JP2010113289A - Developing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、現像装置及び画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a developing device and an image forming apparatus.
従来、トナーとキャリアを含む2成分現像剤を供給・排出するようにした、いわゆるトリクル方式の現像装置が公知である。トリクル方式の現像装置では、トナーのみを補給するものと比較して、トナー濃度の高い現像剤が補給される補給直後と、余剰の現像剤が排出される排出直後とで現像剤重量が大きく変動する。このため、透磁率センサで鉄分を含むキャリアの透磁率を検出し、その検出結果に基づいて現像剤重量を算出していたのでは、正確な現像剤重量を得ることは不可能である。 2. Description of the Related Art Conventionally, a so-called trickle type developing device in which a two-component developer including a toner and a carrier is supplied and discharged is known. In a trickle-type developing device, the developer weight varies greatly between immediately after replenishment with a developer having a high toner concentration and immediately after discharge of surplus developer as compared with a replenishment device that replenishes only toner. To do. For this reason, if the magnetic permeability of the carrier containing iron is detected by the magnetic permeability sensor and the developer weight is calculated based on the detection result, it is impossible to obtain an accurate developer weight.
そこで、特許文献1に記載の発明では、磁気センサによる検出範囲内の現像剤重量を周期的に増減させ、磁気センサの出力波形の下限近傍値に依存する値から現像剤重量を算出し、出力波形の振幅からこの値を補正することにより、適正な現像剤重量を算出するようにしている。
Therefore, in the invention described in
また、特許文献2に記載の発明では、トナー濃度センサでの検出信号の平均値、振幅、画像濃度センサでの検出信号から現像剤重量を推定して現像剤の補充、排出動作を行うようにしている。
In the invention described in
しかしながら、前記特許文献1に記載の発明では、磁気センサの出力波形の下限近傍値に依存する値から現像剤重量を算出するようにしている。つまり、磁気センサでの検出信号を補正して現像剤重量を正確に得ようとするものでしかなく、現像剤重量自体は変動する。この場合、トナー濃度の制御が非常に困難となり、良好な画質を維持できない。
However, in the invention described in
また、前記特許文献2に記載の発明では、現像剤重量を推定するために画像濃度センサを利用している。このため、画像濃度センサでの検出信号を読み込むために、一時的に印刷動作を停止する必要がある。
In the invention described in
そこで、本発明は、現像剤収容容器内の現像剤の重量を一定に維持して、印刷動作を停止することなく、トナー濃度を所望の値に調整容易とする現像装置及び画像形成装置を提供することを課題とする。 Accordingly, the present invention provides a developing device and an image forming apparatus that can easily adjust the toner concentration to a desired value without stopping the printing operation by keeping the weight of the developer in the developer container constant. The task is to do.
本発明は、前記課題を解決するための手段として、
現像装置を、
トナーとキャリアを含む現像剤が収容される現像剤収容容器と、
前記現像剤収容容器に現像剤を補給するための現像剤補給手段と、
前記現像剤収容容器に収容した現像剤を攪拌しながら循環移動させるための現像剤搬送手段と、
前記現像剤収容容器内の現像剤の重量を検出するための現像剤重量検出手段と、
前記現像剤重量検出手段で検出される現像剤の重量に基づいて、現像剤補給手段による現像剤の補給量を決定する補給量決定手段と、
前記現像剤収容容器内の現像剤の流路断面積を調整する流路調整手段と、
前記現像剤重量検出手段で検出される現像剤重量に基づいて流路調整手段を駆動制御して、現像剤の排出量を調整する流路制御手段と、
を備えた構成としたものである。
As a means for solving the above problems, the present invention provides:
Developing device
A developer storage container for storing a developer including toner and a carrier;
Developer replenishing means for replenishing the developer container with developer;
Developer conveying means for circulating and moving the developer contained in the developer containing container;
Developer weight detecting means for detecting the weight of the developer in the developer container;
A replenishment amount determination means for determining a replenishment amount of the developer by the developer replenishment means based on the developer weight detected by the developer weight detection means;
Channel adjusting means for adjusting the channel cross-sectional area of the developer in the developer container;
A flow path control means for driving and controlling the flow path adjusting means based on the developer weight detected by the developer weight detecting means to adjust the discharge amount of the developer;
It is set as the structure provided with.
前記構成により、現像剤収容容器内の現像剤の重量に基づいて、現像剤の補給量を決定するだけでなく、流路調整手段を駆動制御して現像剤の排出量をも調整することができる。この結果、現像剤収容容器内の現像剤の重量を一定に維持して、トナー濃度の調整を適切に行うことが可能となる。 With the above-described configuration, not only the developer replenishment amount is determined based on the developer weight in the developer container, but also the developer discharge amount can be adjusted by driving and controlling the flow path adjusting means. it can. As a result, it is possible to appropriately adjust the toner density while keeping the weight of the developer in the developer container constant.
前記流路調整手段は、現像剤収容容器内の現像剤が循環する循環経路の途中であって、排出経路と分岐する連通部に設けられ、該連通部を横切って流路断面積を増減する流路調整板を備えるようにしてもよい。 The flow path adjusting means is provided in a communication portion that is in the middle of a circulation path through which the developer in the developer container circulates and branches from the discharge path, and increases or decreases the cross-sectional area of the flow path across the communication section. A flow path adjusting plate may be provided.
前記現像剤搬送手段は、回転軸の周囲に螺旋状の羽根を備えたスクリューからなり、
前記現像剤重量検出手段は、現像剤の透磁率を検出する透磁率センサと、該透磁率センサから入力される信号波形の振幅の違いに基づいて、現像剤収容容器内の現像剤の重量を推測する重量推測部と、を備えるようにすればよい。
The developer conveying means comprises a screw provided with a spiral blade around a rotating shaft,
The developer weight detection means calculates the weight of the developer in the developer container based on the difference in amplitude between the magnetic permeability sensor for detecting the magnetic permeability of the developer and the signal waveform input from the magnetic permeability sensor. What is necessary is just to provide the weight estimation part estimated.
この構成により、スクリューを回転させて現像剤を搬送すると、透磁率センサの検出範囲での現像剤の重量は周期的に変動するが、現像剤収容容器内の現像剤の重量の違いに応じて、透磁率センサでの検出信号の振幅が変動するので、トナー濃度の検出に利用可能な透磁率センサにより、現像剤収容容器内の現像剤の重量をも推測することができる。 With this configuration, when the developer is conveyed by rotating the screw, the weight of the developer in the detection range of the magnetic permeability sensor periodically varies, but depending on the difference in the weight of the developer in the developer container Since the amplitude of the detection signal in the magnetic permeability sensor fluctuates, the weight of the developer in the developer container can be estimated by the magnetic permeability sensor that can be used for detecting the toner concentration.
前記現像剤搬送手段は、回転軸の周囲に螺旋状の羽根を備えたスクリューからなり、
前記現像剤重量検出手段は、現像剤の透磁率を検出する透磁率センサと、該透磁率センサから入力される信号波形の周期の違いに基づいて、現像剤収容容器内の現像剤の重量を推測する重量推測部と、を備えるようにしてもよい。
The developer conveying means comprises a screw provided with a spiral blade around a rotating shaft,
The developer weight detection means calculates the weight of the developer in the developer container based on the difference in the period of the signal waveform input from the permeability sensor and the permeability sensor. A weight estimation unit for estimation may be provided.
この構成により、スクリューを回転させて現像剤を搬送すると、透磁率センサの検出範囲での現像剤の重量は周期的に変動するが、現像剤収容容器内の現像剤の重量の違いに応じて、スクリューを回転させるのに必要なトルクが変動する。そして、現像剤の重量が多ければ多いほど、スクリューの負荷が大きくなって回転周期が遅くなる一方、現像剤の重量が少なければ少ないほど、スクリューの負荷が小さくなって回転周期が速くなる。したがって、スクリューの回転速度の変動に伴う透磁率センサでの検出波形の周期の変化に基づいて、トナー濃度の検出に利用可能な透磁率センサにより、現像剤収容容器内の現像剤の重量を推測することが可能となる。 With this configuration, when the developer is conveyed by rotating the screw, the weight of the developer in the detection range of the magnetic permeability sensor periodically varies, but depending on the difference in the weight of the developer in the developer container The torque required to rotate the screw fluctuates. As the developer weight increases, the screw load increases and the rotation cycle decreases. On the other hand, as the developer weight decreases, the screw load decreases and the rotation cycle increases. Therefore, the weight of the developer in the developer container is estimated by the permeability sensor that can be used to detect the toner concentration based on the change in the period of the detection waveform of the permeability sensor with the fluctuation of the rotation speed of the screw. It becomes possible to do.
前記現像剤重量検出手段は、現像剤から作用する圧力を検出する圧力センサと、該圧力センサから入力される検出信号に基づいて現像剤収容容器内の現像剤の重量を推測する重量推測部と、を備えるようにしてもよい。 The developer weight detection means includes a pressure sensor that detects a pressure acting from the developer, and a weight estimation unit that estimates the weight of the developer in the developer container based on a detection signal input from the pressure sensor. May be provided.
この構成により、現像剤収容容器内の現像剤の重量の違いにより直接変化する圧力センサでの検出信号に基づいて、より一層正確に現像剤収容容器内の現像剤の重量を推測することが可能となる。 With this configuration, it is possible to estimate the weight of the developer in the developer container more accurately based on the detection signal of the pressure sensor that directly changes due to the difference in the weight of the developer in the developer container. It becomes.
前記重量推測部は、さらに前記透磁率センサでの検出信号から算出したトナー濃度をも加味して、現像剤収容容器内の現像剤の重量を補正するのが好ましい。 It is preferable that the weight estimation unit further corrects the weight of the developer in the developer container by taking into account the toner concentration calculated from the detection signal from the magnetic permeability sensor.
この構成により、検出されるトナー濃度の違いによる現像剤の嵩密度の変化をも考慮して、より一層正確に現像剤の重量を推測することができる。 With this configuration, the weight of the developer can be estimated more accurately in consideration of the change in the bulk density of the developer due to the difference in the detected toner concentration.
また、本発明は、前記課題を解決するための手段として、画像形成装置を、前記いずれかの現像装置を備えた構成としたものである。 Further, according to the present invention, as means for solving the above-described problems, an image forming apparatus includes any one of the developing devices.
本発明によれば、現像剤収容容器内の現像剤の重量を検出し、その検出結果に基づいて現像剤の補給量を決定するだけでなく、流路調整手段を駆動制御して現像剤の排出量をも調整するようにしたので、現像剤収容容器内の現像剤の重量を一定に維持して、トナー濃度の調整を適切に行うことができる。 According to the present invention, not only the developer weight in the developer container is detected and the developer replenishment amount is determined based on the detection result, but also the flow path adjusting means is driven to control the developer. Since the discharge amount is also adjusted, it is possible to appropriately adjust the toner density while keeping the weight of the developer in the developer container constant.
以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語(例えば、「上」、「下」、「側」、「端」及びそれらの用語を含む別の用語)を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the following description, terms indicating specific directions and positions (for example, “up”, “down”, “side”, “end” and other terms including those terms) are used as necessary. These terms are used for easy understanding of the invention with reference to the drawings, and the technical scope of the present invention is not limited by the meaning of these terms.
(構成)
図1は、2成分現像剤を用いた電子写真方式のうち、特に、トナーのみではなく少量のキャリアをも含んだ現像剤を補給するようにした、いわゆるトリクル方式の画像形成装置を示す。この画像形成装置は、大略、画像形成ユニット1、転写ユニット2、露光ユニット3、給紙ユニット4、クリーニングユニット5、制御ユニット6(図4参照)、等を備える。但し、本発明は、この種の画像形成装置1にのみ適用されるものではなく、例えば、いわゆる4サイクル方式のカラー画像形成装置やモノクロ出力の画像形成装置にも適用できる。また、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの機能を複合的に備えた複合機にも適用可能である。
(Constitution)
FIG. 1 shows a so-called trickle-type image forming apparatus in which a developer containing not only toner but also a small amount of carrier is replenished among electrophotographic systems using a two-component developer. The image forming apparatus generally includes an
画像形成ユニット1は、転写ユニット2の中間転写ベルト27に沿って4箇所に配置され、それぞれ左側よりイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の画像形成を行なうことにより、中間転写ベルト27の表面にカラー画像を形成する。各画像形成ユニット1は、図2に示すように、感光体ドラム7の周囲に、帯電装置8、現像装置9、クリーニング装置10、等を備える。
The
帯電装置8は、感光体ドラム7の表面に所定の表面電位を形成する。この表面電位は、露光ユニット3によって露光されることにより静電潜像となる。
The charging
現像装置9は、図2及び図3に示すように、現像剤収容容器11内に、攪拌スクリュー12、供給スクリュー13、排出スクリュー14、及び、現像ローラ15をそれぞれ収容したものである。
As shown in FIGS. 2 and 3, the developing
現像剤収容容器11は、図3に示すように、一端側から他端側へと延びる長尺な箱形状で、内部は仕切壁16によって長手方向に沿って第1収容部17と第2収容部18とに2分割されている。但し、第1収容部17と第2収容部18の両端側は連通部19a、19bによって連通されている。連通部19a、19bは、現像剤を第1収容部17と第2収容部18との間を移動させ、現像剤収容容器11内で循環移動可能とする。
As shown in FIG. 3, the developer storage container 11 has a long box shape extending from one end side to the other end side, and the interior is divided into a
第2収容部18の一端部は、図4に示すように、現像剤排出口22に至る所定範囲が、流路断面積が小さくなった流路制限部51で構成されている。そして、流路制限部51の入口部分には、現像剤排出口22側の流路断面積を調整可能な流路調整板52が設けられている。流路調整板52は、流路制限部51を構成する底面に形成したスリット51aを貫通して下方に延び、図示しない駆動手段によって昇降可能となっている。スリット51aには図示しないシール構造を設けるようにすればよい。シール構造は、流路調整板52が最下位に位置した状態で、最上位に位置した際に第2収容部18内に位置していた部分が下方に露出しないように構成するのが好ましい。そして、流路調整板52の上昇位置を調整することにより、第2収容部18から流路制限部51内へと流入する現像剤量を制御することが可能である。図4(a)が流路調整板52を最も下げた最大排出位置であり、図4(b)が流路調整板52を最も上げた最大排出規制位置である。
As shown in FIG. 4, one end portion of the second storage portion 18 is configured with a flow
第1収容部17には、単位体積当たりのトナー量を検出するための手段として、トナー濃度センサ20が設けられている。トナー濃度センサ20は、現像剤(キャリアに含まれる鉄分)の透磁率の違いを電圧として出力させ、図7のグラフに従ってトナー濃度(現像剤に対するトナーの重量比率)を演算する従来周知のものである。
The
第1収容部17の一端側には現像剤補給口21が形成され、後述するように、対応する現像剤補給容器25から現像剤が補給される。ここでは、現像剤には、トナーとキャリアとを含む2成分現像剤が使用されている。但し、現像剤にはさらに外添剤等を含めるようにしても構わない。
A developer replenishing port 21 is formed on one end side of the first
第2収容部18の一端側には、現像剤排出口22が形成され、適宜、現像剤を排出することにより劣化したキャリアが長期間に亘って現像剤収容容器11内に残留しないようにしている。
A
攪拌スクリュー12は、回転軸12aの周囲に螺旋状の羽根12bを備えた構成で、第1収容部17に配置されている。攪拌スクリュー12は、回転駆動することにより、一端側から他端側へと現像剤を搬送しながら撹拌する。これにより、攪拌スクリュー12が1回転する毎にトナー濃度センサ20の検出範囲での現像剤密度が変動し、トナー濃度センサ20での検出信号は、図8のグラフで示す出力波形となる。ここでは、トナー濃度センサ20には、図9(a)に示すように、攪拌スクリュー12が回転してトナー濃度センサ20の検出範囲内の現像剤密度が最大値となることにより出力が最大値となり、逆に、図9(b)に示すように、検出範囲内の現像剤密度が最小値となることにより出力が最小値となるものを使用している。
The stirring
供給スクリュー13及び排出スクリュー14は、図3及び図4に示すように、同一回転軸40に形成され、第2収容部18内に配置されて、軸方向に往復移動可能となっている。供給スクリュー13は、回転駆動することにより、現像剤を連通部19b側から連通部19a側へと移送すると共に、現像ローラ15へと供給する。排出スクリュー14は、前記供給スクリュー13とは羽根の巻き方向が逆で、ピッチを小さく形成された逆巻羽根部と、巻き方向が同じで、逆巻き羽根を超えた現像剤を搬送する搬送羽根部とで構成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
攪拌スクリュー12と供給スクリュー13とは、現像剤収容容器11から突出する各回転軸12a、13aの端部にそれぞれ設けたギア12c、13c同士が互いに噛合し、図示しないモータからの駆動力により同期して回転するようになっている。
The
現像ローラ15は、図2に示すように、円筒状のスリーブ23内に複数の永久磁石24を収容したものである(ここでは、5つの永久磁石S2,N2,S1,N1,S3を、この順で時計回り方向に配置している。)。スリーブ23は、図示しないスリーブ駆動手段によって図中矢印方向に回転するように構成されている。
As shown in FIG. 2, the developing
現像装置9の上方には、図1に示すように、トナーとキャリアからなる補給用2成分現像剤(以下、単に現像剤と記載する。)を補給する現像剤補給容器25が着脱可能となっている。なお、予め現像剤収容容器11に収容する現像剤のトナー濃度は7%、現像剤補給容器25から補給する現像剤のトナー濃度は80%(キャリア濃度は20%、通常10〜20%)である。
Above the developing
クリーニング装置10は、感光体ドラム7の表面への転写後、この表面に残留するトナーを回収してクリーニングする。
After the transfer to the surface of the
転写ユニット2は、一対の支持ローラ26に中間転写ベルト27を架け渡し、図示しない駆動手段により支持ローラ26を駆動させ、中間転写ベルト27を矢印方向に循環移動させるようにしたもので、1次転写部28、及び、2次転写部29を備える。
The
露光ユニット3は、前記感光体ドラム7に対してレーザ光を照射し、図示しないスキャナで読み取った画像データに対応する静電潜像を形成する。
The
給紙ユニット4は、カセット30に収容した記録媒体31を、順次、搬送ローラ32を介して2次転写部29へと搬送する。2次転写部29に搬送された記録媒体31には、トナー像が転写され、定着ユニット33で転写させたトナー像が定着された後、排出トレイ34へと搬出される。
The
クリーニングユニット5は、中間転写ベルト27に接離可能で、接近することにより中間転写ベルト27に残留するトナーを回収してクリーニングする。
The
制御ユニット6は、トナー濃度センサ20から入力される検出電圧に基づいて、後述するようにして、現像剤の補給処理を実行する。
The
(動作)
次に、前記構成からなる画像形成装置の動作について説明する。
(Operation)
Next, the operation of the image forming apparatus having the above configuration will be described.
画像形成時には、画像を読み取って得られたカラープリントデータ、又はパーソナルコンピュータ等から出力された画像データは、所定の信号処理が施された後、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の各色の画像信号として、各画像形成ユニット1に送信される。
At the time of image formation, color print data obtained by reading an image or image data output from a personal computer or the like is subjected to predetermined signal processing, and then yellow (Y), magenta (M), cyan (C ) And black (Bk) image signals of each color are transmitted to each
各画像形成ユニット1では、それぞれの感光体ドラム7上に画像信号で変調されたレーザ光を投射して画像潜像を形成する。そして、現像装置9から感光体ドラム7にトナーを供給する。
In each
現像装置9では、攪拌スクリュー12及び供給スクリュー13を回転駆動することにより、現像剤収容容器11内に収容された現像剤を攪拌しながら循環させる。そして、供給スクリュー13から現像ローラ15にトナーを供給し、規制部材11aによって掻き落として一定量とした後、感光体ドラム7へと搬送する。
In the developing
これにより、各感光体ドラム7上にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像がそれぞれ形成される。形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像は、1次転写部28で、移動する中間転写ベルト27上に順次重ね合わせて1次転写される。このようにして中間転写ベルト27上に形成された重ね合わせトナー画像は、中間転写ベルト27の移動に従って2次転写部29へと移動する。
As a result, yellow, magenta, cyan, and black toner images are formed on the respective
また、給紙ユニット4から記録媒体31が供給される。供給された記録媒体31は、搬送ローラ32によって2次転写部29と中間転写ベルト27の間へと搬送され、中間転写ベルト27に形成されたトナー画像が転写される。トナー画像を転写された記録媒体31は、さらに定着ユニット33へと搬送され、そこで、転写されたトナー画像が定着された後、排出トレイ34へと排出される。
A recording medium 31 is supplied from the
ところで、前記現像装置9では、図10に示すフローチャートに従って次のようにして現像剤収容容器11内に収容されている現像剤重量を推測し、排出量を調整することにより、現像剤の補給処理を実行するようにしている。
By the way, in the developing
(現像剤重量の推測方法)
印刷処理が開始されると(ステップS1)、攪拌スクリュー12及び供給スクリュー13を同期して回転させながら、トナー濃度センサ20での検出信号を読み込む(ステップS2)。読み込まれた検出信号は、図8のグラフに示すようなリップル波形となる。これは、攪拌スクリュー12の回転によって、図9(a)、(b)に示すように、トナー濃度センサ20の検出範囲内での現像剤密度の変動に伴い、検出される透磁率が周期的に変化するからである。
(Method for estimating developer weight)
When the printing process is started (step S1), a detection signal from the
そこで、検出範囲での現像剤密度が最大値となった図9(a)に示す状態での検出値に基づいて、図7のグラフに従ってトナー濃度を算出する(ステップS3)。そして、トナー濃度センサ20での検出信号に基づいて、検出範囲での現像剤密度が最大値となった図9(a)に示す状態での検出値と、検出範囲での現像剤密度が最小値となった図9(b)に示す状態での検出値とから信号波形の振幅(最大振幅)を算出する(ステップS4)。
Therefore, the toner density is calculated according to the graph of FIG. 7 based on the detected value in the state shown in FIG. 9A in which the developer density in the detection range becomes the maximum value (step S3). Based on the detection signal from the
続いて、算出された振幅と、トナー濃度センサ20で検出されるトナー濃度とに基づいて、図11に示すデータテーブルに従って現像剤重量を推測する(ステップS5)。すなわち、振幅が小さくなれば小さくなるほど、現像剤重量が大きいと判断する。これは、現像剤収容容器11内の現像剤重量が大きいと、攪拌スクリュー12を回転させたとしても、トナー濃度センサ20の検出範囲内に於ける現像剤密度がそれほど変化せず、透磁率がそれほど変動しないと考えられるからである。また、振幅が大きくなれば大きくなるほど、現像剤重量が小さいと判断する。これは、現像剤収容容器11内の現像剤重量が小さいと、攪拌スクリュー12の回転により、検出範囲内の現像剤密度が変化しやすく、透磁率が大きく変動すると考えられるからである。さらに、トナー濃度が低ければ低いほど、現像剤重量は大きいと判断する。これは、現像剤収容容器11内の現像剤重量が大きいと、現像剤に含まれるキャリア量も多くなり、相対的に検出範囲でのトナー濃度が低くなるからである。さらにまた、トナー濃度が高ければ高いほど、現像剤重量は小さいと判断する。これは、現像剤収容容器11内の現像剤重量が小さいと、キャリア量も少なくなり、相対的にトナー濃度が高くなると考えられるからである。なお、ここでは、現像剤重量の推測を、重量小2、重量小1、適正、重量大1、重量大2の5段階で行っている。
Subsequently, based on the calculated amplitude and the toner density detected by the
また、トナー濃度センサ20での検出トナー濃度と、予め記憶してある目標トナー濃度との差に基づいて、現像剤の補給量を算出する(ステップS6)。そして、現像剤補給容器25から算出された補給量の現像剤の補給処理を開始する(ステップS7)。
Further, the developer replenishment amount is calculated based on the difference between the toner density detected by the
(排出量の調整方法)
その後、印刷処理が終了すれば(ステップS8)、推測された現像剤重量のレベルに応じて流路調整板の昇降位置を決定する(ステップS9)。ここでは、流路調整板の昇降位置を、現像剤収容容器の底面近傍の最大排出位置から、供給スクリューの回転軸の近傍まで突出した最大規制位置までの5段階で設定し、前記図11に示すデータテーブルにより推測した現像剤重量に対応させた各位置としている。例えば、重量大2では、流路調整板の昇降位置は、最大排出位置とする。
(Emission adjustment method)
Thereafter, when the printing process is completed (step S8), the elevating position of the flow path adjusting plate is determined according to the estimated developer weight level (step S9). Here, the elevating position of the flow path adjusting plate is set in five stages from the maximum discharge position near the bottom surface of the developer container to the maximum restricting position protruding to the vicinity of the rotation axis of the supply screw. Each position corresponds to the developer weight estimated from the data table shown. For example, when the weight is large 2, the elevating position of the flow path adjusting plate is the maximum discharge position.
このように、前記実施形態によれば、現像剤収容容器11内の現像剤の重量を推測し、その推測結果と、検出されるトナー濃度とに基づいて現像剤の補給及び排出を制御するようにしている。したがって、現像剤収容容器11内の現像剤重量を一定に維持してトナー濃度の調整を適切に行うことができ、良好な画像形成が可能となる。 Thus, according to the embodiment, the weight of the developer in the developer container 11 is estimated, and the replenishment and discharge of the developer are controlled based on the estimated result and the detected toner concentration. I have to. Therefore, it is possible to appropriately adjust the toner density while keeping the developer weight in the developer container 11 constant, and good image formation is possible.
(他の実施形態)
本発明は、前記実施形態に記載された構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。なお、以下の説明では、前記実施形態と同様な構成についてはその説明を省略し、又、図示した部材であっても同様な部材については同一符号を付してその説明を省略する。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the configuration described in the embodiment, and various modifications can be made. In the following description, the description of the same configuration as that of the above embodiment is omitted, and the same members are denoted by the same reference numerals even in the illustrated members, and the description thereof is omitted.
前記実施形態では、現像剤収容容器11内の現像剤重量をトナー濃度センサ20から入力される信号波形の振幅とトナー濃度とに基づいて推測するようにしたが、次のようにして推測することも可能である。
In the above-described embodiment, the developer weight in the developer container 11 is estimated based on the amplitude of the signal waveform input from the
例えば、トナー濃度センサ20から入力される信号波形の周期と、トナー濃度とに基づいて、図12のデータテーブルに従って現像剤収容容器11内の現像剤重量を推測するようにしてもよい。すなわち、現像剤収容容器11内の現像剤重量が増大すると、排出スクリュー14に作用する負荷が大きくなり、回転速度が低下する。このため、トナー濃度センサ20から出力される信号波形の周期が長くなる。一方、現像剤収容容器11内の現像剤重量が減少すると、排出スクリュー14に作用する負荷が小さくなり、回転速度が上昇する。このため、トナー濃度センサ20から出力される信号波形の周期が短くなる。そこで、信号波形の周期の違いと、検出されるトナー濃度とから図12のデータテーブルに従って現像剤収容容器11内の現像剤重量を推測すればよい。
For example, the developer weight in the developer container 11 may be estimated according to the data table of FIG. 12 based on the period of the signal waveform input from the
また、トナー濃度センサ20とは別に圧力センサ35(図3の2点鎖線参照)を設け、この圧力センサ35で、現像剤収容容器11内の現像剤から直接受ける圧力を検出し、その検出結果に基づいて、図13のデータテーブルに従って現像剤収容容器11内の現像剤重量を推測するようにしてもよい。
In addition to the
前記各実施形態では、トナー濃度センサ20から入力される信号波形の振幅あるいは周期と、トナー濃度とから現像剤重量を推測するようにしたが、多少精度は落ちるものの、現像剤重量は、信号波形の振幅のみ、周期のみ、あるいは、圧力のみから推測するようにしてもよい。
In each of the embodiments described above, the developer weight is estimated from the amplitude or period of the signal waveform input from the
前記各実施形態で推測した現像剤重量のレベルは5段階に限らず、必要に応じて3又は4段階、あるいは、6段階以上としてもよく、場合によっては無段階とすることも可能である。 The developer weight level estimated in each of the above embodiments is not limited to five levels, and may be three or four levels, or six or more levels as necessary, and may be stepless depending on circumstances.
前記実施形態では、流路制限部51の入口部分に流路調整板52を設けるようにしたが、次のように構成することも可能である。
In the above embodiment, the flow
すなわち、図5では、現像剤収容容器11内を2分割する仕切壁16に沿って往復移動可能に流路調整板61が設けられている。流路調整板61は、その一部に現像剤収容容器11を構成する壁面から側方に突出し、そこにはタンジェントスクリュー62が形成され、このタンジェントスクリュー62にモータの回転軸に設けたギア63が噛合されている。これにより、モータが正逆回転駆動すれば、開閉板61が水平方向へと往復移動する。
That is, in FIG. 5, the flow path adjusting plate 61 is provided so as to be reciprocally movable along the
前記構成によれば、開閉板61の水平方向の移動位置を調整することにより、連通部19を介して流動する現像剤量を制御することができる。つまり、現像剤排出口22側へと排出される現像剤量を調整することが可能である。
According to the above configuration, the amount of developer flowing through the
1…画像形成ユニット
2…転写ユニット
3…露光ユニット
4…給紙ユニット
5…クリーニングユニット
6…制御ユニット(現像剤重量検出手段、補給量決定手段)
7…感光体ドラム
8…帯電装置
9…現像装置
10…クリーニング装置
11…現像剤収容容器
12…攪拌スクリュー(現像剤搬送手段)
13…供給スクリュー(現像剤搬送手段)
14…排出スクリュー(現像剤排出手段)
15…現像ローラ
16…仕切壁
17…第1収容部
18…第2収容部
19a、19b、19c…連通部
20…トナー濃度センサ
21…現像剤補給口
22…現像剤排出口
23…スリーブ
24…永久磁石
25…現像剤補給容器(現像剤補給手段)
26…支持ローラ
27…中間転写ベルト
28…1次転写部
29…2次転写部
30…カセット
31…記録媒体
32…搬送ローラ
33…定着ユニット
34…排出トレイ
35…圧力センサ
40…回転軸
41…流路制限部
42…逆巻き部
43…順巻き部
44…仕切羽根
51…流路制限部
52…流路調整板
61…流路調整板
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
13 ... Supply screw (developer transport means)
14 ... discharge screw (developer discharge means)
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記現像剤収容容器に現像剤を補給するための現像剤補給手段と、
前記現像剤収容容器に収容した現像剤を攪拌しながら循環移動させるための現像剤搬送手段と、
前記現像剤収容容器内の現像剤の重量を検出するための現像剤重量検出手段と、
前記現像剤重量検出手段で検出される現像剤の重量に基づいて、現像剤補給手段による現像剤の補給量を決定する補給量決定手段と、
前記現像剤収容容器内の現像剤の流路断面積を調整する流路調整手段と、
前記現像剤重量検出手段で検出される現像剤重量に基づいて流路調整手段を駆動制御して、現像剤の排出量を調整する流路制御手段と、
を備えたことを特徴とする現像装置。 A developer storage container for storing a developer including toner and a carrier;
Developer replenishing means for replenishing the developer container with developer;
Developer conveying means for circulating and moving the developer contained in the developer containing container;
Developer weight detecting means for detecting the weight of the developer in the developer container;
A replenishment amount determination means for determining a replenishment amount of the developer by the developer replenishment means based on the developer weight detected by the developer weight detection means;
Channel adjusting means for adjusting the channel cross-sectional area of the developer in the developer container;
A flow path control means for driving and controlling the flow path adjusting means based on the developer weight detected by the developer weight detecting means to adjust the discharge amount of the developer;
A developing device comprising:
前記現像剤重量検出手段は、現像剤の透磁率を検出する透磁率センサと、該透磁率センサから入力される信号波形の振幅の違いに基づいて、現像剤収容容器内の現像剤の重量を推測する重量推測部と、を備えたことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。 The developer conveying means comprises a screw provided with a spiral blade around a rotating shaft,
The developer weight detection means calculates the weight of the developer in the developer container based on the difference in amplitude between the magnetic permeability sensor for detecting the magnetic permeability of the developer and the signal waveform input from the magnetic permeability sensor. The developing device according to claim 1, further comprising a weight estimating unit that estimates the weight.
前記現像剤重量検出手段は、現像剤の透磁率を検出する透磁率センサと、該透磁率センサから入力される信号波形の周期の違いに基づいて、現像剤収容容器内の現像剤の重量を推測する重量推測部と、を備えたことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。 The developer conveying means comprises a screw provided with a spiral blade around a rotating shaft,
The developer weight detection means calculates the weight of the developer in the developer container based on the difference in the period of the signal waveform input from the permeability sensor and the permeability sensor. The developing device according to claim 1, further comprising a weight estimating unit that estimates the weight.
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2008
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