JP2009115848A - Developing device, process cartridge, and image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二成分現像剤を用いる現像装置・プロセスカートリッド及び複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に係り、詳しくは、現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段からの出力によってトナー濃度を制御するものに関する。 The present invention relates to a developing device / process cartridge using a two-component developer, and an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, a printer, and the like, and more specifically, by an output from a toner density detecting means for detecting the toner density of the developer. The present invention relates to a toner density control unit.
一般に電子写真法、静電写真法等の画像形成方法においては、感光体ドラムのような周知の像担持体上に形成された静電潜像を現像するために、トナーとキャリアとを撹拌混合することによって得られる二成分現像剤が使用される。この現像剤は、少なくとも結着樹脂と顔料とからなるトナーと、少なくとも結着樹脂と粒子とを有するコート膜を有するキャリアとからなり、適当に帯電された混合物であることが要求される。一般に静電潜像を現像する方法としては、トナーとキャリアとを混合して得られる二成分系現像剤を使用する方法と、キャリアを含まない一成分系現像剤を使用する方法が知られている。前者の二成分系現像剤を用いた現像方式は、比較的安定した良好な画像が得られる反面、キャリア劣化やトナーとキャリアの混合比の変動が発生しやすいといった欠点がある。一方、後者の一成分現像剤は前者の欠点は持たないが、帯電性が安定しにくいといった不都合を有している。 In general, in image forming methods such as electrophotography and electrostatic photography, toner and a carrier are stirred and mixed in order to develop an electrostatic latent image formed on a well-known image carrier such as a photosensitive drum. A two-component developer obtained by doing so is used. The developer is required to be an appropriately charged mixture, which includes a toner composed of at least a binder resin and a pigment, and a carrier having a coating film including at least the binder resin and particles. In general, as a method for developing an electrostatic latent image, a method using a two-component developer obtained by mixing a toner and a carrier and a method using a one-component developer containing no carrier are known. Yes. The former developing method using a two-component developer can provide a relatively stable and good image, but has a drawback that carrier deterioration and fluctuation in the mixing ratio of the toner and the carrier are likely to occur. On the other hand, the latter one-component developer does not have the disadvantages of the former, but has the disadvantage that the chargeability is difficult to stabilize.
また、二成分系現像剤を使用して静電潜像を繰り返して現像を行う場合、現像剤中のトナーが消費されてトナー濃度が変動するため、印刷時に安定した画像を得るために、必要に応じてトナーを補給してこの変動を抑制する必要がある。一般的にトナー補給量を制御する方法として、複写機等の画像形成装置は透過性検知センサ、流動性検知センサ、画像濃度検知センサ、嵩密度検知センサ等を具備している。これらセンサのうち、画像濃度検知センサ、あるいは画像濃度検知センサと透磁率センサ（嵩密度センサの一種）とを組み合わせて使用するのが最近の主流である。画像濃度検知センサによるトナー濃度制御は、像担持体上に一定の画像パターンを現像し、その反射光から画像濃度を検知することによってトナー補給量を制御する方式である。また、画像濃度検知センサと透磁率センサとの組み合わせによるトナー濃度の制御は、画像パターンの濃度によって透磁率センサの目標値を変更することで、トナー補給量を制御する方式である。 Also, when developing an electrostatic latent image repeatedly using a two-component developer, the toner in the developer is consumed and the toner density fluctuates, so it is necessary to obtain a stable image during printing. Therefore, it is necessary to replenish the toner and suppress this fluctuation. In general, as a method for controlling the toner replenishment amount, an image forming apparatus such as a copying machine includes a permeability detection sensor, a fluidity detection sensor, an image density detection sensor, a bulk density detection sensor, and the like. Among these sensors, an image density detection sensor or a combination of an image density detection sensor and a magnetic permeability sensor (a kind of bulk density sensor) is the mainstream in recent years. The toner density control by the image density detection sensor is a system in which a constant image pattern is developed on the image carrier and the toner replenishment amount is controlled by detecting the image density from the reflected light. The toner density control by the combination of the image density detection sensor and the magnetic permeability sensor is a method of controlling the toner replenishment amount by changing the target value of the magnetic permeability sensor according to the density of the image pattern.
また、特許文献１では、現像剤へ高いストレスがかかるような使用をした場合であっても、該現像剤の嵩密度変動が少なく、安定したトナー濃度制御を行うことができ、現像剤に高いストレスがかかるような使用をすると、現像剤の嵩密度変動に起因してトナー濃度制御が不安定になるという不具合を解決している。
Further, in
透磁率センサの初期現像剤出力調整は、通常基準トナー濃度において調整が行われる。そのため、他のトナー濃度においては、基準トナーに基づく透磁率センサ出力と、トナー濃度の関係から計算されている。ところが、透磁率センサの出力は、磁性体であるキャリアが遠いほど、またキャリアがまばらなほど、その出力が低くなる特性を有している。よって、現像剤嵩密度の低下で検知センサ上部からキャリアが離れたり、まばらであったりすると、トナー濃度は変わらないのに、その出力が低くなってトナー濃度が高くなったという誤検出をし、逆に現像剤嵩密度の上昇で、検知センサ上部のキャリアが密になると、トナー濃度は変わらないのに、その出力が高くなってトナー濃度が低くなったという誤検出してしまう。 The initial developer output adjustment of the magnetic permeability sensor is usually performed at the reference toner density. Therefore, other toner concentrations are calculated from the relationship between the permeability sensor output based on the reference toner and the toner concentration. However, the output of the magnetic permeability sensor has a characteristic that the output decreases as the carrier, which is a magnetic material, is farther away or as the carrier is sparser. Therefore, when the carrier is separated from the upper part of the detection sensor due to a decrease in the developer bulk density or sparse, the toner concentration does not change, but the output is lowered and the toner concentration is increased, On the other hand, if the carrier density on the upper part of the detection sensor becomes dense due to an increase in the developer bulk density, the toner density does not change, but it is erroneously detected that the output is high and the toner density is low.
現像剤の中に含まれているキャリアの嵩密度は、製造によるばらつきにより異なり、現像剤の嵩密度にばらつきが生じて、検知センサ上部のキャリアの状態が異なる為である。そのばらつきを抑えるために、同じトナー濃度によりセンサの出力調整を初期現像剤で行い補正している。上記透磁率センサが誤検知を行う要因として、基準トナー濃度では、透磁率センサの出力とトナー濃度の関係は、同じでも、トナー濃度が変化したときに透磁率センサ出力とトナー濃度の関係が異なっているからである。 This is because the bulk density of the carrier contained in the developer varies depending on the variation due to manufacturing, and the bulk density of the developer varies, so that the state of the carrier above the detection sensor is different. In order to suppress the variation, the output of the sensor is adjusted with the initial developer and corrected with the same toner density. The reason why the magnetic permeability sensor makes a false detection is that the relationship between the output of the magnetic permeability sensor and the toner concentration is the same at the reference toner density, but the relationship between the magnetic permeability sensor output and the toner density is different when the toner density changes. Because.
環境や使用状況により、トナー濃度が変化する為、現像装置として適切なトナー濃度が有り、トナー濃度が高くなり過ぎるとトナー飛散や地汚れを生じ、トナー濃度が低くなりすぎると、現像剤の供給不足による異常画像を生じる。これらの不具合を生じない為に上記センサの出力値によってトナー濃度の上限下限値を制限している。 Since the toner concentration varies depending on the environment and usage conditions, there is an appropriate toner concentration for the developing device. If the toner concentration becomes too high, toner scattering and background contamination will occur, and if the toner concentration becomes too low, the developer supply An abnormal image is generated due to lack. In order to prevent these problems, the upper and lower limit values of the toner density are limited by the output value of the sensor.
しかし、上記センサの初期現像剤時の出力調整だけでは、ばらつきを押さえる事が十分ではなく、初期現像剤中のキャリアの嵩密度により、制御されるトナー濃度の上下限値が異なってしまう。これにより、トナー濃度の上限値が高くなってしまうと、トナー飛散や、地汚れが発生してしまう。またトナー濃度の上限値が低くなってしまうと、画像濃度が不足する不具合を生じる。 However, it is not sufficient to suppress the variation only by adjusting the output of the sensor at the initial developer, and the upper and lower limit values of the toner density to be controlled differ depending on the bulk density of the carrier in the initial developer. As a result, when the upper limit value of the toner density is increased, toner scattering and background contamination occur. Further, when the upper limit value of the toner density is lowered, there arises a problem that the image density is insufficient.
トナー濃度の下限値が高くなってしまうとトナー濃度を下げる事ができず、画像濃度過多になってしまい、トナー濃度の下限値が低くなってしまうと、現像剤の嵩が低くなり過ぎ、現像剤の現像部材への現像剤の汲み上げが不安定になり、異常画像を生じてしまう。 If the lower limit value of the toner density becomes high, the toner density cannot be lowered, the image density becomes excessive, and if the lower limit value of the toner density becomes low, the volume of the developer becomes too low. The pumping of the developer to the developer member becomes unstable, and an abnormal image is generated.
また、特許文献１においては、初期現像剤のキャリアの嵩密度の違いによる現像剤の嵩密度変動に起因してトナー濃度上下限値の制御が不安定になるという不具合については何ら言及されていない。
Further,
本発明は、初期現像剤中のキャリアの嵩密度による現像剤の嵩密度変動が有る場合でも、トナー濃度上下限制御正確に行うことができる現像装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a developing device and an image forming apparatus capable of accurately performing toner density upper and lower limit control even when the developer has a bulk density variation due to the carrier bulk density in the initial developer. .
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、トナーと磁性キャリアを含有する二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と、前記トナー濃度検知手段の検知結果に基づいてトナー濃度を制御する制御手段とを具備する現像装置において、トナー濃度検知手段として嵩密度センサを用い、制御手段は、現像剤中のトナー濃度の上下限値をトナー濃度検知手段の出力値により制御するとともに、現像剤作成時に使用されているキャリアの嵩密度情報に基づきトナー濃度の上下限値の制御値を補正することを特徴としている。 In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a toner concentration detecting means for detecting a toner concentration of a two-component developer containing toner and a magnetic carrier, and a toner concentration based on a detection result of the toner concentration detecting means. In the developing device having the control means for controlling the toner density, a bulk density sensor is used as the toner density detecting means, and the control means controls the upper and lower limit values of the toner density in the developer by the output value of the toner density detecting means. The control value of the upper and lower limit values of the toner density is corrected based on the bulk density information of the carrier used at the time of developing the developer.
請求項２の発明は、請求項１記載の現像装置において、制御手段は、トナー濃度検知手段によるキャリアの嵩密度の基準値と実際の現像剤作成時に使用されているキャリアの嵩密度との差分を求め、この差分に基づき、トナー濃度の上下限値を補正することを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the developing device according to the first aspect, the control unit is configured such that the difference between the reference value of the carrier bulk density by the toner density detecting unit and the bulk density of the carrier used when the developer is actually created. And the upper and lower limit values of the toner density are corrected based on this difference.
請求項３の発明は、請求項１または２記載の現像装置において、現像剤作成時に使用されているキャリアの嵩密度の情報を現像装置本体に認識可能に記したことを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the developing device according to the first or second aspect, information on the bulk density of the carrier used at the time of developing the developer is recognizable on the main body of the developing device.
請求項４の発明は、請求項３記載の現像装置において、キャリアの嵩密度の情報をレーザマーカーで現像装置本体に表記して認識可能としたことを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the developing device according to the third aspect, information on the bulk density of the carrier is indicated on the main body of the developing device by a laser marker so that the information can be recognized.
請求項５の発明は、請求項３記載の現像装置において、キャリアの嵩密度の情報をコードシンボルとして現像装置本体に貼付して認識可能としたことを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, in the developing device according to the third aspect, information on the bulk density of the carrier is affixed to the main body of the developing device as a code symbol so as to be recognized.
請求項６の発明は、請求項３記載の現像装置において、現像に関わる情報を記録可能な不揮発性メモリを有し、不揮発性メモリ内に前記キャリアの嵩密度の情報を記録して認識可能としたことを特徴としている。この不揮発性メモリは、単独であっても良いし、ＩＤチップに搭載されているものであってもよい。 According to a sixth aspect of the present invention, in the developing device according to the third aspect, the apparatus has a non-volatile memory capable of recording information related to development, and the information of the bulk density of the carrier can be recorded and recognized in the non-volatile memory. It is characterized by that. This non-volatile memory may be a single one or may be mounted on an ID chip.
請求項７の発明は、請求項１ないし６の何れかに記載の現像装置において、嵩密度センサが透磁率センサであることを特徴としている。 According to a seventh aspect of the present invention, in the developing device according to any one of the first to sixth aspects, the bulk density sensor is a magnetic permeability sensor.
請求項８の発明は、請求項１〜７の何れかに記載の現像装置において、キャリアの嵩密度は、２．３５ｇ／ｃｍ３以上であることを特徴としている。
The invention according to claim 8 is the developing apparatus according to any one of
請求項９のプロセスカートリッジは、請求項１ないし７の何れかに記載の現像装置を有することを特徴としている。 A process cartridge according to a ninth aspect includes the developing device according to any one of the first to seventh aspects.
請求項１０の画像形成装置は、請求項４または５記載の現像装置または請求項９記載のプロセスカートリッジを有することを特徴としている。 An image forming apparatus according to a tenth aspect includes the developing device according to the fourth or fifth aspect or the process cartridge according to the ninth aspect.
請求項１１の発明は、請求項１０記載の画像形成装置において、操作パネルと、操作パネルより入力される現像装置本体に記されているキャリアの嵩密度情報に基づき、トナー濃度の上下限値を制御することを特徴としている。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the tenth aspect, the upper and lower limit values of the toner density are determined based on the operation panel and the bulk density information of the carrier written on the developing device main body input from the operation panel. It is characterized by control.
請求項１２の発明は、請求項１０記載の画像形成装置において、原稿画像を読み取る画像読取手段と、画像読取手段で読み取った情報を処理する制御部とを備え、現像装置本体に貼付されたコードシンボルを前記画像読取手段で読取り、この読取ったキャリアの嵩密度の情報に基づき、前記トナー濃度の上下限値を制御することを特徴としている。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the tenth aspect of the present invention, there is provided a code affixed to the developing device main body, comprising an image reading means for reading an original image and a control section for processing information read by the image reading means The symbol is read by the image reading means, and the upper and lower limit values of the toner density are controlled based on the read information on the bulk density of the carrier.
請求項１３の発明は、請求項１０記載の画像形成装置において、現像装置を画像形成装置本体にセットしたとき、現像装置本体に記されているキャリアの嵩密度の情報を取得する情報収集手段を備え、この情報収集手段で取得した情報を現像装置内のトナー濃度の上下限値の制御パラメーターとして用いることを特徴としている。 According to a thirteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the tenth aspect, when the developing device is set in the main body of the image forming apparatus, the information collecting means for acquiring information on the bulk density of the carrier written in the main body of the developing device. And the information acquired by the information collecting means is used as a control parameter for the upper and lower limit values of the toner density in the developing device.
本発明によれば、トナー濃度検知手段として嵩密度センサを用い、制御手段が現像剤中のトナー濃度の上下限値をトナー濃度検知手段の出力値により制御するとともに、現像剤作成時に使用されているキャリアの嵩密度情報に基づきトナー濃度の上下限値の制御値を補正するので、初期現像剤中のキャリアの嵩密度による現像剤の嵩密度変動が有る場合でも、トナー濃度上下限制御正確に行うことができる。 According to the present invention, a bulk density sensor is used as the toner density detecting means, and the control means controls the upper and lower limit values of the toner density in the developer by the output value of the toner density detecting means, and is used at the time of developing the developer. Since the control value of the upper and lower limit values of the toner density is corrected based on the bulk density information of the carrier, even if there is a fluctuation in the developer's bulk density due to the bulk density of the carrier in the initial developer, the toner density upper and lower limit control is accurately performed. It can be carried out.
以下、本発明を実施の形態について図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、画像形成装置の一例であるカラー複写機である。同図において、符号１００は複写装置本体１００、２００は複写装置本体１００を載せる給紙テーブル、３００は複写装置本体１００上に取り付け、原稿画像を読み取る画像読取手段としての画像スキャナ、４００はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）である。
FIG. 1 shows a color copying machine as an example of an image forming apparatus. In the figure,
複写装置本体１００には、潜像担持体としてのドラム状の感光体４０と、その周囲に帯電、現像、クリーニング等の電子写真プロセスを実行する周知と帯電手段、後述する現像手段、クリーニング手段を備えたプロセスカートリッジ１８を、４つ並列にしたタンデム型の画像形成部２０が備えられている。タンデム型の画像形成部２０の上部には、画像情報に基づいて感光体４０表面をレーザー光により露光し潜像を形成する露光装置２１が設けられている。また、タンデム型の画像形成部２０の各感光体４０と対向する位置には、無端状のベルト部材からなり中間転写体を構成する中間転写ベルト１０が設けられている。中間転写ベルト１０を介して感光体４０と相対する位置には、感光体４０上に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト１０に転写する一次転写手段６２が配置されている。
The copying apparatus
中間転写ベルト１０の下方には、中間転写ベルト１０上に重ね合わされたトナー像を、給紙テーブル２００より搬送されてくる転写紙に一括転写する二次転写装置２２が配置されている。二次転写装置２２は、２つのローラ２３間に、無端ベルトであり二次転写部材となる二次転写ベルト２４を掛け渡して構成され、中間転写ベルト１０を介して支持ローラ１６に押し当てて配置し、中間転写ベルト１０上のトナー像を転写紙に転写する。二次転写装置２２は、画像転写後の転写紙を定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備えている。もちろん、二次転写装置２２として、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよいが、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて備えることは難しくなるので、搬送手段を設けるのが望ましい。
Below the
二次転写装置２２の横には、転写紙上の画像を定着する定着装置２５が設けられている。定着装置２５は、無端ベルトであの定着部材となる定着ベルト２６に加圧部材となる加圧ローラ２７を押し当てて構成された周知の構成である。
Next to the
なお、図示例では、二次転写装置２２および定着装置２５の下に、上述したタンデム型の画像形成部２０と平行に、転写紙の両面に画像を記録すべく転写紙を反転する反転装置２８を備えているが、画像形成装置としては、反転装置２８の無いものであっても良い。
In the illustrated example, a reversing
各現像装置４には、図２に示すように、トナーと磁性キャリアを含有する二成分現像剤を現像装置本体１内に収納するとともに、回転可能な非磁性スリーブ２ａ内部に複数のマグネット２ｂ〜２ｆを配置する現像剤担持体となる現像ローラ３と、現像剤を攪拌搬送するための搬送手段５ａ，５ｂと、該現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段となり嵩密度センサとなる透磁率センサ６と、該トナー濃度検知手段の検知結果に基づいてトナー濃度を制御する制御手段５００を具備している。
As shown in FIG. 2, each developing device 4 stores a two-component developer containing toner and a magnetic carrier in the developing device
現像装置４は、現像ローラ３が現像剤を担持、搬送して、感光体４０との対向位置において交互電界を印加して感光体４０上の潜像を現像する。交互電界を印加することで現像剤を活性化させ、トナーの帯電量分布をより狭くすることができ、現像性を向上させることができる。
In the developing device 4, the developing
画像形成装置は、スキャナで読み取った情報を処理する制御部を備えている。本形態において、この制御部は現像装置４の制御手段５００が兼用して機能するが、無論、制御手段５００と個別に設ける形態であってもよい。制御手段５００は、各現像装置が備えても良いが、本形態では４つの現像装置を１つの制御手段５００で制御するものとしている。
The image forming apparatus includes a control unit that processes information read by a scanner. In the present embodiment, the control unit functions as the
制御手段５００は周知のコンピュータで構成されていて、各種設定値や初期値、画像形成動作に関わるプログラム、トナー濃度に関するプログラムや設定値が予め記憶されていて、図示しないスタートキーが操作されることで、各プログラムが起動して画像形成動作やトナー濃度制御などを実行するように構成されている。
The
このような構成の画像形成装置の基本的な動作について説明する。 The basic operation of the image forming apparatus having such a configuration will be described.
初めに、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする、または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。
First, a document is set on the document table 30 of the
そして、複写装置本体１００に設けられた操作パネル１０１に配置されているスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動して後、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動し、第一走行体３３および第二走行体３４を走行する。そして、第一走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第二走行体３４に向け、第二走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読み取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。
When a start switch disposed on the
また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ１４、１５、１６の１つを回転駆動して他の２つの支持ローラを従動回転し、中間転写ベルト１０を回転搬送する。同時に、個々のプロセスカートリッジ１８でその感光体４０を回転して各感光体４０上にそれぞれ、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写ベルト１０の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写ベルト１０上に合成カラー画像を形成する。
When a start switch (not shown) is pressed, one of the
一方、操作パネル１０１のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。または、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上のシートを繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
On the other hand, when the start switch on the
そして、中間転写ベルト１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写ベルト１０と二次転写装置２２との間にシートを送り込み、二次転写装置２２で転写してシート上にカラー画像を記録する。
Then, the registration roller 49 is rotated in synchronization with the composite color image on the
画像転写後のシートは、二次転写装置２２で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、切換爪５５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。
The image-transferred sheet is conveyed by the
一方、画像転写後の中間転写ベルト１０は、中間転写ベルトクリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置２０による再度の画像形成に備える。
On the other hand, the
現像装置４内の現像剤Ｇのトナー濃度は、画像形成に伴う現像剤Ｇの消費により低下するので、画像面積及び透磁率センサ６の検知値（Ｖｔ）に応じて、図３に示すように、必要に応じて各色のトナーが収納されたトナーカートリッジ４０１から粉体ポンプ４０２によりトナーが補給されることでほぼ一定に保たれる。透磁率センサ６の出力（Ｖｔ）とトナー濃度の関係は、出力が大きくなるとトナー濃度が低くなり、逆に出力が小さくなると、トナー濃度が高くなる特性を持っている。
Since the toner density of the developer G in the developing device 4 is reduced by the consumption of the developer G accompanying the image formation, as shown in FIG. 3 according to the image area and the detected value (Vt) of the
トナー補給動作は、制御手段５００に予め記憶されたトナー濃度目標値（Ｖｒｅｆ）と透磁率センサ６の出力（Ｖｔ）の差ΔＴ（＝Ｖｒｅｆ−Ｖｔ）の値に基づいて、ΔＴが＋（プラス）の場合はトナー濃度が十分高いと考えてトナーを補給せず、ΔＴが−（マイナス）の場合、｜ΔＴ｜が大きいほどトナー補給量を多くするようにして、出力（Ｖｔ）がトナー濃度目標値Ｖｒｅｆの値に近づくようにして行う。また、１０枚（コピースピードなどにより約５〜２００枚）に一回のプロセスコントロール（例えば、感光体ドラム４０上に形成された複数のハーフトーン及びベタパターンを反射濃度センサにより付着量換算し、狙いの付着量になるように設定するモード）によりトナー濃度目標値Ｖｒｅｆ，帯電電位，光量を設定している。このようなトナー濃度制御は、制御手段５００によって実行される。
In the toner replenishment operation, ΔT is + (plus) based on the difference ΔT (= Vref−Vt) between the toner density target value (Vref) stored in advance in the
透磁率センサ６の初期現像剤出力調整は、通常基準トナー濃度において調整が行われる。そのため、他のトナー濃度においては、基準トナーに基づく透磁率センサ６の出力と、トナー濃度の関係式から計算されている。トナー濃度の上下限値は、基準トナーと透磁率センサ６の出力の関係式から上限のトナー濃度の時のセンサ出力値を制御手段５００に入力し、センサ出力値がトナー濃度上限設定値超えないように制御している。トナー濃度下限についても上限と同じである。
The initial developer output adjustment of the
本発明におけるキャリアの嵩密度は図４に示す嵩密度測定器７００を用いた方法によって測定される。嵩密度は金属粉−見掛密度試験方法（ＪＩＳ−Ｚ−２５０４）に従い、嵩密度測定器７００は、高さ調整可能とされた容器７０２と円柱状容器７０３を備え、直径２．５ｍｍのオリフィス７０１が形成された容器７０２からキャリアを自然に流出させ、その直下においた２５ｃｍ３のステンレス製の円柱状容器７０３にキャリアをあふれるまで流し込む。その後、容器の上面を非磁性でできた水平なヘラを用いて円柱状容器７０３の上端に沿って一回の操作で平らにかきとる。もし、直径２．５ｍｍのオリフィス７０１で流れ難い場合は、直径５ｍｍのオリフィスからキャリアを自然流出させる。
The bulk density of the carrier in the present invention is measured by a method using a bulk
この操作により、円柱状容器７０３に流入したキャリア重量を、容器の体積２５ｃｍ３で割ることにより、１ｃｍ３当りのキャリアの重量を求める。本発明では、これをキャリアの嵩密度と定義する。なお、嵩密度は、同様の原理法則によって求められるのであれば、特に上記の条件で測定されたものでなくても良い。
現像剤を構成するキャリアの嵩密度は２．３５ｇ／ｃｍ３以上、より好ましくは２．４０ｇ／ｃｍ３以上であると、キャリア付着防止に有利である。嵩密度が小さい芯材は、多孔性、または表面の凹凸が大きい。嵩密度が小さいと、１ＫＯｅの磁気モーメント（ｅｍｕ／ｇ）が大きくても、１粒子当たりの実質的な磁気モーメントの値が小さくなるため、キャリア付着に対して不利である。また、凹凸が大きいと場所によりコート樹脂の厚みが違ってきて、帯電量、および抵抗の不均一性を生じ易く、経時での耐久性、キャリア付着などに影響を与える。
By this operation, the weight of the carrier per cm 3 is obtained by dividing the weight of the carrier flowing into the
The bulk density of the carrier constituting the developer 2.35 g / cm 3 or more, more preferable to be 2.40 g / cm 3 or more, it is advantageous to carrier adhesion prevention. A core material having a low bulk density is porous or has large surface irregularities. If the bulk density is small, even if the magnetic moment (emu / g) of 1 KOe is large, the value of the substantial magnetic moment per particle is small, which is disadvantageous for carrier adhesion. Further, if the unevenness is large, the thickness of the coating resin varies depending on the location, and the charge amount and the resistance are likely to be non-uniform, which affects the durability over time and the carrier adhesion.
嵩密度は焼成温度を高くすることなどにより大きくすることが可能であるが、芯材同士が融着し易くなり、解砕し難くなるため２．５０未満が好ましい。従って、好ましくは、２．３５〜２．５０ｇ／ｃｍ3であり、より好ましくは２．４０〜２．５０ｇ／ｃｍ3である。 The bulk density can be increased by increasing the firing temperature, but is preferably less than 2.50 because the core materials are easily fused to each other and are not easily crushed. Therefore, it is preferably 2.35 to 2.50 g / cm 3 , more preferably 2.40 to 2.50 g / cm 3 .
以下実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be further described below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
初期現像剤中のキャリアの嵩密度が異なるサンプルを用意する。ここで使用したキャリアは嵩密度が、２ｇ／ｃｍ３、２．４ｇ／ｃｍ３、２．８ｇ／ｃｍ３の３種類である。嵩密度の基準値は、ここでは２．４ｇ／ｃｍ３とする。 Samples with different bulk densities of carriers in the initial developer are prepared. The carrier used here has three types of bulk density of 2 g / cm 3 , 2.4 g / cm 3 , and 2.8 g / cm 3 . The standard value of the bulk density is 2.4 g / cm 3 here.
画像形成装置により、初期現像剤（今発明では、７ｗｔ％を使用）の透磁率センサ６の出力（Ｖｔ）を調整し、７ｗｔ％時の出力値を全て同じにする。本来ならば、この状態でどの初期現像剤に使用したキャリアと同じ嵩密度のキャリアを使用している場合、透磁率センサ６の出力（Ｖｔ）が同じで有れば、嵩密度が異なっている現像剤同士でも同じトナー濃度になっている事が理想である。しかし、実際には、透磁率センサ６の出力（Ｖｔ）とトナー濃度関係が、現像剤に含まれるキャリアの嵩密度により異なってしまう。
The output (Vt) of the
透磁率センサ６の出力（Ｖｔ）でトナー濃度の上下限値を規制している場合、嵩密度が基準キャリアより高いとトナー濃度上限値、下限値に達するトナー濃度が、基準キャリアより高くなってしまう。逆に嵩密度が低いと、上下限に達するトナー濃度が、基準キャリアよりも低くなってしまう。
When the upper and lower limit values of the toner density are regulated by the output (Vt) of the
この現象を補正するために、嵩密度と、透磁率センサ６の出力（Ｖｔ）によるトナー濃度上限値に達するトナー濃度を求め、初期現像剤中のキャリアの嵩密度と、トナー濃度上限値の関係式を求め、トナー濃度制御部に関係式を入力しておき、入力されたキャリアの嵩密度と、基準キャリアとの差分を求め、補正するトナー濃度の差分値を求め、求められた差分をトナー濃度の上限値に加えることにより、制御に使用するトナー濃度上限値を変更し、透磁率センサ６の出力（Ｖｔ）にフィードバックすることにより、透磁率センサの出力（Ｖｔ）下限値を嵩密度ごとに変更することにより、トナー濃度上限値に達するときのトナー濃度をそろえることができた。トナー濃度下限値についても上限値と同じで、透磁率センサの出力（Ｖｔ）の上限値を変更することによりトナー濃度下限値を一定に保つことが出来た。図５は嵩密度の差分とトナー濃度補正値の関係図である。
In order to correct this phenomenon, the bulk density and the toner density reaching the toner density upper limit value based on the output (Vt) of the
このためには、使用する初期現像剤に含まれているキャリアの嵩密度を制御手段５００に取り込む（入力）する必要がある。そのための方法として、現像装置４にキャリアの嵩密度情報をレーザマーカーなどで記し、その数字を操作パネル１０１から入力する方法や、キャリアの嵩密度情報をバーコード等のコードシンボルとし、現像装置４の装置本体１に貼付し、原稿画像を読み取るためのスキャナ３００で、コードシンボルを読み取り、読み取った情報を制御手段５００に取り込んで認識処理し、キャリアの嵩密度情報として認識させる方法等がある。コードシンボルを読み取る方法としては、現像装置４が、複写装置本体１００にセットされた状態で、読み取ることが出来るようにコードシンボルスキャナーを備えると入力を忘れることなく、制御手段５００に確実に嵩密度の情報が入力できる。
For this purpose, it is necessary to capture (input) the bulk density of the carrier contained in the initial developer to be used into the control means 500. As a method for that purpose, the bulk density information of the carrier is written in the developing device 4 with a laser marker and the number is input from the
また、図３に示すように、現像装置本体１に記録可能な不揮発性ＲＯＭ８０１を搭載したＩＤチップ８００を設け、不揮発性ＲＯＭ８０１内にキャリアの嵩密度の情報を記載し、現像装置４が複写装置本体１００にセットされたときにＩＤチップ８００の情報を読み取るための情報収集手段として読み取り装置８０２が備え付けられている場合、画像形成装置の電源が入力されたとき、または現像装置４が入れ替えられた時にＩＤチップ情報を読み取り、読み取った情報を、制御手段５００に入力することにより、同じ画像形成装置に異なる現像装置４と入れ替えた場合でも、透磁率センサ６の出力（Ｖｔ）の上下限設定値を変更することにより、基準キャリアと同じトナー濃度で上下限になった。
Further, as shown in FIG. 3, an
また、本形態では感光体４０と現像装置４とを一体的に構成し、複写装置本体１００に脱着可能なプロセスカートリッジとして構成したので、メンテナンスの容易性が図れる。
In this embodiment, the
本実施形態は、ＩＤチップ８００を備えており、不揮発ＲＯＭ内に初期剤中キャリアの嵩密度を入力しておき、入力値を元にトナー濃度の上下限値を制御部により算出し、算出した値を透磁率センサ６の出力（Ｖｔ）の上下限設定値に変換することで、トナー濃度の上下限を基準キャリア使用時と同じにすることができた。これにより製造によるばらつきが大きくても正確にトナー濃度の上下限を設定できるようになった。
The present embodiment includes an
１ 現像装置本体
４ 現像装置
６ トナー濃度検知手段（嵩密度センサ）
１８ プロセスカートリッジ
１０１ 操作パネルと、
３００ 画像読取手段
５００ 制御手段（制御部）
８０１ 不揮発性メモリ
８０３ 情報収集手段
Ｖｔ トナー濃度検知手段の出力値
DESCRIPTION OF
18
300
801 Nonvolatile memory 803 Information collecting means Vt Output value of toner density detecting means
Claims (13)
前記トナー濃度検知手段として嵩密度センサを用い、
前記制御手段は、前記現像剤中のトナー濃度の上下限値をトナー濃度検知手段の出力値により制御するとともに、現像剤作成時に使用されているキャリアの嵩密度情報に基づき前記トナー濃度の上下限値の制御値を補正することを特徴とする現像装置。 In a developing device comprising: a toner concentration detecting unit that detects a toner concentration of a two-component developer containing toner and a magnetic carrier; and a control unit that controls the toner concentration based on a detection result of the toner concentration detecting unit.
A bulk density sensor is used as the toner concentration detecting means,
The control means controls the upper and lower limit values of the toner density in the developer by the output value of the toner density detecting means, and the upper and lower limit values of the toner density based on the bulk density information of the carrier used at the time of developing the developer. A developing device for correcting a control value.
前記制御手段は、前記トナー濃度検知手段による前記キャリアの嵩密度の基準値と実際の現像剤作成時に使用されているキャリアの嵩密度との差分を求め、この差分に基づき、トナー濃度の上下限値を補正することを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1,
The control means obtains the difference between the reference value of the carrier bulk density by the toner density detection means and the bulk density of the carrier used at the time of actual developer preparation, and based on this difference, the upper and lower limits of the toner density A developing device that corrects a value.
現像剤作成時に使用されているキャリアの嵩密度の情報を現像装置本体に認識可能に記したことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1 or 2,
A developing device characterized in that information on a bulk density of a carrier used at the time of developing a developer is recognizable on the developing device body.
前記キャリアの嵩密度の情報をレーザマーカで現像装置本体に表記して認識可能としたことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 3.
A developing device characterized in that information on the bulk density of the carrier can be recognized by marking it on a developing device main body with a laser marker.
前記キャリアの嵩密度の情報をコードシンボルとして現像装置本体に貼付して認識可能としたことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 3.
A developing device characterized in that information on the bulk density of the carrier is attached as a code symbol to a developing device main body and can be recognized.
現像に関わる情報を記録可能な不揮発性メモリを有し、前記不揮発性メモリ内に前記キャリアの嵩密度の情報を記録して認識可能としたことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 3.
A developing device comprising: a nonvolatile memory capable of recording information relating to development, wherein the information on the bulk density of the carrier can be recorded and recognized in the nonvolatile memory.
前記嵩密度センサが透磁率センサであることを特徴とする現像装置。 The developing device according to any one of claims 1 to 6,
The developing device, wherein the bulk density sensor is a magnetic permeability sensor.
前記キャリアの嵩密度は、２．３５ｇ／ｃｍ３以上であ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 7,
A developing device wherein the carrier has a bulk density of 2.35 g / cm 3 or more.
操作パネルと、
前記操作パネルより入力される前記現像装置本体に記されているキャリアの嵩密度情報に基づき、前記トナー濃度の上下限値を制御することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 10.
An operation panel;
An image forming apparatus, wherein upper and lower limit values of the toner density are controlled based on carrier bulk density information written in the developing device main body input from the operation panel.
原稿画像を読み取る画像読取手段と、
前記画像読取手段で読み取った情報を処理する制御部を備え、
前記現像装置本体に貼付されたコードシンボルを前記画像読取手段で読取り、この読取ったキャリアの嵩密度の情報に基づき、前記トナー濃度の上下限値を制御することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 10.
Image reading means for reading a document image;
A control unit for processing information read by the image reading unit;
An image forming apparatus characterized in that a code symbol affixed to the developing device main body is read by the image reading means, and upper and lower limit values of the toner density are controlled based on the read information on the bulk density of the carrier.
現像装置を画像形成装置本体にセットしたとき、現像装置本体に記されているキャリアの嵩密度の情報を取得する情報収集手段を備え、
この情報収集手段で取得した情報を現像装置内のトナー濃度の上下限値の制御パラメーターとして用いることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 10.
When the developing device is set in the main body of the image forming apparatus, an information collecting means for acquiring information on the bulk density of the carrier written on the main body of the developing device is provided.
An image forming apparatus characterized in that the information acquired by the information collecting means is used as a control parameter for the upper and lower limit values of toner density in the developing device.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2011008163A (en) * | 2009-06-29 | 2011-01-13 | Kyocera Mita Corp | Developing device, and image forming device equipped therewith |
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