JP4523345B2 - Developing device and image forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、現像装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、劣化現像剤の置換制御に関する。   The present invention relates to a developing device and an image forming apparatus, and more particularly to replacement control of a deteriorated developer.

複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置や印刷機などの画像形成装置においては、潜像担持体である感光体に対して形成された静電潜像を現像装置により可視像処理し、可視像をシートなどに転写することにより記録出力を得ることができる。
感光体は単一色のみを対象として1個設ける構成だけでなく、複数の色毎の画像を形成するために複数設けた構成があり、後者の場合にはフルカラー画像を含む多色画像を形成する場合に用いられる。
In an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, or a printing machine, an electrostatic latent image formed on a photosensitive member that is a latent image carrier is subjected to a visible image processing by a developing device, and a visible image is obtained. A recording output can be obtained by transferring to a sheet or the like.
In addition to the configuration in which one photoconductor is provided for only a single color, there is a configuration in which a plurality of photoconductors are provided for forming images of a plurality of colors. In the latter case, a multicolor image including a full color image is formed. Used in cases.

ところで、現像に用いられる現像剤には磁性あるいは非磁性トナーのみの一成分系現像剤の他にトナーとキャリアとを混合した二成分系現像剤がある。
二成分系現像剤はトナーとこれを担持するキャリアとで構成され、攪拌混合時に生起される摩擦帯電作用によりトナーを帯電させて感光体上の静電潜像に対して静電吸着できる状態とされる。
By the way, as a developer used for development, there is a two-component developer in which a toner and a carrier are mixed in addition to a one-component developer containing only a magnetic or non-magnetic toner.
The two-component developer is composed of a toner and a carrier that carries the toner, and the toner can be charged by a frictional charging action that occurs during agitation and mixing so that the toner can be electrostatically attracted to the electrostatic latent image on the photoreceptor. Is done.

トナーとキャリアとは攪拌混合による摩擦や衝突が繰り返されるトナーの一部がキャリアに付着して汚染したり、キャリアのコート層が剥がされてしまうことがある。このような現象が発生すると、トナーに対するキャリアの帯電能力が徐々に低下しトナーの帯電不良が原因する画像のかぶり現象が起こりやすくなる。この場合のかぶり現象とは、現像剤の帯電量低下により逆極性に帯電されたトナーが感光体の非画像部に付着する現象を意味し、これにより、画質低下を招くことがある。   The toner and the carrier may be contaminated by a part of the toner that is repeatedly rubbed and collided by stirring and mixing, and the carrier coating layer may be peeled off. When such a phenomenon occurs, the charging ability of the carrier with respect to the toner gradually decreases, and the fogging phenomenon of the image due to the charging failure of the toner tends to occur. In this case, the fog phenomenon means a phenomenon in which toner charged to a reverse polarity due to a decrease in the charge amount of the developer adheres to a non-image portion of the photoreceptor, and this may cause a decrease in image quality.

従来、画質低下を招くトナー濃度の低下は、トナーと磁性キャリアとを混合した二成分系現像剤を用いた場合を対象とすると、磁性キャリアに対するトナーの混合割合によって変化する透磁率を検知することで判別することが知られており、透磁率の変化がトナー不足に相当している場合にトナーを補給することによりトナー濃度を安定させるようになっている。   Conventionally, the decrease in toner concentration that causes a decrease in image quality is to detect the magnetic permeability that changes depending on the mixing ratio of the toner with respect to the magnetic carrier when using a two-component developer in which the toner and the magnetic carrier are mixed. The toner density is stabilized by replenishing the toner when the change in magnetic permeability corresponds to the shortage of toner.

一方、現像剤中に含まれるキャリアは、上述したように表面のコート層が剥がれてしまうなどの現象により帯電機能が劣化する。このため、トナーの補給とは別に、現像剤の交換が必要となるが、現像装置内の現像剤全てを対象とした交換を行う場合は、メンテナンス労力やコストの増加、さらには画像形成が行えないダウンタイムによるユーザへの待機時間の増加等の不具合が生じる。   On the other hand, the charging function of the carrier contained in the developer is deteriorated due to a phenomenon such as peeling off of the surface coating layer as described above. For this reason, it is necessary to replace the developer separately from the replenishment of the toner. However, if the replacement is performed for all the developers in the developing device, maintenance labor and cost are increased, and further image formation can be performed. Inconveniences such as an increase in waiting time for the user due to no downtime occur.

従来、画質低下を防止する際に上述した現像剤の全てを交換するのではなく、新規トナーの補給に加えて、現像装置から現像剤の一部を強制的に溢れ出させて帯電性能が低下した現像剤を現像容器から排出し、キャリアおよびトナーを新たに補充することで現像剤を置換するようにした構成がある(例えば、特許文献1)。   Conventionally, instead of replacing all of the developer described above when preventing image quality degradation, in addition to replenishing new toner, a part of the developer is forced to overflow from the developing device, resulting in a decrease in charging performance. There is a configuration in which the developer is replaced by discharging the developed developer from the developer container and newly replenishing carrier and toner (for example, Patent Document 1).

現像剤の一部が現像容器から溢出する構成であると、小型機の場合のようにユーザ自身による持ち運びが可能な場合に装置の傾きや衝撃によって溢出部が下方に向くことがあり、この場合には現像剤が溢れ出て排出されることがある。またこれとは逆に、現像剤の補充が行われるものの溢出が適正に行われないと現像剤量が極端に増えてしまうことがある。また、このような溢出部の傾きなどが生じない場合でも、通常使用時に現像剤の流動により粉体面が一定しないことが原因して溢出量が一定しない場合があり、現像装置内での現像剤量が変化することがある。しかも、このような現像剤量の不安定化は単に現像装置の移動などに限らず、現像装置での溢出部あるいは補給部の詰まりなどにおいても発生する。   If a part of the developer overflows from the developer container, the overflow part may face downward due to the inclination or impact of the device when the user can carry it like a small machine. In some cases, the developer overflows and is discharged. On the contrary, if the developer is replenished but the overflow does not occur properly, the amount of the developer may be extremely increased. Even if such an inclination of the overflow portion does not occur, the amount of overflow may not be constant due to the powder surface not being constant due to the flow of the developer during normal use. The dosage may vary. Moreover, such instability of the developer amount is not limited to the movement of the developing device, but also occurs at the overflow portion or the replenishment portion of the developing device.

一方、現像剤の置換を行わない場合においては、経時でのキャリア付着あるいは装置の破損などにおいて現像剤量が定常状態から著しく変化することがある。   On the other hand, when the developer is not replaced, the amount of the developer may change significantly from the steady state due to carrier adhesion or damage to the device over time.

現像剤量の変化は次のような不具合を招く。
現像剤量の安定化はこれに含まれているキャリアに対するトナーの混合比率を割り出す際の前提となる。このため、仮に現像剤量が変動した場合には、透磁率を検知対象とするトナー濃度センサを用いた場合、トナー濃度センサからの検出出力が高い時には実際のトナー濃度が低い場合と現像剤量が多い場合とを区別することができず、また、検出出力が低い時には実際のトナー濃度が高い場合と現像剤量が少ない場合とを区別することができないことがある。つまり、トナー濃度センサに接触する現像剤の量によって嵩密度が異なることから、検出出力に応じたトナーの補給制御を行った場合でも現像剤の過剰な状態あるいは不足した状態を生じることがある。このため、過剰な場合には現像剤供給部材への駆動負荷の増加を招いたり、不足している場合には現像剤の汲み上げ量の低下により、特にベタ画像等には現像剤の供給不足が生じて画像再現性が低下したり、ベタ画像ではなくても供給ムラにより画像ムラを発生させてしまうことがある。しかも、現像剤が不足している場合にはキャリアとトナーとの攪拌による摩擦・衝突が繰り返されやすくなることでキャリアの被膜が剥がれやすくなり、キャリアの帯電能力的化による現像剤としての劣化が進行しやすくなったり、トナー濃度センサに接触するキャリアの量が減少していることで正確なトナーの混合比率を検出できなくなり、画像濃度を適正に維持することが困難となることがある。
Changes in the developer amount cause the following problems.
Stabilization of the developer amount is a precondition for determining the mixing ratio of the toner to the carrier contained therein. Therefore, if the developer amount fluctuates, a toner concentration sensor whose magnetic permeability is to be detected is used. When the detection output from the toner concentration sensor is high, the actual toner concentration is low and the developer amount. When the detected output is low, it may not be possible to distinguish between the case where the actual toner density is high and the case where the developer amount is small. That is, since the bulk density varies depending on the amount of developer that contacts the toner density sensor, an excessive or insufficient state of the developer may occur even when toner replenishment control is performed according to the detection output. For this reason, if the amount is excessive, the driving load on the developer supplying member is increased. If the amount is insufficient, the developer pumping amount is decreased. As a result, the image reproducibility may be deteriorated, or even if the image is not a solid image, unevenness in image may occur due to unevenness in supply. In addition, when the developer is insufficient, the friction and collision caused by the agitation between the carrier and the toner is likely to be repeated, so that the carrier film is easily peeled off. It may become difficult to proceed or the amount of carrier contacting the toner density sensor may be reduced, so that an accurate toner mixing ratio cannot be detected, and it may be difficult to maintain an appropriate image density.

ちなみに、現像剤の量が過剰な場合に発生する供給部材への負荷増加は、現像剤の供給部材における駆動トルクの増加を招き、駆動部の正常な稼働状態を妨げたり、駆動部でのギヤやシールなどへの負担増加による破損や消耗が激しくなるという不具合を招く。   Incidentally, an increase in the load on the supply member that occurs when the amount of developer is excessive leads to an increase in the drive torque in the developer supply member, which hinders the normal operating state of the drive unit, and the gear in the drive unit. This causes a problem that damage and wear due to an increased burden on the seal and the like become severe.

そこで、現像剤の補給量および排出量を増加させて画質の安定化を図る必要があるが、このような対策では現像剤消費量の増加を招き、資源の無駄な消費を招く。   Therefore, it is necessary to stabilize the image quality by increasing the supply amount and the discharge amount of the developer. However, such a measure causes an increase in the consumption amount of the developer, resulting in wasteful consumption of resources.

このような不具合、特に現像剤量の変化による不具合に鑑み、現像装置の重量測定を行い、現時点と前時点での重量差を算出して現像装置の重量を一定に維持するための現像剤要求制御を行う構成が提案されている(例えば、特許文献2)。
現像装置の重量から現像剤量を割り出す代わりに、現像装置から排出されて回収された現像剤の重量を経時での差に基づき算出し、回収された現像剤量に見合う現像剤を補給する構成も提案されている(例えば、特許文献3)。
In view of such problems, particularly problems due to changes in the developer amount, developer requirements for measuring the weight of the developing device and calculating the weight difference between the current time point and the previous time point to maintain the weight of the developing device constant. The structure which performs control is proposed (for example, patent document 2).
Instead of calculating the developer amount from the weight of the developing device, the weight of the developer discharged and collected from the developing device is calculated based on the difference over time, and the developer corresponding to the collected developer amount is replenished Has also been proposed (for example, Patent Document 3).

特開昭59−100471号公報(特許請求の範囲)JP 59-1000047 (Claims) 特許第2891848号(特許請求の範囲)Japanese Patent No. 2891848 (Claims) 特許第2986001号(段落「0040」欄)Patent No. 29986001 (paragraph "0040" column)

しかし、特許文献2,3に開示されている構成においては、現像剤量の割出しのために用いる構成として、現像装置あるいは回収現像剤の重量を検出するための特別な手段である重量測定装置あるいは回収現像剤量検出手段を特別に備えることが必要となる。このため、現像剤量の変動に対処するための構成部品を付加することで部品点数の増加や部品組み付け工数などの増加を招く虞がある。   However, in the configurations disclosed in Patent Documents 2 and 3, as a configuration used for indexing the developer amount, a weight measuring device which is a special means for detecting the weight of the developing device or the collected developer Alternatively, it is necessary to specially provide a collected developer amount detection means. For this reason, there is a possibility that adding a component for coping with the variation in the developer amount may lead to an increase in the number of parts and an increase in the number of parts assembly steps.

本発明の目的は、上記従来の現像装置、特に現像剤呂の変動を検出する構成における問題に鑑み、簡単な構成、特に現像装置に装備されている既存構成を利用するだけで現像剤量の供給制御を行えるようにして画質の安定化、省資源化及び低コスト化を可能にする構成を備えた現像装置及び画像形成装置を提供することにある。   The object of the present invention is to solve the above problems in the conventional developing device, in particular, the configuration for detecting the fluctuation of the developer level. It is an object of the present invention to provide a developing device and an image forming apparatus having a configuration that enables supply control to stabilize image quality, save resources, and reduce costs.

請求項1記載の発明は、キャリアおよびこれに対して摩擦帯電により付着したトナーを有する二成分系現像剤を静電潜像に対して接触させて可視像処理するとともに、余剰現像剤の少なくとも一部を外部に排出可能な構成を備えた現像装置であって、上記二成分系現像剤中に含まれるトナーの比率を透磁率の変化により検出するトナー濃度センサと、上記二成分系現像剤を前記静電潜像に向けて搬送する現像剤供給手段に設けられて前記トナー濃度センサに接触している現像剤を周期的に掻き取ることが可能な掻き取り部材と、上記二成分系現像剤に含まれるトナーの補給駆動部と、上記二成分系現像剤を供給する現像剤補給駆動部と、上記二成分系現像剤の排出駆動部と、上記トナー濃度センサが入力側に接続され、出力側には上記トナーの補給駆動部および現像剤の排出駆動部がそれぞれ接続されている制御部とを備え、上記制御部は、上記掻き取り部材が1回転する間での上記トナー濃度センサによる検出結果の上限値と下限値との差が予め定められた上限値と下限値との差に近づくように、前記トナー濃度センサによる検出結果による上限値と下限値との差が前記予め定められた上限値と下限値との差よりも小さかった時には上記トナーの補給駆動部を駆動してトナーを補給するトナー濃度制御を行い、該トナー濃度制御が行われた後に上記トナー濃度センサからの検出出力の平均値が予め定められた平均値と近づくように、前記トナー濃度センサによる検出結果による平均値が前記予め定められた平均値より小さかった場合には上記二成分系現像剤の新規供給を行ない、大きかった場合には排出制御を行うことを特徴としている。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の現像装置を画像形成装置に用いることを特徴としている。
According to the first aspect of the present invention, a two-component developer having a carrier and toner adhered to the carrier by frictional charging is brought into contact with the electrostatic latent image to perform a visible image processing, and at least an excess developer. A developing device having a configuration capable of partially discharging to the outside, wherein the toner concentration sensor detects a ratio of toner contained in the two-component developer by a change in magnetic permeability, and the two-component developer. A scraping member which is provided in a developer supply means for transporting the toner toward the electrostatic latent image and can periodically scrape the developer in contact with the toner density sensor, and the two-component development A toner replenishment drive unit for supplying toner contained in the developer, a developer replenishment drive unit for supplying the two-component developer, a discharge drive unit for the two-component developer, and the toner concentration sensor are connected to the input side, Toner on the output side A control unit to which a replenishment drive unit and a developer discharge drive unit are connected, respectively, and the control unit detects an upper limit value and a lower limit of a detection result by the toner density sensor during one rotation of the scraping member. The difference between the upper limit value and the lower limit value based on the detection result by the toner density sensor is the difference between the predetermined upper limit value and the lower limit value so that the difference between the values approaches the difference between the predetermined upper limit value and the lower limit value. When the toner density control is performed, the toner replenishment drive unit is driven to replenish toner, and after the toner density control is performed, the average value of the detection output from the toner density sensor is determined in advance. so as to approach the obtained average value, when the average value by a detection result of the toner density sensor is smaller than the average value set in advance performs a new supply of the two-component developer, It is characterized by performing discharge control in the case of an off come.
According to a second aspect of the invention is characterized by using a developing apparatus according to claim 1 Symbol mounting to the image forming apparatus.

請求項1および2記載の発明によれば、予め設定してある閾値に対してトナー濃度センサからの検出出力を比較することにより現像剤量の割り出しおよびこの結果に応じた現像剤の供給量および排出量を制御することができる制御部を備えているので、現像剤の補給および排出に必要な量制御が現像装置において既存構成部材であるトナー濃度センサのみを用いて実行できる。従って、特別な現像剤剤量割り出しのための構成を要しないで済む。この結果、構成部品点数の増加や組み立てコストの上昇を解消して簡単な構成を用いるだけでトナー濃度の安定化を維持させることが可能となる。
特に、トナー濃度センサからの検出出力の上限値と下限値との差を比較し、差が等しくなるように現像剤の補給および排出の少なくとも一方を制御すること、あるいは予め設定されている所定値に対して上述した差、および/または差の平均値が等しくなるように現像剤の補給および排出の少なくとも一方を制御することにより、トナー濃度を一定させた上で現像剤量の割り出しを行うことができる。つまり、トナー濃度の一定化が前提となることにより、現像剤の量がトナー濃度センサによる透磁率の変化を基準とすることができ、また、現像剤量が一定している場合にはトナー濃度の変化をトナー濃度センサの透磁率の変化で割り出すことができる。
According to the first and second aspects of the present invention, the developer amount is determined by comparing the detection output from the toner density sensor with a preset threshold value, and the developer supply amount corresponding to the result is determined. Since the control unit capable of controlling the discharge amount is provided, the amount control necessary for the replenishment and discharge of the developer can be executed using only the toner density sensor which is an existing component in the developing device. Therefore, it is not necessary to provide a special configuration for determining the developer amount. As a result, it is possible to maintain the stabilization of the toner concentration only by using a simple configuration by eliminating the increase in the number of components and the increase in assembly cost.
In particular, the difference between the upper limit value and the lower limit value of the detection output from the toner density sensor is compared, and at least one of developer replenishment and discharge is controlled so that the difference is equal, or a preset predetermined value By controlling at least one of developer replenishment and discharge so that the above-mentioned difference and / or the average value of the difference are equal, the developer amount is determined while keeping the toner concentration constant. Can do. In other words, assuming that the toner concentration is constant, the developer amount can be based on the change in the magnetic permeability by the toner concentration sensor, and if the developer amount is constant, the toner concentration Can be determined by the change in the magnetic permeability of the toner concentration sensor.

以下、図に示す実施例により本発明を実施するための最良の形態について説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the embodiments shown in the drawings.

図1は、本発明実施例による現像装置を用いる画像形成装置の主要部を示す模式図である。本実施例として挙げる画像形成装置は、複写機、プリンタあるいはファクシミリ装置や印刷機などが含まれる。   FIG. 1 is a schematic diagram showing a main part of an image forming apparatus using a developing device according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus described as the present embodiment includes a copying machine, a printer, a facsimile machine, a printing machine, and the like.

図1において画像形成装置1は、本実施例に関連する構成として、現像対象となる静電潜像を担持する潜像担持体である感光体2と、感光体2上の静電潜像を可視像処理する現像装置3とを備えている。なお、画像形成装置1には、感光体2および現像装置3に加えて、図示しないが、帯電装置、書き込み装置、転写装置およびクリーニング装置さらには、転写後の画像を定着する定着装置等が含まれる。   In FIG. 1, an image forming apparatus 1 has a configuration related to the present embodiment, a photosensitive member 2 that is a latent image carrier that carries an electrostatic latent image to be developed, and an electrostatic latent image on the photosensitive member 2. And a developing device 3 for processing a visible image. In addition to the photoreceptor 2 and the developing device 3, the image forming apparatus 1 includes a charging device, a writing device, a transfer device, a cleaning device, and a fixing device for fixing an image after transfer, although not shown. It is.

現像装置3には、トナーと磁性キャリアとを攪拌混合してキャリアに帯電トナーを担持させた二成分系現像剤が用いられる。
現像装置3は、装置の筐体部をなすケーシング3Aと、ケーシング3A内で感光体2に対向する位置に配置されている現像スリーブ3Bと、ケーシング3A内において仕切壁3A1によって区切られた各スペース内に配置されて相反する方向に現像剤を搬送可能なリード方向が設定されている回転可能な搬送オーガ3C、3Dと、現像スリーブ3Bに担持される現像剤の層厚を規定するドクターブレード3Eとを備えている。
The developing device 3 uses a two-component developer in which a toner and a magnetic carrier are agitated and mixed to carry a charged toner on the carrier.
The developing device 3 includes a casing 3A that forms a casing of the device, a developing sleeve 3B that is disposed at a position facing the photoreceptor 2 in the casing 3A, and each space that is partitioned by a partition wall 3A1 in the casing 3A. Rotating transport augers 3C and 3D which are arranged inside and have a lead direction capable of transporting the developer in opposite directions, and a doctor blade 3E which defines the layer thickness of the developer carried on the developing sleeve 3B. And.

現像装置3では、感光体2に担持されている静電潜像に対して搬送オーガ3C、3Dにより攪拌混合されて摩擦帯電された状態のトナーが混合されている現像剤を接触させ、トナーが静電潜像に対して静電的に吸着されることにより静電潜像の可視像処理を行うようになっている。   In the developing device 3, the electrostatic latent image carried on the photoreceptor 2 is brought into contact with a developer mixed with toner that is agitated and mixed by the conveying augers 3 </ b> C and 3 </ b> D and frictionally charged, and the toner is brought into contact with the electrostatic latent image. The electrostatic latent image is subjected to visible image processing by being electrostatically attracted to the electrostatic latent image.

本実施例における現像装置3は、現像剤が新規の現像剤に置換される構成を備えている。以下、この構成について説明する。
図1においてケーシング3Aには、現像スリーブ3Bに向けて現像剤を搬送する搬送オーガ3Cに隣接する搬送オーガ3Dが配置されている空間の上部に現像剤補給部4が、そして、搬送オーガ3Dの回転方向(図示矢印方向)において現像スリーブ3Bから遠ざかる側の壁部に現像剤回収部5がそれぞれ設けられている。現像剤補給部4および現像剤回収部5はケーシング3Aを貫通させた開口部を介して搬送オーガ3Dが配置されている空間と連通させてある。
The developing device 3 in this embodiment has a configuration in which the developer is replaced with a new developer. Hereinafter, this configuration will be described.
In FIG. 1, the casing 3A has a developer replenishing section 4 in the upper part of the space where the conveyance auger 3D adjacent to the conveyance auger 3C that conveys the developer toward the developing sleeve 3B, and the conveyance auger 3D. Developer collecting portions 5 are respectively provided on the wall portions away from the developing sleeve 3B in the rotation direction (in the direction of the arrow in the drawing). The developer supply unit 4 and the developer recovery unit 5 are communicated with a space in which the transport auger 3D is disposed through an opening that penetrates the casing 3A.

図2は、現像装置2に対する現像剤補給部4および現像剤回収部5の構成を示す図であり、同図において現像剤補給部4は、トナーのみを給送するためのトナー用給送パイプ4A1の一端およびキャリアのみあるいは少量のトナーと混合されたキャリアからなる現像剤を給送するための現像剤給送用パイプ4B1の一端がそれぞれケーシング3Aに有する開口部と対向させて連結されている。
トナー給送用パイプ4A1および現像剤給送用パイプ4B1の内部には、それぞれ搬送スクリュー(図1においては一方の搬送スクリューのみを対象として符号4A10で示してある)が配置されており、搬送スクリューは、各パイプ4A1,4B1の他端に設けてあるトナー搬送用モータ4A2,現像剤搬送用モータ4B2により回転駆動されて現像剤を軸方向に攪拌混合しながら搬送することができる。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the developer replenishing unit 4 and the developer collecting unit 5 for the developing device 2, in which the developer replenishing unit 4 is a toner feeding pipe for feeding only toner. One end of 4A1 and one end of developer feeding pipe 4B1 for feeding a developer consisting of only the carrier or a carrier mixed with a small amount of toner are connected to face each other with an opening in casing 3A. .
Each of the toner feeding pipe 4A1 and the developer feeding pipe 4B1 is provided with a conveying screw (indicated by reference numeral 4A10 for only one conveying screw in FIG. 1). The toner can be transported while being agitated and mixed in the axial direction by being rotationally driven by a toner transport motor 4A2 and a developer transport motor 4B2 provided at the other end of each of the pipes 4A1 and 4B1.

図2において各給送パイプ4A1,4B1の途中には、トナーカートリッジ4Aおよびキャリアカートリッジ(トナーを少量混合させた現像剤を対象とする場合も含む)4Bがそれぞれ連結されており、内部に収容されているトナーあるいはキャリアのみ若しくは少量のトナーを混合させた現像剤を吐出し、吐出されたトナーあるいはキャリア若しくは現像剤が搬送スクリューの回転に伴いケーシング3Aの内部に連通している現像剤補給部4に搬送されるようになっている。
現像剤補給部4からのトナーあるいはキャリア若しくは現像剤は、図1中、矢印Aで示すように、搬送オーガ3Dが配置されている空間内に落下されるようになっている。
In FIG. 2, a toner cartridge 4A and a carrier cartridge (including a case where a developer mixed with a small amount of toner is used) 4B are connected in the middle of each of the feed pipes 4A1 and 4B1, and are accommodated inside. A developer replenishing unit 4 that discharges only the toner or carrier that is being mixed or a developer mixed with a small amount of toner, and the discharged toner, carrier, or developer communicates with the inside of the casing 3A as the conveying screw rotates. It is designed to be conveyed.
As shown by an arrow A in FIG. 1, the toner or carrier or developer from the developer replenishing section 4 is dropped into the space where the conveyance auger 3D is arranged.

一方、現像剤回収部5は、現像装置3のケーシング3Aにおける搬送オーガ3Dが配置されている空間に連通する空間を有した回収室5Aを備えており、回収室5Aには、現像剤排出用パイプ6の一端が接続されている。現像剤排出用パイプ6の内部には、現像剤排出用モータ5Bによって回転駆動される排出用スクリュー5Cが配置されている。
現像剤排出用パイプ6の他端は、現像装置3に対して着脱可能に設けてある現像剤回収容器7の内部に連通させてある。
現像剤排出用モータ5Bは、回転時期および回転量を後述する制御部(図9中、符号100で示す部材)において設定されることにより現像剤剤排出用パイプ6内に充填された現像剤を現像剤回収容器7に向けて移動させて回収できるようになっている。本実施例では、現像剤補給部4に設けてあるトナーカートリッジ4A、キャリアカートリッジ4Bおよび現像剤回収部に設けてある現像剤回収容器7は、いずれも現像装置3に対して着脱できる構成とされており、トナーカートリッジ4A、キャリアカートリッジ4Bは収容されているトナーやキャリアあるいは現像剤が全て消費された場合に、そして現像剤回収容器7は満杯状態に達した場合にそれぞれ新たなものと交換あるいは空状態にされる。
On the other hand, the developer recovery unit 5 includes a recovery chamber 5A having a space communicating with a space where the transport auger 3D in the casing 3A of the developing device 3 is disposed. One end of the pipe 6 is connected. Disposed inside the developer discharge pipe 6 is a discharge screw 5C that is rotationally driven by a developer discharge motor 5B.
The other end of the developer discharge pipe 6 communicates with the inside of a developer recovery container 7 that is detachably attached to the developing device 3.
The developer discharge motor 5B sets the rotation timing and the rotation amount in a control unit (a member indicated by reference numeral 100 in FIG. 9), thereby allowing the developer discharged in the developer discharge pipe 6 to be filled. The developer can be recovered by moving it toward the developer recovery container 7. In this embodiment, the toner cartridge 4A, the carrier cartridge 4B, and the developer collection container 7 provided in the developer collection unit provided in the developer supply unit 4 are all detachable from the developing device 3. The toner cartridge 4A and the carrier cartridge 4B are replaced with new ones when the stored toner, carrier or developer is consumed, and the developer recovery container 7 is full. Emptyed out.

現像装置3内に収容されている現像剤のトナー濃度、つまり現像剤中でのトナーの混合比率は、ケーシング3Aに埋め込まれて検出面が搬送オーガ3Dの外周部に対向されているトナー濃度センサ8により透磁率の変化が検出されることで割り出される。混合比率が割り出されると、この結果に応じてトナーの補給制御が実行される。
また、画像濃度の検知には、感光体2に対向している画像濃度センサ9によって行われ、その結果に応じてトナー濃度が低いと判断された場合にトナーの補給制御が行われる。なお、本実施例に用いられる画像濃度センサ9は、発光素子から照射されて感光体2上で反射する光を検知可能な光学センサが用いられる。通常、光学センサを用いる画像濃度センサ9は、画像部でのトナー濃度を検知するものが多いが、本実施例では感光体2の非画像部での反射光量を検知することにより、画像部以外に付着する帯電不良トナーの量を検出して現像剤の劣化程度を判別することに用いられる。
なお、現像剤補給部4および現像剤回収部5に設けてある給送パイプ4A1,4B1および現像剤排出用パイプ6を対象としたトナーや現像剤を搬送する手段としては、スクリューに代えて吸引ポンプによる負圧を利用した搬送形態を採用することも可能である。
The toner concentration of the developer accommodated in the developing device 3, that is, the mixing ratio of the toner in the developer, is a toner concentration sensor embedded in the casing 3A and having a detection surface facing the outer peripheral portion of the transport auger 3D. 8 is determined by detecting a change in magnetic permeability. When the mixing ratio is determined, toner replenishment control is executed according to this result.
Further, the detection of the image density is performed by the image density sensor 9 facing the photoconductor 2, and toner replenishment control is performed when it is determined that the toner density is low according to the result. The image density sensor 9 used in this embodiment is an optical sensor that can detect light irradiated from a light emitting element and reflected on the photoreceptor 2. Usually, the image density sensor 9 using an optical sensor often detects the toner density in the image area, but in this embodiment, by detecting the amount of reflected light on the non-image area of the photosensitive member 2, the image density sensor 9 other than the image area is detected. It is used to determine the degree of developer deterioration by detecting the amount of poorly charged toner adhering to the toner.
As a means for conveying toner and developer for the feeding pipes 4A1 and 4B1 and the developer discharging pipe 6 provided in the developer replenishing section 4 and the developer collecting section 5, suction is used instead of a screw. It is also possible to adopt a conveyance form using negative pressure by a pump.

図2においてトナー濃度センサ8は、ケーシング3Aにおける重力方向の下側に相当するケーシング3Aの略底面に配置されており、現像剤が移動した際に集約しやすい位置に設けられている。これにより現像剤の重力方向への移動を利用して現像剤との接触を必然的に行わせることができ、キャリアに対するトナーの混合率によって決まる透磁率の変化を精度よく検出するようになっている。   In FIG. 2, the toner concentration sensor 8 is disposed on a substantially bottom surface of the casing 3 </ b> A corresponding to the lower side in the gravity direction of the casing 3 </ b> A, and is provided at a position where the developer is easily collected when the developer moves. This makes it possible to inevitably make contact with the developer by utilizing the movement of the developer in the direction of gravity, and accurately detects a change in permeability determined by the mixing ratio of the toner with respect to the carrier. Yes.

トナー濃度センサ8に対向する搬送オーガ3Dの一部には、トナー濃度センサ8の検出面に付着している現像剤や異物を掻き取ることができる掻き取り部材10が設けられている。
図3は、掻き取り部材10の構成を説明するために現像装置3における搬送オーガ3C、3Dが収容されている位置を示した図である。
図3において、ケーシング3Aには、搬送オーガ3C、3Dの軸方向両端近傍を除去されて現像剤の移動路となる空間を構成する仕切壁3A1が各搬送オーガ3C、3D同士の間に設けてあり、各搬送オーガ3C、3Dの回転方向が相反する方向に現像剤を移動させる方向であることにより、矢印で示すように、搬送オーガ3C、3Dの軸方向両端近傍において隣接する空間に向けて流動方向が切り換えられて現像剤が循環するようになっている。
A part of the conveyance auger 3D that faces the toner density sensor 8 is provided with a scraping member 10 that can scrape off the developer and foreign matters adhering to the detection surface of the toner density sensor 8.
FIG. 3 is a view showing a position where the transport augers 3 </ b> C and 3 </ b> D are accommodated in the developing device 3 in order to explain the configuration of the scraping member 10.
In FIG. 3, the casing 3A is provided with a partition wall 3A1 between the respective transport augers 3C and 3D, which constitutes a space that is removed from the vicinity of both ends in the axial direction of the transport augers 3C and 3D and serves as a developer movement path. Yes, as the direction of rotation of the transport augers 3C and 3D is the direction in which the developer moves in the opposite direction, as shown by the arrows, toward the adjacent spaces near both ends in the axial direction of the transport augers 3C and 3D. The flow direction is switched and the developer circulates.

搬送オーガ3Dにおける軸方向の一部には、図3(B)に示すように、オーガを構成する螺旋フィンを一体化している回転軸3D1に、接着あるいはテープなどを用いて固定された基端を有するフィルム状の掻き取り部材10が設けられている。
掻き取り部材10は、トナー濃度センサ8の検出面の硬度よりも柔軟な樹脂フィルムが用いられ、トナー濃度センサ8の検出面を摺擦することにより検出面に付着している現像剤や異物を掻き取ると共に摺擦した際に検出面を損傷しないようになっている。
As shown in FIG. 3 (B), a part of the transport auger 3D in the axial direction is fixed to the rotary shaft 3D1 in which the spiral fins constituting the auger are integrated by using an adhesive or a tape. There is provided a film-like scraping member 10 having
The scraping member 10 is made of a resin film that is softer than the hardness of the detection surface of the toner concentration sensor 8 and rubs the detection surface of the toner concentration sensor 8 to remove the developer and foreign matter adhering to the detection surface. The detection surface is not damaged when scraped and rubbed.

現像装置3では、トナー濃度センサ8による検出出力の変化、換言すれば、トナーの混合比率の変化による透磁率の変化を基準としてトナーの補給制御が行われるとともに、現像剤量の制御も併せて行うようになっている。つまり、画像濃度センサ9によって感光体2の非画像部に付着する帯電不良トナーが増加した場合には、現像剤の置換が必要となる。このため、現像剤が補給および排出されると現像剤量が変化し、これに伴いトナー濃度を制御する際の前提である一定量の現像剤量が維持されなくなる場合がある。そこで、本実施例では、現像剤量を一定化させるにあたり、特別な現像剤量検出手段を設けることなくトナー濃度センサ8のみを用いて現像剤量の制御を行う。以下、これについて説明する。   In the developing device 3, toner replenishment control is performed on the basis of a change in detection output from the toner density sensor 8, in other words, a change in magnetic permeability due to a change in toner mixing ratio, and a developer amount control is also performed. To do. That is, when the amount of poorly charged toner adhering to the non-image portion of the photoreceptor 2 is increased by the image density sensor 9, the developer needs to be replaced. For this reason, when the developer is replenished and discharged, the developer amount changes, and accordingly, a constant amount of developer, which is a precondition for controlling the toner density, may not be maintained. Therefore, in this embodiment, when the developer amount is made constant, the developer amount is controlled using only the toner concentration sensor 8 without providing a special developer amount detecting means. This will be described below.

図4は、透磁率の変化を検知対象とした場合のトナー濃度センサ8の出力とトナー濃度との関係を示す線図である。
通常、透磁率を検知対象とする場合には、図4および後で説明する図5に示すように、現像剤中に含まれるトナーの量(トナー濃度)に応じてトナー濃度センサ8の検出出力平均値は線形の変化を見せる。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the output of the toner density sensor 8 and the toner density when the change in magnetic permeability is a detection target.
Normally, when the magnetic permeability is to be detected, as shown in FIG. 4 and FIG. 5 described later, the detection output of the toner concentration sensor 8 according to the amount of toner (toner concentration) contained in the developer. The average value shows a linear change.

一方、現像剤の補給および排出が行われる本実施例の現像装置3では、トナー濃度センサ8に対する掻き取り部材10の回転位相に応じて図6に示す検出出力が得られる。つまり、図6において符号(A)〜(C)に示すように、掻き取り部材10の回転位相によりトナー濃度センサ8に接触する現像剤の嵩密度が変化するのに対応してトナー濃度センサ8からの検出出力が変化する。
図6中、(A)は、掻き取り部材10がトナー濃度センサ8を通過した直後の状態を示しており、この状態ではトナー濃度センサ8の周辺部に堆積していた現像剤が掻き取り部材10の回転により掬われることにより嵩密度が低くなる。これにより、透磁率が低下し、結果としてトナー濃度センサ8の検出出力が最も小さい下限値を示すことになる。この場合の嵩密度とは、現像剤の集約状態に相当しており、嵩密度が高いというのは現像剤中のトナーおよびキャリアが凝縮されやすい状態に相当している。
図6中、(B)は、掻き取り部材10が回転中心を挟んでトナー濃度センサ8と相対する位置にある状態を示しており、この状態では図6中、(A)で示した場合と違って、掻き取り部材10により現像剤が纏められてトナー濃度センサ8の検知面に向けて現像剤が緩やかに流れ込む状態となり、嵩密度は、図6中、(A)で示した場合よりも高くなる。この結果、トナー濃度センサ8における検出出力はほぼ平均値に近い定常状態を示す。
On the other hand, in the developing device 3 of this embodiment in which the developer is replenished and discharged, the detection output shown in FIG. 6 is obtained according to the rotational phase of the scraping member 10 with respect to the toner concentration sensor 8. That is, as indicated by reference numerals (A) to (C) in FIG. 6, the toner density sensor 8 corresponds to the change in the bulk density of the developer contacting the toner density sensor 8 depending on the rotational phase of the scraping member 10. The detection output from changes.
6A shows a state immediately after the scraping member 10 has passed through the toner density sensor 8. In this state, the developer deposited on the periphery of the toner density sensor 8 is scraped off. The bulk density is lowered by being beaten by 10 rotations. As a result, the magnetic permeability decreases, and as a result, the detection output of the toner density sensor 8 shows the lowest lower limit value. The bulk density in this case corresponds to an aggregated state of the developer, and the high bulk density corresponds to a state where the toner and carrier in the developer are easily condensed.
6B shows a state in which the scraping member 10 is at a position facing the toner density sensor 8 with the rotation center interposed therebetween. In this state, FIG. 6A shows the case shown in FIG. In contrast, the developer is collected by the scraping member 10 so that the developer slowly flows toward the detection surface of the toner density sensor 8, and the bulk density is higher than that shown in FIG. Get higher. As a result, the detection output of the toner density sensor 8 shows a steady state that is almost close to the average value.

一方、図6中、(C)は、トナー濃度センサ8に対して掻き取り部材10が接近した状態を示しており、この状態ではトナー濃度センサ8の検知面に接触する現像剤が一気に増加することになる。このため、トナー濃度センサ8の検知面では現像剤が集約されることにより嵩密度も高くなり、いわゆる、現像剤が圧縮された状態に相当することでトナー濃度センサ8からの検出出力が高くなり、上限値を示すことになる。   On the other hand, FIG. 6C shows a state in which the scraping member 10 approaches the toner concentration sensor 8, and in this state, the developer that contacts the detection surface of the toner concentration sensor 8 increases at a stretch. It will be. For this reason, the density of the developer is concentrated on the detection surface of the toner density sensor 8, and the bulk density is also increased, and the detection output from the toner density sensor 8 is increased by corresponding to the so-called compressed state of the developer. The upper limit value will be indicated.

掻き取り部材10の回転が継続される間、掻き取り部材10の回転位相により図6中、(A)〜(C)で示したトナー濃度センサ8の検出出力が繰り返して得られる。   While the scraping member 10 continues to rotate, the detection output of the toner density sensor 8 shown in (A) to (C) in FIG. 6 is repeatedly obtained by the rotational phase of the scraping member 10.

図5は、現像剤の嵩密度が変化する場合として、図6中、(A)〜(C)で示した掻き取り部材10の回転位相に対応させてトナー濃度センサ8に接触する現像剤の量が変化した場合のトナー濃度センサ8からの検出出力の変化を概略的に模式化した図である。
同図において現像剤量が定常状態(現像剤量一定)に比べて多い場合には攪拌混合時に現像剤が重力により圧縮(凝縮)されやすくなっていることで嵩密度が高まり、トナー濃度センサ8に接触する現像剤の量が多くなることも相俟って検出出力は高くなる。
これとは逆に現像剤量が少ない場合には攪拌混合時に現像剤中のキャリアとトナーとの間に空気が混在しやすくなることで嵩密度も小さくなり、トナー濃度センサ8に接触する現像剤の量が少なくなることも相俟って検出出力は低くなる。
FIG. 5 shows the case where the developer bulk density changes as shown in FIGS. 6A and 6B in correspondence with the rotational phase of the scraping member 10 shown in FIGS. FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a change in detection output from the toner density sensor 8 when the amount changes.
In the figure, when the amount of developer is larger than that in a steady state (constant developer amount), the developer is easily compressed (condensed) by gravity during the stirring and mixing, so that the bulk density increases, and the toner concentration sensor 8 The detection output becomes high in combination with an increase in the amount of developer in contact with the toner.
On the other hand, when the amount of the developer is small, air is easily mixed between the carrier and the toner in the developer at the time of stirring and mixing, so that the bulk density is reduced and the developer in contact with the toner concentration sensor 8 is contacted. The detection output is lowered in combination with a decrease in the amount of the signal.

本発明者は、制御のための構成を構築するにあたり、トナー濃度が一定の場合と変化した場合とを対象として図5に示した現像剤量に応じたトナー濃度センサ8の検出出力の変化について実験したところ、図7および図8に示す結果を得た。
図7は、トナー濃度が一定で現像剤量が変化した場合を示しており、図8は現像剤量が所定量でトナー濃度が変化した場合をそれぞれ示している。
図7において、トナー濃度が一定の場合には現像剤の流動性が現像剤量によって変化せず、掻き取り部材10の1回転時での回転位相による検出出力の上限値と下限値との差は検出出力毎に関係なく変化せずに平均値が出力レベル上で平行移動(図7中、符号VaveA、VaveBで示す状態)することが判った。この場合の検出出力毎とは、初期設定時での検出出力時およびこれとは別に、例えば新たに現像剤を補給した場合などのように初期設定時とは別の機会に行われる検出出力時の両方を対象としている。
When the present inventor constructs the control configuration, the change in the detection output of the toner concentration sensor 8 corresponding to the developer amount shown in FIG. 5 is targeted for the case where the toner concentration is constant and the case where the toner concentration is changed. As a result of experiments, the results shown in FIGS. 7 and 8 were obtained.
FIG. 7 shows a case where the toner concentration is constant and the developer amount changes, and FIG. 8 shows a case where the toner amount changes when the developer amount is a predetermined amount.
In FIG. 7, when the toner concentration is constant, the flowability of the developer does not change depending on the amount of the developer, and the difference between the upper limit value and the lower limit value of the detection output due to the rotation phase at one rotation of the scraping member 10. It has been found that the average value does not change regardless of the detection output, and the average value translates on the output level (indicated by the symbols VaveA and VaveB in FIG. 7). In this case, the detection output is the detection output at the time of initial setting, and separately from the detection output at the time of detection output performed at a different opportunity from the initial setting, for example, when a new developer is replenished. Both are targeted.

一方、図8においてトナー濃度が変化した場合には、現像剤の流動性が異なることにより掻き取り部材10の回転位相による検出出力の上限値と下限値との差(図8において符号VppA、VppBで示す)が検出出力毎で異なることが判った。   On the other hand, when the toner density changes in FIG. 8, the difference between the upper limit value and the lower limit value of the detection output due to the rotation phase of the scraping member 10 due to the difference in the fluidity of the developer (reference symbols VppA and VppB in FIG. 8). It was found that the detection output differs depending on the detection output.

図7および図8に示した実験結果からいえることは、トナー濃度が一定で現像剤量が変化した場合には、平均値を初期設定されている平均値に等しくなるように補正すればよく、また、現像剤量が一定でトナー濃度が変化した場合には上限値と下限値との差が初期設定されている上限値と下限値との差に対して所定範囲、詳しくは初期設定されている上限値と下限値との差の範囲内に収まるようにトナーの補給量を設定すればよいということである。   What can be said from the experimental results shown in FIGS. 7 and 8 is that when the toner density is constant and the developer amount changes, the average value may be corrected to be equal to the initially set average value. In addition, when the developer amount is constant and the toner density is changed, the difference between the upper limit value and the lower limit value is set within a predetermined range with respect to the difference between the upper limit value and the lower limit value, and the initial value is set in detail. That is, it is only necessary to set the toner replenishment amount so as to be within the range of the difference between the upper limit value and the lower limit value.

本実施例では、このような実験結果に基づき、図9に示す構成の制御部100により、上述した異なる種類の制御をトナー濃度センサ8のみによる検出出力を用いて実行する。
図9において制御部100は、画像形成用のシーケンス制御を実行するために備えられたマイクロプロセッサが用いられ、図示しないインターフェースを介して入力側には、本実施例に関連する部材として、画像濃度センサ9,トナー濃度センサ8,剤排出駆動部50が接続され、出力側には現像剤補給部4におけるトナーの補給を司るトナー搬送用モータ4A2および現像剤の補給を司る現像剤搬送用モータ4B2がそれぞれ接続されている。なお、図9においては、現像剤搬送用モータ4B2を便宜上、キャリア搬送用モータと表現している。
剤排出駆動部50は、現像剤回収部5に装備されている現像剤排出用モータ5Bを駆動するために設けられている。
In the present embodiment, based on such experimental results, the control unit 100 having the configuration shown in FIG. 9 executes the different types of control described above using the detection output from only the toner density sensor 8.
In FIG. 9, the control unit 100 uses a microprocessor provided for executing sequence control for image formation, and an image density as a member related to the present embodiment is provided on the input side via an interface (not shown). The sensor 9, the toner density sensor 8, and the agent discharge driving unit 50 are connected, and on the output side, a toner conveying motor 4A2 for supplying toner in the developer supplying unit 4 and a developer conveying motor 4B2 for supplying developer. Are connected to each other. In FIG. 9, the developer transport motor 4B2 is expressed as a carrier transport motor for convenience.
The developer discharge drive unit 50 is provided to drive the developer discharge motor 5B provided in the developer recovery unit 5.

制御部100では、予め初期設定として、所定濃度におけるトナー濃度センサ8からの検出出力の上限値と下限値との差および平均値が登録されており、これら登録値は、画像濃度センサ9からの検出出力により、現像剤の劣化が進行したことを判別した際に実行される、現像剤の置換処理に用いられる。   In the control unit 100, as an initial setting, a difference between the upper limit value and the lower limit value of the detection output from the toner density sensor 8 at a predetermined density and an average value are registered, and these registered values are obtained from the image density sensor 9. This is used for the developer replacement process that is executed when it is determined that the deterioration of the developer has progressed based on the detection output.

現像剤の置換処理は、現像剤補給部4におけるトナー搬送用モータ4A2および現像剤搬送用モータ4B2、そして現像剤回収部5における現像剤排出用モータ5Bが現像剤量の多少に応じて選択され、選択された場合には置換に必要な回転量がそれぞれ設定されることになるが、本実施例では、画像濃度センサ9からの検出出力が置換開始に相当している場合、まずトナーの濃度制御を行った上で現像剤量の制御を行う手順が設定されている。   In the developer replacement process, the toner transport motor 4A2 and the developer transport motor 4B2 in the developer supply section 4 and the developer discharge motor 5B in the developer recovery section 5 are selected according to the amount of the developer. In this embodiment, when the detection output from the image density sensor 9 corresponds to the start of replacement, the toner density is first set. A procedure for controlling the developer amount after the control is set.

トナーの濃度制御は、現像剤の置換処理が開始される時点でのトナー濃度センサ8からの検出出力の上限値と下限値との差が初期設定されている検出出力の上限値と下限値との差に対応するように所定範囲、つまり、初期設定されている上限値と下限値との差の範囲内に収まるようにする。この処理は、図8において符号VppAで示す値が初期設定されている上限値と下限値との差である場合、符号VppBで示す値が上記符号VppAの範囲内に収まることに相当している。   In the toner density control, the difference between the upper limit value and the lower limit value of the detection output from the toner density sensor 8 at the time when the developer replacement process is started is initially set to the upper limit value and the lower limit value of the detection output. So as to correspond to the difference between the upper limit value and the lower limit value set in the initial setting. This processing corresponds to the case where the value indicated by the symbol VppB falls within the range of the symbol VppA when the value indicated by the symbol VppA in FIG. 8 is the difference between the initially set upper limit value and lower limit value. .

トナー濃度を制御する場合、つまり、補正する場合には、トナー濃度センサ8からの検出出力が上述した条件となるようにトナー搬送用モータ4A2を回転駆動して新規のトナーを現像装置3内に導入する。   When controlling the toner density, that is, when correcting the toner density, the toner conveying motor 4A2 is driven to rotate so that the detection output from the toner density sensor 8 satisfies the above-described conditions, and new toner is fed into the developing device 3. Introduce.

一方、トナーの濃度制御が完了すると、その時点でのトナー濃度センサ8からの検出出力の平均値が初期設定されている平均値と比較され、トナー濃度制御が完了した時点での検出出力の平均値が、初期設定されている平均値に等しくなるように新規の現像剤補給および/または現像装置3内からの現像剤排出が選択される。この処理は、図7において符号VaveAで示す平均値が所期設定されている平均値である場合、符号VaveBで示す平均値が上記平均値VaveAと等しくすることに相当している。   On the other hand, when the toner density control is completed, the average value of the detection output from the toner density sensor 8 at that time is compared with the initially set average value, and the average of the detection output when the toner density control is completed. A new developer replenishment and / or developer discharge from the developing device 3 is selected such that the value is equal to the initially set average value. This process corresponds to making the average value indicated by the symbol VaveB equal to the average value VaveA when the average value indicated by the symbol VaveA in FIG. 7 is a predetermined average value.

制御部100では、トナーの濃度制御および現像剤量の制御、つまり多少に応じて現像剤補給部4に装備されているトナー搬送用モータ4A2,現像剤搬送用モータ4B2および現像剤排出用モータ5Bの選択および回転量がそれぞれ設定される。   In the control unit 100, toner density control and developer amount control, that is, the toner transport motor 4A2, the developer transport motor 4B2 and the developer discharge motor 5B which are provided in the developer replenishment unit 4 according to some extent. And the amount of rotation are set respectively.

一方、制御部100には、その入力側にタイマー101が接続されており、出力側には警報装置102が接続されている。
警報装置102は、制御部100において現像剤の置換処理が開始された場合に現像剤の補給あるいは排出操作がタイマー101による所定時間経過しても終了しない場合に警報するための装置である。つまり、制御部100では、所定時間経過しても上述したトナー濃度センサ8からの検出出力の上限値と下限値との差が所定条件に達しない場合あるいは平均値が所定条件に達しない場合に警報することにより、ユーザに対して装置内での機器破損や現像剤の移動路での詰まりなどの不具合が発生していることを関知させることができる。
On the other hand, the control unit 100 has a timer 101 connected to its input side and an alarm device 102 connected to its output side.
The warning device 102 is a device for warning when the developer replacement process is started in the control unit 100 and the developer replenishment or discharging operation does not end even after a predetermined time has elapsed by the timer 101. That is, in the control unit 100, when the difference between the upper limit value and the lower limit value of the detection output from the toner density sensor 8 does not reach the predetermined condition even after the predetermined time has elapsed, or when the average value does not reach the predetermined condition. By giving an alarm, it is possible to let the user know that there are problems such as equipment damage in the apparatus and clogging in the developer movement path.

本実施例は以上のような構成であるから、図10により示したフローチャートにより制御部100の作用を説明すると次のとおりである。
画像濃度センサ9からの検出出力が所定値であるかどうかにより現像剤の置換処理が必要かどうかの判断が行われ(ST1)、現像剤が劣化し置換が必要と判断されるとトナー濃度が所定濃度であるかどうかが判別される(ST2)。
トナー濃度が所定濃度にない場合にはトナー濃度センサ8による検出出力が初期設定されている濃度に対応するまでトナー搬送用モータ4A2が駆動されて新規トナーが補給される(ST3)。
Since the present embodiment is configured as described above, the operation of the control unit 100 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
It is determined whether or not the developer replacement process is necessary depending on whether or not the detection output from the image density sensor 9 is a predetermined value (ST1). If it is determined that the developer is deteriorated and needs to be replaced, the toner density is changed. It is determined whether the density is a predetermined concentration (ST2).
If the toner density is not at the predetermined density, the toner conveying motor 4A2 is driven until new toner is supplied until the detection output from the toner density sensor 8 corresponds to the initially set density (ST3).

トナー濃度が所定の濃度に達した場合には現像剤量の判別(図10では剤量定量と表示されている)が行われる(ST4)。
現像剤量の判別処理は、図7,図8に示した実験結果に基づき前述したトナー濃度センサ8からの検出出力の平均値の比較処理が用いられ、現像剤量が少ないかどうかが判断され(ST5)、少ない場合には新規現像剤が補給され(ST6)、多い場合には現像装置3内から排出される(ST7)。ステップST6,ST7の処理は、一方のみが単独で行われる場合あるいは両方が関連づけて行われる場合のいずれかが選択される。
When the toner density reaches a predetermined density, the developer amount is discriminated (shown as “quantity of agent amount” in FIG. 10) (ST4).
The developer amount determination processing uses the above-described comparison processing of the average value of the detection output from the toner density sensor 8 based on the experimental results shown in FIGS. 7 and 8, and determines whether or not the developer amount is small. (ST5) When the amount is small, a new developer is replenished (ST6). When the amount is large, the developer is discharged from the developing device 3 (ST7). As for the processes of steps ST6 and ST7, either one of them is performed alone or both are performed in association with each other.

現像剤の補給および/または排出処理が行われる時間が所定時間経過したかどうかが判別され(ST8)、所定時間経過している場合には警報処理が行われる(ST9)。   It is determined whether a predetermined time has elapsed for the developer replenishment and / or discharge processing (ST8). If the predetermined time has elapsed, an alarm processing is performed (ST9).

本実施例においては、現像剤の置換処理が行われることを前提として説明したが、本発明はこのような前提に限るものではない。つまり、回収部を備えないで現像剤の置換処理が行われない場合であっても、トナー濃度センサ8からの検出出力の上限値と下限値との差を用いてトナー濃度制御が可能であり、また出力平均値を用いて現像剤量を割り出すことができる。これにより、現像剤の置換が行われない装置の場合であっても、現像剤の劣化に伴う感光体へのキャリアの付着や装置移動に伴う機器類破損による現像剤量の異常な減少などの不具合を感知することができ、画像品質低下を現像剤の置換処理の有無に関係なく防止することも可能となる。また、装置の電源投入時に警報することもできるので、画質劣化を来す前に画像形成処理を行えないようにして無駄なプリント枚数の増加などを防止することも可能となる。   In this embodiment, the description has been made on the assumption that the developer replacement process is performed, but the present invention is not limited to such a premise. That is, even if the developer replacement process is not performed without the recovery unit, the toner density control can be performed using the difference between the upper limit value and the lower limit value of the detection output from the toner density sensor 8. In addition, the developer amount can be determined using the output average value. As a result, even in the case of an apparatus in which the developer is not replaced, the amount of the developer is abnormally decreased due to the attachment of the carrier to the photoconductor due to the deterioration of the developer or the damage of the equipment due to the movement of the apparatus. It is possible to detect a defect and to prevent a decrease in image quality regardless of the presence or absence of the developer replacement process. Further, since an alarm can be given when the apparatus is turned on, it is possible to prevent an unnecessary increase in the number of prints by preventing image formation processing before image quality deterioration.

本発明実施例による現像装置が適用される画像形成装置の要部構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of an image forming apparatus to which a developing device according to an embodiment of the present invention is applied. 本発明実施例による現像装置に用いられる現像剤補給部および現像剤回収部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the developer supply part and developer collection | recovery part used for the image development apparatus by the Example of this invention. 図1に示した現像装置における現像剤の攪拌混合部を説明するための図であり(A)は全体構成を、(B)は(A)中、符号Bで示す部分の拡大図である。2A and 2B are diagrams for explaining a developer agitation and mixing unit in the developing device illustrated in FIG. 1, and FIG. 2B is an enlarged view of a part indicated by a symbol B in FIG. 透磁率の変化を検出可能なトナー濃度センサの出力とトナー濃度との関係を説明するための線図である。It is a diagram for explaining the relationship between the output of a toner concentration sensor capable of detecting a change in magnetic permeability and the toner concentration. 図4に示したトナー濃度センサの出力変化と現像剤量の変化との関係を説明するための線図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a relationship between an output change of the toner density sensor shown in FIG. 4 and a change in developer amount. 図1に示した現像装置に用いられる掻き取り部材の回転位相とトナー濃度センサの検出出力との関係を説明するための線図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a relationship between a rotational phase of a scraping member used in the developing device shown in FIG. 1 and a detection output of a toner density sensor. 現像剤量の変化に対するトナー濃度センサの出力変化を説明するための線図である。FIG. 6 is a diagram for explaining an output change of a toner density sensor with respect to a change in developer amount. 現像剤のトナー濃度の変化とトナー濃度センサの出力変化との関係を説明するための線図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between a change in toner density of a developer and an output change of a toner density sensor. 図1に示した現像装置に用いられる制御部の構成を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the structure of the control part used for the image development apparatus shown in FIG. 図9に示した制御部の作用を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the effect | action of the control part shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 画像形成装置
2 感光体
3 現像装置
3C、3D 搬送オーガ
4 現像剤補給部
4A トナーカートリッジ
4B キャリアカートリッジ
5 現像剤回収部
7 現像剤回収容器
8 トナー濃度センサ
9 画像濃度センサ
10 掻き取り部材
100 制御部
101 タイマー
102 警報部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 2 Photoconductor 3 Developing apparatus 3C, 3D Conveying auger 4 Developer supply part 4A Toner cartridge 4B Carrier cartridge 5 Developer collection part 7 Developer collection container 8 Toner density sensor 9 Image density sensor 10 Scraping member 100 Control Part 101 Timer 102 Alarm part

Claims (2)

キャリアおよびこれに対して摩擦帯電により付着したトナーを有する二成分系現像剤を静電潜像に対して接触させて可視像処理するとともに、余剰現像剤の少なくとも一部を外部に排出可能な構成を備えた現像装置であって、
上記二成分系現像剤中に含まれるトナーの比率を透磁率の変化により検出するトナー濃度センサと、
上記二成分系現像剤を前記静電潜像に向けて搬送する現像剤供給手段に設けられて前記トナー濃度センサに接触している現像剤を周期的に掻き取ることが可能な掻き取り部材と、
上記二成分系現像剤に含まれるトナーの補給駆動部と、
上記二成分系現像剤を供給する現像剤補給駆動部と、
上記二成分系現像剤の排出駆動部と、
上記トナー濃度センサが入力側に接続され、出力側には上記トナーの補給駆動部および現像剤の排出駆動部がそれぞれ接続されている制御部とを備え、
上記制御部は、上記掻き取り部材が1回転する間での上記トナー濃度センサによる検出結果の上限値と下限値との差が予め定められた上限値と下限値との差に近づくように、前記トナー濃度センサによる検出結果による上限値と下限値との差が前記予め定められた上限値と下限値との差よりも小さかった時には上記トナーの補給駆動部を駆動してトナーを補給するトナー濃度制御を行い、該トナー濃度制御が行われた後に上記トナー濃度センサからの検出出力の平均値が予め定められた平均値と近づくように、前記トナー濃度センサによる検出結果による平均値が前記予め定められた平均値より小さかった場合には上記二成分系現像剤の新規供給を行ない、大きかった場合には排出制御を行うことを特徴とする現像装置。
A two-component developer having a carrier and toner attached thereto by frictional charging is brought into contact with the electrostatic latent image for visual image processing, and at least a part of the excess developer can be discharged to the outside. A developing device having a configuration,
A toner concentration sensor for detecting a ratio of toner contained in the two-component developer by a change in magnetic permeability;
A scraping member provided in developer supplying means for transporting the two-component developer toward the electrostatic latent image and capable of periodically scraping the developer in contact with the toner density sensor; ,
A toner replenishment drive unit included in the two-component developer;
A developer replenishment drive for supplying the two-component developer;
The two-component developer discharge drive unit,
The toner concentration sensor is connected to the input side, and the output side includes a control unit to which the toner replenishment drive unit and the developer discharge drive unit are respectively connected.
The control unit is configured so that the difference between the upper limit value and the lower limit value of the detection result by the toner density sensor during one rotation of the scraping member approaches the difference between the predetermined upper limit value and the lower limit value. Toner that replenishes toner by driving the toner replenishment drive unit when the difference between the upper limit value and the lower limit value detected by the toner density sensor is smaller than the difference between the predetermined upper limit value and lower limit value After the toner density control is performed, the average value based on the detection result by the toner density sensor is set in advance so that the average value of the detection output from the toner density sensor approaches a predetermined average value. A developing device characterized in that when the average value is smaller than a predetermined average value, the two-component developer is newly supplied, and when the average value is larger, discharge control is performed.
請求項1記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置 An image forming apparatus using the developing device according to claim 1.
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