JP2011090037A - Developing system and image forming apparatus - Google Patents

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Takashi Sakamaki
崇 酒巻
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developing system for preventing toner from scattering from an opening formed in a casing, and to provide an image forming apparatus. <P>SOLUTION: The developing system includes: a shutter means 38 opening and closing the opening 35a formed in the casing 35; and a drive control part which has a determination means for determining whether or not the electrification amount of the toner is in a reduced state when the formation of an image is started, and in which when the determination means determines that the electrification amount of the toner is in the reduced state, the opening 35a is closed by the shutter means 38, and a first conveying screw 11, a second conveying screw 12 and a developing sleeve 14 are driven for a predetermined time, to secure the electrification amount of the toner. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像システムに関し、更に詳しくは、現像ユニットに形成した開口部からトナーが飛散するのを防止する技術に関する。   The present invention relates to a developing system used in an electrophotographic image forming apparatus, and more particularly to a technique for preventing toner from scattering from an opening formed in a developing unit.

電子写真方式の画像形成装置の一構成体として現像ユニットがある。この現像ユニットは、例えば、矩形状の開口部を設けたケーシングと、その開口部から外周面の一部が覗くようにケーシング内に回転可能に支持されケーシング内の現像剤(トナーとキャリアからなる)を開口部に向かって搬送させるローラ状の現像剤担持体と、ケーシング内に設けられケーシング内の現像剤を攪拌してトナーを帯電させると共に現像剤担持体の近傍に現像剤を移動させる現像剤撹拌機構とを備えて構成されたものがある。この現像ユニットは、開口部から外周面の一部が露出した現像剤担持体が感光体に対向するように画像形成装置内に配置される。さらにこの現像ユニットは、上述した感光体、その感光体の表面を帯電させる帯電ローラ等で構成された感光体ユニットと共に、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスユニットとして構成されたものがある。   A developing unit is one component of an electrophotographic image forming apparatus. The developing unit includes, for example, a casing provided with a rectangular opening, and a developer (toner and carrier) in the casing that is rotatably supported in the casing so that a part of the outer peripheral surface can be seen through the opening. ) Is conveyed toward the opening, and the developer is provided in the casing to stir the developer in the casing to charge the toner and move the developer to the vicinity of the developer carrier. Some of them are configured with an agent stirring mechanism. The developing unit is disposed in the image forming apparatus so that the developer carrying member, a part of the outer peripheral surface of which is exposed from the opening, faces the photosensitive member. Further, this developing unit is configured as a process unit that can be attached to and detached from the main body of the image forming apparatus together with the above-described photosensitive member and the photosensitive member unit configured to charge the surface of the photosensitive member. .

ところで、上述した現像ユニットやプロセスユニットは、画像形成装置本体への装着後、すぐさま画像形成動作を行うと、キャリアとトナーとの攪拌によって生じるトナーの摩擦帯電が不十分な状態のまま開口部へ搬送される場合が往々にしてある。このような場合、弱帯電のトナーや無帯電のトナーは、現像剤担持体に対向配置された感光体に付着することなく、開口部から飛散し、画像形成装置を汚してしまう。
そこで、かかる問題を解決するものとして、現像ユニットやプロセスユニット交換時のトナー供給あるいは現像剤供給時に、現像装置の開口部を遮蔽するシャッター手段を設け、そのトナー飛散を防止したものが提案されている(例えば特許文献1参照)。
By the way, when the developing unit and the process unit described above perform an image forming operation immediately after being mounted on the main body of the image forming apparatus, the frictional charging of the toner caused by the agitation of the carrier and the toner remains in an insufficient state. Often transported. In such a case, the weakly charged toner or the uncharged toner is scattered from the opening without adhering to the photosensitive member disposed opposite to the developer carrying member, and the image forming apparatus is soiled.
Therefore, as a solution to such a problem, there has been proposed a shutter unit that shields the opening of the developing device when toner or developer is supplied when the developing unit or process unit is replaced to prevent toner scattering. (For example, refer to Patent Document 1).

しかしながら、上述したものは、プロセスユニット交換時のトナー供給あるいは現像剤供給時に限ってシャッター手段によるトナー飛散を防止しているため、画像形成の動作が長期において実施されなかった場合の画像形成開始時等、通常の画像形成時におけるトナー帯電量が低下した場合のトナー飛散を考慮していなかった。   However, in the above, since the toner scattering by the shutter means is prevented only when the toner or developer is supplied when the process unit is replaced, the image forming operation is started when the image forming operation is not performed for a long time. For example, toner scattering when the toner charge amount during normal image formation is reduced is not taken into consideration.

そこで本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決できる現像システムおよび画像形成装置を提供することを課題とする。   Accordingly, the present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide a developing system and an image forming apparatus that can solve the above problems.

上記課題を解決するために、本発明にかかる現像システムおよび画像形成装置は、下記の技術的手段を講じた。
請求項1にかかる発明は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像システムであって、開口部が形成されたケーシングと、前記開口部から外周面の一部が覗くように前記ケーシングの内部に回転可能に設けられ、前記ケーシングの内部に貯留された現像剤を前記開口部に向かって搬送させるローラ状の現像剤担持体と、前記ケーシングの内部に回転可能に設けられ、前記ケーシングの内部に貯留された前記現像剤を回転により攪拌して前記現像剤の一構成体であるトナーを帯電させると共に前記現像剤担持体の近傍に前記現像剤を移動させる現像剤撹拌部と、前記開口部を開閉可能に設けられ、所要時に前記開口部を開閉させるシャッター手段と、画像形成の開始時に前記トナーの帯電量が低下状態であるか否かを判断する判断手段を有し、該判断手段が前記トナーの帯電量が低下状態であると判断したときに、前記シャッター手段によって前記開口部を閉じ、前記現像剤撹拌部と前記現像剤担持体とを所定時間駆動して、前記トナーの帯電量を確保する駆動制御部とを備えた現像システムを特徴とする。
請求項2にかかる発明は、請求項1において、前記画像形成装置の前回の画像形成動作の終了時からの時間を計測するカウンタを設け、前記判断手段は、画像形成の開始時に前記カウンタの値が所定の閾値以上となった場合に、前記トナーの帯電量が低下状態であると判断することを特徴とする。
請求項3にかかる発明は、請求項1において、前記判断手段は、前記現像剤担持体により現像されたトナー画像を担持したシート状の記録材に熱と圧力を加えて前記トナー画像を前記記録材に定着する定着ユニットの一構成体である定着温度制御用のサーモスタットを用い、そのサーモスタットにより検知した温度が所定の閾値以下である場合に、前記トナーの帯電量が低下状態であると判断することを特徴とする。
請求項4にかかる発明は、請求項1において、前記ケーシングまたは前記開口部の近傍に温湿度センサを設け、前記判断手段は、画像形成の開始時に前記温湿度センサにより検知した温湿度が所定の温湿度以上の場合に、前記トナーの帯電量が低下状態であると判断することを特徴とする。
請求項5にかかる発明は、請求項1において、前記判断手段は、前記ケーシングの内部に貯留された前記現像剤のトナー濃度を検出する透磁率センサを用い、前回の画像形成の終了時の前記透磁率センサの出力値と今回の画像形成の開始時の前記透磁率センサの出力値との差分が所定の閾値以上となった場合に、前記トナーの帯電量が低下状態であると判断することを特徴とする。
請求項6にかかる発明は、請求項1において、前記ケーシングの内部に乾燥空気を流す送風部を設け、前記ケーシングの内部の湿度または前記現像剤の湿度を検知する湿度センサを設け、前記判断手段は、該湿度センサの検知結果が、湿度が高いと判断される所定の閾値以上となった場合に、前記トナーの帯電量が低下状態であると判断し、前記駆動制御部は、前記現像剤撹拌部と前記現像剤担持体と共に、前記送風部をも所定時間駆動することを特徴とする。
請求項7にかかる発明は、請求項1において、トナー画像の反射光を検知してそのトナー画像の画像濃度を検知する光学センサを設け、前記判断手段は、前記光学センサの検知結果が、画像濃度は適正または濃いと判断される所定の閾値以上の場合に、前記トナーの帯電量が低下状態であると判断することを特徴とする。
請求項8にかかる発明は、請求項2乃至7に記載の構成を任意に組み合わせたことを特徴とする。
請求項9にかかる発明は、請求項1乃至8何れか1項に記載の現像システムを備えた画像形成装置を特徴とする。
In order to solve the above problems, the developing system and the image forming apparatus according to the present invention employ the following technical means.
According to a first aspect of the present invention, there is provided a developing system used in an electrophotographic image forming apparatus, wherein the casing is formed with an opening, and a part of the outer peripheral surface is viewed from the opening. A roller-shaped developer carrier that conveys the developer stored in the casing toward the opening, and a roller-shaped developer carrier that is rotatably provided in the casing. A developer agitating section for agitating the developer stored in the container by rotation to charge the toner as one component of the developer and moving the developer to the vicinity of the developer carrying body; and the opening. A shutter unit that opens and closes the opening when necessary, and a determination unit that determines whether or not the charge amount of the toner is in a reduced state at the start of image formation. When the determination unit determines that the charge amount of the toner is in a lowered state, the shutter unit closes the opening, and drives the developer stirring unit and the developer carrier for a predetermined time. And a developing system including a drive control unit for ensuring the charge amount of the toner.
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, a counter is provided for measuring a time from the end of the previous image forming operation of the image forming apparatus. Is equal to or greater than a predetermined threshold value, it is determined that the charge amount of the toner is in a lowered state.
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the determination unit applies heat and pressure to a sheet-like recording material carrying a toner image developed by the developer carrier, and records the toner image. When a thermostat for fixing temperature control, which is one component of a fixing unit for fixing to a material, is used, and the temperature detected by the thermostat is equal to or lower than a predetermined threshold, it is determined that the charge amount of the toner is in a lowered state. It is characterized by that.
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect, a temperature / humidity sensor is provided in the vicinity of the casing or the opening, and the determination means has a predetermined temperature / humidity detected by the temperature / humidity sensor at the start of image formation. When the temperature is higher than the temperature and humidity, it is determined that the charge amount of the toner is in a lowered state.
According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect, the determination unit uses a magnetic permeability sensor that detects a toner concentration of the developer stored in the casing, and the image forming unit at the end of the previous image formation is used. When the difference between the output value of the magnetic permeability sensor and the output value of the magnetic permeability sensor at the start of the current image formation is equal to or greater than a predetermined threshold value, it is determined that the charge amount of the toner is in a lowered state. It is characterized by.
According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, there is provided a blower that allows dry air to flow inside the casing, a humidity sensor that detects the humidity inside the casing or the humidity of the developer, and the determination unit. Determines that the charge amount of the toner is in a lowered state when the detection result of the humidity sensor is equal to or greater than a predetermined threshold value at which the humidity is determined to be high, and the drive control unit The air blowing unit is also driven for a predetermined time together with the stirring unit and the developer carrying member.
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the optical sensor according to the first aspect, wherein the optical sensor for detecting the reflected light of the toner image and detecting the image density of the toner image is provided. When the density is equal to or higher than a predetermined threshold value determined to be appropriate or high, it is determined that the toner charge amount is in a lowered state.
The invention according to claim 8 is characterized in that the configurations according to claims 2 to 7 are arbitrarily combined.
According to a ninth aspect of the invention, there is provided an image forming apparatus including the developing system according to any one of the first to eighth aspects.

本発明によれば、画像形成の動作が長期において実施されなかった場合の画像形成開始時等、通常の画像形成時においてトナーの帯電量が低下している場合においても、弱帯電のトナーや無帯電のトナーが開口部から飛散するのを防止できる。   According to the present invention, even when the charge amount of the toner is reduced at the time of normal image formation, such as at the start of image formation when the image formation operation has not been performed for a long period of time, the weakly charged toner or It is possible to prevent the charged toner from scattering from the opening.

本実施の形態にかかる画像形成装置の概略を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing an outline of an image forming apparatus according to an embodiment. シャッターを開けた状態の実施の形態1にかかるプロセスユニットの模式的な縦断断面図である。It is a typical longitudinal section of the process unit concerning Embodiment 1 in the state where the shutter was opened. シャッターを閉じた状態の実施の形態1にかかるプロセスユニットの模式的な縦断断面図である。It is a typical longitudinal section of the process unit concerning Embodiment 1 of a state where the shutter was closed. 実施の形態1にかかる画像形成装置とシャッターのない従来の画像形成装置におけるトナー帯電量の測定結果を示す線図である。FIG. 6 is a diagram showing measurement results of toner charge amounts in the image forming apparatus according to the first embodiment and a conventional image forming apparatus without a shutter. 実施の形態1にかかる画像形成装置とシャッターのない従来の画像形成装置におけるトナー飛散量の測定結果を示す線図である。FIG. 6 is a diagram showing measurement results of toner scattering amounts in the image forming apparatus according to the first embodiment and a conventional image forming apparatus without a shutter. 実施の形態1にかかる画像形成装置の動作を示すフローチャート図である。FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation of the image forming apparatus according to the first embodiment. トナー帯電量とトナー飛散量との関係を示した線図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a toner charge amount and a toner scattering amount. 画像形成の動作を実施した後の放置時間とトナー帯電量との関係を示した線図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a standing time after an image forming operation and a toner charge amount. 実施の形態2にかかる画像形成装置の動作を示すフローチャート図である。FIG. 10 is a flowchart illustrating an operation of the image forming apparatus according to the second embodiment. 画像形成の動作を実施後の放置時間と定着温度制御用のサーモスタットの検知温度との関係を示した線図である。FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a standing time after an image forming operation is performed and a detected temperature of a thermostat for fixing temperature control. 低温低湿環境および高温高湿環境における通紙枚数とトナー帯電量との関係を示した線図である。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the number of sheets passing through and the toner charge amount in a low temperature and low humidity environment and a high temperature and high humidity environment. 実施の形態4にかかる画像形成装置の動作を示すフローチャート図である。FIG. 10 is a flowchart illustrating an operation of the image forming apparatus according to the fourth embodiment. 現像剤のトナー濃度を検出する透磁率センサの出力値とトナー帯電量との関係を示す線図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between an output value of a magnetic permeability sensor that detects a toner concentration of a developer and a toner charge amount. 実施の形態5にかかるプロセスユニットの模式的な縦断断面図である。FIG. 10 is a schematic longitudinal sectional view of a process unit according to a fifth embodiment. 実施の形態5にかかる画像形成装置の動作を示すフローチャート図である。FIG. 10 is a flowchart illustrating the operation of the image forming apparatus according to the fifth embodiment. 湿度条件を振った際の撹拌時間とトナー帯電量との関係を示した線図である。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the stirring time and the toner charge amount when the humidity condition is changed. 乾燥空気の送風動作有りと無しの場合で、現像剤の撹拌時間とトナー帯電量との関係を示した線図である。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between developer agitation time and toner charge amount with and without a dry air blowing operation. 実施の形態6にかかる画像形成装置の動作を示すフローチャート図である。FIG. 10 is a flowchart illustrating an operation of an image forming apparatus according to a sixth embodiment.

本発明にかかる現像システムを備えた画像形成装置の実施の形態を説明する。本実施の形態にかかる画像形成装置は、外部から送信された画像情報を受信し、その画像情報に基づいて用紙に画像を形成するフルカラー出力対応のレーザープリンタを例示しており、各実施の形態を詳述する前に、先ず、各実施の形態において共通する画像形成装置の基本的な構成を、図1及び図2を参照しながら説明する。   An embodiment of an image forming apparatus provided with a developing system according to the present invention will be described. The image forming apparatus according to the present embodiment exemplifies a full-color output compatible laser printer that receives image information transmitted from the outside and forms an image on a sheet based on the image information. First, a basic configuration of an image forming apparatus common to the respective embodiments will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

本実施形態にかかる画像形成装置は、図1に示すように、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック(以下、Y、C、M、Kと記す)用の4つのプロセスユニット1を備えている。この4つのプロセスユニット1は、使用するトナーの色が夫々違うが、それ以外は同じ構成になっている。Yトナー画像を生成するためのプロセスユニット1を例にすると、図2に示すように、プロセスユニット1は、感光体ユニットと現像ユニットAとを有している。これら感光体ユニットと現像ユニットAは一体的に画像形成装置本体に対して着脱可能となっている。   As shown in FIG. 1, the image forming apparatus according to the present embodiment includes four process units 1 for yellow, cyan, magenta, and black (hereinafter referred to as Y, C, M, and K). The four process units 1 have the same configuration except for the color of the toner to be used. Taking the process unit 1 for generating a Y toner image as an example, the process unit 1 has a photosensitive unit and a developing unit A as shown in FIG. These photosensitive unit and developing unit A can be integrally attached to and detached from the image forming apparatus main body.

図2にプロセスユニット1の模式的な縦断断面図を示す。
感光体ユニットは、感光体としての感光ドラム2、感光ドラム2に付着した転写残トナー等を除去し回収するドラムクリーニング装置3、感光ドラム2の表面摩擦係数を所定の値にするための滑剤塗布ブラシ4および滑剤5(ステアリン酸亜鉛)、滑剤5を感光ドラム2上に均一に塗布するための滑剤塗布ブレード6、感光ドラム2を均一に帯電するための帯電ローラ7などを有している。
FIG. 2 shows a schematic longitudinal sectional view of the process unit 1.
The photosensitive unit includes a photosensitive drum 2 as a photosensitive member, a drum cleaning device 3 that removes and collects transfer residual toner and the like adhering to the photosensitive drum 2, and a lubricant coating for setting the surface friction coefficient of the photosensitive drum 2 to a predetermined value. A brush 4 and a lubricant 5 (zinc stearate), a lubricant application blade 6 for uniformly applying the lubricant 5 onto the photosensitive drum 2, a charging roller 7 for uniformly charging the photosensitive drum 2, and the like are provided.

帯電ローラ7は、図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動する感光ドラム2の表面を、図示しない帯電バイアス印加手段からAC電圧にDC電圧を重畳した帯電バイアスを印加して一様に帯電させる。つづいて、画像信号に対応した露光ユニット18(図1)から発せられるレーザ光によって露光走査されて静電潜像を形成する。   The charging roller 7 uniformly applies a charging bias obtained by superimposing a DC voltage on an AC voltage from a charging bias applying unit (not shown) to the surface of the photosensitive drum 2 that is rotated in a clockwise direction in the drawing by a driving unit (not shown). It is charged. Subsequently, exposure scanning is performed with a laser beam emitted from the exposure unit 18 (FIG. 1) corresponding to the image signal to form an electrostatic latent image.

現像ユニットAは、第一現像剤収容部8に回転可能に支持された第一搬送スクリュー11と、第二現像剤収容部9に回転可能に支持された第二搬送スクリュー12とを備えて構成された現像剤撹拌部と、現像剤担持体としての現像スリーブ14、第一現像剤収容部8と第二現像剤収容部9とを形成させ第一搬送スクリュー11や第二搬送スクリュー12、現像スリーブ14等を支持させると共に右上方の側壁に図2において奥行き方向に延びた矩形状の開口部35aが形成されたケーシング35と、そのケーシング35の開口部35aを開閉させるシャッター手段38とを備えている。   The developing unit A includes a first conveying screw 11 that is rotatably supported by the first developer accommodating portion 8 and a second conveying screw 12 that is rotatably supported by the second developer accommodating portion 9. The formed developer agitating portion, the developing sleeve 14 as the developer carrying member, the first developer accommodating portion 8 and the second developer accommodating portion 9 are formed, and the first conveying screw 11 and the second conveying screw 12 are developed. A casing 35 for supporting the sleeve 14 and the like and having a rectangular opening 35a extending in the depth direction in FIG. 2 on the right upper side wall, and shutter means 38 for opening and closing the opening 35a of the casing 35 are provided. ing.

また、第一現像剤収容部8の下面には、トナーの濃度を検知する透磁率センサ10が設置されており、磁性体であるキャリアとトナーとの混合比を透磁率から算出し、所定のトナー濃度になるように、図示しないトナー補給装置から必要によってトナーを補給するようになっている。   Further, a magnetic permeability sensor 10 for detecting the toner concentration is installed on the lower surface of the first developer accommodating portion 8, and the mixing ratio between the carrier, which is a magnetic material, and the toner is calculated from the magnetic permeability, Toner density is replenished as necessary from a toner replenishing device (not shown).

第一搬送スクリュー11は、図示しない駆動手段によって回転駆動され、第一現像剤収容部8内の現像剤を、図2において奥側から手前側に搬送させ、第一現像剤収容部8と第二現像剤収容部9との間に立設された仕切り壁13に設けられた図示しない連通口を経て、第二現像剤収容部9内に現像剤を移動させるようになっている。   The first conveying screw 11 is rotationally driven by a driving unit (not shown), and conveys the developer in the first developer accommodating portion 8 from the back side to the near side in FIG. The developer is moved into the second developer accommodating portion 9 through a communication port (not shown) provided in the partition wall 13 erected between the two developer accommodating portions 9.

第二搬送スクリュー12は、図示しない駆動手段によって図2中、反時計回りに回転駆動され、第二現像剤収容部9内の現像剤を、図2において手前側から奥側に搬送させ、上述した連通口と反対側に設けられた図示しない連通口を経て、第一現像剤収容部8内に現像剤を移動させると共に、第二搬送スクリュー12の上方に設けられた後述の現像剤担持体としての現像スリーブ14近傍に現像剤を移動させるようになっている。   The second conveying screw 12 is driven to rotate counterclockwise in FIG. 2 by a driving means (not shown), and conveys the developer in the second developer accommodating portion 9 from the near side to the far side in FIG. The developer is moved into the first developer accommodating portion 8 through a communication port (not shown) provided on the side opposite to the communication port, and a developer carrier described later provided above the second conveying screw 12. The developer is moved to the vicinity of the developing sleeve 14.

また、この第一搬送スクリュー11と第二搬送スクリュー12とを備えた構成された現像剤撹拌部は、ケーシング35の内部に貯留された現像剤を回転により攪拌して現像剤の一構成体であるトナーを帯電させるようになっている。   In addition, the developer agitation unit configured with the first conveyance screw 11 and the second conveyance screw 12 is a component of the developer that agitates the developer stored in the casing 35 by rotation. A certain toner is charged.

現像スリーブ14は、現像剤の搬送能力を高めるために、表面をサンドブラストで粗面化処理された非磁性材料(アルミ)で円筒軸状に形成され、第二搬送スクリュー12の右上方に第二搬送スクリュー12と平行となるように、且つ、開口部35aから外周面の一部が覗くように配設されると共に、図示しない駆動手段で、図中反時計回り方向に回転駆動されるようになっている。なお、この現像スリーブ14は、現像剤の搬送能力を高めるために、サンドブラストによる粗面のほかに、等間隔の細かい溝(軸方向の溝やアヤメ状、格子状など)を設けたものが挙げられる。   The developing sleeve 14 is formed in a cylindrical shaft shape by a nonmagnetic material (aluminum) whose surface is roughened by sandblasting in order to enhance the developer conveying capability, and the second developing screw 14 is located at the upper right of the second conveying screw 12. It is arranged so as to be parallel to the conveying screw 12 and a part of the outer peripheral surface is viewed from the opening 35a, and is driven to rotate counterclockwise in the figure by a driving means (not shown). going on. In addition to the rough surface by sandblasting, the developing sleeve 14 is provided with grooves with equal intervals (axial groove, iris shape, lattice shape, etc.) in addition to the rough surface by sandblasting. It is.

この現像スリーブ14の内部には、周方向に交互に磁極15を形成したマグネットローラ16が挿入されており、第二搬送スクリュー12によって搬送された現像剤の一部が、このマグネットローラ16の発する磁力によって、現像スリーブ14表面に汲み上げられ、穂立ちするようになっている。   A magnet roller 16 having magnetic poles 15 alternately formed in the circumferential direction is inserted into the developing sleeve 14, and a part of the developer conveyed by the second conveying screw 12 is emitted from the magnet roller 16. It is pumped up to the surface of the developing sleeve 14 by the magnetic force, and rises.

また、現像スリーブ14の表面に汲み上げられて付着した現像剤のうち、余分な現像剤を掻き取り可能なドクターブレード17が現像スリーブ14と所定の間隙を保持するように設けられている。このドクターブレード17によって、現像剤の層厚が規制された後、感光ドラム2と対向する現像領域まで搬送され、図示しない現像バイアス印加手段から現像スリーブ14に印加される現像バイアスによって、感光ドラム2上に形成された静電潜像にトナーを付着させ、トナー画像に現像する。この現像によってトナーを消費した現像剤は、現像スリーブ14の回転に伴って第二搬送スクリュー12上に戻される。そして、図中奥端まで搬送されると、図示しない連通口を経て第一収容部内に戻る。   Also, a doctor blade 17 capable of scraping off excess developer out of the developer pumped and adhered to the surface of the developing sleeve 14 is provided so as to maintain a predetermined gap with the developing sleeve 14. After the developer layer thickness is regulated by the doctor blade 17, the developer drum 2 is transported to a developing area facing the photosensitive drum 2, and is applied to the developing sleeve 14 from a developing bias applying unit (not shown) by the developing bias. Toner is attached to the electrostatic latent image formed thereon, and developed into a toner image. The developer that has consumed toner by this development is returned to the second conveying screw 12 as the developing sleeve 14 rotates. And if it conveys to the back end in a figure, it will return in a 1st accommodating part through the communication port which is not shown in figure.

シャッター手段38は、図2及び図3に示すように、開口部35aを閉塞可能な所要の大きさの板状に形成されたシャッター36と、開口部35aの下方に設けられ、そのシャッター36を支持させると共に、シャッター36を進退させて開口部35aを開閉させる駆動部37とを備えて構成されている。駆動部37は、後述する駆動制御部に電気的に接続されている。シャッター36を後退させて開口部35aを開いた状態を図2に、シャッター36を前進させて開口部35aを閉じた状態を図3に夫々示す。なお、駆動制御部による一連の動作は、後述する実施の形態1〜6において詳述する。   As shown in FIGS. 2 and 3, the shutter unit 38 is provided below the opening 35 a and the shutter 36 formed in a plate shape having a required size capable of closing the opening 35 a. The driving unit 37 is configured to support and to open and close the opening 35a by moving the shutter 36 forward and backward. The drive unit 37 is electrically connected to a drive control unit described later. FIG. 2 shows a state where the shutter 36 is moved backward and the opening 35a is opened, and FIG. 3 shows a state where the shutter 36 is moved forward and the opening 35a is closed. A series of operations by the drive control unit will be described in detail in Embodiments 1 to 6 described later.

プロセスユニット1の下方には、図1に示すように、静電潜像書き込み手段としての露光ユニット18が配設されている。この露光ユニット18は、画像情報に基づいてレーザ光を各プロセスユニット1の感光ドラム2表面に照射する。これによって、感光ドラム2上に静電潜像を形成する。   Below the process unit 1, as shown in FIG. 1, an exposure unit 18 as electrostatic latent image writing means is disposed. The exposure unit 18 irradiates the surface of the photosensitive drum 2 of each process unit 1 with laser light based on the image information. Thereby, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 2.

なお、露光ユニット18は、光源たるレーザーダイオードから発したレーザ光をモータによって回転駆動されるポリゴンミラーによって走査され、複数の光学レンズやミラーを介して感光ドラム2に照射するものである。かかる構成に代えて、LEDアレイによる露光ユニット18を採用することもできる。   The exposure unit 18 scans laser light emitted from a laser diode as a light source by a polygon mirror that is rotationally driven by a motor, and irradiates the photosensitive drum 2 through a plurality of optical lenses and mirrors. Instead of such a configuration, an exposure unit 18 using an LED array may be employed.

露光ユニット18の下方には、第一給紙カセット19、第二給紙カセット20が配設されている。これら給紙カセット内には、それぞれ、記録媒体たる記録紙が収容されており、複数のローラ等で構成された給紙手段21により、記録紙が給紙路22に排出されるようになっている。   Below the exposure unit 18, a first paper feed cassette 19 and a second paper feed cassette 20 are disposed. Each of these paper feed cassettes stores recording paper as a recording medium, and the recording paper is discharged to the paper feed path 22 by a paper feed means 21 composed of a plurality of rollers or the like. there.

給紙路22には、レジストローラ対23が配設されている。このレジストローラ対23は、記録紙を挟持して待機し、後述する中間転写ベルト24上に形成されたトナー画像が二次転写ニップに到達するタイミングに合わせて駆動し、記録紙を二次転写ニップに向けて送り出すようになっている。なお、この二次転写ニップとは、後述する駆動ローラ28と二次転写ローラ30とが中間転写ベルト24を介して圧接した領域である。   A registration roller pair 23 is disposed in the paper feed path 22. The registration roller pair 23 waits while sandwiching the recording paper, and is driven in accordance with the timing at which a toner image formed on an intermediate transfer belt 24 described later reaches the secondary transfer nip, thereby transferring the recording paper to the secondary transfer. It is designed to feed toward the nip. The secondary transfer nip is an area where a driving roller 28 and a secondary transfer roller 30 described later are in pressure contact with each other via the intermediate transfer belt 24.

各プロセスユニット1の上方には、複数のローラに掛け渡された無端状の中間転写ベルト24を備え、その中間転写ベルト24を図中反時計回りに回動する転写ユニットが配設されている。この転写ユニットの上方には、Y、C、M、Kの各色のトナーを夫々収容する4つのトナーボトル25が配設されている。トナーボトル25に収容された各色のトナーは、各色のプロセスユニット1の現像ユニットAに適宜供給される。これらトナーボトル25は、ボトル内のトナー残量がなくなったら交換できるように画像形成装置本体から着脱可能となっている。   Above each process unit 1, an endless intermediate transfer belt 24 spanned by a plurality of rollers is provided, and a transfer unit that rotates the intermediate transfer belt 24 counterclockwise in the drawing is disposed. . Above the transfer unit, four toner bottles 25 for storing toners of respective colors Y, C, M, and K are disposed. The toner of each color stored in the toner bottle 25 is appropriately supplied to the developing unit A of the process unit 1 of each color. These toner bottles 25 are detachable from the main body of the image forming apparatus so that they can be replaced when the remaining amount of toner in the bottles is exhausted.

上述した転写ユニットは、上述の中間転写ベルト24の他、ベルトクリーニングユニット26、各色の感光ドラム2の対向する位置に配設された一次転写ローラ27、外部からの駆動を受け、中間転写ベルト24を駆動せしめる駆動ローラ28、駆動ローラ28から所要の間隔をおいて設けられた従動ローラ29等で構成されている。なお、駆動ローラ28は、二次転写ローラ30の対向ローラを兼ねている。   In addition to the above-described intermediate transfer belt 24, the transfer unit described above receives a belt cleaning unit 26, a primary transfer roller 27 disposed at a position where the photosensitive drums 2 of the respective colors face each other, and external driving, and receives the intermediate transfer belt 24. And a driven roller 29 provided at a predetermined interval from the driving roller 28. The drive roller 28 also serves as a counter roller for the secondary transfer roller 30.

一次転写ローラ27は、中間転写ベルト24の下側のベルトを挟んで感光ドラム2に圧接されており、一次転写ニップを形成している。一次転写ローラ27に感光ドラム2上に形成されたトナー画像のトナーとは逆極性の転写バイアスを印加することで、感光ドラム2上のトナー画像を中間転写ベルト24上に転写する。各色の画像形成ユニットで形成された各色のトナー画像は、重畳するように中間転写ベルト24上に順次一次転写され、中間転写ベルト24上にカラートナー画像が形成されるようになっている。   The primary transfer roller 27 is pressed against the photosensitive drum 2 with the lower belt of the intermediate transfer belt 24 interposed therebetween, and forms a primary transfer nip. The toner image on the photosensitive drum 2 is transferred onto the intermediate transfer belt 24 by applying a transfer bias having a polarity opposite to that of the toner image formed on the photosensitive drum 2 to the primary transfer roller 27. The toner images of the respective colors formed by the image forming units of the respective colors are sequentially primary transferred onto the intermediate transfer belt 24 so as to overlap each other, and a color toner image is formed on the intermediate transfer belt 24.

中間転写ベルト24上に形成されたカラートナー画像は、中間転写ベルト24の回転駆動によって二次転写ニップに移動され、同時に、レジストローラ対23からトナー画像の二次転写ニップ進入と同期して記録紙が二次転写ニップに進入されるようになっている。   The color toner image formed on the intermediate transfer belt 24 is moved to the secondary transfer nip by the rotational drive of the intermediate transfer belt 24, and at the same time, is recorded in synchronization with the toner image entering the secondary transfer nip from the registration roller pair 23. The paper enters the secondary transfer nip.

カラートナー画像は、二次転写ローラ30と二次転写対向ローラとの間に形成される二次転写電界とニップ圧によって、記録紙に二次転写される。二次転写の電界は、二次転写対向ローラにトナーと同極性の転写バイアスを印加し、二次転写ローラ30を接地することで形成している。   The color toner image is secondarily transferred onto the recording paper by a secondary transfer electric field and a nip pressure formed between the secondary transfer roller 30 and the secondary transfer counter roller. The electric field for secondary transfer is formed by applying a transfer bias having the same polarity as the toner to the secondary transfer counter roller and grounding the secondary transfer roller 30.

二次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト24上には、記録紙に転写されなかったトナーが僅かに残って付着している。これは、ベルトクリーニングユニット26によってクリーニングされる。なお、ベルトクリーニングユニット26は、クリーニングブレードを中間転写ベルト24の表面に当接させており、これによって、ベルト上の転写残トナーを掻きとって除去する。
中間転写ベルト24上から除去された転写残トナーは、廃トナーボトル31に収容され、廃棄される。
On the intermediate transfer belt 24 after passing through the secondary transfer nip, a small amount of toner that has not been transferred onto the recording paper remains and adheres. This is cleaned by the belt cleaning unit 26. In the belt cleaning unit 26, the cleaning blade is brought into contact with the surface of the intermediate transfer belt 24, whereby the transfer residual toner on the belt is scraped and removed.
The transfer residual toner removed from the intermediate transfer belt 24 is accommodated in the waste toner bottle 31 and discarded.

二次転写ニップの上方には、定着ユニットが配設されている。この定着ユニットは、電磁誘導発熱層を内包する定着ローラ32と、定着ローラ32と所定圧力で圧接され、所定のニップ幅を形成する加圧ローラ33と、定着温度制御用のサーモスタット39と、定着ローラ32の図中左側に、定着ローラ32内の電磁誘導発熱層を発熱させるIHコイルユニット34とを有する。定着ローラ32は、IHコイルによる電磁誘導で加熱される。各ローラは図示しない駆動源によって加圧ローラ33が時計方向に、定着ローラ32は反時計方向に回転するようになっている。   A fixing unit is disposed above the secondary transfer nip. The fixing unit includes a fixing roller 32 including an electromagnetic induction heat generating layer, a pressure roller 33 which is pressed against the fixing roller 32 with a predetermined pressure to form a predetermined nip width, a thermostat 39 for fixing temperature control, and a fixing unit. On the left side of the roller 32 in the figure, an IH coil unit 34 that generates heat from the electromagnetic induction heat generating layer in the fixing roller 32 is provided. The fixing roller 32 is heated by electromagnetic induction by an IH coil. Each roller is configured such that a pressure roller 33 is rotated in a clockwise direction and a fixing roller 32 is rotated in a counterclockwise direction by a driving source (not shown).

二次転写ニップを通過した記録紙は、中間転写ベルト24から分離した後、定着ユニット内に送られる。そして、定着ユニットの定着ニップに挟まれながら図中下側から上側に向けて搬送される過程で、定着ローラ32によって加熱され、同時に定着ニップで加圧されてトナー画像が記録紙上に定着せしめられる。
このようにして定着処理が施された記録紙は、排紙ローラ対を経由して機外に排出され、画像形成装置本体の上面にスタックされるようになっている。
The recording paper that has passed through the secondary transfer nip is separated from the intermediate transfer belt 24 and then fed into the fixing unit. In the process of being conveyed from the lower side to the upper side in the figure while being sandwiched between the fixing nips of the fixing unit, the toner image is fixed on the recording paper by being heated by the fixing roller 32 and simultaneously being pressurized by the fixing nip. .
The recording paper subjected to the fixing process in this manner is discharged out of the apparatus via a pair of paper discharge rollers and is stacked on the upper surface of the main body of the image forming apparatus.

以下、現像システムの各実施の形態を詳述する。なお、現像システムは、上述した現像ユニットAと、後述する駆動制御部とを備えて構成される。
(実施の形態1)
実施の形態1は、上述した画像形成装置の基本的な構成に加えて、画像形成装置の前回の画像形成動作の終了時からの時間を記録するカウンタ(図示せず)を設け、画像形成の開始時にカウンタの値が所定の閾値以上となった場合に、シャッター手段38によって開口部35aを閉じ、第一搬送スクリュー11及び第二搬送スクリュー12と、現像スリーブ14とを所定時間駆動する駆動制御部(図示せず)を設けた例である。
Hereinafter, each embodiment of the development system will be described in detail. The developing system includes the above-described developing unit A and a drive control unit described later.
(Embodiment 1)
In the first embodiment, in addition to the basic configuration of the image forming apparatus described above, a counter (not shown) that records the time from the end of the previous image forming operation of the image forming apparatus is provided. Drive control that closes the opening 35a by the shutter means 38 and drives the first conveying screw 11, the second conveying screw 12, and the developing sleeve 14 for a predetermined time when the counter value becomes equal to or greater than a predetermined threshold at the start. This is an example in which a section (not shown) is provided.

図4に、27℃80%RH環境において、現像剤を72h放置した後、シャッター手段38によって開口部35aを閉じ、第一搬送スクリュー11及び第二搬送スクリュー12と、現像スリーブ14とを所定時間駆動(以下「前処理動作」という)した場合(前処理動作アリ)と、その動作を実行しなかった場合(前処理動作ナシ)とのトナー帯電量(Q/M)の測定結果を示す。   In FIG. 4, after the developer is left for 72 hours in an environment of 27 ° C. and 80% RH, the opening 35a is closed by the shutter means 38, and the first conveying screw 11 and the second conveying screw 12 and the developing sleeve 14 are left for a predetermined time. The measurement results of the toner charge amount (Q / M) in the case of driving (hereinafter referred to as “preprocessing operation”) (preprocessing operation ant) and in the case of not performing the operation (preprocessing operation pear) are shown.

図4から、前処理動作アリの方が前処理動作ナシより大幅にトナー帯電量が高いことが分かる。
図5に、ダストトラック(光散乱式デジタル粉塵計)にて、画像形成開始時からのトナー飛散量をモニタした結果を示す。前処理動作アリの方は、前処理動作ナシと比較して、トナー飛散量が大幅に低減していることが分かる。
上記のような前処理動作を実行すれば、開口部35aからのトナー飛散およびそれに伴う不具合を防止することができる。
From FIG. 4, it can be seen that the pre-processing operation ant has a significantly higher toner charge amount than the pre-processing operation pear.
FIG. 5 shows the result of monitoring the toner scattering amount from the start of image formation with a dust track (light scattering digital dust meter). It can be seen that the pre-processing operation ant significantly reduces the toner scattering amount compared to the pre-processing operation pear.
By performing the pre-processing operation as described above, it is possible to prevent toner scattering from the opening 35a and problems associated therewith.

大量の印刷物を一度に画像形成する使われ方をする画像形成装置(プロダクションプリンティング用途)の場合は、一度の画像形成での可動時間が長い為、毎回の画像形成開始時に前処理動作を実行しても、印刷物の量に対しての使用者(当該画像形成装置の使用者)の待ち時間や消費電力の増加、現像剤劣化等の副作用はほとんど無視できるものであるが、少量の印刷物を一度に画像形成する使われ方をする画像形成装置(オフィス用途)では、印刷量に対する副作用は、大きな問題となる。   In the case of an image forming device that is used to form a large amount of printed images at once (for production printing applications), the pre-processing operation is executed at the start of each image formation because the movable time for one image formation is long. However, side effects such as waiting time of the user (user of the image forming apparatus), increase in power consumption, and deterioration of the developer with respect to the amount of the printed matter are almost negligible. In an image forming apparatus (for office use) that is used to form an image, the side effect on the printing amount becomes a big problem.

例えば、下記のような、AとBの画像形成装置を比較すると、印刷物1枚あたりの副作用の重みは、BはAの1000倍となる。
A:一度の印刷枚数の平均が5000枚の画像形成装置(プロダクションプリンティング用途)
B:一度の印刷枚数の平均が5枚の画像形成装置:B(オフィス用途)
For example, when comparing A and B image forming apparatuses as described below, the weight of the side effect per printed matter is B is 1000 times that of A.
A: Image forming apparatus with an average of 5000 printed pages at one time (for production printing)
B: Image forming apparatus with an average of 5 printed pages at once: B (for office use)

そこで、実施の形態1では、オフィス用途の画像形成装置にも適用できるようにする為に、駆動制御部が図6に示すような制御を行っている。すなわち、画像形成動作が終了(S11)したら、カウンタによるOFF時間の積算を開始し(S12)、使用者による画像形成要求が入力、またはPCから画像形成要求されたことを条件として、カウント値a[sec]と閾値X1[sec]との比較判断を行う(S13(判断手段))。   Therefore, in the first embodiment, the drive control unit performs control as shown in FIG. 6 in order to be applicable to an image forming apparatus for office use. That is, when the image forming operation is completed (S11), integration of the OFF time by the counter is started (S12), and the count value a is set on condition that the image forming request by the user is input or the image forming request is made from the PC. A comparison between [sec] and the threshold value X1 [sec] is performed (S13 (determination means)).

カウント値a[sec]が閾値X1[sec]に達した、または、超えた場合(S13Y)にのみ、上述の前処理動作を実行し(S14)、カウント値aを「0」にし、シャッター手段38によって開口部35aを開いて、画像形成動作を開始する(S15)。
一方、カウント値aが閾値X1に達していない場合(S13N)は、上述の前処理動作を実行することなく、カウント値aを「0」にし、画像形成動作を開始する(S15)。
Only when the count value a [sec] reaches or exceeds the threshold value X1 [sec] (S13Y), the above pre-processing operation is executed (S14), the count value a is set to “0”, and the shutter unit 38, the opening 35a is opened, and the image forming operation is started (S15).
On the other hand, when the count value a has not reached the threshold value X1 (S13N), the count value a is set to “0” without executing the above-described preprocessing operation, and the image forming operation is started (S15).

なお、画像形成の直前にのみ前処理動作を可能とするために、上述したように、S13は、使用者による画像形成要求が入力、またはPCから画像形成要求されたことを条件として判断しているが、画像形成を行っていない間でも、適宜、前処理動作を行う場合、S13の判断時を画像形成要求時にかかわらず常時に行えば良い。   In order to enable the preprocessing operation only immediately before the image formation, as described above, S13 is determined on the condition that an image formation request by the user is input or an image formation request is made from the PC. However, when the pre-processing operation is appropriately performed even when the image formation is not performed, the determination at S13 may be performed at any time regardless of the image formation request time.

閾値X1は、例えば、以下のようにして決定している。
まず、図1で例示した画像形成装置を用いて、図7に示した、トナー飛散量とトナー帯電量の関係を求めた。図7に示すように、トナー帯電量(Q/M)が20[−μC/g]より小さくなったとき、トナー飛散量が急激に増加することが分かる。したがって、画像形成開始時のトナー帯電量(Q/M)は20[−μC/g]以上を確保する必要がある。
The threshold value X1 is determined as follows, for example.
First, using the image forming apparatus illustrated in FIG. 1, the relationship between the toner scattering amount and the toner charge amount shown in FIG. 7 was obtained. As shown in FIG. 7, when the toner charge amount (Q / M) becomes smaller than 20 [−μC / g], it can be seen that the toner scattering amount rapidly increases. Therefore, the toner charge amount (Q / M) at the start of image formation needs to be 20 [−μC / g] or more.

図8に通常環境(23℃50%RH)にて、画像形成動作を実行した後の放置時間とトナー帯電量との関係を示す。放置時間が増加するに伴いトナー帯電量(Q/M)も低下しているが、放置時間40000〜50000[sec]の間にトナー帯電量(Q/M)が、20[−μC/g]]を下回っていることが分かる。
図7、図8の実験結果を考慮した結果、更に、余裕度を考慮し、実施の形態1の画像形成装置における閾値X1は40000[sec]としている。なお、閾値X1は、マシンスペックや使用環境によって適正値が異なる為、サービスマンや使用者による変更が可能になっている。
FIG. 8 shows the relationship between the standing time after the image forming operation is executed and the toner charge amount in the normal environment (23 ° C., 50% RH). The toner charge amount (Q / M) also decreases as the standing time increases, but the toner charge amount (Q / M) is 20 [−μC / g] during the standing time of 40000 to 50000 [sec]. You can see that
As a result of considering the experimental results shown in FIGS. 7 and 8, the margin X1 in the image forming apparatus of the first embodiment is set to 40000 [sec] in consideration of the margin. Note that the threshold value X1 can be changed by a service person or a user because an appropriate value varies depending on the machine specification and the use environment.

このように実施の形態1にかかる画像形成装置によれば、前処理動作の実行条件を現像剤が放置された時間としたことで、オフィス用途のような画像形成装置においても、駆動制御部による前処理動作が実行されて、低下していたトナーの帯電量が十分な帯電量となり、トナーが開口部35aから飛散するのを確実に防止できる。   As described above, according to the image forming apparatus according to the first embodiment, the execution condition of the preprocessing operation is set to the time when the developer is left, so that even in an image forming apparatus for office use, the drive control unit The pre-processing operation is executed, and the charge amount of the lowered toner becomes a sufficient charge amount, and it is possible to reliably prevent the toner from scattering from the opening 35a.

(実施の形態2)
実施の形態2にかかる画像形成装置は、定着ユニットに設けた定着温度制御用のサーモスタット39(図1参照)により検知した温度が、所定の閾値X2以下である場合に、シャッター手段38によって開口部35aを閉じ、第一搬送スクリュー11及び第二搬送スクリュー12と、現像スリーブ14とを所定時間駆動する駆動制御部(図示せず)を設けた例である。
(Embodiment 2)
In the image forming apparatus according to the second embodiment, when the temperature detected by the fixing temperature control thermostat 39 (see FIG. 1) provided in the fixing unit is equal to or lower than the predetermined threshold value X2, the shutter unit 38 opens the opening. This is an example in which a drive control unit (not shown) that closes 35a and drives the first conveying screw 11, the second conveying screw 12, and the developing sleeve 14 for a predetermined time is provided.

実施の形態2の駆動制御部による制御を加えた一連の動作を図9に示す。
先ず、画像形成動作が終了(S21)して、画像形成装置の電源がOFFまたは省エネモード等により定着ユニットがOFF状態に移行する(S22)。これにより定着温度が下降していくが、実施の形態2の駆動制御部が、定着温度制御用のサーモスタット39を用いて、漸次下降していく定着温度の検知を開始し(S23)、使用者による画像形成要求が入力、またはPCから画像形成要求されたことを条件として、サーモスタット39の検知温度Tと閾値X2との比較判断を行う(S24(判断手段))。
FIG. 9 shows a series of operations to which control by the drive control unit of the second embodiment is added.
First, the image forming operation is finished (S21), and the fixing unit is shifted to the OFF state due to the power of the image forming apparatus being turned off or the energy saving mode (S22). As a result, the fixing temperature is lowered, but the drive control unit of the second embodiment uses the thermostat 39 for fixing temperature control to start detecting the fixing temperature gradually lowering (S23). On the condition that the image formation request is input or the image formation is requested from the PC, a comparison determination is made between the detected temperature T of the thermostat 39 and the threshold value X2 (S24 (determination means)).

検知温度Tが閾値X2以下になった場合(S24Y)にのみ、上述の前処理動作を実行し(S25)、その前処理動作が終了したら、シャッター手段38によって開口部35aを開いて、検知温度を所定の温度となるように恒温制御して画像形成動作を開始する(S26)。
一方、検知温度Tが閾値X2以上である場合(S24N)は、上述の前処理動作を実行することなく、画像形成動作を開始する(S26)。
Only when the detected temperature T is equal to or lower than the threshold value X2 (S24Y), the above-described preprocessing operation is executed (S25). When the preprocessing operation is completed, the opening 35a is opened by the shutter unit 38, and the detected temperature is detected. The image forming operation is started by controlling the temperature so as to be a predetermined temperature (S26).
On the other hand, when the detected temperature T is equal to or higher than the threshold value X2 (S24N), the image forming operation is started without executing the above-described preprocessing operation (S26).

閾値X2は、例えば、以下のようにして決定している。
実施の形態2にかかる画像形成装置を、通常環境(23℃50%RH)にて画像形成を実行した後の定着ユニットのサーモスタット39の検知温度の時間推移を図10に示す。この図10からわかるように、通常環境(23℃50%RH)において、放置時間40000[sec]における検知温度は約40℃以下であることから、実施の形態2の画像形成装置における閾値X2は40℃としている。なお、閾値X2は、マシンスペックや使用環境によって適正値が異なる為、サービスマンや使用者による変更が可能になっている。
The threshold value X2 is determined as follows, for example.
FIG. 10 shows the time transition of the detected temperature of the thermostat 39 of the fixing unit after the image forming apparatus according to the second embodiment has performed image formation in a normal environment (23 ° C. and 50% RH). As can be seen from FIG. 10, in the normal environment (23 ° C. and 50% RH), the detected temperature at the standing time of 40000 [sec] is about 40 ° C. or less, so the threshold value X2 in the image forming apparatus of the second embodiment is 40 ° C. The threshold value X2 varies depending on the machine specifications and usage environment, and can be changed by a service person or a user.

このように実施の形態2にかかる画像形成装置によれば、前処理動作の実行条件を定着ユニットのサーモスタット39を利用した温度としたことで、タイマー等の部品の増加やカウンタなどの機能を追加することなく、オフィス用途のような画像形成装置においても、駆動制御部による前処理動作が実行されて、低下していたトナーの帯電量が十分な帯電量となり、トナーが開口部35aから飛散するのを確実に防止できる。   As described above, according to the image forming apparatus according to the second embodiment, the preconditioning operation is performed using the temperature using the thermostat 39 of the fixing unit, so that functions such as an increase in parts such as a timer and a counter are added. Even in an image forming apparatus such as an office use, the pre-processing operation by the drive control unit is executed, and the toner charge amount that has been reduced becomes a sufficient charge amount, and the toner scatters from the opening 35a. the can be reliably prevented.

(実施の形態3)
実施の形態3にかかる画像形成装置は、ケーシング35または開口部35aの近傍に温湿度センサ40を設け、画像形成の開始時に温湿度センサ40により温湿度を検知し、その検知結果が所定の温湿度以上の場合に、シャッター手段38によって開口部35aを閉じ、第一搬送スクリュー11及び第二搬送スクリュー12と、現像スリーブ14とを所定時間駆動する駆動制御部(図示せず)を設けた例である。
(Embodiment 3)
In the image forming apparatus according to the third embodiment, a temperature / humidity sensor 40 is provided in the vicinity of the casing 35 or the opening 35a, the temperature / humidity is detected by the temperature / humidity sensor 40 at the start of image formation, and the detection result is a predetermined temperature. An example in which a drive control unit (not shown) is provided that closes the opening 35a by the shutter means 38 and drives the first conveying screw 11, the second conveying screw 12, and the developing sleeve 14 for a predetermined time when the humidity is higher. It is.

先ず、本実施の形態にかかる画像形成装置を、低温低湿環境(10℃15%RH)および高温高湿環境(27℃80%RH))に夫々所定時間放置し、その後、画像形成動作を行った場合の通紙枚数とトナー帯電量との関係を調べた。その結果を図11に示す。   First, the image forming apparatus according to this embodiment is left in a low-temperature and low-humidity environment (10 ° C. and 15% RH) and a high-temperature and high-humidity environment (27 ° C. and 80% RH) for a predetermined time, and then an image forming operation is performed. In this case, the relationship between the number of sheets passed and the toner charge amount was examined. The result is shown in FIG.

低温低湿環境では数枚の通紙枚数でトナー帯電が上昇するが、高温高湿環境では、トナー帯電量を上昇させるには、通紙枚数が相当枚数必要となることがわかる。具体的には、トナー帯電量をQ/M≧20[−μC/g]とするのに、通紙枚数300枚が必要であることがわかる。   In a low temperature and low humidity environment, the toner charge increases with the number of sheets passed. However, in a high temperature and high humidity environment, it is understood that a considerable number of sheets need to be passed in order to increase the toner charge amount. Specifically, it can be seen that 300 sheets are required for the toner charge amount to be Q / M ≧ 20 [−μC / g].

したがって、低温低湿環境では、数枚の通紙枚数でトナー帯電が上昇することと、トナーが開口部35aから飛散する量を鑑みると、上述した前処理動作の絶対的な必要性は低い。そこで、実施の形態3では、画像形成開始時に現像ユニットA周辺の温湿度センサ40により、温湿度(温度T2、湿度H)を検知し、以下の表1に示す前処理動作の有無条件(閾値となる)にしたがって、前処理動作の実行の有無判断をしている。ここで、表1で示された有無条件は、現像剤やマシンスペックに合わせて適宜変更される。   Therefore, in the low-temperature and low-humidity environment, the absolute necessity of the above-described pre-processing operation is low in view of the increase in toner charge with the number of passing sheets and the amount of toner scattered from the opening 35a. Therefore, in the third embodiment, the temperature / humidity (temperature T2, humidity H) is detected by the temperature / humidity sensor 40 around the developing unit A at the start of image formation, and the pre-processing operation presence / absence conditions (threshold values) shown in Table 1 below are detected. In accordance with the above, it is determined whether or not the preprocessing operation is executed. Here, the presence / absence conditions shown in Table 1 are appropriately changed according to the developer and machine specifications.

Figure 2011090037
Figure 2011090037

このように実施の形態3にかかる画像形成装置は、オフィス用途のような画像形成装置においても、駆動制御部による前処理動作が実行されて、低下していたトナーの帯電量が十分な帯電量となり、トナーが開口部35aから飛散するのを確実に防止できることはもとより、温湿度条件により、画像形成開始直後にトナー帯電が容易に立ち上がり、トナー飛散の発生がほとんど無い場合には、前処理動作を実行しないので、前処理動作にかかる使用者の待ち時間を無くし、消費電力の増加、現像剤劣化等の副作用を低減することができる。   As described above, in the image forming apparatus according to the third embodiment, even in an image forming apparatus for office use, the pre-processing operation by the drive control unit is executed, and the charge amount of the toner that has been reduced is sufficient. In addition to reliably preventing the toner from scattering from the opening 35a, the pre-processing operation is performed when the toner charge easily rises immediately after the start of image formation due to the temperature and humidity conditions and the toner hardly occurs. Therefore, it is possible to eliminate the waiting time of the user for the pre-processing operation, and to reduce side effects such as an increase in power consumption and developer deterioration.

(実施の形態4)
現像剤のトナー帯電量は、放置時間が長い程低下していくが、環境条件および剤劣化条件によって、帯電低下のスピードが大きく変ってくる。環境条件で言えば、低温低湿環境であればトナー帯電の低下が遅いし、高温高湿環境であればトナー帯電の低下が早く進む。現像剤の劣化条件で言えば、初期の現像剤であればトナー帯電の低下が遅いし、劣化した現像剤であればトナーの帯電低下が早く進む。
(Embodiment 4)
The toner charge amount of the developer decreases as the standing time increases, but the speed of charge reduction greatly varies depending on environmental conditions and agent deterioration conditions. In terms of environmental conditions, the toner charge decreases slowly in a low-temperature and low-humidity environment, and the toner charge decreases rapidly in a high-temperature and high-humidity environment. In terms of developer deterioration conditions, the initial charge of the developer is slow to lower the toner charge, and if the developer is deteriorated, the charge of the toner is rapidly lowered.

したがって、現像ユニットA内のトナー帯電量を常にモニタすれば良いことになるが、現像ユニットA内にトナー帯電量をモニタする機構を追加すると、部品の増加や構成の複雑化、大幅なコストアップになってしまう。   Therefore, it is only necessary to always monitor the toner charge amount in the developing unit A. However, if a mechanism for monitoring the toner charge amount is added in the developing unit A, the number of parts, the configuration becomes complicated, and the cost increases significantly. Become.

そこで、実施の形態4にかかる画像形成装置は、画像形成装置に既存のトナー補給制御用の透磁率センサ10を利用し、前回の画像形成の終了時の透磁率センサ10の出力値と今回の画像形成の開始時の透磁率センサ10の出力値との差分(画像形成動作の停止時に、トナー帯電量がどの程度低下したかの推測)が所定の閾値X4以上となった場合に、シャッター手段38によって開口部35aを閉じ、第一搬送スクリュー11及び第二搬送スクリュー12と、現像スリーブ14とを所定時間駆動する駆動制御部(図示せず)を設けた例である。   Thus, the image forming apparatus according to the fourth embodiment uses the existing magnetic permeability sensor 10 for toner replenishment control in the image forming apparatus, and the output value of the magnetic permeability sensor 10 at the end of the previous image formation and the current value. When the difference from the output value of the magnetic permeability sensor 10 at the start of image formation (estimation of how much the toner charge amount has decreased when the image forming operation is stopped) becomes a predetermined threshold value X4 or more, the shutter unit 38, the opening 35a is closed, and a drive control unit (not shown) for driving the first conveying screw 11, the second conveying screw 12, and the developing sleeve 14 for a predetermined time is provided.

本実施の形態にかかる画像形成装置のようにトナーとキャリアからなる現像剤を用いた画像形成装置は、トナー補給制御の為、現像ユニットA内あるいは、現像ユニットA周辺に透磁率センサ10を備えている。透磁率センサ10は、センサ周辺(現像器内)の磁性体(キャリア)の体積比率を検知して、そのときの絶縁体(トナー)の体積比率(トナー濃度)を推測し、トナー補給制御にフィードバックする機能を持つ。   As in the image forming apparatus according to the present embodiment, an image forming apparatus using a developer composed of toner and a carrier includes a magnetic permeability sensor 10 in the developing unit A or around the developing unit A for toner replenishment control. ing. The magnetic permeability sensor 10 detects the volume ratio of the magnetic body (carrier) around the sensor (inside the developing device), estimates the volume ratio (toner concentration) of the insulator (toner) at that time, and performs toner replenishment control. It has the function of feedback.

この透磁率センサ10は、センサ周辺(現像器内)の磁性体(キャリア)の体積比率を検知するので、トナー濃度は同じであってもトナー帯電量によっても検知結果が変わってくる。すなわち、トナー帯電量が高い場合、トナー同士の静電的反発力が大きくなるので、現像剤中の空隙の体積が大きくなる。したがって、現像剤の嵩密度が小さくなるので、センサ周辺の磁性体(キャリア)の体積比重が小さくなり、透磁率センサ10の出力値(Vt値)が小さくなる。   Since the magnetic permeability sensor 10 detects the volume ratio of the magnetic body (carrier) around the sensor (inside the developing device), the detection result varies depending on the toner charge amount even if the toner concentration is the same. That is, when the toner charge amount is high, the electrostatic repulsion force between the toners increases, so the volume of the voids in the developer increases. Therefore, since the bulk density of the developer is reduced, the volume specific gravity of the magnetic body (carrier) around the sensor is reduced, and the output value (Vt value) of the magnetic permeability sensor 10 is reduced.

逆にトナー帯電量が低い場合、トナー同士の静電的反発力は小さくなるので、現像中の空隙の体積は小さくなる。したがって、現像剤の嵩密度が大きくなるので、センサ周辺の磁性体(キャリア)の体積比重が大きくり、透磁率センサ10の出力値(Vt値)が大きくなる。
さらに画像形成動作の停止時にトナー濃度が変化することは有り得ないことを考慮すると、前回の画像形成動作終了時の透磁率センサ10の出力値(Vt(β))と画像形成動作の開始時の透磁率センサ10の出力値(Vt(α))との差分(Vt(α))―(Vt(β))を算出すれば、画像形成動作の停止時に、トナー帯電量がどの程度低下したかの推測が可能となる。
Conversely, when the toner charge amount is low, the electrostatic repulsion force between the toners becomes small, so the volume of the void during development becomes small. Therefore, since the bulk density of the developer increases, the volume specific gravity of the magnetic body (carrier) around the sensor increases, and the output value (Vt value) of the magnetic permeability sensor 10 increases.
Furthermore, considering that the toner density cannot change when the image forming operation is stopped, the output value (Vt (β)) of the magnetic permeability sensor 10 at the end of the previous image forming operation and the time at which the image forming operation is started. If the difference (Vt (α)) − (Vt (β)) from the output value (Vt (α)) of the magnetic permeability sensor 10 is calculated, how much the toner charge amount is reduced when the image forming operation is stopped. Can be estimated.

実施の形態4の駆動制御部による制御を加えた一連の動作を図12に示す。
先ず、画像形成動作が終了したら(S41)、画像形成動作終了時の透磁率センサ10の出力値(Vt(β))をメモリに保存する(S42)。使用者による画像形成要求が入力、またはPCから画像形成要求された(S43)ことを条件として、透磁率センサ10の出力値(Vt(α))を検知し(S44)、トナー帯電量の低下量(Vt(α))―(Vt(β))と、閾値X4との比較判断を行う(S45(判断手段))。
A series of operations to which control by the drive control unit of the fourth embodiment is added are shown in FIG.
First, when the image forming operation is completed (S41), the output value (Vt (β)) of the magnetic permeability sensor 10 at the end of the image forming operation is stored in the memory (S42). The output value (Vt (α)) of the magnetic permeability sensor 10 is detected (S44) on the condition that an image formation request by the user is input or an image formation request is made from the PC (S43), and the toner charge amount is reduced. The amount (Vt (α)) − (Vt (β)) is compared with the threshold value X4 (S45 (determination means)).

トナー帯電量の低下量(Vt(α))―(Vt(β))が閾値X4以上の場合(S45Y)、上述の前処理動作を実行し(S46)、その前処理動作が終了したら、シャッター手段38によって開口部35aを開いて、画像形成動作を開始する(S47)。一方、トナー帯電量の低下量(Vt(α))―(Vt(β))が閾値X4未満の場合(S45N)、上述の前処理動作を実行することなく、画像形成動作を開始する(S47)。   When the toner charge amount decrease amount (Vt (α)) − (Vt (β)) is equal to or greater than the threshold value X4 (S45Y), the above preprocessing operation is executed (S46). The opening 35a is opened by the means 38, and the image forming operation is started (S47). On the other hand, when the toner charge amount decrease amount (Vt (α)) − (Vt (β)) is less than the threshold value X4 (S45N), the image forming operation is started without executing the above pre-processing operation (S47). ).

閾値X4は、例えば、以下のようにして決定している。
閾値X4の決定は、実験的に求めたトナー濃度7[wt%]のときのトナー帯電量(Q/M)と透磁率センサ10の出力値(Vt)の関係(図13参照)と、通常環境(23℃50%RH))での画像形成時のトナー帯電量が約40[−μC/g]であることから0.2[V]としている。なお、閾値X4は、マシンスペックや現像剤特性およびセンサによって最適値は異なる為、サービスマンや使用者による変更が可能になっている。
The threshold value X4 is determined as follows, for example.
The threshold value X4 is determined by the relationship between the toner charge amount (Q / M) and the output value (Vt) of the magnetic permeability sensor 10 (see FIG. 13) when the toner concentration is 7 [wt%] obtained experimentally. The toner charge amount at the time of image formation in the environment (23 ° C., 50% RH) is about 40 [−μC / g], and is thus set to 0.2 [V]. The optimum value of the threshold value X4 varies depending on the machine specifications, developer characteristics, and sensors, and can be changed by a serviceman or a user.

このように実施の形態4にかかる画像形成装置によれば、前処理動作の実行条件を既存の透磁率センサ10の出力値の変化分としたことで、タイマー等の部品の増加やカウンタなどの機能を追加することなく、オフィス用途のような画像形成装置においても、駆動制御部による前処理動作が実行されて、低下していたトナーの帯電量が十分な帯電量となり、トナーが開口部35aから飛散するのを確実に防止できる。しかも、透磁率センサ10の出力値の変化分というトナー帯電量の低下に直結するパラメータを前処理動作の実行条件としたから、トナーが開口部35aから飛散するのを防止するための前処理動作の実行を、より効率的に行うことができる。   As described above, according to the image forming apparatus according to the fourth embodiment, the execution condition of the pre-processing operation is the amount of change in the output value of the existing magnetic permeability sensor 10, thereby increasing the number of components such as a timer and the counter. Even in an image forming apparatus such as an office application without adding a function, the pre-processing operation by the drive control unit is executed, and the reduced charge amount of the toner becomes a sufficient charge amount. Can be reliably prevented from splashing. In addition, since the parameter directly related to the decrease in the toner charge amount corresponding to the change in the output value of the magnetic permeability sensor 10 is set as the execution condition of the preprocessing operation, the preprocessing operation for preventing the toner from scattering from the opening 35a. Can be performed more efficiently.

(実施の形態5)
一般的に高温高湿環境では、現像剤抵抗が低くなり、電荷を保持しづらくなる為、現像剤の撹拌動作を実行しても、トナー帯電が立ち上がり難い。温湿度が高すぎると、場合によっては、現像剤の撹拌動作のみでは、トナー帯電が全く立ち上がらないこともある。
そこで、実施の形態5にかかる画像形成装置は、ケーシング35の内部に乾燥空気を流す送風部41を設け、ケーシング35の内部の湿度または現像剤の湿度を検知する湿度センサ42を設け(図14)、湿度センサ42の検知結果が、湿度が高いと判断される所定の閾値X5以上となった場合に、シャッター手段38によって開口部35aを閉じ、第一搬送スクリュー11及び第二搬送スクリュー12と、現像スリーブ14とを所定時間駆動する駆動制御部(図示せず)を設けた例である。
(Embodiment 5)
In general, in a high-temperature and high-humidity environment, the developer resistance becomes low and it becomes difficult to hold the charge. Therefore, even when the developer agitating operation is executed, the toner charge hardly rises. If the temperature and humidity are too high, in some cases, the toner charge may not rise at all by only the stirring operation of the developer.
In view of this, the image forming apparatus according to the fifth embodiment is provided with a blower 41 that allows dry air to flow inside the casing 35, and a humidity sensor 42 that detects the humidity inside the casing 35 or the humidity of the developer (FIG. 14). ) When the detection result of the humidity sensor 42 is equal to or higher than a predetermined threshold value X5 at which the humidity is judged to be high, the opening 35a is closed by the shutter means 38, and the first conveying screw 11 and the second conveying screw 12 In this example, a drive control unit (not shown) that drives the developing sleeve 14 for a predetermined time is provided.

上述した送風部41(図14)は、外気を取り入れて送り出す送風ファン(図示せず)と、中空糸膜やペルチェ素子あるいは吸湿剤等を用いて構成され送風ファンで送り出された空気を除湿する除湿器(図示せず)と、ケーシング35の内部に設けられ除湿器で除湿された乾燥空気をケーシング35の内部に送り出す送風管41a(図14)とを備える。   The blower 41 (FIG. 14) described above is configured using a blower fan (not shown) that takes in outside air and sends it out, and dehumidifies the air sent out by the blower fan, which is configured using a hollow fiber membrane, a Peltier element, a hygroscopic agent, or the like. A dehumidifier (not shown) and a blower pipe 41 a (FIG. 14) that sends dry air, which is provided inside the casing 35 and dehumidified by the dehumidifier, to the inside of the casing 35.

また、湿度センサ42は周知構造のものであり、ケーシング35の内部に設けられている。この湿度センサ42は後述の駆動制御部と電気的に接続されており、さらにその駆動制御部は上述の送風部41と電気的に接続されている。上述した湿度センサ42は、ケーシング35の内部で現像剤に直接当たらない場所に配置したり、現像剤が直接当たるように配置したりしても良いもので、特に限定されない。   The humidity sensor 42 has a well-known structure and is provided inside the casing 35. The humidity sensor 42 is electrically connected to a drive control unit described later, and the drive control unit is electrically connected to the air blowing unit 41 described above. The humidity sensor 42 described above may be disposed in a location that does not directly contact the developer inside the casing 35 or may be disposed so that it directly contacts the developer, and is not particularly limited.

なお、駆動制御部による前処理動作は、シャッター手段38によって開口部35aを閉じる第一の前処理動作、第一搬送スクリュー11及び第二搬送スクリュー12と、現像スリーブ14とを所定時間駆動する第二の前処理動作とに時系列的に分けて実行させている。詳細は以下の一連の動作で説明する。   The preprocessing operation by the drive control unit is a first preprocessing operation in which the opening 35a is closed by the shutter unit 38, and the first conveying screw 11 and the second conveying screw 12 and the developing sleeve 14 are driven for a predetermined time. The two preprocessing operations are executed in time series. Details will be described in a series of operations described below.

実施の形態5の駆動制御部による制御を加えた一連の動作を図15に示す。
先ず、画像形成動作が終了して(S51)、使用者による画像形成要求が入力、またはPCから画像形成要求されたことを条件として、駆動制御部は、シャッター手段38によって開口部35aを閉じる第一の前処理動作を実行し(S52)、続いて、湿度センサ42によるケーシング35の内部の湿度検知を実行する(S53)。
この湿度センサ42によって検知されたケーシング35の内部の検知湿度dと、閾値X5との比較判断を行う(S54(判断手段))。
FIG. 15 shows a series of operations to which control by the drive control unit of the fifth embodiment is added.
First, when the image forming operation is completed (S51) and the image forming request by the user is input or the image forming request is received from the PC, the drive control unit closes the opening 35a by the shutter unit 38. One pre-processing operation is executed (S52), and then humidity detection inside the casing 35 by the humidity sensor 42 is executed (S53).
A comparison is made between the detected humidity d in the casing 35 detected by the humidity sensor 42 and the threshold value X5 (S54 (determination means)).

検知湿度dが、閾値X5以上になった場合(S54Y)、送風部41を駆動させて送風管41aから乾燥空気をケーシング35の内部に送風を開始し(S55)、第一搬送スクリュー11及び第二搬送スクリュー12と、現像スリーブ14とを所定時間駆動する第二の前処理動作を実行する(S56)。   When the detected humidity d is equal to or higher than the threshold value X5 (S54Y), the blower 41 is driven to start blowing dry air from the blower pipe 41a into the casing 35 (S55). A second pretreatment operation for driving the two conveying screw 12 and the developing sleeve 14 for a predetermined time is executed (S56).

そして、第二の前処理動作の終了と共に送風部41による乾燥空気の送風を終了し、シャッター手段38によって開口部35aを開いて、画像形成動作を開始する(S57)。
一方、S54において、検知湿度dが、閾値X5未満の場合(S54Y)、乾燥空気の送風を行わずに、第一搬送スクリュー11及び第二搬送スクリュー12と、現像スリーブ14とを所定時間駆動する第二の前処理動作を実行し(S56)、シャッター手段38によって開口部35aを開いて、画像形成動作を開始する(S57)。
Then, when the second pre-processing operation is finished, the blowing of the dry air by the blower 41 is finished, the opening 35a is opened by the shutter means 38, and the image forming operation is started (S57).
On the other hand, in S54, when the detected humidity d is less than the threshold value X5 (S54Y), the first conveying screw 11 and the second conveying screw 12 and the developing sleeve 14 are driven for a predetermined time without blowing dry air. The second pre-processing operation is executed (S56), the opening 35a is opened by the shutter means 38, and the image forming operation is started (S57).

閾値X5は、例えば、以下のようにして決定している。
上述したように、現像剤は低湿環境下である方がトナー帯電がし易い。これは、低湿環境下では、現像剤に水分を含有し難い為である。その逆に、高湿環境下では、現像剤中に多くの水分を含んでしまうため、現像剤の抵抗が低下し、電荷を保持し難くなり (電荷のリークが発生し易い)、トナー帯電がしづらい。
The threshold value X5 is determined as follows, for example.
As described above, the developer is more easily charged with toner in a low humidity environment. This is because it is difficult for the developer to contain moisture in a low humidity environment. Conversely, in a high humidity environment, the developer contains a large amount of moisture, so the resistance of the developer decreases, it becomes difficult to hold the charge (charge leakage is likely to occur), and the toner charge is reduced. difficult.

通常温度(23℃)において、湿度条件を振った際の撹拌時間とトナー帯電量の関係を図16に示す。
600[sec]撹拌した場合、湿度70%RH以下のときはトナー飛散が問題とならないトナー帯電量(20[−μC/g])まで帯電は立ち上がるが、湿度80%RH以上のときはトナー帯電量(20[−μC/g])まで立ち上がらない。
湿度95%RHのときに限っては、撹拌しても一切トナー帯電が立ち上がらない結果となった。したがって、実施の形態5では、余裕度も含めて、閾値X5を70%RHとした。また、この閾値X5は、マシンスペックや使用環境、現像剤によって適正値が異なる為、サービスマンや使用者による変更が可能になっている。
FIG. 16 shows the relationship between the stirring time and the toner charge amount when the humidity condition is changed at the normal temperature (23 ° C.).
When stirring is performed for 600 [sec], charging starts up to a toner charge amount (20 [-μC / g]) where toner scattering does not pose a problem when the humidity is 70% RH or less, but is charged when the humidity is 80% RH or more. It does not rise up to the amount (20 [-μC / g]).
Only when the humidity was 95% RH, the toner charge did not rise at all even with stirring. Therefore, in the fifth embodiment, the threshold value X5 is set to 70% RH including the margin. The threshold value X5 varies depending on machine specifications, use environment, and developer, and can be changed by a service person or a user.

ここで、通常温度(23℃)において、湿度80%RH環境下の際の送風部41による乾燥空気有りと無しの場合で、現像剤の撹拌時間とトナー帯電量(Q/M)の関係を図17に示す。この図17から、乾燥空気を送風した場合は、600[sec]の撹拌時間で確実にトナー帯電量が立ち上がる効果を奏することがわかる。   Here, at a normal temperature (23 ° C.), the relationship between the developer agitation time and the toner charge amount (Q / M) in the presence / absence of dry air by the air blowing unit 41 in an 80% humidity RH environment. It is shown in Figure 17. From FIG. 17, it can be seen that when dry air is blown, the toner charge amount surely rises with a stirring time of 600 [sec].

このように実施の形態5にかかる画像形成装置によれば、高湿環境下で含水量が多い現像剤においても、現像器内に乾燥気流を送風することで、現像剤の含有水分が除去し、前処理動作によって、トナー飛散が問題とならないレベル迄、確実にトナー帯電を立ち上げるから、低下していたトナーの帯電量が十分な帯電量となり、トナーが開口部35aから飛散するのを確実に防止できる。   As described above, according to the image forming apparatus according to the fifth embodiment, even in a developer having a high water content in a high humidity environment, moisture contained in the developer is removed by blowing a dry air current into the developing device. The pre-processing operation ensures that toner charging is started up to a level at which toner scattering does not become a problem. Therefore, it is ensured that the reduced toner charging amount is sufficient and toner is scattered from the opening 35a. It can be prevented.

(実施の形態6)
本実施の形態では、トナー帯電量の低下に伴うトナー飛散防止の為に、前処理動作を実行しトナー帯電量を確保してから画像形成を開始している。画像形成開始時は、大抵の場合で現像剤の放置によりトナー帯電量が低下している為、トナー付着量が過多となっているため、前処理動作を実行しても画像濃度が薄くなることは無い。
しかし、例えば、前回画像形成時が高温高湿環境でありトナー濃度低めで画像形成が終了し、且つ、次の画像形成が低温低湿環境で実行される場合などでは、前処理動作によりトナー濃度が低めの状態で帯電量が高めとなる場合があり、画像濃度薄の不具合が発生することがある。また、何らかの異常(装置の異常、環境の異常)により、トナー帯電量が上昇し過ぎると、キャリアとトナー間の静電的付着力が大きくなる為、現像剤の現像能力が低下し、画像濃度が薄くなる場合がある。
(Embodiment 6)
In this embodiment, in order to prevent toner scattering associated with a decrease in the toner charge amount, image formation is started after a pre-processing operation is performed to secure the toner charge amount. At the beginning of image formation, the toner charge amount is reduced by leaving the developer in most cases, so the toner adhesion amount is excessive, so that the image density becomes low even if the preprocessing operation is executed. There is no.
However, for example, when the previous image formation is in a high-temperature and high-humidity environment and the image formation is completed when the toner density is low, and the next image formation is executed in a low-temperature and low-humidity environment, the toner concentration is reduced by the preprocessing operation. The charge amount may be increased in a lower state, and a problem of low image density may occur. Also, if the toner charge amount increases too much due to some abnormality (apparatus abnormality, environmental abnormality), the electrostatic adhesion force between the carrier and the toner increases, so the developing ability of the developer decreases, and the image density May become thinner.

そこで、実施の形態6にかかる画像形成装置は、トナー画像の反射光を検知してそのトナー画像の画像濃度を検知する光学センサ43を設け(図1)、その光学センサ43の検知結果が、画像濃度は適正または濃いと判断される所定の閾値X6以上の場合にのみ、シャッター手段38によって開口部35aを閉じ、送風部41と第一搬送スクリュー11及び第二搬送スクリュー12と、現像スリーブ14とを所定時間駆動する駆動制御部(図示せず)を設けた例である。   Therefore, the image forming apparatus according to the sixth embodiment is provided with the optical sensor 43 that detects the reflected light of the toner image and detects the image density of the toner image (FIG. 1), and the detection result of the optical sensor 43 is Only when the image density is equal to or higher than a predetermined threshold value X6 that is determined to be appropriate or dark, the opening 35a is closed by the shutter means 38, and the blower 41, the first conveying screw 11, the second conveying screw 12, and the developing sleeve 14 are closed. Are provided with a drive control unit (not shown) for driving for a predetermined time.

上述した光学センサ43は、周知の反射型光学センサであり、中間転写ベルト上、記録紙上などに形成したトナー画像(テスト画像)に光照射し、その反射光の量によって画像濃度を検知するようになっている。   The above-described optical sensor 43 is a well-known reflection-type optical sensor that irradiates a toner image (test image) formed on an intermediate transfer belt, a recording sheet, or the like, and detects the image density based on the amount of reflected light. It has become.

実施の形態6の駆動制御部による制御を加えた一連の動作を図18に示す。
先ず、画像形成動作が終了して(S61)、画像形成装置の電源がOFFまたは省エネモードに移行する(S62)。使用者による画像形成要求が入力、またはPCから画像形成要求された(S63)ことを条件として、駆動制御部は、画像形成装置はトナー画像(テスト画像)の作成を開始する(S64)。続いて、光学センサ43によるトナー画像(テスト画像)の濃度を検知する。光学センサ43は、トナー画像(テスト画像)の反射光に応じた電圧(画像濃度に相当)を出力し、駆動制御部は、その光学センサ43の出力値(Vsp[V])と、閾値X6との比較判断を行う(S65(判断手段))。
FIG. 18 shows a series of operations to which control by the drive control unit of the sixth embodiment is added.
First, the image forming operation is completed (S61), and the power of the image forming apparatus is turned off or the power saving mode is entered (S62). On the condition that an image formation request by the user is input or an image formation request is made from the PC (S63), the drive control unit starts to create a toner image (test image) (S64). Subsequently, the density of the toner image (test image) is detected by the optical sensor 43. The optical sensor 43 outputs a voltage (corresponding to the image density) corresponding to the reflected light of the toner image (test image), and the drive control unit outputs the output value (Vsp [V]) of the optical sensor 43 and the threshold value X6. (S65 (determination means)).

画像濃度が適正または濃いとして反射光の量が少なくて光学センサ43の出力値(Vsp[V])が閾値X6未満の場合(S65Y)、上述の前処理動作を実行し(S66)、その前処理動作が終了したら、シャッター手段38によって開口部35aを開いて、画像形成動作を開始する(S67)。
S65において、画像濃度が薄いとして反射光の量が多く光学センサ43の出力値(Vsp[V])が閾値X6以上の場合(S65N)、上述の前処理動作を実行せずに画像形成動作を開始する(S67)。
When the image density is appropriate or dark and the amount of reflected light is small and the output value (Vsp [V]) of the optical sensor 43 is less than the threshold value X6 (S65Y), the above pre-processing operation is executed (S66). When the processing operation is completed, the opening 35a is opened by the shutter means 38, and the image forming operation is started (S67).
In S65, when the image density is low and the amount of reflected light is large and the output value (Vsp [V]) of the optical sensor 43 is equal to or greater than the threshold value X6 (S65N), the image forming operation is performed without executing the above preprocessing operation. Start (S67).

閾値X6は、その実験結果から、画像濃度が低い可能性が高く、前処理動作を実行しなくても、ほとんどトナー飛散が生じない場合として閾値X6を0.3としている。光学センサ43の出力値(Vsp[V])が、その0.3[V]より大きくなった場合は、前処理動作を実行せずに、画像形成動作を実行する。なお、閾値X6は、マシンスペックや現像剤特性、使用者の要望等(トナー飛散と濃度薄の不具合の重み)を考慮して、サービスマンや使用者による変更が可能になっている。   The threshold value X6 is set to 0.3 as a case where it is highly possible that the image density is low from the experimental results, and toner scattering hardly occurs even if the preprocessing operation is not executed. When the output value (Vsp [V]) of the optical sensor 43 is larger than 0.3 [V], the image forming operation is executed without executing the preprocessing operation. Note that the threshold value X6 can be changed by a service person or a user in consideration of machine specifications, developer characteristics, user's demands, etc. (weight of toner scattering and low density defect).

このように実施の形態6にかかる画像形成装置によれば、画像形成開始時に開口部35aからのトナー飛散が発生しない条件(画像濃度が薄い)であった場合、前処理動作を実行しないから、不必要な使用者の待ち時間や消費電力の増加、現像剤劣化等の副作用を低減することができる。   As described above, according to the image forming apparatus according to the sixth embodiment, the pre-processing operation is not executed when the toner scattering from the opening 35a does not occur at the start of image formation (the image density is low). Side effects such as unnecessary user waiting time, increased power consumption, and developer deterioration can be reduced.

以上、本実施の形態にかかる画像形成装置を説明したが、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
例えば、本実施の形態では、前処理動作を実行する条件として実施の形態1から6に分けたものを例示したが、これら実施の形態1から6で例示した前処理動作を実行する条件および構成を適宜組み合わせても良いものである。
The image forming apparatus according to the present embodiment has been described above. However, the above-described embodiment shows an example of a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited thereto. Various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
For example, in the present embodiment, the conditions divided into the first to sixth embodiments are exemplified as the conditions for executing the preprocessing operation. However, the conditions and configuration for executing the preprocessing operations illustrated in the first to sixth embodiments are exemplified. May be appropriately combined.

A‥現像ユニット 11‥第一搬送スクリュー(現像剤撹拌部) 12‥第二搬送スクリュー(現像剤撹拌部) 35‥ケーシング 35a‥開口部 10‥透磁率センサ 36‥シャッター 37‥駆動部 38‥シャッター手段 39‥サーモスタット 40‥温湿度センサ 41‥送風部 41a‥送風管 42‥湿度センサ 43‥光学センサ A. Developing unit 11. First conveying screw (developer stirring part) 12. Second conveying screw (developer stirring part) 35. Casing 35 a. Opening 10. Magnetic permeability sensor 36. Shutter 37. Means 39 ... Thermostat 40 ... Temperature / humidity sensor 41 ... Blower part 41a ... Blower pipe 42 ... Humidity sensor 43 ... Optical sensor

特開2006−84892号公報JP 2006-84892 JP

Claims (9)

電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像システムであって、
開口部が形成されたケーシングと、
前記開口部から外周面の一部が覗くように前記ケーシングの内部に回転可能に設けられ、前記ケーシングの内部に貯留された現像剤を前記開口部に向かって搬送させるローラ状の現像剤担持体と、
前記ケーシングの内部に回転可能に設けられ、前記ケーシングの内部に貯留された前記現像剤を回転により攪拌して前記現像剤の一構成体であるトナーを帯電させると共に前記現像剤担持体の近傍に前記現像剤を移動させる現像剤撹拌部と、
前記開口部を開閉可能に設けられ、所要時に前記開口部を開閉させるシャッター手段と、
画像形成の開始時に前記トナーの帯電量が低下状態であるか否かを判断する判断手段を有し、該判断手段が前記トナーの帯電量が低下状態であると判断したときに、前記シャッター手段によって前記開口部を閉じ、前記現像剤撹拌部と前記現像剤担持体とを所定時間駆動して、前記トナーの帯電量を確保する駆動制御部とを
備えたことを特徴とする現像システム。
A development system used in an electrophotographic image forming apparatus,
A casing having an opening formed therein;
A roller-shaped developer carrying member that is rotatably provided inside the casing so that a part of the outer peripheral surface can be seen from the opening, and conveys the developer stored in the casing toward the opening. When,
The developer is rotatably provided in the casing, and the developer stored in the casing is agitated by rotation to charge the toner as one component of the developer and in the vicinity of the developer carrier. A developer stirring section for moving the developer;
Shutter means provided to be capable of opening and closing the opening, and opening and closing the opening when required;
And determining means for determining whether or not the charge amount of the toner is in a reduced state at the start of image formation, and when the determination means determines that the charge amount of the toner is in a reduced state, the shutter means And a drive control section for closing the opening and driving the developer agitating section and the developer carrying member for a predetermined time to ensure the charge amount of the toner.
前記画像形成装置の前回の画像形成動作の終了時からの時間を計測するカウンタを設け、
前記判断手段は、画像形成の開始時に前記カウンタの値が所定の閾値以上となった場合に、前記トナーの帯電量が低下状態であると判断することを特徴とする請求項1に記載の現像システム。
A counter for measuring a time from the end of the previous image forming operation of the image forming apparatus;
2. The development according to claim 1, wherein the determination unit determines that the charge amount of the toner is in a reduced state when the value of the counter becomes equal to or greater than a predetermined threshold at the start of image formation. system.
前記判断手段は、前記現像剤担持体により現像されたトナー画像を担持したシート状の記録材に熱と圧力を加えて前記トナー画像を前記記録材に定着する定着ユニットの一構成体である定着温度制御用のサーモスタットを用い、そのサーモスタットにより検知した温度が所定の閾値以下である場合に、前記トナーの帯電量が低下状態であると判断することを特徴とする請求項1に記載の現像システム。   The determination means is a fixing member that is a component of a fixing unit that applies heat and pressure to a sheet-like recording material carrying a toner image developed by the developer carrier and fixes the toner image to the recording material. 2. The developing system according to claim 1, wherein a temperature control thermostat is used, and when the temperature detected by the thermostat is not more than a predetermined threshold value, it is determined that the charge amount of the toner is in a lowered state. . 前記ケーシングまたは前記開口部の近傍に温湿度センサを設け、
前記判断手段は、画像形成の開始時に前記温湿度センサにより検知した温湿度が所定の温湿度以上の場合に、前記トナーの帯電量が低下状態であると判断することを特徴とする請求項1に記載の現像システム。
A temperature and humidity sensor is provided in the vicinity of the casing or the opening,
2. The determination unit according to claim 1, wherein when the temperature and humidity detected by the temperature and humidity sensor at the start of image formation is equal to or higher than a predetermined temperature and humidity, the charge amount of the toner is in a lowered state. The developing system described in 1.
前記判断手段は、前記ケーシングの内部に貯留された前記現像剤のトナー濃度を検出する透磁率センサを用い、前回の画像形成の終了時の前記透磁率センサの出力値と今回の画像形成の開始時の前記透磁率センサの出力値との差分が所定の閾値以上となった場合に、前記トナーの帯電量が低下状態であると判断することを特徴とする請求項1に記載の現像システム。   The determination unit uses a magnetic permeability sensor that detects the toner concentration of the developer stored in the casing, and outputs the output value of the magnetic permeability sensor at the end of the previous image formation and the start of the current image formation. 2. The developing system according to claim 1, wherein when the difference from the output value of the magnetic permeability sensor at the time exceeds a predetermined threshold value, it is determined that the charge amount of the toner is in a lowered state. 前記ケーシングの内部に乾燥空気を流す送風部を設け、前記ケーシングの内部の湿度または前記現像剤の湿度を検知する湿度センサを設け、
前記判断手段は、該湿度センサの検知結果が、湿度が高いと判断される所定の閾値以上となった場合に、前記トナーの帯電量が低下状態であると判断し、
前記駆動制御部は、前記現像剤撹拌部と前記現像剤担持体と共に、前記送風部をも所定時間駆動することを特徴とする請求項1に記載の現像システム。
Providing a blower for flowing dry air inside the casing, providing a humidity sensor for detecting the humidity inside the casing or the humidity of the developer;
The determination unit determines that the charge amount of the toner is in a lowered state when the detection result of the humidity sensor is equal to or higher than a predetermined threshold value at which the humidity is determined to be high;
The developing system according to claim 1, wherein the drive control unit drives the blowing unit together with the developer stirring unit and the developer carrying member for a predetermined time.
トナー画像の反射光を検知してそのトナー画像の画像濃度を検知する光学センサを設け、
前記判断手段は、前記光学センサの検知結果が、画像濃度は適正または濃いと判断される所定の閾値以上の場合に、前記トナーの帯電量が低下状態であると判断することを特徴とする請求項1に記載の現像システム。
An optical sensor for detecting the reflected light of the toner image and detecting the image density of the toner image is provided.
The determination unit determines that the charge amount of the toner is in a lowered state when the detection result of the optical sensor is equal to or higher than a predetermined threshold value at which the image density is determined to be appropriate or high. Item 2. The developing system according to Item 1.
請求項2乃至7に記載の構成を任意に組み合わせたことを特徴とする現像システム。   A development system comprising any combination of the configurations according to claim 2. 請求項1乃至8何れか1項に記載の現像システムを備えた画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the developing system according to claim 1.
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