JP4742245B2 - Developing device and image forming apparatus - Google Patents

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本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、FAX等の画像形成装置に使用する現像装置に関するものである。特にカラー作像が可能な現像装置及び複数の現像装置を備えた画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to a developing device used in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a fax machine using an electrophotographic system. In particular, the present invention relates to a developing device capable of color image formation and an image forming apparatus including a plurality of developing devices.

一方向循環方式においては、従来の2軸方式に比べて現像剤寿命の点でも優位性がある。現像剤が現像装置を一周する間、2軸方式は現像剤規制部(ドクター)を何度も通過する可能性があるのに対して、一方向循環方式では1回より多くは通過することがないからである。よって現像剤がドクターを通過する確率分布の形状としては、2軸方式はブロードに、一方向循環はシャープに、それぞれなることが予想される。ドクター通過の際に現像剤が受けるストレスはかなり大きいため、その通過回数と現像剤の劣化との相関が高い。したがって、分布形状のブロードな2軸方式ほどより劣化した現像剤が多いということになり、寿命が早いことになる。寿命に近いドクター通過回数において実際に計算によって得られた結果を図16に示す。ここで現像剤の寿命として例えばN’回のドクター通過回数を設定したとすると、2軸の分布においてはより早く寿命のくる現像剤が多いことがわかる。よって一方向循環方式を用いることは、現像剤寿命には有効である。 The unidirectional circulation system has an advantage in terms of developer life compared to the conventional biaxial system. While the developer makes a round of the developing device, the biaxial system may pass through the developer restricting section (doctor) many times, whereas the unidirectional circulation system may pass more than once. Because there is no. Therefore, the shape of the probability distribution that the developer passes through the doctor is expected to be broad in the biaxial method and sharp in the unidirectional circulation. Since the stress applied to the developer when passing through the doctor is quite large, the correlation between the number of passes and the deterioration of the developer is high. Accordingly, the broader the biaxial system having a distributed shape, the more deteriorated developer is, and the life is shortened. FIG. 16 shows the results obtained by actual calculation for the number of times of passage through the doctor near the life. Here, assuming that the number of times of passage of the doctor, for example, N 'times is set as the life of the developer, it can be seen that there are many developers that reach the life earlier in the biaxial distribution. Therefore, using the one-way circulation method is effective for the developer life.

また、一方向循環方式にすることで、現像後のトナー濃度の低下した現像剤は全て回収部にて回収されてすぐに現像に使われることがないため、安定した画像濃度を得ることが可能となった。しかしながら、現像剤は経時においてキャリアが劣化していくため、トナーへの帯電付与能力が減少していき、正常な現像機能が得られなくなっていく。そのため画像濃度の変動を引き起こすという問題点があった。
そこで長期的に画像濃度の安定性を得るための方式として現像剤交換方式がある。それは未使用の現像剤を現像装置内に補給しつつ、現像装置内の現像剤を外部に排出することで、現像装置内の現像剤量を一定に保ったまま現像剤を交換する方式で、現像剤がリフレッシュされることにより現像剤の寿命を延ばすことができる。
In addition, by adopting a one-way circulation system, all the developer with reduced toner density after development is collected in the collection unit and not immediately used for development, so a stable image density can be obtained. It became. However, since the carrier of the developer deteriorates with time, the ability to impart charge to the toner decreases, and a normal developing function cannot be obtained. For this reason, there has been a problem of causing fluctuations in image density.
Therefore, there is a developer exchange system as a system for obtaining image density stability in the long term. It is a system to replace the developer while keeping the amount of developer in the developing device constant by discharging the developer in the developing device to the outside while replenishing unused developer in the developing device. The life of the developer can be extended by refreshing the developer.

従来例である縦配置型3軸スクリュー構成の現像装置として、特許文献1乃至4が開示されている。特許文献1には、現像ロールを収容する現像ロール収容部に隣接し2成分現像剤が循環しながら撹拌搬送される現像剤循環領域と、前記現像剤循環領域内の現像剤を排出する現像剤排出口とを有する現像容器と、回転する表面に付着した2成分現像剤を、現像領域に搬送して現像する現像ロールと、現像剤循環領域内の2成分現像剤を撹拌搬送しながら循環させるとともに前記現像ロール収容部に前記2成分現像剤を供給し、前記現像剤排出口に対向する領域の前記撹拌搬送部材の回転により現像剤に作用する円周方向または外向きの半径方向の力が他の領域よりも小さくなるように構成された撹拌搬送部材とから構成される現像装置(図17)が、開示されている。 Patent Documents 1 to 4 are disclosed as conventional developing devices having a vertically arranged triaxial screw configuration. Patent Document 1 discloses a developer circulation area adjacent to a development roll accommodating portion that accommodates a development roll, in which a two-component developer is circulated while being circulated, and a developer that discharges the developer in the developer circulation area. A developer container having a discharge port, a two-component developer adhering to the rotating surface is conveyed to the development area and developed, and the two-component developer in the developer circulation area is circulated while being agitated and conveyed. In addition, the two-component developer is supplied to the developing roll accommodating portion, and a circumferential or outward radial force acting on the developer by rotation of the stirring and conveying member in a region facing the developer discharge port is generated. A developing device (FIG. 17) is disclosed that includes an agitating and conveying member configured to be smaller than other regions.

特許文献2には、第1の現像剤担持体の上方に、現像剤を担持してこれを像担持体の第2現像部に搬送する、第1の現像剤担持体と同方向に回転可能な第2の現像担持体が配設され、第1の現像担持体から第2の現像担持体へ現像剤が受け渡され、現像容器は、第1の現像担持体へ現像剤を供給する現像室と、現像室の上方に配設され、第1現像部及び第2現像部を通過した現像剤を第2の現像担持体から回収する攪拌室と、現像室と攪拌室間で現像剤を循環させる循環手段と、を有する現像措置が、開示されている。 In Patent Document 2, a developer is carried above a first developer carrier and conveyed to the second developing unit of the image carrier, and can be rotated in the same direction as the first developer carrier. The second developing carrier is provided, the developer is transferred from the first developing carrier to the second developing carrier, and the developing container supplies the developer to the first developing carrier. A stirring chamber that is disposed above the developing chamber, collects the developer that has passed through the first developing portion and the second developing portion from the second developing carrier, and removes the developer between the developing chamber and the stirring chamber. A developing means having a circulating means for circulating is disclosed.

また、特許文献3には、現像剤供給部と現像剤回収部とを分離し、回収現像剤は必ずトナー補給部を経て現像剤供給部に循環搬送される構造を有し、かつ撹拌スクリューを2本配置して撹拌部の経路を長く設けた構造を有する現像装置(図18)及び画像形成装置が、開示されている。これにより、キャリアとトナーを独立に補給することで、現像剤のさらなる長寿命化の達成を図っている。 Patent Document 3 discloses a structure in which a developer supply unit and a developer recovery unit are separated, and the recovered developer is circulated and conveyed to the developer supply unit via a toner replenishment unit, and a stirring screw is provided. A developing device (FIG. 18) and an image forming apparatus having a structure in which two stirring paths are long and are provided are disclosed. Thus, the carrier and toner are replenished independently to achieve a longer life of the developer.

さらに、特許文献4には、トナーおよびキャリアからなる現像剤が補給される上部空間と、この上部空間内の現像剤が導かれる下部空間とを備え、この上部空間および下部空間の相互間で現像剤を循環させながら、上部空間内の現像剤を現像ローラによって感光体ドラムに供給し、下部空間の背面において、現像剤の循環経路の上方位置に、現像剤排出口を設ける(図19)ことが、開示されている。 Further, Patent Document 4 includes an upper space in which a developer composed of toner and a carrier is replenished, and a lower space into which the developer in the upper space is guided, and development is performed between the upper space and the lower space. While the developer is circulated, the developer in the upper space is supplied to the photosensitive drum by the developing roller, and a developer discharge port is provided at a position above the developer circulation path on the back surface of the lower space (FIG. 19). Is disclosed.

前記特許文献は、現像剤を徐々に交換することで、現像剤の長寿命化をはかり、画像濃度の安定性を長期間維持することを目的としている。
しかしながら、上記従来例では、現像剤の循環経路において、現像器の下部に位置する回収・攪拌部での現像剤を、現像器の上部に位置する供給部へと持ち上げることが必要になるが、その持ち上げる機構は攪拌部下流で現像剤を滞留させて上部の開口部からオーバーフローさせる方式であり、その滞留部においては現像剤には過剰なストレスがかかっている。そのため、現像剤は劣化の進行が早まり、結果としてキャリアの帯電付与能力が低下することで正常なトナー帯電が得られなくなることから、安定した現像機能がなされず、画像濃度変動が生じてしまう。したがって、この構成で現像剤交換を行っても、所望の現像剤長寿命化が達成できず、長期的な画像濃度安定性が得られないという問題点があった。
The patent document aims at extending the life of the developer by gradually replacing the developer and maintaining the stability of the image density for a long period of time.
However, in the above-described conventional example, in the developer circulation path, it is necessary to lift the developer in the collection / stirring unit located in the lower part of the developing unit to the supply unit located in the upper part of the developing unit. The lifting mechanism is a system in which the developer is retained downstream from the stirring unit and overflowed from the upper opening, and the developer is excessively stressed in the retaining portion. For this reason, the developer progresses more rapidly, and as a result, the charge imparting ability of the carrier is lowered, so that normal toner charging cannot be obtained, so that a stable development function is not performed, and image density fluctuations occur. Therefore, even if the developer is exchanged with this configuration, there is a problem that the desired developer life cannot be extended and long-term image density stability cannot be obtained.

特開2000−112238号公報JP 2000-112238 A 特開2003−323043号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-323043 特開2004−077587号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-077587 特開2005−017497号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-017497

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、現像剤の長寿命化をはかり、長期にわたり安定した画像濃度が得られる現像装置及び画像形成装置を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to provide a developing device and an image forming apparatus that can extend the life of the developer and obtain a stable image density over a long period of time. is there.

上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明の現像装置は、トナーとキャリアからなる現像剤を担持搬送する現像剤坦持体と、前記現像剤坦持体の軸線方向に沿って現像剤を攪拌搬送するとともに、前記現像剤坦持体に現像剤を供給する供給スクリューを有する供給搬送路と、前記現像剤坦持体から現像終了後の現像剤を回収するとともに、回収した現像剤を前記供給スクリューと平行でかつ同方向に搬送する回収スクリューを有する回収搬送路と、前記供給搬送路から前記現像剤坦持体に供給されなかった余剰現像剤と、前記回収搬送路からの回収現像剤との供給を受け、前記供給スクリューと逆方向に攪拌搬送する攪拌搬送スクリューと、を有し、余剰現像剤と回収現像剤とを攪拌した現像剤を前記供給搬送路に循環供給する攪拌搬送路と、前記現像剤担持体に対向して前記供給搬送路から前記現像剤担持体に供給された現像剤の層の高さを規制する現像剤規制部材と、を具備し、前記現像剤担持体の回転方向は、前記現像剤規制部材通過直後の現像剤が上方に移動する方向であり、前記供給搬送路、前記回収搬送路および前記攪拌搬送路がほぼ水平に配置されており、前記現像装置断面の前記現像剤担持体の中心を通る垂直線で仮想的に分割した場合に、前記供給スクリューの軸中心位置は、感光体の存在する領域とは異なる領域に配置され、前記供給スクリュー、前記回収スクリューおよび前記攪拌スクリューそれぞれにおける現像剤受渡し側にはフィンが取り付けられ、前記回収スクリューと、この回収スクリューと隣合い、かつ前記現像剤規制部材に近い側に位置するスクリューとの間には仕切り板が設置され、この仕切り板は、前記回収スクリューの頂点と前記回収スクリューと隣合うスクリューの頂点とを結ぶ直線よりも上部に位置する部分が、前記収スクリューと隣合い、かつ前記現像剤規制部材に近い側に位置するスクリュー側に、かつ前記現像剤担持体近傍まで傾斜を持って折り曲げられ、前記折り曲げられた仕切り板によって、前記現像剤担持体から前記回収搬送路に至る傾斜通路が形成され、前記傾斜通路には搬送部材を配置せず、前記現像剤担持体の内部には複数の磁石が固定されており、前記傾斜通路の入り口側を挟んで前記磁石の同極が配置されていることを特徴とする。
The features of the present invention, which is a means for solving the above problems, are listed below.
The developing device of the present invention stirs and conveys the developer along the axial direction of the developer carrying member carrying and carrying the developer composed of toner and carrier, and also carries the developer carrying A supply conveyance path having a supply screw for supplying the developer to the body, and collecting the developer after completion of development from the developer carrier, and conveying the collected developer in parallel and in the same direction as the supply screw A recovery conveyance path having a recovery screw, an excess developer that has not been supplied from the supply conveyance path to the developer carrier, and a recovery developer from the recovery conveyance path; An agitating and conveying screw that agitates and conveys the developer in the reverse direction; and a stirring and conveying path that circulates and supplies the developer that has agitated the excess developer and the recovered developer to the supply and conveying path; Said A developer regulating member that regulates the height of the developer layer supplied to the developer carrying member from the feed conveyance path, and the rotation direction of the developer carrying member is immediately after passing the developer regulating member the developer is a direction to move upward, the supply conveyance path, wherein which recovery path you and the stirring conveyance path is substantially horizontally arranged, passing through the center of the developer carrier of the developing device section When virtually divided by a vertical line, the axial center position of the supply screw is arranged in a region different from the region where the photoconductor exists, and the developer delivery in each of the supply screw, the recovery screw, and the stirring screw fins attached to the side, and the recovery screw, Tonariai this recovery screw, and installed partition plate between the screw positioned on the side closer to the developer regulating member In this partition plate, a portion located above a straight line connecting the top of the recovery screw and the top of the screw adjacent to the recovery screw is adjacent to the collection screw and close to the developer regulating member. An inclined passage extending from the developer carrier to the recovery conveyance path is formed by the folded partition plate on the screw side located on the side and with an inclination to the vicinity of the developer carrier. without disposing the transfer member to tilt oblique passage, the inside of the developer carrying member has a plurality of magnets are fixed, the same poles of the magnet across the inlet side of the inclined passage is disposed It is characterized by.

本発明の現像装置は、さらに、前記現像装置断面の前記現像剤担持体の中心をとおる水平線と、前記現像剤担持体中心と前記供給スクリューの軸中心とを結ぶ線とがなす角度をθとしたとき、θは30°≦θ≦75°の範囲にあることを特徴とする。
本発明の現像装置は、さらに、各搬送路が、前記現像剤規制部材の近傍から、前記供給搬送路、前記攪拌搬送路、前記回収搬送路、の順で配置されていることを特徴とする。
本発明の現像装置は、さらに、前記回収搬送路から前記攪拌搬送路への受渡し部と前記供給搬送路から前記攪拌搬送路への受渡し部が、それぞれ対向しない位置に配置されていることを特徴とする。
本発明の現像装置は、さらに、各搬送路は、前記現像剤規制部材の近傍から、前記供給搬送路、前記回収搬送路、前記攪拌搬送路、の順で配置されていることを特徴とする。
The developing device of the present invention further includes an angle formed by a horizontal line passing through the center of the developer carrying member in a cross section of the developing device and a line connecting the center of the developer carrying member and the shaft center of the supply screw as θ. In this case, θ is in the range of 30 ° ≦ θ ≦ 75 °.
The developing device of the present invention is further characterized in that each transport path is arranged in the order of the supply transport path, the stirring transport path, and the recovery transport path from the vicinity of the developer regulating member. .
In the developing device of the present invention, the delivery unit from the recovery conveyance path to the agitation conveyance path and the delivery unit from the supply conveyance path to the agitation conveyance path are further arranged at positions that do not face each other. And
The developing device of the present invention is further characterized in that each transport path is arranged in the order of the supply transport path, the recovery transport path, and the stirring transport path from the vicinity of the developer regulating member. .

本発明の現像装置は、さらに、トナー補給位置が前記回収搬送路中に設置されていることを特徴とする。
本発明の現像装置は、さらに、未使用のキャリアを少なくとも含む現像剤を前記現像装置内に供給する現像剤供給手段と、使用済みの現像剤を現像装置の外に排出する現像剤排出手段と、を有することを特徴とする。
本発明の現像装置は、さらに、前記現像剤供給手段と前記現像剤排出手段による1回の現像剤の交換量は、前記現像装置内の現像剤の全体量の一部であることを特徴とする。
本発明の現像装置は、さらに、前記現像剤供給手段は、キャリアとトナーをそれぞれ独立な供給動作(量およびタイミング)で前記現像装置に供給することを特徴とする。
本発明の現像装置は、さらに、前記現像剤排出手段は前記回収搬送路に設置されていることを特徴とする。
The developing device of the present invention is further characterized in that a toner replenishment position is installed in the collection transport path.
The developing device of the present invention further includes a developer supplying means for supplying a developer containing at least an unused carrier into the developing device, and a developer discharging means for discharging the used developer out of the developing device. It is characterized by having.
The developing device of the present invention is further characterized in that the amount of replacement of the developer at one time by the developer supplying means and the developer discharging means is a part of the total amount of the developer in the developing device. To do.
The developing device of the present invention is further characterized in that the developer supplying means supplies the carrier and toner to the developing device by independent supply operations (amount and timing).
The developing device of the present invention is further characterized in that the developer discharging means is installed in the collection transport path.

本発明のカラー画像形成装置は、表面に静電潜像が形成される像担持体と、請求項1乃至10のいずれか一つに記載の現像装置が複数備えられ、記録材にカラー画像を形成することを特徴とする。 A color image forming apparatus according to the present invention includes a plurality of image carriers on which electrostatic latent images are formed and a plurality of developing devices according to any one of claims 1 to 10, and a color image is recorded on a recording material. it shall be the said to be formed.

本発明のカラー画像形成装置は、さらに、用紙第一面(表面)に転写される第一トナー像は、各色毎に現像器と感光体を少なくとも有する第一画像形成ユニット群と、前記第一画像形成ユニット群にて形成された第一トナー像が転写され担持される第一トナー像担持ベルトからなる第一画像ステーションにより形成され、用紙第二面(裏面)に転写される第二トナー像は、各色毎に現像器と感光体を少なくとも有する第二画像形成ユニット群と、前記第二画像形成ユニット群にて形成された第二トナー像が転写され担持される第二トナー像担持ベルトからなる第二画像ステーションにより形成され、定着前において第一のトナー像と第二のトナー像が同時もしくは順次に用紙に転写される1パス両面転写方式であることを特徴とする。In the color image forming apparatus of the present invention, the first toner image transferred to the first surface (front surface) of the paper further includes a first image forming unit group having at least a developing device and a photoreceptor for each color, and the first image forming unit group. The second toner image formed by the first image station including the first toner image carrying belt on which the first toner image formed by the image forming unit group is transferred and carried, and transferred to the second side (back side) of the sheet. A second image forming unit group having at least a developing device and a photoconductor for each color, and a second toner image carrying belt on which a second toner image formed by the second image forming unit group is transferred and carried. And a first-pass double-side transfer system in which a first toner image and a second toner image are simultaneously or sequentially transferred onto a sheet before fixing.

本発明は、上記解決するための手段によって、現像剤の長寿命化をはかり、長期にわたり安定した画像濃度が得られる現像装置及び画像形成装置を提供することが可能となった。 According to the present invention, it has become possible to provide a developing device and an image forming apparatus capable of extending the life of a developer and obtaining a stable image density over a long period of time by means for solving the above problems.

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that it is easy for a person skilled in the art to make other embodiments by changing or correcting the present invention within the scope of the claims, and these changes and modifications are included in the scope of the claims. The following description is an example of the best mode of the present invention, and does not limit the scope of the claims.

本発明は、現像スリーブの回転方向は、現像剤規制部材通過直後の現像剤が上方に持ち上がるように移動する方向であることにより、従来技術(図21)のような下方へ移動する方向の回転の時に比べて、現像剤規制部材前にて現像スリーブへ現像剤が供給される位置が近づくため、安定した供給がなされるようになる。さらには現像ローラ中心をとおる垂直線で領域を分けた際に感光体と逆側に供給スクリューを位置させることにより、供給部の現像剤と現像ローラを近接させることができるため、より安定した現像剤の汲み上げが可能となる。それにより画像濃度および画質の安定化が図れる。
また回収においては、現像スリーブと回収スクリューの高低差があるために、他の引き剥がし部材を用いることなく、重力を用いて現像剤を完全に分離することができる。よって供給と回収の機能の両立をバランスよく保つことができる。さらには各スクリューがほぼ平行に配置されているため、従来例(図21)の攪拌から供給への受渡し部のように現像剤を上に持ち上げる必要がなく、現像剤へのストレスを大幅に低減できる。よって長期にわたり安定した画像濃度を得ることができる。
According to the present invention, the rotation direction of the developing sleeve is a direction in which the developer immediately after passing through the developer regulating member moves so as to be lifted upward. Compared to the case, the position where the developer is supplied to the developing sleeve is closer to the developing sleeve in front of the developer regulating member, so that stable supply can be performed. Furthermore, when the area is divided by a vertical line passing through the center of the developing roller, the supply screw is positioned on the opposite side of the photosensitive member, so that the developer and the developing roller in the supply unit can be brought close to each other, thereby enabling more stable development. The agent can be pumped up. Thereby, the image density and the image quality can be stabilized.
Further, since there is a difference in height between the developing sleeve and the collecting screw in the collection, the developer can be completely separated using gravity without using another peeling member. Therefore, it is possible to maintain a good balance between supply and recovery functions. Furthermore, since each screw is arranged substantially in parallel, it is not necessary to lift the developer upward as in the transfer part from stirring to supply in the conventional example (FIG. 21), and the stress on the developer is greatly reduced. it can. Therefore, a stable image density can be obtained over a long period of time.

本発明は、図1に示すθが30°≦θ≦75°の範囲にあることにより、供給部における現像剤担持体に現像剤を供給する供給機能と、回収部における現像剤担持体上の現像後の現像剤を回収する回収機能とをバランスよく両立させることができる。なおθが30°より小さいと回収機能において重力のみの回収が困難となり、引き剥がしローラのような回収部材が別途必要となってしまい、コストアップにつながる。一方、θが75°より大きいと、供給機能において安定した剤の供給が困難となり、特に高速化において余裕度が小さくなる。
本発明は、供給部と回収部が離れて配置されているため、現像後の現像剤が供給部に進入する恐れがない。また、スクリュー間の剤受渡しはパドルからスクリュー部という単純な構成でよいため、剤の搬送効率が高くなる。
さらに、受渡し部の剤の逆流を防止し、スクリュー間の剤受渡しをさらに効率よく行うことができる。
In the present invention, when θ shown in FIG. 1 is in the range of 30 ° ≦ θ ≦ 75 °, the supply function for supplying the developer to the developer carrier in the supply unit, and the developer carrier in the recovery unit The recovery function of recovering the developer after development can be made compatible with a good balance. If θ is smaller than 30 °, it is difficult to collect only the gravity in the collecting function, and a collecting member such as a peeling roller is separately required, resulting in an increase in cost. On the other hand, if θ is greater than 75 °, it becomes difficult to supply the agent stably in the supply function, and the margin is particularly reduced in increasing the speed.
In the present invention, since the supply unit and the recovery unit are arranged apart from each other, there is no possibility that the developer after development enters the supply unit. Moreover, since the agent delivery between the screws may be a simple configuration from the paddle to the screw portion, the agent conveyance efficiency is increased.
Furthermore, the backflow of the agent in the delivery portion can be prevented, and the agent delivery between the screws can be performed more efficiently.

本発明は、現像剤担持体から現像後の現像剤を回収する際のガイド板である傾斜板の角度をより垂直に近づく方向に大きく取れるので、剤が落下しやすく回収機能の安定性が高くなる。またスリーブの径が小さい場合においても、回収と供給の機能をバランスよく両立することが可能となる。また現像装置の小型化が図れる。
さらに、回収部分におけるトナー濃度の低下した剤にトナーを補給することで補給トナーが現像剤中に効率よく分散しやすい。また補給されたトナーが現像剤担持体に達するまでの距離を長くとれるため十分に分散させることができる。
In the present invention, the angle of the inclined plate, which is a guide plate when collecting the developer after development from the developer carrying member, can be increased in a direction closer to the vertical, so that the agent easily falls and the recovery function is highly stable. Become. Even when the diameter of the sleeve is small, the functions of recovery and supply can be balanced. Further, the developing device can be downsized.
Furthermore, the replenishment toner is easily dispersed efficiently in the developer by replenishing the toner with the toner concentration lowered in the collection portion. Further, since the replenished toner can take a long distance to reach the developer carrying member, it can be sufficiently dispersed.

本発明は、未使用のキャリアを現像装置内に供給し、使用済みの現像剤を排出することで、現像装置内の現像剤が交換されることになり、現像剤の寿命を大幅に伸ばすことが可能となる。
また、1回に全て現像剤を交換するのではなく、徐々に現像剤を交換していくことにより、現像剤の特性を安定して保つことができるので、常に一定の現像機能を長期にわたり発揮することが出来、安定した画像濃度をえることができる。
さらに、トナーの供給動作に関係なく、キャリアの劣化状態に応じてキャリアを補給し現像剤を交換することが可能となる。それによりキャリア劣化によるトナーの帯電能力の低下を未然に防止し、画像濃度の変動を抑えることができる。
さらに、回収搬送路では下流にいくにしたがって現像剤が多くなっていくため、劣化した現像剤の回収をしやすく、下流側で排出口を設けることでオーバーフローした剤を回収しやすい。また現像剤量が一旦減少しても剤循環全体への影響が少ない。
The present invention supplies unused carrier into the developing device and discharges the used developer, so that the developer in the developing device is replaced, and the life of the developer is greatly extended. Is possible.
In addition, the developer characteristics can be kept stable by gradually changing the developer instead of changing it all at once. And a stable image density can be obtained.
Furthermore, regardless of the toner supply operation, it is possible to replenish the carrier and replace the developer according to the deterioration state of the carrier. Accordingly, it is possible to prevent the toner charging ability from being lowered due to carrier deterioration, and to suppress fluctuations in image density.
Furthermore, since the developer increases in the recovery conveyance path as it goes downstream, it is easy to recover the deteriorated developer, and it is easy to recover the overflowed agent by providing a discharge port on the downstream side. Further, even if the developer amount is once reduced, the influence on the entire agent circulation is small.

本発明の現像装置を用いることで長期間にわたって常に安定したトナー付着量を得ることができるので、画像濃度の安定性が高く、色再現性やカラーバランスの優れた高画質カラー画像を得ることの出来る画像形成装置を提供することが可能になる。
また、本発明の現像装置を1パス両面構成の画像形成装置に用いることにより、長期的に濃度安定性に優れたカラー画像を非常に生産性高く得ることが可能となる。それにより表裏での画質差がなく、常に画質の安定したカラー両面画像を得ることが可能となる。
By using the developing device of the present invention, it is possible to always obtain a stable toner adhesion amount over a long period of time, so that it is possible to obtain a high-quality color image with high image density stability and excellent color reproducibility and color balance. It is possible to provide a possible image forming apparatus.
Further, by using the developing device of the present invention in an image forming apparatus having a one-pass double-side configuration, it is possible to obtain a color image excellent in density stability for a long period of time with extremely high productivity. As a result, there is no difference in image quality between the front and back sides, and a color double-sided image with always stable image quality can be obtained.

本発明は、小粒径なキャリアを用いることで、磁気ブラシの緻密化により現像能力の向上が図れるため、現像に必要な現像剤量(汲み上げ量)を低減することができる。それにより回収部におけるスクリュー回転数低減が図れ、剤循環によるストレス低減に寄与する。またストレスのかかる現像剤規制部材を通過する現像剤量が少なくなることから、長寿命化に寄与する。さらにはキャリアの低容量化がなされるため、キャリア貯蔵部等の装置の小型化が図れる。
さらには現像領域における磁気ブラシがより緻密になるために高画質化や画質の安定性が達成される。
なおキャリアの平均粒径が60μmより大きいと現像剤循環部でオーバーフローする現像剤が多くなり、安定な剤循環が行えない。さらには磁気ブラシが粗くなるため満足の行く画質を得ることができない。また20μmより小さいと感光体にキャリアが付着したり、現像器からキャリアが飛散しやすくなるという不具合が発生する。
本発明は、粒径が小さくかつ粒径分布のシャープなトナーを用いることで、トナー粒子間の間隙が小さくなるため、色再現性を損なうことなくトナーの必要付着量を低減することができる。よって現像における濃度変動を小さくすることができる。また微小なドット画像の安定再現性が向上し、長期間安定した高画質を得ることができる。なお、平均粒径(D4)が3μm未満では、転写効率の低下、ブレードクリーニング性の低下といった不具合が発生しやすい。平均粒径(D4)が8μmを超えると、現像剤の流動性が悪化するとともに、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しく長期間画質を安定に維持することが困難となる。
また、トナーが球形に近いことにより、現像剤の流動性がよくなることで、剤循環におけるストレスが小さくなり、長期的に安定した剤循環と現像を行うことが可能となる。
さらに、トナーにおける外添剤の埋没が少なく、経時にて現像剤の流動性および帯電特性の変化が小さいため、長期的に安定した剤循環と現像を行うことが可能となる。
In the present invention, by using a carrier having a small particle diameter, the development capability can be improved by densifying the magnetic brush, and therefore the amount of developer (pumping amount) necessary for development can be reduced. Thereby, the screw rotation speed in the recovery unit can be reduced, which contributes to stress reduction due to the circulation of the agent. In addition, since the amount of developer passing through the developer restricting member that is stressed is reduced, it contributes to a longer life. Furthermore, since the capacity of the carrier is reduced, the size of the device such as the carrier storage unit can be reduced.
Furthermore, since the magnetic brush in the development area becomes denser, high image quality and stable image quality are achieved.
If the average particle size of the carrier is larger than 60 μm, the amount of developer overflowing in the developer circulation portion increases, and stable developer circulation cannot be performed. Furthermore, since the magnetic brush becomes rough, satisfactory image quality cannot be obtained. On the other hand, if it is smaller than 20 μm, the carrier adheres to the photoreceptor or the carrier is likely to be scattered from the developing device.
In the present invention, by using a toner having a small particle size and a sharp particle size distribution, the gap between the toner particles is reduced, so that the necessary amount of toner can be reduced without impairing the color reproducibility. Therefore, density fluctuation in development can be reduced. Further, the stable reproducibility of a minute dot image is improved, and a stable high image quality can be obtained for a long time. When the average particle diameter (D4) is less than 3 μm, problems such as a decrease in transfer efficiency and a decrease in blade cleaning properties are likely to occur. When the average particle diameter (D4) exceeds 8 μm, the fluidity of the developer is deteriorated, and it is difficult to suppress scattering of characters and lines, and it is difficult to stably maintain image quality for a long time.
Further, since the toner has a nearly spherical shape, the fluidity of the developer is improved, so that stress in the agent circulation is reduced, and the agent circulation and development can be performed stably for a long time.
Furthermore, since the external additive is hardly buried in the toner and the change in the fluidity and charging characteristics of the developer is small with time, it is possible to perform stable agent circulation and development over the long term.

本発明の現像装置401についての詳細説明を図1および図2を用いて以下に行う。図1は、本発明の現像装置を示す図である。図2は、本発明の要部を示す図である。現像装置は、像担持体である感光体101に対向して内部に固定された磁石(後で説明する)を備えた矢印方向に回転可能な円筒上のスリーブからなる現像ローラ402と、現像ローラ402へ現像剤を供給搬送する供給スクリュー408及び供給搬送路409と、前記内部磁石による磁力により現像ローラ402表面に保持された現像剤の層厚を規制する現像剤層規制部材403と、現像済みの現像剤を回収搬送する回収スクリュー404及び回収搬送路405と、回収現像剤と供給搬送部にて現像ローラに供給されなかった現像剤と補給されたトナーや現像剤を攪拌しながら搬送する攪拌搬送スクリュー406及び攪拌搬送路407と、現像剤供給手段および現像剤排出手段などから構成される。現像剤層規制部材403にて薄層化された現像剤は、感光体101と現像ローラ402の間隙である現像領域に搬送されて、感光体上の静電潜像部分に現像領域内のトナーが静電的に付着することで現像が行われる。また各スクリューの下流部には軸方向と平行な平板であるフィンを備えており、後述するように現像剤を他の搬送路へ受け渡す機能を持っている。 A detailed description of the developing device 401 of the present invention will be given below with reference to FIGS. FIG. 1 is a view showing a developing device of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a main part of the present invention. The developing device includes a developing roller 402 including a cylindrical sleeve that is rotatable in the direction of an arrow and includes a magnet (to be described later) that is fixed to the inside of the photoconductor 101 that is an image carrier, and a developing roller. A supply screw 408 and a supply conveyance path 409 for supplying and conveying the developer to 402; a developer layer regulating member 403 for regulating the layer thickness of the developer held on the surface of the developing roller 402 by the magnetic force of the internal magnet; The collection screw 404 and the collection conveyance path 405 for collecting and conveying the developer, and the developer that has not been supplied to the developing roller and the replenished toner and developer in the collected developer and the supply and conveyance unit are agitated and conveyed. A conveying screw 406 and a stirring conveying path 407, a developer supplying unit, a developer discharging unit, and the like are included. The developer thinned by the developer layer regulating member 403 is conveyed to a developing area which is a gap between the photosensitive member 101 and the developing roller 402, and the toner in the developing area is transferred to the electrostatic latent image portion on the photosensitive member. Development is performed by electrostatically adhering to the surface. In addition, fins, which are flat plates parallel to the axial direction, are provided in the downstream portion of each screw, and have a function of delivering the developer to another conveyance path as will be described later.

現像ローラ402内の内部磁石について図3で説明する。現像ローラ402内部にはP1乃至P5の5つの磁石が固定されており、図3の点線で示すような法線方向の磁束密度分布になっている。ここで各磁極の極性とピーク磁力を示すと、P1(S極、100mT)、P2(N極、90mT)、P3(S極、50mT)、P4(S極、70mT)、P5(N極、80mT)となっている。またP3からP4間では法線磁力が5mT以下になるようになっている。P1は現像領域で磁気ブラシを形成するための現像極であり、P2、P3は現像後の現像剤を搬送するための磁極、P4は供給部の現像剤を現像ローラ402に汲み上げて供給するための汲み上げ極、P5は現像剤規制板で現像剤を薄層化しつつ搬送する磁極をそれぞれ表す。とくにP3とP4は極性が同極であり、反発磁極であるためにこの部分で現像ローラ上の現像剤は現像ローラから離れて、傾斜をつたって重力により回収搬送路405に落下する。 The internal magnet in the developing roller 402 will be described with reference to FIG. Five magnets P1 to P5 are fixed inside the developing roller 402, and have a magnetic flux density distribution in the normal direction as shown by a dotted line in FIG. Here, the polarity and peak magnetic force of each magnetic pole are shown as follows: P1 (S pole, 100 mT), P2 (N pole, 90 mT), P3 (S pole, 50 mT), P4 (S pole, 70 mT), P5 (N pole, 80 mT). Further, the normal magnetic force is 5 mT or less between P3 and P4. P1 is a developing pole for forming a magnetic brush in the developing region, P2 and P3 are magnetic poles for transporting the developer after development, and P4 is for pumping and supplying the developer in the supply unit to the developing roller 402. P5 represents a magnetic pole for conveying the developer while thinning the developer on the developer regulating plate. In particular, since P3 and P4 have the same polarity and are repulsive magnetic poles, the developer on the developing roller is separated from the developing roller at this portion, falls on the inclined conveyance plate , and falls to the collection conveyance path 405 by gravity.

各搬送路は現像ローラ402の下方に、現像剤層規制部材403の近傍から供給搬送路409、攪拌搬送路407、回収搬送路405の順にほぼ水平に並設されており、回収搬送路405および供給搬送路409は同方向の搬送方向である。現像装置内における現像剤の流れを図4を用いて説明する。各搬送路は図4に示すように回収搬送路405から攪拌搬送路407の受渡し部420、攪拌搬送路407から供給搬送路409への受渡し部421、供給搬送路409から攪拌搬送路407への受渡し部422において、それぞれ連結されている。点線は現像ローラ402から出入りする現像剤を、白抜き矢印は現像装置内で循環する現像剤を表し、矢印の大きさは現像剤量を表している。それぞれの連結部分の受渡し部には図4のようなフィンが取り付けられており、搬送軸に対して垂直方向に現像剤に力を加えて、図4の矢印方向に現像剤を次の搬送路へと受け渡すことができる。回収搬送路405には現像ローラ402から現像後の現像剤が流入し、その回収現像剤は下流に行くほど現像剤量を増加させながら搬送され、フィン410により攪拌搬送路407へ流入する。
一方、供給搬送路409では現像ローラ402へ一定量の現像剤を供給しつつ、現像剤量を減少させながら現像剤が搬送される。その余剰剤はフィン412により攪拌搬送路407に流入し、攪拌搬送路407ではその余剰剤と前記の回収現像剤および後述する補給された現像剤が合流して一定量の現像剤が搬送されて供給搬送路409へ流入する、という現像剤循環となっている。なお、現像ローラ402がある領域(画像形成領域)においては、供給搬送路409と攪拌搬送路407とは仕切り板414で、攪拌搬送路407と回収搬送路405とは仕切り板413で、それぞれ仕切られており、画像形成領域での現像剤の流入を阻止するようになっている。
一方、図2に示すとおり回収搬送路405から攪拌搬送路407への受渡し部420と供給搬送路409から攪拌搬送路407への受渡し部422は、対向しない位置に設置することにより、フィン同士が向かい合っている部分で現像剤が逆流してしまうことを防止するようになっている。
Each conveyance path is arranged almost horizontally in the order of the supply conveyance path 409, the stirring conveyance path 407, and the collection conveyance path 405 from the vicinity of the developer layer regulating member 403 below the developing roller 402. The supply conveyance path 409 is the same conveyance direction. The flow of the developer in the developing device will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, each conveyance path includes a delivery section 420 from the collection conveyance path 405 to the agitation conveyance path 407, a delivery section 421 from the agitation conveyance path 407 to the supply conveyance path 409, and a supply conveyance path 409 to the agitation conveyance path 407. The delivery unit 422 is connected to each other. The dotted line represents the developer entering and exiting the developing roller 402, the white arrow represents the developer circulating in the developing device, and the size of the arrow represents the amount of developer. A fin as shown in FIG. 4 is attached to the transfer portion of each connecting portion, and a force is applied to the developer in a direction perpendicular to the conveyance axis, and the developer is transferred to the next conveyance path in the direction of the arrow in FIG. Can be passed to. Developer after development flows into the collection conveyance path 405 from the developing roller 402, and the collection developer is conveyed while increasing the developer amount as it goes downstream, and flows into the agitation conveyance path 407 through the fins 410.
On the other hand, in the supply conveyance path 409, the developer is conveyed while reducing the developer amount while supplying a constant amount of developer to the developing roller 402. The surplus agent flows into the agitating and conveying path 407 through the fins 412. In the agitating and conveying path 407, the surplus agent, the collected developer and a replenished developer described later are merged, and a certain amount of developer is conveyed. The developer is circulated into the supply conveyance path 409. In the region where the developing roller 402 is located (image forming region), the supply conveyance path 409 and the agitation conveyance path 407 are partition plates 414, and the agitation conveyance path 407 and the collection conveyance path 405 are partition plates 413. Therefore, the inflow of the developer in the image forming area is prevented.
On the other hand, as shown in FIG. 2, the delivery part 420 from the collection conveyance path 405 to the stirring conveyance path 407 and the delivery part 422 from the supply conveyance path 409 to the stirring conveyance path 407 are installed at positions that do not face each other, so The developer is prevented from flowing back at the facing portions.

本実施例に用いた部材の条件は、現像スリーブ外径がφ25[mm]で、スリーブ線速が500[mm/s]、各スクリューは共通の形状で、外径がφ18[mm]、軸径がφ8[mm]、リード間隔25[mm]、2条、回転数は500[rpm]である。ただしこの値に限定するものではない。 The conditions of the members used in this example are: the developing sleeve outer diameter is φ25 [mm], the sleeve linear velocity is 500 [mm / s], the screws have a common shape, the outer diameter is φ18 [mm], the shaft The diameter is φ8 [mm], the lead interval is 25 [mm], two strips, and the rotation speed is 500 [rpm]. However, it is not limited to this value.

攪拌搬送スクリュー406の下側で下ケーシングに設けられたトナー濃度センサ(図示せず)からの出力信号と露光制御部における出力画像の画素カウント値などから制御部により消費されたトナー量を補う補給トナー量が算出され、トナー補給手段によって図2のトナー補給口450よりトナーが補給される。このトナー補給口450の位置は回収搬送部の上部に設けられている。これによりトナー濃度の低下した現像剤と補給トナーが混合攪拌されるため、より効率よく補給トナーが現像剤に分散される。また現像スリーブに達するまでの攪拌距離が長くなるため、補給トナーは現像剤中に一様に分散され、現像スリーブでは常に均一なトナー濃度の現像剤を供給することができる。なおトナー補給口450は回収搬送部端部のパドル部に設置してもよい。 Replenishment that compensates for the amount of toner consumed by the control unit from the output signal from a toner density sensor (not shown) provided in the lower casing below the stirring and conveying screw 406 and the pixel count value of the output image in the exposure control unit. The toner amount is calculated, and the toner is supplied from the toner supply port 450 of FIG. The position of the toner replenishing port 450 is provided in the upper part of the collection conveyance unit. As a result, the developer having a lowered toner concentration and the replenishment toner are mixed and stirred, so that the replenishment toner is more efficiently dispersed in the developer. Further, since the stirring distance until reaching the developing sleeve becomes long, the replenishment toner is uniformly dispersed in the developer, and the developing sleeve can always supply a developer having a uniform toner concentration. The toner replenishing port 450 may be installed in the paddle part at the end of the collecting and conveying part.

現像剤供給手段について図1および図2を用いて説明する。
現像剤供給手段は、内部に未使用のトナー431が収納されているトナー収納容器432とトナー補給手段435Aとを備えたトナー供給手段430と、内部に未使用のキャリア437が収納されているキャリア収納容器438とキャリア補給手段435Bとを備えたキャリア供給手段436と、現像剤供給搬送路433とからなる。トナー収納容器432とキャリア収納容器438は現像剤供給搬送路433の途中で合流し、現像剤として搬送され現像装置401のトナー補給口450につながっている。キャリア補給量はキャリア補給手段435Bで、トナーの補給量はトナー補給手段435Aで、それぞれ制御される。
The developer supply means will be described with reference to FIGS.
The developer supply means includes a toner supply means 430 including a toner storage container 432 in which unused toner 431 is stored and a toner supply means 435A, and a carrier in which unused carrier 437 is stored. It comprises carrier supply means 436 provided with a storage container 438 and carrier supply means 435B, and a developer supply transport path 433. The toner storage container 432 and the carrier storage container 438 are joined in the middle of the developer supply transport path 433, transported as a developer, and connected to the toner supply port 450 of the developing device 401. The carrier supply amount is controlled by carrier supply means 435B, and the toner supply amount is controlled by toner supply means 435A.

現像剤補給手段435は、例えば図5に示すような一軸偏心スクリューポンプ(通称:モーノポンプ)を使用することができる。モーノポンプの構成としては、図5に示すように、金属または樹脂などの剛性部材を用いて偏心させたスクリュー形状のローラ435Gとゴム材料により内側が2条のスクリュー形状とされたステータ435Hとこれら両部材を内包するホルダ435Cからなり、チューブである現像剤供給搬送路433の一端が取り付けられて、現像剤収納容器とつながっている。駆動モータ435Dによりローラ429Aが回転するとポンプ内に吸引圧力が発生し、チューブ433内を吸引負圧化することになり、収納容器内の現像剤を吸引力により移送し、補給口435Fより現像装置内へ供給することが可能となる。また駆動モータ435Dにつながれた補給クラッチ435Eによってローラ435Gへの回転動作(時間)が制御されることで現像剤の補給量を細かく設定することができる。
この方式によればトナーカートリッジの設置場所の制約が少ないため、画像形成装置内部のスペース配分に対し有利である。またトナーが適時補給できるため、現像装置に大きなトナー貯留スペースを設けなくてすみ、現像装置の小型化がはかれる。
As the developer supply means 435, for example, a uniaxial eccentric screw pump (common name: Mono pump) as shown in FIG. 5 can be used. As shown in FIG. 5, the MONO pump has a screw-shaped roller 435G eccentric using a rigid member such as a metal or a resin, a stator 435H having a two-screw inner shape with a rubber material, and both of these. It consists of a holder 435C containing a member, and one end of a developer supply / conveyance path 433, which is a tube, is attached to the developer container. When the roller 429A is rotated by the drive motor 435D, a suction pressure is generated in the pump, and the suction in the tube 433 is reduced. The developer in the storage container is transferred by the suction force, and the developing device is supplied from the supply port 435F. It becomes possible to supply in. Further, the replenishment amount of the developer can be set finely by controlling the rotation operation (time) to the roller 435G by the replenishment clutch 435E connected to the drive motor 435D.
According to this method, there are few restrictions on the installation location of the toner cartridge, which is advantageous for space allocation in the image forming apparatus. Further, since the toner can be replenished in a timely manner, it is not necessary to provide a large toner storage space in the developing device, and the developing device can be downsized.

キャリア補給手段435Bは開閉機構を備えており、例えば回転体に穴が取り付けられており、回転体の回転によりシャッターが開閉されて、その回転数によりキャリア補給量が制御されるようにすればよい。
また現像剤供給手段の他の形態としてはトナー収納容器432に予め所定量の未使用キャリアを混合させた状態で、トナー補給とともにキャリアが供給される方式でもよい。この場合には現像剤の補給はトナー補給動作により行われる。この方式の場合には収納容器が1つで済むことによる省スペース化や制御の簡便さなどがメリットとしてあげられる。
The carrier replenishing means 435B includes an opening / closing mechanism. For example, a hole is attached to the rotating body, and the shutter is opened and closed by the rotation of the rotating body, and the carrier replenishment amount is controlled by the number of rotations. .
As another form of the developer supply means, a system may be used in which a carrier is supplied together with toner replenishment in a state where a predetermined amount of unused carrier is mixed in the toner container 432 in advance. In this case, the developer is replenished by a toner replenishment operation. In the case of this method, advantages such as space saving and simple control due to the fact that only one storage container is required.

現像剤の補給制御を次に説明する。トナーおよびキャリア補給の制御を行うための構成図を図6に示す。トナーおよびキャリアの補給制御を行う制御部は色毎の現像装置に備えてあるトナー濃度センサ、現像装置の駆動時間を計測するタイマー、トナー補給手段、キャリア補給手段にそれぞれ接続されている。
制御部では、トナー濃度センサにより検出した現像装置内の現像剤のトナー濃度変化や画素カウント部によって検知された出力画像の面積率などの消費されたトナー量の情報から、現像装置内の現像剤が所定の目標トナー濃度になるように補給するトナー量が算出されて、トナー補給手段の例えばモーターの動作量などが決定される。モーターの動作量は、例えば図5の実施例においては補給クラッチの動作時間が制御されることで、補給量を可変にできる。一方、キャリア補給量は、プリント枚数や現像装置の駆動時間などから現像装置内での現像剤が循環した積算時間を検知してキャリアの劣化度を判断し、それに応じたキャリア補給量が算出されて、キャリア補給手段(例えばモーターの駆動時間やシャッターの開閉時間等)の動作量が決定される。
Next, developer replenishment control will be described. FIG. 6 shows a configuration diagram for controlling toner and carrier replenishment. Control units for controlling toner and carrier replenishment are respectively connected to a toner density sensor provided in the developing device for each color, a timer for measuring the driving time of the developing device, a toner replenishing unit, and a carrier replenishing unit.
In the control unit, the developer in the developing device is obtained from information on the consumed toner amount, such as the change in the toner concentration of the developer in the developing device detected by the toner concentration sensor and the area ratio of the output image detected by the pixel counting unit. The amount of toner to be replenished is calculated so that becomes a predetermined target toner concentration, and the operation amount of the motor of the toner replenishing means is determined. For example, in the embodiment shown in FIG. 5, the operation amount of the motor can be made variable by controlling the operation time of the supply clutch. On the other hand, the carrier replenishment amount is determined by detecting the accumulated time that the developer circulates in the developing device from the number of prints, the driving time of the developing device, etc., and judging the degree of carrier deterioration, and the carrier replenishing amount is calculated accordingly. Thus, the operation amount of the carrier replenishing means (for example, motor driving time, shutter opening / closing time, etc.) is determined.

以上をフローチャートで表したものが図7である。まずタイマーにより計測された現像装置の駆動時間の積算値が設定値に達したか否かを判断する。設定値に達した場合にはキャリア補給量が算出され、キャリア補給手段の動作量が設定される。次に現像装置内の現像剤のトナー濃度がトナー濃度センサによって監視されており、所定値を下回った場合にはトナー濃度が所定値になるようなトナー補給量が算出され、それに見合うトナー補給手段の動作量が設定される。設定された補給手段の動作量にて各補給手段が駆動されて、所定量のキャリアおよびトナーが現像装置内に補給される。 FIG. 7 is a flowchart showing the above. First, it is determined whether or not the integrated value of the driving time of the developing device measured by the timer has reached a set value. When the set value is reached, the carrier replenishment amount is calculated, and the operation amount of the carrier replenishing means is set. Next, the toner concentration of the developer in the developing device is monitored by a toner concentration sensor, and when the toner concentration falls below a predetermined value, a toner replenishing amount is calculated so that the toner concentration becomes a predetermined value, and a toner replenishing unit corresponding to the calculated amount. Is set. Each supply means is driven by the set operation amount of the supply means, and a predetermined amount of carrier and toner are supplied into the developing device.

次に現像剤排出手段440について図1および図2を用いて説明する。
現像剤排出手段440は内部に使用済み現像剤441を収納する排出剤収納容器442と、現像器から排出された現像剤を搬送する排出剤搬送路443とからなる。一方、現像装置には回収スクリュー404のある回収搬送路405の下流側の側面部において排出開口部451があり、ここからオーバーフローした現像剤が排出剤搬送路443を通して排出剤収納容器442に回収される。排出剤搬送路443は中空のチューブで内部に螺旋状のスクリュー部材を備えて容器442に搬送してもよいし、重力のみで剤を落下させて容器442に収納してもよい。また現像装置の排出開口部451は現像装置の回収部側面でもよいし、下部に開閉可能なシャッターをつけたものでもよい。また現像剤の交換量は供給と排出でほぼ等量にすることが望ましい。オーバーフロー方式であれば自動的に現像装置内で一定の現像剤量にでき、下部の開閉シャッターなどの場合には、供給量に応じて開閉時間を制御すればよい。以上の構成の現像剤供給手段と現像剤排出手段により未使用の現像剤の投入と劣化した現像剤の回収がなされて現像装置内の現像剤の一部が少しずつ交換されていく構成になっている。
Next, the developer discharging means 440 will be described with reference to FIGS.
The developer discharge means 440 includes a discharge agent storage container 442 for storing a used developer 441 and a discharge agent transport path 443 for transporting the developer discharged from the developing device. On the other hand, the developing device has a discharge opening 451 in the side surface on the downstream side of the recovery conveyance path 405 where the recovery screw 404 is provided, and the overflowed developer is recovered in the discharge agent storage container 442 through the discharge agent conveyance path 443. The The discharge agent conveyance path 443 may be a hollow tube having a spiral screw member therein and conveyed to the container 442, or the agent may be dropped only by gravity and stored in the container 442. Further, the discharge opening 451 of the developing device may be on the side surface of the collecting portion of the developing device, or may be provided with a shutter that can be opened and closed at the bottom. Further, it is desirable that the developer exchange amount is substantially equal between supply and discharge. In the overflow method, a constant developer amount can be automatically set in the developing device, and in the case of a lower opening / closing shutter, the opening / closing time may be controlled in accordance with the supply amount. With the developer supply means and developer discharge means having the above-described configuration, unused developer is charged and deteriorated developer is recovered, and a part of the developer in the developing device is gradually replaced. ing.

現像装置の他の実施構成について図8及び図9を用いて説明する。図8は、本発明の現像装置を示す図である。図9は、本発明の要部を示す図である。基本的な構成要素は図1と同様である。図1との差異は、現像ローラの下方にある各搬送路が、現像剤規制部材の近傍から供給搬送路409、回収搬送路405、攪拌搬送路407の順にほぼ水平に並設されていること、回収スクリュー404の両端にフィンが備えられていることである。現像装置内における現像剤の流れを図10を用いて説明する。各搬送路は図10に示すように回収搬送路405から攪拌搬送路407への受渡し部423、攪拌搬送路407から供給搬送路409への受渡し部424、供給搬送路409から回収搬送路405への受渡し部425において、それぞれ連結されている。点線は現像ローラ402から出入りする現像剤を、白抜き矢印は現像装置内で循環する現像剤を表し、矢印の大きさは現像剤量を表している。それぞれの連結部分の受渡し部には図9のようなフィンが取り付けられており、搬送軸に対して垂直方向に現像剤に力を加えて、図10の矢印方向に現像剤を次の搬送路へと受け渡すことができる。回収搬送路405には現像ローラ402から現像後の現像剤が流入し、その回収現像剤は下流に行くほど現像剤量を増加させながら搬送され、フィン410により攪拌搬送路407へ流入する。
一方、供給搬送路409では現像ローラ402へ一定量の現像剤を供給しつつ、現像剤量を減少させながら現像剤が搬送される。その余剰剤はフィン412により回収搬送路405上のフィン410に流入し、前述の回収剤と混合される。攪拌搬送路407では余剰剤と前記の回収現像剤および後述する補給された現像剤が合流して一定量の現像剤が搬送されてフィン411およびフィン415により供給搬送路409へ流入する、という現像剤循環となっている。
なお、現像ローラがある領域(画像形成領域)においては、供給搬送路409と攪拌搬送路407とは仕切り板414で、攪拌搬送路407と回収搬送路405とは仕切り板413で、それぞれ仕切られており、画像形成領域での現像剤の流入を阻止するようになっている。現像剤供給手段および現像剤排出手段については図1と同様である。
Another embodiment of the developing device will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a view showing a developing device of the present invention. FIG. 9 is a diagram showing a main part of the present invention. The basic components are the same as in FIG. The difference from FIG. 1 is that each conveyance path below the developing roller is arranged substantially horizontally in the order of the supply conveyance path 409, the collection conveyance path 405, and the stirring conveyance path 407 from the vicinity of the developer regulating member. The fins are provided at both ends of the recovery screw 404. The flow of the developer in the developing device will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 10, each conveyance path includes a delivery unit 423 from the collection conveyance path 405 to the agitation conveyance path 407, a delivery unit 424 from the agitation conveyance path 407 to the supply conveyance path 409, and a supply conveyance path 409 to the collection conveyance path 405. In the delivery part 425, each is connected. The dotted line represents the developer entering and exiting the developing roller 402, the white arrow represents the developer circulating in the developing device, and the size of the arrow represents the amount of developer. Fins as shown in FIG. 9 are attached to the delivery portions of the respective connecting portions, and a force is applied to the developer in the direction perpendicular to the transport axis, so that the developer is moved to the next transport path in the direction of the arrow in FIG. Can be passed to. Developer after development flows into the collection conveyance path 405 from the developing roller 402, and the collection developer is conveyed while increasing the developer amount as it goes downstream, and flows into the agitation conveyance path 407 through the fins 410.
On the other hand, in the supply conveyance path 409, the developer is conveyed while reducing the developer amount while supplying a constant amount of developer to the developing roller 402. The surplus agent flows into the fin 410 on the collection conveyance path 405 by the fin 412 and is mixed with the above-described collection agent. In the agitation transport path 407, the surplus agent, the recovered developer, and a replenished developer described later merge to transport a certain amount of developer and flow into the supply transport path 409 through the fins 411 and fins 415. It is a drug circulation.
In the area where the developing roller is present (image forming area), the supply conveyance path 409 and the agitation conveyance path 407 are separated by a partition plate 414, and the agitation conveyance path 407 and the collection conveyance path 405 are separated by a partition plate 413, respectively. Thus, the inflow of the developer in the image forming area is prevented. The developer supply means and the developer discharge means are the same as in FIG.

以下、本発明に係る実施の形態をまず構成、あとで作動を図により詳細に説明する。
図11は、本発明が適用される画像形成装置の内部の構成を示した略中央断面図である。図11に示す画像形成装置本体100の内部において、記録体搬送路40を境にして、上部には矢印方向に無端移動する第1像担持ベルト21を備えた第1像担持体ユニット20を、下部には矢印方向に無端移動する第2像担持ベルト31を備えた第2像担持体ユニット30が配備されている。第1像担持ベルト21の下部張架面には、4個の第1画像形成ユニット80Y、80C、80M、80Kが、第2像担持ベルト31の下部張架面には、4個の第2画像形成ユニット81Y、81C、81M、81Kが配備されている。これら第1、第2画像形成ユニットの番号に沿えたY、C、M、Kは、扱うトナーの色と対応させているもので、Yはイエロー、Cはシアン、Mはマゼンタ、Kはブラックを意味している。第1、第2画像形成ユニットに備えられ、第1像担持ベルト21と第2像担持ベルト31とともに回転する感光体1に対しても同じ意味あいでY、C、M、Kを沿えている。なお感光体1Yから1Kは同間隔で配置され、少なくとも画像形成時にはそれぞれ像担持ベルト21、31との張架部の一部と接触する。
Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described first in detail, and the operation will be described in detail later with reference to the drawings.
FIG. 11 is a schematic central sectional view showing the internal configuration of the image forming apparatus to which the present invention is applied. In the image forming apparatus main body 100 shown in FIG. 11, the first image carrier unit 20 including the first image carrier belt 21 that moves endlessly in the direction of the arrow with the recording material conveyance path 40 as a boundary, A second image carrier unit 30 having a second image carrier belt 31 that moves endlessly in the direction of the arrow is disposed at the bottom. Four first image forming units 80Y, 80C, 80M, and 80K are provided on the lower tension surface of the first image carrier belt 21, and four second image forming units 80Y, 80C, 80M, and 80K are provided on the lower tension surface of the second image carrier belt 31. Image forming units 81Y, 81C, 81M, and 81K are provided. Y, C, M, and K along the numbers of the first and second image forming units correspond to the colors of the toner to be handled. Y is yellow, C is cyan, M is magenta, and K is black. Means. Y, C, M, and K are also used in the same meaning with respect to the photoreceptor 1 provided in the first and second image forming units and rotating together with the first image carrying belt 21 and the second image carrying belt 31. . The photoreceptors 1Y to 1K are arranged at the same interval, and at least at the time of image formation, are in contact with a part of the stretched portion between the image bearing belts 21 and 31, respectively.

図12は、本発明が適用される画像形成装置の内部の構成を示した図である。図12において、画像形成装置100の動作時に、不図示の駆動源により、矢印方向に回転するよう回転可能に支持された円筒状の感光体1の周囲に、静電写真プロセスに従い帯電手段であるスコロトロンチャージャ2、露光装置3、現像装置4、転写装置5、クリーニング装置6、光除電装置Q等の作像部材が配置されている。なお図示しないが、電位センサや画像センサなどを配置しても良い。
感光体1は、例えば直径30乃至120mm程度のアルミニウム円筒表面に光導電性物質である有機感光層(OPC)を形成したものである。アモルファスシリコン(a−Si)層を形成した感光体も採用可能である。またベルト状の感光体も採用できる。クリーニング装置6は、クリーニングブラシ、クリーニングブレード、回収部材を備え、感光体表面に残留するトナー等の異物を除去、回収する。
露光装置3は、各色毎の画像データ対応の光を、帯電手段で一様に帯電済みの各感光体1の表面に走査し、静電潜像を形成する。図示例の露光装置3は、発光素子としてLED(発光ダイオード)アレイと結像素子からなる露光装置であるが、レーザ光源、ポリゴンミラー等を用い、形成すべき画像データに応じて変調したビーム光によるレーザスキャン方式の露光装置も採用できる。
帯電手段として、チャージャ2のほかに、感光体1の表面に接触させるタイプ、たとえば帯電ローラも採用できる。
本実施例の現像は、トナーとキャリヤからなる2成分現像剤を採用している現像方式である。負荷電の感光体1に対し露光装置3により各感光体1の表面に形成された色毎の静電潜像は、感光体の帯電極性と同極性(マイナス極性)の所定の色のトナーで現像され、顕像となる。いわゆる反転現像がおこなわれる。現像装置の構成の詳細説明については前述したとおりである。
FIG. 12 is a diagram showing an internal configuration of an image forming apparatus to which the present invention is applied. In FIG. 12, during operation of the image forming apparatus 100, charging means is provided around a cylindrical photosensitive member 1 rotatably supported so as to rotate in the direction of an arrow by a driving source (not shown) according to an electrophotographic process. Image forming members such as the scorotron charger 2, the exposure device 3, the developing device 4, the transfer device 5, the cleaning device 6, and the photostatic device Q are disposed. Although not shown, a potential sensor, an image sensor, or the like may be arranged.
The photoreceptor 1 is obtained by forming an organic photosensitive layer (OPC), which is a photoconductive substance, on an aluminum cylinder surface having a diameter of about 30 to 120 mm, for example. A photoconductor on which an amorphous silicon (a-Si) layer is formed can also be used. A belt-like photoreceptor can also be employed. The cleaning device 6 includes a cleaning brush, a cleaning blade, and a recovery member, and removes and recovers foreign matters such as toner remaining on the surface of the photoreceptor.
The exposure device 3 scans the light corresponding to the image data for each color on the surface of each photoreceptor 1 that has been uniformly charged by the charging means, and forms an electrostatic latent image. The exposure apparatus 3 in the illustrated example is an exposure apparatus that includes an LED (light emitting diode) array and an imaging element as light emitting elements, but uses a laser light source, a polygon mirror, etc., and beam light modulated according to image data to be formed. It is also possible to adopt a laser scanning type exposure apparatus.
In addition to the charger 2, a type that makes contact with the surface of the photoreceptor 1, such as a charging roller, can be used as the charging means.
The development in this embodiment is a development system that employs a two-component developer comprising a toner and a carrier. The electrostatic latent image for each color formed on the surface of each photoconductor 1 by the exposure device 3 with respect to the negatively charged photoconductor 1 is a toner of a predetermined color having the same polarity (negative polarity) as the charged polarity of the photoconductor. Developed to become a visible image. So-called reversal development is performed. The detailed description of the configuration of the developing device is as described above.

図11において、複数のローラ22、23、24、25、26、27等により支持されて矢印方向に走行する、像担持体としての第1像担持ベルト21が、第1の画像形成ユニット80Y乃至80Kにおける感光体1Y,1C,1M,1Kの上部に設けられている。この像担持ベルト21は無端状で、各感光体の現像工程後の一部が接触するように張架、配置されている。また第1像担持ベルト21の内周部には各感光体1Y,1C,1M,1Kに対向させて1次転写ローラ22が設けられている。
第1像担持ベルト21の外周部には、ローラ23に対向する位置にクリーニング装置20Aが設けられている。このクリーニング装置20Aは、像担持ベルト21の表面に残留する不要なトナーや、紙粉などの異物を拭い去る。
上記の像担持ベルト21に関連する部材は、第1像担持体ユニット20として一体的に構成してあり、画像形成装置100に対し着脱が可能となっている。
複数のローラ32、33、34、35、36、37等により支持されて矢印方向に走行する、像担持体としての第2像担持ベルト31が、第2の画像形成ユニット81Y乃至81Kにおける感光体1Y,1C,1M,1Kに接触して、設けられている。この像担持ベルト31は無端状で、各感光体の現像工程後の一部が接触するように張架、配置されている。像担持ベルト31の内周部には各感光体1Y,1C,1M,1Kに対向させて1次転写ローラ32が設けられている。
In FIG. 11, a first image carrying belt 21 as an image carrier that is supported by a plurality of rollers 22, 23, 24, 25, 26, 27, etc. and runs in the direction of the arrow is a first image forming unit 80Y to 80Y. It is provided above the photoconductors 1Y, 1C, 1M, and 1K at 80K. The image bearing belt 21 is endless, and is stretched and arranged so that a part of each photoconductor after the developing process comes into contact. Further, a primary transfer roller 22 is provided on the inner peripheral portion of the first image carrying belt 21 so as to face each of the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1K.
A cleaning device 20 </ b> A is provided on the outer periphery of the first image carrying belt 21 at a position facing the roller 23. The cleaning device 20 </ b> A wipes off unnecessary toner remaining on the surface of the image bearing belt 21 and foreign matters such as paper dust.
The members related to the image carrier belt 21 are integrally configured as the first image carrier unit 20 and can be attached to and detached from the image forming apparatus 100.
A second image carrier belt 31 as an image carrier that is supported by a plurality of rollers 32, 33, 34, 35, 36, 37, etc. and runs in the direction of the arrow is a photoconductor in the second image forming units 81Y to 81K. Provided in contact with 1Y, 1C, 1M, and 1K. The image carrying belt 31 is endless and is stretched and arranged so that a part of each photoconductor after the developing process comes into contact. A primary transfer roller 32 is provided on the inner peripheral portion of the image carrying belt 31 so as to face the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1K.

第2像担持ベルト31の外周部には、ローラ33に対向する位置にクリーニング装置30Aが設けられている。このクリーニング装置30Aは、像担持ベルトベルト31の表面に残留する不要なトナーや、紙粉などの異物を拭い去る。
上記の像担持ベルト31に関連する部材は、第2像担持体ユニット30として一体的に構成してあり、画像形成装置100に対し着脱が可能となっている。
さらに上記第1像担持ベルト21の外周で、支持ローラ24の近傍には、第1の2次転写ローラ41が設けてある。第1像担持ベルト21と2次転写ローラ41の間に記録媒体(以下用紙P)を通過させながら、第1の2次転写ローラ41にバイアスを印加することで第1像担持ベルト21が担持するトナーによる画像が用紙Pに転写される。
上記第2像担持ベルト31の外周で、支持ローラ35の近傍には、第2の2次転写手段である転写チャージャ42が設けてある。転写チャージャ42は公知のタイプで、タングステンや金の細い線を放電電極とし、ケーシングで保持し、放電電極に不図示の電源から転写電流が印加される。像担持ベルト31と転写チャージャ42の間に用紙Pを通過させながら、転写電流を印加することで第2像担持ベルト31が担持するトナーによる画像が用紙Pに転写される。上記転写ローラ41と転写チャージャ42に印加される転写電流の極性は、ともにトナーの極性と逆のプラス極性である。
A cleaning device 30 </ b> A is provided on the outer periphery of the second image carrying belt 31 at a position facing the roller 33. The cleaning device 30 </ b> A wipes away unnecessary toner remaining on the surface of the image bearing belt 31 and foreign matters such as paper dust.
The members related to the image carrier belt 31 are integrally configured as the second image carrier unit 30 and can be attached to and detached from the image forming apparatus 100.
Further, a first secondary transfer roller 41 is provided in the vicinity of the support roller 24 on the outer periphery of the first image carrying belt 21. The first image carrying belt 21 is carried by applying a bias to the first secondary transfer roller 41 while passing a recording medium (hereinafter referred to as paper P) between the first image carrying belt 21 and the secondary transfer roller 41. The toner image is transferred onto the paper P.
A transfer charger 42 as a second secondary transfer unit is provided on the outer periphery of the second image bearing belt 31 and in the vicinity of the support roller 35. The transfer charger 42 is a known type, and a thin wire of tungsten or gold is used as a discharge electrode, held by a casing, and a transfer current is applied to the discharge electrode from a power source (not shown). By applying a transfer current while passing the paper P between the image carrying belt 31 and the transfer charger 42, an image formed by the toner carried by the second image carrying belt 31 is transferred onto the paper P. The polarity of the transfer current applied to the transfer roller 41 and the transfer charger 42 is a positive polarity opposite to the polarity of the toner.

画像形成装置100の右側には用紙を供給可能に収納した給紙装置43が配備されており、確実に一枚だけが複数の搬送ローラ対により記録体搬送経路40に送られる。
記録体搬送路40の延長上に、前記第2の転写ステーションを通過した用紙を、記録体の搬送方向下流に備えた定着装置60における定着ニップまで、平面状態を保って搬送させるための、記録体移送手段50を備えている。記録体移送手段50は、矢印方向に無端移動する搬送ベルト51を支持するローラを有し、搬送ベルト51の外側には、ローラ55に対向させてクリーニング装置50A,ローラ56に対向させて記録体Pを吸着させるための吸着用チャージャ57、ローラ54に対向させて除電・分離チャージャ58を備えている。
未定着のトナー画像と接触しながら記録体Pとともに移動する搬送ベルト51は、前記吸着用チャージャ57により、トナーの極性と同極性のマイナス帯電が施される。搬送ベルト51として、金属ベルト、ポリイミドベルト、ポリアミドベルトなどが採用できる。表面にトナーとの離型性を与えるとともに、帯電可能の抵抗値を備える。このベルト51の走行速度は、定着装置における記録体の走行速度と合わせてある。
On the right side of the image forming apparatus 100, a paper feeding device 43 that accommodates paper is provided, and only one sheet is reliably sent to the recording material conveyance path 40 by a plurality of conveyance roller pairs.
A recording for transporting the sheet that has passed through the second transfer station on the extension of the recording medium conveyance path 40 to the fixing nip in the fixing device 60 provided downstream in the conveyance direction of the recording medium while maintaining a flat state. Body transport means 50 is provided. The recording medium transport means 50 has a roller for supporting the conveying belt 51 that moves endlessly in the direction of the arrow. On the outside of the conveying belt 51, the recording medium is opposed to the roller 55 and facing the cleaning device 50A and the roller 56. An electrostatic charger / separator charger 58 is provided so as to oppose the adsorption charger 57 for adsorbing P and the roller 54.
The conveyance belt 51 that moves together with the recording medium P in contact with the unfixed toner image is negatively charged by the suction charger 57 with the same polarity as the polarity of the toner. As the conveyance belt 51, a metal belt, a polyimide belt, a polyamide belt, or the like can be employed. The surface is provided with releasability from the toner and has a chargeable resistance value. The traveling speed of the belt 51 is matched with the traveling speed of the recording medium in the fixing device.

記録体搬送手段50の用紙搬送方向下流側には、加熱手段を有する定着装置60が設けられている。ローラ内部にヒータを備えるタイプ、加熱されるベルトを走行させるベルト定着装置、また加熱の方式に誘導加熱を採用した定着装置などが採用できる。用紙両面の画像の色合い、光沢度を同じにするため、定着ローラ、定着ベルトの材質、硬度、表面性などを上下同等にしてある。また、フルカラーとモノクロ画像、あるいは片面か両面かにより定着条件を制御したり、用紙の種類に応じて最適な定着条件となるよう、不図示の制御手段により制御される。定着の終了した用紙を冷却し、不安定なトナーの状態を早期に安定させるため、冷却機能を有した冷却ローラ対70を定着後の搬送路に備えている。放熱部を有するヒートパイプ構造のローラが採用できる。冷却された用紙は、排紙ローラ対71により、画像形成装置100の左側に設けた排紙スタック部75に排紙、スタックさせる。この排紙スタック部は、大量の用紙をスタック可能にするため、不図示のエレベータ機構により、スタックレベルに応じて、受け部材が上下する機構を採用している。
なお排紙スタック部75を通過させ、別の後処理装置に向けて用紙を搬送させることもできる。別の後処理装置としては、穴あけ、断裁、折、綴じなど製本のための装置である。
A fixing device 60 having a heating unit is provided on the downstream side of the recording material transport unit 50 in the paper transport direction. A type having a heater inside the roller, a belt fixing device that runs a heated belt, a fixing device that employs induction heating as a heating method, and the like can be employed. In order to make the color and glossiness of the images on both sides of the paper the same, the material, hardness, surface properties, etc. of the fixing roller and fixing belt are made equal. Further, the fixing condition is controlled by a full-color and monochrome image, or single-sided or double-sided, or is controlled by a control unit (not shown) so as to obtain an optimal fixing condition according to the type of paper. A cooling roller pair 70 having a cooling function is provided in the conveyance path after fixing in order to cool the sheet after fixing and stabilize the unstable toner state at an early stage. A heat pipe structure roller having a heat radiating portion can be employed. The cooled sheet is discharged and stacked by a discharge roller pair 71 on a discharge stack unit 75 provided on the left side of the image forming apparatus 100. The discharge stacking unit employs a mechanism in which a receiving member moves up and down according to a stack level by an elevator mechanism (not shown) so that a large amount of sheets can be stacked.
It is also possible to pass the paper through the paper discharge stack unit 75 and transport the paper toward another post-processing apparatus. Another post-processing apparatus is an apparatus for bookbinding such as punching, cutting, folding, and binding.

未使用のトナーが収納された各色のカートリッジ86Y,86C,86M、86Kと、未使用のキャリアが収納されたカートリッジ87が、着脱可能に収納空間85に収納される。不図示の現像剤搬送手段により、各現像装置に必要に応じ現像剤を供給するようになっている。本実施例の構成は、上下に配された画像形成ユニット80、81に対し、カートリッジは共通にしているが、別々にすることもできる。消耗の多いブラックトナー用のカートリッジ86Kを、特に大容量としておくことも可能である。この収納空間85は、画像形成装置上面で操作方向から見て奥側にあって、画像形成装置上面の手前側は平面部分が確保されているため、作業台として利用できる。 Each color cartridge 86Y, 86C, 86M, 86K storing unused toner and a cartridge 87 storing unused carrier are detachably stored in the storage space 85. A developer conveying means (not shown) supplies the developer to each developing device as necessary. In the configuration of this embodiment, the cartridge is common to the image forming units 80 and 81 arranged above and below, but they can be separated. The black toner cartridge 86K that is highly consumed can have a particularly large capacity. This storage space 85 is on the back side when viewed from the operation direction on the upper surface of the image forming apparatus, and a plane portion is secured on the front side of the upper surface of the image forming apparatus, so that it can be used as a work table.

上記の構成において、用紙Pの片面にフルカラー画像を形成する片面記録時の動作について説明する。
片面記録の方法は基本的に2種類あって、選択が可能となっている。2種類のうちの一つは、第1の像担持ベルト21に担持させた画像を用紙の片面に直接転写する方法であり、他の方法は、第2の像担持ベルト31に担持させた画像を用紙の片面に直接転写する方法である。本実施の形態では画像形成装置100の構成から、第1の像担持ベルト21に担持させた画像を用紙の片面に直接転写する場合には、画像が用紙の上面に、第2の像担持ベルト31に担持させた画像を用紙の片面に直接転写する場合には、画像が用紙の下面に形成される。記録するべきデータが複数の頁になるケースでは、排紙スタック部75上で頁が揃うように作像順序を制御するのが好都合である。
An operation during single-sided recording in which a full-color image is formed on one side of the paper P in the above configuration will be described.
There are basically two types of single-sided recording methods that can be selected. One of the two types is a method of directly transferring an image carried on the first image carrying belt 21 to one side of the paper, and the other method is an image carried on the second image carrying belt 31. Is directly transferred onto one side of the paper. In the present embodiment, because of the configuration of the image forming apparatus 100, when an image carried on the first image carrying belt 21 is directly transferred to one side of the paper, the image is placed on the upper surface of the paper and the second image carrying belt. When the image carried on 31 is directly transferred to one side of the paper, the image is formed on the lower surface of the paper. In the case where the data to be recorded is a plurality of pages, it is convenient to control the image forming order so that the pages are aligned on the paper discharge stack unit 75.

最後の頁の画像データから順に記録して頁順を揃わせるよう、第1の像担持ベルト21に画像を担持させた後、用紙に転写させる方法について説明する。
画像形成装置100を稼動させると、第1の像担持ベルト21と第1の画像形成ユニット80Y乃至80Kにおける感光体1Y,1C、1M,1Kが回動する。同時に第2の像担持ベルト31が回動するが、第2の画像形成ユニット81Y乃至81Kにおける感光体1Y,1C、1M,1Kは第2の像担持ベルト31と離間されるとともに不回転状態にされる。まず、画像形成ユニット80Yによる画像形成から開始される。LED(発光ダイオード)アレイと結像素子からなる露光装置の作動により、LEDから出射されたイエロー用の画像データ対応の光が、帯電装置により一様帯電された感光体1Yの表面に照射されて静電潜像が形成される。
静電潜像は現像ローラによりイエロートナーで現像され、可視像となり、1次転写ローラ22の転写作用により感光体1Yと同期して移動する第1像担持ベルト21上に静電的に1次転写される。このような潜像形成、現像、1次転写動作が感光体1C,1M,1K側でもタイミングをとって順次同様に行われる。
この結果、第1像担持ベルト21上には、イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各色トナー画像が、順次重なり合ったフルカラートナー画像として担持され、第1像担持ベルト21とともに矢印の方向に移動される。
An explanation will be given of a method in which an image is carried on the first image carrying belt 21 and then transferred to a sheet so that the pages are arranged in order from the image data of the last page.
When the image forming apparatus 100 is operated, the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1K in the first image carrying belt 21 and the first image forming units 80Y to 80K rotate. At the same time, the second image carrier belt 31 rotates. However, the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1K in the second image forming units 81Y to 81K are separated from the second image carrier belt 31 and are not rotated. Is done. First, image formation by the image forming unit 80Y is started. By the operation of an exposure device comprising an LED (light emitting diode) array and an imaging element, light corresponding to image data for yellow emitted from the LED is irradiated onto the surface of the photoreceptor 1Y uniformly charged by the charging device. An electrostatic latent image is formed.
The electrostatic latent image is developed with yellow toner by the developing roller, becomes a visible image, and electrostatically 1 on the first image carrying belt 21 that moves in synchronization with the photoreceptor 1Y by the transfer action of the primary transfer roller 22. Next transferred. Such latent image formation, development, and primary transfer operations are sequentially performed in the same manner on the photosensitive members 1C, 1M, and 1K.
As a result, yellow, cyan, magenta, and black toner images are carried on the first image carrying belt 21 as sequentially overlapping full-color toner images, and are moved in the direction of the arrow together with the first image carrying belt 21. .

同時に給紙装置43のなかの給紙トレイあるいは給紙カセットから、記録に使われる用紙Pがその供給のための給紙・分離手段の一つにより繰り出され、搬送ローラ対44により記録体搬送路40に搬送される。用紙の先端がレジストローラ対45に咥えられない前に、ジョガーが用紙の搬送方向に対し両方の横方向から、用紙の両辺を押すように作動し、用紙横方向の位置整合がはかられる。レジストローラ対45は静止しており、用紙の先端はレジストローラ対45のニップに入り込んだ状態で静止するが、第1像担持ベルト21上の画像との位置が正規なものとなるよう、タイミングをとってレジストローラ対45が回転し、用紙を転写領域に搬送する。
第1像担持ベルト21上のこのフルカラートナー画像は、第1像担持ベルト21と同期して搬送される用紙Pの上面に、2次転写ローラ41による転写作用を受けて転写される。2次転写ローラ41に与えられるバイアスは、トナーの帯電極性と逆のプラス極性である。
その後、第1像担持ベルト21の表面が、ベルトクリーニング装置20Aによりクリーニングされる。また1次転写を終了した第1の画像形成ユニット80Y乃至80Kにおける感光体1Y,1C、1M,1Kの表面に残留するトナー等の異物はクリーニング装置6のクリーニングブラシ6a、クリーニングブレード6bにより、各感光体の表面から除去される。各感光体の表面は除電装置Qによる残留電位の除電作用がおこなわれて次の作像・転写工程に備える。除去されたトナー等の異物は、回収手段6cにより、回収部88に送られる。
なおセンサは、感光体表面の露光後の表面電位と、現像工程後の感光体表面に付着しているトナーの濃度が適切なものであるかを検知し、適宜作像条件の設定、制御のために不図示の制御手段に情報を出す。
At the same time, the paper P used for recording is fed out from a paper feed tray or a paper cassette in the paper feed device 43 by one of the paper feed / separation means for supplying the paper P, and a recording material transport path by a transport roller pair 44 40. Before the leading edge of the paper is picked up by the registration roller pair 45, the jogger operates to push both sides of the paper from both sides with respect to the paper conveyance direction, and the paper is aligned in the horizontal direction. . The registration roller pair 45 is stationary, and the leading edge of the sheet is stationary while entering the nip of the registration roller pair 45, but the timing is set so that the position with the image on the first image carrier belt 21 is normal. Then, the registration roller pair 45 is rotated to convey the sheet to the transfer area.
The full-color toner image on the first image carrying belt 21 is transferred to the upper surface of the paper P conveyed in synchronization with the first image carrying belt 21 by receiving a transfer action by the secondary transfer roller 41. The bias applied to the secondary transfer roller 41 has a positive polarity opposite to the toner charging polarity.
Thereafter, the surface of the first image carrying belt 21 is cleaned by the belt cleaning device 20A. Further, foreign matters such as toner remaining on the surfaces of the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1K in the first image forming units 80Y to 80K that have finished the primary transfer are removed by the cleaning brush 6a and the cleaning blade 6b of the cleaning device 6, respectively. It is removed from the surface of the photoreceptor. The surface of each photoconductor is neutralized by a residual potential by the static eliminator Q to prepare for the next image formation / transfer process. The removed foreign matter such as toner is sent to the collection unit 88 by the collection unit 6c.
The sensor detects whether the surface potential of the photosensitive member surface after exposure and the density of the toner adhering to the photosensitive member surface after the development process are appropriate, and appropriately sets and controls image forming conditions. Therefore, information is output to a control means (not shown).

像担持ベルト21に重ねられて担持されていたトナー画像が転写された用紙Pは、搬送装置50の搬送ベルト51により定着装置60に向け移送される。用紙Pを確実に搬送ベルト51とともに移送できるよう、あらかじめ搬送ベルト51の表面を、用紙の吸着用チャージャ57により帯電する。用紙Pが搬送ベルト51から分離され、確実に定着装置60に送られるよう、除電・分離チャージャ58が作動する。
用紙P上に重ねられていた各色のトナーが定着装置60の熱による定着作用を受け、溶融、混色されて完全にカラー画像となる。用紙の片面(上面)だけにトナーを有しているので、両面にトナーを有している両面記録時に比べ、定着に要する熱エネルギーは少なくて済む。不図示の制御手段が画像に応じて定着装置の使用する電力を最適に制御する。定着されたトナーも用紙上で完全に固着するまでは、搬送路のガイド部材等にこすられ、画像が欠落したり、乱れたりする。この不具合を防止するため、冷却手段である冷却ローラ対70が作動し、トナーと用紙を冷却する。その後、排紙ローラ71により排紙スタック部75に、画像面が上向きとなって排紙される。排紙スタック部75では若い頁の記録物が順次上に重ねられるようにスタックされるよう、作像順序がプログラムされているので、頁順が揃う。排紙スタック部75は、排紙される用紙の増加に従って、下降するので、用紙は整然と確実にスタックでき、頁順が乱れることがない。記録済みの用紙を排紙スタック部75に直接スタックする代わりに、穴あけ加工処理を実施するとか、ソータ、コレータや綴じ装置や折り装置など後処理装置に搬送することもできる。
用紙Pの片面に画像を形成させる他の方法では、第1の画像形成ユニット80Y乃至80Kにおける画像の形成をおこなわないようにするのと、頁揃えのために若い頁の画像データから順に像形成をさせる点が異なるが、基本的には上記の片面記録の工程と同じである。
The paper P onto which the toner image that has been superposed and carried on the image carrying belt 21 is transferred is transferred toward the fixing device 60 by the carrying belt 51 of the carrying device 50. The surface of the conveyance belt 51 is charged in advance by a sheet adsorption charger 57 so that the sheet P can be reliably transferred together with the conveyance belt 51. The neutralization / separation charger 58 operates so that the paper P is separated from the transport belt 51 and is reliably sent to the fixing device 60.
The toners of the respective colors superimposed on the paper P are subjected to the fixing action by the heat of the fixing device 60, and are melted and mixed to completely form a color image. Since toner is contained only on one side (upper surface) of the paper, less heat energy is required for fixing compared to double-sided recording with toner on both sides. A control means (not shown) optimally controls the power used by the fixing device according to the image. Until the fixed toner is completely fixed on the paper, it is rubbed by a guide member or the like on the conveyance path, and an image is lost or distorted. In order to prevent this problem, the cooling roller pair 70, which is a cooling means, operates to cool the toner and the paper. Thereafter, the paper is discharged by the paper discharge roller 71 onto the paper discharge stack 75 with the image surface facing upward. In the paper discharge stack section 75, the image forming order is programmed so that the recorded matter of the young pages is stacked so as to be sequentially stacked on top, so the page order is aligned. Since the paper discharge stack unit 75 is lowered as the number of discharged paper sheets increases, the paper sheets can be stacked in an orderly and reliable manner, and the page order is not disturbed. Instead of directly stacking the recorded paper on the paper discharge stack section 75, a punching process can be performed, or the paper can be conveyed to a post-processing device such as a sorter, a collator, a binding device, or a folding device.
In another method for forming an image on one side of the paper P, image formation is not performed in the first image forming units 80Y to 80K, and image formation is performed in order from image data of young pages for page alignment. However, it is basically the same as the one-side recording process described above.

つぎに用紙Pの両面に画像を形成する両面記録時の動作について説明する。画像形成装置に開始信号が入力されると、上記、片面記録の動作で説明した第1の画像形成ユニット80Y、80C、80M、80Kで順次形成する各色ごとの画像を、第1像担持ベルト21に順次1次転写させ、第1の画像として担持させる工程とほぼ平行して、第2の画像形成ユニット81Y、81C、81M、81Kで順次形成する各色ごとの画像を第2像担持ベルト31に順次1次転写させ、第2の画像として担持させる工程がおこなわれる。図11に示す構成なので、上記第1の画像と第2の画像が、用紙の搬送方向先端で位置的に合致するためには、第1の画像の形成開始より遅れて第2の画像の形成が開始される。また用紙はレジストローラ対45で静止と再送がおこなわれるので、その時間も見込んで給紙され、ジョガーで整合される。レジストローラ対45は、タイミングをとって用紙を第1の2次転写手段である転写ローラ41と第1像担持ベルト21で構成された第1転写ステーションに搬送する。転写ローラ41にプラス極性の転写電流が印加され、第1像担持ベルトから用紙Pの片面(図では上面)に画像が転写される。
このようにして片面に画像を有した用紙Pは、転写ローラ46の搬送作用により、引き続き第2の2次転写手段たる転写チャージャ42のある第2転写ステーションに送られる。そしてチャージャにプラス極性の転写電流が印加されることにより、第2像担持ベルト31にあらかじめ担持されているフルカラーの第2の画像が、一括して用紙Pの下面に転写される。
Next, the operation during double-sided recording in which images are formed on both sides of the paper P will be described. When a start signal is input to the image forming apparatus, the first image carrying belt 21 displays an image for each color sequentially formed by the first image forming units 80Y, 80C, 80M, and 80K described in the single-sided recording operation. The image for each color sequentially formed by the second image forming units 81Y, 81C, 81M, 81K is applied to the second image carrier belt 31 substantially in parallel with the step of carrying out the primary transfer sequentially and carrying it as the first image. A step of sequentially performing primary transfer and carrying as a second image is performed. With the configuration shown in FIG. 11, in order for the first image and the second image to coincide with each other at the leading edge in the sheet conveyance direction, the formation of the second image is delayed from the start of the formation of the first image. Is started. Further, since the sheet is stopped and retransmitted by the registration roller pair 45, the sheet is fed in consideration of the time and aligned by the jogger. The registration roller pair 45 transports the sheet to a first transfer station constituted by a transfer roller 41 as a first secondary transfer unit and a first image carrying belt 21 at a timing. A positive polarity transfer current is applied to the transfer roller 41, and the image is transferred from the first image carrying belt to one side (upper surface in the drawing) of the paper P.
Thus, the sheet P having an image on one side is continuously sent to the second transfer station having the transfer charger 42 as the second secondary transfer means by the transfer action of the transfer roller 46. Then, by applying a positive transfer current to the charger, the full-color second image previously carried on the second image carrying belt 31 is transferred onto the lower surface of the paper P at a time.

このようにして両面にフルカラートナー像が転写された用紙Pは、搬送ベルト51により定着装置60へと移送される。吸着用チャージャにより、搬送ベルト51の表面はトナーの極性と同じマイナス極性で帯電される。用紙下面の未定着のトナーがベルトに移らないようにしている。除電・分離チャージャ58には、交流が印加され、用紙はベルト51から分離され、定着装置60へと移送される。定着装置60の熱による定着処理を受け、用紙の両面のトナー画像が溶融、混合される。用紙は引き続いて冷却ローラ対を通過し、排紙ローラ71により排紙スタック部75上に排紙される。
複数の頁の用紙に両面記録する場合、若い頁の画像が下面となって排紙スタック部75にスタックされるように作像順序を制御すると、そこから取り出し、上下面を逆にしたとき記録物は上から順に1頁、その裏に2頁、2枚目が3頁、その裏が4頁となり頁順が揃う。このような作像順序の制御や、定着装置に入力する電力を片面記録時より増やすなどの制御は、制御手段(不図示)により実行される。
片面記録、両面記録動作に関して、フルカラー記録を実行させる例で説明したが、ブラックトナーだけによるモノクロ記録も可能である。
The paper P on which the full color toner images are transferred on both sides in this way is transported to the fixing device 60 by the transport belt 51. The surface of the transport belt 51 is charged with the same negative polarity as the polarity of the toner by the suction charger. The unfixed toner on the lower surface of the paper is prevented from transferring to the belt. An alternating current is applied to the charge removal / separation charger 58, and the sheet is separated from the belt 51 and transferred to the fixing device 60. The toner images on both sides of the sheet are melted and mixed in response to a fixing process by heat of the fixing device 60. The sheet subsequently passes through the cooling roller pair and is discharged onto the discharge stack unit 75 by the discharge roller 71.
When double-sided recording is performed on a plurality of pages of paper, the image formation order is controlled so that the image of a young page becomes the bottom surface and is stacked on the paper discharge stack unit 75. The order of the pages is 1 page in order from the top, 2 pages on the back, 3 pages on the second sheet, and 4 pages on the back. Such control of image forming sequence and control such as increasing the power input to the fixing device compared to the one-side recording are executed by a control means (not shown).
As for the single-sided recording and the double-sided recording operation, an example in which full-color recording is executed has been described, but monochrome recording using only black toner is also possible.

次に実施の他の形態について図13に示す。図13は、タンデム型の画像形成装置の内部の構成を示した図である。これは前述の図11に対して通常の片面のみを一度に作像するカラー方式である、タンデム構成である。概略構成を以下に示す。
図13のカラー画像形成装置は、各色毎のプロセスカートリッジが直列に配置された構成になっている。各色毎のプロセスカートリッジは、図12のように感光体1を中心に帯電装置2、露光装置3、現像装置4、クリーニング装置6等から構成される。また各プロセスカートリッジの感光体に対し、中間転写装置5が配置されており、その他に、用紙搬送部48、紙転写装置49、定着装置60などを備えている。本発明においては、上述の感光体1、帯電装置2、現像装置4及びクリ−ニング装置6等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカ−トリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカ−トリッジを複写機やプリンタ−等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成する。
これらの作像動作は前述の図11において裏面(第二面)の作像がないだけである。
Next, another embodiment is shown in FIG. FIG. 13 is a diagram illustrating an internal configuration of a tandem type image forming apparatus. This is a tandem configuration, which is a color system that forms an image on only one side at a time with respect to FIG. A schematic configuration is shown below.
The color image forming apparatus of FIG. 13 has a configuration in which process cartridges for respective colors are arranged in series. As shown in FIG. 12, the process cartridge for each color includes a charging device 2, an exposure device 3, a developing device 4, a cleaning device 6 and the like centering on the photosensitive member 1. In addition, an intermediate transfer device 5 is arranged for the photosensitive member of each process cartridge, and in addition, a paper transport unit 48, a paper transfer device 49, a fixing device 60 and the like are provided. In the present invention, a plurality of components such as the photosensitive member 1, the charging device 2, the developing device 4, and the cleaning device 6 described above are integrally coupled as a process cartridge, and this process is performed. The cartridge is configured to be detachable from a main body of an image forming apparatus such as a copying machine or a printer.
These image forming operations are merely the absence of image formation on the back surface (second surface) in FIG. 11 described above.

次に本発明に用いられる現像剤の特性について説明する。
キャリアについては、体積平均粒径が20乃至60μmが好ましい。平均粒径が60μm以下の小粒径のキャリアを用いることで、現像能力を低下させることなく、くみあげ量を低減することができ、現像装置内で循環する現像剤量を低減することができる。特にストレスのかかる現像剤規制部材を通過する現像剤量が少なくなることから、長寿命化に寄与する。またキャリアの低容量化がなされるため、キャリア貯蔵部等の装置の小型化が図れる。さらには現像領域における磁気ブラシがより緻密になるために高画質化や画質の安定性が達成される。なおキャリアの平均粒径が60μmより大きいと現像剤循環部でオーバーフローがおきやすくなり、安定な剤循環が行えない。また20μmより小さいと感光体にキャリアが付着したり、現像器からキャリアが飛散しやすくなるという不具合が発生する。
キャリアの平均粒径測定については、マイクロトラック粒度分析計(日機装株式会社)のSRAタイプを使用し、0.7[μm]以上、125[μm]以下のレンジ設定で行うことができる。
Next, the characteristics of the developer used in the present invention will be described.
The carrier preferably has a volume average particle size of 20 to 60 μm. By using a carrier having a small particle diameter having an average particle diameter of 60 μm or less, the amount of pumping can be reduced without reducing the developing ability, and the amount of developer circulating in the developing device can be reduced. In particular, since the amount of developer passing through the stress-regulating developer regulating member is reduced, it contributes to a longer life. In addition, since the capacity of the carrier is reduced, it is possible to reduce the size of the device such as the carrier storage unit. Furthermore, since the magnetic brush in the development area becomes denser, high image quality and stable image quality are achieved. If the average particle size of the carrier is larger than 60 μm, overflow tends to occur in the developer circulation portion, and stable agent circulation cannot be performed. On the other hand, if it is smaller than 20 μm, the carrier adheres to the photoreceptor or the carrier is likely to be scattered from the developing device.
The average particle size of the carrier can be measured using a SRA type of a Microtrac particle size analyzer (Nikkiso Co., Ltd.) with a range setting of 0.7 [μm] or more and 125 [μm] or less.

次にトナー特性について説明する。粒径について、トナーの体積平均粒径は3乃至8μmが好ましい。粒径が小さくかつ粒径分布のシャープなトナーを用いることで、トナー粒子間の間隙が小さくなるため、色再現性を損なうことなくトナーの必要付着量を低減することができる。よって現像における濃度変動を小さくすることができる。また600dpi以上の微小なドット画像の安定再現性が向上し、長期間安定した高画質を得ることができる。一方、体積平均粒径(D4)が3μm未満では、転写効率の低下、ブレードクリーニング性の低下といった現象が発生しやすい。体積平均粒径(D4)が8μmを超えると、画像のパイルハイトが大きくなり、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しい。また、同時に重量平均粒径(D4)と個数平均粒径(D1)との比(D4/D1)は1.00乃至1.30の範囲にあることが好ましい。(D4/D1)が1.00に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。 Next, toner characteristics will be described. Regarding the particle size, the volume average particle size of the toner is preferably 3 to 8 μm. By using a toner having a small particle size and a sharp particle size distribution, the gap between the toner particles is reduced, so that the necessary amount of toner can be reduced without impairing the color reproducibility. Therefore, density fluctuation in development can be reduced. Further, the stable reproducibility of a minute dot image of 600 dpi or more is improved, and a stable high image quality can be obtained for a long time. On the other hand, when the volume average particle diameter (D4) is less than 3 μm, phenomena such as a decrease in transfer efficiency and a decrease in blade cleaning properties tend to occur. When the volume average particle diameter (D4) exceeds 8 μm, the pile height of the image becomes large and it is difficult to suppress scattering of characters and lines. At the same time, the ratio (D4 / D1) of the weight average particle diameter (D4) to the number average particle diameter (D1) is preferably in the range of 1.00 to 1.30. The closer (D4 / D1) is to 1.00, the sharper the particle size distribution. With such a toner having a small particle size and a narrow particle size distribution, the toner charge amount distribution is uniform, a high-quality image with little background fogging can be obtained, and the electrostatic transfer method has a high transfer rate. can do.

次に、トナー粒子の粒度分布の測定方法について説明する。
コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターTA−IIやコールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)があげられる。以下に測定方法について述べる。
まず、電解水溶液100乃至150mL中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1乃至5mL加える。ここで、電解液とは1級塩化ナトリウムを用いて約1%NaCl水溶液を調製したもので、例えばISOTON−II(コールター社製)が使用できる。ここで、更に測定試料を2乃至20mg加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1乃至3分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの重量平均粒径(D4)、個数平均粒径(D1)を求めることができる。
Next, a method for measuring the particle size distribution of toner particles will be described.
Examples of the measuring device for the particle size distribution of toner particles by the Coulter counter method include Coulter Counter TA-II and Coulter Multisizer II (both manufactured by Coulter). The measurement method is described below.
First, 0.1 to 5 mL of a surfactant (preferably alkylbenzene sulfonate) is added as a dispersant to 100 to 150 mL of the electrolytic aqueous solution. Here, the electrolytic solution is a solution prepared by preparing a 1% NaCl aqueous solution using primary sodium chloride. For example, ISOTON-II (manufactured by Coulter) can be used. Here, 2 to 20 mg of a measurement sample is further added. The electrolytic solution in which the sample is suspended is subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and the measurement device is used to measure the volume and number of toner particles or toner using a 100 μm aperture as an aperture. Volume distribution and number distribution are calculated. From the obtained distribution, the weight average particle diameter (D4) and the number average particle diameter (D1) of the toner can be obtained.

チャンネルとしては、2.00〜2.52μm未満;2.52〜3.17μm未満;3.17〜4.00μm未満;4.00〜5.04μm未満;5.04〜6.35μm未満;6.35〜8.00μm未満;8.00〜10.08μm未満;10.08〜12.70μm未満;12.70〜16.00μm未満;16.00〜20.20μm未満;20.20〜25.40μm未満;25.40〜32.00μm未満;32.00〜40.30μm未満の13チャンネルを使用し、粒径2.00μm以上乃至40.30μm未満の粒子を対象とする。 As channels, 2.00 to less than 2.52 μm; 2.52 to less than 3.17 μm; 3.17 to less than 4.00 μm; 4.00 to less than 5.04 μm; 5.04 to less than 6.35 μm; 6 Less than 35 to 8.00 μm; less than 8.00 to less than 10.08 μm; less than 10.08 to less than 12.70 μm; less than 12.70 to less than 16.00 μm; less than 16.00 to less than 20.20 μm; Uses 13 channels of less than 40 μm; 25.40 to less than 32.00 μm; 32.00 to less than 40.30 μm, and targets particles having a particle size of 2.00 μm to less than 40.30 μm.

トナーの形状係数SF−1は100乃至180、形状係数SF−2は100乃至180の範囲にあることが好ましい。図14、図15は、形状係数SF−1、形状係数SF−2を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数SF−1は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式(1)で表される。トナーを2次元平面に投影してできる形状の最大長MXLNGの二乗を図形面積AREAで除して、100π/4を乗じた値である。
SF−1={(MXLNG)/AREA}×(100π/4) ・・・式(1)
SF−1の値が100の場合トナーの形状は真球となり、SF−1の値が大きくなるほど不定形になる。
また、形状係数SF−2は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式(2)で表される。トナーを2次元平面に投影してできる図形の周長PERIの二乗を図形面積AREAで除して、100/4πを乗じた値である。
SF−2={(PERI)/AREA}×(100/4π) ・・・式(2)
SF−2の値が100の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、SF−2の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡(S−800:日立製作所製)でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置(LUSEX3:ニレコ社製)に導入して解析して計算した。
トナーの形状が球形に近くなると、トナー間の接触状態が点接触となるためにトナー同士の吸着力は弱まりしたがって流動性が高くなる。ゆえに剤の循環性が向上するため、ストレスが小さくなり、長期的に安定した一方向循環を行うことが可能となる。また、トナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなり高画質化に寄与する。一方、形状係数SF−1、SF−2のいずれかが180を超えると、流動性が悪化し、剤循環性が悪いために好ましくない。また転写率が低下するため好ましくない。
The toner shape factor SF-1 is preferably in the range of 100 to 180, and the shape factor SF-2 is preferably in the range of 100 to 180. 14 and 15 are diagrams schematically showing the shape of the toner in order to explain the shape factor SF-1 and the shape factor SF-2. The shape factor SF-1 indicates the ratio of the roundness of the toner shape and is represented by the following formula (1). This is a value obtained by dividing the square of the maximum length MXLNG of the shape formed by projecting the toner on a two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100π / 4.
SF-1 = {(MXLNG) 2 / AREA} × (100π / 4) (1)
When the value of SF-1 is 100, the shape of the toner becomes a true sphere, and becomes larger as the value of SF-1 increases.
The shape factor SF-2 indicates the ratio of the unevenness of the toner shape, and is represented by the following formula (2). A value obtained by dividing the square of the perimeter PERI of the figure formed by projecting the toner onto the two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100 / 4π.
SF-2 = {(PERI) 2 / AREA} × (100 / 4π) (2)
When the value of SF-2 is 100, there is no unevenness on the toner surface, and as the value of SF-2 increases, the unevenness of the toner surface becomes more prominent.
Specifically, the shape factor is measured by taking a photograph of the toner with a scanning electron microscope (S-800: manufactured by Hitachi, Ltd.), introducing it into an image analyzer (LUSEX 3: manufactured by Nireco) and analyzing it. Calculated.
When the shape of the toner is close to a sphere, the contact state between the toners becomes a point contact, so that the attractive force between the toners is weakened and the fluidity is increased. Therefore, since the circulatory property of the agent is improved, the stress is reduced, and it becomes possible to perform a stable unidirectional circulation for a long time. In addition, since the contact state between the toner and the photoconductor is a point contact, the attractive force between the toner and the photoconductor is weakened, and the transfer rate is increased, contributing to the improvement in image quality. On the other hand, if any of the shape factors SF-1 and SF-2 exceeds 180, the fluidity is deteriorated and the agent circulation property is poor. Further, the transfer rate is lowered, which is not preferable.

本発明のトナーは、トナーの粒子表面に平均一次粒径が50乃至500nmで、嵩密度が0.3mg/cm3以上の微粒子(以下、単に微粒子という)を付着させたものである。なお、通常の流動性向上剤にシリカ等がよく用いられるが、例えば、このシリカの平均一次粒径は通常10乃至30nm、嵩密度が0.1乃至0.2mg/cm3である。 In the toner of the present invention, fine particles (hereinafter, simply referred to as fine particles) having an average primary particle size of 50 to 500 nm and a bulk density of 0.3 mg / cm 3 or more are adhered to the surface of the toner particles. In addition, although silica etc. are often used for a normal fluid improvement agent, for example, the average primary particle diameter of this silica is usually 10 to 30 nm, and the bulk density is 0.1 to 0.2 mg / cm 3 .

本発明において、トナーの表面に適切な特性の微粒子が存在することで、トナー粒子と対象体との間に適度な空隙が形成される。また、微粒子は、トナー粒子、感光体、帯電付与部材との接触面積が非常に小さく、均等に接触するので付着力低減効果が大きく、現像・転写効率の向上に有効である。また現像剤の流動性が高まるためストレスの低減効果があり、長寿命化にも寄与する。さらに、コロの役割を果たすため、感光体を摩耗または損傷させることなく、クリーニングブレードと感光体との高ストレス(高荷重、高速度等)下でのクリーニングの際も、トナー粒子に埋没し難く、あるいは少々埋没しても離脱、復帰が可能であるので、長期間にわたって安定した特性を得ることができる。さらに、トナーの表面から適度に脱離し、クリーニングブレードの先端部に蓄積し、いわゆるダム効果によって、ブレードからトナーが通過する現象を防止する効果がある。これらの特性は、トナー粒子の受けるシェアを低減させる作用を示すので、高速定着(低エネルギー定着)のためトナーに含有されている低レオロジー成分によるトナー自身のフィルミングの低減効果を発揮する。しかも、微粒子として、平均一次粒径が50乃至500μmの範囲のものを用いると、十分にその優れたクリーニング性能を活かすことができる上、極めて小粒径であるため、トナーの粉体流動性を低下させることがない。さらに、詳細は明らかでないが、表面処理された微粒子はトナーに外部添加されても、仮にキャリアを汚染した場合においても現像剤劣化の度合が少ない。よって経時的にトナーの流動性および帯電性の変化が少ないため、長期的に現像剤の循環を安定に行うことができる。また画質の安定性も高くなる。 In the present invention, since fine particles having appropriate characteristics are present on the surface of the toner, an appropriate gap is formed between the toner particles and the object. Further, the fine particles have a very small contact area with the toner particles, the photoconductor, and the charge imparting member and are evenly contacted with each other, so that the effect of reducing the adhesive force is great and effective in improving the development / transfer efficiency. Moreover, since the fluidity of the developer is increased, it has an effect of reducing stress and contributes to a longer life. Furthermore, since it plays the role of a roller, it is difficult to be buried in toner particles even during cleaning under high stress (high load, high speed, etc.) between the cleaning blade and the photoconductor without wearing or damaging the photoconductor. Or, even if it is buried a little, it can be detached and returned, so that stable characteristics can be obtained over a long period of time. Further, the toner is moderately detached from the surface of the toner and accumulated at the tip of the cleaning blade, and the so-called dam effect has an effect of preventing a phenomenon that the toner passes from the blade. Since these characteristics have an effect of reducing the share received by the toner particles, the filming effect of the toner itself due to the low rheological component contained in the toner is exhibited for high-speed fixing (low energy fixing). In addition, if fine particles having an average primary particle size in the range of 50 to 500 μm are used, the excellent cleaning performance can be fully utilized, and the toner has a very small particle size. There is no reduction. Further, although the details are not clear, even if the surface-treated fine particles are externally added to the toner or the carrier is contaminated, the degree of developer deterioration is small. Accordingly, since the change in toner fluidity and chargeability with time is small, the developer can be circulated stably over a long period of time. Also, the stability of image quality is increased.

微粒子の平均一次粒径(以下、平均粒径という)は、50乃至500nmのものが用いられ、特に100乃至400nmのものが好ましい。50nm未満であると、微粒子がトナー表面の凹凸の凹部分に埋没してコロの役割を低下する場合が生じる。一方、500μmよりも大きいと、微粒子がブレードと感光体表面の間に位置した場合、トナー自身の接触面積と同レベルのオーダーとなり、クリーニングされるべきトナー粒子を通過させる、即ちクリーニング不良を発生させやすくなる。
嵩密度が0.3mg/cm3未満では、流動性向上への寄与はあるものの、トナー及び微粒子の飛散性および付着性が高くなるために、トナーとコロとしての効果や、クリーニング部で蓄積して、トナーのクリーニング不良を防止するいわゆるダム効果といった働きが低下してしまう。
The average primary particle size (hereinafter referred to as the average particle size) of the fine particles is 50 to 500 nm, and preferably 100 to 400 nm. If the thickness is less than 50 nm, the fine particles may be buried in the concave and convex portions on the toner surface to lower the role of the rollers. On the other hand, when the particle size is larger than 500 μm, when the fine particles are located between the blade and the surface of the photosensitive member, the order is the same level as the contact area of the toner itself, and the toner particles to be cleaned pass, that is, defective cleaning occurs. It becomes easy.
If the bulk density is less than 0.3 mg / cm 3 , it contributes to improvement of fluidity, but the scattering and adhesion of the toner and fine particles are increased, so that the toner and roller effect and the accumulation in the cleaning section are accumulated. As a result, the so-called dam effect that prevents toner cleaning failure is reduced.

本発明の微粒子において、無機化合物としては、SiO2、TiO2、Al23、MgO、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe23、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO・SiO2、K2O(TiO2)n、Al23・2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4、SrTiO3等を例示することができ、好ましくは、SiO2、TiO2、Al23があげられる。特にこれら無機化合物は各種のカップリング剤、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルジクロロシラン、オクチルトリメトキシシラン等で疎水化処理が施されていてもよい。
また,有機化合物の微粒子としては、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよく、例えばビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。樹脂微粒子としては、上記の樹脂を2種以上併用しても差し支えない。このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びそれらの併用が好ましい。
ビニル系樹脂の具体的な例としては、ビニル系モノマーを単独重合また共重合したポリマーで、例えば、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、(メタ)アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体等が挙げられる。
In fine particles of the present invention, as the inorganic compound, SiO 2, TiO 2, Al 2 O 3, MgO, CuO, ZnO, SnO 2, CeO 2, Fe 2 O 3, BaO, CaO, K 2 O, Na 2 O ZrO 2 , CaO · SiO 2 , K 2 O (TiO 2 ) n, Al 2 O 3 · 2SiO 2 , CaCO 3 , MgCO 3 , BaSO 4 , MgSO 4 , SrTiO 3 and the like, preferably , SiO 2, TiO 2, Al 2 O 3 and the like. In particular, these inorganic compounds may be hydrophobized with various coupling agents, hexamethyldisilazane, dimethyldichlorosilane, octyltrimethoxysilane, and the like.
The organic compound fine particles may be thermoplastic resins or thermosetting resins, such as vinyl resins, polyurethane resins, epoxy resins, polyester resins, polyamide resins, polyimide resins, silicon resins, phenol resins, melamine resins, Examples include urea resins, aniline resins, ionomer resins, and polycarbonate resins. As the resin fine particles, two or more of the above resins may be used in combination. Of these, vinyl resins, polyurethane resins, epoxy resins, polyester resins, and combinations thereof are preferred because an aqueous dispersion of fine spherical resin particles is easily obtained.
Specific examples of vinyl resins include polymers obtained by homopolymerization or copolymerization of vinyl monomers, such as styrene- (meth) acrylic acid ester copolymers, styrene-butadiene copolymers, (meth) acrylic acid. -Acrylic ester copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer, styrene- (meth) acrylic acid copolymer, and the like.

なお、微粒子の嵩密度は下記の方法により測定した。100mLのメスシリンダーを用いて、微粒子を徐々に加え100mLにした。その際、振動は与えなかった。このメスシリンダーの微粒子を入れる前後の重量差により嵩密度を測定した。
嵩密度(g/cm3)=微粒子量(g/100mL)÷100
本発明の微粒子を、トナー表面に外添加し付着させる方法としては、トナー母体粒子と微粒子を各種の公知の混合装置を用いて、機械的に混合して付着させる方法や、液相中でトナー母体粒子と微粒子を界面活性剤などで均一に分散させ、付着処理後、乾燥させる方法などがある。
The bulk density of the fine particles was measured by the following method. Using a 100 mL graduated cylinder, fine particles were gradually added to make 100 mL. At that time, no vibration was applied. The bulk density was measured by the difference in weight before and after placing the fine particles of the graduated cylinder.
Bulk density (g / cm 3 ) = Amount of fine particles (g / 100 mL) ÷ 100
The fine particles of the present invention can be externally added and adhered to the toner surface by mechanically mixing and adhering the toner base particles and fine particles using various known mixing devices, or in the liquid phase. There is a method in which the base particles and the fine particles are uniformly dispersed with a surfactant or the like, and are dried after the adhesion treatment.

(比較例1)
図20の従来の2軸現像方式(初期現像剤1000g)と図11の画像形成装置を用いて、キャリア独立補給の現像剤交換をおこないつつ画像形成を行った。その耐久性を評価したところ、25万枚程度の印字で画像濃度の低下が見られた。
(Comparative Example 1)
Using the conventional biaxial development system (initial developer 1000 g) shown in FIG. 20 and the image forming apparatus shown in FIG. 11, image formation was performed while changing the developer for independent carrier replenishment. When the durability was evaluated, a decrease in image density was observed after printing about 250,000 sheets.

(比較例2)
図21(特開平11−167260参照)の3軸現像方式(初期現像剤1000g)と図11の画像形成装置を用いて、キャリア独立補給の現像剤交換を行いつつ画像形成を行った。その耐久性を評価したところ、35万枚程度の印字で画像濃度の低下が見られた。
(Comparative Example 2)
Using the triaxial development system (initial developer 1000 g) of FIG. 21 (see JP-A-11-167260) and the image forming apparatus of FIG. 11, image formation was performed while changing the developer for independent carrier replenishment. When the durability was evaluated, a decrease in image density was observed after printing about 350,000 sheets.

(実施例1)
図1および図11の構成の実施例において(初期現像剤1000g)、本実施例の現像剤交換を行いつつ画像形成を行った。その耐久性を評価したところ、50万枚程度の印字で画像濃度の低下が見られた。比較例1、2に比べ飛躍的に現像剤寿命がのび、画像濃度が長期間安定して得られることが確認できた。
Example 1
In the example of the configuration shown in FIGS. 1 and 11 (initial developer 1000 g), image formation was performed while changing the developer of this example. When the durability was evaluated, a decrease in image density was observed after printing about 500,000 sheets. As compared with Comparative Examples 1 and 2, it was confirmed that the developer life was greatly extended and the image density was stably obtained for a long time.

本発明の現像装置を示す図である。It is a figure which shows the image development apparatus of this invention. 本発明の要部を示す図である。It is a figure which shows the principal part of this invention. 現像ローラ内の内部磁石について示した図である。It is the figure shown about the internal magnet in a developing roller. 現像装置内における現像剤の流れを示した図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a flow of a developer in a developing device. 一軸偏心スクリューポンプを示す図である。It is a figure which shows a uniaxial eccentric screw pump. トナーおよびキャリア補給の制御を行うための構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram for controlling toner and carrier replenishment. フローチャートを示した図である。It is the figure which showed the flowchart. 本発明の現像装置を示す図である。It is a figure which shows the image development apparatus of this invention. 本発明の要部を示す図である。It is a figure which shows the principal part of this invention. 現像装置内における現像剤の流れを示した図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a flow of a developer in a developing device. 本発明が適用される画像形成装置の内部の構成を示した略中央断面図である。1 is a schematic central sectional view showing an internal configuration of an image forming apparatus to which the present invention is applied. 本発明が適用される画像形成装置の内部の構成を示した図である。1 is a diagram illustrating an internal configuration of an image forming apparatus to which the present invention is applied. タンデム型の画像形成装置の内部の構成を示した図である。1 is a diagram illustrating an internal configuration of a tandem type image forming apparatus. FIG. 形状係数SF−1を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。FIG. 4 is a diagram schematically illustrating the shape of a toner for explaining a shape factor SF-1. 形状係数SF−2を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。FIG. 6 is a diagram schematically illustrating the shape of a toner for explaining a shape factor SF-2. 寿命に近いドクター通過回数において実際に計算によって得られた結果を示す図である。It is a figure which shows the result actually obtained by calculation in the frequency | count of doctor passage close | similar to a lifetime. 従来の現像装置を示す図である。It is a figure which shows the conventional developing device. 従来の現像装置を示す図である。It is a figure which shows the conventional developing device. 従来の現像装置を示す図である。It is a figure which shows the conventional developing device. 従来の2軸現像方式を示す図である。It is a figure which shows the conventional biaxial developing system. 3軸現像方式を示す図である。It is a figure which shows a triaxial developing system.

符号の説明Explanation of symbols

1 感光体
2 スコロトロンチャージャ(帯電装置)
3 露光装置
4 現像装置
5 転写装置
6 クリーニング装置
6a クリーニングブラシ
6b クリーニングブレード
6c 回収手段
20 第1像担持体ユニット
20A クリーニング装置
21 第1像担持ベルト
22 1次転写ローラ
23 ローラ
24 ローラ
25 ローラ
26 ローラ
27 ローラ
30 第2像担持体ユニット
30A クリーニング装置
31 第2像担持ベルト
32 1次転写ローラ
33 ローラ
34 ローラ
35 ローラ
36 ローラ
37 ローラ
40 記録体搬送路
41 2次転写ローラ
42 転写チャージャ
43 給紙装置
44 搬送ローラ対
45 レジストローラ対
46 転写ローラ
48 用紙搬送部
49 紙転写装置
50 記録体移送手段
50A クリーニング装置
51 搬送ベルト
54 ローラ
55 ローラ
56 ローラ
57 吸着用チャージャ
58 除電・分離チャージャ
60 定着装置
70 冷却ローラ対
71 排紙ローラ対
75 排紙スタック部
80Y、80C、80M、80K 第1画像形成ユニット
81Y、81C、81M、81K 第2画像形成ユニット
85 収納空間
86Y,86C,86M、86K カートリッジ
87 カートリッジ
88 回収部
100 画像形成装置本体
101 感光体
401 現像装置
402 現像ローラ
403 現像剤層規制部材
404 回収スクリュー
405 回収搬送路
406 攪拌搬送スクリュー
407 攪拌搬送路
408 供給スクリュー
409 供給搬送路
410 フィン
411 フィン
412 フィン
413 仕切り板
414 仕切り板
415 フィン
420 回収搬送路から攪拌搬送路への受渡し部
421 攪拌搬送路から供給搬送路への受渡し部
422 供給搬送路から攪拌搬送路への受渡し部
423 回収搬送路から攪拌搬送路への受渡し部
424 攪拌搬送路から供給搬送路への受渡し部
425 供給搬送路から回収搬送路への受渡し部
429A ローラ
430 トナー供給手段
431 未使用のトナー
432 トナー収納容器
433 現像剤供給搬送路
435 現像剤補給手段
435A トナー補給手段
435B キャリア補給手段
435C ホルダ
435D 駆動モータ
435E 補給クラッチ
435F 補給口
435G ローラ
435H ステータ
436 キャリア供給手段
437 未使用のキャリア
438 キャリア収納容器
440 現像剤排出手段
441 使用済み現像剤
442 排出剤収納容器
443 排出剤搬送路
450 トナー補給口
451 排出開口部
P1、P2、P3、P4、P5 磁石
P 用紙
Q 光除電装置
1 Photoconductor 2 Scorotron charger (charging device)
3 Exposure device 4 Developing device 5 Transfer device 6 Cleaning device 6a Cleaning brush 6b Cleaning blade 6c Recovery means 20 First image carrier unit 20A Cleaning device 21 First image carrier belt 22 Primary transfer roller 23 Roller 24 Roller 25 Roller 26 Roller 27 Roller 30 Second image carrier unit 30A Cleaning device 31 Second image carrier belt 32 Primary transfer roller 33 Roller 34 Roller 35 Roller 36 Roller 37 Roller 40 Recorder conveyance path 41 Secondary transfer roller 42 Transfer charger 43 Paper feed device 44 Conveying roller pair 45 Registration roller pair 46 Transfer roller 48 Paper conveying unit 49 Paper transfer device 50 Recording medium transfer means 50A Cleaning device 51 Conveying belt 54 Roller 55 Roller 56 Roller 57 Adsorption charger 58 Static elimination / separation charger Jer 60 Fixing device 70 Cooling roller pair 71 Paper discharge roller pair 75 Paper discharge stack unit 80Y, 80C, 80M, 80K First image forming unit 81Y, 81C, 81M, 81K Second image forming unit 85 Storage space 86Y, 86C, 86M , 86K Cartridge 87 Cartridge 88 Collection unit 100 Image forming apparatus main body 101 Photoconductor 401 Developing device 402 Developing roller 403 Developer layer regulating member 404 Collection screw 405 Collection conveyance path 406 Agitation conveyance screw 407 Agitation conveyance path 408 Supply screw 409 Supply conveyance path 410 Fin 411 Fin 412 Fin 413 Partition plate 414 Partition plate 415 Fin 420 Delivery unit 421 from the recovery conveyance path to the agitation conveyance path Delivery unit 422 from the agitation conveyance path to the supply conveyance path Delivery from the supply conveyance path to the agitation conveyance path 423 transfer unit from the delivery unit 424 agitation path from the collection conveyance path to the agitation path to the recovery conveyance path from the transfer unit 425 supplying path to the supply conveyance path
429A Roller 430 Toner supply means 431 Unused toner 432 Toner storage container 433 Developer supply transport path 435 Developer supply means 435A Toner supply means 435B Carrier supply means 435C Holder 435D Drive motor 435E Supply clutch 435F Supply port 435G Roller 435H Stator 436 Carrier supply means 437 Unused carrier 438 Carrier storage container 440 Developer discharge means 441 Used developer 442 Discharge agent storage container 443 Discharge agent conveyance path 450 Toner supply port 451 Discharge openings P1, P2, P3, P4, P5 Magnet P Paper Q Light neutralizer

Claims (12)

トナーとキャリアからなる現像剤を担持搬送する現像剤坦持体と、
前記現像剤坦持体の軸線方向に沿って現像剤を攪拌搬送するとともに、前記現像剤坦持体に現像剤を供給する供給スクリューを有する供給搬送路と、
前記現像剤坦持体から現像終了後の現像剤を回収するとともに、回収した現像剤を前記供給スクリューと平行でかつ同方向に搬送する回収スクリューを有する回収搬送路と、
前記供給搬送路から前記現像剤坦持体に供給されなかった余剰現像剤と、前記回収搬送路からの回収現像剤との供給を受け、前記供給スクリューと逆方向に攪拌搬送する攪拌搬送スクリューと、を有し、余剰現像剤と回収現像剤とを攪拌した現像剤を前記供給搬送路に循環供給する攪拌搬送路と、
前記現像剤担持体に対向して前記供給搬送路から前記現像剤担持体に供給された現像剤の層の高さを規制する現像剤規制部材と、
を具備し、
前記現像剤担持体の回転方向は、前記現像剤規制部材通過直後の現像剤が上方に移動する方向であり、
前記供給搬送路、前記回収搬送路および前記攪拌搬送路がほぼ水平に配置されており、
前記現像装置断面の前記現像剤担持体の中心を通る垂直線で仮想的に分割した場合に、
前記供給スクリューの軸中心位置は、感光体の存在する領域とは異なる領域に配置され、
前記供給スクリュー、前記回収スクリューおよび前記攪拌スクリューそれぞれにおける現像剤受渡し側にはフィンが取り付けられ、
前記回収スクリューと、この回収スクリューと隣合い、かつ前記現像剤規制部材に近い側に位置するスクリューとの間には仕切り板が設置され、この仕切り板は、前記回収スクリューの頂点と前記回収スクリューと隣合うスクリューの頂点とを結ぶ直線よりも上部に位置する部分が、前記収スクリューと隣合い、かつ前記現像剤規制部材に近い側に位置するスクリュー側に、かつ前記現像剤担持体近傍まで傾斜を持って折り曲げられ、
前記折り曲げられた仕切り板によって、前記現像剤担持体から前記回収搬送路に至る傾斜通路が形成され、
前記傾斜通路には搬送部材を配置せず、
前記現像剤担持体の内部には複数の磁石が固定されており、前記傾斜通路の入り口側を挟んで前記磁石の同極が配置されている
ことを特徴とする現像装置。
A developer carrier for carrying and conveying a developer composed of toner and carrier;
Agitating and conveying the developer along the axial direction of the developer carrier, and a supply conveyance path having a supply screw for supplying the developer to the developer carrier,
A collection conveyance path having a collection screw for collecting the developer after completion of development from the developer carrying body and conveying the collected developer in parallel and in the same direction as the supply screw;
An agitation conveying screw that receives supply of excess developer that has not been supplied from the supply conveyance path to the developer carrier and the recovered developer from the recovery conveyance path, and that agitates and conveys in a direction opposite to the supply screw; A stirring conveyance path that circulates and supplies the developer that has stirred the surplus developer and the collected developer to the supply conveyance path,
A developer regulating member that regulates the height of the developer layer supplied to the developer carrying body from the supply conveyance path so as to face the developer carrying body;
Comprising
The rotation direction of the developer carrying member is a direction in which the developer immediately after passing through the developer regulating member moves upward,
The supply conveyance path, the collection conveyance path it and the stirring conveyance path is substantially horizontally disposed,
When virtually divided by a vertical line passing through the center of the developer carrying member of the developing device cross section,
The axial center position of the supply screw is arranged in a region different from the region where the photoconductor exists,
Fins are attached to the developer delivery side in each of the supply screw, the recovery screw and the stirring screw,
A partition plate is installed between the recovery screw and the screw that is adjacent to the recovery screw and located on the side close to the developer regulating member, and the partition plate includes the top of the recovery screw and the recovery screw. The part located above the straight line connecting the apex of the screw adjacent to the screw is adjacent to the collecting screw and located on the side close to the developer regulating member and to the vicinity of the developer carrier. Bend with an inclination,
The bent partition plate forms an inclined passage from the developer carrying member to the recovery conveyance path,
Without disposing the transfer member is in the inclined oblique passage,
A developing device, wherein a plurality of magnets are fixed inside the developer carrying member, and the same polarity of the magnets is disposed across the entrance side of the inclined passage.
請求項1に記載の現像装置において、
前記現像装置断面の前記現像剤担持体の中心をとおる水平線と、
前記現像剤担持体中心と前記供給スクリューの軸中心とを結ぶ線とがなす角度をθとしたとき、
θは30°≦θ≦75°の範囲にある
ことを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1,
A horizontal line passing through the center of the developer carrying member in the cross section of the developing device;
When the angle formed by the line connecting the center of the developer carrier and the axis center of the supply screw is θ,
The developing device, wherein θ is in a range of 30 ° ≦ θ ≦ 75 °.
請求項1又は2に記載の現像装置において、
各搬送路が、前記現像剤規制部材の近傍から、
前記供給搬送路、前記攪拌搬送路、前記回収搬送路、の順で配置されている
ことを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1 or 2,
Each conveyance path from the vicinity of the developer regulating member,
The developing device, wherein the supply conveyance path, the agitation conveyance path, and the recovery conveyance path are arranged in this order.
請求項3に記載の現像装置において、
前記回収搬送路から前記攪拌搬送路への受渡し部と前記供給搬送路から前記攪拌搬送路への受渡し部が、それぞれ対向しない位置に配置されている
ことを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 3,
The developing device, wherein the delivery unit from the recovery conveyance path to the agitation conveyance path and the delivery unit from the supply conveyance path to the agitation conveyance path are arranged at positions that do not face each other.
請求項1又は2に記載の現像装置において、
各搬送路が、前記現像剤規制部材の近傍から、
前記供給搬送路、前記回収搬送路、前記攪拌搬送路、の順で配置されている
ことを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1 or 2,
Each conveyance path from the vicinity of the developer regulating member,
The developing device, wherein the supply conveyance path, the recovery conveyance path, and the agitation conveyance path are arranged in this order.
請求項1乃至5のいずれか一つに記載の現像装置において、
トナー補給位置が前記回収搬送路中に設置されている
ことを特徴とする現像装置。
The developing device according to any one of claims 1 to 5,
A developing device, wherein a toner replenishment position is installed in the collection conveyance path.
請求項1乃至6のいずれか一つに記載の現像装置において、
未使用のキャリアを少なくとも含む現像剤を前記現像装置内に供給する現像剤供給手段と、
使用済みの現像剤を現像装置の外に排出する現像剤排出手段と、を有する
ことを特徴とする現像装置。
In the developing device according to any one of claims 1 to 6,
Developer supply means for supplying a developer containing at least an unused carrier into the developing device;
And a developer discharging means for discharging the used developer out of the developing device.
請求項1乃至7のいずれか一つに記載の現像装置において、
前記現像剤供給手段と前記現像剤排出手段による1回の現像剤の交換量が、前記現像装置内の現像剤の全体量の一部である
ことを特徴とする現像装置。
The developing device according to any one of claims 1 to 7,
The developing device, wherein the amount of developer exchange performed by the developer supplying means and the developer discharging means at one time is a part of the total amount of developer in the developing device.
請求項1乃至8のいずれか一つに記載の現像装置において、
前記現像剤供給手段が、キャリアとトナーをそれぞれ独立な供給動作で前記現像装置に供給する
ことを特徴とする現像装置。
The developing device according to any one of claims 1 to 8,
The developing device, wherein the developer supplying means supplies the carrier and the toner to the developing device by independent supply operations.
請求項1乃至9のいずれか一つに記載の現像装置において、
前記現像剤排出手段が前記回収搬送路に設置されている
ことを特徴とする現像装置。
The developing device according to any one of claims 1 to 9,
The developing device, wherein the developer discharging means is installed in the collection conveyance path.
表面に静電潜像が形成される像担持体と、請求項1乃至10のいずれか一つに記載の現像装置が複数備えられ、記録材にカラー画像を形成する
ことを特徴とするカラー画像形成装置。
A color image comprising: an image carrier on which an electrostatic latent image is formed; and a plurality of developing devices according to claim 1, and forming a color image on a recording material. Forming equipment.
請求項11に記載のカラー画像形成装置において、
用紙第一面(表面)に転写される第一トナー像は、
各色毎に現像器と感光体を少なくとも有する第一画像形成ユニット群と、
前記第一画像形成ユニット群にて形成された第一トナー像が転写され担持される第一トナー像担持ベルトからなる第一画像ステーションにより形成され、
用紙第二面(裏面)に転写される第二トナー像は、
各色毎に現像器と感光体を少なくとも有する第二画像形成ユニット群と、
前記第二画像形成ユニット群にて形成された第二トナー像が転写され担持される第二トナー像担持ベルトからなる第二画像ステーションにより形成され、
定着前において第一のトナー像と第二のトナー像が同時もしくは順次に用紙に転写される1パス両面転写方式である
ことを特徴とするカラー画像形成装置。
The color image forming apparatus according to claim 11.
The first toner image transferred to the first surface (front surface) of the paper is
A first image forming unit group having at least a developing device and a photoreceptor for each color;
Formed by a first image station comprising a first toner image carrying belt on which a first toner image formed by the first image forming unit group is transferred and carried;
The second toner image transferred to the second side (back side) of the paper is
A second image forming unit group having at least a developing device and a photoreceptor for each color;
Formed by a second image station comprising a second toner image carrying belt on which a second toner image formed by the second image forming unit group is transferred and carried;
A color image forming apparatus, wherein the first toner image and the second toner image are transferred onto a sheet simultaneously or sequentially before fixing.
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