JP2009092762A - Developing device, image forming apparatus equipped therewith, and toner supply method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、現像装置およびそれを備える画像形成装置、ならびにトナーの補給方法に関する。 The present invention relates to a developing device, an image forming apparatus including the same, and a toner replenishing method.
電子写真方式を用いる画像形成装置においては、帯電装置によって潜像担持体である感光体ドラム表面を一様に帯電させた後、帯電状態にある感光体ドラム表面に、たとえばレーザ光などの原稿像の信号光を投射して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置によって現像することによりトナー像として可視像化する。そして、このトナー像を紙、OHPシートなどの記録紙に転写後、定着装置によってトナー像を加熱、加圧することによって記録紙上に定着させて、所望の画像を形成する。 In an image forming apparatus using an electrophotographic method, a surface of a photosensitive drum, which is a latent image carrier, is uniformly charged by a charging device, and then a document image such as a laser beam is applied to the charged surface of the photosensitive drum. The electrostatic latent image is formed by projecting the signal light, and the electrostatic latent image is developed by a developing device to be visualized as a toner image. Then, after the toner image is transferred to a recording paper such as paper or an OHP sheet, the toner image is heated and pressurized by a fixing device to be fixed on the recording paper to form a desired image.
近年、画像形成装置の小型化に対する市場的要望が強くなり、現像装置自体の小型化が図られている。それにともなって、現像によって消費されたトナーを補給する際に、現像装置の長手方向全面から補給する構造の現像装置よりも、一箇所から補給する構造の現像装置が多くなってきている。 In recent years, the market demand for downsizing of an image forming apparatus has increased, and downsizing of the developing device itself has been attempted. Along with this, the number of developing devices having a structure for supplying toner from one place is increasing, compared to a developing device having a structure for supplying toner consumed by development from the entire longitudinal direction of the developing device.
図10は、従来の現像装置200の典型的な構成を示す図である。図10Aは、従来の現像装置200の断面図であり、図10Bは、従来の現像装置200の上蓋を取り除いた状態における上面図である。
FIG. 10 is a diagram showing a typical configuration of a conventional developing
現像装置200では、現像装置200の長手方向一端部付近にトナー補給口201が設けられる。そして、トナーホッパ202からトナー補給口201を介して補給されるトナーは、第1攪拌搬送スクリュー203および第2攪拌搬送スクリュー204などの攪拌搬送部材によって現像剤と混合された後に、現像ローラ205へと搬送されて感光ドラム206表面に形成される静電潜像の現像を行う。現像によってトナーが消費された現像剤は、再度攪拌搬送部材によって循環搬送されて、トナーホッパ202から補給されるトナーとの混合攪拌および搬送が繰り返される。また、現像装置200にはトナー濃度センサ207が設けられており、このトナー濃度センサ207によって現像剤におけるトナー濃度が検出され、得られた検出結果に基づいて、現像によって消費された分だけトナーが補給されて一定のトナー濃度が保たれるように構成されている。
In the developing
以下、現像装置200において、仕切り板208を隔てて第1攪拌搬送スクリュー203がある側を第1循環路Aと記し、第2攪拌搬送スクリュー204がある側を第2循環路Bと記す。第1循環路Aと第2循環路Bとは、仕切り板208によってその長手方向両端部分が互いに連通するようにして隔てられる。
Hereinafter, in the developing
トナー補給口201から補給されたトナーは、図10Bに示すように、トナー補給口201の設置位置aから、第2循環路B内の第2攪拌搬送スクリュー204の上流側bを経由して下流側cまで搬送されて現像剤と混合される。その後、第1循環路A内の第1攪拌搬送スクリュー203の上流側dから下流側eまで搬送された後、b,c,d,eの順に繰り返し循環するように搬送される。
The toner replenished from the
このような従来の現像装置200において、トナー濃度センサ207は、現像ローラ205およびトナー補給口201から離れた位置、たとえば第2循環路B内の第2攪拌搬送スクリュー204の下流側c付近に配置される。また、現像装置の長手方向全面にトナー補給口が設けられる構造の現像装置においても、現像ローラから離れた位置にトナー濃度センサが配置されることが一般的である。
In such a conventional developing
たとえば、特許文献1に開示される現像装置においては、トナー濃度センサは、第2攪拌搬送スクリュー204に相当する現像剤搬送部材側において、2成分現像剤の搬送速度が互いに異なる2箇所に設けられている。
For example, in the developing device disclosed in Patent Document 1, toner concentration sensors are provided at two locations where the two component developer conveying speeds are different from each other on the developer conveying member side corresponding to the second agitating and conveying
上述のような位置にトナー濃度センサ207が設けられる理由としては、トナー濃度センサ207が現像ローラ205の近くに設けられる場合には、印字される画像に応じて現像後のトナー濃度が大きく変動してしまうために、トナー濃度の平均的な値を得られにくいという点がある。また、トナー濃度センサ207がトナー補給口201から離れた位置に設けられることによって、補給されたトナーが現像剤と均一に混合される時間を確保することができ、正確なトナー濃度を安定して得ることができる点がある。
The reason why the
また特許文献2においては、軸方向に現像剤を搬送する供給搬送スクリュと、軸方向に現像処理後に回収した現像剤を搬送する回収搬送スクリュと、回収搬送スクリュの下流部から供給搬送スクリュの中間部に回収した現像剤を搬送するように構成され、供給搬送スクリュと回収搬送スクリュの合流位置、または合流位置より下流側にあって、第1攪拌搬送スクリュー203に相当する供給搬送スクリュに対向するように設けられたトナー濃度センサを有する現像手段について開示されている。
Further, in
特許文献1に開示される現像装置のように、現像ローラで消費される前の現像剤中のトナー濃度を検出する位置にトナー濃度センサが配置される場合には、トナー濃度センサの位置とトナー補給口との位置とが離れている構成であるため、トナー濃度検出後、トナーが補給されるまでに多くの時間を要してしまう。そのため、トナーの消費量の多い印字部分が偏っているような特定の画像を連続して印字する場合には、トナーの補給が適切に行えず、現像ムラが発生してしまうおそれがある。 When the toner concentration sensor is arranged at a position for detecting the toner concentration in the developer before being consumed by the developing roller as in the developing device disclosed in Patent Document 1, the position of the toner concentration sensor and the toner Since the position with respect to the replenishing port is separated, a long time is required until the toner is replenished after the toner density is detected. For this reason, when a specific image in which a print portion with a large amount of toner consumption is biased is continuously printed, the toner cannot be properly replenished, and development unevenness may occur.
また、上述した従来の現像装置200を用いて、たとえば第1循環路A内の第1攪拌搬送スクリュー203の上流側d付近に対応する位置において局所的にベタ画像が多いような画像を印字する場合には、そのベタ画像部分に対応する現像ローラ205上のトナーのみが消費される。この場合、現像剤はd,e,b,cの順に循環搬送されるため、トナーが消費された部分であるd付近から約1周循環搬送された後に、トナー濃度センサ207が設けられるc付近においてトナー濃度の低下が検出される。そして、その後さらに約半周循環搬送された後に、トナー補給口201の設置位置aにおいてトナーが補給される。すなわち、従来の現像装置200では、トナー消費後、現像剤が約1周半循環搬送された後に、目標のトナー濃度となるようにトナー補給がなされることになる。したがって、トナー濃度の変動が大きい状態が続く場合には、トナー濃度の変動に起因する現像ムラが発生し続けてしまうおそれがある。
Further, using the above-described conventional developing
また特許文献2に開示される現像装置は、現像ローラで消費された後の現像剤中のトナー濃度を検出する位置にトナー濃度センサが配置されているが、トナー補給口が一箇所のみではなく、また供給搬送スクリュと回収搬送スクリュとは上下の2段構造となっているため、装置が大がかりになってしまうおそれがある。またこのような現像装置では、トナー濃度を平均的な値として検出しているため、トナー濃度の細かい変動に対応することができず、これにより現像ムラが発生してしまうおそれがある。
In the developing device disclosed in
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、トナー濃度の変動の検出からトナー補給までを短時間で行うことができ、またトナー濃度の細かい変動に対応可能であって、現像濃度低下や現像ムラの発生を抑えることのできる現像装置およびそれを備えた画像形成装置、ならびにトナー補給方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to be able to perform a short period of time from detection of toner density fluctuation to toner replenishment, and to cope with fine fluctuations in toner density. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a developing device, an image forming apparatus including the same, and a toner replenishing method that can suppress the development density decrease and development unevenness.
本発明は、少なくともトナーおよびキャリアを含んで構成される現像剤を用いて、画像形成装置に備わる潜像担持体表面に形成される静電潜像を現像する現像装置であって、
現像剤を収容し、トナー補給口が形成される現像槽と、
現像槽に潜像担持体を臨んで回転自在に設けられ、潜像担持体に現像剤を供給する現像ローラと、
現像槽に回転自在に設けられ、現像剤を攪拌混合して現像ローラに供給する第1の攪拌搬送部材および第2の攪拌搬送部材と、
第1の攪拌搬送部材と第2の攪拌搬送部材との間に設けられ、現像剤を搬送するための循環路を形成する仕切り部材と、
現像剤におけるトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段とを備え、
第1の攪拌搬送部材は、第2の攪拌搬送部材よりも現像ローラに近い側に設けられ、トナー濃度検出手段は、第1の攪拌搬送部材側であって第1の攪拌搬送部材の搬送方向下流側の端部に設けられ、トナー補給口は、第2の攪拌搬送部材側であってトナー濃度検出手段の近傍に設けられることを特徴とする現像装置である。
The present invention is a developing device for developing an electrostatic latent image formed on the surface of a latent image carrier provided in an image forming apparatus, using a developer including at least a toner and a carrier,
A developer tank containing a developer and having a toner supply port formed therein;
A developing roller which is rotatably provided to face the latent image carrier in the developing tank, and supplies a developer to the latent image carrier;
A first agitation transport member and a second agitation transport member, which are rotatably provided in the developing tank, agitate and mix the developer and supply the developer to the developing roller;
A partition member provided between the first agitating and conveying member and the second agitating and conveying member, and forming a circulation path for conveying the developer;
Toner density detecting means for detecting the toner density in the developer,
The first agitating and conveying member is provided closer to the developing roller than the second agitating and conveying member, and the toner concentration detecting means is on the first agitating and conveying member side and the conveying direction of the first agitating and conveying member The developing device is provided at the downstream end, and the toner replenishing port is provided on the second stirring and conveying member side and in the vicinity of the toner concentration detecting means.
また本発明の現像装置は、第1の攪拌搬送部材および第2の攪拌搬送部材の長手方向の長さは、現像ローラの長手方向の長さよりも大きいことを特徴とする。 The developing device of the present invention is characterized in that the lengths of the first stirring and conveying member and the second stirring and conveying member in the longitudinal direction are longer than the length of the developing roller in the longitudinal direction.
また本発明の現像装置は、仕切り部材は、長手方向の長さが現像槽の長手方向の長さよりも小さくなるように構成され、かつ短手方向の長さが現像槽の深さと同じ大きさになるように構成されることを特徴とする。 In the developing device of the present invention, the partition member is configured such that the length in the longitudinal direction is smaller than the length in the longitudinal direction of the developing tank, and the length in the short direction is the same as the depth of the developing tank. It is comprised so that it may become.
また本発明の現像装置は、トナー補給口は、仕切り部材によって形成される循環路外に設けられることを特徴とする。 In the developing device of the present invention, the toner supply port is provided outside the circulation path formed by the partition member.
また本発明の現像装置は、第2の攪拌搬送部材は、その長手方向の長さが第1の攪拌搬送部材の長手方向の長さよりも大きくなるように構成され、かつその一端部が第1の攪拌搬送部材の一端部よりも突き出すように設けられ、
トナー補給口は、第2の攪拌搬送部材の第1の攪拌搬送部材の一端部よりも突き出した一端部の上方に設けられることを特徴とする。
In the developing device of the present invention, the second agitating / conveying member is configured such that the length in the longitudinal direction is larger than the length in the longitudinal direction of the first agitating / conveying member, and one end thereof is the first. Provided so as to protrude from one end of the stirring and conveying member of
The toner replenishing port is provided above one end portion of the second agitating / conveying member protruding from the one end portion of the first agitating / conveying member.
また本発明の現像装置は、トナー補給口の近傍であって、第1の攪拌搬送部材と第2の攪拌搬送部材との間の仕切り部材が存在しない部分には、補給トナーせき止め手段が設けられることを特徴とする。 In the developing device of the present invention, a replenishing toner damming means is provided in the vicinity of the toner replenishing port and where there is no partition member between the first agitating and conveying member and the second agitating and conveying member. It is characterized by that.
また本発明は、前記現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。
また本発明は、少なくともトナーおよびキャリアを含んで構成される現像剤を循環搬送して、画像形成装置に備わる潜像担持体表面に形成される静電潜像を現像する現像装置に対してトナーを補給するトナーの補給方法であって、
現像直後の現像剤におけるトナー濃度を検出して、検出結果に基づいて、トナー濃度を検出した検出位置の近傍にトナーを補給することを特徴とするトナーの補給方法である。
The present invention also provides an image forming apparatus comprising the developing device.
The present invention also provides a toner for a developing device that develops an electrostatic latent image formed on the surface of a latent image carrier provided in an image forming apparatus by circulating and conveying a developer including at least toner and a carrier. A toner replenishing method for replenishing
According to another aspect of the present invention, there is provided a toner replenishing method that detects toner concentration in a developer immediately after development and replenishes toner in the vicinity of a detection position where the toner concentration is detected based on a detection result.
本発明によれば、少なくともトナーおよびキャリアを含んで構成される現像剤を用いて、画像形成装置に備わる潜像担持体表面に形成される静電潜像を現像する現像装置において、現像剤を収容し、トナー補給口が形成される現像槽と、現像槽に潜像担持体を臨んで回転自在に設けられ、潜像担持体に現像剤を供給する現像ローラと、現像槽に回転自在に設けられ、現像剤を攪拌混合して現像ローラに供給する第1の攪拌搬送部材および第2の攪拌搬送部材と、第1の攪拌搬送部材と第2の攪拌搬送部材との間に設けられ、現像剤を搬送するための循環路を形成する仕切り部材と、現像剤におけるトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段とを備える。 According to the present invention, in a developing device that develops an electrostatic latent image formed on the surface of a latent image carrier provided in an image forming apparatus using a developer that includes at least a toner and a carrier, A developing tank in which a toner replenishing port is accommodated, a developing roller that faces the latent image carrier in the developing tank, is rotatably provided, a developer roller that supplies developer to the latent image carrier, and a developing tank that is rotatable. A first agitation transport member and a second agitation transport member that are provided and agitated and mixed to supply the developer to the developing roller; and provided between the first agitation transport member and the second agitation transport member; A partition member that forms a circulation path for transporting the developer, and a toner concentration detection unit that detects the toner concentration in the developer are provided.
そして、第1の攪拌搬送部材は、第2の攪拌搬送部材よりも現像ローラに近い側に設けられ、トナー濃度検出手段は、第1の攪拌搬送部材側であって第1の攪拌搬送部材の搬送方向下流側の端部に設けられる。すなわち、現像直後のトナー濃度を検出できる位置に設けられる。したがって、現像後のトナー濃度の変動を検出するまでの時間を短くすることができ、トナー濃度が低下している時間を短くすることができるため、現像濃度低下や現像ムラの発生を抑えることができる。また、現像直後のトナー濃度を検出することができるため、トナー濃度の細かい変動に対応して現像槽内のトナー濃度の変動を抑えることができる。 The first agitating / conveying member is provided closer to the developing roller than the second agitating / conveying member, and the toner concentration detection means is located on the first agitating / conveying member side, Provided at the end on the downstream side in the transport direction. That is, it is provided at a position where the toner density immediately after development can be detected. Accordingly, it is possible to shorten the time until the detection of the change in the toner density after development, and to shorten the time during which the toner density is lowered. it can. Further, since the toner density immediately after development can be detected, fluctuations in the toner density in the developing tank can be suppressed in response to fine fluctuations in the toner density.
またトナー補給口は、第2の攪拌搬送部材側であってトナー濃度検出手段の近傍に設けられる。したがって、トナー濃度の変動の検出からトナー補給までを短時間で行うことができ、トナー濃度が低下している時間を短くすることができるため、現像濃度低下や現像ムラの発生を抑えることができる。 The toner replenishing port is provided on the second stirring / conveying member side and in the vicinity of the toner concentration detecting means. Accordingly, since the detection of toner density fluctuation to toner replenishment can be performed in a short time, and the time during which the toner density is lowered can be shortened, the occurrence of development density drop and development unevenness can be suppressed. .
したがって、本発明の現像装置は、トナー濃度の変動の検出からトナー補給までを短時間で行うことができ、またトナー濃度の細かい変動に対応可能であって、現像濃度低下や現像ムラの発生を抑えることができる。 Therefore, the developing device of the present invention can perform from the detection of the toner density fluctuation to the toner replenishment in a short time, and can cope with the fine fluctuation of the toner density. Can be suppressed.
また本発明によれば、第1の攪拌搬送部材および第2の攪拌搬送部材の長手方向の長さは、現像ローラの長手方向の長さよりも大きいことが好ましい。これにより、補給されたトナーや現像剤を搬送するための循環路の距離が長くなるため、現像剤の循環搬送がより円滑に行えるようになる。また、補給されたトナーと現像剤との混合攪拌をより長く行えるようになるため、均一なトナー濃度をより安定して確保することができる。 According to the invention, it is preferable that the length of the first stirring and conveying member in the longitudinal direction is longer than the length of the developing roller in the longitudinal direction. As a result, the distance of the circulation path for transporting the replenished toner and developer becomes longer, so that the developer can be circulated and transported more smoothly. In addition, since the mixing and stirring of the replenished toner and the developer can be performed for a longer time, a uniform toner concentration can be ensured more stably.
また本発明によれば、仕切り部材は、長手方向の長さが現像槽の長手方向の長さよりも小さくなるように構成され、かつ短手方向の長さが現像槽の深さと同じ大きさになるように構成されることが好ましい。これにより、現像剤を搬送するための循環路を形成しつつ、補給されたトナーとの混合が不充分でトナー濃度の不均一な現像剤が、現像ローラ側に移動することを防ぐことができる。したがって、トナー濃度が不均一になることにより生じる現像ムラの発生を抑えることができる。 According to the invention, the partition member is configured such that the length in the longitudinal direction is smaller than the length in the longitudinal direction of the developing tank, and the length in the short direction is the same as the depth of the developing tank. It is preferable to be configured as follows. Thereby, it is possible to prevent the developer with insufficient mixing with the replenished toner and uneven toner density from moving to the developing roller side while forming a circulation path for conveying the developer. . Therefore, it is possible to suppress the occurrence of development unevenness caused by uneven toner density.
また本発明によれば、トナー補給口は、仕切り部材によって形成される循環路外に設けられることが好ましい。これにより、循環路内に設けられるトナー濃度検出手段は、補給されるトナーの影響を受けることなくトナー濃度を検出することができるため、高い精度でトナー濃度を検出することができる。 According to the invention, the toner supply port is preferably provided outside the circulation path formed by the partition member. As a result, the toner concentration detecting means provided in the circulation path can detect the toner concentration without being affected by the replenished toner, so that the toner concentration can be detected with high accuracy.
また本発明によれば、第2の攪拌搬送部材は、その長手方向の長さが第1の攪拌搬送部材の長手方向の長さよりも大きくなるように構成され、かつその一端部が第1の攪拌搬送部材の一端部よりも突き出すように設けられ、トナー補給口は、第2の攪拌搬送部材の第1の攪拌搬送部材の一端部よりも突き出した一端部の上方に設けられることが好ましい。これにより、循環路内に設けられるトナー濃度検出手段は、補給されるトナーの影響を受けることなくトナー濃度を検出することができるため、より高い精度でトナー濃度を検出することができる。 According to the invention, the second agitating and conveying member is configured such that the length in the longitudinal direction is larger than the length in the longitudinal direction of the first agitating and conveying member, and one end thereof is the first agitating and conveying member. Preferably, the toner replenishing port is provided above one end portion of the second agitating / conveying member protruding from the one end portion of the first agitating / conveying member. As a result, the toner concentration detecting means provided in the circulation path can detect the toner concentration without being influenced by the replenished toner, and therefore can detect the toner concentration with higher accuracy.
また本発明によれば、トナー補給口の近傍であって、第1の攪拌搬送部材と第2の攪拌搬送部材との間の仕切り部材が存在しない部分には、補給トナーせき止め手段が設けられることが好ましい。これにより、補給されたトナーが、第1の攪拌搬送部材側に逆流するのを防ぐことができるため、トナー濃度検出手段は、補給されるトナーの影響を受けることなくトナー濃度を検出することができ、より高い精度でトナー濃度を検出することができる。 Further, according to the present invention, the replenishment toner damming means is provided in the vicinity of the toner replenishing port and in the portion where the partition member between the first agitation conveyance member and the second agitation conveyance member does not exist. Is preferred. As a result, the replenished toner can be prevented from flowing back toward the first agitating and conveying member, so that the toner concentration detecting means can detect the toner concentration without being affected by the replenished toner. The toner density can be detected with higher accuracy.
また本発明によれば、本発明の画像形成装置は、前記現像装置を備えることにより、現像濃度低下や現像ムラ発生の少ない高品位な画像を形成することができる。 According to the present invention, the image forming apparatus of the present invention can form a high-quality image with less development density reduction and development unevenness by providing the developing device.
また本発明によれば、少なくともトナーおよびキャリアを含んで構成される現像剤を循環搬送して、画像形成装置に備わる潜像担持体表面に形成される静電潜像を現像する現像装置に対してトナーを補給するトナーの補給方法において、現像直後の現像剤におけるトナー濃度を検出して、検出結果に基づいて、トナー濃度を検出した検出位置の近傍にトナーを補給する。 Further, according to the present invention, for a developing device that develops an electrostatic latent image formed on the surface of a latent image carrier provided in an image forming apparatus by circulating and conveying a developer including at least a toner and a carrier. In the toner replenishing method for replenishing toner, the toner concentration in the developer immediately after development is detected, and toner is replenished near the detection position where the toner concentration is detected based on the detection result.
これにより、トナー濃度の変動を検出するまでの時間を短くすることができ、トナー濃度が低下している時間を短くすることができるため、現像濃度低下や現像ムラの発生を抑えることができる。また、現像直後のトナー濃度を検出することができるため、トナー濃度の細かい変動に対応して現像槽内のトナー濃度の変動を抑えることができる。 As a result, it is possible to shorten the time until the change in toner density is detected, and to shorten the time during which the toner density is lowered, so that it is possible to suppress development density reduction and development unevenness. Further, since the toner density immediately after development can be detected, fluctuations in the toner density in the developing tank can be suppressed in response to fine fluctuations in the toner density.
また、トナー濃度の変動の検出からトナー補給までを短時間で行うことができ、トナー濃度が低下している時間を短くすることができるため、現像濃度低下や現像ムラの発生を抑えることができる。 In addition, since detection of toner density fluctuation to toner replenishment can be performed in a short time, and the time during which the toner density is reduced can be shortened, the occurrence of development density drop and development unevenness can be suppressed. .
したがって、本発明のトナーの補給方法は、トナー濃度の変動の検出からトナー補給までを短時間で行うことができ、またトナー濃度の細かい変動に対応可能であって、現像濃度低下や現像ムラの発生を抑えることができる。 Therefore, the toner replenishing method of the present invention can perform the process from the detection of the toner density fluctuation to the toner replenishment in a short time, and can cope with the fine fluctuation of the toner density. Occurrence can be suppressed.
本発明は、少なくともトナーおよびキャリアを含んで構成される現像剤を用いて、画像形成装置に備わる潜像担持体表面に形成される静電潜像を現像する現像装置であって、現像剤を収容し、トナー補給口が形成される現像槽と、現像槽に潜像担持体を臨んで回転自在に設けられ、潜像担持体に現像剤を供給する現像ローラと、現像槽に回転自在に設けられ、現像剤を攪拌混合して現像ローラに供給する第1の攪拌搬送部材および第2の攪拌搬送部材と、第1の攪拌搬送部材と第2の攪拌搬送部材との間に設けられ、現像剤を搬送するための循環路を形成する仕切り部材と、現像剤におけるトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段とを備える。 The present invention relates to a developing device that develops an electrostatic latent image formed on the surface of a latent image carrier provided in an image forming apparatus using a developer including at least a toner and a carrier. A developing tank in which a toner replenishing port is accommodated, a developing roller that faces the latent image carrier in the developing tank, is rotatably provided, a developer roller that supplies developer to the latent image carrier, and a developing tank that is rotatable. A first agitation transport member and a second agitation transport member that are provided and agitated and mixed to supply the developer to the developing roller; and provided between the first agitation transport member and the second agitation transport member; A partition member that forms a circulation path for transporting the developer, and a toner concentration detection unit that detects the toner concentration in the developer are provided.
そして、第1の攪拌搬送部材は、第2の攪拌搬送部材よりも現像ローラに近い側に設けられ、トナー濃度検出手段は、第1の攪拌搬送部材側であって第1の攪拌搬送部材の搬送方向下流側の端部に設けられる。したがって、トナー濃度の変動を検出するまでの時間を短くすることができ、トナー濃度が低下している時間を短くすることができるため、現像濃度低下や現像ムラの発生を抑えることができる。また、現像直後のトナー濃度を検出することができるため、トナー濃度の細かい変動に対応して現像槽内のトナー濃度の変動を抑えることができる。 The first agitating / conveying member is provided closer to the developing roller than the second agitating / conveying member, and the toner concentration detection means is located on the first agitating / conveying member side, Provided at the end on the downstream side in the transport direction. Therefore, it is possible to shorten the time until the change in toner density is detected, and it is possible to shorten the time during which the toner density is lowered, so that it is possible to suppress the development density drop and the occurrence of development unevenness. Further, since the toner density immediately after development can be detected, fluctuations in the toner density in the developing tank can be suppressed in response to fine fluctuations in the toner density.
またトナー補給口は、第2の攪拌搬送部材側であってトナー濃度検出手段の近傍に設けられる。したがって、トナー濃度の変動の検出からトナー補給までを短時間で行うことができ、トナー濃度が低下している時間を短くすることができるため、現像濃度低下や現像ムラの発生を抑えることができる。 The toner replenishing port is provided on the second stirring / conveying member side and in the vicinity of the toner concentration detecting means. Accordingly, since the detection of toner density fluctuation to toner replenishment can be performed in a short time, and the time during which the toner density is lowered can be shortened, the occurrence of development density drop and development unevenness can be suppressed. .
したがって、本発明の現像装置は、トナー濃度の変動の検出からトナー補給までを短時間で行うことができ、またトナー濃度の細かい変動に対応可能であって、現像濃度低下や現像ムラの発生を抑えることができる。 Therefore, the developing device of the present invention can perform from the detection of the toner density fluctuation to the toner replenishment in a short time, and can cope with the fine fluctuation of the toner density. Can be suppressed.
以下に実施の形態を挙げ、本発明を具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り特に限定されるものではない。 The present invention will be specifically described below with reference to embodiments, but the present invention is not particularly limited as long as it does not exceed the gist thereof.
〔現像装置〕
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態である現像装置1の構成を簡略化して示す断面図であり、図2は、本発明の第1の実施形態である現像装置1の斜視図であり、図3は、本発明の第1の実施形態である現像装置1の上面図である。
[Development equipment]
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a simplified configuration of the developing device 1 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of the developing device 1 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a top view of the developing device 1 according to the first embodiment of the present invention.
現像装置1は、トナーおよびキャリアを含んで構成される2成分現像剤を用いて、後述する画像形成装置100に備わる感光体ドラム121の表面に形成される静電潜像を現像してトナー像を形成する装置であって、図1〜図3に示すように、現像槽11、現像ローラ12、第1攪拌搬送スクリュー13、第2攪拌搬送スクリュー14、仕切り板15およびトナー濃度センサ16を備える。
The developing device 1 develops an electrostatic latent image formed on the surface of a
現像槽11は、感光体ドラム121の回転軸線が延びる方向に対して平行に細長く伸びて設けられる容器状部材であり、内部に2成分現像剤を収容する。現像槽11は、たとえばポリフェニレンエーテル樹脂(PPE樹脂)などの硬質樹脂などから構成される。
The developing
現像槽11の上部には、現像槽11の上方開口部を開閉するための上蓋11aが設けられ、この上蓋11aの長手方向一端部付近にはトナーホッパ17からトナーを補給するためのトナー補給口11bが形成される。また現像槽11には、感光体ドラム121を臨み、現像槽11が延びる方向と平行に細長く延びる長方形状の開口部11cが形成される。
An
現像ローラ12は、現像槽11の開口部11cを介して、その回転軸線が感光体ドラム121の回転軸線と平行になるように、感光体ドラム121を臨んで回転自在に現像槽11に設けられる。現像ローラ12は、たとえばステンレス鋼などの非磁性金属材料から構成されて略円筒状に形成される円筒体スリーブ(図示せず)と、その内部に多数の永久磁石を回転しないように保持するマグネット枠体(図示せず)とを含み、円筒体スリーブのみが回転可能になるように構成される。現像ローラ12は、マグネット枠体に保持される永久磁石の磁力によって、磁性を有するキャリアに担持されるトナーをキャリアとともにその外周面上に吸着させて磁気ブラシとも呼ばれる現像剤の穂を形成し、図1の矢符に示すように反時計方向に回転して、感光体ドラム121の表面に形成される静電潜像に現像剤を供給することによって、静電潜像に対応するトナー像を形成する。トナー像形成後、現像ローラ12に残留したトナーは、永久磁石の反発磁界領域において、現像ローラ12の表面から落下して現像槽11内に回収される。
The developing
第1攪拌搬送スクリュー13および第2攪拌搬送スクリュー14はスパイラルスクリューであり、現像槽11に回転自在に設けられ、現像剤を攪拌混合して現像ローラ12に搬送する。
The first agitation and
図4は、本発明の第1の実施形態である現像装置1の上蓋11aを取り除いた状態における上面図である。第1攪拌搬送スクリュー13および第2攪拌搬送スクリュー14は、図4に示すように、現像ローラ12に近い側からこの順に並んで配置される。第1攪拌搬送スクリュー13は、中心軸13aと螺旋状フィン13bとを含んで構成され、第2攪拌搬送スクリュー14も同様に、中心軸14aと螺旋状フィン14bとを含んで構成される。
FIG. 4 is a top view of the developing device 1 according to the first embodiment of the present invention with the
中心軸13a,14aは、たとえばABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)樹脂などから構成される丸棒状の部材であり、現像ローラ12の回転軸線と平行になるように、現像槽11に回転自在に設けられる。螺旋状フィン13b,14bは、たとえばABS樹脂などから構成される部材であり、中心軸13a,14aと一体になるように、中心軸13a,14aの外周部にそれぞれ形成される。
The
第1攪拌搬送スクリュー13および第2攪拌搬送スクリュー14は、それぞれの長手方向一端部に互いにかみ合うようにして設けられる駆動歯車19,20が図示しない駆動手段の駆動力で回転することによって、互いに逆方向にそれぞれ同期して回転するように構成される。このようにして、第1攪拌搬送スクリュー13および第2攪拌搬送スクリュー14は、中心軸13a,14a回りに回転することによって、現像槽11内に収容される現像剤中のトナーとキャリアとを攪拌混合するとともに、現像剤を回転軸方向に搬送して現像ローラ12に供給する。
The first agitating and conveying
第1攪拌搬送スクリュー13および第2攪拌搬送スクリュー14の長手方向の長さは、現像ローラ12の長手方向の長さよりも大きいことが好ましい。これにより、補給されたトナーや現像剤を搬送するための循環路の距離が長くなるため、現像剤の循環搬送がより円滑に行えるようになる。また、補給されたトナーと現像剤との混合攪拌をより長く行えるようになるため、均一なトナー濃度をより安定して確保することができる。
The length in the longitudinal direction of the first stirring and conveying
また本実施形態では、第2攪拌搬送スクリュー14の長手方向の長さは、第1攪拌搬送スクリュー13の長手方向の長さよりも大きくなるように構成される。そして、第1攪拌搬送スクリュー13の一端と第2攪拌搬送スクリュー14の一端とが揃うように、すなわち第2攪拌搬送スクリュー14の他端が、第1攪拌搬送スクリュー13の他端よりも突き出すように配置される。第1攪拌搬送スクリュー13および第2攪拌搬送スクリュー14は、それぞれ第1の攪拌搬送部材および第2の攪拌搬送部材に相当する。
Moreover, in this embodiment, the length of the longitudinal direction of the 2nd
第1攪拌搬送スクリュー13と第2攪拌搬送スクリュー14との間には、仕切り板15が設けられる。仕切り板15は、たとえばABS樹脂などから構成される板状部材であり、現像槽11の底部から直立するように形成される。
A
仕切り板15は、その長手方向の長さが現像槽11の長手方向の長さよりも小さくなるように構成され、かつ短手方向の長さが現像槽11の深さと同じ大きさになるように構成されることが好ましい。これにより、現像剤を搬送するための循環路を形成しつつ、補給されたトナーとの混合が不充分でトナー濃度の不均一な現像剤が、現像ローラ側に移動することを防ぐことができる。したがって、トナー濃度が不均一になることにより生じる現像ムラの発生を抑えることができる。仕切り板15は、仕切り部材に相当する。
The
以下、現像槽11において、仕切り板15を隔てて第1攪拌搬送スクリュー13がある側、すなわち現像ローラ12に近い側を第1循環路Aと記し、第2攪拌搬送スクリュー14がある側、すなわち現像ローラ12から離れた側を第2循環路Bと記す。第1循環路Aと第2循環路Bとは、仕切り板15によってその長手方向両端部分が互いに連通するようにして隔てられる。このようにして、仕切り板15は、現像剤を搬送するための後述する循環路を形成する。
Hereinafter, in the developing
トナー補給口11bから補給されたトナーは、図4に示すように、トナー補給口11bの設置位置aから、第2循環路B内の第2攪拌搬送スクリュー14の上流側bを経由して下流側cまで搬送されて現像剤と混合される。その後、第1循環路A内の第1攪拌搬送スクリュー13の上流側dから下流側eまで搬送された後、b,c,d,eの順に繰り返し循環するように搬送される。なお、仕切り板15によって形成される循環路とは、上記b,c,d,eで示される循環路を示す。
As shown in FIG. 4, the toner replenished from the
なお、トナー補給口11bから補給されたトナーは、現像剤よりも比重が軽いために補給された直後は現像剤の上部に乗った状態であるが、第2攪拌搬送スクリュー14によって現像剤と攪拌混合されつつ、第2攪拌搬送スクリュー14の下流側に移動するにしたがって、均一に混合されるようになる。したがって、第2攪拌搬送スクリュー14の上流側bではトナー濃度が不均一であり、下流側cではトナー濃度が均一になっている。
Note that the toner replenished from the
トナー濃度センサ16は、現像槽11の底部であって、第1循環路A内の第1攪拌搬送スクリュー13の下流側e付近の端部近傍に、第1攪拌搬送スクリュー13に臨むように、すなわち現像槽11の内部空間側に検出面を向けるようにして配置される。本実施形態では、トナー濃度センサ16は、たとえば差動トランス式の透磁率センサである。トナー濃度センサ16は、現像剤中のキャリアが磁性を有し、トナーが磁性を有しないことを利用して、現像槽11内に収容される現像剤におけるトナー濃度[トナー重量/現像剤重量(=トナー重量+キャリア重量)]を検出し、得られた検出結果を、現像装置1の動作を制御する制御手段(図示せず)に入力する。トナー濃度センサ13は、トナー濃度検出手段に相当する。
The
このように、トナー濃度センサ16は、第1攪拌搬送スクリュー13側であって、第1攪拌搬送スクリュー13の搬送方向下流側の端部に設けられる。したがって、トナー濃度の変動を検出するまでの時間を短くすることができ、トナー濃度が低下している時間を短くすることができるため、現像濃度低下や現像ムラの発生を抑えることができる。また、現像直後のトナー濃度を検出することができるため、トナー濃度の細かい変動に対応して現像槽内のトナー濃度の変動を抑えることができる。
As described above, the
トナーホッパ17は、トナー補給口11bの上方に現像槽11に接するようにして設けられる。トナーホッパ17は、トナーボトル17aと、中間ホッパ17bと、トナー補給路17cとを含んで構成される。
The
トナーボトル17aは、たとえばポリエチレン樹脂(PE樹脂)などの硬質樹脂から構成される容器状部材であり、2成分現像剤の一成分であるトナーを内部に収容し、トナーモータ(補給用モータ)などの駆動手段(図示せず)の駆動力によって回転させることによって、収容するトナーをその開口部から中間ホッパ17bへと補給する。
The
中間ホッパ17bは、たとえばハイインパクトポリスチレン樹脂(HIPS樹脂)などの硬質樹脂から構成される容器状部材であり、トナーボトル17aの下方にトナーボトル17aに連結されるようにして設けられる。中間ホッパ17bは、トナーボトル17aから供給されるトナーを一時的に蓄えて、トナー濃度センサ16の検出結果に基づいて、その開口部からトナーを吐出して、トナー補給路17cおよびトナー補給口11bを介して現像槽11に適宜トナーを補給する。
The
トナー補給路17cは、たとえばハイインパクトポリスチレン樹脂(HIPS樹脂)などの硬質樹脂から構成される円筒状部材であり、中間ホッパ17bの下方に設けられ、中間ホッパ17cの開口部と現像槽11のトナー補給口11bとを連結して、中間ホッパ17bから補給されるトナーをトナー補給口11bを介して現像槽11に補給する。
The
なお、トナーボトル17aは、中間ホッパ17bに対して着脱自在に設けられ、内部に収容されるトナーが全て消費されると、順次新しいトナーボトル17aと交換可能に構成される。
The
トナーホッパ17から現像槽11へ補給されたトナーは、前述のように第1攪拌搬送スクリュー13および第2攪拌搬送スクリュー14によって循環路b,c,d,eを循環搬送されることによって、現像槽11内にあらかじめ収容されている現像剤と攪拌混合されて現像剤中のトナー濃度が均一になるように調節される。その後、現像剤は、第1攪拌搬送スクリュー13および第2攪拌搬送スクリュー14によって現像ローラ12に供給される。トナーホッパ17は、トナー補給手段に相当する。
The toner replenished from the
ここで、トナー補給口11bの配置位置について述べる。トナー補給口11bは、図4に示すように、第2攪拌搬送スクリュー14の、第1攪拌搬送スクリュー13の一端部よりも突き出した一端部の上方に設けられる。すなわち、トナー補給口11bの設置位置aは、仕切り板15によって形成される循環路b,c,d,e外に設けられる。これにより、循環路b,c,d,e内に設けられるトナー濃度センサ16は、補給されるトナーの影響を受けることなくトナー濃度を検出することができるため、高い精度でトナー濃度を検出することができる。
Here, the arrangement position of the
またトナー補給口11bは、上述のように第2攪拌搬送スクリュー14側であってトナー濃度センサ16の近傍、すなわち第2攪拌搬送スクリュー14の搬送方向上流側の端部近傍に設けられる。したがって、トナー濃度の変動の検出からトナー補給までを短時間で行うことができ、トナー濃度が低下している時間を短くすることができるため、現像濃度低下や現像ムラの発生を抑えることができる。
Further, as described above, the
層厚規制部材18は、たとえば弾性を有する金属や合成樹脂などの弾性材料から構成される薄板状部材であり、その短手方向の一端が現像槽11の開口部11cに支持され、他端が遊端部となって現像ローラ12表面に当接するように設けられる。他端である遊端部の先端部は、現像ローラ12への当接部分において、現像ローラ12表面から外方に向う方向に屈曲する鉤状に形成される。層厚規制部材18は、現像ローラ12表面に担持されるトナー層の厚さが所望の値になるように調整する。
The layer
制御手段(図示せず)は、マイクロコンピュータを主体とする中央演算処理装置(以下、CPU(Central Processing Unit)と記す)などから構成され、トナー濃度センサ16の検出値に基づいて、トナーホッパ17によるトナーの補給、すなわち、トナー補給の時機および補給するトナー量などを制御する。
The control means (not shown) includes a central processing unit (hereinafter referred to as CPU (Central Processing Unit)) mainly composed of a microcomputer, and the like, and is controlled by the
(第2の実施形態)
以下に本発明の第2の実施形態である現像装置2について説明する。本発明の第2の実施形態の現像装置2においては、現像槽11の上蓋11aに、補給トナーせき止め部材21が設けられる点以外は、第1の実施形態である現像装置1と同様の構成である。以下、第1の実施形態と同一のものには同一の符号を付し、説明を省略する。補給トナーせき止め部材21は補給トナーせき止め手段に相当する。
(Second Embodiment)
The developing
図5(a)は、本発明の第2の実施形態である現像装置2の現像槽11の上蓋11aの構成を示す側面図であり、図5(b)は、本発明の第2の実施形態である現像装置2の上蓋11aを取り除いた状態における上面図である。現像装置2において、図5(a)に示すように、現像槽11の上蓋11aには、補給トナーせき止め部材21が設けられる。補給トナーせき止め部材21は、たとえばポリフェニレンエーテル樹脂(PPE樹脂)などから構成される板状部材であり、その短手方向一端が上蓋11aに支持され、他端は変位可能な遊端部となるように構成される。
FIG. 5A is a side view showing the configuration of the
上蓋11aにおける補給トナーせき止め部材21が支持される位置としては、図5(b)に示すように、現像槽11において、第2循環路B内の第2攪拌搬送スクリュー14の上流側b付近、または第1循環路A内の第1攪拌搬送スクリュー13の下流側e付近であって、仕切り板15が存在しない部分に相当する位置である。すなわち、補給トナーせき止め部材21は、トナー補給口11bの近傍であって、第1攪拌搬送スクリュー13と第2攪拌搬送スクリュー14との間の仕切り部材15が存在しない部分に設けられる。これにより、補給されたトナーが、第1攪拌搬送スクリュー13側、すなわち現像ローラ12側に逆流するのを防ぐことができるため、循環路内に設けられるトナー濃度センサ16は、補給されるトナーの影響を受けることなくトナー濃度を検出することができるため、より高い精度でトナー濃度を検出することができる。
As shown in FIG. 5B, the position where the replenishment
上述したように、本発明の現像装置1(2)は、現像剤を収容し、トナー補給口11bが形成される現像槽11と、現像槽11に感光ドラム121を臨んで回転自在に設けられ、感光ドラム121に現像剤を供給する現像ローラ12と、現像槽11に回転自在に設けられ、現像剤を攪拌混合して現像ローラ12に供給する第1攪拌搬送スクリュー13および第2攪拌搬送スクリュー14と、第1攪拌搬送スクリュー13と第2攪拌搬送スクリュー14との間に設けられ、現像剤を搬送するための循環路を形成する仕切り板15と、現像剤におけるトナー濃度を検出するトナー濃度センサ16とを備える。
As described above, the developing device 1 (2) of the present invention is provided rotatably with the developer containing the developer and the
そして、第1攪拌搬送スクリュー13は、第2攪拌搬送スクリュー14よりも現像ローラ12に近い側に設けられ、トナー濃度センサ16は、第1攪拌搬送スクリュー13側であって第1攪拌搬送スクリュー13の搬送方向下流側の端部に設けられ、トナー補給口11bは、第2攪拌搬送スクリュー14側であってトナー濃度センサ16の近傍に設けられる。
The first agitating and conveying
これにより、現像直後の現像剤におけるトナー濃度を検出して、その検出結果に基づいて、トナー濃度を検出した検出位置の近傍にトナーを補給することができる。 As a result, the toner density in the developer immediately after development can be detected, and toner can be replenished in the vicinity of the detection position where the toner density is detected based on the detection result.
したがって、トナー濃度の変動の検出からトナー補給までを短時間で行うことができ、またトナー濃度の細かい変動に対応可能であって、現像濃度低下や現像ムラの発生を抑えることができる現像装置を実現できる。 Therefore, a developing device that can detect a change in toner density and replenish the toner in a short time, can cope with a fine change in the toner density, and can suppress a decrease in development density and development unevenness. realizable.
〔画像形成装置〕
図6は、本発明の現像装置1を備える画像形成装置100の構成の一例を示す概略図である。以下、画像形成装置100が備える現像装置について、本発明の第1の実施形態である現像装置1を代表例として示すが、第2の実施形態である現像装置2を、現像装置1に代えて使用することもできる。
[Image forming apparatus]
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of the
画像形成装置100は、画像読取部(スキャナ部)110と、画像形成部120と、給紙デスク部130と、定着装置140とを備える。画像形成装置100は、画像読取部110によって得られた画像データ、あるいは、たとえばネットワーク上の各端末装置などの外部から伝達された画像データに応じて、記録紙に対してモノクロまたはフルカラー画像を形成可能なデジタル複合機である。
The
画像読取部(スキャナ部)110は、原稿台と、光学ユニットとを含んで構成される。
原稿台は、その上面が原稿台に対して開閉可能な状態で支持され、原稿が載置される原稿載置面が設けられる。原稿台への原稿の載置は、ユーザーによって手動で行われるものであってもよく、図示しない自動原稿送り装置によって行われてもよい。
The image reading unit (scanner unit) 110 includes a document table and an optical unit.
The document table is supported with its upper surface openable and closable with respect to the document table, and is provided with a document placement surface on which the document is placed. The placement of the document on the document table may be manually performed by the user or may be performed by an automatic document feeder (not shown).
光学ユニットは、光電変換素子であるCCD(Charge Coupled Device)ラインセンサなどを含む。CCDラインセンサは、白黒画像あるいはカラー画像を読み取り、該画像の画像情報を各色の電気信号に変換して後述する光学ユニット122に出力する。
The optical unit includes a charge coupled device (CCD) line sensor that is a photoelectric conversion element. The CCD line sensor reads a black and white image or a color image, converts the image information of the image into an electrical signal of each color, and outputs it to an
画像読取部110によれば、原稿台に載置される原稿から画像情報を読み取り、該画像情報を各色の電気信号(画像データ)に変換して光学ユニット122に出力する。
The
画像形成部120には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色に対応した3つのカラー用感光体ドラム121Y,121M,121Cと、これらのカラー用感光体ドラムより大きいサイズのブラック(K)用感光体ドラム121Kとが並設されている。感光体ドラム121Y,121M,121C,121K(以下、総称して「感光体ドラム121」と記すことがある)は、形成されるトナー像を担持する。
The
感光体ドラム121Y,121M,121C,121Kの周囲には、帯電装置、光学ユニット(レーザスキャナユニット、LSU)122、現像装置1Y,1M,1C,1K(以下、総称して「現像装置1」と記すことがある)、転写装置およびクリーニング装置がそれぞれ設けられている。画像形成部120には、これらのカールソンプロセスに用いられる各部材とともに、転写ベルト123と、2次転写ユニット124とを含んで構成される。
Around the
帯電装置は、感光体ドラム121の表面を所定の電位に均一に帯電させる。光学ユニット(LSU)122は、画像形成装置100に入力された画像データに応じて、帯電装置によって帯電された感光体ドラム121の表面を露光して、該感光体ドラム121の表面に静電潜像を書き込む。静電潜像の書き込みは、デジタル制御される。
The charging device uniformly charges the surface of the
現像装置1Y,1M,1C,1Kには、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の現像剤がそれぞれ収容され、感光体ドラム121Y,121M,121C,121Kの表面に形成された静電潜像を、各色のトナーによってそれぞれ可視像化する。本実施形態では、現像剤としてトナーとキャリアとから構成される2成分現像剤を使用する。
The developing
現像装置1Y,1M,1C,1Kには、転写ベルト123の上方に設けられる、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各トナーを収容したカラー用トナーボトル17a(Y),17a(M),17a(C)と、カラー用トナーボトルに比して一回り大きいサイズのブラック(K)のトナーを収容した2つのトナーボトル17a(K)が、各色に対応してそれぞれ備えられる。以下、各トナーボトル17a(Y),17a(M),17a(C),17a(K)を総称して「トナーボトル17a」と記すことがある。トナーボトル17aは、個々に対応する現像装置1にトナーを補給するものである。
The developing
なお、現像装置1において、ブラック(K)に対応する現像装置1Kは、他の三色に対応する現像装置1Y,1M,1Cとは、トナーボトル17a(K)が2つ配置される点で、構造が若干異なる。
In the developing device 1, the developing device 1K corresponding to black (K) is different from the developing
転写装置には、トナーとは逆極性のバイアス電圧が印加されており、感光体ドラム121Y,121M,121C,121Kと接触可能に設けられる転写ベルト123に、形成されたトナー像を転写させる。クリーニング装置は、現像装置1での現像処理および感光体ドラム121に形成されたトナー像の転写後に、感光体ドラム121の表面に残留したトナーを、除去回収する。以上のような、転写ベルト123に対するトナー像の転写は、4色について4回繰り返される。
A bias voltage having a polarity opposite to that of the toner is applied to the transfer device, and the formed toner image is transferred to a
画像形成部120によれば、以下のようにしてトナー像を記録紙上に形成する。すなわち、感光体ドラム121表面を帯電装置で均一に帯電した後、入力された画像データに応じて光学ユニット(LSU)122により感光体ドラム121表面を露光して静電潜像を書き込む。その後、現像装置1により感光体ドラム121表面の静電潜像を現像してトナー像を可視像化し、可視像化されたトナー像をトナーとは逆極性のバイアス電圧が印加された転写装置によって、転写ベルト123に各色トナー像を順次多重転写する。そして、2次転写ユニット124にて、転写ベルト123に転写されたトナー像は、後述する給紙デスク部130によって搬送される記録紙に転写される。
According to the
給紙デスク部130は、給紙カセット131、ピックアップローラ132などを備え、記録紙に画像形成部120で形成されたトナー像が転写されるように、画像形成部120に記録紙を順次供給する。給紙カセット131は、複数の記録紙を貯留する。ピックアップローラ132は、給紙カセット131に貯留された複数の記録紙を1枚ずつ分離して、画像形成部120に向かう搬送路に供給する。
The paper
給紙デスク部130によれば、給紙カセット131内に貯留される記録紙が、ピックアップローラ132によって1枚ずつ画像形成部120に向かう搬送路に送給される。
According to the paper
定着装置140は、定着ローラを備え、記録紙に適度な熱と圧力とを与えて、トナーを溶融して記録紙表面に固定することで、フルカラー画像を形成する。
The fixing
定着装置140によれば、画像形成部120における2次転写ユニット124を通過して表面にトナー像が転写された記録紙は、その搬送方向前方に配置される定着装置140に搬送されて、定着装置140を通過することで記録紙表面にトナー像が固定され、フルカラー画像が形成される。
According to the
このようにしてフルカラー画像が形成された記録紙は、その後、画像読取部110と画像形成部120との間に設けられる空間に排出されるか、または両面印字される場合には、スイッチバック搬送されて、再度2次転写ユニット124へと搬送され、上記動作を繰り返す。
The recording paper on which the full-color image is formed in this manner is then discharged into a space provided between the
このように、本発明の画像形成装置100は、本発明の現像装置1を備えることにより、現像濃度低下や現像ムラ発生の少ない高品位な画像を形成することができる。
As described above, the
なお、上記構成においては、記録媒体として記録紙を使用したが、特にこれに限定されるものではなく、たとえばOHP(オーバーヘッドプロジェクタ)用フィルムや葉書などであってもよい。 In the above configuration, recording paper is used as the recording medium. However, the present invention is not particularly limited to this, and may be, for example, an OHP (overhead projector) film or a postcard.
以下、本発明の実施例について説明する。
(試験例1)
試験例1では、トナー濃度センサ16の配置位置の、トナー濃度センサ16のトナー濃度の変動の検出時間に対する影響について検討した。
Examples of the present invention will be described below.
(Test Example 1)
In Test Example 1, the influence of the arrangement position of the
以下、本試験例1における評価方法について述べる。図7は、本試験例1で使用した印字原稿を示す概略図である。図7に示すように、本試験例1では、第1循環路A内の第1攪拌搬送スクリュー13の上流側d付近に対応する位置において局所的にベタ画像が多い印字画像を使用して、実施例1および比較例1の現像装置において連続して印字を行い、印字開始後からトナー濃度センサ16がトナー濃度不足を示すまでの時間(経過時間)およびそのときのトナー濃度を測定した。その結果を表1に示す。なお、印字には、初期トナー濃度が5重量%である現像剤を用いた。
Hereinafter, the evaluation method in Test Example 1 will be described. FIG. 7 is a schematic diagram showing a printed document used in Test Example 1. As shown in FIG. 7, in Test Example 1, a print image having a lot of solid images locally at a position corresponding to the vicinity of the upstream side d of the first stirring and conveying
(実施例1)
トナー濃度センサ16が第1循環路A内の第1攪拌搬送スクリュー13の下流側e付近に設けられた現像装置1を使用した。
Example 1
The developing device 1 in which the
(比較例1)
トナー濃度センサ16の位置を、第2循環路B内の第2攪拌搬送スクリュー14の下流側c付近に設けた以外は、実施例1と同様の現像装置を使用した。
(Comparative Example 1)
A developing device similar to that in Example 1 was used except that the position of the
表1に示す結果から、実施例1の現像装置1は、トナー濃度センサ16を現像ローラ12で消費された後の現像剤中のトナー濃度を検出できる位置であって、かつ現像ローラ12の近くに設けたために、印字開始後からトナー濃度センサ16がトナー濃度不足を示すまでの時間を短くすることができ、トナー濃度が低下している時間を短くすることができるため、現像濃度低下や現像ムラの発生を抑えることができることがわかる。
From the results shown in Table 1, in the developing device 1 of Example 1, the
一方、比較例1の現像装置は、トナー濃度センサ16を現像ローラ12で消費される前の現像剤中のトナー濃度を検出できる位置であって、かつ現像ローラ12から離れた位置に設けたために、印字開始後からトナー濃度センサ16がトナー濃度不足を示すまでの時間が長く、トナー濃度が低下している時間が長い。したがって、現像濃度低下や現像ムラの発生を抑えることができない。
On the other hand, in the developing device of Comparative Example 1, the
(試験例2)
試験例2では、実施例1で用いた本発明の現像装置1において、図4に示すように、第2循環路B内の第2攪拌搬送スクリュー14の上流側b付近に新たなトナー濃度センサ36を設け、2つのトナー濃度センサ16,36を用いてトナー補給によるトナー濃度の変動に対する影響について検討した。検討結果を図8および図9に示す。
(Test Example 2)
In Test Example 2, in the developing device 1 of the present invention used in Example 1, as shown in FIG. 4, a new toner concentration sensor is located near the upstream side b of the second stirring and conveying
図8は、トナー補給前における、現像装置1稼動後の経過時間とトナー濃度センサ16によって検出されたトナー濃度との関係を示すグラフであり、図9は、トナー補給後の経過時間とトナー濃度センサ36によって検出されたトナー濃度との関係を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the elapsed time after operation of the developing device 1 and the toner density detected by the
なお、トナー濃度センサ16,36には、1/1000秒(msec)オーダーで測定可能であって、検出値(出力値:V)が8ビット(0〜2555)の指数値で示される出力値に変換されるものを使用し、またトナーボトル17aを回転させるトナーモータ(補給用モータ)には、瞬時の回転制御が可能であって周波数制御によるモータ(商品名:PM35S、ミネベアモーター株式会社製)を使用した。
The
図8および図9に示すグラフにおいて、横軸は現像装置1稼動後またはトナー補給後の経過時間(sec)を示し、縦軸はトナー濃度センサ16または36によって検出されたトナー濃度を示す出力値(指数値)を示す。また、トナー濃度センサ16,36の出力値を指数の中心値である128を基準として示し、基準値128からのズレ量を変位量として確認できるようにした。
In the graphs shown in FIGS. 8 and 9, the horizontal axis indicates the elapsed time (sec) after the developing device 1 is operated or after toner replenishment, and the vertical axis is the output value indicating the toner density detected by the
なお、本試験例2では、トナー濃度センサ16の出力値が基準となる128を超える領域(図8のグラフにおいて、山を形成する部分)において、トナーの補給を行うように制御する。
In Test Example 2, control is performed so that toner is replenished in a region where the output value of the
図8および図9のグラフからわかるように、本発明の現像装置1は、トナー濃度センサ16をトナー補給口11bの近くに設けたために、トナー濃度の変動の検出からトナー補給までを短時間で行うことができ、トナー濃度センサ16通過直後においてもトナー濃度の変動を抑え、一定のトナー濃度に維持することができる。
As can be seen from the graphs of FIGS. 8 and 9, since the developing device 1 of the present invention is provided with the
また、現像直後のトナー濃度を検出することができるため、トナー濃度の平均的な値ではなくトナー濃度の細かい変動に基づいてトナー補給を制御することができ、トナー濃度の細かい変動に対応して現像槽内のトナー濃度の変動を抑えることができる。 In addition, since the toner density immediately after development can be detected, toner replenishment can be controlled based on fine fluctuations in toner density instead of the average value of toner density, and in response to fine fluctuations in toner density. Variations in the toner concentration in the developing tank can be suppressed.
さらに、トナー補給口11bは、第2攪拌搬送スクリュー14の、第1攪拌搬送スクリュー13の一端部よりも突き出した一端部の上方部分、すなわち仕切り板15によって形成される循環路外に設けられるため、補給されるトナーの影響を受けることなくトナー濃度を高い精度で検出することができる。
Further, the
1,2 現像装置
11 現像槽
12 現像ローラ
13 第1攪拌搬送スクリュー
14 第2攪拌搬送スクリュー
15 仕切り板
16 トナー濃度センサ
17 トナーホッパ
18 層厚規制部材
19,20 駆動歯車
21 補給トナーせき止め部材
100 画像形成装置
110 画像読取部
120 画像形成部
121 感光体ドラム
122 光学ユニット
123 転写ベルト
124 2次転写ユニット
130 給紙デスク部
131 給紙カセット
132 ピックアップローラ
140 定着装置
DESCRIPTION OF
Claims (8)
現像剤を収容し、トナー補給口が形成される現像槽と、
現像槽に潜像担持体を臨んで回転自在に設けられ、潜像担持体に現像剤を供給する現像ローラと、
現像槽に回転自在に設けられ、現像剤を攪拌混合して現像ローラに供給する第1の攪拌搬送部材および第2の攪拌搬送部材と、
第1の攪拌搬送部材と第2の攪拌搬送部材との間に設けられ、現像剤を搬送するための循環路を形成する仕切り部材と、
現像剤におけるトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段とを備え、
第1の攪拌搬送部材は、第2の攪拌搬送部材よりも現像ローラに近い側に設けられ、トナー濃度検出手段は、第1の攪拌搬送部材側であって第1の攪拌搬送部材の搬送方向下流側の端部に設けられ、トナー補給口は、第2の攪拌搬送部材側であってトナー濃度検出手段の近傍に設けられることを特徴とする現像装置。 A developing device that develops an electrostatic latent image formed on the surface of a latent image carrier provided in an image forming apparatus using a developer including at least a toner and a carrier,
A developer tank containing a developer and having a toner supply port formed therein;
A developing roller which is rotatably provided to face the latent image carrier in the developing tank, and supplies a developer to the latent image carrier;
A first agitation transport member and a second agitation transport member, which are rotatably provided in the developing tank, agitate and mix the developer and supply the developer to the developing roller;
A partition member provided between the first agitating and conveying member and the second agitating and conveying member, and forming a circulation path for conveying the developer;
Toner density detecting means for detecting the toner density in the developer,
The first agitating and conveying member is provided closer to the developing roller than the second agitating and conveying member, and the toner concentration detecting means is on the first agitating and conveying member side and the conveying direction of the first agitating and conveying member A developing device provided at a downstream end portion, wherein the toner replenishing port is provided near the toner concentration detecting means on the second stirring and conveying member side.
トナー補給口は、第2の攪拌搬送部材の第1の攪拌搬送部材の一端部よりも突き出した一端部の上方に設けられることを特徴とする請求項4に記載の現像装置。 The second agitating / conveying member is configured such that its length in the longitudinal direction is larger than the length in the longitudinal direction of the first agitating / conveying member, and its one end is from one end of the first agitating / conveying member. Is also provided to protrude,
5. The developing device according to claim 4, wherein the toner replenishing port is provided above one end portion of the second agitating / conveying member protruding from the one end portion of the first agitating / conveying member.
現像直後の現像剤におけるトナー濃度を検出して、検出結果に基づいて、トナー濃度を検出した検出位置の近傍にトナーを補給することを特徴とするトナーの補給方法。 A toner that replenishes toner to a developing device that develops an electrostatic latent image formed on the surface of a latent image carrier provided in the image forming apparatus by circulating and conveying a developer including at least toner and a carrier. A replenishment method,
A toner replenishing method comprising: detecting a toner concentration in a developer immediately after development; and replenishing toner in the vicinity of a detection position where the toner concentration is detected based on a detection result.
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