JP2000098709A - Image forming device - Google Patents
Image forming deviceInfo
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- image forming
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- forming apparatus
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- Developing For Electrophotography (AREA)
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
- Control Or Security For Electrophotography (AREA)
- Magnetic Brush Developing In Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンター等の画像形成装置およびこれに用いら
れる現像装置に係り、詳しくは、トナーと磁性キャリア
からなる二成分現像剤をもちいた現像装置および該現像
装置を用いた画像形成装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, a printer, and the like, and a developing apparatus used for the same. More specifically, the present invention relates to a developing apparatus using a two-component developer composed of a toner and a magnetic carrier. And an image forming apparatus using the developing device.
【0002】[0002]
【従来の技術】二成分現像装置を用いた画像形成装置
は、高速対応性に優れており、複写機、ファクシミリ、
プリンター等の多くの製品として実用化されている。二
成分現像装置では、内部に磁石を配置した非磁性の現像
スリーブからなる現像剤担持体の表面にトナーと磁性キ
ャリアからなる二成分現像剤を担持させ、現像剤規制部
材により担持した現像剤の量を規制した後、静電潜像が
形成された像担持体と対向する現像領域まで搬送する。
現像領域においては、現像スリーブにバイアスを印加
し、像担持体と現像スリーブとの間に電界を形成し、該
電界により現像スリーブ上のトナーを接触または非接触
で像担持体上に選択的に付着させて現像をおこなってい
る。2. Description of the Related Art An image forming apparatus using a two-component developing apparatus is excellent in high-speed responsiveness, and can be used in a copier, a facsimile,
It has been put to practical use as many products such as printers. In a two-component developing device, a two-component developer composed of a toner and a magnetic carrier is carried on the surface of a developer carrier composed of a non-magnetic developing sleeve in which a magnet is disposed, and the developer carried by a developer regulating member is After regulating the amount, the sheet is transported to a developing area facing the image carrier on which the electrostatic latent image is formed.
In the developing area, a bias is applied to the developing sleeve to form an electric field between the image carrier and the developing sleeve, and the electric field causes the toner on the developing sleeve to selectively contact or non-contact on the image carrier. It is developed by attaching it.
【0003】また近年、現像スリーブに印加するバイア
スを、周期的に変化する波形を有するバイアス(以下、
ACバイアスという)とすることで、現像スリーブと像
担持体との間に周期的な電界を形成して、現像能力と画
像品質の向上を達成した現像装置も数多く提案され、実
用化されている。本発明者の実験によれば、ACバイア
スのピーク間電圧を大きくすることでさらに現像能力と
画像品質が大きく向上することが確認された。また、最
近では上記ACバイアスの波形を図2に示すような非対
称矩形波にすることにより、更に現像能力と画像品質を
高めることができることが確認されている。In recent years, a bias applied to a developing sleeve has been changed to a bias having a periodically changing waveform (hereinafter referred to as a bias).
(AC bias) to form a periodic electric field between the developing sleeve and the image carrier, and a number of developing devices have been proposed and practically used, which have improved the developing capability and the image quality. . According to experiments performed by the present inventors, it was confirmed that the developing capability and image quality were further improved by increasing the AC bias peak-to-peak voltage. Recently, it has been confirmed that the developing ability and the image quality can be further improved by changing the waveform of the AC bias into an asymmetric rectangular wave as shown in FIG.
【0004】ところが、ACバイアスを印加すると、現
像能力と画像品質を向上させることができる反面、特に
像担持体の非画像部(背景部)にトナーが付着する現象
(かぶり、あるいは地肌汚れと呼ばれる)が発生しやす
くなる。これは、二成分現像を用いた現像装置では、攪
拌手段により現像剤を攪拌することでトナーとキャリア
とを摩擦帯電させているが、このとき発生する帯電量の
低いトナー(以下、弱帯電トナーという)が原因である
ことが既に確認されている。具体例として、帯電量測定
装置(例えば、商品名E-spartアナライザー)によりト
ナーの帯電量分布を測定したとき、図14のAのように
帯電量が0の付近にあまり分布を持たない現像剤に比べ
て、同図のBのように0付近での分布が比較的多い現像
剤ではかぶりが多く発生した。However, when an AC bias is applied, the developing ability and the image quality can be improved, but the phenomenon that toner adheres to a non-image portion (background portion) of an image carrier (referred to as fogging or background smear). ) Is more likely to occur. This is because, in a developing device using two-component development, the toner and the carrier are frictionally charged by agitating the developer by a stirring means. However, a toner having a low charge amount (hereinafter, a weakly charged toner) is generated. Has been confirmed to be the cause. As a specific example, when the charge amount distribution of the toner is measured by a charge amount measuring device (for example, E-spart analyzer), as shown in FIG. Compared with the developer, the fogging occurred more frequently in the developer having a relatively large distribution near 0 as shown in FIG.
【0005】これは、以下のように解釈されている。弱
帯電トナーは、キャリアとの静電的な付着力が小さいた
め、現像剤の中で浮遊しやすい。また、弱帯電トナー
は、静電潜像と現像バイアスとから受ける束縛も小さい
ため、非画像部に付着する割合が多くなると考えられ
る。このような弱帯電トナーによるかぶりの発生は、現
像スリーブにACバイアスを印加した場合に発生しやす
くなり、さらにはACバイアスのピーク間電圧を大きく
した場合に顕著に発生する。これは、ACバイアスは瞬
間的に強い電界を形成するため、浮遊トナーがより発生
しやすいためと推定される。[0005] This is interpreted as follows. Since the weakly charged toner has a small electrostatic adhesion to the carrier, it easily floats in the developer. Further, since the weakly charged toner is less constrained by the electrostatic latent image and the developing bias, the ratio of the weakly charged toner to the non-image portion is considered to increase. Such fogging due to the weakly charged toner is likely to occur when an AC bias is applied to the developing sleeve, and further remarkably occurs when the peak-to-peak voltage of the AC bias is increased. This is presumed to be because the AC bias instantaneously forms a strong electric field, so that floating toner is more likely to be generated.
【0006】このような問題を解決するために、特開平
8―44177号公報では、「現像用開口及びトナー補
給口が開設されたハウジングを有し、該ハウジング内の
現像用開口とトナー補給口との間に現像剤循環搬送経路
を設け、ハウジングの現像用開口に面して少なくとも直
流現像バイアスが印加された現像剤担持体を配設すると
ともに、現像剤循環搬送経路中に現像剤攪拌手段を配設
し、現像剤担持体に担持されたトナーおよびキャリアか
らなる二成分現像剤にて潜像担持体上の潜像を現像する
ようにして現像装置において、上記現像剤担持体に近接
して対向配置される補助電極を設け、現像剤担持体およ
び補助電極のいずれか一方に交流バイアスを印加すると
ともに、補助電極には現像剤担持体に印加される直流バ
イアスと同じか、あるいは、補助電極側に向かってトナ
ーが静電誘引される直流バイアスを印加するようにした
ことを特徴とする現像装置」を提案している。この現像
装置では、現像剤担持体と補助電極の間に形成される振
動電界の作用により、現像剤担持体と補助電極の間を通
過する現像剤に電気的振動を与え、既存の現像剤のトナ
ーとキャリアとを強制的に一旦引き離し、補給された新
たなトナーを攪拌混合し、もって、補給されたトナーを
キャリアとの間で摩擦帯電させ、所定の帯電量に制御す
る。しかし、上記現像装置の現像剤担持体と補助電極と
の間には現像剤が充填されているため、電気的振動によ
る、トナーとキャリアとを分離させる運動、および、新
たなトナーの現像剤への攪拌混合を充分におこなうこと
ができない。このため、電気的振動によりすべての弱帯
電トナーを適正な帯電量にするという点では不十分であ
る。さらに、補助電極及びバイアス電源を別途設けるた
め、装置の構成が複雑なものとなっていた。In order to solve such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-44177 discloses that a housing having a developing opening and a toner replenishing port is provided. A developer carrying member to which at least a DC developing bias is applied, facing the developing opening of the housing, and a developer agitating means in the developer circulating carrying path. In a developing device, a latent image on the latent image carrier is developed with a two-component developer composed of a toner and a carrier carried on the developer carrier. Auxiliary electrodes are provided to face each other, and an AC bias is applied to one of the developer carrier and the auxiliary electrode, and the auxiliary electrode is the same as a DC bias applied to the developer carrier, Or, the toner toward the auxiliary electrode side has proposed a developing device "which is characterized in that so as to apply a DC bias to be electrostatic attraction. In this developing device, by the action of an oscillating electric field formed between the developer carrier and the auxiliary electrode, an electric vibration is given to the developer passing between the developer carrier and the auxiliary electrode, and the existing developer is removed. The toner and the carrier are forcibly once separated from each other, and the replenished new toner is agitated and mixed. Then, the replenished toner is frictionally charged with the carrier, and is controlled to a predetermined charge amount. However, since the developer is filled between the developer carrier and the auxiliary electrode of the developing device, the movement of separating the toner and the carrier due to the electric vibration, and the movement of the new toner to the developer. Cannot be sufficiently stirred and mixed. For this reason, it is insufficient to make all the weakly charged toners have an appropriate charge amount by electric vibration. Further, since an auxiliary electrode and a bias power supply are separately provided, the configuration of the apparatus is complicated.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みなされたものであり、その目的とするところは、簡
単な構成で、現像能力が高く、トナー帯電量の安定した
かぶりのない画像を形成する現像装置および画像形成装
置を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has as its object to provide a fog-free image having a simple structure, a high developing ability and a stable toner charge amount. To provide a developing device and an image forming apparatus for forming the image.
【0008】なお、特開平6―266234号公報で
は、振動電界下で、5〜15mmの小径の現像スリーブ
上に担持された二成分現像剤層からトナーを飛翔させて
像担持体上の静電潜像に付着させる現像装置において、
現像剤担持体に内包される磁石の現像領域に対する磁極
の位置および磁界の大きさを規定するとともに、現像領
域上流側の磁極の下流側に現像剤の層厚を規制する均し
規制部材を設け、該均し規制部材の先端に直流バイアス
が印加されるようにしたことを特徴とする現像装置が提
案されている。この公報においては、現像スリーブ上の
現像剤を均し規制部材により現像スリーブ上に寝かしせ
た状態に整えるとともに、均し規制部材の先端の電極と
現像スリーブとの間に交番電界を作用させ、トナークラ
ウドを発生させ易くし、現像能力を向上させるとしてい
るが、トナーの帯電量を適正にすることについては、な
んら言及されていない。かえって、トナークラウドを発
生させることで、弱帯電トナーの飛散が起こりやすく、
画像上にもノイズとしてトナーが不規則に付着すること
が多くなるという問題が発生する。In Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-266234, toner is caused to fly from a two-component developer layer carried on a developing sleeve having a small diameter of 5 to 15 mm under an oscillating electric field so that an electrostatic charge on an image carrier is reduced. In a developing device for attaching to a latent image,
A leveling member that regulates the position of the magnetic pole with respect to the developing region of the magnet included in the developer carrier and the magnitude of the magnetic field and that controls the layer thickness of the developer downstream of the magnetic pole upstream of the developing region is provided. A developing device has been proposed in which a DC bias is applied to the tip of the leveling regulating member. In this publication, the developer on the developing sleeve is laid down on the developing sleeve by the leveling regulating member, and an alternating electric field is applied between the electrode at the tip of the leveling regulating member and the developing sleeve, Although it is described that toner cloud is easily generated and the developing ability is improved, there is no mention of making the charge amount of the toner appropriate. On the contrary, by generating the toner cloud, scattering of the weakly charged toner is likely to occur,
There is a problem that toner often adheres irregularly to the image as noise.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、トナーと磁性キャリアからなる
二成分現像剤を担持し、静電潜像が形成された像担持体
と対向する現像領域に搬送する現像剤担持体と、該現像
剤担持体に担持された現像剤の量を規制する現像剤規制
部材とを備え、該現像剤担持体に周期的に変化する波形
を有する振動バイアスを印加して像担持体に形成された
静電潜像を現像する現像装置を有する画像形成装置にお
いて、該現像剤規制部材を容量素子を介して電気的に接
地するよう構成したことを特徴とするものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided an image carrier having a two-component developer comprising a toner and a magnetic carrier, and having an electrostatic latent image formed thereon. A developer carrying member that conveys the developer to the opposite developing area; and a developer regulating member that regulates the amount of the developer carried by the developer carrying member. An image forming apparatus having a developing device for applying an oscillating bias to develop an electrostatic latent image formed on an image bearing member, wherein the developer regulating member is configured to be electrically grounded via a capacitance element. It is characterized by the following.
【0010】また、請求項2の発明は、請求項1の画像
形成装置において、上記振動バイアスが、非対称矩形波
バイアスであることを特徴とするものである。According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the first aspect, the vibration bias is an asymmetric rectangular wave bias.
【0011】また、請求項3の発明は、請求項1又は2
の画像形成装置において、上記現像剤担持体と上記現像
剤規制部材とを電気的に接続/切断する切り換え手段を
設けたことを特徴とするものである。[0011] The invention of claim 3 is the invention according to claim 1 or 2.
In the above image forming apparatus, a switching means for electrically connecting / disconnecting the developer carrier and the developer regulating member is provided.
【0012】また、請求項4の発明は、請求項3の画像
形成装置において、現像装置内のトナー濃度を検出する
トナー濃度検出手段と、該検出手段の検出結果に基づい
て、上記切り換え手段の動作を制御する制御手段とを設
けたことを特徴とするものである。According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the third aspect, a toner density detecting means for detecting a toner density in the developing device, and the switching means based on a detection result of the detecting means. Control means for controlling the operation.
【0013】また、請求項5の発明は、請求項4の画像
形成装置において、上記制御手段が、上記トナー濃度検
出手段の出力値と予め設定した第一の閾値及び第二の閾
値とを比較した結果に基づいて、該出力値が該第一の閾
値以下となったときに上記切り換え手段が接続側に切り
換えるように制御し、該出力値が該第二の閾値以上とな
ったときに該切り換え手段が切断側に切り換えるように
制御することを特徴とするものである。According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the fourth aspect, the control means compares an output value of the toner density detection means with a first threshold value and a second threshold value set in advance. Based on the result, when the output value is equal to or less than the first threshold, the switching unit controls to switch to the connection side, and when the output value is equal to or more than the second threshold, The switching means controls to switch to the cutting side.
【0014】また、請求項6の発明は、請求項3の画像
形成装置において、画像形成装置内部又は近傍の湿度を
検出する湿度検出手段と、該検出手段の検出結果に基づ
いて、上記切り換え手段の動作を制御する制御手段とを
設け、該制御手段が、該湿度検出手段の出力値と予め設
定した第三の閾値及び第四の閾値とを比較した結果に基
づいて、該出力値が該第三の閾値以下となったときに該
切り換え手段が接続側に切り換えるように制御し、該出
力値が該第四の閾値以上となったときに該切り換え手段
が切断側に切り換えるように制御することを特徴とする
ものである。According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the third aspect, humidity detecting means for detecting humidity inside or near the image forming apparatus, and the switching means based on a detection result of the detecting means. Control means for controlling the operation of the humidity detection means, the control means based on the result of comparing the output value of the humidity detection means and a preset third threshold and fourth threshold, the output value The switching means is controlled to switch to the connection side when the output value becomes equal to or less than the third threshold value, and the switching means is controlled to switch to the disconnection side when the output value becomes equal to or more than the fourth threshold value. It is characterized by the following.
【0015】また、請求項7の発明は、請求項3の画像
形成装置において、上記現像装置の停止時間を計時する
計時手段と、該計時手段の出力結果に基づいて、上記切
り換え手段の動作を制御する制御手段とを設けたことを
特徴とするものである。According to a seventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the third aspect, a time measuring means for measuring a stop time of the developing device, and an operation of the switching means based on an output result of the time measuring means. And control means for controlling.
【発明の実施の形態】〔実施形態1〕以下、本発明を画
像形成装置である電子写真方式のレーザープリンタ(以
下、プリンタという)に適用した一実施形態について説
明する。図1は本実施形態に係るプリンタの概略構成図
である。像担持体としてのドラム状の有機感光体(OP
C)1の周りに、帯電装置としての帯電ローラ2と、レ
ーザ光31を照射する図示しない露光装置と、トナーを
供給することによって感光体1上の静電潜像をトナー像
化する現像装置4と、感光体1表面上のトナー像を転写
紙P上に転写する転写装置としての転写ローラ51と、
感光体1表面から残留トナーを除去するクリーニング装
置7とが配設されている。また、転写紙P上に転写され
たトナー像を定着するための定着装置8とを備えてい
る。[Embodiment 1] An embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic laser printer (hereinafter, referred to as a printer) as an image forming apparatus will be described below. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a printer according to the present embodiment. Drum-shaped organic photoreceptor (OP
C) A charging roller 2 as a charging device, an exposure device (not shown) that irradiates a laser beam 31 around the device 1, and a developing device that supplies toner to convert an electrostatic latent image on the photoconductor 1 into a toner image. 4, a transfer roller 51 as a transfer device for transferring the toner image on the surface of the photoconductor 1 onto the transfer paper P;
A cleaning device 7 for removing residual toner from the surface of the photoconductor 1 is provided. Further, a fixing device 8 for fixing the toner image transferred onto the transfer paper P is provided.
【0016】現像装置4は、トナーと磁性キャリアとか
らなる二成分現像剤を担持する現像剤担持体としての現
像スリーブ41と、現像スリーブ41上の現像剤量を規
制する現像剤規制部材としてのドクターブレード43
と、現像剤を貯留するための現像剤溜り40と、現像剤
溜り40の現像剤を互いに逆方向に攪拌しながら移動さ
せる2本のスクリュー状の撹拌部材42とを備えてい
る。The developing device 4 includes a developing sleeve 41 as a developer carrier for carrying a two-component developer composed of toner and magnetic carrier, and a developer regulating member for regulating the amount of the developer on the developing sleeve 41. Doctor blade 43
And a developer reservoir 40 for storing the developer, and two screw-shaped stirring members 42 for moving the developer in the developer reservoir 40 while stirring them in opposite directions.
【0017】現像スリーブ41は非磁性の導電性部材で
構成される円筒状の部材であり、内部には複数の固定磁
石が設けられ、図中矢印方向(反時計回り)に回転す
る。また、現像スリーブ41は、現像バイアス電源45
から現像バイアスが印加されるようになっている。この
現像バイアスについては、後で詳述する。また、ドクタ
ーブレード43は、金属などの剛性の導電性の材料から
なり、現像スリーブ41との間隙は0.2〜1.0mm
に、公差0.1mm以下の精度で設定されている。この
ドクターブレードについても、後で詳述する。The developing sleeve 41 is a cylindrical member made of a non-magnetic conductive member. A plurality of fixed magnets are provided inside the developing sleeve 41, and the developing sleeve 41 rotates in an arrow direction (counterclockwise) in the figure. The developing sleeve 41 is provided with a developing bias power supply 45.
, A developing bias is applied. This developing bias will be described later in detail. Further, the doctor blade 43 is made of a rigid conductive material such as metal, and the gap with the developing sleeve 41 is 0.2 to 1.0 mm.
In addition, the tolerance is set to an accuracy of 0.1 mm or less. This doctor blade will also be described later in detail.
【0018】次に、複写機の画像形成動作について説明
する。図1において、感光体1は図中矢印方向に回転し
ながら帯電ローラ2からの電荷により一様に帯電した
後、露光装置からのレーザ光31を照射され、静電潜像
を形成する。この静電潜像は、現像装置4により現像さ
れ、顕像としてのトナー像が形成される。現像装置4に
より現像されたトナー像は、図示しない給紙装置により
感光体1表面に搬送された転写紙Pに、転写ローラ51
によって転写される。トナー像が転写された転写紙P
は、感光体1から分離され、定着装置8で定着処理がな
された後に機外に排紙される。一方、転写後の感光体1
は、クリーニング装置7よって未転写トナーが回収除去
される。ここで、露光後の感光体1の表面電位は光照射
部が−100v、非露光部が−800v程度になってい
て、光照射部にトナーが付着するような現像(反転現
像)が行なわれる。Next, the image forming operation of the copying machine will be described. In FIG. 1, the photosensitive member 1 is uniformly charged by the charge from the charging roller 2 while rotating in the direction of the arrow in the drawing, and then irradiated with laser light 31 from an exposure device to form an electrostatic latent image. This electrostatic latent image is developed by the developing device 4 to form a toner image as a visible image. The toner image developed by the developing device 4 is transferred onto a transfer sheet P conveyed to the surface of the photoreceptor 1 by a sheet feeding device (not shown).
Is transcribed. Transfer paper P on which toner image has been transferred
Is separated from the photoreceptor 1 and subjected to a fixing process by a fixing device 8 and then discharged out of the apparatus. On the other hand, the photoreceptor 1 after the transfer
The untransferred toner is collected and removed by the cleaning device 7. Here, the surface potential of the photoreceptor 1 after exposure is about −100 V in the light-irradiated part and about −800 V in the non-exposed part, and development (reverse development) is performed such that toner adheres to the light-irradiated part. .
【0019】現像スリーブ41表面には、内部の固定磁
石が形成する磁界によって現像剤がブラシ状(以下、磁
気ブラシという)に担持され、この磁気ブラシは、途中
ドクターブレード43により量を規制されたのち、現像
スリーブ41の図中矢印方向の回転により、感光体1と
対向する現像領域まで搬送される。そして、現像スリー
ブ41に印加された現像バイアスによって、現像スリー
ブ41と感光体1との間に静電界が形成され、該静電界
によりトナーが感光体1上の潜像に移動し、トナー像が
形成される。ここで、現像スリーブ41の内部には、対
向する領域の少なくとも一部において現像スリーブ41
に垂直方向の磁束密度が水平方向の磁束密度より大きく
なるような磁界を形成するための磁極が設けられてい
る。これにより、感光体1へのキャリア付着やキャリア
飛散を防止し、現像効率を確保することができる。On the surface of the developing sleeve 41, a developer is carried in a brush shape (hereinafter referred to as a magnetic brush) by a magnetic field formed by an internal fixed magnet, and the amount of the magnetic brush is regulated by a doctor blade 43 on the way. Thereafter, the developing sleeve 41 is conveyed to a developing area facing the photoreceptor 1 by rotation in the direction of the arrow in the figure. Then, an electrostatic field is formed between the developing sleeve 41 and the photoconductor 1 by the developing bias applied to the developing sleeve 41, and the toner moves to the latent image on the photoconductor 1 by the electrostatic field, and the toner image is formed. It is formed. Here, the developing sleeve 41 is provided inside the developing sleeve 41 in at least a part of the facing region.
Are provided with magnetic poles for generating a magnetic field such that the magnetic flux density in the vertical direction is larger than the magnetic flux density in the horizontal direction. Thereby, carrier adhesion and carrier scattering to the photoconductor 1 can be prevented, and development efficiency can be ensured.
【0020】次いで、感光体1上に形成されたトナー像
は、感光体1の回転に伴って、転写ローラ51との対向
部である転写ニップ部に搬送される。そして、転写ニッ
プ部に、レジストローラ対9により送られてきた転写材
Pが、感光体1の回転と同期して供給される。そして、
転写ローラ4に図示しない電源によって転写バイアスが
印加され、感光体1上のトナー像が転写材に転写され
る。転写された像は、その後定着装置8により定着さ
れ、画像形成装置外部に排出される。また、転写後の感
光体1は、クリーニング装置7によってクリーニングさ
れる。Next, the toner image formed on the photosensitive member 1 is conveyed to a transfer nip portion which is a portion facing the transfer roller 51 as the photosensitive member 1 rotates. Then, the transfer material P sent by the registration roller pair 9 is supplied to the transfer nip portion in synchronization with the rotation of the photoconductor 1. And
A transfer bias is applied to the transfer roller 4 by a power supply (not shown), and the toner image on the photoconductor 1 is transferred to a transfer material. The transferred image is then fixed by the fixing device 8 and discharged outside the image forming apparatus. Further, the photoconductor 1 after the transfer is cleaned by the cleaning device 7.
【0021】なお、本実施形態においては、現像剤とし
て、最大磁化が60emu/gのフェライト粒子を芯材
とし、その表面をシリコーン樹脂でコートしたキャリア
と、カーボンブラックで着色されている熱可塑性樹脂を
主成分とするトナーとを混合したものを用いた。キャリ
アは、通常、鉄粉、フェライト、マグネタイトなどの磁
性体の芯材を樹脂でコートしたものや、樹脂(バイン
ダ)の中にマグネタイト微粉などを分散させたものが通
常用いられるが、これらコート材やバインダによってキ
ャリアのて抵抗が適当な値に制御されるとともに、キャ
リアの耐久性が向上する。In the present embodiment, as a developer, ferrite particles having a maximum magnetization of 60 emu / g are used as a core material, and a carrier whose surface is coated with a silicone resin and a thermoplastic resin colored with carbon black are used. Used as a main component. As the carrier, a carrier obtained by coating a core material of a magnetic substance such as iron powder, ferrite or magnetite with a resin, or a carrier obtained by dispersing magnetite fine powder or the like in a resin (binder) is usually used. The resistance of the carrier is controlled to an appropriate value by the carrier and the binder, and the durability of the carrier is improved.
【0022】次に、現像スリーブ41に印加する現像バ
イアスについて説明する。図2に、現像装置4で用いる
現像バイアスの波形を示す。この現像装置においては、
現像スリーブ41から感光体1にトナーを移動させる電
位部と、感光体1から現像スリーブ41にトナーを移動
させる電位部とが交互に繰り返されるような非対称矩形
波バイアスを現像バイアスとして現像スリーブ41に印
加する。横軸は時間、縦軸はトナーが感光体1に向かう
力を受ける方向を上側にとった電圧値である。トナーが
現像スリーブ41から感光体1に向かう最大の力を受け
るときの電圧をV1、トナーが感光体1から現像スリー
ブ41に向かう最大の力を受けるときの電圧値をV0と
し、V1が持続する時間をt1、V2が持続する時間を
t 2、周期をTとする。図中Vaは、現像バイアスの時
間平均値(積分平均)であり、Va=V0+(V1−
V0)t1/t2で表される。ここでは、通常のDCバイ
アスと同様−300〜−900v程度に設定される。な
お、t1/T×100(%)をデューティ比という。Next, the developing bar applied to the developing sleeve 41 is
Iias will be described. In FIG. 2, the developing device 4 is used.
4 shows a waveform of a developing bias. In this developing device,
An electric charge for moving the toner from the developing sleeve 41 to the photoconductor 1
And toner from photoconductor 1 to developing sleeve 41
Asymmetrical rectangle where the potential part to be repeated is alternately repeated
Wave bias is applied to the developing sleeve 41 as the developing bias.
Add. The horizontal axis is time, and the vertical axis is the toner heading toward the photoconductor 1.
This is a voltage value with the direction in which the force is received taken upward. Toner
Receiving the maximum force from the developing sleeve 41 toward the photoconductor 1
When the voltage is V1, Toner is developed from photoconductor 1
The voltage value when receiving the maximum force toward the0When
Then V1T is the time1, VTwoThe time that will last
t Two, And the cycle is T. Va in the figure is at the time of the developing bias.
Average value (integral average), and Va = V0+ (V1−
V0) T1/ TTwoIt is represented by Here, the normal DC
It is set to about -300 to -900v as in the case of the mouse. What
Contact, t1/ T × 100 (%) is called a duty ratio.
【0023】このように、本実施形態においては、現像
スリーブ41に現像バイアスとして非対称矩形波バイア
スを印加することにより、現像領域では現像剤の運動が
活発となって現像能力が向上し、感光体1上の潜像の詳
細部分も再現でき、高品質の画像が得られる。また、本
発明者らの実験により、非対称矩形波バイアスのデュー
ティ比が小さいほど画質向上の効果があり、デューティ
比が大きいほど感光体1へのキャリア付着が発生しやす
いことが明らかになっている。これは、デューティ比が
小さいほど感光体1と現像スリーブ41の電位の逆転が
少ないためである。このため、デューティ比を小さく設
定することが望ましいが、実用的には、バイアス電源4
5での波形形成という制約があるため、それを考慮して
設定すればよい。As described above, in this embodiment, by applying an asymmetric rectangular wave bias as a developing bias to the developing sleeve 41, the movement of the developer becomes active in the developing area, and the developing ability is improved. The detailed portion of the latent image on top of the first image can also be reproduced, and a high-quality image can be obtained. Further, experiments by the present inventors have revealed that the smaller the duty ratio of the asymmetric rectangular wave bias is, the more the effect of improving the image quality is, and the larger the duty ratio is, the more easily the carrier adheres to the photoconductor 1. . This is because the smaller the duty ratio, the less the reversal of the potentials of the photosensitive member 1 and the developing sleeve 41. For this reason, it is desirable to set the duty ratio small, but practically, the bias power supply 4
Since there is a restriction that the waveform is formed in step 5, the setting may be made in consideration of the restriction.
【0024】ところで、上記のように現像スリーブ41
に非対称矩形波バイアスが印加されると、現像装置の構
成上、現像スリーブ41と導電性材料からなるドクタブ
レード43との間にも、現像スリーブ41と感光体1の
間に発生する振動電界が同様に発生することになる。現
像スリーブ41とドクタブレード43との間に振動電界
が発生すると、異極性に帯電する傾向にあるトナーとキ
ャリアとがそれぞれ異なる運動をする。その結果、トナ
ーとキャリアとの間で離反・衝突が繰り返し起こり、ト
ナー表面の多くの部分で帯電するので、平均的なトナー
の帯電量を上昇させることができる。このように、現像
スリーブ41とドクタブレード43との間の振動電界
が、トナーとキャリアとを撹拌する撹拌機能を有するこ
とになる。Incidentally, as described above, the developing sleeve 41
When an asymmetric rectangular wave bias is applied to the developing device, an oscillating electric field generated between the developing sleeve 41 and the photosensitive member 1 is also generated between the developing sleeve 41 and the doctor blade 43 made of a conductive material due to the configuration of the developing device. The same will occur. When an oscillating electric field is generated between the developing sleeve 41 and the doctor blade 43, the toner and the carrier, which tend to be charged with different polarities, move differently. As a result, separation and collision occur repeatedly between the toner and the carrier, and the toner is charged on many portions of the toner surface, so that the average charge amount of the toner can be increased. Thus, the oscillating electric field between the developing sleeve 41 and the doctor blade 43 has a stirring function of stirring the toner and the carrier.
【0025】ところが、本発明者らの研究によると、上
記構成においても、ドクタブレード43の電位によって
は、画像品質に大きく影響を与えることが明らかになっ
た。However, according to the study of the present inventors, it has been clarified that the image quality is greatly affected by the potential of the doctor blade 43 even in the above configuration.
【0026】通常、上記ドクタブレード43の電位は、
以下のいずれかに設定されている。 (1)電位を0(接地)とする。 (2)現像スリーブ41と同電位とする。 (3)フロート状態(電気的に絶縁状態)とする。 上記(1)の直接接地する場合には、現像スリーブ41
とドクタブレード43との間に強い電位差が生じ、特に
両者のギャップが例えば0.5mm以下の狭い状態のと
きに、両者の間で放電が発生するおそれがある。放電が
発生すると、トナーが抜けたり、飛び散ったりして、出
力画像に対しても著しく品質を低下させてしまう。ま
た、上記(2)のように、現像スリーブ41とドクタブ
レード43とを同電位にすると、両者間隙付近での電界
による撹拌機能がなくなり、現像剤は上記撹拌部材によ
る機械的は撹拌のみとなるので、特にトナー濃度が大き
い場合には帯電不足気味となり、トナー飛散や画像背景
部へのかぶりが発生しやすくなってしまう。さらに、
(3)のように、ドクタブレード43がフロート状態の
場合には、ドクタブレード43の電位が不安定になるた
め、トナーの動きがその影響を受けて帯電量分布が広が
ってかぶりが発生したり、また、現像スリーブ41上の
トナー濃度が不均一になって画像の濃度ムラが発生した
りする。Usually, the potential of the doctor blade 43 is
It is set to one of the following. (1) The potential is set to 0 (ground). (2) Make the same potential as the developing sleeve 41. (3) Float (electrically insulated). In the case of the above-mentioned (1), which is directly grounded, the developing sleeve 41
There is a possibility that a strong potential difference is generated between the two and the doctor blade 43, and particularly when the gap between the two is narrow, for example, 0.5 mm or less, electric discharge occurs between the two. When the discharge occurs, the toner is removed or scattered, and the quality of an output image is significantly reduced. Further, when the developing sleeve 41 and the doctor blade 43 are set to the same potential as in the above (2), the stirring function by the electric field near the gap therebetween is lost, and the developer is only mechanically stirred by the stirring member. Therefore, particularly when the toner concentration is high, the toner tends to be insufficiently charged, and toner scattering and fogging on the image background are likely to occur. further,
When the doctor blade 43 is in a floating state as in (3), the potential of the doctor blade 43 becomes unstable, so that the movement of the toner is affected by the influence and the charge amount distribution is widened and fogging occurs. In addition, the toner density on the developing sleeve 41 becomes non-uniform, and image density unevenness occurs.
【0027】そこで、本実施形態においては、ドクタブ
レード43の電位を、現像スリーブ41との間で放電な
どの不具合を発生させず、かつ、現像剤に対する撹拌機
能が十分となるような電位に制御できるような構成を採
用した。Therefore, in the present embodiment, the potential of the doctor blade 43 is controlled to a potential that does not cause a problem such as discharge between the doctor blade 43 and the developing blade 41 and that the function of stirring the developer is sufficient. A configuration that can be used was adopted.
【0028】図3に示すように、ドクタブレード43は
コンデンサC1を介して電気的に接地した。この状態の
現像装置の等価回路を描くと、図4のようになる。ここ
で、ドクタブレード43と現像スリーブ41との間のギ
ャップを一つのコンデンサCdとみなすと、ドクタブレ
ード43の電位は、コンデンサC1の存在により、現像
スリーブ41の電位のCd/(C1+Cd)倍になる。
したがって、容量C1の値を制御することにより、ドク
タブレード43の電位を最適に制御することができる。As shown in FIG. 3, the doctor blade 43 was electrically grounded via the capacitor C1. FIG. 4 illustrates an equivalent circuit of the developing device in this state. Here, assuming that the gap between the doctor blade 43 and the developing sleeve 41 is one capacitor Cd, the potential of the doctor blade 43 becomes Cd / (C1 + Cd) times the potential of the developing sleeve 41 due to the presence of the capacitor C1. Become.
Therefore, by controlling the value of the capacitance C1, the potential of the doctor blade 43 can be optimally controlled.
【0029】上記の構成によりドクタブレード43の電
位が最適に設定された状態で、現像スリーブ41に現像
バイアスが印加されると、放電などの不具合が発生する
ことなく、現像スリーブ41とドクタブレード43との
間で振動電界が形成される。これにより、放電などによ
る異常画像の発生を防止するとともに、振動電界がトナ
ーとキャリアの撹拌機能を十分に発揮するので、平均的
なトナーの帯電量を上昇させることができる。したがっ
て、現像能力が高く、トナー帯電量の安定したかぶりの
ない画像を得ることができる。When a developing bias is applied to the developing sleeve 41 in a state in which the potential of the doctor blade 43 is optimally set by the above-described structure, the developing sleeve 41 and the doctor blade 43 are prevented from being discharged without any trouble. And an oscillating electric field is formed between them. This prevents the occurrence of an abnormal image due to discharge or the like, and the oscillating electric field sufficiently exerts the function of stirring the toner and the carrier, so that the average toner charge amount can be increased. Therefore, it is possible to obtain an image having a high developing ability and a stable toner charge amount without fog.
【0030】また、本実施形態によれば、現像装置を構
成する現像スリーブ41とドクタブレード43を利用
し、かつ、現像時の現像バイアスの印加により上記振動
電界を発生させるので、別途、補助電極及び電源を設け
るような構成と比して、極めて簡単な構成であるという
メリットがある。Further, according to the present embodiment, the oscillating electric field is generated by using the developing sleeve 41 and the doctor blade 43 constituting the developing device and by applying the developing bias at the time of development. There is an advantage that the configuration is extremely simple as compared with a configuration in which a power supply is provided.
【0031】〔実施形態2〕図5に、現像スリーブ41
とドクタブレード43を電気的に接続/切断するための
切り換え手段としてのスイッチを設けた場合の実施形態
を示す。図6に、本実施形態の構成の等価回路を示す。
図5及び6に示すように、スイッチと抵抗を介して現像
スリーブ41とドクタブレード43とを電気的に接続し
ている。この状態で、スイッチを開いたときは、上記実
施形態1と同様の構成となり、同様の作用・効果が得ら
れる。一方、スイッチを閉じたときには、現像スリーブ
41とドクタブレード43がほぼ同電位となるため、振
動電界による撹拌機能が小さくなってしまう。[Embodiment 2] FIG.
An embodiment in which a switch is provided as switching means for electrically connecting / disconnecting the doctor blade 43 and the doctor blade 43 is shown. FIG. 6 shows an equivalent circuit of the configuration of the present embodiment.
As shown in FIGS. 5 and 6, the developing sleeve 41 and the doctor blade 43 are electrically connected via a switch and a resistor. When the switch is opened in this state, the configuration is the same as that of the first embodiment, and the same operation and effect can be obtained. On the other hand, when the switch is closed, the developing sleeve 41 and the doctor blade 43 have substantially the same electric potential, so that the stirring function by the oscillating electric field is reduced.
【0032】そこで、これを利用して、トナーの帯電量
が大きい場合にはスイッチを閉じて帯電量が上昇しない
ようにし、トナー帯電量が小さい場合にはスイッチを開
いて、振動電界による撹拌効果を発生させるようにす
る。これにより、トナーの帯電量を制御することができ
る。なお、この場合、抵抗は必ずしもなくてもよい。Therefore, by utilizing this, when the charge amount of the toner is large, the switch is closed so that the charge amount does not increase, and when the charge amount of the toner is small, the switch is opened, and the stirring effect by the oscillating electric field is performed. To be generated. Thereby, the charge amount of the toner can be controlled. In this case, the resistance is not necessarily required.
【0033】〔実施形態3〕次に、現像装置4にトナー
濃度(現像剤に対するトナーの質量比率)検出手段を設
け、その検出結果に応じてドクタブレード43の電位を
制御する場合の実施形態を示す。図1において、現像装
置4の現像剤溜り40内にトナー濃度検出手段としての
トナー濃度センサー11を設置した。ここでは、現像剤
中の透磁率の変化から算出するものが用いたが、その
他、トナー濃度検出手段として従来知られているもの、
例えば現像剤の光透過率や感光体1上に現像されたトナ
ー像の反射率から求めるタイプのものなど、いずれを用
いてもよい。[Embodiment 3] Next, an embodiment in which a toner concentration (mass ratio of toner to developer) detecting means is provided in the developing device 4 and the potential of the doctor blade 43 is controlled according to the detection result. Show. In FIG. 1, a toner concentration sensor 11 as a toner concentration detecting means is provided in a developer reservoir 40 of the developing device 4. Here, one calculated from the change in the magnetic permeability in the developer was used.
For example, any of those obtained from the light transmittance of the developer and the reflectance of the toner image developed on the photoconductor 1 may be used.
【0034】ここで、現像装置内でのトナーの帯電は、
主に撹拌部材43の撹拌によるキャリアとの接触帯電で
ある。したがって、トナー濃度とトナー帯電量の間には
密接な関係がある。図7のグラフに、トナーとキャリア
を種々の粒径(トナー粒径:6、7.5、9μm、キャ
リア粒径:40、50、60μm)で組み合わせたとき
の、トナー電荷量とトナーの総表面積をキャリアの総表
面積で割った値との関係を示す。グラフ中で、縦軸に単
位質量当たりのトナー帯電量(絶対値)を、横軸にトナ
ー総表面積をキャリア総表面積で割った値を示す。この
ように、ほぼ反比例関係になることがわかる。Here, the charging of the toner in the developing device is
This is mainly contact charging with the carrier caused by stirring of the stirring member 43. Therefore, there is a close relationship between the toner density and the toner charge amount. In the graph of FIG. 7, the toner charge amount and the total toner amount when the toner and the carrier are combined with various particle diameters (toner particle diameter: 6, 7.5, 9 μm, carrier particle diameter: 40, 50, 60 μm) are shown. The relation with the value obtained by dividing the surface area by the total surface area of the carrier is shown. In the graph, the vertical axis indicates the toner charge per unit mass (absolute value), and the horizontal axis indicates the value obtained by dividing the total toner surface area by the total carrier surface area. Thus, it can be seen that the relationship is almost inversely proportional.
【0035】グラフより、キャリアの総表面積に対する
トナーの総表面積の比率が小さいとき、すなわち、トナ
ー濃度が低いときは、トナーがキャリアに接触する確率
が大きくなるため、トナーの帯電量は大きくなることが
わかる。現像装置内でのトナー帯電量が大きすぎると、
現像時にトナーがキャリアから離れにくくなり、現像能
力が低下して画像濃度が不足するようになる。したがっ
て、この場合には現像剤に対して必要以上の撹拌作用を
与える必要はない。一方、グラフより、キャリアの総表
面積に対するトナーの総表面積の比率が大きいとき、す
なわち、トナー濃度が高いときは、トナーの帯電量は小
さくなることがわかる。現像装置内でのトナー帯電量が
小さすぎると、現像時にトナーがキャリアから離れやす
く、画像背景部へのかぶりや飛散の原因となる。したが
って、この場合には現像剤に対してより大きな撹拌作用
を与えてトナーの帯電量を高めることが有効である。As can be seen from the graph, when the ratio of the total surface area of the toner to the total surface area of the carrier is small, that is, when the toner concentration is low, the probability that the toner comes into contact with the carrier increases, and the charge amount of the toner increases. I understand. If the toner charge in the developing device is too large,
At the time of development, the toner hardly separates from the carrier, so that the developing ability is reduced and the image density becomes insufficient. Therefore, in this case, it is not necessary to give an unnecessary stirring action to the developer. On the other hand, the graph shows that when the ratio of the total surface area of the toner to the total surface area of the carrier is large, that is, when the toner concentration is high, the charge amount of the toner is small. If the toner charge amount in the developing device is too small, the toner tends to separate from the carrier during development, causing fogging and scattering on the image background. Therefore, in this case, it is effective to increase the charge amount of the toner by giving a greater stirring action to the developer.
【0036】以上のことから、本実施形態においては、
トナー濃度センサー11により、トナー濃度を検出し、
その検出結果に基づいて、ドクタブレード43の電位を
変化させる。具体的には、上記実施形態2で示した構成
を採用し、トナー濃度の検出結果に高じてスイッチの開
閉を制御するようにした。From the above, in this embodiment,
The toner density sensor 11 detects the toner density,
The potential of the doctor blade 43 is changed based on the detection result. Specifically, the configuration shown in the second embodiment is adopted, and the opening and closing of the switch is controlled in accordance with the detection result of the toner density.
【0037】図8は、上記構成の動作を制御する制御系
のブロック図である。制御手段としての制御装置は、制
御部14とスイッチ作動部15とから構成されている。
トナー濃度センサー11からの出力が制御部14に読み
取られ、必要な演算処理・判断を行なった後、その結果
がスイッチ作動部15に出力される。スイッチ作動部1
5は小型のソレノイドなどが用いられ、それによりスイ
ッチが開閉される。FIG. 8 is a block diagram of a control system for controlling the operation of the above configuration. The control device as control means includes a control unit 14 and a switch operation unit 15.
The output from the toner density sensor 11 is read by the control unit 14, and after performing necessary arithmetic processing and judgment, the result is output to the switch operating unit 15. Switch operating part 1
5 is a small solenoid or the like, which is used to open and close a switch.
【0038】図9は制御部14の動作をまとめたフロー
チャートである。トナー濃度の値が入力されるとトナー
粒径・キャリア粒径など必要な情報に従ってキャリア総
表面積に対するトナー総表面積の比Sに変換される。次
にその値Sを第一の閾値S1と比較してSがS1以下で
あればスイッチを閉じ、ドクターブレード43と現像ス
リーブ41を同電位にさせる。SがS1より大きいとき
は、Sを第二の閾値S2と比較して、SがS2以上であ
ればスイッチを開き、ドクターブレード43と現像スリ
ーブ41の電位差を設けるようにする。いずれの条件に
も当てはまらない場合はスイッチ状態は変化しない。二
つの閾値S1とS2は同じ値かS1<S2であることが
望ましい。FIG. 9 is a flowchart summarizing the operation of the control unit 14. When the value of the toner density is input, it is converted into the ratio S of the total toner surface area to the total carrier surface area according to necessary information such as toner particle diameter and carrier particle diameter. Next, the value S is compared with a first threshold value S1, and if S is equal to or less than S1, the switch is closed to make the doctor blade 43 and the developing sleeve 41 have the same potential. When S is larger than S1, S is compared with a second threshold value S2, and when S is equal to or larger than S2, a switch is opened to provide a potential difference between the doctor blade 43 and the developing sleeve 41. If neither condition is met, the switch state does not change. It is desirable that the two thresholds S1 and S2 have the same value or S1 <S2.
【0039】以上のように、トナー濃度センサー11の
出力結果によってトナーとキャリアの総表面積の比を推
定し、それに応じてスイッチを開閉してドクターブレー
ド43の電位を制御することにより、現像スリーブ41
とドクターブレード43の間で発生する現像剤の撹拌作
用を制御することができる。したがって、トナーが多く
含まれるときも常にトナーの帯電量を一定レベル以上に
保持して、トナー飛散や地肌部へのトナー付着(かぶ
り)を最小限度に抑えることができる。As described above, the ratio of the total surface area of the toner and the carrier is estimated based on the output result of the toner density sensor 11, and the switch is opened and closed accordingly to control the potential of the doctor blade 43.
The developer agitating action generated between the developer blade and the doctor blade 43 can be controlled. Therefore, even when a large amount of toner is contained, the charge amount of the toner is always kept at a certain level or more, and it is possible to minimize toner scattering and toner adhesion (fogging) to a background portion.
【0040】〔実施形態4〕次に、プリンタ内部に湿度
検出手段を設け、その検出結果に応じてドクタブレード
43の電位を制御する場合の実施形態を示す。一般に、
湿度が大きい場合はトナーの電荷量が低下し、湿度が小
さい場合はトナーの電荷量が増加する傾向がある。そこ
で、本実施形態においては、これを補正するために、図
1に示すように、プリンタ内部の所定箇所に湿度検出手
段としての湿度センサー12を設置した。[Embodiment 4] Next, an embodiment in which a humidity detecting means is provided inside the printer and the potential of the doctor blade 43 is controlled according to the detection result will be described. In general,
When the humidity is high, the charge amount of the toner tends to decrease, and when the humidity is low, the charge amount of the toner tends to increase. Therefore, in the present embodiment, in order to correct this, as shown in FIG. 1, a humidity sensor 12 as a humidity detecting unit is installed at a predetermined location inside the printer.
【0041】湿度センサー12が画像形成装置内部の湿
度を検出し、湿度が大きい場合はスイッチを開いて現像
スリーブ41とドクターブレード43の間で電界による
撹拌作用を発生させ、湿度が小さい場合はスイッチを閉
じて現像スリーブ41とドクターブレード43をほぼ同
電位に保って電気的な撹拌作用を生じさせないようにす
る。The humidity sensor 12 detects the humidity inside the image forming apparatus. If the humidity is high, the switch is opened to generate an agitating action by the electric field between the developing sleeve 41 and the doctor blade 43. Is closed to keep the developing sleeve 41 and the doctor blade 43 at substantially the same potential so that an electric stirring action is not generated.
【0042】図10は、以上の動作を制御する制御部の
ブロック図である。制御手段としての制御装置は、制御
部14とスイッチ作動部15とから構成されている。湿
度センサー12からの出力が制御部14に読み取られ、
必要な演算処理・判断を行なった後、その結果がスイッ
チ作動部15に出力される。スイッチ作動部15は上記
実施形態3と同様の機能を有する。FIG. 10 is a block diagram of a control unit for controlling the above operation. The control device as control means includes a control unit 14 and a switch operation unit 15. The output from the humidity sensor 12 is read by the control unit 14,
After performing necessary arithmetic processing and judgment, the result is output to the switch operating unit 15. The switch operation unit 15 has the same function as that of the third embodiment.
【0043】図11は、制御部14の動作を説明するフ
ローチャートである。湿度値Hが入力されるとそれを第
一の閾値H1と比較してHがH1以下であればスイッチ
を閉じ、ドクターブレード43と現像スリーブ41を同
電位にさせる。HがH1より大きいときは、Hを第二の
閾値H2と比較して、HがH2以上であればスイッチを
開き、ドクターブレード43と現像スリーブ41の電位
差を設けるようにする。いずれの条件にも当てはまらな
い場合はスイッチ状態は変化しない。二つの閾値H1と
H2は同じ値かH1<H2であることが望ましい。FIG. 11 is a flowchart for explaining the operation of the control unit 14. When the humidity value H is input, it is compared with a first threshold value H1. If H is equal to or less than H1, the switch is closed and the doctor blade 43 and the developing sleeve 41 are set to the same potential. When H is greater than H1, H is compared with a second threshold value H2. If H is equal to or greater than H2, a switch is opened to provide a potential difference between the doctor blade 43 and the developing sleeve 41. If neither condition is met, the switch state does not change. It is desirable that the two thresholds H1 and H2 have the same value or H1 <H2.
【0044】以上のように、本実施形態によれば、高湿
環境においてトナー帯電量が低いと予測される場合に
も、振動電界によりトナー帯電量を上昇させることがで
きるので、画像背景部へのかぶりや飛散が防止できる。As described above, according to the present embodiment, even when the toner charge is predicted to be low in a high humidity environment, the toner charge can be increased by the oscillating electric field. Fogging and scattering can be prevented.
【0045】〔実施形態5〕次に、プリンタ内部に現像
装置4の停止時間を計時する計時手段を設け、停止時間
に応じてドクタブレード43の電位を制御する場合の実
施形態を示す。一般に、現像装置の停止時間が長くなる
と現像剤中のトナーの帯電量は低下していく傾向があ
る。これはトナーやキャリアの抵抗が低い場合に顕著で
ある。そこで、本実施形態においては、これを補正する
ために、図1に示すように、計時手段としてのタイマー
13をプリンタ内部の所定箇所に設置した。[Embodiment 5] Next, an embodiment will be described in which a timer is provided inside the printer for measuring the stop time of the developing device 4, and the potential of the doctor blade 43 is controlled according to the stop time. In general, as the stop time of the developing device becomes longer, the charge amount of the toner in the developer tends to decrease. This is remarkable when the resistance of the toner or the carrier is low. Therefore, in the present embodiment, in order to correct this, as shown in FIG. 1, a timer 13 as a time measuring means is installed at a predetermined position inside the printer.
【0046】タイマー13が計時する時間が、予め設定
した閾値を超えた場合にはスイッチを開いて現像スリー
ブ41とドクターブレード43の間で電界による撹拌作
用を発生させ、その閾値以下の場合はスイッチを閉じて
現像スリーブ41とドクターブレード43をほぼ同電位
に保って電気的な撹拌作用を生じさせないようにする。
タイマー13は現像スリーブ41あるいはドクタブレー
ド43が動作するとリセットされ、それらが停止したと
きから再度計時を開始する。When the time measured by the timer 13 exceeds a preset threshold value, the switch is opened to generate an agitation action by the electric field between the developing sleeve 41 and the doctor blade 43. Is closed to keep the developing sleeve 41 and the doctor blade 43 at substantially the same potential so that an electric stirring action is not generated.
The timer 13 is reset when the developing sleeve 41 or the doctor blade 43 operates, and starts counting time again when the developing sleeve 41 or the doctor blade 43 stops.
【0047】図12は以上の動作を制御する制御部のブ
ロック図である。制御手段としての制御装置は、制御部
14とスイッチ作動部15とから構成されている。タイ
マー13からの出力が制御部14に読み取られ、必要な
演算処理・判断を行なった後、その結果がスイッチ作動
部15に出力される。スイッチ作動部15は上記実施形
態3又は4と同様の機能を有する。FIG. 12 is a block diagram of a control unit for controlling the above operation. The control device as control means includes a control unit 14 and a switch operation unit 15. The output from the timer 13 is read by the control unit 14, and after performing necessary arithmetic processing and judgment, the result is output to the switch operation unit 15. The switch operating section 15 has a function similar to that of the third or fourth embodiment.
【0048】図13は制御部14の動作を説明するフロ
ーチャートである。タイマー13の出力値Wが入力され
るとそれを閾値W1と比較してWがW1未満であればス
イッチを閉じ、ドクターブレード43と現像スリーブ4
1を同電位にさせる。WがW1以上であればスイッチを
開き、ドクターブレード43と現像スリーブ41の電位
差を設けるようにする。FIG. 13 is a flowchart for explaining the operation of the control unit 14. When the output value W of the timer 13 is inputted, it is compared with the threshold value W1. If W is smaller than W1, the switch is closed, and the doctor blade 43 and the developing sleeve 4 are closed.
1 is set to the same potential. If W is equal to or greater than W1, the switch is opened to provide a potential difference between the doctor blade 43 and the developing sleeve 41.
【0049】以上のように構成すれば、現像装置の停止
時間が長くトナー帯電量が低いと予測される場合にも、
振動電界によりトナー帯電量を上昇させることができる
ため、画像背景部へのかぶりや飛散が防止できる。With the above configuration, even when the stopping time of the developing device is long and the toner charge amount is expected to be low,
Since the toner charge amount can be increased by the oscillating electric field, fogging and scattering on the image background portion can be prevented.
【0050】[0050]
【発明の効果】請求項1乃至6の発明によれば、現像剤
担持体に振動バイアスが印加されると、現像剤担持体と
現像剤規制部材との間にも該バイアスによる振動電界が
形成されるので、現像剤担持体と現像剤規制部材との間
でトナーとキャリアを撹拌することができる。したがっ
て、キャリアとの接触により平均的なトナーの帯電量を
上昇させることができるので、現像能力が高く、トナー
帯電量の安定したかぶりのない画像を得ることができ
る。また、現像剤担持体は容量素子を介して接地されて
いるので、該素子の容量を適正に選定することにより、
現像剤担持体と現像剤規制部材との間の電位差を調整で
きる。これにより、該電位差のが大きい場合に発生しや
すい放電を防止するので、放電による出力画像の品質低
下を防止することができる。According to the present invention, when an oscillating bias is applied to the developer carrier, an oscillating electric field due to the bias is formed between the developer carrier and the developer regulating member. Therefore, the toner and the carrier can be agitated between the developer carrier and the developer regulating member. Therefore, the average charge amount of the toner can be increased by contact with the carrier, so that an image having high developing ability and stable toner charge amount without fog can be obtained. Also, since the developer carrier is grounded via a capacitance element, by appropriately selecting the capacitance of the element,
The potential difference between the developer carrier and the developer regulating member can be adjusted. As a result, a discharge that is likely to occur when the potential difference is large is prevented, so that it is possible to prevent a deterioration in the quality of an output image due to the discharge.
【0051】また、現像装置を構成する現像剤担持体と
現像剤規制部材を利用し、かつ、現像時の現像バイアス
の印加により上記振動電界を発生させるので、別途、補
助電極及び電源を設けるような構成と比して、極めて簡
単な構成であるという優れた効果がある。Further, since the above-mentioned oscillating electric field is generated by using the developer carrying member and the developer regulating member constituting the developing device and applying the developing bias at the time of development, it is necessary to separately provide an auxiliary electrode and a power supply. There is an excellent effect that the configuration is extremely simple as compared with the simple configuration.
【0052】特に、請求項2の発明によれば、現像能力
と画像皮質をより向上させることができる。In particular, according to the invention of claim 2, the developing ability and the image cortex can be further improved.
【0053】特に、請求項3の発明によれば、切り換え
手段で現像剤規制手段の電位を切り換えるので、現像剤
担持体と現像剤規制手段との間の振動電界の発生を制御
できる。すなわち、トナー帯電量が多い場合には、切り
換え手段により現像剤担持体と現像剤規制部材を接続
し、現像剤規制手段の電位が現像剤担持体の電位と同電
位にする。これにより、両者の間では振動電界の発生が
なくなるので現像剤の撹拌作用を低下させ、トナー帯電
量が上昇しないように制御できる。一方、トナー帯電量
が小さい場合には、切り換え手段により現像剤担持体と
現像剤規制部材を切断する。これにより、振動電界によ
る現像剤の撹拌作用が発生するので、トナー帯電量を上
昇させることができる。このように、トナー帯電量に応
じて、振動電界の発生を制御することができるという優
れた効果がある。In particular, according to the third aspect of the present invention, since the potential of the developer regulating means is switched by the switching means, the generation of an oscillating electric field between the developer carrier and the developer regulating means can be controlled. That is, when the toner charge amount is large, the switching unit connects the developer carrier and the developer regulating member, and the potential of the developer regulating unit is set to the same potential as the potential of the developer carrier. As a result, no oscillating electric field is generated between the two, so that the stirring effect of the developer is reduced, and control can be performed so that the toner charge amount does not increase. On the other hand, when the toner charge amount is small, the switching means disconnects the developer carrier and the developer regulating member. This causes the developer to be stirred by the oscillating electric field, so that the toner charge amount can be increased. Thus, there is an excellent effect that the generation of the oscillating electric field can be controlled according to the toner charge amount.
【0054】特に、請求項4又は5の発明によれば、ト
ナー濃度検出手段の検出結果から推定するトナー帯電量
に応じて、自動的に、振動電界の発生を制御することが
できるという優れた効果がある。In particular, according to the invention of claim 4 or 5, the generation of the oscillating electric field can be automatically controlled in accordance with the toner charge amount estimated from the detection result of the toner density detecting means. effective.
【0055】特に、請求項6の画像形成装置によれば、
湿度によって変化するトナー帯電量に応じて、自動的
に、振動電界の発生を制御することができるという優れ
た効果がある。In particular, according to the image forming apparatus of claim 6,
There is an excellent effect that the generation of the oscillating electric field can be automatically controlled according to the toner charge amount that changes with humidity.
【0056】特に、請求項7の画像形成装置によれば、
現像装置の停止時間によって変化するトナー帯電量に応
じて、自動的に、振動電界の発生を制御することができ
るという優れた効果がある。In particular, according to the image forming apparatus of claim 7,
There is an excellent effect that the generation of the oscillating electric field can be automatically controlled according to the toner charge amount that changes according to the stop time of the developing device.
【図1】実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment.
【図2】同画像形成装置の現像装置の現像スリーブに印
加するACバイアスの波形の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of a waveform of an AC bias applied to a developing sleeve of a developing device of the image forming apparatus.
【図3】同現像装置の概略構成図。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the developing device.
【図4】同現像装置の等価回路図。FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the developing device.
【図5】実施形態2に係る現像装置の概略構成図。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a developing device according to a second embodiment.
【図6】同現像装置の等価回路図。FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of the developing device.
【図7】トナー帯電量とトナー総表面積をキャリア総表
面積で割った値との関係を表すグラフ。FIG. 7 is a graph showing a relationship between a toner charge amount and a value obtained by dividing a total toner surface area by a total carrier surface area.
【図8】実施形態3に係る現像装置のシステムブロック
図。FIG. 8 is a system block diagram of a developing device according to a third embodiment.
【図9】同現像装置のシステム制御に関するフローチャ
ート。FIG. 9 is a flowchart relating to system control of the developing device.
【図10】実施形態4に係る現像装置のシステムブロッ
ク図。FIG. 10 is a system block diagram of a developing device according to a fourth embodiment.
【図11】同現像装置のシステム制御に関するフローチ
ャート。FIG. 11 is a flowchart relating to system control of the developing device.
【図12】実施形態5に係る現像装置のシステムブロッ
ク図。FIG. 12 is a system block diagram of a developing device according to a fifth embodiment.
【図13】同現像装置のシステム制御に関するフローチ
ャート。FIG. 13 is a flowchart relating to system control of the developing device.
【図14】現像剤のトナーの帯電量分布の説明図。FIG. 14 is an explanatory diagram of a toner charge amount distribution of a developer.
1 感光体 2 帯電ローラ 4 現像装置 7 クリーニング装置 8 定着装置 9 レジストローラ対 11 トナー濃度センサー 12 湿度センサー 13 タイマー 14 制御部 15 スイッチ作動部 40 現像剤溜り 41 現像スリーブ 42 撹拌部材 43 ドクターブレード 45 現像バイアス電源 51 転写ローラ REFERENCE SIGNS LIST 1 photoconductor 2 charging roller 4 developing device 7 cleaning device 8 fixing device 9 registration roller pair 11 toner density sensor 12 humidity sensor 13 timer 14 control unit 15 switch operating unit 40 developer pool 41 developing sleeve 42 stirring member 43 doctor blade 45 developing Bias power supply 51 Transfer roller
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Claims (7)
剤を担持し、静電潜像が形成された像担持体と対向する
現像領域に搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に
担持された現像剤の量を規制する現像剤規制部材とを備
え、該現像剤担持体に周期的に変化する波形を有する振
動バイアスを印加して像担持体に形成された静電潜像を
現像する現像装置を有する画像形成装置において、 上記現像剤規制部材を容量素子を介して電気的に接地す
るよう構成したことを特徴とする画像形成装置。A developer carrying member for carrying a two-component developer comprising a toner and a magnetic carrier, and transporting the developer to a developing area opposed to an image carrier on which an electrostatic latent image is formed; A developer regulating member for regulating the amount of developer carried, and applying an oscillating bias having a waveform that changes periodically to the developer carrier to apply an electrostatic latent image formed on the image carrier. An image forming apparatus having a developing device for developing, wherein the developer regulating member is configured to be electrically grounded via a capacitance element.
を特徴とする画像形成装置。2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein said vibration bias is an asymmetric rectangular wave bias.
続/切断する切り換え手段を設けたことを特徴とする画
像形成装置。3. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising switching means for electrically connecting / disconnecting said developer carrier and said developer regulating member.
と、該検出手段の検出結果に基づいて、上記切り換え手
段の動作を制御する制御手段とを設けたことを特徴とす
る画像形成装置。4. An image forming apparatus according to claim 3, wherein said toner density detecting means detects the toner density in said developing device, and said control means controls the operation of said switching means based on the detection result of said detecting means. An image forming apparatus comprising:
め設定した第一の閾値及び第二の閾値とを比較した結果
に基づいて、該出力値が該第一の閾値以下となったとき
に上記切り換え手段が接続側に切り換えるように制御
し、該出力値が該第二の閾値以上となったときに該切り
換え手段が切断側に切り換えるように制御することを特
徴とする画像形成装置。5. The image forming apparatus according to claim 4, wherein the control means compares the output value of the toner density detection means with a first threshold value and a second threshold value set in advance. When the output value is equal to or less than the first threshold, the switching means controls to switch to the connection side, and when the output value is equal to or more than the second threshold, the switching means switches to the disconnection side. An image forming apparatus characterized in that the image forming apparatus is controlled as follows.
段と、該検出手段の検出結果に基づいて、上記切り換え
手段の動作を制御する制御手段とを設け、該制御手段
が、該湿度検出手段の出力値と予め設定した第三の閾値
及び第四の閾値とを比較した結果に基づいて、該出力値
が該第三の閾値以下となったときに該切り換え手段が接
続側に切り換えるように制御し、該出力値が該第四の閾
値以上となったときに該切り換え手段が切断側に切り換
えるように制御することを特徴とする画像形成装置。6. The image forming apparatus according to claim 3, wherein humidity detecting means for detecting humidity inside or near the image forming apparatus, and control means for controlling an operation of said switching means based on a detection result of said detecting means. The control means, based on the result of comparing the output value of the humidity detection means with a preset third threshold and a fourth threshold, the output value is less than the third threshold Wherein the switching means controls to switch to the connection side when the output value is equal to or greater than the fourth threshold value. apparatus.
手段の出力結果に基づいて、上記切り換え手段の動作を
制御する制御手段とを設けたことを特徴とする画像形成
装置。7. An image forming apparatus according to claim 3, further comprising: a time measuring means for measuring a stop time of said developing device; and a control means for controlling an operation of said switching means based on an output result of said time measuring means. An image forming apparatus characterized in that:
Priority Applications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2002328497A (en) * | 2001-05-01 | 2002-11-15 | Matsushita Graphic Communication Systems Inc | Image forming device |
US6856781B2 (en) * | 2001-02-20 | 2005-02-15 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus and method of developing an electrostatic latent image |
JP2011069982A (en) * | 2009-09-25 | 2011-04-07 | Fuji Xerox Co Ltd | Developing device and image forming apparatus |
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1998
- 1998-09-24 JP JP27022198A patent/JP3524398B2/en not_active Expired - Fee Related
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