JP2012226127A - Image forming apparatus and developing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、現像剤循環経路を循環する現像剤に対してキャリアを補給可能な現像装置、詳しくは現像剤循環経路を搬送される現像剤の帯電性能の低下状態を正確に検出して過不足の少ないキャリア補給を実行可能な現像装置に関する。 The present invention relates to a developing device capable of supplying a carrier to a developer circulating in the developer circulation path, and more specifically, by accurately detecting the state of charge deterioration of the developer conveyed through the developer circulation path. The present invention relates to a developing device capable of executing carrier replenishment with a small amount of carrier.
電子写真方式の画像形成装置、特にフルカラー画像を出力する画像形成装置において、トナーとキャリアを混合して現像剤として使用する二成分現像方式が広く利用されている。二成分現像方式の現像装置では、画像形成時にトナーが現像に消費されると、トナー消費量に見合ったトナーが補給される一方、キャリアはトナー消費量と無関係に現像装置内を循環し続けて次第に帯電性能が低下する。そのため、トナーに一定の割合でキャリアを混合した補給現像剤を現像装置に補給して、補給現像剤の補給に伴って過剰になった現像剤を現像装置からオーバーフローさせるキャリア混合補給方式の現像装置が実用化されている(特許文献1)。 2. Description of the Related Art In electrophotographic image forming apparatuses, particularly image forming apparatuses that output full-color images, a two-component developing system that uses toner and a carrier as a developer is widely used. In the two-component developing system, when toner is consumed for development during image formation, toner corresponding to the toner consumption is replenished, while the carrier continues to circulate in the developing device regardless of the toner consumption. The charging performance gradually decreases. Therefore, a carrier mixing and replenishing type developing device that replenishes the developing device with a replenished developer mixed with a carrier in a certain ratio to the toner and overflows the developer that has become excessive due to the replenishment of the replenishing developer from the developing device. Has been put into practical use (Patent Document 1).
しかし、キャリア混合補給方法は、トナー消費量に応じてキャリア補給量が自動的に決定される一方、キャリアの帯電性能の低下は、主に現像剤循環経路におけるキャリアの滞在時間(撹拌累積時間)に伴って進行する。このため、トナー消費量の多い画像形成が連続すると、キャリアの帯電性能が低下しないうちに大量の補給現像剤が現像装置から無駄に排出されてしまう。逆に、トナー消費量の少ない画像形成が連続すると、キャリアの帯電性能の低下に補給が追いつかず、様々な現像不良やトナー飛散が発生してしまう。 However, in the carrier mixing and replenishing method, the carrier replenishment amount is automatically determined according to the toner consumption amount. On the other hand, the decrease in the charging performance of the carrier is mainly due to the carrier residence time (stirring accumulated time) in the developer circulation path. It progresses with. For this reason, if image formation with a large amount of toner consumption continues, a large amount of replenishment developer is unnecessarily discharged from the developing device before the charging performance of the carrier decreases. Conversely, if image formation with a small amount of toner consumption continues, replenishment cannot catch up with a decrease in the charging performance of the carrier, and various development defects and toner scattering will occur.
これに対して、特許文献2には、トナー補給とは独立して、現像装置にキャリアを補給可能な現像装置が示される。ここでは、現像装置の所定の運転時間ごとに一定量のキャリアを現像装置に補給しているため、トナー消費量に応じて変動することのないキャリア補給量が設定されている。
On the other hand,
ところが、キャリアの帯電性能の低下は、運転時間の累積のみならず、温度湿度、トナー消費量、トナーの種類等、様々な要因によって進行速度が変化する。そのため、単純に運転時間の累積だけに基づいてキャリアを補給していると、補給量が不適切となってキャリアの帯電性能を適正状態に維持できなくなる場合がある。 However, the deterioration of the charging performance of the carrier changes not only the accumulation of operation time but also the traveling speed due to various factors such as temperature and humidity, toner consumption, and toner type. For this reason, if the carrier is replenished simply based on the accumulated operation time, the replenishment amount may become inappropriate and the charging performance of the carrier may not be maintained in an appropriate state.
そこで、特許文献3では、定期的に現像装置内のキャリアの帯電性能の低下状態を測定して、キャリア補給量にフィードバックすることにより、キャリアの帯電性能を適正状態に維持している。ここでは、画像形成を中断して、キャリアが現像され易くなる現像条件を設定して像担持体(感光ドラム)に意図的にキャリアを付着させ、像担持体のキャリアの付着状況を光学的に検出してキャリアの帯電性能を評価している。キャリアの帯電性能が低下すると、キャリアが電荷注入されて像担持体(感光ドラム)へ移転する割合が増えるからである。
Therefore, in
特許文献3に示されるキャリアの帯電性能の評価方法は、画像形成時とは異なる現像条件を使用するため、画像形成中には実施できない。画像形成の生産性への影響を少なくするためにキャリアの帯電性能の評価の実行頻度を低下させると、評価の実行間隔における急激なキャリアの帯電性能の低下を見逃して、大量の不良画像を形成してしまう可能性がある。像担持体(感光ドラム)にキャリアを付着させるため、像担持体(感光ドラム)の寿命を損なう可能性もある。
The method for evaluating the charging performance of a carrier disclosed in
本発明は、画像形成中であってもキャリアの帯電性能を正確に評価して、過不足の少ないキャリア補給を実行可能な現像装置を搭載した画像形成装置を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide an image forming apparatus equipped with a developing device capable of accurately evaluating the charging performance of a carrier even during image formation and performing carrier replenishment with little excess or shortage.
本発明の画像形成装置は、現像剤担持体と、前記現像剤担持体に供給するためにトナーとキャリアを含む現像剤を撹拌しつつ循環させる現像剤循環経路と、消費されたトナーを補うために前記現像剤循環経路にトナーを補給するトナー補給部と、循環する現像剤の劣化したキャリアを置き換えるために前記現像剤循環経路にキャリアを補給するキャリア補給部と、前記キャリア補給部のキャリア補給に伴う現像剤の過剰を解消するために前記現像剤循環経路から現像剤を排出させる現像剤排出部とを備えるものである。そして、その出力に基づいて前記現像剤循環経路を搬送される現像剤におけるトナー分布の偏りを検出可能な検出手段と、前記トナー補給部からトナーが補給された際の現像剤におけるトナーの分散状態が所定の許容範囲に保たれるように、前記検出手段の出力に基づいて前記キャリア補給部によるキャリア補給を制御する制御手段とを備える。 An image forming apparatus according to the present invention supplements a developer carrying member, a developer circulation path that circulates the developer containing toner and a carrier to be supplied to the developer carrying member while stirring, and a consumed toner. A toner replenishing section for replenishing toner to the developer circulation path, a carrier replenishing section for replenishing the developer circulation path to replace the deteriorated carrier of the circulating developer, and carrier replenishment of the carrier replenishing section And a developer discharge section for discharging the developer from the developer circulation path. And detecting means capable of detecting a deviation in toner distribution in the developer conveyed along the developer circulation path based on the output; and a state of toner dispersion in the developer when the toner is replenished from the toner replenishing unit Control means for controlling the carrier replenishment by the carrier replenishing unit based on the output of the detecting means.
本発明の画像形成装置では、キャリアの帯電性能が低下すると、同時に現像剤の流動性が低下して、現像剤循環経路を搬送される現像剤に対して補給したトナーが混じり合いにくくなる性質を利用して、キャリアの帯電性能を評価している。現像剤循環経路を搬送される現像剤に対して補給したトナーが混じり合いにくくなると、搬送される現像剤の中に補給したトナーが偏在した部分が目立つようになる。補給したトナーが偏在した部分とそうでない部分との間に光学的な濃度コントラストが形成されて、現像剤の流動性を光学的に検出可能となる。現像剤循環経路を搬送される現像剤に対する光学的な検出であるから、現像条件の変更は必要でなく、画像形成中でも実施できる。 In the image forming apparatus of the present invention, when the charging performance of the carrier is lowered, the flowability of the developer is lowered at the same time, so that the toner replenished to the developer conveyed through the developer circulation path becomes difficult to mix. It is used to evaluate the charging performance of carriers. When the replenished toner hardly mixes with the developer conveyed through the developer circulation path, a portion where the replenished toner is unevenly distributed in the conveyed developer becomes conspicuous. An optical density contrast is formed between the portion where the replenished toner is unevenly distributed and the portion where the replenished toner is not distributed, and the fluidity of the developer can be detected optically. Since it is an optical detection for the developer conveyed through the developer circulation path, it is not necessary to change the development conditions, and it can be performed even during image formation.
したがって、画像形成中であってもキャリアの帯電性能を正確に評価して、過不足の少ないキャリア補給を実行可能である。 Therefore, even during image formation, it is possible to accurately evaluate the charging performance of the carrier and execute carrier replenishment with little excess or shortage.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明は、現像剤循環経路を光学的に検出してキャリア補給量が調整される限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is also implemented in another embodiment in which part or all of the configuration of the embodiment is replaced with the alternative configuration as long as the carrier circulation amount is adjusted by optically detecting the developer circulation path. it can.
従って、二成分現像剤を用いる画像形成装置であれば、モノクロ/フルカラー、枚葉型/記録材搬送型/中間転写型、トナー像形成方式、転写方式の区別無く実施できる。 Accordingly, an image forming apparatus using a two-component developer can be implemented without distinction between monochrome / full color, sheet-fed type / recording material conveying type / intermediate transfer type, toner image forming method, and transfer method.
本実施形態では、トナー像の形成/転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、FAX、複合機等、種々の用途の画像形成装置で実施できる。 In the present embodiment, only main parts related to toner image formation / transfer will be described. However, the present invention includes a printer, various printing machines, a copier, a fax machine, a composite machine, in addition to necessary equipment, equipment, and a housing structure. The image forming apparatus can be used for various purposes such as a printer.
<画像形成装置>
図1は画像形成装置の構成の説明図である。図2は画像形成部の構成の説明図である。図1に示すように、画像形成装置100は、中間転写ベルト54に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部PY、PM、PC、PKを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。
<Image forming apparatus>
FIG. 1 is an explanatory diagram of the configuration of the image forming apparatus. FIG. 2 is an explanatory diagram of the configuration of the image forming unit. As shown in FIG. 1, the
画像形成部PYでは、感光ドラム1Yにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト54に転写される。画像形成部PMでは、感光ドラム1Mにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト54に転写される。画像形成部PC、PKでは、感光ドラム1C、1Kにそれぞれシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト54に順次転写される。
In the image forming unit PY, a yellow toner image is formed on the
記録材Pは、記録材カセット20から1枚ずつ取り出されてレジストローラ23で待機する。記録材Pは、レジストローラ23によって中間転写ベルト54上のトナー像にタイミングを合わせて二次転写部T2へ給送されて、中間転写ベルト54からトナー像を二次転写される。四色のトナー像を二次転写された記録材Pは、定着装置6へ搬送され、定着装置6で加熱加圧を受けてトナー像を定着された後に、排出ローラ24によって外部トレイ25へ排出される。
The recording material P is taken out one by one from the
画像形成部PY、PM、PC、PKは、現像装置4Y、4M、4C、4Kで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、実質的に同一に構成される。以下では、イエローの画像形成部PYについて説明し、他の画像形成部PM、PC、PKに関する重複した説明を省略する。
The image forming units PY, PM, PC, and PK are configured substantially the same except that the color of toner used in the developing
図2に示すように、画像形成部PYは、感光ドラム1Yの周囲に、コロナ帯電器2Y、露光装置3、現像装置4Y、転写ローラ52Y、及びドラムクリーニング装置7Yを配置している。
As shown in FIG. 2, the image forming unit PY includes a
感光ドラム1Yについては後述する。コロナ帯電器2Yは、コロナ放電に伴う荷電粒子を照射して感光ドラム1Yの表面を負極性の一様な暗部電位VDに帯電させる。露光装置3は、画像データを展開した露光信号で二値変調されたレーザービームを多面体ミラーで走査して、露光部位の電位を暗部電位VLに低下させることで、感光ドラム1Yに画像の静電像を形成する。現像装置4Yは、後述するように、静電像を現像して感光ドラム1Yにトナー像を形成する。転写ローラ52Yは、正極性の電圧を印加されて感光ドラム1Yのトナー像を中間転写ベルト54へ一次転写させる。一次転写を逃れて感光ドラム1Yに付着した転写残トナーは、ドラムクリーニング装置7Yによって掻き落とされて、不図示のトナー容器に回収される。
The
画像濃度センサ11Yは、実際に形成された感光ドラム1Y上のトナー像の濃度を光学的に測定してトナー帯電量の調整を行うためのものであり、トナー付着量が少ないほど反射率が高く、出力値は大きくなる。
The
<感光ドラム>
図3は感光ドラムの感光層の説明図である。図2に示すように、感光ドラム1Yは、直径φ30mmのドラム状の導電性基体上に帯電極性が負極性の有機電子写真感光層を設けた有機電子写真感光体(OPC)である。
<Photosensitive drum>
FIG. 3 is an explanatory diagram of the photosensitive layer of the photosensitive drum. As shown in FIG. 2, the
図3に示すように、感光ドラム1Yは、導電性基体101の上に、電荷発生層102と、電荷輸送層103と、を順次積層した機能分離型の感光体である。機能分離型の感光体は、導電性支持体上に電荷発生層と電荷輸送層とを積層して、ドラム状或いはベルト状に形成可能である。機能分離型の感光体は性能面から最も好ましく用いられる。導電性基体101と電荷発生層102との間には、接着性、電荷ブロッキング性を向上させるために、必要に応じて下引き層を設けてもよい。
As shown in FIG. 3, the
導電性基体101は、Al、Ni、Fe等の金属または合金を採用できる。また、ポリカーボネート等のプラスチック又はガラス等の絶縁性基板上にAl、Ag、Au等の金属膜又はIn2O3、SnO2等の金属酸化物膜を設けたもの等を採用してもよい。
The
電荷発生層102は、電荷発生物質のみから形成されていても、あるいは電荷発生物質がバインダ中に均一に分散されて形成されていてもよい。電荷発生層102は、これらの成分を適当な溶媒中に分散し、これを導電性基体101上に塗布、乾燥することにより形成される。電荷発生物質としては、シーアイピグメントブルー25(カラーインデックス(CI21180)等を例示できる。バインダ樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン等を例示できる。バインダ樹脂の量は、電荷発生物質100重量部に対して5〜100重量部、好ましくは10〜50重量部が適当である。溶媒としてはテトラヒドロフラン、シクロヘキサノン等を例示できる。電荷発生層の平均膜厚は0.01〜2μm、好ましくは0.1〜1μm、ここでは、膜厚を1μmとした。
The
電荷輸送層103は、電荷輸送物質、バインダ樹脂及び必要ならば可塑剤、レベリング剤を適当な溶媒に溶解し、これを電荷発生層上に塗布し、乾燥することにより形成される。電荷輸送物質としては、ポリ−N−ビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメート及びその誘導体等を例示できる。バインダ樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体等を例示できる。溶媒としては、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン等を例示できる。電荷輸送層の膜厚は10〜100μm、好ましくは20〜40μm、ここでは、30μmのものを用いた。
The
一般的に、画像形成装置100において、感光ドラム1Yの表面には現像装置4Yのみならず、ドラムクリーニング装置7Yや中間転写ベルト54などと機械的に接触をしている。これらの部材と接触し、摺擦され感光ドラム1Yの最表層は摩耗し、膜厚は低下する。また、摩耗の際には感光ドラム1Yと部材の間に金属片やキャリア粒子などの異物が混入することにより、摩耗は更に促進し、寿命がより短くなる。そのため、耐摩耗性を向上させるために最表面に保護層を設けても良い。
In general, in the
<現像剤>
現像装置4Yは、キャリア(磁性)とトナー(非磁性)を混合した二成分現像剤を用いて感光ドラム1Yの静電像を現像する。キャリアとトナーを重量比91:9(トナー濃度:9%)になるように混合した現像剤を用いた。現像装置4Yに収容される初期の現像剤の総重量は310gとした。
<Developer>
The developing
キャリアは、フェライト粒子をシリコーン樹脂でコートしたものを用いており、240kA/mの印加磁場に対する飽和磁化が24Am2/kg、3000V/cmの電界強度における比抵抗が1×107〜108Ω・cm、重量平均粒径50μmである。 As the carrier, ferrite particles coated with a silicone resin are used, and the specific resistance at an electric field strength of 24 Am 2 / kg and 3000 V / cm is 1 × 10 7 to 10 8 Ω with respect to an applied magnetic field of 240 kA / m. -Cm and a weight average particle diameter of 50 micrometers.
キャリアは、バインダ樹脂と磁性金属酸化物および非磁性金属酸化物とを出発原料として、重合法により製造した樹脂磁性キャリアでも構わない。 The carrier may be a resin magnetic carrier produced by a polymerization method using a binder resin, a magnetic metal oxide, and a nonmagnetic metal oxide as starting materials.
トナーは、少なくともバインダ、着色剤、荷電制御剤から構成される。ここでは、バインダ樹脂としてスチレンアクリル系樹脂を使用している。しかし、スチレン系、ポリエステル系、ポリエチレンなどの樹脂を使用することもできる。着色剤としては、種々の顔料や各種染料など、着色剤を1種単独で使用してもよいし、複数種類を併せて使用してもよい。荷電制御剤としては、必要に応じて補強のための帯電制御剤を含有してもよい。補強のための帯電制御剤としては、ニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料等を利用できる。 The toner is composed of at least a binder, a colorant, and a charge control agent. Here, a styrene acrylic resin is used as the binder resin. However, resins such as styrene, polyester, and polyethylene can also be used. As the colorant, one type of colorant such as various pigments and various dyes may be used alone, or a plurality of types may be used in combination. As a charge control agent, you may contain the charge control agent for reinforcement as needed. As the charge control agent for reinforcement, nigrosine dyes, triphenylmethane dyes, and the like can be used.
トナーは、ワックスや外添剤を含むものであっても良い。ワックスは、定着時の定着部材からの離型性、定着性の向上のために含有される。ワックスとしては、パラフィンワックス、カルナバワックス、ポリオレフィンなどが使用でき、バインダ樹脂中に混錬分散させて使用する。ここでは、バインダ、着色剤、荷電制御剤、ワックスを混錬分散させた樹脂を、機械式粉砕機により粉砕したものを用いた。 The toner may contain a wax or an external additive. The wax is contained for the purpose of improving the releasability from the fixing member during fixing and the fixing property. As the wax, paraffin wax, carnauba wax, polyolefin, or the like can be used, and kneaded and dispersed in a binder resin. Here, a resin obtained by kneading and dispersing a binder, a colorant, a charge control agent, and a wax by a mechanical pulverizer was used.
外添剤は、アモルファスシリカに疎水性処理を施したものや、あるいは、酸化チタンや、チタン化合物等の無機酸化物微粒子が挙げられる。これらの微粒子をトナーに外添することで、トナーの紛体流動性や帯電量を制御するのが好適である。外添剤粒子の粒径としては1nmから100nm程度のものが望ましい。ここでは、平均粒径50nmの酸化チタンを重量比で0.5wt%、平均粒径2nmと100nmのアモルファスシリカをそれぞれ0.5wt%、1.0wt%づつ外添させたものを用いた。 Examples of the external additive include those obtained by subjecting amorphous silica to a hydrophobic treatment, or inorganic oxide fine particles such as titanium oxide and a titanium compound. It is preferable to externally add these fine particles to the toner to control the powder fluidity and charge amount of the toner. The particle diameter of the external additive particles is preferably about 1 nm to 100 nm. Here, titanium oxide having an average particle diameter of 50 nm and 0.5 wt% by weight ratio, and amorphous silica having an average particle diameter of 2 nm and 100 nm added by 0.5 wt% and 1.0 wt%, respectively, were used.
以上のような構成のトナーの粒径を、シスメックス社製、粉体粒度画像解析装置FPIA−3000で測定したところ、重量平均粒径は5.7μmであった。 When the particle size of the toner having the above-described configuration was measured with a powder particle size image analyzer FPIA-3000 manufactured by Sysmex Corporation, the weight average particle size was 5.7 μm.
<現像装置>
図4は現像装置の構成の説明図である。図4に示すように、画像形成装置に搭載可能な現像装置4Yは、現像容器420の開口部426から一部露出するように、現像剤担持体の一例である現像スリーブ415を設置している。
<Developing device>
FIG. 4 is an explanatory diagram of the configuration of the developing device. As shown in FIG. 4, the developing
現像容器420は、隔壁421によって、現像室401と攪拌室402とに分けられ、現像室401と攪拌室402は、隔壁421の長手方向の両端部に設けられた開口部によって連通して現像剤の循環経路を構成している。循環経路の現像剤は、現像スクリュー407及び攪拌スクリュー408によって搬送され、循環する。
The developing
現像室401には、現像スリーブ415が設置され、現像スリーブ415と平行に現像スクリュー407が配置される。現像スクリュー407は、矢印方向に回転して、現像剤を紙面の奥側から手前側へ向かって搬送しつつ、現像スリーブ415に供給する。
A developing
攪拌室402には、攪拌スクリュー408が設置される。攪拌スクリュー408は、紙面の手前側の隔壁421の開口部を通じて現像スクリュー407から受け渡された現像剤を紙面の手前側から奥側へ向かって搬送しつつ撹拌して、トナーとキャリアを摩擦帯電させる。
A stirring
現像スリーブ415、現像スクリュー407、及び撹拌スクリュー408は、現像容器420の外側で歯車連結され、駆動モータ427に駆動されて一体に回転する。
The developing
現像スリーブ415は、非磁性金属であるアルミニウム又はステンレスで形成された回転可能な円筒であり、現像スリーブ415の表面は、表面粗さRz(十点平均粗さ)が10〜20μmの範囲内に入るのが望ましい。回転する現像スリーブ415の内側には非回転のマグネットローラ425が配置される。マグネットローラ425は、複数の磁極を有しており、マグネットローラ425の複数の磁極間に形成される磁束が回転する非磁性体の現像スリーブ415の表面に現像剤を担持させ、所定の回転位相位置で現像剤の磁気穂を形成させる。磁気穂は、現像スリーブ415から磁気的に拘束されて連鎖状に立ち上がったキャリア粒子のそれぞれに対して、トナーが静電的に拘束されている。感光ドラム(1Y:図2)との対向位置で、現像スリーブ415に担持された磁気穂が感光ドラム(1Y:図2)を摺擦する。
The developing
電源429は、画像形成時、直流電圧Vdcに交流電圧を重畳した振動電圧を現像スリーブ415に印加する。感光ドラム(1Y:図2)を磁気穂が摺擦している状態で、現像スリーブ415に振動電圧が印加されることにより、負極性に帯電したトナーが正極性に帯電したキャリアの拘束を離脱して感光ドラム(1Y:図2)の静電像へ移転する。
The
マグネットローラ425は、現像スクリュー407に対向する位相位置で同極性の磁極が隣り合う反発極を持つ。ここでは、反発極の極間は、磁気力が働かないため現像剤を担持することができない。現像スリーブ415に担持されてトナー消費を終え、トナー濃度の低下した現像剤は、ここで現像スリーブ415を離れる。
The
その後、現像剤は再び現像スクリュー407により搬送され、現像室401の下流で攪拌室402に流入し、トナー補給を受ける。攪拌室402の最下流まで搬送された現像剤は、攪拌室402と現像室401を分ける隔壁421が一部途切れた部分において、現像室401に流入する。現像室401においては現像剤の一部は現像スリーブ415に担持され、トナーのみが現像され消費する。
Thereafter, the developer is conveyed again by the developing
<トナー補給部>
図5は現像装置の制御系のブロック図である。二成分現像方式において、トナーは画像形成時に現像剤から除々に消費される。このため、トナー像の現像に伴って現像スリーブ415を通じて現像装置4Yから失われた量のトナーを速やかに現像容器420へ速やかに補充する必要がある。
<Toner supply unit>
FIG. 5 is a block diagram of a control system of the developing device. In the two-component development system, toner is gradually consumed from the developer during image formation. For this reason, it is necessary to quickly replenish the developing
補給制御部900は、現像装置4Yにおいて、トナー補給スクリュー404の駆動を制御して、現像容器420の循環経路を搬送される現像剤のトナー濃度を上述した9%に保つようにトナー室417から補給されるトナーの補給量を調整する。
The
図5に示すように、補給制御部900の入力側には、ビデオカウンタ901、画像濃度センサ11、現像剤トナー濃度センサ418が接続されている。補給制御部900の出力側には、トナー補給用モータ434、現像剤排出用ソレノイド411、現像駆動用モータ427がそれぞれ接続されている。
As shown in FIG. 5, a
ビデオカウンタ901は、画像情報信号から濃度信号の積算値の算出を行う。1つの出力画像について積算されたビデオカウント数は、1つの出力画像を形成するために現像装置4Yで消費されたトナー量に対応する。現像剤トナー濃度センサ418は、インダクタセンサを用いて現像容器420中の現像剤の透磁率を測定することにより、現像剤中のトナー濃度を測定するものである。なお、光学反射光量検知方式のトナー濃度検知センサを代わりに用いてもよい。
The
補給制御部900は、算出されるトナー量とほぼ同量のトナーを補給するように、トナー補給用モータ434を駆動する。トナー室417に格納されたトナーを、トナー補給スクリュー404の駆動により、攪拌室402の上流部にある補給口403から攪拌室402に供給する。
The
補給制御部900は、ビデオカウンタ901の出力に基づくトナー補給の累積誤差を検出するために、二成分現像剤のインダクタンスを検知してトナー濃度を検出するインダクタンス検知方式のトナー濃度検知センサ418の出力を読み込んでトナー濃度を算出する。補給制御部900は、トナー濃度検知センサ418の検知信号値に基づいてトナー補給量を調整し、トナー濃度を上述した9%一定にするように制御を行う。補給制御部900は、トナー室417に格納されたトナーを、トナー補給スクリュー404の駆動により、攪拌室402の上流部にある補給口403から攪拌室402に供給する。
The
<キャリア補給部>
二成分現像方式において、画像形成時に、キャリアは消費されるものではなく、繰り返し現像装置内を循環する過程で帯電性能が低下する。このため、以前は、画像形成装置のサービス時期に合わせて現像剤の交換が行われていた。そして、メンテナンス性の向上を目的として現像剤の交換を不要にするために、帯電性能が低下した現像剤、特にキャリアを新しいものと徐々に入れ替えていく自動交換方式が実用化されている。
<Carrier Supply Department>
In the two-component development method, the carrier is not consumed during image formation, and the charging performance is lowered in the process of repeatedly circulating in the developing device. For this reason, in the past, the developer has been replaced in accordance with the service time of the image forming apparatus. In order to eliminate the need to replace the developer for the purpose of improving maintainability, an automatic replacement system in which a developer having a reduced charging performance, particularly a carrier, is gradually replaced with a new one has been put into practical use.
自動交換方式の一例では、少量のキャリアを含むトナーを補給しつつ過剰になった現像剤を排出する。トナーに一定比率でキャリアを混在させた現像剤を補給し、現像容器中の余剰な現像剤を排出口からオーバーフローさせている。トナー補給と同時に一定比率量のキャリアが現像容器へ供給され、それに伴って余剰現像剤がオーバーフローする。 In an example of the automatic replacement system, excess developer is discharged while replenishing toner containing a small amount of carrier. A developer in which a carrier is mixed with toner at a certain ratio is replenished, and excess developer in the developer container overflows from the discharge port. At the same time as toner replenishment, a fixed amount of carrier is supplied to the developing container, and the excess developer overflows accordingly.
しかし、トナーに一定比率でキャリアを混在させた現像剤を補給する場合、キャリアの帯電性能の低下レベルによらずに現像剤の入れ替わりが行われる。このため、画像面積率が大きくてトナー消費量が多い時には、現像剤の入れ替わりが過剰となり、画像面積率が小さくてトナー消費量が少ない時には現像剤の入れ替わりが不足する。 However, when the developer in which the carrier is mixed with the toner at a constant ratio is replenished, the developer is replaced regardless of the level of decrease in the charging performance of the carrier. Therefore, when the image area ratio is large and the toner consumption is large, the replacement of the developer becomes excessive, and when the image area ratio is small and the toner consumption is small, the replacement of the developer is insufficient.
したがって、画像面積率が低い画像が多く出力された場合、キャリアの入れ替えがほとんどされずにキャリアの帯電性能が大きく低下して、帯電性能が低下したキャリアがそのまま使用され続ける。その結果、キャリア付着、トナーの帯電不良による地汚れ、画質劣化などの不具合が生じ易くなる。一方、画像面積率が高い画像が多く出力された場合、大量のキャリア補給がされる結果、帯電性能が高い未使用キャリアまで排出されてしまうという不具合が発生し易くなる。 Therefore, when many images with a low image area ratio are output, the carrier is hardly replaced and the charging performance of the carrier is greatly reduced, and the carrier having the reduced charging performance continues to be used as it is. As a result, problems such as carrier adhesion, background contamination due to toner charging failure, and image quality deterioration are likely to occur. On the other hand, when a large number of images with a high image area ratio are output, a large amount of carrier replenishment results in a problem that unused carriers with high charging performance are discharged.
そこで、画像形成装置100では、トナー補給部とは別に、キャリア補給部を設けて現像容器420へキャリアを自在な補給量で補給可能にしている。これにより、トナーが多く消費される画像形成が連続しても、帯電性能が低下していない正常なキャリアが現像容器420から排出されることを少なくしている。
Therefore, in the
図4に示すように、キャリア室416に格納されたキャリアは、ソレノイド405の駆動に伴い、キャリア補給弁406が開いて、攪拌室402の上流部にある補給口403から攪拌室402に供給される。キャリア室416に格納されるのは、ここでは、キャリア100%であるが、現像容器420へ補給された後の混合性を考慮すれば、トナーを数%混合したキャリア補給用現像剤であっても良い。
As shown in FIG. 4, the carrier stored in the
<現像剤排出部>
図6は実施例1における現像装置の長手方向の概略図である。現像装置4Yは、現像容器420中の現像剤を外に排出する機構を備えている。具体的には、現像室407の最下流には排出口412が設けられ、所定のタイミングで現像剤を排出することができる。現像剤排出用ソレノイド411への信号により、排出弁414がスライドし、排出口412から現像剤が排出される。
<Developer discharge part>
FIG. 6 is a schematic view in the longitudinal direction of the developing device according to the first embodiment. The developing
図6に示されるように、トナー及びキャリアの補給口403は、攪拌室402の上流部に設けられている。補給口403から攪拌室402に補給されたトナーは、攪拌スクリュー408により撹拌されながら搬送を受ける。攪拌に伴ってトナー粒子とキャリア粒子が相互に摩擦してトナーがマイナス、キャリアがプラスに帯電する。攪拌室402の下流側で隔壁421の開口部428を通じて現像剤が現像室401へ受け渡される。現像スクリュー407によって搬送された現像剤は、現像室401の下流側で、排出口412から排出される。排出された現像剤は、回収容器413に蓄積されて定期的にリサイクル処理される。
As shown in FIG. 6, the toner and
<比較例>
二成分現像方式の現像装置における現像剤の自動交換に関して、所定の画像出力枚数ごとに現像剤中のキャリアの帯電性能の低下状態を直接検出してキャリアの補給量を調整するものがある。上述した特許文献3には、発光素子及び受光素子を備えた光学的センサを像担持体に対向配置して、検出モードの制御を行うことにより、キャリアの帯電性能の低下状態を検出している。検出モードでは、感光ドラムの帯電電位及び現像直流電圧を制御してキャリアが像担持体上に現像され易い状態を意図的に形成する。そして、現像剤担持体から像担持体へ実際に現像されたキャリアの量を光学的センサにより検出してキャリアの帯電性能の低下状態を評価している。光学的センサによって像担持体の地肌部及びキャリア付着部分の反射光量を検出してその比を求め、予め設定された基準値と比較して像担持体上のキャリア付着量を検出している。
<Comparative example>
As for the automatic replacement of the developer in the two-component developing type developing device, there is one that directly detects the lowering state of the charging performance of the carrier in the developer for every predetermined number of image output sheets and adjusts the replenishment amount of the carrier. In the above-mentioned
そして、検出モードでは、帯電電位又は現像直流電圧を複数段階に異ならせた複数の現像条件においてキャリア付着量を検知し、現像条件とキャリア付着量の関係から、現像剤の帯電性能の低下レベルを算出している。更に、算出された現像剤の帯電性能の低下レベルに応じて、キャリア室から現像容器へのキャリア補給量を決定して補給している。そして、補給に伴って循環する現像剤の一部が排出されることにより現像容器内のキャリアが少しずつ入れ替えられている。 In the detection mode, the carrier adhesion amount is detected under a plurality of development conditions in which the charging potential or the development DC voltage is varied in a plurality of stages. From the relationship between the development conditions and the carrier adhesion amount, the level of deterioration in the charging performance of the developer is determined. Calculated. Furthermore, the amount of carrier replenishment from the carrier chamber to the developing container is determined and replenished according to the calculated level of decrease in developer charging performance. A part of the developer that circulates along with the replenishment is discharged, so that the carrier in the developing container is replaced little by little.
しかし、このような比較例の制御によると、検出モードを実行してキャリアの帯電性能の低下レベルを検知する際に、キャリアによって感光ドラムが傷つき、摩耗を促進してしまうという問題がある。 However, according to such control of the comparative example, there is a problem that when the detection mode is executed to detect the level of decrease in the charging performance of the carrier, the photosensitive drum is damaged by the carrier and wear is accelerated.
そこで、以下の実施例では、感光ドラムへキャリアを移転させることなく、キャリアの帯電性能の低下状態を評価している。感光ドラムへキャリアを現像することなく、現像容器中のキャリアの劣化レベルを把握し、劣化レベルに応じた現像剤補給、又はキャリア補給を行う。これにより、経時によるトナーの帯電不良による地汚れ、画質劣化が少なく、高品質でありながら、ランニングコストの低い画像形成を可能にしている。 Therefore, in the following embodiments, the state of deterioration of the charging performance of the carrier is evaluated without transferring the carrier to the photosensitive drum. Without developing the carrier on the photosensitive drum, the deterioration level of the carrier in the developing container is grasped, and the developer supply or carrier supply according to the deterioration level is performed. This makes it possible to form an image with low running cost while maintaining high quality with little background contamination and image quality deterioration due to toner charging failure over time.
<実施例1>
図7はキャリアの劣化と現像剤の流動性の低下の関係の説明図である。図4に示すように、現像剤循環経路の一例である現像室401及び攪拌室402は、トナーとキャリアを含む現像剤を撹拌しつつ循環させて、現像剤担持体の一例である現像スリーブ415に供給する。
<Example 1>
FIG. 7 is an explanatory diagram of the relationship between carrier deterioration and developer fluidity reduction. As shown in FIG. 4, a developing
トナー補給部の一例であるトナー室417は、攪拌室402の上流側でトナーを補給して、直前の画像形成で消費されたトナーを補う。トナー室417は、画像形成で消費されたトナー量に相当するトナーを画像形成ごとに攪拌室402の上流側に供給する。キャリア補給部の一例であるキャリア室416は、攪拌室402の上流側でキャリアを補給して、循環する現像剤の劣化したキャリアの一部を置き換える。現像剤排出部の一例である排出弁414は、現像室401の下流側で現像剤を排出させて、キャリア室416からのキャリア補給に伴う現像剤の過剰を解消する。
A
制御手段の一例である補給制御部900は、トナー室417からトナーが補給された際の現像剤におけるトナーの分散状態が所定の許容範囲に保たれるように、光学センサアレイ409の出力に基づいてキャリア室416からのキャリア補給を制御する。補給制御部900は、トナーが補給された際の現像剤におけるトナーの分散状態が所定の許容範囲の境界に達した際にキャリア室416から所定量のキャリアを補給する。
The
補給制御部900は、光学センサアレイ409によって所定の画像形成枚数の間隔で攪拌室402の現像剤を検出し、毎回の検出ごとにキャリア室416から一定量のトナーを補給させる。補給制御部900は、光学センサアレイ409による攪拌室402の現像剤の検出を画像形成と並行して実行する。
The
補給制御部900は、光学センサアレイ409による検出に用いるトナー量との合計で画像形成で消費されたトナー量を補うように、光学センサアレイ409による検出の前後におけるトナー室417によるトナー補給量を調整する。
The
現像装置内で現像剤が劣化する大きな理由の1つとして、現像容器内での長時間の撹拌混合に伴ってキャリア表面にトナーが付着する現象(以下トナースペントと呼ぶ)が挙げられる。トナースペントが進行していくと、キャリアの摩擦帯電に関与できる表面積が減少してキャリアの帯電性能が低下する。キャリアの帯電性能の低下に伴って平均的なトナー帯電量が低下してしまい、白地かぶり画像不良やトナー飛散などの不具合が発生し易くなる。 One of the main reasons for the deterioration of the developer in the developing device is a phenomenon (hereinafter referred to as toner spent) in which the toner adheres to the carrier surface as a result of long-time stirring and mixing in the developing container. As the toner spent progresses, the surface area that can be involved in the frictional charging of the carrier decreases and the charging performance of the carrier decreases. As the charging performance of the carrier decreases, the average toner charge amount decreases, and problems such as white background fogging and toner scattering are likely to occur.
ここで、トナースペントが進行するとキャリアに付着したトナー片と、独立したトナーの接触が起こるため、現像剤としての流動性が低下する。現像剤の流動性が低下すると、キャリアの隙間が平均的に拡大して現像剤のかさ密度が低下する。現像剤の流動性が低下した状態では、新たに補給されたトナーと循環する現像剤が均一に混合されるために必要な時間が長くなる。 Here, as the toner spent progresses, the toner pieces adhering to the carrier come into contact with the independent toner, so that the fluidity as a developer is lowered. When the fluidity of the developer is lowered, the carrier gap is enlarged on average, and the bulk density of the developer is lowered. In a state where the flowability of the developer is lowered, the time required for the newly supplied toner and the circulating developer to be uniformly mixed becomes longer.
したがって、現像剤の帯電性能の低下は、現像剤の流動性の低下を経て、新たに補給したトナーが均一に混合拡散されるまでの時間を引き延ばす。現像剤の帯電性能の低下は、現像剤に新たなトナーを補給して所定時間混合した状態における新たなトナーの混合拡散の度合を検出して見積もることができる。 Therefore, the decrease in the charging performance of the developer extends the time until the newly supplied toner is uniformly mixed and diffused through the decrease in the fluidity of the developer. The decrease in the charging performance of the developer can be estimated by detecting the degree of mixing and diffusion of new toner in a state where new toner is supplied to the developer and mixed for a predetermined time.
図6に示すように、色の異なるトナーを用いて補給口403から0.5gのトナー補給を行い、攪拌スクリュー408により6秒間撹拌した後の、補給トナーの位置分布を測定した。現像装置4Yでは、補給口403からトナーを0.5g補給した時、搬送されたトナーの中で一番速いものが現像室401に流入し始めるのに、すなわち撹拌室402の上流から下流までの搬送に、最短で6秒間を要する。6秒間は、撹拌室402の長さと、撹拌スクリュー408の回転数及びらせんピッチにより決定される。未使用の現像剤と累積画像形成枚数5万枚の使用済の現像剤とで、補給トナーの位置分布を比較した。
As shown in FIG. 6, 0.5 g of toner was replenished from the replenishing
図7の(a)に示すように、未使用の現像剤に対してトナー補給を行った場合、補給されたトナーは速やかに現像剤中に取り込まれて撹拌・搬送される。未使用の現像剤は流動性が高いため、補給されたトナーは瞬時に現像剤中に取り込まれ、良く分散し、キャリアとトナーが良く交じり合う。補給されたトナーは、攪拌室402を搬送される現像剤と素早く混じり合って長手方向中央部の光学センサアレイ409の前を通過し終えている。したがって、未使用の現像剤では、光学センサアレイ409付近の混合は完了したと判断される。
As shown in FIG. 7A, when toner is replenished to an unused developer, the replenished toner is quickly taken into the developer and stirred and conveyed. Since the unused developer has high fluidity, the replenished toner is instantly taken into the developer and well dispersed, and the carrier and the toner mix well. The replenished toner quickly mixes with the developer conveyed through the stirring
図7の(b)に示すように、使用済の現像剤に対してトナー補給を行った場合、補給されたトナーは、すぐには現像剤中には取り込まれず、搬送される現像剤の表面を浮遊する。すなわち、攪拌スクリュー408から撹拌・搬送の作用を受けにくい状態となっている。使用済の現像剤においては、補給トナーは現像剤中に取り込まれず、表面を浮遊するため、なかなか混合が完了しない。
As shown in FIG. 7B, when toner is replenished to the used developer, the replenished toner is not immediately taken into the developer, but the surface of the developer being conveyed. Floating. That is, the stirring
図7の(b)に示すように、補給トナーの位置分布のグラフでは、補給トナーが攪拌室402の長手方向に渡って分布しており、一見分散状態は良いように見える。しかし、実際には、補給トナーは細かく分散せずに凝集したまま存在しており、この状態では混合不良となっている。実際、この状態では、未撹拌でトナー帯電量が極端に低いトナー粒子が現像室401へ多く流入し、現像スリーブ415に担持されてトナー像の現像に関与するため、白地かぶり画像やトナー飛散などの不具合につながる。したがって、使用済の現像においては、混合が未完了であると判定される。
As shown in FIG. 7B, in the replenishment toner position distribution graph, the replenishment toner is distributed over the longitudinal direction of the agitating
すなわち、攪拌室402を搬送される現像剤における補給トナーの混じり具合の特性を支配しているのは現像剤の流動性であり、根本的には現像剤の劣化である。
That is, it is the fluidity of the developer that dominates the characteristics of the replenishment toner mixing in the developer conveyed through the agitating
そこで、実施例1では、現像装置4Yの通常の運転状態で所定量のトナーを攪拌室402へ補給し、新たに補給したトナーと循環する現像剤との混合状態を光学センサアレイ409により検出して、キャリアの帯電性能の低下状態を類推評価する。
Therefore, in the first embodiment, a predetermined amount of toner is replenished to the stirring
光学センサアレイ409は、攪拌室402を搬送される現像剤中の補給トナーの分散状態を撮影し、補給制御部900は、撮影した画像から現像剤と補給トナーの混じり具合を定量化する。
The
図5に示すように、補給制御部900の入力側には、光学センサアレイ409、タイマー903、及びページカウンタ902が接続されている。また、補給制御部900の出力側には、キャリア補給用ソレノイド405が接続されている。
As shown in FIG. 5, an
補給制御部900は、現像装置4Yにおいて、現像剤の帯電性能の低下具合に応じた現像剤の補給・排出制御を行う。現像剤の帯電性能の低下具合を反映するパラメータとして、現像剤と補給したトナーの混合状態を検出する。
In the developing
補給制御部900は、所定の画像出力枚数ごとに補給したトナーの混合状態を検出し、混合状態の均一性が失われるほど多くのキャリアを現像容器420へ補給する。
The
図6に示すように、補給口403から攪拌室402に補給された0.5gの補給トナーは、攪拌スクリュー408により撹拌されながら攪拌室402の途中にて光学センサアレイ409により混合状態を検出される。
As shown in FIG. 6, 0.5 g of replenished toner replenished from the replenishing
攪拌室402の長手方向の中央付近には光学センサアレイ409が設けられている。光学センサアレイ409は攪拌室402の側面に設置されている。補給されたトナーは、撹拌スクリュー408にて撹拌、搬送される。光学センサアレイ409は、補給トナーの混合の様子を撮影し、補給制御部900は、混合状態を数値化する。
An
<光学センサアレイ>
図8は光学センサアレイの構成の説明図である。図9は光学センサアレイによる現像剤の撮像結果の説明図である。図10は撮像画像の濃度分布のヒストグラムの説明図である。図11は攪拌に伴う補給トナーの現像剤中の混合状態の変化の説明図である。
<Optical sensor array>
FIG. 8 is an explanatory diagram of the configuration of the optical sensor array. FIG. 9 is an explanatory diagram of the imaging result of the developer by the optical sensor array. FIG. 10 is an explanatory diagram of a histogram of the density distribution of the captured image. FIG. 11 is an explanatory diagram of a change in the mixed state of the replenishment toner in the developer accompanying stirring.
図8に示すように、検出手段の一例である光学センサアレイ409は、その出力に基づいて攪拌室402を搬送される現像剤におけるトナー分布の偏りを検出可能である。光学センサアレイ409の透明窓4094は、トナー室417が攪拌室402にトナーを補給する位置の現像剤搬送方向下流側に配置される。照明手段の一例であるLED4092は、透明窓4094を介して攪拌室402を搬送される現像剤を照明する。撮像手段の一例であるイメージセンサ4090は、LED4092によって照明された現像剤を透明窓4094を介して撮像する。
As shown in FIG. 8, the
光学センサアレイ409は16×16画素からなるイメージセンサ4090を持つ。実施例1では、イメージセンサ4090としてAVAGO Techenologies社製ADNS−2051を配設した。
The
光学センサアレイ409は、イメージセンサに適切な倍率と焦点を与えるレンズ4091および、照明用LED4092、照明用レンズ4093、透明窓4094から構成される。具体的には、光学センサアレイ409がユニット全体として、25μm〜200μm程度の分解能が攪拌時間Tを正確に測定するのには必要である。実施例1においては分解能100μmのものを用いた。
The
また、イメージセンサの画素数は本実施例の16×16画素以上あれば十分である。原理的にそれより少ない画素数の場合には、撹拌時間Tの測定が困難となる。逆に画素数が多い場合には、測定精度はある程度向上するが、計測した画像の処理のコストが増大する。 Further, it is sufficient that the number of pixels of the image sensor is 16 × 16 pixels or more in this embodiment. In principle, when the number of pixels is smaller than that, it is difficult to measure the stirring time T. Conversely, when the number of pixels is large, the measurement accuracy is improved to some extent, but the cost of processing the measured image increases.
透明窓4094より向こう側が攪拌室402の内部である。透明窓4094は、現像剤の付着が起こらないようアクリル樹脂の表面にフッ素系樹脂をコートしている。現像剤が接する面にフッ素系樹脂をコートすることにより、表面の摩擦係数が低くなり、耐汚れ性を高めることができ、トナー付着の無い良好な撮影を行うことができる。
The side beyond the transparent window 4094 is the inside of the stirring
補給制御部900は、攪拌スクリュー408の回転周期に同期して光学センサアレイ409による現像剤の撮影を行わせる。このように、撮影タイミングを毎回等しく設定することにより、攪拌スクリュー408のフィンの位置の違いによる撮影条件のばらつきを揃えて画像から算出するパラメータ値のばらつきを少なくすることができる。
The
図9の(a)に示すように、トナーと現像剤が十分に攪拌されて均一な状態、すなわち混合が完了した場合の光学センサアレイ409の撮影画像は均一な画像となる。
As shown in FIG. 9A, the captured image of the
図9の(b)に示すように、補給トナーが攪拌途中で、混合が未完了な場合には、補給トナーが多くT/D比の高い明るい領域と、トナーが補給される前のT/D比が低く暗い領域と、トナーの混合が行われた中間色の領域とが存在する。 As shown in FIG. 9B, when the replenishment toner is being stirred and mixing is not completed, a bright area with a large amount of replenishment toner and a high T / D ratio, and the T / D before the toner is replenished. There are dark areas where the D ratio is low, and intermediate color areas where toner is mixed.
図10の(a)に示すように、図9の(a)に示すトナーと現像剤が均一に混合した混合完了時の画像の輝度ヒストグラムでは、単一のピークとなる。一方、図10の(b)に示すように、図9の(b)に示す混合未完了時の画像の輝度ヒストグラムでは、複数のピークをもつブロードなヒストグラムになる。そして、両者の標準偏差を算出すると、図10の(a)に示す混合完了時の方が図10の(b)に示す混合未完了よりも標準偏差が小さい。 As shown in FIG. 10A, the luminance histogram of the image at the completion of mixing in which the toner and the developer are uniformly mixed shown in FIG. 9A has a single peak. On the other hand, as shown in FIG. 10B, the luminance histogram of the image when mixing is not completed shown in FIG. 9B is a broad histogram having a plurality of peaks. Then, when the standard deviation between the two is calculated, the standard deviation is smaller when mixing is completed as shown in FIG. 10A than when mixing is not completed as shown in FIG. 10B.
図11に示すように、実際にトナー混合時間Tを測定した時の標準偏差Sの推移が示される。トナーが補給された直後の、攪拌が不十分な時は、光学センサアレイ409で撮影した画像から求めた濃度分布の標準偏差は大きく、その後、搬送と混合が進むにしたがって濃度分布の標準偏差は徐々に小さくなる。したがって、標準偏差がある程度小さくなるまでの時間を計測することで、補給トナーを現像剤中に拡散させるために必要なトナー混合時間Tを求めることができる。
As shown in FIG. 11, the transition of the standard deviation S when the toner mixing time T is actually measured is shown. When the stirring is insufficient immediately after the toner is replenished, the standard deviation of the density distribution obtained from the image photographed by the
<実施例1の制御>
図12は実施例1における現像剤の流動性評価のフローチャートである。図13は混合時間と現像剤劣化度の関係の説明図である。図14は実施例1のキャリア補給/現像剤排出制御のフローチャートである。
<Control of Example 1>
FIG. 12 is a flowchart of developer fluidity evaluation in Example 1. FIG. 13 is an explanatory diagram of the relationship between the mixing time and the developer deterioration degree. FIG. 14 is a flowchart of carrier replenishment / developer discharge control according to the first exemplary embodiment.
図5に示すように、ページカウンタ902は画像出力枚数を積算する。補給制御部900は、画像出力100枚ごとに一度、キャリア補給/現像剤排出制御を実行する。キャリア補給/現像剤排出制御では、現像剤交換判定動作を行ってキャリアの補給と現像剤の排出を行うか否かを決定する。補給制御部900は、光学センサアレイ409の出力に基づいて、現像装置4内の現像剤の流動性のパラメータである混合時間Tを測定する。混合時間Tに基づいてキャリアの帯電性能の低下度を判定し、キャリアの帯電性能が限界状態まで低下していた場合にキャリアの補給と現像剤の排出を行う。
As shown in FIG. 5, the
図4を参照して図12に示すように、補給制御部900は、流動性のパラメータである混合時間Tの測定動作が始まると(S001)、まず、現像駆動用モータ427をONにし(S002)、撹拌スクリュー408を回転させることにより現像剤を定常状態にする。
As shown in FIG. 12 with reference to FIG. 4, when the operation for measuring the mixing time T, which is a fluidity parameter, is started (S001), the
補給制御部900は、光学センサアレイ409によって刻々撮像される画像を処理して、リアルタイムで画像の濃度分布の標準偏差を算出する。
The
補給制御部900は、混合時間Tの測定用の補給トナーを補給する前に、光学センサアレイ409による撮影を一度行う。トナーを補給する前の標準偏差は、初期値S0として記憶しておく(S003)。
The
補給制御部900は、タイマー903を0にリセットし、トナー補給モータ434を所定時間だけONにして(S004)、補給トナーを所定量(実施例1では0.5g)だけ補給する。補給トナーは、攪拌室402に補給されて、攪拌スクリュー408により混合される。
The
図11に示すように、補給制御部900は、光学センサアレイ409が撮影する現像剤の画像の濃度分布の標準偏差Sが所定の閾値Sthを超えた時点を混合開始とみなして(S005のYES)、タイマー903をスタートさせる(S006)。実施例1では、標準偏差の初期値S0が41であったため、閾値Sthは、初期値S0の1.1倍の45.1とした。しかし、混合が開始した時刻を定義できる値であれば他の値でもよい。
As shown in FIG. 11, the
混合が始まるとすぐに標準偏差Sは大きくなる。さらに攪拌を継続すると、混合による補給トナーの分散が進行して標準偏差は低下する。再び閾値Sth以下になった時、タイマー903を停止して混合終了とする。混合開始から混合終了までの経過時間の値をもって混合時間Tとする。図11の測定では混合時間Tは2秒である。
As soon as mixing begins, the standard deviation S increases. If the stirring is further continued, dispersion of the replenishing toner by mixing proceeds and the standard deviation decreases. When the threshold value Sth again falls below, the
図13に示すように、現像剤劣化度が高くなるほど、混合時間Tが増えてくる。横軸に現像剤劣化度を、縦軸に光学センサアレイ409で計測した混合時間Tをとった場合、単調増加の関係になる。累積画像形成枚数が増えるほど、また、1枚の画像形成で消費するトナー量が多いほど、現像剤の流動性の低下が著しくなって、補給トナーが現像剤中に拡散しにくくなる。現像剤劣化度は、画像面積率が100%の画像を出力した枚数相当の劣化度であると定義している。画像面積率が100%の画像を2万枚出力した場合には、現像剤劣化度は20Kである。画像面積率が50%の画像を2万枚出力した場合には、現像剤劣化度は10Kである。
As shown in FIG. 13, the mixing time T increases as the developer deterioration degree increases. When the horizontal axis represents the developer deterioration degree and the vertical axis represents the mixing time T measured by the
図13に示すように、実施例1においては、現像剤劣化度50Kを現像剤の使用限界と定めている。そのときの使用限界混合時間Tthは6秒である。したがって、補給制御部900は、光学センサアレイ409で現像剤を撮像して混合時間Tを測定し、混合時間Tが6秒以上であった場合には、現像剤の使用限界であると判断してキャリア補給/現像剤排出制御を実施する。
As shown in FIG. 13, in Example 1, the developer deterioration degree 50K is defined as the developer use limit. The use limit mixing time Tth at that time is 6 seconds. Therefore, the
図4に示すように、キャリア補給/現像剤排出制御では、ソレノイド405を駆動してキャリア補給弁406を開いて補給口403から所定量のキャリアを攪拌室402に供給する。並行して、現像剤排出用ソレノイド411を駆動して排出弁414を開いて排出口412から古い現像剤を排出させる。
As shown in FIG. 4, in the carrier replenishment / developer discharge control, the
図4を参照して図14に示すように、現像剤交換判定動作の枚数(100枚)に達したとき、画像形成のスタートと共に(S101)、トナーの補給を実施し、混合時間Tを測定する(S102)。混合時間Tの測定は、上述したように、図12のフローチャートに基づいて実行される。 As shown in FIG. 14 with reference to FIG. 4, when the number of developer replacement determination operations (100 sheets) is reached, at the start of image formation (S101), toner is supplied and the mixing time T is measured. (S102). As described above, the measurement of the mixing time T is executed based on the flowchart of FIG.
混合時間Tが所定の使用限界時混合時間Tthよりも短く、現像剤が劣化していないと判断されると、フローは終了する(S106)。しかし、測定した混合時間Tが所定の使用限界時混合時間Tthよりも長く、キャリアの入れ替えが必要と判断された場合には、現像剤排出用ソレノイド411を所定の時間だけONすることで、排出口412から所定の量だけ現像剤が排出される(S104)。
If it is determined that the mixing time T is shorter than the predetermined use limit mixing time Tth and the developer has not deteriorated, the flow ends (S106). However, if the measured mixing time T is longer than the predetermined use limit mixing time Tth and it is determined that the carrier needs to be replaced, the
実施例1においては1回に全体の20%に相当する約60gの現像剤を交換するようにした。さらに、キャリア補給用ソレノイド405をONすることで補給口403から排出された分だけキャリアを補給する(S105)。以上でキャリア補給/現像剤排出制御は終了する(S106)。
In Example 1, about 60 g of developer corresponding to 20% of the whole was changed at a time. Furthermore, the carrier is replenished by the amount discharged from the replenishing
ところで、実施例1では、混合時間Tの測定動作についてはダウンタイムを設けず、画像形成と並行して実行する。そして、混合時間Tの測定条件を揃えるために、毎回の混合時間Tの測定において測定用の補給トナーの補給量は0.5g一定である。これに対して、ビデオカウンタ901のビデオカウント値により決定される出力画像のトナー消費量に応じた補給トナーの補給量は0.5gとは限らない。
Incidentally, in the first embodiment, the measurement operation of the mixing time T is executed in parallel with the image formation without providing a downtime. In order to make the measurement conditions of the mixing time T uniform, the replenishment amount of the replenishment toner for measurement is constant at 0.5 g in each measurement of the mixing time T. On the other hand, the replenishment toner replenishment amount corresponding to the toner consumption amount of the output image determined by the video count value of the
そこで、ビデオカウント値がトナー補給量0.5g相当の値よりも少ない場合には、過剰なトナー補給になってしまうため、混合時間Tの測定は行わず、トナーの補給も行わず、その量のトナーを次の画像形成に持ち越しとする。そして、次の画像形成がスタートしたときに、持ち越したトナー補給量とその回のトナー補給量との合計が0.5gを超えている場合に、0.5gのトナー補給を行って混合時間Tの測定を行う。 Therefore, when the video count value is smaller than the value corresponding to the toner replenishment amount of 0.5 g, excessive toner replenishment is performed, so that the mixing time T is not measured and the toner is not replenished. The toner is carried over to the next image formation. Then, when the total amount of toner replenished and the amount of toner replenished at that time exceeds 0.5 g when the next image formation starts, 0.5 g of toner is replenished and the mixing time T Measure.
逆に、ビデオカウンタ901のビデオカウント値がトナー補給量0.5g相当の値よりも大きい時には、0.5gのトナー補給を行って混合時間Tの測定が終了した後に、不足分のトナー補給量を補給する。このようにして、混合時間Tの測定を行う時には、補給トナー量は常に0.5g一定となるように制御している。
On the contrary, when the video count value of the
<実施例1の効果>
図15は実施例1の制御とオーバーフロー方式の制御との比較の説明図である。図16はキャリア消費量の比較の説明図である。図17は感光ドラムの摩耗量の比較の説明図である。
<Effect of Example 1>
FIG. 15 is an explanatory diagram for comparison between the control of the first embodiment and the overflow control. FIG. 16 is an explanatory diagram of comparison of carrier consumption. FIG. 17 is an explanatory diagram for comparing the wear amount of the photosensitive drum.
実施例1の現像装置と、比較例の現像装置と、従来の一定比率でキャリアを混合した補給現像剤によるオーバーフロー方式の現像装置とを図1の画像形成装置に搭載して、現像剤の劣化度とキャリアの消費量と感光ドラムの摩耗度を比較した。画像面積率は100%、現像装置中の現像剤の容量は310g、画像形成の速度は50cpm(Copy Per Minutes)に揃えた。図13に示すように、現像剤の使用限界劣化度は50kに揃えた。現像剤交換判定動作は、画像形成100枚につき1回行い、現像剤の交換が必要と判定された場合には、約50g程度の現像剤が排出されるように設定した。 The developing device of Example 1, the developing device of the comparative example, and the conventional developing device of the overflow method using the replenishment developer mixed with the carrier at a constant ratio are mounted on the image forming apparatus of FIG. The degree of wear, the amount of carrier consumption and the degree of wear of the photosensitive drum were compared. The image area ratio was 100%, the developer capacity in the developing device was 310 g, and the image formation speed was 50 cpm (Copy Per Minutes). As shown in FIG. 13, the use limit deterioration degree of the developer was set to 50 k. The developer replacement determination operation was performed once for every 100 sheets of image formation. When it was determined that the developer needs to be replaced, about 50 g of developer was discharged.
図15に示すように、実施例1の制御では、現像剤劣化度が50Kに達するごとにキャリア50gを補給して現像剤劣化度をジグザグに低下させている。横軸は画像形成枚数であり、縦軸は現像剤の平均劣化度の関係を示す。 As shown in FIG. 15, in the control of the first embodiment, every time the developer deterioration degree reaches 50K, the carrier 50g is replenished to reduce the developer deterioration degree in a zigzag manner. The horizontal axis represents the number of images formed, and the vertical axis represents the relationship of the average deterioration degree of the developer.
破線で示される現像剤交換無しの場合、画像面積率が100%なので、上記の定義により、累積画像形成枚数と現像剤劣化度(×K枚相当)は同じ値をとる。 In the case where there is no developer replacement indicated by a broken line, the image area ratio is 100%. Therefore, according to the above definition, the cumulative image formation number and the developer deterioration degree (corresponding to × K sheets) have the same value.
細線で示されるオーバーフロー方式の場合、耐久枚数の増加に対して、比較的ゆっくりと現像剤劣化度が増加していく。これは、オーバーフロー方式の場合、あまり現像剤が劣化していない初期から、少しずつキャリアの交換を行っているためである。オーバーフロー方式において、現像剤の劣化度は約50Kで飽和した。 In the overflow method indicated by a thin line, the degree of developer deterioration increases relatively slowly as the number of durable sheets increases. This is because in the overflow method, the carrier is gradually changed from the initial stage where the developer has not deteriorated so much. In the overflow method, the degree of deterioration of the developer was saturated at about 50K.
太線で示される比較例及び実施例1の場合、現像剤の劣化度はあらかじめ設定した使用限界劣化度である50kまで、直線的に増加する。比較例及び実施例1では、いずれもキャリアの帯電性能の低下度の判定を行っているため、使用限界劣化度になるまで、現像剤の交換を行わない。しかし、現像剤劣化度が50Kまで達すると、その後は適宜現像剤交換を行うため、現像剤の劣化度は50K付近で飽和する。 In the case of the comparative example and Example 1 indicated by the bold line, the deterioration degree of the developer increases linearly up to 50 k which is a preset use limit deterioration degree. In both the comparative example and the example 1, since the degree of decrease in the charging performance of the carrier is determined, the developer is not replaced until the use limit deterioration degree is reached. However, when the developer deterioration level reaches 50K, the developer is appropriately replaced after that, so that the developer deterioration level is saturated around 50K.
図16に示すように、それぞれの現像装置における累積画像形成枚数10万枚までの総使用キャリア量を比較した。オーバーフロー方式において総使用キャリア量は4.2Kgであったのに対し、実施例1及び比較例においては、総使用キャリア量を2.5Kgに節約することができた。オーバーフロー方式においては、あまり現像剤が劣化していない初期から、キャリアの交換を行っているため、初期に排出される現像剤がキャリア利用効率を低下させる要因となっていると考えられる。これに対して、実施例1においては、あまり現像剤が劣化していない初期には現像剤の交換を行わないため、劣化していないキャリアの排出が行われない。 As shown in FIG. 16, the total amount of carriers used up to 100,000 sheets of cumulative image formation in each developing device was compared. In the overflow method, the total used carrier amount was 4.2 kg, whereas in Example 1 and the comparative example, the total used carrier amount could be saved to 2.5 kg. In the overflow method, since the carrier is exchanged from the initial stage where the developer is not deteriorated so much, the developer discharged at the initial stage is considered to be a factor for reducing the carrier utilization efficiency. On the other hand, in Example 1, since the developer is not exchanged at the initial stage where the developer is not deteriorated so much, the carrier that is not deteriorated is not discharged.
また、現像剤寿命が飽和した後も、オーバーフロー方式においては、キャリアの補給と排出を非常に連続的に行っている。そのため、補給されたばかりの未使用キャリアが、非常に僅かな量ではあるが一度も画像形成に寄与せずに直後に排出されてしまっていることになる。これに対して、実施例1においては、現像剤の交換を所定の量だけまとめておこなうために、未使用のキャリアを排出する可能性は低い。すなわち、補給されたキャリアの利用効率が高くなり、結果として、総使用キャリア量は少ない量で済むと考えられる。 Further, even after the developer life is saturated, in the overflow method, the carrier is replenished and discharged very continuously. For this reason, an unused carrier that has just been replenished is discharged immediately after it contributes to image formation even though it is a very small amount. On the other hand, in Example 1, since a predetermined amount of developer replacement is performed collectively, the possibility of discharging unused carriers is low. That is, it is considered that the utilization efficiency of the replenished carrier becomes high, and as a result, the total amount of carrier used is small.
図17に示すように、それぞれの現像装置について連続画像形成実験を行って感光ドラムの摩耗量を比較した。感光ドラムの削れ量は、HelmutFisher社製の渦電流式膜厚計(FISCHERSCOPE MMS)により測定した。 As shown in FIG. 17, continuous image formation experiments were performed for the respective developing devices to compare the wear amount of the photosensitive drum. The amount of abrasion of the photosensitive drum was measured with an eddy current film thickness meter (FISCHERSCOPE MMS) manufactured by HelmutFisher.
実施例1の現像装置にて使用した感光ドラムの最外層である電荷輸送層の初期膜厚は30μmである。また、電荷輸送層の使用限界摩耗量は20μmである。 The initial film thickness of the charge transport layer, which is the outermost layer of the photosensitive drum used in the developing device of Example 1, is 30 μm. The use limit wear amount of the charge transport layer is 20 μm.
画像形成の累積に伴い感光ドラムは劣化し、摩耗量は増大する。キャリア付着方式においては、累積画像形成枚数8万枚に到達したところで摩耗量が摩耗限界である20μmに達した。これに対して、実施例1及びオーバーフロー方式においては摩耗限界である20μmに達したのは累積画像形成枚数15万枚時点であった。 As the image formation is accumulated, the photosensitive drum deteriorates and the wear amount increases. In the carrier adhesion method, the amount of wear reached the wear limit of 20 μm when the cumulative number of images formed reached 80,000. In contrast, in Example 1 and the overflow method, the wear limit of 20 μm was reached when the cumulative number of images formed was 150,000.
これは、キャリア付着方式においては、現像剤劣化度を判定する度に、キャリアを感光ドラム上に付着させ、その付着量を反射光量から検知するためである。キャリアの付着量を測定した後、完全にはクリーニングしきれずに残ったキャリア粒子により、感光ドラムの摩耗が促進されてしまうと考えられる。 This is because, in the carrier adhesion method, every time the developer deterioration degree is determined, the carrier is adhered on the photosensitive drum, and the adhesion amount is detected from the reflected light amount. It is considered that the wear of the photosensitive drum is promoted by the carrier particles that are not completely cleaned after the carrier adhesion amount is measured.
実施例1の現像装置では、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を用い、画像形成の累積により劣化した現像剤の交換を行う際に、光学センサアレイにより現像剤の劣化度合いを検知する。画像形成の累積に伴う感光ドラムの摩耗を防ぎ、かつキャリアの使用量を減少させるために、撹拌室に光学センサアレイを備え、補給トナー撹拌時間を測定することで現像剤の劣化度合いを検知している。そして、現像剤の劣化度合に応じて現像剤の交換を行うことにより、感光ドラムの摩耗を防ぎ、かつキャリアの使用量を減少させた上で、現像剤の寿命を長く保つことができる。現像剤の劣化度合いの値に応じて現像剤の交換を行うことにより、経時によってもトナーの帯電不良による地汚れ、画質劣化が少なく、高品質でありながら、ランニングコストの低い画像形成装置を提供することができる。 In the developing device of the first embodiment, when the two-component developer composed of toner and carrier is used and the developer deteriorated due to the accumulation of image formation is replaced, the degree of deterioration of the developer is detected by the optical sensor array. In order to prevent photoconductor drum wear due to image formation accumulation and reduce the amount of carrier used, an agitation chamber is equipped with an optical sensor array, and the degree of developer deterioration is detected by measuring the replenishment toner agitation time. ing. Further, by replacing the developer according to the degree of deterioration of the developer, it is possible to prevent the photosensitive drum from being worn and reduce the amount of carrier used, and to maintain a long life of the developer. By replacing the developer according to the value of the degree of deterioration of the developer, it is possible to provide an image forming apparatus that is low in running cost while maintaining high quality with little background contamination and image quality deterioration due to poor charging of the toner over time. can do.
<実施例2>
図18は実施例2の現像装置の構成の説明図である。実施例2の現像装置は、実施例1のような現像室の排出口412を持たず、攪拌室の側面の排出口412から余剰な現像剤をオーバーフローさせている。それ以外の構成は同一であるため、図18中、実施例1と共通する構成には図4と同一の符号を付して重複する説明を省略する。
<Example 2>
FIG. 18 is an explanatory diagram of a configuration of the developing device according to the second embodiment. The developing device according to the second embodiment does not have the
図18に示すように、オーバーフロー方式の現像装置4Yは、現像容器420内の現像剤の排出量を制御する機構を持たない。キャリア室416からのキャリア補給により、現像装置4Y中の現像剤の量が増加すると、自然に、側面の排出口412から僅かづつ現像剤が溢れ出して、徐々に現像剤が交換される。すなわち、現像剤の排出に関して、特別な機構を備えているわけではないため、補給されたばかりの未使用キャリアが排出されてしまうことが避けられない。
As shown in FIG. 18, the overflow
ここで、従来は、キャリア室416からのキャリア補給のタイミングは、画像形成の累積枚数や現像スリーブ415の累積回転時間などを目安として決定されていた。現像スリーブ415の累積回転時間と劣化レベルとの間に一定の関係があると見なして、現像ローラの回転時間からキャリアの劣化レベルを予想して補給量を決めていた。しかし、この場合、画像面積率の大きい画像が多く出力された場合や、画像面積率の小さい画像が多く出力された場合に、キャリア補給が不適正に実行される可能性がある。出力画像の画像面積率によって劣化レベルが異なるという不都合に基づく問題を解決することはできない。画像面積率(トナー消費量)や現像装置の使用環境などによって、現像剤中のキャリアの劣化度合いは異なってくるので、キャリアの劣化が早い場合は、交換時期まで劣化したキャリアをそのまま使用することになる。
Here, conventionally, the timing of carrier replenishment from the
しかし、実施例1と同様に、光学センサアレイ409にて撮影した画像からトナー混合時間Tを求める制御を行うことで、このような問題を解決することができる。補給制御部900は、画像出力100枚ごとに一度、キャリア補給/現像剤排出制御を実行する。キャリア補給/現像剤排出制御では、現像剤交換判定動作を行ってキャリアの補給と現像剤の排出を行うか否かを決定する。補給制御部900は、光学センサアレイ409の出力に基づいて、現像装置4内の現像剤の流動性のパラメータである混合時間Tを測定する。混合時間Tに基づいてキャリアの帯電性能の低下度を判定し、キャリアの帯電性能が限界状態まで低下していた場合にキャリアの補給と現像剤の排出を行う。
However, similar to the first embodiment, such a problem can be solved by performing control for obtaining the toner mixing time T from the image captured by the
1Y、1M、1C、1K 感光ドラム
2Y、2M、2C、2k コロナ帯電器
3 露光装置、4Y、4M、4C、4K 現像装置
6 定着装置、20 記録材カセット、23 レジストローラ
53 二次転写ローラ、54 中間転写ベルト
401 現像室、402 撹拌室、403 補給口
404 トナー補給用モータ、405 キャリア補給用ソレノイド
406 キャリア補給弁、407 現像スクリュー
408 撹拌スクリュー、409 光学センサアレイ
410 画像信号処理回路、411 現像剤排出用ソレノイド
412 現像剤排出口、413 回収容器、414 排出弁
415 現像スリーブ、416 キャリア室、417 トナー室
418 現像剤トナー濃度センサ、4090 イメージセンサ
4091、 4093 レンズ、4092 LED
4094 透明窓、900 補給制御部、901 ビデオカウンタ
902 ページカウンタ、903 タイマー
1Y, 1M, 1C, 1K Photosensitive drums 2Y, 2M, 2C,
4094 transparent window, 900 supply control unit, 901
Claims (6)
前記現像剤担持体に供給するために、トナーとキャリアを含む現像剤を撹拌しつつ循環させる現像剤循環経路と、
消費されたトナーを補うために、前記現像剤循環経路にトナーを補給するトナー補給部と、
循環する現像剤の劣化したキャリアを置き換えるために、前記現像剤循環経路にキャリアを補給するキャリア補給部と、
前記キャリア補給部のキャリア補給に伴う現像剤の過剰を解消するために、前記現像剤循環経路から現像剤を排出させる現像剤排出部と、
その出力に基づいて前記現像剤循環経路を搬送される現像剤におけるトナー分布の偏りを検出可能な検出手段と、
前記トナー補給部からトナーが補給された際の現像剤におけるトナーの分散状態が所定の許容範囲に保たれるように、前記検出手段の出力に基づいて前記キャリア補給部によるキャリア補給を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。 A developer carrier;
A developer circulation path for circulating the developer including toner and carrier while stirring to supply the developer carrying member;
A toner replenishing unit for replenishing the developer circulation path to supplement the consumed toner;
A carrier replenishing section for replenishing the developer circulation path to replace the deteriorated carrier of the circulating developer;
A developer discharging section for discharging the developer from the developer circulation path in order to eliminate the excess of the developer accompanying the carrier replenishment of the carrier replenishing section;
Detection means capable of detecting a deviation in toner distribution in the developer conveyed along the developer circulation path based on the output;
Control for controlling carrier replenishment by the carrier replenishment unit based on the output of the detection means so that the dispersion state of the toner in the developer when toner is replenished from the toner replenishment unit is maintained within a predetermined allowable range. And an image forming apparatus.
前記制御手段は、前記検出手段による検出に用いるトナー量との合計で画像形成で消費されたトナー量を補うように、前記検出手段による検出の前後における前記トナー補給部によるトナー補給量を調整することを特徴とする請求項4記載の画像形成装置。 The toner replenishing unit supplies toner corresponding to the amount of toner consumed in image formation to the developer circulation path for each image formation,
The control unit adjusts the toner supply amount by the toner supply unit before and after detection by the detection unit so as to supplement the toner amount consumed in image formation in total with the toner amount used for detection by the detection unit. The image forming apparatus according to claim 4.
前記現像剤担持体に供給するために、トナーとキャリアを含む現像剤を撹拌しつつ循環させる現像剤循環経路と、
消費されたトナーを補うために、前記現像剤循環経路にトナーを補給するトナー補給部と、
循環する現像剤の劣化したキャリアを置き換えるために、前記現像剤循環経路にキャリアを補給するキャリア補給部と、
前記キャリア補給部のキャリア補給に伴う現像剤の過剰を解消するために、前記現像剤循環経路から現像剤を排出させる現像剤排出部と、
前記トナー補給部が前記現像剤循環経路にトナーを補給する位置の現像剤搬送方向下流側に配置された透明窓と、
前記透明窓を介して前記現像剤循環経路を搬送される現像剤を照明する照明手段と、
前記照明手段によって照明された現像剤を前記透明窓を介して撮像する撮像手段と、を備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置に搭載可能な現像装置。 A developer carrier;
A developer circulation path for circulating the developer including toner and carrier while stirring to supply the developer carrying member;
A toner replenishing unit for replenishing the developer circulation path to supplement the consumed toner;
A carrier replenishing section for replenishing the developer circulation path to replace the deteriorated carrier of the circulating developer;
A developer discharging section for discharging the developer from the developer circulation path in order to eliminate the excess of the developer accompanying the carrier replenishment of the carrier replenishing section;
A transparent window disposed on the downstream side in the developer conveying direction at a position where the toner replenishing portion replenishes the developer circulation path with toner;
Illuminating means for illuminating the developer conveyed through the developer circulation path through the transparent window;
6. The development mountable in the image forming apparatus according to claim 1, further comprising: an imaging unit configured to image the developer illuminated by the illumination unit through the transparent window. apparatus.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014240923A (en) * | 2013-06-12 | 2014-12-25 | コニカミノルタ株式会社 | Developing device and image forming apparatus |
JP2020016733A (en) * | 2018-07-25 | 2020-01-30 | コニカミノルタ株式会社 | Image forming apparatus and program |
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JP7468048B2 (en) | 2020-03-25 | 2024-04-16 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | Developer supply device and image forming apparatus |
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