JP3877244B2

JP3877244B2 - Image forming apparatus

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Publication number: JP3877244B2
Application number: JP5243497A
Authority: JP
Inventors: 信貴竹内; 尚史庄司; 昌彦赤藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-02-20
Filing date: 1997-02-20
Publication date: 2007-02-07
Anticipated expiration: 2017-02-20
Also published as: JPH10232539A

Description

【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に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像形成装置に用いられる乾式現像装置にはキャリアとトナーからなる二成分系現像剤を現像スリーブ等の現像剤担持体表面に担持して感光体等の像担持体表面に形成された潜像に供給して現像する二成分現像装置と、必要に応じて帯電制御剤等が外添されたトナー（以下、トナーという）からなりキャリアを含まない一成分系現像剤を現像剤担持体表面に担持して像担持体表面に形成された潜像に供給して現像する一成分現像装置とが知られている。
【０００３】
このような乾式現像装置を用いる画像形成装置において、環境変動により現像プロセスが受ける影響は大きい。例えばトナーを高温高湿の状況下にさらすとトナーの帯電量分布のばらつきが大きくなり、逆帯電トナーが発生しやすい状況になる傾向がある。この逆帯電トナーは現像プロセスにおいて非画像部領域に引きつけられる特性があり、高画質化の妨げとなる画像の地汚れなどを招く。一方、低温低湿環境下では、トナーの帯電量の絶対値が大きくなる傾向にあり、画像濃度を低下させてしまう。
【０００４】
また、高速現像時においても安定したトナー搬送が可能である二成分現像方式を採用した画像形成装置では、キャリアの抵抗値の変動がトナーの帯電量に大きな影響を与える。そして、該キャリアの抵抗値が環境変動によって変化すると、トナー帯電量は大きく変動する。そして、該トナーの帯電量の変動により、画像濃度の変動が生じてしまう。
【０００５】
環境変動に伴う画像濃度の変動を防ぐ手段としては、現像バイアスの直流成分を上昇させたり潜像担持体としての感光体に対する線速比を上昇させたりすることが考えられる。
しかしながら現像バイアスの直流成分を過剰に上昇させると感光体と現像スリーブとの間で火花放電を起こし画像品質を著しく低下させたり、地汚れを助長したりする。また、対感光体線速比を上昇させ過ぎると、画像チリ、地汚れが増加し、やはり画像品質を低下させてしまうこととなる。また、機構的に現像スリーブの温度を上昇させてしまうこととなるため、それに伴う現像スリーブの熱膨張が起こり、現像ギャップを狭くしてしまい結果として駆動系に大きなストレスを与えたり、画像濃度を低下させてしまったりしてしまう。さらに、現像スリーブの温度上昇に伴う弊害としてトナーの現像スリーブへの固着が考えられる。固着が起きると現像することが困難となってしまい、高画質の画像を提供するのに大きな障害となる。
【０００６】
このような弊害を伴うことなく、環境変動によらず画像の品質を向上するには、現像バイアスとしてＡＣパルスバイアスを印加するのが有効である。さらに、トナーが現像スリーブから感光体に付勢する方向に電界を形成する電圧値と、トナーが感光体から現像スリーブに付勢する方向に電界を形成する電圧値とを有するＡＣパルスバイアスを現像バイアスとして印加し、それぞれの電圧値を印加する時間を制御することによって、環境変動によらずより適正な画像を提供することが可能となる。
【０００７】
例えば、特開平７−１３４４７９号公報、又は、特開平７−１３４４８０号公報においては、現像装置に温度センサーや気圧センサーを取り付け、該センサからの情報によってそれぞれの電圧値を印加する時間を制御する技術が開示されている。そして、これにより、高温高湿や低温低湿などの環境変動による画質の低下の防止を行っている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特開平７−１３４４７９号公報又は特開平７−１３４４８０号公報に開示されている装置の構成においては、温度センサーや気圧センサーを取り付ける必要があるので、ユニット的に複雑化せざるを得なくなり、コストも上昇してしまうという問題点があった。
【０００９】
また、二成分現像方式を採用した現像装置を用いる画像形成装置において、上記キャリアの抵抗値は、環境変動による変化のみならず、キャリアの膜削れやスペント化といった経時変動によっても変化する。そして、該経時変動によってキャリアの抵抗値が変化すると、トナー帯電量も変化し、出力画像も乱れてくるという問題点もあった。
【００１０】
また、上記キャリアの膜削れやスペント化が進行すると、キャリアとしての役割を果たせなくなり、交換処理を行う必要がある。特に、環境変動の大きい地域では、膜削れやスペント化が起こりやすく、経時変化によるキャリアの状態を知るのは適正な出力画像を得るのに不可欠の要素である。
【００１１】
本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、二成分現像方式を採用した現像装置を備えた画像形成装置であって、キャリアの抵抗値の変動による画像変動を簡易な機構で防止可能な画像形成装置を提供することである。
【００１２】
【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、表面に磁性キャリアとトナーとを含む現像剤を磁気ブラシ状に担持する現像剤担持体により潜像担持体との対向部に現像剤を搬送し、該現像剤担持体に矩形波バイアスを印加して該潜像担持体上の静電潜像を現像する現像装置を備えた画像形成装置において、上記磁気ブラシに接触するように配設された電極部材と、該現像剤担持体と該電極部材との間の現像剤を介して、該電極部材に流れる電流を検出する検出手段と、上記矩形波バイアスの時間平均値を一定に維持しつつ、該検出手段により検出した電流が所定の電流値よりも小さくなったときには該矩形波バイアスのデューティ比を大きくし、かつ、該検出手段により検出した電流が所定の電流値よりも大きくなったときには該矩形波バイアスのデューティ比を小さくするように、該矩形波バイアスのデューティ比を変化させるデューティ比制御手段とを設けたことを特徴とするものである。
ここで、上記デューティ比とは、矩形波バイアスの１周期Ｔのうち、上記現像剤担持体から上記潜像担持体へトナーを移動させるような電位を印加する印加時間をｔ1としたときの、１周期Ｔに占める上記印加時間ｔ1の比率、すなわち、ｔ１／Ｔ×１００（％）をいう。
【００１３】
この画像形成装置においては、上記現像剤担持体と、上記磁気ブラシに接触するように配設された電極部材との間の現像剤を介して該電極部材に流れる電流を、上記検出手段により検出し、該検出手段による検出結果に基づいて、上記矩形波バイアスのデューティ比を変化させる。例えば、上記電極部材に流れる電流が所定の電流値よりも小さくなった場合には、上記現像剤担持体と電極部材との間の現像剤の抵抗値が大きくなり、トナー帯電量が大きくなっていることが考えられる。そして、該トナー帯電量の増加のために画像濃度が低下することが予想される。そこで、この場合には、上記矩形波バイアスのデューティ比を大きくする。これにより、上記現像剤担持体から上記潜像担持体へトナーを移動させるような電位を印加する印加時間が長くなるので、より多くのトナーを潜像担持体側へ移動させることができる。あるいは、上記電極部材に流れる電流が所定の電流値よりも大きくなった場合には、上記現像剤担持体と電極部材との間の現像剤の抵抗値が小さくなり、トナー帯電量が小さくなっていることが考えられる。そして、該トナー帯電量の減少のために画像濃度が上昇することが予想される。そこで、この場合には、上記矩形波バイアスのデューティ比を小さくする。これにより、上記現像剤担持体から上記潜像担持体へトナーを移動させるような電位を印加する印加時間が短くなるので、トナーが潜像担持体側へ移動しにくくなる。
更に、この画像形成装置においては、上記矩形波バイアスの時間平均値を一定に保ったままデューティ比を変化させる。これにより、地汚れの発生を防止し、該地汚れによる画質の低下を防止することもできる。
【００１４】
請求項２の発明は、上記現像剤担持体上の現像剤層厚を規制する層厚規制部材を備えた請求項１の画像形成装置において、該層厚規制部材を上記電極部材として兼用したことを特徴とするものである。
【００１５】
この画像形成装置においては、上記層厚規制部材を上記電極部材として兼用する。
【００１６】
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、上記電極部材と現像剤担持体との間に所定の直流バイアスを印加することにより、上記電極部材に流れる電流を検出するように上記検出手段を構成したことを特徴とするものである。
【００１７】
この画像形成装置においては、上記電極部材と現像剤担持体との間に所定の直流バイアスを印加して、該現像剤担持体と該電極部材との間の現像剤を介して上記電極部材に流れる電流を検出する。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項１、２、又は、３の画像形成装置において、上記検出手段による検出を、上記現像剤担持体停止時に行うように構成したことを特徴とするものである。
【００１９】
この画像形成装置においては、上記検出手段による検出を、上記現像剤担持体停止時に行う。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真複写機（以下、複写機という）に適用した一実施形態について説明する。
図１は、該複写機の基本構成の概略を示す正面図である。先ず、複写機全体の概略について説明する。図１において、潜像担持体としての感光体ドラム１は帯電手段としての帯電ローラ２により一様に帯電された後、図示しない露光装置としての書き込み手段から画像情報により強度変調された露光用の光３が照射されて露光されることで画像情報が書き込まれ、静電潜像が形成される。この静電潜像は、感光体ドラム１の右側方に設けられた現像装置４にて、現像バイアスが印加されている現像スリーブ上のトナーが付着してトナー像化される。トナー像が作られた感光体ドラム１は回転移動し、給紙部（図示せず）より図示しない転写紙上の画像形成位置先端部が画像先端部と転写手段としての転写ローラ５との対向部で一致するようなタイミングで搬送されてきた転写紙に、転写ローラ５部でトナー像が転写される。トナー像が転写された転写紙は、図示しない分離チャージャにより感光体ドラム１から分離され、図示しない定着部に送られる。そして、定着部において熱と圧力によってトナーが転写紙へ融着され、コピー紙として機外に排出される。一方、転写後の感光体ドラム１上に残ったトナーはクリーニング部としてのクリーニングブレード６により掻き落とされ、感光体ドラム１はトナーが除去された状態となり図示しない除電ランプからの除電光７により残留電荷が除電され、上記帯電ローラ２による次の帯電に備えられる。
【００２１】
図２は、同複写機の現像装置４の概略構成を示す正面図である。なお、この現像装置では、静電潜像の現像方式として、帯電電位が除去された領域にトナーを付着させる、いわゆる反転現像方式を採用している。
この現像装置４は、上記感光体ドラム１表面に向けた開口を備えたハウジング４１と、導電性材料で形成された後述する電流検出用電極部材（以下、電極部材という）４２と、現像剤担持体としての現像スリーブ４３と、ハウジング４１内の非磁性トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤（以下、現像剤という）４４を撹拌すると共に現像スリーブ４３側に搬送する第１、２現像剤撹拌搬送ローラ４５、４６と、これらのローラ４５、４６間に設けられた仕切板４７と、現像スリーブ４３の回転で感光体ドラム１との対向部である現像領域に搬送される該スリーブ４３上の現像剤の厚みを均一にならすように規制する層厚規制部材としてのブレード４８とを備えている。また、現像スリーブ４３には、直流電圧に交番電圧を重畳して生成した所定の矩形波バイアスを現像バイアスとして印加するための現像バイアス用電源４９が接続されている。
【００２２】
図３は、現像装置４で用いる現像バイアスの波形の説明図である。この現像装置においては、現像スリーブ４３から感光体ドラム１にトナーを移動させる第一電位部と感光体ドラム１から現像スリーブ４３にトナーを移動させる第２電位部とが交互に繰り返されるような矩形波バイアスを現像バイアスとして現像スリーブ４３に印加する。この現像バイアスは、所定の直流電圧Ｖ₀にピークツウピークＶ_P-Pが該第一電位部の電位Ｖ₁と該第二電位部の電位Ｖ₂との差の絶対値｜（Ｖ₁−Ｖ₂）｜の交番電圧を重畳することにより生成している。そして、矩形波バイアスの１周期において、上記現像スリーブ４３から感光体ドラム１にトナーを移動させる電位Ｖ₁の印加時間をｔ₁、感光体ドラム１から現像スリーブ４３にトナーを移動させる電位Ｖ₂の印加時間をｔ₂としたときの、１周期Ｔ＝ｔ₁＋ｔ₂に対する上記現像スリーブ４３から感光体ドラム１にトナーを移動させる電位Ｖ₁の印加時間ｔ₁の割合ｔ₁／（ｔ₁＋ｔ₂）×１００（％）をデューティという。
図３中Ｖ_aは、時間平均電圧値である。時間平均電圧値は現像バイアスの時間平均値であり、Ｖ_a＝Ｖ₂＋（Ｖ₁−Ｖ₂）ｔ₁／Ｔで表される。従って、該現像バイアスの交番電圧のデューティ、ピークツウピークＶ_P-P、及び直流電圧値Ｖ₀により設定することができる。
【００２３】
上記感光体ドラム１、現像スリーブ４３、及び、第１、２現像剤撹拌搬送ローラ４５、４６は、ハウジング４１に対して平行に配列されており、それぞれ独立に回転可能に構成されている。その回転方向はそれぞれ図中矢印で示した方向である。また、上記現像スリーブ４３は円筒状の回転可能な非磁性スリーブであり、内部に固定の磁極を備えている。
【００２４】
次に、上記現像装置４の基本的な現像工程を説明する。
ハウジング４１に貯留されている現像剤４４は、第１、２現像剤撹拌搬送ローラ４５、４６より撹拌されながら、現像スリーブ４３側へ順次搬送される。第１、２現像剤撹拌搬送ローラ４５、４６にはスパイラル状の溝が形成されており、これらのローラによる現像剤４４の搬送方向が互いに逆方向になるように回転方向が設定されている。該撹拌搬送によって、現像剤４４中のトナーは、キャリアとの摩擦により所定の帯電量に帯電する。現像スリーブ４３へ搬送された現像剤４４は、該スリーブ４３内部の磁極によりスリーブ表面に吸着後、ブレード４８により層厚を一定に規制され、磁気ブラシ（穂立ち）を形成する。該磁気ブラシは、現像スリーブ４３の回転により感光体ドラム１との対向位置、すなわち、現像領域に搬送される。そして、現像スリーブ４３に印加された現像バイアスによって現像スリーブ４３と感光体ドラム１との間に静電界が形成され、該静電界によりトナー粒子が感光体ドラム１上の潜像に引きつけられ、該潜像を現像する。
【００２５】
そして、本実施形態においては、上記電極部材４２を、上記現像スリーブ４３表面の磁気ブラシに接触するように設置し、電流計４２１を該電極部材４２に接続している。該電極部材４２は、現像スリーブ４３に近接して固定されており、該現像スリーブ４３の回転によっても該現像スリーブ４３に接触することはない。また、図示の例においては該電極部材４２をブレード４８とは別に設けることにより、画像濃度に関係する該ブレード４８と現像スリーブ４３表面との間隔、すなわち、ドクターギャップを該電極部材４２と現像スリーブ４３との距離に関わらず自由に設定することができる。図４は、該現像スリーブ４３表面の現像剤と上記電極部材４２との位置関係を説明するための説明図である。現像スリーブ４３と電極部材４２とは、現像剤中のキャリア４４ａを介して電気的に接続されている。従って、現像スリーブ４３に現像バイアス電圧が印加されると、該キャリア４４ａを介して電極部材４２に電流が流れることとなる。そして、上記電流計４２１により、該電流値、例えば該電流の実効値を計測する。
【００２６】
このように現像バイアス用電源４９、現像スリーブ４３、キャリア４４ａ、及び、電流計４２１によって構成された上記電極部材４２に流れる電流を検出するための検出手段としての電流検出回路において、キャリア４４ａの抵抗値が変化すると、上記電流計によって計測される電流値が変化することとなる。具体的には、キャリア４４ａの抵抗値が大きくなるほど、電流値は小さくなる。本実施形態ではこのような電流の変化を利用して上記キャリア４４ａによるトナー帯電量の変化を間接的に検出し、該検出結果に基づいて上記デューティを変化させるデューティ比制御手段とを設けることで画像濃度の変動を防止するような構成を採用している。以下、この構成について説明する。
図５は、本実施形態の複写機の上記デューティ比制御手段としての制御部１００の一例の概略構成図である。該制御部１００は、上記電流値と、所定の画像濃度を得るための現像バイアスに関する情報との対応表が予め記憶されている参照テーブル１０１と、該参照テーブル１０１からの情報に基づいて、現像スリーブに印加する現像バイアスの１／１０００の大きさの波形を発生する波形発生回路１０２とを有している。
【００２７】
上記参照テーブル１０１には、上記現像バイアスに関する情報として、上記現像バイアスのデューティ、上記第一電位部の電位Ｖ₁、及び、第二電位部の電位Ｖ₂が上記電流値に対応して記憶されている。例えば、図６は、該電流値とデューティとの対応を示す説明図である。
上記電流値が小さいほど、キャリア４４ａの抵抗値は大きくなっていると考えられる。キャリア４４ａの抵抗値が大きいと、該キャリア４４ａの電荷保持力が大きくなり、該キャリア４４ａに付着するトナーの帯電量も大きくなる。従って、画像濃度が低下するおそれがある。逆に言えば、上記電流値が大きいほど、キャリア４４ａの抵抗値は小さくなっていると考えられる。キャリア４４ａの抵抗値が小さいと、該キャリア４４ａの電荷保持力が小さくなり、該キャリア４４ａに付着するトナーの帯電量も小さくなる。従って、画像濃度が上昇するおそれがある。そこで、図６に示すように、検出される電流が小さいほどデューティを大きくして、現像スリーブ４３から感光体ドラム１へトナーを移動させる電位、すなわちＶ₁を印加する印加時間が長くなるようにする。これにより、より多くのトナーを感光体ドラム側へ移動させることができるので、画像濃度の低下を防止することができる。逆に言えば、検出される電流が大きいほどデューティを小さくして、現像スリーブ４３から感光体ドラム１へトナーを移動させる電位、すなわちＶ₁を印加する印加時間が短くなるようにする。これにより、より多くのトナーを感光体ドラム側へ移動させることができるので、画像濃度の上昇を防止することができる。このように電流値に応じてデューティを変化させることで、キャリアの抵抗値の変動による画像変動を防止し、画像濃度を一定に保つことができる。また、本実施形態においては、上記現像バイアスの時間平均値Ｖ_aは一定に保ったままデューティを変化させる。そして、この時間平均値Ｖ_aを一定に保つために上記ピークツウピークを一定に保った状態で上記第一電位部の電位Ｖ₁、及び、第二電位部の電位Ｖ₂を変化させる。これにより、地汚れの発生を防止し、該地汚れによる画質の低下を防止することもできる。
【００２８】
上記制御部において、上記電流計４２１による電流値が参照テーブル１０１に入力されると、該電流値に基づいて、所定の画像濃度を得るために必要な現像バイアスに関する情報、すなわち、上記現像バイアスのデューティ、上記第一電位部の電位Ｖ₁、及び、第二電位部の電位Ｖ₂が上記参照テーブル１０１から選択される。そして、その情報が波形発生回路１０２に出力される。該波形発生回路１０２は、該情報に基づいて、現像スリーブに印加する現像バイアスの１／１０００の大きさの波形を発生する。そして、該波形発生回路１０２からの波形が、増幅器１０３に出力されて１０００倍に増幅され、現像スリーブ４３に出力される。
なお、上記参照テーブル１０１に代え、演算式に従って上記現像バイアスに関する情報を算出するように構成してもよい。
【００２９】
前述したように、現像剤中のキャリアの抵抗値は、キャリアの膜削れやスペント化といった経時変動が生じると変化する。そして、該キャリアの膜削れやスペント化が進行すると、キャリアとしての役割を果たせなくなり、交換処理が必要となる。キャリアの寿命については、通常どの程度の画像形成に用いられるとキャリアの交換が必要となるかというデータが取られてはいるが、装置の使用場所や使用条件によってそれが早められることがある。そして、キャリアの交換が必要になったにも関わらず交換処理が行われないと、良好な画像形成ができなくなってしまうおそれがある。本実施形態の複写機においては、上記電流の検出を行うことで、キャリアの抵抗値を検出することができる。これにより、該電流の検出を行ってキャリアの抵抗値の変動を検出し、キャリアの劣化時期を特定することができる。よって、キャリアが劣化した状態で画像形成が行われてしまうのを防止することが可能となる。
【００３０】
上記電極部材に流れる電流の検出を上記矩形波バイアスを印加することにより行った場合、該矩形波バイアスのデューティを変化させることによって電極部材に流れる電流も変化することとなる。このため、上記参照テーブル１０１が複雑になってしまう。そこで、上記電極部材に流れる電流の検出は、該電極部材４２と現像スリーブ４３との間に所定の直流バイアスを印加することにより行ってもよい。このような現像スリーブ４３へのバイアス印加の一例について、図７を用いて説明する。図７（ａ）は、現像動作時の現像スリーブ４３へのバイアス印加を説明するための説明図、図７（ｂ）は、現像動作停止時の現像スリーブ４３へのバイアス印加を説明するための説明図である。
図７に示すように、現像スリーブ４３に現像バイアスを印加するための現像バイアス用電源４９は、直流電圧用電源１０ａと、交番電圧用電源１０ｂとを直列接続して構成されている。そして、該直流電圧用電源１０ａによる直流電圧に該交番電圧用電源１０ｂによる交番電圧が重畳された電圧が出力される第１端子Ｃ１と、上記直流電圧用電源１０ａによる直流電圧が出力される第２端子Ｃ２とを有している。そして、該現像バイアス用電源４９は、スイッチＳを介して上記現像スリーブ４３に接続されており、該スイッチＳによって、現像スリーブ４３に接続する端子を上記第１端子Ｃ１又は上記端子Ｃ２に切り換えるように構成されている。
【００３１】
現像動作時には、図７（ａ）に示すように、第１端子Ｃ１が上記現像スリーブに接続される。これにより、直流電圧に交番電圧を重畳して生成した所定の矩形波バイアスが現像バイアスとして該現像スリーブ４３に印加される。また、現像スリーブの駆動が停止している例えば現像動作前あるいは現像動作終了時に上記スイッチが切り替わり、第２端子Ｃ２が上記現像スリーブ４３に接続される。これにより、上記矩形波バイアスの直流成分、すなわち、上記直流電圧用電源１０ａによる直流電圧のみが、上記現像スリーブ４３に印加される。このとき、上記電極部材４２と上記現像スリーブ４３との間には、上記直流電圧に応じた直流バイアスが印加されることとなる。そして、この状態で上述の電流計４２１による電流計測が行われ、該電流値に応じて次回の現像動作時に現像スリーブ４３に印加する現像バイアスに関する情報、すなわち、現像バイアスのデューティ、上記第一電位部の電位Ｖ₁、及び、第二電位部の電位Ｖ₂が選択される。このように、該電極部材４２と現像スリーブ４３との間に所定の直流バイアスを印加することにより、該電極部材４２に流れる電流を計測すれば、現像バイアスのデューティ比の変化に関わらず、電流値に対してリニアにデューティを制御することができるので、上記参照テーブル１０１が簡単になる。さらに、該矩形波バイアスのパルスが高速な場合には、該矩形波バイアスの印加時の電流を計測するのが困難であるのでＡ／Ｄ変換等を行う必要があるが、直流バイアスを印加することにより、Ａ／Ｄ変換などを行う必要がなくなるので、コストダウンが可能であり、装置構成が簡単になる。
【００３２】
また、現像動作前あるいは現像動作終了時などの現像スリーブ４３の駆動停止時に上記電流の検出を行うようにすれば、例えば現像スリーブ４３の中心軸のずれによる回転ブレや、現像スリーブ４３表面の凹凸による該現像スリーブ４３表面と電極部材４２との距離の変動等に起因する電気的なノイズが該電流の検出時に生じなくなる。従って、該電流の検出時に生じるノイズが現像スリーブ４３回転時に比して低減し、ばらつきの少ない電流値を得ることができる。このため、該電流値に対応した適正なデューティを容易に決定することができる。また、上記現像スリーブ４３回転時に電流を検出するように構成した場合には、上記ノイズによるばらつきの影響を少なくするための方法、例えば所定の回数の電流計測値の平均値を算出し、該算出値に基づいて上記デューティの制御を行うなどの方法をとる必要があり、制御回路が複雑になってしまう。しかし、現像スリーブ４３回転停止時に電流を検出するように構成した場合にはノイズによるばらつきが小さいため、上記現像スリーブ４３回転時に電流を検出するように構成した場合に比して制御回路自体を簡略することができる。
【００３３】
図８に図１の複写機に用いられる現像装置の変形例を示す。
前述の図２の現像装置においては、上記電流検出用の電極部材４２を上記層厚規制部材としてのブレード４８とは別体に設けたのに対し、図８の現像装置においては、上記ブレード４８を電流検出用の電極部材として兼用している。その他の部分については図２の現像装置と同様であるので同じ符号を付し、説明を省略する。
図８の現像装置において、ブレード４８は導電性材料で構成されており、図２の現像装置の電極部材４２と同様に、電流計４２１が接続されている。そして、図２の現像装置の場合と同様に、該ブレード４８に流れる電流を検出して、該電流値に基づいて上述の制御部１００により、上記現像バイアスのデューティ、上記第一電位部の電位Ｖ₁、及び、第二電位部の電位Ｖ₂を制御する。
【００３４】
このように、上記ブレード４８を電流検出用の電極部材として兼用すれば、新たに検出用部材を設ける必要がないため、該検出用部材を取り付けるためのスペースを確保する必要がなく、装置の小型化が可能となる。
【００３５】
以上、本実施形態によれば、上記制御部１００により、上記電極部材４２に流れる電流値に応じてデューティを変化させることで、画像濃度の変動を防止することができる。さらに、該電流の検出を行うことでキャリアの劣化時期の特定も可能となるので、キャリアが劣化した状態で画像形成が行われてしまうのを防止することも可能となる。
【００３６】
また、該電極部材４２と現像スリーブ４３との間に所定の直流バイアスを印加することにより上記電極部材に流れる電流の検出を行うように構成すれば、現像バイアスのデューティ比の変化に関わらず電流値に対してリニアにデューティを制御することができるので、上記参照テーブル１０１が簡単になり、制御部の構成が簡単になる。さらに、Ａ／Ｄ変換なども不要なので、装置構成が簡易になり、コストダウンが可能となる。
【００３７】
また、現像スリーブ４３の駆動停止時に上記電流の検出を行うことにより、該電流の検出時に生じるノイズが現像スリーブ４３回転時に比して低減し、ばらつきの少ない電流値を得ることができる。このため、該電流値に対応した適正なデューティを容易に決定することができる。また、ノイズによるばらつきが小さいため、上記現像スリーブ４３回転時に電流を検出するように構成した場合に比して制御回路自体を簡略することができる。
【００３８】
さらに、上記ブレード４８を電流検出用の電極部材として兼用した場合、新たに検出用部材を取り付けるためのスペースを確保する必要がなく、装置の小型化が可能となる。
【００３９】
なお、上記実施形態では、静電潜像の現像方式として反転現像方式を採用した例について説明を行ったが、該静電潜像の現像方式として正規現像方式を採用した場合でも、本発明を適用することができて、同様の効果を得ることができる。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１乃至４の発明によれば、上記現像剤担持体と、上記磁気ブラシに接触するように配設された電極部材との間の現像剤を介して該電極部材に流れる電流を上記検出手段によって検出した結果に基づいて、上記矩形波バイアスのデューティ比を変化させるので、湿度センサや気圧センサなどの複雑な機構を用いることなく、簡易な機構でキャリアの抵抗値の変動による画像変動を防止し、画像濃度を一定に保つことができるという優れた効果がある。さらに、該電流の検出を行うことでキャリアの劣化時期の特定も可能となるので、キャリアが劣化した状態で画像形成が行われてしまうのを防止することも可能となるという効果もある。加えて、上記矩形波バイアスの時間平均値を一定に保ったままデューティ比を変化させるので、地汚れによる画質の低下を防止することができるという優れた効果もある。
【００４１】
また、請求項２の発明によれば、上記層厚規制部材を上記電極部材として兼用するので、該電極部材を取り付けるためのスペースを確保する必要がなく、装置の小型化が可能となるという優れた効果がある。
【００４２】
また、請求項３の発明によれば、上記上記電極部材と現像剤担持体との間に所定の直流バイアスを印加して、該現像剤担持体と該電極部材との間の現像剤を介して上記電極部材に流れる電流を検出するので、現像バイアスのデューティの変化によらず該検出した電流値にリニアにデューティを制御することができるので、上記デューティ比制御手段の構成が簡単になるという優れた効果がある。さらに、Ａ／Ｄ変換なども不要なので、装置構成が簡易になり、コストダウンが可能となるという効果もある。
【００４３】
また、請求項４の発明によれば、上記上記検出手段による検出を、上記現像剤担持体停止時に行うので、該電流の検出時に生じるノイズが現像剤担持体駆動時に比して低減し、ばらつきの少ない電流値を得ることができる。このため、該電流値に対応した適正なデューティを容易に決定することができるという優れた効果がある。また、ノイズによるばらつきが小さいため、上記現像剤担持体駆動時に電流を検出するように構成した場合に比して制御回路自体を簡略することができるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る電子写真複写機の概略構成を示す正面図。
【図２】同複写機の現像装置の概略構成図。
【図３】同現像装置で用いる現像バイアスの波形の説明図。
【図４】同現像装置の現像スリーブ４３表面の現像剤と電極部材４２との位置関係を説明するための説明図。
【図５】同複写機の制御部１００の一例の概略構成図。
【図６】電極部材に流れる電流値とデューティとの対応を示す説明図。
【図７】（ａ）は、現像動作時の現像スリーブ４３へのバイアス印加を説明するための説明図。
（ｂ）は、現像動作停止時の現像スリーブ４３へのバイアス印加を説明するための説明図。
【図８】図１の複写機に用いられる現像装置の変形例を示す図。
【符号の説明】
１感光体ドラム
２帯電ローラ
３光
４現像装置
４１ハウジング
４２電極部材
４３現像スリーブ
４４現像剤
４５第１現像剤撹拌搬送ローラ
４６第２現像剤撹拌搬送ローラ
４７仕切板
４８ブレード
４９現像バイアス用電源
５転写ローラ
６クリーニングブレード
７除電光
１００制御部
１０１参照テーブル
１０２波形発生回路
１０３増幅器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, and a printer.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a dry developing device used in an image forming apparatus has a latent image formed on a surface of an image carrier such as a photosensitive member by carrying a two-component developer composed of a carrier and toner on the surface of the developer carrier such as a developing sleeve. A developer carrying surface comprising a two-component developing device for supplying an image for development and a toner (hereinafter referred to as toner) to which a charge control agent or the like is externally added if necessary, and containing no carrier. There is known a one-component developing device that supplies and develops a latent image formed on the surface of an image carrier.
[0003]
In an image forming apparatus using such a dry developing device, the development process is greatly affected by environmental fluctuations. For example, when the toner is exposed to high temperature and high humidity conditions, the variation in the toner charge amount distribution becomes large, and there is a tendency that reversely charged toner is likely to be generated. This reversely charged toner has a characteristic that it is attracted to the non-image area in the development process, and causes image smearing that hinders high image quality. On the other hand, in a low-temperature and low-humidity environment, the absolute value of the toner charge amount tends to increase, and the image density is lowered.
[0004]
Further, in an image forming apparatus that employs a two-component development system that can stably transport toner even during high-speed development, fluctuations in the resistance value of the carrier greatly affect the charge amount of the toner. When the resistance value of the carrier changes due to environmental fluctuations, the toner charge amount greatly fluctuates. The variation in image density is caused by the variation in the charge amount of the toner.
[0005]
As means for preventing fluctuations in image density due to environmental fluctuations, it is conceivable to increase the DC component of the developing bias or to increase the linear velocity ratio relative to the photosensitive member as the latent image carrier.
However, if the DC component of the developing bias is excessively increased, a spark discharge is generated between the photosensitive member and the developing sleeve, so that the image quality is remarkably deteriorated, or background contamination is promoted. Further, if the linear velocity ratio with respect to the photosensitive member is excessively increased, image dust and background stains increase, and image quality is also deteriorated. In addition, since the temperature of the developing sleeve is mechanically increased, the thermal expansion of the developing sleeve occurs, resulting in a narrowing of the developing gap, resulting in a large stress on the drive system and an increase in image density. It will be lowered. Further, the toner may be fixed to the developing sleeve as an adverse effect associated with the temperature rise of the developing sleeve. When fixing occurs, it becomes difficult to develop, which is a great obstacle to providing a high-quality image.
[0006]
It is effective to apply an AC pulse bias as a developing bias in order to improve the image quality regardless of environmental fluctuations without causing such adverse effects. Further, an AC pulse bias having a voltage value that forms an electric field in the direction in which the toner is urged from the developing sleeve to the photosensitive member and a voltage value that forms an electric field in the direction in which the toner is urged from the photosensitive member to the developing sleeve is developed. By applying the voltage as a bias and controlling the time for applying each voltage value, it is possible to provide a more appropriate image regardless of environmental fluctuations.
[0007]
For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-134479 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-134480, a temperature sensor or an atmospheric pressure sensor is attached to the developing device, and the time for applying each voltage value is controlled based on information from the sensor. Technology is disclosed. This prevents the image quality from being deteriorated due to environmental fluctuations such as high temperature and high humidity and low temperature and low humidity.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the configuration of the device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-134479 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-134480, it is necessary to attach a temperature sensor and an atmospheric pressure sensor. There was a problem that the cost would increase.
[0009]
Further, in an image forming apparatus using a developing device adopting a two-component developing method, the resistance value of the carrier changes not only due to changes due to environmental fluctuations but also due to temporal changes such as carrier film scraping and spent. Further, when the resistance value of the carrier changes due to the change over time, the toner charge amount also changes, and the output image is disturbed.
[0010]
Further, when the carrier film is scraped or spent, the role as a carrier cannot be achieved, and an exchange process is required. In particular, in areas with large environmental fluctuations, film scraping and spenting are likely to occur, and knowing the state of carriers due to changes over time is an indispensable element for obtaining an appropriate output image.
[0011]
The present invention has been made in view of the above background, and an object of the present invention is an image forming apparatus including a developing device adopting a two-component developing method, in which image fluctuations due to fluctuations in the resistance value of a carrier are detected. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that can be prevented with a simple mechanism.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above-mentioned object, the invention of claim 1 is characterized in that a developer is carried on a portion facing a latent image carrier by a developer carrier carrying a developer containing a magnetic carrier and toner on the surface in the form of a magnetic brush. An image forming apparatus comprising a developing device that transports and applies a rectangular wave bias to the developer carrying member to develop an electrostatic latent image on the latent image carrying member, and is disposed so as to contact the magnetic brush. And the detection means for detecting the current flowing through the electrode member via the developer between the developer carrier and the electrode member, and the time average value of the rectangular wave bias is kept constant. However, the detection meansWhen the detected current becomes smaller than a predetermined current value, the duty ratio of the rectangular wave bias is increased, and when the current detected by the detecting means becomes larger than the predetermined current value, the rectangular wave bias is increased. The duty ratio of theA duty ratio control means for changing the duty ratio of the rectangular wave bias is provided.
  Here, the duty ratio is defined as t1 when an application time for applying a potential to move the toner from the developer carrier to the latent image carrier in one period T of the rectangular wave bias. The ratio of the application time t1 occupying one period T, that is, t1 / T × 100 (%).
[0013]
  In this image forming apparatus, the current flowing in the electrode member is detected by the detecting means via the developer between the developer carrying member and the electrode member disposed so as to contact the magnetic brush. Then, the duty ratio of the rectangular wave bias is changed based on the detection result by the detection means. For example, when the current flowing through the electrode member becomes smaller than a predetermined current value, the resistance value of the developer between the developer carrier and the electrode member increases, and the toner charge amount increases. It is possible that The image density is expected to decrease due to the increase in the toner charge amount. Therefore, in this case, the duty ratio of the rectangular wave bias is increased. As a result, the application time for applying a potential to move the toner from the developer carrying member to the latent image carrying member becomes longer, so that more toner can be moved to the latent image carrying member. Alternatively, when the current flowing through the electrode member becomes larger than a predetermined current value, the resistance value of the developer between the developer carrying member and the electrode member becomes small, and the toner charge amount becomes small. It is possible that The image density is expected to increase due to the decrease in the toner charge amount. Therefore, in this case, the duty ratio of the rectangular wave bias is reduced. As a result, the application time for applying a potential to move the toner from the developer carrying member to the latent image carrying member is shortened, and thus the toner is difficult to move to the latent image carrying member.
Further, in this image forming apparatus, the duty ratio is changed while the time average value of the rectangular wave bias is kept constant. As a result, the occurrence of background stains can be prevented, and the deterioration of image quality due to the background stains can be prevented.
[0014]
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect of the present invention, the layer thickness regulating member is also used as the electrode member. It is characterized by.
[0015]
In this image forming apparatus, the layer thickness regulating member is also used as the electrode member.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the first or second aspect, the current flowing through the electrode member is detected by applying a predetermined DC bias between the electrode member and the developer carrier. The above-described detection means is configured as described above.
[0017]
In this image forming apparatus, a predetermined direct current bias is applied between the electrode member and the developer carrier, and the electrode member is applied to the electrode member via the developer between the developer carrier and the electrode member. The flowing current is detected.
[0018]
  The invention of claim 4 is the invention of claim 1, 2, or 3.Image forming apparatusIn the above, the detection means is configured to perform detection when the developer carrying member is stopped.
[0019]
In this image forming apparatus, detection by the detection means is performed when the developer carrying member is stopped.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic copying machine (hereinafter referred to as a copying machine) as an image forming apparatus will be described.
FIG. 1 is a front view showing an outline of the basic configuration of the copying machine. First, an outline of the entire copying machine will be described. In FIG. 1, a photosensitive drum 1 serving as a latent image carrier is uniformly charged by a charging roller 2 serving as a charging unit, and then subjected to exposure whose intensity is modulated by image information from a writing unit serving as an exposure device (not shown). When the light 3 is irradiated and exposed, image information is written and an electrostatic latent image is formed. This electrostatic latent image is formed into a toner image by the toner on the developing sleeve to which a developing bias is applied by the developing device 4 provided on the right side of the photosensitive drum 1. The photosensitive drum 1 on which the toner image is formed rotates and moves, and a leading end portion of an image forming position on a transfer paper (not shown) from a paper feeding portion (not shown) is an opposing portion between the leading end portion of the image and a transfer roller 5 as a transfer unit. The toner image is transferred by the transfer roller 5 on the transfer paper that has been transported at a timing that coincides with. The transfer paper onto which the toner image has been transferred is separated from the photosensitive drum 1 by a separation charger (not shown) and sent to a fixing unit (not shown). In the fixing unit, the toner is fused to the transfer paper by heat and pressure, and is discharged out of the apparatus as copy paper. On the other hand, the toner remaining on the photosensitive drum 1 after the transfer is scraped off by a cleaning blade 6 as a cleaning unit, and the photosensitive drum 1 is in a state in which the toner is removed, and remains by a neutralizing light 7 from a neutralizing lamp (not shown). The charge is removed, and it is prepared for the next charging by the charging roller 2.
[0021]
FIG. 2 is a front view showing a schematic configuration of the developing device 4 of the copying machine. This developing apparatus employs a so-called reversal developing method in which toner is attached to a region from which the charged potential has been removed as a developing method for the electrostatic latent image.
The developing device 4 includes a housing 41 having an opening toward the surface of the photosensitive drum 1, a current detection electrode member (hereinafter referred to as an electrode member) 42 formed of a conductive material, and a developer carrying member. A developing sleeve 43 as a body, and a first and second developer that agitates a two-component developer (hereinafter referred to as a developer) 44 composed of a non-magnetic toner and a magnetic carrier in a housing 41 and conveys the developer to the developing sleeve 43 side. Agitating and conveying rollers 45, 46, a partition plate 47 provided between these rollers 45, 46, and on the sleeve 43 conveyed to the developing area which is a portion facing the photosensitive drum 1 by the rotation of the developing sleeve 43. And a blade 48 as a layer thickness regulating member for regulating the thickness of the developer to be uniform. The developing sleeve 43 is connected to a developing bias power source 49 for applying a predetermined rectangular wave bias generated by superimposing an alternating voltage on a DC voltage as a developing bias.
[0022]
FIG. 3 is an explanatory diagram of the waveform of the developing bias used in the developing device 4. In this developing device, a rectangular shape in which a first potential portion that moves toner from the developing sleeve 43 to the photosensitive drum 1 and a second potential portion that moves toner from the photosensitive drum 1 to the developing sleeve 43 are alternately repeated. A wave bias is applied to the developing sleeve 43 as a developing bias. The developing bias is a predetermined DC voltage V₀Peak to peak V_PPIs the potential V of the first potential portion₁And the potential V of the second potential portion₂Absolute value of difference from (| V₁-V₂) | Is generated by superimposing the alternating voltage of |. The potential V for moving the toner from the developing sleeve 43 to the photosensitive drum 1 in one cycle of the rectangular wave bias.₁Is applied time t₁The potential V for moving the toner from the photosensitive drum 1 to the developing sleeve 43₂Is applied time t₂1 period T = t₁+ T₂Potential V for moving the toner from the developing sleeve 43 to the photosensitive drum 1₁Application time t₁Percentage of₁/ (T₁+ T₂) × 100 (%) is called duty.
V in FIG._aIs a time average voltage value. The time average voltage value is the time average value of the development bias, and V_a= V₂+ (V₁-V₂) T₁/ T. Therefore, the duty of the alternating voltage of the developing bias, peak-to-peak V_PP, And DC voltage value V₀Can be set.
[0023]
The photosensitive drum 1, the developing sleeve 43, and the first and second developer agitating / conveying rollers 45 and 46 are arranged in parallel to the housing 41 and are configured to be independently rotatable. The rotation directions are directions indicated by arrows in the figure. The developing sleeve 43 is a cylindrical rotatable nonmagnetic sleeve, and has a fixed magnetic pole inside.
[0024]
Next, a basic developing process of the developing device 4 will be described.
The developer 44 stored in the housing 41 is sequentially conveyed toward the developing sleeve 43 while being agitated by the first and second developer agitating and conveying rollers 45 and 46. Spiral grooves are formed in the first and second developer agitating and conveying rollers 45 and 46, and the rotation direction is set so that the conveying directions of the developer 44 by these rollers are opposite to each other. By the agitation and conveyance, the toner in the developer 44 is charged to a predetermined charge amount by friction with the carrier. The developer 44 conveyed to the developing sleeve 43 is adsorbed on the sleeve surface by the magnetic pole inside the sleeve 43, and then the layer thickness is regulated to be constant by the blade 48, thereby forming a magnetic brush (protruding). The magnetic brush is conveyed to a position facing the photosensitive drum 1, that is, to the developing area by the rotation of the developing sleeve 43. Then, an electrostatic field is formed between the developing sleeve 43 and the photosensitive drum 1 by the developing bias applied to the developing sleeve 43, and the toner particles are attracted to the latent image on the photosensitive drum 1 by the electrostatic field. Develop the latent image.
[0025]
In the present embodiment, the electrode member 42 is installed in contact with the magnetic brush on the surface of the developing sleeve 43, and the ammeter 421 is connected to the electrode member 42. The electrode member 42 is fixed in the vicinity of the developing sleeve 43 and does not come into contact with the developing sleeve 43 even when the developing sleeve 43 rotates. In the illustrated example, the electrode member 42 is provided separately from the blade 48, so that the distance between the blade 48 and the surface of the developing sleeve 43 related to the image density, that is, the doctor gap is set to the electrode member 42 and the developing sleeve. It can be set freely regardless of the distance to 43. FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the positional relationship between the developer on the surface of the developing sleeve 43 and the electrode member 42. The developing sleeve 43 and the electrode member 42 are electrically connected via a carrier 44a in the developer. Therefore, when a developing bias voltage is applied to the developing sleeve 43, a current flows through the electrode member 42 through the carrier 44a. The ammeter 421 measures the current value, for example, the effective value of the current.
[0026]
Thus, in the current detection circuit as the detecting means for detecting the current flowing through the electrode member 42 constituted by the developing bias power source 49, the developing sleeve 43, the carrier 44a, and the ammeter 421, the resistance of the carrier 44a When the value changes, the current value measured by the ammeter changes. Specifically, the current value decreases as the resistance value of the carrier 44a increases. In the present embodiment, by using such a change in current, a change in the toner charge amount by the carrier 44a is indirectly detected, and a duty ratio control means for changing the duty based on the detection result is provided. A configuration that prevents fluctuations in image density is employed. Hereinafter, this configuration will be described.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an example of the control unit 100 as the duty ratio control means of the copying machine of the present embodiment. The control unit 100 performs development based on a reference table 101 in which a correspondence table between the current value and information on the development bias for obtaining a predetermined image density is stored in advance, and information from the reference table 101. And a waveform generation circuit 102 that generates a waveform having a magnitude of 1/1000 of the developing bias applied to the sleeve.
[0027]
The reference table 101 includes, as information on the developing bias, the duty of the developing bias and the potential V of the first potential portion.₁, And the potential V of the second potential portion₂Is stored corresponding to the current value. For example, FIG. 6 is an explanatory diagram showing the correspondence between the current value and the duty.
It is considered that the resistance value of the carrier 44a increases as the current value decreases. When the resistance value of the carrier 44a is large, the charge holding power of the carrier 44a is increased, and the charge amount of the toner attached to the carrier 44a is also increased. Therefore, the image density may be reduced. Conversely, it can be considered that the greater the current value, the smaller the resistance value of the carrier 44a. When the resistance value of the carrier 44a is small, the charge holding power of the carrier 44a is small, and the charge amount of the toner attached to the carrier 44a is also small. Therefore, the image density may increase. Therefore, as shown in FIG. 6, the smaller the detected current is, the larger the duty is, and the potential for moving the toner from the developing sleeve 43 to the photosensitive drum 1, that is, V₁The application time for applying is increased. As a result, more toner can be moved to the photosensitive drum side, so that a reduction in image density can be prevented. In other words, the larger the detected current is, the smaller the duty is, and the potential for moving the toner from the developing sleeve 43 to the photosensitive drum 1, that is, V₁The application time for applying is shortened. As a result, more toner can be moved to the photosensitive drum side, so that an increase in image density can be prevented. Thus, by changing the duty according to the current value, it is possible to prevent image fluctuations due to fluctuations in the resistance value of the carrier and to keep the image density constant. In this embodiment, the time average value V of the development bias is_aChanges the duty while keeping constant. And this time average value V_aIn order to keep the peak constant, the potential V of the first potential portion is kept in a state where the peak to peak is kept constant.₁, And the potential V of the second potential portion₂To change. As a result, the occurrence of background stains can be prevented, and the deterioration of image quality due to the background stains can also be prevented.
[0028]
When the current value from the ammeter 421 is input to the reference table 101 in the control unit, based on the current value, information related to the development bias necessary for obtaining a predetermined image density, that is, the development bias value. Duty, potential V of the first potential part₁, And the potential V of the second potential portion₂Is selected from the reference table 101. Then, the information is output to the waveform generation circuit 102. The waveform generation circuit 102 generates a waveform having a magnitude of 1/1000 of the developing bias applied to the developing sleeve based on the information. Then, the waveform from the waveform generation circuit 102 is output to the amplifier 103, amplified 1000 times, and output to the developing sleeve 43.
Instead of the reference table 101, information related to the developing bias may be calculated according to an arithmetic expression.
[0029]
As described above, the resistance value of the carrier in the developer changes when time-dependent fluctuations such as carrier film scraping and spenting occur. When the carrier film is scraped or spent, the carrier can no longer serve as a carrier and an exchange process is required. Regarding the life of the carrier, data on how much image formation is usually required to replace the carrier is taken, but it may be accelerated depending on the place and conditions of use of the apparatus. If the replacement process is not performed even though the carrier needs to be replaced, good image formation may not be possible. In the copying machine of this embodiment, the resistance value of the carrier can be detected by detecting the current. Thus, the current can be detected to detect a change in the resistance value of the carrier, and the carrier deterioration time can be specified. Therefore, it is possible to prevent image formation from being performed with the carrier deteriorated.
[0030]
When the current flowing through the electrode member is detected by applying the rectangular wave bias, the current flowing through the electrode member also changes by changing the duty of the rectangular wave bias. For this reason, the reference table 101 becomes complicated. Therefore, the current flowing through the electrode member may be detected by applying a predetermined DC bias between the electrode member 42 and the developing sleeve 43. An example of bias application to the developing sleeve 43 will be described with reference to FIG. FIG. 7A is an explanatory diagram for explaining bias application to the developing sleeve 43 during the developing operation, and FIG. 7B is a diagram for explaining bias application to the developing sleeve 43 when the developing operation is stopped. It is explanatory drawing.
As shown in FIG. 7, a developing bias power source 49 for applying a developing bias to the developing sleeve 43 is configured by connecting a DC voltage power source 10a and an alternating voltage power source 10b in series. The first terminal C1 from which the alternating voltage from the alternating voltage power supply 10b is superimposed on the direct current voltage from the direct current voltage power supply 10a and the direct current voltage from the direct current voltage power supply 10a are output. And two terminals C2. The developing bias power source 49 is connected to the developing sleeve 43 via a switch S, and the terminal connected to the developing sleeve 43 is switched to the first terminal C1 or the terminal C2 by the switch S. It is configured.
[0031]
During the developing operation, as shown in FIG. 7A, the first terminal C1 is connected to the developing sleeve. As a result, a predetermined rectangular wave bias generated by superimposing the alternating voltage on the DC voltage is applied to the developing sleeve 43 as a developing bias. Further, for example, before the developing operation or at the end of the developing operation when the driving of the developing sleeve is stopped, the switch is switched, and the second terminal C2 is connected to the developing sleeve 43. As a result, only the DC component of the rectangular wave bias, that is, the DC voltage from the DC voltage power source 10 a is applied to the developing sleeve 43. At this time, a DC bias corresponding to the DC voltage is applied between the electrode member 42 and the developing sleeve 43. In this state, current measurement by the above-described ammeter 421 is performed, and information on the developing bias to be applied to the developing sleeve 43 in the next developing operation according to the current value, that is, the duty of the developing bias, the first potential Potential V₁, And the potential V of the second potential portion₂Is selected. In this way, if a current flowing through the electrode member 42 is measured by applying a predetermined DC bias between the electrode member 42 and the developing sleeve 43, the current flows regardless of the change in the duty ratio of the developing bias. Since the duty can be controlled linearly with respect to the value, the reference table 101 is simplified. Further, when the pulse of the rectangular wave bias is high-speed, it is difficult to measure the current when the rectangular wave bias is applied, so it is necessary to perform A / D conversion or the like, but a DC bias is applied. As a result, it is not necessary to perform A / D conversion or the like, so that the cost can be reduced and the apparatus configuration is simplified.
[0032]
If the current is detected before the developing sleeve 43 is stopped before the developing operation or at the end of the developing operation, for example, rotational blur due to the deviation of the central axis of the developing sleeve 43 or unevenness on the surface of the developing sleeve 43 is obtained. The electric noise caused by the variation in the distance between the surface of the developing sleeve 43 and the electrode member 42 due to the occurrence of the current does not occur when the current is detected. Therefore, noise generated when the current is detected is reduced as compared to when the developing sleeve 43 is rotated, and a current value with less variation can be obtained. For this reason, it is possible to easily determine an appropriate duty corresponding to the current value. Further, when the current is detected when the developing sleeve 43 rotates, a method for reducing the influence of the variation due to the noise, for example, an average value of the current measurement values for a predetermined number of times is calculated and the calculation is performed. It is necessary to take a method such as controlling the duty based on the value, which complicates the control circuit. However, since the variation due to noise is small when the current is detected when rotation of the developing sleeve 43 is stopped, the control circuit itself is simplified compared to the case where the current is detected when the developing sleeve 43 rotates. can do.
[0033]
FIG. 8 shows a modification of the developing device used in the copying machine of FIG.
In the developing device of FIG. 2, the current detecting electrode member 42 is provided separately from the blade 48 as the layer thickness regulating member, whereas in the developing device of FIG. Is also used as an electrode member for current detection. The other parts are the same as those of the developing device in FIG.
In the developing device of FIG. 8, the blade 48 is made of a conductive material, and an ammeter 421 is connected in the same manner as the electrode member 42 of the developing device of FIG. As in the case of the developing device of FIG. 2, the current flowing through the blade 48 is detected, and the duty of the developing bias and the potential of the first potential portion are detected by the control unit 100 based on the current value. V₁, And the potential V of the second potential portion₂To control.
[0034]
Thus, if the blade 48 is also used as an electrode member for current detection, it is not necessary to newly provide a detection member, so that it is not necessary to secure a space for attaching the detection member, and the size of the apparatus can be reduced. Can be realized.
[0035]
As described above, according to the present embodiment, the control unit 100 can prevent fluctuations in image density by changing the duty according to the value of the current flowing through the electrode member 42. Furthermore, the detection of the current makes it possible to specify the carrier deterioration time, so that it is possible to prevent image formation from being performed with the carrier deteriorated.
[0036]
Further, if the current flowing through the electrode member is detected by applying a predetermined DC bias between the electrode member 42 and the developing sleeve 43, the current can be applied regardless of the change in the duty ratio of the developing bias. Since the duty can be controlled linearly with respect to the value, the reference table 101 is simplified, and the configuration of the control unit is simplified. Furthermore, since A / D conversion or the like is not required, the apparatus configuration is simplified and the cost can be reduced.
[0037]
Further, by detecting the current when driving of the developing sleeve 43 is stopped, noise generated when the current is detected is reduced as compared to when the developing sleeve 43 is rotated, and a current value with less variation can be obtained. For this reason, it is possible to easily determine an appropriate duty corresponding to the current value. Further, since the variation due to noise is small, the control circuit itself can be simplified as compared with the case where the current is detected when the developing sleeve 43 rotates.
[0038]
Further, when the blade 48 is also used as an electrode member for current detection, it is not necessary to secure a space for newly attaching a detection member, and the apparatus can be downsized.
[0039]
In the above embodiment, the example in which the reversal development method is adopted as the electrostatic latent image development method has been described, but the present invention can be applied even when the regular development method is adopted as the electrostatic latent image development method. The same effect can be obtained.
[0040]
【The invention's effect】
  According to the first to fourth aspects of the present invention, the current flowing through the electrode member via the developer between the developer carrying member and the electrode member arranged to contact the magnetic brush is detected. Since the duty ratio of the rectangular wave bias is changed based on the result detected by the means, image fluctuations due to fluctuations in the resistance value of the carrier can be achieved with a simple mechanism without using a complicated mechanism such as a humidity sensor or an atmospheric pressure sensor. It has an excellent effect of preventing and maintaining a constant image density. Furthermore, the detection of the current makes it possible to specify the carrier deterioration time, so that it is also possible to prevent image formation from being performed with the carrier deteriorated.In addition, since the duty ratio is changed while the time average value of the rectangular wave bias is kept constant, there is an excellent effect that it is possible to prevent the image quality from being deteriorated due to background contamination.
[0041]
According to the invention of claim 2, since the layer thickness regulating member is also used as the electrode member, it is not necessary to secure a space for attaching the electrode member, and the apparatus can be miniaturized. There is an effect.
[0042]
According to a third aspect of the present invention, a predetermined DC bias is applied between the electrode member and the developer carrier, and the developer is interposed between the developer carrier and the electrode member. Since the current flowing through the electrode member is detected, the duty can be controlled linearly to the detected current value regardless of the change in the duty of the developing bias, so that the configuration of the duty ratio control means is simplified. Has an excellent effect. Further, since A / D conversion or the like is unnecessary, there is an effect that the apparatus configuration is simplified and the cost can be reduced.
[0043]
According to a fourth aspect of the present invention, since the detection by the detection means is performed when the developer carrying member is stopped, noise generated when the current is detected is reduced as compared to when the developer carrying member is driven. Can be obtained. Therefore, there is an excellent effect that an appropriate duty corresponding to the current value can be easily determined. In addition, since variation due to noise is small, there is also an effect that the control circuit itself can be simplified as compared with the case where the current is detected when the developer carrying member is driven.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a schematic configuration of an electrophotographic copying machine according to an embodiment.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a developing device of the copier.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a waveform of a developing bias used in the developing device.
4 is an explanatory diagram for explaining a positional relationship between a developer on the surface of a developing sleeve 43 of the developing device and an electrode member 42. FIG.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an example of a control unit 100 of the copier.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a correspondence between a current value flowing through an electrode member and a duty.
FIG. 7A is an explanatory diagram for explaining bias application to the developing sleeve 43 during the developing operation.
FIG. 6B is an explanatory diagram for explaining bias application to the developing sleeve 43 when the developing operation is stopped.
8 is a view showing a modification of the developing device used in the copying machine of FIG.
[Explanation of symbols]
1 Photosensitive drum
2 Charging roller
3 light
4 Development device
41 Housing
42 Electrode member
43 Development Sleeve
44 Developer
45 First developer stirring and conveying roller
46 Second developer stirring and conveying roller
47 Partition plate
48 blades
49 Power supply for developing bias
5 Transfer roller
6 Cleaning blade
7 Static elimination light
100 control unit
101 Reference table
102 Waveform generation circuit
103 amplifier

Claims

A developer carrying member carrying a magnetic carrier and toner on the surface is carried in the form of a magnetic brush to convey the developer to a portion facing the latent image carrier, and a rectangular wave bias is applied to the developer carrying member. An image forming apparatus including a developing device that develops an electrostatic latent image on the latent image carrier.
An electrode member disposed in contact with the magnetic brush;
Detecting means for detecting a current flowing through the electrode member via a developer between the developer carrying member and the electrode member;
While the time average value of the rectangular wave bias is kept constant, the duty ratio of the rectangular wave bias is increased when the current detected by the detecting means is smaller than a predetermined current value, and the detecting means And a duty ratio control means for changing the duty ratio of the rectangular wave bias so as to reduce the duty ratio of the rectangular wave bias when the detected current becomes larger than a predetermined current value. Image forming apparatus.

The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a layer thickness regulating member that regulates a developer layer thickness on the developer carrier.
An image forming apparatus, wherein the layer thickness regulating member is also used as the electrode member.

The image forming apparatus according to claim 1 or 2,
An image forming apparatus, wherein the detection means is configured to detect a current flowing through the electrode member by applying a predetermined DC bias between the electrode member and the developer carrying member.

The image forming apparatus according to claim 1, 2, or 3.
An image forming apparatus configured to perform detection by the detection unit when the developer carrying member is stopped.