JP2011053604A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トナーと磁性キャリアとを含む2成分の現像剤を用いて現像する複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, and a printer that develops using a two-component developer containing toner and a magnetic carrier.
現在、トナーと磁性キャリアとを含む2成分の現像剤を用いた現像装置を備える画像形成装置が広く用いられている。上記のような画像形成装置として、現像に伴ってトナーを消費する現像装置内の現像剤に対して、必要に応じてトナー収容器からトナーを補給することで、現像剤のトナー濃度を所定範囲内に維持するものがある。 Currently, an image forming apparatus including a developing device using a two-component developer containing toner and a magnetic carrier is widely used. As the image forming apparatus as described above, the toner concentration of the developer is set within a predetermined range by supplying toner from the toner container as necessary to the developer in the developing apparatus that consumes the toner accompanying development. There is something to keep inside.
例えば、現像剤中におけるトナーと磁性キャリアとの重量比率等の比率を示すトナー濃度が高すぎると、形成した画像中に地肌汚れが発生したり、細部解像力の低下が生じたりする。一方、トナー濃度が低くなると、ベタ画像部の濃度が低下したり、潜像担持体へのキャリア付着が発生したりする。そのため、現像装置内における現像剤中のトナー濃度を検知してトナー補給動作を制御し、現像剤中のトナー濃度が常に適正範囲内となるようにトナー濃度制御を行うことが重要である。 For example, if the toner concentration indicating the ratio of the toner to the magnetic carrier in the developer, such as the weight ratio, is too high, background stains may occur in the formed image or the detail resolution may be reduced. On the other hand, when the toner density is lowered, the density of the solid image portion is lowered or carrier adhesion to the latent image carrier is generated. Therefore, it is important to control the toner replenishment operation by detecting the toner concentration in the developer in the developing device, and to control the toner concentration so that the toner concentration in the developer is always within the appropriate range.
トナー濃度を検知する方法としては、一般に、現像装置内の所定の検出領域内に存在する2成分現像剤中のトナーの量又は磁性キャリアの量を検知する方法が用いられる。上記方法の代表的な例としては、検出手段である透磁率センサを用いたものが挙げられる。透磁率センサは、その検出領域内に存在する現像剤中の磁性キャリアの磁気特性を周波数や電圧等といった電気信号としてとらえて出力するものである。 As a method for detecting the toner concentration, generally, a method for detecting the amount of toner or the amount of magnetic carrier in the two-component developer present in a predetermined detection area in the developing device is used. A typical example of the above method is a method using a magnetic permeability sensor as a detection means. The magnetic permeability sensor outputs the magnetic characteristics of the magnetic carrier in the developer existing in the detection region as an electrical signal such as frequency and voltage.
透磁率センサの出力値は、実用的トナー濃度範囲内では、検出領域内に存在する磁性キャリアの量の増加に応じて単調減少するので、この出力値に基づいて現像剤中のトナー濃度を検知することができる。しかし、現像剤の透磁率は、トナー濃度以外の要因によっても変化することが知られている。 The output value of the magnetic permeability sensor monotonously decreases as the amount of magnetic carrier present in the detection area is within the practical toner concentration range, so the toner concentration in the developer is detected based on this output value. can do. However, it is known that the magnetic permeability of the developer changes depending on factors other than the toner concentration.
例えば、現像剤の帯電量が変化すれば、トナー濃度が同じでも現像剤中のキャリア同士の静電気的反発力が変化するので、現像剤の嵩密度が変化する。帯電量が上昇すれば、電気的に同極性のキャリア同士の反発力が増すために、現像剤の嵩密度が低下する。嵩密度が低下すると、現像剤の透磁率は低くなり、透磁率検知方式によるトナー濃度検知センサの出力値は低くなる。すなわち、嵩密度が低下すると、透磁率検知方式ではトナー濃度が高いとする出力値となる。 For example, if the charge amount of the developer changes, the electrostatic repulsion force between carriers in the developer changes even if the toner concentration is the same, so the bulk density of the developer changes. If the charge amount is increased, the repulsive force between carriers having the same polarity is increased, so that the bulk density of the developer is decreased. When the bulk density is lowered, the magnetic permeability of the developer is lowered, and the output value of the toner concentration detection sensor based on the magnetic permeability detection method is lowered. That is, when the bulk density decreases, an output value indicating that the toner density is high in the magnetic permeability detection method is obtained.
一般に現像剤の嵩密度は、現像剤耐久や使用環境、攪拌停止時間等によってある傾向を持って変化してしまう。そのため、トナー濃度検知センサの出力値は、上記現像剤耐久や使用環境、攪拌停止時間等により変化してしまうという課題があった。 In general, the bulk density of the developer changes with a certain tendency depending on the durability of the developer, the use environment, the stirring stop time, and the like. Therefore, there is a problem that the output value of the toner density detection sensor changes depending on the developer durability, usage environment, stirring stop time, and the like.
上記した課題を解決するために、透磁率検知方式によるトナー濃度検知センサのトナー濃度検知精度の向上、並びに安定化させるための技術が提案されている(例えば、特許文献1乃至4)。
In order to solve the above problems, techniques for improving and stabilizing toner density detection accuracy of a toner density detection sensor using a magnetic permeability detection method have been proposed (for example,
例えば、特許文献1には、現像器の使用開始からの累積駆動時間を取得する駆動時間取得部と、絶対湿度を取得する絶対湿度取得部と、記憶部とを備える技術が開示されている。特許文献1に記載の画像形成装置の記憶部は、複数の絶対湿度について、累積駆動時間と、センサに与える入力制御電圧との関係をそれぞれ記憶し、初期設定では、センサが所定電圧を実際に示す初期入力制御電圧と、記憶部の関係において初期設定時の絶対湿度での入力制御電圧との差分値から、補正量ΔVを求める。そして画像形成時には、記憶部で記憶された関係に補正量ΔVを適用した上で、その時点での累積駆動時間と絶対湿度から求めた入力制御電圧をトナー濃度センサに付与する。
For example,
また、特許文献2には、透磁率検知方式のトナー濃度センサと、このトナー濃度センサに与える入力制御電圧を変更可能な制御部と、現像器の使用開始からの累積駆動時間を取得する駆動時間取得部と、絶対湿度を取得する絶対湿度取得部と、記憶部とを備える技術が開示されている。特許文献2に記載の画像形成装置の記憶部は、複数の絶対湿度(2.0、6.0,16.0g/m3)について、累積駆動時間と、トナー濃度センサに与える入力制御電圧との関係をそれぞれ記憶する。そして温度センサ及び湿度センサにより得られた絶対湿度が5.0g/m3だった場合、2.0g/m3、6.0g/m3それぞれの関係での累積駆動時間に対する入力制御電圧を取得し、その2つの入力制御電圧の間を絶対湿度の差の比で内分する電圧(線形補間)を入力制御電圧とする。
Further,
また、特許文献3には、透磁率検知方式のトナー濃度センサに与える入力制御電圧を制御するともに、このセンサの出力電圧と所定の基準電圧Vstdとを比較し、この比較結果に基づいてトナー補給のための供給スクリュを制御する制御部を備え、この制御部は、現像剤のトナーの目標濃度を所定量以上に変更する時は、入力制御電圧を変更する技術が開示されている。他方、目標濃度の変更量が所定量を下回った時は、入力制御電圧を変更せずに基準電圧Vstdを変更するという制御方式によりトナー濃度検知誤差の低減を試みている。
さらに、特許文献4には、未使用の2成分現像剤でトナー濃度一定の条件下にてトナー濃度センサの外部入力電圧を変化させてトナー濃度センサで2成分現像剤のトナー濃度を検出し、トナー濃度センサから適正なトナー濃度検出信号が得られるように外部入力電圧を調整するモードを有し、外部入力電圧の変化量に対するトナー濃度センサの出力変化量を利用して、2成分現像剤が未使用の現像剤から大きくトナー濃度が変化した場合に外部入力電圧を変更し、トナー濃度センサの出力を補正するトナー濃度センサ出力補正手段を備える技術が開示されている。
Furthermore, in
しかし、上記特許文献1乃至4には、トナーの入れ換えの際等に生じるトナー製造ロットバラツキによるトナー特性値の変化や、それに伴うトナー濃度検知センサへの影響等は考慮されていない。また、上記特許文献1乃至4には、トナー濃度検知センサの検知誤差を抑制するために、センサ感度を補正することについては提案されていない。つまり、上記特許文献1乃至4に記載に技術では、トナーの入れ換えの際に生じるトナー製造ロットバラツキによるトナー特性値の変化及びそれに伴うトナー濃度検知センサへの影響によるトナー濃度検知センサの検知誤差を十分に抑制できないという課題があった。
However,
本発明はこのような実情を鑑みてなされたものであり、補給トナーのロット変更に伴うトナー特性変動によるトナー濃度検知手段の検知誤差を抑制する画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an image forming apparatus that suppresses a detection error of a toner density detecting unit due to a change in toner characteristics accompanying a change in a lot of replenished toner.
本発明の画像形成装置は、2成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を備える現像手段と、トナー容器を収容するトナー容器収容体を備え、現像手段にトナーを補給するトナー補給手段と、トナー容器に設けられ、トナー容器内に含まれるトナーのトナー特性情報を記憶する記憶手段と、記憶手段に対してデータを記憶させるデータ処理手段と、トナー濃度検知手段の感度を変更する制御手段と、現像手段の通紙枚数を取得する通紙枚数取得手段と、入力画像面積率データを取得する画像面積率取得手段と、を有し、制御手段は、トナー容器の保有するデータが更新された際に、トナー特性情報と、通紙枚数情報と、画像面積率の情報とに基づいて、トナー濃度検知手段の感度を変更することを特徴とする。 An image forming apparatus according to the present invention includes a developing unit including a toner concentration detecting unit that detects a toner concentration of a two-component developer, and a toner container container that stores a toner container, and a toner supplying unit that supplies toner to the developing unit. A storage means for storing toner characteristic information of the toner contained in the toner container, a data processing means for storing data in the storage means, and a control for changing the sensitivity of the toner density detection means And an image area ratio acquisition means for acquiring the input image area ratio data, and the control means updates the data held in the toner container. In this case, the sensitivity of the toner density detecting means is changed based on the toner characteristic information, the number of sheets to be passed, and the image area ratio information.
本発明によれば、トナー入れ替え時のトナー特性の変化に伴うトナー濃度検知誤差を防止し、高精度のトナー濃度制御を実現することが可能となる。さらに、適正な画像濃度を安定して得ることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to prevent a toner density detection error due to a change in toner characteristics at the time of toner replacement, and to realize highly accurate toner density control. Furthermore, it is possible to stably obtain an appropriate image density.
以下に本発明の実施形態の例について、図面を用いて詳細に説明する。尚、本実施系では、画像形成装置としてタンデム型のカラー画像形成装置を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではない。以下では、タンデム型のカラー画像形成装置として、特に複数の感光体が並行配設されたタンデム型のカラーレーザ複写機(以下、単に「複写機CM」という)に本発明を適用した場合を例に挙げて説明する。 Hereinafter, examples of embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, a tandem color image forming apparatus will be described as an example of the image forming apparatus, but the present invention is not limited to this. In the following, as an example of a tandem type color image forming apparatus, a case where the present invention is applied to a tandem type color laser copier (hereinafter simply referred to as “copier CM”) in which a plurality of photoconductors are arranged in parallel will be described as an example. Will be described.
図1は、本実施形態に係る複写機CMの全体概略構成例を示す。本実施形態に係る複写機CMは、プリンタ部100、これを載置する給紙装置200、プリンタ部100の上に固定されたスキャナ300、スキャナ300の上に固定された原稿自動搬送装置400等を備えている。
FIG. 1 shows an overall schematic configuration example of a copying machine CM according to this embodiment. The copier CM according to the present embodiment includes a
<画像形成処理>
プリンタ部100は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を形成するための4組のプロセスカートリッジ18Y、18M、18C、18Kを有する画像形成ユニット20を備えている。各符号の数字の後に付されたY、M、C、Kは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の部材であることを示している(以下同様)。画像形成ユニット20は、上記プロセスカートリッジ18Y、18M、18C、18Kの他に、光書き込みユニット21、中間転写ユニット17、2次転写装置22、レジストローラ対49、ベルト定着方式の定着装置25等を有している。
<Image formation processing>
The
光書き込みユニット21は、図示してない光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて後述の感光体の表面にレーザ光を照射する。プロセスカートリッジ18Y、18M、18C、18Kは、ドラム状の感光体1、帯電器、現像装置4、ドラムクリーニング装置、除電器などを有している。
The
以下、本実施形態に係る複写機CMが備えるイエロー用のプロセスカートリッジ18Yについて説明する。
Hereinafter, the
帯電手段である帯電器によって感光体1Yの表面が一様帯電される。帯電処理が施された感光体1Yの表面には、光書き込みユニット21によって変調及び偏向されたレーザ光が照射される。これにより、感光体1Yの表面のうち、レーザ光に照射された照射部(露光部)の表面の電位が減衰する。この表面の電位の減衰により、感光体1Y表面にイエロー用の静電潜像が形成される。形成されたY用の静電潜像は、現像手段である現像装置4Yによって現像されてトナー像となる。イエロー用の感光体1Y上に形成されたYトナー像は、後述の中間転写ベルト110に1次転写される。1次転写後の感光体1Yの表面は、ドラムクリーニング装置によって転写残トナーがクリーニングされる。
The surface of the photoreceptor 1Y is uniformly charged by a charger that is a charging unit. The surface of the
イエロー用のプロセスカートリッジ18Yにおいて、ドラムクリーニング装置によってクリーニングされた感光体1Yは除電器によって除電される。そして、帯電器によって一様帯電せしめられて初期状態に戻る。以上のような一連のプロセスは、他のプロセスカートリッジ18M、18C、18Kについても同様である。尚、プロセスカートリッジの詳細な構成については、後述する。
In the
次に、本実施形態に係る複写機CMが備える中間転写ユニット17について説明する。中間転写ユニット17は、中間転写ベルト110、ベルトクリーニング装置90等を有している。また、張架ローラ14、駆動ローラ15、2次転写バックアップローラ16、4つの1次転写バイアスローラ62Y、62M、62C、62K等も有している。
Next, the
中間転写ベルト110は、張架ローラ14を含む複数のローラによってテンション張架されている。そして、図示してないベルト駆動モータによって駆動される駆動ローラ15の回転によって図中時計回りに無端移動させられる。4つの1次転写バイアスローラ62Y、62M、62C、62Kは、それぞれ中間転写ベルト110の内周面側に接触するように配設され、図示してない電源から1次転写バイアスの印加を受ける。また、中間転写ベルト110をその内周面側から感光体1Y、1M、1C、1Kに向けて押圧してそれぞれ1次転写ニップを形成する。各1次転写ニップには、1次転写バイアスの影響により、1次転写電界が形成される。例えば、感光体1Yとこれに対向する1次転写バイアスローラ62Yとの間に、1次転写電界が形成される。
The
上述したように感光体1Y上に形成されたトナー像は、この1次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト110上に1次転写される。このYトナー像の上には、感光体1M、1C、1K上に形成されたM、C、Kトナー像が順次重ね合わせて1次転写される。この重ね合わせの1次転写により、中間転写ベルト110上には多重トナー像である4色重ね合わせトナー像(以下、4色トナー像という)が形成される。
As described above, the toner image formed on the photoreceptor 1Y is primarily transferred onto the
中間転写ベルト110上に重ね合わせて転写された4色トナー像は、後述の2次転写ニップで図示してない記録媒体である転写紙等に2次転写される。2次転写ニップ通過後の中間転写ベルト110の表面に残留する転写残トナーは、図中左側の駆動ローラ15との間にベルトを挟みこむベルトクリーニング装置90によってクリーニングされる。
The four-color toner image transferred on the
次に、本実施形態に係る複写機CMが備える2次転写装置22について説明する。中間転写ユニット17の図中下方には、2本の張架ローラ23によって紙搬送ベルト24を張架している2次転写装置22が配設されている。紙搬送ベルト24は、少なくともいずれか一方の張架ローラ23の回転駆動に伴って、図中反時計回りに無端移動させられる。
Next, the
2本の張架ローラ23のうち、図1の右側に配設された第1の張架ローラ23は、中間転写ユニット17の2次転写バックアップローラ16との間に、中間転写ベルト110及び紙搬送ベルト24を挟み込む。この挟み込みにより、中間転写ユニット17の中間転写ベルト110と、2次転写装置22の紙搬送ベルト24とが接触する2次転写ニップが形成されている。そして、第1の張架ローラ23には、トナーと逆極性の2次転写バイアスが図示してない電源によって印加される。この2次転写バイアスにより、2次転写ニップには、中間転写ユニット17が有する中間転写ベルト110上の4色のトナー像をベルト側から第1の張架ローラ23側に向けて静電移動させる2次転写電界が形成される。
Of the two stretching
後述のレジストローラ対49によって中間転写ベルト110上の4色のトナー像に同期するように2次転写ニップに送り込まれた転写紙には、この2次転写電界やニップ圧の影響を受けた4色のトナー像が2次転写される。尚、このように第1の張架ローラ23に2次転写バイアスを印加する2次転写方式に代えて、転写紙を非接触でチャージさせるチャージャを設けてもよい。
The transfer paper fed into the secondary transfer nip so as to synchronize with the four-color toner images on the
本実施形態に係る複写機CMの本体の下部に設けられた給紙装置200には、内部に記録媒体である複数の転写紙を紙束の状態で複数枚重ねて収容可能な給紙カセット44が、鉛直方向に複数重なるように配置されている。それぞれの給紙カセット44は、紙束の一番上の転写紙に給紙ローラ42を押し当てている。そして、給紙ローラ42を回転させることにより、一番上の転写紙が給紙路46に向けて送り出される。
In the
給紙カセット44から送り出された転写紙を受け入れる給紙路46は、複数の搬送ローラ対47と、給紙路46内の末端付近に設けられたレジストローラ対49とを有している。そして、転写紙をレジストローラ対49に向けて搬送する。レジストローラ対49に向けて搬送された転写紙はレジストローラ対49のローラ間に挟まれる。
The
他方、中間転写ユニット17において、中間転写ベルト110上に形成された4色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って2次転写ニップに進入する。レジストローラ対49はローラ間に挟み込んだ転写紙を2次転写ニップにて4色トナー像に密着させ得るタイミングで送り出す。これにより、2次転写ニップでは、中間転写ベルト110上の4色トナー像が転写紙に密着する。つまり、4色トナー像が転写紙上に2次転写されて、例えば白色の転写紙上でフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された転写紙は、紙搬送ベルト24の無端移動に伴って2次転写ニップを出た後、紙搬送ベルト24上から定着装置25に送られる。
On the other hand, in the
本実施形態に係る複写機CMが備える定着装置25は、定着ベルト26を2本のローラによって張架しながら無端移動させるベルトユニットと、上記ベルトユニットの一方のローラに向けて押圧される加圧ローラ27とを備えている。定着ベルト26と加圧ローラ27とは互いに当接して定着ニップを形成しており、紙搬送ベルト24から受け取った転写紙をここに挟み込む。ここで、定着ベルト26を張架する2本のローラのうち、加圧ローラ27から押圧するローラを第1のローラとする。
The fixing device 25 provided in the copying machine CM according to this embodiment includes a belt unit that moves the fixing
ベルトユニットにおける2本のローラのうち、加圧ローラ27から押圧される第1のローラは、内部に図示してない熱源を有しており、この熱源の発熱によって定着ベルト26を加熱する。加熱された定着ベルト26は、定着ニップに挟み込まれた転写紙を加熱する。この加熱やニップ圧の影響により、フルカラー画像が転写紙に定着する。
Of the two rollers in the belt unit, the first roller pressed from the
定着装置25内で定着処理された転写紙は、複写機CM本体の図中左側板の外側に設けたスタック部57上にスタックされるか、もう一方の面にもトナー像を形成するために上述の2次転写ニップに戻される。
The transfer paper fixed in the fixing device 25 is stacked on the
複写機CMは、上述したように2色以上のトナーからなる多色画像を形成する場合には、中間転写ベルト110をその上部張架面がほぼ水平になる姿勢で張架して、上部張架面にすべての感光体1Y、1M、1C、1Kを接触させる。これに対し、Kトナーのみからなるモノクロ画像を形成する場合には、図示してない機構により、中間転写ベルト110を図中左下に傾けるような姿勢にして、その上部張架面を感光体1Y、1M、1Cから離間させる。そして、4つの感光体1Y、1M、1C、1Kのうち、感光体1Kだけを図中反時計回りに回転させて、Kトナー像だけを作像する。この際、Y、M、Cについては、感光体1だけでなく、現像装置4も駆動を停止させることで、感光体1や現像装置4の各部材及び現像装置4内の現像剤の不要な消耗を防止することができる。
When the copying machine CM forms a multi-color image composed of two or more colors of toner as described above, the
<画像読取処理>
図示してない原稿のコピーを行う際には、例えば、シート原稿の束が原稿自動搬送装置400の原稿台30上にセットされる。ただし、その原稿が本状に綴じられている片綴じ原稿である場合には、コンタクトガラス32上にセットされる。このセットに先立ち、複写機本体に対して原稿自動搬送装置400が開かれ、スキャナ300のコンタクトガラス32が露出される。原稿をコンタクトガラス32上にセットした後、閉じられた原稿自動搬送装置400によって片綴じ原稿が押さえられる。
<Image reading process>
When copying a document (not shown), for example, a bundle of sheet documents is set on the document table 30 of the
このようにして原稿がセットされた後、図示してないコピースタートスイッチ等が押下されると、スキャナ300による原稿読み取り動作がスタートする。ただし、原稿自動搬送装置400にシート原稿がセットされた場合には、この原稿読み取り動作に先立って、原稿自動搬送装置400がシート原稿をコンタクトガラス32まで自動移動させる。
When a copy start switch or the like (not shown) is pressed after the document is set in this manner, the document reading operation by the
原稿読み取り動作では、まず、第1走行体33と第2走行体34とがともに走行を開始し、第1走行体33に設けられた光源から光が発射される。そして、原稿面からの反射光が第2走行体34内に設けられたミラーによって反射し、結像レンズ35を通過した後、読み取りセンサ36に入射する。読み取りセンサ36は、入射光に基づいて画像情報を構築する。
In the document reading operation, first, the first traveling
このような原稿読み取り動作と並行して、各プロセスカートリッジ18Y、18M、18C、18K内の各機器や、中間転写ユニット17、2次転写装置22、定着装置25がそれぞれ駆動を開始する。そして、読み取りセンサ36によって構築された画像情報に基づいて、光書き込みユニット21が駆動制御されて、各感光体1Y、1M、1C、1K上にY、M、C、Kトナー像が形成される。これらのトナー像は、中間転写ベルト110上に重ね合わせ転写された4色トナー像となる。
In parallel with the original reading operation, each device in each of the
また、原稿読み取り動作を開始すると、給紙装置200内では給紙動作が開始される。この給紙動作では、給紙ローラ42の1つが選択回転させられ、ペーパーバンク43内に多段に収容される給紙カセット44の1つから転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ45で1枚ずつ分離されて反転給紙路46に侵入した後、搬送ローラ対47によって2次転写ニップに向けて搬送される。このような給紙カセット44からの給紙に代えて、手差しトレイ51から給紙が行われるようにしてもよい。
When the document reading operation is started, the paper feeding operation is started in the
本実施形態に係る複写機CMは、図示しないが、複写機CM内の各機器の制御を司るCPU等から構成される制御部と、液晶ディスプレイや各種キーボタン等から構成される操作表示部と、を備えている。操作者は、この操作表示部に対するキー入力操作等により、制御部に対して命令を送ることで、転写紙の片面だけに画像を形成するモードである片面プリントモードについて、例えば、3つのモードの中から1つを選択することができる。この3つの片面プリントモードとしては、ダイレクト排出モード、反転排出モード、及び反転でカール排出モードを例として挙げることができる。 Although not shown, the copier CM according to the present embodiment includes a control unit including a CPU that controls each device in the copier CM, an operation display unit including a liquid crystal display, various key buttons, and the like. It is equipped with. The operator sends a command to the control unit by a key input operation or the like on the operation display unit, so that the single-sided print mode, which is a mode for forming an image only on one side of the transfer paper, has, for example, three modes. You can select one of them. Examples of the three single-sided print modes include a direct discharge mode, a reverse discharge mode, and a curl discharge mode with reverse.
<プロセスカートリッジ>
図2は、本実施形態に係る複写機が備える4つのプロセスカートリッジのうち、1つのプロセスカートリッジが備える現像装置及び感光体を示す拡大構成図である。4つのプロセスカートリッジ18Y、18M、18C、18Kは、それぞれ扱うトナーの色が異なる点以外はほぼ同様の構成である。そのため、図2では、現像装置4及び感光体1に付すY、M、C、Kという添え字を省略している。
<Process cartridge>
FIG. 2 is an enlarged configuration diagram showing a developing device and a photoreceptor provided in one process cartridge among the four process cartridges provided in the copying machine according to the present embodiment. The four
図2に示すように、感光体1は図中矢印G方向に回転しながら、その表面を図示してない帯電手段により帯電される。帯電された感光体1の表面は、図示してない露光装置から照射されたレーザ光により形成された静電潜像に現像装置4からトナーを供給され、トナー像を形成する。
As shown in FIG. 2, the surface of the
現像装置4は、図中矢印I方向に表面移動しながら感光体1の表面の静電潜像にトナーを供給して現像を行う現像剤担持体である現像ローラ5を有している。この現像ローラ5は回転可能な現像スリーブを備え、その内部に複数の磁極からなる図示してない磁性体を配置している。この磁性体により、現像ローラ5の表面上で現像剤を保持することができる。
The developing
また、現像装置4は、現像ローラ5に現像剤を供給しながら、現像ローラ5の軸線方向に沿って図2の奥方向に現像剤を搬送する供給搬送部材である供給スクリュ8を有している。現像ローラ5の供給スクリュ8との対向部から表面移動方向下流側には、現像ローラ5に供給された現像剤を現像に適した厚さに規制する現像剤規制手段であるドクタブレード12を備えている。
Further, the developing
現像ローラ5の感光体1との対向部である現像領域よりも表面移動方向下流側では、現像領域を通過し、現像ローラ5の表面から離脱した現像済みの現像剤を回収する回収搬送路7が現像ローラ5と対向して設けられている。回収搬送路7は、回収した回収現像剤を現像ローラ5の軸線方向に沿って供給スクリュ8と同方向に搬送する回収搬送部材であるらせん状の回収スクリュ6を備えている。回収スクリュ6は、軸方向に平行に配置されている。供給スクリュ8を備えた供給搬送路9は現像ローラ5の横方向に、そして回収スクリュ6を備えた回収搬送路7は現像ローラ5の下方に並設されている。
A
尚、現像ローラ5からの現像剤の離脱は、上述した現像スリーブ内部にある磁性体を、離脱させたい個所のみ磁極がない状態に設定することにより、現像剤の分離・離脱を可能としている。また、離脱させたい個所に反発磁界が形成されるような磁極配置の磁性体を用いてもよい。
Note that the developer is separated from the developing
現像装置4は、供給搬送路9の下方で回収搬送路7に並列して攪拌搬送路10を設けている。攪拌搬送路10は、現像ローラ5の軸線方向に沿って現像剤を攪拌しながら供給スクリュ8とは逆方向である図中手前側に搬送する攪拌搬送部材であるらせん状の攪拌スクリュ11を備えている。攪拌スクリュ11は、軸線方向に平行に配置されている。
The developing
供給搬送路9と攪拌搬送路10とは仕切り部材である第1仕切り壁133によって仕切られている。第1仕切り壁133の供給搬送路9と攪拌搬送路10とを仕切る個所は、図中手前側と奥側との両端が開口部となっており、供給搬送路9と攪拌搬送路10とが連通している。尚、供給搬送路9と回収搬送路7とも第1仕切り壁133によって仕切られているが、第1仕切り壁133の供給搬送路9と回収搬送路7とを仕切る個所には開口部を設けていない。
The
また、攪拌搬送路10と回収搬送路7との2つの現像剤搬送路は、仕切り部材としての第2仕切り壁134によって仕切られている。この第2仕切り壁134は、図中手前側が開口部となっており、攪拌搬送路10と回収搬送路7とが連通している。
In addition, the two developer conveyance paths of the
ここで、現像剤搬送部材である供給スクリュ8、回収スクリュ6及び攪拌スクリュ11としては、樹脂もしくは金属のスクリュを適用することができる。また、例えば、各スクリュの径をすべてφ22mmとし、スクリュピッチは供給スクリュ8が50mmの2条巻き、回収スクリュ6及び攪拌スクリュ11が25mmの1条巻き、回転数はすべてを約600rpmに設定することができる。
Here, as the
現像ローラ5上に、例えばステンレスからなるドクタブレード12によって薄層化された現像剤を感光体1との対向部である現像領域まで搬送し現像を行う。現像ローラ5の表面は、例えばV溝あるいはサンドブラスト処理してもよい。また、現像ローラ5として、φ25mmのAl(アルミニウム)もしくはSUS(ステンレス鋼)素管を適用することができ、また、ドクタブレード12及び感光体1とのギャップは0.3mm程度であることが好ましい。尚、上述では、具体的な数値例を挙げて現像装置4を説明したが、これに限定されるものではない。
On the developing
現像後の現像剤は回収搬送路7により回収され、図2中の断面手前側に搬送され、非画像領域部に設けられた第1仕切り壁133の開口部で、攪拌搬送路10へ移送される。尚、攪拌搬送路10における現像剤搬送方向上流側の第1仕切り壁133の開口部付近で攪拌搬送路10の上側に設けられた、後述するトナー補給口95から攪拌搬送路10にトナーが搬送される。
The developed developer is recovered by the
図3は、本実施形態に係る画像形成装置における現像剤搬送路内の現像剤の流れを説明するための図であり、現像装置の斜視図である。図4は、本実施形態に係る画像形成装置が備える現像装置内の現像剤の流れを説明する模式図である。次に、3つの現像剤搬送路内での現像剤の循環について説明する。図3及び図4において、各矢印は現像剤の移動方向を示している。 FIG. 3 is a perspective view of the developing device for explaining the flow of the developer in the developer transport path in the image forming apparatus according to the present embodiment. FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the flow of the developer in the developing device provided in the image forming apparatus according to the present embodiment. Next, the circulation of the developer in the three developer conveyance paths will be described. 3 and 4, each arrow indicates the moving direction of the developer.
攪拌搬送路10から現像剤の供給を受けた供給搬送路9では、現像ローラ5に現像剤を供給しながら、供給スクリュ8の搬送方向下流側に現像剤を搬送する。そして、現像ローラ5に供給され、現像に用いられず供給搬送路9の搬送方向下流端まで搬送された余剰現像剤は、図4の矢印Eが示すように第1仕切り壁133の余剰開口部92から攪拌搬送路10に供給される。
In the
他方、現像ローラ5に供給された現像剤は、現像領域で現像に用いられた後、現像ローラ5から分離・離脱して回収搬送路7に受け渡される。現像ローラ5から回収搬送路7に受け渡され、回収スクリュ6によって回収搬送路7の搬送方向下流端まで搬送された回収現像剤は、図4の矢印Fが示すように第2仕切り壁134の回収開口部93から攪拌搬送路10に供給される。
On the other hand, the developer supplied to the developing
そして、攪拌搬送路10は、供給された余剰現像剤と回収現像剤とを攪拌し、攪拌スクリュ11の搬送方向下流側であり、供給スクリュ8の搬送方向上流側に搬送する。供給スクリュ8の搬送方向上流側に搬送された余剰現像剤と回収現像剤とは、図4の矢印Dが示すように第1仕切り壁133の供給開口部91から供給搬送路9に供給される。
The agitating and conveying
攪拌搬送路10では、攪拌スクリュ11によって、回収現像剤、余剰現像剤及び移送部で必要に応じて補給されるトナーを、回収搬送路7及び供給搬送路9の現像剤と逆方向に攪拌搬送する。そして、搬送方向下流側で供給開口部91によって連通している供給搬送路9の搬送方向上流側に攪拌された現像剤を移送する。
In the agitating and conveying
尚、攪拌搬送路10の下方には、後述する透磁率センサからなるトナー濃度検知センサが設けられ、このトナー濃度検知センサは被検知対象である現像剤の透磁率に基づく特性、すなわち、キャリアの密度を検知することで現像剤中のトナー濃度を測定している。センサ出力により後述するトナー補給制御装置を作動し、後述するトナー収容部からトナー補給を行っている。
A toner concentration detection sensor including a magnetic permeability sensor, which will be described later, is provided below the
図4に示す現像装置4では、供給搬送路9と回収搬送路7とを備え、現像剤の供給と回収とを異なる現像剤搬送路で行うので、現像済みの現像剤が供給搬送路9に混入することがない。このため、供給搬送路9の搬送方向下流側ほど現像ローラ5に供給される現像剤のトナー濃度が低下することを防止することができる。また、回収搬送路7と攪拌搬送路10とを備え、現像剤の回収と攪拌とを異なる現像剤搬送路で行うので、現像済みの現像剤が攪拌の途中に落ちることがない。
In the developing
これにより、十分に攪拌がなされた現像剤が供給搬送路9に供給されるため、供給搬送路9に供給される現像剤が攪拌不足となることを防止することができる。このように、供給搬送路9内の現像剤のトナー濃度が低下することを防止し、供給搬送路9内の現像剤が攪拌不足となることを防止することができるので、現像時の画像濃度を一定にすることができる。
Thereby, since the sufficiently stirred developer is supplied to the
尚、図4に示すように、現像装置4の下部から上部への現像剤の移動は矢印Dのみである。矢印Dで示す現像剤の移動は、攪拌スクリュ11の回転で攪拌搬送路10の下流側に現像剤を押し込むことによって、現像剤を盛り上がらせて供給搬送路9に現像剤を搬送するものである。このような現像剤の移動は、現像剤に対してストレスを与えることになり、現像剤の寿命低下の一因となる。現像剤を下方から上方に持ち上げる際に、現像剤にストレスがかかり現像剤中のキャリアの膜削れ又はトナーのスペント化がその個所で発生し、それに伴い画像品質の安定性が保たれなくなってしまう。つまり、矢印Dで示す現像剤の移動における現像剤のストレスを軽減することで現像剤の長寿命化を図ることができる。現像剤の長寿命化を図ることにより、現像剤の劣化を防止して常に画像濃度ムラの無い画像品質の安定した現像装置を提供することができる。
As shown in FIG. 4, the developer moves from the lower part to the upper part of the developing
そこで、本実施形態に係る画像形成装置が備える現像装置4では、図2に示すように、供給搬送路9を攪拌搬送路10の斜め上方になるように配置している。斜め上方に配置することにより、供給搬送路9を攪拌搬送路10の垂直上方に設けて現像剤を持ち上げるものに比べて、矢印Dで示す現像剤の移動における現像剤のストレスを軽減することができる。さらに、本実施形態に係る画像形成装置の現像装置4では、供給搬送路9と攪拌搬送路10とを斜めに配置することで、図2に示すように、攪拌搬送路10の上部壁面が供給搬送路9の下部壁面よりも高い位置となるように配置している。
Therefore, in the developing
供給搬送路9を攪拌搬送路10に対して垂直上方に持ち上げることは、重力に逆らって現像剤を攪拌スクリュ11の圧力によって持ち上げることなので、現像剤にストレスがかかる。これに対し、本実施形態では、攪拌搬送路10の上部壁面が供給搬送路9の下部壁面よりも高い位置となるように配置するので、攪拌搬送路10の最高点に存在する現像剤が供給搬送路9の最下点に重力に逆らわず流れ込むことができ、現像剤にかかるストレスを低減することができる。
Lifting the
尚、攪拌搬送路10の現像剤搬送路下流側の、攪拌搬送路10と供給搬送路9とが連通している部分の攪拌スクリュ11の軸にフィン部材を設けてもよい。このフィン部材としては、攪拌スクリュ11の軸方向に平行な辺と、攪拌スクリュ11の軸方向に直交する辺とから構成される板状の部材を適用することができる。このフィン部材で現像剤を掻き上げることにより、攪拌搬送路10から供給搬送路9へ、より効率的な現像剤の受け渡しを行うことができる。
Note that a fin member may be provided on the shaft of the stirring
また、本実施形態に係る画像形成装置の現像装置4では、図2に示すように、現像ローラ5と供給スクリュ8との中心間距離Aが、現像ローラ5と攪拌スクリュ11との中心間距離Bよりも短くなるように、供給スクリュ8と攪拌スクリュ11とを配置している。これにより、供給搬送路9から現像ローラ5に現像剤を無理なく供給することができ、装置の小型化を図ることもできる。
In the developing
また、攪拌スクリュ11は、図2中の手前側から見て反時計回り方向である図中矢印C方向に回転しており、現像剤を攪拌スクリュ11の形状に沿って現像剤を持ち上げて供給搬送路9に移送させている。これにより、現像剤を効率良く持ち上げることが可能にとなり、現像剤にかかるストレスをより低減することができる。
Further, the stirring
図5は、本実施形態に係る画像形成装置が備える現像装置の供給スクリュの回転中心における断面例を図3中の矢印J方向から見た図である。現像領域Hは、現像剤担持体である現像ローラ5が潜像担持体である感光体1にトナーを供給する現像領域を示している。この現像領域Hの現像ローラ5の回転軸の軸線方向の幅が現像領域幅αである。
FIG. 5 is a view of a cross-sectional example at the rotation center of the supply screw of the developing device provided in the image forming apparatus according to the present embodiment as seen from the direction of arrow J in FIG. A development area H indicates a development area in which the developing
図6は、上記図4とは異なる構成の現像装置内の現像剤の流れを説明する模式図である。図4に示す現像装置4は、供給開口部91と余剰開口部92とを現像領域幅αの外側に設けている。供給開口部91を現像領域幅αの外側に設けているため、供給搬送路9の搬送方向上流側は現像ローラ5よりも供給搬送路9の上流側領域β分長くなっている。また、余剰開口部92を現像領域幅αの外側に設けているため、供給搬送路9の搬送方向下流側は現像ローラ5よりも供給搬送路9の下流側領域γ分長くなっている。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating the flow of the developer in the developing device having a configuration different from that of FIG. The developing
他方、図6に示す構成の現像装置4では、供給開口部91を現像領域幅α内に設けている。つまり、図5に示すように、図6に示す現像装置4は、攪拌搬送路10から供給搬送路9に現像剤を持ち上げる箇所である供給開口部91と、供給搬送路9から攪拌搬送路10に現像剤を落下させる余剰開口部92と、をともに現像領域幅α内に設けている。このように、供給開口部91を現像領域幅α内に設けているため、給搬送路9の搬送方向上流側は、図4の現像装置4よりも供給搬送路9の搬送方向上流側領域β分短くすることができる。また、余剰開口部92を現像領域幅α内に設けているため、供給搬送路9の搬送方向下流側は図4の現像装置4よりも供給搬送路9の下流側領域γ分短くすることができる。したがって、図6に示す現像装置4は供給開口部91と余剰開口部92とを現像領域幅α内に設けているため、図4に示す現像装置4に比べて、現像装置4の上部の省スペース化をさらに図ることができる。
On the other hand, in the developing
図7は、本実施形態に係る画像形成装置の現像装置の例を示す外観斜視図である。次に、上述した現像装置4の供給搬送路9、攪拌搬送路10及び回収搬送路7からなる現像剤搬送路にトナーを補給する位置について説明する。本実施形態に係る画像形成装置では、図7に示すように、トナーを補給するトナー補給口95を、攪拌スクリュ11を備える攪拌搬送路10の搬送方向上流端部の上方に設けることができる。このトナー補給口95は現像ローラ5の幅方向端部よりも外側に設けてあるので、現像領域幅αよりも外側となっている。
FIG. 7 is an external perspective view showing an example of the developing device of the image forming apparatus according to the present embodiment. Next, a description will be given of a position where toner is supplied to the developer conveyance path including the
トナー補給口95を設けた個所は供給搬送路9の搬送方向の延長線上であり、図4における供給搬送路9の下流側領域γの空いたスペースに該当する。余剰開口部92を現像領域幅α内に設けることで空いたスペースにトナー補給口95を設けることにより、現像装置4の小型化を図ることができる。また、トナー補給口95は、攪拌搬送路10の搬送方向上流部の上方に限らず、回収搬送路7の下流端部の上方に設けても良い。
The portion where the
さらに、回収搬送路7から攪拌搬送路10へ現像剤の受け渡しを行う個所である回収開口部93の真上にトナー補給口95を設けるようにしても良い。回収開口部93の真上のスペースも余剰開口部92を現像領域幅α内に設けることで空いたスペースであるので、この位置にトナー補給口95を設けることにより、現像装置4の小型化を図ることができる。さらに、受け渡し部である回収開口部93では現像剤が混ざり易いため、この位置で補給を行うことによってより効率良く現像剤の攪拌を行うことができる。
Further, a
図6を用いて説明した現像装置4のように、攪拌搬送路10の搬送方向下流端から供給搬送路9の搬送方向上流端に現像剤を受け渡す供給開口部91と、供給搬送路9の下流端から攪拌搬送路10の搬送方向上流端に現像剤を受け渡す余剰開口部92とが現像領域幅α内に設けているため、現像装置4の上部のさらなる省スペース化を図ることができ、現像装置4全体の省スペース化を図ることができる。
As in the developing
また、余剰開口部92を現像領域幅α内に設けることで空いたスペースにトナー補給口95を設けることにより、現像装置4の小型化を図ることができる。さらに、回収搬送路7から攪拌搬送路10への現像剤受け渡し部である回収開口部93の上方からトナー補給を行うことにより、効率良く現像剤の攪拌を行うことができる。また、画像形成装置としての複写機CMが備えるプリンタ部100の現像手段として現像装置4を備えることにより、装置全体の省スペース化を図ることができる。
In addition, by providing the
トナー補給口95へは、トナー補給手段であるトナー補給制御装置によって、トナー収容体内のトナーが補給される。尚、トナー収容体内にトナーとキャリアを混合した現像剤を収容し、トナー補給量に応じてキャリアを補給するための補給用現像剤を収容する現像剤収容体としての機能を兼ねるようにすることもできる。
現像剤収容体内のキャリアは、現像装置内の現像剤に用いられるキャリアと同じことが好ましい。これにより補給用現像剤が供給されても、現像装置中の現像剤が初期剤の特性を維持し易く、画質の変化を抑制することができる。 The carrier in the developer container is preferably the same as the carrier used for the developer in the developing device. As a result, even when the replenishment developer is supplied, the developer in the developing device can easily maintain the characteristics of the initial agent, and the change in image quality can be suppressed.
補給用現像剤中のキャリア濃度としては、1質量%〜30質量%が好ましく、5質量%〜20質量%が特に好ましい。1質量%より少ない場合には、現像剤劣化の抑制効果が現われにくく、30質量%を超える場合には現像剤の排出量が多すぎるため、コストアップにつながってしまう。 The carrier concentration in the replenishment developer is preferably 1% by mass to 30% by mass, and particularly preferably 5% by mass to 20% by mass. When the amount is less than 1% by mass, the effect of suppressing the deterioration of the developer is hardly exhibited, and when it exceeds 30% by mass, the amount of developer discharged is too large, leading to an increase in cost.
トナー収容体が現像剤収容体を兼ねない場合には、図示してないキャリア補給制御装置によって、図示してないキャリア収容体内のキャリアがトナー補給口から現像装置内に補給するようにすることできる。 When the toner container does not serve as the developer container, a carrier supply control device (not shown) can supply the carrier in the carrier container (not shown) to the developing device from the toner supply port. .
本実施形態の現像装置4では、供給搬送路9の搬送方向下流端に到達した余剰現像剤を供給搬送路9の搬送方向下流端に搬送する循環搬送路は、攪拌搬送路10である。また、循環搬送路である攪拌搬送路10内の現像剤に対して搬送力を付与する循環搬送部材は、攪拌スクリュ11である。さらに、供給搬送路9の搬送方向下流端近傍に設けられ、通過した現像剤が循環搬送路である攪拌搬送路10に受け渡される循環開口部は、余剰開口部92である。
In the developing
また、現像装置4は、通過した現像剤が現像装置4の装置外に排出するための現像剤排出口94を供給搬送路9に備える。現像剤排出口94を通過した現像剤は、排出搬送路2に受け渡され、図2に示すような排出搬送部材である排出スクリュ2aが回転することによって現像装置4の装置外に搬送され、現像装置4からの排出がなされる。排出搬送路2は、供給搬送路9の搬送方向下流側で排出仕切り壁135を挟んで供給搬送路9と隣り合うように設けられる。また、現像剤排出口94は、供給搬送路9と排出搬送路2とを連通するように排出仕切り壁135に設けられた開口である。
Further, the developing
図8は、本実施形態に係る画像形成装置が備える現像装置の供給搬送路の搬送方向下流端近傍例を示す拡大模式図である。図8に示すように、本実施形態に係る画像形成装置の現像装置4は、供給搬送路9の搬送方向下流端近傍に到達し、循環開口部である余剰開口部92に入らなかった現像剤を、現像剤排出口94の近傍である余剰開口部92の近傍で滞留させる現像剤滞留手段としての供給下流端壁面80を備えるようにしてもよい。さらに、現像剤排出口94を、余剰開口部92よりも上方で、かつ、供給下流端壁面80によって滞留した滞留現像剤のうち、現像剤排出口94の位置に達した現像剤を通過させるように設けるようにしてもよい。
FIG. 8 is an enlarged schematic view showing an example of the vicinity of the downstream end in the transport direction of the supply transport path of the developing device provided in the image forming apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 8, the developing
供給搬送路9の搬送方向下流端近傍に到達した現像剤Pのうち、余剰開口部92に入ることができず、余剰開口部92から溢れ出た余剰現像剤は、供給下流端壁面80によって塞ぎ止められ滞留現像剤Tとなる。本実施形態では、上記構成を適用することで、この滞留現像剤Tの嵩が増加した時に、余剰開口部92よりも上方に設けられた現像剤排出口94に到達した現像剤が、矢印Kで示すように現像剤排出口94を通って現像装置4の装置外に排出するようにしている。
Of the developer P that reaches the vicinity of the downstream end in the transport direction of the
滞留現像剤Tの量は、図8中の矢印Lが示す供給搬送路9の搬送方向下流端近傍に到達する現像剤量と、図8中の矢印Eが示す余剰開口部92を通過する現像剤量と、のバランスによって増減する。現像装置4を駆動している状態では循環に要する量の現像剤Pが常に余剰開口部92を介して供給搬送路9から攪拌搬送路10へ受け渡されている。そして、図8中の矢印Eが示す余剰開口部92を介して供給搬送路9から攪拌搬送路10へ受け渡される現像剤量よりも、図8中の矢印Lが示す供給搬送路9の搬送方向下流端近傍に到達する現像剤量の方が多い状態では滞留現像剤Tの量は増加し、逆の状態では滞留現像剤Tの量は減少する。
The amount of the staying developer T is determined by the amount of developer that reaches the vicinity of the downstream end in the transport direction of the
また、滞留現像剤Tが存在している状態では、循環に要する現像剤の必要量は余剰開口部92を介して攪拌搬送路10に常に受け渡される状態であるため、攪拌搬送路10に向かう現像剤量が不足することはない。すなわち、滞留現像剤Tが存在している状態では、攪拌搬送路10に必要量の現像剤が向かうことで攪拌搬送路10から攪拌搬送路9へも必要量の現像剤が供給されるため、現像装置4内の現像剤量が必要量を維持している状態である。
Further, in the state where the staying developer T is present, the necessary amount of developer required for circulation is always transferred to the stirring and conveying
また、現像装置4の外に排出される現像剤は、滞留現像剤Tのうち現像剤排出口94の位置に達した現像剤であるので、滞留現像剤Tが現像剤排出口94の位置に達しない程度の量になると、現像装置4の外に現像剤が排出されなくなる。この時、現像装置4の外に現像剤が排出されない状態で滞留現像剤Tが存在しているため、現像装置4内の現像剤量が必要量を維持した状態となる。
Further, since the developer discharged out of the developing
そして、上述したような現像装置4であれば、現像装置4内の現像剤量が増加していない状態で、供給搬送路9内を搬送される現像剤Pが波打ち、部分的に現像剤の嵩が高くなる現象が生じても、現像剤が排出され続けることを防止することができる。つまり、滞留現像剤Tが少量でも増加すると現像剤排出口94の位置に達する状態で、現像剤の嵩が高くなった部分が供給搬送路9の搬送方向下流端近傍に到達すると、余剰開口部92を通過する現像剤量を超越した分の現像剤は現像剤排出口94から排出される。
In the case of the developing
しかし、現像剤の嵩が低くなった部分が供給搬送路9の搬送方向下流端近傍に到達した時には滞留現像剤Tの量が減少し、滞留現像剤Tが現像剤排出口94の位置に達しない程度の嵩となる。その後、現像剤の嵩が高くなった部分や低くなった部分が供給搬送路9の搬送方向下流端近傍に到達しても、滞留現像剤Tの量(嵩)が増減するだけで、現像剤が排出されなくなる。
However, when the portion where the volume of the developer is low reaches the vicinity of the downstream end in the transport direction of the
また、滞留現像剤Tが少量でも増加すると、現像剤排出口94の位置に達する状態でなければ、現像剤の嵩が高くなった部分や低くなった部分が供給搬送路9の搬送方向下流端近傍に到達しても、滞留現像剤Tの量(嵩)が増減するだけで、現像剤が排出されない。
Further, if the amount of staying developer T increases even if the amount is small, unless the developer reaches the position of the
本実施形態により、現像剤が排出され続けるのを防止することができるので、現像装置4内の現像剤量が増加していない状態で、供給搬送路9内を搬送される現像剤Pが波打ち、部分的に現像剤の嵩が高くなる現象が生じても、現像装置4内の現像剤Pの必要量を維持することができる。また、現像装置4内の現像剤Pの必要量を確保することができるので、感光体1に安定した現像剤の供給を行うことができる。これにより、感光体1上の静電潜像を良好にトナー像化することができ、画像抜けなどの異常画像の発生を防止し、良好な画像形成を行うことができる。
According to the present embodiment, it is possible to prevent the developer from being continuously discharged, so that the developer P transported in the
尚、供給搬送路9の搬送方向下流端近傍とは、例えば、供給搬送路9から攪拌搬送路10へと現像剤が受け渡される現像剤受け渡し部と供給搬送路9の搬送方向で同位置となる個所である。つまり、供給スクリュ8による搬送力が終了する個所であり、供給下流端壁面80によって現像剤が塞ぎ止められる部分のことである。ここに現像剤排出口94を設けることにより、供給スクリュ8によって搬送された後、供給下流端壁面80によって受け止められ、最終的に滞留した現像剤のうち現像剤排出口94の高さまで到達したもののみを排出することが可能になる。
The vicinity of the downstream end in the transport direction of the
図9は、本実施形態に係る画像形成装置の現像装置から攪拌スクリュ、回収スクリュ及びドクタブレードを取り外した状態の手前側端部近傍例を示す斜視図である。図10は、本実施形態に係る画像形成装置の現像装置について、図9に示す状態からさらに供給スクリュを取り外した状態の手前側近傍例を図9とは異なる方向から見た斜視図である。図11は、本実施形態に係る画像形成装置の現像装置について、図10に示す状態からさらに現像ローラを取り外した状態例を示す斜視図である。図12は本実施形態に係る画像形成装置の現像装置について、図11と同じ状態の現像装置を上記図3と略同じ方向から見た場合の例を示す斜視図である。 FIG. 9 is a perspective view illustrating an example of the vicinity of the front end portion in a state where the stirring screw, the collection screw, and the doctor blade are removed from the developing device of the image forming apparatus according to the present embodiment. FIG. 10 is a perspective view of the developing device of the image forming apparatus according to the present embodiment, as seen from a different direction from FIG. 9, in the vicinity of the near side in a state where the supply screw is further removed from the state shown in FIG. 9. FIG. 11 is a perspective view showing an example of the developing device of the image forming apparatus according to the present embodiment, in which the developing roller is further removed from the state shown in FIG. FIG. 12 is a perspective view showing an example of the developing device of the image forming apparatus according to the present embodiment when the developing device in the same state as FIG. 11 is viewed from substantially the same direction as FIG.
図9乃至図12を参照して説明すると、供給スクリュ8の回転方向は、図2で言うところの右回りつまり矢印Mの方向であって、現像ローラ5に対して現像剤を下方から持ち上げて供給する方向に回転している。ここで、供給スクリュ8の回転方向を左回りにし、現像剤を上から振り掛けるようにして現像ローラ5に現像剤を供給すると、現像剤が飛び散りながら現像ローラ5に供給される。
Referring to FIGS. 9 to 12, the rotation direction of the
他方、供給スクリュ8の回転方向を図2に示すように右回りにすると、現像剤が溜まっている供給搬送路9の下方から現像剤を持ち上げるようにして現像ローラ5に現像剤が供給されるようになる。現像剤が飛び散りながら供給するよりも、下方から持ち上げるようにして供給する方が現像剤の供給性が安定するため、本実施形態では、現像装置4の供給スクリュ8の回転方向を図2で言うところの右回りに設定している。
On the other hand, when the rotation direction of the
特に、本実施形態の現像装置4のように、現像ローラ5に供給した現像剤を供給搬送路9へ戻さず、回収搬送路7へ回収するものでは、現像剤量は供給搬送路9の下流に行くにしたがって減少していく。このため、現像剤が溜まっている下方から汲み上げて現像ローラ5に供給するものの方が現像剤の供給性の面では優れている。
In particular, as in the developing
ここで、供給搬送路9内では、搬送されることで供給搬送路9内を移動する勢いや、現像剤搬送スクリュである供給スクリュ8の回転する力によって供給搬送路9内の現像剤が飛び跳ねる。そして、現像剤搬送路のうち、供給搬送路9の所定の高さに現像剤排出口94を設けただけの構成であると、飛び跳ねた現像剤が飛翔して現像剤排出口94を通過して排出されることがある。
Here, in the
上記のように、現像剤が飛び跳ねて排出される場合、供給搬送路9内の現像剤排出口94を設けた位置を搬送される現像剤が適正の量の状態や、適正な量を下回る状態であっても、飛び跳ねた現像剤が排出されるおそれがある。このように飛び跳ねた現像剤が排出される状態であると、現像装置4内の現像剤が適正な量以下の状態であるにも拘わらず現像剤排出口94から現像剤が排出されることがあり、現像装置4内の現像剤量が必要量を下回り、感光体1への現像剤の供給が不安定になるおそれがある。そして、感光体1への現像剤の供給が不安定になると画像抜けなどの異常画像が発生する。
As described above, when the developer jumps and is discharged, the developer transported through the position where the
これに対し、本実施形態のように現像剤排出口94の近傍で現像剤を滞留させる構成にすることにより、現像剤排出口94近傍で現像剤が飛び跳ねることを防止することができる。しかし、現像剤排出口94近傍の現像剤が飛び跳ねることを防止しても、現像剤排出口94から離れた個所の現像剤が飛び跳ねて、現像剤排出口94から排出されるおそれがある。
On the other hand, by making the developer stay in the vicinity of the
このような不具合を防止するために、本実施形態の現像装置4では、現像剤搬送スクリュである供給スクリュ8が現像剤を搬送するために回転することによって飛翔した現像剤が現像剤排出口94に向かう経路を塞ぐ卑小現像剤排出防止部材として、ブロック部材3を備えている。ブロック部材3を備え、供給スクリュ8の搬送動作によって飛翔した現像剤が現像剤排出口94へ向かう経路を塞ぐことにより、飛び跳ねた現像剤が排出されることを防止し、現像装置4内の現像剤量が増加しているにも拘わらず現像剤が排出されることを防止することができる。
In order to prevent such inconvenience, in the developing
このため、現像装置4内の現像剤の必要量を確保することができ、感光体1に安定した現像剤の供給を行うことができる。これにより、感光体1上の静電潜像を良好にトナー像化することができ、画像抜けなどの異常画像の発生を防止し、良好な画像形成を行うことができる。
Therefore, the necessary amount of developer in the developing
ブロック部材3としては、その底面が供給搬送路9の上部に供給スクリュ8の形状に沿ったR形状の樹脂製の部材を適用することができる。供給スクリュ8の形状に沿ったR形状であることにより、供給スクリュ8全体を覆うようにブロック部材3の底面を全体的に供給スクリュ8に近接することが可能になる。このため、現像剤の跳ね上げを起こす供給スクリュ8の上方を覆い、供給スクリュ8によって跳ね上げられた現像剤が飛翔して現像剤排出口94に到達することを防止することができる。
As the
また、図12に示すように、本実施形態では、供給搬送路9の現像剤排出口94周辺でブロック部材3が突出した形状となっているため、ブロック部材3に対して供給スクリュ8の搬送方向上流側の供給搬送路9よりも、ブロック部材3を設けた個所の供給搬送路9が狭くなっている。このため、ブロック部材3を設けた位置の方が供給搬送路9の容量に対する現像剤量が多くなる。そのため、現像剤に対して搬送力の付与が無くなる供給搬送路9の搬送方向下流端部近傍で、ブロック部材3の側壁と、排出仕切り壁135との間に現像剤がせり上がる状態となる。これにより、供給スクリュ8が現像剤に埋まるような状態となり、供給スクリュ8の回転による現像剤の跳ね上げが抑えられるとともに、供給スクリュ8の羽部の上部分が現像剤面から出ている時に発生する供給スクリュ8の跳ね上げによる現像剤面の変化が現像剤排出口94付近では緩和される。すなわち、現像装置4内の現像剤の増減に対して感度の良い排出が可能となる。
Further, as shown in FIG. 12, in this embodiment, the
上記したようなブロック部材3を備えることで、現像剤の供給により現像装置4内の現像剤量が増加し、供給搬送路9内の現像剤の嵩が上昇した場合、増加した分に相当する現像剤が現像剤排出口94から溢れ出す構成となっている。
By providing the
図13は、上記図2と同方向から見た供給搬送路の搬送方向下流端近傍の現像装置例を示す断面図である。図14は上記図5と同じ方向から見た供給搬送路の搬送方向下流端近傍の現像装置例を示す側方断面図である。図13及び図14には、現像装置4内の現像剤量が少ない状態、すなわち、滞留現像剤が現像剤排出口94の位置に達しない程度の量の状態における現像装置4の現像剤Pの流れを示している。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing an example of the developing device near the downstream end in the transport direction of the supply transport path as viewed from the same direction as in FIG. FIG. 14 is a side cross-sectional view showing an example of the developing device near the downstream end in the transport direction of the supply transport path as seen from the same direction as FIG. 13 and 14 show the state of the developer P in the developing
図13及び図14に示すように、現像装置4内の現像剤量が少ない場合は、供給搬送路9から循環搬送路である攪拌搬送路10への現像剤の供給がスムーズに行われる。その結果、供給搬送路9と攪拌搬送路10との境界である第1仕切り壁133に設けられた余剰開口部92で現像剤Pが溢れて滞留現像剤の嵩が増加することがない。このため、現像装置4外へ現像剤Pを排出する現像剤排出口94には現像剤がほとんど導かれず、現像剤量が少ない状態で現像剤が排出されることを防止することができる。
As shown in FIGS. 13 and 14, when the amount of developer in the developing
図15は、上記図2と同じ方向から見た供給搬送路の搬送方向下流端近傍の現像装置例を示す断面図である。図16は、上記図5と同じ方向から見た供給搬送路の搬送方向下流端近傍の現像装置例を示す側方断面図である。図15及び図16は、現像装置4内の現像剤量が多い状態、すなわち、供給搬送路9の搬送方向下流端近傍の滞留現像剤の嵩が現像剤排出口94の位置に到達した状態における現像装置4の現像剤Pの流れを示している。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing an example of the developing device near the downstream end in the transport direction of the supply transport path as viewed from the same direction as FIG. FIG. 16 is a side sectional view showing an example of the developing device in the vicinity of the downstream end in the transport direction of the supply transport path as seen from the same direction as FIG. 15 and 16 show a state in which the amount of developer in the developing
図15及び図16に示すように、現像装置4内の現像剤量が多い場合は、供給搬送路9から攪拌搬送路10へ現像剤Pが移動する余剰開口部92の近傍で現像剤Pが滞留する。その結果、供給搬送路9の搬送方向最下流部の現像剤Pは行き場がなくなり、滞留現像剤は上方向に嵩が上昇して行く。そして、現像剤排出口94の高さまで嵩が上昇すると、現像剤Pが現像剤排出口94を通過して排出搬送路2へと排出され、排出搬送路2内の排出スクリュ2aによって現像装置4外部に排出されることになる。
As shown in FIGS. 15 and 16, when the amount of developer in the developing
本実施形態における現像装置4は、供給搬送路9の搬送方向最下流部の滞留現像剤の嵩が現像剤排出口94の高さを越えた場合に、現像剤排出口94の高さまで到達した現像剤を排出するものであるので、現像剤排出口94からの現像剤の排出によって供給搬送路9を搬送する現像剤が不足することを防止することができる。
The developing
これにより、供給搬送路9から現像ローラ5への必要量の現像剤を供給することができ、現像ローラ5から感光体1に安定した現像剤の供給を行うことができる。このため、感光体1上の静電潜像を良好にトナー像化することができ、画像抜けなどの異常画像の発生を防止し、良好な画像形成を行うことができる。
Accordingly, a necessary amount of developer can be supplied from the
図14では、現像装置4内の現像剤が少ない状態について説明したが、現像装置4内の現像剤が排出されず、現像剤量が安定した状態では、供給搬送路9の搬送方向最下流端近傍に現像剤が滞留した状態となっている。以下、この状態の詳細について説明する。
In FIG. 14, the state in which the developer in the developing
本実施形態において、現像装置4は、供給搬送路9の搬送方向最下流端近傍で滞留する滞留現像剤の嵩が所定の高さ、例えば現像剤排出口94の高さを越えた場合にその一部を排出する構成である。すなわち、現像剤排出口94及び排出搬送路2は、供給搬送路9の搬送方向最下流端近傍の滞留現像剤の嵩が、現像剤排出口94の高さまで到達した現像剤を排出するものである。
In this embodiment, when the bulk of the staying developer staying in the vicinity of the most downstream end in the transport direction of the
よって、供給搬送路9の搬送方向最下流端近傍に、現像剤排出口94の高さに到達しない程度の嵩で滞留現像剤が存在する状態で現像装置4内の現像剤量が安定した状態となる。これは、供給搬送路9を搬送されるその搬送方向最下流端に到達する現像剤量と、供給搬送路9、余剰開口部62を通って攪拌搬送路10に受け渡される現像剤量との均衡により、供給搬送路9の搬送方向最下流端近傍に現像剤排出口94で排出される高さに到達しない程度の嵩で現像剤が滞留している状態である。
Therefore, the developer amount in the developing
この状態からトナー補給制御装置によってプレミックストナーが供給されて現像装置4内の現像剤量が増加すると、図6中の矢印Eが示す供給搬送路9から攪拌搬送路10に受け渡される現像剤量よりも、図4中の矢印Lが示す供給搬送路9を搬送され、その搬送方向最下流端に到達する現像剤量の方が多くなる。この時、供給搬送路9の搬送方向最下流端近傍に滞留する現像剤の量が増加し、その嵩が上昇する。これにより、滞留する現像剤の嵩が現像剤排出口94に到達した場合に、その嵩が現像剤排出口94の位置よりも低くなるように滞留する現像剤の一部として、現像剤排出口94に到達した現像剤を排出する。
In this state, when the premix toner is supplied by the toner replenishment control device and the amount of developer in the developing
尚、滞留する現像剤は飛び跳ねにくく、現像装置4内の現像剤量の増減に合わせて現像剤の嵩が変化する。そして、滞留現像剤の嵩が所定の高さ(例えば、現像剤排出口94)を越えた時に現像剤を排出することにより、現像装置4内の現像剤量が増加した時に増加量分の現像剤が排出されるため、現像装置4内の現像剤量を制度良く一定の範囲内に維持することができる。
Note that the staying developer is difficult to jump, and the volume of the developer changes in accordance with the increase or decrease in the amount of developer in the developing
これにより、供給搬送路9を搬送される現像剤量が安定するため、供給搬送路9を搬送する現像剤が不足ことを防止することができ、供給搬送路9から現像ローラ5へ必要量の現像剤を供給することがでる。このため、現像ローラ5から感光体1に安定した現像剤の供給を行うことができ、感光体1上の静電潜像を良好にトナー像化することができるため、画像抜けなどの異常画像の発生を防止し、良好な画像形成を行うことができる。
As a result, the amount of developer transported through the
また、現像装置4内の現像剤量の変化によって現像剤の嵩が変化する個所である供給搬送路9の搬送方向下流端近傍で溢れた現像剤を、排出仕切り壁135に設けた現像剤排出口94によって現像剤を排出する構成であるため、簡単な構成で精度良く現像装置4内の現像剤を入れ換えることができる。
Further, the developer overflowed in the vicinity of the downstream end in the transport direction of the
さらに、供給搬送路9と攪拌搬送路10とが供給循環仕切り壁である第1仕切り壁133を挟んで、上下で隣り合うように設けられ、供給搬送路9の搬送方向下流端に到達した現像剤は、供給搬送路9と攪拌搬送路10とを連通するように設けられた開口である余剰開口部92を通って、攪拌搬送路10へ移動する構成である。そして、供給搬送路9の搬送方向下流端近傍の滞留現像剤の嵩は、供給スクリュ8によってその下流端まで時間当たり搬送される現像剤量と、余剰開口部92を時間当たりに通過する現像剤量との差によって変化する。供給スクリュ8によって搬送される現像剤量又は余剰開口部92を時間当たりに通過する現像剤量は、現像装置4内の現像剤量の変化によって変わり、現像装置4内の現像剤量が増加すると供給搬送路9の搬送方向下流端近傍の現像剤の嵩が上昇するため、簡単な構成で精度良く現像装置4内の現像剤を入れ換えることができる。
Furthermore, the
現像装置4の排出開口部である現像剤排出口94と循環開口部である余剰開口部92とは、供給搬送路9の現像剤搬送方向における位置の少なくとも一部が重複する。本実施形態の現像装置4では、図6、図14及び図16に示すように、現像剤排出口94と余剰開口部92とが、供給搬送路9の現像剤搬送方向について同じ位置にある。このような構成により、余剰開口部92の近傍で現像剤を滞留させることで、供給搬送路9から攪拌搬送路10に受け渡す現像剤量と、現像装置4の外に排出する現像剤量のバランスをとることが容易となる。
At least a part of the position of the
また、現像剤排出口94は余剰開口部92よりも上方に設けられているため、現像装置4内の現像剤量が適性量である状態では、供給搬送路9の搬送方向下流端に到達した現像剤は、下方にある余剰開口部92のみを通過し、攪拌搬送路10に移動して現像装置4内を循環する。そして、現像装置4内の現像剤量が増加し、搬送方向下流端の滞留現像剤の嵩が上方にある現像剤排出口94の高さまで到達すると、その高さを越える現像剤が現像剤排出口94を通過して、現像装置4の外部に排出される。
Further, since the
上記構成では、現像剤排出口94を余剰開口部92よりも上方に配置するという簡易な構成で、攪拌搬送路10に供給すべき現像剤量が攪拌搬送路10に供給されない状態で現像剤が現像装置4の外に排出されることを防止しつつ、現像装置4内の現像剤量が所定量を超えた場合は、装置の外に排出することができる。これにより、余剰開口部92を介して現像剤を循環させつつ、現像剤排出口94で増加した分の現像剤を精度良く排出して現像剤を入れ換える構成を実現することができる。
In the above configuration, the
また、供給搬送路9、攪拌搬送路10及び回収搬送路7を備える一方向循環の現像装置4では、供給搬送路9の搬送方向下流端に到達する現像剤は現像に寄与しなかった余剰現像剤である。一方向循環の現像装置4では、この余剰現像剤が滞留する位置で、プレミックストナーの補給によって増加した現像剤を排出することが適している。これは、以下の理由による。
Further, in the one-way
回収搬送路7は、現像ローラ5に担持された現像領域を通過した現像剤を搬送するため、現像装置4内の現像剤量が変化しても回収搬送路7内に搬送される現像剤はほとんど変化せず、現像剤の嵩の上昇によって現像剤を排出することができない。攪拌搬送路10は、現像装置4内の現像剤量が増加すると、搬送する現像剤量が増加してその嵩も上昇する。しかし、搬送される現像剤の飛び跳ねや搬送量のムラによって、現像剤量が増加しなくても現像剤が排出され、供給搬送路9に必要量の現像剤を受け渡すことができなくなるおそれがある。さらに、供給搬送路9の途中で排出する構成も、現像装置4内の現像剤量が増加していなくても、現像剤の嵩が増加することがあり、排出した位置よりも搬送方向下流側で現像剤が不足するおそれがあるので不適切である。
Since the
このような理由により、一方向循環の現像装置4では、供給搬送路9の搬送方向下流端に到達する現像剤が滞留する位置で、プレミックストナーの補給によって増加した分の現像剤を排出することが適している。
For this reason, the one-way circulating developing
図17は、上記図2と同じ方向から見た供給搬送路の搬送方向下流端近傍の現像装置例を示す断面図である。図2及び図17を参照して説明すると、現像装置4内の現像剤量が少ない状態、すなわち、滞留現像剤が現像剤排出口94の位置に達しない程度の量の状態における現像装置4の現像剤Pの流れを示している。
FIG. 17 is a cross-sectional view showing an example of the developing device in the vicinity of the downstream end in the transport direction of the supply transport path as seen from the same direction as in FIG. Referring to FIGS. 2 and 17, the developing
図2及び図17に示すように、現像装置4内の現像剤量が少ない場合は供給搬送路9から循環搬送路である攪拌搬送路10への現像剤の供給がスムーズに行われる。その結果、供給搬送路9と攪拌搬送路10との境界である第1仕切り壁133に設けられた余剰開口部92で現像剤Pが溢れて滞留現像剤の嵩が増加することがない。このため、現像装置4外へ現像剤Pを排出する現像剤排出口94に現像剤はほとんど導かれず、現像剤量が少ない状態で現像剤が排出されることを防止することができる。その他の構成については図2及び図13で詳細に説明しているので同一部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。
As shown in FIGS. 2 and 17, when the amount of developer in the developing
図17には、本実施形態体に係る画像形成装置におけるトナー濃度検知センサを取り付けた現像装置例を断面図で示している。ここでは、透磁率検知方式によるトナー濃度検知センサ140を適用するが、これに限定されるものではない。透磁率検知方式のトナー濃度センサ140は、被検知対象である現像剤の透磁率に基づく特性、すなわち、キャリアの密度を検知することによって現像剤中のトナー濃度を測定している。例えば、トナー濃度が低い時には磁性体であるキャリアの密度が相対的に多いので透磁率は高くなり、トナー濃度センサ140の出力は高出力となる。他方、トナー濃度が高い時には磁性体であるキャリアの密度が相対的に低くなるので、透磁率は低くなりトナー濃度センサ140の出力は低出力となる。
FIG. 17 is a cross-sectional view showing an example of a developing device equipped with a toner concentration detection sensor in the image forming apparatus according to the exemplary embodiment. Here, the toner
図17では、現像剤を現像ローラ5へ供給する現像剤搬送経路の下部に取り付けている例を示しているが、トナー濃度センサ140の取り付け位置はこれに限られない。一般に現像ローラ5で一度現像された残存現像剤はトナー成分が減少しているため回収されることが多い。そこで、一般に現像ローラ5へ現像剤を供給する、現像前の現像剤搬送経路に存在する現像剤のトナー濃度を測定できるように設置することが好ましい。このトナー濃度検知センサ140の検知結果に基づき別途収納しているトナーを現像装置4に供給し、現像剤Pのトナー濃度を適正な範囲に管理することができる。
Although FIG. 17 shows an example in which the developer is attached to the lower part of the developer conveyance path for supplying the developer to the developing
図18は、本実施形態体に係る画像形成装置の現像装置にトナーを補給するトナー補給機構例を示す斜視図である。図19は、図18に示すトナー補給機構のトナー容器例を示す斜視図である。図18に示すトナー補給機構150において、上記図1で示したような各色の作像ユニットであるプロセスカートリッジ18毎に設けられた各現像装置4へ補給するトナーを収納したトナー収納手段としてのトナー容器141は、本実施形態では図18の左下から右上に向かって、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの4つが複写機CMの本体に設けられたセット部(図示せず)にセットされて配置されている。
FIG. 18 is a perspective view illustrating an example of a toner replenishing mechanism that replenishes toner to the developing device of the image forming apparatus according to the exemplary embodiment. FIG. 19 is a perspective view showing an example of a toner container of the toner supply mechanism shown in FIG. In the
各色トナー容器141から各現像装置4へトナーを補給する機構は同一であるので、図18で一番手前に位置するブラック用のトナー容器に符号141を付して代表して説明する。
Since the mechanism for supplying toner from each
トナー容器141をセットするセット部には、容器141内に挿入されるノズル90が図示していない機枠に設けられており、ノズル142と粉体ポンプ70とがトナー補給チューブ143で接続されている。トナー容器141をセット部へセットすることにより、ノズル先端がトナー容器141の下部に装着されている取り付け部材101の弁室内に挿入され、トナー容器141内と粉体ポンプ70が連通する。
In the set portion for setting the
上記粉体ポンプ70は、駆動モータ71により回転駆動される駆動シャフト72に装着された駆動シャフトギヤ73から連絡ギヤ74を介して駆動される。粉体ポンプ70としては周知の構成のモーノポンプを採用することが可能である。粉体ポンプ70により移送されたトナーは、いったんサブホッパ75に収納され、サブホッパ75下部のトナー補給口76より現像装置4へトナーが供給される。
The
図19において斜視図で示すトナー容器141は、袋状のトナー収容体144と取り付け部材101(排出用部材)とで構成されている。トナー収納体144は、例えば軟包材と呼ばれる厚さ50〜300μm程度のフィルム状の樹脂を溶着して袋状に形成したもの又は成形樹脂等で形成することができるが、これに限定されるものではない。
A
また、記憶手段145にはトナー容器固有のID情報が記録されている。この固有情報としては、例えば、トナーの製造年月日や製造ロットなど、トナー容器に入っているトナー固有の情報が記録されている。また記憶手段145は、IDチップやバーコードなど、本体側の読み取り装置と連携し自動読み込みが可能でるものが好ましい。トナーの入れ換え時に、セットされたトナーの特性値情報を取得する記憶手段145をIDチップとすることによって画像形成装置本体側が非接触で情報を読み取ることが可能となり、手入力での煩雑さや入力エラーを防ぐことが可能となる。
The
<制御>
図20は、本実施形態に係る画像形成装置の制御系の概略構成例を示すブロック図である。図20に示すように、本実施形態に係る画像形成装置は、2成分現像方式の現像装置4と、この現像装置4にトナーを補給するトナー補給機構150を備え、現像装置4は透磁率検知方式により2成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサ140を有している。
<Control>
FIG. 20 is a block diagram illustrating a schematic configuration example of a control system of the image forming apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 20, the image forming apparatus according to this embodiment includes a two-component developing
トナー補給機構150は、トナー容器141を収容するトナー容器収容体144を有している。画像形成装置は、トナー濃度検知センサ140に与えるセンサ感度を変更可能なセンサ制御手段151と、現像装置4の通紙枚数を取得する通紙枚数取得手段152と、入力画像面積率データを取得する画像面積率取得手段153と、を備えている。本実施形態では、センサ感度とは、トナー濃度1%あたりのセンサ出力電圧変化量であるものとする。
The
トナー容器141は、トナー容器141内に含まれるトナー特性情報の書き込み及び読み出しが可能な前述の記憶手段145を有する。本実施形態では、画像形成装置本体が記憶手段145に対してデータを書き込み及び読み出し(以下、単に記憶という)させるデータ処理装置(本体制御装置)154を備える。そして、トナー容器141の保有するデータが更新された際に、記憶手段145からのトナー特性情報と、通紙枚数取得手段152からの通紙枚数情報と、画像面積率取得手段153からの画像面積率の情報に基づいて、センサ制御手段151がトナー濃度検知センサ140のセンサ感度を変更するように構成している。
The
<トナー特性情報>
以下に、種々のトナー特性情報について説明する。尚、以下では具体的な数値例を挙げてトナー特性情報について説明するが、これに限定されるものではない。
<Toner characteristics information>
Hereinafter, various toner characteristic information will be described. Hereinafter, the toner characteristic information will be described with specific numerical examples, but the present invention is not limited to this.
(形状係数)
図21は、形状係数SF−1を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数SF−1は100〜180の範囲にあることが好ましい。形状係数SF−1は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式(1)で表される。トナーを2次元平面に投影してできる形状の最大長MXLNGの二乗を図形面積AREAで除して、100π/4を乗じた値である。
(Shape factor)
FIG. 21 is a diagram schematically showing the shape of the toner in order to explain the shape factor SF-1. The shape factor SF-1 is preferably in the range of 100 to 180. The shape factor SF-1 indicates the ratio of the roundness of the toner shape and is represented by the following formula (1). This is a value obtained by dividing the square of the maximum length MXLNG of the shape formed by projecting the toner on a two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100π / 4.
SF−1={(MXLNG)2/AREA}×(100π/4)・・・式(1) SF-1 = {(MXLNG) 2 / AREA} × (100π / 4) Expression (1)
SF−1の値が100の場合トナーの形状は真球となり、SF−1の値が大きくなるほど不定形になる。形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡(S−800:日立製作所製)でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置(LUSEX3:ニレコ社製)に導入し、当該トナーの粒子100個について解析して計算することができる。 When the value of SF-1 is 100, the shape of the toner becomes a true sphere, and becomes larger as the value of SF-1 increases. Specifically, the shape factor is measured by taking a photograph of the toner with a scanning electron microscope (S-800: manufactured by Hitachi, Ltd.), introducing it into an image analyzer (LUSEX 3: manufactured by Nireco), and 100 particles can be analyzed and calculated.
トナー入れ換え時のトナー形状係数情報に基づいて、トナー濃度検知センサ140のセンサ感度をコントロールすることでトナー濃度検知誤差を防止し、高精度のトナー濃度制御が可能な画像形成装置を提供することができる。
To provide an image forming apparatus capable of preventing toner density detection error by controlling the sensor sensitivity of the toner
トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり、従って流動性が高くなる。また、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率が高くなる。形状係数SF−1、SF−2のいずれかが180を超えると、転写率が低下するため好ましくない。 When the shape of the toner is close to a sphere, the contact state between the toner and the toner or the toner and the photoconductor becomes a point contact, so that the adsorbing force between the toners becomes weak and the fluidity becomes high. Further, the attracting force between the toner and the photoreceptor is weakened, and the transfer rate is increased. If either of the shape factors SF-1 and SF-2 exceeds 180, the transfer rate is lowered, which is not preferable.
(円形度)
次に、本実施形態において好適に用いられるトナー円形度について説明する。本実施形態で用いるトナーは、平均円形度が0.93〜1.00であることが好ましい。本実施形態では、下記式(2)より得られた値を円形度と定義する。この円形度は、トナー粒子の凹凸度合いの指標であり、トナーが完全な球形の場合1.00を示し、表面形状が複雑になるほど円形度は小さな値となる。尚、下記式(2)において、L0は粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長を示し、Lは、粒子の投影像の周囲長を示す。
(Roundness)
Next, the toner circularity preferably used in this embodiment will be described. The toner used in the exemplary embodiment preferably has an average circularity of 0.93 to 1.00. In this embodiment, the value obtained from the following formula (2) is defined as the circularity. The circularity is an index of the degree of unevenness of the toner particles, and indicates 1.00 when the toner is a perfect sphere, and the circularity becomes smaller as the surface shape becomes more complicated. In the following formula (2), L0 represents the circumference of a circle having the same projected area as the particle image, and L represents the circumference of the projected image of the particle.
円形度A=L0/L・・・(2) Circularity A = L0 / L (2)
平均円形度が0.93〜1.00の範囲では、トナー粒子の表面は滑らかであり、トナー粒子同士、トナー粒子と感光体との接触面積が小さいために転写性に優れる。トナー粒子に角がないため、現像装置内での現像剤の攪拌トルクが小さく、攪拌の駆動が安定するために異常画像が発生しない。ドットを形成するトナーの中に、角張ったトナー粒子がいないと、転写で転写媒体に圧接する際に、その圧力がドットを形成するトナー全体に均一にかかり、転写中抜けが生じにくい。トナー粒子が角張っていないことから、トナー粒子そのものの研磨力が小さく、感光体、帯電部材等の表面を傷つけたり、磨耗させたりしない。 When the average circularity is in the range of 0.93 to 1.00, the surface of the toner particles is smooth, and the contact area between the toner particles and between the toner particles and the photosensitive member is small, so that the transferability is excellent. Since the toner particles have no corners, the developer agitation torque in the developing device is small, and the agitation drive is stabilized, so that no abnormal image is generated. If there is no angular toner particles in the toner that forms dots, the pressure is uniformly applied to the entire toner that forms dots when the pressure is brought into contact with the transfer medium during transfer, and transfer loss is unlikely to occur. Since the toner particles are not angular, the abrasive power of the toner particles themselves is small, and the surfaces of the photoreceptor, the charging member and the like are not damaged or worn.
トナー入れ替え時のトナー円形度情報に基づいて、トナー濃度検知センサ140のセンサ感度をコントロールすることでトナー濃度検知誤差を防止し、高精度のトナー濃度制御が可能な画像形成装置を提供することができる。
To provide an image forming apparatus capable of preventing toner density detection error by controlling the sensor sensitivity of the toner
次に、円形度の測定方法について説明する。尚、以下に示す円形度の測定方法は一例であり、これに限定されるものではない。 Next, a method for measuring the circularity will be described. In addition, the measuring method of the following circularity is an example, and is not limited to this.
円形度は、例えば、東亜医用電子製フロー式粒子像分析装置FPIA−1000を用いて測定することができる。具体的な測定方法としては、例えば、容器中の予め不純固形物を除去した水100〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を0.1〜0.5ml加え、更に測定試料を0.1〜0.5g程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、分散液濃度を3000〜10000個/μlとして前記装置によりトナーの形状、粒度を測定する。 The circularity can be measured using, for example, a flow type particle image analyzer FPIA-1000 manufactured by Toa Medical Electronics. As a specific measurement method, for example, 0.1 to 0.5 ml of a surfactant, preferably an alkylbenzene sulfonate is added as a dispersant in 100 to 150 ml of water from which impure solids have been removed in advance. Further, about 0.1 to 0.5 g of a measurement sample is added. The suspension in which the sample is dispersed is subjected to dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and the shape and particle size of the toner are measured by the above apparatus with the dispersion concentration being 3000 to 10000 / μl.
(凝集度)
凝集度の測定方法は以下の通りに行うことができる。測定装置は、例えば、ホソカワミクロン社(製)のパウダーテスターを使用し、振動台の上に、以下の手順で附属部品をセットする。
(Degree of aggregation)
The method for measuring the degree of aggregation can be performed as follows. For example, a powder tester manufactured by Hosokawa Micron Corporation (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.) is used as the measuring device, and attached parts are set on the vibration table in the following procedure.
(イ)バイブロシュート
(ロ)パッキン
(ハ)スペースリング
(ニ)フルイ(3種類)上>中>下
(ホ)オサエバー
(B) Vibro chute (b) Packing (c) Space ring (d) Flui (3 types) Top>Medium> Bottom (e) Osaba
次に、ノブナットで固定し、振動台を作動させる。測定条件は以下のとおりである。 Next, it fixes with a knob nut and operates a vibration stand. The measurement conditions are as follows.
フルイ目開き(上)75μm
フルイ目開き(中)45μm
フルイ目開き(下)22μm
振巾目盛1mm
試料採取量2g
振動時間15秒
Flute opening (top) 75μm
Flute opening (medium) 45μm
Flute opening (bottom) 22μm
Amplitude scale 1mm
Sampling amount 2g
測定後、以下に示す計算から凝集度を求める。 After the measurement, the degree of aggregation is obtained from the calculation shown below.
上段のフルイに残った粉体の重量%×1…(a)
中段のフルイに残った粉体の重量%×0.6…(b)
下段のフルイに残った粉体の重量%×0.2…(c)
上記3つの計算値の合計をもって、劣化後凝集度(%)とする。
すなわち、凝集値(%)=(a)+(b)+(c)
Weight% of powder remaining on upper stage sieve x 1 ... (a)
Weight% of powder remaining on the middle stage sieve x 0.6 (b)
Weight% of powder remaining on lower sieve x 0.2 (c)
The sum of the above three calculated values is defined as the degree of aggregation after deterioration (%).
That is, the aggregation value (%) = (a) + (b) + (c)
上述したような方法で測定したトナー入れ替え時のトナー凝集度情報に基づいて、トナー濃度検知センサ140のセンサ感度をコントロールすることでトナー濃度検知誤差を防止し、高精度のトナー濃度制御が可能な画像形成装置を提供することができる。
By controlling the sensor sensitivity of the toner
図22は、現像剤状態とセンサ感度の関係を示すグラフである。ここでは、初期剤でのセンサ感度と、それぞれ画像面積率5%、20%、40%、70%でかつ、それぞれ5000枚の通紙を実施した後の劣化剤でのセンサ感度を測定した結果をしめしている。 FIG. 22 is a graph showing the relationship between the developer state and sensor sensitivity. Here, the sensor sensitivity with the initial agent and the sensor sensitivity with the deterioration agent after each of the image area ratios of 5%, 20%, 40%, and 70% and 5000 sheets passed are measured. It is showing.
図22から、初期剤と通紙を行った後の劣化剤ではセンサ感度が異なることが分かる。例えば、画像面積率5%で5000枚通紙した後の劣化剤では初期剤のセンサ感度0.35に比べ、0.6と実に0.25も高くなっており、初期剤でのセンサ感度のままではトナー濃度を正確に検知できないことがわかる。このことより所定の通紙条件においてトナー濃度検知センサ140のセンサ感度を調整しなくてはならないことが認識できる。
It can be seen from FIG. 22 that the sensor sensitivity differs between the initial agent and the deteriorated agent after passing the paper. For example, the deterioration agent after passing 5000 sheets at an image area ratio of 5% is 0.6, which is actually 0.25 higher than the initial sensor sensitivity of 0.35. It can be seen that the toner density cannot be detected accurately as it is. From this, it can be recognized that the sensor sensitivity of the toner
次に、図1に示す画像形成装置CM及び図17に示す現像装置4を用いて、画像面積率5%、20%、50%、70%のベタ画像を1万枚通紙し、所定の通紙間隔でトナー濃度検知誤差を測定し通紙時の検知誤差推移を評価した。ここでトナー濃度検知誤差は実測のトナー濃度からセンサ出力検出結果から変換した変換トナー濃度を引いた値である。
Next, using the image forming apparatus CM shown in FIG. 1 and the developing
図23は、通紙枚数とトナー濃度検知誤差の推移をグラフで示す図である。図23から、画像面積率によりトナー濃度検知誤差の推移が異なることが分かる。例えば、画像面積率5%の低画像面積で通紙を行った場合には、通紙初期で検知誤差が大きく拡大し5000枚ほど通紙したところで誤差の拡大が停止しほぼ一定の値で推移することが分かる。他方、画像面積率40%での通紙の場合、5%の場合と比較して急激な検知誤差の拡大はみられず、通紙枚数に対し緩やかに増加していることが分かる。また、画像面積率70%の場合には、画像面積率5%の場合と同様に通紙初期で検知誤差が大きく拡大しその後一定の値で推移することが分かる。 FIG. 23 is a graph showing the transition of the number of sheets passed and the toner density detection error. FIG. 23 shows that the transition of the toner density detection error varies depending on the image area ratio. For example, when paper is passed with a low image area with an image area ratio of 5%, the detection error is greatly enlarged in the initial stage of paper passing, and when about 5000 sheets are passed, the error expansion stops and changes to a substantially constant value. I understand that On the other hand, in the case of passing the paper at an image area ratio of 40%, it can be seen that the detection error does not increase rapidly as compared with the case of 5%, and increases gradually with respect to the number of passed sheets. It can also be seen that when the image area ratio is 70%, as in the case of the image area ratio of 5%, the detection error greatly expands at the beginning of paper passing, and then changes at a constant value.
ここで、画像面積率5%と70%で検知誤差の符号が異なっている。これは、画像面積率5%の場合、トナーの入力量が少ないため、通紙でトナー及びキャリアが劣化した状態となり、現像剤の嵩密度が減少したことにより濃度検知センサが、キャリア密度が低い状態と誤検知し実際のトナー濃度よりも高めに検知しているためである。他方、画像面積率70%の場合、トナーの入力量が多いため嵩密度が高くなり、これにより濃度検知センサがキャリア密度の高い状態と誤検知し、実際のトナー濃度よりも低めに検知している。この結果より、画像面積率により現像剤の嵩密度が変動するため通紙時の画像面積率を考慮したセンサ感度の補正が必要となる。
Here, the sign of the detection error is different between the
また、画像面積率ごとで検知誤差の収束する通紙枚数が異なることも分かる。これより通紙枚数と画像面積率を考慮し最適なタイミングでのセンサ感度の補正が必要となる。また、検知誤差をもたらす原因として現像剤の嵩密度の寄与が考えられるため、嵩密度変動に寄与するトナー特性値にも注意を要する。 In addition, it can be seen that the number of sheets through which detection errors converge differs for each image area ratio. Accordingly, it is necessary to correct the sensor sensitivity at the optimum timing in consideration of the number of sheets to be passed and the image area ratio. Further, since the contribution of the bulk density of the developer can be considered as a cause of the detection error, attention should be paid to the toner characteristic value that contributes to the fluctuation of the bulk density.
ここで、上記評価と同様に、図1に示す画像形成装置CM及び図17に示す現像装置4を用いて5000枚の通紙評価を行った。通紙時の画像面積率は40%とした。ここでは現像剤の嵩密度変動に寄与するトナー特性値としてトナーの体積平均粒径に注目し、トナーの体積平均粒径が4μm、5μm、6μmの3つのトナーを用いてそれぞれ通紙評価を行った。この通紙評価の結果を以下の表1に示す。
Here, similarly to the above evaluation, 5000 sheets were evaluated using the image forming apparatus CM shown in FIG. 1 and the developing
上記表1では、評価項目はトナー濃度検知誤差の推移を評価した。表1から、トナーの体積平均粒径が小さいほど検知誤差が大きいことが分かる。これは小粒径トナーほど初期剤からの嵩密度変動が大きいためと考えられる。すなわち、小粒径トナーほど単位体積中の接触表面積は大きくなるためトナー間又はキャリア間の非静電的付着力が増加し易くなるため初期的な嵩密度変動が激しいと考えられる。 In Table 1 above, the evaluation item evaluated the transition of the toner density detection error. From Table 1, it can be seen that the detection error increases as the volume average particle diameter of the toner decreases. This is presumably because the smaller the toner particle size, the larger the bulk density variation from the initial agent. That is, the smaller the toner, the larger the contact surface area in a unit volume, and the non-electrostatic adhesion between toners or carriers is likely to increase.
つまり、トナー入れ換え時のトナー体積平均粒径情報に基づきトナー濃度検知センサ140のセンサ感度をコントロールすることでトナー濃度検知誤差を防止し、高精度のトナー濃度制御が可能な画像形成装置を提供することができる。これよりトナーの体積平均粒径が小さいものほどトナー濃度検知センサ140のセンサ感度を高めに補正する必要があることが分かる。
That is, an image forming apparatus capable of preventing toner density detection error and controlling toner density with high accuracy by controlling the sensor sensitivity of the toner
ここでさらに、上記評価と同様に、図1に示す画像形成装置CM及び図17に示す現像装置4を用いて5000枚の通紙評価を行った。通紙時の画像面積率は40%とした。この評価結果を下記の表2に示す。現像剤の嵩密度変動に寄与するトナー特性値としてトナーの形状係数SF−1に注目し、トナーの形状係数SF−1が、110、130、150の3つのトナーを用いてそれぞれ通紙評価を行った。
Further, similarly to the above evaluation, 5000 sheets were evaluated using the image forming apparatus CM shown in FIG. 1 and the developing
表2は、トナー濃度検知誤差の推移の評価結果を示している。評価項目としては同様にトナー濃度検知誤差の推移を評価した。表2から、形状係数SF−1が大きいものほど、すなわち、形状が不定形なものほど検知誤差が少なく、逆に真球に近いトナーほど検知誤差が大きいことが分かる。これは、真球トナーほどその周りに存在するキャリアやトナーとの接触表面積が多いため、非静電的付着力の増加により嵩密度が変化し易いためである。かかる結果から、トナーの形状係数SF−1が小さいものほどトナー濃度検知センサのセンサ感度を高めに補正する必要があることが分かる。 Table 2 shows the evaluation result of the transition of the toner density detection error. As an evaluation item, the transition of the toner density detection error was similarly evaluated. From Table 2, it can be seen that the detection error is smaller as the shape factor SF-1 is larger, that is, the shape is indefinite, and the detection error is larger as the toner is closer to a true sphere. This is because the true spherical toner has a larger contact surface area with the carrier and toner existing around it, and the bulk density is likely to change due to an increase in non-electrostatic adhesion. From these results, it can be seen that the smaller the toner shape factor SF-1, the higher the sensor sensitivity of the toner density detection sensor needs to be corrected.
ここでさらに、上記実験と同様に、図1に示す画像形成装置CM及び図17に示す現像装置4を用いて5000枚の通紙評価を行った。通紙時の画像面積率は40%とした。ここでは現像剤の嵩密度変動に寄与するトナー特性値としてトナーの円形度に注目し、トナーの円形度が0.93、0.95、0.97の3つのトナーを用いてそれぞれ通紙評価を行った。この評価結果を下記表3に示す。
Further, similarly to the above-described experiment, 5000 sheets were evaluated using the image forming apparatus CM shown in FIG. 1 and the developing
表3は、トナー濃度検知誤差の推移の評価結果を示す。評価項目としては、同様にトナー濃度検知誤差の推移を評価した。表3から、円形度が高いものほど検知誤差が大きいことがわかる。これは、形状係数SF−1の場合と同様に真球に近いほど非静電的付着力の増加に伴う初期的な嵩密度変動が多いためである。また、円形度の高いトナーほどトナー添加剤、特に外添剤の離脱・剥離が発生し易く、通紙初期で大きく嵩密度が変動するものと考えられる。 Table 3 shows the evaluation result of the transition of the toner density detection error. As an evaluation item, the transition of the toner density detection error was similarly evaluated. From Table 3, it can be seen that the higher the circularity, the greater the detection error. This is because, as in the case of the shape factor SF-1, the closer to a true sphere, the more the initial bulk density fluctuation is associated with the increase in non-electrostatic adhesion force. Further, it is considered that the toner having a higher degree of circularity is more likely to cause the toner additive, particularly the external additive to be detached and peeled off, and the bulk density greatly varies in the initial stage of paper passing.
ここでさらに、上記実験と同様に、図1に示す画像形成装置CM及び図17に示す現像装置4を用いて5000枚の通紙評価を行った。通紙時の画像面積率は40%とした。ここでは現像剤の嵩密度変動に寄与するトナー特性値としてトナーの凝集度に注目し、トナーの凝集度が20%、40%、60%の3つのトナーを用いてそれぞれ通紙評価を行った。この評価結果を下記表4に示す。
Further, similarly to the above-described experiment, 5000 sheets were evaluated using the image forming apparatus CM shown in FIG. 1 and the developing
表4は、トナー濃度検知誤差の推移の評価結果を示す。評価項目としては同様にトナー濃度検知誤差の推移を評価した。表4からも明らかなように、凝集度20%のトナーでは初期1000枚の通紙で検知誤差が約3%程度まで拡大し、その後ほぼ同じ水準で推移している。これにより、凝集度の低いものほど検知誤差が拡大し易いものと考えられる。これは、現像剤の流動性変化に起因するものと考えられ、凝集度が低いものほど初期的な流動性の変化が激しい。 Table 4 shows the evaluation result of the transition of the toner density detection error. As an evaluation item, the transition of the toner density detection error was similarly evaluated. As can be seen from Table 4, with toner having a cohesion degree of 20%, the detection error increased to about 3% after the initial 1000 sheets passed, and thereafter remained at the same level. Thereby, it is considered that the detection error is likely to be increased as the degree of aggregation is lower. This is considered to be caused by the change in the fluidity of the developer, and the lower the degree of aggregation, the more severe the initial change in fluidity.
上述したような結果をうけ、図1に示す画像形成装置CM及び図17に示す現像装置4を用いて通紙評価を行った。
Based on the results as described above, the sheet passing evaluation was performed using the image forming apparatus CM shown in FIG. 1 and the developing
(実施例1)
本実施例では、図1に示す画像形成装置CM及び図17に示す現像装置4を用いて画像面積率5%、20%、50%、70%のベタ画像をそれぞれ5000枚ずつ合計2万枚の通紙評価を行った。つまり、最初の5000枚は画像面積率5%で通紙し、その後画像面積率を20%として5000枚の通紙を行う、というように5000枚おきに画像面積率を増やして通紙評価を行った。この通紙結果を下記の表5の(a)に示す。表5は、トナー体積平均粒径5μmトナーに対応した制御テーブルである。図24は、トナー濃度検知誤差の推移の評価結果をグラフで示す図である。図24には後述する実施例、比較例の結果も重ねて表示している。
Example 1
In this embodiment, using the image forming apparatus CM shown in FIG. 1 and the developing
本実施例では、トナーの体積平均粒径5μmのトナーを用い、表5に示す通紙枚数及び画像面積率情報の関係に従いトナー濃度検知センサ140のセンサ感度を可変として通紙を行った。
In this example, toner having a volume average particle diameter of 5 μm was used, and the sheet density was changed with the sensor sensitivity of the toner
ここで、表5に示す制御方法について具体的に説明する。表5に示すように、画像形成装置CMから取得した画像面積率累積平均情報と累積通紙枚数の情報に基づきトナー濃度検知センサ140のセンサ感度の変更値を指定している。例えば、表5の(a)の1行目では、入力された画像データの画像面積率が0%以上10%未満であり、かつ累積通紙枚数が2000枚以上連続で通紙されたと検知された場合に、トナー濃度検知センサ140のセンサ感度を0.54と変更する。また、表5の(a)の5行目では入力された画像データの画像面積率が70%以上であり、かつ累積通紙枚数が2000枚以上連続通紙されたと検知された場合に、トナー濃度検知センサ140のセンサ感度を0.16に変更するという制御方法である。図24にはこのトナー濃度検知誤差の推移を実施例1として示している。図24から、大きなトナー濃度検知誤差が発生することなく、通紙条件によらず正確にトナー濃度を検知できていることが分かる。
Here, the control method shown in Table 5 will be specifically described. As shown in Table 5, the change value of the sensor sensitivity of the toner
(比較例1)
比較例1は、上記実施例1と同様のトナー及び機械、現像器条件で通紙評価を行った。ただし、トナー濃度検知センサ140のセンサ感度は可変とせず、初期設定時のままで通紙評価を行った。トナー濃度検知誤差の推移を図24に比較例1として示す。図24から通紙モードによりトナー濃度検知誤差が大きく変動していることが分かる。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, paper passing evaluation was performed under the same toner, machine, and developer conditions as in Example 1 above. However, the sensor sensitivity of the toner
(実施例2)
実施例2は、実施例1と同様に、図1に示す画像形成装置CM及び図17に示す現像装置4を用いて画像面積率5%、20%、50%、70%のベタ画像をそれぞれ5000枚ずつ合計2万枚の通紙評価を行った。ここではトナーの形状係数SF−1が130のトナーを用い、上記表5の(b)に示す通紙枚数及び画像面積率情報の関係に従いトナー濃度検知センサ140のセンサ感度を可変として通紙を行った。トナー濃度検知誤差の推移を図24に実施例2として示す。図24から大きなトナー濃度検知誤差が発生することなく、通紙条件によらず正確にトナー濃度を検知できていることが分かる。
(Example 2)
In the second embodiment, as in the first embodiment, a solid image with an image area ratio of 5%, 20%, 50%, and 70% is obtained using the image forming apparatus CM shown in FIG. 1 and the developing
(実施例3)
実施例3は、上記実施例1と同様に図1に示す画像形成装置CM及び図17に示す現像装置4を用いて画像面積率5%、20%、50%、70%のベタ画像をそれぞれ5000枚ずつ合計2万枚の通紙評価を行った。ここではトナーの円形度0.95のトナーを用い、上記表5の(c)に示す通紙枚数、及び画像面積率情報の関係に従いトナー濃度検知センサ140のセンサ感度を可変として通紙を行った。トナー濃度検知誤差の推移を図24に実施例3として示す。図24から大きなトナー濃度検知誤差が発生することなく、通紙条件によらず正確にトナー濃度を検知できていることが分かる。
(Example 3)
In the third embodiment, as in the first embodiment, a solid image with an image area ratio of 5%, 20%, 50%, and 70% is obtained using the image forming apparatus CM shown in FIG. 1 and the developing
(実施例4)
実施例4は、上記実施例1と同様に図1に示す画像形成装置CM及び図17に示す現像装置4を用いて画像面積率5%、20%、50%、70%のベタ画像をそれぞれ5000枚ずつ合計2万枚の通紙評価を行った。ここではトナーの凝集度40%のトナーを用い、上記表5の(d)に示す通紙枚数及び画像面積率情報の関係に従いトナー濃度検知センサ140のセンサ感度を可変として通紙を行った。トナー濃度検知誤差の推移を図24に実施例4として示す。図24から大きなトナー濃度検知誤差が発生することなく、通紙条件によらず正確にトナー濃度を検知できていることが分かる。
Example 4
In the fourth embodiment, as in the first embodiment, a solid image with an image area ratio of 5%, 20%, 50%, and 70% is obtained using the image forming apparatus CM shown in FIG. 1 and the developing
(比較例2)
比較例2は、上記実施例4と同様のトナー及び機械、現像器条件で通紙評価を行った。ただし、トナー濃度検知センサ140のセンサ感度は可変とせず、初期設定時のままで通紙評価を行った。トナー濃度検知誤差の推移を図24に比較例2として示す。図24から、通紙モードによりトナー濃度検知誤差が大きく変動していることが分かる。
(Comparative Example 2)
In Comparative Example 2, paper passing evaluation was performed under the same toner, machine, and developer conditions as in Example 4 above. However, the sensor sensitivity of the toner
以上の結果から、トナーの入れ換えが実施された際には、トナー特性値とその特性値に対応した画像面積率及び通紙枚数ごとのセンサ感度補正テーブルを参照することによりトナー濃度検知センサ140の誤検知を低減することが可能となり、通紙条件によらずトナー濃度を安定に制御することが可能となる。
From the above results, when the toner is replaced, the toner
本実施形態により、トナー濃度検知手段を備えた現像手段へのトナーの入れ換え時に、セットされたトナーの特性値データに基づきトナー濃度検知手段のセンサ感度を可変として各トナーに適したセンサ感度とすることにより、補給トナーのロット変更に伴うトナー特性変動によるトナー濃度検知手段の検知誤差を抑制することが可能となる。 According to the present embodiment, when the toner is replaced with the developing unit provided with the toner density detecting unit, the sensor sensitivity of the toner density detecting unit is made variable based on the characteristic value data of the set toner to obtain a sensor sensitivity suitable for each toner. As a result, it is possible to suppress the detection error of the toner density detecting means due to the toner characteristic fluctuation accompanying the lot change of the replenished toner.
以上好適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上述した画像形成装置に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であるということは言うまでもない。 Although the present invention has been specifically described above based on the preferred embodiment, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described image forming apparatus and can be variously modified without departing from the gist thereof.
本発明は、トナーを用いた画像形成装置に限らず、インクカートリッジ等のサプライの交換が実行される画像形成装置においても適用することができる。 The present invention can be applied not only to an image forming apparatus using toner but also to an image forming apparatus in which a supply such as an ink cartridge is replaced.
4 現像装置
140 トナー濃度検知センサ
141 トナー容器
144 トナー容器収容体
145 記憶手段
150 トナー補給機構
151 センサ制御手段
152 通紙枚数取得手段
153 画像面積率取得手段
154 データ処理装置
CM 画像形成装置
DESCRIPTION OF
Claims (7)
トナー容器を収容するトナー容器収容体を備え、前記現像手段にトナーを補給するトナー補給手段と、
前記トナー容器に設けられ、前記トナー容器内に含まれるトナーのトナー特性情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に対してデータを記憶させるデータ処理手段と、
前記トナー濃度検知手段の感度を変更する制御手段と、
前記現像手段の通紙枚数を取得する通紙枚数取得手段と、
入力画像面積率データを取得する画像面積率取得手段と、を有し、
前記制御手段は、前記トナー容器の保有するデータが更新された際に、前記トナー特性情報と、前記通紙枚数情報と、前記画像面積率の情報とに基づいて、前記トナー濃度検知手段の感度を変更することを特徴とする画像形成装置。 Developing means comprising toner concentration detecting means for detecting the toner concentration of the two-component developer;
A toner replenishing means for replenishing toner to the developing means, comprising a toner container housing for housing a toner container;
Storage means provided in the toner container for storing toner characteristic information of the toner contained in the toner container;
Data processing means for storing data in the storage means;
Control means for changing the sensitivity of the toner density detection means;
A sheet passing number acquiring unit for acquiring a sheet passing number of the developing unit;
Image area ratio acquisition means for acquiring input image area ratio data,
When the data stored in the toner container is updated, the control unit is configured to detect the sensitivity of the toner density detection unit based on the toner characteristic information, the sheet passing number information, and the image area ratio information. An image forming apparatus characterized by changing the above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2009
- 2009-09-04 JP JP2009204667A patent/JP2011053604A/en not_active Withdrawn
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JP2014059558A (en) * | 2012-09-14 | 2014-04-03 | Xerox Corp | System and methods for using toner shape factor to control toner concentration |
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