JP2659387B2 - 現像装置 - Google Patents

現像装置

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JP2659387B2
JP2659387B2 JP63045899A JP4589988A JP2659387B2 JP 2659387 B2 JP2659387 B2 JP 2659387B2 JP 63045899 A JP63045899 A JP 63045899A JP 4589988 A JP4589988 A JP 4589988A JP 2659387 B2 JP2659387 B2 JP 2659387B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、2成分現像剤を用いる現像装置に関するも
のである。
〔従来技術〕
小型の2成分現像装置として、予め摩擦などにより帯
電されたトナーを現像スリーブ上を着磁搬送されている
現像剤(キヤリア)に接触、もしくはバイアス電荷効果
により補給する構成のものが提案されている。
しかし、上述の構成の現像装置では、トナーそのもの
は所定の帯電量を有しているにもかかわらず、非画像部
にもトナーが付着する、所謂地汚れ、或いはかぶりが発
生し、画質の低下,トナー消費量の増大をもたらす。前
記地汚れ,かぶりは、上記装置では、現像剤が余剰な電
荷を蓄積してしまい、このため現像域におけるトナーの
挙動が不安定なものになることから生じると考えられ
る。
例えば、マイナス帯電トナーを用いた場合、現像バイ
アスを−450ボルト,補給時の補給バイアスを−600ボル
ト,非補給時をフロートとすると、現像剤はマイナス方
向に過剰帯電することが実験によつて判明している。
〔目的〕
本発明は、上記従来技術に鑑みて、非画像部へのトナ
ーの付着を防止できる現像装置を提供することを目的と
する。
〔構成〕
本発明は上記の目的を達成させるため、内部に固定磁
石群を有し、かつ表面に2成分系現像剤を着磁搬送する
現像スリーブと、この現像スリーブ上の現像剤に接触ま
たは近接させることによりトナーを供給するトナー補給
手段とを有する現像装置において、トナー補給時とトナ
ー非補給時とで、前記トナー補給手段に印加するバイア
ス電圧を現像スリーブを基準として正負反転させるとと
もに、トナー補給時には前記トナー補給手段の駆動をオ
ンし、トナー非補給時には前記トナー補給手段の駆動を
オフする制御手段を設けたことを特徴としたものであ
る。
以下、本発明の一実施例に基づいて具体的に説明す
る。
第1図は現像装置の概略構成を示す正面図、第2図は
トナーセンサと制御手段との回路図、第3図は発光ダイ
オードとトナーセンサ出力のタイミングチヤート、第4
図はトナーセンサの出力に基づく制御に係るフローチヤ
ート、第5図は作動各部のタイミングチヤート、第6図
はトナー濃度とバイアス電圧との関係を示す図である。
第1図において、現像装置は、トナーをストツクして
いるトナータンク1,現像スリーブ2,トナー補給ローラ3,
トナー供給ローラ4,第1スクリユー5,第2スクリユー6,
薄層ブレード7,シール剤8,ドクターブレード9等からな
り、前記現像スリーブ2の一部を感光体ドラム10と対向
させている。また11は現像装置の下方に配され、反射型
フオトセンサからなるトナーセンサである。
前記現像スリーブ2は、内部に固定磁石群12を有し、
表面に2成分現像剤を着磁させ、矢印イ方向へ回転可能
であつて、感光体10上の静電潜像を現像バイアス13によ
り現像して可視像化する。現像スリーブ2に近接してト
ナー補給ローラ3が設置されており、このトナー補給ロ
ーラ3はトナー補給クラツチ14を介して本体駆動系(図
示せず)と接続されており、前記トナー補給クラッチ14
がオンされることにより矢印ロ方向へ回転する。
前記トナー補給ローラ3の周面、軸方向の全域に渡つ
て、トナー供給ローラ4,薄層ブレード7,シール剤8が圧
接されており、トナータンク1内のトナーが、前記トナ
ー補給ローラ3と同時に回転するトナー供給ローラ4に
より、トナー補給ローラ3上に擦り付けられ、トナー補
給ローラ3の回転と共に搬送され、薄層ブレード7によ
りトナー補給ローラ3上に連続して薄層化されるように
なつている。薄層化されたトナーは、一連の摩擦作用に
より帯電されており、現像スリーブ2上に着磁搬送され
ている現像剤に接触及び電気的作用にて取り込まれ、結
果的に現像剤中のトナー濃度を高くする。
前記トナー補給ローラ3の材料としては、NBR(ニト
リルゴム),シリコンゴム等のゴム材、フツ素樹脂など
の樹脂材があげられ、またこのゴム材,樹脂材をローラ
全体でなく、表層だけに設けたものでも良い。さらにト
ナー補給ローラ3の材料としてアルミニウム,ステンレ
ススチール等の金属製のローラも使用出来る。
また前記薄層ブレード7の材料としては、炭素鋼等の
薄板金属,シリコーンなどのゴム,フツ素樹脂なとの樹
脂等の適度の弾性を有するものが良い。
また前記トナー供給ローラ4は、金属の芯金に発泡ポ
リウレタンにカーボンを分散するなどして導電処理を施
したものを巻回した材料を用いると良い。
尚、上記トナー補給ローラ3,トナー供給ローラ4,薄層
ブレード7の材料の選定にあたつては、トナーの帯電極
性、或いは必要帯電量等を考慮して決定する。
前記現像スリーブ2とトナー補給ローラ3の間を通過
した現像剤は、引き続いて現像スリーブ2上に搬送さ
れ、ドクターブレード9により穂高を一定量に規制され
た後、再び現像域に至り、感光体ドラム10上の静電潜像
を顕像化する。
前記ドクターブレード9の上流側には、このドクター
ブレード9により規制を受けた現像剤が現像剤溜まりP
を形成しており、この溜まりP付近には第1スクリユー
5が現像スリーブ2に近接して設置されている。第1ス
クリユー5は現像スリーブ2と回転を共にし、前記溜ま
りPにある現像剤を軸方向の一端方向(本実施例では図
面の手前側)に搬送し、手前側に送られた現像剤は、手
前側端に溜まり込みブロツク(図示せす)をなし、一定
量以上になると、手前側端部に図示しない切り欠きを有
するスクリユーカバー15内に入り込むようにしてある。
このスクリユーカバー15内には、第2スクリユー6が設
置されており、この第2スクリユー6の搬送方向は前記
第1スクリユー5の搬送方向とは逆になるように巻き方
向,回転方向が設定されている。従つて、前記スクリユ
ーカバー15内に入り込んだ現像剤は、今度は逆にスクリ
ユーカバー15内を第2スクリユー6により図面上の奥側
へ搬送される。そしてスクリユーカバー15の奥側端底部
に形成された図示しない切り欠きから再び現像スリーブ
2上に落下することになる。
このように、現像剤が各部材の軸方向に循環撹拌され
ることにより、現像によるトナー消費差、或いは補給ム
ラを緩和することができ、常にトナー濃度のムラのない
現像剤を現像域に送ることが出来る。
また16は補給バイアスであつて、後述するように電圧
値が制御され、前記トナー補給ローラ3,トナー供給ロー
ラ4,薄層ブレード7に電気的に接続されている。
次に第2図,第3図,第4図にてトナーセンサによる
制御について説明する。
第2図において、トナーセンサ11は、発光ダイオード
(LED)20とフオトトランジスタ21よりなり、制御手段
であるメイン制御部22に接続されている。具体的には、
前記LED20は、抵抗23,可変抵抗24,トランジスタ25等の
電子素子を介してCPU(中央演算ユニット)26の出力ポ
ートP1に接続され、また前記フオトトランジスタ21は、
抵抗27,コンデンサ28等の電子素子を介して前記CPU26の
アナログポートP2に接続されている。さらにCPU26の後
述するようにして決定される補給信号の出力Dにて、ト
ナー補給用高圧電源である補給バイアス16の電圧値を決
定し、またドライバ29を介してトナー補給クラッチ14の
オン,オフが行われることになる。
次に、本実施例のトナー濃度制御について説明する。
第2図に示すように、感光体ドラム10の原稿画像領域外
にトナー濃度制御用の標準パターンGの潜像が形成さ
れ、現像装置にて顕像化されており、この顕像化された
パターンGがトナーセンサ11を通過することにより、パ
ターンGの反射光量が計測される。すなわち、前記LED2
0は、前記標準パターンGがトナーセンサ11に到達する
少し前から点灯し、LED20にて出射した光ビームθが感
光体ドラム10上を照射し、感光体ドラム10にて反射した
光ビームθをフオトトランジスタ21が受光し、感光体ド
ラム10の地肌反射出力VSGと、現像された標準パターン
Gの反射出力VSPとを検出する。
上述の具体的作動を第4図のフローチヤートに基づい
て説明する。まず、CPU26の出力ポートP1よりLED20のオ
ン信号が出されると(4−1)、LED20が点灯し、第3
図に示したLED20の点灯と、予め決められた前記VSG,VSP
の読み取りタイミングに従つて(4−2)、VSG,VSP
フオトトランジスタ21で検出され、CPU26のアナログポ
ートP2へ入る(4−3)。
そしてCPU26にてVSG,VSPの両出力がすべて入力される
と(4−4)、CPU26にてVSGとVSPとの比が取られ、こ
の値と予め決められた設定値とを比較することにより
(4−5)、VSP/VSGの値が設定値よりも大きいとトナ
ー補給クラツチ14をオンさせ、補給バイアス16の電圧値
をトナーがトナー補給ローラ3上から現像スリーブ2上
の現像剤に移るような値、例えば現像バイアス13が−45
0ボルトで、トナーにマイナス帯電極性を与えるもので
あれば、補給バイアス16は−600ボルトに設定される
(4−6)。
尚、本実施例では、トナーの付着量が多い程、トナー
センサ11の出力が小さい。つまり、トナー濃度が濃い
程、VSP/VSGの値は小さくなるように定めてある。
従つて、VSP/VSGの値が設定値よりも小さいとき(つ
まり、トナー濃度が濃いとき)は、トナー補給クラツチ
をオフ(トナー補給ローラ3オフ)させ、補給バイアス
16の電圧値を現像バイアス13(−450ボルト)を基準と
して、先の値(−600ボルト)に対して逆極性となるよ
うな値、例えば0ボルトに設定される(4−7)。
上述した作動に関係する各部の作動タイミングを第5
図にタイミングチヤートとして示した。
上述したように、本実施例では、トナー濃度が薄いと
きには、トナー補給ローラ3が回転し、トナーがトナー
補給ローラ3から現像スリーブ2上の現像剤へ移動する
ような電位差を有し、トナーが現像剤へ補給されトナー
濃度を濃くする。またトナー濃度が濃い場合には、トナ
ー補給ローラ3は停止しているが、現像スリーブ2上の
現像剤はトナー補給ローラ3を介して余剰な電荷を逃が
している。このようにすることにより、現像スリーブ2
上の現像剤は除電されて非画像部へのトナー付着(地汚
れ)が少なくなる。
また本実施例では、トナー非補給時の補給バイアス16
を0ボルトとしたが、現像剤の余剰電荷を逃がすような
電位差、即ち現像バイアス13の−450ボルト以上の値
(例えば、−350ボルト,−50ボルト,+200ボルト等)
であれば効果がみられる。
第6図に示した実験結果によれば、トナー非補給時の
補給バイアス16がフロートと0ボルトの場合、非画像部
のトナー付着量を濃度で比較すると、0ボルトの場合に
はフロートのときの約1/3の濃度であつた。また補給バ
イアス16の値を−450ボルト以上で変化させてみると、
−450ボルトと電位差が大きい方が非画像部へのトナー
付着が少ないという結果が出ている。
〔効果〕
以上説明したように、本発明によれば、トナー補給時
以外の時は、現像スリーブ上の現像剤の余剰な電荷を逃
がすために、トナー補給手段に現像スリーブに印加され
る電圧を基準として、トナー補給時と正負反転した電圧
を印加すると同時にトナー補給手段の駆動を停止させて
いる。これにより、一度現像スリーブ上の現像剤に補給
されるトナーが再度現像剤により搬送されて現像剤中の
トナーが多量にトナー供給手段に戻るのを防止し、現像
スリーブ上の現像剤の余剰な電荷を逃がすことができる
ので、非画像部へのトナーの付着が防止され、画質の低
下あるいはトナー消費量の増加を防ぐことが可能にな
る。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を示すものであり、第1図は現
像装置の概略構成を示す正面図、第2図はトナーセンサ
と制御手段との回路図、第3図は発光ダイオードとトナ
ーセンサ出力のタイミングチヤート、第4図はトナーセ
ンサの出力に基づく制御に係るフローチヤート、第5図
は作動各部のタイミングチヤート、第6図はトナー濃度
とバイアス電圧との関係を示す図である。 2……現像スリーブ、3……トナー補給手段、12……固
定磁石群、13……現像バイアス、16……補給バイアス、
22……制御手段。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内部に固定磁石群を有し、かつ表面に2成
    分系現像剤を着磁搬送する現像スリーブと、この現像ス
    リーブ上の現像剤に接触または近接させることによりト
    ナーを供給するトナー補給手段とを有する現像装置にお
    いて、 トナー補給時とトナー非補給時とで、前記トナー補給手
    段に印加するバイアス電圧を現像スリーブを基準として
    正負反転させるとともに、トナー補給時には前記トナー
    補給手段の駆動をオンし、トナー非補給時には前記トナ
    ー補給手段の駆動をオフする制御手段を設けたことを特
    徴とする現像装置。
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JPS58144861A (ja) * 1982-02-22 1983-08-29 Nec Home Electronics Ltd 電子写真複写機のトナ−補給装置
JPS59113463A (ja) * 1982-12-20 1984-06-30 Olympus Optical Co Ltd 静電潜像現像装置
JPS59111663A (ja) * 1982-12-17 1984-06-27 Olympus Optical Co Ltd 静電潜像現像装置

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