JP5153306B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、現像剤を担持する現像剤担持体と、現像剤量を検知する検知部材とを備えた画像形成装置本体に関する。この画像形成装置は、好ましくはプリンタ、複写機などの電子写真装置に用いられるものである。   The present invention relates to a main body of an image forming apparatus including a developer carrier that carries a developer and a detection member that detects the amount of developer. This image forming apparatus is preferably used in an electrophotographic apparatus such as a printer or a copying machine.

従来、電子写真装置などの画像形成装置に用いられる現像装置において、現像剤(以下トナーと称す)の残量を検出する装置として図17に示すような装置が知られている。   Conventionally, in a developing device used in an image forming apparatus such as an electrophotographic apparatus, an apparatus as shown in FIG. 17 is known as an apparatus for detecting the remaining amount of developer (hereinafter referred to as toner).

図17に示す現像装置では、磁性1成分トナー(磁性トナー)が現像剤容器71内に収容される。収容されるトナーは、トナー送り部材72により現像室73に送られる。現像室73には固定されたマグネット74を内包した図示矢印の方向に回転するスリーブ75が感光ドラム76と対向するよう設けられる。   In the developing device shown in FIG. 17, magnetic one-component toner (magnetic toner) is accommodated in the developer container 71. The accommodated toner is sent to the developing chamber 73 by the toner feeding member 72. In the developing chamber 73, a sleeve 75 that includes a fixed magnet 74 and rotates in the direction of the arrow shown is provided so as to face the photosensitive drum 76.

現像室73内に送られたトナーをスリーブ75上にコーティングする為に、弾性ブレード77が設けられる。スリーブ75と感光ドラム76は50μm〜500μmの間隔を有し、弾性ブレード77によって前記間隔よりも小さい厚さのトナーがスリーブ75上にコートされる。スリーブ75には、現像バイアス電源101よって直流に交流を重畳した現像バイアスが印加され、スリーブ75から感光ドラム76へ所謂ジャンピング現像が行われる。   In order to coat the toner sent into the developing chamber 73 on the sleeve 75, an elastic blade 77 is provided. The sleeve 75 and the photosensitive drum 76 have an interval of 50 μm to 500 μm, and a toner having a thickness smaller than the interval is coated on the sleeve 75 by the elastic blade 77. A developing bias in which alternating current is superimposed on direct current is applied to the sleeve 75 by the developing bias power source 101, and so-called jumping development is performed from the sleeve 75 to the photosensitive drum 76.

以上説明した現像装置70におけるトナー残量検出方法について述べる。78は、スリーブ75と平行に設けられたステンレス等の金属棒から成るアンテナである。スリーブ75に直流に交流を重畳した現像バイアスを印加すると、スリーブ75とアンテナ78間の静電容量に依存した電圧が、アンテナ78に誘起される。   A toner remaining amount detection method in the developing device 70 described above will be described. Reference numeral 78 denotes an antenna made of a metal rod such as stainless steel provided in parallel with the sleeve 75. When a developing bias in which alternating current is superimposed on direct current is applied to the sleeve 75, a voltage depending on the capacitance between the sleeve 75 and the antenna 78 is induced in the antenna 78.

トナーが十分量収容されてアンテナ78とスリーブ75間がトナーで満たされた状態と、トナーが消費されスリーブ75とアンテナ78間がトナーで満たされない状態とでは、スリーブ75とアンテナ78間の静電容量が異なる。その為、アンテナ78に誘起される電圧も異なるので、この電圧値を検出器102で検出することで、トナーの残量を検出することが可能である。   In a state where a sufficient amount of toner is stored and the space between the antenna 78 and the sleeve 75 is filled with toner, and in a state where the toner is consumed and the space between the sleeve 75 and the antenna 78 is not filled with toner, electrostatic The capacity is different. Therefore, since the voltage induced in the antenna 78 is also different, the remaining amount of toner can be detected by detecting this voltage value with the detector 102.

一方で、非磁性1成分現像剤(非磁性トナー)が用いられる現像器においては、現像室73には塗布部材が設けられるのが一般的である。上記で説明した静電容量の変化を利用したトナー残量検出方法を、このような非磁性トナーを用いた現像器に適用する場合、塗布部材の為にアンテナを設けるスペースが狭くなり、トナーの搬送を阻害する等の問題が生ずる。   On the other hand, in a developing device in which a nonmagnetic one-component developer (nonmagnetic toner) is used, an application member is generally provided in the developing chamber 73. When the method for detecting the remaining amount of toner using the change in capacitance described above is applied to a developing device using such non-magnetic toner, a space for providing an antenna for the coating member becomes narrower, Problems such as obstructing conveyance occur.

この問題を解決するため、図18に示すように、スリーブ75にトナーを供給する供給部材80を設ける構成が知られている。供給部材80は、導電性の金属支持体79の円周を囲むようにしてウレタンスポンジ層(発泡層)を設けるものである。   In order to solve this problem, a configuration in which a supply member 80 for supplying toner to the sleeve 75 is provided as shown in FIG. The supply member 80 is provided with a urethane sponge layer (foamed layer) so as to surround the circumference of the conductive metal support 79.

この構成によれば、供給部材80によってスリーブ75にトナーを塗布する際にスリーブ75に交流電圧を印加することで、導電性支持体79上にトナーの量に応じた電圧を誘起させ、この誘起電圧によりトナーの残量を検出することができる(特許文献1)。   According to this configuration, when the toner is applied to the sleeve 75 by the supply member 80, an AC voltage is applied to the sleeve 75, thereby inducing a voltage corresponding to the amount of toner on the conductive support 79. The remaining amount of toner can be detected by the voltage (Patent Document 1).

一方、供給部材80の発泡層の構造は特許文献1に開示される構造に限られるものでは
ない。特許文献2には、通気量が10〜40cc/cm/秒の発泡層を備え、トナー劣化を防ぎ、良好な画質を得ることを可能にした供給部材が開示されている。しかしながら、特許文献2にはトナーの残量を検出する構成は開示されていない。
特開平4−234777号公報 特開平11−288161号公報
On the other hand, the structure of the foam layer of the supply member 80 is not limited to the structure disclosed in Patent Document 1. Patent Document 2 discloses a supply member that includes a foam layer having an air flow rate of 10 to 40 cc / cm 2 / sec, prevents toner deterioration, and obtains good image quality. However, Patent Document 2 does not disclose a configuration for detecting the remaining amount of toner.
JP-A-4-234777 JP-A-11-288161

しかしながら、上記従来の現像剤の残量を検出する構成を有する画像形成装置には、以下に示す課題が生じる。   However, the following problems occur in the conventional image forming apparatus configured to detect the remaining amount of the developer.

アンテナを用いたトナー残量検知装置(現像剤量測定装置)では、トナー残量を検知するために専用のアンテナが必要となる。従って、専用のアンテナを設けることでスペース的な制約が生じ、さらにコスト増大にもつながる。   In a toner remaining amount detecting device (developer amount measuring device) using an antenna, a dedicated antenna is required to detect the remaining amount of toner. Therefore, the provision of a dedicated antenna causes space limitations and further increases costs.

また、アンテナを用いてトナー残量を検知する場合は、トナーの残量を正確に検知することが非常に困難である。それは、アンテナとスリーブとの間に存在するトナー量を検知する構成であるので、トナー容器全体のトナー残量を必ずしも正確に検知することが出来ないためである。   Further, when the remaining amount of toner is detected using an antenna, it is very difficult to accurately detect the remaining amount of toner. This is because the amount of toner existing between the antenna and the sleeve is detected, so that the remaining amount of toner in the entire toner container cannot always be detected accurately.

例えば、現像装置未使用の場合(トナーが容器内に充分に満たされている状態)と、ある程度トナーを消費したものの、アンテナとスリーブとの間に存在するトナー量は未使用時と変わらない場合のそれぞれでは、残量検値出力値は同じ値を示す。すなわち、アンテナを用いるトナー残量検知方法では、正確にトナー容器内のトナー残量を検知することが困難である。これを解決するためには、トナー容器内にさらに別のアンテナを設けるといった手法が考えられる。   For example, when the developing device is not used (when the toner is sufficiently filled in the container) and when the toner is consumed to some extent, the amount of toner existing between the antenna and the sleeve is the same as when not used In each of these, the remaining amount detection value output value shows the same value. That is, in the toner remaining amount detection method using an antenna, it is difficult to accurately detect the toner remaining amount in the toner container. In order to solve this, a method of providing another antenna in the toner container is conceivable.

一方、特許文献1によれば、専用のアンテナが不要となり、スペース、コストも面で有利となるが、検知精度が十分ではなかった。また、特許文献1のようなトナー残量検知装置において、特許文献2のウレタンスポンジからなる供給部材を用い、上記静電容量の変化を利用したトナー残量検知方法を実行してみた。   On the other hand, according to Patent Document 1, a dedicated antenna is not required, and space and cost are advantageous, but detection accuracy is not sufficient. In addition, in the toner remaining amount detecting device as in Patent Document 1, the toner remaining amount detecting method using the change in the electrostatic capacity described above was performed using the supply member made of urethane sponge of Patent Document 2.

しかしながら、トナー容器内に充分なトナー量が存在している時期の検知出力の変化が不安定で、正確なトナー量を検知することが困難であった。さらに、トナー容器内のトナーが少量にならないとトナーの残量検知が困難であり、トナー不足による濃度薄と呼ばれる画像欠陥が生じる場合があった。   However, the change in detection output at a time when a sufficient amount of toner is present in the toner container is unstable, and it is difficult to detect an accurate toner amount. Furthermore, if the amount of toner in the toner container does not become small, it is difficult to detect the remaining amount of toner, and an image defect called low density due to toner shortage may occur.

そこで、接触現像装置で、ウレタンスポンジからなる塗布部材を設け、現像ローラに交流電界を印加することで、導電性支持体上にトナー量に応じた電圧を誘起させ、この誘起電圧によりトナーの残量検知を行った。   Therefore, a contact developing device is provided with a coating member made of urethane sponge, and an AC electric field is applied to the developing roller to induce a voltage on the conductive support in accordance with the amount of toner. Quantity detection was performed.

ところが、接触現像装置における現像ローラに、直流に交流を重畳した現像バイアスを印加した場合、カブリと呼ばれる白地部汚れが発生した。さらには、現像ローラと感光ドラムが接触する故、互いに叩きあい振動した結果、不快な打撃音も発生した。   However, when a developing bias in which alternating current is superimposed on direct current is applied to the developing roller in the contact developing device, a white background stain called fog occurs. Furthermore, since the developing roller and the photosensitive drum are in contact with each other, they hit each other and vibrate, resulting in an unpleasant impact sound.

また、逆にウレタンスポンジと金属支持体からなる塗布部材に、直流に交流を重畳したバイアスを印加した場合、現像ローラ上のトナーコート異常が見られた。   On the contrary, when a bias in which alternating current is superimposed on direct current is applied to an application member made of urethane sponge and a metal support, a toner coat abnormality on the developing roller is observed.

すなわち、プリント動作中に直流に交流を重畳したバイアスを印加すると、画像不良、騒音の発生を招くことになるので好ましくない。そこで、これらの弊害を避けつつ、トナ
ー残量を正確に検知するために、プリント動作後に残量検知タイミングを設けるといった手法が考えられる。しかし、ユーザーが連続でのプリントを要求した場合、1枚毎にトナー残量検知タイミングを設けることは、画像形成装置の印刷効率が低下することになる。
That is, it is not preferable to apply a bias in which an alternating current is superimposed on a direct current during a printing operation because it causes image defects and noise. Therefore, in order to accurately detect the remaining amount of toner while avoiding these problems, a method of providing a remaining amount detection timing after the printing operation can be considered. However, when the user requests continuous printing, providing the toner remaining amount detection timing for each sheet reduces the printing efficiency of the image forming apparatus.

しかし、これらの弊害を避けるために、連続プリント中にトナー残量の検知を行わないと、トナー容器内のトナーの消費量を把握することが出来ず、連続プリント中にトナーがなくなってしまうといった事態を引き起こしてしまう可能性がある。   However, in order to avoid these problems, if the remaining amount of toner is not detected during continuous printing, the amount of toner consumed in the toner container cannot be grasped, and the toner runs out during continuous printing. It may cause a situation.

そこで本発明は、画像ドット数やプリント枚数を補助的に用いた、接触現像装置のアンテナ方式によるトナー残量検知方法を用いて、様々な使用状況においてもトナー容器内のトナー残量を検知することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention detects the remaining amount of toner in the toner container even under various usage conditions by using the antenna remaining amount detection method based on the antenna system of the contact developing device, which supplementarily uses the number of image dots and the number of printed sheets. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that can perform the above-described process.

上記目的を達成するために本発明にあっては、開口部を備え現像剤を収容する現像容器と、第1の導電性支持体を備え、前記開口部で現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像容器の内部に前記現像剤担持体に接触して設けられ、第2の導電性支持体と、該第2の導電性支持体のまわりに設けられた発泡層と、を備え、前記現像剤担持体に現像剤を供給する回動可能な現像剤供給部材と、像担持体上に作像される画像ドット数を計数する画像ドット計数手段と、を有し、非画像形成時に前記第1の導電性支持体と前記第2の導電性支持体との間で静電容量を検知することで、前記現像容器内の現像剤量を測定する現像剤量測定装置を備えた画像形成装置において、前記画像ドット数の値と前記現像剤量測定装置による測定値を比較した結果から、連続プリント中に画像形成を中断し、前記現像剤量測定装置に測定動作を行わせる制御手段とを備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the present invention, a developer container having an opening and containing a developer and a first conductive support, and carrying the developer in the opening. And a second conductive support provided inside the developer container in contact with the developer carrier, and a foam layer provided around the second conductive support, A rotatable developer supply member for supplying the developer to the developer carrier, and an image dot counting means for counting the number of image dots formed on the image carrier, during non-image formation An image provided with a developer amount measuring device for measuring the developer amount in the developing container by detecting a capacitance between the first conductive support and the second conductive support. In the forming apparatus, the result of comparing the value of the number of image dots and the value measured by the developer amount measuring device Et al., Interrupted image formed during continuous printing, characterized in that it comprises a control means for causing the measurement operation to the developer amount measuring device.

また、開口部を備え現像剤を収容する現像容器と、第1の導電性支持体を備え、前記開口部で現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像容器の内部に前記現像剤担持体に接触して設けられ、第2の導電性支持体と、該第2の導電性支持体のまわりに設けられた発泡層と、を備え、前記現像剤担持体に現像剤を供給する回動可能な現像剤供給部材と、画像形成装置がプリントした枚数を記憶するプリント枚数記憶手段と、を有し、非画像形成時に前記第1の導電性支持体と前記第2の導電性支持体との間で静電容量を検知することで、前記現像容器内の現像剤量を測定する現像剤量測定装置を備えた画像形成装置において、前記プリント枚数記憶手段の値と前記現像剤量測定装置による測定値を比較した結果から、連続プリント中に画像形成を中断し、前記現像剤量測定装置に測定動作を行わせる制御手段とを備えることを特徴とする。 Also, a developer container having an opening and containing a developer, a first conductive support, a developer carrier that carries the developer in the opening, and the developer carrying inside the developer container A second conductive support provided in contact with the body, and a foam layer provided around the second conductive support, wherein the developer carrying member is supplied with the developer. A movable developer supply member; and a printed sheet number storage unit for storing the number of sheets printed by the image forming apparatus , wherein the first conductive support and the second conductive support are formed during non-image formation. In the image forming apparatus provided with a developer amount measuring device that measures the developer amount in the developer container by detecting the capacitance between the print number storage means and the developer amount measurement Image formation during continuous printing based on comparison of measured values from the device Interrupted, characterized in that it comprises a control means for causing the measurement operation to the developer amount measuring device.

本発明によれば、トナー容器内で静電容量を検知するために、トナー担持体へトナーを供給するトナー供給部材を用いることにより、トナー容器内で静電容量を検知するための専用のアンテナを設ける必要がなく、スペース、コストの面で有利となる。   According to the present invention, a dedicated antenna for detecting a capacitance in a toner container by using a toner supply member that supplies toner to the toner carrier in order to detect the capacitance in the toner container. This is advantageous in terms of space and cost.

また、トナーの搬送を阻害することなく、安定して正確にトナーの残量を検知することが可能であり、トナー残量の検知精度を向上させることができる。   Further, it is possible to detect the remaining amount of toner stably and accurately without hindering toner conveyance, and the accuracy of detecting the remaining amount of toner can be improved.

また、本発明によれば、印字状態で画像形成を行いながら画像ドット数もしくはプリント枚数に基づいて、トナー残量を大まかに検知する。このことによって、トナー収容部内のトナーが消費されて残量が減少する状態で連続印字を行っても、可能な限り印刷生産性を損なうことなくトナーの残量検知を行うことができ、トナー容器内のトナー残量を正確に示すことができる。   In addition, according to the present invention, the remaining amount of toner is roughly detected based on the number of image dots or the number of prints while forming an image in a print state. As a result, even when continuous printing is performed in a state where the toner in the toner container is consumed and the remaining amount is reduced, the remaining amount of toner can be detected without losing the printing productivity as much as possible. The remaining amount of toner can be accurately indicated.

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施の形態に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。   The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below based on the embodiments with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. Absent.

[第1の実施の形態]
図1〜図14を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。
[First embodiment]
The image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1に本実施の形態における現像装置4の概略構成を示す。現像装置4は、現像容器3、現像ローラ(現像剤担持体)1、供給ローラ(現像剤供給部材)2、規制ブレード5を備える。現像容器3は、非磁性1成分現像剤であるトナーTを収容する。現像ローラ1は、現像容器3の開口部に設置され、回動可能に現像容器3に支持されている。   FIG. 1 shows a schematic configuration of the developing device 4 in the present embodiment. The developing device 4 includes a developing container 3, a developing roller (developer carrier) 1, a supply roller (developer supply member) 2, and a regulating blade 5. The developing container 3 contains toner T that is a non-magnetic one-component developer. The developing roller 1 is installed in the opening of the developing container 3 and is supported by the developing container 3 so as to be rotatable.

また、現像容器3には、現像ローラ1に接触して回動し、現像ローラ1にトナーTを供給する供給ローラ2と、一端部が現像ローラ1に当接して、現像ローラ1に供給されたトナーTを薄層に規制する規制ブレード(現像剤規制部材)5と、が配置されている。後述するように、供給ローラ2は、現像容器3内の現像剤量を検知する検知部材としても機能する。   Further, the developing container 3 is rotated in contact with the developing roller 1, and is supplied to the developing roller 1 with a supply roller 2 that supplies toner T to the developing roller 1 and one end abutting against the developing roller 1. A regulating blade (developer regulating member) 5 for regulating the toner T into a thin layer is disposed. As will be described later, the supply roller 2 also functions as a detection member that detects the amount of developer in the developer container 3.

本実施の形態では、現像剤として負帯電性の非磁性1成分トナーTを用いており、現像時にはトナーTは負に摩擦帯電され、トナーの凝集度は15%である。なお、トナーの凝集度については、以下のようにして測定を行った。   In this embodiment, a negatively chargeable non-magnetic one-component toner T is used as a developer, and during development, the toner T is negatively frictionally charged and the degree of aggregation of the toner is 15%. The toner aggregation degree was measured as follows.

測定装置としては、デジタル振動計(DEGITAL VIBLATIONMETERMODEL 1332 SHOWA SOKKI CORPORATION製)を有するパウダーテスター(細川ミクロン社製)を用いた。   As a measuring apparatus, a powder tester (manufactured by Hosokawa Micron Corporation) having a digital vibrometer (manufactured by DEGITAL VIBRATION METERMODEL 1332 SHOWA SOKKI CORPORATION) was used.

測定法としては、振動台に390メッシュ、200メッシュ、100メッシュのふるいを目開の狭い順に、すなわち100メッシュふるいが最上位にくるように390メッシュ、200メッシュ、100メッシュのふるい順に重ねてセットした。   As a measurement method, set 390 mesh, 200 mesh, and 100 mesh sieves on a shaking table in the order of narrow opening, that is, 390 mesh, 200 mesh, and 100 mesh sieves so that 100 mesh sieve is at the top. did.

このセットした100メッシュふるい上に正確に秤量した試料(トナー)5gを加え、デジタル振動計の変位の値を0.60mm(peak−to−peak)になるように調整し、15秒間振動を加えた。その後、各ふるい上に残った試料の質量を測定して下式にもとづき凝集度を得た。   Add 5 g of accurately weighed sample (toner) to the set 100 mesh sieve, adjust the displacement value of the digital vibrometer to 0.60 mm (peak-to-peak), and apply vibration for 15 seconds. It was. Thereafter, the mass of the sample remaining on each sieve was measured to obtain the degree of aggregation based on the following formula.

その際の測定サンプルは、それぞれ事前に23℃、60%RH環境下において24時間放置したものであり、測定は23℃、60%RH環境下で行った。
凝集度(%)=(100メッシュふるい上の残試料質量/5g)×100+(200メッシュふるい上の残試料質量/5g)×60+(390メッシュふるい上の残試料質量/5g)×20
The measurement samples at that time were each left for 24 hours in an environment of 23 ° C. and 60% RH in advance, and the measurement was performed in an environment of 23 ° C. and 60% RH.
Aggregation degree (%) = (residual sample mass on 100 mesh sieve / 5 g) × 100 + (residual sample mass on 200 mesh sieve / 5 g) × 60 + (residual sample mass on 390 mesh sieve / 5 g) × 20

現像装置4は、現像容器3の開口部を下に設け、トナーTの自重が開口部に設置された現像ローラ1及び供給ローラ2にかかるようにした。このような配置にすることは、供給ローラ2内にトナーが入りやすく、現像容器3内のトナーの量を精度良く検知するのに好ましい。   In the developing device 4, the opening of the developing container 3 is provided below, and the weight of the toner T is applied to the developing roller 1 and the supply roller 2 installed in the opening. Such an arrangement is preferable for easily detecting the amount of toner in the developing container 3 because the toner easily enters the supply roller 2.

現像ローラ1には、導電性支持体1aの周囲に導電剤が配合された半導電性の弾性ゴム層1bが設けられており、図中Aの方向に回転される。また、導電性支持体1aには外径φ6(mm)の芯金電極が用いられ、さらに芯金電極の周囲に導電剤が配合された半導電性のシリコンゴム層1bが設けられている。   The developing roller 1 is provided with a semiconductive elastic rubber layer 1b mixed with a conductive agent around the conductive support 1a, and is rotated in the direction A in the figure. Further, a cored bar electrode having an outer diameter of φ6 (mm) is used for the conductive support 1a, and a semiconductive silicon rubber layer 1b in which a conductive agent is blended is provided around the cored bar electrode.

更に、シリコンゴム層1bの表層には20(μm)ほどのアクリル・ウレタン系ゴム層1cがコーティングされており、現像ローラ1全体の外径はφ12(mm)である。また、現像ローラ1の抵抗は1×10(Ω)である。 Further, the surface layer of the silicon rubber layer 1b is coated with an acrylic / urethane rubber layer 1c of about 20 (μm), and the entire outer diameter of the developing roller 1 is φ12 (mm). The resistance of the developing roller 1 is 1 × 10 6 (Ω).

ここで、現像ローラ1の抵抗の測定方法を説明する。   Here, a method for measuring the resistance of the developing roller 1 will be described.

現像ローラ1を、直径30mmのアルミスリーブに対し、当接荷重9.8Nで当接させる。このアルミスリーブを回転させることにより、現像ローラ1を60rpmでアルミスリーブに対して従動回転させる。   The developing roller 1 is brought into contact with an aluminum sleeve having a diameter of 30 mm with a contact load of 9.8 N. By rotating the aluminum sleeve, the developing roller 1 is driven to rotate relative to the aluminum sleeve at 60 rpm.

次に、現像ローラ1に、−50Vの直流電圧を印加する。その際、アース側に10kΩの抵抗を設け、その両端の電圧を測定することで電流を算出し、現像ローラ1の抵抗を算出する。   Next, a DC voltage of −50 V is applied to the developing roller 1. At that time, a resistance of 10 kΩ is provided on the ground side, the current is calculated by measuring the voltage at both ends, and the resistance of the developing roller 1 is calculated.

なお、現像ローラ1の体積抵抗が1×10(Ω)よりも大きいと、現像ローラ1の表面での現像バイアスの電圧値が下がり、現像領域の直流電界が減少することで現像効率が低下し、よって、画像濃度が低下するといった不具合が生じる。従って、このような不具合を防止するために、現像ローラ1の抵抗を1×10(Ω)以下とするのが良い。 If the volume resistance of the developing roller 1 is larger than 1 × 10 9 (Ω), the developing bias voltage value on the surface of the developing roller 1 decreases, and the DC electric field in the developing area decreases, thereby reducing the developing efficiency. Therefore, there arises a problem that the image density is lowered. Therefore, in order to prevent such a problem, the resistance of the developing roller 1 is preferably set to 1 × 10 9 (Ω) or less.

現像剤供給部材でありかつ現像剤量検知部材としての供給ローラ2は、導電性支持体と、導電性支持体に支持される発泡層と、を備える。具体的には、導電性支持体たる外径φ5(mm)の芯金電極2aと、その周囲に気泡同士がつながっている連続気泡体(連泡)から構成される発泡層としての発泡ウレタン層2bが設けられており、図中Bの方向に回転する。   The supply roller 2 as a developer supply member and as a developer amount detection member includes a conductive support and a foam layer supported by the conductive support. Specifically, a foamed urethane layer as a foamed layer composed of a cored bar electrode 2a having an outer diameter of φ5 (mm) as a conductive support, and an open cell (open cell) in which bubbles are connected to the periphery thereof. 2b is provided and rotates in the direction B in the figure.

発泡ウレタン層2bを含んだ供給ローラ2全体の外径はφ13(mm)である。表層のウレタンを連続気泡体とすることで、供給ローラ2内部にトナーが多量に進入可能となるため、後述するトナー量検知の性能を向上させることが可能となる。また、本実施の形態における供給ローラ2の抵抗は1×10(Ω)である。 The outer diameter of the entire supply roller 2 including the urethane foam layer 2b is φ13 (mm). By making the urethane of the surface layer into an open cell body, a large amount of toner can enter the supply roller 2, so that it is possible to improve the performance of toner amount detection described later. Further, the resistance of the supply roller 2 in the present embodiment is 1 × 10 9 (Ω).

ここで、供給ローラ2の抵抗の測定方法を説明する。供給ローラ2を、直径30mmのアルミスリーブに対し、後述する侵入量が1.5mmとなるように、当接させる。このアルミスリーブを回転させることにより、供給ローラ2を30rpmでアルミスリーブに対して従動回転させる。   Here, a method for measuring the resistance of the supply roller 2 will be described. The supply roller 2 is brought into contact with an aluminum sleeve having a diameter of 30 mm so that an intrusion amount described later is 1.5 mm. By rotating the aluminum sleeve, the supply roller 2 is driven to rotate relative to the aluminum sleeve at 30 rpm.

次に、現像ローラ1に、−50Vの直流電圧を印加する。その際、アース側に10kΩの抵抗を設け、その両端の電圧を測定することで電流を算出し、供給ローラ2の抵抗を算出する。本実施の形態では、供給ローラ2の表面セル径を50μm〜1000μmとした。   Next, a DC voltage of −50 V is applied to the developing roller 1. At that time, a resistance of 10 kΩ is provided on the ground side, the current is calculated by measuring the voltage at both ends, and the resistance of the supply roller 2 is calculated. In the present embodiment, the surface cell diameter of the supply roller 2 is 50 μm to 1000 μm.

ここで、セル径とは、任意断面の発泡セルの平均径をいい、まず任意断面の拡大画像から最大である発泡セルの面積を測定し、この面積から真円相当径を換算し最大セル径を得る。そしてこの最大セル径の1/2以下である発泡セルをノイズとして削除した後、残りの個々のセル面積から同様に換算した個々のセル径の平均値のことを指す。   Here, the cell diameter means the average diameter of the foamed cells having an arbitrary cross section. First, the area of the foamed cell that is the maximum is measured from the enlarged image of the arbitrary cross section, and the maximum cell diameter is converted from this area by converting the equivalent circle diameter. Get. And after deleting the foam cell which is 1/2 or less of this maximum cell diameter as noise, it points out the average value of each cell diameter converted similarly from the remaining individual cell area.

なお、供給ローラ2の表面通気量は、1.8(リットル/分)以上のものとした。ここで、本実施の形態における供給ローラ2の「表面通気量」について詳細に説明する。   The air flow rate on the surface of the supply roller 2 was 1.8 (liter / minute) or more. Here, the “surface ventilation” of the supply roller 2 in the present embodiment will be described in detail.

本実施の形態では、供給ローラ2内外のトナーの排出・吸入が円滑に行われ、供給ローラ2内部と供給ローラ2外部が平衡状態になるように「通気量」を規定するものである。空気と混じり合い、粉流体と化したトナーの排出・吸入は供給ローラの「表層面」を通じて行われるものであるから、「表層面を通過する通気量」を直接規定することが重要である。図2は「表面通気量」の測定方法を示す図である。   In the present embodiment, the “aeration amount” is defined so that toner inside and outside the supply roller 2 is smoothly discharged and sucked, and the inside of the supply roller 2 and the outside of the supply roller 2 are in an equilibrium state. Since the toner mixed with air and turned into a powder fluid is discharged and sucked through the “surface layer surface” of the supply roller, it is important to directly define the “aeration amount passing through the surface layer surface”. FIG. 2 is a diagram showing a method for measuring the “surface ventilation”.

まず、本実施の形態の供給ローラ2を、図3に示すような測定冶具18に挿入する。図3の測定冶具18は、中空円筒体の側面にφ10(mm)の貫通孔を通したもので、貫通孔の中心軸と円筒軸が直交するように作られている。   First, the supply roller 2 of the present embodiment is inserted into a measurement jig 18 as shown in FIG. The measurement jig 18 shown in FIG. 3 has a through-hole of φ10 (mm) passed through the side surface of a hollow cylindrical body, and is made so that the central axis of the through-hole and the cylinder axis are orthogonal to each other.

中空円筒体の内径は測定される供給ローラの外径よりも1mm小さい物を使用する。これは測定冶具18の円筒体内面と測定される供給ローラの間の隙間を無くすためである。
本実施の形態における供給ローラ2は、外径φ13(mm)であるので、測定冶具18の内径はφ12(mm)である。
The hollow cylinder has an inner diameter that is 1 mm smaller than the outer diameter of the supply roller to be measured. This is to eliminate a gap between the inner surface of the cylindrical body of the measuring jig 18 and the supply roller to be measured.
Since the supply roller 2 in the present embodiment has an outer diameter of φ13 (mm), the inner diameter of the measuring jig 18 is φ12 (mm).

供給ローラ2が挿入された測定冶具18は、図4に示すような通気ホルダ19に取り付けられる。通気ホルダ19は中空円筒体19aの側面に減圧ポンプ20に通じる通気管21を取り付けるための連結パイプ19bを繋げたT字形をしており、連結パイプ19bの繋げられた部分の反対側に当たる部分を大きく切り欠いた形状になっている。   The measuring jig 18 into which the supply roller 2 is inserted is attached to a ventilation holder 19 as shown in FIG. The ventilation holder 19 has a T-shape in which a connection pipe 19b for attaching a ventilation pipe 21 leading to the decompression pump 20 is connected to the side surface of the hollow cylindrical body 19a, and a part corresponding to the opposite side of the connection part of the connection pipe 19b It has a large cut-out shape.

連結パイプ19bの内径は、測定冶具18の貫通孔よりも大きくなるように設定される。本実施の形態では、連結パイプ19bの内径をφ12(mm)とした。通気ホルダ19の中空円筒体19aの内径は測定冶具18の外径とほぼ同寸法であり、測定冶具18を中空円筒体19aに挿入できるようになっている。図2に示すように、測定冶具18の貫通孔の一方が中空円筒体19aの切り欠き部分に全て露出し、貫通孔の他方が連結パイプ19bの内径にほぼ正対するように設置する。   The inner diameter of the connecting pipe 19b is set to be larger than the through hole of the measuring jig 18. In the present embodiment, the inner diameter of the connecting pipe 19b is φ12 (mm). The inner diameter of the hollow cylindrical body 19a of the ventilation holder 19 is substantially the same as the outer diameter of the measuring jig 18, so that the measuring jig 18 can be inserted into the hollow cylindrical body 19a. As shown in FIG. 2, one of the through holes of the measuring jig 18 is exposed at the cutout portion of the hollow cylindrical body 19a, and the other of the through holes is installed so as to face the inner diameter of the connecting pipe 19b.

通気ホルダ19の中空円筒体19aの左右には、図2に示すように、中空円筒体19aに連結される一端を塞がれたアクリル・パイプ22a、22bが設置される。測定冶具18の左右から出ている供給ローラ6は、上記アクリル・パイプ22a、22b中に納まるようになっている。   As shown in FIG. 2, acrylic pipes 22a and 22b having one end connected to the hollow cylindrical body 19a are installed on the left and right sides of the hollow cylindrical body 19a of the ventilation holder 19. The supply rollers 6 coming out from the left and right of the measuring jig 18 are accommodated in the acrylic pipes 22a and 22b.

通気管21の途中には、流量計23(KZ型通気量測定器:大栄化学精器製作所)、及び差圧調整弁24が設置されている。   In the middle of the vent pipe 21, a flow meter 23 (KZ type air flow rate measuring device: Daiei Chemical Seiki Seisakusho) and a differential pressure adjusting valve 24 are installed.

減圧ポンプ20により通気管21内部側が排気された際に、露出している測定冶具18の貫通孔以外から空気が流入しないように、上記、測定冶具18、通気ホルダ19、通気管21、アクリル・パイプ22a、22bの連結部分はテープやグリスなどによってシールされる。   When the inside of the vent pipe 21 is evacuated by the decompression pump 20, the measurement jig 18, the vent holder 19, the vent pipe 21, acrylic, The connecting portions of the pipes 22a and 22b are sealed with tape or grease.

「表面通気量」の測定は、以下のように行う。   The “surface aeration” is measured as follows.

まず、図2において、供給ローラ2を設置しない状態で、減圧ポンプ20を作動させ、差圧調整弁24で流量計23の測定値が安定して10.8(リットル/分)となるように調節する。この後、測定対象である供給ローラ2を設置して、前述のように慎重にシーリングし、上記と同一の排気条件で流量計23の測定値を「表面通気量」として計測する。当然ながら「表面通気量」は、流量計23の測定値が十分安定した時点での値を採る。   First, in FIG. 2, the pressure reducing pump 20 is operated without the supply roller 2 installed, and the measured value of the flow meter 23 is stably 10.8 (liters / minute) by the differential pressure adjusting valve 24. Adjust. Thereafter, the supply roller 2 to be measured is installed, carefully sealed as described above, and the measured value of the flow meter 23 is measured as “surface ventilation” under the same exhaust conditions as described above. As a matter of course, the “surface aeration amount” takes a value when the measured value of the flow meter 23 is sufficiently stabilized.

供給ローラ2を通過する空気流は、測定冶具18の露出している貫通孔に位置する発泡ウレタン層2bの表面から流入し、発泡ウレタン層2bの内部を通過して、測定冶具18の他方の貫通孔に位置する発泡ウレタン層2bの表面から流出する。   The air flow passing through the supply roller 2 flows in from the surface of the urethane foam layer 2b located in the exposed through hole of the measurement jig 18, passes through the inside of the urethane foam layer 2b, and passes through the other side of the measurement jig 18. It flows out from the surface of the urethane foam layer 2b located in the through hole.

一般的な供給ローラ2の発泡ウレタン層2bの表面は、発泡ウレタン層2bの内部と異なる場合が多い。例えば、供給ローラ2を型内発泡形成した場合には、表面のセルの開口率が内部と異なるスキン層が表面に現れる場合がある。   The surface of the urethane foam layer 2b of the general supply roller 2 is often different from the inside of the urethane foam layer 2b. For example, when the supply roller 2 is formed by in-mold foaming, a skin layer having an opening ratio of cells on the surface different from the inside may appear on the surface.

また、発泡ウレタン層2bの表面を単なる円筒面として形成せず、意図的に凹凸を設けたものも存在する。発泡ウレタン層2bの内外を出入りするトナー粉流体は、上記の表面の状態に影響を受ける場合があり、JIS−L1096のようなバルク通気量の測定だけでは、その挙動を捕らえられない。   In addition, there is a type in which the surface of the urethane foam layer 2b is not formed as a simple cylindrical surface but is intentionally provided with irregularities. The toner powder fluid entering and exiting the inside and outside of the foamed urethane layer 2b may be affected by the above-described surface state, and its behavior cannot be captured only by measuring the bulk air flow rate as in JIS-L1096.

従って、本発明では上記のような、発泡ウレタン層2bの表面から流入・流出する空気
流を測定する通気量測定法を採用し、これで前述のトナー粉流体の平衡状態(もしくはそれに近い状態)を出現させる主要なパラメータとした。
Therefore, in the present invention, the above-described air flow measurement method for measuring the air flow flowing in / out from the surface of the foamed urethane layer 2b is adopted, and the above-described equilibrium state (or a state close thereto) of the toner powder fluid is used. Was the main parameter for the appearance.

現像ローラ1は図1中Aの方向に、供給ローラ2は図中Bの方向に、各々回転される構成となっており、各々の回転中心の距離は11(mm)に設定されている。上記発泡ウレタン層2bの硬度は、シリコンゴム層1bとアクリル・ウレタン系ゴム層1cよりも十分柔らかいため、現像ローラ1の表面は、発泡ウレタン層2bを最大1.5(mm)押しつぶした状態で接触している。   The developing roller 1 is rotated in the direction A in FIG. 1 and the supply roller 2 is rotated in the direction B in the figure. The distance between the rotation centers is set to 11 (mm). The hardness of the urethane foam layer 2b is sufficiently softer than that of the silicon rubber layer 1b and the acrylic / urethane rubber layer 1c, so that the surface of the developing roller 1 is in a state where the foamed urethane layer 2b is crushed by a maximum of 1.5 (mm). In contact.

上記の最大押しつぶし量は、発泡ウレタン層2bに現像ローラ1を接触させてない場合の発泡ウレタン層2bの表面の位置と、通常使用時として発泡ウレタン層2bに現像ローラ1を接触させた場合の発泡ウレタン層2bの表面の位置と、の最大の距離である。この最大押しつぶし量を、供給ローラ2対する現像ローラ1の侵入量と呼ぶ。   The maximum crushing amount is the position of the surface of the foamed urethane layer 2b when the developing roller 1 is not in contact with the foamed urethane layer 2b, and when the developing roller 1 is in contact with the foamed urethane layer 2b during normal use. This is the maximum distance from the surface position of the urethane foam layer 2b. This maximum crushing amount is referred to as the amount of intrusion of the developing roller 1 with respect to the supply roller 2.

現像ローラ1の回転速度は130(rpm)、供給ローラ2の回転速度は100(rpm)である。現像ローラ1と供給ローラ2の回転に伴い、発泡ウレタン層2bが現像ローラ1との接触部で押し潰される。   The rotation speed of the developing roller 1 is 130 (rpm), and the rotation speed of the supply roller 2 is 100 (rpm). As the developing roller 1 and the supply roller 2 rotate, the urethane foam layer 2 b is crushed at the contact portion with the developing roller 1.

このとき、供給ローラ2の発泡ウレタン層2bの表層もしくは内部に保持されたトナーTは、発泡ウレタン層2bの表層から排出され、その一部が現像ローラ1の表面に転移する。   At this time, the toner T held in or on the surface of the urethane foam layer 2 b of the supply roller 2 is discharged from the surface of the urethane foam layer 2 b, and a part of the toner T is transferred to the surface of the developing roller 1.

現像ローラ1の表面に転移したトナーTは、前記接触部に対して現像ローラ1の回転方向下流に接触して設けられた規制ブレード5により現像ローラ1上に均一に規制される。   The toner T transferred to the surface of the developing roller 1 is uniformly regulated on the developing roller 1 by a regulating blade 5 provided in contact with the contact portion downstream in the rotation direction of the developing roller 1.

上記の過程でトナーTは、現像ローラ1と供給ローラ2の接触部、もしくは、現像ローラ1と規制ブレード5の規制部で摺擦されることにより、所望の摩擦帯電電荷(本例では負電荷)を獲得する。また、図1のように、現像ローラ1と供給ローラ2の接触部で互いに逆方向に回転することにより、現像ローラ1上の現像残トナーは供給ローラ2によって剥ぎ取り除去される。   In the above process, the toner T is rubbed at the contact portion between the developing roller 1 and the supply roller 2 or the regulating portion between the developing roller 1 and the regulating blade 5, so that a desired triboelectric charge (negative charge in this example) is obtained. ). Further, as shown in FIG. 1, the developing residual toner on the developing roller 1 is peeled off and removed by the supply roller 2 by rotating in the opposite directions at the contact portion between the developing roller 1 and the supply roller 2.

次に図5を用いて、本実施の形態における現像装置を画像形成装置に装着したときの動作について説明する。図5は本実施の形態に係る画像形成装置、及びそれに対して着脱される上記で説明した現像装置の着脱の動作を示すものである。   Next, the operation when the developing device according to the present embodiment is mounted on the image forming apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows an attaching / detaching operation of the image forming apparatus according to the present embodiment and the developing device described above attached to and detached from the image forming apparatus.

図5(a)において、像担持体としての感光ドラム11は、矢印E方向に回転する。画像形成プロセスが開始されると、感光ドラム11は帯電装置である帯電ローラ12によって一様に帯電される。その後、露光手段であるレーザー光学装置13からのレーザー光により露光され、その表面に静電潜像が形成される。   In FIG. 5A, the photosensitive drum 11 as an image carrier rotates in the direction of arrow E. When the image forming process is started, the photosensitive drum 11 is uniformly charged by a charging roller 12 as a charging device. Then, it exposes with the laser beam from the laser optical apparatus 13 which is an exposure means, and an electrostatic latent image is formed in the surface.

この静電潜像を、上記で説明した現像装置4によって現像し、トナー像として可視化する。本実施の形態では、トナーは感光ドラム11の露光された部分に付着して反転現像される。   The electrostatic latent image is developed by the developing device 4 described above and visualized as a toner image. In this embodiment, the toner adheres to the exposed portion of the photosensitive drum 11 and is reversely developed.

可視化された感光ドラム11上のトナー像は、転写ローラ14によって転写材としての記録メディア15に転写される。転写されずに感光ドラム11上に残存した転写残トナーは、クリーニング部材であるクリーニングブレード17により掻き取られ、廃トナー容器18に収納される。   The visualized toner image on the photosensitive drum 11 is transferred by a transfer roller 14 to a recording medium 15 as a transfer material. Untransferred toner remaining on the photosensitive drum 11 without being transferred is scraped off by a cleaning blade 17 as a cleaning member and stored in a waste toner container 18.

クリーニングされた感光ドラム11は上述プロセスを繰り返し、記録メディア15に画
像形成を行う。一方、トナー像が転写された記録メディア15は、定着装置16によって永久定着された後、装置本体外部へ排出される。
The cleaned photosensitive drum 11 repeats the above process to form an image on the recording medium 15. On the other hand, the recording medium 15 onto which the toner image has been transferred is permanently fixed by the fixing device 16 and then discharged outside the apparatus main body.

本実施の形態において、現像装置4は、感光ドラム11と、および、帯電ローラ12、クリーニングブレード17、廃トナー容器18と、共に一体に構成されたカートリッジ20として設けられる。カートリッジ20は、画像形成装置上部の開閉窓を図中Gの方向に開き、画像形成装置内部のガイド21にそって図5中Hの方向に、ユーザーが引き出すことで、画像形成装置の本体に対して着脱可能となっている。   In the present embodiment, the developing device 4 is provided as a cartridge 20 that is configured integrally with the photosensitive drum 11 and the charging roller 12, the cleaning blade 17, and the waste toner container 18. The cartridge 20 opens an opening / closing window at the top of the image forming apparatus in the direction G in the drawing, and the user pulls it in the direction H in FIG. On the other hand, it is removable.

また、本実施の形態においては、帯電ローラ12に−1000Vの直流電圧を印加し、感光ドラム11表面を約−500Vに帯電している。この電位を暗部電位Vdと呼ぶ。感光ドラム11の電位Vdが安定するまでの所定の時間、現像装置4は、図5(c)で示すように、感光ドラム11と現像ローラ1とを離間した状態で維持される。離間カム42は、画像形成装置に設けられた駆動手段、駆動伝達手段(不図示)により回転可能に構成され、現像ローラ1を離間させる際は、図5(c)に示すように離間位置Bの状態になることで、現像装置4背面の所定位置(力受け部43)を押す。   In this embodiment, a DC voltage of −1000 V is applied to the charging roller 12 to charge the surface of the photosensitive drum 11 to about −500 V. This potential is referred to as dark portion potential Vd. For a predetermined time until the potential Vd of the photosensitive drum 11 is stabilized, the developing device 4 is maintained in a state in which the photosensitive drum 11 and the developing roller 1 are separated from each other as shown in FIG. The separation cam 42 is configured to be rotatable by drive means and drive transmission means (not shown) provided in the image forming apparatus, and when separating the developing roller 1, as shown in FIG. In this state, a predetermined position (force receiving portion 43) on the rear surface of the developing device 4 is pushed.

また、現像装置4は、現像容器3を、現像ローラ1による現像動作を行なう第1の位置と、現像動作を行わない第2の位置と、に移動可能とする力を受ける力受け部43を備える。力受け部43は、カートリッジ20の現像装置4背面の上記所定位置に設けられている。力受け部43は、離間カム42との接触回転時に必要な表面滑り性能、及び最も力のかかった状態である離間状態においても変形しない硬度、等の性能を有している。   In addition, the developing device 4 includes a force receiving portion 43 that receives a force that allows the developing container 3 to move between a first position where the developing operation is performed by the developing roller 1 and a second position where the developing operation is not performed. Prepare. The force receiving portion 43 is provided at the predetermined position on the back surface of the developing device 4 of the cartridge 20. The force receiving portion 43 has performances such as a surface slipping performance required at the time of contact rotation with the separation cam 42 and a hardness that does not deform even in the separation state where the force is most applied.

この離間カム42の回動動作により、離間カム42のカム面がカートリッジ20の力受け部43を押し、現像装置4は揺動中心40を回転軸として回転し、現像装置4と廃トナー容器18の間に設けられた押しバネ41の反力に打ち勝つ。   By the rotation operation of the separation cam 42, the cam surface of the separation cam 42 presses the force receiving portion 43 of the cartridge 20, and the developing device 4 rotates about the swing center 40 as a rotation axis, and the developing device 4 and the waste toner container 18. The reaction force of the push spring 41 provided between the two is overcome.

現像装置4の揺動により、現像ローラ1を感光ドラム11に対して接触位置(図5(b))から離間位置(図5(c))へ移動させる。   The developing roller 1 is moved from the contact position (FIG. 5B) to the separated position (FIG. 5C) with respect to the photosensitive drum 11 by the swing of the developing device 4.

現像ローラ1を感光ドラム11に接触させた状態とする現像装置4の姿勢位置を第1の位置(現像位置)と呼び、現像ローラ1を感光ドラム11から離間させた状態とする現像装置の姿勢位置を第2の位置(非現像位置)と呼ぶ。当然ながら、この第2の位置では現像動作を行わない。   The posture position of the developing device 4 in which the developing roller 1 is in contact with the photosensitive drum 11 is referred to as a first position (developing position), and the posture of the developing device in which the developing roller 1 is separated from the photosensitive drum 11. The position is referred to as a second position (non-development position). Of course, the developing operation is not performed in the second position.

感光ドラム11の電位Vdが安定するのを待って、感光ドラム11は、露光手段であるレーザー光学装置13からのレーザー光により露光され、その表面に静電潜像が形成される。露光した部位の表面電位は約−100Vとなる。この電位を明部電位Vlと呼ぶ。   Waiting for the potential Vd of the photosensitive drum 11 to become stable, the photosensitive drum 11 is exposed by laser light from the laser optical device 13 serving as exposure means, and an electrostatic latent image is formed on the surface thereof. The surface potential of the exposed part is about −100V. This potential is called a bright portion potential Vl.

また、所定のタイミングをもって、画像形成装置に設けられた駆動手段ならびに駆動伝達手段(不図示)により、現像ローラ1ならびに供給ローラ2が回転駆動を開始し、後の静電潜像の現像工程に備える。   Also, at a predetermined timing, the developing roller 1 and the supply roller 2 start to rotate by a driving unit and a driving transmission unit (not shown) provided in the image forming apparatus, and the subsequent electrostatic latent image developing process is performed. Prepare.

離間カム42は、画像形成装置の本体に設けられた駆動手段により、図5(b)で示すように、現像装置4が離間位置Aを取るように回転される。離間位置Aにおいては、現像装置背面の力受け部43を押していた力は解放される。   The separation cam 42 is rotated by the driving means provided in the main body of the image forming apparatus so that the developing device 4 takes the separation position A as shown in FIG. In the separation position A, the force that was pushing the force receiving portion 43 on the rear surface of the developing device is released.

よって、現像装置4と廃トナー容器18の間に設けられた押しバネ41の力により、現像装置4は揺動中心40を回転軸として回転し現像ローラ1を感光ドラム11が当接する(図5(c))。このとき現像ローラ1には、所定のタイミングをもって現像バイアスと
して−300Vの直流電圧が印加される。
Therefore, due to the force of the pressing spring 41 provided between the developing device 4 and the waste toner container 18, the developing device 4 rotates about the swing center 40 as the rotation axis and the photosensitive drum 11 contacts the developing roller 1 (FIG. 5). (C)). At this time, a DC voltage of −300 V is applied to the developing roller 1 as a developing bias at a predetermined timing.

現像装置の第1の位置は、このように現像ローラ1と感光ドラム11とを当接し、感光ドラム11上に形成した静電潜像を現像する位置である。   The first position of the developing device is a position for developing the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 11 by contacting the developing roller 1 and the photosensitive drum 11 in this manner.

静電潜像の現像終了後、離間カム42は、再び離間位置Bに回転する。これにより現像装置背面の力受け部43を押し、現像装置4は揺動中心40を回転軸として回転し、現像装置4と廃トナー容器18の間に設けられた押しバネ41の反力に打ち勝って、現像ローラ1を感光ドラム11から離間させる。つまり、再度、現像装置4を第2の位置へ移動させる。   After the electrostatic latent image is developed, the separation cam 42 rotates to the separation position B again. As a result, the force receiving portion 43 on the rear surface of the developing device is pushed, and the developing device 4 rotates around the swing center 40 as a rotation axis, and overcomes the reaction force of the pressing spring 41 provided between the developing device 4 and the waste toner container 18. Thus, the developing roller 1 is separated from the photosensitive drum 11. That is, the developing device 4 is moved again to the second position.

同時に、現像ローラ1並びに供給ローラ2の回転駆動を停止し、現像ローラ1への現像バイアスの印加を止める。   At the same time, the rotation driving of the developing roller 1 and the supply roller 2 is stopped, and the application of the developing bias to the developing roller 1 is stopped.

本実施の形態においては、現像ローラ1を感光ドラム11から離間した第2の位置(図5(c))で、現像ローラ1と供給ローラ2との間での静電容量が検知可能となっており、現像装置4のトナー残量検知を行う。   In the present embodiment, the electrostatic capacity between the developing roller 1 and the supply roller 2 can be detected at the second position (FIG. 5C) where the developing roller 1 is separated from the photosensitive drum 11. The remaining amount of toner in the developing device 4 is detected.

図6及び図7を用いて本実施の形態における、静電容量の変化を利用したトナー残量検出方法を説明する。   A method for detecting the remaining amount of toner using the change in capacitance in the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図6は、本実施の形態の現像装置4が画像形成装置10内に設置されている状態を表し、25は現像ローラ1の芯金電極1aと導通された現像装置付属の接点電極である。また、接点電極25に対応する接点電極として26が画像形成装置10の本体側に設けられ、接点電極26は画像形成装置10の本体内部の静電容量検出装置29に繋がっている。   FIG. 6 shows a state in which the developing device 4 of the present embodiment is installed in the image forming apparatus 10, and reference numeral 25 denotes a contact electrode attached to the developing device that is electrically connected to the core metal electrode 1 a of the developing roller 1. Further, a contact electrode 26 corresponding to the contact electrode 25 is provided on the main body side of the image forming apparatus 10, and the contact electrode 26 is connected to a capacitance detecting device 29 inside the main body of the image forming apparatus 10.

同様に、供給ローラ2の芯金電極2aと導通された現像装置付属の接点電極27と、対応する画像形成装置10の本体側の接点電極28がそれぞれ設けられており、接点電極28は画像形成装置10の本体内部の検出用交流バイアス電源30に繋がっている。   Similarly, a contact electrode 27 attached to the developing device, which is electrically connected to the cored bar electrode 2a of the supply roller 2, and a corresponding contact electrode 28 on the main body side of the image forming apparatus 10 are provided. It is connected to the AC bias power source 30 for detection inside the main body of the apparatus 10.

現像装置4が画像形成装置10内の所定位置に設置されている状態、現像ローラ1と感光ドラム11とが当接した第1の位置、および、現像ローラ1と感光ドラム11が離間した第2の位置の両位置で、接点電極25と26、接点電極27と28は導通している。   A state where the developing device 4 is installed at a predetermined position in the image forming apparatus 10, a first position where the developing roller 1 and the photosensitive drum 11 are in contact, and a second position where the developing roller 1 and the photosensitive drum 11 are separated from each other. In both positions, the contact electrodes 25 and 26 and the contact electrodes 27 and 28 are conductive.

即ち、現像装置4が第1の位置と第2の位置とに揺動しても、接点電極25と接点電極26、接点電極27と接点電極28は、接触したままである。通常の現像動作時には、現像装置は第1の位置にあり、電極26を介して電極25に現像バイアス(直流電圧)が印加される。   That is, even when the developing device 4 swings between the first position and the second position, the contact electrode 25 and the contact electrode 26, and the contact electrode 27 and the contact electrode 28 remain in contact with each other. During a normal developing operation, the developing device is in the first position, and a developing bias (DC voltage) is applied to the electrode 25 via the electrode 26.

このとき、電極28を介して電極27には、現像バイアスと同じ電圧が印加される。即ち、現像動作時では、電極25と電極27は同電位となるので、現像ローラと供給ローラとの間に電界は形成されない。このように、現像動作時においては、静電容量検出装置29、交流バイアス電源30は、現像バイアス電源に切り替えられる。   At this time, the same voltage as the developing bias is applied to the electrode 27 via the electrode 28. That is, during the developing operation, since the electrode 25 and the electrode 27 are at the same potential, an electric field is not formed between the developing roller and the supply roller. As described above, during the developing operation, the electrostatic capacitance detection device 29 and the AC bias power source 30 are switched to the developing bias power source.

次に図7に示すように、非現像動作時には現像装置4は第2の位置となり、本実施の形態においては、供給ローラ2の導電性の芯金2aに、バイアス電源30からトナー残量検知用バイアスを印加して、現像装置4のトナー残量検知を行う。トナー残量検知用バイアスとしては、周波数50KHz、Vpp=200Vの交流バイアスを用いる。   Next, as shown in FIG. 7, during the non-development operation, the developing device 4 is in the second position. In this embodiment, the remaining amount of toner is detected from the bias power source 30 to the conductive core 2 a of the supply roller 2. The remaining amount of toner in the developing device 4 is detected by applying a bias. As the toner remaining amount detection bias, an AC bias having a frequency of 50 KHz and Vpp = 200 V is used.

現像ローラ1の導電性の芯金1aには、トナー残量検知用バイアスにより電圧が誘起さ
れ、この電圧は検出器29で検出される。
A voltage is induced on the conductive metal core 1 a of the developing roller 1 by a toner remaining amount detection bias, and this voltage is detected by a detector 29.

現像動作を行わない第2の位置、つまり、感光ドラム11と現像ローラ1が離間した状態は、非現像動作時である。具体的にこのような時は、例えば、画像形成を行っていない紙間、若しくは、画像形成工程が終了し、画像形成装置から記録メディア15が機外に排紙される間における装置動作(所謂後回転)等、において実現可能である。   The second position where the developing operation is not performed, that is, the state where the photosensitive drum 11 and the developing roller 1 are separated from each other is a non-developing operation. Specifically, in such a case, for example, between the sheets on which image formation is not performed, or when the image forming process is completed and the recording medium 15 is discharged from the image forming apparatus to the outside of the apparatus (so-called so-called) This can be realized in a post-rotation).

この時、この第2の位置において、感光ドラム11と現像ローラ1が離間しているので、トナー残量検知用バイアスとして交流バイアスを印加しても、カブリと呼ばれる白地部汚れが発生すること無い。また、現像ローラと感光ドラムが接触する最中に互いに叩きあい振動した際の、不快な打撃音が発生することも無い。   At this time, since the photosensitive drum 11 and the developing roller 1 are separated from each other at the second position, even when an AC bias is applied as a toner remaining amount detection bias, a white background stain called fog is not generated. . Further, no unpleasant impact sound is generated when the developing roller and the photosensitive drum come into contact with each other and vibrate and vibrate.

供給ローラ2の導電性の芯金2aからトナー残量検知を目的とした交流バイアスを印加して、現像ローラ1を静電容量検知用アンテナとして用いることにより、現像室内に別個のアンテナを設ける構成において発生する、トナーの搬送阻害を防止できる。   A configuration in which a separate antenna is provided in the developing chamber by applying an AC bias from the conductive core 2a of the supply roller 2 for the purpose of detecting the remaining amount of toner and using the developing roller 1 as an antenna for detecting capacitance. In this case, it is possible to prevent toner conveyance hindrance that occurs in

感光ドラム11と現像ローラ1の当接離間動作、つまり、現像動作を行う第1の位置と、現像動作を行わない第2の位置とで、図5(b)および図5(c)に示したように、当然、現像装置4の姿勢は変化し、それに従いトナーも動くことになる。   FIG. 5B and FIG. 5C show the contact / separation operation of the photosensitive drum 11 and the developing roller 1, that is, the first position where the developing operation is performed and the second position where the developing operation is not performed. As described above, naturally, the posture of the developing device 4 changes, and the toner moves accordingly.

この時、本実施の形態の現像装置4においては、供給ローラ2の導電性の芯金2aからトナー残量検知のために交流バイアスを印加して、現像ローラ1を静電容量検知用アンテナとして用いることで、供給ローラ2に含まれるトナーの静電容量変化を測定している。   At this time, in the developing device 4 of the present embodiment, an AC bias is applied from the conductive core 2a of the supply roller 2 to detect the remaining amount of toner, and the developing roller 1 is used as a capacitance detection antenna. By using it, the change in the electrostatic capacity of the toner contained in the supply roller 2 is measured.

よって、当接離間動作に伴う現像装置4の姿勢、トナーTの動きによっても、供給ローラ2に含まれるトナー量は変化せず、つまり現像ローラ1とアンテナ(供給ローラ)間に存在するトナー量は変化しないので、アンテナに誘起される電圧出力が変化することは無い。   Therefore, the amount of toner contained in the supply roller 2 does not change depending on the attitude of the developing device 4 and the movement of the toner T accompanying the contact / separation operation, that is, the amount of toner existing between the development roller 1 and the antenna (supply roller). Does not change, so the voltage output induced in the antenna does not change.

即ち、供給ローラ2は、トナーが内部に進入可能な発泡層を備えるので、現像装置の姿勢が変わっても発泡層内のトナーが動きにくいので、電圧出力が変化しない。   That is, since the supply roller 2 includes a foam layer through which the toner can enter, even if the attitude of the developing device changes, the toner in the foam layer hardly moves, and the voltage output does not change.

加えて、本実施の形態である非磁性1成分の接触方式を有する現像装置4においては、静電容量残検を行っている際、つまり、現像ローラ1と感光ドラム11が離間している状態においては、現像ローラ1及び供給ローラ2の駆動は停止される。   In addition, in the developing device 4 having a non-magnetic one-component contact method according to the present embodiment, when the electrostatic capacity residual inspection is performed, that is, the developing roller 1 and the photosensitive drum 11 are separated from each other. , The driving of the developing roller 1 and the supply roller 2 is stopped.

現像ローラ1及び供給ローラ2の駆動を停止することで、現像ローラ1へのトナー供給および未現像トナーの剥ぎ取り行為が中断され、供給ローラ2に含まれるトナー量が、トナー残量検知最中に一定となり、トナー残量検知精度を高めることができる。   By stopping the driving of the developing roller 1 and the supply roller 2, the supply of toner to the developing roller 1 and the stripping of undeveloped toner are interrupted, and the amount of toner contained in the supply roller 2 is in the middle of detecting the remaining amount of toner. Thus, the remaining toner amount detection accuracy can be improved.

図8に本実施の形態のトナー残量検知のフローチャートを示す。トナー残量検知のタイミングは、画像形成動作終了後、現像装置4が第1の位置から第2の位置へ移動することで、感光ドラム11と現像ローラ1の離間動作が行われ、そして、現像ローラ1および供給ローラ2の駆動を停止させる。その後、トナー残量検知用バイアスを印加してトナー残量検知を行う。   FIG. 8 shows a flowchart of toner remaining amount detection according to the present embodiment. The toner remaining amount is detected when the developing device 4 moves from the first position to the second position after the image forming operation is completed, so that the photosensitive drum 11 and the developing roller 1 are separated from each other. The driving of the roller 1 and the supply roller 2 is stopped. Thereafter, a toner remaining amount detection is performed by applying a toner remaining amount detection bias.

図9に、本実施の形態の現像装置4にトナーTを充填し、徐々に消費させていった場合の上記静電容量検出装置29の出力値を三角点と実線で示す。本実施の形態において、供給ローラの表面通気量Lは、3.0(リットル/分)である。測定環境は、23℃、60%Rhである。   FIG. 9 shows the output value of the capacitance detection device 29 when the toner T is filled in the developing device 4 of the present embodiment and gradually consumed, with a triangle point and a solid line. In the present embodiment, the surface ventilation amount L of the supply roller is 3.0 (liters / minute). The measurement environment is 23 ° C. and 60% Rh.

図9に示されるように、本実施の形態の現像装置4の構成では、現像装置4内のトナーTの残量と、静電容量検出装置29の出力値は比較的リニア(線形)で良い相関を持って変化している。   As shown in FIG. 9, in the configuration of the developing device 4 of the present embodiment, the remaining amount of toner T in the developing device 4 and the output value of the capacitance detecting device 29 may be relatively linear. It changes with correlation.

トナー量の表示においては、基準値を設け、上記静電容量検出装置29の出力値と基準値とを比較して、基準値を下回るような場合にトナー無しと判断する。トナー無しと判断された場合は、画像形成装置の本体や画像形成装置に接続されたコンピュータなどで「トナー無」等の警告を表示したり、画像形成装置の画像形成動作を中止したりしても良い。   In the display of the toner amount, a reference value is provided, and the output value of the capacitance detecting device 29 is compared with the reference value, and it is determined that there is no toner when the value is below the reference value. If it is determined that there is no toner, a warning such as “no toner” is displayed on the main body of the image forming apparatus or a computer connected to the image forming apparatus, or the image forming operation of the image forming apparatus is stopped. Also good.

さらに、画像形成装置の本体に着脱可能なプロセスカートリッジ20を使用する場合には、画像形成装置の本体によりカートリッジの交換時期を報知させるようにしても良い。   Further, when the process cartridge 20 that can be attached to and detached from the main body of the image forming apparatus is used, the main body of the image forming apparatus may be notified of the replacement time of the cartridge.

また、図9に示すように、トナー量と静電容量検出装置29の出力値は相関があるため、現像装置4内のトナーTの所望のトナー残量において、「トナー残量少」等の警告表示を行うことが可能である。さらに、複数の基準値を設けることで、複数の警告表示を行うことが可能である。   Further, as shown in FIG. 9, since the toner amount and the output value of the capacitance detecting device 29 are correlated, the desired toner remaining amount of the toner T in the developing device 4 is such as “low toner amount”. Warning display can be performed. Furthermore, a plurality of warnings can be displayed by providing a plurality of reference values.

例えば、新品で現像容器3に収容されているトナー量を100%として、使用中の現在のトナー残量を段階的に%で表示すれば良い。   For example, assuming that the amount of new toner stored in the developing container 3 is 100%, the current remaining amount of toner in use may be displayed stepwise in%.

例えば、供給ローラ2の発泡層の発泡率を変えるなどして、本実施の形態の表面通気量が異なる供給ローラをいくつか作成する。そして、これを本実施の形態と同じ構成を有する現像装置に組み込み、本実施の形態(供給ローラの表面通気量が3.0(リットル/分))の出力結果と比較した。   For example, by changing the foaming rate of the foam layer of the supply roller 2, several supply rollers having different surface ventilation amounts according to the present embodiment are created. Then, this was incorporated into a developing device having the same configuration as that of the present embodiment, and compared with the output result of the present embodiment (the surface air flow rate of the supply roller is 3.0 (liters / minute)).

そこで、本実施の形態の別態様として、表面通気量が1.8(リットル/分)の発泡ウレタン層を持つ供給ローラを用いた現像装置で、同じ条件で測定した際の出力値を、図8中に四角点と破線で示した。   Therefore, as another aspect of the present embodiment, an output value when measured under the same conditions in a developing device using a supply roller having a foamed urethane layer having a surface air permeability of 1.8 (liters / minute) is shown in FIG. 8 is shown by a square point and a broken line.

また、比較例1として、表面通気量が1.5(リットル/分)の発泡ウレタン層を持つ供給ローラを用いた現像装置で、同じ条件で測定した際の出力値を、図8中に丸点と破線で示した。   Further, as Comparative Example 1, the output value when measured under the same conditions with a developing device using a supply roller having a foamed urethane layer having a surface air permeability of 1.5 (liter / min) is shown in FIG. Indicated by dots and broken lines.

さらに比較例2として、表面通気量が0.8(リットル/分)の発泡ウレタン層を持つ供給ローラを用いた現像装置で、同じ条件で測定した際の出力値を、図8中に×点と細実線で示した。   Furthermore, as Comparative Example 2, the output value when measured under the same conditions with a developing device using a supply roller having a foamed urethane layer with a surface air permeability of 0.8 (liters / minute) is shown in FIG. And indicated by a thin solid line.

以上、本実施の形態(別態様も含む)と比較例1、2を比べると、比較例1、2は使用初期から半分以上トナーTが消費されるまで出力値の変化はほとんどなく、トナーTがかなり少なくなってから出力変化が現れることがわかった。   As described above, when this embodiment (including other aspects) is compared with Comparative Examples 1 and 2, the output values of Comparative Examples 1 and 2 hardly change until the toner T is consumed more than half from the beginning of use. It turned out that the output change appeared after quite a little.

図10に、第1の実施の形態における現像装置4内のトナーTの残量と、その時の供給ローラ2内含有トナー量をプロットしたものを示す。   FIG. 10 shows a plot of the remaining amount of toner T in the developing device 4 and the amount of toner contained in the supply roller 2 at that time in the first embodiment.

図10では、図9と同一条件でトナーTを消費させていき、各々異なるトナー残量で静電容量を測定後、供給ローラ2を取り出して中に含まれるトナーTの量を測定した(使用前の供給ローラ2の重量との差分を取った)。図10に示されるように、現像装置内トナー残量と供給ローラ内含有トナー量は比較的リニアで良い相関を保ちつつ変化していることがわかる。   In FIG. 10, the toner T is consumed under the same conditions as in FIG. 9, and after measuring the electrostatic capacity with different remaining amounts of toner, the supply roller 2 is taken out and the amount of toner T contained therein is measured (use) The difference from the weight of the previous supply roller 2 was taken). As shown in FIG. 10, it can be seen that the remaining amount of toner in the developing device and the amount of toner contained in the supply roller are relatively linear and change while maintaining a good correlation.

なお、特許文献2(特開平11−288161号公報)において開示される供給ローラの通気量を本実施の形態における測定方法で測定すると、0.3〜1.3(リットル/分)であった。   In addition, when the air flow rate of the supply roller disclosed in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 11-288161) was measured by the measurement method in the present embodiment, it was 0.3 to 1.3 (liters / minute). .

上記の測定で、本実施の形態の現像装置4の静電容量出力値と、その時の供給ローラ2内含有トナー量を図11にプロットした。図11に示されるように、現像装置内トナー残量と供給ローラ内含有トナー量はほぼリニアで非常に良い相関を保っている。これは、本実施の形態の構成が、供給ローラ2内の静電容量変化を的確に測定していることを示している。   In the above measurement, the electrostatic capacity output value of the developing device 4 of the present embodiment and the amount of toner contained in the supply roller 2 at that time are plotted in FIG. As shown in FIG. 11, the remaining amount of toner in the developing device and the amount of toner contained in the supply roller are almost linear and maintain a very good correlation. This indicates that the configuration of the present embodiment accurately measures the capacitance change in the supply roller 2.

また、表面通気量が異なる供給ローラをいくつか作り、本実施の形態と同じ構成の現像装置を用い、出力結果の比較を行った。その結果を図12に示す。   In addition, several supply rollers having different surface airflow rates were prepared, and the output results were compared using a developing device having the same configuration as the present embodiment. The result is shown in FIG.

上記では、表面通気量を3.0(リットル/分)もしくは1.8(リットル/分)として説明したが、本実施の形態の表面通気量は、3.9(リットル/分)もしくは5.0(リットル/分)であってもよい。   In the above description, the surface airflow rate is set to 3.0 (liter / minute) or 1.8 (liter / minute), but the surface airflow amount in the present embodiment is 3.9 (liter / minute) or 5. It may be 0 (liters / minute).

表面通気量が3.9(リットル/分)の発泡ウレタン層を持つ供給ローラを用いた現像装置で、同じ条件で測定した際の出力値を、図12中に四角点と破線で示した。   Output values when measured under the same conditions with a developing device using a supply roller having a urethane foam layer with a surface air flow rate of 3.9 (liters / minute) are shown by squares and broken lines in FIG.

また、表面通気量が5.0(リットル/分)の発泡ウレタン層を持つ供給ローラを用いた現像装置で、同じ条件で測定した際の出力値を、図12中に丸点と破線で示した。   In addition, the output value when measured under the same conditions with a developing device using a supply roller having a foamed urethane layer with a surface air flow rate of 5.0 (liter / min) is shown by a dot and a broken line in FIG. It was.

図12に示すように、通気量を大きくするに従い、静電容量検知出力値の絶対絶対値は大きくなるが、現像装置内トナー量に応じた変化量は、通気量3〜5(リットル/分)の供給ローラ2までは同様であった。   As shown in FIG. 12, the absolute absolute value of the capacitance detection output value increases as the air flow rate increases. However, the amount of change corresponding to the toner amount in the developing device is 3-5 (liters / minute). The same applies to the supply roller 2).

つまり、1.8(リットル/分)以上の通気量を有する供給ローラであれば、検知される静電容量出力値と現像容器内のトナー量の相関が良く、残トナー量の検知精度が向上する。また、通気量が大きいと、供給ローラの発泡層の空孔部分が増えて供給ローラの強度が小さくなり、供給ローラの発泡層がちぎれ易くなるので、これを防止するために、通気量は5(リットル/分)以下であることが好ましい。   In other words, if the supply roller has an air flow rate of 1.8 (liters / minute) or more, the correlation between the detected electrostatic capacity output value and the toner amount in the developing container is good, and the detection accuracy of the remaining toner amount is improved. To do. In addition, if the air flow rate is large, the pores of the foam layer of the supply roller are increased, the strength of the supply roller is reduced, and the foam layer of the supply roller is easily torn. In order to prevent this, the air flow rate is 5 It is preferably (L / min) or less.

以上のように供給ローラの通気量を適正に設定することにより、供給ローラ内に含まれるトナー量が多くなり、供給ローラ内に含まれるトナー量は、現像容器内に収容されているトナー量の減少に応じて減少する(図10参照)。   By appropriately setting the air flow rate of the supply roller as described above, the amount of toner contained in the supply roller is increased, and the amount of toner contained in the supply roller is equal to the amount of toner contained in the developing container. It decreases according to the decrease (see FIG. 10).

また、現像ローラと供給ローラとの間の静電容量の出力値は、供給ローラ内のトナー量の減少に応じて減少していく(図11参照)。   In addition, the output value of the capacitance between the developing roller and the supply roller decreases as the amount of toner in the supply roller decreases (see FIG. 11).

従って、現像容器内に収容されているトナー量を判断するためには、現像ローラと供給ローラとの間の静電容量の出力値を測定することが有効である(図12参照)。   Therefore, in order to determine the amount of toner contained in the developing container, it is effective to measure the output value of the electrostatic capacity between the developing roller and the supply roller (see FIG. 12).

供給ローラ内に含まれるトナー量を多くするためには、供給ローラの発泡層の表面の平均セル径を、トナーの平均粒径(例えば重量平均粒径)よりも大きくするのが良い。   In order to increase the amount of toner contained in the supply roller, the average cell diameter on the surface of the foam layer of the supply roller is preferably larger than the average particle diameter (for example, weight average particle diameter) of the toner.

なお、供給ローラ内のトナーは、供給ローラが現像ローラに接触し始めるときに供給ローラが変形し始めて一部吐き出され、供給ローラが現像ローラに接触し終わるときに供給ローラの変形が元に戻り、一部吸い込まれている。   The toner in the supply roller starts to deform when the supply roller starts to contact the developing roller, and is partially discharged. When the supply roller finishes contacting the developing roller, the deformation of the supply roller returns to the original state. Some have been sucked.

このように、供給ローラに対して、トナーは出入りしているが、供給ローラ内のトナー量は現像容器内のトナー量が変わらなければ、おおむね平衡状態に保たれる。供給ローラ内のトナー量をより正確に判断するにあたって前記静電容量の出力値を精度良く測定するためには、好ましくは、前述したように、供給ローラ内へのトナーの出入りが生じないように供給ローラの回転を停止して測定するのが良い。   As described above, although the toner enters and leaves the supply roller, the toner amount in the supply roller is generally kept in an equilibrium state unless the toner amount in the developing container is changed. In order to accurately measure the output value of the capacitance when more accurately determining the amount of toner in the supply roller, it is preferable that toner does not enter and exit the supply roller as described above. It is better to stop the rotation of the supply roller and measure.

図10に示した現像装置内トナー残量と供給ローラ内含有トナー量の相関は、トナーTの凝集度に依存する。凝集度が低いほど、供給ローラへのトナーの出入りが容易と成る為に、現像装置内トナー残量と供給ローラ内含有トナー量の相関が良くなると考えられる。   The correlation between the remaining amount of toner in the developing device and the amount of toner contained in the supply roller shown in FIG. 10 depends on the degree of aggregation of the toner T. It is considered that the lower the cohesion degree, the easier the toner enters and leaves the supply roller, and thus the better the correlation between the remaining amount of toner in the developing device and the amount of toner contained in the supply roller.

本実施の形態に係る画像形成装置10において、画像形成動作を行い、現像装置内のトナーTが充分消費された状態の現像容器内に残されたトナーTの凝集度を測定したところ30%であった。一般に、現像容器内のトナーTの使用度が高いほど、トナーTの凝集度が高くなる傾向にあることから、画像形成動作を行う前の現像装置内トナーTの凝集度は30%よりも低いと推測できる。   In the image forming apparatus 10 according to the present embodiment, an image forming operation is performed, and the degree of aggregation of the toner T remaining in the developing container in a state where the toner T in the developing apparatus is sufficiently consumed is measured, and is 30%. there were. In general, the higher the usage of the toner T in the developing container, the higher the aggregation degree of the toner T. Therefore, the aggregation degree of the toner T in the developing device before the image forming operation is lower than 30%. Can be guessed.

言い換えれば、30%以下の凝集度を持つトナーならば、本発明の特徴である供給ローラへのトナーの出入りが平衡状態になる状況を作る上で、何ら問題なく使用できる。   In other words, a toner having a degree of aggregation of 30% or less can be used without any problem in creating a situation where the toner enters and leaves the supply roller, which is a feature of the present invention.

供給ローラ内含有トナー量はトナー容器内のトナー量との間に相関関係をもつ。よって、トナー容器内のトナーの自重がそのまま供給ローラにかかるほど、図10に示すような現像装置内トナー残量と供給ローラ内含有トナー量の相関性は高くなる。そのため、本実施の形態のように、トナー容器内の開口部に供給ローラを配置する構成にすることによって、トナー残検検知の精度を向上させることが可能になる。   The amount of toner contained in the supply roller has a correlation with the amount of toner in the toner container. Therefore, as the weight of the toner in the toner container is directly applied to the supply roller, the correlation between the remaining amount of toner in the developing device and the amount of toner contained in the supply roller becomes higher as shown in FIG. For this reason, as in the present embodiment, it is possible to improve the accuracy of the residual toner detection detection by arranging the supply roller at the opening in the toner container.

上記実施の形態に係る画像形成装置10において、供給ローラ2にトナー残量検知バイアスを印加し、現像ローラ1に誘起される電圧を検出する検出器を配置する構成であった。しかしながら、現像ローラ1にトナー残量検知バイアスを印加し、供給ローラ2に誘起される電圧を検出する検出器を配置する構成であっても同様な効果を得ることが可能である。   In the image forming apparatus 10 according to the above-described embodiment, a detector that applies a toner remaining amount detection bias to the supply roller 2 and detects a voltage induced in the developing roller 1 is disposed. However, the same effect can be obtained even in a configuration in which a detector for detecting a voltage induced in the supply roller 2 by applying a toner remaining amount detection bias to the developing roller 1 is arranged.

本実施の形態では、画像形成中は現像ローラ1と供給ローラ2に直流バイアスを印加している。これは、画像形成中に供給ローラ2の芯金電極2aに交流電圧を印加すると、供給ローラ2によるトナーの供給と現像残トナーの剥ぎ取りのバランスが崩れる。   In the present embodiment, a DC bias is applied to the developing roller 1 and the supply roller 2 during image formation. This is because, when an AC voltage is applied to the cored bar electrode 2a of the supply roller 2 during image formation, the balance between the supply of toner by the supply roller 2 and the removal of the development residual toner is lost.

このことによって、画像安定性を阻害することが懸念されることから、画像形成以外の時にトナー残量検知装置(現像剤量測定装置)を作動させる。例えば、画像形成前後の前回転や後回転に行うことができる。   As a result, there is a concern that the image stability may be hindered. Therefore, the remaining toner amount detecting device (developer amount measuring device) is operated at times other than image formation. For example, the rotation can be performed before or after image formation.

本実施の形態では、トナー残量検知装置を後回転中に作動させる構成とした。画像形成中以外のタイミングでトナー残量検知装置を動作させる場合、連続印字を行うとトナー残量検知するために、1枚プリント毎にトナー残量を測定するタイミングを作らなくてはならない。   In the present embodiment, the toner remaining amount detection device is configured to operate during post-rotation. In the case where the toner remaining amount detecting device is operated at a timing other than during image formation, in order to detect the remaining amount of toner when continuous printing is performed, it is necessary to make a timing for measuring the remaining amount of toner for each print.

しかし、これでは印刷生産性が低くなってしまう。また、これを避けるために、連続印字中にトナー残量の検知を行わないと、現像容器内のトナー無しに気付かずにプリントしてしまう可能性がある。   However, this reduces the printing productivity. In order to avoid this, if the remaining amount of toner is not detected during continuous printing, there is a possibility of printing without noticing the absence of toner in the developing container.

そこで本実施の形態では、感光ドラム11に作像される画像ドット計数手段を設けるこ
とを特徴とする。この画像ドット計数手段は、本実施の形態では、CPU53より実現され、感光ドラム11に作像される画像ドット数を計数する。
Therefore, the present embodiment is characterized in that image dot counting means for forming an image on the photosensitive drum 11 is provided. In the present embodiment, this image dot counting means is realized by the CPU 53 and counts the number of image dots formed on the photosensitive drum 11.

すなわち、本実施の携帯では、現像容器内のトナー残量を検知する手段として、高精度のトナー残量検知装置と、トナー残量検知装置より精度が劣る画像ドット数を用いる。そして、感光ドラム11にレーザー光学装置13からのレーザー光によって作像される画像
ドット数を計数する。
That is, in the present embodiment, as a means for detecting the remaining amount of toner in the developing container, a high-accuracy toner remaining amount detection device and the number of image dots that are less accurate than the remaining toner amount detection device are used. Then, the number of image dots formed on the photosensitive drum 11 by the laser light from the laser optical device 13 is counted.

本実施の形態では、画像ドット数をトナー重量に変換することで、印字によって使用したトナーを推定する。このためには、1ドットあたりのトナー使用量をあらかじめ知っておく必要がある。その上で、a[グラム/ドット]の係数を画像形成装置に記憶させておく。このa[グラム/ドット]は、使用環境(温度・湿度)に応じて変化させることも可能である。   In this embodiment, the toner used for printing is estimated by converting the number of image dots into the toner weight. For this purpose, it is necessary to know in advance the amount of toner used per dot. In addition, the coefficient of a [gram / dot] is stored in the image forming apparatus. This a [gram / dot] can be changed according to the use environment (temperature / humidity).

そこで、本実施の形態では、像担持体上にレーザー光学装置13からのレーザーによって作像される画像ドット数を計数し、この画像ドット数に所定の計算をし、使用したトナー重量に変換する。   Therefore, in the present embodiment, the number of image dots formed by the laser from the laser optical device 13 on the image carrier is counted, a predetermined calculation is performed on the number of image dots, and the toner weight used is converted. .

そして、プリント開始前にトナー残量検知装置で測定したトナー重量より、使用したトナー重量を差し引き、この値が所定値より下回った場合、連続プリントを停止し、トナー残量検知装置による測定を行う。   Then, the used toner weight is subtracted from the toner weight measured by the toner remaining amount detection device before the start of printing. When this value falls below a predetermined value, continuous printing is stopped and measurement is performed by the toner remaining amount detection device. .

このように、画像ドット数を補助的に用いて、現像容器内のトナー無しを正確に示すことを行っている。ただし、この画像ドット数による残検システムだけでは、環境や画像種によって精度が低下することがあるため、画像ドット数による残検システムは補助的に用いるまでに留めている。   As described above, the number of image dots is used as an auxiliary to accurately indicate the absence of toner in the developing container. However, the accuracy of the residual detection system based on the number of image dots may be reduced depending on the environment and the type of image. Therefore, the residual detection system based on the number of image dots is only used as an auxiliary.

以下に図14のフローチャートを参照して、本発明の画像ドット数を用いたトナー残量検知システムの動作を詳しく説明する。図14は、図5(a)に示される画像形成装置の動作のフローチャートである。   Hereinafter, the operation of the remaining toner amount detection system using the number of image dots of the present invention will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. FIG. 14 is a flowchart of the operation of the image forming apparatus shown in FIG.

画像形成装置は、画像ドット数dが画像ドット記憶手段(CPU)に記憶可能に構成される。この画像ドット数の情報は、1枚プリント毎に更新され記憶されている。また、画像ドット数は、CPU53が、レーザー光学装置13からのレーザー光源の点灯時間を計数し、それを1ドットの点灯時間で割ることにより求め、記憶している。   The image forming apparatus is configured such that the number d of image dots can be stored in an image dot storage unit (CPU). Information on the number of image dots is updated and stored for each print. Also, the number of image dots is obtained and stored by the CPU 53 by counting the lighting time of the laser light source from the laser optical device 13 and dividing it by the lighting time of one dot.

図14のフローチャートにおいて、ホスト51からプリント信号が入力される(S1)。このとき、すでに前回のトナー残量検知の検出結果である、トナー残量W=w1が画像形成装置に記憶されている。   In the flowchart of FIG. 14, a print signal is input from the host 51 (S1). At this time, the remaining toner amount W = w1, which is the detection result of the previous remaining toner amount detection, is already stored in the image forming apparatus.

その後、画像形成装置10は画像形成動作を開始し、適宜タイミングで現像ローラ1の回転、感光ドラム11への静電潜像の作像を行う(S2)。   Thereafter, the image forming apparatus 10 starts an image forming operation, and rotates the developing roller 1 and forms an electrostatic latent image on the photosensitive drum 11 at an appropriate timing (S2).

この際に、画像ドットdの計数を行う(S3)。このとき、図3にあるように、連続プリント中はドットを加算していき、常にその連続プリントでの総ドット数を表すようにする(S3)。   At this time, the image dot d is counted (S3). At this time, as shown in FIG. 3, dots are added during continuous printing, and the total number of dots in the continuous printing is always expressed (S3).

次に、連続プリント要求があるかを確認する(S4)。   Next, it is confirmed whether there is a continuous print request (S4).

連続プリント要求がない場合は、画像形成終了後に後回転を実施し、非画像形成時にト
ナー残量検知を行い、トナー量Wを測定結果w2に更新し(S5)、トナー量Wと現像容器内のトナー無しを判断する閾値Ewと比較を行う(S6)。
If there is no continuous print request, post-rotation is performed after image formation is completed, the remaining amount of toner is detected during non-image formation, and the toner amount W is updated to the measurement result w2 (S5). A comparison is made with a threshold value Ew for determining the absence of toner (S6).

WがEより大きい場合、プリントを終了させ、スタンバイ状態へ移行する(S7)。また、WがE以下の場合、ユーザーに現像容器内のトナー無しを警告する(S8)。   If W is greater than E, the printing is terminated and a transition is made to a standby state (S7). If W is equal to or less than E, the user is warned that there is no toner in the developing container (S8).

連続プリント要求がある場合は、画像ドットdに対してa[グラム/ドット]の係数を掛け合わせ消費したトナー量Wdを計算する(S9)。   If there is a continuous print request, the toner amount Wd consumed by multiplying the image dot d by a coefficient of a [gram / dot] is calculated (S9).

次に、プリント前のトナー残量W=w1から消費したトナー量Wdを差し引き、W−Wdと現像容器内のトナー無しの閾値Ewを比較する。W−WdがEwより大きい場合、何枚目の連続かを計測し(S11)、連続して画像形成の動作に移行する(S3)。この時、前回までのdに対して次のプリントで計測したd(m)を加算する。   Next, the consumed toner amount Wd is subtracted from the remaining toner amount W = w1 before printing, and W-Wd is compared with the threshold Ew for the absence of toner in the developing container. If W-Wd is larger than Ew, the number of continuous images is measured (S11), and the operation proceeds to image forming operation continuously (S3). At this time, d (m) measured in the next print is added to d up to the previous time.

もちろん、閾値Eはトナー残量が少なくなったときに発生する、トナーが現像器から落ちることや画像弊害等の課題が起きる前に設定することも可能である。また、W−WdがE以下の場合、画像形成を強制的に中断し、後回転を実施し、トナー残量検知を行う(S12)。更に、このトナー残量検知の測定動作によって得られる測定結果w3に現像剤量Wを更新する。   Of course, the threshold value E can also be set before a problem such as the toner falling from the developing device or an image defect occurs when the remaining amount of toner is low. If W−Wd is equal to or less than E, image formation is forcibly interrupted, post-rotation is performed, and the remaining toner amount is detected (S12). Further, the developer amount W is updated to the measurement result w3 obtained by the measurement operation of the toner remaining amount detection.

その後、トナー残量検知による測定結果W=w3と現像容器内のトナー無しを判断する閾値Ewと比較を行う(S13)。   Thereafter, the measurement result W = w3 based on the toner remaining amount detection is compared with the threshold value Ew for determining the absence of toner in the developing container (S13).

WがEwより大きい場合(S13)、画像ドット数dを0に戻し(S14)、プリント動作を再開する(S2)。   When W is larger than Ew (S13), the image dot number d is returned to 0 (S14), and the printing operation is resumed (S2).

また、WがEw以下の場合、ユーザーに現像容器内のトナー無しを警告する(S8)。このような構成により、現像容器内のトナー無しを正確に検知することができる。   If W is equal to or less than Ew, the user is warned that there is no toner in the developing container (S8). With such a configuration, it is possible to accurately detect the absence of toner in the developing container.

本実施に形態では、接触現像を採用しているが、本発明は接触現像に限るものではなく、トナー供給ローラを用いた非磁性ジャンピング現像方式などを用いた画像形成装置においても有効である。   In this embodiment, contact development is employed. However, the present invention is not limited to contact development, and is also effective in an image forming apparatus using a non-magnetic jumping development system using a toner supply roller.

また、本実施の形態と同様の形態のプロセスカートリッジを複数並べてフルカラー画像を得られるようにした画像形成装置に関しても同様に有効である。   The present invention is also effective for an image forming apparatus in which a plurality of process cartridges having the same form as the present embodiment are arranged to obtain a full color image.

[第2の実施の形態]
図15を参照して本発明の第2の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。以下の説明において、上記第1の実施の形態と同様の部分については、その説明を省略する。
[Second Embodiment]
An image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the following description, the description of the same parts as those of the first embodiment is omitted.

本実施の形態に係る画像形成装置では、現像容器内の現像剤量を測定する手段として、高精度のトナー残量検知装置と、トナー残量検知装置より精度が劣る画像ドット数が用いられる。   In the image forming apparatus according to the present embodiment, as a means for measuring the amount of developer in the developing container, a high-accuracy toner remaining amount detecting device and the number of image dots that are less accurate than the toner remaining amount detecting device are used.

そこで、本実施の形態では、感光ドラム11にレーザー光学装置13からのレーザー光
によって作像される画像ドット数を計数する。また、プリント開始前にトナー残量検知装置で検知したトナー量を所定の計算をし、ドットに変換することで、プリントできる現像容器内のトナー量を使用可能ドット数として扱うことを特徴とする。
Therefore, in the present embodiment, the number of image dots formed on the photosensitive drum 11 by the laser light from the laser optical device 13 is counted. In addition, the toner amount detected by the toner remaining amount detecting device before the start of printing is calculated to a predetermined value and converted into dots, whereby the amount of toner in the developing container that can be printed is handled as the number of usable dots. .

このドット数を用いることで、低印字の場合にもカウントを行うことができる。例えば、1グラム=1000ドットとした場合、ドット表記の方が換算しやすいという利点がある。そして、現像容器内の残りドット数から画像ドット数を差し引き、この値が所定値より下回った場合、連続プリントを停止し、トナー残量検知装置による検知を行う。   By using this number of dots, it is possible to count even in the case of low printing. For example, when 1 gram = 1000 dots, there is an advantage that dot notation is easier to convert. Then, the number of image dots is subtracted from the number of remaining dots in the developing container, and when this value falls below a predetermined value, continuous printing is stopped and detection by the toner remaining amount detection device is performed.

トナー残量を検知するにあたり測定された電圧と現像容器内のトナーTの量は、ほぼ線形であることから、トナー残量検知装置でトナーTの残量を測定することが可能になっている。   Since the voltage measured in detecting the remaining amount of toner and the amount of toner T in the developing container are substantially linear, it is possible to measure the remaining amount of toner T with the toner remaining amount detecting device. .

このように、画像ドット数を補助的に用いて、現像容器内のトナー無しを正確に示すこと行っている。   Thus, the number of image dots is used as an auxiliary to accurately indicate the absence of toner in the developing container.

以下に図15のフローチャートを参照して、本発明の画像ドット数を用いたトナー残量検知システムの動作を詳しく説明する。   Hereinafter, the operation of the remaining toner amount detection system using the number of image dots of the present invention will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.

画像形成装置は、プリントした画像ドット数d1を記憶することができる。この画像ドット数の情報は、1枚プリントごとに更新され記憶されている。また、画像ドット数は、CPU53が、レーザー光学装置13のレーザー光源の点灯時間を計数し、それを1ドットの点灯時間で割ることにより求め、記憶している。   The image forming apparatus can store the number d1 of printed image dots. Information on the number of image dots is updated and stored for each print. The number of image dots is calculated and stored by the CPU 53 by counting the lighting time of the laser light source of the laser optical device 13 and dividing it by the lighting time of one dot.

本実施の形態では、印字可能ドット数を把握するために、印字開始前の容器内の使用可能なトナー重量を画像ドット数に変換している。このためには、1グラムのトナーを使用したときのドット数をあらかじめ知っておく必要がある。そこで、b[ドット/グラム]の係数を画像形成装置に記憶させておく。   In this embodiment, in order to grasp the number of printable dots, the usable toner weight in the container before the start of printing is converted into the number of image dots. For this purpose, it is necessary to know in advance the number of dots when 1 gram of toner is used. Therefore, the coefficient of b [dot / gram] is stored in the image forming apparatus.

また、b[ドット/グラム]の値は、それぞれの設計にあわせて、値を変更させることが可能である。   Further, the value of b [dot / gram] can be changed in accordance with each design.

図15のフローチャートにおいて、ホスト51からプリント信号が入力される(S1)。   In the flowchart of FIG. 15, a print signal is input from the host 51 (S1).

このとき、すでに前回のトナー残量検知の検知結果である、現像剤残量W=w1が記憶されている。この際に、トナー量Wにb[ドット/グラム]の係数を掛け合わせ、現像容器内の使用可能なトナー重量に対応した画像ドット数d2に変換する(S2)。   At this time, the developer remaining amount W = w1, which is the detection result of the previous toner remaining amount detection, is already stored. At this time, the toner amount W is multiplied by a coefficient of b [dot / gram], and converted to the number d2 of image dots corresponding to the usable toner weight in the developing container (S2).

そして、画像形成装置本体10は画像形成動作を開始し、適宜タイミングで現像ローラ25の回転、感光ドラム11への静電潜像の作像を行い、プリント動作を開始する(S3)。   Then, the image forming apparatus main body 10 starts an image forming operation, rotates the developing roller 25 at an appropriate timing, forms an electrostatic latent image on the photosensitive drum 11, and starts a printing operation (S3).

その後、画像ドット数dの計数を行い(S4)、連続プリント要求があるかを確認する(S5)。   Thereafter, the number of image dots d is counted (S4), and it is confirmed whether there is a continuous print request (S5).

そして、連続プリント要求がない場合は、画像形成終了後に後回転を実施し、トナー残量検知を行い、トナー量Wを測定結果w2に更新し(S6)、トナー量Wと現像容器内のトナー無しを判断する閾値Ewと比較を行う(S7)。   If there is no continuous print request, post-rotation is performed after image formation is completed, the remaining toner amount is detected, the toner amount W is updated to the measurement result w2 (S6), and the toner amount W and the toner in the developing container are updated. A comparison is made with a threshold Ew for determining the absence (S7).

WがEwより大きい場合、プリントを終了させ、スタンバイ状態へ移行する(S9)。また、WがEw以下の場合、ユーザーに現像容器内のトナー無しを警告する(S8)。連続プリント要求がある場合は、d2−d1と現像容器内のトナー無しを判断する閾値Edと比較を行う(S10)。   If W is greater than Ew, the printing is terminated and a transition is made to the standby state (S9). If W is equal to or less than Ew, the user is warned that there is no toner in the developing container (S8). If there is a continuous print request, d2-d1 is compared with a threshold Ed for determining the absence of toner in the developing container (S10).

d2−d1がEdより大きい場合、現像剤残量に対応した第2の画像ドット数をd2−d1に更新し(S11)、連続して画像形成動作に移行する(S4)。   When d2-d1 is larger than Ed, the second image dot number corresponding to the developer remaining amount is updated to d2-d1 (S11), and the process proceeds to the image forming operation continuously (S4).

また、d2−d1がEd以下の場合、画像形成を強制的に中断し、後回転を実施し、トナー残量検知を行う(S12)。更に、このトナー残量検知の結果w3にトナー量Wを更新する。   If d2-d1 is equal to or less than Ed, image formation is forcibly interrupted, post-rotation is performed, and the remaining toner amount is detected (S12). Further, the toner amount W is updated to the result w3 of the toner remaining amount detection.

その後、トナー残量検知による測定結果W=w3と現像容器内のトナー無しを判断する閾値Ewと比較を行う(S13)。   Thereafter, the measurement result W = w3 based on the toner remaining amount detection is compared with the threshold value Ew for determining the absence of toner in the developing container (S13).

WがEwより大きい場合、現像容器内のトナー残量に対応した第2の画像ドット数を再び計算し(S2)、プリント動作を再開する(S3)。   If W is larger than Ew, the second image dot number corresponding to the remaining amount of toner in the developing container is calculated again (S2), and the printing operation is resumed (S3).

また、WがEw以下の場合、ユーザーに現像容器内のトナー無しを警告する(S8)。このような構成により、現像容器内のトナー無しを正確に検知することができる。   If W is equal to or less than Ew, the user is warned that there is no toner in the developing container (S8). With such a configuration, it is possible to accurately detect the absence of toner in the developing container.

本実施の形態では、第1の実施の形態と同様に、接触現像を採用しているが、本発明は接触現像に限るものではなく、供給ローラ2を用いた非磁性ジャンピング現像方式などを用いた画像形成装置においても有効である。   In this embodiment, as in the first embodiment, contact development is adopted. However, the present invention is not limited to contact development, and a non-magnetic jumping development system using a supply roller 2 is used. This is also effective in the image forming apparatus.

また、本実施の形態と同様の形態のプロセスカートリッジを複数並べてフルカラー画像を得られるようにした画像形成装置に関しても同様に有効である。   The present invention is also effective for an image forming apparatus in which a plurality of process cartridges having the same form as the present embodiment are arranged to obtain a full color image.

[第3の実施の形態]
図16を参照して、本発明の第3の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。以下の説明において、上記第1の実施の形態と同様の部分については、その説明を省略する。
[Third embodiment]
An image forming apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the following description, the description of the same parts as those of the first embodiment is omitted.

本実施の形態では、現像容器内の現像剤量を測定する手段として、高精度のトナー残量検知装置と、トナー残量検知装置より精度が劣るプリント枚数を用いる。そこで、本実施の形態では、画像形成装置10によるプリント枚数を計数する。   In the present embodiment, as a means for measuring the amount of developer in the developing container, a high-accuracy toner remaining amount detection device and the number of prints with less accuracy than the toner remaining amount detection device are used. Therefore, in the present embodiment, the number of printed sheets by the image forming apparatus 10 is counted.

また、プリント開始前にトナー残量検知装置装置で検知したトナー量を所定の換算をし、プリント可能枚数に変換し、プリント可能な最小枚数として扱うことを特徴とする。このためには、100%印字した際のトナー使用量をあらかじめ知っておく必要がある。   Further, the toner amount detected by the toner remaining amount detecting device before the start of printing is converted into a predetermined number of prints and converted into a printable number of sheets, and is handled as the minimum number of printable sheets. For this purpose, it is necessary to know in advance the amount of toner used when 100% printing is performed.

その上で、c[グラム/枚数]の計数を画像形成装置に記憶させておく。ただし、今回
は100%印字した際のトナー使用量を記憶したが、100%に限らず任意のパーセンテージに設定することができる。また、ユーザーの仕様履歴からパーセンテージを算出することも可能である。
In addition, the count of c [gram / number of sheets] is stored in the image forming apparatus. However, this time, the amount of toner used when 100% printing is performed is stored. It is also possible to calculate the percentage from the user's specification history.

図16のフローチャートを参照して、本実施の形態におけるトナー残量検知システムの動作を詳しく説明する。図16は、図5(a)に示される画像形成装置の動作フローチャートである。   The operation of the toner remaining amount detection system in the present embodiment will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. FIG. 16 is an operation flowchart of the image forming apparatus shown in FIG.

画像形成装置は、プリント枚数p1をプリント枚数記憶手段によって記憶することができる。このプリント枚数の情報は、1枚プリント毎に更新され記憶されている。   The image forming apparatus can store the print number p1 by the print number storage unit. The information on the number of prints is updated and stored for each print.

図16のフローチャートにおいて、ホスト51からプリント信号が入力される(S1)
。このとき、すでに前回のトナー残量検知の検出結果である、W=w1が画像形成装置に記憶されている。この際に、トナー量Wを1/c[枚数/グラム]の係数で掛け合わせ、現像容器内のプリント可能な最小の枚数Pに変換する(S2)。
In the flowchart of FIG. 16, a print signal is input from the host 51 (S1).
. At this time, W = w1, which is the detection result of the previous toner remaining amount detection, is already stored in the image forming apparatus. At this time, the toner amount W is multiplied by a coefficient of 1 / c [number of sheets / gram] and converted to the minimum printable number P in the developing container (S2).

その後、画像形成装置本体10は画像形成動作を開始し、適宜タイミングで現像ローラ1の回転、感光ドラム11への静電潜像の作像を行い、プリント動作を開始する(S3)。   Thereafter, the image forming apparatus body 10 starts an image forming operation, rotates the developing roller 1 at an appropriate timing, forms an electrostatic latent image on the photosensitive drum 11, and starts a printing operation (S3).

このとき、図16にあるように、連続プリント中はプリント枚数を加算していき、常にその連続プリントでの総プリント枚数を表すようにする(S4)。次に、連続プリント要求があるかを確認する(S5)。   At this time, as shown in FIG. 16, during the continuous printing, the number of prints is added to always represent the total number of prints in the continuous print (S4). Next, it is confirmed whether there is a continuous print request (S5).

連続プリント要求がない場合は、画像形成終了後に後回転を実施し、トナー残量検知を行い、トナー量Wを測定結果w2に更新し(S6)、トナー量Wと現像容器内のトナー無しを判断する閾値Ewと比較を行う(S7)。   If there is no continuous print request, post-rotation is performed after the image formation is completed, the toner remaining amount is detected, the toner amount W is updated to the measurement result w2 (S6), and the toner amount W and no toner in the developing container are determined. Comparison is made with the threshold value Ew to be judged (S7).

WがEwより大きい場合、プリントを終了させ、スタンバイ状態へ移行する(S8)。また、WがEw以下の場合、ユーザーに現像容器内のトナー無しを警告する(S9)。連続プリント要求がある場合は、プリント枚数がプリント可能な最小枚数に到達したかを確認するP=p1(S10)。   If W is greater than Ew, the printing is terminated and a transition is made to the standby state (S8). If W is equal to or less than Ew, the user is warned that there is no toner in the developing container (S9). If there is a continuous print request, it is checked whether the number of prints has reached the minimum printable number P = p1 (S10).

P≠p1の場合、プリント枚数を加算し(S11)、連続して画像形成動作に移行する(S4)。   If P ≠ p1, the number of prints is added (S11), and the process proceeds to the image forming operation (S4).

また、P=p1の場合、画像形成を強制的に中断し、後回転を実施し、トナー残量検知を行う(S12)。更に、トナー残量検知の結果w3にトナー量Wを更新する。   If P = p1, the image formation is forcibly interrupted, post-rotation is performed, and the toner remaining amount is detected (S12). Further, the toner amount W is updated to the result w3 of the toner remaining amount detection.

その後、トナー残量検知による測定結果W=w3と現像容器内のトナー無しを判断する閾値Ewと比較を行う(S13)。   Thereafter, the measurement result W = w3 based on the toner remaining amount detection is compared with the threshold value Ew for determining the absence of toner in the developing container (S13).

WがEwより大きい場合(S14)、プリント枚数p1を初期値0に戻し(S14)、現像容器内のトナー残量に対応したプリント可能枚数を再び計算し(S2)、プリント動作を再開する(S3)。   When W is larger than Ew (S14), the print number p1 is returned to the initial value 0 (S14), the printable number corresponding to the remaining amount of toner in the developing container is calculated again (S2), and the printing operation is restarted (S2). S3).

また、WがEw以下の場合、ユーザーに現像容器内のトナー無しを警告する(S9)。このような構成により、現像容器内のトナー無しを正確に検知することができる。本実施の形態では接触現像を採用しているが、本発明は接触現像に限るものではなく、トナー供給ローラを用いた非磁性ジャンピング現像方式などを用いた画像形成装置においても有効である。   If W is equal to or less than Ew, the user is warned that there is no toner in the developing container (S9). With such a configuration, it is possible to accurately detect the absence of toner in the developing container. Although the contact development is adopted in the present embodiment, the present invention is not limited to the contact development, and is also effective in an image forming apparatus using a non-magnetic jumping development system using a toner supply roller.

また、本実施の形態と同様の形態のプロセスカートリッジを複数並べてフルカラー画像を得られるようにした画像形成装置に関しても同様に有効である。   The present invention is also effective for an image forming apparatus in which a plurality of process cartridges having the same form as the present embodiment are arranged to obtain a full color image.

本発明の第1の実施の形態における現像装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a developing device according to a first embodiment of the present invention. 「表面通気量」の測定方法を示す図である。It is a figure which shows the measuring method of "surface ventilation | gas_flowing amount". 通気量測定に用いる冶具の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the jig used for ventilation | gas_flow amount measurement. 通気量測定に用いる通気ホルダーを示す図である。It is a figure which shows the ventilation holder used for ventilation volume measurement. 本発明の第1の実施の形態に係る画像形成装置の概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態における現像装置の装着状態を示す図である。It is a figure which shows the mounting state of the developing device in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態におけるトナー残量検知装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a toner remaining amount detection device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態におけるトナー残量検知のフローチャートを示す。3 is a flowchart of toner remaining amount detection in the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態における現像装置内のトナー量と静電容量検出器の出力の関係を示すグラフである。6 is a graph showing the relationship between the toner amount in the developing device and the output of the electrostatic capacity detector in the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態における現像装置内のトナー量と供給ローラ内含有トナー量の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the toner amount in the image development apparatus in 1st Embodiment of this invention, and the toner amount contained in a supply roller. 供給ローラ内含有トナー量と静電容量検出器の出力の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the toner amount contained in a supply roller, and the output of a capacitance detector. 現像装置内のトナー量と静電容量検出器の出力の関係を示すグラフである。6 is a graph showing the relationship between the amount of toner in a developing device and the output of a capacitance detector. 本発明を適用した現像装置を備えた画像形成装置の概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of an image forming apparatus including a developing device to which the present invention is applied. 本発明の第1の実施の形態におけるトナー残量検知のフローチャートである。3 is a flowchart of toner remaining amount detection in the first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態におけるトナー残量検知のフローチャートである。10 is a flowchart of toner remaining amount detection in the second embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施の形態におけるトナー残量検知のフローチャートである。14 is a flowchart of toner remaining amount detection according to a third embodiment of the present invention. 従来の現像装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the conventional developing device. 従来の現像装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the conventional developing device.

符号の説明Explanation of symbols

1 現像ローラ
1a 現像ローラの導電性の芯金
2 供給ローラ
2a 供給ローラの導電性の芯金
3 トナー容器
4 現像装置
5 規制部材
10 画像形成装置
11 感光ドラム
12 帯電ローラ
17 クリーニングブレード
18 廃トナー容器
29 検出器
30 トナー残量検知用バイアス電源
40 揺動中心
41 押しバネ
42 離間カム
43 力受け部
51 ホスト
52 コントローラ
53 CPU
54 ROM
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Developing roller 1a Conductive core metal of developing roller 2 Supply roller 2a Conductive core metal of supply roller 3 Toner container 4 Developing device 5 Control member 10 Image forming apparatus 11 Photosensitive drum 12 Charging roller 17 Cleaning blade 18 Waste toner container 29 Detector 30 Toner remaining amount detection bias power supply 40 Swing center 41 Push spring 42 Separating cam 43 Force receiving portion 51 Host 52 Controller 53 CPU
54 ROM

Claims (5)

開口部を備え現像剤を収容する現像容器と、
第1の導電性支持体を備え、前記開口部で現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像容器の内部に前記現像剤担持体に接触して設けられ、第2の導電性支持体と、該第2の導電性支持体のまわりに設けられた発泡層と、を備え、前記現像剤担持体に現像剤を供給する回動可能な現像剤供給部材と、
像担持体上に作像される画像ドット数を計数する画像ドット計数手段と、
を有し、
非画像形成時に前記第1の導電性支持体と前記第2の導電性支持体との間で静電容量を検知することで、前記現像容器内の現像剤量を測定する現像剤量測定装置を備えた画像形成装置において、
前記画像ドット数の値と前記現像剤量測定装置による測定値を比較した結果から、連続プリント中に画像形成を中断し、前記現像剤量測定装置に測定動作を行わせる制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
A developer container having an opening and containing a developer;
A developer carrying body comprising a first conductive support and carrying a developer at the opening;
A second conductive support provided inside the developer container in contact with the developer carrier, and a foamed layer provided around the second conductive support; A rotatable developer supply member for supplying the developer to the agent carrier;
An image dot counting means for counting the number of image dots formed on the image carrier;
Have
A developer amount measuring device for measuring the developer amount in the developing container by detecting a capacitance between the first conductive support and the second conductive support during non-image formation. In an image forming apparatus comprising:
Control means for interrupting image formation during continuous printing and causing the developer amount measuring device to perform a measuring operation based on a result of comparing the value of the number of image dots and the measured value by the developer amount measuring device. An image forming apparatus.
開口部を備え現像剤を収容する現像容器と、
第1の導電性支持体を備え、前記開口部で現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像容器の内部に前記現像剤担持体に接触して設けられ、第2の導電性支持体と、該第2の導電性支持体のまわりに設けられた発泡層と、を備え、前記現像剤担持体に現像剤を供給する回動可能な現像剤供給部材と、
画像形成装置がプリントした枚数を記憶するプリント枚数記憶手段と、
を有し、
非画像形成時に前記第1の導電性支持体と前記第2の導電性支持体との間で静電容量を検知することで、前記現像容器内の現像剤量を測定する現像剤量測定装置を備えた画像形成装置において、
前記プリント枚数記憶手段の値と前記現像剤量測定装置による測定値を比較した結果から、連続プリント中に画像形成を中断し、前記現像剤量測定装置に測定動作を行わせる制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
A developer container having an opening and containing a developer;
A developer carrying body comprising a first conductive support and carrying a developer at the opening;
A second conductive support provided inside the developer container in contact with the developer carrier, and a foamed layer provided around the second conductive support; A rotatable developer supply member for supplying the developer to the agent carrier;
Print number storage means for storing the number of printed sheets by the image forming apparatus;
Have
A developer amount measuring device for measuring the developer amount in the developing container by detecting a capacitance between the first conductive support and the second conductive support during non-image formation. In an image forming apparatus comprising:
Control means for interrupting image formation during continuous printing and causing the developer amount measuring device to perform a measuring operation based on a result of comparing the value of the printed sheet storage means and the measured value by the developer amount measuring device. An image forming apparatus.
前記画像ドット計数手段で測定した画像ドット数を記憶する画像ドット記憶手段を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1, further comprising an image dot storage unit that stores the number of image dots measured by the image dot counting unit.
前記現像剤量測定装置は前記像担持体と前記現像剤担持体とが離間した状態で測定動作をすることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。 Said developer amount measuring device image forming apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the measuring operation in a state in which said image bearing member and said developer carrying member is separated. 前記現像剤量測定装置の測定結果を記憶する現像剤量記憶手段を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a developer amount storing means for storing the measurement results of the developer amount measuring device.
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