JP2009098294A - Developing device, toner supply method therefor, and image forming apparatus with the same - Google Patents

Developing device, toner supply method therefor, and image forming apparatus with the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developing device capable of constantly obtaining a stable amount of supplied toner in the supply of toner to a developing tank from a toner hopper, to provide an image forming apparatus with the developing device, and to provide a toner supply method for the developing device. <P>SOLUTION: The developing device includes: the developing tank 21 storing two-component developer; the toner hopper 7 for supplying toner to the inside of the developing tank 21; and a toner cartridge 30 for supplying toner to the inside of the toner hopper 7. The toner hopper 7 has: a toner introducing port R through which toner supplied from the toner cartridge 30 is introduced to the inside of the hopper; a toner support port Q through which the toner inside the hopper is supplied to the developing tank 21; a toner agitating roller 75 disposed below and near the toner introducing port R and used to agitate the toner inside, thereby making a toner interface flat; a toner interface detecting sensor 76 disposed near the toner agitating roller 75 and used to detect the toner interface; and a toner supply roller 73 disposed inside and near the toner supply port Q and used to supply toner to the inside of the developing tank 21. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、現像装置、そのトナー補給方法およびそれを備えた画像形成装置に関する。   The present invention relates to a developing device, a toner replenishing method thereof, and an image forming apparatus including the same.

静電電子写真方式を利用した画像形成装置は、一般に帯電、露光、現像、転写、剥離、クリーニング、除電および定着等の各工程を行う各装置を備えてなり、転写材(記録媒体)に画像データに基く画像を形成するものである。
画像形成装置における画像形成工程では、例えば、回転駆動される感光体の表面を帯電装置によって均一に帯電し、帯電した感光体表面にレーザ光を照射して静電潜像が形成される。続いて、現像装置によって感光体上の静電潜像が現像され、感光体表面上にトナー像が形成される。続いて、転写装置によって感光体上のトナー像が転写材上に転写され、その後、定着装置によって加熱されることによって、トナー像は転写材上に固定される。また、感光体表面上に残った転写残留トナーは、クリーニング装置により除去されて所定の回収部に回収されると共に、クリーニング後の感光体表面は、除電装置により残留電荷が除去されて次の画像形成に備える。
An image forming apparatus using an electrostatic electrophotographic method generally includes apparatuses for performing various processes such as charging, exposure, development, transfer, peeling, cleaning, static elimination, and fixing, and an image is formed on a transfer material (recording medium). An image based on data is formed.
In the image forming process in the image forming apparatus, for example, the surface of the rotationally driven photoconductor is uniformly charged by a charging device, and the charged photoconductor surface is irradiated with laser light to form an electrostatic latent image. Subsequently, the electrostatic latent image on the photoconductor is developed by the developing device, and a toner image is formed on the surface of the photoconductor. Subsequently, the toner image on the photosensitive member is transferred onto the transfer material by the transfer device, and then the toner image is fixed on the transfer material by being heated by the fixing device. Further, the transfer residual toner remaining on the surface of the photoreceptor is removed by a cleaning device and collected in a predetermined recovery unit, and the remaining charge is removed from the surface of the photoreceptor after cleaning by the static eliminator. Prepare for formation.

感光体上の静電潜像を現像する現像剤としては、トナーのみからなる一成分現像剤、あるいはトナーとキャリアとからなる二成分現像剤が一般に用いられる。
一成分現像剤を用いる場合、一成分現像剤にはキャリアが含まれていないため、現像装置はトナーとキャリアを均一に混合するための攪拌機構などを必要とせずシンプルになるといった利点を有するが、トナーの帯電量が安定しにくいという欠点がある。
二成分現像剤を用いる場合、現像装置はトナーとキャリアを均一に混合するための攪拌機構などを必要とし、構造が複雑になるが、帯電安定性や高速機への適合性に優れ、高速画像形成装置やカラー画像形成装置に広く使用されている。
As a developer for developing the electrostatic latent image on the photoreceptor, a one-component developer composed of only toner or a two-component developer composed of toner and carrier is generally used.
In the case of using a one-component developer, since the one-component developer does not contain a carrier, the developing device has an advantage that it does not require a stirring mechanism for uniformly mixing the toner and the carrier and is simplified. There is a drawback that the charge amount of the toner is difficult to stabilize.
When a two-component developer is used, the developing device requires a stirring mechanism for uniformly mixing the toner and the carrier, and the structure is complicated. However, the developing device is excellent in charging stability and adaptability to a high-speed machine, and high-speed image. Widely used in forming apparatuses and color image forming apparatuses.

二成分現像剤用の現像装置は、画像品質を維持するために、現像槽内のトナー濃度を適正な濃度に維持する必要があり、そのため一般にトナー濃度の指標として現像剤の透磁率を検出し、その透磁率検出値(検出信号レベル)がトナー補給判断用の基準値(以下、透磁率基準値という)を超えると、トナー濃度が所定値を下回ったものとして現像槽内にトナーが補給されるよう構成されている。   In order to maintain image quality, a developing device for a two-component developer needs to maintain the toner concentration in the developing tank at an appropriate concentration, and therefore generally detects the magnetic permeability of the developer as an index of the toner concentration. When the magnetic permeability detection value (detection signal level) exceeds a reference value for toner replenishment determination (hereinafter referred to as a magnetic permeability reference value), the toner is supplied to the developing tank assuming that the toner concentration is below a predetermined value. It is comprised so that.

一般的な現像装置は、現像槽内へトナーを補給するために、現像槽に着脱自在に装着されたトナーホッパを供える。このトナーホッパは、内部に収容されたトナーを現像槽へ補給するトナー補給口と、トナー補給口の内側近傍に配置されたトナー補給ローラと、内部のトナーをトナー補給ローラへ汲み上げる汲み上げローラとを備え、トナー補給ローラが回転することにより、トナー補給ローラに付着するトナーがトナー補給口を通って現像槽内に落下して補給される。
この際、現像槽内に配置されるトナー濃度センサ(例えば透磁率センサ)の出力値を所定の閾値と比較することにより、トナー濃度が基準濃度の範囲内であるか否かを検出し、前記出力値が所定の閾値よりも大きい場合に、トナー補給ローラを回転させて前記出力値が閾値に達するように現像槽内にトナーが補給される。
また、トナー濃度をより精度よく制御するために、画像データから算出したトナー消費量を基にトナー濃度の制御を行う方法も提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−70067号公報
A general developing device includes a toner hopper that is detachably attached to the developing tank in order to supply toner into the developing tank. The toner hopper includes a toner replenishing port for replenishing toner accommodated in the developing tank, a toner replenishing roller disposed in the vicinity of the inside of the toner replenishing port, and a pumping roller for pumping the internal toner to the toner replenishing roller. When the toner replenishing roller rotates, the toner adhering to the toner replenishing roller drops into the developing tank through the toner replenishing port and is replenished.
At this time, by comparing the output value of a toner concentration sensor (for example, a magnetic permeability sensor) disposed in the developing tank with a predetermined threshold value, it is detected whether the toner concentration is within a reference concentration range, and When the output value is larger than a predetermined threshold value, the toner supply roller is rotated so that the toner is supplied into the developing tank so that the output value reaches the threshold value.
In order to control the toner density more accurately, a method for controlling the toner density based on the toner consumption calculated from the image data has also been proposed (see, for example, Patent Document 1).
JP 2004-70067 A

しかしながら、上述の現像装置では、現像槽内のトナーの濃度が基準濃度の範囲内に安定しないという問題が生じることが判明した。一般に、トナーホッパから現像槽へのトナー補給量は、トナー補給ローラの回転数に比例すると考えられていたが、本発明者らが検討したところ、トナーホッパ内のトナー界面の高さが変動すると、トナー補給ローラの回転数に対するトナー補給量にバラツキが生じる、すなわち、トナー補給ローラ1回転当たりのトナー補給量にバラツキが生じることが判明した。これは、トナーホッパ内のトナー界面の高さが変動すると、汲み上げローラによってトナー補給ローラへ汲み上げられるトナー量にバラツキが生じ、それによってトナー補給ローラ周辺のトナーの密度(圧力)が変動することが原因であると考えられる。   However, it has been found that the above-described developing device has a problem that the toner density in the developing tank is not stabilized within the reference density range. In general, the amount of toner replenished from the toner hopper to the developing tank was thought to be proportional to the number of rotations of the toner replenishing roller. However, as a result of studies by the present inventors, if the height of the toner interface in the toner hopper fluctuates, It has been found that the amount of toner replenishment varies with respect to the number of rotations of the replenishment roller, that is, the amount of toner replenishment per rotation of the toner replenishment roller varies. This is because when the height of the toner interface in the toner hopper fluctuates, the amount of toner pumped up to the toner replenishing roller by the scooping roller varies, and the density (pressure) of the toner around the toner replenishing roller varies accordingly. It is thought that.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、トナーホッパから現像槽へのトナー補給において、常に安定したトナー補給量が得られる現像装置、それを備えた画像形成装置および現像装置のトナー補給方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a developing device capable of always obtaining a stable toner replenishment amount in toner replenishment from the toner hopper to the developing tank, and an image forming apparatus having the same. Another object of the present invention is to provide a toner replenishing method for a developing device.

かくして、本発明によれば、トナーおよび磁性体キャリアを含む二成分現像剤を収容する現像槽と、内部にトナーを収容しかつトナーを前記現像槽内に補給するトナーホッパと、内部にトナーを収容しかつトナーを前記トナーホッパ内に補給するトナーカートリッジとを備え、前記トナーホッパは、前記トナーカートリッジから補給されるトナーを内部に導入するためのトナー導入口と、内部のトナーを前記現像槽へ補給するためのトナー補給口と、前記トナー導入口の下方近傍位置に配置されて内部のトナーを攪拌しトナー界面を平坦化するトナー攪拌ローラと、該トナー攪拌ローラの近傍に配置されて前記トナー界面を検出するトナー界面検知センサと、前記トナー補給口の内側近傍に配置されて現像槽内にトナーを補給するトナー補給ローラとを有し、前記トナーカートリッジは、前記トナーホッパのトナー導入口と連通するトナー供給口を有するホルダと、該ホルダにて回転可能に保持されかつ前記トナー供給口と連通可能に配置されたボトル開口部を有するトナーボトルとを有し、さらに、前記トナーボトル、前記トナー攪拌ローラおよび前記トナー補給ローラを駆動制御する駆動制御部を具備し、前記トナーホッパ内のトナー界面が所定高さよりも低くなったときの前記トナー界面検知センサからの信号によって、前記駆動制御部が前記トナーボトルを回転させて、前記ボトル開口部からトナーをトナーホッパ内へ供給する現像装置が提供される。   Thus, according to the present invention, a developing tank that contains a two-component developer containing toner and a magnetic carrier, a toner hopper that contains toner and replenishes the toner into the developing tank, and contains toner inside. And a toner cartridge for replenishing toner into the toner hopper, wherein the toner hopper replenishes toner to be replenished from the toner cartridge and replenishes toner inside the developer tank. A toner replenishing port, a toner agitating roller disposed in the vicinity of the lower portion of the toner introducing port to agitate the toner inside to flatten the toner interface, and a toner agitating roller disposed in the vicinity of the toner agitating roller to Toner replenishment for replenishing toner in the developing tank, located near the inside of the toner replenishing port The toner cartridge is disposed so as to be rotatably supported by the holder and communicated with the toner supply port. The holder has a toner supply port communicating with the toner introduction port of the toner hopper. A toner bottle having a bottle opening, and a drive control unit for driving and controlling the toner bottle, the toner agitation roller, and the toner replenishing roller, and a toner interface in the toner hopper is lower than a predetermined height. A developing device is provided in which the drive controller rotates the toner bottle in accordance with a signal from the toner interface detection sensor when the toner is detected, and supplies the toner into the toner hopper from the bottle opening.

また、本発明の別の観点によれば、前記現像装置のトナー補給方法であって、前記現像槽内のトナーの濃度を前記トナー濃度検知センサにて検知するステップと、トナー濃度検知センサからの濃度検知信号が基準濃度の範囲内であるか否かを前記制御部にて判定するステップと、トナー濃度検知センサからの濃度検知信号が基準濃度の範囲外である場合に制御部にて前記第3駆動系を駆動することにより、前記トナー補給ローラを回転して前記トナーホッパから前記現像槽内へトナーを補給するステップとを含むトナー補給方法が提供される。   According to another aspect of the present invention, there is provided a toner replenishing method of the developing device, the step of detecting the toner concentration in the developing tank by the toner concentration detection sensor, The control unit determines whether the density detection signal is within a reference density range, and if the density detection signal from the toner density detection sensor is outside the reference density range, the control unit A toner replenishing method is provided that includes rotating the toner replenishing roller to replenish toner from the toner hopper into the developing tank by driving a three-drive system.

また、本発明のさらに別の観点によれば、表面に静電潜像が形成される感光体ドラムと、前記感光体ドラムの表面を帯電させる帯電装置と、前記感光体ドラムの帯電した表面に静電潜像を形成する露光装置と、前記感光体ドラムの表面の静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する前記現像装置と、前記感光体ドラムの表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、前記感光体ドラムの表面を清浄化するクリーニング装置と、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを備えた画像形成装置が提供される。   According to still another aspect of the present invention, a photosensitive drum on which an electrostatic latent image is formed, a charging device that charges the surface of the photosensitive drum, and a charged surface of the photosensitive drum An exposure device for forming an electrostatic latent image, the developing device for forming a toner image by attaching toner to the electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum, and a toner image on the surface of the photosensitive drum. There is provided an image forming apparatus including a transfer device that transfers the toner image, a cleaning device that cleans the surface of the photosensitive drum, and a fixing device that fixes a toner image on a recording medium.

本発明の現像装置およびトナー補給方法によれば、トナー攪拌によってトナーホッパ内のトナーの界面を全体的に平坦なほぼ水平面に保ち、トナーホッパ内のトナー量を高精度に検知することができる。したがって、トナーホッパ内のトナー量が減少して、トナー界面が所定高さよりも低くなると、トナーカートリッジからトナーホッパ内へトナーが補給され、トナーの界面高さを一定に維持することができる。その結果、トナー補給ローラの回転により現像槽へ補給されるトナー補給量を安定化させ、現像槽内のトナーの濃度のバラツキを抑制して基準濃度の範囲内に安定化させることができる。   According to the developing device and the toner replenishing method of the present invention, the toner interface in the toner hopper can be maintained as a generally flat surface by stirring the toner, and the amount of toner in the toner hopper can be detected with high accuracy. Therefore, when the toner amount in the toner hopper decreases and the toner interface becomes lower than the predetermined height, the toner is replenished from the toner cartridge into the toner hopper, and the height of the toner interface can be kept constant. As a result, the toner replenishment amount replenished to the developing tank by the rotation of the toner replenishing roller can be stabilized, and variation in the toner density in the developing tank can be suppressed and stabilized within the reference density range.

本発明の画像形成装置によれば、現像槽内のトナーの濃度のバラツキを抑制して基準濃度の範囲内に安定化させることができるため、濃度ムラが無く、均一な画像濃度の画像を転写材に形成することができる。   According to the image forming apparatus of the present invention, since it is possible to stabilize the toner density variation in the developing tank within the reference density range, there is no density unevenness, and an image having a uniform image density is transferred. Can be formed into a material.

(現像装置およびそれを用いたトナー補給方法の説明)
本発明の現像装置は、トナーおよび磁性体キャリアを含む二成分現像剤を収容する現像槽と、内部にトナーを収容しかつトナーを前記現像槽内に補給するトナーホッパと、内部にトナーを収容しかつトナーを前記トナーホッパ内に補給するトナーカートリッジとを備え、前記トナーホッパは、前記トナーカートリッジから補給されるトナーを内部に導入するためのトナー導入口と、内部のトナーを前記現像槽へ補給するためのトナー補給口と、前記トナー導入口の下方近傍位置に配置されて内部のトナーを攪拌しトナー界面を平坦化するトナー攪拌ローラと、該トナー攪拌ローラの近傍に配置されて前記トナー界面を検出するトナー界面検知センサと、前記トナー補給口の内側近傍に配置されて現像槽内にトナーを補給するトナー補給ローラとを有し、前記トナーカートリッジは、前記トナーホッパのトナー導入口と連通するトナー供給口を有するホルダと、該ホルダにて回転可能に保持されかつ前記トナー供給口と連通可能に配置されたボトル開口部を有するトナーボトルと、該トナーボトルを回転させるトナーボトル駆動機構とを有し、さらに、前記トナーボトル、前記トナー攪拌ローラおよび前記トナー補給ローラを駆動制御する駆動制御部を具備し、前記トナーホッパ内のトナー界面が所定高さよりも低くなったときの前記トナー界面検知センサからの信号によって、前記駆動制御部が前記トナーボトルを回転させて、前記ボトル開口部からトナーをトナーホッパ内へ供給することを特徴とする。
ここで、「トナー界面」とは、トナーホッパ内の空間に露出しているトナーの表層面を意味している。
(Description of developing device and toner supply method using the same)
The developing device of the present invention includes a developing tank that contains a two-component developer containing toner and a magnetic carrier, a toner hopper that contains toner inside and replenishes the toner into the developing tank, and contains toner inside. And a toner cartridge that replenishes toner into the toner hopper, wherein the toner hopper replenishes toner to be replenished from the toner cartridge, and replenishes toner inside the developer tank. A toner replenishing port, a toner agitation roller disposed near the toner introduction port to agitate the toner inside to flatten the toner interface, and a toner agitation roller disposed near the toner agitation roller to detect the toner interface A toner interface detecting sensor, and a toner replenishing roller disposed near the inside of the toner replenishing port to replenish toner in the developing tank The toner cartridge includes a holder having a toner supply port that communicates with a toner introduction port of the toner hopper, and a bottle opening that is rotatably held by the holder and arranged to communicate with the toner supply port A toner bottle and a toner bottle driving mechanism for rotating the toner bottle, and further comprising a drive control unit that drives and controls the toner bottle, the toner agitation roller, and the toner replenishing roller. The drive control unit rotates the toner bottle according to a signal from the toner interface detection sensor when the toner interface becomes lower than a predetermined height, and supplies the toner into the toner hopper from the bottle opening. Features.
Here, the “toner interface” means the surface layer of the toner exposed in the space in the toner hopper.

本発明の現像装置は、上述の構成に限定されず、以下の構成を適宜組み合わせることが可能である。
本現像装置において、前記トナー攪拌ローラの回転軸の高さが、前記トナー補給ローラの回転軸の高さと同じまたはそれよりも低く、前記トナー界面の所定高さが、トナー攪拌ローラの回転軸の高さと同じであるように構成してもよい。
このようにすれば、トナー補給ローラ周辺のトナー界面をトナー補給ローラの回転軸の高さ付近に調整することができるため、トナー補給ローラ周辺のトナーにかかる圧力を和らげることができ、トナーの凝集を防止できる。つまり、トナー補給ローラ周辺のトナー界面がトナー補給ローラの回転軸よりも高い位置であると、トナー補給ローラ周辺のトナーにかかる圧力が高くなってトナーが凝集し易くなるため、これを防止することができる。
The developing device of the present invention is not limited to the above-described configuration, and the following configurations can be appropriately combined.
In this developing apparatus, the height of the rotation shaft of the toner stirring roller is the same as or lower than the height of the rotation shaft of the toner replenishing roller, and the predetermined height of the toner interface is equal to that of the rotation shaft of the toner stirring roller. You may comprise so that it may be the same as height.
In this way, the toner interface around the toner supply roller can be adjusted to be close to the height of the rotation shaft of the toner supply roller, so that the pressure applied to the toner around the toner supply roller can be relieved, and toner aggregation can occur. Can be prevented. That is, if the toner interface around the toner replenishing roller is at a position higher than the rotation axis of the toner replenishing roller, the pressure applied to the toner around the toner replenishing roller becomes high and the toner tends to aggregate, thus preventing this. Can do.

本現像装置において、前記駆動制御部は、前記トナーボトルを回転駆動する第1駆動系と、前記トナー攪拌ローラを回転駆動する第2駆動系と、前記トナー補給ローラを回転駆動する第3駆動系と、前記第1駆動系と第2駆動系と第3駆動系を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記トナーホッパ内のトナー界面が所定高さよりも低くなったときの前記トナー界面検知センサからの信号によって前記第1駆動系および第2駆動系を駆動させるようにしてもよい。
このようにすれば、トナーホッパ内へトナー補給が必要なときにトナーボトルおよびトナー攪拌ローラを同期的に回転制御し、トナーホッパ内へのトナー補給と同時にトナー界面の平坦化を行うことができ、常にトナー界面を水平状に保つことができる。この結果、トナー界面検知センサの検知精度が高まる。また、不必要なときにはトナーボトルおよびトナー攪拌ローラの回転を停止することで、トナーへのストレスを抑えることができる。また、現像槽内へのトナー補給が必要なときに、トナー搬送ローラをトナーボトルおよびトナー攪拌ローラとは独立して駆動制御することができる。
In the developing device, the drive control unit includes a first drive system that rotationally drives the toner bottle, a second drive system that rotationally drives the toner stirring roller, and a third drive system that rotationally drives the toner supply roller. And a control unit that controls the first drive system, the second drive system, and the third drive system, and the control unit is configured to control the toner when the toner interface in the toner hopper becomes lower than a predetermined height. The first drive system and the second drive system may be driven by a signal from the interface detection sensor.
In this way, the toner bottle and the toner agitation roller can be synchronously controlled when toner needs to be replenished into the toner hopper, and the toner interface can be flattened simultaneously with the replenishment of toner into the toner hopper. The toner interface can be kept horizontal. As a result, the detection accuracy of the toner interface detection sensor is increased. Further, when unnecessary, the toner bottle and the toner agitation roller are stopped from rotating so that the stress on the toner can be suppressed. Further, when toner replenishment in the developing tank is necessary, the toner conveying roller can be driven and controlled independently of the toner bottle and the toner stirring roller.

本現像装置において、前記制御部は、前記第2駆動系を第3駆動系の駆動と同期的に駆動させるようにしてもよい。
このようにすれば、現像槽内へのトナー補給が必要なときにトナー攪拌ローラが回転してトナー界面を水平状に保つことができ、回転するトナー補給ローラによって安定した補給量でトナーを現像槽へ補給することができる。
In the developing device, the control unit may drive the second drive system in synchronization with the drive of the third drive system.
In this way, the toner agitation roller can be rotated to keep the toner interface horizontal when toner needs to be replenished into the developing tank, and the toner can be developed with a stable replenishment amount by the rotating toner replenishment roller. The tank can be replenished.

本現像装置において、前記トナーホッパは、前記トナー攪拌ローラと前記トナー補給ローラの間にトナー汲み上げローラをさらに有し、前記トナー汲み上げローラの回転軸の高さが、トナー補給ローラの回転軸の高さと同じまたはそれよりも低いように構成してもよい。
このようにすれば、トナー補給ローラ周辺のトナーにかかる圧力をさらに和らげ、トナーの凝集をより効果的に防止することができる。
In the developing device, the toner hopper further includes a toner scooping roller between the toner stirring roller and the toner replenishing roller, and a height of the rotating shaft of the toner scooping roller is equal to a height of the rotating shaft of the toner replenishing roller. It may be configured to be the same or lower.
In this way, it is possible to further reduce the pressure applied to the toner around the toner supply roller and more effectively prevent toner aggregation.

本現像装置において、前記トナーホッパは、前記トナー補給ローラと前記トナー汲み上げローラの間に搬送ローラをさらに有してもよい。
このようにすれば、トナー汲み上げローラからトナー補給ローラへのトナー供給を確実かつスムースに行うことができる。
In the developing device, the toner hopper may further include a transport roller between the toner supply roller and the toner scooping roller.
In this way, it is possible to reliably and smoothly supply the toner from the toner drawing roller to the toner supply roller.

本現像装置において、前記トナー界面検知センサよりも下方位置のトナー界面を検知する第2トナー界面検知センサをさらに備えてもよい。
トナーカートリッジ内のトナーが無くなってトナーホッパ内へトナーが供給されなくなった場合、トナーホッパ内のトナー量が著しく少なくなるため、トナー補給ローラにより現像槽内へ補給されるトナーの補給量が低下して現像層内のトナー濃度を基準濃度に維持することができなくなる。第2トナー界面検知センサを設けることによって、トナーホッパ内のトナー量が著しく少なくなったことを検知し、現像層内のトナー濃度を基準濃度に維持できなくなる前に現像部の駆動を停止することができる。
この結果、画像濃度が低下したトナー画像を記録媒体に形成することを未然に防止することができる。また、第2トナー界面検知センサからの検知信号により、ユーザーにトナーカートリッジの交換を促すことができると共に、トナー補給ローラ、トナー攪拌ローラ等の駆動を停止させて節電し、かつトナーホッパ内のトナーを過剰に攪拌してストレスがかかることを防止することが可能となる。
The developing device may further include a second toner interface detection sensor that detects a toner interface at a position below the toner interface detection sensor.
When the toner in the toner cartridge runs out and toner is no longer supplied to the toner hopper, the amount of toner in the toner hopper is remarkably reduced. The toner density in the layer cannot be maintained at the reference density. By providing the second toner interface detection sensor, it is possible to detect that the amount of toner in the toner hopper is extremely low, and to stop driving the developing unit before the toner density in the developing layer cannot be maintained at the reference density. it can.
As a result, it is possible to prevent the toner image having a reduced image density from being formed on the recording medium. In addition, the detection signal from the second toner interface detection sensor can prompt the user to replace the toner cartridge, stop the driving of the toner replenishing roller, the toner agitation roller, etc. to save power, and remove the toner in the toner hopper. It is possible to prevent excessive stirring and stress.

本現像装置において、前記現像槽内のトナーの濃度を検知して前記制御部に濃度検知信号を出力するトナー濃度検知センサをさらに備え、前記制御部は、前記トナー濃度検知センサからの濃度検知信号が基準濃度よりも低いことを示す場合に前記第3駆動系を駆動するようにしてもよい。
このようにすれば、現像槽内のトナーが消費されてトナー濃度が基準濃度より低くなると、直ちにトナー補給ローラが回転してトナーホッパ内のトナーが現像槽内へ供給されるので、現像槽内のトナーの濃度を高精度に基準濃度に維持することができる。なお、現像槽内にトナーが補給されてもトナー濃度が平均化するまでにある程度(15秒以下)時間を要し、この間の画像濃度が基準よりも幾分低く(薄く)なるため、基準濃度を幾分高めに設定することにより早めにトナー補給を行って画像濃度が基準より低くならないようにすることが好ましい。
The developing device further includes a toner concentration detection sensor that detects the concentration of toner in the developing tank and outputs a concentration detection signal to the control unit, and the control unit receives a density detection signal from the toner concentration detection sensor. The third drive system may be driven when the value indicates that the density is lower than the reference density.
In this way, when the toner in the developing tank is consumed and the toner density becomes lower than the reference density, the toner supply roller immediately rotates and the toner in the toner hopper is supplied into the developing tank. The toner density can be maintained at the reference density with high accuracy. Even if the toner is supplied to the developing tank, it takes a certain amount of time (15 seconds or less) until the toner density is averaged, and the image density during this period is somewhat lower (thinner) than the standard. It is preferable that toner is replenished early so that the image density does not become lower than the reference by setting the value slightly higher.

このようなトナー補給は、現像槽内のトナーの濃度をトナー濃度検知センサにて検知するステップと、トナー濃度検知センサからの濃度検知信号が基準濃度の範囲内であるか否かを制御部にて判定するステップと、トナー濃度検知センサからの濃度検知信号が基準濃度より低いことを示す場合に制御部にて第3駆動系を駆動することにより、トナー補給ローラを回転してトナーホッパから現像槽内へトナーを補給するステップとを含むトナー補給方法により実行することができる。
さらに、トナーホッパ内のトナー界面が所定高さよりも低くなったときのトナー界面検知センサからの信号によって、制御部にて第1駆動系および第2駆動系を駆動し、トナーボトルを回転してトナーホッパ内へトナーを補給すると共に、トナー攪拌ローラを回転してトナーホッパ内のトナーを攪拌し平坦化するステップをさらに含むようにしてもよい。このようにすれば、トナーホッパ内のトナー界面を平坦に維持することができ、トナー界面検知センサによって高精度にトナー界面の検知を行うことができる。
In such toner replenishment, the control unit determines whether the toner density detection sensor detects the toner density in the developing tank and whether the density detection signal from the toner density detection sensor is within the reference density range. And when the density detection signal from the toner density detection sensor indicates that the density is lower than the reference density, the control unit drives the third drive system to rotate the toner replenishment roller and from the toner hopper to the developing tank. And a step of replenishing toner into the toner.
Further, the controller drives the first drive system and the second drive system by a signal from the toner interface detection sensor when the toner interface in the toner hopper becomes lower than a predetermined height, and rotates the toner bottle to rotate the toner hopper. A step of replenishing the toner and rotating the toner stirring roller to stir and flatten the toner in the toner hopper may be further included. In this way, the toner interface in the toner hopper can be kept flat, and the toner interface can be detected with high accuracy by the toner interface detection sensor.

二成分現像剤は、低湿度環境下(湿度30%以下)では帯電性が上がる傾向にあり、高湿度環境下(湿度70%以上)では帯電性が下がる傾向にある。したがって、低湿度環境下ではトナー濃度検知センサによるトナー濃度検知は実際よりも高濃度を示す傾向にあるため、トナー補給のタイミングが遅くなって画像濃度が低くなる傾向にあり、高湿度環境下ではトナー濃度検知センサによるトナー濃度検知は実際よりも低濃度を示す傾向にあるため、トナー補給のタイミングが早くなって画像濃度が高くなる傾向にある。なお、本明細書において画像濃度とは、本現像装置を備えた画像形成装置にて記録媒体に形成したトナー画像の濃度を意味する。
そこで、本現像装置において、前記現像槽内の湿度を検知して前記制御部に湿度検知信号を出力する湿度センサをさらに備え、前記制御部は、前記湿度センサからの湿度検知信号に基いて前記基準濃度を補正し、前記トナー濃度検知センサからの濃度検知信号が補正した基準濃度より低いことを示す場合に前記第3駆動系を駆動するようにしてもよい。
The two-component developer tends to increase chargeability under a low humidity environment (humidity 30% or less), and tends to decrease chargeability under a high humidity environment (humidity 70% or more). Therefore, the toner density detection by the toner density detection sensor tends to show a higher density than the actual density in a low humidity environment, so the toner replenishment timing tends to be delayed and the image density tends to become lower. Since toner density detection by the toner density detection sensor tends to indicate a lower density than actual, the toner replenishment timing is advanced and the image density tends to increase. In this specification, the image density means the density of a toner image formed on a recording medium by an image forming apparatus provided with the developing device.
Therefore, the developing device further includes a humidity sensor that detects humidity in the developing tank and outputs a humidity detection signal to the control unit, the control unit based on the humidity detection signal from the humidity sensor. The third drive system may be driven when the reference density is corrected and the density detection signal from the toner density detection sensor indicates that it is lower than the corrected reference density.

このようにすれば、低湿度環境下ではトナー濃度検知センサの基準濃度を上げる方向に補正し、高湿度環境下ではトナー濃度検知センサの基準濃度を下げる方向に補正することができるため、湿度変化によりトナー補給のタイミングのずれを抑制し、現像槽内のトナーの濃度をより高精度に所望の濃度に維持することができる。
このようなトナー補給は、現像槽内の湿度を湿度検知センサにて検知するステップと、制御部にて湿度センサからの湿度検知信号に基いて基準濃度を補正し、トナー濃度検知センサからの濃度検知信号が補正した基準濃度より低いことを示す場合に、制御部にて第3駆動系を駆動するステップをさらに含むトナー補給方法により実行することができる。
In this way, it is possible to correct in the direction of increasing the reference density of the toner density detection sensor in a low humidity environment, and to correct in the direction of decreasing the reference density of the toner density detection sensor in a high humidity environment. Thus, it is possible to suppress a deviation in toner replenishment timing and maintain the toner density in the developing tank at a desired density with higher accuracy.
In such toner replenishment, the humidity in the developing tank is detected by the humidity detection sensor, and the control unit corrects the reference density based on the humidity detection signal from the humidity sensor, and the density from the toner density detection sensor. When the detection signal indicates that it is lower than the corrected reference density, the control unit can execute the toner supply method further including a step of driving the third drive system.

また、上述の各種構成の現像装置は、電子写真方式の画像形成装置(例えば、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ)の現像装置として用いることができる。
つまり、この画像形成装置は、表面に静電潜像が形成される感光体ドラムと、感光体ドラムの表面を帯電させる帯電装置と、感光体ドラムの帯電した表面に静電潜像を形成する露光装置と、感光体ドラムの表面の静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する上述の現像装置と、感光体ドラムの表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、感光体ドラムの表面を清浄化するクリーニング装置と、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを少なくとも備える。
The developing devices having various configurations described above can be used as developing devices for electrophotographic image forming apparatuses (for example, electrophotographic copying machines, printers, facsimiles).
That is, this image forming apparatus forms a latent image on the surface of the photosensitive drum on which the electrostatic latent image is formed, a charging device that charges the surface of the photosensitive drum, and the charged surface of the photosensitive drum. An exposure device, the above-described developing device that forms a toner image by attaching toner to the electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum, a transfer device that transfers the toner image on the surface of the photosensitive drum to a recording medium, and a photosensitive member At least a cleaning device for cleaning the surface of the body drum and a fixing device for fixing the toner image on the recording medium are provided.

この画像形成装置は、上述の構成に加えて、前記記録媒体(記録シート)を感光体に供給する給紙カセットを含む給紙部、トナー画像が形成された記録媒体を排紙する排紙トレイを含む排紙部を備えてもよく、さらには、原稿を読み取る原稿読取装置、原稿スキャニング装置に原稿を自動搬送する原稿搬送装置、任意の記録媒体を感光体に供給するための手差しトレイ、大容量の記録媒体を収容する大容量給紙部、画像形成された記録媒体を後処理(例えばZ折り処理、ステープル処理等)する後処理装置等を備えてもよい。
以下、本発明の実施形態に係る現像装置および画像形成装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
In addition to the above-described configuration, the image forming apparatus includes a paper feed unit including a paper feed cassette that supplies the recording medium (recording sheet) to the photosensitive member, and a paper discharge tray that discharges the recording medium on which the toner image is formed. In addition, a document reading device for reading a document, a document transport device for automatically transporting a document to a document scanning device, a manual feed tray for supplying an arbitrary recording medium to a photosensitive member, A large-capacity paper feed unit that accommodates a large-capacity recording medium, a post-processing device that performs post-processing (for example, Z-folding processing, stapling processing, etc.) on the recording medium on which an image is formed may be provided.
Hereinafter, a developing device and an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

<画像形成装置>
図1は本発明の実施の形態に係る現像装置Xを具備する画像形成装置Aを示す概略断面図であり、図2は現像装置Xを示す概略断面図である。
まず、図1を用いて画像形成装置Aの構成について説明する。
画像形成装置Aは、図外の画像読取装置にて読み込まれた画像や、当該画像形成装置Aに外部から接続された機器(例えばパーソナルコンピュータ等のホスト装置)からのデータを、前記電子写真方式により画像として記録出力するプリンタである。
画像形成装置Aは、感光体ドラム3と、感光体ドラム3の周囲に順次配置されて画像形成プロセスの各機能を担う帯電手段5、光走査ユニット11、現像装置X、転写手段6、クリーニングユニット4および除電ランプ12等の各プロセスユニットを備え、これらにより画像形成部が形成されている。
<Image forming apparatus>
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an image forming apparatus A including a developing device X according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic sectional view showing the developing device X.
First, the configuration of the image forming apparatus A will be described with reference to FIG.
The image forming apparatus A receives an image read by an image reading apparatus (not shown) and data from a device externally connected to the image forming apparatus A (for example, a host device such as a personal computer). This is a printer that records and outputs as an image.
The image forming apparatus A includes a photosensitive drum 3, a charging unit 5, an optical scanning unit 11, a developing device X, a transfer unit 6, and a cleaning unit which are sequentially arranged around the photosensitive drum 3 and perform each function of the image forming process. 4 and the charge removal lamp 12 and the like, each of which forms an image forming unit.

帯電手段5は、感光体ドラム3の表面を均一に帯電するものである。
光走査ユニット11は、均一に帯電された感光体ドラム3上に光像を走査して静電潜像を書き込むものである。
現像装置Xが備える後述の現像部1は、光走査ユニット11により書き込まれた静電潜像にトナーを供給して顕像化(現像)するものである。
転写手段6は、感光体ドラム3上に顕像化されたトナー画像を記録シート上に転写するものである。
クリーニングユニット4は、感光体ドラム3上に残留したトナーを除去し、感光体ドラム3上に新たな画像を記録可能とするものである。
除電ランプ12は、感光体ドラム3の表面の電荷を除去するものである。
The charging unit 5 uniformly charges the surface of the photosensitive drum 3.
The optical scanning unit 11 scans an optical image on the uniformly charged photosensitive drum 3 to write an electrostatic latent image.
The developing unit 1 described later provided in the developing device X supplies toner to the electrostatic latent image written by the optical scanning unit 11 to visualize (develop) it.
The transfer unit 6 transfers the toner image visualized on the photosensitive drum 3 onto a recording sheet.
The cleaning unit 4 removes the toner remaining on the photosensitive drum 3 so that a new image can be recorded on the photosensitive drum 3.
The static elimination lamp 12 removes electric charges on the surface of the photosensitive drum 3.

また、画像形成装置Aの下部には、該画像形成装置A本体内に内装された供給トレイ10が配置されている。供給トレイ10は、記録シートを収容する記録材収容トレイである。供給トレイ10に収容された記録シートは、ピックアップローラ16等により1枚ずつ分離され、レジストローラ14まで搬送され、レジストローラ14によって感光体ドラム3に形成された画像とのタイミングが計られた後、転写手段6と感光体ドラム3との間に順次供給される。そして、感光体ドラム3上に記録再現された画像は記録シート上に転写される。なお、供給トレイ10への記録シートの補給は、画像形成装置Aの正面側(図面手前側)に供給トレイ10を引き出して行う。   In addition, a supply tray 10 provided in the main body of the image forming apparatus A is disposed below the image forming apparatus A. The supply tray 10 is a recording material storage tray that stores recording sheets. The recording sheets stored in the supply tray 10 are separated one by one by the pickup roller 16 and the like, conveyed to the registration roller 14, and timed with the image formed on the photosensitive drum 3 by the registration roller 14. The toner is sequentially supplied between the transfer unit 6 and the photosensitive drum 3. Then, the image recorded and reproduced on the photosensitive drum 3 is transferred onto the recording sheet. The supply of the recording sheet to the supply tray 10 is performed by pulling the supply tray 10 to the front side (front side of the drawing) of the image forming apparatus A.

画像形成装置Aの下面には、周辺装置として準備されている図示しない多段の記録シート供給トレイを有するデスク装置およびシート受口13が設けられている。シート受口13は、大量の記録シートを収容可能とした大容量記録材供給装置等から送られてくる記録シートを受け入れ、画像形成部に向かって記録シートを順次供給するためのものである。
また、画像形成装置A内の上部には、定着装置8が配置されている。定着装置8は、定着ローラ81および加圧ローラ82を備えており、画像が転写された記録シートを順次受け入れて、定着ローラ81と加圧ローラ82等により熱と圧力により記録シート上に転写された現像画像を定着するものである。これにより、記録シート上に画像が記録される。
On the lower surface of the image forming apparatus A, a desk device having a multi-stage recording sheet supply tray (not shown) prepared as a peripheral device and a sheet receiving port 13 are provided. The sheet receiving port 13 is for receiving recording sheets sent from a large-capacity recording material supply device or the like that can accommodate a large amount of recording sheets and sequentially supplying the recording sheets toward the image forming unit.
A fixing device 8 is disposed in the upper part of the image forming apparatus A. The fixing device 8 includes a fixing roller 81 and a pressure roller 82. The fixing device 8 sequentially receives recording sheets on which an image has been transferred, and is transferred onto the recording sheet by heat and pressure by the fixing roller 81 and the pressure roller 82. The developed image is fixed. As a result, an image is recorded on the recording sheet.

また、定着装置8の上方には搬送ローラ17、切換えゲート9、反転ローラ18および積載トレイ15が配置されており、画像が記録された記録シートは、搬送ローラ17によりさらに上方へ搬送され、切換えゲート9を通過し、反転ローラ18により積載トレイ15に排出される。
また、画像形成装置Aのケーシングの側壁であって、切換えゲート9を挟んで反転ローラ18の反対側には別の排紙口が設けられている。この排紙口は、両面画像形成や後処理の為に選択的に装着される図示しない記録材再供給搬送装置や後処理装置に画像形成された記録シートを送り込むためのものである。
Further, a conveying roller 17, a switching gate 9, a reversing roller 18 and a stacking tray 15 are arranged above the fixing device 8, and the recording sheet on which an image is recorded is further conveyed upward by the conveying roller 17 and switched. The paper passes through the gate 9 and is discharged to the stacking tray 15 by the reverse roller 18.
In addition, another discharge port is provided on the side wall of the casing of the image forming apparatus A on the opposite side of the reversing roller 18 across the switching gate 9. The paper discharge port is for feeding a recording sheet on which an image is formed to a recording material re-feeding conveyance device or a post-processing device (not shown) that is selectively mounted for double-sided image formation or post-processing.

画像形成時に両面画像形成や後処理が指定されている場合には、一旦反転ローラ18により積載トレイ15に向けて記録シートを途中まで排出し、シート後端を狭持させた状態で停止した後に反転ローラ18を逆転させる。そして、上記シートを逆方向、つまり両面画像形成や後処理の為に選択的に装着されている記録材再供給搬送装置や後処理装置の装着されている方向に反転搬送する。このとき、切換えゲート9は、図1の実線の状態から破線の状態に切換えられる。
両面画像形成を行う場合は、反転搬送されたシートは、図示しない記録材再供給搬送装置を通り、ケーシングの側壁下部に設けられた給紙口から再び画像形成装置Aに供給される。後処理が成される場合は、記録材再搬送装置から別の切換えゲートにて、図示しない中継搬送装置を介して、後処理装置に搬送され、後処理が施されるようになっている。なお、図1では、記録材再供給搬送装置および後処理装置が装着されていない場合を例示している。
When double-sided image formation or post-processing is specified at the time of image formation, the recording sheet is once discharged toward the stacking tray 15 by the reversing roller 18 and stopped after the sheet trailing edge is held. The reverse roller 18 is reversely rotated. Then, the sheet is reversely conveyed in the reverse direction, that is, in the direction in which the recording material refeeding conveyance apparatus and the post-processing apparatus that are selectively mounted for double-sided image formation and post-processing are mounted. At this time, the switching gate 9 is switched from the solid line state in FIG. 1 to the broken line state.
When performing double-sided image formation, the reversely conveyed sheet passes through a recording material re-feed conveyance device (not shown) and is supplied again to the image forming apparatus A from a paper feed port provided in the lower portion of the side wall of the casing. When post-processing is performed, the recording material re-conveying device is transported to a post-processing device via a relay transport device (not shown) by another switching gate, and post-processing is performed. Note that FIG. 1 illustrates a case where the recording material refeeding and conveying apparatus and the post-processing apparatus are not mounted.

光走査ユニット11の上下空間部には、画像形成プロセスを制御する回路基板及び外部機器からの画像データを受け入れるインターフェイス基板等を収容する制御部110、そして、これら各種の上記インターフェイス基板、ならびに上記画像形成を行う各部に対して電力を供給する電源装置111等が配置されている。
以下、この画像形成装置Aに適用される現像装置Xの各種実施形態について説明する。
In the upper and lower space portions of the optical scanning unit 11, a control unit 110 for accommodating a circuit board for controlling an image forming process, an interface board for receiving image data from an external device, and the like, the various interface boards, and the image A power supply device 111 and the like for supplying electric power to each part to be formed are arranged.
Hereinafter, various embodiments of the developing device X applied to the image forming apparatus A will be described.

<現像装置の実施形態1>
図2に示す実施形態1の現像装置Xは、トナーおよびキャリアからなる二成分現像剤(以下、現像剤と略称する場合がある)を収容し、感光体ドラム3にトナーを供給するものである。
現像装置Xは、現像部1と、トナー補給部2と、図示しない駆動制御部とを備える。
<Developer Embodiment 1>
The developing device X of Embodiment 1 shown in FIG. 2 accommodates a two-component developer (hereinafter sometimes abbreviated as a developer) composed of toner and a carrier, and supplies the toner to the photosensitive drum 3. .
The developing device X includes a developing unit 1, a toner replenishing unit 2, and a drive control unit (not shown).

前記現像部1は、感光体ドラム3に近接して設けられた現像剤を収容する現像槽21と、感光体ドラム3に対向して現像槽21内に回転可能に設けられた現像ローラ24と、現像槽21内の現像剤を撹拌する撹拌回転羽根22およびトナー攪拌ローラ23とを備えている。
現像槽21は、感光体ドラム3に近接する位置に第1開口部を有すると共に、第1開口部とは反対側に第2開口部を有し、第1開口部に近接して現像ローラ24が配置され、第2開口部に近接して攪拌回転羽根22が配置されている。
The developing unit 1 includes a developing tank 21 that contains a developer provided close to the photosensitive drum 3, and a developing roller 24 that is rotatably provided in the developing tank 21 so as to face the photosensitive drum 3. Further, a stirring rotary blade 22 and a toner stirring roller 23 for stirring the developer in the developing tank 21 are provided.
The developing tank 21 has a first opening at a position close to the photosensitive drum 3, a second opening on the opposite side of the first opening, and a developing roller 24 near the first opening. Is disposed, and the stirring rotary blade 22 is disposed in the vicinity of the second opening.

このように構成された現像部1は、前記現像ローラ24が回転することによって現像剤を現像槽21から感光体ドラム3側へ搬送し、これにより感光体ドラム3上の静電潜像を現像する。
現像槽21内の現像剤は、現像ローラ24と撹拌回転羽根22およびトナー攪拌ローラ23の回転により撹拌されて帯電する。さらに、現像ローラ24には、感光体ドラム3との電位差を設けるため、現像バイアス電圧が印加されている。
The developing unit 1 configured as described above conveys the developer from the developing tank 21 to the photosensitive drum 3 side as the developing roller 24 rotates, thereby developing the electrostatic latent image on the photosensitive drum 3. To do.
The developer in the developing tank 21 is stirred and charged by the rotation of the developing roller 24, the stirring rotary blade 22 and the toner stirring roller 23. Further, a developing bias voltage is applied to the developing roller 24 in order to provide a potential difference from the photosensitive drum 3.

さらに、現像部1は、現像槽21内のトナーおよびキャリアを含む二成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサ25をさらに備え、その検出値によって現像剤中のトナー濃度を検出するように構成されている。
トナー濃度検知センサ25としては、透磁率センサが用いられており、現像槽21の底壁におけるトナー攪拌ローラ23の近傍に配置されている。
Further, the developing unit 1 further includes a toner concentration detection sensor 25 that detects the toner concentration of the two-component developer including the toner and carrier in the developing tank 21, and detects the toner concentration in the developer based on the detected value. It is configured.
A magnetic permeability sensor is used as the toner concentration detection sensor 25, and is disposed in the vicinity of the toner stirring roller 23 on the bottom wall of the developing tank 21.

また、現像装置Xのトナー補給部2は、現像槽21へ補給するトナーを収容するトナーホッパ7と、トナーホッパ7へ供給するトナーを収容するトナーカートリッジ30とを有してなる。
トナーホッパ7は、トナーを収容するケーシング74と、トナーカートリッジ30から補給されるトナーを内部に導入するためのケーシング74に形成されたトナー導入口Rと、内部のトナーを現像槽21へ補給するためのケーシング74に形成されたトナー補給口Qと、トナー導入口Rの下方近傍位置に配置されて内部のトナーを攪拌しトナー界面を平坦化するトナー攪拌ローラ75と、トナー攪拌ローラ75の近傍に配置されてトナー界面を検出するトナー界面検知センサ76と、トナー補給口Qの内側近傍に配置されて現像槽21内にトナーを補給するトナー補給ローラ73と、トナー補給ローラ73にトナーを搬送する搬送ローラ72と、搬送ローラ72へトナーを汲み上げるトナー汲み上げローラ71とを備えている。
Further, the toner replenishing unit 2 of the developing device X includes a toner hopper 7 that accommodates toner to be replenished to the developing tank 21 and a toner cartridge 30 that accommodates toner to be supplied to the toner hopper 7.
The toner hopper 7 has a casing 74 for containing toner, a toner introduction port R formed in the casing 74 for introducing the toner replenished from the toner cartridge 30, and a replenishment toner to the developing tank 21. A toner replenishing port Q formed in the casing 74, a toner agitating roller 75 which is disposed in the vicinity of the lower portion of the toner introducing port R and agitates the toner inside to flatten the toner interface, and in the vicinity of the toner agitating roller 75. A toner interface detection sensor 76 that is disposed to detect the toner interface, a toner supply roller 73 that is disposed near the inside of the toner supply port Q and supplies toner to the developing tank 21, and conveys the toner to the toner supply roller 73. A transport roller 72 and a toner pump roller 71 that pumps toner to the transport roller 72 are provided.

ケーシング74は、底壁における現像部1側に前記トナー補給口Qが配置されると共に、上壁におけるトナー補給口Qとは反対側にトナー導入口Rが配置されており、トナー補給口Qに近接してトナー補給ローラ73が配置され、トナー導入口Rに近接してトナー攪拌ローラ75が配置されている。また、トナー補給ローラ73とトナー攪拌ローラ75との間におけるトナー補給ローラ73寄りに搬送ローラ72が配置され、トナー攪拌ローラ75寄りにトナー汲み上げローラ71が配置されている。
また、ケーシング74の底壁において、トナー攪拌ローラ75、トナー汲み上げローラ71および搬送ローラ72の真下部分は各ローラの回転軌跡に沿うように断面円弧凹状に形成されていると共に、トナー補給口Qが形成された部分は搬送ローラ72の真下部分よりも低い位置に角溝状に形成されている。
In the casing 74, the toner supply port Q is disposed on the developing wall 1 side of the bottom wall, and the toner introduction port R is disposed on the opposite side of the upper wall from the toner supply port Q. A toner replenishing roller 73 is disposed in the vicinity, and a toner stirring roller 75 is disposed in the vicinity of the toner introduction port R. Further, a conveyance roller 72 is disposed near the toner supply roller 73 between the toner supply roller 73 and the toner stirring roller 75, and a toner scooping roller 71 is disposed near the toner stirring roller 75.
In addition, on the bottom wall of the casing 74, the portions immediately below the toner stirring roller 75, the toner scooping roller 71, and the conveying roller 72 are formed in a circular arc concave shape along the rotation trajectory of each roller, and the toner replenishing port Q is provided. The formed part is formed in a square groove shape at a position lower than the part directly below the conveying roller 72.

トナー補給ローラ73としては、円筒状の多孔質部材の軸心を回転軸が貫通してなるスポンジローラが用いられている。このトナー補給ローラ73の直径は10〜50mm程度であり、回転軸の直径は4〜10mm程度である。
搬送ローラ72は、回転軸に螺旋羽根が設けられたスパイラルローラが用いられている。螺旋羽根は、回転軸の一端から中間までと他端から中間までとで螺旋巻き方向が逆であり、スパイラルローラが回転することにより両端側のトナーを中央に搬送するよう構成されている。この搬送ローラ72の直径は10〜50mm程度であり、回転軸の直径は4〜10mm程度である。
As the toner replenishing roller 73, a sponge roller having a rotating shaft passing through the axis of a cylindrical porous member is used. The diameter of the toner supply roller 73 is about 10 to 50 mm, and the diameter of the rotating shaft is about 4 to 10 mm.
As the transport roller 72, a spiral roller having a spiral blade provided on a rotation shaft is used. The spiral blade is configured such that the spiral winding direction is reversed from one end to the middle and from the other end to the middle of the rotation shaft, and the toner on both ends is conveyed to the center by rotating the spiral roller. The diameter of the transport roller 72 is about 10 to 50 mm, and the diameter of the rotating shaft is about 4 to 10 mm.

トナー汲み上げローラ71は、回転軸から軸心方向と直交する方向に突出した汲み上げ羽根を有する構成であり、ケーシング74内のトナーを攪拌しながら搬送ローラ72へ送る機能を備えていれば、その他には構成上特に限定されるものではない。効率よくトナーを搬送および攪拌する上で、汲み上げ羽根は複数枚(図2では2枚)設けられていることが好ましく、汲み上げ羽根を樹脂(例えばPET樹脂)にて可撓性を有するようしてもよい。さらに、搬送ローラ72に適度な量のトナーを搬送できるよう、汲み上げ羽根における先端と基端の間にトナーが流通できる開口を形成する、あるいは汲み上げ羽根の一部に切欠き部を形成してもよい。このトナー汲み上げローラ71の直径は10〜100mm程度であり、回転軸の直径は4〜10mm程度である。   The toner pumping roller 71 is configured to have pumping blades protruding in a direction orthogonal to the axial direction from the rotating shaft. If the toner pumping roller 71 has a function of feeding the toner in the casing 74 to the conveying roller 72 while stirring, the other Is not particularly limited in configuration. In order to efficiently convey and agitate the toner, it is preferable that a plurality of pumping blades (two in FIG. 2) are provided, and the pumping blades are made of resin (for example, PET resin) and have flexibility. Also good. Further, an opening through which the toner can flow is formed between the front end and the base end of the pumping blade so that an appropriate amount of toner can be transported to the transport roller 72, or a notch is formed in a part of the pumping blade. Good. The diameter of the toner drawing roller 71 is about 10 to 100 mm, and the diameter of the rotating shaft is about 4 to 10 mm.

トナー攪拌ローラ75は、回転軸から軸心方向と直交する方向に突出した攪拌羽根を有する構成であり、ケーシング74内のトナーを攪拌してトナー界面を平坦化する機能を備えていれば、その他には構成上特に限定されるものではない。効率よくトナー界面を平坦化する上で、攪拌羽根は複数枚(図2では6枚)設けられ、攪拌羽根を樹脂(例えばPET樹脂)にて可撓性を有するようしてもよい。さらに効率よくトナー界面を平坦化する上で、攪拌羽根における先端と基端の間にトナーが流通できる開口を形成する、あるいは攪拌羽根の一部に切欠き部を形成してもよい。このトナー攪拌ローラ75の直径は10〜100mm程度であり、回転軸の直径は4〜10mm程度である。
なお、一部の攪拌羽根の先端には、後述する可撓性の金属片75a(例えばアルミニウム片)が固着されている。
The toner agitation roller 75 is configured to have an agitation blade protruding in a direction orthogonal to the axial direction from the rotation axis, and if the toner agitation roller 75 has a function of agitating the toner in the casing 74 and flattening the toner interface, The configuration is not particularly limited. In order to efficiently flatten the toner interface, a plurality of stirring blades (six in FIG. 2) may be provided, and the stirring blades may be made of resin (for example, PET resin) and have flexibility. In order to further flatten the toner interface more efficiently, an opening through which the toner can flow may be formed between the tip and the base end of the stirring blade, or a notch may be formed in a part of the stirring blade. The diameter of the toner stirring roller 75 is about 10 to 100 mm, and the diameter of the rotating shaft is about 4 to 10 mm.
A flexible metal piece 75a (for example, an aluminum piece), which will be described later, is fixed to the tip of some stirring blades.

このように構成されたトナー補給ローラ73、搬送ローラ72、トナー汲み上げローラ71およびトナー攪拌ローラ75は、ケーシング74内のトナー量を一定量に維持し、かつケーシング74内のトナーを一定の量で安定して現像部1へ供給するために、以下のような高さ位置関係に設定されている。
トナー攪拌ローラ75の回転軸の高さは、トナー補給ローラ73の回転軸の高さと同じまたはそれよりも低い。また、トナー汲み上げローラ71の回転軸の高さも、トナー補給ローラ73の回転軸の高さと同じまたはそれよりも低い。また、搬送ローラ72の回転軸の高さは、トナー搬送ローラ73の回転軸の高さよりも高い。
The toner replenishing roller 73, the conveying roller 72, the toner scooping roller 71, and the toner stirring roller 75 configured as described above maintain the toner amount in the casing 74 at a constant amount, and the toner in the casing 74 at a constant amount. In order to stably supply to the developing unit 1, the following height positional relationship is set.
The height of the rotation shaft of the toner stirring roller 75 is the same as or lower than the height of the rotation shaft of the toner supply roller 73. Further, the height of the rotation shaft of the toner pumping roller 71 is the same as or lower than the height of the rotation shaft of the toner supply roller 73. Further, the height of the rotation shaft of the transport roller 72 is higher than the height of the rotation shaft of the toner transport roller 73.

トナー界面検知センサ76(以下、界面センサ76と称する場合がある)としては、透磁率センサが用いられており、ケーシング74におけるトナー攪拌ローラ75側の壁面に、トナー攪拌ローラ75の回転軸よりも高い位置で、かつ前記金属片75aが通過する位置に取り付けられている。
トナー界面検知センサ76は、ケーシング74内のトナー界面の高さを検知するものであり、具体的には、トナー攪拌ローラ75と共に回転する金属片75aの先端と最も近づいたときの距離を検知することにより、トナー界面の高さ(トナー量)を検知する。
A magnetic permeability sensor is used as the toner interface detection sensor 76 (hereinafter also referred to as the interface sensor 76), and the wall surface of the casing 74 on the toner stirring roller 75 side is closer to the rotating shaft of the toner stirring roller 75. It is attached at a high position and a position through which the metal piece 75a passes.
The toner interface detection sensor 76 detects the height of the toner interface in the casing 74. Specifically, the toner interface detection sensor 76 detects the distance when the tip of the metal piece 75a rotating together with the toner stirring roller 75 is closest. Thus, the height (toner amount) of the toner interface is detected.

つまり、回転する金属片75aは、界面センサ76の前を通過する際のケーシング74内のトナー界面の高さによって撓み度合いが異なり、トナー界面が界面センサ76よりも高い場合はトナーの抵抗によって撓みが大きくなるため界面センサ76との距離が大きく、トナー界面が徐々に降下していくと撓みが減少していくため前記距離も短縮していく。そして、トナー界面が界面センサ76よりも低くなった時点で金属片75aにかかるトナー抵抗がなくなって撓みがなくなるため、金属片75aと界面センサ76との距離が最も小さくなる。
このように、金属片75aの先端はトナー界面の高さ(トナー量)によって回転軌跡が変化し、この金属片75aの回転軌跡の変化に応じた値の透磁率検知信号を透磁率センサである界面センサ76が出力する。なお、トナー攪拌ローラ75の攪拌羽根が可撓性を有する樹脂製である場合は、攪拌羽根の撓みも加わるため金属片75aの回転軌跡の変化はより大きなものとなる。
That is, the degree of bending of the rotating metal piece 75a differs depending on the height of the toner interface in the casing 74 when passing in front of the interface sensor 76, and when the toner interface is higher than the interface sensor 76, it bends due to the resistance of the toner. Increases, the distance from the interface sensor 76 increases. When the toner interface gradually falls, the deflection decreases, so the distance also decreases. When the toner interface becomes lower than the interface sensor 76, the toner resistance applied to the metal piece 75a disappears and the bending does not occur, so the distance between the metal piece 75a and the interface sensor 76 becomes the smallest.
As described above, the rotation locus of the tip of the metal piece 75a changes depending on the height (toner amount) of the toner interface, and a permeability detection signal having a value corresponding to the change of the rotation locus of the metal piece 75a is a permeability sensor. The interface sensor 76 outputs. When the stirring blade of the toner stirring roller 75 is made of a resin having flexibility, the change in the rotation locus of the metal piece 75a becomes larger because the stirring blade is also bent.

トナーカートリッジ30は、トナーホッパ7のトナー導入口Rと連通するトナー供給口31aを有するホルダ31と、ホルダ31にて回転可能に保持されかつ前記トナー供給口31aと連通可能に配置されたボトル開口部を有する円筒容器形のトナーボトル32とを有し、トナーボトル32が回転することによって内部に収容されたトナーが前記ボトル開口部とトナー供給口31aとトナー導入口Rとを通じてトナーホッパ7に供給されるように構成されている。   The toner cartridge 30 includes a holder 31 having a toner supply port 31a that communicates with the toner introduction port R of the toner hopper 7, and a bottle opening that is rotatably held by the holder 31 and arranged to communicate with the toner supply port 31a. A toner container 32 having a cylindrical container having a toner container, and the toner accommodated therein is supplied to the toner hopper 7 through the bottle opening, the toner supply port 31a, and the toner introduction port R as the toner bottle 32 rotates. It is comprised so that.

駆動制御部は、上述のトナーボトル32、トナー攪拌ローラ75、トナー汲み上げローラ71、搬送ローラ72およびトナー補給ローラ73を駆動制御するものであり、トナーホッパ7内のトナー界面が所定高さよりも低くなったときのトナー界面検知センサ76からの信号によって、トナーボトル32を回転させて、ボトル開口部からトナーをトナーホッパ7内へ供給する。ここで、トナー界面の所定高さとは、トナー攪拌ローラ75の回転軸の高さと同じ高さを意味している。   The drive control unit drives and controls the toner bottle 32, the toner agitation roller 75, the toner scooping roller 71, the transport roller 72, and the toner supply roller 73, and the toner interface in the toner hopper 7 becomes lower than a predetermined height. The toner bottle 32 is rotated by a signal from the toner interface detection sensor 76 at that time, and the toner is supplied into the toner hopper 7 from the bottle opening. Here, the predetermined height of the toner interface means the same height as the rotation shaft of the toner stirring roller 75.

さらに詳しく説明すると、駆動制御部は、トナーボトル32を回転駆動する第1駆動系と、トナー攪拌ローラ75を回転駆動する第2駆動系と、トナー補給ローラ73と搬送ローラ72とトナー汲み上げローラ71とを回転駆動する第3駆動系と、前記第1駆動系と第2駆動系と第3駆動系を制御する制御部とを有している。なお、制御部40は、現像部1の現像ローラ24、トナー攪拌ローラ23および攪拌回転羽根22をさらに駆動制御するものであってもよい。
前記第1駆動系は、モータと、モータの回転力をトナーボトル32に伝達する歯車機構とを有してなる。具体的には、モータおよび歯車機構の一部の歯車は現像装置Xの外部に設けられており、歯車機構の他の歯車はトナーボトル32の軸端に一体的に取り付けられている。
トナーカートリッジ30は、画像形成装置本体内に着脱可能に装着されるものであり、装着時にはトナーボトル32側の歯車とモータ側の歯車が噛合する。
More specifically, the drive control unit includes a first drive system that rotationally drives the toner bottle 32, a second drive system that rotationally drives the toner stirring roller 75, a toner supply roller 73, a transport roller 72, and a toner pumping roller 71. And a control unit that controls the first drive system, the second drive system, and the third drive system. The control unit 40 may further control the drive of the developing roller 24, the toner stirring roller 23, and the stirring rotary blade 22 of the developing unit 1.
The first drive system includes a motor and a gear mechanism that transmits the rotational force of the motor to the toner bottle 32. Specifically, some of the gears of the motor and the gear mechanism are provided outside the developing device X, and the other gears of the gear mechanism are integrally attached to the shaft end of the toner bottle 32.
The toner cartridge 30 is detachably mounted in the image forming apparatus main body, and the gear on the toner bottle 32 side and the gear on the motor side mesh with each other when mounted.

第2駆動系は、モータと、モータの回転力をトナー攪拌ローラ75に伝達する伝達機構とを有してなる。この伝達機構は、複数の歯車あるいは複数のプーリおよびこれらに巻回されたベルトを用いることができる。
第3駆動系は、モータと、モータの回転力をトナー補給ローラ73と搬送ローラ72とトナー汲み上げローラ71に同期的に伝達する伝達機構とを有してなる。この伝達機構は、複数の歯車あるいは複数のプーリおよびこれらに巻回されたベルトを用いることができる。
The second drive system includes a motor and a transmission mechanism that transmits the rotational force of the motor to the toner stirring roller 75. This transmission mechanism can use a plurality of gears or a plurality of pulleys and a belt wound around them.
The third drive system includes a motor and a transmission mechanism that synchronously transmits the rotational force of the motor to the toner supply roller 73, the conveyance roller 72, and the toner scooping roller 71. This transmission mechanism can use a plurality of gears or a plurality of pulleys and a belt wound around them.

前記制御部は、トナーホッパ7内のトナー界面が所定高さよりも低くなったときのトナー界面検知センサ76からの信号によって前記第1駆動系および第2駆動系を駆動させるものである。
また、この制御部は、第2駆動系を第3駆動系の駆動と同期的に駆動させる、つまり、第1、第2および第3駆動系を同期的に駆動させるものであってもよく、この場合、第1〜第3駆動系を1つのモータと伝達機構にて構成することができる。
さらに、制御部は、トナー濃度検知センサ25からの濃度検知信号が基準濃度よりも低いことを示す場合に第3駆動系を駆動させるものであってもよい。
The control unit drives the first drive system and the second drive system by a signal from the toner interface detection sensor 76 when the toner interface in the toner hopper 7 becomes lower than a predetermined height.
Further, the control unit may drive the second drive system synchronously with the drive of the third drive system, that is, drive the first, second, and third drive systems synchronously, In this case, the first to third drive systems can be configured with one motor and a transmission mechanism.
Further, the control unit may drive the third drive system when the density detection signal from the toner density detection sensor 25 indicates that the density is lower than the reference density.

このように、トナー補給部2を含む現像装置Xの運転制御、つまり起動、停止、トナー濃度(透磁率検出値)に基づくトナー補給ローラ73の回転駆動制御等は、制御部によって行われる。
図3は、制御部40の構成の一部を示すブロック図である。
制御部40は、CPU41、これにより実行されるプログラムを記憶するROM42、RAM43並びにその他周辺装置を備え、トナー濃度検知センサ25、トナー界面検知センサ76、第1〜第3駆動系等の入出力機器が接続されており、CPU41がROM42に記憶されたプログラムを実行することにより後述する各処理を実行する。
As described above, the operation control of the developing device X including the toner replenishing unit 2, that is, the start and stop, the rotational drive control of the toner replenishing roller 73 based on the toner concentration (magnetic permeability detection value), and the like are performed by the control unit.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a part of the configuration of the control unit 40.
The control unit 40 includes a CPU 41, a ROM 42 and a RAM 43 that store programs executed thereby, and other peripheral devices. Input / output devices such as a toner concentration detection sensor 25, a toner interface detection sensor 76, and first to third drive systems. Are connected, and the CPU 41 executes each process described later by executing a program stored in the ROM 42.

CPU41は、ROM42に予め書き込まれたプログラムに従って各入出力機器を統括して制御し、この間に入出力されるデータをRAM43の所定のメモリエリアに書き込む。トナー濃度検知センサ25は、現像槽21内に収納されている現像剤の透磁率に応じた信号をCPU41に出力する。
CPU41は、トナー濃度検知センサ25が出力した信号に基づいて、第3駆動系に駆動データを供給する。この駆動データは、モータの回転速度を規定する駆動周波数を特定する情報である。第3駆動系は、CPU41から供給される駆動データに基づいてモータを駆動する。モータは、一例としてパルスモータであり、トナー補給ローラ73に回転を供給する。この場合、第3駆動系は、駆動データによって特定される駆動周波数に応じたデューティ比の駆動パルスによってモータを駆動する。
The CPU 41 controls each input / output device according to a program written in advance in the ROM 42, and writes data input / output during this time in a predetermined memory area of the RAM 43. The toner concentration detection sensor 25 outputs a signal corresponding to the magnetic permeability of the developer stored in the developing tank 21 to the CPU 41.
The CPU 41 supplies drive data to the third drive system based on the signal output from the toner concentration detection sensor 25. This drive data is information that specifies the drive frequency that defines the rotational speed of the motor. The third drive system drives the motor based on the drive data supplied from the CPU 41. The motor is a pulse motor as an example, and supplies rotation to the toner supply roller 73. In this case, the third drive system drives the motor with a drive pulse having a duty ratio corresponding to the drive frequency specified by the drive data.

図2および図3に示すように、現像部1において、透磁率センサであるトナー濃度検知センサ25は、現像槽21内のトナーの透磁率をトナー濃度として検知する。
現像槽21内のトナーの濃度が基準濃度よりも低い場合、トナー濃度検知センサ25により検出された透磁率検出値はトナー補給判断用の補給基準値Vrefを越える。透磁率検出値が補給基準値Vrefを越えたことは制御部40にて判定され、その後、制御部40が第3駆動系を駆動してトナー補給ローラ73が所定の回転回数または所定時間だけ回転し、現像槽21内へトナー補給が行われる。
トナー補給ローラ73の回転回数または回転時間は、トナー濃度検知センサ25による透磁率検出値と前記補給基準値(トナー濃度基準値)との比較結果に基づいて決定することができる。この際、例えば、透磁率検出値と補給基準値との差もしくは比率、あるいは透磁率検出値の単位時間内の上昇率などに応じて回転回数または回転時間を決定することができる。
As shown in FIGS. 2 and 3, in the developing unit 1, the toner concentration detection sensor 25, which is a magnetic permeability sensor, detects the magnetic permeability of the toner in the developing tank 21 as the toner concentration.
When the toner concentration in the developing tank 21 is lower than the reference concentration, the magnetic permeability detection value detected by the toner concentration detection sensor 25 exceeds the supply reference value Vref for toner supply determination. The controller 40 determines that the magnetic permeability detection value has exceeded the supply reference value Vref, and then the control unit 40 drives the third drive system so that the toner supply roller 73 rotates for a predetermined number of rotations or for a predetermined time. Then, toner is supplied into the developing tank 21.
The number of rotations or the rotation time of the toner replenishing roller 73 can be determined based on a comparison result between the magnetic permeability detection value by the toner concentration detection sensor 25 and the replenishment reference value (toner concentration reference value). At this time, for example, the number of rotations or the rotation time can be determined according to the difference or ratio between the magnetic permeability detection value and the replenishment reference value, or the rate of increase of the magnetic permeability detection value within a unit time.

トナーカートリッジ30は、トナー界面検知センサ76により検出された情報(トナー界面高さ)に基づいて駆動制御部にて駆動制御される。トナー界面高さがトナー界面検知センサ76より低い場合は、前記トナーボトル32が所定の回転回数または所定時間だけ回転し、トナーホッパ7内にトナーを供給する。
この際、トナーボトル32の回転回数または回転時間は、トナー界面検知センサ76による検出値と、予め設定した透磁率基準値(トナー界面高さ基準値)との比較結果に基づいて決定することができる。
The toner cartridge 30 is driven and controlled by a drive control unit based on information (toner interface height) detected by the toner interface detection sensor 76. When the toner interface height is lower than the toner interface detection sensor 76, the toner bottle 32 rotates for a predetermined number of rotations or for a predetermined time, and supplies toner into the toner hopper 7.
At this time, the number of rotations or the rotation time of the toner bottle 32 can be determined based on a comparison result between a value detected by the toner interface detection sensor 76 and a preset permeability reference value (toner interface height reference value). it can.

トナー攪拌ローラ75は、トナーボトル32およびトナー補給ローラ73の少なくともいずれか一方の回転中に回転することによって、ケーシング74内のトナーのトナー界面を平坦化(水平化)する。これによって、トナー界面検知センサ76の検知精度が高められるため、トナーホッパ7内のトナー量を高精度で検知でき、トナー界面の高さを一定に維持することができる。
その結果、トナー補給ローラ73の回転により現像槽21へ補給されるトナーの補給量が安定化し、現像槽21内のトナーの濃度のバラツキおよび画像濃度のバラツキを抑えることができる。また、トナー汲み上げローラ71およびトナー攪拌ローラ75の回転軸の高さが、トナー補給ローラ73の回転軸の高さと同じ高さまたはそれより低い位置に設けることにより、トナー補給ローラ73の周辺におけるトナーにかかるストレス(トナーの自重による圧力)を和らげることができ、トナーの凝集を防止できる。なお、トナー攪拌ローラ75は、トナーボトル32およびトナー補給ローラ73が停止している間は同様に停止することによって、トナーへのストレスを最小限に抑えることができる。
The toner agitation roller 75 is rotated while at least one of the toner bottle 32 and the toner supply roller 73 is rotating, thereby flattening (leveling) the toner interface of the toner in the casing 74. As a result, the detection accuracy of the toner interface detection sensor 76 is enhanced, so that the amount of toner in the toner hopper 7 can be detected with high accuracy, and the height of the toner interface can be maintained constant.
As a result, the replenishment amount of toner replenished to the developing tank 21 by the rotation of the toner replenishing roller 73 is stabilized, and variations in toner density and image density in the developing tank 21 can be suppressed. Further, the height of the rotation shafts of the toner drawing roller 71 and the toner agitation roller 75 is set at the same level as or lower than the rotation shaft of the toner supply roller 73, so that the toner around the toner supply roller 73 is provided. Stress (pressure caused by the weight of the toner) can be relieved, and toner aggregation can be prevented. The toner agitation roller 75 is stopped while the toner bottle 32 and the toner replenishing roller 73 are stopped, thereby minimizing the stress on the toner.

次に、実施形態1の現像装置Xのトナー補給方法について説明する。
この現像装置Xのトナー補給方法は、トナーホッパ7から現像部1へトナーを補給する場合、図2、図3および図4のフローチャートに示すように、現像槽21内のトナーの濃度をトナー濃度検知センサ25にて検知するステップと、トナー濃度検知センサ25からの濃度検知信号が基準濃度の範囲内であるか否かを制御部40にて判定するステップと、トナー濃度検知センサ25からの濃度検知信号が基準濃度より低いことを示す場合に制御部40にて第3駆動系を駆動することにより、トナー補給ローラ73を回転してトナーホッパ7から現像槽21内へトナーを補給するステップとを含む。
Next, a toner replenishing method of the developing device X of Embodiment 1 will be described.
In the toner supply method of the developing device X, when the toner is supplied from the toner hopper 7 to the developing unit 1, the toner concentration in the developing tank 21 is detected as shown in the flowcharts of FIGS. A step of detecting by the sensor 25; a step of determining by the control unit 40 whether or not the density detection signal from the toner density detection sensor 25 is within a reference density range; and a density detection from the toner density detection sensor 25. The controller 40 drives the third drive system to rotate the toner supply roller 73 to supply toner from the toner hopper 7 into the developing tank 21 when the signal indicates that it is lower than the reference density. .

さらに詳しく説明すると、現像装置1が駆動した状態において(ステップ1)、トナー濃度検知センサ25は現像槽21内のトナーのトナー濃度を検知し(ステップ2)、透磁率検出値を含む検知信号を制御部40へ出力する。制御部40は透磁率検出値と補給基準値(基準濃度)とを比較し(ステップ3)、透磁率検出値が補給基準値より大きい場合は、トナー濃度が基準濃度より低いと判定し、トナー補給ローラ73を回転させるよう第3駆動系を駆動制御する(ステップ4)。これにより、トナーホッパ7から現像槽21へ所定量のトナーが補給される。なお、トナー補給ローラ73は、上述のように所定の回転回数または所定時間回転した後に停止する。
一方、透磁率検出値が補給基準値以下の場合は、制御部40はトナー濃度が基準濃度を満たしていると判定し、第3駆動系の停止状態を維持させ、ステップ2へ戻る。
ステップ4の後、現像部1の状態が判定され(ステップ5)、現像装置1が駆動状態である間は、現像槽21内のトナーのトナー濃度が監視され、トナー濃度が基準濃度に維持される。
More specifically, in a state where the developing device 1 is driven (step 1), the toner concentration detection sensor 25 detects the toner concentration of the toner in the developing tank 21 (step 2), and outputs a detection signal including a permeability detection value. Output to the control unit 40. The control unit 40 compares the magnetic permeability detection value with the replenishment reference value (reference concentration) (step 3). If the magnetic permeability detection value is larger than the replenishment reference value, it is determined that the toner concentration is lower than the reference concentration, and the toner The third drive system is driven and controlled to rotate the supply roller 73 (step 4). As a result, a predetermined amount of toner is supplied from the toner hopper 7 to the developing tank 21. The toner supply roller 73 stops after rotating for a predetermined number of rotations or for a predetermined time as described above.
On the other hand, when the magnetic permeability detection value is equal to or less than the replenishment reference value, the control unit 40 determines that the toner concentration satisfies the reference concentration, maintains the stopped state of the third drive system, and returns to Step 2.
After step 4, the state of the developing unit 1 is determined (step 5), and while the developing device 1 is in the driving state, the toner concentration of the toner in the developing tank 21 is monitored and the toner concentration is maintained at the reference concentration. The

この現像装置Xのトナー補給方法は、トナーホッパ7から現像部1へトナーを補給する場合、図2、図3および図5のフローチャートに示すように、トナーホッパ7内のトナー界面が所定高さよりも低くなったときのトナー界面検知センサ76からの信号によって、制御部40にて第1駆動系および第2駆動系を駆動し、トナーボトル32を回転してトナーホッパ7内へトナーを補給すると共に、トナー攪拌ローラ75を回転してトナーホッパ7内のトナーを攪拌し平坦化するステップをさらに含む。   In the toner replenishing method of the developing device X, when toner is replenished from the toner hopper 7 to the developing unit 1, the toner interface in the toner hopper 7 is lower than a predetermined height as shown in the flowcharts of FIGS. The controller 40 drives the first drive system and the second drive system in response to a signal from the toner interface detection sensor 76 when the toner is detected, and rotates the toner bottle 32 to replenish the toner into the toner hopper 7. The method further includes the step of rotating the stirring roller 75 to stir the toner in the toner hopper 7 and flatten it.

さらに詳しく説明すると、トナー界面検知センサ76はケーシング74内のトナーのトナー界面の高さを検知し(ステップ1)、透磁率検出値を含む検知信号を制御部40に出力する。制御部40は透磁率検出値と補給基準値(トナー界面高さ基準値)とを比較し(ステップ2)、透磁率検出値が補給基準値より大きい場合は、トナー界面の高さが基準高さ(トナー攪拌ローラ75の回転軸の高さ)より低いと判定し、トナーボトル32を回転させるよう第1駆動系を駆動制御する(ステップ3)。これにより、トナーボトル32からトナーホッパ7へ所定量のトナーが補給される。なお、トナーボトル32は、上述のように所定の回転回数または所定時間回転した後に停止する。
一方、透磁率検出値が補給基準値以下の場合は、制御部40はトナー界面高さが基準高さ以上であると判定し、第1駆動系の停止状態を維持させる(ステップ7)。
More specifically, the toner interface detection sensor 76 detects the height of the toner interface of the toner in the casing 74 (step 1), and outputs a detection signal including a magnetic permeability detection value to the control unit 40. The control unit 40 compares the magnetic permeability detection value with the replenishment reference value (toner interface height reference value) (step 2). If the magnetic permeability detection value is greater than the replenishment reference value, the height of the toner interface is the reference height. The first drive system is driven and controlled to rotate the toner bottle 32 (step 3). As a result, a predetermined amount of toner is supplied from the toner bottle 32 to the toner hopper 7. The toner bottle 32 stops after rotating a predetermined number of rotations or a predetermined time as described above.
On the other hand, if the magnetic permeability detection value is less than or equal to the replenishment reference value, the controller 40 determines that the toner interface height is greater than or equal to the reference height, and maintains the stopped state of the first drive system (step 7).

ステップ3が行われている間および後において、トナーボトル32の状態が判定され(ステップ4)、トナーボトル32が回転していれば制御部40はトナー攪拌ローラ75を回転させるよう第2駆動系を駆動制御する(ステップ6)。これにより、トナーカートリッジ30からトナーが補給されたトナーホッパ7内のトナー界面は平坦(ほぼ水平)に維持される。
一方、ステップ4においてトナーボトル32が停止していると判定されると、トナー補給ローラ73の状態が判定され(ステップ5)、トナー補給ローラ73が回転していれば制御部40はトナー攪拌ローラ75を回転させるよう第2駆動系を駆動制御し(ステップ6)、トナー補給ローラ73が停止していれば制御部40はトナー攪拌ローラ75を停止するよう第2駆動系を制御する(ステップ7)。
このように、トナー界面が所定の高さよりも低く、かつトナー攪拌ローラ75が回転している間は、トナーボトル32からトナーホッパ7内にトナーが補給され、トナー界面の高さが基準高さに維持される。すなわち、トナーホッパ7内のトナーの量がほぼ一定量に維持される。
その結果、トナー補給ローラ73の回転により現像槽21へ補給されるトナー補給量を安定化させ、トナー濃度のバラツキ、並びに画像濃度のバラツキを抑えることができる。
During and after Step 3, the state of the toner bottle 32 is determined (Step 4), and if the toner bottle 32 is rotating, the control unit 40 causes the second drive system to rotate the toner stirring roller 75. Is controlled (step 6). As a result, the toner interface in the toner hopper 7 supplied with toner from the toner cartridge 30 is maintained flat (substantially horizontal).
On the other hand, if it is determined in step 4 that the toner bottle 32 is stopped, the state of the toner replenishing roller 73 is determined (step 5). The second drive system is driven and controlled to rotate 75 (step 6), and if the toner supply roller 73 is stopped, the control unit 40 controls the second drive system to stop the toner agitation roller 75 (step 7). ).
As described above, while the toner interface is lower than the predetermined height and the toner stirring roller 75 is rotating, the toner is replenished from the toner bottle 32 into the toner hopper 7, and the height of the toner interface becomes the reference height. Maintained. That is, the amount of toner in the toner hopper 7 is maintained at a substantially constant amount.
As a result, the amount of toner replenished to the developing tank 21 by the rotation of the toner replenishing roller 73 can be stabilized, and variations in toner density and image density can be suppressed.

<現像装置の実施形態2>
実施形態2の現像装置(図示省略)は、トナーホッパが、前記トナー界面検知センサよりも下方位置のトナー界面を検知する第2トナー界面検知センサをさらに備えている点以外は、実施形態1と同様の構成である。なお、この第2トナー界面検知センサとしても透磁率センサが用いられている。
<Second Embodiment of Developing Apparatus>
The developing device (not shown) of the second embodiment is the same as that of the first embodiment except that the toner hopper further includes a second toner interface detection sensor that detects a toner interface at a position below the toner interface detection sensor. It is the composition. A magnetic permeability sensor is also used as the second toner interface detection sensor.

図2を参照しながら実施形態2の実施形態1とは異なる点を主として詳しく説明すると、この現像装置では、トナーホッパ7内のトナー界面が上方位置のトナー界面検知センサ76によって所定高さよりも低くなったことを検知された後、トナーボトル32が回転してトナーホッパ7内にトナーが補給されるが、トナーボトル32内のトナーの量が少なくなってトナーホッパ7へのトナー補給量が著しく低下すると、トナー界面はトナー界面検知センサ76およびトナー攪拌ローラ75の回転軸よりも下方位置に降下する。この間、第2トナー界面検知センサによってもトナー界面の高さが検知されており、その検知信号(透磁率検出値)が制御部40へ出力されている。   The difference between the second embodiment and the first embodiment will be mainly described in detail with reference to FIG. 2. In this developing device, the toner interface in the toner hopper 7 is lowered below a predetermined height by the toner interface detection sensor 76 in the upper position. Then, the toner bottle 32 rotates and the toner hopper 7 is replenished with toner. However, when the amount of toner in the toner bottle 32 decreases and the toner replenishment amount to the toner hopper 7 decreases remarkably, The toner interface falls below the rotation axis of the toner interface detection sensor 76 and the toner stirring roller 75. During this time, the height of the toner interface is also detected by the second toner interface detection sensor, and the detection signal (magnetic permeability detection value) is output to the control unit 40.

制御部40は、第2トナー界面検知センサからの透磁率検出値と、予め設定された第2基準値(第2トナー界面高さ基準値)とを比較する。トナー界面がさらに降下して所定高さに達すると、第2トナー界面検知センサからの透磁率検出値が第2基準値より大きくなったと制御部40によって判断される。このとき、トナーホッパ7内のトナーの量が著しく減少した状態にあり、トナー補給ローラ73から現像部1へトナーを一定の量で安定して補給することが困難になりつつある。この時点で、制御部40は、駆動中の現像部1を停止するよう制御する。つまり、制御部40は、駆動中の現像ローラ24、トナー攪拌ローラ23および攪拌回転羽根22を停止する。また、制御部40は、トナーホッパ7内の各ローラおよびトナーボトル32の駆動を停止し、さらには、画像形成装置Aによる新たな画像形成を中止するよう現像装置Xへの記録媒体の搬送を停止させるよう制御してもよい。  The controller 40 compares the magnetic permeability detection value from the second toner interface detection sensor with a preset second reference value (second toner interface height reference value). When the toner interface further falls and reaches a predetermined height, the control unit 40 determines that the magnetic permeability detection value from the second toner interface detection sensor has become larger than the second reference value. At this time, the amount of toner in the toner hopper 7 is remarkably reduced, and it is becoming difficult to stably replenish the toner from the toner replenishing roller 73 to the developing unit 1 with a constant amount. At this point, the control unit 40 controls the developing unit 1 being driven to stop. That is, the control unit 40 stops the developing roller 24, the toner stirring roller 23, and the stirring rotary blade 22 that are being driven. In addition, the control unit 40 stops driving each roller in the toner hopper 7 and the toner bottle 32, and further stops conveying the recording medium to the developing device X so as to stop the new image formation by the image forming apparatus A. Control may be performed.

このように、第2トナー界面検知センサからの透磁率検出値と第2基準値とを制御部40にて比較し、その結果に応じて制御部40にて現像部1を制御するステップは、図5におけるステップ2と3の間、ステップ3と4の間、ステップ4と5の間、ステップ4と6の間、ステップ5と6の間またはステップ6と2の間に含めることができる。
トナーカートリッジ30によるトナーの補給量が低下し、トナーホッパ7内のトナー量が低下し、現像槽21内にトナーが一定の量で安定して補給され難くなった場合に、現像槽21内のトナーの濃度が基準濃度を下回り、画像濃度が低下して画像品質が低下するが、実施形態2によれば、第2トナー界面検知センサおよび制御部40にて画像品質が低下した画像形成を回避することができる。
なお、実施形態1の現像装置Xには第2トナー界面検知センサが設けられていないため、例えば、現像槽21内のトナーの濃度が基準濃度を所定時間以上下回ると、制御部40にて現像部1、トナーホッパ7、トナーボトル32および記録媒体の搬送駆動系等を停止させるようにしてもよい。
As described above, the control unit 40 compares the magnetic permeability detection value from the second toner interface detection sensor with the second reference value, and the control unit 40 controls the developing unit 1 according to the result. 5 may be included between steps 2 and 3, between steps 3 and 4, between steps 4 and 5, between steps 4 and 6, between steps 5 and 6, or between steps 6 and 2.
When the amount of toner replenished by the toner cartridge 30 decreases, the amount of toner in the toner hopper 7 decreases, and it becomes difficult to stably replenish the toner in the developing tank 21 with a constant amount, the toner in the developing tank 21 However, according to the second embodiment, the second toner interface detection sensor and the control unit 40 avoid the image formation in which the image quality is deteriorated. be able to.
Since the second toner interface detection sensor is not provided in the developing device X of the first embodiment, for example, when the toner concentration in the developing tank 21 falls below the reference concentration for a predetermined time or more, the control unit 40 performs development. The unit 1, the toner hopper 7, the toner bottle 32, the recording medium conveyance drive system, and the like may be stopped.

<現像装置の実施形態3>
実施形態3の現像装置(図示省略)は、現像槽内の湿度を検知して前記制御部に湿度検知信号を出力する湿度センサをさらに備え、制御部は、前記湿度センサからの湿度検知信号に基いて基準濃度を補正し、トナー濃度検知センサからの濃度検知信号が補正した基準濃度よりも低いことを示す場合に第3駆動系を駆動すること以外は、実施形態1または実施形態2と同様の構成である(図2参照)。
この場合、湿度センサの出力に応じた湿度補正値Bを予め制御部に設定入力する。湿度に対する湿度補正値Bは、例えば、湿度0〜10%のときB=−15、湿度10〜20%のときB=−10、湿度20〜30%のときB=−5、湿度30〜60%のときB=0、湿度60〜70%のときB=5、湿度70〜80%のときB=10、湿度80〜100%のときB=15のように設定する。なお、湿度補正値Bの数値は、0.02V/値数を意味する。
<Embodiment 3 of the developing device>
The developing device (not shown) of Embodiment 3 further includes a humidity sensor that detects humidity in the developing tank and outputs a humidity detection signal to the control unit, and the control unit uses the humidity detection signal from the humidity sensor. The reference density is corrected based on this, and the third drive system is driven when the density detection signal from the toner density detection sensor indicates that the density is lower than the corrected reference density. (See FIG. 2).
In this case, a humidity correction value B corresponding to the output of the humidity sensor is set and input to the control unit in advance. The humidity correction value B for the humidity is, for example, B = −15 when the humidity is 0 to 10%, B = −10 when the humidity is 10 to 20%, B = −5 when the humidity is 20 to 30%, and 30 to 60%. For example, B = 0 when the humidity is 60% to 70%, B = 5 when the humidity is 70% to 80%, B = 10 when the humidity is 70% to 80%, and B = 15 when the humidity is 80% to 100%. The numerical value of the humidity correction value B means 0.02 V / number of values.

図2および図6のフローチャートを参照しながら実施形態3の現像装置の動作を説明すると、まず、湿度センサにて現像槽21内の湿度が検知され(ステップ1)、湿度センサから湿度検知信号が制御部40へ出力される。制御部40は、湿度センサの出力(湿度検知信号)に応じた湿度補正値Bを決定すると共に、トナー基準濃度Aに湿度補正値Bを加えて、補正基準濃度Cを決定する(ステップ2)。
そして、現像部1が駆動状態であるかが判定され(ステップ3)、駆動状態であるときは実施形態1で説明したように現像槽21のトナー濃度検知センサ25からの濃度検知信号(透磁率検出値)が制御部40に入力されるため、制御部40は現像槽21内のトナー濃度と補正基準濃度Cとを比較する(ステップ4)。なお、ステップ3での制御部40による前記比較は、現像部1が停止状態であるときは行われない。
The operation of the developing device according to the third embodiment will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 2 and 6. First, the humidity in the developing tank 21 is detected by the humidity sensor (step 1), and the humidity detection signal is output from the humidity sensor. It is output to the control unit 40. The control unit 40 determines the humidity correction value B according to the output (humidity detection signal) of the humidity sensor, and adds the humidity correction value B to the toner reference density A to determine the correction reference density C (step 2). .
Then, it is determined whether the developing unit 1 is in a driving state (step 3). When the developing unit 1 is in a driving state, as described in the first embodiment, a density detection signal (magnetic permeability) from the toner density detection sensor 25 of the developing tank 21 is determined. Since the detection value is input to the control unit 40, the control unit 40 compares the toner density in the developing tank 21 with the correction reference density C (step 4). The comparison by the control unit 40 in step 3 is not performed when the developing unit 1 is in a stopped state.

ステップ4において、トナー濃度が補正基準濃度Cより低い場合、制御部40はトナー補給ローラ73を回転させ(ステップ5)、それによって現像槽21内に適正量のトナーが補給される。一方、ステップ5において、トナー濃度が補正基準濃度C以上の場合は、ステップ3に戻る。
このような現像装置およびトナー補給方法によれば、低湿度環境下ではトナー濃度検知センサの基準濃度を上げる方向に補正し、高湿度環境下ではトナー濃度検知センサの基準濃度を下げる方向に補正することができるため、湿度変化によりトナー補給のタイミングのずれを修正し、現像槽内のトナーの濃度をより高精度に所望の濃度に維持することができる。
If the toner density is lower than the corrected reference density C in step 4, the control unit 40 rotates the toner supply roller 73 (step 5), thereby supplying an appropriate amount of toner into the developing tank 21. On the other hand, if the toner density is not less than the correction reference density C in step 5, the process returns to step 3.
According to such a developing device and a toner replenishing method, correction is performed in the direction of increasing the reference density of the toner density detection sensor in a low humidity environment, and correction is performed in the direction of decreasing the reference density of the toner density detection sensor in a high humidity environment. Therefore, it is possible to correct a deviation in timing of toner replenishment due to a change in humidity, and to maintain the toner concentration in the developing tank at a desired concentration with higher accuracy.

<他の実施形態>
1.実施形態1および2では、トナー濃度検知センサ25にて現像槽21内のトナー濃度を検知する方法を採用し、実施形態3では、トナー濃度検知センサ25と湿度センサを併用して湿度環境に応じてトナー基準濃度を補正した上でトナー濃度を検知する方法が採用されているが、画像情報をもとに消費されるトナー量を算出してトナー濃度を求める方法を採用してもよい。
<Other embodiments>
1. In the first and second embodiments, a method in which the toner concentration detection sensor 25 detects the toner concentration in the developing tank 21 is employed. In the third embodiment, the toner concentration detection sensor 25 and the humidity sensor are used in combination, depending on the humidity environment. The method of detecting the toner density after correcting the toner reference density is used, but a method of calculating the toner amount consumed based on the image information to obtain the toner density may be adopted.

2.実施形態1〜3では、トナーホッパ7が搬送ローラ72およびトナー汲み上げローラ71を有する場合を例示したが、搬送ローラ72およびトナー汲み上げローラ71はいずれか一方または両方を省略することも可能である。
搬送ローラ72を省略する場合、トナー汲み上げローラ71とトナー補給ローラ73との間におけるケーシング74の底壁をスロープ状に形成して、トナー汲み上げローラ71にて汲み上げたトナーがトナー補給ローラ73側へ流動するように構成することが好ましい。
トナー汲み上げローラ71を省略する場合、トナー攪拌ローラ75を搬送ローラ72に近接させて配置する。
搬送ローラ72およびトナー汲み上げローラ71を省略する場合、トナー攪拌ローラ75をトナー補給ローラ73に近接させて配置する。この場合も、トナー攪拌ローラ75とトナー補給ローラ73との間におけるケーシング74の底壁をスロープ状に形成して、トナー攪拌ローラ75にて汲み上げたトナーがトナー補給ローラ73側へ流動するように構成することが好ましい。
なお、これらの場合、トナーカートリッジ30はトナー攪拌ローラ75の上方に位置させる。
2. In the first to third embodiments, the toner hopper 7 has the conveyance roller 72 and the toner scooping roller 71. However, either one or both of the conveyance roller 72 and the toner scooping roller 71 can be omitted.
When the conveyance roller 72 is omitted, the bottom wall of the casing 74 between the toner pumping roller 71 and the toner supply roller 73 is formed in a slope shape, and the toner pumped up by the toner pumping roller 71 moves to the toner supply roller 73 side. It is preferable to be configured to flow.
When the toner pumping roller 71 is omitted, the toner stirring roller 75 is disposed close to the conveying roller 72.
When the conveyance roller 72 and the toner scooping roller 71 are omitted, the toner stirring roller 75 is disposed close to the toner supply roller 73. Also in this case, the bottom wall of the casing 74 between the toner stirring roller 75 and the toner supply roller 73 is formed in a slope shape so that the toner pumped up by the toner stirring roller 75 flows toward the toner supply roller 73 side. It is preferable to configure.
In these cases, the toner cartridge 30 is positioned above the toner stirring roller 75.

本発明の実施形態1に係る現像装置を具備する画像形成装置を示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view illustrating an image forming apparatus including a developing device according to Embodiment 1 of the present invention. 実施形態1の現像装置を示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view illustrating a developing device according to a first embodiment. 実施形態1の現像装置における制御部の構成の一部を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a part of a configuration of a control unit in the developing device of Embodiment 1. 実施形態1の現像装置によるトナー補給方法を説明する第1のフローチャートである。6 is a first flowchart illustrating a toner replenishing method by the developing device according to the first exemplary embodiment. 実施形態1の現像装置によるトナー補給方法を説明する第2のフローチャートである。6 is a second flowchart illustrating a toner replenishing method by the developing device according to the first exemplary embodiment. 実施形態3の現像装置によるトナー補給方法を説明するフローチャートである。10 is a flowchart illustrating a toner replenishing method by the developing device according to the third embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 現像部
2 トナー補給部
3 感光体ドラム
7 トナーホッパ
21 現像槽
22 攪拌回転羽根
23 トナー攪拌ローラ
24 現像ローラ
25 トナー濃度検知センサ
30 トナーカートリッジ
31 ホルダ
31a トナー供給口
32 トナーボトル
40 制御部
71 トナー汲み上げローラ
72 搬送ローラ
73 トナー補給ローラ
74 ケーシング
75 トナー攪拌ローラ
75a 金属片
76 トナー界面検知センサ
A 画像形成装置
Q トナー補給口
R トナー導入口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Developing part 2 Toner replenishing part 3 Photoconductor drum 7 Toner hopper 21 Developing tank 22 Agitating rotary blade 23 Toner agitating roller 24 Developing roller 25 Toner density detection sensor 30 Toner cartridge 31 Holder 31a Toner supply port 32 Toner bottle 40 Control part 71 Toner pump Roller 72 Conveying roller 73 Toner supply roller 74 Casing 75 Toner stirring roller 75a Metal piece 76 Toner interface detection sensor A Image forming apparatus Q Toner supply port R Toner introduction port

Claims (13)

トナーおよび磁性体キャリアを含む二成分現像剤を収容する現像槽と、内部にトナーを収容しかつトナーを前記現像槽内に補給するトナーホッパと、内部にトナーを収容しかつトナーを前記トナーホッパ内に補給するトナーカートリッジとを備え、
前記トナーホッパは、前記トナーカートリッジから補給されるトナーを内部に導入するためのトナー導入口と、内部のトナーを前記現像槽へ補給するためのトナー補給口と、前記トナー導入口の下方近傍位置に配置されて内部のトナーを攪拌しトナー界面を平坦化するトナー攪拌ローラと、該トナー攪拌ローラの近傍に配置されて前記トナー界面を検出するトナー界面検知センサと、前記トナー補給口の内側近傍に配置されて現像槽内にトナーを補給するトナー補給ローラとを有し、
前記トナーカートリッジは、前記トナーホッパのトナー導入口と連通するトナー供給口を有するホルダと、該ホルダにて回転可能に保持されかつ前記トナー供給口と連通可能に配置されたボトル開口部を有するトナーボトルとを有し、
さらに、前記トナーボトル、前記トナー攪拌ローラおよび前記トナー補給ローラを駆動制御する駆動制御部を具備し、
前記トナーホッパ内のトナー界面が所定高さよりも低くなったときの前記トナー界面検知センサからの信号によって、前記駆動制御部が前記トナーボトルを回転させて、前記ボトル開口部からトナーをトナーホッパ内へ供給することを特徴とする現像装置。
A developing tank containing a two-component developer containing toner and a magnetic carrier; a toner hopper containing toner inside and replenishing the toner into the developing tank; and containing toner inside and supplying the toner into the toner hopper A toner cartridge to be replenished,
The toner hopper includes a toner introduction port for introducing toner replenished from the toner cartridge, a toner replenishment port for replenishing toner inside the developer tank, and a position near the lower side of the toner introduction port. A toner agitation roller arranged to agitate the toner inside to flatten the toner interface, a toner interface detection sensor arranged in the vicinity of the toner agitation roller to detect the toner interface, and an area near the inside of the toner supply port. A toner replenishing roller disposed to replenish toner in the developing tank;
The toner cartridge includes a holder having a toner supply port communicating with a toner introduction port of the toner hopper, and a toner bottle having a bottle opening rotatably held by the holder and arranged to communicate with the toner supply port And
And a drive control unit for driving and controlling the toner bottle, the toner stirring roller, and the toner supply roller,
In response to a signal from the toner interface detection sensor when the toner interface in the toner hopper becomes lower than a predetermined height, the drive control unit rotates the toner bottle and supplies the toner into the toner hopper from the bottle opening. A developing device.
前記トナー攪拌ローラの回転軸の高さが、前記トナー補給ローラの回転軸の高さと同じまたはそれよりも低く、前記トナー界面の所定高さが、トナー攪拌ローラの回転軸の高さと同じである請求項2に記載の現像装置。   The height of the rotating shaft of the toner stirring roller is the same as or lower than the rotating shaft of the toner replenishing roller, and the predetermined height of the toner interface is the same as the height of the rotating shaft of the toner stirring roller. The developing device according to claim 2. 前記駆動制御部は、前記トナーボトルを回転駆動する第1駆動系と、前記トナー攪拌ローラを回転駆動する第2駆動系と、前記トナー補給ローラを回転駆動する第3駆動系と、前記第1駆動系と第2駆動系と第3駆動系を制御する制御部とを有し、
前記制御部は、前記トナーホッパ内のトナー界面が所定高さよりも低くなったときの前記トナー界面検知センサからの信号によって前記第1駆動系および第2駆動系を駆動させる請求項1または2に記載の現像装置。
The drive control unit includes: a first drive system that rotationally drives the toner bottle; a second drive system that rotationally drives the toner agitation roller; a third drive system that rotationally drives the toner supply roller; and the first drive system. A control unit that controls the drive system, the second drive system, and the third drive system;
The control unit drives the first drive system and the second drive system according to a signal from the toner interface detection sensor when the toner interface in the toner hopper becomes lower than a predetermined height. Development device.
前記制御部は、前記第2駆動系を第3駆動系の駆動と同期的に駆動させる請求項3に記載の現像装置。   The developing device according to claim 3, wherein the control unit drives the second drive system in synchronization with the drive of the third drive system. 前記トナーホッパは、前記トナー攪拌ローラと前記トナー補給ローラの間にトナー汲み上げローラをさらに有し、
前記トナー汲み上げローラの回転軸の高さが、トナー補給ローラの回転軸の高さと同じまたはそれよりも低い請求項1〜4のいずれか1つに記載の現像装置。
The toner hopper further includes a toner scooping roller between the toner stirring roller and the toner replenishing roller;
The developing device according to claim 1, wherein a height of a rotation shaft of the toner drawing roller is equal to or lower than a height of a rotation shaft of the toner supply roller.
前記トナーホッパは、前記トナー補給ローラと前記トナー汲み上げローラの間に搬送ローラをさらに有する請求項5に記載の現像装置。   The developing device according to claim 5, wherein the toner hopper further includes a conveyance roller between the toner supply roller and the toner scooping roller. 前記トナーホッパは、前記トナー界面検知センサよりも下方位置のトナー界面を検知する第2トナー界面検知センサをさらに備える請求項1〜6のいずれか1つに記載の現像装置。   The developing device according to claim 1, wherein the toner hopper further includes a second toner interface detection sensor that detects a toner interface at a position below the toner interface detection sensor. 前記現像槽内のトナーの濃度を検知して前記制御部に濃度検知信号を出力するトナー濃度検知センサをさらに備え、
前記制御部は、前記トナー濃度検知センサからの濃度検知信号が基準濃度よりも低いことを示す場合に前記第3駆動系を駆動する請求項3〜7のいずれか1つに記載の現像装置。
A toner concentration detection sensor that detects the concentration of toner in the developing tank and outputs a concentration detection signal to the control unit;
The developing device according to claim 3, wherein the control unit drives the third drive system when a density detection signal from the toner density detection sensor indicates that the density is lower than a reference density.
前記現像槽内の湿度を検知して前記制御部に湿度検知信号を出力する湿度センサをさらに備え、
前記制御部は、前記湿度センサからの湿度検知信号に基いて前記基準濃度を補正し、前記トナー濃度検知センサからの濃度検知信号が補正した基準濃度よりも低いことを示す場合に前記第3駆動系を駆動する請求項8に記載の現像装置。
A humidity sensor that detects humidity in the developing tank and outputs a humidity detection signal to the control unit;
The control unit corrects the reference density based on a humidity detection signal from the humidity sensor and indicates that the density detection signal from the toner density detection sensor is lower than the corrected reference density. The developing device according to claim 8, wherein the system is driven.
前記請求項8に記載の現像装置のトナー補給方法であって、
前記現像槽内のトナーの濃度を前記トナー濃度検知センサにて検知するステップと、
トナー濃度検知センサからの濃度検知信号が基準濃度の範囲内であるか否かを前記制御部にて判定するステップと、
トナー濃度検知センサからの濃度検知信号が基準濃度より低いことを示す場合に制御部にて前記第3駆動系を駆動することにより、前記トナー補給ローラを回転して前記トナーホッパから前記現像槽内へトナーを補給するステップとを含むトナー補給方法。
A toner replenishing method for a developing device according to claim 8,
Detecting the toner concentration in the developing tank by the toner concentration detection sensor;
Determining in the controller whether or not a density detection signal from a toner density detection sensor is within a reference density range;
When the density detection signal from the toner density detection sensor indicates that the density is lower than the reference density, the controller drives the third drive system to rotate the toner replenishing roller and move the toner hopper into the developing tank. And a toner replenishing method.
前記トナーホッパ内のトナー界面が所定高さよりも低くなったときの前記トナー界面検知センサからの信号によって、前記制御部にて前記第1駆動系および第2駆動系を駆動し、前記トナーボトルを回転してトナーホッパ内へトナーを補給すると共に、トナー攪拌ローラを回転してトナーホッパ内のトナーを攪拌し平坦化するステップをさらに含む請求項10に記載のトナー補給方法。   In response to a signal from the toner interface detection sensor when the toner interface in the toner hopper becomes lower than a predetermined height, the controller drives the first drive system and the second drive system to rotate the toner bottle. The toner replenishing method according to claim 10, further comprising a step of replenishing the toner into the toner hopper and rotating the toner stirring roller to stir and flatten the toner in the toner hopper. 前記現像装置が、前記現像槽内の湿度を検知して前記制御部に湿度検知信号を出力する湿度センサをさらに備えたトナー補給方法であって、
前記現像槽内の湿度を前記湿度検知センサにて検知するステップと、
前記制御部にて湿度センサからの湿度検知信号に基いて前記基準濃度を補正し、前記トナー濃度検知センサからの濃度検知信号が補正した基準濃度より低いことを示す場合に、制御部にて前記第3駆動系を駆動するステップをさらに含む請求項10または11に記載のトナー補給方法。
The developing device is a toner replenishing method further comprising a humidity sensor that detects humidity in the developing tank and outputs a humidity detection signal to the control unit,
Detecting the humidity in the developing tank with the humidity detection sensor;
When the control unit corrects the reference density based on a humidity detection signal from a humidity sensor and indicates that the density detection signal from the toner density detection sensor is lower than the corrected reference density, the control unit The toner replenishing method according to claim 10, further comprising a step of driving a third drive system.
表面に静電潜像が形成される感光体ドラムと、前記感光体ドラムの表面を帯電させる帯電装置と、前記感光体ドラムの帯電した表面に静電潜像を形成する露光装置と、前記感光体ドラムの表面の静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する前記請求項1〜9のいずれか1つに記載の現像装置と、前記感光体ドラムの表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、前記感光体ドラムの表面を清浄化するクリーニング装置と、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを備えた画像形成装置。   A photosensitive drum on which an electrostatic latent image is formed; a charging device that charges the surface of the photosensitive drum; an exposure device that forms an electrostatic latent image on the charged surface of the photosensitive drum; 10. A developing device according to claim 1, wherein a toner image is formed by adhering toner to an electrostatic latent image on the surface of a photosensitive drum, and a toner image on the surface of the photosensitive drum is recorded on a recording medium. An image forming apparatus comprising: a transfer device that transfers the toner image; a cleaning device that cleans the surface of the photosensitive drum; and a fixing device that fixes the toner image to a recording medium.
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