JP2007310259A - Developing device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developing device capable of stably and correctly detecting a toner concentration despite simple structure, thereby supplying an appropriate quantity of toner. <P>SOLUTION: The developing device includes: a developer storage chamber 8a storing developer E containing toner and carrier; a stir conveyance means disposed in the developer storage chamber and used to convey developer while stirring developer; and toner sensors 8b for detecting the concentration of toner in the developer storage chamber, and the developing device 8 controls the supply of toner based on the output value of the toner sensor. Two or more toner sensors are disposed outside the developer storage chamber along the direction of conveyance of the stir conveyance means, the two or more toner sensors are disposed in the position where when they detect toner concentrations under the same conditions, their detection periods are offset by each other. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ファクシミリ装置、複写機或いはプリンタ（これらの複合機も含む）等の画像形成装置に備えられた現像装置に関し、詳しくは、トナー濃度に基づいて、トナーを補給する制御を行う現像装置に関する。   The present invention relates to a developing device provided in an image forming apparatus such as a facsimile machine, a copier, or a printer (including these multifunction machines), and more particularly, a developing device that performs control to replenish toner based on toner density. About.

上記のような画像形成装置としては、用紙カセット等を備えた給紙部から、１枚ずつ用紙（記録紙）を繰出し、用紙搬送路の途中に配設された搬送ローラ対（レジストローラ対）を経て電子写真記録部の感光体ドラム及び転写ローラの対合部に給送し、現像装置からトナーを供給して、感光体ドラム表面のトナー画像を記録紙に転写させ、定着器で永久画像として定着させた後排出させるようにした電子写真式画像記録部を備えたものが挙げられる。
画像形成装置の現像剤としては、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤（以下、現像剤という）を用いたものが知られており、トナーとキャリアとを摩擦させることにより、トナーが帯電され、この帯電されたトナーによってトナー画像が形成される。 As the image forming apparatus as described above, a pair of conveyance rollers (registration roller pair) arranged in the middle of a sheet conveyance path, feeding out sheets (recording sheets) one by one from a sheet feeding unit provided with a sheet cassette or the like. Then, the toner is fed from the developing device to the photosensitive drum of the electrophotographic recording unit and the transfer roller, and the toner image on the surface of the photosensitive drum is transferred to the recording paper. And an electrophotographic image recording unit which is discharged after being fixed.
As a developer of an image forming apparatus, a developer using a two-component developer (hereinafter referred to as a developer) composed of a toner and a carrier is known, and the toner is charged by friction between the toner and the carrier. A toner image is formed by the charged toner.

現像装置には、トナー画像を形成する際に、帯電されたトナーのみを感光体ドラムに静電的に付着供給させるため、感光体ドラムへ供給されたトナーと同量のトナーを随時補給する機能が装備されており、補給されるトナーと残っている現像剤とを攪拌混合させながら、トナーに所定の値の帯電量が付与されるよう構成されている。このとき、均質で高画質な画像を形成するには、補給されるトナーと残っている現像剤とが上手く攪拌混合されること、また攪拌混合された現像剤中のトナーの分量（濃度）を一定値に保たれることが求められる。
そこで、トナーセンサを用いてトナー濃度（トナーとキャリアの混合比）を測定し、トナー濃度が低くなると、トナーホッパー内のトナーを現像装置内に補給することにより、トナーの分量（濃度）が一定値にコントロールされたものが採用されている。 The developing device has a function of supplying the same amount of toner as the toner supplied to the photosensitive drum at any time in order to electrostatically supply only the charged toner to the photosensitive drum when forming a toner image. Is provided so that a predetermined amount of charge is applied to the toner while agitating and mixing the replenished toner and the remaining developer. At this time, in order to form a homogeneous and high-quality image, the replenished toner and the remaining developer are well mixed with stirring, and the amount (concentration) of toner in the stirred and mixed developer is set. It is required to be kept constant.
Therefore, the toner concentration (mixing ratio of toner and carrier) is measured using a toner sensor, and when the toner concentration becomes low, the toner amount (concentration) is constant by supplying the toner in the toner hopper into the developing device. The one controlled by the value is adopted.

しかしながら、現像剤はスパイラル羽根を備えたスクリューによって攪拌搬送されているため、スクリューの送り速度やピッチ等に起因した周期的なうねりや脈打ち等が生じてしまい、トナーセンサでトナー濃度を検出するタイミングによっては出力値が異なる等、実際のトナー濃度を適正に測定することが難しいという問題があった。   However, since the developer is agitated and conveyed by a screw having spiral blades, periodic undulation or pulsation due to the screw feed speed, pitch, etc. occurs, and the timing at which the toner concentration is detected by the toner sensor. In some cases, it is difficult to appropriately measure the actual toner density, such as different output values.

下記特許文献１には、現像装置におけるトナー濃度検知方法において、トナー濃度センサの出力を検知する読み取り周期の１周期を、現像剤攪拌スクリューの回転周期の半分の周期と等しいものとしたり、トナー濃度センサの出力値を３点以上読み取り、測定時間における開始点と終了点以外の測定点に２倍の重みをつけて平均値を計算することにより、正確なトナー濃度検知を図った方法が開示されている。またトナー濃度センサの出力値を読み取る毎に、前回の出力値との平均値を計算するトナー濃度検知方法やトナー濃度センサの出力を４点以上読み取り、且つ測定点数が偶数であることを特徴とするトナー濃度検知方法が開示されている。   In Patent Document 1 below, in the toner density detection method in the developing device, one period of the reading period for detecting the output of the toner density sensor is equal to half the rotation period of the developer stirring screw, or the toner density There is disclosed a method for accurately detecting the toner density by reading three or more sensor output values and calculating an average value by weighting measurement points other than the start point and end point in the measurement time twice. ing. Further, each time the output value of the toner density sensor is read, the toner density detection method for calculating the average value with the previous output value, or the output of the toner density sensor is read at least four points, and the number of measurement points is an even number. A toner density detection method is disclosed.

また下記特許文献２には、トナー濃度センサからのトナー濃度信号を２０ｍｓ間隔で１０回サンプリングし、その平均値をトナー濃度値として算出し、現像器へのトナー補給量を決定するものが開示されている。
特開２００３−５７９３８号公報 特開２００１−３２４９００号公報 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 discloses a method in which a toner density signal from a toner density sensor is sampled 10 times at 20 ms intervals, an average value thereof is calculated as a toner density value, and a toner replenishment amount to a developing device is determined. ing.
JP 2003-57938 A JP 2001-324900 A

しかしながら、特許文献１に開示された現像装置によるトナー濃度検知方法は、１個のトナー濃度センサで検知された数値から、読み取り周期を決定し、その出力波形から測定点数を３点以上読み取って、平均値等を計算したトナー濃度検知方法であり、また特許文献２に開示されたものも、１個のトナー濃度センサで検出された数値を所定間隔、所定回数サンプリングし、その平均値をトナー濃度値として決定して、トナー補給量を画像形成速度によって制御するというものである。よって１個のトナー濃度センサから出力される値のノイズや測定誤差は解消できても、トナー濃度を検出するタイミングによる誤差を解消することができず、安定して適正な数値を得ることができないものであった。   However, the toner density detection method by the developing device disclosed in Patent Document 1 determines a reading cycle from a numerical value detected by one toner density sensor, reads three or more measurement points from the output waveform, A toner density detection method that calculates an average value and the like, and the one disclosed in Patent Document 2 samples a numerical value detected by one toner density sensor at a predetermined interval and a predetermined number of times, and calculates the average value as a toner density This is determined as a value, and the toner replenishment amount is controlled by the image forming speed. Therefore, even if the noise or measurement error of the value output from one toner density sensor can be eliminated, the error due to the timing of detecting the toner density cannot be eliminated, and an appropriate numerical value cannot be obtained stably. It was a thing.

本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、簡易な構成でありながら、トナー濃度を安定して適正に検出することができ、適切なトナー量を補給することが可能な現像装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a developing device capable of stably and appropriately detecting the toner density and supplying an appropriate amount of toner while having a simple configuration. The purpose is to do.

本発明に係る現像装置は、トナーとキャリアとを含んだ現像剤を収容する現像剤収容室と、該現像剤収容室内に配設され、現像剤を攪拌しながら搬送させる攪拌搬送手段と、該現像剤収容室内のトナー濃度を検出するトナーセンサとを備えており、該トナーセンサの出力値に基づいて、トナーを補給する制御を行う現像装置であって、上記トナーセンサは、上記攪拌搬送手段の搬送方向に沿って、上記現像剤収容室の外側部に２個以上設けられ、該２個以上のトナーセンサは、同じ条件でトナー濃度の検出を行った際に、互いの検出周期を打ち消しあう位置に配置されることを特徴とする。   A developing device according to the present invention includes a developer storage chamber that stores a developer containing toner and a carrier, an agitation transport unit that is disposed in the developer storage chamber and transports the developer while stirring, And a toner sensor that detects a toner concentration in the developer storage chamber, and controls the replenishment of toner based on an output value of the toner sensor, wherein the toner sensor includes the stirring and conveying means. Two or more toner sensors are provided on the outer side of the developer storage chamber along the transport direction, and the two or more toner sensors cancel each other's detection cycle when the toner density is detected under the same conditions. It is arranged at a matching position.

本発明において、攪拌搬送手段は、スパイラル羽根が等間隔で形成されたスクリューからなり、トナーセンサによる検出周期は、スパイラル羽根の形成態様に基づくものとすることができる。またトナー補給の制御は、２個以上のトナーセンサの出力値の和に基づいて行うものとすることもできるし、２個以上のトナーセンサの出力値の平均値に基づいて、トナー補給制御を行うものとすることもできる。   In the present invention, the agitating / conveying means includes a screw having spiral blades formed at equal intervals, and the detection cycle by the toner sensor can be based on the formation mode of the spiral blades. The toner replenishment control may be performed based on the sum of output values of two or more toner sensors, or the toner replenishment control may be performed based on an average value of the output values of two or more toner sensors. It can also be done.

本発明の現像装置によれば、攪拌搬送手段の搬送方向に沿って、現像剤収容室の外側部にトナーセンサが２個以上設けられ、該２個以上のトナーセンサは、同じ条件でトナー濃度の検出を行った際に、互いの検出周期を打ち消しあう位置に配置され、該トナーセンサの出力値に基づいて、トナーを補給する制御を行うので、トナー濃度を検出するタイミングにかかわらず、安定して適正な出力値に基づいて、トナー補給の制御を行うことができる。従って、トナーの帯電過多やトナー不足を防ぐことができ、均質で高画質な画像を形成することができる。   According to the developing device of the present invention, two or more toner sensors are provided on the outer side of the developer storage chamber along the conveying direction of the agitating and conveying means, and the two or more toner sensors have a toner concentration under the same conditions. When the toner is detected, it is arranged at a position where the detection cycles cancel each other, and control for replenishing the toner is performed based on the output value of the toner sensor, so that it is stable regardless of the timing of detecting the toner density. Thus, toner replenishment control can be performed based on an appropriate output value. Accordingly, it is possible to prevent excessive charging of the toner and toner shortage, and a uniform and high-quality image can be formed.

また、攪拌搬送手段は、スパイラル羽根が等間隔で形成されたスクリューからなり、トナーセンサによる検出周期は、スパイラル羽根の形成態様に基づくものとすることができる。従って、現像剤が該スクリューによって攪拌搬送されることにより、うねり・脈打ちが生じても、２個以上のトナーセンサが、その検出周期を打ち消しあう位置に配置されているから、その検出情報は実際のトナー濃度に近似され、この測定されたトナー濃度に基づいてトナーを補給する制御がなされるので、適切な量のトナーを補給することができる。   Further, the agitating / conveying means includes a screw having spiral blades formed at equal intervals, and a detection cycle by the toner sensor can be based on a form of forming the spiral blades. Therefore, even if undulation and pulsation occur due to the developer being stirred and conveyed by the screw, two or more toner sensors are arranged at positions that cancel the detection cycle. Therefore, the toner is replenished based on the measured toner concentration, so that an appropriate amount of toner can be replenished.

更に、トナー補給の制御は、２個以上のトナーセンサの出力値の和や２個以上のトナーセンサの出力値の平均値に基づいて、トナー補給制御を行うものとすれば、現像剤のうねり・脈打ちにかかわらず、安定して適正な出力値を算出することができ、適切な量のトナーを補給することができる。   Further, if the toner replenishment control is performed based on the sum of the output values of two or more toner sensors or the average value of the output values of two or more toner sensors, the developer swells. Regardless of the pulse, an appropriate output value can be stably calculated, and an appropriate amount of toner can be replenished.

以下に本発明の最良の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は本発明の現像装置が採用された画像形成装置の一例を示す縦断面図、図２は同現像装置に設けられた攪拌搬送手段の一実施形態を示す平面図であり、図３は図２の第一のスクリューの要部拡大断面図、図４（ａ）（ｂ）はトナーセンサによる出力波形の例を示すグラフである。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of an image forming apparatus employing the developing device of the present invention, FIG. 2 is a plan view showing an embodiment of an agitating / conveying means provided in the developing device, and FIG. The principal part expanded sectional view of the 1st screw of FIG. 2, FIG. 4 (a), (b) is a graph which shows the example of the output waveform by a toner sensor.

図１に示す画像形成装置Ａは、電子写真方式の記録部を備えたプリンタを例に採って示しているが、これに限らず、画像読取装置を備えた複写機、ファクシミリ装置或いはこれらの機能を兼ね備えた所謂複合機等であっても良いことは言うまでもない。図において、画像形成装置Ａの装置本体１は、記録紙（用紙）の給紙部２と、電子写真方式の画像記録部３と、印字後の記録紙の排出部４とが、この順序で高さ方向に層積されて構成されている。記録紙の給紙部２は、多数枚の記録紙を堆積収納し得る抜差し可能な給紙カセット２ａと、該給紙カセット２ａの前端部に設置された分離給紙ローラ（ピックアップローラ）２ｂと、該分離給紙ローラ２ｂの周面に弾接する分離パッド２ｃとよりなる。給紙部２は、図例のような１段カセット方式に限らず、多段カセット方式、或いはオプションカセット方式とすることも可能である。   The image forming apparatus A shown in FIG. 1 is illustrated by taking a printer including an electrophotographic recording unit as an example. However, the image forming apparatus A is not limited thereto, and is not limited thereto. Needless to say, it may be a so-called multi-function machine or the like having both of the above. In the figure, the apparatus main body 1 of the image forming apparatus A includes a recording paper (paper) feeding unit 2, an electrophotographic image recording unit 3, and a printed recording paper discharging unit 4 in this order. Layered in the height direction. The recording paper feed unit 2 includes a detachable paper feed cassette 2a capable of accumulating and storing a large number of recording papers, and a separation paper feed roller (pickup roller) 2b installed at the front end of the paper feed cassette 2a. , And a separation pad 2c that elastically contacts the peripheral surface of the separation paper feed roller 2b. The paper feed unit 2 is not limited to the single-stage cassette system as shown in the figure, but can be a multi-stage cassette system or an optional cassette system.

画像記録部３は、感光体ドラム５の周囲に、帯電器６、ＬＥＤ等からなる露光器７、現像装置８、転写ローラ９及び残留トナー除去装置１０をこの順序で配したプロセス部と、その下流側の定着器１１とより構成される。これらプロセス部は、露光器７及び転写ローラ９を除き、感光体ドラム５、帯電器６及び残留トナー除去装置１０を一括したドラムユニット５０と、トナー容器、攪拌手段及び現像ローラ８４等を一括した現像ユニット８０とよりなるプロセスユニットとされ、ドラムユニット５０及び現像ユニット８０は、装置本体１に対してその前面側より個々に或いは両者を何等かの結合手段で結合した状態で着脱可能に装着される。また、露光器７及び転写ローラ９を除く全てのプロセス部を一括してプロセスユニットとすることも可能である。ここで、装置本体１の前面側とは、図１における紙面手前側を言い、奥側を背面側と言う。   The image recording unit 3 includes a charging unit 6, an exposure unit 7 including an LED, a developing unit 8, a transfer roller 9, and a residual toner removing unit 10 arranged in this order around the photosensitive drum 5, and a process unit It is composed of a fixing device 11 on the downstream side. These process units, except for the exposure device 7 and the transfer roller 9, develop the drum unit 50 including the photosensitive drum 5, the charger 6, and the residual toner removing device 10 together, the toner container, the stirring means, the developing roller 84, and the like. The drum unit 50 and the developing unit 80 are detachably attached to the apparatus main body 1 individually from the front side of the apparatus main body 1 or in a state in which both are connected by some connecting means. It is also possible to make all the process parts except the exposure device 7 and the transfer roller 9 collectively a process unit. Here, the front side of the apparatus main body 1 refers to the front side of the sheet in FIG. 1, and the back side refers to the back side.

定着器１１の下流側には、切替ゲート４ａ、排出ローラ対４ｂ及び排出トレイ４ｃが連設され、これらによって排出部４が構成される。上記プロセス部の上流側近傍には、レジストローラ対１４が配設され、上記給紙カセット２ａから、分離給紙ローラ２ｂ及び分離パッド２ｃの作用により１枚ずつ分離繰出された記録紙（用紙）は、該レジストローラ対１４によりレジストされて、前記感光体ドラム５と転写ローラ９との対合部に導入される。感光体ドラム５は図１の矢示方向に回転しながら、帯電器６によりその表面が一様に帯電され、画像情報に基づく光学画像が露光器７によって感光体ドラム５の表面に照射され、感光体ドラム５の表面には静電潜像が形成される。この静電潜像は、感光体ドラム５の表面の光導電体の特性により、光の照射部分の電位が変化し、その他の部位の電位が維持されて形成されるものである。   On the downstream side of the fixing device 11, a switching gate 4a, a discharge roller pair 4b, and a discharge tray 4c are connected in series, and the discharge unit 4 is configured by these. A registration roller pair 14 is disposed in the vicinity of the upstream side of the process unit, and the recording paper (paper) separated and fed out from the paper feed cassette 2a one by one by the action of the separation paper feed roller 2b and the separation pad 2c. Is registered by the registration roller pair 14 and introduced into the mating portion between the photosensitive drum 5 and the transfer roller 9. The surface of the photosensitive drum 5 is uniformly charged by the charger 6 while rotating in the direction of the arrow in FIG. 1, and an optical image based on the image information is irradiated to the surface of the photosensitive drum 5 by the exposure device 7. An electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 5. This electrostatic latent image is formed by changing the potential of the light irradiated portion and maintaining the potential of other portions depending on the characteristics of the photoconductor on the surface of the photosensitive drum 5.

そして、この静電潜像は、バイアス印加された現像装置８で逐次現像されてトナー画像として感光体ドラム５と転写ローラ９との対合部に至る。この現像の際、光の照射により電位が変化した部位には、現像器８との電位差によりトナーが感光体ドラム５に吸引されて黒部分となり、その他の部分にはトナーは吸引されず白部分となって、全体として、画像情報に基づく白黒のトナー画像が形成されるのである。上記レジストローラ対１４は、感光体ドラム５の表面のトナー画像に同期して記録紙がこの対合部に導入されるようレジスト制御されて回転駆動される。   The electrostatic latent image is sequentially developed by the developing device 8 to which a bias is applied, and reaches a mating portion between the photosensitive drum 5 and the transfer roller 9 as a toner image. During this development, toner is attracted to the photosensitive drum 5 due to a potential difference with the developing unit 8 at a portion where the potential has changed due to light irradiation, so that a black portion is formed. As a result, a black and white toner image based on the image information is formed. The registration roller pair 14 is rotationally driven under registration control so that the recording paper is introduced into the mating portion in synchronization with the toner image on the surface of the photosensitive drum 5.

転写ローラ９はバイアス印加されており、感光体ドラム５と対合され且つ矢示方向（感光体ドラム５とウイズ方向）に回転駆動されながら記録紙をニップ搬送し、この間感光体ドラム５の表面のトナー像が記録紙に転写される。感光体ドラム５の表面に残ったトナーは、残留トナー除去装置１０で除去・回収される。トナー像が転写された記録紙は、定着器１１に導入され、永久画像として定着された後、切替ゲート４ａを押し上げ、排出ローラ対４ｂを経て排出トレイ４ｃ上に排出される。この一連の記録紙の給送は、給紙カセット２ａからの繰出し直後に略垂直（鉛直）に立ち上がり、排出ローラ対４ｂでは給紙カセット２ａからの繰出し方向とは略１８０度の方向にＵターンするような主給送パスＰに沿ってなされる。このようなレイアウト構成により、装置全体のコンパクト化が図られる。   A bias is applied to the transfer roller 9, and the recording paper is nip-conveyed while being paired with the photosensitive drum 5 and being rotationally driven in the direction indicated by the arrow (with respect to the photosensitive drum 5). The toner image is transferred onto the recording paper. The toner remaining on the surface of the photosensitive drum 5 is removed and collected by the residual toner removing device 10. The recording paper onto which the toner image has been transferred is introduced into the fixing device 11 and fixed as a permanent image, and then the switching gate 4a is pushed up and discharged onto the discharge tray 4c through the discharge roller pair 4b. This series of recording paper feeds rises substantially vertically (vertically) immediately after feeding from the paper feed cassette 2a, and the discharge roller pair 4b makes a U-turn in a direction of about 180 degrees from the feed direction from the paper feed cassette 2a. This is done along the main feeding path P. With such a layout configuration, the entire apparatus can be made compact.

図例の画像形成装置Ａは、両面記録機能を備えており、上記主給送パスＰの切替ゲート４ａの取付け位置から、前記レジストローラ対１４の上流側で上記主給送パスＰに循環合流する反転給送パスＰ１が形成されている。前記排出ローラ対４ｂは、正逆転可能とされ、また、反転給送パスＰ１には搬送ローラ対１５、１６が配設されており、両面記録する場合は、上記のように片面記録がされた記録紙が主給送パスＰに沿って搬送され、記録紙の後端が排出ローラ対４ｂに至ると、該排出ローラ対４ｂは一旦停止して記録紙の後端をニップする。次いで、排出ローラ対４ｂが逆転し、記録紙はその後端より搬送ローラ対１５、１６によって反転給送パスＰ１を搬送され、主給送パスＰに合流し、レジストローラ対１４に至る。該レジストローラ対１４によってレジストされて、再度感光体ドラム５と転写ローラ９との対合部に導入されてその裏面の記録がなされる。両面記録された記録紙は、その後、上記同様主給送パスＰに沿って排出トレイ４ｃ上に排出される。   The image forming apparatus A shown in the figure has a double-sided recording function, and circulates and joins the main feeding path P upstream of the registration roller pair 14 from the mounting position of the switching gate 4a of the main feeding path P. A reverse feeding path P1 is formed. The discharge roller pair 4b can be rotated forward and backward, and the reverse feed path P1 is provided with a pair of transport rollers 15 and 16, and when performing double-sided recording, single-sided recording was performed as described above. When the recording paper is conveyed along the main feed path P and the trailing edge of the recording paper reaches the discharge roller pair 4b, the discharge roller pair 4b temporarily stops and nips the trailing edge of the recording paper. Next, the discharge roller pair 4b is reversed, and the recording paper is conveyed from the rear end thereof by the conveying roller pairs 15 and 16 through the reverse feeding path P1, and joins the main feeding path P to reach the registration roller pair 14. It is registered by the registration roller pair 14 and is again introduced into the mating portion of the photosensitive drum 5 and the transfer roller 9 to record the back surface thereof. The recording paper recorded on both sides is then discharged onto the discharge tray 4c along the main feeding path P as described above.

また図例の画像形成装置Ａは、記録紙の手差機能を更に備えており、装置本体１の側部には上下に開閉可能な手差トレイ１７が付設されている。該手差トレイ１７は、使用しない時は、図１の２点鎖線のように閉止され、把手１７ａをして開閉が可能とされている。該手差トレイ１７の前端部には分離給紙ローラ１７ｂと分離パッド１７ｃとが弾接状態で配設され、その更に下流側には主給送パスＰに合流する手差給送パスＰ２が連設されている。   The image forming apparatus A shown in the figure is further provided with a manual sheet feeding function, and a manual tray 17 that can be opened and closed is attached to the side of the apparatus body 1. When not in use, the manual feed tray 17 is closed as shown by a two-dot chain line in FIG. 1, and can be opened and closed by a handle 17a. A separation feed roller 17b and a separation pad 17c are arranged in a resilient contact state at the front end of the manual feed tray 17, and a manual feed path P2 that joins the main feed path P is further downstream. It is connected continuously.

上記手差トレイ１７を用いて画像記録をする場合、上記把手１７ａをして手差トレイ１７を開け、その上に記録紙をセットし、適宜スタート操作により、手差給紙ローラ１７ｂを作動させる。手差トレイ１７上の記録紙は、分離給紙ローラ１７ｂと分離パッド１７ｃとの作用により１枚ずつ分離されて繰出され、手差給送パスＰ２を搬送され、主給送パスＰに合流する。その後、レジストローラ対１４によってレジストされて、感光体ドラム５と転写ローラ９との対合部に導入されて記録がなされる。手差記録紙に両面記録する場合、記録紙は排出ローラ対４ｂの逆転により、反転給送パスＰ１を搬送され、上記の通りその裏面記録がなされる。記録が完了した記録紙は、排出ローラ対４ｂによって排出トレイ４ｃ上に排出される。   When image recording is performed using the manual feed tray 17, the handle 17a is opened to open the manual feed tray 17, a recording paper is set thereon, and the manual feed roller 17b is operated by a start operation as appropriate. . The recording paper on the manual feed tray 17 is separated and fed out one by one by the action of the separation paper feed roller 17b and the separation pad 17c, is conveyed through the manual feed path P2, and joins the main feed path P. . Thereafter, the image is registered by the registration roller pair 14 and introduced into the mating portion between the photosensitive drum 5 and the transfer roller 9 to perform recording. When double-sided recording is performed on the manual recording sheet, the recording sheet is conveyed through the reverse feeding path P1 by the reverse rotation of the discharge roller pair 4b, and the back side recording is performed as described above. The recording paper on which recording has been completed is discharged onto the discharge tray 4c by the discharge roller pair 4b.

現像装置８は、２成分現像剤を用いる方式の現像装置であって、現像剤収容室８ａ内にはトナーとキャリアとでなる現像剤Ｅが収容され、現像剤収容室８ａ内には現像剤Ｅを攪拌しながら搬送させる攪拌搬送手段が配設されている。攪拌搬送手段は、スパイラル羽根が等間隔で形成されたスクリュー（オーガ）からなり、図例のものは、２本の第一のスクリュー８１と第２のスクリュー８２とが平行に配設され、現像剤Ｅを攪拌・搬送しながら、給送パドル８３により、バイアス印加された現像ローラ８４に現像剤Ｅを供給するようになされている。この現像装置８を含むプロセス部から離間した位置には、トナーホッパー１２が設置され、上記トナーセンサ８ｂにより現像剤収容室８ａ内のトナー濃度が低下したことが検出されると、スクリューコンベア（パイプスクリュー）１３を介してトナーがトナー補給口８ｃより現像剤収容室８ａ内に補給される。トナーホッパー１２内には、アジテータ１２ａ及び給送用スクリュー１２ｂが配設されている。   The developing device 8 is a developing device using a two-component developer, and a developer E composed of toner and a carrier is accommodated in the developer accommodating chamber 8a, and the developer is accommodated in the developer accommodating chamber 8a. A stirring and conveying means for conveying E while stirring is provided. The agitating / conveying means comprises a screw (auger) in which spiral blades are formed at equal intervals. In the illustrated example, two first screws 81 and a second screw 82 are arranged in parallel, and development is performed. The developer E is supplied to the developing roller 84 to which a bias is applied by the feeding paddle 83 while stirring and transporting the agent E. A toner hopper 12 is installed at a position away from the process unit including the developing device 8, and when the toner sensor 8b detects that the toner concentration in the developer storage chamber 8a is reduced, a screw conveyor (pipe) The toner is supplied into the developer storage chamber 8a from the toner supply port 8c through the screw 13. In the toner hopper 12, an agitator 12a and a feeding screw 12b are disposed.

図２は、図１における画像形成装置Ａの現像装置８の攪拌搬送手段を示した平面図である。Ｓ１、Ｓ２は、各々のトナーセンサ８ｂの検出点を示している。
第一のスクリュー８１及び第二のスクリュー８２は、螺旋形状のスパイラル羽根８１ａ、８２ａが等間隔で形成されてなり、第一のスクリュー８１が配される現像剤収容室８ａの外側部には、第一のスクリュー８１の搬送方向に沿って、２個以上の磁気センサからなるトナーセンサ８ｂが付設され、現像剤収容室８ａ内のトナー濃度（トナーとキャリアの混合比）が常時検出される。図例のものは、現像剤収容室８ａの底部に２個のトナーセンサ８ｂが設けられた例を示している。ここに用いられる磁気センサの種類は限定されるものではないが、現像剤Ｅの透磁率、量、流動性等の変化からトナー濃度を検出するものであればよい。 FIG. 2 is a plan view showing the stirring and conveying means of the developing device 8 of the image forming apparatus A in FIG. S1 and S2 indicate detection points of the respective toner sensors 8b.
The first screw 81 and the second screw 82 are formed by spiral-shaped spiral blades 81a and 82a at equal intervals, and on the outer side of the developer storage chamber 8a in which the first screw 81 is disposed, A toner sensor 8b including two or more magnetic sensors is attached along the conveying direction of the first screw 81, and the toner concentration (mixing ratio of toner and carrier) in the developer storage chamber 8a is always detected. The illustrated example shows an example in which two toner sensors 8b are provided at the bottom of the developer storage chamber 8a. The type of magnetic sensor used here is not limited, but any sensor that detects the toner concentration from changes in the permeability, amount, fluidity, etc. of developer E may be used.

第一のスクリュー８１と第二のスクリュー８２とは現像剤Ｅを互いに逆方向に搬送回転し（第１のスクリュー８１では、図２の左から右へ、第２のスクリュー８２では右から左へ）、トナーとキャリアとからなる現像剤Ｅを循環搬送しながら十分に攪拌することにより、摩擦によるトナー帯電を行っている。第一のスクリュー８１と第二のスクリュー８２との間には隔壁８ｄが設けられ、これによって現像剤収容室８ａ内は二つに仕切られており、該隔壁８ｄの両端を切り欠いて形成された低壁部８ｅ、８ｆによって二つに仕切られた現像剤収容室８ａがつながっている。
トナー補給口８ｃから補給されたトナーは、まず第一のスクリュー８１側に補給され、第一のスクリュー８１の回転駆動によって収容されている現像剤Ｅと混合され、攪拌・搬送される。そして低壁部８ｅまで搬送された現像剤Ｅはここから第二のスクリュー８２側に搬送され、次は第一のスクリュー８１とは逆方向に攪拌・搬送される。一部の現像剤Ｅは必要に応じて給送パドル８３によりバイアス印加された現像ローラ８４に供給される一方、低壁部８ｆまで搬送されてきた現像剤Ｅは、ここから第一のスクリュー８１側に循環搬送され、このような流れが繰り返し行われる。 The first screw 81 and the second screw 82 convey and rotate the developer E in opposite directions (from the left to the right in FIG. 2 for the first screw 81 and from right to left for the second screw 82). ), The toner E by friction is charged by sufficiently stirring the developer E composed of toner and carrier while being circulated and conveyed. A partition wall 8d is provided between the first screw 81 and the second screw 82, whereby the developer storage chamber 8a is divided into two, and is formed by cutting out both ends of the partition wall 8d. The developer accommodating chamber 8a divided into two by the low wall portions 8e and 8f is connected.
The toner replenished from the toner replenishing port 8c is first replenished to the first screw 81 side, mixed with the developer E accommodated by the rotational drive of the first screw 81, and stirred and conveyed. The developer E transported to the low wall portion 8e is transported from here to the second screw 82 side, and then stirred and transported in the direction opposite to the first screw 81. A part of the developer E is supplied to the developing roller 84 biased by the feeding paddle 83 as necessary, while the developer E conveyed to the low wall portion 8f is fed to the first screw 81 from here. Such a flow is repeatedly performed.

図３は、図２の第一のスクリュー８１の要部拡大断面図である。
２個のトナーセンサ８ｂは、同じ条件でトナー濃度の検出を行った際に、互いの検出周期を打ち消しあう位置に設置され、そのトナーセンサ８ｂによる検出周期は、スパイラル羽根８１ａの形成態様に基づくものである。
即ち、スパイラル羽根８１ａの形成態様に基づいて、互いの検出周期を打ち消しあう逆位相の位置に設置されることになるので、検出点Ｓ１が定まれば、この設置位置に基づいて検出点Ｓ２の位置設定ができるといえる。例えば第一のスクリュー８１のスパイラル羽根８１ａのＤを１ピッチとして（図３参照）、検出点をＳ１に位置に設定した場合、検出点Ｓ２の位置は、ｎＤ＋Ｄ／２の位置に設置すればよいことになる（ｎは０を含む正の整数）。 FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the first screw 81 of FIG.
The two toner sensors 8b are installed at positions where the detection periods of the toner sensors 8b cancel each other when the toner density is detected under the same conditions, and the detection periods of the toner sensors 8b are based on the formation mode of the spiral blade 81a. Is.
That is, based on the formation form of the spiral blade 81a, the detection points S2 are installed at the opposite phase positions that cancel each other's detection cycle. If the detection point S1 is determined, the detection point S2 is detected based on the installation position. It can be said that the position can be set. For example, when D of the spiral blade 81a of the first screw 81 is set to 1 pitch (see FIG. 3) and the detection point is set at S1, the position of the detection point S2 may be set at a position of nD + D / 2. (N is a positive integer including 0).

検出点Ｓ１、Ｓ２の上を現像剤Ｅが攪拌・搬送される際に、夫々のトナーセンサ８ｂによってトナー濃度が検出され、ここで検出された出力値の和、或いは出力値の平均値に基づいて、現像剤収容室８ａ内の現像剤Ｅ中のトナー濃度が一定に保たれるよう、随時必要な量だけトナー補給口８ｃより、トナーが補給される。
このトナー補給制御は、画像形成装置Ａに設けられた制御部（不図示）でなされ、所定の閾値を設定し、算出された出力値が閾値を下回った場合は、トナー濃度が低下したとして、トナーホッパー１２内に収容されたトナーが不足分だけスクリューコンベア１３を介して現像剤収容室８ａに補給される。
これによれば、攪拌・搬送される現像剤Ｅに、第一スクリュー８１の送り速度やピッチ等に起因した周期的なうねり・脈打ちが生じても、安定して適正な出力値を算出することができ、適切な量のトナーを補給することができる。またこのように、適切な量のトナーを補給することができるので、トナーの帯電過多やトナー不足が生じることを防ぐことができ、均質で高画質な画像を形成することができる。 When the developer E is stirred and transported over the detection points S1 and S2, the toner concentration is detected by the respective toner sensors 8b, and based on the sum of the detected output values or the average value of the output values. Thus, the toner is replenished from the toner replenishing port 8c at any time as necessary so that the toner concentration in the developer E in the developer accommodating chamber 8a is kept constant.
This toner replenishment control is performed by a control unit (not shown) provided in the image forming apparatus A. A predetermined threshold value is set, and if the calculated output value falls below the threshold value, it is assumed that the toner density has decreased. The toner accommodated in the toner hopper 12 is replenished to the developer accommodating chamber 8a via the screw conveyor 13 by an insufficient amount.
According to this, even when periodic swell and pulsation due to the feed speed and pitch of the first screw 81 occur in the developer E that is stirred and transported, an appropriate output value can be calculated stably. And an appropriate amount of toner can be replenished. In addition, since an appropriate amount of toner can be replenished in this way, it is possible to prevent the toner from being excessively charged or insufficient, and a uniform and high-quality image can be formed.

図４（ａ）（ｂ）はトナーセンサ８ｂによる出力波形の例を示すグラフである。該グラフの縦軸はトナー濃度（ｗｔ％）、横軸は時間（ｔ）であり、トナーセンサ８ｂとしては、現像剤Ｅの磁性体の透磁率を利用して検知する磁気センサを用いた。図４（ａ）は検出点Ｓ１で測定された出力波形、図４（ｂ）は検出点Ｓ２で測定された出力波形を示しており、トナーセンサ８ｂは、同じ条件でトナー濃度の検出を行っている。
図４（ａ）（ｂ）に示す出力波形の１周期（検出周期）は、スパイラル羽根８１ａの１ピッチに相当し、これが繰り返される。即ち、トナーセンサ８ｂによる検出周期はスパイラル羽根８１ａの形成態様に基づき、第一のスクリュー８１内の現像剤Ｅの動きに対応する。 4A and 4B are graphs showing examples of output waveforms from the toner sensor 8b. The vertical axis of the graph is the toner concentration (wt%) and the horizontal axis is the time (t). As the toner sensor 8b, a magnetic sensor that uses the magnetic permeability of the developer E is used. 4A shows the output waveform measured at the detection point S1, and FIG. 4B shows the output waveform measured at the detection point S2. The toner sensor 8b detects the toner concentration under the same conditions. ing.
One period (detection period) of the output waveform shown in FIGS. 4A and 4B corresponds to one pitch of the spiral blade 81a, and this is repeated. That is, the detection cycle by the toner sensor 8b corresponds to the movement of the developer E in the first screw 81 based on the formation mode of the spiral blade 81a.

図４（ａ）（ｂ）に示した出力波形からも明らかなように、上述のように検出点Ｓ１、Ｓ２を設定すれば、逆位相の出力波形を検出することができる。
これによれば、１個のトナーセンサ８ｂによる出力値が、スクリュー８１で搬送されることに起因するうねり・脈打ちによって増減を繰り返しても、逆位相の位置に設置されたもう１個のトナーセンサ８ｂによる出力値との和や平均値をトナー濃度として、検出を行うので、トナー濃度を検出するタイミングや現像剤Ｅの一時的な量の増減にかかわらず、安定して実際のトナー濃度に近似した適正な出力値に基づいて、トナー補給の制御を行うことができる。 As is apparent from the output waveforms shown in FIGS. 4A and 4B, if the detection points S1 and S2 are set as described above, an output waveform having an opposite phase can be detected.
According to this, even if the output value from one toner sensor 8b repeatedly increases and decreases due to undulation and pulsation caused by being conveyed by the screw 81, another toner sensor installed at the opposite phase position. Since the detection is performed by using the sum or average value of the output value by 8b as the toner density, the toner density is stably approximated to the actual toner density regardless of the timing when the toner density is detected or the temporary amount of the developer E is increased or decreased. Based on the appropriate output value, toner replenishment can be controlled.

尚、現像剤収容室８ａの外側部に設けられるトナーセンサ８ｂは２個に限定されるものではなく、２個以上設置した場合にも本発明は適用可能であり、検出点Ｓ１及びＳ２で検出した夫々のトナーセンサ８ｂの出力値を２回以上サンプリングして、その値の平均値をトナーセンサ８ｂの出力値としてもよい。また画像形成装置Ａ、現像装置８、及び現像剤収容室８ａの構成は、図例のものに限定されない点は言うまでもなく、更にスクリュー８１、８２のスパイラル羽根の形状や搬送方向等は図例のものに限られるものでない。   Note that the number of toner sensors 8b provided on the outer side of the developer storage chamber 8a is not limited to two, and the present invention can also be applied when two or more toner sensors are installed, and are detected at the detection points S1 and S2. The output value of each toner sensor 8b may be sampled twice or more, and the average of the values may be used as the output value of the toner sensor 8b. Further, it goes without saying that the configurations of the image forming apparatus A, the developing device 8 and the developer accommodating chamber 8a are not limited to those shown in the figure, and further, the shape of the spiral blades of the screws 81 and 82, the conveyance direction, etc. It is not limited to things.

本発明の現像装置が採用された画像形成装置の一例を示す縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view illustrating an example of an image forming apparatus in which a developing device of the present invention is employed. 同現像装置に設けられた攪拌搬送手段の一実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows one Embodiment of the stirring conveyance means provided in the developing device. 図２の第一のスクリューの要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of the 1st screw of FIG. （ａ）（ｂ）は、トナーセンサによる出力波形の例を示すグラフである。(A) (b) is a graph which shows the example of the output waveform by a toner sensor.

符号の説明Explanation of symbols

８０ 現像ユニット
８ 現像装置
８ａ 現像剤収容室
８ｂ トナーセンサ
８１、８２ スクリュー（攪拌搬送手段）
Ｓ１、Ｓ２ 検出点
Ａ 画像形成装置
Ｅ 現像剤 80 Developing Unit 8 Developing Device 8a Developer Storage Room 8b Toner Sensor 81, 82 Screw (Agitating and Conveying Means)
S1, S2 Detection point A Image forming device E Developer

Claims (4)

トナーとキャリアとを含んだ現像剤を収容する現像剤収容室と、該現像剤収容室内に配設され、現像剤を攪拌しながら搬送させる攪拌搬送手段と、該現像剤収容室内のトナー濃度を検出するトナーセンサとを備えており、該トナーセンサの出力値に基づいて、トナーを補給する制御を行う現像装置であって、
上記トナーセンサは、上記攪拌搬送手段の搬送方向に沿って、上記現像剤収容室の外側部に２個以上設けられ、
該２個以上のトナーセンサは、同じ条件でトナー濃度の検出を行った際に、互いの検出周期を打ち消しあう位置に配置されることを特徴とする現像装置。 A developer storage chamber for storing a developer containing toner and a carrier; a stirring and conveying means disposed in the developer storage chamber for transporting the developer while stirring; and a toner concentration in the developer storage chamber. A developing device that performs control to replenish toner based on an output value of the toner sensor,
Two or more toner sensors are provided on the outer side of the developer storage chamber along the conveyance direction of the agitation conveyance means,
2. The developing device according to claim 1, wherein the two or more toner sensors are arranged at positions where the detection periods cancel each other when the toner density is detected under the same conditions. 請求項１に記載の現像装置において、
上記攪拌搬送手段が、スパイラル羽根が等間隔で形成されたスクリューからなり、上記トナーセンサによる検出周期は、スパイラル羽根の形成態様に基づくものであることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1,
The developing device according to claim 1, wherein the stirring and conveying means includes a screw having spiral blades formed at equal intervals, and a detection cycle by the toner sensor is based on a formation mode of the spiral blades. 請求項１又は請求項２に記載の現像装置において、
前記２個以上のトナーセンサの出力値の和に基づいて、トナー補給制御を行うことを特徴とする現像装置。 In the developing device according to claim 1 or 2,
A developing device that performs toner replenishment control based on a sum of output values of the two or more toner sensors. 請求項１又は請求項２に記載の現像装置において、
前記２個以上のトナーセンサの出力値の平均値に基づいて、トナー補給制御を行うことを特徴とする現像装置。 In the developing device according to claim 1 or 2,
A developing device that performs toner replenishment control based on an average value of output values of the two or more toner sensors.

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