JP4892374B2 - Developer supply device and image forming apparatus - Google Patents

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本発明は、トナー、或いはトナーとキャリアからなる現像剤を補給する現像剤補給装置及び画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a developer replenishing device and an image forming apparatus that replenish toner or a developer composed of toner and a carrier.

特開2006−119668号公報JP 2006-119668 A

上記形式の画像形成装置において、粉体状のトナー、或いはトナーとキャリアを有する粉体状の二成分系現像剤などを補給する目的で吸引型1軸偏芯スクリューポンプが採用されており、例えば特許文献1等に記載されている。かかる吸引型1軸偏芯スクリューポンプは、一般にモーノポンプと称せられているもので、ロータが回転することにより、該ロータの外周面とステータの貫通孔内周面との間に区画された空隙が移動し、その空隙に封入された粉体が移送されるように構成されている。一般に、ロータは金属又は樹脂などの剛体により構成され、ステータは例えばゴムや軟質樹脂などの弾性材料によって構成されている。   In the image forming apparatus of the above-described type, a suction type single-shaft eccentric screw pump is used for the purpose of supplying powdery toner or a powdery two-component developer having a toner and a carrier. Patent Document 1 and the like. Such a suction type single-shaft eccentric screw pump is generally called a MONO pump, and when the rotor rotates, a gap defined between the outer peripheral surface of the rotor and the inner peripheral surface of the through hole of the stator is formed. It moves so that the powder enclosed in the gap is transferred. Generally, the rotor is made of a rigid body such as metal or resin, and the stator is made of an elastic material such as rubber or soft resin.

これまでの吸引型1軸偏芯スクリューポンプは、複数回転駆動させたときの補給量、例えば5回転駆動させたときの合計補給量をみると、補給量のばらつきは小さいため、トナーを大量に消費するような画像印刷時には、トナーの補給量による現像剤のトナー濃度変動は大きく見られなかった。すなわち、吸引型1軸偏芯スクリューポンプの駆動時間と補給量がほぼ比例する関係にあった。   In conventional suction type single-shaft eccentric screw pumps, the amount of replenishment when driven by multiple rotations, for example, the total amount of replenishment when driven by 5 revolutions, is small. At the time of printing an image to be consumed, a change in the toner density of the developer due to the amount of toner replenishment was not observed. In other words, the driving time of the suction type single-shaft eccentric screw pump and the replenishment amount were in a substantially proportional relationship.

ところで、消費された量が小量で、その量に応じて小量ずつ補給する場合、吸引型1軸偏芯スクリューポンプは短時間の間欠的な駆動をすることが好ましい。しかしながら、吸引型1軸偏芯スクリューポンプを短時間の間欠的駆動すると、各回の補給量にばらつきが生じて駆動時間と補給量とが比例しないことがあった。そして、予想よりも多いトナーが補給されると、現像剤の攪拌性能は一定であるので、トナーの分散性が悪くなることがあった。   By the way, when the consumed amount is a small amount and replenished in small amounts according to the amount, it is preferable that the suction type single-shaft eccentric screw pump is driven intermittently for a short time. However, when the suction type single-shaft eccentric screw pump is intermittently driven for a short time, the amount of replenishment varies each time, and the drive time and the amount of replenishment may not be proportional. If more toner than expected is supplied, the developer agitation performance is constant, and the dispersibility of the toner may deteriorate.

本発明は、上記した従来の事情に鑑み、1回の補給駆動あたる現像剤補給量のばらつきを抑え、トナー濃度変動を小さくすることができる現像剤補給装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-described conventional circumstances, an object of the present invention is to provide a developer replenishing device and an image forming apparatus that can suppress a variation in the amount of developer replenishment per one replenishment drive and reduce a change in toner density. And

上記課題を解決するために、本発明は、金属等の剛性を持つ材料を偏芯したスクリュー形状に形成し、回転駆動されるロータと、ゴム材料から作られて内側にスクリュー形状の穴が形成され、前記ロータを包み含むようにして接触係合するステータとを有する吸引型1軸偏芯スクリューポンプを用いて要求された量の現像剤収納部に収納された現像剤を現像装置に補給する現像剤補給装置において、前記ロータがステッピングモータによって回転駆動されるとともに、ロータの回転速度一定、回転時間一定とした前記吸引型1軸偏芯スクリューポンプの補給単位を設定し、該吸引型1軸偏芯スクリューポンプの補給単位数を調整し、前記ロータを駆動して要求された量の現像剤を補給するとともに、その際の前記補給単位におけるロータの駆動回転角度を、360°の整数倍とすることを特徴とする現像剤補給装置を提案する。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is formed in a screw shape in which a rigid material such as metal is eccentric, and a rotor that is driven to rotate, and a screw-shaped hole is formed on the inside made of a rubber material. And a developer that replenishes the developing device with the developer stored in the required amount of developer storage using a suction-type single-shaft eccentric screw pump that includes a stator that encloses and contacts the rotor. In the replenishing device, the rotor is driven to rotate by a stepping motor, and a replenishment unit of the suction type single-axis eccentric screw pump is set so that the rotation speed of the rotor is constant and the rotation time is constant. adjust the number replenishing unit of the screw pump, with replenishing amount of the developer is required to drive the rotor, drive the rotor in the supply unit of the A rotation angle, proposes a developer supply apparatus characterized by an integral multiple of 360 °.

なお、本発明の現像剤補給装置において、現像によって消費された現像剤の量を算出し、前記現像装置に補給する現像剤の量を制御すると、効果的である。
さらに、本発明の現像剤補給装置において、前記補給単位の回数をカウントして累積の補給量を算出し、前記現像剤収納部内の現像剤残量管理を行うと、効果的である。
In the developer supply device of the present invention, it is effective to calculate the amount of developer consumed by development and control the amount of developer supplied to the developer device.
Furthermore, in the developer replenishing device of the present invention, it is effective to calculate the cumulative replenishment amount by counting the number of replenishment units and manage the remaining amount of developer in the developer storage unit.

さらにまた、上記課題を解決するために、本発明は、請求項1ないし3の何れかに記載の現像剤補給装置を用いてトナー、或いはトナーとキャリアからなる現像剤を現像装置に補給することを特徴とする画像形成装置を提案する。 Furthermore, in order to solve the above problems, the present invention replenishes the developing device with toner or a developer composed of toner and carrier using the developer replenishing device according to any one of claims 1 to 3. An image forming apparatus characterized by the above is proposed.

なお、本発明の画像形成装置において、用いられるトナーは、重量平均粒径が3〜8μmで、重量平均粒径(D4)と個数平均粒径(D1)との比(D4/D1)が1.00〜1.40の範囲にあると、効果的である。   In the image forming apparatus of the present invention, the toner used has a weight average particle diameter of 3 to 8 μm and a ratio (D4 / D1) of the weight average particle diameter (D4) to the number average particle diameter (D1) is 1. When it is in the range of .00 to 1.40, it is effective.

本発明によれば、1補給単位あたりに補給する現像剤はロータの駆動回転角度を360°の整数倍とすることにより、ロータの駆動回転角度の違いによる補給量のばらつきがなくなり、現像剤のトナー濃度変動を小さくすることができる。 According to the present invention, the developer to be replenished per replenishment unit has a rotor driving rotation angle that is an integral multiple of 360 °, thereby eliminating variations in the replenishment amount due to differences in the rotor driving rotation angle . Toner density fluctuation can be reduced.

以下、本発明の実施の形態を図面に従って詳細に説明する。
図1は本発明に係る画像形成装置の外概略構成図、図2はその画像形成装置の現像剤補給装置の一例を示す垂直断面説明図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic external configuration diagram of an image forming apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a vertical sectional explanatory view showing an example of a developer replenishing device of the image forming apparatus.

図1は、本発明に係る画像形成装置の一例であるカラーレーザプリンタを示す概略図である。このカラーレーザプリンタは、装置本体1のほぼ中央に作像部3が配置され、その下部に給紙部2を配置した構成となっている。作像部3には、複数のローラ4、5、6に巻き掛けられて時計方向に回転する、可撓性を有する無端ベルトにより構成された像担持体としての中間転写ベルト7が設けられている。この中間転写ベルト7のローラ4とローラ5間の上部側ベルト走行辺には、4個の作像手段としての作像ユニット8Y,8C,8M,8BKが対向配置されている。   FIG. 1 is a schematic view showing a color laser printer which is an example of an image forming apparatus according to the present invention. This color laser printer has a configuration in which an image forming unit 3 is disposed substantially at the center of the apparatus main body 1 and a paper feeding unit 2 is disposed below the image forming unit 3. The image forming unit 3 is provided with an intermediate transfer belt 7 as an image carrier formed of a flexible endless belt that is wound around a plurality of rollers 4, 5, 6 and rotates clockwise. Yes. Four image forming units 8Y, 8C, 8M, and 8BK are arranged opposite to each other on the upper belt running side between the rollers 4 and 5 of the intermediate transfer belt 7 as image forming units.

4個の作像ユニット8は、中間転写ベルト7に接する潜像担持体としての感光体ドラム、帯電、現像、クリーニング等の電子写真プロセスを実行する装置を備えている。また、4個の作像ユニット8Y,8C,8M,8BKは同一構造に構成されているが、現像するトナーの色がイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4色に分けられている。そして、作像ユニット8の上方には、光変調されたレーザ光を各感光体ドラム表面に照射する光書き込み手段としての光書き込みユニット9が配置されている。   The four image forming units 8 are provided with a photosensitive drum as a latent image carrier in contact with the intermediate transfer belt 7 and an apparatus for executing an electrophotographic process such as charging, developing, and cleaning. The four image forming units 8Y, 8C, 8M, and 8BK have the same structure, but the color of the toner to be developed is divided into four colors of yellow, cyan, magenta, and black. An optical writing unit 9 is disposed above the image forming unit 8 as optical writing means for irradiating the surface of each photosensitive drum with light-modulated laser light.

このように構成された画像形成装置は、画像形成動作が開始されると、上記各作像ユニット8の感光体ドラム10に電子写真プロセスに基づいてトナー像が形成され、トナー像は中間転写ベルト7に図示していない転写手段によって順次重ね転写され、かくして中間転写ベルト7の表面にフルカラーのトナー像が担持される。一方、給紙部2から紙または樹脂シート等からなる転写材が給送され、これがレジストローラ25を介してローラ6と対向する2次転写装置11との間へトナー像に同期して給送される。そして、このとき2次転写装置11には中間転写ベルト表面のトナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト表面のフルカラートナー像が転写材上に一括して転写される。トナー像を転写された転写材は、定着装置12を通るとき、その熱及び圧によってトナー像が転写材に熔融して定着される。かくして画像が定着された転写材は、画像形成装置本体1の外部の排紙部13に排出される。なお、作像ユニット8のいずれか1つを使用して単色画像を形成したり、2色又は3色の画像を形成したりすることもできる。   In the image forming apparatus configured as described above, when an image forming operation is started, a toner image is formed on the photosensitive drum 10 of each image forming unit 8 based on an electrophotographic process, and the toner image is transferred to the intermediate transfer belt. 7 is sequentially superposed and transferred by a transfer means (not shown), and thus a full-color toner image is carried on the surface of the intermediate transfer belt 7. On the other hand, a transfer material made of paper, a resin sheet, or the like is fed from the paper feeding unit 2, and is fed in synchronization with the toner image to the secondary transfer device 11 facing the roller 6 via the registration roller 25. Is done. At this time, a transfer voltage having a polarity opposite to the toner charging polarity of the toner image on the surface of the intermediate transfer belt is applied to the secondary transfer device 11, whereby the full-color toner image on the surface of the intermediate transfer belt is collectively collected on the transfer material. Transcribed. When the transfer material on which the toner image has been transferred passes through the fixing device 12, the toner image is melted and fixed on the transfer material by the heat and pressure. Thus, the transfer material on which the image is fixed is discharged to a paper discharge unit 13 outside the image forming apparatus main body 1. Note that any one of the image forming units 8 can be used to form a single-color image or a two-color or three-color image.

図2は、現像装置14に現像剤、本実施形態ではトナーを補給するトナー補給装置の概要を示す断面説明図である。
図2において、符号20は現像剤収納部としてのトナー収納容器であり、トナー収納容器20は図2及び図3に示すように、袋容器21と、唯一のトナー排出部を備えた口金部材22とで構成されている。このトナー収納容器20の具体的な構成の説明は本発明の要旨でないので省略する。
FIG. 2 is an explanatory cross-sectional view showing an outline of a toner replenishing device that replenishes the developing device 14 with a developer, and in this embodiment, toner.
In FIG. 2, reference numeral 20 denotes a toner storage container as a developer storage section. As shown in FIGS. 2 and 3, the toner storage container 20 has a bag container 21 and a cap member 22 having a single toner discharge section. It consists of and. A description of the specific configuration of the toner container 20 is omitted because it is not the gist of the present invention.

画像形成装置本体1にセットされたトナー収納容器20は、トナー補給経路としてのトナー移送用チューブ35を介して現像装置14と連通され、そのトナー補給経路には口金部材22に連結される連結部材としてのノズル23、容器内のトナーを吸引力により現像装置14へ移送させる吸引型1軸偏芯スクリューポンプ30が設けられており、吸引型1軸偏芯スクリューポンプ30とノズル23が上記トナー移送用チューブ35によって繋がっている。なお、符号24はノズル23がトナー収納容器20から抜けたときに排出口を塞ぐシャッターである。   The toner container 20 set in the image forming apparatus main body 1 communicates with the developing device 14 via a toner transfer tube 35 as a toner replenishment path, and a connecting member connected to the base member 22 in the toner replenishment path. And a suction type uniaxial eccentric screw pump 30 for transferring the toner in the container to the developing device 14 by suction force. The suction type uniaxial eccentric screw pump 30 and the nozzle 23 transfer the toner. It is connected by a tube 35 for use. Reference numeral 24 denotes a shutter that closes the discharge port when the nozzle 23 is removed from the toner container 20.

現像装置14は、そのケーシング内部に搬送オーガと呼ばれる螺旋状のフィンをもったスクリュー15,16が矢印A、B方向に回転しておりこの部分にはトナーとキャリアを混合した現像剤が入っている。搬送オーガは、例えばスクリュー15が現像剤を図中手前から奥側へ搬送し、スクリュー16が現像剤を奥側から手前に搬送するように形成されていて、奥側と手前側には中央の仕切り17の無い部分が設けられていることにより、現像剤が循環しながら攪拌される構成となっている。この循環する現像剤の一部が、現像ローラ19によって磁力で吸い上げられて吸着され、ドクターブレード18で均一が厚さに規制されてから、感光体に接することで感光体上の静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成する。ここで、感光体に付着するのはトナーのみであり、現像装置内の循環する現像剤中のトナーの量を一定に保つ為に、トナー補給口38よりトナーが補給される。   In the developing device 14, screws 15 and 16 having spiral fins called conveyance augers inside the casing rotate in the directions of arrows A and B, and a developer containing a mixture of toner and carrier is contained in this portion. Yes. The transport auger is formed so that, for example, the screw 15 transports the developer from the front side to the back side in the figure, and the screw 16 transports the developer from the back side to the front side. By providing a portion without the partition 17, the developer is stirred while circulating. A part of the circulating developer is sucked and attracted by the magnetic force by the developing roller 19, and the uniform thickness is regulated by the doctor blade 18. Then, the electrostatic latent image on the photoreceptor is brought into contact with the photoreceptor. The toner is developed with toner to form a toner image. Here, only the toner adheres to the photosensitive member, and the toner is replenished from the toner replenishing port 38 in order to keep the amount of toner in the circulating developer in the developing device constant.

上記吸引型1軸偏芯スクリューポンプ30は、一般にモーノポンプと称される粉体ポンプであって、ロータ31とステータ32の2つの主要部品を備えている。ロータ31は、金属等の剛性を持つ材料を偏芯したスクリュー形状に形成されたものであって、ステッピングモータ37によって駆動される駆動軸36に連結されている。ステータ32はゴム材料から作られて内側に2条のスクリュー形状の穴が形成され、ロータ31を包み含むようにして、該ロータ31と接触係合し、樹脂材料等から作られたハウジング33に保持されている。かかる吸引型1軸偏芯スクリューポンプ30はロータ31の回転によって強い自吸力(吸引圧)が生じ、トナー収納容器20からノズル23を通してトナーを吸引可能となる。トナー移送用チューブ35は、例えば、内径が4乃至7mm程度の可撓性チューブより成り、耐トナー性に優れたポリウレタン、ニトリル、EPDM、シリコーンなどのゴム材料や、ポリエチレン或いはナイロンなどのプラスチック材料などから構成されている。   The suction-type single-shaft eccentric screw pump 30 is a powder pump generally called a Mohno pump, and includes two main parts, a rotor 31 and a stator 32. The rotor 31 is formed in a screw shape in which a material having rigidity such as metal is eccentric, and is connected to a drive shaft 36 driven by a stepping motor 37. The stator 32 is made of a rubber material and has two screw-shaped holes formed inside. The stator 32 wraps and includes the rotor 31, contacts the rotor 31 and is held by a housing 33 made of a resin material or the like. ing. The suction type uniaxial eccentric screw pump 30 generates a strong self-priming force (suction pressure) by the rotation of the rotor 31, and can suck toner from the toner container 20 through the nozzle 23. The toner transfer tube 35 is made of, for example, a flexible tube having an inner diameter of about 4 to 7 mm, and has excellent toner resistance such as a rubber material such as polyurethane, nitrile, EPDM, or silicone, or a plastic material such as polyethylene or nylon. It is composed of

かかる構成のトナー補給装置において、消費されるトナー量が少ないとき吸引型1軸偏芯スクリューポンプ30は少しずつ間欠的に駆動されるが、このとき、同じ駆動時間でも補給されるトナー量が変動するという問題があることは先に説明した。   In the toner replenishing device having such a configuration, when the amount of consumed toner is small, the suction type uniaxial eccentric screw pump 30 is intermittently driven little by little. At this time, the amount of toner to be replenished varies even during the same driving time. I explained earlier that there is a problem of doing.

このような問題が発生する原因について図3を用いて説明する。図3は、ロータの回転角度においてロータ31とステータ32の関係を示し、(a)がロータ長手方向の図で、(b)がロータの軸線に対する垂直断面図である。   The cause of such a problem will be described with reference to FIG. 3A and 3B show the relationship between the rotor 31 and the stator 32 at the rotation angle of the rotor, where FIG. 3A is a view in the rotor longitudinal direction, and FIG. 3B is a vertical sectional view with respect to the rotor axis.

図3において、ロータ31とステータ32間の空間の断面積はロータ31の長手方向において一様でなく、空間の形状が変化しているのが判る。そのため、例えばロータ31を1/3ずつ移動させた場合、1回ごとの移動させる空間体積が異なることが判る。したがって、ロータ31の回転角度を意識しないで制御を行うと、トナー補給量がばらつき、トナー補給量が変動することが判った。   In FIG. 3, it can be seen that the cross-sectional area of the space between the rotor 31 and the stator 32 is not uniform in the longitudinal direction of the rotor 31, and the shape of the space is changed. Therefore, for example, when the rotor 31 is moved by 1/3, it can be seen that the space volume to be moved for each time is different. Therefore, it was found that when the control is performed without being aware of the rotation angle of the rotor 31, the toner replenishment amount varies and the toner replenishment amount varies.

図4は、ステッピングモータを用いてロータ31を216°、288°、432°、504°回転させたときのトナー補給量を示すグラフで、縦軸にトナー補給量、横軸に補給回数をとっている。   FIG. 4 is a graph showing the toner replenishment amount when the rotor 31 is rotated 216 °, 288 °, 432 °, and 504 ° using a stepping motor. The vertical axis represents the toner replenishment amount, and the horizontal axis represents the number of replenishments. ing.

図4から明らかなように、ロータ31の回転角度を216°、288°、432°、504°としたときには補給量が変動していることが明らかである。
そこで、本発明の補給システムでは吸引型1軸偏芯スクリューポンプ30のロータ31の回転速度一定、回転時間一定とした補給単位を設定し、その補給単位におけるロータ31の回転角度を360°の整数倍に設定している。すなわち、ロータ31の回転角度を360°×n(nは整数)に設定している。
As apparent from FIG. 4, it is clear that the replenishment amount fluctuates when the rotation angle of the rotor 31 is 216 °, 288 °, 432 °, and 504 °.
Therefore, in the replenishment system of the present invention, a replenishment unit is set in which the rotation speed of the rotor 31 of the suction type single-shaft eccentric screw pump 30 is constant and the rotation time is constant, and the rotation angle of the rotor 31 in the replenishment unit is an integer of 360 °. It is set to double. That is, the rotation angle of the rotor 31 is set to 360 ° × n (n is an integer).

このようにロータ31の回転角度を360°としたときのトナー補給量は図4の三角印で示したように変動の小さい正確な補給が得られる。
次に、具体的な吸引型1軸偏芯スクリューポンプ30の駆動制御の一例について説明する。
As described above, when the rotation angle of the rotor 31 is set to 360 °, the toner replenishment amount can be accurately replenished with small fluctuations as indicated by the triangular marks in FIG.
Next, a specific example of drive control of the suction type single-shaft eccentric screw pump 30 will be described.

本実施例における吸引型1軸偏芯スクリューポンプ30の駆動は、ステッピングモータ37を用いて1補給単位につき駆動回転数300(rpm)で200(msec)回転するような制御仕様となっている。吸引型1軸偏芯スクリューポンプ30は、ある駆動時間に達するまでは、ポンプ内に発生する吸引圧力が安定しない。また、ある駆動回転数以上でない場合もポンプ内に発生する吸引圧力が安定しない。そのため、本実施例における吸引型1軸偏芯スクリューポンプ30は、1補給単位につき駆動回転数300(rpm)で駆動時間200(msec)としている。すなわち、1補給単位のロータ31の回転角度を360°としている。また、その補給単位あたりの補給量を使用するトナーと装置で実験を行って確認し、その値を本体の制御部に入力する。   The driving of the suction type single-shaft eccentric screw pump 30 in the present embodiment has a control specification such that the stepping motor 37 rotates 200 (msec) at a driving speed of 300 (rpm) per replenishment unit. The suction type uniaxial eccentric screw pump 30 does not stabilize the suction pressure generated in the pump until a certain driving time is reached. Further, the suction pressure generated in the pump is not stable even when it is not higher than a certain drive rotation speed. Therefore, the suction type single-shaft eccentric screw pump 30 in the present embodiment has a driving speed of 300 (rpm) and a driving time of 200 (msec) per replenishment unit. That is, the rotation angle of the rotor 31 in one supply unit is set to 360 °. Also, an experiment is performed with toner and a device that uses the replenishment amount per replenishment unit, and the value is input to the control unit of the main body.

そして、トナー補給は補給量に応じた補給単位数が算出されて実行される。よって、1補給単位の補給量は小量ほど精度の高い補給が可能になるので、上記nは1にするのが好ましい。また、補給単位の累積補給回数から補給された大凡のトナー量が判明するので、トナー収納容器20に残留しているトナー量を算出することができ、トナー収納容器20のトナー残量管理に適用することができる。   The toner supply is executed after the number of supply units corresponding to the supply amount is calculated. Therefore, the smaller the replenishment amount of one replenishment unit, the higher the accuracy of replenishment becomes possible, and therefore, n is preferably set to 1. Further, since the approximate amount of toner replenished is determined from the cumulative number of replenishments in the replenishment unit, the amount of toner remaining in the toner storage container 20 can be calculated and applied to the remaining toner management of the toner storage container 20. can do.

このように構成された補給システムによるトナー補給装置は、1補給単位あたりの補給量を小さくし、細かく現像剤に補給することで、トナーの分散性を向上させ、トナー濃度変動をより小さくすることができる。さらに、吸引型1軸偏芯スクリューポンプの駆動を通常のモータやクラッチによる駆動を行うと、モータやクラッチの部品ごと、またはモータやクラッチの駆動ごとに、立ち上がり立ち下がり時間にばらつきが生じる。このとき、回転角度は正確に制御できず、補給量にばらつきが生じてしまうが、本実施形態ではステッピングモータ37を用いているので、回転角度を正確に制御できるため、目標の回転角度だけ駆動させ補給量のばらつきをなくし、トナー濃度を安定化させることが可能となる。   The toner replenishing device by the replenishment system configured as described above can reduce the replenishment amount per replenishment unit and finely replenish the developer, thereby improving the dispersibility of the toner and further reducing the toner density fluctuation. Can do. Further, when the suction type single-shaft eccentric screw pump is driven by a normal motor or clutch, the rise and fall times vary for each part of the motor or clutch or for each drive of the motor or clutch. At this time, the rotation angle cannot be accurately controlled and the replenishment amount varies. However, since the stepping motor 37 is used in this embodiment, the rotation angle can be accurately controlled, so that only the target rotation angle is driven. Thus, it is possible to eliminate variations in the replenishment amount and stabilize the toner density.

ところで、トナー補給の制御は透磁率センサーなど現像剤のトナー濃度そのものを測って補給させる補給制御方式と、形成する画像面積、画素数などからトナー消費量を算出し、補給をさせる補給制御方式とがある。前者の補給制御方式であると、トナーを消費して、トナー濃度が下がってからトナー補給してトナー濃度を上げようとする制御になってしまうため、どうしてもタイムラグが生じてしまう。よって、補給量にばらつきなく補給できる本トナー補給装置では後者の補給制御方式を採用することで、トナー消費後から補給までの時間を大幅に短縮することができ、現像剤のトナー濃度変動を小さくすることができる。   By the way, the toner replenishment control includes a replenishment control system for measuring and replenishing the toner density of the developer such as a magnetic permeability sensor, and a replenishment control system for replenishing the toner by calculating the toner consumption from the image area and the number of pixels to be formed There is. In the former replenishment control system, the control is such that the toner is consumed and the toner density is lowered and then the toner is replenished to increase the toner density, so a time lag is inevitably caused. Therefore, in this toner replenishing device that can replenish without any variation in the replenishment amount, the latter replenishment control method can be used to greatly reduce the time from toner consumption to replenishment, and to reduce fluctuations in developer toner density. can do.

次に、本発明の画像形成装置に好適に使用されるトナーについて説明する。
600dpi以上の微少ドットを再現するために、トナーの重量平均粒径は3〜8μmが好ましい。この範囲では、微小な潜像ドットに対して、十分に小さい粒径のトナー粒子を有していることから、ドット再現性に優れる。
Next, the toner suitably used in the image forming apparatus of the present invention will be described.
In order to reproduce minute dots of 600 dpi or more, the toner preferably has a weight average particle diameter of 3 to 8 μm. In this range, since the toner particles have a sufficiently small particle size with respect to the minute latent image dots, the dot reproducibility is excellent.

重量平均粒径(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。
重量平均粒径(D4)が8μmを超えると、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しい。
When the weight 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 weight average particle diameter (D4) exceeds 8 μm, it is difficult to suppress scattering of characters and lines.

また、重量平均粒径(D4)と個数平均粒径(D1)との比(D4/D1)は1.00〜1.40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。
Moreover, it is preferable that ratio (D4 / D1) of a weight average particle diameter (D4) and a number average particle diameter (D1) exists in the range of 1.00-1.40.
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。
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.

まず、電解水溶液100〜150ml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0.1〜5ml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2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1〜3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重量、個数を測定して、重量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。   First, 0.1 to 5 ml of a surfactant (preferably alkylbenzene sulfonate) is added as a dispersant to 100 to 150 ml of an aqueous electrolytic 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 weight and number of toner particles or toner using a 100 μm aperture as an aperture. Calculate weight distribution and number distribution. 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.

以上は粉体の中でも特に複写機などの画像形成装置に用いられる新規トナーを搬送、供給する場合について述べてきたが、近年の環境問題、資源のリサイクル化という種々の要請を満たす為に、回収した残留トナーを再度現像装置に戻して現像剤としてリサイクルするためのトナーリサイクル機構が種々提案されている。本発明の補給システム及び現像剤補給装置並びに画像形成装置がこれらリサイクルトナーを対象としていることは言うまでもない。   The above has described the case of transporting and supplying new toners used in image forming apparatuses such as copying machines, among other powders. However, in order to meet various environmental problems and various demands for resource recycling in recent years, they are collected. Various toner recycling mechanisms for returning the residual toner to the developing device and recycling it as a developer have been proposed. It goes without saying that the replenishment system, developer replenishing device, and image forming apparatus of the present invention are intended for these recycled toners.

また、本発明の現像剤は新規トナーやリサイクルトナーだけでなく、トナーとキャリアが既に混合されている現像剤であってもよい。このとき、高いトナー濃度となっている現像剤を加えるようにすると、トナーの分散性が上昇し、トナー濃度変動を少なくできる。さらに、現像剤を少しずつ補給し、吐き出すトリクル現像においても本発明が有効で、トナー濃度変動を小さくすることが可能である。   Further, the developer of the present invention is not limited to a new toner or recycled toner, but may be a developer in which a toner and a carrier are already mixed. At this time, if a developer having a high toner concentration is added, the dispersibility of the toner is increased and the toner concentration fluctuation can be reduced. Furthermore, the present invention is also effective in trickle development in which the developer is replenished and discharged little by little, and the toner density fluctuation can be reduced.

本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. その画像形成装置のトナー補給装置を示す概略垂直断面図である。2 is a schematic vertical sectional view showing a toner supply device of the image forming apparatus. FIG. ロータの回転角度におけるロータとステータの関係を示し、(a)がロータ長手方向の図で、(b)がロータの軸線に対する垂直断面図である。The relationship between the rotor and the stator at the rotation angle of the rotor is shown, (a) is a view in the rotor longitudinal direction, and (b) is a vertical sectional view with respect to the axis of the rotor. ロータを216°、288°、360°、432°、504°回転させたときの縦軸にトナー補給量、横軸に補給回数をとったグラフである。6 is a graph in which the vertical axis represents the amount of toner replenishment and the horizontal axis represents the number of replenishments when the rotor is rotated 216 °, 288 °, 360 °, 432 °, and 504 °.

符号の説明Explanation of symbols

14 現像装置
30 吸引型1軸偏芯スクリューポンプ
31 ロータ
32 ステータ
37 ステッピングモータ
14 Developing Device 30 Suction Type Uniaxial Eccentric Screw Pump 31 Rotor 32 Stator 37 Stepping Motor

Claims (5)

金属等の剛性を持つ材料を偏芯したスクリュー形状に形成し、回転駆動されるロータと、ゴム材料から作られて内側にスクリュー形状の穴が形成され、前記ロータを包み含むようにして接触係合するステータとを有する吸引型1軸偏芯スクリューポンプを用いて要求された量の現像剤収納部に収納された現像剤を現像装置に補給する現像剤補給装置において、
前記ロータがステッピングモータによって回転駆動されるとともに、ロータの回転速度一定、回転時間一定とした前記吸引型1軸偏芯スクリューポンプの補給単位を設定し、
該吸引型1軸偏芯スクリューポンプの補給単位数を調整し、前記ロータを駆動して要求された量の現像剤を補給するとともに、
その際の前記補給単位におけるロータの駆動回転角度を、360°の整数倍とすることを特徴とする現像剤補給装置
A rigid material such as metal is formed into an eccentric screw shape, and a rotor that is driven to rotate, and a screw-shaped hole made from a rubber material is formed on the inside. In a developer replenishing device for replenishing a developing device with a developer stored in a required amount of developer storing portion using a suction type single-shaft eccentric screw pump having a stator,
The rotor is driven to rotate by a stepping motor, and the replenishment unit of the suction type single-shaft eccentric screw pump is set such that the rotation speed of the rotor is constant and the rotation time is constant,
Adjusting the replenishment unit number of the suction type single-shaft eccentric screw pump, replenishing the requested amount of developer by driving the rotor ,
The developer replenishing device characterized in that the driving rotation angle of the rotor in the replenishment unit at that time is an integral multiple of 360 °.
請求項に記載の現像剤補給装置において、現像によって消費された現像剤の量を算出し、前記現像装置に補給する現像剤の量を制御することを特徴する現像剤補給装置。 The developer replenishing device according to claim 1 , wherein the developer replenishing device calculates the amount of developer consumed by development and controls the amount of developer replenished to the developing device. 請求項に記載の現像剤補給装置において、前記補給単位の回数をカウントして累積の補給量を算出し、前記現像剤収納部内の現像剤残量管理を行うことを特徴する現像剤補給装置。 2. The developer replenishing apparatus according to claim 1 , wherein a cumulative replenishment amount is calculated by counting the number of replenishment units, and the remaining amount of developer in the developer storage unit is managed. . 請求項1ないし3の何れかに記載の現像剤補給装置を用いてトナー、或いはトナーとキャリアからなる現像剤を現像装置に補給することを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus, wherein the developer replenishing device according to any one of claims 1 to 3 is used to replenish toner or a developer composed of toner and a carrier to the developing device. 請求項に記載の画像形成装置において、用いられるトナーは、重量平均粒径が3〜8μmで、重量平均粒径(D4)と個数平均粒径(D1)との比(D4/D1)が1.00〜1.40の範囲にあることを特徴とする画像形成装置。 5. The image forming apparatus according to claim 4 , wherein the toner used has a weight average particle diameter of 3 to 8 μm and a ratio (D4 / D1) of the weight average particle diameter (D4) to the number average particle diameter (D1). An image forming apparatus having a range of 1.00 to 1.40.
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