JP3029852B2 - Development method - Google Patents

Development method

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JP3029852B2
JP3029852B2 JP19645490A JP19645490A JP3029852B2 JP 3029852 B2 JP3029852 B2 JP 3029852B2 JP 19645490 A JP19645490 A JP 19645490A JP 19645490 A JP19645490 A JP 19645490A JP 3029852 B2 JP3029852 B2 JP 3029852B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、トナー担持体表面にトナーを担持して搬送
し、潜像担持体とトナー担持体とが互いに対向した現像
領域にて、潜像担持体に形成された静電線像にトナー担
持体上のトナーを静電的に移行させて静電潜像を可視像
化する現像方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for carrying toner on a surface of a toner carrier and transporting the toner. The present invention relates to a developing method for electrostatically transferring toner on a toner carrier to an electrostatic line image formed on an image carrier to visualize an electrostatic latent image.

〔従来技術〕(Prior art)

潜像担持体に形成された静電潜像を可視像化して記録
画像を得る電子複写機、レーザプリンタ或いはファクシ
ミリ等の画像形成装置において、必要に応じて補助剤を
外添したトナー、すなわち一成分系現像剤を用いる上記
形式の現像方法を採用することは従来より周知である。
In an image forming apparatus such as an electronic copying machine, a laser printer, or a facsimile that obtains a recorded image by visualizing an electrostatic latent image formed on a latent image carrier, a toner externally added with an auxiliary agent as necessary, The adoption of the above-mentioned type of developing method using a one-component developer is conventionally well known.

かかる現像方式は、キャリアを含む二成分系現像剤を
用いる現像方式に比べ、装置の維持管理を簡素化でき、
装置の構造を小型化できる利点が得られる。この現像方
法は、例えば、トナー容器に収容されたトナーをトナー
担持体の表面に担持させ、かかるトナーを現像領域へ搬
送して現像に供するように構成されている。その際、ト
ナー容器内のトナーが少なくなってくると、トナー担持
体に供給されるトナー量も減少する。またトナー担持体
を含めた現像装置の各要素の経時的な劣化や環境条件の
変化などによってもトナー担持体に供給されるトナー量
が減少し、或いは異常に増大することもある。
Such a development method can simplify the maintenance of the apparatus as compared with a development method using a two-component developer containing a carrier,
The advantage that the structure of the device can be miniaturized is obtained. In this developing method, for example, the toner contained in a toner container is carried on the surface of a toner carrier, and the toner is transported to a development area and used for development. At this time, as the amount of toner in the toner container decreases, the amount of toner supplied to the toner carrier also decreases. In addition, the amount of toner supplied to the toner carrier may decrease or increase abnormally due to the deterioration of each element of the developing device including the toner carrier with time or changes in environmental conditions.

このようにトナー担持体上のトナー量が変化すると、
これにより形成される可視像の濃度が変化し、所定濃度
の可視像を得ることができなくなる。例えばトナー担持
体に担持されて現像領域へ搬送されるトナーの量が所定
量よりも減少すれば、可視像の画像濃度が低下し、その
画質が劣化する。
When the amount of toner on the toner carrier changes as described above,
As a result, the density of the formed visible image changes, and it becomes impossible to obtain a visible image having a predetermined density. For example, if the amount of the toner carried on the toner carrier and conveyed to the developing area is smaller than a predetermined amount, the image density of the visible image is reduced, and the image quality is deteriorated.

そこで、潜像担持体に、現像装置のトナーによって基
準パターン像を形成し、その画像濃度を発光素子と受光
素子より成るセンサによって検知し、その結果に基づい
て現像領域における静電潜像へのトナーの移行量を制御
し、可視像の画像濃度を調整することが考えられる。例
えば、トナー担持体上のトナー量が所定量よりも減少す
ると、基準パターン像の画像濃度が低下するので、セン
サがこれを検知したとき、トナー担持体に印加する電圧
を調整して該担持体と潜像担持体との間のバイアス電界
を強め、トナーが静電潜像へ移行しやすくすることによ
って、可視像の画像濃度の低下を防止するのである。
Therefore, a reference pattern image is formed on the latent image carrier using the toner of the developing device, and the image density is detected by a sensor including a light emitting element and a light receiving element. It is conceivable to adjust the image density of the visible image by controlling the transfer amount of the toner. For example, when the amount of toner on the toner carrier decreases below a predetermined amount, the image density of the reference pattern image decreases. When the sensor detects this, the voltage applied to the toner carrier is adjusted to adjust the voltage. By increasing the bias electric field between the photoconductor and the latent image carrier, the toner is easily transferred to the electrostatic latent image, thereby preventing the image density of the visible image from lowering.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

ところが上述の方法によると、先ず潜像担持体に基準
パターン像を形成し、しかる後その画像濃度を検知する
が、この動作を、実際の現像動作時以外の時期に行わな
ければならないため、画像形成速度が低下する不具合を
免れない。実際の現像動作と並行して検知動作を行うこ
とができれば、画像形成速度の低下を防止できるのであ
るが、上述の方法ではこのような検知を行うことができ
ない。
However, according to the above-described method, first, a reference pattern image is formed on the latent image carrier, and thereafter, the image density is detected. However, since this operation must be performed at a time other than the actual development operation, the image Inevitably, the forming speed is reduced. If the detection operation can be performed in parallel with the actual developing operation, a decrease in the image forming speed can be prevented, but such detection cannot be performed by the above-described method.

本発明の目的は、上述した欠点を簡単な構成によって
除去できる現像方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a developing method capable of eliminating the above-mentioned disadvantages with a simple configuration.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明は、上記目的を達成するため、冒頭に記載した
形式の現像方法において、前記トナー担持体上に担持さ
れて搬送されるトナーの量が少ないときよりも、当該ト
ナーの量が多いときの方が、そのトナー層の表面に大き
な凹凸ができるように、トナー担持体上にトナーを担持
させ、前記トナー担持体上のトナーに対し、そのトナー
粒子の直径よりも大きな光束径の発光素子からの光を照
射し、その反射光を受光素子に入射させることにより、
トナー担持体上に担持されたトナーの量を検知し、その
結果に基づいて、現像領域における静電潜像へのトナー
の移行量を制御し、可視像の画像濃度を調整することを
特徴とする現像方法を提案する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a developing method of the type described at the beginning, wherein the amount of the toner is larger than the amount of the toner carried on the toner carrier and conveyed. In this case, the toner is carried on the toner carrier so that large irregularities are formed on the surface of the toner layer, and the toner on the toner carrier has a light flux having a light beam diameter larger than the diameter of the toner particles. By irradiating the light of the
The amount of toner carried on the toner carrier is detected, and based on the result, the amount of toner transferred to the electrostatic latent image in the developing area is controlled to adjust the image density of the visible image. Is proposed.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明す
る。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明に係る方法を実施する現像装置の一例
を示す概略図であり、先ずその全体構成と作用を明らか
にする。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a developing device for carrying out the method according to the present invention. First, the overall configuration and operation will be clarified.

第1図において、潜像担持体の一例であるドラム状の
感光体1は矢印A方向に駆動され、これに対向して現像
装置2が設けられている。現像装置2のトナー容器3内
には、必要に応じて補助剤が外添されたトナー4、すな
わち一成分系現像剤が収容されている。トナー4は非磁
性トナーであっても、また磁性トナーであってもよい
が、第1図の例では非磁性トナーが用いられるものとす
る。同様に第1図に示したトナーの体積固有抵抗率は10
7〜1012Ωcm程度であるとする。
In FIG. 1, a drum-shaped photoconductor 1, which is an example of a latent image carrier, is driven in the direction of arrow A, and a developing device 2 is provided to face the photoconductor. In the toner container 3 of the developing device 2, a toner 4, to which an auxiliary agent is added as necessary, that is, a one-component developer is stored. The toner 4 may be a non-magnetic toner or a magnetic toner, but in the example of FIG. 1, a non-magnetic toner is used. Similarly, the specific volume resistivity of the toner shown in FIG.
It is assumed to be about 7 to 10 12 Ωcm.

トナー容器3の前後の側板には、該容器の開口から一
部を露出した状態で現像ローラ5が支持され、該ローラ
5は感光体1に対向して、図における反時計方向に回転
駆動される。現像ローラ5はトナー担持体の一構成例を
なすものであるが、かかるローラ5の代りにベルト状の
トナー担持体を用いることもできる。
On the front and rear side plates of the toner container 3, a developing roller 5 is supported in a state where a part thereof is exposed from an opening of the container, and the roller 5 is rotated counterclockwise in FIG. You. The developing roller 5 is an example of a toner carrier, but a belt-shaped toner carrier may be used instead of the roller 5.

またトナー容器3の前後の側板にはトナー供給部材の
一例であるトナー供給ローラ6が支持され、該ローラ6
は現像ローラ5に接触しながら例えば反時計方向に回転
駆動される。
A toner supply roller 6 as an example of a toner supply member is supported on front and rear side plates of the toner container 3.
Is rotated counterclockwise, for example, while contacting the developing roller 5.

トナー容器3内のトナー4は、時計方向に回転するア
ジテータ7により撹拌されつつ、トナー供給ローラ6に
運ばれ、次いでこのローラ6によって現像ローラ5に供
給される。この供給時にトナーは所定の極性に摩擦帯電
され、現像ローラ5の周面に静電的に付着し、現像ロー
ラ5に担持される。第1図の例では、説明の便宜上、ト
ナー4が正極性に帯電されるものとして説明する。
The toner 4 in the toner container 3 is conveyed to the toner supply roller 6 while being stirred by the agitator 7 rotating clockwise, and then supplied to the developing roller 5 by the roller 6. During this supply, the toner is frictionally charged to a predetermined polarity, electrostatically adheres to the peripheral surface of the developing roller 5, and is carried on the developing roller 5. In the example of FIG. 1, the toner 4 is described as being charged to a positive polarity for convenience of explanation.

現像ローラ5の表面に供給担持されたトナーは、該ロ
ーラ5の回転によって搬送され、層厚規制部材の一例で
あるドクターブレード8によってならされ、均一な厚さ
に規制される。次いでこのトナーは感光体1と現像ロー
ラ5の対向した現像領域9へ搬送され、ここで、感光体
1に形成された静電潜像に静電的に移行し、該潜像を可
視像化する。
The toner supplied and carried on the surface of the developing roller 5 is conveyed by the rotation of the roller 5, is leveled by a doctor blade 8 as an example of a layer thickness regulating member, and is regulated to a uniform thickness. Next, the toner is conveyed to a developing area 9 where the photoconductor 1 and the developing roller 5 are opposed to each other, where the toner is electrostatically transferred to an electrostatic latent image formed on the photoconductor 1 and the latent image is converted into a visible image. Become

上述のように、本例の現像方法は、現像ローラ5より
成るトナー担持体の表面にトナーを担持して搬送し、感
光体1より成る潜像担持体とトナー担持体とが互いに対
向した現像領域9にて、潜像担持体に形成された静電潜
像にトナー担持体上のトナーを静電的に移行させ、その
静電潜像を可視像化するように構成されている。
As described above, in the developing method of the present embodiment, the toner is carried on the surface of the toner carrier composed of the developing roller 5 and transported, and the latent image carrier composed of the photoconductor 1 and the toner carrier are opposed to each other. In the area 9, the toner on the toner carrier is electrostatically transferred to the electrostatic latent image formed on the latent image carrier, and the electrostatic latent image is visualized.

現像を供されずに現像領域9を通過したトナーは、現
像ローラ5に担持されたままトナー供給ローラ6のとこ
ろに戻される。また感光体1上に形成された可視像は図
示していない転写紙に転写され、定着装置によって転写
紙上に定着される。
The toner that has passed through the development area 9 without being subjected to development is returned to the toner supply roller 6 while being carried on the development roller 5. Further, the visible image formed on the photoreceptor 1 is transferred to a transfer sheet (not shown) and fixed on the transfer sheet by a fixing device.

本例の現像ローラ5は第2図乃至第4図に示すよう
に、例えばアルミニウムやステンレス鋼等の導電性の基
体10の周面部分に多数の微小誘電体11が分散して固定さ
れたものとなっていて、このローラ5の表面に導電性基
体10自体の導体面12と、これに固着された誘電体11の表
面が規則的又は不規則状態で露出している。各誘電体11
の形状やその大きさは適宜設定できる。表面に露出した
誘電体の形状が例えば円形であるとした場合、その径は
例えば10乃至500μm、好ましくは50乃至300μm程度に
設定され、現像ローラ5の全表面積に対する、誘電体11
の表面積比率は例えば30乃至70%程度に設定される。誘
電体11は、トナーの帯電極性と反対の極性、本例では負
極性に摩擦帯電される材質のものが選択される。
As shown in FIGS. 2 to 4, the developing roller 5 of the present embodiment has a structure in which a number of minute dielectrics 11 are dispersed and fixed on the peripheral surface of a conductive substrate 10 such as aluminum or stainless steel. The conductive surface 12 of the conductive substrate 10 itself and the surface of the dielectric 11 fixed thereto are exposed on the surface of the roller 5 in a regular or irregular state. Each dielectric 11
And the size thereof can be set as appropriate. If the shape of the dielectric exposed on the surface is, for example, circular, the diameter is set to, for example, about 10 to 500 μm, preferably about 50 to 300 μm.
Is set to, for example, about 30 to 70%. As the dielectric 11, a material having a polarity opposite to the charging polarity of the toner, that is, a material frictionally charged to a negative polarity in this example is selected.

一方、現像ローラ5に接するトナー供給ローラ6は、
例えば発泡体ローラやファーブラシローラより成り、現
像ローラ5の誘電体11の表面に接触して、これをトナー
の帯電極性と反対の負極性に摩擦帯電させる材料から構
成されている。
On the other hand, the toner supply roller 6 in contact with the developing roller 5
For example, it is composed of a foam roller or a fur brush roller, and is made of a material that comes into contact with the surface of the dielectric 11 of the developing roller 5 and frictionally charges this to a negative polarity opposite to the charging polarity of the toner.

先に説明したように、現像領域9を通過した現像ロー
ラ部分はトナー供給ローラ6のところに移動して該ロー
ラ6に接触し、現像に供されなかったトナーはトナー供
給ローラから受けるスキャベンジンク力によって掻き落
される。同時に、現像ローラ5の誘電体11はトナー供給
ローラ6との摩擦によってトナーの帯電極性と反対の負
極性に帯電される。
As described above, the portion of the developing roller that has passed through the developing area 9 moves to the toner supply roller 6 and comes into contact with the roller 6, and the toner that has not been used for development receives scavenging zinc received from the toner supply roller. It is scraped off by force. At the same time, the dielectric 11 of the developing roller 5 is charged to a negative polarity opposite to the charging polarity of the toner by friction with the toner supply roller 6.

一方、前述の如くトナー供給ローラ6の周面に接触し
ながら現像ローラ5に運ばれるトナーは、トナー供給ロ
ーラ6と現像ローラ5との摩擦によって正極性に摩擦帯
電される。このとき、現像ローラ4の各誘電体11は負極
性に摩擦帯電していて、各誘電体11のまわりには導体面
12が存在し、現像ローラ5の表面は、多数の誘電体11の
ところだけに選択的に負極性の電荷が付与されている。
これにより第5図に示すように、負に帯電した各誘電体
11とそのまわりの導体面12との間に閉電界Eが形成され
る。現像ローラ5の表面の近傍に微小閉電界(マイクロ
フィールド)が形成されるのである。その際、各誘電体
11の表面積は微小であるため、各閉電界は所謂エッジ効
果によってその強度が高まる。かかる閉電界によって、
正に帯電したトナーは、誘電体11に強く引かれ該ローラ
5上に多量に離れ難い状態で保持される。現像ローラ5
に担持されたトナーがドクターブレード8によって層厚
を規制されるとき、帯電の充分なトナーは微小閉電界に
よって現像ローラ5の表面に強く保持されるが、帯電量
の小なるトナーはドクターブレード8との接触圧によっ
て除去され、帯電量の大なるトナーだけが多量に現像領
域9へ搬送され、前述の如く静電潜像を可視像化する。
On the other hand, as described above, the toner carried to the developing roller 5 while being in contact with the peripheral surface of the toner supply roller 6 is frictionally charged to a positive polarity by the friction between the toner supply roller 6 and the development roller 5. At this time, each dielectric 11 of the developing roller 4 is negatively triboelectrically charged, and a conductor surface is provided around each dielectric 11.
In the surface of the developing roller 5, negative charges are selectively applied only to a large number of dielectrics 11.
As a result, as shown in FIG.
A closed electric field E is formed between 11 and the conductor surface 12 around it. A minute closed electric field (microfield) is formed near the surface of the developing roller 5. At that time, each dielectric
Since the surface area of 11 is very small, the strength of each closed electric field is increased by the so-called edge effect. With such a closed electric field,
The positively charged toner is strongly pulled by the dielectric 11 and is held on the roller 5 in such a state that it hardly separates. Developing roller 5
When the layer thickness of the toner carried on the developing roller 5 is regulated by the doctor blade 8, a sufficiently charged toner is strongly held on the surface of the developing roller 5 by a minute closed electric field. As a result, only a large amount of toner having a large charge amount is conveyed to the developing area 9 to visualize the electrostatic latent image as described above.

感光体1の導電性のベースはアースされ、これに対し
て現像ローラ5の導電性基体10には、電源50によって直
流電圧、又はこれに交流を重畳した電圧が印加され、か
かる状態で、感光体1と現像ローラ5の間に電界が形成
され、静電潜像の可視像化が実行される。
The conductive base of the photoreceptor 1 is grounded, while a DC voltage or a voltage obtained by superimposing an AC voltage is applied to the conductive base 10 of the developing roller 5 by a power supply 50, and the photosensitive base is An electric field is formed between the body 1 and the developing roller 5, and the electrostatic latent image is visualized.

上述のように、図示した現像装置2によると多量のト
ナーを現像ローラ5に担持して現像領域9へ搬送し、高
品質な可視像を形成することができる。ところが、先に
も説明した如く、トナー容器3内のトナー4の量が減少
してくると、現像ローラ5へ供給されるトナー量も不足
し、これを放置すれば可視像の画像濃度が低下し、その
画質が劣化する。環境条件の変化などによっても現像ロ
ーラ5に担持されて現像領域9へ搬送されるトナー量が
減少することがある。或いは環境条件の変化などによ
り、現像ローラ5上に過大な量のトナーが担持され、こ
れが現像領域9へ搬送されることもあり、この場合には
可視像の画像濃度が異常に高くなり、やはりその画質が
劣化する恐れがある。
As described above, according to the developing device 2 illustrated, a large amount of toner is carried on the developing roller 5 and is conveyed to the developing area 9 so that a high-quality visible image can be formed. However, as described above, when the amount of the toner 4 in the toner container 3 decreases, the amount of the toner supplied to the developing roller 5 also runs short. And the image quality deteriorates. The amount of toner carried on the developing roller 5 and conveyed to the developing area 9 may also decrease due to a change in environmental conditions or the like. Alternatively, due to a change in environmental conditions or the like, an excessive amount of toner is carried on the developing roller 5 and may be transported to the developing area 9, in which case the image density of the visible image becomes abnormally high, Again, the image quality may be degraded.

そこで、本実施例においては、現像ローラ5上のトナ
ーの量をセンサによって検知し、これに基づいて可視像
の画像濃度を調整するように構成されている。以下、そ
の具体的構成例を明らかにする。
Therefore, in this embodiment, the amount of toner on the developing roller 5 is detected by a sensor, and the image density of a visible image is adjusted based on the detected amount. Hereinafter, a specific configuration example will be clarified.

第1図及び第4図に示すように、例えばドクターブレ
ード8と現像領域9との間の現像ローラ部分に対向し
て、発光素子30と受光素子31を有するセンサ32が配置さ
れている。発光素子30からの光によって現像ローラ5上
に担持されたトナーを照射し、その反射光を受光素子31
に入射させることにより、現像ローラ5上のトナー量を
検知するのである。
As shown in FIGS. 1 and 4, for example, a sensor 32 having a light emitting element 30 and a light receiving element 31 is disposed opposite to a developing roller portion between the doctor blade 8 and the developing area 9. The light carried by the light emitting element 30 irradiates the toner carried on the developing roller 5, and the reflected light is reflected by the light receiving element 31.
Is detected, the amount of toner on the developing roller 5 is detected.

第6図及び第7図は、上述のセンサ32によって現像ロ
ーラ上のトナーの量を検知できる原理を明らかにする説
明図である。現像ローラ5の近傍空間の電界は、現像ロ
ーラ5の表面Xから離れる程、すなわち第6図及び第7
図にYで示した向きの距離が大きくなる程弱くなる。こ
のため、第7図に示す如く現像ローラ5の表面Xに少量
のトナー4が付着しているときは、このトナー4が現像
ローラ5の表面に均一な層をなして付着し、そのばらつ
きも少ないが、第6図に示す如く現像ローラ5上のトナ
ー4の量が多いときは、現像ローラ5の表面からY方向
に離れるに従ってトナーの量が減少し、その表面が凹凸
をなす。特に本例のように、現像ローラ5の表面に誘電
体11の表面と導体面12とが露出し、これらの間に微小閉
電界が形成されているときは、トナーの帯電極性と逆極
性に帯電した誘電体11の表面に多量にトナーが付着する
傾向となるので、現像ローラ上のトナー量が多いと、そ
の表面の凹凸は著しくなる。
FIG. 6 and FIG. 7 are explanatory diagrams for clarifying the principle that the above-mentioned sensor 32 can detect the amount of toner on the developing roller. The electric field in the space near the developing roller 5 increases as the distance from the surface X of the developing roller 5 increases, that is, in FIGS.
It becomes weaker as the distance in the direction indicated by Y in the figure increases. Therefore, when a small amount of toner 4 adheres to the surface X of the developing roller 5 as shown in FIG. 7, the toner 4 adheres to the surface of the developing roller 5 in a uniform layer, and the variation thereof is also small. When the amount of the toner 4 on the developing roller 5 is large, as shown in FIG. 6, the amount of the toner decreases as the distance from the surface of the developing roller 5 in the Y direction increases, and the surface becomes uneven. In particular, as in this example, when the surface of the dielectric 11 and the conductor surface 12 are exposed on the surface of the developing roller 5 and a minute closed electric field is formed therebetween, the polarity is opposite to the charging polarity of the toner. Since a large amount of toner tends to adhere to the charged surface of the dielectric 11, if the amount of toner on the developing roller is large, unevenness on the surface becomes remarkable.

上述のように、本例の現像方法は、トナー担持体の一
例である現像ローラ5上に担持されて搬送されるトナー
の量が少ないときよりも、当該トナーの量が多いときの
方が、そのトナー層の表面に大きな凹凸ができるよう
に、トナー担持体上にトナーを担持させるのである。そ
の際、第6図のように多量のトナー4が現像ローラ上に
担持されているとき、これに発光素子30から光を照射す
ると、トナー層表面に多数の凹凸があるため、その反射
光は激しく散乱するが、第7図のようにトナーの付着量
が少ないと、反射光の散乱は極めて少なくなる。従っ
て、前者のようにトナー量が多いときは受光素子31には
少量の光が入射することになり、後者のようにトナー量
が少なくなると、受光素子31には多量の光が入射する。
このため、受光素子31への入射光量の相違によって、現
像ローラ5上のトナーの量を検知することができる。
As described above, according to the developing method of the present embodiment, when the amount of the toner is larger than the amount of the toner carried and conveyed on the developing roller 5 which is an example of the toner carrier, The toner is carried on the toner carrier so that large irregularities are formed on the surface of the toner layer. At this time, when a large amount of the toner 4 is carried on the developing roller as shown in FIG. 6, when light is irradiated from the light emitting element 30 to the toner, there are many irregularities on the surface of the toner layer. Although the light is strongly scattered, if the amount of toner adhered is small as shown in FIG. 7, the scattering of the reflected light is extremely small. Therefore, when the amount of toner is large as in the former case, a small amount of light is incident on the light receiving element 31, and when the amount of toner is small as in the latter case, a large amount of light is incident on the light receiving element 31.
Therefore, the amount of toner on the developing roller 5 can be detected based on the difference in the amount of light incident on the light receiving element 31.

本例の現像方法では、上述した点に着目し、現像ロー
ラ5より成るトナー担持体上のトナー4に対し、発光素
子30からの光を照射し、その反射光を受光素子31に入射
させることにより、トナー担持体上に担持されたトナー
の量を検知するように構成されている。そして、センサ
32によるトナー量の検知結果に基づいて、現像領域9に
おける静電潜像へのトナーの移行量を制御し、可視像の
画像濃度を調整する。例えば、センサ32の受光素子31か
らの出力が第4図に示したように制御装置33に入力さ
れ、ここでセンサ32の出力と基準値とが比較される。こ
れによって例えば現像ローラ上のトナーの付着量が所定
量よりも少ないと判断されたときは、制御装置33によっ
て電源50(第1図も参照)が制御され、現像ローラ5
と、感光体1上の静電潜像との間の電界が強められるよ
うに、現像ローラ5への印加電圧が調整される。これに
より、現像ローラ5上のトナーが静電潜像へ移行しやす
くなるので、現像ローラ5上のトナー量の不足を補うこ
とができ、所定濃度の可視像を形成できる。現像ローラ
5上のトナーの量が多すぎると判断されたとき、感光体
1の静電潜像と現像ローラ5との間の電界が弱まるよう
に現像ローラ5への印加電圧を制御し、トナーが潜像に
移行し難しく、所定濃度の可視像が得られるように制御
することもできる。このようにして、常に所定濃度の可
視像を形成することができるのである。
In the developing method of the present embodiment, focusing on the above points, the light from the light emitting element 30 is irradiated on the toner 4 on the toner carrier composed of the developing roller 5 and the reflected light is incident on the light receiving element 31. Is configured to detect the amount of toner carried on the toner carrier. And the sensor
Based on the detection result of the toner amount by 32, the amount of transfer of the toner to the electrostatic latent image in the developing area 9 is controlled to adjust the image density of the visible image. For example, the output from the light receiving element 31 of the sensor 32 is input to the control device 33 as shown in FIG. 4, where the output of the sensor 32 is compared with a reference value. Thus, for example, when it is determined that the amount of toner adhered on the developing roller is smaller than a predetermined amount, the power supply 50 (see also FIG. 1) is controlled by the control device 33 and the developing roller 5
The voltage applied to the developing roller 5 is adjusted so that the electric field between the photoconductor 1 and the electrostatic latent image on the photoconductor 1 is increased. This makes it easier for the toner on the developing roller 5 to transfer to the electrostatic latent image, so that the shortage of the toner amount on the developing roller 5 can be compensated and a visible image having a predetermined density can be formed. When it is determined that the amount of toner on the developing roller 5 is too large, the voltage applied to the developing roller 5 is controlled so that the electric field between the electrostatic latent image on the photoconductor 1 and the developing roller 5 is weakened. Is difficult to transfer to a latent image, and control can be performed so that a visible image having a predetermined density can be obtained. In this way, a visible image of a predetermined density can always be formed.

上述のトナーの量の検知時に、トナー層を照射する光
ビームの光束径があまり小さいと、トナーの極く一部だ
けに光が当って、トナー層表面の凹凸状態を正しく検知
できなくなるので、この光束径をトナー粒子の直径より
も大きく上まわる大きさとし、トナー層表面の比較的大
きな面積を検知できるように構成されている。例えばト
ナー粒子の直径が5乃至20μmであるとしたとき、光ビ
ームの光束径を100乃至150μm程度に設定する。このよ
うに本例の現像方法においては、現像ローラ5より成る
トナー担持体上のトナーに対し、そのトナー粒子の直径
よりも大きな光束径の発光素子30からの光を照射してい
るのである。
At the time of detecting the amount of toner described above, if the luminous flux diameter of the light beam irradiating the toner layer is too small, light shines only on a very small part of the toner, and it becomes impossible to correctly detect the unevenness state of the toner layer surface. The light beam diameter is set to be larger than the diameter of the toner particles, and a relatively large area of the toner layer surface can be detected. For example, when the diameter of the toner particles is 5 to 20 μm, the light beam diameter of the light beam is set to about 100 to 150 μm. As described above, in the developing method of the present embodiment, the light from the light emitting element 30 having a light beam diameter larger than the diameter of the toner particles is applied to the toner on the toner carrier including the developing roller 5.

また、現像ローラ5に付着したトナーの量と受光素子
31の受光量の関係をさらに追加的に説明すると、両者の
関係は第8図に例示する如くなる。トナー付着量の少な
いPで示した範囲においては、トナー層だけについて考
えると、トナー付着量と受光量は点線の如く変化する
が、現像ローラ自身の表面平滑度やその反射率の影響に
より実際は実線のように変化する。また、現像ローラ上
のトナー付着量の多いRで示した範囲においては、曲線
が一定値に近づき、トナー付着量が増大しても受光量に
大きな変化は見られない。これに対し、通常の現像動作
時の現像ローラ5上のトナー付着量は、第8図にQで示
した範囲となり、この範囲でトナー量を検知することに
なるが、かかる範囲においては、トナー付着量と受光量
の関係がほぼ一定となり、正しくトナー量の検知を行う
ことができる。
Further, the amount of toner adhered to the developing roller 5 and the light receiving element
The relationship between the amounts of received light at 31 will be further described. The relationship between them is as illustrated in FIG. In the range indicated by P where the toner adhesion amount is small, the toner adhesion amount and the received light amount change as indicated by a dotted line when only the toner layer is considered. However, the solid line actually changes due to the surface smoothness of the developing roller itself and the reflectance thereof. It changes like Further, in the range indicated by R where the amount of toner adhered to the developing roller is large, the curve approaches a constant value, and no significant change in the amount of received light is observed even when the amount of adhered toner increases. On the other hand, the toner adhesion amount on the developing roller 5 during the normal developing operation is in a range indicated by Q in FIG. 8, and the toner amount is detected in this range. The relationship between the amount of adhesion and the amount of received light is almost constant, and the amount of toner can be correctly detected.

第4図、第6図及び第7図では、発光素子30と受光素
子31とを現像ローラ5の表面に対して傾斜させて配置し
た状態で示してあるが、トナー層の表面の凹凸状態の検
知精度を高めるため、発光素子30からの光が現像ローラ
5の表面に対して垂直に入射し、その反射光を受光素子
31で受光できるように両素子30,31を配置することが望
ましい。
4, 6 and 7, the light emitting element 30 and the light receiving element 31 are shown as being inclined with respect to the surface of the developing roller 5. In order to increase the detection accuracy, light from the light emitting element 30 is perpendicularly incident on the surface of the developing roller 5 and the reflected light is reflected by the light receiving element
It is desirable to arrange both elements 30 and 31 so that light can be received by 31.

また発光素子1の光源としてHe−Neレーザなどを用い
ることができるが、このような光が感光対1に当り、そ
の静電潜像に悪影響を与える恐れのあるときは、発光素
子30から受光素子31までの光ビームを覆う遮光部材(図
示せず)を設け、その光が感光対1を照射しないように
構成するとよい。
Further, a He-Ne laser or the like can be used as a light source of the light emitting element 1. However, when such light hits the photosensitive pair 1 and may adversely affect the electrostatic latent image, the light receiving element 30 receives light. It is preferable to provide a light shielding member (not shown) that covers the light beam up to the element 31 so that the light does not irradiate the photosensitive pair 1.

また第1図に示したドクターブレード8を金属などの
導体により構成し、これに対して、破線で示した如く電
源51によって、現像ローラ5上のトナーの帯電極性と同
極性の電圧を印加し、トナーに対して電荷を注入するこ
とにより、トナーの電荷量を高めることもできるが、こ
のような構成を採用した場合、センサ32の出力に基づい
て、制御装置33によって電源51を制御し、ドクターブレ
ード8に印加する電圧を調整することもできる。例えば
現像ローラ5上のトナーの量が少なすぎると判断された
ときは、ドクターブレード8への印加電圧を高め、トナ
ーに注入される電荷量を増大させ、このトナーが現像領
域9において感光体1上の静電潜像に移行しやすくし、
可視像の画像濃度の低下を防止するのである。また現像
ローラ5上のトナーの量が多すぎるときは、ドクターブ
レード8への印加電圧を下げ、トナーに注入される電荷
量を減少させ、このトナーが現像領域9において静電潜
像へ移行し難くし、可視像の画像濃度が異常に高くなる
不具合を阻止するように制御することもできる。
The doctor blade 8 shown in FIG. 1 is made of a conductor such as a metal, and a voltage having the same polarity as the charged polarity of the toner on the developing roller 5 is applied thereto by a power source 51 as shown by a broken line. By injecting charge into the toner, the charge amount of the toner can be increased.However, when such a configuration is employed, the power supply 51 is controlled by the control device 33 based on the output of the sensor 32, The voltage applied to the doctor blade 8 can also be adjusted. For example, when it is determined that the amount of toner on the developing roller 5 is too small, the voltage applied to the doctor blade 8 is increased to increase the amount of charge injected into the toner. Make it easier to move to the upper electrostatic latent image,
This prevents a reduction in the image density of the visible image. If the amount of toner on the developing roller 5 is too large, the voltage applied to the doctor blade 8 is reduced to reduce the amount of charge injected into the toner, and this toner transfers to the electrostatic latent image in the developing area 9. It is also possible to make control so as to prevent the problem that the image density of the visible image becomes abnormally high.

いずれにしても図示した構成では、現像ローラ5上の
トナーの量を直接検知しているので、通常の現像動作時
にこの検知動作を実行し、これに対する処置をなすこと
ができる。よって、専ら検知動作だけを行う時間をなく
すことができ、一旦感光体に基準パターン像を作り、そ
の画像濃度を検知する方法に比べ、全体の画像形成速度
を速めることができる。
In any case, in the illustrated configuration, since the amount of toner on the developing roller 5 is directly detected, this detecting operation can be performed during a normal developing operation, and a measure can be taken. Therefore, the time for performing only the detection operation can be eliminated, and the entire image forming speed can be increased as compared with the method of once forming a reference pattern image on the photoconductor and detecting the image density.

以上、導体面12と誘電体11の表面が表面に露出した現
像ローラ5を用い、その表面近傍に微小閉電界を形成す
る形式の現像方法に本発明を適用した具体例を説明した
が、本発明は、従来より公知な各種形式のトナー担持体
を用いる現像方法にも広く適用できる。例えば導電性の
基体表面に絶縁層を積層して成るトナー担持体を用い、
その表面の絶縁層を、例えば第1図に示した如きトナー
供給ローラ6との摩擦により帯電させ、その電荷によっ
てトナーをトナー担持体表面に付着させる現像方法にお
いても、そのトナー担持体上のトナーの付着量の多少に
よって、第6図及び第7図に示したように、トナー層表
面に激しい凹凸ができたり、逆にその表面が平滑になる
ので、これをセンサによって検知し、トナー量を検出す
ることができる。
In the above, a specific example in which the present invention is applied to a developing method in which a minute closed electric field is formed near the surface using the developing roller 5 in which the surfaces of the conductor surface 12 and the dielectric 11 are exposed has been described. The present invention can be widely applied to a developing method using a conventionally known toner carrier of various types. For example, using a toner carrier formed by laminating an insulating layer on the surface of a conductive substrate,
In the developing method in which the insulating layer on the surface is charged by friction with the toner supply roller 6 as shown in FIG. 1, for example, and the toner adheres to the surface of the toner carrier by the charge, the toner on the toner carrier is also used. 6 and 7, the surface of the toner layer has severe irregularities depending on the amount of adhesion, or the surface of the toner layer becomes smooth. Conversely, this is detected by a sensor, and the toner amount is detected. Can be detected.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、トナー担持体上のトナー量を直接検
知するので、その検知動作を通常の現像動作時に実行で
き、無駄な時間を省くことができる。これにより、画像
形成速度の低下を防止することが可能である。
According to the present invention, since the amount of toner on the toner carrier is directly detected, the detection operation can be performed during a normal developing operation, and wasteful time can be saved. As a result, it is possible to prevent a decrease in image forming speed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明に係る方法を実施する現像装置の一例を
示す断面図、第2図は現像ローラの誘電体と該ローラに
付着するトナーを模式的に拡大して示した説明図、第3
図は同じく誘電体の表面を模式的に表わした現像ローラ
表面の拡大図、第4図は現像ローラと、これに対置され
たセンサの斜視図、第5図は現像ローラ表面の近傍に形
成される微小閉電界を説明する図、第6図及び第7図は
現像ローラ表面のトナーの付着状態を示す説明図、第8
図は現像ローラ上のトナー付着量と受光素子の受光量と
の関係の一例を示す図である。 4……トナー、9……現像領域 30……発光素子、31……受光素子
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a developing device for carrying out the method according to the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing an enlarged view of a dielectric material of a developing roller and toner attached to the roller. 3
FIG. 4 is an enlarged view of the surface of the developing roller also schematically showing the surface of the dielectric, FIG. 4 is a perspective view of the developing roller and a sensor opposed thereto, and FIG. 5 is formed near the surface of the developing roller. FIGS. 6 and 7 are explanatory views showing the state of toner adhesion on the surface of the developing roller, and FIGS.
The figure shows an example of the relationship between the toner adhesion amount on the developing roller and the light reception amount of the light receiving element. 4 ... toner, 9 ... development area 30 ... light emitting element, 31 ... light receiving element

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 榎木 繁和 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (72)発明者 岩田 尚貴 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 昭64−40965(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/08 G03G 21/00 370 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Shigekazu Enoki 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Co., Ltd. (72) Inventor Naoki Iwata 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo No. Ricoh Co., Ltd. (56) References JP-A-64-40965 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G03G 15/08 G03G 21/00 370

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】トナー担持体表面にトナーを担持して搬送
し、潜像担持体とトナー担持体とが互いに対向した現像
領域にて、潜像担持体に形成された静電潜像にトナー担
持体上のトナーを静電的に移行させて静電潜像を可視像
化する現像方法において、 前記トナー担持体上に担持されて搬送されるトナーの量
が少ないときよりも、当該トナーの量が多いときの方
が、そのトナー層の表面に大きな凹凸ができるように、
トナー担持体上にトナーを担持させ、前記トナー担持体
上のトナーに対し、そのトナー粒子の直径よりも大きな
光束径の発光素子からの光を照射し、その反射光を受光
素子に入射させることにより、トナー担持体上に担持さ
れたトナーの量を検知し、その結果に基づいて、現像領
域における静電潜像へのトナーの移行量を制御し、可視
像の画像濃度を調整することを特徴とする現像方法。
An electrostatic latent image formed on the latent image carrier in a developing area where the latent image carrier and the toner carrier are opposed to each other; In a developing method of electrostatically transferring toner on a carrier to visualize an electrostatic latent image, the toner may be smaller than the amount of toner carried and conveyed on the toner carrier. When the amount is large, the surface of the toner layer has large irregularities,
Carrying the toner on the toner carrier, irradiating the toner on the toner carrier with light from a light emitting element having a light beam diameter larger than the diameter of the toner particles, and causing the reflected light to enter the light receiving element By detecting the amount of toner carried on the toner carrier, the amount of toner transfer to the electrostatic latent image in the development area is controlled based on the result, and the image density of the visible image is adjusted. A developing method characterized by the above-mentioned.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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