JP4360615B2 - Developing device, image forming apparatus, process cartridge, and apparatus unit - Google Patents

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Description

この発明は、トナーとキャリアとからなる2成分現像剤を用いた現像装置と、それを備えた画像形成装置、プロセスカートリッジ、装置ユニットとに関するものである。   The present invention relates to a developing device using a two-component developer composed of toner and a carrier, and an image forming apparatus, a process cartridge, and an apparatus unit provided with the developing device.

従来から、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置において、非磁性トナーと磁性キャリアとからなる2成分現像剤(外添剤等を添加する場合も含むものとする。)を収容した現像装置が多く用いられている。
このような2成分現像方式の現像装置において、装置の小型化を目的として、搬送スクリュによって現像剤を現像装置の長手方向に循環させながら、現像ローラに現像剤を供給する技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
Conventionally, in an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a composite machine thereof, a two-component developer (added with an external additive or the like) composed of a non-magnetic toner and a magnetic carrier is added. In many cases, a developing device containing the same is used.
In such a two-component developing type developing device, a technique for supplying the developer to the developing roller while circulating the developer in the longitudinal direction of the developing device by a conveying screw is known for the purpose of downsizing the device. (For example, refer to Patent Document 1).

詳しくは、現像装置は、現像ローラ(現像剤担持体)、2つの搬送スクリュ(第1搬送部材及び第2搬送部材)等で構成される。
そして、現像装置内におけるトナー消費に応じて、現像装置の一端に設けられたトナー補給口から装置内に適宜にトナーが補給される。補給されたトナーは、現像装置内の現像剤とともに、2つの搬送スクリュによって、装置内を長手方向(現像ローラの回転軸方向と同方向である。)に循環しながら混合される。その混合された現像剤は、その一部が、現像ローラに対向する搬送スクリュによって、現像ローラに供給される。現像ローラに担持された現像剤は、ドクターブレードによって適量に規制された後に、その現像剤中のトナーが感光体ドラム(像担持体)との対向位置で感光体ドラム上の潜像に付着する。
Specifically, the developing device includes a developing roller (developer carrying member), two transport screws (first transport member and second transport member), and the like.
Then, according to toner consumption in the developing device, toner is appropriately supplied into the device from a toner supply port provided at one end of the developing device. The replenished toner is mixed with the developer in the developing device while being circulated in the device in the longitudinal direction (the same direction as the rotation axis of the developing roller) by two transport screws. A part of the mixed developer is supplied to the developing roller by a conveying screw facing the developing roller. After the developer carried on the developing roller is regulated to an appropriate amount by the doctor blade, the toner in the developer adheres to the latent image on the photosensitive drum at a position facing the photosensitive drum (image carrier). .

このような搬送スクリュを搭載した現像装置は、現像剤を装置の長手方向に積極的に搬送しているので、現像剤の長手方向の片寄りが発生しにくい。これにより、トナー補給口を、長手方向の全域に設けるのではなく、長手方向の一端に設けることができる。また、搬送スクリュは、短手方向(長手方向に直交する方向である。)の設置スペースをそれほど必要としない。したがって、現像装置及び画像形成装置を小型化することができる。   Since the developing device equipped with such a conveying screw positively conveys the developer in the longitudinal direction of the device, the deviation of the developer in the longitudinal direction is unlikely to occur. Thereby, the toner replenishing port can be provided at one end in the longitudinal direction instead of being provided in the entire region in the longitudinal direction. Further, the conveying screw does not require much installation space in the short direction (the direction perpendicular to the longitudinal direction). Therefore, the developing device and the image forming apparatus can be reduced in size.

その一方で、トナー補給口から補給されたトナーは、その比重が現像剤のものに比べて小さいために、装置内を循環する現像剤の上面側を浮遊して、現像剤中に分散(混合)されにくくなるという問題が知られている(例えば、特許文献1参照。)。このように、補給トナー(フレッシュトナー)が現像剤中に分散されないと、キャリアとの摩擦による補給トナーの帯電が不充分になって、地肌汚れ(かぶり)等の画質劣化が発生する。   On the other hand, since the specific gravity of the toner supplied from the toner supply port is smaller than that of the developer, it floats on the upper surface side of the developer circulating in the apparatus and is dispersed (mixed) in the developer. ) Is known to be difficult (see, for example, Patent Document 1). Thus, if the replenishment toner (fresh toner) is not dispersed in the developer, the replenishment toner is insufficiently charged due to friction with the carrier, and image quality deterioration such as background stain (fogging) occurs.

これに対して、特許文献1には、循環経路中におけるトナー補給口の下流側であって、第2搬送スクリュの側方又は下方に、磁界発生手段を設置する技術が開示されている。
すなわち、磁界発生手段によって、現像剤及び補給トナーの循環経路中に現像剤の穂を形成する。そして、この現像剤の穂に補給トナーを衝突させることで、補給トナーを現像剤中に分散させる。
On the other hand, Patent Document 1 discloses a technique in which magnetic field generating means is installed on the downstream side of the toner replenishing port in the circulation path and on the side or below the second conveying screw.
That is, developer spikes are formed in the circulation path of the developer and the replenishment toner by the magnetic field generating means. Then, the replenishment toner is dispersed in the developer by colliding the replenishment toner with the spikes of the developer.

特開2000−89550号公報JP 2000-89550 A

上述した従来の現像装置は、現像剤の搬送性と、補給トナーの分散性と、を両立させることが難しかった。   In the conventional developing device described above, it is difficult to achieve both developer transportability and replenishment toner dispersibility.

詳しくは、以下の通りである。
特許文献1の技術では、磁界発生手段が第2搬送スクリュの側方又は下方に設置されているので、補給トナーの分散性を向上しようとしたときに、磁界発生手段による磁界の強さを大きくする必要がある。すなわち、補給トナーは還流する現像剤の上面側を還流するために、磁界発生手段によって形成される現像剤の穂が現像剤の上面側にまで達していないと、補給トナーが現像剤の穂に衝突しないことになる。しかも、補給トナーの衝突に対する反発力をある程度必要とする場合には、第2搬送スクリュの側方又は下方に設置した磁界発生手段による磁界強さがある程度大きなものでなければならない。
Details are as follows.
In the technique of Patent Document 1, since the magnetic field generating means is installed on the side or below the second conveying screw, the strength of the magnetic field generated by the magnetic field generating means is increased when trying to improve the dispersibility of the replenishing toner. There is a need to. In other words, since the replenishment toner recirculates on the upper surface side of the developer that circulates, the replenishment toner does not reach the developer ear unless the developer ear formed by the magnetic field generating means reaches the upper surface side of the developer. It will not collide. In addition, when a repulsive force against the collision of the replenishing toner is required to some extent, the magnetic field strength by the magnetic field generating means installed on the side or the lower side of the second conveying screw must be large to some extent.

このような場合には、磁界発生手段が設置された側方又は下方が磁力の最大位置となって、強固な現像剤の穂が形成されて現像剤の搬送が停滞してしまうことになる。現像剤の搬送が停滞すると、第1搬送スクリュから現像ローラへの現像剤の供給量が減少して、出力画像の濃度低下や濃度偏差が発生する場合がある。特に、画像比率(画像部面積と地肌部面積との総面積に対する画像部面積の比率である。)の高い出力画像が形成される場合には、画像濃度低下等が発生し易くなる。このような問題は、高い画像比率の画像出力が多くされるカラー画像形成装置においては、特に無視できない問題である。   In such a case, the side where the magnetic field generating means is installed or the lower side becomes the maximum position of the magnetic force, so that a strong developer spike is formed and the developer transport is stagnated. When the developer transport is stagnant, the amount of developer supplied from the first transport screw to the developing roller may decrease, resulting in a decrease in density or density deviation of the output image. In particular, when an output image having a high image ratio (the ratio of the image area to the total area of the image area and the background area) is formed, a decrease in image density or the like is likely to occur. Such a problem is a problem that cannot be particularly ignored in a color image forming apparatus in which an image output with a high image ratio is increased.

他方、現像剤の搬送性を優先して、第2搬送スクリュの側方又は下方に設置した磁界発生手段による磁界強さを小さく設定した場合には、補給トナーの分散性が低下して、補給トナーの帯電不良による地肌汚れ等の画質劣化が発生してしまう。   On the other hand, if priority is given to developer transportability and the magnetic field strength by the magnetic field generating means installed on the side or lower side of the second transport screw is set to a small value, the replenishment toner dispersibility is lowered and replenishment is performed. Image quality deterioration such as background stains due to toner charging failure occurs.

本願発明者は、上記課題を解決するために研究を重ねた結果、次の事項を知るに至った。
すなわち、補給トナーが現像剤に充分に分散されなくても、画像比率の高い画像を出力する場合には、補給トナーの帯電不良による画質上の影響が少ない。これに対して、画像比率が低い画像を出力する場合には、補給トナーの帯電不良による画質上の影響が大きく、地肌汚れ等の不具合が発生する。
As a result of repeated researches to solve the above problems, the present inventor has come to know the following matters.
That is, even when the replenishment toner is not sufficiently dispersed in the developer, when an image with a high image ratio is output, the influence on the image quality due to the charging failure of the replenishment toner is small. On the other hand, when an image with a low image ratio is output, the influence on the image quality due to charging failure of the replenishment toner is large, and problems such as background contamination occur.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、複数の搬送部材によって2成分現像剤を現像装置の長手方向に循環させながら現像剤担持体に現像剤を供給する現像装置を用いても、画像の画像比率の大きさに係わらず、画像濃度低下や地肌汚れ等の画質劣化が生じない現像装置、画像形成装置、プロセスカートリッジ、装置ユニットを提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and a developing device that supplies a developer to a developer carrier while circulating a two-component developer in the longitudinal direction of the developing device by a plurality of conveying members. Is used to provide a developing device, an image forming apparatus, a process cartridge, and an apparatus unit that do not cause deterioration in image quality such as a decrease in image density or background contamination regardless of the image ratio of the image.

この発明の請求項1記載の発明にかかる現像装置は、トナー及びキャリアを有する現像剤を収容するとともに、像担持体上に形成される潜像を現像する現像装置であって、前記像担持体に対向するとともに、前記現像剤が担持される現像剤担持体と、前記現像剤担持体に対向するとともに、前記現像剤担持体の長手方向に前記現像剤を搬送する第1搬送部材と、仕切部材を介して前記第1搬送部材に対向するとともに、前記第1搬送部材の搬送方向とは逆の方向に前記現像剤を搬送して該第1搬送部材とともに前記現像剤の循環経路を形成する第2搬送部材と、前記循環経路を循環する前記現像剤中にトナーを補給するためのトナー補給口と、前記第2搬送部材の上方に設置されるとともに、その下方を還流する前記現像剤を引き寄せるために発生させる磁界の磁束密度を可変できるように構成された磁界発生器と、を備え、前記磁界発生器は、前記像担持体上に形成する画像の画像比率が大きいときには前記磁束密度が小さくなるように制御され、前記画像比率が小さいときには前記磁束密度が大きくなるように制御されるものである。 A developing device according to a first aspect of the present invention is a developing device that contains a developer having toner and a carrier and that develops a latent image formed on the image carrier, and the image carrier. A developer carrying body that carries the developer, a first carrying member that faces the developer carrying body and carries the developer in the longitudinal direction of the developer carrying body, and a partition The developer is opposed to the first conveying member via a member, and the developer is conveyed in a direction opposite to the conveying direction of the first conveying member to form the developer circulation path together with the first conveying member. A second conveying member; a toner replenishing port for replenishing toner into the developer circulating in the circulation path; and the developer that is installed above the second conveying member and recirculates below the second conveying member. To attract Comprising a magnetic field generator for a magnetic flux density of the magnetic field is configured to be variable to be generated, said magnetic field generator, so that the magnetic flux density is small when the image ratio of the image formed on the image bearing member is larger When the image ratio is small, the magnetic flux density is controlled to be large .

また、請求項2記載の発明にかかる現像装置は、上記請求項1記載の発明において、前記磁界発生器は、前記トナー補給口から補給するトナー量が多いときには前記磁束密度が大きくなるように制御され、前記トナー量が少ないときには前記磁束密度が小さくなるように制御されるものである。 The developing device according to a second aspect of the present invention is the developing device according to the first aspect, wherein the magnetic field generator is controlled so that the magnetic flux density is increased when a large amount of toner is replenished from the toner replenishing port. When the toner amount is small, the magnetic flux density is controlled to be small.

また、請求項3記載の発明にかかる現像装置は、上記請求項2に記載の発明において、前記トナー量に応じた前記磁界発生器の制御は、画像出力をおこなわないときにおこなうものである。 According to a third aspect of the present invention, in the developing device according to the second aspect, the control of the magnetic field generator according to the toner amount is performed when image output is not performed.

また、請求項4記載の発明にかかる現像装置は、上記請求項1〜請求項3のいずれかに記載の発明において、前記磁界発生器は、前記磁束密度を0〜0.3テスラの範囲で可変できるように構成されたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the developing device according to any one of the first to third aspects, wherein the magnetic field generator has the magnetic flux density in a range of 0 to 0.3 Tesla. It is configured to be variable.

また、請求項5記載の発明にかかる現像装置は、上記請求項1〜請求項4のいずれかに記載の発明において、前記画像比率は、前記像担持体上に潜像を形成するときの書込み部の書込み画像数によって定められるものである。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the developing device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the image ratio is written when a latent image is formed on the image carrier. This is determined by the number of written images of the copy.

また、請求項6記載の発明にかかる現像装置は、上記請求項1〜請求項5のいずれかに記載の発明において、前記磁界発生器は、前記循環経路中であって前記トナー補給口から前記第1搬送部材までの間に配設されたものである。 The developing device according to a sixth aspect of the present invention is the developing device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the magnetic field generator is in the circulation path and from the toner supply port. It is disposed between the first conveying member and the first conveying member.

また、請求項7記載の発明にかかる現像装置は、上記請求項1〜請求項6のいずれかに記載の発明において、前記トナーは、形状係数SF−1又は/及び形状係数SF−2が100〜180になるように形成されたものである。 The developing device according to a seventh aspect of the present invention is the developing device according to any one of the first to sixth aspects, wherein the toner has a shape factor SF-1 and / or a shape factor SF-2 of 100. It is formed so that it may become -180.

また、請求項8記載の発明にかかる現像装置は、上記請求項1〜請求項7のいずれかに記載の発明において、前記トナー補給口から補給されるトナーは、キャリアとともに補給されるものである。 According to an eighth aspect of the present invention, in the developing device according to any of the first to seventh aspects, the toner replenished from the toner replenishing port is replenished together with the carrier. .

また、請求項9記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項1〜請求項8のいずれかに記載の現像装置を備えたものである。 An image forming apparatus according to a ninth aspect of the invention includes the developing device according to any one of the first to eighth aspects.

また、請求項10記載の発明にかかるプロセスカートリッジは、請求項1〜請求項8のいずれかに記載の現像装置と、前記像担持体と、が一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたものである。 According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a process cartridge according to any one of the first to eighth aspects, wherein the developing device according to any one of the first to eighth aspects and the image carrier are integrated to form a main body of the image forming apparatus. It is configured to be detachable.

また、請求項11記載の発明にかかるプロセスカートリッジは、上記請求項10に記載の発明において、前記像担持体上を帯電する帯電部と、前記像担持体上を清掃するクリーニング部と、のうち少なくとも1つがさらに一体化されたものである。 A process cartridge according to an eleventh aspect of the present invention is the process cartridge according to the tenth aspect of the present invention, comprising: a charging unit that charges the image carrier; and a cleaning unit that cleans the image carrier. At least one is further integrated.

また、請求項12記載の発明にかかる装置ユニットは、請求項1〜請求項8のいずれかに記載の現像装置を備えるとともに、画像形成装置本体に着脱自在に構成された装置ユニットであって、前記像担持体と、前記像担持体上を帯電する帯電部と、前記像担持体上に形成された画像を被転写材上に転写する転写部と、前記像担持体上を清掃するクリーニング部と、前記現像装置にトナーを補給するトナー補給部と、のうち少なくとも1つが、前記現像装置と一体化されたものである。 An apparatus unit according to a twelfth aspect of the invention is an apparatus unit that includes the developing device according to any one of the first to eighth aspects and is configured to be detachable from the image forming apparatus main body. The image carrier, a charging unit that charges the image carrier, a transfer unit that transfers an image formed on the image carrier onto a transfer material, and a cleaning unit that cleans the image carrier. And a toner replenishing unit that replenishes toner to the developing device are integrated with the developing device.

本発明は、複数の搬送部材によって2成分現像剤を現像装置の長手方向に循環させながら現像剤担持体に現像剤を供給する現像装置において、補給トナーに対する分散力を可変に形成しているので、画像の画像比率の大きさに係わらず、画像濃度低下や地肌汚れ等の画質劣化が生じない現像装置、画像形成装置、プロセスカートリッジ、装置ユニットを提供することができる。   According to the present invention, in the developing device that supplies the developer to the developer carrying member while circulating the two-component developer in the longitudinal direction of the developing device by a plurality of conveying members, the dispersion force for the replenishing toner is variably formed. Therefore, it is possible to provide a developing device, an image forming apparatus, a process cartridge, and an apparatus unit that do not cause deterioration in image quality such as a decrease in image density or background stain regardless of the size of the image.

実施の形態.
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
Embodiment.
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.

まず、図1にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図1において、1は画像形成装置としてのカラー複写機の装置本体、2は画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、20Y、20M、20C、20BKは各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応したプロセスカートリッジ、21は各プロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKにそれぞれ収納された像担持体としての感光体ドラム、22は感光体ドラム21上を帯電する帯電部、23は感光体ドラム21上に形成される静電潜像を現像する現像部(現像装置)、24は感光体ドラム21上に形成されたトナー像を中間転写ベルト27に転写する転写バイアスローラ、25は感光体ドラム21上の未転写トナーを回収するクリーニング部、27は各色のトナー像が重ねて転写される像担持体としての中間転写ベルト、28は中間転写ベルト27上に形成されたトナー像を被転写材Pに転写する第2転写バイアスローラ、30は4色のトナー像が重ねて転写された被転写材Pを搬送する転写ベルト、32Y、32M、32C、32BKは各プロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKの現像部23に各色のトナーを補給するトナー補給部、61は転写紙等の被転写材Pが収納される給紙部、66は被転写材P上の未定着画像を定着する定着部、120は載置された原稿を光学的に読み取るスキャナを示す。
First, the configuration and operation of the entire image forming apparatus will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, 1 is a main body of a color copying machine as an image forming apparatus, 2 is a writing unit that emits laser light based on image information, and 20Y, 20M, 20C, and 20BK are each color (yellow, magenta, cyan, black). , A photosensitive drum as an image carrier housed in each of the process cartridges 20Y, 20M, 20C, and 20BK, 22 is a charging unit that charges the photosensitive drum 21, and 23 is a photosensitive drum. A developing unit (developing device) that develops the electrostatic latent image formed on 21, 24 is a transfer bias roller that transfers the toner image formed on the photosensitive drum 21 to the intermediate transfer belt 27, and 25 is a photosensitive drum. 21 is a cleaning unit for collecting untransferred toner, and 27 is an intermediate transfer as an image carrier on which toner images of respective colors are transferred in an overlapping manner. 28 is a second transfer bias roller for transferring the toner image formed on the intermediate transfer belt 27 to the transfer material P, and 30 is a transfer for transferring the transfer material P onto which the four color toner images are transferred. The belts 32Y, 32M, 32C, and 32BK are toner replenishing units that replenish toners of the respective colors to the developing units 23 of the process cartridges 20Y, 20M, 20C, and 20BK. A paper section 66 is a fixing section that fixes an unfixed image on the transfer material P, and 120 is a scanner that optically reads a placed document.

ここで、各プロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKには、それぞれ、感光体ドラム21、帯電部22、現像部23、クリーニング部25が、一体化されている。そして、各プロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKにおける感光体ドラム21上で、それぞれ、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)の画像形成がおこなわれる。   Here, the photosensitive drum 21, the charging unit 22, the developing unit 23, and the cleaning unit 25 are integrated with each of the process cartridges 20Y, 20M, 20C, and 20BK. Then, image formation of each color (yellow, magenta, cyan, black) is performed on the photosensitive drum 21 in each of the process cartridges 20Y, 20M, 20C, and 20BK.

以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
4つの感光体ドラム21は、それぞれ、図1の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム21の表面は、帯電部22との対向位置で、一様に帯電される(帯電工程である。)。その後、帯電された感光体ドラム21表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
Hereinafter, an operation during normal color image formation in the image forming apparatus will be described.
Each of the four photosensitive drums 21 rotates in the clockwise direction in FIG. First, the surface of the photosensitive drum 21 is uniformly charged at a position facing the charging unit 22 (a charging process). Thereafter, the surface of the charged photosensitive drum 21 reaches the irradiation position of each laser beam.

一方、スキャナ120の原稿載置部にカラー原稿が載置されると、不図示の読取部にて原稿の画像情報が光学的に読み取られる。すなわち、原稿に対して照明光源の走査をおこない、不図示のカラーCCDに原稿像を結像する。そして、原稿像、すなわち原稿に対する光照射の反射光を、カラーCCDで光電変換してR、G、Bの画像信号を生成する。これらの画像信号は、書込み部2に送信される。その後、書込み部2において、光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応して射出される。レーザ光は、ポリゴンミラー3に入射して反射した後に、レンズ4、5を透過する。レンズ4、5を透過した後のレーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色成分ごとに別の光路を通過することになる(露光工程である。)。   On the other hand, when a color original is placed on the original placement portion of the scanner 120, image information of the original is optically read by a reading portion (not shown). That is, the original is scanned with an illumination light source, and an original image is formed on a color CCD (not shown). Then, an original image, that is, reflected light of light irradiation on the original is photoelectrically converted by a color CCD to generate R, G, and B image signals. These image signals are transmitted to the writing unit 2. Thereafter, in the writing unit 2, laser light corresponding to the image signal is emitted from the light source corresponding to each color. The laser light is incident on the polygon mirror 3 and reflected, and then passes through the lenses 4 and 5. The laser light after passing through the lenses 4 and 5 passes through different optical paths for each color component of yellow, magenta, cyan, and black (this is an exposure process).

イエロー成分のレーザ光は、ミラー6〜8で反射された後に、紙面右側から1番目のプロセスカートリッジ20Yの感光体ドラム21表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラー3により、感光体ドラム21の回転軸方向(主走査方向)に走査される。こうして、帯電部22にて帯電された後の感光体ドラム21上には、イエロー成分の静電潜像が形成される。
同様に、マゼンタ成分のレーザ光は、ミラー9〜11で反射された後に、紙面右から2番目のプロセスカートリッジ20Mの感光体ドラム21表面に照射されて、マゼンタ成分の静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、ミラー12〜14で反射された後に、紙面右から3番目のプロセスカートリッジ20Cの感光体ドラム12表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、ミラー15で反射された後に、紙面右から4番目のプロセスカートリッジ20BKの感光体ドラム21表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
The yellow component laser light is reflected by the mirrors 6 to 8 and then irradiated to the surface of the photosensitive drum 21 of the first process cartridge 20Y from the right side of the drawing. At this time, the yellow component laser light is scanned in the rotational axis direction (main scanning direction) of the photosensitive drum 21 by the polygon mirror 3 that rotates at high speed. Thus, an electrostatic latent image of a yellow component is formed on the photosensitive drum 21 charged by the charging unit 22.
Similarly, the magenta component laser light is reflected by the mirrors 9 to 11 and then irradiated to the surface of the photosensitive drum 21 of the second process cartridge 20M from the right side of the paper, thereby forming an electrostatic latent image of the magenta component. The The cyan component laser light is reflected by the mirrors 12 to 14 and then irradiated to the surface of the photosensitive drum 12 of the third process cartridge 20C from the right side of the paper, thereby forming an electrostatic latent image of the cyan component. The black component laser light is reflected by the mirror 15 and then irradiated on the surface of the photosensitive drum 21 of the fourth process cartridge 20BK from the right side of the drawing to form a black component electrostatic latent image.

その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム21表面は、さらに回転して、現像部23との対向位置に達する。そして、現像部23から感光体ドラム21上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム21上の潜像が現像される(現像工程である。)。
その後、現像工程後の感光体ドラム21表面は、それぞれ、中間転写ベルト27との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、中間転写ベルト27の内周面に当接するように転写バイアスローラ24が設置されている。そして、転写バイアスローラ24の位置で、中間転写ベルト27上に、感光体ドラム21上に形成された各色の画像が、順次転写される(第1転写工程である。)。
Thereafter, the surface of the photosensitive drum 21 on which the electrostatic latent images of the respective colors are formed further rotates and reaches a position facing the developing unit 23. Then, the toner of each color is supplied from the developing unit 23 onto the photosensitive drum 21, and the latent image on the photosensitive drum 21 is developed (this is a developing step).
Thereafter, the surface of the photosensitive drum 21 after the development process reaches a position facing the intermediate transfer belt 27. Here, the transfer bias roller 24 is installed at each facing position so as to contact the inner peripheral surface of the intermediate transfer belt 27. Then, the image of each color formed on the photosensitive drum 21 is sequentially transferred onto the intermediate transfer belt 27 at the position of the transfer bias roller 24 (first transfer step).

そして、第1転写工程後の感光体ドラム21表面は、それぞれ、クリーニング部25との対向位置に達する。そして、クリーニング部25で、感光体ドラム21上に残存する未転写トナーが回収される(クリーニング工程である。)。
その後、感光体ドラム21表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム21における一連の作像プロセスが終了する。
Then, the surface of the photosensitive drum 21 after the first transfer process reaches a position facing the cleaning unit 25. The untransferred toner remaining on the photosensitive drum 21 is collected by the cleaning unit 25 (this is a cleaning process).
Thereafter, the surface of the photosensitive drum 21 passes through a static elimination unit (not shown), and a series of image forming processes on the photosensitive drum 21 is completed.

他方、感光体ドラム21上の各色の画像が重ねて転写された中間転写ベルト27表面は、図中の矢印方向に走行して、第2転写バイアスローラ28の位置に達する。そして、第2転写バイアスローラ28の位置で、被転写材P上に中間転写ベルト27上のフルカラーの画像が2次転写される(2次転写工程である。)。
その後、中間転写ベルト27表面は、不図示の中間転写ベルトクリーニング部の位置に達する。このとき、中間転写ベルトクリーニング部は中間転写ベルト27に当接する位置に移動している。そして、中間転写ベルト27上の未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部に回収されて、中間転写ベルト27上の一連の転写プロセスが完了する。
On the other hand, the surface of the intermediate transfer belt 27 on which the images of the respective colors on the photosensitive drum 21 are transferred in an overlapping manner travels in the direction of the arrow in the drawing and reaches the position of the second transfer bias roller 28. Then, the full color image on the intermediate transfer belt 27 is secondarily transferred onto the transfer material P at the position of the second transfer bias roller 28 (secondary transfer step).
Thereafter, the surface of the intermediate transfer belt 27 reaches the position of an intermediate transfer belt cleaning unit (not shown). At this time, the intermediate transfer belt cleaning unit has moved to a position where it contacts the intermediate transfer belt 27. Then, the untransferred toner on the intermediate transfer belt 27 is collected by the intermediate transfer belt cleaning unit, and a series of transfer processes on the intermediate transfer belt 27 is completed.

ここで、第2転写バイアスローラ28位置の被転写材Pは、給紙部61から搬送ガイド63、レジストローラ64等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、被転写材Pを収納する給紙部61から、給紙ローラ62により給送された転写紙Pが、搬送ガイド63を通過した後に、レジストローラ64に導かれる。レジストローラ64に達した被転写材Pは、中間転写ベルト27上のトナー像とタイミングを合わせて、第2転写バイアスローラ28の位置に向けて搬送される。
Here, the transfer material P at the position of the second transfer bias roller 28 is transported from the paper feeding unit 61 via the transport guide 63, the registration roller 64, and the like.
Specifically, the transfer paper P fed by the paper feed roller 62 from the paper feed unit 61 that stores the transfer material P is guided to the registration roller 64 after passing through the conveyance guide 63. The material P to be transferred that has reached the registration roller 64 is conveyed toward the position of the second transfer bias roller 28 in synchronization with the toner image on the intermediate transfer belt 27.

その後、フルカラー画像が転写された被転写材Pは、転写ベルト30により、定着部66に導かれる。定着部66では、加熱ローラ67と加圧ローラ68とのニップにて、カラー画像が被転写材P上に定着される。
そして、定着工程後の被転写材Pは、排紙ローラ69によって、装置本体1外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
Thereafter, the transfer material P onto which the full-color image has been transferred is guided to the fixing unit 66 by the transfer belt 30. In the fixing unit 66, the color image is fixed on the transfer material P at the nip between the heating roller 67 and the pressure roller 68.
Then, the transfer material P after the fixing process is discharged as an output image outside the apparatus main body 1 by the paper discharge roller 69, and a series of image forming processes is completed.

次に、図2及び図3にて、画像形成装置本体1に設置されたプロセスカートリッジについて詳述する。図2はプロセスカートリッジを示す断面図であり、図3はその現像部(現像装置)23を示すA−A断面図である。
なお、装置本体1に設置される4つのプロセスカートリッジ及びトナー補給部32は、収納されるトナーTの色が異なる以外はほぼ同一構造であるので、符号のアルファベット(Y、M、C、BK)を除して図示する。
Next, the process cartridge installed in the image forming apparatus main body 1 will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the process cartridge, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA showing the developing portion (developing device) 23 thereof.
The four process cartridges and the toner replenishing unit 32 installed in the apparatus main body 1 have substantially the same structure except that the color of the toner T to be stored is different. Therefore, the alphabets (Y, M, C, BK) The figure is removed.

図2に示すように、プロセスカートリッジ20には、主として、像担持体としての感光体ドラム21と、帯電部22と、現像部23と、クリーニング部25とが、ケース26内に一体的に収納されている。
現像部23は、主として、感光体ドラム21に対向する現像剤担持体としての現像ローラ23aと、現像ローラ23aに対向する第1搬送部材としての第1搬送スクリュ23bと、仕切部材23dを介して第1搬送スクリュ23bに対向する第2搬送部材としての第2搬送スクリュ23cと、現像ローラ23aに対向するドクターブレード23dと、第2搬送スクリュ23cに対向する分散手段としての磁界発生器46と、で構成される。現像部23内には、磁性キャリアCと非磁性トナーTとからなる2成分現像剤が収容されている。現像ローラ23aは、内部に固設されてローラ周面に磁界を形成するマグネットと、非磁性材料からなりマグネットの周囲を回転するスリーブと、で構成される。
As shown in FIG. 2, the process cartridge 20 mainly includes a photosensitive drum 21 as an image carrier, a charging unit 22, a developing unit 23, and a cleaning unit 25, which are integrally stored in a case 26. Has been.
The developing unit 23 mainly includes a developing roller 23a as a developer carrying member facing the photosensitive drum 21, a first conveying screw 23b as a first conveying member facing the developing roller 23a, and a partition member 23d. A second conveying screw 23c as a second conveying member facing the first conveying screw 23b, a doctor blade 23d facing the developing roller 23a, a magnetic field generator 46 as a dispersing means facing the second conveying screw 23c, Consists of. In the developing unit 23, a two-component developer composed of a magnetic carrier C and a nonmagnetic toner T is accommodated. The developing roller 23a includes a magnet that is fixed inside and forms a magnetic field on the roller peripheral surface, and a sleeve that is made of a nonmagnetic material and rotates around the magnet.

先に述べた作像プロセスにおける、現像工程をさらに詳しく説明する。
現像ローラ23aは、図2中の矢印方向に回転している。現像部23内の現像剤T、Cは、図3に示すように、間に仕切部材23eを介在するように配設された第1搬送スクリュ23b及び第2搬送スクリュ23cの回転駆動によって、トナー補給部32からトナー補給口26aを介して補給されたトナーTとともに撹拌混合されながら長手方向に循環する(図3中の矢印方向の循環である。)。そして、摩擦帯電してキャリアCに吸着したトナーTが、第1搬送スクリュ23bによってキャリアCとともに現像ローラ23aに供給され、その現像剤T、Cが現像ローラ23a上に担持される。
The development process in the image forming process described above will be described in more detail.
The developing roller 23a rotates in the direction of the arrow in FIG. As shown in FIG. 3, the developers T and C in the developing unit 23 are driven by the rotational drive of the first transport screw 23b and the second transport screw 23c disposed so as to interpose the partition member 23e therebetween. The toner T is circulated in the longitudinal direction while being agitated and mixed with the toner T replenished through the toner replenishing port 26a from the replenishing portion 32 (circulation in the direction of the arrow in FIG. 3). The toner T that is frictionally charged and adsorbed on the carrier C is supplied to the developing roller 23a together with the carrier C by the first conveying screw 23b, and the developers T and C are carried on the developing roller 23a.

ここで、装置本体に設けられたトナー補給部32は、それぞれ、交換自在に構成されたトナーボトル33と、トナーボトル33を保持・回転駆動するとともに現像部23にフレッシュトナーTを補給するボトル保持部34と、で構成されている。また、トナーボトル33内には、トナーT(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれかである。)が収納されている。   Here, a toner replenishing unit 32 provided in the apparatus main body is configured to be replaceable with a toner bottle 33 and a bottle holding unit that holds and rotates the toner bottle 33 and replenishes the developing unit 23 with fresh toner T. Part 34. The toner bottle 33 stores toner T (which is one of yellow, magenta, cyan, and black).

なお、トナーボトル33内のトナーTは、現像部23内のトナーTの消費にともない、トナー補給口26aから現像部23内に適宜に補給されるものである。現像部23内のトナーTの消費は、感光体ドラム21に対向するトナー濃度センサ28(反射型光センサ)によって間接的に検出される。
また、ケース26のトナー補給口26aは、第2搬送スクリュ23cの長手方向(図3の上下方向である。)の一端であって、第2搬送スクリュ23cの上方に設けられている。
The toner T in the toner bottle 33 is appropriately supplied into the developing unit 23 from the toner supply port 26a as the toner T in the developing unit 23 is consumed. Consumption of the toner T in the developing unit 23 is indirectly detected by a toner density sensor 28 (reflection type optical sensor) facing the photosensitive drum 21.
The toner replenishing port 26a of the case 26 is provided at one end in the longitudinal direction (the vertical direction in FIG. 3) of the second transport screw 23c and above the second transport screw 23c.

その後、現像ローラ23aに担持された現像剤T、Cは、ドクターブレード23dの位置で適量化された後に、感光体ドラム21との対向位置(現像領域である。)に達する。そして、その対向位置で、現像剤中のトナーTが、感光体ドラム21表面に形成された静電潜像に付着する。詳しくは、レーザ光Lが照射された画像部の潜像電位と、現像ローラ23aに印加された現像バイアスとの、電位差によって形成される電界によって、トナーTが潜像に付着する。
その後、感光体ドラム21に付着したトナーTは、そのほとんどが被転写材P上に転写される。そして、感光体ドラム21上に残存したトナーTが、感光体ドラム21に当接するクリーニングブレード25a及びクリーニングローラ25bによってクリーニング部25内に回収される。
Thereafter, the developers T and C carried on the developing roller 23a are adjusted to an appropriate amount at the position of the doctor blade 23d, and then reach a position facing the photosensitive drum 21 (developing area). At the opposite position, the toner T in the developer adheres to the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 21. Specifically, the toner T adheres to the latent image by an electric field formed by a potential difference between the latent image potential of the image portion irradiated with the laser beam L and the developing bias applied to the developing roller 23a.
Thereafter, most of the toner T adhering to the photosensitive drum 21 is transferred onto the transfer material P. Then, the toner T remaining on the photosensitive drum 21 is collected in the cleaning unit 25 by the cleaning blade 25a and the cleaning roller 25b that are in contact with the photosensitive drum 21.

ここで、図2を参照して、現像部23の内部には、第2搬送スクリュ23cの上方に、分散手段としての磁界発生器46が設置されている。また、図3を参照して、磁界発生器46は、現像剤T、Cの循環経路中であって、トナー補給口26aから第1搬送スクリュ23bまでの間(トナー補給口26aの下流である。)に配設されている。   Here, referring to FIG. 2, a magnetic field generator 46 as a dispersing unit is installed inside the developing unit 23 above the second transport screw 23 c. Referring to FIG. 3, the magnetic field generator 46 is in the circulation path of the developers T and C, and is between the toner supply port 26a and the first transport screw 23b (downstream of the toner supply port 26a). .).

この磁界発生器46は、電磁石である。そして、制御部70によって磁界発生器46に流入する電流を調整することで、磁界発生器46から発生する磁界の磁束密度を、0〜0.3テスラ(3000ガウス)の範囲で変化させることができる。   The magnetic field generator 46 is an electromagnet. And the magnetic flux density of the magnetic field which generate | occur | produces from the magnetic field generator 46 can be changed in the range of 0-0.3 Tesla (3000 gauss) by adjusting the electric current which flows into the magnetic field generator 46 by the control part 70. it can.

図4を参照して、磁界発生器46によって所定の磁界が形成されると、その下方を還流する現像剤T、Cが磁界発生器46に引き寄せられて、現像剤の穂Fが形成される。
一方、トナー補給口26aから補給されたトナーT1は、還流する現像剤T、Cの上面側を還流する。その後、この上面側を移動する補給トナーT1は、磁界発生器46の位置で、そこに形成された現像剤の穂Fに衝突する。このときの衝突によって現像剤の穂Fは補給トナーT1を取り込みながら崩れて、補給トナーT1が現像剤T、C中に分散・混合される。
Referring to FIG. 4, when a predetermined magnetic field is formed by magnetic field generator 46, developers T and C that circulate thereunder are attracted to magnetic field generator 46, and developer spike F is formed. .
On the other hand, the toner T1 replenished from the toner replenishing port 26a recirculates on the upper surface side of the recirculating developers T and C. Thereafter, the replenishing toner T1 moving on the upper surface side collides with the developer spike F formed there at the position of the magnetic field generator 46. At this time, the developer spike F collapses while taking in the replenishment toner T1, and the replenishment toner T1 is dispersed and mixed in the developers T and C.

ここで、磁界発生器46による磁束密度の大きさは、補給されたトナーT1を現像剤T、C中に分散させる分散力に相関するものである。
すなわち、磁界発生器46による磁束密度が大きいときには、大きな現像剤の穂Fが形成されて、補給されたトナーT1を現像剤T、C中に分散させる分散力も大きくなる。このとき、循環経路中に形成される大きな現像剤の穂Fによって、磁界発生器46の位置を通過する現像剤T、Cの搬送性は低下する。
これに対して、磁界発生器46による磁束密度が小さいときには、小さな現像剤の穂Fが形成されて、補給されたトナーT1を現像剤T、C中に分散させる分散力も小さくなる。このとき、循環経路中に形成される小さな現像剤の穂Fによって、磁界発生器46の位置を通過する現像剤T、Cの搬送性はほとんど低下しない。
Here, the magnitude of the magnetic flux density by the magnetic field generator 46 correlates with the dispersion force for dispersing the replenished toner T1 in the developers T and C.
That is, when the magnetic flux density by the magnetic field generator 46 is large, a large developer spike F is formed, and the dispersion force for dispersing the supplied toner T1 in the developers T and C is also increased. At this time, the transportability of the developers T and C passing through the position of the magnetic field generator 46 is lowered by the large developer spike F formed in the circulation path.
On the other hand, when the magnetic flux density by the magnetic field generator 46 is small, a small developer spike F is formed, and the dispersion force for dispersing the replenished toner T1 in the developers T and C becomes small. At this time, the transportability of the developers T and C passing through the position of the magnetic field generator 46 is hardly deteriorated by the small developer spikes F formed in the circulation path.

具体的に、磁界発生器46による磁束密度は、感光体ドラム21上に形成する画像の画像比率に応じて調整される。
すなわち、ベタ画像や写真画像等のように画像比率の高い画像を出力する場合には、画像の地肌部が少ないために、補給トナーの帯電不良による地肌汚れの影響が顕在化しにくい。他方、現像部23内のトナー消費が多いために、現像ローラ23aに対向する第1搬送スクリュ23bの位置へ、補給トナーT1及び現像剤T、Cをいち早く搬送する必要がある。したがって、画像比率の高い画像を出力する場合には、制御部70によって、磁界発生器46による磁束密度を小さくするような制御、又は、磁界を形成しないような制御がおこなわれる。これにより、高画像比率の画像出力時においても、画像濃度低下や画像濃度偏差が低減された良好な画像を出力することができる。
Specifically, the magnetic flux density by the magnetic field generator 46 is adjusted according to the image ratio of the image formed on the photosensitive drum 21.
That is, when outputting an image with a high image ratio such as a solid image or a photographic image, the background portion of the image is small, so that the influence of background contamination due to charging failure of the replenishing toner is difficult to be manifested. On the other hand, since the toner consumption in the developing unit 23 is large, it is necessary to quickly transport the replenishment toner T1 and the developers T and C to the position of the first transport screw 23b facing the developing roller 23a. Therefore, when outputting an image with a high image ratio, the control unit 70 performs control to reduce the magnetic flux density by the magnetic field generator 46 or control not to form a magnetic field. As a result, even when an image with a high image ratio is output, it is possible to output a good image with reduced image density and image density deviation.

これに対して、文字画像等のように画像比率の低い画像を出力する場合には、画像の地肌部が多いために、補給トナーの帯電不良による地肌汚れの影響が顕在化しやすい。他方、現像部23内のトナー消費が少ないために、現像ローラ23aに対向する第1搬送スクリュ23bの位置へ、補給トナーT1及び現像剤T、Cをいち早く搬送する必要がない。したがって、画像比率の低い画像を出力する場合には、制御部70によって、磁界発生器46による磁束密度を大きくするような制御がおこなわれる。これにより、低画像比率の画像出力時においても、地肌汚れが低減され、現像剤中のトナーTの帯電分布がシャープになって転写抜けのない良好な画像を出力することができる。
なお、感光体ドラム21上に形成する画像の画像比率は、画像形成時の書込み部2による書込み画素数やレーザ光Lの発光時間等に基いて、定めることができる。
On the other hand, when outputting an image with a low image ratio such as a character image, since the background portion of the image is large, the influence of background stains due to charging failure of the replenishment toner tends to become obvious. On the other hand, since the toner consumption in the developing section 23 is small, it is not necessary to quickly transport the replenishment toner T1 and the developers T and C to the position of the first transport screw 23b facing the developing roller 23a. Therefore, when outputting an image with a low image ratio, the control unit 70 performs control to increase the magnetic flux density by the magnetic field generator 46. As a result, even when an image with a low image ratio is output, background stains are reduced, the charge distribution of the toner T in the developer becomes sharp, and a good image with no transfer omission can be output.
The image ratio of the image formed on the photosensitive drum 21 can be determined based on the number of pixels written by the writing unit 2 at the time of image formation, the emission time of the laser light L, and the like.

なお、本実施の形態では、現像剤中のトナーT及び補給トナーT1として、乳化重合法で生成された重合トナーであって、形状係数SF−1及び形状係数SF−2がそれぞれ100〜180になるように形成された略球形トナーを用いている。
ここで、形状係数SF−1は、トナー粒子の球形度を示すものであり、次式で求まる。
SF−1=(M2/S)×(100π/4)
上式において、Mはトナー粒子の投影面における最大粒径(まばらな粒径の中で最も大きな粒径である。)であり、Sはトナー粒子の投影面の面積である。したがって、形状係数SF−1が100であるトナー粒子は真球であって、100から大きくなるほど球形度が低くなる。
In the present embodiment, the toner T and the replenishment toner T1 in the developer are polymerized toners produced by an emulsion polymerization method, and the shape factor SF-1 and the shape factor SF-2 are 100 to 180, respectively. A substantially spherical toner formed as described above is used.
Here, the shape factor SF-1 indicates the sphericity of the toner particles, and is obtained by the following equation.
SF-1 = (M 2 / S) × (100π / 4)
In the above equation, M is the maximum particle size (the largest particle size among sparse particle sizes) on the toner particle projection surface, and S is the area of the toner particle projection surface. Therefore, toner particles having a shape factor SF-1 of 100 are true spheres, and the sphericity decreases as the value increases from 100.

また、形状係数SF−2は、トナー粒子の凹凸度を示すものであり、次式で求まる。
SF−2=(N2/S)×(100/4π)
上式において、Nはトナー粒子の投影面における周長であり、Sはトナー粒子の投影面の面積である。したがって、形状係数SF−2が100であるトナー粒子は凹凸がなくて、100から大きくなるほど凹凸が大きくなる。
なお、形状係数SF−1及び形状係数SF−2は、走査型電子顕微鏡「S−800」(日立製作所社製)にて撮影したトナー粒子の写真を、画像解析装置「LUSEX3」(ニレコ社製)にて解析して求める。
The shape factor SF-2 indicates the degree of unevenness of the toner particles, and is obtained by the following equation.
SF-2 = (N 2 / S) × (100 / 4π)
In the above equation, N is the circumference of the toner particle projection surface, and S is the area of the toner particle projection surface. Therefore, the toner particles having the shape factor SF-2 of 100 have no irregularities, and the irregularities increase as the value increases from 100.
The shape factor SF-1 and the shape factor SF-2 are obtained by analyzing a toner particle photograph taken with a scanning electron microscope “S-800” (manufactured by Hitachi, Ltd.) and an image analyzer “LUSEX3” (manufactured by Nireco). )

このように凹凸がなく球形度の高いトナーTを用いることによって、トナーの流動性が高められて、補給トナーT1が現像剤T、Cに分散する分散性も高められる。これにより、上述した本実施の形態の効果がさらに高められることになる。   By using the toner T with no irregularities and high sphericity, the fluidity of the toner is enhanced, and the dispersibility in which the replenishment toner T1 is dispersed in the developers T and C is also enhanced. Thereby, the effect of this Embodiment mentioned above is further heightened.

以上説明したように、本実施の形態においては、第1搬送スクリュ23b及び第2搬送スクリュ23cによって2成分現像剤T、Cを現像部23の長手方向に循環させながら現像ローラ23aに現像剤T、Cを供給する現像装置において、画像の画像比率に応じて、磁界発生器46による補給トナーT1に対する分散力を調整している。これにより、画像の画像比率の大きさに係わらず、画像濃度低下や地肌汚れ等の画質劣化を抑止することができる。   As described above, in the present embodiment, the developer T is supplied to the developing roller 23 a while circulating the two-component developers T and C in the longitudinal direction of the developing unit 23 by the first conveying screw 23 b and the second conveying screw 23 c. , C in the developing device adjusts the dispersion force with respect to the replenishment toner T1 by the magnetic field generator 46 in accordance with the image ratio of the image. Thereby, regardless of the size of the image ratio of the image, it is possible to suppress image quality deterioration such as a decrease in image density and background stains.

なお、本実施の形態では、出力画像の画像比率に応じて磁界発生器46による分散力を調整した。これに対して、トナー補給部32から補給されるトナーT1の補給量に応じて、磁界発生器46による分散力を調整することもできる。具体的には、トナー補給口26aから多量のトナーが補給される場合には磁界発生器46による分散性を高めて、トナー補給口26aから少量のトナーが補給される場合には磁界発生器46による分散性を低くすることで、補給トナーと還流する現像剤との混合の度合いを常に一定に維持することができる。この場合、本実施の形態の制御(高画像比率時に低分散力とし、低画像比率時に高分散力とする制御である。)を有効なものとするために、トナー補給量に応じた分散力調整は、画像出力をおこなわないとき(例えば、プロセスコントロール調整時等である。)に、おこなうことが好ましい。   In the present embodiment, the dispersion force by the magnetic field generator 46 is adjusted according to the image ratio of the output image. On the other hand, the dispersion force by the magnetic field generator 46 can also be adjusted according to the supply amount of the toner T1 supplied from the toner supply unit 32. Specifically, when a large amount of toner is replenished from the toner replenishing port 26a, the dispersibility by the magnetic field generator 46 is improved, and when a small amount of toner is replenished from the toner replenishing port 26a, the magnetic field generator 46 is used. By reducing the dispersibility of the toner, the degree of mixing of the replenished toner and the developer that is refluxed can always be kept constant. In this case, in order to make the control according to the present embodiment (the control to obtain a low dispersion force at a high image ratio and a high dispersion force at a low image ratio) effective, the dispersion force according to the toner replenishment amount. The adjustment is preferably performed when image output is not performed (for example, during process control adjustment).

また、本実施の形態では、トナー補給口26aからトナーTが補給される現像装置23について本発明を適用した。これに対して、トナー補給口26aから2成分現像剤(トナーT及びキャリアC)を補給する現像装置23であっても、本発明を適用することができる。このような現像装置においては、補給される現像剤のトナー濃度が、装置内を還流する現像剤のトナー濃度に比べて大きくて、その比重は小さくなるために、補給された現像剤が還流する現像剤の上面側を移動することになる。したがって、本実施の形態と同様に、上方に設置した磁界発生器46の磁界強さを可変に構成することで、同じような効果を得ることができる。   In the present embodiment, the present invention is applied to the developing device 23 in which the toner T is supplied from the toner supply port 26a. In contrast, the present invention can also be applied to the developing device 23 that replenishes the two-component developer (toner T and carrier C) from the toner replenishing port 26a. In such a developing device, the toner concentration of the supplied developer is larger than the toner concentration of the developer that recirculates in the device, and its specific gravity is small. Therefore, the supplied developer recirculates. The upper surface side of the developer is moved. Therefore, similar to the present embodiment, the same effect can be obtained by variably configuring the magnetic field strength of the magnetic field generator 46 installed above.

また、本実施の形態では、分散手段として磁界発生器46を用いた。しかし、本発明の適用はこれに限定されることなく、例えば、分散手段として、上下方向の位置を可変に移動できる可撓性部材を用いることもできる。この場合、出力画像の画像比率が高いときには、可撓性部材を下方に移動して、補給トナー及び現像剤をせき止めて分散性を高める。これに対して、出力画像の画像比率が低いときには、可撓性部材を上方に移動して、補給トナー及び現像剤をせき止めずに分散性を弱めて搬送性を強める。このような場合にも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。   In the present embodiment, the magnetic field generator 46 is used as the dispersing means. However, the application of the present invention is not limited to this, and for example, a flexible member capable of variably moving the vertical position can be used as the dispersing means. In this case, when the image ratio of the output image is high, the flexible member is moved downward, and the replenishment toner and the developer are damped to increase the dispersibility. On the other hand, when the image ratio of the output image is low, the flexible member is moved upward to weaken the dispersibility without increasing the replenishing toner and developer, thereby increasing the transportability. Even in such a case, the same effect as the present embodiment can be obtained.

また、本実施の形態では、磁界発生器46を搭載した現像部(現像装置)23が、プロセスカートリッジ20内に一体化された構成とした。これに対して、現像装置23が、単体で画像形成装置本体1に対して着脱される構成とすることもできる。さらに、現像装置23が、感光体ドラム21と、帯電部22と、転写部24と、クリーニング部25と、トナー補給部32と、のうち少なくとも1つと一体化された、装置ユニットとすることもできる。   In the present embodiment, the developing unit (developing device) 23 on which the magnetic field generator 46 is mounted is integrated in the process cartridge 20. On the other hand, the developing device 23 can be detachably attached to the image forming apparatus main body 1 as a single unit. Further, the developing device 23 may be an apparatus unit integrated with at least one of the photosensitive drum 21, the charging unit 22, the transfer unit 24, the cleaning unit 25, and the toner replenishing unit 32. it can.

なお、本発明が上記実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、実施の形態の中で示唆した以外にも、実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that the embodiment can be modified as appropriate within the scope of the technical idea of the present invention, other than suggested in the embodiment. In addition, the number, position, shape, and the like of the constituent members are not limited to the above-described embodiment, and can be set to a suitable number, position, shape, and the like in practicing the present invention.

この発明の実施の形態における画像形成装置を示す構成図である。1 is a configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 図1の画像形成装置におけるプロセスカートリッジを示す側面断面図である。FIG. 2 is a side sectional view showing a process cartridge in the image forming apparatus of FIG. 1. 図2のプロセスカートリッジにおける現像部のA−A断面を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an AA cross section of a developing unit in the process cartridge of FIG. 2. 分散手段によって補給トナーが現像剤中に分散される状態を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a state where replenishment toner is dispersed in a developer by a dispersion unit.

符号の説明Explanation of symbols

1 画像形成装置本体(装置本体)、 2 書込み部、
20、20Y、20M、20C、20BK プロセスカートリッジ、
21 感光体ドラム(像担持体)、 22 帯電部、
23 現像部(現像装置)、 23a 現像ローラ、
23b 第1搬送スクリュ(第1搬送部材)、
23c 第2搬送スクリュ(第2搬送部材)、 23e 仕切部材、
24 転写バイアスローラ、 25 クリーニング部、 26a トナー補給口、
27 中間転写ベルト、 28 第2転写バイアスローラ、 30 転写ベルト、
32、32Y、32M、32C、32BK トナー補給部、
33 トナーボトル、 46 磁界発生器(分散手段)、
61 給紙部、 66 定着部、 70 制御部。
1 image forming apparatus body (apparatus body), 2 writing unit,
20, 20Y, 20M, 20C, 20BK Process cartridge,
21 photosensitive drum (image carrier), 22 charging unit,
23 developing section (developing device), 23a developing roller,
23b 1st conveyance screw (1st conveyance member),
23c 2nd conveyance screw (2nd conveyance member), 23e Partition member,
24 transfer bias roller, 25 cleaning unit, 26a toner supply port,
27 intermediate transfer belt, 28 second transfer bias roller, 30 transfer belt,
32, 32Y, 32M, 32C, 32BK toner supply unit,
33 toner bottle, 46 magnetic field generator (dispersing means),
61 paper feeding unit, 66 fixing unit, 70 control unit.

Claims (12)

トナー及びキャリアを有する現像剤を収容するとともに、像担持体上に形成される潜像を現像する現像装置であって、
前記像担持体に対向するとともに、前記現像剤が担持される現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に対向するとともに、前記現像剤担持体の長手方向に前記現像剤を搬送する第1搬送部材と、
仕切部材を介して前記第1搬送部材に対向するとともに、前記第1搬送部材の搬送方向とは逆の方向に前記現像剤を搬送して該第1搬送部材とともに前記現像剤の循環経路を形成する第2搬送部材と、
前記循環経路を循環する前記現像剤中にトナーを補給するためのトナー補給口と、
前記第2搬送部材の上方に設置されるとともに、その下方を還流する前記現像剤を引き寄せるために発生させる磁界の磁束密度を可変できるように構成された磁界発生器と、
を備え、
前記磁界発生器は、前記像担持体上に形成する画像の画像比率が大きいときには前記磁束密度が小さくなるように制御され、前記画像比率が小さいときには前記磁束密度が大きくなるように制御されることを特徴とする現像装置。
A developing device for containing a developer having toner and a carrier and developing a latent image formed on an image carrier,
A developer carrying body facing the image carrying body and carrying the developer;
A first conveying member facing the developer carrying member and carrying the developer in a longitudinal direction of the developer carrying member;
Opposite the first conveying member via a partition member, convey the developer in a direction opposite to the conveying direction of the first conveying member, and form a circulation path for the developer together with the first conveying member A second conveying member that
A toner replenishing port for replenishing toner into the developer circulating in the circulation path;
A magnetic field generator configured to be able to vary a magnetic flux density of a magnetic field that is installed above the second conveying member and is generated to attract the developer that circulates below the second conveying member;
With
The magnetic field generator is controlled so that the magnetic flux density is reduced when an image ratio of an image formed on the image carrier is large, and is controlled so that the magnetic flux density is increased when the image ratio is small. A developing device.
前記磁界発生器は、前記トナー補給口から補給するトナー量が多いときには前記磁束密度が大きくなるように制御され、前記トナー量が少ないときには前記磁束密度が小さくなるように制御されることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。 The magnetic field generator is controlled so that the magnetic flux density is increased when the amount of toner supplied from the toner supply port is large, and is controlled so that the magnetic flux density is decreased when the amount of toner is small. The developing device according to claim 1. 前記トナー量に応じた前記磁界発生器の制御は、画像出力をおこなわないときにおこなうことを特徴とする請求項2に記載の現像装置。 The developing device according to claim 2, wherein the control of the magnetic field generator according to the toner amount is performed when image output is not performed . 前記磁界発生器は、前記磁束密度を0〜0.3テスラの範囲で可変できるように構成されたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の現像装置。 The developing device according to claim 1 , wherein the magnetic field generator is configured to be able to vary the magnetic flux density in a range of 0 to 0.3 Tesla . 前記画像比率は、前記像担持体上に潜像を形成するときの書込み部の書込み画像数によって定められることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の現像装置。 5. The developing device according to claim 1, wherein the image ratio is determined by the number of written images of a writing unit when a latent image is formed on the image carrier . 前記磁界発生器は、前記循環経路中であって前記トナー補給口から前記第1搬送部材までの間に配設されたことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の現像装置。 6. The development according to claim 1, wherein the magnetic field generator is disposed in the circulation path and between the toner supply port and the first transport member. apparatus. 前記トナーは、形状係数SF−1又は/及び形状係数SF−2が100〜180になるように形成されたことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の現像装置。 7. The developing device according to claim 1 , wherein the toner is formed so that a shape factor SF- 1 and / or a shape factor SF- 2 is 100 to 180. 8 . 前記トナー補給口から補給されるトナーは、キャリアとともに補給されることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載の現像装置。 The developing device according to claim 1, wherein the toner supplied from the toner supply port is supplied together with a carrier . 請求項1〜請求項8のいずれかに記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus comprising the developing device according to claim 1. 請求項1〜請求項8のいずれかに記載の現像装置と、前記像担持体と、が一体化されて、The developing device according to any one of claims 1 to 8 and the image carrier are integrated,
画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。A process cartridge configured to be detachable from a main body of an image forming apparatus.
前記像担持体上を帯電する帯電部と、前記像担持体上を清掃するクリーニング部と、のうち少なくとも1つがさらに一体化されたことを特徴とする請求項10に記載のプロセスカートリッジ。The process cartridge according to claim 10, wherein at least one of a charging unit that charges the image carrier and a cleaning unit that cleans the image carrier is further integrated. 請求項1〜請求項8のいずれかに記載の現像装置を備えるとともに、画像形成装置本体に着脱自在に構成された装置ユニットであって、An apparatus unit comprising the developing device according to claim 1 and configured to be detachable from the image forming apparatus main body.
前記像担持体と、前記像担持体上を帯電する帯電部と、前記像担持体上に形成された画像を被転写材上に転写する転写部と、前記像担持体上を清掃するクリーニング部と、前記現像装置にトナーを補給するトナー補給部と、のうち少なくとも1つが、前記現像装置と一体化されたことを特徴とする装置ユニット。The image carrier, a charging unit that charges the image carrier, a transfer unit that transfers an image formed on the image carrier onto a transfer material, and a cleaning unit that cleans the image carrier. And a toner replenishing section for replenishing toner to the developing device, wherein at least one of the developing device and the developing device is integrated.
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