JP5672986B2 - Developing device and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、像担持体上の静電潜像を現像する現像装置、該現像装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも1つを備えた複合機等の画像形成装置に関する。 The present invention relates to a developing device that develops an electrostatic latent image on an image carrier, a copying machine including the developing device, a printer, a facsimile, a plotter, and an image forming apparatus such as a multifunction peripheral including at least one of them. About.
像担持体上の静電潜像を可視化する現像部と、該現像部から離れた場所に設けられた現像剤撹拌部とを備えた現像装置において、現像部と現像剤撹拌部との間で現像剤を循環させるように構成されたものが知られているとともに、現像剤撹拌部から現像部に向けて現像剤を搬送する経路内に、現像剤撹拌部内の現像剤を進入させる粉体ポンプ(エアポンプ)を備えたものが知られている。
しかしながら、エアによる現像剤搬送は現像剤の嵩密度の影響を受け、現像剤のトナー濃度や劣化状態によって嵩密度が変化すると、搬送量が変化する。
現像部への搬送量が減少すると、現像部内の現像剤容量が減少し、現像ローラに対して十分な現像剤を供給できず、画像にスクリュのピッチで濃度ムラなどの不具合が生じる。
このため、現像部への現像剤供給にエア搬送を用いる場合は、搬送量を一定に保つことが重要である。
In a developing device including a developing unit that visualizes an electrostatic latent image on an image carrier and a developer stirring unit provided at a location away from the developing unit, between the developing unit and the developer stirring unit A powder pump that is configured to circulate the developer and that causes the developer in the developer agitation unit to enter the path for conveying the developer from the developer agitation unit to the development unit. What is provided with (air pump) is known.
However, the developer conveyance by air is affected by the bulk density of the developer, and the conveyance amount changes when the bulk density changes depending on the toner concentration and the deterioration state of the developer.
When the transport amount to the developing unit decreases, the developer capacity in the developing unit decreases, so that sufficient developer cannot be supplied to the developing roller, and defects such as density unevenness occur at the screw pitch on the image.
For this reason, when air conveyance is used for supplying the developer to the developing unit, it is important to keep the conveyance amount constant.
そこで、現像剤撹拌部内の現像剤の嵩を検知し、搬送量を制御する方法が提案されている。
例えば、特許文献1では現像剤撹拌部に粉面を検知する検知手段を設け、現像剤撹拌部と現像部との現像剤量の割合が適正になるように調整している。
ところが、攪拌中は撹拌羽根の回転によって粉面が上下するため、正確な制御が難しい。
また、劣化した現像剤を外部に排出する場合など、現像装置内部の現像剤の総量が変動する場合は使用できない。
また、図10(b)に示すように、エアポンプと搬送手段との間に、エアの流量を測定する流量計を設置して、搬送中のエア量が一定になるように制御する方法もある。
この方式では、搬送中のエア量が一定になるように制御するのであるが、搬送停止直後に搬送路から現像剤の一部が流量計に流れ込む恐れがある。一般的に用いられる熱線式のエア流量計の原理は管の中に電流を流して加熱した素子を設け、管の中を流れるエアによって冷やされた熱量を流れている風量に変換している。
In view of this, a method for detecting the volume of the developer in the developer stirring section and controlling the transport amount has been proposed.
For example, in
However, since the powder level is raised and lowered by the rotation of the stirring blade during stirring, accurate control is difficult.
Further, it cannot be used when the total amount of the developer in the developing device fluctuates, such as when the deteriorated developer is discharged to the outside.
In addition, as shown in FIG. 10B, there is a method in which a flow meter for measuring the flow rate of air is installed between the air pump and the conveying means to control the amount of air being conveyed to be constant. .
In this method, control is performed so that the amount of air during conveyance is constant, but a part of the developer may flow into the flow meter from the conveyance path immediately after the conveyance is stopped. The principle of a hot-wire air flow meter that is generally used is that an element heated by flowing a current is provided in a tube, and the amount of heat cooled by the air flowing in the tube is converted into the amount of air flowing.
しかしながら、エア流量を検知して制御する方式では、ゴミや現像剤が素子に付着すると流れる電流量が変化し、正確な流量を測定できないという問題があった。 However, the method of detecting and controlling the air flow rate has a problem that the amount of flowing current changes when dust or developer adheres to the element, and the accurate flow rate cannot be measured.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、現像剤の嵩密度の変化に拘わらずエアによる現像剤の搬送量を略一定にでき、濃度ムラ等の不具合を防止できる現像装置の提供を、その主な目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a developing device capable of making the amount of developer transported by air substantially constant regardless of changes in the bulk density of the developer and preventing problems such as density unevenness. Is its main purpose.
上記目的を達成するために、本発明は、像担持体上の静電潜像をトナー像として可視化する現像部と、該現像部の外部に設けられ、前記現像部から排出される現像剤と前記現像部のトナー濃度の変化に応じて補給されるトナーとを撹拌混合する現像剤撹拌部と、該現像剤撹拌部から前記現像部へ現像剤を搬送する搬送経路を有する現像剤搬送手段と、該現像剤搬送手段にエアを供給するエア供給手段とを備え、前記現像剤撹拌部から前記現像部にエアによって現像剤を搬送する現像装置において、エアによる現像剤搬送の圧力を検知する搬送圧力検知手段を有し、前記搬送圧力検知手段による検知値が基準値より高い場合、前記エア供給手段によるエアの供給量を増加させることを特徴とする。 To achieve the above object, the present invention provides a developing unit that visualizes an electrostatic latent image on an image carrier as a toner image, and a developer that is provided outside the developing unit and is discharged from the developing unit. A developer agitation unit that agitates and mixes toner to be replenished in accordance with a change in toner density in the development unit; and a developer conveyance unit having a conveyance path for conveying the developer from the developer agitation unit to the development unit; An air supply means for supplying air to the developer conveying means, and in the developing device for conveying the developer by air from the developer agitating unit to the developing unit, conveying for detecting the developer conveying pressure by air It has a pressure detection means, and when the detection value by the said conveyance pressure detection means is higher than a reference value, the supply amount of the air by the said air supply means is increased .
請求項2に記載の発明は、像担持体上の静電潜像をトナー像として可視化する現像部と、該現像部の外部に設けられ、前記現像部から排出される現像剤と前記現像部のトナー濃度の変化に応じて補給されるトナーとを撹拌混合する現像剤撹拌部と、該現像剤撹拌部から前記現像部へ現像剤を搬送する搬送経路を有する現像剤搬送手段と、該現像剤搬送手段にエアを供給するエア供給手段とを備え、前記現像剤撹拌部から前記現像部にエアによって現像剤を搬送する現像装置において、エアによる現像剤搬送の圧力を検知する搬送圧力検知手段を有し、前記搬送圧力検知手段による検知値が基準値より低い場合、前記エア供給手段によるエアの供給量を減少させることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の現像装置において、前記搬送圧力検知手段が、前記現像剤搬送手段と前記エア供給手段との間に設けられていることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のうちのいずれか1つに記載の現像装置において、前記搬送圧力検知手段と前記エア供給手段との間にバルブが設けられ、該バルブの開閉状態を調整することによってエアの供給量を調整することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a developing unit that visualizes an electrostatic latent image on an image carrier as a toner image, a developer that is provided outside the developing unit and is discharged from the developing unit, and the developing unit. A developer agitating unit for agitating and mixing the toner to be replenished in accordance with a change in toner density, a developer conveying means having a conveyance path for conveying the developer from the developer agitating unit to the developing unit, and the developing An air supply means for supplying air to the developer transport means, and a transport pressure detecting means for detecting the pressure of the developer transport by air in the developing device for transporting the developer from the developer agitating section to the developing section by air. When the detection value by the conveyance pressure detection means is lower than a reference value, the air supply amount by the air supply means is reduced .
According to a third aspect of the present invention, in the developing device according to the first or second aspect, the transport pressure detecting means is provided between the developer transport means and the air supply means. To do.
According to a fourth aspect of the present invention, in the developing device according to any one of the first to third aspects, a valve is provided between the transport pressure detecting unit and the air supply unit. The air supply amount is adjusted by adjusting the open / close state .
請求項5に記載の発明は、画像形成装置において、請求項1〜4のいずれか1つに記載の現像装置を有することを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の画像形成装置において、前記搬送圧力検知手段による検知値が所定値よりも高い状態又は低い状態が続いた場合、異常と判断して前記現像装置の駆動を停止することを特徴とする。
A fifth aspect of the present invention is an image forming apparatus including the developing device according to any one of the first to fourth aspects.
According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the fifth aspect, when the detected value by the transport pressure detecting means continues to be higher or lower than a predetermined value, it is determined that the development is abnormal and the development is performed. The drive of the apparatus is stopped .
本発明によれば、現像剤撹拌部から現像部へ搬送する現像剤の嵩密度の変化に拘わらずエアによる現像剤の搬送量を略一定にでき、濃度ムラ等の不具合を防止できる。 According to the present invention, the amount of developer transported by air can be made substantially constant regardless of the change in the bulk density of the developer transported from the developer stirring unit to the developing unit, and problems such as density unevenness can be prevented.
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
図1乃至図11に基づいて第1の実施形態を説明する。まず、図1に基づいて本実施形態に係る現像装置(現像システム)を備えた画像形成装置の構成の概要を説明する。
中間転写ユニット10における未定着像担持体としての中間転写ベルト8の下面に対向して、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した作像部6Y、6M、6C、6Kが並設されている。これらの作像部6Y、6M、6C、6Kは、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外は同一構造である。
各作像部6は、像担持体としての感光体ドラム1と、感光体ドラム1の周囲に配設された図示しない帯電手段、現像装置5、図示しないクリーニング手段等で構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The first embodiment will be described with reference to FIGS. First, an outline of a configuration of an image forming apparatus including a developing device (developing system) according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
Each image forming unit 6 includes a
感光体ドラム1上で、作像プロセス(帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程)が行われ、感光体ドラム1上に所望のトナー像が形成される。
感光体ドラム1は、不図示の駆動部によって図中、時計回り方向に回転駆動され、帯電手段の位置で表面が一様に帯電される(帯電工程)。
その後、感光体ドラム1の表面は、不図示の露光部から発せられたレーザ光の照射位置に達して、この位置での露光走査によって静電潜像が形成される(露光工程)。
その後、感光体ドラム1の表面は、現像装置5との対向位置に達し、この位置で静電潜像が現像されて、所望のトナー像が形成される(現像工程)。
その後、感光体ドラム1の表面は、中間転写ベルト8及び1次転写バイアスローラ9との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1上のトナー像が中間転写ベルト8上に転写される(1次転写工程)。
その後、感光体ドラム1の表面は、クリーニング手段との対向位置に達し、この位置で感光体ドラム1上に残存した未転写トナーが回収される(クリーニング工程)。クリーニング後感光体ドラム1の表面は図示しない除電ローラにより電位を初期化される。こうして、感光体ドラム1上で行われる一連の作像プロセスが終了する。
An image forming process (charging process, exposure process, developing process, transfer process, cleaning process) is performed on the
The
Thereafter, the surface of the
Thereafter, the surface of the
Thereafter, the surface of the
Thereafter, the surface of the
上述した作像プロセスは、図1に示すように、4つの作像部6Y、6M、6C、6Kで、それぞれ行われる。すなわち、作像部の下方に配設された不図示の露光部(光書き込み装置)から、画像情報に基づいたレーザ光が、各作像部6Y、6M、6C、6Kの感光体ドラム上に向けて照射される。その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト8上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト8上にカラー画像が形成される。
The above-described image forming process is performed by each of the four
4つの1次転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9Kは、それぞれ、中間転写ベルト8を感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kとの間に挟み込んで1次転写ニップを形成している。1次転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9Kにはトナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。
中間転写ベルト8は、矢印方向に走行して、各1次転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9Kの1次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム1Y、1M、1C、1K上の各色のトナー像が、中間転写ベルト8上に重ねて1次転写される。
The four primary
The
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト8は、2次転写手段としての2次転写ローラ19との対向位置に達する。中間転写ベルト8上に形成されたカラートナー像は、2次転写ニップの位置に搬送された記録媒体としての転写紙S上に転写される。
こうして、中間転写ベルト8上で行われる、一連の転写プロセスが終了する。
装置本体100の下部に配設された給紙部26には転写紙Sが複数枚重ねて収納されており、給紙コロ27により1枚ずつ分離されて給紙される。給紙された転写紙Sはレジストローラ対28で一旦停止され、斜めずれを修正された後レジストローラ対28により所定のタイミングで2次転写ニップに向けて搬送される。そして、上記のように、2次転写ニップにおいて転写紙S上に、所望のカラー画像が転写される。
Thereafter, the
Thus, a series of transfer processes performed on the
A plurality of transfer sheets S are stored in a
2次転写ニップの位置でカラー画像を転写された転写紙Sは、定着ユニット20へ搬送され、ここで、定着ローラ及び圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像を定着される。
定着を終えた転写紙Sは、排紙ローラ対29により、装置本体上面に形成された排紙部30へ出力画像として排出され、スタックされる。こうして、画像形成装置における一連の画像形成プロセスが完了する。
図1において、符号32は読み取り部を示している。
The transfer sheet S on which the color image is transferred at the position of the secondary transfer nip is conveyed to the fixing
After the fixing, the transfer paper S is discharged as an output image to the
In FIG. 1, the code |
次に、トナーとキャリアからなる2成分現像剤を収容した現像装置(現像システム)5の構成を詳細に説明する。
図2に現像装置5の全体構成を示す。なお、図1では現像装置5の現像部のみを示している。
現像装置5は、現像部12と、現像剤とトナーとを撹拌混合する現像剤撹拌部40とを有し、現像部12は現像剤撹拌部40よりも上方に独立して配置された構成となっている。
Next, the configuration of the developing device (developing system) 5 containing a two-component developer composed of toner and carrier will be described in detail.
FIG. 2 shows the overall configuration of the developing device 5. In FIG. 1, only the developing unit of the developing device 5 is shown.
The developing device 5 includes a developing
現像部12は、感光体ドラム1上の静電潜像を現像剤(トナー)で現像して、トナー像を形成するためのユニットである。現像部12と対向して設けられた感光体ドラム1上に形成されたトナー像は上記のように記録媒体に転写され、定着ユニットによって記録媒体上に定着固定されて画像が出力される。
現像部12は、図3に示すように、感光体ドラム1に近接対向して感光体ドラム1に現像剤を供給し該潜像を可視像化する回転体からなる現像剤担持体(現像ローラ)11を有している。
現像部12の内部には、現像剤担持体11の軸線と平行に現像剤(トナーおよびキャリア)を搬送しながら現像剤担持体11に現像剤を供給し、また、回収するスクリュなどの搬送部材が配置されていて(後述)、現像剤を攪拌搬送しつつ下流の攪拌部位を経て循環搬送させるようになっている。次に現像剤の循環について説明する。
The developing
As shown in FIG. 3, the developing
Inside the developing
現像により2成分中のトナーが消費されるため、トナー濃度の低下した現像剤(トナーおよびキャリア)は、図2に示すように、回収用の現像剤移送管33を通って現像剤撹拌部40に移送される。現像剤撹拌部40は上下に長い円筒状をしていて、内部に後述する攪拌手段を備えており、この攪拌手段はモータ45により駆動される。
現像剤撹拌部40の上側には、現像により消費されたトナーの不足分を補給するトナー補給管21が接続されている。トナー補給管21には補給トナーを収容したトナー容器22が接続されている。
トナー濃度の不足が検知されると、トナー補給管21内に設けた搬送手段としての図示しないスクリュがモータ34で駆動され、トナー容器22内の補給用トナーが現像剤撹拌部40に供給される。
トナー補給管21による現像剤の補給量は現像部12の前記回収スクリュ付近に取り付けられたトナー濃度センサの検知結果に応じて制御手段70(図4参照)により決定される。
Since the toner in the two components is consumed by the development, the developer (toner and carrier) having a decreased toner concentration passes through the
Connected to the upper side of the
When an insufficient toner concentration is detected, a screw (not shown) serving as a conveying means provided in the
The amount of developer replenished by the
現像剤撹拌部40の内部では、トナー容器22からトナー補給管21を介して供給された補給用のトナーと、現像剤移送管33を経て戻った現像剤とが攪拌混合されて分散及びトナーへの帯電がなされる。
撹拌後の現像剤はロータリフィーダ50で一定量が下方に排出される。ロータリフィーダ50から排出された現像剤は、エア供給手段としてのエアポンプ60によって発生し、チューブ35を介して送られる空気流と共に、現像剤撹拌部40と現像部12における供給位置(開口)15との間で現像剤を搬送する搬送経路としてのチューブ31を通り現像部12に運ばれる。
チューブ31の端部(供給口)は現像部12の長手方向左端部に位置する開口15に接続されている。
In the
A fixed amount of the developer after stirring is discharged downward by the
An end (supply port) of the
現像部12への現像剤搬送量はロータリフィーダ50の回転速度とエアポンプ60の流量により定まる。現像剤移送管33による現像剤の搬送は重力を利用して行われるため、エアポンプは必要ない。
現像剤移送管33、現像剤搬送経路としてのチューブ31はシリコンなどの柔軟なチューブで形成されている。チューブ31、ロータリフィーダ50等により現像剤搬送手段が構成されている。
The amount of developer transported to the developing
The
図3は現像部12の断面図である。感光体ドラム1に近接対向して配置された現像剤担持体11は、外周部を構成する非磁性で円筒状の現像スリーブと、その内側に配置された磁界発生手段(複数の磁極が着磁されたマグネットローラ、あるいは複数の磁石)とからなる現像ローラであり、固定(非回転)磁石のまわりを現像スリーブが回転駆動されるようになっていて、現像剤を磁力によってローラ(現像スリーブ)表面に保持しながら感光体ドラム1上の潜像を現像剤中のトナーで現像してトナー像を作るためのものである。
符号13は現像に使われた現像剤を回収し搬送する回収スクリュを示しており、回収された現像剤は最下流に設けられた開口16(図2参照)から現像剤移送管33に向けて送り出される。符号14は撹拌後の現像剤をスリーブに供給する供給スクリュを、25は現像スリーブ表面上の現像剤の層厚みを規制するドクタブレードを示している。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the developing
図4は現像剤撹拌部と現像剤搬送手段及びエア供給手段の断面図である。
撹拌部材として、スクリュと、回転する板状の撹拌羽根を用いた場合の実施例である。現像剤撹拌部40を構成する縦長の円筒状をした容器41の円筒軸心部位には、モータ45の回転軸45aに直結された上下方向に延びるスクリュ43が配置されている。回転軸45aには、円筒軸46を介して攪拌用の回転羽根44が回転可能な緩い嵌合で装着されている。
モータ45の回転軸45aには第1駆動ギヤG1が固定されている。第1駆動ギヤG1は第1中間ギヤG2に噛み合わされている。第1中間ギヤG2は図しないフレームおよび容器41の上面間に軸支された中間軸47に固定されている。中間軸47には第1中間ギヤG2の下方に第2中間ギヤG3が固定されている。第2中間ギヤG3には、円筒軸46の上端に固定された第2駆動ギヤG4が噛み合わされている。第2駆動ギヤG4は回転軸45aに対して回転自在に緩く嵌合しており、かつ、第1駆動ギヤG1に対して回転フリーであり、また、円筒軸46を介して回転羽根44と一体化されている。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the developer agitating unit, developer conveying means, and air supply means.
It is an Example at the time of using a screw and a rotating plate-shaped stirring blade as a stirring member. A vertically extending
A first drive gear G1 is fixed to the
モータ45が回転されると、モータ45に直結されたスクリュ43が回転する。同時に、第1駆動ギヤG1、第1中間ギヤG2、第2中間ギヤG3、第2駆動ギヤG4の順に動力が伝達されてスクリュ43とは異なる回転方向で回転羽根44が回転される構成である。
スクリュ43はその回転により容器41内の現像剤を下から上に向けて搬送する。回転羽根44はスクリュ43の周りを容器41の内周面に沿って回転する。
容器41の側部には余剰現像剤排出部42の入り口が開口しており、容器41の上部には現像剤移送管33の出口に対する接続口41aと、トナー補給管21の出口に対する接続口41bが設けられている。
補給用トナーはトナー補給管21を介して容器の上側の接続口41bから入り、現像部12からの回収現像剤は現像剤移送管33を通して容器の上側の接続口41aから入る。
When the
The
The inlet of the excess
The replenishment toner enters from the upper connection port 41b of the container through the
撹拌羽根44で掻き回すとともに、スクリュ43により下から上に向けて搬送し、対流を生じさせて立体的に攪拌をする。こうして、トナー容器22に蓄えられた補給用のトナーと現像部12内の回収スクリュから搬送された現像残余の現像剤とが攪拌混合されて適切なトナー濃度、帯電量に調整される。
撹拌後の現像剤は現像剤撹拌部40の下部に形成された流出口48からロータリフィーダ50に受け渡される。
図2に示したように、現像剤撹拌部40からの現像剤排出位置には、現像剤撹拌部40と連通されたロータリフィーダ50が位置している。
図4に示すように、ロータリフィーダ50の内部には軸の回りに複数の羽根を持ったロータ51があり、このロータ51をモータ55で回転させて、ロータ51の上流に配置された現像剤撹拌部40で攪拌された現像剤を一定量ずつ下方の排出部54に排出する働きをする。
ロータリフィーダ50は現像剤撹拌部40からの現像剤を搬送する送り手段である。
While stirring with the stirring blade 44, it conveys from the bottom to the top with the
The developer after stirring is delivered to the
As shown in FIG. 2, the
As shown in FIG. 4, the
The
エアポンプ60と排出部54の間の経路(チューブ35)には、エアの圧力を測定する搬送圧力検知手段としての圧力計61が設けられている。
圧力計61は搬送路を流れるエアの圧力を検知するために用いる。現像剤の搬送路中に設けると、圧力計61の内部に現像剤が入るため故障の原因となるので現像剤搬送路31より上流の位置に設ける。エアポンプ60と圧力計61の間にはエアの供給流量を調整するためのバルブ62が設けられている。
圧力計61で検知された圧力は、バルブ62を開閉するソレノイド65を制御する制御手段70にフィードバックされる。
圧力計61で検知した圧力を基にバルブ62の開閉状態を調整し、現像部12への現像剤供給量が一定になるように制御する。
A
The
The pressure detected by the
The open / close state of the
現像剤の搬送量はエアの流量とロータリフィーダ50の回転数で決まるが、入力エアの流量、ロータリフィーダ50の回転数が同一の条件であっても、図5に示すように、現像剤の嵩密度によって現像剤搬送量は変化する。
この理由としては、現像剤搬送中のエア流量が入力エア量に比べて少なくなるためである。現像剤搬送中は現像剤を搬送するための負荷がかかり、搬送エアの圧力が上昇する。
エアの圧力が上昇すると、図8に示すように、エアの流量が少なくなるため、搬送中のエア流量は負荷のかかっていない状態で測定される入力エア流量に比べて少なくなっている。現像剤の嵩密度によって搬送負荷の量が異なるため、嵩密度によって搬送中のエア流量が変化し、現像剤の搬送量が変化する。
The developer conveyance amount is determined by the air flow rate and the rotational speed of the
This is because the air flow rate during developer conveyance is smaller than the input air amount. During the developer conveyance, a load for conveying the developer is applied, and the pressure of the conveyance air rises.
When the air pressure rises, as shown in FIG. 8, the air flow rate decreases, so that the air flow rate during conveyance is smaller than the input air flow rate measured in the unloaded state. Since the amount of conveyance load varies depending on the bulk density of the developer, the air flow rate during conveyance varies depending on the bulk density, and the conveyance amount of the developer varies.
エアポンプ60と搬送手段との間に、図10(b)に示すように、エアの流量を測定する流量計63を設置して、搬送中のエア量が一定になるように制御してもよいが、搬送停止直後に搬送経路31から現像剤の一部が流量計63に流れ込む恐れがある。
一般的に用いられる熱線式のエア流量計の原理は管の中に電流を流して加熱した素子を設け、管の中を流れるエアによって冷やされた熱量を流れている風量に変換している。従ってゴミや現像剤が素子に付着すると流れる電流量が変化し、正確な流量を測定できない。
本発明者らが鋭意検討したところ、図6に示すように、エアの圧力は搬送している現像剤の嵩密度に依存して変化することがわかった。そこで、図10(a)に示すように、搬送中のエア圧力を検知して、搬送量を推定し搬送量が一定になるように制御するように構成した。図10(a)における点線は、圧力計による計測値に基づいて制御手段70によりエアポンプ60をフィードバック制御することを意味する(他の図において同じ)。
As shown in FIG. 10B, a flow meter 63 for measuring the flow rate of air may be installed between the
The principle of a hot-wire air flow meter that is generally used is that an element heated by flowing a current is provided in a tube, and the amount of heat cooled by the air flowing in the tube is converted into the amount of air flowing. Accordingly, when dust or developer adheres to the element, the amount of current flowing changes, and an accurate flow rate cannot be measured.
As a result of intensive studies by the present inventors, it has been found that the air pressure changes depending on the bulk density of the developer being conveyed, as shown in FIG. Therefore, as shown in FIG. 10A, the air pressure during the conveyance is detected, the conveyance amount is estimated, and the conveyance amount is controlled to be constant. The dotted line in FIG. 10A means that the
現像剤搬送量の制御方法を図7のフローチャートを用いて説明する。
使用するエアポンプの圧力―エア流量の特性曲線をあらかじめ調べておく。
図8の点線は、本実施例で用いたダイヤフラム方式のエアポンプ60の吐出エア流量と圧力の関係を表す。無負荷(圧力0)のエア流量と、搬送中のエア圧力が分かれば搬送中のエア流量を求めることができる。
現像装置の駆動が開始される前に、バルブ62の開閉状態から入力エアの量を計算し、これを入力エア量L1として記録する。なおバルブ62は少し閉めた状態で使用する。バルブ62が全開の状態で使用するとそれ以上エア供給量を増加させることができないためである。
現像剤のエア搬送が始まったら圧力計61を用いて現像剤搬送中のエア圧力をモニターする。
A method for controlling the developer conveyance amount will be described with reference to the flowchart of FIG.
Check in advance the pressure-air flow characteristic curve of the air pump used.
The dotted line in FIG. 8 represents the relationship between the discharge air flow rate and the pressure of the diaphragm
Before the developing device starts to be driven, the amount of input air is calculated from the open / closed state of the
When the developer air conveyance starts, the
現像剤の循環動作が十分安定した後、検知された圧力の値Pと入力エア量L1を基に図8のエアポンプの特性曲線から搬送エアの量L2を算出する。
搬送エアの量によって現像剤搬送量は決まるので、図9の搬送エア量と現像剤の搬送量の関係から、搬送エア量L2に対応する現像剤搬送量Mを計算する。
圧力が基準値Psより高い場合は、搬送される現像剤の嵩密度が高く、搬送量が基準量より減少していることを意味する。搬送量が減少すると現像部の剤容量が減少し、画像濃度ムラなどの不具合が生じる恐れがある。
そこで、圧力から搬送エアの量L2を計算し、現像剤搬送量が基準量に満たない場合は、現像部12への現像剤供給量が不足していると判断し、バルブ62を開き、搬送中のエア流量がLsとなるようにエアの供給量L1をL1’まで増加させる。
一方、圧力が低く、現像剤搬送量が目標値にくらべ多いと判断した場合はバルブ62を閉じて現像部12へのエア供給量を減少させる。バルブ62を開閉し入力エアの量を変化させたら、記録してある入力エア流量L1をL1’に書き換え更新する。
After the developer circulation operation is sufficiently stabilized, the conveyance air amount L2 is calculated from the characteristic curve of the air pump shown in FIG. 8 based on the detected pressure value P and the input air amount L1.
Since the developer transport amount is determined by the transport air amount, the developer transport amount M corresponding to the transport air amount L2 is calculated from the relationship between the transport air amount and the developer transport amount in FIG.
When the pressure is higher than the reference value Ps, it means that the bulk density of the developer to be transported is high and the transport amount is reduced from the reference amount. When the transport amount is reduced, the agent capacity of the developing unit is reduced, and there is a possibility that problems such as uneven image density occur.
Therefore, the amount L2 of the conveyance air is calculated from the pressure, and when the developer conveyance amount is less than the reference amount, it is determined that the developer supply amount to the developing
On the other hand, when it is determined that the pressure is low and the developer conveyance amount is larger than the target value, the
このような制御によって現像部12への供給量を一定にすることができる。なお、作像開始のタイミングは現像部12への供給量が一定になった後が好ましい。
さらに、作像中は画像形成1回ごとに圧力計61の出力を検知し、バルブ62を開閉して供給するエア流量を調整する。その結果、作像中もトナー濃度の変動によって現像剤の嵩密度が変化しても現像部12への供給量を安定に保つことができる。
また、搬送中は経路内には適度な空気が存在するが、なんらかの不具合によって搬送経路31内に剤が詰まった場合負荷が大きくなり圧力が通常搬送中の2倍以上に上昇する。搬送経路31内に剤が詰まると現像部12への現像剤供給が停止し、画像形成を行うことができない。
By such control, the supply amount to the developing
Further, during image formation, the output of the
In addition, moderate air exists in the path during conveyance, but if an agent is clogged in the
また、ロータリフィーダ50に現像剤が溜まりロックした場合は、排出部54に現像剤が落ちてこないため、ほとんどエアのみが供給され、圧力はほぼ0となる。この場合も現像部12に現像剤が供給されないため画像形成を行うことができない。
圧力が通常使用する範囲から大きく逸脱している場合はこのような不具合が発生するだけでなく、そのままの状態で動かし続けると現像部12または現像剤撹拌部40から現像剤が溢れる恐れがある。
そこで、図11に示すように、通常搬送に使用する圧力の範囲を決めておき、圧力がその範囲外になった場合は異常と判断して現像装置の駆動を停止し、異常であることを図示しない操作パネルに表示し使用者に知らせる。
Further, when the developer is accumulated in the
When the pressure greatly deviates from the normal use range, not only such a problem occurs, but also the developer may overflow from the developing
Therefore, as shown in FIG. 11, the range of pressure used for normal conveyance is determined, and when the pressure is out of the range, it is determined that there is an abnormality and the drive of the developing device is stopped. Displayed on an operation panel (not shown) to inform the user.
図12に基づいて第2の実施形態を説明する。なお、上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要が無い限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する。
上記実施形態ではバルブ62を用いた構成としたが、本実施形態ではこれを用いないで制御することを特徴とする。
搬送中にエアの圧力を測定することは第1の実施形態と同様であるが、本実施形態ではエア流量の調整をバルブではなくエアポンプ60の電圧調整で行っている。
エアポンプ60の図示しないモータには印加電圧を調整可能な電源が接続されており、電圧を調整することでエアポンプ60を駆動するモータの回転数が変わりエアの吐出量が変化する。
測定されたエア圧力を基に、エア流量を計算しエア流量が少ない場合はエアポンプ60に印加する電圧を上げ、現像装置に供給する入力エアの量を増加させる。
反対にエア流量を少なくする場合はエアポンプ60に印加する電圧を下げる。エアポンプ60を駆動するモータに印加する電圧と吐出エア量の関係を把握しておけば、エア流量を制御可能である。
A second embodiment will be described with reference to FIG. Note that the same parts as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and unless otherwise specified, the description of the configuration and functions already described is omitted, and only the main parts are described.
In the above embodiment, the
Measuring the air pressure during conveyance is the same as in the first embodiment, but in this embodiment, the air flow rate is adjusted by adjusting the voltage of the
The motor (not shown) of the
Based on the measured air pressure, the air flow rate is calculated. When the air flow rate is low, the voltage applied to the
Conversely, when the air flow rate is reduced, the voltage applied to the
搬送量を制御しない場合、現像剤の劣化や温度、湿度によって現像剤の嵩密度が変化し、その影響で現像剤の供給量が変化するが、本発明では現像剤搬送中の圧力を基に、エアの量を調整するので現像剤の搬送量を現像剤の状態によらず一定に維持することができる。現像剤搬送量が一定であれば、現像部12の現像剤容量の変動が起きず、安定した画像形成を行うことができる。
When the transport amount is not controlled, the developer bulk density changes depending on the deterioration, temperature, and humidity of the developer, and the supply amount of the developer changes under the influence.In the present invention, however, the pressure during the developer transport is changed. Since the amount of air is adjusted, the transport amount of the developer can be kept constant regardless of the state of the developer. If the developer transport amount is constant, the developer capacity of the developing
1 像担持体としての感光体ドラム
5 現像装置
12 現像部
31 搬送経路
40 現像剤撹拌部
60エア供給手段としてのエアポンプ
61 搬送圧力検知手段としての圧力計
62 バルブ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
エアによる現像剤搬送の圧力を検知する搬送圧力検知手段を有し、前記搬送圧力検知手段による検知値が基準値より高い場合、前記エア供給手段によるエアの供給量を増加させることを特徴とする現像装置。 A developing unit that visualizes the electrostatic latent image on the image carrier as a toner image, and a developer that is provided outside the developing unit and replenished according to changes in the developer discharged from the developing unit and the toner density of the developing unit A developer agitating unit for agitating and mixing the toner to be developed, a developer conveying unit having a conveying path for conveying the developer from the developer agitating unit to the developing unit, and an air for supplying air to the developer conveying unit A developing device that transports the developer by air from the developer agitating unit to the developing unit,
It has a conveyance pressure detection means for detecting the pressure of developer conveyance by air, and when the detection value by the conveyance pressure detection means is higher than a reference value, the supply amount of air by the air supply means is increased. Development device.
エアによる現像剤搬送の圧力を検知する搬送圧力検知手段を有し、前記搬送圧力検知手段による検知値が基準値より低い場合、前記エア供給手段によるエアの供給量を減少させることを特徴とする現像装置。 A developing unit that visualizes the electrostatic latent image on the image carrier as a toner image, and a developer that is provided outside the developing unit and replenished according to changes in the developer discharged from the developing unit and the toner density of the developing unit A developer agitating unit for agitating and mixing the toner to be developed, a developer conveying unit having a conveying path for conveying the developer from the developer agitating unit to the developing unit, and an air for supplying air to the developer conveying unit A developing device that transports the developer by air from the developer agitating unit to the developing unit,
It has a conveyance pressure detection means for detecting the pressure of developer conveyance by air, and when the detection value by the conveyance pressure detection means is lower than a reference value, the amount of air supplied by the air supply means is reduced. Development device.
前記搬送圧力検知手段が、前記現像剤搬送手段と前記エア供給手段との間に設けられていることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1 or 2,
2. A developing device according to claim 1, wherein said conveying pressure detecting means is provided between said developer conveying means and said air supply means .
前記搬送圧力検知手段と前記エア供給手段との間にバルブが設けられ、該バルブの開閉状態を調整することによってエアの供給量を調整することを特徴とする現像装置。 In the developing device according to any one of claims 1 to 3 ,
A developing device , wherein a valve is provided between the conveyance pressure detecting means and the air supply means, and an air supply amount is adjusted by adjusting an open / close state of the valve .
前記搬送圧力検知手段による検知値が所定値よりも高い状態又は低い状態が続いた場合、異常と判断して前記現像装置の駆動を停止することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 5.
An image forming apparatus, wherein when the detected value by the conveying pressure detecting means continues to be higher or lower than a predetermined value, it is determined as abnormal and the driving of the developing device is stopped .
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