JP2010060707A - Developing device, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤により画像形成を行う画像形成装置に係わり、特に、トナー濃度を正確に測定できる画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus that forms an image using a two-component developer containing toner and a magnetic carrier, and more particularly to an image forming apparatus that can accurately measure toner density.
従来より、複写機やプリンタなどの画像形成装置として、電子写真方式の画像形成装置が多く使用されている。
電子写真方式の画像形成装置は、感光体(トナー像担持体)の表面に静電潜像を形成する。そして、現像装置から供給されたトナーによって前記静電潜像を現像し、現像されたトナー像を用紙等のシートに転写し定着させる。
2. Description of the Related Art Conventionally, electrophotographic image forming apparatuses are often used as image forming apparatuses such as copying machines and printers.
An electrophotographic image forming apparatus forms an electrostatic latent image on the surface of a photoreceptor (toner image carrier). Then, the electrostatic latent image is developed with toner supplied from a developing device, and the developed toner image is transferred and fixed on a sheet such as paper.
近年、カラー化や高画質化を図る目的で、トナーの帯電安定性に優れる二成分現像剤が現像剤として使用されている。二成分現像剤は、トナーとキャリアとからなり、それらを現像装置内で撹拌することによって、トナーとキャリアとが摩擦し、当該摩擦によって適正に帯電したトナーが得られる。 In recent years, a two-component developer having excellent toner charging stability has been used as a developer for the purpose of achieving color and high image quality. The two-component developer is composed of toner and a carrier, and the toner and the carrier are rubbed by stirring them in the developing device, and a properly charged toner is obtained by the friction.
このような二成分現像剤においては、トナーが消費されると二成分現像剤中のトナー濃度が減少し、画像濃度が低下するため、消費された分のトナーを補給することによってトナー濃度を一定に保つように制御している。
トナー濃度制御方法として、例えば、トナー濃度に応じて変化する二成分現像剤の透磁率を透磁率センサ(トナー濃度センサ)で測定し、その値が一定になるようにトナー補給を行う方法がある。
In such a two-component developer, when the toner is consumed, the toner concentration in the two-component developer is reduced and the image density is lowered. Therefore, the toner concentration is kept constant by replenishing the consumed toner. Control to keep on.
As a toner density control method, for example, there is a method in which the permeability of a two-component developer that changes in accordance with the toner density is measured by a permeability sensor (toner density sensor) and toner is supplied so that the value becomes constant. .
しかし、二成分現像剤の流動性が変化すると透磁率センサの測定値が変動するため、正確にトナー濃度を制御できなくなるという問題があった。 However, when the fluidity of the two-component developer changes, the measured value of the magnetic permeability sensor fluctuates, so that there is a problem that the toner density cannot be accurately controlled.
そこで、前記二成分現像剤の流動性の尺度として圧電体振動子における共振振動の先鋭度を求め、当該先鋭度に基づいて透磁率センサの測定値を補正することにより、前記問題を解決する方法が提案されている(特許文献1参照)。 Accordingly, a method for solving the above-mentioned problem by obtaining the sharpness of resonance vibration in the piezoelectric vibrator as a measure of the fluidity of the two-component developer and correcting the measured value of the magnetic permeability sensor based on the sharpness. Has been proposed (see Patent Document 1).
また、近年においては、画像形成装置の高速化及び小型化が要求されており、二成分現像剤の帯電を迅速且つ充分に行い、二成分現像剤の搬送も迅速に行う必要がある。
そこで、二成分現像剤が循環搬送される経路を形成する2つの二成分現像剤搬送路と、当該二成分現像剤搬送路において二成分現像剤を撹拌しながら搬送する2つの二成分現像剤搬送部材とを備える循環方式の現像装置が画像形成装置に搭載されるようになっている(特許文献2参照)。
Therefore, two two-component developer transport paths that form a path through which the two-component developer is circulated and two two-component developer transports that transport the two-component developer while stirring in the two-component developer transport path. A circulation type developing device including a member is mounted on the image forming apparatus (see Patent Document 2).
上記循環方式の現像装置においては、現像装置を小型化できるメリットがある反面、透磁率センサでトナー濃度を測定するためのスペースに制限があり、二成分現像剤の流動性を一定に保ちながら透磁率を測定することは難しい。 The circulation type developing device has an advantage that the developing device can be downsized, but there is a limit to a space for measuring the toner concentration with a magnetic permeability sensor, and the fluidity of the two-component developer is kept constant while keeping the fluidity constant. It is difficult to measure magnetic susceptibility.
特に小粒径トナーと小粒径キャリアからなる二成分現像剤を用いて、印字率の小さな画像を多数枚連続して印刷した場合には、トナー表面に添加された流動性向上剤がトナー樹脂中に埋没して、二成分現像剤の流動性が極端に低下(デベモコ現象)する。 In particular, when using a two-component developer composed of a toner having a small particle size and a carrier having a small particle size and printing a large number of images with a small printing rate, the fluidity improver added to the toner surface is a toner resin. The fluidity of the two-component developer is extremely lowered (debemoco phenomenon).
しかし、特許文献1に開示の方法では、このように二成分現像剤の流動性が極端に低下した場合には、透磁率センサ表面を流れる二成分現像剤、即ち、測定対象となる二成分現像剤の流れが不規則になる。 However, in the method disclosed in Patent Document 1, when the fluidity of the two-component developer is extremely lowered as described above, the two-component developer flowing on the surface of the magnetic permeability sensor, that is, the two-component development to be measured. The agent flow becomes irregular.
その結果、二成分現像剤内部に空洞が生じ、二成分現像剤の透磁率が低く測定される。
それ故、二成分現像剤のトナー濃度が実際の値よりも低く測定され、トナー濃度の適正値を大幅に超えるトナーが補給されるといった問題があった。
As a result, a cavity is generated inside the two-component developer, and the permeability of the two-component developer is measured low.
Therefore, there is a problem that the toner concentration of the two-component developer is measured lower than the actual value, and toner that greatly exceeds the appropriate value of the toner concentration is supplied.
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、二成分現像剤の流動性が極端に低くなる場合であっても、トナー濃度を正確に測定し、適量トナーを補給することができる現像装置、及び、当該現像装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and even when the fluidity of a two-component developer becomes extremely low, development capable of accurately measuring the toner concentration and supplying an appropriate amount of toner. It is an object of the present invention to provide an apparatus and an image forming apparatus including the developing device.
第1の技術手段は、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を現像槽内に収納し、当該二成分現像剤を静電潜像が形成された感光体へ供給する現像装置において、前記現像槽内の二成分現像剤のトナー濃度を測定する透磁率センサと、前記透磁率センサによってトナー濃度を測定する際に、前記二成分現像剤に振動を与える超音波振動素子とを備えたことを特徴とする現像装置である。 A first technical means is a developing device that stores a two-component developer containing toner and a magnetic carrier in a developing tank and supplies the two-component developer to a photoreceptor on which an electrostatic latent image is formed. A magnetic permeability sensor that measures the toner concentration of the two-component developer in the developing tank, and an ultrasonic vibration element that vibrates the two-component developer when the toner concentration is measured by the magnetic permeability sensor. Is a developing device.
第2の技術手段は、第1の技術手段において、前記現像槽内は、仕切り壁によって区画されて、当該仕切り壁の両端において連通した第1及び第2搬送路が形成され、当該第1及び第2搬送路の内部に、互いに搬送方向が逆方向の第1及び第2搬送部材が設けられ、前記第1及び第2搬送部材は、前記第1搬送路の上流側から供給されたトナー及び前記第1及び第2搬送路内の二成分現像剤を撹拌しながら循環搬送し、前記第2搬送路から二成分現像剤が前記感光体に供給され、前記透磁率センサ及び前記超音波振動素子は、前記第2搬送路に配設されていることを特徴とする。 According to a second technical means, in the first technical means, the inside of the developing tank is partitioned by a partition wall, and first and second transport paths communicating at both ends of the partition wall are formed. First and second transport members whose transport directions are opposite to each other are provided inside the second transport path, and the first and second transport members include toner supplied from the upstream side of the first transport path, and The two-component developer in the first and second conveyance paths is circulated and conveyed while stirring, and the two-component developer is supplied to the photoconductor from the second conveyance path, and the magnetic permeability sensor and the ultrasonic vibration element Is arranged in the second transport path.
第3の技術手段は、第1又は第2の技術手段において、前記透磁率センサは、前記第2搬送部材の鉛直方向下方の現像槽底面に配設され、前記超音波振動素子は、前記第2搬送部材の水平方向横側の仕切り壁に配設されていることを特徴とする。 According to a third technical means, in the first or second technical means, the magnetic permeability sensor is disposed on a bottom surface of the developing tank vertically below the second conveying member, and the ultrasonic vibration element is the first vibration means. It is arranged on the partition wall on the horizontal side of the two conveying members.
第4の技術手段は、第1〜第3のいずれかの技術手段において、前記超音波振動素子において前記二成分現像剤に接する振動面の幅は、前記透磁率センサにおいて前記二成分現像剤に接するセンサ面の幅の3倍以下であることを特徴とする。 According to a fourth technical means, in any one of the first to third technical means, the width of the vibration surface in contact with the two-component developer in the ultrasonic vibration element is equal to the two-component developer in the magnetic permeability sensor. It is characterized by being 3 times or less the width of the sensor surface in contact.
第5の技術手段は、第1〜第4のいずれかの技術手段において、前記超音波振動素子の出力が、5W以上30W以下であることを特徴とする。 According to a fifth technical means, in any one of the first to fourth technical means, an output of the ultrasonic vibration element is 5 W or more and 30 W or less.
第6の技術手段は、第1〜第5のいずれかの技術手段において、前記超音波振動素子による振動周波数が、20KHz以上500KHz以下であることを特徴とする。 According to a sixth technical means, in any one of the first to fifth technical means, a vibration frequency by the ultrasonic vibration element is 20 KHz or more and 500 KHz or less.
第7の技術手段は、第1〜第6のいずれかの技術手段において、前記超音波振動素子は、前記透磁率センサに対して前記二成分現像剤が搬送される方向の上流側に配設されていることを特徴とする。 A seventh technical means is any one of the first to sixth technical means, wherein the ultrasonic vibration element is disposed upstream of the magnetic permeability sensor in the direction in which the two-component developer is conveyed. It is characterized by being.
第8の技術手段は、第1〜第7のいずれかの技術手段において、前記前記透磁率センサは、前記二成分現像剤が搬送される方向の最下流側に配設されていることを特徴とする。 An eighth technical means is any one of the first to seventh technical means, wherein the magnetic permeability sensor is disposed on the most downstream side in the direction in which the two-component developer is conveyed. And
第9の技術手段は、第1〜第8のいずれかの技術手段の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置である。 A ninth technical means is an image forming apparatus comprising the developing device of any one of the first to eighth technical means.
本発明により、二成分現像剤の流動性が極端に低くなる場合であっても、超音波振動素子から発せられる超音波振動により、二成分現像剤が微小振動を起こすことによって流動性が高まり二成分現像剤の空洞化が抑えられる。
その結果、透磁率センサ表面の二成分現像剤のかさ密度が安定し、トナー濃度を高精度に測定することができるので、トナー濃度制御が安定し、カブリのない印刷画像を得ることができる。
According to the present invention, even when the fluidity of the two-component developer becomes extremely low, the fluidity is increased by causing the micro-vibration of the two-component developer by the ultrasonic vibration generated from the ultrasonic vibration element. Cavity of the component developer is suppressed.
As a result, the bulk density of the two-component developer on the surface of the magnetic permeability sensor is stabilized and the toner density can be measured with high accuracy, so that the toner density control is stable and a print image free from fogging can be obtained.
まず、本発明に係わる現像装置を備える画像形成装置について説明する。
図1は、画像形成装置100の内部構成を示す模式図で、画像形成装置100は、図示しない情報処理装置などが出力した印刷ジョブ(画像データ)などに応じて、所定のシート(印刷用紙)に対して多色又は単色の画像を形成するものである。
First, an image forming apparatus provided with a developing device according to the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an internal configuration of the
1は、画像形成装置100の下部に設けられた露光ユニットで、LDが出射したレーザ光により、帯電された感光体ドラム2を光走査することで、入力された画像データに応じた静電潜像を感光体ドラム2上に形成する。
Reference numeral 1 denotes an exposure unit provided in the lower part of the
3は、感光体ドラム2の近傍に設けられた現像装置で、感光体ドラム2上に形成された静電潜像をK、C、M、Yのトナーにより顕像化する。 A developing device 3 is provided in the vicinity of the photosensitive drum 2 and visualizes the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 2 with K, C, M, and Y toners.
4は、感光体ドラム2の近傍に設けられたクリーナユニットで、現像・画像転写後における感光体ドラム2上の表面に残留したトナーを除去・回収する。
5は、感光体ドラム2の近傍に設けられた帯電器で、感光体ドラム2の表面を所定の電位に均一に帯電させる。
6は、現像装置3に補給するトナーを収納するためのトナー収納器(トナーホッパー)である。
A cleaner unit 4 is provided in the vicinity of the photosensitive drum 2 and removes and collects toner remaining on the surface of the photosensitive drum 2 after development and image transfer.
Reference numeral 5 denotes a charger provided in the vicinity of the photosensitive drum 2, which uniformly charges the surface of the photosensitive drum 2 to a predetermined potential.
Reference numeral 6 denotes a toner container (toner hopper) for storing toner to be supplied to the developing device 3.
なお、画像形成装置100において扱われる画像データは、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、感光体ドラム2(2a、2b、2c、2d)、現像装置3(3a、3b、3c、3d)、クリーナユニット4(4a、4b、4c、4d)、帯電器5(5a、5b、5c、5d)、トナーホッパー6(6a、6b、6c、6d)は各色に応じた4種類の潜像を形成するように、それぞれ4個ずつ設けられている。そして、それぞれaがブラックに、bがシアンに、cがマゼンタに、dがイエローに対応し、4つの画像ステーションが構成されている。
Note that image data handled in the
7は、感光体ドラム2の上方に配設されている中間転写ベルトユニットで、後述の中間転写ベルト70、中間転写ベルト駆動ローラ71、中間転写ベルト従動ローラ72、中間転写ベルトテンション機構73、中間転写ローラ74(74a、74b、74c、74d)、及び、中間転写ベルトクリーニングユニット75から構成される。中間転写ベルト駆動ローラ71、中間転写ベルト従動ローラ72、中間転写ベルトテンション機構73、中間転写ローラ74は、中間転写ベルト70を張架し、矢印B方向に回転駆動させるものである。
中間転写ベルト70は、感光体ドラム2に接触するように設けられ、感光体ドラム2に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト70に順次的に重ねて転写することによって、中間転写ベルト70上にカラーのトナー像(多色トナー像)を形成する機能を有している。
The
感光体ドラム2から中間転写ベルト70へのトナー像の転写は、中間転写ベルト70の裏側に接触している中間転写ローラ74によって行われる。中間転写ローラ74は、中間転写ベルトユニット7の中間転写ベルトテンション機構73の中間転写ローラ取付部に回転可能に支持されており、感光体ドラム2のトナー像を、中間転写ベルト70上に転写するための転写バイアスを与えるものである。
The transfer of the toner image from the photosensitive drum 2 to the
このようにして、形成されたトナー像は、用紙と中間転写ベルト70の接触位置に配設される、転写ローラ9によって用紙上に転写される。
The toner image thus formed is transferred onto the sheet by the transfer roller 9 disposed at the contact position between the sheet and the
また、感光体ドラム2との接触により中間転写ベルト70に付着したトナー、もしくは、転写ローラ9によって用紙上に転写が行われず中間転写ベルト70上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるので、中間転写ベルトクリーニングユニット75によって除去・回収される。中間転写ベルトクリーニングユニット75には、中間転写ベルト70に接触する例えばクリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられており、クリーニングブレードが接触する部位の中間転写ベルト70は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ72で支持されている。
Further, the toner adhering to the
8は、用紙搬送路によって搬送されるシートをいったん保持するレジストローラで、感光体ドラム2上のトナー像の先端とシートの先端を合わせるタイミングでシートを転写ローラ9に搬送する機能を有している。 Reference numeral 8 denotes a registration roller that temporarily holds the sheet conveyed by the sheet conveyance path, and has a function of conveying the sheet to the transfer roller 9 at a timing when the leading edge of the toner image on the photosensitive drum 2 and the leading edge of the sheet are aligned. Yes.
10は、定着ユニットで、加圧ローラ10aと共にシートを熱圧着することにより、シートに転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、シートに対して熱定着させる機能を有するヒートローラ10b等を備えており、加圧ローラ10a及びヒートローラ10bは、シートを挟んで回転する。
A fixing
11は、露光ユニット1の下側に設けられ、画像形成に使用するシートを蓄積する給紙トレイである。
Sは、略垂直形状の用紙搬送路で、用紙搬送路Sの近傍には、レジストローラ8、転写ローラ9、加圧ローラ10a、ヒートローラ10b、ピックアップローラ(12−1、12−2)、搬送ローラ(13−1〜13−8)等が設けられている。なお、14は、画像形成装置100の上部に設けられ、印字済みのシートをフェイスダウンで載置する排紙トレイである。
S is a substantially vertical sheet conveyance path, and in the vicinity of the sheet conveyance path S, a registration roller 8, a transfer roller 9, a
ピックアップローラ12−1は、給紙トレイ11の端部に備えられ、給紙トレイ11から、シートを1枚毎に用紙搬送路Sに供給する呼び込みローラである。ピックアップローラ12−2は、手差しトレイ15から、シートを1枚毎に用紙搬送路Sに供給する呼び込みローラである。
搬送ローラ13は、シートの搬送を促進・補助するための小型ローラであり、用紙搬送路Sに沿って複数設けられている。
The pickup roller 12-1 is a pull-in roller that is provided at the end of the
The
なお、多色トナー像の定着後のシートは、搬送ローラ13−2、13−3によって用紙搬送路Sの反転排紙経路に搬送され、反転された状態で(多色トナー像を下側に向けて)、排紙トレイ13上に排出されるようになっている。
The sheet on which the multicolor toner image has been fixed is conveyed to the reverse paper discharge path of the paper conveyance path S by the conveyance rollers 13-2 and 13-3, and in a reversed state (the multicolor toner image is placed on the lower side). Toward the
(現像装置の構成)
次に、画像形成装置100に備えられている現像装置3の詳細について説明する。
図2は、本実施形態に係る現像装置3の断面図である。
現像装置3は、感光体ドラム2と対向するように配置された現像ローラ31によって感光体ドラム2の表面に二成分現像剤(トナー)を供給して、感光体ドラム2の表面に形成された静電潜像を顕像化(現像)する装置である。
(Configuration of developing device)
Next, details of the developing device 3 provided in the
FIG. 2 is a cross-sectional view of the developing device 3 according to the present embodiment.
The developing device 3 is formed on the surface of the photosensitive drum 2 by supplying a two-component developer (toner) to the surface of the photosensitive drum 2 by a developing
現像ローラ31は、回転するマグネットローラであり、現像槽32の二成分現像剤を表面に汲み上げて担持し、表面に担持している二成分現像剤に含まれるトナーを感光体ドラム2に供給するものである。
現像槽32は、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を収容する。なお、前記キャリアは、磁性を有する磁性キャリアである。
The developing
The developing
33は、現像ローラ31の表面に近接する位置に配設されたドクターブレードで、現像ローラ31に担持されるトナー層の厚さを規制する。
A
34は、現像槽32の上側に取り付けられた、現像槽32をカバーする現像槽カバーであり、取り外し可能である。なお、現像槽カバー34には、現像槽32に、図1に示したトナーホッパー6に収納された未使用トナーを補給するためのトナー補給口(後述)が形成されている。
35は、第1搬送部材、36は、第2搬送部材で、現像槽32において二成分現像剤を撹拌及び搬送するための螺旋状の搬送羽根からなるスクリューオーガである。各搬送部材(35、36)は、モータ等の駆動手段(図示せず)によって軸が回転駆動することによって、二成分現像剤を撹拌すると共に搬送する。
第1及び第2搬送部材(35、36)は、互いの周面同士が仕切り壁(仕切り板)37を介して対向するように且つ互いの軸同士が平行になるように並列され、互いに逆方向に回転するように設定されている。 The first and second transport members (35, 36) are arranged in parallel so that their peripheral surfaces face each other via a partition wall (partition plate) 37 and their axes are parallel to each other, and are opposite to each other. It is set to rotate in the direction.
38は、二成分現像剤のトナー濃度を測定(検知)する透磁率センサで、例えば、第2搬送部材36の鉛直(垂直)方向下方の現像槽32底面に配設され、センサ面が現像槽32の内部に露出するように設けられる。
A
39は、透磁率センサ38によってトナー濃度を測定する際に、二成分現像剤に超音波振動を及ぼす超音波振動素子で、例えば、第2搬送部材36の水平方向横側の仕切り壁37に配設され、振動面が現像槽32の内部に露出するように設けられる。
超音波振動素子39の動作によって、二成分現像剤に超音波振動が及ぶ。その結果、二成分現像剤中に発生する空洞を消滅させ、当該二成分現像剤の流動性が低下するのを阻止することができる。
The ultrasonic vibration is applied to the two-component developer by the operation of the
図3は、図2に示した現像装置3の(A−A´)の矢指断面図、図4は、同(B−B´)の矢指断面図である。
第1搬送部材35は、図3に示されるX方向に二成分現像剤を搬送し、第2搬送部材36は、X方向とは逆のY方向に二成分現像剤を搬送する。
3 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of the developing device 3 shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line B-B ′.
The first conveying
現像槽32には、第1及び第2搬送部材(35、36)との間に仕切り壁37が配設される。
仕切り壁37は、第1及び第2搬送部材(35、36)の各軸方向(各回転軸方向)に平行に延設されている。
現像槽32の内部は、仕切り壁37によって区画され、仕切り壁37の両端において連通した第1及び第2搬送路(P、Q)が形成され、第1及び第2搬送路(P、Q)の内部に、互いに搬送方向が逆方向の第1搬送部材35及び第2搬送部材36が設けられている。
A
The
The inside of the developing
また、仕切り壁37は、第1及び第2搬送部材(35、36)の各軸方向の両端部において、現像槽32の内側の壁面から離間して配置されている。これにより、現像槽32には、第1及び第2搬送部材(35、36)の各軸方向の両端部付近において、第1搬送路Pと第2搬送路Qとを連通する連通路が形成されている。
以下の説明では、図3に示されるように、X方向側に形成されている連通路を第1連通路a、Y方向側に形成されている連通路を第2連通路bと称する。
The
In the following description, as shown in FIG. 3, the communication path formed on the X direction side is referred to as a first communication path a, and the communication path formed on the Y direction side is referred to as a second communication path b.
第1及び第2搬送部材(35、36)は、モータ等の駆動手段(図示せず)によって回転駆動し、第1搬送路Pの上流側から供給されたトナー及び第1及び第2搬送路(P、Q)内の二成分現像剤を撹拌しながら循環搬送する。
具体的には、二成分現像剤は、第1搬送路Pにおいて、第1搬送部材35によって撹拌されながらX方向へ搬送され、第1連通路aに到達する。第1連通路aに到達した二成分現像剤は、第1連通路aを通過して第2搬送路Qへ搬送される。
The first and second transport members (35, 36) are rotationally driven by driving means (not shown) such as a motor, and the toner supplied from the upstream side of the first transport path P and the first and second transport paths. The two-component developer in (P, Q) is circulated and conveyed while stirring.
Specifically, the two-component developer is transported in the X direction while being stirred by the
第2搬送路Qに搬送された二成分現像剤は、第2搬送部材36によって撹拌されながらY方向へ搬送され、第2連通路bに到達する。そして、第2連通路bに到達した二成分現像剤は、第2連通路bを通過して第1搬送路Pへ搬送される。
The two-component developer transported to the second transport path Q is transported in the Y direction while being stirred by the
即ち、第1搬送部材35と第2搬送部材36とは、互いに逆方向に二成分現像剤を撹拌しながら搬送している。
このようにして、二成分現像剤は、現像槽32において、第1搬送路Pと第1連通路aと第2搬送路Qと第2連通路bとをこの順序で、循環移動する。
That is, the
In this manner, the two-component developer circulates in the developing
そして、二成分現像剤は、第2搬送路Qにおいて搬送されている間に、現像ローラ31の回転によって、現像ローラ31の表面に担持されて汲み上げられ、汲み上げられた二成分現像剤中のトナーが感光体ドラム2に供給され、順次消費されていく。
The two-component developer is carried on the surface of the developing
また、消費されたトナーを補うべく、補給用のトナーがトナーホッパー6からトナー補給口34a(点線参照)を介して第1搬送路Pへ補給される。なお、トナー補給口34aは、第1搬送路P内の領域であり且つ第2連通路bよりもX方向側の位置に形成されているので、第1搬送路Pにおいて、第2連通路bの下流側にトナーが補給されることになる。
In addition, in order to supplement the consumed toner, replenishment toner is replenished from the toner hopper 6 to the first transport path P through the
図5及び図6は、図4において、現像装置3においてデベモコ現象により流動性が極端に低下した二成分現像剤が、第2搬送部材36により搬送される様子を示す概念図であり、図5は、超音波振動素子39が作動していない状態を示し、図6は、超音波振動素子39が作動している状態を示す。
5 and 6 are conceptual diagrams showing a state in which the two-component developer whose fluidity is extremely lowered due to the debemoco phenomenon in the developing device 3 in FIG. 4 is transported by the
図5に示すように、超音波振動素子39が作動していない状態においては、流動性の低下した二成分現像剤の内部に空洞ができる(かさ密度が低くなる)ため、現像剤面Dは高くなる。
しかし、図6に示すように、超音波振動素子39が作動している状態においては、超音波振動素子39から発する超音波振動により、周辺の二成分現像剤の流動性は向上するので、現像剤面Dは低くなる。その結果、透磁率センサ38は、二成分現像剤のかさ密度に影響されず、安定したトナー濃度を測定できる。
As shown in FIG. 5, in the state where the
However, as shown in FIG. 6, in the state where the
図7は、本発明に係わる画像形成装置100の機能ブロック図である。
101は、ネットワークI/Fで、ネットワークNに対するインターフェイス機能を提供し、当該ネットワークNに接続しているPC(図示しない)等とデータ送受信を実行する。
102は、画像形成装置100を操作するための操作パネルで、タッチパネル、テンキー等から構成されている。
FIG. 7 is a functional block diagram of the
An
103は、画像形成機能を備えた画像形成部で、感光体ドラム2、現像装置3(透磁率センサ38、超音波振動素子39等)、中間転写ベルトユニット7、定着ユニット10等から構成される。
An
透磁率センサ38は、制御電圧の印加を受けてトナー濃度の測定結果を出力電圧値として出力する型式のセンサである。基本的に出力電圧の中央値近傍の感度がよいため、その付近の出力電圧が得られるような制御電圧が印加される。このような型式の透磁率センサは市販されており、たとえば、TS−L、TS−A、TS−K(いずれも商品名、TDK(株)製)などがある。
The
超音波振動素子39は、例えば、圧電素子であるセラミックス(PZT)を2枚の円環電極で挟み込んで接着したものである。なお、このような振動子は、市販されている。
The
超音波振動素子39に交流電圧を印加すれば、前記セラミックスの伸縮振動が励起する。その結果生じた超音波振動が二成分現像剤に伝播される。振動周波数は、超音波振動素子の厚み及び形状を変えることで変化させることができる。
When an alternating voltage is applied to the
超音波振動素子39には、二成分現像剤中の空洞をなくす超音波振動を発生するのに十分な交流電圧が印可される。
The
このとき、超音波振動素子39の出力は、5W以上30W以下であることが好ましい。5W未満であれば十分な振動を与えることが難しく、30Wを超えると発熱や摩擦により現像剤の凝集や劣化が促進されやすくなるからである。
また、超音波振動素子39が発生する超音波振動の周波数は、20KHz以上500KHz以下であることが好ましい。20KHz未満であれば、不快な音が発生しやすく、500KHzを越えると摩擦による発熱で現像剤の凝集や劣化が促進されやすくなるからである。
At this time, the output of the
The frequency of ultrasonic vibration generated by the
104は、各種制御情報などを記憶するメモリ、105は、PC等が送信した電子データを記録するためのHDDである。
106は、各機能ブロックを制御する制御部で、中央処理装置(CPU、Central Processing Unit)を備えるマイクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどによって構成される制御回路である。
A
107は、振動素子制御部で、超音波振動素子39に印可する電圧値や印可するタイミングを制御する。
例えば、印刷処理が開始すると、制御部106は、第1及び第2搬送部材(35、36)に接続されているモータ(図示しない)の駆動を開始する。
For example, when the printing process starts, the
同時に、透磁率センサ38は、二成分現像剤の透磁率の測定を開始する。それに伴い、振動素子制御部107は、超音波振動素子39に所定の交流電圧を印可する処理を開始する。
前記印刷処理が終了すると、制御部106は、印刷終了処理、例えば、前記モータの駆動処理を終了する。同時に、振動素子制御部107は、超音波振動素子39に交流電圧を印可する処理を終了する。
At the same time, the
When the printing process ends, the
(その他)
超音波振動素子39において二成分現像剤に接する振動面の幅は、透磁率センサ38において二成分現像剤に接するセンサ面の幅の3倍以下とすることが好ましい。
このようにすることで、透磁率センサ38付近の二成分現像剤に対してのみ超音波振動を及ぼすことができるので、摩擦による発熱や磨耗を最小限に抑えることができ、トナー外添剤の埋没や二成分現像剤の劣化を抑えることができる。
(Other)
The width of the vibration surface in contact with the two-component developer in the
In this way, since ultrasonic vibration can be exerted only on the two-component developer near the
透磁率センサ38及び超音波振動素子39は、第2搬送路Qに配設されていればよいが、超音波振動素子39は、透磁率センサ38に対して二成分現像剤が搬送される方向の上流側に配設されることが好ましい。
このようにすることで、超音波振動素子39により流動性が高まった二成分現像剤が、第2搬送部材36の回転に伴って透磁率センサ38のセンサ面に移動するため、低出力で超音波振動素子39を動作させても透磁率センサ38のセンサ面のかさ密度を安定させることができる。
The
In this way, the two-component developer whose fluidity has been increased by the
同じく、透磁率センサ38は、二成分現像剤の搬送方向最下流側に配設されることが好ましい。
このようにすることで、トナーが消費された直後の二成分現像剤のトナー濃度を測定でき、トナー補給量を正確に算出できる。
Similarly, the
By doing so, the toner concentration of the two-component developer immediately after the toner is consumed can be measured, and the toner replenishment amount can be accurately calculated.
100…画像形成装置、1…露光ユニット、2…感光体ドラム、3…現像装置、31…現像ローラ、32…現像槽、33…ドクターブレード、34…現像槽カバー、34a…トナー補給口、35…第1搬送部材、36…第2搬送部材、37…仕切り壁、38…透磁率センサ、39…超音波振動素子、P…第1搬送路、Q…第2搬送路、a…第1連通路、b…第2連通路、4…クリーナユニット、5…帯電器、6…トナーホッパー、7…中間転写ベルトユニット、70…中間転写ベルト、71…中間転写ベルト駆動ローラ、72…中間転写ベルト従動ローラ、73…中間転写ベルトテンション機構、74…中間転写ローラ、75…中間転写ベルトクリーニングユニット、8…レジストローラ、9…転写ローラ、10…定着ユニット、10a…加圧ローラ、10b…ヒートローラ、11…給紙トレイ、12…ピックアップローラ、13…搬送ローラ、14…排紙トレイ、15…手差しトレイ、101…ネットワークI/F、102…操作パネル、103…画像形成部、104…メモリ、105…HDD、106…制御部、107…振動素子制御部。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記現像槽内の二成分現像剤のトナー濃度を測定する透磁率センサと、
前記透磁率センサによってトナー濃度を測定する際に、前記二成分現像剤に振動を与える超音波振動素子とを備えたことを特徴とする現像装置。 In a developing device that stores a two-component developer containing toner and a magnetic carrier in a developing tank and supplies the two-component developer to a photoreceptor on which an electrostatic latent image is formed.
A magnetic permeability sensor for measuring the toner concentration of the two-component developer in the developing tank;
A developing device, comprising: an ultrasonic vibration element that vibrates the two-component developer when the toner concentration is measured by the magnetic permeability sensor.
前記第1及び第2搬送部材は、前記第1搬送路の上流側から供給されたトナー及び前記第1及び第2搬送路内の二成分現像剤を撹拌しながら循環搬送し、前記第2搬送路から二成分現像剤が前記感光体に供給され、
前記透磁率センサ及び前記超音波振動素子は、前記第2搬送路に配設されていることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。 The developing tank is partitioned by a partition wall to form first and second transport paths that communicate with each other at both ends of the partition wall, and the transport directions are opposite to each other inside the first and second transport paths. First and second transport members are provided,
The first and second transport members circulate and transport the toner supplied from the upstream side of the first transport path and the two-component developer in the first and second transport paths while stirring, and the second transport A two-component developer is supplied to the photoconductor from the path,
The developing device according to claim 1, wherein the magnetic permeability sensor and the ultrasonic vibration element are disposed in the second conveyance path.
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2008
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