishment speed increases, and the toner density fluctuation on the stirring screw and the developing roller tends to increase.
By using a toner having a small particle size, the amount of toner required to obtain the same photoconductor M / A is smaller in the case of a small particle size toner when comparing the case of a large particle size toner and a small particle size toner. Accordingly, both the consumption and replenishment speed can be reduced, and the toner density fluctuation is reduced.
In addition, even when the flowability of the developer changes, the supply unit can supply a developer amount that can be stably pumped up without being depleted, and the recovery unit It becomes possible to transport the agent stably without overflowing. In addition, since the particle size distribution is sharp, the developer has good fluidity, and it becomes possible to perform a long-term stable agent circulation.
On the other hand, since the gap between the toners becomes smaller and the toner is more satisfactorily contained in the image, the required toner adhesion amount and the height (pile height) of the toner image can be reduced. Further, regarding the reproducibility of minute dots of 600 [dpi] or more, in this range, since the toner particles have a sufficiently small particle diameter with respect to the minute latent image dots, the dot reproducibility is excellent and the image Increased stability. Therefore, the stability of image quality is improved over a long period.
On the other hand, when the volume average particle diameter (D1) is less than 3 [μm], phenomena such as a decrease in transfer efficiency and a decrease in blade cleaning properties tend to occur. Furthermore, when the volume average particle diameter (D1) exceeds 8 [μm], the pile height of the image increases, the fluidity of the developer deteriorates, and it is difficult to suppress the scattering of characters and lines and to stabilize the image quality for a long period of time. It becomes difficult to maintain.
At the same time, the ratio (D1 / D2) of the volume average particle diameter (D1) to the number average particle diameter (D2) is preferably in the range of 1.00 to 1.40.
The closer (D1 / D2) is to 1.00, the sharper the particle size distribution. With such a toner having a small particle size and a narrow particle size distribution, the toner charge amount distribution is uniform, a high-quality image with little background fogging can be obtained, and the electrostatic transfer method has a high transfer rate. can do.

次に、トナー粒子の粒度分布の測定方法について説明する。
コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターTA−IIやコールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)があげられる。
以下に測定方法について述べる。
まず、電解水溶液100〜150[ml]中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1〜5[ml]加える。ここで、電解液とは1級塩化ナトリウムを用いて約1[%]NaCl水溶液を調製したもので、例えばISOTON−II(コールター社製)が使用できる。ここで、更に測定試料を2〜20[mg]加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、前記測定装置により、アパーチャーとして100[μm]アパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。
得られた分布から、トナーの重量平均粒径(D1)、個数平均粒径(D2)を求めることができる。
チャンネルとしては、2.00〜2.52[μm]未満;2.52〜3.17[μm]未満;3.17〜4.00[μm]未満;4.00〜5.04[μm]未満;5.04〜6.35[μm]未満;6.35〜8.00[μm]未満;8.00〜10.08[μm]未満;10.08〜12.70[μm]未満;12.70〜16.00[μm]未満;16.00〜20.20[μm]未満;20.20〜25.40[μm]未満;25.40〜32.00[μm]未満;32.00〜40.30[μm]未満の13チャンネルを使用し、粒径2.00[μm]以上乃至40.30[μm]未満の粒子を対象とする。
Next, a method for measuring the particle size distribution of toner particles will be described.
Examples of the measuring device for the particle size distribution of toner particles by the Coulter counter method include Coulter Counter TA-II and Coulter Multisizer II (both manufactured by Coulter).
The measurement method is described below.
First, 0.1 to 5 [ml] of a surfactant (preferably alkylbenzene sulfonate) is added as a dispersant to 100 to 150 [ml] of the electrolytic aqueous solution. Here, the electrolytic solution is prepared by preparing a 1% NaCl aqueous solution using primary sodium chloride, and for example, ISOTON-II (manufactured by Coulter) can be used. Here, 2 to 20 [mg] of a measurement sample is further added. The electrolytic solution in which the sample is suspended is subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and the measuring device is used to measure the volume and number of toner particles or toner using a 100 [μm] aperture. Then, the volume distribution and the number distribution are calculated.
From the obtained distribution, the weight average particle diameter (D1) and the number average particle diameter (D2) of the toner can be obtained.
As a channel, it is less than 2.00-2.52 [micrometer]; 2.52-less than 3.17 [micrometer]; 3.17-less than 4.00 [micrometer]; 4.00-5.04 [micrometer] Less than 5.04 to 6.35 [μm]; 6.35 to less than 8.00 [μm]; 8.00 to less than 10.08 [μm]; 10.08 to less than 12.70 [μm]; 12.70 to less than 16.00 [μm]; 16.00 to less than 20.20 [μm]; 20.20 to less than 25.40 [μm]; 25.40 to less than 32.00 [μm]; Using 13 channels of 00 to less than 40.30 [μm], particles having a particle size of 2.00 [μm] or more to less than 40.30 [μm] are targeted.

トナーの形状係数SF−1は100〜180、形状係数SF−2は100〜180の範囲にあることが好ましい。図21、図22は、形状係数SF−1、形状係数SF−2を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数SF−1は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、以下に示す(13)式で表される。トナーを2次元平面に投影してできる形状の最大長MXLNGの二乗を図形面積AREAで除して、100p/4を乗じた値である。
SF−1={(MXLNG)2/AREA}×(100p/4) ・・・(13)
SF−1の値が100の場合トナーの形状は真球となり、SF−1の値が大きくなるほど不定形になる。
また、形状係数SF−2は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、以下に示す(14)式で表される。トナーを2次元平面に投影してできる図形の周長PERIの二乗を図形面積AREAで除して、100/4pを乗じた値である。
SF−2={(PERI)2/AREA}×(100/4p) ・・・(14)
SF−2の値が100の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、SF−2の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
The toner shape factor SF-1 is preferably in the range of 100 to 180, and the shape factor SF-2 is preferably in the range of 100 to 180. 21 and 22 are diagrams schematically showing the shape of the toner in order to explain the shape factor SF-1 and the shape factor SF-2. The shape factor SF-1 indicates the ratio of the roundness of the toner shape, and is represented by the following equation (13). This is a value obtained by dividing the square of the maximum length MXLNG of the shape formed by projecting the toner on a two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100p / 4.
SF-1 = {(MXLNG) 2 / AREA} × (100p / 4) (13)
When the value of SF-1 is 100, the shape of the toner becomes a true sphere, and becomes larger as the value of SF-1 increases.
The shape factor SF-2 indicates the ratio of the unevenness of the toner shape, and is represented by the following expression (14). A value obtained by dividing the square of the perimeter PERI of the figure formed by projecting the toner onto the two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100 / 4p.
SF-2 = {(PERI) 2 / AREA} × (100 / 4p) (14)
When the value of SF-2 is 100, there is no unevenness on the toner surface, and as the value of SF-2 increases, the unevenness of the toner surface becomes more prominent.

形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡(S−800:日立製作所製)でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置(LUSEX3:ニレコ社製)に導入して解析して計算した。
トナーの形状が球形に近くなると、トナー間の接触状態が点接触となるためにトナー同士の吸着力は弱まりしたがって流動性が高くなる。ゆえに剤の循環性が向上し長期的に安定した一方向循環を行うことが可能となる。また、トナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなり高画質化に寄与する。
また、トナーが球形に近くなることにより現像剤の嵩密度を低減することが出来、流動性が変化した場合においても搬送される現像剤の体積の増減が小さくなる。よって供給部では現像剤が枯渇することなく安定して汲み上げ可能になるような現像剤量を供給することができ、また回収部では現像剤がオーバーフローすることなく安定に剤搬送することが可能となる。よって環境および経時変化に際して変動が少なくなるため、長期間において安定した現像剤循環が行え、画像濃度の安定性に優れた画像を得ることが可能となる。
一方、形状係数SF−1、SF−2のいずれかが180を超えると、流動性が悪化し、剤循環性が悪いために好ましくない。また転写率が低下するため好ましくない。
また、トナーと感光体との接触がより点接触に近くなって転写効率の向上が図れるためドット再現性が向上し、長期間において画質の安定性も向上する。
Specifically, the shape factor is measured by taking a photograph of the toner with a scanning electron microscope (S-800: manufactured by Hitachi, Ltd.), introducing it into an image analyzer (LUSEX 3: manufactured by Nireco) and analyzing it. Calculated.
When the shape of the toner is close to a sphere, the contact state between the toners becomes a point contact, so that the attractive force between the toners is weakened and the fluidity is increased. Therefore, the circulatory property of the agent is improved, and stable one-way circulation can be performed in the long term. In addition, since the contact state between the toner and the photoconductor is a point contact, the attractive force between the toner and the photoconductor is weakened, and the transfer rate is increased, contributing to the improvement in image quality.
Further, since the toner becomes nearly spherical, the bulk density of the developer can be reduced, and the increase or decrease in the volume of the developer conveyed is reduced even when the fluidity changes. Therefore, the supply unit can supply a developer amount that can be pumped stably without depletion of the developer, and the recovery unit can stably transport the agent without overflowing the developer. Become. Therefore, since fluctuations are reduced with changes in the environment and time, it is possible to perform a stable developer circulation over a long period of time, and it is possible to obtain an image with excellent image density stability.
On the other hand, if any of the shape factors SF-1 and SF-2 exceeds 180, the fluidity is deteriorated and the agent circulation property is poor. Further, the transfer rate is lowered, which is not preferable.
In addition, since the contact between the toner and the photoconductor is closer to a point contact and the transfer efficiency can be improved, the dot reproducibility is improved, and the stability of the image quality is improved over a long period of time.

本複写機で用いるトナーは、トナーの粒子表面に平均一次粒径が50〜500[nm]で、嵩密度が0.3[mg/cm]以上の微粒子(以下、単に微粒子という)を付着させたものである。なお、通常の流動性向上剤にシリカ等がよく用いられるが、例えば、このシリカの平均一次粒径は通常10〜30[nm]、嵩密度が0.1〜0.2[mg/cm]である。
このようなトナーを用いることにより、外添剤の埋没が少なく、経時にて現像剤の流動性の変化が小さくなる。よって供給部では現像剤が枯渇することなく安定して汲み上げ可能になるような現像剤量を供給することができ、また回収部では現像剤がオーバーフローすることなく安定に剤搬送することが可能となる。よって環境および経時変化に際して変動が少なくなるため、長期間において安定した現像剤循環が行え、画像濃度の安定性に優れた画像を得ることが可能となる。
本複写機で用いる現像剤では、トナーの表面に適切な特性の微粒子が存在することで、トナー粒子と対象体との間に適度な空隙が形成される。また、微粒子は、トナー粒子、感光体、搬送ベルト等との接触面積が非常に小さく、均等に接触するので付着力低減効果が大きく、搬送ベルトに面した未定着像のトナーが搬送ベルトに付着しづらいために画像の乱れが少ない。また現像・転写効率が向上し、ドットの再現性が向上するため画像が安定して搬送時の乱れに対して余裕度が高くなる。さらに、トナーがコロの役割を果たすため、感光体を摩耗または損傷させることがない。そして、クリーニングブレードと感光体との高ストレス(高荷重、高速度等)下でのクリーニングの際も、トナー粒子に埋没し難く、あるいは少々埋没しても離脱、復帰が可能であるので、長期間にわたって安定した特性を得ることができる。さらに、トナーの表面から適度に脱離し、クリーニングブレードの先端部に蓄積し、いわゆるダム効果によって、ブレードからトナーが通過する現象を防止する効果がある。
The toner used in this copying machine has fine particles having an average primary particle size of 50 to 500 [nm] and a bulk density of 0.3 [mg / cm 3 ] or more (hereinafter simply referred to as fine particles) attached to the toner particle surface. It has been made. In addition, although silica etc. are often used for a normal fluid improvement agent, for example, the average primary particle diameter of this silica is 10-30 [nm] normally, and the bulk density is 0.1-0.2 [mg / cm < 3 >. ].
By using such a toner, the external additive is less buried and the change in the fluidity of the developer is reduced with time. Therefore, the supply unit can supply a developer amount that can be pumped stably without depletion of the developer, and the recovery unit can stably transport the agent without overflowing the developer. Become. Therefore, since fluctuations are reduced with changes in the environment and time, it is possible to perform a stable developer circulation over a long period of time, and it is possible to obtain an image with excellent image density stability.
In the developer used in the present copying machine, an appropriate gap is formed between the toner particles and the target object due to the presence of fine particles having appropriate characteristics on the surface of the toner. In addition, fine particles have a very small contact area with toner particles, a photoconductor, a conveyance belt, etc., and are evenly contacted. There is little disturbance of the image because it is difficult. In addition, since the development / transfer efficiency is improved and the dot reproducibility is improved, the image is stabilized and a margin is increased against disturbance during conveyance. Further, since the toner acts as a roller, the photoreceptor is not worn or damaged. Even during cleaning under high stress (high load, high speed, etc.) between the cleaning blade and the photosensitive member, it is difficult to embed in the toner particles, or it can be detached and restored even if it is slightly buried. Stable characteristics can be obtained over a period of time. Further, the toner is moderately detached from the surface of the toner and accumulated at the tip of the cleaning blade, and the so-called dam effect has an effect of preventing a phenomenon that the toner passes from the blade.

これらの特性は、トナー粒子の受けるシェアを低減させる作用を示すので、高速定着(低エネルギー定着)のためトナーに含有されている低レオロジー成分によるトナー自身のフィルミングの低減効果を発揮する。しかも、微粒子として、平均一次粒径が50〜500[μm]の範囲のものを用いると、十分にその優れたクリーニング性能を活かすことができる上、極めて小粒径であるため、トナーの粉体流動性を低下させることがない。さらに、詳細は明らかでないが、表面処理された微粒子はトナーに外部添加されても、仮にキャリアを汚染した場合においても現像剤劣化の度合が少ない。よって経時的にトナーの流動性および帯電性の変化が少ないため、長期的に現像剤の循環を安定に行うことができる。また画質の安定性も高くなる。
微粒子の平均一次粒径(以下、平均粒径という)は、50〜500[nm]のものが用いられ、特に100〜400[nm]のものが好ましい。50[nm]未満であると、微粒子がトナー表面の凹凸の凹部分に埋没してコロの役割を低下する場合が生じる。一方、500[nm]よりも大きいと、微粒子がブレードと感光体表面の間に位置した場合、トナー自身の接触面積と同レベルのオーダーとなり、クリーニングされるべきトナー粒子を通過させる、即ちクリーニング不良を発生させやすくなる。
Since these characteristics have an effect of reducing the share received by the toner particles, the filming effect of the toner itself due to the low rheological component contained in the toner is exhibited for high-speed fixing (low energy fixing). In addition, when fine particles having an average primary particle size in the range of 50 to 500 [μm] are used, the excellent cleaning performance can be fully utilized and the particle size of the toner is extremely small. Does not reduce fluidity. Further, although the details are not clear, even if the surface-treated fine particles are externally added to the toner or the carrier is contaminated, the degree of developer deterioration is small. Accordingly, since the change in toner fluidity and chargeability with time is small, the developer can be circulated stably over a long period of time. Also, the stability of image quality is increased.
The average primary particle size (hereinafter referred to as the average particle size) of the fine particles is 50 to 500 [nm], and particularly preferably 100 to 400 [nm]. If it is less than 50 [nm], the fine particles may be buried in the concave and convex portions of the unevenness of the toner surface, reducing the role of the rollers. On the other hand, when the particle size is larger than 500 [nm], when the fine particles are positioned between the blade and the surface of the photoreceptor, the toner particles are in the same order as the contact area of the toner itself, and the toner particles to be cleaned are allowed to pass through. It becomes easy to generate.

嵩密度が0.3[mg/cm]未満では、流動性向上への寄与はあるものの、トナー及び微粒子の飛散性および付着性が高くなるために、トナーとコロとしての効果や、クリーニング部で蓄積して、トナーのクリーニング不良を防止するいわゆるダム効果といった働きが低下してしまう。 When the bulk density is less than 0.3 [mg / cm 3 ], although there is a contribution to improving the fluidity, the scattering property and adhesion of the toner and fine particles are increased, so that the effect as a toner and a roller can be improved. In other words, the so-called dam effect that prevents toner cleaning failure is reduced.

本複写機で用いる現像剤の微粒子において、無機化合物としては、
SiO、TiO、Al、MgO、CuO、ZnO、SnO、CeO、Fe、BaO、CaO、KO、NaO、ZrO、CaO・SiO、KO(TiO)n、Al・2SiO、CaCO、MgCO、BaSO、MgSO、SrTiOなどを例示することができる。
また、好ましくは、SiO、TiO、Alがあげられる。特にこれら無機化合物は各種のカップリング剤、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルジクロロシラン、オクチルトリメトキシシラン等で疎水化処理が施されていてもよい。
In the fine particles of the developer used in this copying machine, as an inorganic compound,
SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , MgO, CuO, ZnO, SnO 2 , CeO 2 , Fe 2 O 3 , BaO, CaO, K 2 O, Na 2 O, ZrO 2 , CaO · SiO 2 , K 2 Examples include O (TiO 2 ) n, Al 2 O 3 .2SiO 2 , CaCO 3 , MgCO 3 , BaSO 4 , MgSO 4 , SrTiO 3 and the like.
Also, preferably, SiO 2, TiO 2, Al 2 O 3 and the like. In particular, these inorganic compounds may be hydrophobized with various coupling agents, hexamethyldisilazane, dimethyldichlorosilane, octyltrimethoxysilane, and the like.

また,有機化合物の微粒子としては、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよく、例えばビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。樹脂微粒子としては、上記の樹脂を2 種以上併用しても差し支えない。
このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びそれらの併用が好ましい。
ビニル系樹脂の具体的な例としては、ビニル系モノマーを単独重合また共重合したポリマーで、例えば、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、(メタ)アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体等が挙げられる。
なお、微粒子の嵩密度は下記の方法により測定した。100[ml]のメスシリンダーを用いて、微粒子を徐々に加え100[ml]にした。
その際、振動は与えなかった。このメスシリンダーの微粒子を入れる前後の重量差により嵩密度を測定した。
嵩密度[g/cm]=微粒子量[g/100ml]÷100
The organic compound fine particles may be a thermoplastic resin or a thermosetting resin. For example, vinyl resin, polyurethane resin, epoxy resin, polyester resin, polyamide resin, polyimide resin, silicon resin, phenol resin, melamine resin, Examples include urea resins, aniline resins, ionomer resins, and polycarbonate resins. As the resin fine particles, two or more of the above resins may be used in combination.
Of these, vinyl resins, polyurethane resins, epoxy resins, polyester resins, and combinations thereof are preferred because an aqueous dispersion of fine spherical resin particles is easily obtained.
Specific examples of vinyl resins include polymers obtained by homopolymerization or copolymerization of vinyl monomers, such as styrene- (meth) acrylic acid ester copolymers, styrene-butadiene copolymers, (meth) acrylic acid. -Acrylic ester copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer, styrene- (meth) acrylic acid copolymer, and the like.
The bulk density of the fine particles was measured by the following method. Using a 100 [ml] graduated cylinder, fine particles were gradually added to 100 [ml].
At that time, no vibration was applied. The bulk density was measured by the difference in weight before and after placing the fine particles of the graduated cylinder.
Bulk density [g / cm 3 ] = fine particle amount [g / 100 ml] ÷ 100

本複写機の現像剤の微粒子を、トナー表面に外添加し付着させる方法としては、トナー母体粒子と微粒子を各種の公知の混合装置を用いて、機械的に混合して付着させる方法や、液相中でトナー母体粒子と微粒子を界面活性剤などで均一に分散させ、付着処理後、乾燥させる方法などがある。   As a method of adding and adhering the fine particles of the developer of the present copying machine to the toner surface, a method of adhering the toner base particles and the fine particles mechanically by using various known mixing devices, There is a method in which toner base particles and fine particles are uniformly dispersed with a surfactant or the like in the phase, and are dried after the adhesion treatment.

以上、実施形態1によれば、回収搬送路7、供給搬送路9及び攪拌搬送路10からなる3つの現像剤搬送路はそれぞれ仕切り部材である仕切り板134、仕切り壁133により仕切られ、現像剤搬送路にトナーの補給がなされる現像装置4で、攪拌搬送路10内を移動する現像剤の搬送速度をU[m/s]、攪拌搬送路10の長さをL[m]、トナーの補給がなされる周期をT[s]、攪拌搬送部材である攪拌スクリュ11が攪拌を行うことによる拡散性能を示す値をD[m/s]とし、上記(1)式が成り立つことようにしている。これにより、攪拌搬送路10の最上流部のトナー濃度偏差に対する、攪拌搬送路10の最下流部のトナー濃度偏差を1/20以下とするまで拡散することができる。よって、現像剤担持体である現像ローラ5上のトナー濃度変動を抑制することにより、安定した画像濃度の画像形成を行うことができる。
また、供給搬送路9内の現像剤の搬送速度をU[m/s]、及び回収搬送路7内を移動する該現像剤の搬送速度をU[m/s]とし、U>U、及びU>Uの関係が成り立つようにしている。よって、攪拌搬送路10での撹拌性を高めても、回収搬送路7における現像剤あふれや、供給搬送路9における現像剤の枯渇が発生することを防止することができる。
また、攪拌スクリュ11のピッチ幅を供給スクリュ8及び回収スクリュ6のピッチ幅よりも短くすることにより、攪拌スクリュ11の回転数の回転数を落とさずに(場合によっては回転数をあげても)、供給部剤速度Uよりも攪拌部剤速度Uを遅くすることができる。これにより、スクリュ回転数に依存する拡散能力を減らさずに(場合によっては拡散能力を増加させ)、拡散時間の増加及びトナー濃度偏差の波長が小さくするという作用をプラスすることができる。
また、攪拌スクリュ11の中央部の領域のピッチ幅を供給スクリュ8及び回収スクリュ6のピッチ幅よりも短くし、攪拌搬送路10の一部の領域で現像剤の速度を一部のみでも遅くすることにより、その場所での拡散時間が大きく、またトナー濃度偏差波長が小さくなり拡散効果が大きくなる。さらに、攪拌搬送路10の現像剤の搬送速度が遅い部分の上流側にトナーの補給位置を設けたることにより、攪拌部剤速度の遅い部分と速い部分とでは、攪拌搬送速度が遅い搬送方向下流側の方が剤面が高くなるように、剤面の高さに差が生じるため、補給されたトナーが現像剤に対して上滑りして、下流側に滑ってしまうことがない。そして、攪拌部の剤速度が遅い部分より上流側でトナー補給をすることにより、剤の遅い部分での高い拡散効果を生かすことができる。
また、トナー補給位置を現像装置4の回収搬送路7の最下流部から現像剤攪拌搬送路10の最上流部までの現像剤受渡し部分に設けることのより、現像剤が大きく上下に移動する剤の受渡し部に補給することでより拡散しやすい。
また、トナー補給位置を現像装置4の回収搬送路7に設けることにより、回収搬送路7内のトナー濃度が低い現像剤に対してトナーを補給するため、より拡散しやすく、現像ローラ5への補給位置から最も遠い位置にあるため拡散しやすい。さらに、攪拌搬送路10からみて上流側にトナー補給位置を設けることにより、攪拌スクリュ11での高い拡散効果を上流から下流まで十分に生かすことができる。
また、攪拌スクリュ11の回転数を供給スクリュ8及び回収スクリュ6の回転数よりも小さくすることにより、供給部剤速度U及び回収部剤速度Uよりも、攪拌部剤速度Uを小さくすることができる。さらに、回転数を下げることにより、攪拌スクリュ11の軸受や剤へのストレスを減少させることができ、軸受・剤の長寿命化が達成できる。
また、攪拌スクリュ11に攪拌フィン113を取り付けることにより現像剤の流れが阻害され、攪拌部剤速度Uが遅くなる。さらに、攪拌フィン113の取り付けにより、トナー濃度偏差に対する拡散能力も取り付け以前よりあがり、また補給トナーの上滑りも防ぐことができる。
また、攪拌搬送路10に磁石112の取り付けにより現像剤の流れが阻害され、攪拌部剤速度Uが遅くすることができる。また、さらに、磁石112の取り付けにより、トナー濃度偏差に対する拡散能力も取り付け以前よりあがり、また補給トナーの上滑りも防ぐことができる。
また、攪拌搬送羽部138を二枚設けることにより、攪拌搬送羽部138を一枚のみ設けたものよりトナー濃度偏差に対する拡散能力があがり、さらに補給トナーの上滑りも防ぐことができる。
また、攪拌スクリュ11の径を大きくすることにより、攪拌搬送路10での現像剤のスクリュ埋設率を許容範囲(0.9未満程度)に抑えることができ、拡散効果が向上する。
また、トナー濃度センサ127の検知結果に基づいて攪拌部剤速度Uを制御し、トナー濃度が下がったと検知した場合は、拡散効果が損なわない程度に攪拌スクリュ回転数を上げることにより、供給搬送路9の現像剤を増やすことができ供給搬送路での剤の枯渇を防ぐことができる。
また、像剤攪拌搬送時間計測手段の計測値に基づいて攪拌部剤速度Uを制御し、攪拌時間が長い場合攪拌部剤速度Uを小さくすることにより、経時で現像剤の劣化が起こり、現像剤の拡散性が下がることに対しても、攪拌スクリュ11の回転速度を遅くする制御を行うことに対応することができる。
As described above, according to the first embodiment, the three developer transport paths including the recovery transport path 7, the supply transport path 9, and the stirring transport path 10 are partitioned by the partition plate 134 and the partition wall 133, which are partition members, respectively. In the developing device 4 in which toner is supplied to the conveyance path, the conveyance speed of the developer moving in the agitation conveyance path 10 is U 1 [m / s], the length of the agitation conveyance path 10 is L [m], and the toner Assuming that T [s] is the period during which the replenishment is performed, and D [m 2 / s] is the value indicating the diffusion performance when the stirring screw 11 that is the stirring and conveying member performs stirring, the above equation (1) seems to hold. I have to. As a result, the toner density deviation at the most downstream portion of the agitating / conveying path 10 can be diffused to 1/20 or less of the toner density deviation at the most upstream area of the agitating / conveying path 10. Therefore, it is possible to form an image with a stable image density by suppressing the toner density fluctuation on the developing roller 5 which is a developer carrying member.
Further, the transport speed of the developer in the supply transport path 9 is U 2 [m / s], the transport speed of the developer moving in the recovery transport path 7 is U 3 [m / s], and U 2 > U 1, and U 3> so that the relationship of U 1 is true. Therefore, even if the agitation property in the agitation conveyance path 10 is improved, it is possible to prevent the overflow of the developer in the recovery conveyance path 7 and the depletion of the developer in the supply conveyance path 9.
Moreover, by making the pitch width of the stirring screw 11 shorter than the pitch width of the supply screw 8 and the recovery screw 6, the rotational speed of the stirring screw 11 is not decreased (in some cases, the rotational speed is increased). it can slow the stirring unit dosage rate U 1 than the feed portions agents speed U 2. Accordingly, it is possible to add the effects of increasing the diffusion time and reducing the wavelength of the toner density deviation without decreasing the diffusion capability depending on the screw rotation speed (in some cases, increasing the diffusion capability).
In addition, the pitch width of the central region of the stirring screw 11 is made shorter than the pitch width of the supply screw 8 and the recovery screw 6, and the developer speed is reduced only in part in a partial region of the stirring conveyance path 10. As a result, the diffusion time at that location is large, the wavelength of toner density deviation is small, and the diffusion effect is large. Further, by providing a toner replenishment position upstream of the portion where the developer conveyance speed of the agitating / conveying path 10 is slow, the agitating / conveying speed is low in the portion where the agitating agent speed is low and in the portion where the stirring agent is slow. Since the height of the surface of the agent is different so that the surface of the toner is higher on the side, the replenished toner does not slide up with respect to the developer and slips downstream. Then, by supplying toner on the upstream side of the portion where the agent speed of the stirring portion is slow, it is possible to take advantage of the high diffusion effect in the portion where the agent is slow.
Further, by providing the toner replenishment position in the developer delivery portion from the most downstream portion of the collecting and conveying path 7 of the developing device 4 to the most upstream portion of the developer stirring and conveying path 10, the developer moves up and down greatly. It is easier to spread by replenishing the delivery part.
Further, by providing the toner replenishment position in the collection conveyance path 7 of the developing device 4, the toner is replenished to the developer having a low toner concentration in the collection conveyance path 7, so that the toner is easily diffused. It is easy to diffuse because it is farthest from the replenishment position. Furthermore, by providing the toner replenishment position on the upstream side as viewed from the stirring conveyance path 10, the high diffusion effect in the stirring screw 11 can be fully utilized from the upstream to the downstream.
Further, the stirring member agent speed U 1 is made smaller than the supply member agent speed U 2 and the recovery member agent speed U 3 by making the rotation number of the stirring screw 11 smaller than that of the supply screw 8 and the recovery screw 6. can do. Furthermore, by lowering the rotational speed, the stress on the bearing and the agent of the stirring screw 11 can be reduced, and the life of the bearing / agent can be extended.
Also, the flow of the developer is inhibited by mounting the stirring fins 113 on stirring screw 11, is slow stirring unit dosage rate U 1. Furthermore, by attaching the agitation fin 113, the diffusion ability with respect to the toner density deviation can be improved from before the attachment, and the replenishment toner can be prevented from slipping.
Further, the stirring conveyance path 10 is inhibited the flow of the developer by the mounting of the magnet 112, it is possible to slow stirring unit dosage rate U 1. Further, the attachment of the magnet 112 also increases the diffusion capability with respect to the deviation in toner density than before the attachment, and prevents the replenishment toner from sliding up.
Further, by providing two agitating / conveying wings 138, the ability to diffuse the toner density deviation can be improved as compared with the case where only one agitating / conveying wing 138 is provided, and further, the replenishment toner can be prevented from slipping upward.
Further, by increasing the diameter of the agitating screw 11, the screw embedding rate of the developer in the agitating and conveying path 10 can be suppressed to an allowable range (less than about 0.9), and the diffusion effect is improved.
Further, by controlling the stirring unit dosage rate U 1 on the basis of the detection result of the toner density sensor 127, if it is detected that lowered toner density, by increasing the agitation screw rotation speed to the extent that the diffusion effect is not impaired, the supply conveyance The developer in the path 9 can be increased, and the depletion of the agent in the supply conveyance path can be prevented.
Further, by controlling the stirring member agent speed U 1 based on the measured value of the image agent stirring / conveying time measuring means and reducing the stirring member agent speed U 1 when the stirring time is long, the developer deteriorates over time. Even when the diffusibility of the developer is lowered, it is possible to cope with the control for reducing the rotation speed of the stirring screw 11.

[変形例1]
実施形態1では、図4に示した3つの現像剤搬送路をほぼ同じ高さとした現像装置4で、攪拌部速度Uと供給部剤速度Uとを、U<Uを満たすように設定したものである。U<Uを満たすことを好ましい構成としては、図4に示した3つの現像剤搬送路をほぼ同じ高さとした現像装置に限らない。回収搬送路と供給搬送路とが別に設けられた構成であれば、供給搬送路の下流側では現像剤量の減少が生じるため、攪拌部速度Uと供給部剤速度Uとを、U<Uを満たすことが好ましい。
以下、図24で示す現像装置4でU<Uを満たすように設定した変形例1について説明する。
[Modification 1]
In the first embodiment, with the developing device 4 in which the three developer conveyance paths shown in FIG. 4 are substantially the same height, the agitation unit speed U 1 and the supply unit agent speed U 2 satisfy U 1 <U 2. Is set. A preferable configuration satisfying U 1 <U 2 is not limited to the developing device in which the three developer transport paths shown in FIG. If the recovery conveyance path and the supply conveyance path are provided separately, the developer amount decreases on the downstream side of the supply conveyance path. Therefore, the agitation unit speed U 1 and the supply unit agent speed U 2 are set as U 1 <preferably satisfies the U 2.
Hereinafter, Modification 1 in which the developing device 4 illustrated in FIG. 24 is set to satisfy U 1 <U 2 will be described.

図24の現像装置4では、供給搬送路9に配置された供給スクリュ8に隣接する現像ローラ5に現像剤が供給され、現像済の現像剤は現像ローラ5の下方に配置された回収搬送路7へ移動される。回収搬送路7に配置された回収スクリュ6は、供給スクリュ8と同方向に現像剤を搬送し、さらに回収搬送路7の搬送方向下流側でほぼ同じ高さに併設された攪拌搬送路10に現像剤を移送している。また、供給搬送路9で現像ローラ5に供給されなかった現像剤は、供給搬送路9の搬送方向の下流側で下方の攪拌搬送路10に移動(落下)する。攪拌搬送路10に配置された攪拌スクリュ11は回収搬送路7から現像済の現像剤、供給搬送路9からの未現像の現像剤、及び補給トナーを攪拌し、供給搬送路9の上流側へと斜め上方に移送する。この攪拌搬送路10における斜め上方への現像剤の持ち上げの際、攪拌部速度Uを供給部剤速度Uより小さくした。 In the developing device 4 of FIG. 24, the developer is supplied to the developing roller 5 adjacent to the supply screw 8 arranged in the supply conveyance path 9, and the developed developer is a collection conveyance path arranged below the development roller 5. 7 is moved. The collection screw 6 disposed in the collection conveyance path 7 conveys the developer in the same direction as the supply screw 8, and further to the stirring conveyance path 10 provided at substantially the same height on the downstream side in the conveyance direction of the collection conveyance path 7. Developer is being transported. Further, the developer that has not been supplied to the developing roller 5 in the supply conveyance path 9 moves (drops) to the lower agitation conveyance path 10 on the downstream side in the conveyance direction of the supply conveyance path 9. The agitation screw 11 disposed in the agitation conveyance path 10 agitates the developed developer from the recovery conveyance path 7, the undeveloped developer from the supply conveyance path 9, and the replenishment toner, and moves to the upstream side of the supply conveyance path 9. And move diagonally upward. During the lifting of the developer obliquely upward in the stirring conveyance path 10, and the stirring unit speed U 1 smaller than the feed unit dosage rate U 2.

なお、図24に示すように、供給搬送路9が攪拌搬送路10の上方にある場合は、供給搬送路9から攪拌搬送路10に現像剤が落下する落下部分にトナー補給位置を設けても良い。図25は、変形例1の現像装置4のトナー補給位置を説明する模式図である。
なお、供給搬送路9が攪拌搬送路10の上方にあるものに限らず、回収部・供給部のいずれかが他のスクリュ部の上方にある現像剤搬送路が2段構成の場合、上方から下方への落下部分にトナー補給部を置くと特に効果的な補給ができる。
As shown in FIG. 24, when the supply conveyance path 9 is above the agitation conveyance path 10, a toner replenishment position may be provided at the falling portion where the developer falls from the supply conveyance path 9 to the agitation conveyance path 10. good. FIG. 25 is a schematic diagram illustrating the toner replenishment position of the developing device 4 according to the first modification.
In addition, the supply conveyance path 9 is not limited to the one above the stirring conveyance path 10, and when the developer conveyance path in which either the collection unit or the supply unit is above the other screw unit has a two-stage configuration, from above Particularly effective replenishment can be achieved by placing the toner replenishment portion in the downward drop portion.

実施形態1に係る複写機の該略構成図。1 is a schematic configuration diagram of a copier according to a first embodiment. 同複写機のプリンタ部における4つの第一プロセスユニットの1つを示す拡大構成図。FIG. 3 is an enlarged configuration diagram showing one of four first process units in the printer unit of the copier. 同複写機のプリンタ部における4つの第二プロセスユニットの1つを示す拡大構成図。FIG. 3 is an enlarged configuration diagram showing one of four second process units in the printer unit of the copier. 同複写機の現像装置の概略構成図。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a developing device of the copier. 現像ローラの磁極配置の概略構成図。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a magnetic pole arrangement of a developing roller. 現像装置の下ケーシングの斜視図。The perspective view of the lower casing of a developing device. 現像剤搬送路の連通部の概略断面図。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a communication portion of a developer conveyance path. 現像装置の上ケーシングの斜視図。The perspective view of the upper casing of a developing device. 各現像剤搬送路での現像剤搬送量及びフローを説明する概略図。Schematic explaining the developer conveyance amount and flow in each developer conveyance path. 攪拌部剤速度と拡散効果との関係の説明図。Explanatory drawing of the relationship between a stirring part agent speed and a diffusion effect. 攪拌部速度が供給部速度と同じ場合と、供給部速度よりも遅い場合のトナー濃度の時間変動を示すグラフ。6 is a graph showing a change in toner concentration with time when the stirring unit speed is the same as the supply unit speed and when the stirring unit speed is slower than the supply unit speed. 透磁率センサを用いた現像剤速度検知手段の模式図。FIG. 3 is a schematic diagram of a developer speed detecting unit using a magnetic permeability sensor. 拡散性の比較を行った実験1の説明図、(a)は搬送速度を速めに設定したスクリュの説明図、(b)は搬送速度を遅めに設定したスクリュの説明図。Explanatory drawing of the experiment 1 which performed the comparison of diffusivity, (a) is explanatory drawing of the screw which set the conveyance speed fast, (b) is explanatory drawing of the screw which set the conveyance speed late. 実験1の結果を示すグラフGraph showing the results of Experiment 1 実験2の結果を示すグラフ。The graph which shows the result of Experiment 2. 実施例5にかかる攪拌スクリュの説明図、(a)はスクリュ全体にフィンを設けた図、(b)はスクリュの一部にフィンを設けた図。Explanatory drawing of the stirring screw concerning Example 5, (a) is the figure which provided the fin in the whole screw, (b) is the figure which provided the fin in a part of screw. 実施例6にかかる現像装置の説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram of a developing device according to a sixth embodiment. 実施例7にかかる攪拌スクリュの説明図。Explanatory drawing of the stirring screw concerning Example 7. FIG. トナー補給位置を説明する模式図、(a)は剤の受け渡し部分にトナー補給位置を設けた場合、(b)は回収搬送路にトナーの補給位置を設けた場合、(c)は攪拌搬送路の現像剤の搬送速度が遅い部分の上流側にトナーの補給位置を設けた場合。Schematic diagram illustrating the toner replenishment position, (a) is a case where a toner replenishment position is provided in the agent delivery portion, (b) is a case where a toner replenishment position is provided in the collection conveyance path, and (c) is a stirring conveyance path. When a toner replenishment position is provided on the upstream side of the portion where the developer transport speed is slow. トナー濃度センサ127の検知結果に基づいて攪拌部剤速度を制御する構成の説明図、(a)はブロック図、(b)はフローチャート。FIG. 4 is an explanatory diagram of a configuration for controlling the stirring member agent speed based on the detection result of the toner concentration sensor 127, (a) is a block diagram, and (b) is a flowchart. 現像剤攪拌搬送時間計測手段の計測値に基づいて攪拌部剤速度を制御する構成の説明図であり、(a)はブロック図、(b)はフローチャート。It is explanatory drawing of the structure which controls a stirring part agent speed based on the measured value of a developer stirring conveyance time measurement means, (a) is a block diagram, (b) is a flowchart. 形状係数SF−1を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating shape factor SF-1. 形状係数SF−2を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating shape factor SF-2. 変形例1にかかる現像装置の概略構成図。FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a developing device according to Modification Example 1. 変形例1のトナー補給位置を説明する模式図。FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a toner replenishment position according to a first modification. 従来から広く使用されている現像装置の概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of a developing device that has been widely used conventionally. 特許文献2に記載の現像装置の概略構成図。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a developing device described in Patent Document 2.

符号の説明Explanation of symbols

1 感光体
2 感光体クリーニング装置
3 スコロトロンチャージャ
4 現像装置
5 現像ローラ
6 回収スクリュ
7 回収搬送路
8 供給スクリュ
9 供給搬送路
10 攪拌搬送路
11 攪拌スクリュ
12 下ケーシング
13 上ケーシング
14 スクリュ頂点
15 回転中心
16 現像ドクタ
17 ドクタ領域
18 被規制現像剤回収部材
19 放熱用部材
20 第一転写ユニット
21 第一中間転写ベルト
30 第二転写ユニット
31 第二中間転写ベルト
40 給紙装置
44 横レジ補正機構
45 レジストローラ対
46 二次転写ローラ
47 転写チャージャ
50 紙搬送ユニット
50A 搬送クリーニング装置
51 紙搬送ベルト
54 分離ローラ
57 吸着用チャージャ
58 分離用チャージャ
60 定着装置
70 冷却ローラ対
71 排紙ローラ対
75 排紙スタック部
80 第一プロセスユニット
81 第二プロセスユニット
85 ボトル収容部
90 操作・表示ユニット
95 制御部
100 プリンタ部
110 回収攪拌スクリュ
111 作像ユニット
112 磁石
113 攪拌フィン
120 フィン
121 ガイド部
122 現像剤捕捉ローラ
123 スクレーパ
127 トナー濃度センサ
128 放熱フィン
130 トナー補給口
131 回収・供給凸部
132 供給・攪拌凸部
133 仕切り壁
134 仕切り板
138 攪拌搬送羽部
139 攪拌横移送用パドル
140 攪拌逆送羽部
141 回収横移送用パドル
142 供給横移送用パドル
143 移送部位置
144 現像剤押し出し面
145 像剤嵩調節開口部
200 自動画像読取装置
210 回収攪拌搬送路
300 紙補給装置
401 供給回収スクリュ
402 供給回収搬送路
403 隔壁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photoconductor 2 Photoconductor cleaning apparatus 3 Scorotron charger 4 Developing apparatus 5 Developing roller 6 Collection screw 7 Collection conveyance path 8 Supply screw 9 Supply conveyance path 10 Agitation conveyance path 11 Agitation screw 12 Lower casing 13 Upper casing 14 Screw vertex 15 Rotation Center 16 Developing doctor 17 Doctor area 18 Restricted developer collecting member 19 Heat radiating member 20 First transfer unit 21 First intermediate transfer belt 30 Second transfer unit 31 Second intermediate transfer belt 40 Paper feeder 44 Horizontal registration correction mechanism 45 Registration roller pair 46 Secondary transfer roller 47 Transfer charger 50 Paper transport unit 50A Transport cleaning device 51 Paper transport belt 54 Separation roller 57 Adsorption charger 58 Separation charger 60 Fixing device 70 Cooling roller pair 71 Discharge roller pair 7 Discharge stack unit 80 First process unit 81 Second process unit 85 Bottle storage unit 90 Operation / display unit 95 Control unit 100 Printer unit 110 Collecting stirring screw 111 Image forming unit 112 Magnet 113 Stirring fin 120 Fin 121 Guide unit 122 Developer Trapping roller 123 Scraper 127 Toner concentration sensor 128 Radiation fin 130 Toner replenishment port 131 Collecting / supplying convex part 132 Supplying / stirring convex part 133 Partition wall 134 Partition plate 138 Stirring transport wing part 139 Stirring lateral transfer paddle 140 Stirring reverse feeding part 141 Recovery lateral transfer paddle 142 Supply lateral transfer paddle 143 Transfer portion position 144 Developer push-out surface 145 Image material bulk adjustment opening 200 Automatic image reading device 210 Recovery stirring conveyance path 300 Paper supply device 401 Supply recovery Cru 402 supply collection conveyance path 403 bulkhead

Claims (23)

磁性キャリアとトナーとからなるニ成分現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で該潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体と、
該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給搬送部材を備えた現像剤供給搬送路と、
該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された該現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、該現像剤供給搬送部材と同方向に搬送する現像剤回収搬送部材を備えた現像剤回収搬送路と、
現像に用いられずに該現像剤供給搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された余剰現像剤と、該現像剤担持体から回収され該現像剤回収搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された回収現像剤との供給を受け、該現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、該余剰現像剤と該回収現像剤とを攪拌しながら該現像剤供給搬送部材とは逆方向に搬送する現像剤攪拌搬送部材を備え、該現像剤を該現像剤供給搬送路に供給する現像剤攪拌搬送路とを有し、
該現像剤回収搬送路、該現像剤供給搬送路及び該現像剤攪拌搬送路からなる3つの現像剤搬送路はそれぞれ仕切り部材により仕切られ、該現像剤搬送路にトナーの補給がなされる現像装置において、
該現像剤攪拌搬送路内を移動する該現像剤の搬送速度をU[m/s]、該現像剤攪拌搬送路の長さをL[m]、トナーの補給がなされる周期をT[s]、攪拌搬送部材が攪拌を行うことによる拡散性能を示す値をD[m/s]とし、
次の(1)式が成り立つことを特徴とする現像装置。
A developer that rotates by supporting a two-component developer composed of a magnetic carrier and a toner on the surface and supplying the toner to the latent image on the surface of the latent image carrier at a location facing the latent image carrier. A carrier,
A developer supply transport path including a developer supply transport member that transports the developer along the axial direction of the developer support and supplies the developer to the developer support;
The developer recovered from the developer carrier after passing through the portion facing the latent image carrier is along the axial direction of the developer carrier and in the same direction as the developer supply / conveying member. A developer recovery transport path including a developer recovery transport member for transporting
Excess developer transported to the most downstream side in the transport direction of the developer supply transport path without being used for development, and to the most downstream side in the transport direction of the developer collection transport path recovered from the developer carrier Receiving supply of the collected developer that has been conveyed, along the axial direction of the developer carrier, and in the direction opposite to the developer supply and conveying member while stirring the excess developer and the collected developer A developer agitating and conveying member that conveys the developer to the developer supplying and conveying path, and a developer agitating and conveying path that supplies the developer to the developer supplying and conveying path,
The three developer transport paths including the developer recovery transport path, the developer supply transport path, and the developer agitation transport path are each partitioned by a partition member, and a developing device in which toner is supplied to the developer transport path In
The transport speed of the developer moving in the developer stirring and transporting path is U 1 [m / s], the length of the developer stirring and transporting path is L [m], and the period of toner replenishment is T [ s], and the value indicating the diffusion performance due to stirring by the stirring and conveying member is D [m 2 / s],
A developing device characterized in that the following equation (1) holds:
請求項1の現像装置において、
上記現像剤供給搬送路内を移動する上記現像剤の搬送速度をU[m/s]、及び上記現像剤回収搬送路内を移動する該現像剤の搬送速度をU[m/s]とし、
>U、及びU>U
の関係が成り立つことを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1.
The transport speed of the developer moving in the developer supply transport path is U 2 [m / s], and the transport speed of the developer moving in the developer recovery transport path is U 3 [m / s]. age,
U 2 > U 1 and U 3 > U 1
A developing device characterized by the following relationship:
請求項1または2の現像装置において、
上記現像剤供給搬送部材、上記現像剤回収搬送部材及び上記現像剤攪拌搬送部材の3つの現像剤搬送部材は、回転軸部に螺旋状の羽部を備え、回転することにより現像剤を搬送する現像剤搬送スクリュであり、該3つの現像剤搬送部材はそれぞれ現像剤供給スクリュ、現像剤回収スクリュ及び現像剤攪拌スクリュであることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1 or 2,
The three developer transport members, the developer supply transport member, the developer recovery transport member, and the developer agitation transport member, have a spiral blade on the rotating shaft, and transport the developer by rotating. A developing device, comprising: a developer conveying screw, wherein the three developer conveying members are a developer supply screw, a developer recovery screw, and a developer stirring screw, respectively.
請求項3の現像装置において、
上記現像剤攪拌スクリュのピッチ幅は、上記供給スクリュ及び上記回収スクリュのピッチ幅よりも狭いことを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 3.
The developing device, wherein a pitch width of the developer agitating screw is narrower than a pitch width of the supply screw and the recovery screw.
請求項1の現像装置において、
上記現像剤攪拌搬送路の少なくとも一部の領域での現像剤の搬送速度が、上記現像剤供給搬送路及び上記現像剤回収搬送路の現像剤の搬送速度よりも遅いことを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1.
A developing device characterized in that a developer conveying speed in at least a part of the developer agitating / conveying path is slower than a developer conveying speed of the developer supplying / conveying path and the developer collecting / conveying path. .
請求項5の現像装置において、
上記現像剤供給搬送部材、上記現像剤回収搬送部材及び上記現像剤攪拌搬送部材の3つの現像剤搬送部材は、回転軸部に螺旋状の羽部を備え、回転することにより現像剤を搬送する現像剤搬送スクリュであり、該3つの現像剤搬送部材はそれぞれ現像剤供給スクリュ、現像剤回収スクリュ及び現像剤攪拌スクリュであることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 5.
The three developer transport members, the developer supply transport member, the developer recovery transport member, and the developer agitation transport member, have a spiral blade on the rotating shaft, and transport the developer by rotating. A developing device, comprising: a developer conveying screw, wherein the three developer conveying members are a developer supply screw, a developer recovery screw, and a developer stirring screw, respectively.
請求項6の現像装置において、
上記現像剤攪拌スクリュのピッチ幅の一部は、上記供給スクリュ及び上記回収スクリュのピッチ幅よりも狭いことを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 6.
Part of the pitch width of the developer stirring screw is narrower than the pitch width of the supply screw and the recovery screw.
請求項5、6または7の現像装置において、
上記現像装置にトナーを補給するトナー補給位置を上記現像剤攪拌搬送路のうち、上記供給搬送路及び上記回収搬送路よりも現像剤の搬送速度が遅くなる部分、もしくはその部分よりも現像剤搬送方向上流側とに設けたことを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 5, 6 or 7,
The toner replenishment position for replenishing toner to the developing device is a portion of the developer agitation transport path where the developer transport speed is slower than the supply transport path and the recovery transport path, or the developer transport than that part. A developing device provided on the upstream side in the direction.
請求項1、2、3、4、5、6または7の現像装置において、
上記現像装置にトナーを補給するトナー補給位置を上記現像剤回収搬送路に設けたことを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7.
A developing device characterized in that a toner supply position for supplying toner to the developing device is provided in the developer collection transport path.
請求項1、2、3、4、5、6または7の現像装置において、
上記現像装置にトナーを補給するトナー補給位置を上記現像剤回収搬送路の最下流部から上記現像剤攪拌搬送路の最上流部までの現像剤受渡し部分に設けたことを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7.
A developing device, wherein a toner replenishing position for replenishing toner to the developing device is provided in a developer delivery portion from the most downstream portion of the developer collecting and conveying path to the most upstream portion of the developer stirring and conveying path.
請求項3、4、6、7、8、9または11の現像装置において、
上記現像剤攪拌スクリュの回転数は、上記供給スクリュ及び上記回収スクリュの回転数よりも小さいことを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 3, 4, 6, 7, 8, 9 or 11,
The developing device according to claim 1, wherein the rotation speed of the developer stirring screw is smaller than the rotation speeds of the supply screw and the recovery screw.
請求項3、4、6、7、8、9、10または11の現像装置において、
上記現像剤攪拌スクリュに上記羽部の半径方向と該攪拌スクリュの軸方向との辺から成る平面を持ったフィンが取り付けられていることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10 or 11.
2. A developing device according to claim 1, wherein a fin having a plane composed of sides of a radial direction of the blade and an axial direction of the stirring screw is attached to the developer stirring screw.
請求項3、4、6、7、8、9、10、11または12の現像装置において、
上記攪拌搬送スクリュの羽部の条数を複数にすることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11 or 12.
A developing device characterized in that the number of wings of the stirring and conveying screw is plural.
請求項3、4、6、7、8、9、10、11、12または13の現像装置において、
上記攪拌搬送スクリュの羽部の径を上記供給スクリュの羽部の径よりも大きくすることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 or 13.
A developing device characterized in that the diameter of the blade portion of the agitating and conveying screw is larger than the diameter of the blade portion of the supply screw.
請求項3、4、6、7、8、9、10、11、12、13または14の現像装置において、
上記攪拌搬送スクリュの回転数が変更可能であることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 or 14.
A developing device characterized in that the number of rotations of the stirring and conveying screw can be changed.
請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14または15の現像装置において、
上記現像剤攪拌搬送路に磁界が形成されるように磁界発生手段を取り付けたことを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 or 15.
A developing device comprising a magnetic field generating means attached so as to form a magnetic field in the developer stirring and conveying path.
請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15または16の現像装置において、
上記現像剤攪拌搬送路内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を備え、該トナー濃度検知手段の検知結果に基づいて該現像剤攪拌搬送路内の現像剤の搬送速度を制御することを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 or 16.
A toner concentration detection unit that detects the toner concentration of the developer in the developer stirring conveyance path is provided, and the developer conveyance speed in the developer stirring conveyance path is controlled based on the detection result of the toner concentration detection unit. A developing device.
請求項17の現像装置において、
上記トナー濃度検知手段でトナー濃度の低下が検知されると、上記現像剤攪拌搬送路の現像剤の搬送速度を速めることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 17,
A developing device characterized in that when a decrease in toner concentration is detected by the toner concentration detecting means, the developer conveying speed in the developer agitating / conveying path is increased.
請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17または18の現像装置において、
上記現像装置における現像剤の攪拌時間の積算値をカウントする現像剤攪拌時間計測手段を備え、該現像剤攪拌時間計測手段の計測値に基づいて該現像剤攪拌搬送路内の現像剤の搬送速度を制御することを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 or 18.
A developer agitation time measuring means for counting the integrated value of the developer agitation time in the developing device, and the developer conveying speed in the developer agitating and conveying path based on the measured value of the developer agitating time measuring means; And a developing device.
請求項19の現像装置において、
上記積算値の増化に応じて、上記現像剤攪拌搬送路の現像剤の搬送速度を遅くすることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 19,
A developing device characterized in that the developer conveying speed in the developer agitating / conveying path is decreased in accordance with the increase in the integrated value.
請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、13、14、15、16、17、18、19または20の画像形成装置において、
上記現像剤回収搬送路を上記現像剤担持体の下方に設け、上記3つの現像剤搬送路をほぼ同じ高さに設けることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 or 20.
An image forming apparatus, wherein the developer collection conveyance path is provided below the developer carrier, and the three developer conveyance paths are provided at substantially the same height.
請求項21の画像形成装置において、
上記現像剤供給搬送部材の最上部は上記現像剤担持体の回転中心軸より下方にあり、該現像剤担持体の回転中心軸と該現像剤供給搬送部材の最上部とを通る平面と、該現像剤担持体の回転中心軸を通る水平面とがなす角が10[°]〜40[°]の範囲内となることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 21, wherein
The uppermost portion of the developer supply / conveyance member is below the rotation center axis of the developer carrier, and a plane passing through the rotation center axis of the developer carrier and the uppermost portion of the developer supply / conveyance member; An image forming apparatus, wherein an angle formed by a horizontal plane passing through a rotation center axis of a developer carrying member is within a range of 10 [°] to 40 [°].
少なくとも潜像担持体と、
該潜像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、
該潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、
該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段とを有する画像形成装置において、
該現像手段として、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21または22に記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
At least a latent image carrier;
Charging means for charging the surface of the latent image carrier;
Latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the latent image carrier;
In an image forming apparatus having developing means for developing the electrostatic latent image into a toner image,
As the developing means, claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 or 22 An image forming apparatus using the developing device described in 1.
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