JP2010039383A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも1つを備えた複合機等の画像形成装置に関し、詳しくは2成分現像剤で現像を行う画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, a plotter, and a multifunction machine provided with at least one of these, and more particularly to an image forming apparatus that performs development with a two-component developer.
従来のカラー画像形成装置に用いられている乾式2成分の現像方式として、2軸搬送タイプの現像装置を図8に示す。
2軸搬送タイプの現像装置は、現像ローラ103への現像剤供給及び回収用のオーガ104及び供給回収搬送路105と、トナー補給後の搬送攪拌用オーガ101及び攪拌搬送搬送路102の2つの搬送オーガ及び2つの搬送路で構成され、現像ローラ103の下方に水平方向に並置されている。
この従来の2成分現像装置において、低画像面積の画像を出力し続けた場合、トナーが現像装置から出て行くことなく同じ現像剤が現像装置内を回り続ける。この結果、トナーの外添剤の埋没やチャージアップ等の不具合が起こる。
一方、高画像面積の画像出力が続いた場合、補給された新規トナーはほとんど撹拌されることなく現像へ使われる。このとき、トナーの受けるストレスは小さいものの、トナーの帯電立ち上げが不十分で飛散や地汚れ等の不具合が発生する。
このように、出力される画像面積に応じて、トナーの撹拌時間が適切な範囲から大きくずれることにより、多くの不具合が発生する。
As a dry two-component developing method used in a conventional color image forming apparatus, a biaxial transport type developing device is shown in FIG.
The developing device of the biaxial transport type includes two transports: an
In this conventional two-component developing device, when an image having a low image area is continuously output, the same developer continues to rotate around the developing device without leaving the developing device. As a result, problems such as burying of external additives and charge-up occur.
On the other hand, when image output of a high image area continues, the replenished new toner is used for development with little stirring. At this time, although the stress received by the toner is small, the toner does not sufficiently start up charging, and problems such as scattering and background contamination occur.
As described above, the toner agitation time greatly deviates from an appropriate range in accordance with the output image area, thereby causing many problems.
例えば特許文献1に記載の画像形成装置では、低画像面積率の出力が続いた場合に、劣化トナーを強制的に吐き出し、新規トナーと入れ替えるという対処法をとっている。
For example, in the image forming apparatus described in
しかしながら、この吐き出しモードがトナーイールド(消費効率)を下げる原因となっている。
上記の不具合、トナーイールドの低下は、従来の2成分現像器の以下のような非効率性に由来している。
低画像面積の画像を出力中は現像装置内のトナーが上記のようにストレスを多く受けた状態になるもののそのトナーはほとんど現像に使われず、高画像面積の画像出力中は補給される新規トナーが多いため現像装置内のトナーのストレスはほとんどないものの現像に多く使われる。
つまり、従来の2成分現像器はストレスをほとんど受けていないトナーを優先的に現像に使ってしまっている無駄の多いシステムになっている。
However, this discharge mode causes a decrease in toner yield (consumption efficiency).
The above problems and the decrease in toner yield are derived from the following inefficiencies of the conventional two-component developer.
While the image in the low image area is being output, the toner in the developing device is in a state of receiving a lot of stress as described above, but the toner is hardly used for development and is a new toner that is replenished during the image output of the high image area Since there is almost no stress of toner in the developing device, it is often used for development.
In other words, the conventional two-component developer is a wasteful system in which toner that is hardly subjected to stress is preferentially used for development.
本発明は、劣化トナーの吐き出しモードを設けることなく、画像面積に拘わらず現像剤中のトナーのストレスの程度の均一化を図ることができ、トナー飛散や地汚れ等の不具合の発生を抑制できる画像形成装置の提供を、その目的とする。 According to the present invention, the level of toner stress in the developer can be made uniform regardless of the image area without providing a discharge mode for the deteriorated toner, and the occurrence of problems such as toner scattering and scumming can be suppressed. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus.
本発明は、上記目的を達成するために、現像ローラ上の現像剤からトナーを剥離して回収する手段と、回収されたトナーを蓄える手段とを設け、現像装置内を循環するトナーの総量を可変とする方式とした。
すなわち、低画像面積出力時には、ストレスを受けたトナーを溜め込みながら新規トナーを補給し、現像剤の総重量を増やして現像剤中のトナーストレスを下げ、逆に高画像面積出力時には、低画像面積時に回収した既にストレスを受けたトナーを優先的に現像に使って総重量を減らすことととした。
これにより、吐き出しモードを設けなくても、画像画像面積に拘わらず現像剤中のトナーのストレスの程度の均一化を図ることができる。
In order to achieve the above object, the present invention is provided with a means for separating and collecting the toner from the developer on the developing roller and a means for storing the collected toner, and the total amount of toner circulating in the developing device is determined. The method is variable.
That is, when outputting a low image area, new toner is replenished while storing stressed toner, and the total weight of the developer is increased to lower the toner stress in the developer. Conversely, when outputting a high image area, the low image area is low. It was decided to reduce the total weight by preferentially using the already stressed toner collected at times for development.
As a result, even if the discharge mode is not provided, the degree of toner stress in the developer can be made uniform regardless of the image area.
具体的には、請求項1記載の発明では、像担持体と、該像担持体を帯電する帯電装置と、前記像担持体の帯電面を露光して静電潜像を形成する露光装置と、トナーとキャリアを含む現像剤を担持すると共に前記静電潜像を前記現像剤中に含まれるトナーにより顕像化する現像剤担持体と、該現像剤担持体に前記現像剤を攪拌しながら供給する現像剤攪拌搬送手段と、新規トナーを前記現像剤攪拌搬送手段に供給するための新規トナー搬送経路とを有する画像形成装置において、前記現像剤担持体上の現像剤からトナーを回収するトナー回収部材と、回収したトナーを前記現像剤攪拌搬送手段に再供給するための回収トナー搬送手段とを有し、単位時間あたりに画像形成に使われるトナー量a[g]に応じて前記回収トナー搬送手段内のトナー重量w[g]を増減させることを特徴とする。 Specifically, in the first aspect of the invention, an image carrier, a charging device that charges the image carrier, and an exposure device that forms an electrostatic latent image by exposing the charged surface of the image carrier. A developer carrying member that carries a developer including toner and a carrier and visualizes the electrostatic latent image with the toner contained in the developer; and stirring the developer on the developer carrying member. A toner that collects toner from the developer on the developer carrying member in an image forming apparatus having a developer agitating and conveying means to be supplied and a new toner conveying path for supplying new toner to the developer agitating and conveying means A collecting member, and a collecting toner conveying unit for re-supplying the collected toner to the developer stirring and conveying unit, and the collecting toner according to a toner amount a [g] used for image formation per unit time. Toner in transport means And wherein the increasing or decreasing the amount w [g].
請求項2記載の発明では、請求項1記載の画像形成装置において、前記回収トナー搬送手段内に入る回収トナー量のMax値[g]をW、制御の基準値をAとするとき、前記回収トナー搬送手段内のトナー重量が0≦w<Wの範囲内であり、かつ単位時間あたりに現像に使われるトナー量a[g]が少ない(a≦A[g])場合には、前記回収トナー搬送手段内のトナー重量が増えることを特徴とする。
請求項3記載の発明では、請求項2記載の画像形成装置において、前記トナー回収部材が、単位時間あたりに前記回収トナー搬送手段に回収するトナー量は、A−a[g]以上であることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, when the Max value [g] of the amount of collected toner entering the collected toner conveying means is W and the reference value for control is A, the collection is performed. When the toner weight in the toner conveying means is in the range of 0 ≦ w <W and the toner amount a [g] used for development per unit time is small (a ≦ A [g]), the recovery is performed. The toner weight in the toner conveying means is increased.
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the second aspect, the amount of toner collected by the collected toner conveying unit per unit time by the toner collecting member is Aa [g] or more. It is characterized by.
請求項4記載の発明では、請求項2又は3記載の画像形成装置において、前記現像剤攪拌搬送手段へのトナーの供給は、全て前記新規トナー搬送経路から行われることを特徴とする。
請求項5記載の発明では、請求項1記載の画像形成装置において、前記回収トナー搬送手段内のトナー重量が0<w≦Wの範囲内であり、かつ単位時間あたりに現像に使われるトナー量a[g]が多い(a>A[g])場合には、前記回収トナー搬送手段内のトナー重量が減ることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the second or third aspect, all of the toner is supplied to the developer agitating / conveying means from the new toner conveying path.
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the toner weight in the collected toner conveying means is in the range of 0 <w ≦ W, and the amount of toner used for development per unit time When a [g] is large (a> A [g]), the weight of toner in the collected toner conveying means is reduced.
請求項6記載の発明では、請求項5記載の画像形成装置において、前記トナー回収部材が、単位時間あたりに前記回収トナー搬送手段に回収するトナー量は0[g]であることを特徴とする。
請求項7記載の発明では、請求項5又は6記載の画像形成装置において、前記現像剤攪拌搬送手段へのトナーの供給は、全て前記回収トナー搬送手段から行われることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the fifth aspect, the amount of toner collected by the collected toner conveying means per unit time by the toner collecting member is 0 [g]. .
According to a seventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the fifth or sixth aspect, the supply of toner to the developer agitating / conveying means is all performed from the collected toner conveying means.
請求項8記載の発明では、請求項5又は6記載の画像形成装置において、前記現像剤攪拌搬送手段へのトナーの供給は、単位時間あたりA[g]を前記新規トナー搬送経路から行い、不足分を前記回収トナー搬送手段から行うことを特徴とする。
請求項9記載の発明では、請求項1記載の画像形成装置において、前記回収トナー搬送手段内のトナー重量がw=Wであり、かつ単位時間あたりに現像に使われるトナー量aが少ない(a≦A)場合には、前記回収トナー搬送手段内のトナー重量は変化しないことを特徴とする。
請求項10記載の発明では、請求項1〜9のいずれかに記載の画像形成装置において、画像1枚のベタ画像のトナー消費量[g]をx、単位時間[s]をT、画像連続出力時に画像1枚印刷するのにかかる時間[t]をtとするとき、制御の基準値であるA[g]は、
0.02・x・T/t≦A≦0.07・x・T/t
を満たすことを特徴とする。
請求項11記載の発明では、請求項1〜10のいずれかに記載の画像形成装置において、前記回収トナー搬送手段がトナー搬送スクリュを有し、該回収トナー搬送手段内のトナー重量の増減は、前記トナー搬送スクリュの回転の制御によって行われることを特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the fifth or sixth aspect, the supply of the toner to the developer agitating / conveying means is performed by performing A [g] per unit time from the new toner conveying path. Minutes from the collected toner conveying means.
According to a ninth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the toner weight in the collected toner conveying means is w = W, and the toner amount a used for development per unit time is small (a In the case of ≦ A), the toner weight in the collected toner conveying means does not change.
According to a tenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to ninth aspects, the toner consumption [g] of a single solid image is x, the unit time [s] is T, and the continuous image When the time [t] required to print one image at the time of output is t, the control reference value A [g] is
0.02 · x · T / t ≦ A ≦ 0.07 · x · T / t
It is characterized by satisfying.
According to an eleventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to tenth aspects, the collected toner conveying means has a toner conveying screw, and the increase / decrease in the toner weight in the collected toner conveying means This is performed by controlling the rotation of the toner conveying screw.
本発明によれば、吐き出しモードを設けなくても、画像画像面積にかかわらず現像剤中のトナーのストレスの程度の均一化を図ることができる。
低画像面積出力時には、現像剤からトナーを分離して回収トナー搬送手段へトナーを蓄積し、その分新規トナーを補給することにより、現像装置内を同じトナーが循環し続けることを防ぐことができる。
現像に使われた分の差分を回収トナー搬送手段へ回収することにより、低画像面積出力時でも常に一定量のトナーをキャリアから分離することができる。
低画像面積の画像出力時でも常に単位時間で所定以上の新規トナーを補給することができる。
高画像面積出力時には、新規トナーの代わりに既にある程度撹拌された回収トナーを補給することにより、トナー飛散や地汚れを抑えることができる。
また、低画像面積時に蓄えられた既に軽度のストレスを受けた回収トナーをトナー消費の多い高画像面積時に補給することにより、ストレスを受けた現像剤を優先的に現像に使うことができ効率がよい。
高画像面積の画像出力時には、ある一定量以上のトナーが現像に使われるため別途回収する必要がない。
高画像面積の画像を出力しているときに、回収トナーを最優先で補給することにより、ストレスを受けたトナーを効率良く現像に使うことができる。
低画像面積の画像出力時でも、容積一杯にトナーが溜まってしまった場合に限り、回収トナー搬送手段に回収した分、新規トナーでなく回収トナーを補給することにより、回収トナー搬送手段からトナーが溢れるのを防ぐことができる。
制御の基準値をユーザーの平均出力画像面積率に設定することにより、無駄なく効率よくトナーを循環させることができる。
トナー回収スクリュの回転回数を制御することにより、容易に回収トナー搬送手段のトナー重量の増減を制御することができる。
According to the present invention, it is possible to equalize the degree of stress of the toner in the developer regardless of the image image area without providing the discharge mode.
When outputting a low image area, it is possible to prevent the same toner from continuing to circulate in the developing device by separating the toner from the developer, accumulating the toner in the collected toner conveying means, and supplying new toner accordingly. .
By collecting the difference of the amount used for development to the collected toner conveying means, it is possible to always separate a certain amount of toner from the carrier even when outputting a low image area.
Even when outputting an image having a low image area, a predetermined amount or more of new toner can be replenished in a unit time.
At the time of outputting a large image area, toner scattering and background contamination can be suppressed by replenishing already collected toner that has been stirred to some extent instead of new toner.
In addition, by replenishing collected toner that has already been subjected to light stress stored at a low image area and at a high image area that consumes a lot of toner, the stressed developer can be preferentially used for development. Good.
When outputting an image with a large image area, a certain amount or more of toner is used for development, so there is no need to collect it separately.
By supplying the collected toner with the highest priority when outputting an image with a large image area, the stressed toner can be used efficiently for development.
Even when an image with a low image area is output, only when the toner has accumulated to the full capacity, the recovered toner transport means replenishes the recovered toner instead of the new toner, so that the toner is recovered from the recovered toner transport means. It can prevent overflow.
By setting the control reference value to the average output image area ratio of the user, the toner can be circulated efficiently without waste.
By controlling the number of rotations of the toner collection screw, it is possible to easily control the increase / decrease in the toner weight of the collected toner conveying means.
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
図1に本実施形態に係る画像形成装置の作像部分の断面図、図2に現像装置の断面図、図3に現像装置の上面図(平面図)を示す。
図1に示すように、本実施形態に係る画像形成装置は、並設された複数の感光体にそれぞれ個別に現像装置4を備え、各感光体上にそれぞれ単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を順次中間転写ベルト上に重ね転写し、最終的にシートに合成カラー画像を一括転写して記録する、いわゆるタンデム型のカラー画像形成装置であり、図1はその作像部分の断面図を示している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view of an image forming portion of the image forming apparatus according to the present embodiment, FIG. 2 is a sectional view of the developing device, and FIG. 3 is a top view (plan view) of the developing device.
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus according to this embodiment includes a developing
構成を説明すると、帯電装置(図では帯電ローラ2a〜d)によって均一に帯電された像担持体としての感光体1a〜dに露光装置3にて光学的に潜像が形成され(書込位置3a〜d)、現像装置4a〜dによってトナーの可視像が形成される。感光体1a〜dに形成されたトナー像は中間転写ベルト転写手段(1次転写ローラ)12a〜dによって中間転写ベルト5上に一旦転写され、レジストローラ対6を経て所定のタイミングで搬送された転写紙に紙転写手段(ニ次転写ローラ7)によって中間転写ベルト5のトナー像が転写紙に転写される。転写紙に転写されたトナー像は定着装置8に搬送され転写紙上のトナー像は熱により定着し、排出される。図中矢印は紙搬送経路を示す。
Explaining the configuration, a latent image is optically formed by the
感光体上の中間転写ベルト5に転写されなかった未転写トナーは感光体クリーニング装置9a〜dによって感光体上から掻き落とされる。感光体上の残留電荷は除電手段(図示せず)により除電され、次の作像動作に備える。
クリーニング装置9a〜dによって掻き落とされた未転写トナーは排トナー搬送経路(図示せず)を通り、そして中間転写ベルト5上の未転写トナーやプロセスコントロール用のパターン像は中間転写クリーニング装置13によって中間転写ベルト5上から掻き落とされ、同じく排トナー搬送経路を通り廃トナー収容容器(図示せず)に収容される。
トナーカートリッジ10a〜dに充填された新規トナーはトナー補給装置11a〜dを通して現像装置4a〜dへ供給される。
Untransferred toner that has not been transferred to the
Untransferred toner scraped off by the cleaning devices 9a to 9d passes through a waste toner conveyance path (not shown), and untransferred toner on the
The new toner filled in the
次に現像装置について図2、3を用いて詳細に説明する。
現像剤担持体としての現像ローラ43は、非磁性体を円筒形に形成したローラの内に複数の磁極が着磁されたマグネットローラを備えている。
現像剤攪拌搬送手段44によって循環しながら混合攪拌されている2成分現像剤は、現像ローラ43内のマグネットの磁力により磁気的に吸着され、現像ローラ43の回転に伴い、現像ローラ43の表面に設けられた図示しない凹凸により搬送される。
現像剤攪拌搬送手段44は、現像剤を攪拌・搬送しながら現像ローラ43に供給する現像剤供給部材としての搬送スクリュ44aと、搬送スクリュ44aに現像剤を受け渡す現像剤攪拌部材としての搬送スクリュ44bとを有している。搬送スクリュ44a、44bの長手方向手前側と奥側には現像剤の受け渡しのための開口(図示せず)が形成されており、現像剤はケーシング内を循環する。
Next, the developing device will be described in detail with reference to FIGS.
The developing
The two-component developer that is mixed and stirred while being circulated by the developer stirring and conveying
The developer agitating / conveying
搬送された現像剤は、現像ローラ43上の現像剤量をある一定量に規制する規制部材45(以下、「現像ドクタ」という)で層厚みを均一にされ、感光体1との対向位置(現像領域)にて感光体1上に現像される。
ここで、感光体1に付着するのはトナーのみであり、現像されなかったトナーおよびトナーを搬送してきたキャリアは現像ローラ43の回転に伴い、トナー回収部材としてのトナー回収ローラ46と対向した位置に至る。
トナー回収ローラ46には電圧が印加され、トナー回収ローラ46は、長手方向で一様にトナーのみを回収する。このトナーの回収は現像ローラ43上のトナーを静電力で引き付けて剥離することによりなされる。
トナー回収ローラ46でも回収されなかったトナーおよびトナーを搬送してきたキャリアは、さらなる現像ローラ43の回転に伴い、現像剤攪拌搬送手段44の搬送スクリュ44aに対向する剤離れ箇所まで搬送され、マグネットローラの反撥極により現像ローラ43表面から引き剥がされ、搬送スクリュ44a上に落ちて攪拌される。
The transported developer is made to have a uniform layer thickness by a regulating member 45 (hereinafter referred to as “developing doctor”) that regulates the amount of developer on the developing
Here, only the toner adheres to the
A voltage is applied to the
The toner that has not been recovered by the
トナー回収ローラ46上に回収されたトナーは、トナー回収ローラ46の回転に伴い、トナー剥がし機構(ここではブレード)47でトナー回収ローラ46から剥がされ、内部にトナー搬送スクリュとしてのトナー回収スクリュ48を有する回収トナー搬送手段49へ運ばれる。
トナー回収ローラ46について、詳細に説明する。トナー回収ローラ46は、磁性キャリアと接し、マグネットローラを含む現像ローラ43近傍に配置させるため、材質は、非磁性材料であるアルミ管を用いている。また、トナー回収ローラ46の設置位置は、平行に配置された現像ローラ43とのクリアランスを、感光体1と現像ローラ43とのクリアランスと同等である0.2〜0.4mmとする。本実施例でのトナー回収は、感光体通過後の現像剤に対して静電的に行う。
原理は、先述の現像装置4a〜dから感光体1へ対して行われる静電力によるトナー供給と同じである。
The toner collected on the
The
The principle is the same as the toner supply by electrostatic force performed from the developing devices 4a to 4d to the
トナー回収ローラ46への面積あたりのトナー付着量は、トナー回収ローラ46へ印加するバイアスと現像装置4の現像ローラ43へ印加するバイアス(以下、「現像バイアス」という)の差に比例して増加する。図7に、トナー回収ローラ46を現像ローラ43の周速度の約2倍で順方向に回転させて、トナー回収ローラ46への印加バイアスを変化させたときのトナー付着量との関係を示す。
図7の直線の傾きは、キャリア種、トナー種、トナー回収ローラの表面性等、組み合わせにより、さまざまな値をとり得る。印加バイアスを振ることにより単位時間あたりに回収したいトナー重量を変えることができる。本実施例では図7の現像剤Aを用いた。
本実施例では、トナー回収ローラ46と現像ローラ43の2本のローラを順方向に速度差を持たせて回収させているが、トナー回収ローラ46をカウンタ方向に回転させて回収させる方法もある。
また本実施例では、トナー回収ローラ46の表面に付着したトナーを剥がす機構47として、エッジ当接させたブレードによる掻き取りを図示したが、他にもブラシローラやスクレーパなどで物理的に掻き取る機構、または、トナー回収ローラ46に印加するバイアスを変化させ、静電的な吸着力を変化させて、引き剥がし、回収する機構が挙げられる。
The toner adhesion amount per area on the
The slope of the straight line in FIG. 7 can take various values depending on combinations such as carrier type, toner type, and surface property of the toner collecting roller. By changing the applied bias, the toner weight desired to be collected per unit time can be changed. In this embodiment, the developer A shown in FIG. 7 was used.
In this embodiment, the two
In this embodiment, the
回収トナー搬送手段49に回収されたトナーは、図3に示すように、トナー回収スクリュ48にて矢印R方向に搬送され、重力により搬送スクリュ44bの搬送路に補給される。この補給位置は、新規トナー搬送経路11からの新規トナーの補給位置と同じである。
トナー回収スクリュ48の回転量を制御することにより、回収トナーの補給量(既にストレスを受けている回収トナーの回収トナー搬送手段49からの放出量)を調整することができる。
本実施例では、現像装置4内部に回収トナー搬送手段49を設けているが、現像装置4外部に設置しても良い。その場合、回収トナーの補給はモーノポンプ等を用いればよい。
As shown in FIG. 3, the toner collected by the collected
By controlling the rotation amount of the
In this embodiment, the collected
次に、トナーの回収・補給制御について、図4を参照して説明する。
単位時間T[s]周期で制御を行う場合を考える。ある時点でのT[s]間のトナー消費量の積算をan[g]としたとき、この値に応じて、T[s]あたりのトナー回収量bn[g]、新規トナー(NEWトナー)補給量cn[g]、回収トナー補給量dn[g]は次のように決めた。
[an≦A 現像で消費されるトナーが少ない(低画像面積の)とき]
bn=A−an+α
cn=A
dn=α
αは0以上の任意の値である。今回の実験ではα=0とした。
よって、回収トナー搬送手段では単位時間あたりΔw=bn−dn=A−an[g]分のトナーが増加することになる。
[an>A 現像で消費されるトナーが多い(高画像面積の)とき]
bn=β
cn=γ
dn=an−γ+β
β、γは0以上の任意の値である。今回の実験ではβ=0とした。
γは回収トナー搬送手段内のトナー重量に応じて可変にした。トナー重量が少ないときにはγ=Aとし、現像剤中に新規トナーを定期的に補給することとし、またトナー重量が多いときにはγ=0とし、回収トナー搬送手段49内にトナーが溜まりすぎないよう調整した。回収トナー搬送手段からは単位時間あたりΔw=dn−bn=an−γ[g]分のトナーが減少することとなる。
Next, toner collection / replenishment control will be described with reference to FIG.
Consider a case where control is performed in a unit time T [s] cycle. When the accumulated toner consumption during T [s] at a certain point was a n [g], depending on the value, T toner recovery amount per [s] b n [g] , the new toner (NEW Toner) replenishment amount c n [g] and recovered toner replenishment amount d n [g] were determined as follows.
[A n ≦ A When toner consumed in development is small (low image area)]
b n = A−a n + α
c n = A
d n = α
α is an arbitrary value of 0 or more. In this experiment, α = 0.
Therefore, in the collected toner conveying means, the toner of Δw = b n −d n = A−a n [g] per unit time increases.
[A n > A When a lot of toner is consumed in development (high image area)]
b n = β
c n = γ
d n = a n −γ + β
β and γ are arbitrary values of 0 or more. In this experiment, β = 0.
γ was made variable according to the toner weight in the collected toner conveying means. Γ = A when the toner weight is small, and new toner is periodically replenished in the developer, and γ = 0 when the toner weight is large, so that the toner does not collect too much in the collected
ここでAはT[s]間で現像で消費されるトナー重量の平均を想定している。
ユーザーが出力する画像面積率の統計結果(図5)をみると、画像面積率3〜7%付近にピークを持っていることが分かる。
画像面積率y%のときT[s]あたりに消費するトナー重量は
y・x・T/t[g]
である。
ここで、xは画像1枚のベタ画像のトナー消費量[g]、tは画像連続出力時に画像1枚印刷するのにかかる時間[t]である。
ユーザーの使用目的によって出力する画像面積率は変化する(高速機では画像面積が大きめの画像が出力されやすい等)ため、幅をもたせて
0.03・x・T/t≦A≦0.07・x・T/t
の範囲でAを決めることとする。
今回はA4ヨコで30枚/分、全ベタ時の単位面積あたりの付着量が0.45mg/cm2の複写機にて実験を行った。制御周期を画像10枚出力にかかる時間とし、Aを以下のように決定した。
t=2[s]、x=0.45・20・29=0.26[g]、T=20[s]、y=5[%]
A=0.05・0.26・20/2=0.13[g]
anの検知方法は、今回は画像面積率から行った。
an=(単位時間Ts間に出力されたの画像面積率の和)・x/2
の式より算出した。
Here, A is assumed to be the average of the toner weight consumed in development during T [s].
From the statistical result of the image area ratio output by the user (FIG. 5), it can be seen that the image area ratio has a peak in the vicinity of 3 to 7%.
When the image area ratio is y%, the toner weight consumed per T [s] is y · x · T / t [g].
It is.
Here, x is the toner consumption [g] of a single solid image, and t is the time [t] required to print one image during continuous image output.
Since the image area ratio to be output varies depending on the purpose of use of the user (such as images with a large image area are likely to be output on a high-speed machine), a width of 0.03 · x · T / t ≦ A ≦ 0.07・ X ・ T / t
A is determined within the range of
This time, the experiment was conducted with a copying machine with 30 sheets / min at A4 horizontal and a deposit amount of 0.45 mg /
t = 2 [s], x = 0.45.20.29 = 0.26 [g], T = 20 [s], y = 5 [%]
A = 0.05 · 0.26 · 20/2 = 0.13 [g]
method of detecting a n have now went from the image area ratio.
a n = (sum of image area ratios output during unit time Ts) · x / 2
It was calculated from the following formula.
上記の方法以外にも、トナー濃度センサでトナー濃度を検知しトナー消費量を割り出すという方法を用いてもよい。
上記は回収トナー搬送手段内に十分に回収トナーがある場合の制御である。
回収トナーがまったくない場合、補給トナーはもちろん全部新規トナーから行った。
[an≦A 現像で消費されるトナーが少ない(低画像面積の)とき]
bn=A−an+α
cn=A+α
dn=0
[an>A 現像で消費されるトナーが多い(高画像面積の)とき]
bn=β
cn=an+β
dn=0
In addition to the above method, a method in which the toner concentration is detected by a toner concentration sensor and the toner consumption amount is calculated may be used.
The above is the control when there is sufficient recovered toner in the recovered toner conveying means.
When there was no recovered toner, all of the replenishing toner was of course fresh.
[A n ≦ A When toner consumed in development is small (low image area)]
b n = A−a n + α
c n = A + α
d n = 0
[A n > A When a lot of toner is consumed in development (high image area)]
b n = β
c n = a n + β
d n = 0
また、逆に搬送経路が回収トナーで一杯の場合は、
[an≦A 現像で消費されるトナーが少ない(低画像面積の)とき]
bn=A−an+α
cn=0
dn=A+α
[an>A 現像で消費されるトナーが多い(高画像面積の)とき]
bn=β
cn=0
dn=an+β
にしたがって補給・回収制御を行った。
回収トナー搬送手段内の回収トナー量の検知は、満杯検知用、空検知用とで取り付け高さを変えた2つの光学センサを用いて行った。
Conversely, if the transport path is full of collected toner,
[A n ≦ A When toner consumed in development is small (low image area)]
b n = A−a n + α
c n = 0
d n = A + α
[A n > A When a lot of toner is consumed in development (high image area)]
b n = β
c n = 0
d n = a n + β
Replenishment / recovery control was performed according to
Detection of the amount of collected toner in the collected toner conveying means was performed using two optical sensors with different mounting heights for full detection and empty detection.
図6は画像面積率1%の画像を2K(K=1000)、ベタ画像を20枚を連続して印刷した際のトナー帯電量分布の経時変化である。帯電分布の測定は細川ミクロン社製E−spartアナライザーを用いた。
図6(a)は比較例(従来2軸現像器)の結果、同6(b)は本実施例の結果をそれぞれ示す。
比較例では攪拌時間に伴って帯電量分布が強帯電や弱帯電側へ画像によりシフトしているのに対し、本実施例ではトナーの帯電量分布が安定しており、トナー劣化低減効果が認められる。
FIG. 6 shows the change over time in the toner charge amount distribution when 2K (K = 1000) images with an image area ratio of 1% and 20 solid images were continuously printed. The charge distribution was measured using an E-spart analyzer manufactured by Hosokawa Micron.
FIG. 6A shows the result of the comparative example (conventional biaxial developing device), and FIG. 6B shows the result of this embodiment.
In the comparative example, the charge amount distribution is shifted to the strong charge or weak charge side by the image with the stirring time, whereas in this example, the toner charge amount distribution is stable, and the toner deterioration reduction effect is recognized. It is done.
1 像担持体としての感光体
2 帯電装置
3 露光装置
11 新規トナー搬送経路
43 現像剤担持体としての現像ローラ
44 現像剤攪拌搬送手段
46 トナー回収部材としてのトナー回収ローラ
49 回収トナー搬送手段
48 トナー搬送スクリュとしてのトナー回収スクリュ
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記現像剤担持体上の現像剤からトナーを回収するトナー回収部材と、回収したトナーを前記現像剤攪拌搬送手段に再供給するための回収トナー搬送手段とを有し、
単位時間あたりに画像形成に使われるトナー量a[g]に応じて前記回収トナー搬送手段内のトナー重量w[g]を増減させることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier, a charging device that charges the image carrier, an exposure device that exposes a charged surface of the image carrier to form an electrostatic latent image, and a developer containing toner and a carrier and the developer A developer carrying member that visualizes an electrostatic latent image with toner contained in the developer, developer stirring and conveying means for feeding the developer while stirring the developer carrying member; In an image forming apparatus having a new toner conveyance path for supplying the developer agitating and conveying means,
A toner collecting member for collecting toner from the developer on the developer carrying member, and a collected toner conveying means for re-supplying the collected toner to the developer stirring and conveying means,
An image forming apparatus, wherein the toner weight w [g] in the collected toner conveying means is increased or decreased according to a toner amount a [g] used for image formation per unit time.
前記回収トナー搬送手段内に入る回収トナー量のMax値[g]をW、制御の基準値をAとするとき、
前記回収トナー搬送手段内のトナー重量が0≦w<Wの範囲内であり、かつ単位時間あたりに現像に使われるトナー量a[g]が少ない(a≦A[g])場合には、前記回収トナー搬送手段内のトナー重量が増えることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
When the Max value [g] of the collected toner amount entering the collected toner conveying means is W and the control reference value is A,
When the toner weight in the collected toner conveying means is in the range of 0 ≦ w <W and the amount of toner a [g] used for development per unit time is small (a ≦ A [g]), An image forming apparatus characterized in that the toner weight in the collected toner conveying means increases.
前記トナー回収部材が、単位時間あたりに前記回収トナー搬送手段に回収するトナー量は、A−a[g]以上であることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 2.
An image forming apparatus, wherein the amount of toner collected by the toner collecting member per unit time by the toner collecting member is Aa [g] or more.
前記現像剤攪拌搬送手段へのトナーの供給は、全て前記新規トナー搬送経路から行われることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 2 or 3,
2. An image forming apparatus according to claim 1, wherein all of the toner is supplied to the developer agitating / conveying means from the new toner conveying path.
前記回収トナー搬送手段内のトナー重量が0<w≦Wの範囲内であり、かつ単位時間あたりに現像に使われるトナー量a[g]が多い(a>A[g])場合には、前記回収トナー搬送手段内のトナー重量が減ることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
When the toner weight in the collected toner conveying means is in the range of 0 <w ≦ W and the toner amount a [g] used for development per unit time is large (a> A [g]) An image forming apparatus characterized in that the toner weight in the collected toner conveying means is reduced.
前記トナー回収部材が、単位時間あたりに前記回収トナー搬送手段に回収するトナー量は0[g]であることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 5.
2. An image forming apparatus according to claim 1, wherein the amount of toner collected by the toner collecting member per unit time is 0 [g].
前記現像剤攪拌搬送手段へのトナーの供給は、全て前記回収トナー搬送手段から行われることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 5 or 6,
2. An image forming apparatus according to claim 1, wherein all of the toner is supplied to the developer agitating / conveying means from the collected toner conveying means.
前記現像剤攪拌搬送手段へのトナーの供給は、単位時間あたりA[g]を前記新規トナー搬送経路から行い、不足分を前記回収トナー搬送手段から行うことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 5 or 6,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the toner is supplied to the developer agitating / conveying means by performing A [g] per unit time from the new toner conveying path and performing the shortage from the recovered toner conveying means.
前記回収トナー搬送手段内のトナー重量がw=Wであり、かつ単位時間あたりに現像に使われるトナー量aが少ない(a≦A)場合には、前記回収トナー搬送手段内のトナー重量は変化しないことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
When the toner weight in the collected toner conveying means is w = W and the toner amount a used for development per unit time is small (a ≦ A), the toner weight in the collected toner conveying means changes. An image forming apparatus characterized by not.
画像1枚のベタ画像のトナー消費量[g]をx、単位時間[s]をT、画像連続出力時に画像1枚印刷するのにかかる時間[t]をtとするとき、制御の基準値であるA[g]は、
0.02・x・T/t≦A≦0.07・x・T/t
を満たすことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1,
Reference value for control when toner consumption [g] of a single solid image is x, unit time [s] is T, and time [t] required to print one image during continuous image output is t A [g] is
0.02 · x · T / t ≦ A ≦ 0.07 · x · T / t
An image forming apparatus characterized by satisfying the above.
前記回収トナー搬送手段がトナー搬送スクリュを有し、該回収トナー搬送手段内のトナー重量の増減は、前記トナー搬送スクリュの回転の制御によって行われることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the collected toner conveying unit includes a toner conveying screw, and the toner weight in the collected toner conveying unit is increased or decreased by controlling rotation of the toner conveying screw.
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---|---|---|---|---|
JPH1026885A (en) * | 1996-07-11 | 1998-01-27 | Canon Inc | Image forming device |
JP2005308861A (en) * | 2004-04-19 | 2005-11-04 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Image forming apparatus |
JP2006201753A (en) * | 2004-12-21 | 2006-08-03 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Image forming apparatus, developing apparatus and fine powder recovery method |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1026885A (en) * | 1996-07-11 | 1998-01-27 | Canon Inc | Image forming device |
JP2005308861A (en) * | 2004-04-19 | 2005-11-04 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Image forming apparatus |
JP2006201753A (en) * | 2004-12-21 | 2006-08-03 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Image forming apparatus, developing apparatus and fine powder recovery method |
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