JP3318052B2 - Developing device - Google Patents
Developing deviceInfo
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- JP3318052B2 JP3318052B2 JP14864293A JP14864293A JP3318052B2 JP 3318052 B2 JP3318052 B2 JP 3318052B2 JP 14864293 A JP14864293 A JP 14864293A JP 14864293 A JP14864293 A JP 14864293A JP 3318052 B2 JP3318052 B2 JP 3318052B2
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】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用いる現像装置に係
り、詳しくは、現像剤担持体上の現像剤をトナー補給部
材に接触させることにより、トナー補給部材から現像剤
担持体上の現像剤にトナーを補給する現像装置に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a developing device for use in an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, a printer, and the like. More specifically, the present invention relates to a method in which a developer on a developer carrier is brought into contact with a toner supply member. The present invention relates to a developing device for replenishing toner from a toner replenishing member to a developer on a developer carrier.
【0002】[0002]
【従来の技術】複写機、ファクシミリ、プリンター等の
画像形成装置において、上記構成の現像装置を用いるこ
とは従来より公知である(例えば、特開昭59−113
463号公報、及び特開昭59−111663号公報参
照)。2. Description of the Related Art It is conventionally known to use a developing device having the above-mentioned structure in an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, a printer or the like (see, for example, JP-A-59-113).
463 and JP-A-59-111663).
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】この種の現像装置で
は、現像剤担持体とトナー補給部材のそれぞれにバイア
ス電圧を印加し、両者間の電位差によって、トナー補給
部材上のトナーを現像剤担持体側に移行させ、二成分系
現像剤にトナーを補給している。その際、現像剤担持体
とトナー補給部材間の電位差によっては、両者間に存在
するキャリアを通してブレークダウン(リーク)が発生
する。すなわち、現像剤担持体、現像剤、トナー補給部
材が導通(ショート)状態となり、現像剤担持体とトナ
ー補給部材の各々に印加している電圧が、いずれか絶対
値の高い方に倣ってしまい、両者が同電位となる。In this type of developing device, a bias voltage is applied to each of the developer carrying member and the toner replenishing member, and the toner on the toner replenishing member is moved by the potential difference between the two. To supply the toner to the two-component developer. At this time, breakdown (leakage) occurs through the carrier present between the developer carrier and the toner supply member depending on the potential difference. That is, the developer carrying member, the developer, and the toner replenishing member are brought into a conductive (short) state, and the voltage applied to each of the developer carrying member and the toner replenishing member follows the higher absolute value. , Both have the same potential.
【0004】トナー補給時においては、現像剤担持体よ
りもトナー補給部材に対しての方が、トナー粒子の帯電
極性側に高い電圧が印加されているので、現像剤担持体
に印加されている現像バイアス電圧VSがトナー補給部
材に印加されている補給バイアス電圧VHと同等にな
り、現像バイアス電圧が高められる。すなわち、現像バ
イアス電圧が、像担持体の潜像や地肌部の表面電位との
関係により定められる所定の電圧から大きくそれてしま
うことになり、画像に帯状の地肌汚れや濃淡等の異常を
生じることになる。At the time of toner replenishment, since a higher voltage is applied to the toner replenishing member than to the developer carrying member on the charging polarity side of the toner particles, the voltage is applied to the developer carrying member. The development bias voltage VS becomes equal to the supply bias voltage VH applied to the toner supply member, and the development bias voltage is increased. That is, the developing bias voltage largely deviates from a predetermined voltage determined by the relationship between the latent image of the image carrier and the surface potential of the background portion, and causes abnormalities such as band-like background soiling and shading in the image. Will be.
【0005】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的は、現像剤担持体とトナー補給部材と
の間がショート状態になっても、地肌汚れ等の画質劣化
を生じない現像装置を提供することである。The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to prevent the deterioration of image quality such as background contamination even when a short circuit occurs between a developer carrying member and a toner supply member. It is to provide a developing device.
【0006】[0006]
【0007】[0007]
【0008】[0008]
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、 請求項1の発明は、トナーとキャリアを有する二成
分系現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体
に所定の電位VSを付与する現像バイアス電圧印加手段
と、トナーを薄層にして担持し一部又は全部が導電性を
有するトナー補給部材と、該トナー補給部材に該現像剤
担持体の電位VSとは異なる所定の電位を付与する補給
バイアス電圧印加手段とを備え、該現像剤担持体上の二
成分現像剤を該トナー補給部材に接触させることによ
り、該トナー補給部材から該現像剤担持体上の二成分現
像剤にトナーを補給する現像装置において、該補給バイ
アス電圧印加手段の出力電流が所定の基準値より大きく
なった場合に、該補給バイアス電圧印加手段の出力を停
止し、かつ、該トナー補給部材の補給バイアス電圧印加
部を電気的なフロート状態にする制御手段を設けたこと
を特徴とするものである。 Means for Solving the Problems To achieve the above object,
According to the first aspect of the present invention, there is provided a developer carrier for carrying a two-component developer having a toner and a carrier, a developing bias voltage applying means for applying a predetermined potential VS to the developer carrier, A toner replenishing member which is carried in a thin layer and partially or wholly has conductivity; and a replenishing bias voltage applying means for applying a predetermined potential different from the potential VS of the developer carrier to the toner replenishing member. A developing device for replenishing toner from the toner replenishing member to the two-component developer on the developer carrier by contacting the two-component developer on the developer carrier with the toner replenishing member; When the output current of the bias voltage application unit becomes larger than a predetermined reference value, the output of the supply bias voltage application unit is stopped, and the supply bias voltage application unit of the toner supply member is electrically floated. In which it characterized in that a control means for state.
【0010】また、請求項2発明は、請求項1の現像装
置において、上記補給バイアス電圧印加手段の許容電流
をIHlimitとしたとき、上記所定の基準値としてIHlim
itの値を用い、上記トナー補給部材から上記現像剤担持
体へ補給されるトナーによる電流IHtの値が、IHlimi
tの値より小さいことを特徴とするものである。According to a second aspect of the present invention, in the developing device according to the first aspect , when the allowable current of the supply bias voltage applying means is IHlimit, the predetermined reference value is IHlim.
Using the value of it, the value of the current IHt by the toner replenished from the toner replenishing member to the developer carrying member is represented by IHlimi
It is characterized by being smaller than the value of t.
【0011】[0011]
【作用】図2(a)に示すように、現像剤担持体に付与
された所定の電位(ゼロ電位も含む)をVS、トナー補
給部材に付与されたVSとは異なる所定の電位をVH、像
担持体上の電位VGの地肌部へのトナーの付着を抑制す
るために必要な現像剤担持体の電位(以下、地肌抑制電
位という)をVGSとしたとき、作像中におけるVH−VS
の平均の絶対値が、作像中におけるVGS−VSの平均の
絶対値より大きいと、図2(b)に示すように、現像剤
担持体とトナー補給部材の導電部が電気的なショート状
態になった際に、像担持体の地肌部の電位VGと現像剤
担持体の電位VS’との電位差の絶対値(以下、地肌ポ
テンシャルという)が、像担持体の地肌部の電位VGと
地肌抑制電位VGSとの電位差の絶対値ΔVGS(以下、地
肌抑制ポテンシャルという)より小さくなり、画像上の
対応した位置に、帯状の地肌汚れや濃淡が発生する。As shown in FIG. 2 (a), a predetermined potential (including zero potential) applied to the developer carrying member is VS, and a predetermined potential different from VS applied to the toner supply member is VH, Assuming that the potential of the developer carrying member (hereinafter referred to as background suppressing potential) required to suppress the adhesion of the toner to the background at the potential VG on the image carrying member is VGS, VH-VS during image formation.
Is larger than the average absolute value of VGS-VS during image formation, as shown in FIG. 2B, the conductive portion of the developer carrier and the toner replenishing member is in an electrically short state. The absolute value of the potential difference between the potential VG of the background of the image carrier and the potential VS 'of the developer carrier (hereinafter referred to as the background potential) is determined by the potential VG of the background of the image carrier and the background. It becomes smaller than the absolute value ΔVGS of the potential difference from the suppression potential VGS (hereinafter referred to as the background suppression potential), and a band-like background stain or shading occurs at a corresponding position on the image.
【0012】[0012]
【0013】[0013]
【0014】[0014]
【0015】そこで、請求項1発明においては、補給バ
イアス電圧印加手段の出力電流が所定の基準値より大き
くなった場合に、現像剤担持体とトナー補給部材との間
が電気的なショート状態になったと判断し、補給バイア
ス電圧印加手段の出力を停止することにより、該ショー
ト状態になったときの現像剤担持体の電位VSの変化を
防止することができ、更にトナー補給部材の補給バイア
ス電圧印加部を電気的なフロート状態にすることによ
り、現像剤担持体からトナー補給部材へ逆方向にトナー
が移動するような電界の発生を防止することができる。 Therefore, in the first aspect of the present invention, when the output current of the replenishment bias voltage applying means becomes larger than a predetermined reference value, an electric short circuit occurs between the developer carrier and the toner replenishing member. By determining that the short-circuit state has occurred, it is possible to prevent a change in the potential VS of the developer carrying member when the short-circuit state has occurred. By setting the application unit in an electrically floating state, it is possible to prevent the generation of an electric field that causes the toner to move in the opposite direction from the developer carrier to the toner supply member.
【0016】請求項2の発明においては、補給バイアス
電圧印加手段の出力電流が補給バイアス電圧印加手段の
許容電流をIHlimitより大きくなった場合に、現像剤担
持体とトナー補給部材との間が電気的なショート状態に
なったと判断し、補給バイアス電圧印加手段の出力を停
止することにより、該ショート状態になったときの現像
剤担持体の電位VSの変化を防止することができ、更に
トナー補給部材の補給バイアス電圧印加部を電気的なフ
ロート状態にすることにより、現像剤担持体からトナー
補給部材へ逆方向にトナーが移動するような電界の発生
を防止することができる。According to the second aspect of the present invention, when the output current of the replenishing bias voltage applying means becomes larger than the permissible current of the replenishing bias voltage applying means than IHlimit, the electric connection between the developer carrier and the toner replenishing member is established. It is determined that a short circuit has occurred, and the output of the replenishment bias voltage applying means is stopped, thereby preventing a change in the potential VS of the developer carrier at the time of the short circuit. By setting the replenishing bias voltage applying unit of the member to an electrically floating state, it is possible to prevent the generation of an electric field such that toner moves in the reverse direction from the developer carrier to the toner replenishing member.
【0017】[0017]
【実施例】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)に用いる現像装置に適用
した一実施例について説明する。図1は本実施例に係る
現像装置1の概略構成図である。図1に示すように、像
担持体としての感光体ドラム20に向けた開口部から一
部が露出するように現像ローラ2が配設されている。こ
の現像ローラ2は、複数のマグネット(不図示)を所定
位置に内蔵し、このマグネットとは独立に回転する現像
スリーブ2a等で構成されている。そして、現像装置1
内には、現像スリーブ2aに対向するようにトナー補給
部材としてのトナー補給ローラ3、上搬送スクリュー
6、下搬送スクリュー7、及び、現像装置1の左側壁を
兼ねた現像ドクタ8が配設されている。更に、このトナ
ー補給ローラ3の表面に当接するようにトナー供給用の
スポンジローラ9及び薄層化ブレード10が配設され、
このスポンジローラ9の上方にアジテータ11及びトナ
ー搬送スクリュー12が配設されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a developing device used in an electrophotographic copying machine (hereinafter referred to as a copying machine) as an image forming apparatus will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a developing device 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, a developing roller 2 is provided so that a part thereof is exposed from an opening toward a photosensitive drum 20 as an image carrier. The developing roller 2 includes a plurality of magnets (not shown) at predetermined positions, and includes a developing sleeve 2a and the like which rotate independently of the magnets. And the developing device 1
Inside, a toner supply roller 3 as a toner supply member, an upper conveying screw 6, a lower conveying screw 7, and a developing doctor 8 also serving as a left side wall of the developing device 1 are disposed so as to face the developing sleeve 2a. ing. Further, a sponge roller 9 for supplying toner and a thinning blade 10 are disposed so as to contact the surface of the toner supply roller 3.
An agitator 11 and a toner conveying screw 12 are disposed above the sponge roller 9.
【0018】上記現像スリーブ2aは、例えばアルミニ
ウムのような導電性の非磁性体により構成され、この現
像スリーブ2aには、現像バイアス電圧印加手段として
の現像バイアス電源4によって現像バイアス電圧が印加
されている。上記トナー補給ローラ3は金属などの導電
性材料からなる芯部材と、その周面に積層固定された抵
抗体層(表層)からなる。この抵抗体層の材料として
は、例えばカーボンを混入したNBR(ニトリルゴ
ム)、シリコーンゴム等のゴム材、フッ素樹脂等の樹脂
材があげられる。また、トナー補給ローラ3に抵抗体層
を設けずに、その全体をアルミニウム、ステンレススチ
ール等の金属性とすることもできる。上記スポンジロー
ラ9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もの
とすることができる。上記薄層化ブレード10の材料と
しては、炭素鋼等の薄板金属、シリコーンゴム等のゴム
材、フッ素樹脂等の樹脂材など適度の弾性を有するもの
が用いられる。なお、トナー補給ローラ3、スポンジロ
ーラ9、薄層化ブレード10の材料の選定に当たって
は、トナーの帯電極性、あるいは必要帯電量等を考慮し
て決定される。The developing sleeve 2a is made of a conductive non-magnetic material such as aluminum. A developing bias voltage is applied to the developing sleeve 2a by a developing bias power source 4 as a developing bias voltage applying means. I have. The toner replenishing roller 3 includes a core member made of a conductive material such as a metal, and a resistor layer (surface layer) laminated and fixed on a peripheral surface of the core member. Examples of the material of the resistor layer include rubber materials such as NBR (nitrile rubber) and silicone rubber mixed with carbon, and resin materials such as fluororesin. Alternatively, the toner supply roller 3 may be entirely made of metal such as aluminum or stainless steel without providing the resistor layer. The sponge roller 9 may be formed by winding a metal core bar that has been subjected to a conductive treatment by dispersing carbon in foamed polyurethane or the like. As the material of the thinning blade 10, a material having an appropriate elasticity such as a thin metal such as carbon steel, a rubber material such as silicone rubber, and a resin material such as fluororesin is used. The materials for the toner supply roller 3, the sponge roller 9, and the thinning blade 10 are selected in consideration of the charge polarity of the toner, the required charge amount, and the like.
【0019】上記上搬送スクリュー6は、樋状のスクリ
ューケーシング30で囲まれ、所定方向に回転すること
によってスクリューケーシング30内の二成分現像剤
(以下、現像剤という)を奥側から手前側に搬送するよ
うになっている。このスクリューケーシング30は、奥
側端部に現像剤取り込み用の開口、手前側端部に現像剤
落下用の開口が、それぞれ前後方向10mm程度の長さに
形成されている。そして、上搬送スクリュー6の奥側端
部上方に、前後方向10mm程度の長さの汲み上げマグネ
ットが配設され、これの磁力によって、上記現像剤取り
込み用の開口を介してスクリューケーシング30内に現
像剤を取り込むようになっている。上記下搬送スクリュ
ー7は、現像ローラ2上方の現像剤溜り内で所定方向に
回転し、現像装置1の手前側から奥側に現像剤を搬送す
るようになっている。The upper transport screw 6 is surrounded by a gutter-shaped screw casing 30 and rotates in a predetermined direction to transfer a two-component developer (hereinafter referred to as developer) in the screw casing 30 from the back side to the front side. It is designed to be transported. The screw casing 30 has an opening for taking in the developer at the rear end and an opening for dropping the developer at the front end, each having a length of about 10 mm in the front-rear direction. A pumping magnet having a length of about 10 mm in the front-rear direction is disposed above the rear end of the upper conveying screw 6, and the magnetic force of the magnet draws the developer into the screw casing 30 through the opening for taking in the developer. The drug is taken in. The lower transport screw 7 rotates in a predetermined direction in a developer reservoir above the developing roller 2, and transports the developer from the near side to the far side of the developing device 1.
【0020】現像装置1の内部は、下端がユニット周壁
に取り付けられ上端がトナー補給ローラ3に所定圧で当
接する補給ローラシール13、トナー補給ローラ3、薄
層化ブレード10、及び下端部に薄層化ブレード10の
上部が取り付けられ上端部がユニット周壁に取り付けら
れたブレードホルダー14によって構成される隔壁によ
って、現像ローラ2などが配設された現像撹拌室と、ア
ジテータ11などが配設されたトナー収容室とに区画さ
れている。トナー収容室には上部のトナー搬送スクリュ
ー12を介して図示しないトナータンクから送られてき
たトナーが収容され、現像撹拌室には、キャリア及びト
ナーとからなる現像剤が収容されている。なお、図中、
符号16はトナー収容室の右側面部を構成する右ケーシ
ング、符号17は同収容室の上面部を構成する上カバ
ー、符号18は現像撹拌室の上面部を構成する現像剤補
給口カバー、符号19は現像撹拌室の下面部を構成する
現像ケーシングをそれぞれ示す。The inside of the developing device 1 has a supply roller seal 13 whose lower end is attached to the unit peripheral wall and whose upper end contacts the toner supply roller 3 at a predetermined pressure, the toner supply roller 3, the thinning blade 10, and a thinner at the lower end. A partition constituted by a blade holder 14 having an upper portion attached to the upper portion of the stratification blade 10 and an upper end portion attached to the peripheral wall of the unit has a developing agitating chamber in which the developing roller 2 and the like are disposed, an agitator 11 and the like. It is partitioned into a toner storage chamber. The toner accommodating chamber accommodates toner sent from a toner tank (not shown) via an upper toner conveying screw 12, and the developing agitating chamber accommodates a developer including a carrier and toner. In the figure,
Reference numeral 16 denotes a right casing that forms the right side surface of the toner storage chamber, reference numeral 17 denotes an upper cover that forms the upper surface of the storage chamber, reference numeral 18 denotes a developer supply port cover that forms the upper surface of the development stirring chamber, and reference numeral 19 denotes Denotes a developing casing constituting the lower surface of the developing stirring chamber.
【0021】現像剤中のトナーは、トナー粒子のみ、又
はこれに添加剤を加えた粉状体であり、また現像剤中の
キャリアとしては、例えば鉄粉、あるいはその各粒子を
樹脂でコートしたもの等が用いられる。The toner in the developer is a toner particle alone or a powdery substance to which an additive is added, and the carrier in the developer is, for example, iron powder or each particle thereof coated with a resin. The thing etc. are used.
【0022】反時計方向に回転している現像ローラ2の
現像スリーブ2aに、現像バイアス電源4によって現像
バイアス電圧が印加され、現像スリーブ2a上に担持さ
れた現像剤によって、時計方向に回転している感光体ド
ラム20上に形成された静電潜像が現像される。この現
像動作が行なわれると、予め感光体ドラム20上に形成
されたテストパターンも現像され、可視像化されたテス
トパターンの光学濃度が、光学的画像濃度センサ等の画
像濃度検出素子15により検出される。この検出結果が
基準濃度レベルと比較され、現時点での現像剤中のトナ
ー濃度が判断され、低いと判断された場合、現像ローラ
2に近接して配置されたトナー補給ローラ3が、図示し
ないトナー補給クラッチがオンされることで反時計方向
に回転する。A developing bias voltage is applied to the developing sleeve 2a of the developing roller 2 rotating counterclockwise by the developing bias power supply 4, and the developing roller is rotated clockwise by the developer carried on the developing sleeve 2a. The electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 20 is developed. When this developing operation is performed, the test pattern formed on the photosensitive drum 20 in advance is also developed, and the optical density of the visualized test pattern is measured by the image density detecting element 15 such as an optical image density sensor. Is detected. This detection result is compared with the reference density level, and the current toner density in the developer is determined. If it is determined that the toner density is low, the toner replenishing roller 3 disposed close to the developing roller 2 When the supply clutch is turned on, it rotates counterclockwise.
【0023】上記トナー補給ローラ3の周面には、軸方
向の全域にわたってスポンジローラ9、薄層化ブレード
10、補給ローラシール13が圧接されており、トナー
収容室内のトナーがトナー補給ローラ3と同時に回転す
るスポンジローラ9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て
薄層化ブレード10によりトナー補給ローラ3上に連続
して薄層化される。トナー補給ローラ3上に薄層化され
たトナーは、一連の摩擦作用によりそのトナー粒子が所
定の極性、本例では負極性に帯電され、かかるトナーが
現像ローラ2上に着磁搬送されている現像剤に接触及び
電気的作用により取り込まれる。このようにして、現像
剤中にトナーが補給され、現像剤中のトナー濃度が一定
の範囲内に保たれる。A sponge roller 9, a thinning blade 10, and a supply roller seal 13 are pressed against the peripheral surface of the toner supply roller 3 over the entire area in the axial direction. The sponge roller 9 rotating at the same time rubs the toner on the toner supply roller 3, is conveyed with the rotation of the toner supply roller 3, and is continuously thinned on the toner supply roller 3 by the thinning blade 10. The toner thinned on the toner replenishing roller 3 is charged with a predetermined polarity, in this example, negative polarity, by a series of frictional actions, and the toner is magnetized and conveyed onto the developing roller 2. It is taken into the developer by contact and electrical action. In this way, the toner is replenished into the developer, and the toner concentration in the developer is kept within a certain range.
【0024】上記現像ローラ2とトナー補給ローラ3の
間を通過した現像剤は、更にスクリューケーシング30
の下方を通過する。このとき現像ローラ2の奥側端部上
の現像剤の少なくとも一部が、汲み上げマグネット31
により現像剤取り込み用の開口を介してスクリューケー
シング30内に取り込まれる。取り込まれた現像剤は上
搬送スクリュー6で手前側に搬送された後、現像剤落下
用の開口から現像ローラ2上に落下する。この現像剤落
下用の開口からの現像剤及びスクリューケーシング30
内に取り込まれることなくスクリューケーシング30の
下方を通過した現像剤は、現像ローラ2の上方で現像剤
溜りを形成し、かつ、この現像剤溜り内の下搬送スクリ
ュー7によって現像装置1の手前側から奥側に搬送され
る。このように上下搬送スクリュー6,7により撹拌さ
れた現像剤は、現像ローラ2の磁力で現像ローラ2上に
担持され、現像ドクタ8で所定厚みに規制された後、感
光体ドラム20との対向部へと搬送される。The developer having passed between the developing roller 2 and the toner replenishing roller 3 is further transferred to the screw casing 30.
Pass below. At this time, at least a part of the developer on the rear end of the developing roller 2 is
Is taken into the screw casing 30 through the opening for taking in the developer. The taken-in developer is conveyed to the near side by the upper conveyance screw 6 and then falls onto the developing roller 2 from the opening for dropping the developer. The developer and the screw casing 30 from the opening for dropping the developer
The developer that has passed under the screw casing 30 without being taken into the inside forms a developer pool above the developing roller 2, and is moved by the lower conveyance screw 7 in the developer pool to the front side of the developing device 1. Transported to the back side from The developer stirred by the upper and lower conveying screws 6 and 7 is carried on the developing roller 2 by the magnetic force of the developing roller 2, and is regulated to a predetermined thickness by the developing doctor 8. Transported to the department.
【0025】以上のように、トナー補給ローラ3により
充分に帯電されたトナーを現像ローラ2上に担持されて
いる現像剤中に補給するので、帯電不充分なままのトナ
ーを、現像ローラ2上から剥がされた現像剤溜り上に補
給し、この現像剤溜りの現像剤と混合撹拌して摩擦帯電
させた後に現像ローラ2上に供給する従来の現像装置に
比較して、補給トナーが実際に現像に使用させるまでの
時間が短く、トナー補給制御の応答性が高くなる。ま
た、現像剤によるトナー摩擦帯電の必要性が少ないの
で、現像装置1内に収容する現像剤の総量を、上記従来
の現像装置に比して少なくすることができる。As described above, the toner sufficiently charged by the toner replenishing roller 3 is supplied into the developer carried on the developing roller 2, so that the insufficiently charged toner remains on the developing roller 2. The replenishment toner is actually replenished on the developer pool that has been peeled off from the developer reservoir, mixed with the developer in the developer reservoir, agitated and frictionally charged, and then supplied to the developing roller 2 as compared with the conventional developing device. The time until the toner is used for development is short, and the responsiveness of the toner supply control is increased. Further, since there is little need for the toner to be triboelectrically charged by the developer, the total amount of the developer accommodated in the developing device 1 can be reduced as compared with the conventional developing device.
【0026】また、上記トナー補給ローラ3の表面に
は、摩擦帯電したトナーが担持されるとともに、現像ロ
ーラ2上の現像剤が接触し、現像スリーブ2aとトナー
補給ローラ3との電位差(以下、補給ポテンシャルとい
う)によってトナー補給ローラ3上のトナーが現像剤中
に補給される。この補給動作を更に具体的に説明する
と、現像スリーブ2aには、現像バイアス電源4によっ
て例えば−600(V)の現像バイアス電圧が印加さ
れ、トナー補給ローラ3の電圧印加部、すなわち本例で
はその導電性芯部材3aに、補給バイアス電圧印加手段
としての補給バイアス電源5によって例えば−800
(V)の補給バイアス電圧が印加され、その両者の電位
差によって、トナー補給ローラ3上の負極性のトナー粒
子が現像ローラ2上の現像剤側に引かれ、トナーが現像
剤中に補給される。The surface of the toner replenishing roller 3 carries a triboelectrically charged toner, contacts the developer on the developing roller 2, and causes a potential difference between the developing sleeve 2a and the toner replenishing roller 3 (hereinafter, referred to as a toner replenishing roller 3). The toner on the toner supply roller 3 is supplied into the developer by the supply potential. More specifically, the replenishing operation will be described. A developing bias voltage of, for example, −600 (V) is applied to the developing sleeve 2 a by the developing bias power supply 4, and the voltage application unit of the toner replenishing roller 3, that is, in this example, A replenishing bias power source 5 as a replenishing bias voltage applying means applies, for example, -800 to the conductive core member 3a.
The replenishment bias voltage (V) is applied, and the negative toner particles on the toner replenishing roller 3 are drawn toward the developer on the developing roller 2 by the potential difference between the two, and the toner is replenished into the developer. .
【0027】図2(a)は、このときの感光体ドラム2
0の周方向の表面電位分布V(x)、現像バイアス電圧を
印加した現像スリーブ2aの電位VS、補給バイアス電
圧を印加したトナー補給ローラ3の導電性芯部材の電位
VH等を示している。ここで、VGは感光体ドラム20上
の地肌部の電位であり、VGSは該地肌部へのトナーの付
着を抑えるために必要な現像スリーブ2aの電位(=地
肌抑制電位)である。また、地肌部の電位VGと地肌抑
制電位VGSとの電位差の絶対値である地肌抑制ポテンシ
ャル(=|VGS−VG|)をΔVGSで表す。なお、本実
施例では、露光のムラや経時での諸特性の劣化を考慮し
て、感光体ドラム20上の地肌部の電位VGと現像スリ
ーブ2aの電位VSとの電位差である地肌ポテンシャル
を上記地肌抑制ポテンシャルΔVGSより充分大きく設定
している。例えば、上記地肌ポテンシャルを地肌抑制ポ
テンシャルΔVGSの2倍程度に設定する。FIG. 2A shows the photosensitive drum 2 at this time.
The surface potential distribution V (x) in the circumferential direction of 0, the potential VS of the developing sleeve 2a to which the developing bias voltage is applied, the potential VH of the conductive core member of the toner supply roller 3 to which the supply bias voltage is applied, and the like are shown. Here, VG is the potential of the background portion on the photosensitive drum 20, and VGS is the potential (= background suppression potential) of the developing sleeve 2a necessary to suppress the adhesion of the toner to the background portion. The background suppression potential (= | VGS−VG |), which is the absolute value of the potential difference between the background potential VG and the background suppression potential VGS, is represented by ΔVGS. In the present embodiment, the background potential, which is the potential difference between the potential VG of the background portion on the photosensitive drum 20 and the potential VS of the developing sleeve 2a, is considered in consideration of unevenness of exposure and deterioration of various characteristics with time. It is set sufficiently higher than the background suppression potential ΔVGS. For example, the background potential is set to about twice the background suppression potential ΔVGS.
【0028】ところで、現像スリーブ2a及びトナー補
給ローラ3の芯部材3aに、それぞれ現像バイアス電
圧、補給バイアス電圧を印加した状態で、突発的に現像
スリーブ2aと該芯部材3aとの間が電気的なショート
状態(以下、この状態をショート状態という)になるお
それがある。このショート状態での現像スリーブ2aの
電位VS’は、図2(b)に示すように、ショート状態
になる前の現像スリーブ2aの電位VSと、トナー補給
ローラ3の芯部材の電位VHとの間の電位になる。そし
て、図2(b)に示すように、ショート状態での現像ス
リーブ2aの電位VS’が上記地肌抑制電位VGSと上記
地肌部の電位VGとの間に位置してしまうと、画像上の
対応する位置に帯状の地肌汚れや濃淡が発生する。When the developing bias voltage and the replenishing bias voltage are applied to the developing sleeve 2a and the core member 3a of the toner replenishing roller 3, respectively, the electrical connection between the developing sleeve 2a and the core member 3a is suddenly made. A short circuit state (hereinafter, this state is referred to as a short circuit state). As shown in FIG. 2B, the potential VS 'of the developing sleeve 2a in this short state is the difference between the potential VS of the developing sleeve 2a before the short state and the potential VH of the core member of the toner supply roller 3. Between the potentials. Then, as shown in FIG. 2B, if the potential VS 'of the developing sleeve 2a in the short-circuit state is located between the background suppression potential VGS and the background portion potential VG, a corresponding A band-like background stain or light and shade occurs at the position where the image appears.
【0029】そこで、本実施例では、突発的にショート
状態になっても、画像上に地肌汚れや濃淡が発生しない
ように、現像バイアス電源4、補給バイアス電源5等を
構成している。 Therefore, in the present embodiment, the developing bias power supply 4, the replenishment bias power supply 5, and the like are configured so that background contamination and shading do not occur on the image even when the short circuit occurs suddenly .
【0030】例えば、図3に示すように、作像中におけ
る平均の補給ポテンシャル|VH−VS|が、作像中にお
ける平均の地肌抑制ポテンシャル|VGS−VS|より小
さくなるように、現像バイアス電圧及び補給バイアス電
圧の値を設定する。これにより、突発的にショート状態
になったときには、現像スリーブ2aの電位VS'がショ
ート状態になる前のVHとVSとの略中間の値になり、感
光体ドラム20上の地肌部の電位VGと現像スリーブ2
aの電位VS'との電位差である地肌ポテンシャル|VS'
−VG|が、上記地肌抑制ポテンシャル|VGS−VS|よ
り大きくなる。従って、突発的にショート状態になって
も、画像上に地肌汚れや濃淡が発生しないようになる。 For example, as shown in FIG. 3, the developing bias voltage is set so that the average supply potential | VH-VS | during image formation is smaller than the average background suppression potential | VGS-VS | during image formation. and sets the value of the supply bias voltage. As a result, when a short circuit occurs suddenly, the potential VS 'of the developing sleeve 2a becomes a substantially intermediate value between VH and VS before the short state, and the potential VG of the background portion on the photosensitive drum 20 And developing sleeve 2
a potential | VS 'which is a potential difference from the potential VS'
-VG | becomes larger than the background suppression potential | VGS-VS |. Therefore, even if a short circuit occurs suddenly, background stains and shading do not occur on the image.
【0031】なお、カラー複写機やプリンターでは、ハ
イライトの部分を正確に再現するために、地肌ポテンシ
ャルを地肌抑制ポテンシャルよりあまり大きく設定する
ことができず、また、ハイライトの部分の感光体ドラム
20上の画像部の表面電位と現像スリーブ2aの電位と
の電位差の絶対値(以下、現像ポテンシャルという)自
体も小さいため、作像中における平均の補給ポテンシャ
ル|VH−VS|は、作像中における平均の地肌抑制ポテ
ンシャルΔVGS(=|VGS−VS|)の5分の1程度に
設定するのが望ましい。In a color copying machine or a printer, the background potential cannot be set to be much larger than the background suppression potential in order to accurately reproduce a highlighted portion. Since the absolute value of the potential difference between the surface potential of the image portion on the surface 20 and the potential of the developing sleeve 2a (hereinafter referred to as developing potential) itself is small, the average supply potential | VH-VS | It is desirable to set the average background suppression potential ΔVGS (= | VGS−VS |) to about one-fifth.
【0032】また例えば、ショート状態になったときの
地肌ポテンシャル|VS'−VG|を、地肌抑制ポテンシ
ャル|VGS−VG|より大きくするように、現像装置1
の電気的な等価回路の回路要素の値、例えば、現像バイ
アス電源4の内部出力電圧VS0,出力インピーダンスR
S、及び補給バイアス電源5の内部出力電圧VH0,出力
インピーダンスRHの値を設定する。Further, for example, the developing device 1 is set so that the background potential | VS'-VG | when the short-circuit state occurs is made larger than the background suppression potential | VGS-VG |.
, For example, the internal output voltage VS0 of the developing bias power supply 4 and the output impedance R
S and the values of the internal output voltage VH0 and output impedance RH of the supply bias power supply 5 are set.
【0033】上記回路要素の値の設定例を示すための式
は、次のように求めることができる。図4に、現像装置
1の主要な構成部材等を考慮した電気的な等価回路を示
す。ここで、VPは感光体ドラム20の表面電位、RSP
は現像スリーブ・感光体ドラム間の現像剤の電気抵抗、
RSHは現像スリーブ・トナー補給ローラ間の現像剤の電
気抵抗、RHrはトナー補給ローラ3の抵抗体層(表層)
の電気抵抗、IDtは現像によって感光体ドラム20側に
移動する帯電トナーによる電流、IHtはトナー補給によ
って現像スリーブ2a側に移動する帯電トナーによる電
流である。また、ショート状態を等価的に表すために、
RHr,RSHを短絡するためのスイッチSW1,SW2を
それぞれに接続している。The formula for showing a setting example of the values of [0033] the upper Symbol circuitry
It may be obtained as follows. FIG. 4 shows an electrical equivalent circuit in which the main components of the developing device 1 are taken into consideration. Here, VP is the surface potential of the photosensitive drum 20, RSP
Is the electric resistance of the developer between the developing sleeve and the photosensitive drum,
RSH is the electrical resistance of the developer between the developing sleeve and the toner supply roller, and RHr is the resistor layer (surface layer) of the toner supply roller 3.
Is the electric resistance of the charged toner moving toward the photosensitive drum 20 due to development, and IHt is the current due to the charged toner moving toward the developing sleeve 2a due to toner supply. Also, in order to express the short state equivalently,
Switches SW1 and SW2 for short-circuiting RHr and RSH are connected to each other.
【0034】図4の等価回路に基づいて、現像スリーブ
2aの電位のVSを表す式を導くと、数1のようにな
る。但し、RH'=RH+RHr+RSHである。An equation expressing the potential VS of the potential of the developing sleeve 2a based on the equivalent circuit of FIG. Here, RH '= RH + RHr + RSH.
【数1】VS=VS0−IS・RS =VS0−{IDt+(VS0−Vp)/RSP−(VH0−VS0+IH
tRHr)/RH'}/(1/RS+1/RSP+1/RH')VS = VS0−IS · RS = VS0− {IDt + (VS0−Vp) / RSP− (VH0−VS0 + IH)
tRHr) / RH '} / (1 / RS + 1 / RSP + 1 / RH')
【0035】通常のショート状態にない場合のIS,I
H,VS,VHは、それぞれ数2乃至数5のように表され
る。ここで、WDは作像幅、vpはプロセス速度、(M/
A)Dは感光体ドラム20上のトナー濃度(単位面積当た
りの現像量)、(Q/M)Dは現像トナーの平均比電荷、
WHはトナー補給幅、vRはトナー補給ローラ3の周速、
(M/A)Hはトナー補給ローラ3上のトナー濃度(密
度)、(Q/M)Hはトナー補給ローラ3上の平均比電荷
である。また、上記RSP,RSHには、それぞれ感光体ド
ラム20の感光体自体の電気抵抗、トナー補給ローラ3
の抵抗体層(表層)の電気抵抗も含まれ、通常のショー
ト状態にない場合のRSP,RSHの各値は一般に非常に大
きく、現像スリーブ・感光体ドラム間を流れる電流I
D、及びトナー補給ローラの導電性芯部材・現像スリー
ブ間を流れる電流IHのほとんどが、それぞれ帯電トナ
ーの移動による電流IDt,IHtであるとした。IS, I when not in a normal short state
H, VS, and VH are expressed as in Equations 2 to 5, respectively. Here, WD is the image forming width, vp is the process speed, and (M /
A) D is the toner density (developing amount per unit area) on the photosensitive drum 20, (Q / M) D is the average specific charge of the developed toner,
WH is the toner supply width, vR is the peripheral speed of the toner supply roller 3,
(M / A) H is the toner density (density) on the toner supply roller 3, and (Q / M) H is the average specific charge on the toner supply roller 3. The RSP and RSH respectively include the electrical resistance of the photoconductor itself of the photoconductor drum 20 and the toner supply roller 3.
In general, the values of RSP and RSH when not in a normal short-circuit state are very large, and the current I flowing between the developing sleeve and the photosensitive drum is not included.
D, and most of the current I H flowing between the conductive core member, the developing sleeve of the toner supply roller, a current due to movement of the respective charged toner IDt, to be IHt to.
【数2】 IS=ID−IH≒IDt−IHt=WD・vp・(M/A)D・(Q/M)D−IH## EQU2 ## IS = ID−IH ≒ IDt−IHt = WD · vp · (M / A) D · (Q / M) D−IH
【数3】 IH=IHt+IHr≒IHt=WH・vR・(M/A)H・(Q/M)H## EQU3 ## IH = IHt + IHr ≒ IHt = WH.vR. (M / A) H. (Q / M) H
【数4】 VS=VS0−RS・IS≒VS0−RS・(IDt−IHt)VS = VS0−RS · IS ≒ VS0−RS · (IDt−IHt)
【数5】 VH=VH0−RH・IH≒VH0−RH・IHtVH = VH0−RH · IH ≒ VH0−RH · IHt
【0036】上記数2乃至数5に具体的な値(RS=1
80kΩ、WD=300mm、vp=75mm/sec、(M/A)D
=1mg/cm2、(Q/M)D=20μc/g、RH=360kΩ、
WH=260mm、vR=250mm/sec、(M/A)H=0.
3mg/cm2、(Q/M)H=4μc/g)を代入すると、数4及
び数5は次のようになる。Specific values (RS = 1) in the above equations 2 to 5
80 kΩ, WD = 300 mm, vp = 75 mm / sec, (M / A) D
= 1 mg / cm 2 , (Q / M) D = 20 μc / g, RH = 360 kΩ,
WH = 260 mm, vR = 250 mm / sec, (M / A) H = 0.
Substituting 3 mg / cm 2 and (Q / M) H = 4 μc / g), Equations 4 and 5 become as follows.
【数6】VS=VS0−0.8V## EQU6 ## VS = VS0-0.8V
【数7】VH=VH0−0.28VVH = VH0−0.28V
【0037】ここで、上記地肌抑制ポテンシャルが数百
ボルトであることを考慮すると、各電源4,5の出力イ
ンピーダンスRS,RHでの電圧降下は無視できる。即
ち、VS≒VS0及びVH≒VH0である。Considering that the background suppression potential is several hundred volts, the voltage drop at the output impedances RS and RH of the power sources 4 and 5 can be ignored. That is, VS ≒ VS0 and VH ≒ VH0.
【0038】ところで、感光体ドラム20上の静電潜像
の地肌部を現像しているときのVS(地肌)とベタ部を現
像しているときのVS(ベタ)との電位差は、数1を用
いて数8のように記述できる。By the way, the potential difference between VS (background) when developing the background portion of the electrostatic latent image on the photosensitive drum 20 and VS (solid) when developing the solid portion is expressed by the following equation. Can be described as shown in Expression 8.
【数8】VS(地肌)−VS(ベタ)=IDt(ベタ)/(1/RS
+1/RSP+1/RH')VS (background) −VS (solid) = IDt (solid) / (1 / RS)
+ 1 / RSP + 1 / RH ')
【0039】数8のVS(地肌)−VS(ベタ)の値が大きい
ということは、原稿のベタ部面積率によって現像スリー
ブ2aの電位VSが変化して、安定した画像を得られな
いという不具合が生じることを意味している。この不具
合に対処するためには、数8のVS(地肌)−VS(ベタ)の
値を充分小さくする必要があり、RS,RSP,RH'のい
ずれかが充分に小さければよい。ここで、RSP及びRH'
は、現像剤そのものの電気抵抗や、感光体ドラム20と
現像剤との接触部、トナー補給ローラ3と現像剤との接
触部での電気抵抗を含み、一定化するのが困難であるの
で、実際にはRSを充分小さくすることで、上記不具合
に対処する。即ち、数9がRSの満足すべき条件であ
る。The fact that the value of VS (background) -VS (solid) in Equation 8 is large means that the potential VS of the developing sleeve 2a changes depending on the solid area ratio of the document, and a stable image cannot be obtained. Means that In order to cope with this inconvenience, it is necessary to make the value of VS (background) -VS (solid) in Expression 8 sufficiently small, and it is sufficient that any one of RS, RSP and RH 'is sufficiently small. Where RSP and RH '
Includes the electrical resistance of the developer itself, the electrical resistance at the contact portion between the photosensitive drum 20 and the developer, and the electrical resistance at the contact portion between the toner replenishing roller 3 and the developer. In practice, the above-mentioned problem is dealt with by making RS sufficiently small. That is, Equation 9 is a condition that RS should satisfy.
【数9】RS ≪ (VS0−Vp)/IDt(ベタ)[Mathematical formula 9] RS ≪ (VS0−Vp) / IDt (solid)
【0040】また、感光体ドラム20上の表面電荷が現
像剤を通じて現像スリーブ2aにリークしたり、逆に現
像スリーブ2aから現像剤を通じて感光体ドラム20上
に電荷が注入したりすると、画像上に現像剤の穂が接触
した跡が残ったりする。従って、一般に現像を安定化さ
せるためには、現像領域の現像剤を通じて流れる電流I
Dr=(VS−VP)/RSP≒(VS0−VP)/RSPをある範囲
内に抑える必要がある。この範囲は経験的に、現像領域
における帯電トナーの移動による電流IDtと略同じか、
それ以下が望ましい。即ち、数10が成り立つ。When the surface charge on the photosensitive drum 20 leaks to the developing sleeve 2a through the developer or conversely, the charge is injected from the developing sleeve 2a onto the photosensitive drum 20 through the developer, an image is formed on the image. Traces of contact of the developer ears may remain. Therefore, in general, in order to stabilize the development, the current I flowing through the developer in the development area is
Dr = (VS−VP) / RSP ≒ (VS0−VP) / RSP must be kept within a certain range. Empirically, this range is substantially the same as the current IDt due to the movement of the charged toner in the development area,
Less than that is desirable. That is, Equation 10 holds.
【数10】IDt≧IDr≒(VS0−VP)/RSP[Expression 10] IDt ≧ IDr ≒ (VS0−VP) / RSP
【0041】数1において、数9及び数10に示す条件
を考慮すると、現像スリーブ2aの電位のVSを表す近
似式は、数11のようになる。In Expression 1, when the conditions shown in Expressions 9 and 10 are taken into consideration, an approximate expression representing the potential VS of the developing sleeve 2a is as shown in Expression 11.
【数11】VS=VS0−(VH0−VS0+IHtRHr)・RS/
(RS+RH+RHr+RSH)VS = VS0− (VH0−VS0 + IHtRHr) · RS /
(RS + RH + RHr + RSH)
【0042】ショート状態においては、トナー補給ロー
ラ3の抵抗体層の電気抵抗RHrが略ゼロになるのみなら
ず、現像剤にかかる電圧が高くなって現像剤もショート
しやすくなるので、抵抗RSHも略ゼロになると考えてよ
い。即ち、図4において、SW1及びSW2ともにON
になると考えてよい。従って、数11を用いてショート
状態になったときの現像スリーブ2aの電位のVS’の
絶対値を表す近似式を導くと、数12のようになる。In the short state, not only the electric resistance RHr of the resistor layer of the toner replenishing roller 3 becomes substantially zero, but also the voltage applied to the developer is increased and the developer is easily short-circuited. It can be considered to be almost zero. That is, in FIG. 4, both SW1 and SW2 are ON.
You can think that it becomes. Accordingly, an approximate expression representing the absolute value of the potential VS 'of the potential of the developing sleeve 2a when the short-circuit state occurs is derived from Expression 11, and Expression 12 is obtained.
【数12】|VS'|≒|VS0+(VH0−VS0)RS/
(RS+RH)|| VS '| ≒ | VS0 + (VH0−VS0) RS /
(RS + RH) |
【0043】この数12において、例えば、RS/(RS
+RH)の値が|VGS−VS|/|VH−VS|より小さく
なるように、各回路要素RS,RH,VS0,VH0の値を設
定すれば、|VS’−VG|>|VGS−VG|が成り立
ち、ショート状態になったときの地肌ポテンシャル|V
S’−VG|が地肌抑制ポテンシャル|VGS−VS|より
大きくなる。従って、突発的にショート状態になって
も、画像上に地肌汚れや濃淡が発生しないようになる。In the equation (12), for example, RS / (RS
+ RH) is smaller than | VGS-VS | / | VH-VS |, by setting the values of the circuit elements RS, RH, VS0, and VHO, | VS'-VG |> | VGS-VG. Holds, and the background potential at the time of short-circuiting | V
S'-VG | becomes larger than the background suppression potential | VGS-VS |. Therefore, even if a short circuit occurs suddenly, background stains and shading do not occur on the image.
【0044】また、上記数11を用いて、ショート状態
にないときとショート状態にあるときとの現像スリーブ
2aの電位の電位差の絶対値ΔVSを表す数式を導く
と、数13のようになる。但し、本例では、ショート状
態で図4のSW1のみがONし、RHr=0のみが成り立
つとしている。Using the above equation (11), an equation representing the absolute value ΔVS of the potential difference of the potential of the developing sleeve 2a between when the developing sleeve 2a is not in the short state and when it is in the short state is derived as follows. However, in this example, it is assumed that only SW1 in FIG. 4 is turned ON and only RHr = 0 holds in the short state.
【数13】 ΔVS=|VH0−VS0|・RS/|RS+RH+RSH| −|VH0−VS0+IHt・RHr|・RS/|RS+RH+RHr+RSH|ΔVS = | VH0−VS0 | · RS / | RS + RH + RSH | − | VH0−VS0 + IHt · RHr | · RS / | RS + RH + RHr + RSH |
【0045】通常のショート状態にない場合には、図5
(a)に示すようにVS≒VS0であるが、ショート状態
になった場合には、図5(b)に示すようにVSが変動
し、画像上に悪影響を及ぼすことがある。そこで、例え
ば、数13においてRSを充分小さく設定するか、又は
(RS+RH+RSH)≒(VH0−VS0)/IHtを満足する
ように、各回路要素の値を設定することにより、上記電
位差ΔVSが上記所定の値よりも小さくなり、現像スリ
ーブ2の電位VSが安定し、結果的に上記地肌ポテンシ
ャルが極めて安定するようになるので、画像上の不具合
がなくなる。特にカラー画像等のようにハーフトーンの
多い原稿を忠実に再現できるようになる。また、例え
ば、RHrの値を|VH0−VS0|/IHtの値より充分小
さく設定することにより、上記電位差ΔVSを上記所定
の値よりも小さくすることもできる。In the case where there is no normal short circuit, FIG.
As shown in FIG. 5A, VSaVS0, but when a short circuit occurs, VS fluctuates as shown in FIG. 5B, which may adversely affect the image. Therefore, for example, by setting RS to a sufficiently small value in Equation 13, or by setting the value of each circuit element so as to satisfy (RS + RH + RSH) ≒ (VH0−VS0) / IHt, the potential difference ΔVS becomes the predetermined value. , The potential VS of the developing sleeve 2 is stabilized, and as a result, the background potential becomes extremely stable, so that there is no problem on the image. In particular, an original having many halftones such as a color image can be faithfully reproduced. Also, for example, by setting the value of RHr sufficiently smaller than the value of | VH0−VS0 | / IHt, the potential difference ΔVS can be made smaller than the predetermined value.
【0046】また、トナー補給ローラ3の導電性芯部材
と補給バイアス電源5との間に、Rp <|VS−VGS|
/ISを満足する保護抵抗Rpを設け、RS/(RS+RH
+Rp)の値が|VGS−VS|/|VH−VS|より小さく
なるように、各回路要素RS,RH,Rp,VS0,VH0の値
を設定してもよい。これにより、ショート状態になった
ときにも現像スリーブ2aの電位VSの変化が小さくな
り、画像が乱れないようになる。更に|VS'−VG|>
|VGS−VG|が成り立ち、ショート状態になったとき
の地肌ポテンシャル|VS'−VG|が地肌抑制ポテンシ
ャル|VGS−VS|より大きくなるので、突発的にショ
ート状態になっても、画像上に地肌汚れや濃淡が発生し
ないようになる。"Further, Rp <| VS−VGS | between the conductive core member of the toner supply roller 3 and the supply bias power supply 5.
/ IS, a protection resistor Rp that satisfies / IS, and RS / (RS + RH
+ Rp) may be set so that the value of each circuit element RS, RH, Rp, VS0, VH0 is smaller than | VGS-VS | / | VH-VS | . As a result, even when a short circuit occurs, the change in the potential VS of the developing sleeve 2a becomes small, and the image is not disturbed. Furthermore, | VS'-VG |>
| VGS-VG | holds, and the ground potential | VS'-VG | at the time of short-circuiting becomes larger than the ground suppression potential | VGS-VS |. Background stains and shading do not occur. "
【0047】以上のように回路要素の値を設定すること
により突発的にショート状態になったときの画像上の地
肌汚れや濃淡の発生を防止できるが、本実施例では、補
給バイアス電源5の出力電流IHがその許容電流IHlimi
tの値より大きくなった場合に、ショート状態になった
と判断し、補給バイアス電源5をOFFする制御部を、
補給バイアス電源5内に設けている。このように補給バ
イアス電源5をOFFすることにより、特にトナー補給
ローラ3の導電性芯部材の電位VHの絶対値が感光体ド
ラム20上の地肌部の電位VGの絶対値よりも大きい条
件下において、突発的にショート状態になった場合で
も、現像スリーブ2aの電位が変化しないようになる。
更に、突発的にショート状態になった場合にも、トナー
が現像スリーブ2aからトナー補給ローラ3へと逆方向
に移動するような電界が発生せず、現像スリーブ2aへ
のトナー補給が急激に減少することがない。また、トナ
ー補給ローラ3から現像スリーブ2a上へ補給される帯
電トナーの移動による電流IHtの値を、上記IHlimit
の値より小さく設定することにより、ショート状態にな
い通常の場合のトナー補給ローラ3から現像スリーブ2
aへのトナー補給中に、補給バイアス電源5の出力が停
止するおそれがなく、適正な補給動作が維持される。な
お、本例における制御部は補給バイアス電源5内に設け
ているが、補給バイアス電源5とは別に設けてもよい。 Setting the values of the circuit elements as described above
On the image when the short-circuit suddenly occurs due to
Although the occurrence of skin stains and shading can be prevented, in the present embodiment , the output current IH of the replenishment bias power supply 5 has its allowable current IHlimi
When the value becomes larger than the value of t, it is determined that a short circuit has occurred, and the control unit that turns off the supply bias power supply 5
It is provided in the supply bias power supply 5. In this way, the supply
By turning off the bias power supply 5, the absolute value of the potential VH of the conductive core member of the toner
A line larger than the absolute value of the potential VG of the background portion on the ram 20
In the matter under, suddenly in a case that became a short state
Also , the potential of the developing sleeve 2a does not change.
Further, even when the short circuit occurs suddenly, an electric field such that the toner moves in the reverse direction from the developing sleeve 2a to the toner replenishing roller 3 is not generated, and the toner replenishment to the developing sleeve 2a sharply decreases. Never do. Further, the value of the current IHt due to the movement of the charged toner supplied from the toner supply roller 3 onto the developing sleeve 2a is determined by the above IHlimit.
Of the toner supply roller 3 and the developing sleeve 2 in a normal case where the short-circuit state is not established.
During the toner replenishment to a, there is no possibility that the output of the replenishment bias power supply 5 is stopped, and an appropriate replenishment operation is maintained. Although the control unit in this example is provided in the supply bias power supply 5, it may be provided separately from the supply bias power supply 5.
【0048】また、本実施例では、現像バイアス電源4
の出力電流ISが許容電流ISlimitの値より大きくなっ
た場合、又は補給バイアス電源5の出力電流IHがその
許容電流IHlimitの値より大きくなった場合に、ショー
ト状態になったと判断し、現像バイアス電源4又は補給
バイアス電源5をOFFする制御部を、補給バイアス電
源5内に設け、Rp >|VH−VS|/ISlimit及びRp
<|VH−VS|/IHlimitを満足する保護抵抗Rpを、
トナー補給ローラ3の導電性芯部材と補給バイアス電源
5との間、及び現像スリーブ2aと現像バイアス電源4
との間のいずれか一方又は双方に設けてもよい。これに
より、突発的にショート状態になった場合にも、現像ス
リーブ2aの電位VSを地汚れの発生しない範囲にとど
めることができる。In this embodiment , the developing bias power supply 4
When the output current IS is larger than the value of the allowable current ISlimit, or when the output current IH of the replenishment bias power supply 5 becomes larger than the value of the allowable current IHlimit, it is determined that a short circuit has occurred. 4 or a control unit for turning off the supply bias power supply 5 is provided in the supply bias power supply 5, and Rp> | VH-VS | / ISlimit and Rp
<| VH−VS | / IHlimit
Between the conductive core member of the toner supply roller 3 and the supply bias power supply 5, and between the developing sleeve 2a and the development bias power supply 4
May be provided in any one or both . Thus, even when a short circuit occurs suddenly, the potential VS of the developing sleeve 2a can be kept within a range in which background contamination does not occur.
【0049】以上、本実施例においては、負帯電の感光
体及びトナーを用いたN/P現像方式の場合について説
明してきたが、本発明は、感光体及びトナーの帯電極性
に限定されることなく適用でき、また、P/P現像方式
にも適用できる。As described above, in this embodiment, the case of the N / P development system using the negatively charged photoconductor and toner has been described. However, the present invention is limited to the charging polarity of the photoconductor and toner. And can be applied to a P / P development system.
【0050】[0050]
【0051】[0051]
【0052】[0052]
【0053】[0053]
【発明の効果】 請求項1の発明によれば、補給バイアス
電圧印加手段の出力電流が所定の基準値より大きくなっ
た場合に、現像剤担持体とトナー補給部材との間が電気
的なショート状態になったと判断し、補給バイアス電圧
印加手段の出力を停止することにより、現像剤担持体の
電位が変化しないようになるので、トナー補給部材の電
位VHの絶対値が像担持体上の地肌部の電位VGの絶対値
よりも大きい場合に、突発的にショート状態になって
も、画像上に地肌汚れや濃淡が発生しなくなるという効
果がある。更に、トナー補給部材の補給バイアス電圧印
加部を電気的なフロート状態にすることにより、トナー
が現像剤担持体からトナー補給部材へ逆方向に移動する
ような電界が発生しないようになるので、現像剤担持体
へのトナー補給量が急激に減少することがないという効
果がある。 Effects of the Invention According to the present invention, when the output current of the supply bias voltage applying means is larger than a predetermined reference value, between the developer carrying member and the toner supply member is electrically shorted By stopping the output of the replenishment bias voltage applying means when it is determined that the toner supply member is in the state, the potential of the developer carrying member does not change.
The absolute value of the potential VH is the absolute value of the potential VG of the background portion on the image carrier.
If it is larger than this, there is an effect that background contamination and shading do not occur on the image even if the short circuit occurs suddenly. Further, by setting the supply bias voltage applying section of the toner supply member to an electrically floating state, an electric field such that toner moves in the reverse direction from the developer carrying member to the toner supply member is not generated. There is an effect that the amount of toner supplied to the agent carrier is not suddenly reduced.
【0054】請求項2の発明によれば、請求項1の効果
に加えて、トナー補給部材から現像剤担持体へ補給され
るトナーによる電流IHtの値をIHlimitの値より小さ
く設定することにより、現像剤担持体とトナー補給部材
との間が電気的なショート状態にないときにトナー補給
部材から現像剤担持体へトナーが補給されている場合
に、補給電圧印加手段の出力が停止するおそれがなくな
るので、適正な補給動作が維持されるという効果があ
る。According to the invention of claim 2 , in addition to the effect of claim 1 , by setting the value of the current IHt by the toner supplied from the toner supply member to the developer carrying member to be smaller than the value of IHlimit. When toner is supplied from the toner replenishing member to the developer carrying member when there is no electrical short between the developer carrying member and the toner replenishing member, the output of the replenishing voltage applying means may stop. Since it disappears, there is an effect that a proper supply operation is maintained.
【図1】実施例に係る現像装置の概略構成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a developing device according to an embodiment.
【図2】(a)は従来例に係る現像装置における感光体
の表面電位分布、現像スリーブ及びトナー補給ローラの
電位の説明図。(b)は現像スリーブとトナー補給ロー
ラがショートした場合の同表面電位分布、及び同電位の
説明図。FIG. 2A is an explanatory diagram of a surface potential distribution of a photoconductor and potentials of a developing sleeve and a toner supply roller in a developing device according to a conventional example. FIG. 3B is an explanatory diagram of the same surface potential distribution and the same potential when the developing sleeve and the toner supply roller are short-circuited.
【図3】実施例に係る現像装置における感光体の表面電
位分布、現像スリーブ及びトナー補給ローラの電位の説
明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of a surface potential distribution of a photosensitive member and potentials of a developing sleeve and a toner supply roller in the developing device according to the embodiment.
【図4】実施例に係る現像装置の電気的等価回路の説明
図。FIG. 4 is an explanatory diagram of an electrical equivalent circuit of the developing device according to the embodiment.
【図5】(a)は他の実施例に係る現像装置における感
光体の表面電位分布、現像スリーブ及びトナー補給ロー
ラの電位の説明図。(b)は現像スリーブとトナー補給
ローラがショートした場合の同表面電位分布、及び同電
位の説明図。FIG. 5A is an explanatory diagram of a surface potential distribution of a photoreceptor and a potential of a developing sleeve and a toner supply roller in a developing device according to another embodiment. FIG. 3B is an explanatory diagram of the same surface potential distribution and the same potential when the developing sleeve and the toner supply roller are short-circuited.
1 現像装置 2 現像ローラ 2a 現像スリーブ 3 トナー補給ローラ 4 現像バイアス電源 5 補給バイアス電源 20 感光体ドラム DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Developing device 2 Developing roller 2a Developing sleeve 3 Toner replenishing roller 4 Developing bias power supply 5 Replenishing bias power supply 20 Photoconductor drum
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸田 貴之 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 杉原 和之 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 高見 伸雄 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 米田 拓司 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 吉松 薫 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 平2−251875(JP,A) 特開 平2−278273(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 13/06 - 13/095 G03G 15/06 - 15/095 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Takayuki Maruta 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Company Limited (72) Inventor Kazuyuki Sugihara 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Ricoh Co., Ltd. (72) Inventor Nobuo Takami 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Stock Company Ricoh Co., Ltd. (72) Takuji Yoneda 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Stock Company Inside Ricoh Company (72) Inventor Kaoru Yoshimatsu 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Stock Company Ricoh Company (56) References JP-A-2-251875 (JP, A) JP-A-2-278273 (JP, A) (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G03G 13/06-13/095 G03G 15/06-15/095
Claims (2)
を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体に所定の電
位VSを付与する現像バイアス電圧印加手段と、トナー
を薄層にして担持し一部又は全部が導電性を有するトナ
ー補給部材と、該トナー補給部材に該現像剤担持体の電
位VSとは異なる所定の電位VHを付与する補給バイアス
電圧印加手段とを備え、該現像剤担持体上の二成分現像
剤を該トナー補給部材に接触させることにより、該トナ
ー補給部材から該現像剤担持体上の二成分現像剤にトナ
ーを補給する現像装置において、該補給バイアス電圧印加手段の出力電流が予め設定した
所定の基準値より大きくなった場合に、該補給バイアス
電圧印加手段の出力を停止し、かつ、該トナー補給部材
の補給バイアス電圧印加部を電気的なフロート状態にす
る制御手段を設けた ことを特徴とする現像装置。1. A developer carrier for carrying a two-component developer having a toner and a carrier, and a predetermined voltage applied to the developer carrier.
A developing bias voltage applying means for applying a potential V S, a toner replenishing member which carries the toner in a thin layer and has a part or all of conductivity, and a potential V S of the developer carrier on the toner replenishing member. Replenishing bias voltage applying means for applying a different predetermined potential VH, wherein the two-component developer on the developer carrying member is brought into contact with the toner replenishing member, whereby In the developing device for replenishing toner to the two-component developer, the output current of the replenishment bias voltage applying means is set in advance.
When the replenishment bias becomes larger than a predetermined reference value,
Stopping the output of the voltage applying means, and
The supply bias voltage application section of the
A developing device provided with control means .
をIHlimitとしたとき、 上記所定の基準値としてIHlimitの値を用い、上記トナ
ー補給部材から上記現像剤担持体へ補給されるトナーに
よる電流IHtの値が、IHlimitの値より小さいことを
特徴とする請求項1の 現像装置。2. The allowable current of said supply bias voltage applying means.
Is defined as IHlimit, the value of IHlimit is used as the predetermined reference value,
-Toner supplied from the supply member to the developer carrier
Current IHt is smaller than the value of IHlimit.
The developing device according to claim 1, wherein:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14864293A JP3318052B2 (en) | 1993-05-27 | 1993-05-27 | Developing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14864293A JP3318052B2 (en) | 1993-05-27 | 1993-05-27 | Developing device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06337591A JPH06337591A (en) | 1994-12-06 |
| JP3318052B2 true JP3318052B2 (en) | 2002-08-26 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14864293A Expired - Fee Related JP3318052B2 (en) | 1993-05-27 | 1993-05-27 | Developing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3318052B2 (en) |
-
1993
- 1993-05-27 JP JP14864293A patent/JP3318052B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06337591A (en) | 1994-12-06 |
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