JP2010039180A - Developing unit and image forming apparatus - Google Patents

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大典 長尾
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developing unit capable of obtaining stable image performance and the effect of suppressing toner-splashing, by reducing the difference between the state of external additive sticking to the toner in a developing unit and the state of external additive sticking to the new toner (replenishment toner), and to provide an image forming apparatus. <P>SOLUTION: A stirring member 63 is disposed in a toner container 61. A stirring member 81 for stirring the toner temporarily supplied from the toner container 61 to a toner supply unit 71 is disposed in the toner supply unit 71. When the ratio of printing ratio or toner consumption to the driving time of a rotary developing unit 4, in a predetermined period, becomes less than a predetermined value, the stirring member 63, disposed in the toner container 61 or the stirring member 81 disposed in the toner supply unit 71, is rotationally driven in a period, in addition to the toner supply period so as to stir the toner in the toner container 61 or the toner inside the toner supply unit 71. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、複写機やプリンタ、ファクシミリなどの感光体表面上の潜像をトナー現像する現像ユニットおよび画像形成装置に関する。   The present invention relates to a developing unit and an image forming apparatus for developing a latent image on the surface of a photoreceptor such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine.

一般的に、現像器内の現像剤（トナー）は、現像器駆動時の負荷を長時間受けることにより性能が低下する（いわゆるトナーが劣化する）傾向にある。これは主に、トナーに付与している外添剤が、現像器駆動時の負荷によりトナーに埋め込まれたり、感光体との対向部等において脱離したりすることにより、トナー表面に必要な外添剤の量が減少することが要因である。特に、新しいトナー（補給トナー）と現像器内トナーの状態差が大きい場合、その流動性や荷電性の差により様々な不具合が発生することが知られている。   In general, the developer (toner) in the developing device tends to deteriorate in performance (so-called toner deteriorates) by receiving a load during driving of the developing device for a long time. This is mainly because the external additive applied to the toner is embedded in the toner due to the load when the developing device is driven, or is detached from the portion facing the photoreceptor, etc. The reason is that the amount of the additive is reduced. In particular, when there is a large difference in state between new toner (replenishment toner) and toner in the developing device, it is known that various problems occur due to differences in fluidity and chargeability.

また、２成分現像剤を用いてトナー濃度検出を行う場合には、流動性の差異によりトナー濃度の誤検出を起こすことがある。一方、１成分現像剤を用いた場合には、現像器内のトナーが一定時間を越えて撹拌され続けると、駆動トルクの上昇やトナーに加わるストレスの増大、現像器内温度上昇などの負荷によりトナー劣化が促進され、トナー補給動作時に補給された新しいトナーと現像器内に滞留していたトナーとの間の荷電性のアンバランスにより、トナーが帯電して地肌カブリやトナー飛散が発生する。   Further, when toner density detection is performed using a two-component developer, the toner density may be erroneously detected due to a difference in fluidity. On the other hand, in the case of using a one-component developer, if the toner in the developing device is continuously stirred for a certain period of time, the driving torque increases, the stress applied to the toner increases, the temperature in the developing device increases, and so on. Toner deterioration is promoted, and the toner is charged due to charge imbalance between the new toner replenished during the toner replenishing operation and the toner staying in the developing unit, and background fogging and toner scattering occur.

従って、現像器内のトナーと新しいトナー（補給トナー）との外添剤付着状態の差を小さくすることは、トナー補給を行う現像ユニットにおいては非常に重要な性能である。例えば、特許文献１には、これらの問題を解消するために、現像器内にトナーを補給する装置と、補給されるトナーのほぼ０．０１〜１．０重量％量の外添剤を添加する外添剤添加装置とを備え、外添剤を一定量補給するという現像ユニットが記載されている。   Therefore, reducing the difference in the external additive adhesion state between the toner in the developing unit and the new toner (replenishment toner) is a very important performance in a developing unit that replenishes toner. For example, in Patent Document 1, in order to solve these problems, a device for replenishing toner in the developing device and an external additive of approximately 0.01 to 1.0% by weight of the replenished toner are added. And a developing unit that replenishes a predetermined amount of the external additive.

特開平４−６７１８０号公報JP-A-4-67180

しかしながら、特許文献１の現像ユニットは、現像器内トナーの外添剤量確保という効果はあるものの、一般的に外添剤の粒径は極めて小さい(数ｎｍ〜数百ｎｍ)ことから規定量を自動的に補給することは難しく、補給過多になったり逆に補給不足になったりするおそれがある。   However, although the development unit of Patent Document 1 has an effect of securing the amount of external additive of toner in the developing device, the particle size of the external additive is generally very small (several nm to several hundred nm), so that the prescribed amount is obtained. Is difficult to supply automatically, and there is a risk of oversupply or conversely insufficient supply.

それゆえに、本発明の主たる目的は、現像器内トナーの外添剤付着状態と新しいトナー（補給トナー）の外添剤付着状態との差を小さくすることにより、安定した画像性能およびトナー飛散の抑制効果を得ることができる現像ユニットおよび画像形成装置を提供することである。   Therefore, the main object of the present invention is to reduce the difference between the external additive adhesion state of the toner in the developing device and the external additive adhesion state of the new toner (supplement toner), thereby achieving stable image performance and toner scattering. It is an object of the present invention to provide a developing unit and an image forming apparatus that can obtain a suppressing effect.

請求項１に係る発明は、感光体表面上の潜像をトナー現像する現像器と、現像器にトナーを補給するトナー補給装置と、印字率もしくはトナー消費率を記憶する手段と、を備え、所定時間内の印字率もしくはトナー消費量と現像器の駆動時間の比率があらかじめ定めた値より小さくなると、トナー補給装置内の攪拌部材を駆動させること、を特徴とする、現像ユニットである。   The invention according to claim 1 comprises a developing device for developing toner on the latent image on the surface of the photoreceptor, a toner supplying device for supplying toner to the developing device, and means for storing a printing rate or a toner consumption rate, The developing unit is characterized in that the agitating member in the toner replenishing device is driven when the ratio of the printing rate or toner consumption within a predetermined time and the drive time of the developing device becomes smaller than a predetermined value.

請求項１の発明では、所定時間内の印字率もしくはトナー消費量と現像器の駆動時間の比率があらかじめ定めた値より小さくなると、トナー補給装置内の攪拌部材を駆動させることにより、新しいトナー（補給トナー）の外添剤付着状態を強制的に劣化させる。これにより、現像器内トナーの外添剤付着状態と新しいトナー（補給トナー）の外添剤付着状態との差が小さくなる。   According to the first aspect of the present invention, when the ratio of the printing rate or toner consumption within a predetermined time to the driving time of the developing device becomes smaller than a predetermined value, a new toner ( The external additive adhesion state of the replenishing toner) is forcibly deteriorated. As a result, the difference between the external additive adhesion state of the toner in the developing device and the external additive adhesion state of the new toner (replenishment toner) is reduced.

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明に従属する発明であって、トナー補給装置が、トナーを一時的に貯蔵して現像器に補給するトナー補給器と、トナー補給器に補給するトナーを収容するトナーコンテナと、を備えていることを特徴とする、現像ユニットである。   The invention according to claim 2 is an invention dependent on the invention according to claim 1, wherein the toner replenishing device temporarily stores toner and replenishes the developing device, and replenishes the toner replenishing device. And a toner container for containing the toner to be developed.

請求項２の発明では、トナー補給装置が、トナーを一時的に貯蔵して現像器に補給するトナー補給器と、トナー補給器に補給するトナーを収容するトナーコンテナと、を備えている。補給トナーはトナー補給器内の小スペースで撹拌される。従って、狭いスペースでトナーに負荷が加わることで現像器に近い負荷が与えられる。   According to a second aspect of the present invention, a toner replenishing device includes a toner replenisher that temporarily stores toner and replenishes the developing device, and a toner container that stores toner to be replenished to the toner replenisher. The replenishment toner is agitated in a small space in the toner replenisher. Accordingly, when a load is applied to the toner in a narrow space, a load close to the developing device is given.

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に係る発明に従属する発明であって、複数の現像器を備えていることを特徴とする、現像ユニットである。   A third aspect of the present invention is a development unit according to the first or second aspect of the present invention, the development unit comprising a plurality of developing units.

請求項３の発明では、複数の現像器を備えているため、フルカラー対応可能の現像ユニットが得られる。   In the invention of claim 3, since a plurality of developing devices are provided, a developing unit capable of supporting full color can be obtained.

請求項４に係る発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の現像ユニットを備えていることを特徴とする、画像形成装置である。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising the developing unit according to any one of the first to third aspects.

請求項４の発明では、現像器内トナーの外添剤付着状態と新しいトナー（補給トナー）の外添剤付着状態との差を小さくすることができる画像形成装置が得られる。   According to the fourth aspect of the present invention, an image forming apparatus capable of reducing the difference between the external additive adhesion state of the toner in the developing device and the external additive adhesion state of the new toner (replenishment toner) can be obtained.

本発明によれば、現像器内で継続的に負荷を与えられたトナーに新しいトナーを補給する場合であっても、現像器内のトナーに与えられる負荷量に応じて補給トナーにもある一定の負荷を与え、両者の外添付着状態の差を小さくすることができるので、流動性や帯電性の差により発生する不具合を解消することが可能となる。   According to the present invention, even when a new toner is replenished to a continuously applied toner in the developing device, the replenishing toner also has a certain amount according to the load applied to the toner in the developing device. Thus, it is possible to reduce the difference between the externally attached and attached states of the two, so that it is possible to eliminate problems caused by differences in fluidity and chargeability.

本発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための最良の形態の説明から一層明らかとなろう。   The above-described object, other objects, features, and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of the best mode for carrying out the invention with reference to the drawings.

図１は本発明に係る画像形成装置（フルカラーレーザプリンタ）の１例を示す概略構成図である。   FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an image forming apparatus (full color laser printer) according to the present invention.

画像形成装置の本体下部には、積載された用紙束を収容する給紙カセット等の給紙部９が設けられている。この給紙部９の一端部には、積載された用紙Ｐを最上位紙から１枚ずつ給紙するための分離給送手段１２が設けられている。   A paper feed unit 9 such as a paper feed cassette for storing a stack of stacked paper is provided at the lower part of the main body of the image forming apparatus. At one end portion of the paper feeding unit 9, a separation feeding unit 12 is provided for feeding the stacked paper P one by one from the uppermost paper.

給紙部９の上方には、本体右側面部から本体左側面部へ略水平に延び、さらに上方へ延びて本体上面に形成された排紙トレイ１８に至る搬送路１３が形成されている。この搬送路１３に沿って上流側から順に分離給送手段１２、搬送ローラ対１４、二次転写ローラ６、定着ローラ対８、搬送ローラ対１５，１６及び排紙ローラ対１７が配置されている。   Above the paper supply unit 9, a conveyance path 13 is formed that extends substantially horizontally from the right side surface of the main body to the left side surface of the main body, and further extends upward to the paper discharge tray 18 formed on the upper surface of the main body. A separation feeding unit 12, a conveyance roller pair 14, a secondary transfer roller 6, a fixing roller pair 8, conveyance roller pairs 15, 16 and a discharge roller pair 17 are arranged in this order along the conveyance path 13 from the upstream side. .

水平方向の搬送路１３の上方には無端状の中間転写ベルト５０が回転自在に配設されている。中間転写ベルト５０は、駆動ローラ５１、従動ローラ５２、テンションローラ５３および一次転写ローラ５４に懸架されており、駆動ローラ５１が回転駆動されることにより、ローラ５２，５３，５４とともに矢印のように時計方向に回転されるようになっている。また、駆動ローラ５１は中間転写ベルト５０を介して二次転写ローラ６と当接し、中間転写ベルト５０の回転方向においてこの当接部（二次転写領域）の下流部にクリーニングブレード５５が駆動ローラ５１に圧接するように中間転写ベルト５０に当接している。一次転写ローラ５４は中間転写ベルト５０を介して静電潜像担持体である感光体ドラム２と当接している。感光体ドラム２はアモルファスシリコンなどからなる。   An endless intermediate transfer belt 50 is rotatably disposed above the horizontal conveyance path 13. The intermediate transfer belt 50 is suspended from a drive roller 51, a driven roller 52, a tension roller 53, and a primary transfer roller 54. When the drive roller 51 is rotationally driven, the rollers 52, 53, 54 and the like are indicated by arrows. It is designed to rotate clockwise. The driving roller 51 is in contact with the secondary transfer roller 6 via the intermediate transfer belt 50, and a cleaning blade 55 is driven downstream of the contact portion (secondary transfer region) in the rotation direction of the intermediate transfer belt 50. 51 is in contact with the intermediate transfer belt 50 so as to be in pressure contact therewith. The primary transfer roller 54 is in contact with the photosensitive drum 2, which is an electrostatic latent image carrier, via the intermediate transfer belt 50. The photosensitive drum 2 is made of amorphous silicon or the like.

感光体ドラム２は図示しない駆動装置によって反時計方向に回転駆動され、その回転方向に沿って順に帯電チャージャ３、回転現像器４、一次転写ローラ５４、クリーニングローラ１０、クリーニングブレード７が配設されている。中間転写ベルト５０の上方には、既知の光学系を利用したレーザ光学ユニット１が配置されている。   The photosensitive drum 2 is rotated counterclockwise by a driving device (not shown), and a charging charger 3, a rotary developing device 4, a primary transfer roller 54, a cleaning roller 10, and a cleaning blade 7 are disposed in that order along the rotation direction. ing. A laser optical unit 1 using a known optical system is disposed above the intermediate transfer belt 50.

回転現像器４は、全体が略円筒形状であり、その両端部で回転自在に支持されている。この回転現像器４の内部は、十字型の仕切り壁により４つの部屋に区切られ、ここにイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、およびブラック（Ｋ）の各色のトナーに対応して４つの現像器２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｋがそれぞれ構成されている。なお、図示する現像器の配置は一例であって、これには限定されない。   The entire rotation developing device 4 has a substantially cylindrical shape, and is supported rotatably at both ends thereof. The inside of the rotary developing device 4 is divided into four rooms by a cross-shaped partition wall, and corresponds to toners of each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K). Thus, four developing units 25Y, 25M, 25C, and 25K are configured. In addition, arrangement | positioning of the image development apparatus to illustrate is an example, Comprising: It is not limited to this.

各現像器４１Ｙ，４２Ｍ，４３Ｃ，４４Ｋは、個別に回転駆動される現像ローラ４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａをそれぞれ備えている。また、回転現像器４には、駆動部がクラッチを介して接続されており（図示しない）、この駆動部を駆動することで回転現像器４が回転して、いずれかの現像器の現像ローラを選択的に感光体ドラム２に対向配置させ、現像動作が行われるようになっている。   Each of the developing devices 41Y, 42M, 43C, and 44K includes developing rollers 41a, 42a, 43a, and 44a that are individually driven to rotate. In addition, a drive unit is connected to the rotary developing device 4 via a clutch (not shown), and by driving this drive unit, the rotary developing device 4 rotates, and the developing roller of any of the developing devices Is selectively disposed opposite to the photosensitive drum 2 to perform a developing operation.

次に、以上の構成からなる画像形成装置による画像形成動作について説明する。まず、感光体ドラム２が回転駆動すると、帯電チャージャ８が放電を開始し、感光体ドラム２の表面が一様に帯電される。そして、入力された画像信号に基づいて、レーザ光学ユニット１が動作し、帯電後の感光体ドラム２上にレーザ光Ｌが照射され、感光体ドラム２の表面に静電潜像が形成される。こうして形成された静電潜像は回転現像器４によって所定の現像バイアス電圧を印加された現像ローラ４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａから感光体ドラム２の表面にトナーが付与され、トナー像として現像される。   Next, an image forming operation by the image forming apparatus having the above configuration will be described. First, when the photosensitive drum 2 is rotationally driven, the charging charger 8 starts discharging, and the surface of the photosensitive drum 2 is uniformly charged. Based on the input image signal, the laser optical unit 1 operates to irradiate the charged photosensitive drum 2 with the laser light L, and an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 2. . The electrostatic latent image formed in this way is applied with toner from the developing rollers 41a, 42a, 43a, 44a to which the predetermined developing bias voltage is applied by the rotary developing device 4, and is developed as a toner image. The

モノクロ画像形成の場合には、現像器４４Ｋの現像ローラ４４ａのみを静電潜像の形成された感光体ドラム２に対向配置させてブラックのトナー像を感光体ドラム２の表面に形成する。カラー画像形成の場合には、駆動部を駆動することで回転現像器４を回転させ、４つの現像器４１Ｙ，４２Ｍ，４３Ｃ，４４Ｋの各現像ローラ４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａを順次選択的に感光体ドラム２に対向配置させ、各色のトナー像を感光体ドラム２の表面に形成する。   In the case of monochrome image formation, a black toner image is formed on the surface of the photosensitive drum 2 by disposing only the developing roller 44a of the developing device 44K opposite to the photosensitive drum 2 on which the electrostatic latent image is formed. In the case of color image formation, the rotary developing unit 4 is rotated by driving the driving unit, and the developing rollers 41a, 42a, 43a, 44a of the four developing units 41Y, 42M, 43C, 44K are selectively selectively. A toner image of each color is formed on the surface of the photosensitive drum 2 so as to face the photosensitive drum 2.

このようにして感光体ドラム２の表面に形成されたトナー像は、一次転写ローラ５４によって、時計方向に回転する中間転写ベルト５０上に一次転写される。すなわち、モノクロ画像形成の場合には、感光体ドラム２の表面に形成されたブラックのトナー像を一次転写ローラ５４によって回転する中間転写ベルト５０上に転写してモノクロ画像を形成する。カラー画像形成の場合には、感光体ドラム２の表面に形成された各色のトナー画像を一次転写ローラ５４によって順次回転する中間転写ベルト５０上に転写し、これらを重ね合わせてカラー画像を形成する。なお、カラー画像形成の場合、一次転写動作中にはクリーニングブレード５５は中間転写ベルト５０より離間されている。   The toner image formed on the surface of the photosensitive drum 2 in this way is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 50 that rotates clockwise by the primary transfer roller 54. That is, in the case of monochrome image formation, a black toner image formed on the surface of the photosensitive drum 2 is transferred onto the intermediate transfer belt 50 rotated by the primary transfer roller 54 to form a monochrome image. In the case of color image formation, the toner images of the respective colors formed on the surface of the photosensitive drum 2 are transferred onto an intermediate transfer belt 50 that is sequentially rotated by a primary transfer roller 54, and these are superimposed to form a color image. . In the case of color image formation, the cleaning blade 55 is separated from the intermediate transfer belt 50 during the primary transfer operation.

そして、所定の二次転写領域において、分離給送手段１２によって給紙部９から給紙され、さらに搬送ローラ対１４により搬送路１３を搬送されてきた用紙Ｐ上に、二次転写ローラ６によって中間転写ベルト５０上のモノクロ画像又はカラー画像が一括で二次転写される。   Then, in a predetermined secondary transfer region, the secondary transfer roller 6 feeds the paper P fed from the paper feeding unit 9 by the separation feeding unit 12 and further transported through the transport path 13 by the transport roller pair 14. The monochrome image or the color image on the intermediate transfer belt 50 is secondarily transferred at once.

このようにして、モノクロ画像又はカラー画像が転写された用紙Ｐは、搬送路１３を略水平方向に搬送され、定着ローラ対８により用紙Ｐ上のトナー像が加熱されて定着される。定着後、用紙Ｐは搬送ローラ対１５の下流部で搬送方向を上方に変えられ、搬送ローラ対１６によりさらに搬送路１３を搬送され、最終的に排紙ローラ対１７により排紙トレイ１８上に排紙される。   In this way, the paper P on which the monochrome image or the color image is transferred is transported in the substantially horizontal direction through the transport path 13, and the toner image on the paper P is heated and fixed by the fixing roller pair 8. After fixing, the paper P is transported upward in the downstream portion of the transport roller pair 15, further transported on the transport path 13 by the transport roller pair 16, and finally onto the paper discharge tray 18 by the paper discharge roller pair 17. The paper is ejected.

なお、一次転写されないで感光体ドラム２上に残ってしまう未転写トナーは、クリーニングローラ１０及びクリーニングブレード７で除去される。二次転写されないで中間転写ベルト５０上に残った未転写トナーはクリーニングブレード５５によって除去される。除去されたトナーは回収スクリューなどのトナー回収装置によって図示しない廃棄ボトルへと搬送される。   The untransferred toner that is not primarily transferred and remains on the photosensitive drum 2 is removed by the cleaning roller 10 and the cleaning blade 7. Untransferred toner that is not secondarily transferred and remains on the intermediate transfer belt 50 is removed by the cleaning blade 55. The removed toner is conveyed to a waste bottle (not shown) by a toner collecting device such as a collecting screw.

次に、回転現像器４にトナーを供給するためのトナー補給装置について説明する。トナー補給装置は、トナーコンテナ６１およびトナー補給器７１を備えている。図示しないが、画像形成装置の本体内部には、入力された画像信号に基づいてトナーの消費量を計算し、このトナー消費量を記憶する手段（あるいは、このトナー消費量、または入力された画像信号に基づいて更に印字率を計算し、この印字率を記憶する手段）が設けられている。現像器４１Ｙ，４２Ｍ，４３Ｃ，４４Ｋのうちの一つにおいて、現像器内のトナーがある一定値より低くなったことを検出すると、トナーコンテナ６１（各色のカートリッジが用意されている）内のトナーをトナー補給器７１を介して現像器内に供給する。このとき、トナー補給が必要な現像器（例えば現像器４４Ｋ）を現像可能位置に配置し、通常では回転現像器４に対して退避した位置にあるトナー搬送管６２を現像器４４Ｋに導入し、これを通してトナーが供給される。   Next, a toner replenishing device for supplying toner to the rotary developing device 4 will be described. The toner supply device includes a toner container 61 and a toner supply device 71. Although not shown in the figure, the image forming apparatus main body calculates a toner consumption amount based on the input image signal and stores the toner consumption amount (or the toner consumption amount or the input image). Means for further calculating the printing rate based on the signal and storing the printing rate) are provided. When one of the developing devices 41Y, 42M, 43C, 44K detects that the toner in the developing device has become lower than a certain value, the toner in the toner container 61 (cartridges for each color are prepared) Is supplied into the developing device via the toner replenishing device 71. At this time, a developing device (for example, the developing device 44K) that needs toner replenishment is disposed at a developable position, and a toner transport pipe 62 that is normally retracted from the rotary developing device 4 is introduced into the developing device 44K. Through this, toner is supplied.

図２は、トナーコンテナ６１およびトナー補給器７１の概略断面図である。トナーコンテナ６１内には撹拌部材６３が設けられている。トナーコンテナ６１からのトナー排出は開口部６４を介してなされ、スクリュー６５の回転により行われる。撹拌部材６３とスクリュー６５は個別に駆動可能であり、撹拌部材６３を単独で駆動させることによりトナーコンテナ６１内のトナーに、任意の負荷を加えることができる構成である。   FIG. 2 is a schematic sectional view of the toner container 61 and the toner replenisher 71. A stirring member 63 is provided in the toner container 61. The toner is discharged from the toner container 61 through the opening 64 and is performed by the rotation of the screw 65. The agitating member 63 and the screw 65 can be driven individually, and an arbitrary load can be applied to the toner in the toner container 61 by driving the agitating member 63 alone.

トナー補給器７１はトナーコンテナ６１からのトナーを一時的に貯蔵するためのものであり、トナーコンテナ６１からのトナー供給を受けるための開口部８４を有している。トナー補給器７１内には、トナーコンテナ６１から開口部６４および開口部８４を介して一旦トナー補給器７１へ補給されたトナーを撹拌するための撹拌部材８１が設けられている。そして、補給トナーはこの撹拌部材８１により小スペースで更に撹拌され、スクリュー８５の駆動によりトナー搬送管６２を通して回転現像器４内へと送り込まれる。撹拌部材８１とスクリュー８５は独立駆動となっており、撹拌部材８１の単独駆動時においては、狭いスペースでトナーに負荷が加わることで現像器４１Ｙ，４２Ｍ，４３Ｃ，４４Ｋに近い負荷が与えられるように構成されている。   The toner replenisher 71 is for temporarily storing toner from the toner container 61 and has an opening 84 for receiving toner supply from the toner container 61. In the toner replenisher 71, an agitating member 81 for agitating the toner once replenished from the toner container 61 to the toner replenisher 71 through the opening 64 and the opening 84 is provided. The replenished toner is further stirred in a small space by the stirring member 81, and is fed into the rotary developing device 4 through the toner transport pipe 62 by driving the screw 85. The agitating member 81 and the screw 85 are independently driven. When the agitating member 81 is independently driven, a load close to the developing devices 41Y, 42M, 43C, and 44K is applied by applying a load to the toner in a narrow space. It is configured.

図３は、印字率５％の場合（曲線Ｔ１参照）と印字率１％の場合（曲線Ｔ２参照）とでコピーした際に、現像器４１Ｙ，４２Ｍ，４３Ｃ，４４Ｋ内で撹拌されたトナーのＢＥＴ比表面積の推移を示すグラフである。ＢＥＴ比表面積とは、トナーの表面積（トナー表面に付着している外添剤の表面積も含む）に対する外添剤の割合を表す指標である。横軸にはコピー枚数を採っている。コピー中（回転現像器４駆動中）は現像器４１Ｙ，４２Ｍ，４３Ｃ，４４Ｋ内でトナーを撹拌しているため、コピー枚数と撹拌時間は比例する。   FIG. 3 shows the toner agitated in the developing devices 41Y, 42M, 43C, and 44K when copying is performed when the printing rate is 5% (see the curve T1) and when the printing rate is 1% (see the curve T2). It is a graph which shows transition of a BET specific surface area. The BET specific surface area is an index representing the ratio of the external additive to the surface area of the toner (including the surface area of the external additive attached to the toner surface). The horizontal axis represents the number of copies. During copying (when the rotary developing device 4 is being driven), since the toner is stirred in the developing devices 41Y, 42M, 43C, and 44K, the number of copies and the stirring time are proportional.

図３から判るように、ＢＥＴ比表面積の数値は撹拌時間（コピー枚数）と共に低下している。これはトナー表面に付着させた外添剤が、現像器４１Ｙ，４２Ｍ，４３Ｃ，４４Ｋ内での撹拌により、トナーに埋め込まれたり、離脱したりすることによって起こるもので、ＳＥＭ写真等の表面状態観察の結果から判っている。特に、印字率１％のようにトナー消費量が少ない場合には、新しいトナーがトナー補給装置から現像器４１Ｙ，４２Ｍ，４３Ｃ，４４Ｋ内に送り込まれる量が少なく、現像器内のトナーと新しいトナーとの入れ替わりが少ないため、この傾向は顕著であり、撹拌時間の経過と共に著しくＢＥＴ比表面積の数値が減少する。従って、従来においては、トナー消費量が極めて少ない場合には、現像器４１Ｙ，４２Ｍ，４３Ｃ，４４Ｋ内のトナーを強制的に消費するような手段を有する現像ユニットもあった。   As can be seen from FIG. 3, the value of the BET specific surface area decreases with the stirring time (number of copies). This occurs when the external additive attached to the toner surface is embedded in or detached from the toner by stirring in the developing devices 41Y, 42M, 43C, and 44K. It is known from the observation results. In particular, when the toner consumption is small, such as at a printing rate of 1%, the amount of new toner sent from the toner replenishing device into the developing devices 41Y, 42M, 43C, 44K is small, and the toner in the developing device and the new toner This change is remarkable, and the numerical value of the BET specific surface area decreases remarkably with the elapse of the stirring time. Therefore, conventionally, there has been a developing unit having means for forcibly consuming the toner in the developing devices 41Y, 42M, 43C, and 44K when the toner consumption is extremely small.

本発明では、図３において、ＢＥＴ比表面積の数値が急速に減少する第１トナー消費状態から、ＢＥＴ比表面積の数値が緩やかに減少する第２トナー消費状態への転移点Ｍを閾値とする。そして、所定時間内の印字率もしくはトナー消費量と回転現像器４の駆動時間の比率が予め定めた値より小さくなると、トナーコンテナ６１の撹拌部材６３もしくはトナー補給器７１の撹拌部材８１の回転駆動をトナー補給時以外でも行い、トナーコンテナ６１内のトナーもしくはトナー補給器７１内のトナーを撹拌する。これにより、トナー補給装置内の補給トナーの劣化を強制的に促進させ、回転現像器４内トナーの表面状態と補給トナーの表面状態を近づけることができる。好ましくは、補給トナーのＢＥＴ比表面積の数値が、回転現像器４内トナーのＢＥＴ比表面積の数値の０．２以内になるように劣化させる。   In the present invention, in FIG. 3, the transition point M from the first toner consumption state in which the value of the BET specific surface area rapidly decreases to the second toner consumption state in which the value of the BET specific surface area gradually decreases is set as a threshold value. When the ratio of the printing rate or toner consumption within a predetermined time and the drive time of the rotary developing device 4 becomes smaller than a predetermined value, the rotation of the stirring member 63 of the toner container 61 or the stirring member 81 of the toner replenishing device 71 is driven. The toner in the toner container 61 or the toner in the toner supply device 71 is stirred. As a result, the deterioration of the replenishment toner in the toner replenishing device can be forcibly promoted, and the surface state of the toner in the rotary developing device 4 can be brought close to the surface state of the replenishment toner. Preferably, the value of the BET specific surface area of the replenishing toner is deteriorated so as to be within 0.2 of the value of the BET specific surface area of the toner in the rotary developing device 4.

ここで、「所定時間内の印字率もしくはトナー消費量と回転現像器４の駆動時間の比率が小さくなる」ということは、トナー消費量が少なく、新しいトナーがトナー補給装置から現像器４１Ｙ，４２Ｍ，４３Ｃ，４４Ｋ内に送り込まれる量が少なく、現像器内のトナーと新しいトナーとの入れ替わりが少ないため、回転現像器４の駆動時間の経過と共にＢＥＴ比表面積の数値が減少することを意味する。   Here, “the ratio of the printing rate within a predetermined time or the toner consumption amount and the driving time of the rotary developing device 4 becomes small” means that the toner consumption amount is small and new toner is supplied from the toner supply device to the developing devices 41Y and 42M. , 43C, 44K, and the amount of the BET specific surface area decreases with the passage of the driving time of the rotary developing device 4 because the amount of toner fed into the developing device is small and the replacement of the toner in the developing device with the new toner is small.

図４は、印字率０％でトナーコンテナ６１内のみでトナーを撹拌させた場合（Ｔ３参照）と、印字率０％でトナーコンテナ６１内及びトナー補給器７１内でトナーを撹拌させた場合（Ｔ４参照）とのトナー表面外添剤付着状態（代用特性としてのＢＥＴ比表面積）の変化を示すグラフである。回転現像器４内で負荷を受けた場合と比較して変化は小さいが、新しいトナーの状態からは明らかに変化していることが判る。   FIG. 4 shows a case where the toner is stirred only in the toner container 61 at a printing rate of 0% (see T3), and a case where the toner is stirred in the toner container 61 and the toner replenisher 71 at a printing rate of 0% (see FIG. 4). 6 is a graph showing a change in toner surface external additive adhesion state (BET specific surface area as a substitute characteristic) with respect to T4). Although the change is small as compared with the case where the load is applied in the rotary developing device 4, it can be seen that the new toner state clearly changes.

カブリ等の不具合は新しく補給されるトナーと回転現像器４内滞留トナーとの物性差（代用特性としてＢＥＴ比表面積の差）が大きい場合に起こることは明白であり、新しく補給するトナーの表面状態を劣化させることにより、両者の流動性差や荷電性差から引き起こされるトナー濃度の誤検出や、地肌カブリ、トナー飛散を解消することができる。   It is clear that defects such as fogging occur when there is a large difference in physical properties (difference in BET specific surface area as a substitute characteristic) between the newly supplied toner and the toner staying in the rotary developing device 4. By degrading the toner, it is possible to eliminate erroneous detection of toner concentration, background fogging, and toner scattering caused by the difference in fluidity and chargeability between the two.

表１は、種々の印字率の場合において、トナー補給器７１の撹拌部材８１のみを回転駆動させ、トナーを撹拌、劣化させた場合の地肌カブリの有無を評価した結果である。   Table 1 shows the results of evaluating the presence or absence of background fogging when only the stirring member 81 of the toner replenisher 71 is rotationally driven and the toner is stirred and deteriorated at various printing rates.

Figure 2010039180
Figure 2010039180

地肌カブリの評価は、３段階のランクで評価した。
○：地肌カブリがほとんど認められない。
△：地肌カブリがやや認められる。
×：地肌カブリがひどい。 The evaluation of the background fog was evaluated in three ranks.
○: Background fog is hardly observed.
Δ: Background fog is slightly recognized.
X: The background fog is terrible.

印字率が７％のようにトナー消費量が多い場合には、新しいトナーがトナー補給装置から回転現像器４内に送り込まれる量が多く、回転現像器４内のトナーと新しいトナーとの入れ替わりが多いため、新しく補給されるトナーと回転現像器４内滞留トナーとの物性差（代用特性としてＢＥＴ比表面積の差）が小さい。このため、トナー補給器７１の撹拌部材８１を回転駆動させ、トナーを撹拌、劣化させなくても、地肌カブリは起きない。一方、印字率１％のようにトナー消費量が少ない場合には、新しいトナーがトナー補給装置から回転現像器４内に送り込まれる量が少なく、回転現像器４内のトナーと新しいトナーとの入れ替わりが少ないため、新しく補給されるトナーと回転現像器４内滞留トナーとの物性差（代用特性としてＢＥＴ比表面積の差）が大きい。このため、トナー補給器７１の撹拌部材８１を回転駆動させ、トナーを撹拌、劣化させなければ、地肌カブリが起きる。   When the toner consumption is large such as a printing rate of 7%, a large amount of new toner is fed into the rotary developer 4 from the toner replenishing device, and the toner in the rotary developer 4 is replaced with the new toner. Therefore, the difference in physical properties (difference in BET specific surface area as a substitute characteristic) between the newly supplied toner and the toner staying in the rotary developing device 4 is small. For this reason, even if the stirring member 81 of the toner replenisher 71 is driven to rotate and the toner is not stirred and deteriorated, the background fog does not occur. On the other hand, when the toner consumption is small, such as at a printing rate of 1%, the amount of new toner sent from the toner replenishing device into the rotary developer 4 is small, and the toner in the rotary developer 4 is replaced with the new toner. Therefore, there is a large difference in physical properties (difference in BET specific surface area as a substitute characteristic) between the newly replenished toner and the toner staying in the rotary developer 4. For this reason, if the stirring member 81 of the toner replenisher 71 is rotated and the toner is not stirred and deteriorated, background fogging occurs.

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変形される。例えば、トナーコンテナ６１から、トナー補給器７１を介することなく、直接に回転現像器４へトナーを補給する構成であってもよい。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is carried out within the range of the summary. For example, a configuration may be used in which toner is directly supplied from the toner container 61 to the rotary developing device 4 without using the toner supply device 71.

本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. トナーコンテナおよびトナー補給器の概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a toner container and a toner replenisher. 印字率５％の場合と印字率１％の場合とでコピーした際に、現像器内で撹拌されたトナーのＢＥＴ比表面積の推移を示すグラフである。6 is a graph showing the transition of the BET specific surface area of the toner stirred in the developing device when copying at a printing rate of 5% and at a printing rate of 1%. 印字率０％でトナーコンテナ内のみでトナーを撹拌させた場合と、印字率０％でトナーコンテナ及びトナー補給器内でトナーを撹拌させた場合とのＢＥＴ比表面積の変化を示すグラフである。6 is a graph showing a change in BET specific surface area when the toner is stirred only in the toner container at a printing rate of 0% and when the toner is stirred in the toner container and the toner replenisher at a printing rate of 0%.

符号の説明Explanation of symbols

２ 感光体ドラム
４ 回転現像器
４１Ｙ，４２Ｍ，４３Ｃ，４４Ｋ 現像器
６１ トナーコンテナ
６３ 撹拌部材
７１ トナー補給器
８１ 撹拌部材 2 Photosensitive drum 4 Rotating developer 41Y, 42M, 43C, 44K Developer 61 Toner container 63 Stirring member 71 Toner replenisher 81 Stirring member

Claims (4)

感光体表面上の潜像をトナー現像する現像器と、前記現像器にトナーを補給するトナー補給装置と、印字率もしくはトナー消費率を記憶する手段と、を備え、
所定時間内の印字率もしくはトナー消費量と前記現像器の駆動時間の比率があらかじめ定めた値より小さくなると、前記トナー補給装置内の攪拌部材を駆動させること、
を特徴とする、現像ユニット。 A developing unit for developing toner on a latent image on the surface of the photosensitive member, a toner supplying device for supplying toner to the developing unit, and means for storing a printing rate or a toner consumption rate,
Driving the stirring member in the toner replenishing device when the ratio of the printing rate or toner consumption within a predetermined time and the ratio of the driving time of the developing device becomes smaller than a predetermined value;
A development unit characterized by. 前記トナー補給装置が、トナーを一時的に貯蔵して前記現像器に補給するトナー補給器と、前記トナー補給器に補給するトナーを収容するトナーコンテナと、を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の現像ユニット。   The toner replenishing device includes a toner replenisher that temporarily stores toner and replenishes the developer, and a toner container that stores toner to be replenished to the toner replenisher. The developing unit according to claim 1. 複数の前記現像器を備えていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の現像ユニット。   The developing unit according to claim 1, comprising a plurality of the developing devices. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の現像ユニットを備えていることを特徴とする、画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the developing unit according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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