JP2737009B2 - Image forming device - Google Patents

Image forming device

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JP2737009B2
JP2737009B2 JP1191176A JP19117689A JP2737009B2 JP 2737009 B2 JP2737009 B2 JP 2737009B2 JP 1191176 A JP1191176 A JP 1191176A JP 19117689 A JP19117689 A JP 19117689A JP 2737009 B2 JP2737009 B2 JP 2737009B2
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  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、複写機,レーザービームプリンタ等の電子
写真法を用いた画像形成装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic method, such as a copying machine and a laser beam printer.

(従来の技術) 従来この種の装置としては、例えば第6図に示すよう
なものが知られている。即ち、この装置にあっては、一
次帯電器100により一様に帯電された像担持体としての
感光ドラム101の表面に、図示しない原稿を走査する光
学系により導かれた画像光102を照射して静電潜像を形
成する。一方、現像器103内には一成分現像剤103aが収
容されている。この現像剤103aは、現像バイアスが印加
される現像剤保持体としてのスリーブ103bの表面に静電
吸着するとともに、矢印方向の回転によって感光ドラム
101側に搬送され、該感光ドラム101の静電潜像部分に付
着して現像を行なう。
(Prior Art) Conventionally, as this type of apparatus, for example, the one shown in FIG. 6 is known. That is, in this apparatus, the surface of a photosensitive drum 101 as an image carrier uniformly charged by a primary charger 100 is irradiated with image light 102 guided by an optical system (not shown) for scanning a document. To form an electrostatic latent image. On the other hand, the developing device 103 contains a one-component developer 103a. The developer 103a is electrostatically attracted to a surface of a sleeve 103b as a developer holding member to which a developing bias is applied, and is rotated in a direction indicated by an arrow.
The photosensitive drum 101 is conveyed to the photosensitive drum 101, and adheres to the electrostatic latent image portion to perform development.

この現像は感光ドラム101の矢印方向の回転によって
転写部aに以降し、給紙手段106によりタイミングを合
せて搬送されてくる転写紙b上に、転写帯電器104によ
り転写した後、搬送手段107により図示しない定着手段
へと搬送されることとなる。
The development proceeds to the transfer section a by the rotation of the photosensitive drum 101 in the direction of the arrow, and is transferred by the transfer charger 104 onto the transfer paper b conveyed at a timing by the paper supply means 106, and then transferred to the transfer means 107. Is transported to a fixing unit (not shown).

なお、感光ドラム101の表面に残留している現像剤102
は、クリーナ105によってかき落して回収するととも
に、再使用に供される。
The developer 102 remaining on the surface of the photosensitive drum 101
Is scraped off and collected by the cleaner 105, and is reused.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記従来例においては、原稿の画像比
率の多少により、感光ドラム1の表面に形成される現像
特性が変化してしまう。即ち、画像比率の多い原稿の場
合には問題ないが、画像比率の少ない原稿の場合には現
像剤103aの消費量が極めて少なくなるため、スリーブ10
3bの表面に長時間滞留する現像剤103aが存在することと
なり、この現像剤103aは、スリーブ103bに対する静電吸
着力が非常に強くなる。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the above-described conventional example, the development characteristics formed on the surface of the photosensitive drum 1 change depending on the image ratio of the document. That is, there is no problem in the case of a document having a high image ratio, but in the case of a document having a low image ratio, the consumption of the developer 103a is extremely small.
The developer 103a that stays for a long time on the surface of 3b is present, and the developer 103a has a very strong electrostatic attraction to the sleeve 103b.

その結果、現像剤103aが感光ドラム101の表面に形成
された静電潜像部分に付着されにくくなってしまい、現
像濃度が低下するという問題があった。この問題は、樹
脂本来のトリボ特性であるマイナス極性の電荷を有する
高抵抗、即ち、磁性体の割合の少ない絶縁性の現像剤を
用いる場合にはこの傾向が特に著しかった。
As a result, there is a problem that the developer 103a does not easily adhere to the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 101, and the developing density is reduced. This problem was particularly remarkable when a high resistance having negative polarity electric charge, which is the intrinsic tribo characteristic of the resin, that is, an insulating developer having a small proportion of a magnetic material was used.

この発明は上記課題を解決するためのもので、像担持
体上に形成される現像特性の変化により現像剤がスリー
ブに長時間滞留して静電吸着力が強くなってしまうこと
を防止する画像形成装置を提供することを目的としてい
る。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, and to prevent the developer from staying in the sleeve for a long time due to a change in development characteristics formed on the image carrier and increasing the electrostatic attraction force. It is intended to provide a forming apparatus.

(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため、この発明は、静電潜像が形
成される像担持体と、この像担持体上の静電潜像を現像
する像担持体と対向する現像剤保持体と、を有する画像
形成装置において、画像形成における現像剤の消費量に
関係する特性を検知する検知手段を有し、この検知手段
による検知値が標準値よりも少ないことを検知したとき
に、この検知値に基づいて前記像担持体の非画像領域で
現像剤保持体上の現像剤を強制的に消費させる制御手段
を有することを特徴とする。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides an image carrier on which an electrostatic latent image is formed, and an image carrier for developing the electrostatic latent image on the image carrier. An image forming apparatus having an opposing developer holding member, the image forming apparatus having a detecting unit for detecting a characteristic related to a consumption amount of the developer in the image forming, and detecting that the detected value by the detecting unit is smaller than a standard value. A control means for forcibly consuming the developer on the developer holding member in the non-image area of the image carrier based on the detection value when the detection is performed is provided.

(作 用) 上記構成に基づくこの発明の作用は、まず、像担持体
の表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像
剤保持体が保持している現像材によって現像される。検
知手段は現像剤の消費量に関係する特性を検知する。こ
の検知手段の検知値に基づいて現像剤保持体が保持して
いる現像剤のうちの所定量を像担持体の非画像形成領域
で強制的に消費させることにより現像剤保持体から除去
させる。
(Operation) According to the operation of the present invention based on the above configuration, first, an electrostatic latent image is formed on the surface of the image carrier. This electrostatic latent image is developed by the developing material held by the developer holding member. The detecting means detects a characteristic related to the consumption amount of the developer. A predetermined amount of the developer held by the developer holding member is forcibly consumed in the non-image forming area of the image bearing member based on the detection value of the detecting means, and is removed from the developer holding member.

(実施例) 次に、この発明を第1図〜第5図に基づいて説明す
る。
(Embodiment) Next, the present invention will be described with reference to FIG. 1 to FIG.

第2図はこの発明を適用した画像形成装置の概略構成
図である。図において、1は像担持体としての感光ドラ
ムで、この感光ドラム1は矢印方向に回転する。感光ド
ラム1の周囲には、一次帯電器2,現像器3,転写・分離帯
電器4,クリーナ5,除電ランプ6、及び感光ドラム1の表
面の非画像形成領域の電荷を消去するためのLEDランプ
アレイからなる、いわゆるブランク露光ランプ(除去手
段)15aが設けられている。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus to which the present invention is applied. In the figure, reference numeral 1 denotes a photosensitive drum as an image carrier, and the photosensitive drum 1 rotates in the direction of an arrow. Around the photosensitive drum 1, a primary charger 2, a developing device 3, a transfer / separation charger 4, a cleaner 5, a neutralizing lamp 6, and an LED for erasing charges in a non-image forming area on the surface of the photosensitive drum 1. A so-called blank exposure lamp (removal means) 15a composed of a lamp array is provided.

前記現像器3内には一成分磁性現像剤3aが収容されて
いる。9は現像剤保持体としての円筒状のスリーブ、10
はスリーブ9内に配置したマグネット、15cはドクター
ブレードである。なお、スリーブ9,ドクターブレード15
cは高圧電源(後述する現像バイアス手段15b)に接続さ
れ、AC,AC+DC(サイン波,矩形波)等の交番(振動)
電圧を印加できるように構成されている。
The developing unit 3 contains a one-component magnetic developer 3a. Reference numeral 9 denotes a cylindrical sleeve as a developer holding member;
Is a magnet arranged in the sleeve 9, and 15c is a doctor blade. The sleeve 9, doctor blade 15
c is connected to a high-voltage power supply (developing bias means 15b described later), and alternately (vibration) such as AC, AC + DC (sine wave, rectangular wave)
It is configured so that a voltage can be applied.

8aは感光体ドラム1と対向する位置であって、転写・
分離帯電器4とクリーナ5との間に設けた検知手段8と
してのトナーセンサで、このトナーセンサ8aは感光ドラ
ム1の表面に形成される現像特性(濃度)を検知するた
めのものである。このトナーセンサ8aは公知の反射型フ
ォトカプラ等を用いて満足することができる。
8a is a position facing the photosensitive drum 1, and
A toner sensor as a detecting means 8 provided between the separation charger 4 and the cleaner 5. The toner sensor 8 a detects a developing characteristic (density) formed on the surface of the photosensitive drum 1. The toner sensor 8a can be satisfied by using a known reflective photocoupler or the like.

なお、図面中12は転写紙Pを転写部Bに給送する給送
手段、13は搬送手段である。
In the drawing, reference numeral 12 denotes a feeding unit for feeding the transfer paper P to the transfer unit B, and 13 denotes a conveying unit.

第1図は本発明の主要回路構成を示すブロック図であ
る。現像特性を検知する検知手段8は制御部,演算部を
内蔵したCPU14に接続されている。また、除去手段15は
駆動手段16を介してCPU14に接続されている。なお、17
はCPU14に接続された外部メモリである。
FIG. 1 is a block diagram showing a main circuit configuration of the present invention. The detection means 8 for detecting the development characteristics is connected to a CPU 14 having a control unit and a calculation unit. Further, the removing unit 15 is connected to the CPU 14 via the driving unit 16. Note that 17
Is an external memory connected to the CPU 14.

次に、上記実施例の作用を、第3図のフローチャート
により説明する。
Next, the operation of the above embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、図示しないコピーボタンをON(ステップ)す
ると、図示しない原稿を照明した画像光Aが感光ドラム
1の表面に導かれて静電潜像が形成される。この静電潜
像は、現像バイアス手段15bから電圧の印加されたスリ
ーブ9の表面に静電吸着した現像剤3aによって現像され
るとともに、感光ドラム1の回転で転写部Bに移行す
る。すると、この現像は給送手段12によってタイミング
をとって給送される転写紙P上に、転写・分離帯電器4
によって転写(ステップ)された後、感光ドラム1か
ら転写紙Pが分離され、搬送手段13により定着手段(図
示せず)へと搬送されることとなる。そして、感光ドラ
ム1の表面に残留している残像剤3aは、クリーナ5によ
りかき落され、以後は同様の画像形成動作を繰り返す。
First, when a copy button (not shown) is turned on (step), image light A illuminating a document (not shown) is guided to the surface of the photosensitive drum 1 to form an electrostatic latent image. This electrostatic latent image is developed by the developer 3a electrostatically attracted to the surface of the sleeve 9 to which a voltage is applied from the developing bias means 15b, and is transferred to the transfer section B by rotation of the photosensitive drum 1. Then, this developing is performed on the transfer paper P fed by the feeding means 12 in a timely manner on the transfer / separation charger 4.
After the transfer (step), the transfer paper P is separated from the photosensitive drum 1 and is conveyed to the fixing means (not shown) by the conveying means 13. Then, the residual image agent 3a remaining on the surface of the photosensitive drum 1 is scraped off by the cleaner 5, and thereafter, the same image forming operation is repeated.

上記作動中、画像形成動作が開始又は終了する感光ド
ラム1の前回転又は後回転時には、画像光Aが消灯して
いる状態で前述のブランク露光ランプ15aを点灯させ、
非画像形成領域の不必要な電荷を消去する訳であるが、
この間に感光ドラム1の表面上、少なくとも前述のトナ
ーセンサ8aと対応した位置でブランク露光ランプ15aを
所定時間消灯することで非画像形成領域に所定の面積の
標準的な暗部電位を形成(ステップ)し、これを現像
器3により現像(ステップ)する。そして、この現像
の濃度をトナーセンサ8aで検知するとともに、標準濃度
として外部メモリ17に記憶しておく。
During the above operation, during the pre-rotation or post-rotation of the photosensitive drum 1 at which the image forming operation starts or ends, the blank exposure lamp 15a is turned on while the image light A is turned off,
Although unnecessary charges in the non-image forming area are erased,
During this time, the blank exposure lamp 15a is turned off for a predetermined time on the surface of the photosensitive drum 1 at least at a position corresponding to the toner sensor 8a to form a standard dark area potential of a predetermined area in the non-image forming area (step). Then, this is developed (step) by the developing device 3. Then, the density of the development is detected by the toner sensor 8a, and is stored in the external memory 17 as a standard density.

以後、行なわれる画像形成動作においては、感光ドラ
ム1上の現像濃度をトナーセンサ8aで検知(ステップ
)し、これを外部メモリ17内の標準濃度と比較し、標
準濃度よりも低い場合(即ち、原稿の画像比率が少な
く、現像剤3aの消費量が少ない際)、ブランク露光ラン
プ15aを消灯制御することで感光ドラム1の非画像形成
領域に暗部電位領域を形成し、スリーブ9上の現像剤3a
を感光ドラム1に付着させることで除去するか、又は上
述の暗部電位領域の形成いかんにかかわらずスリーブ9
に印加された現像バイアス手段15bからスリーブ9へ帯
電極性と同極性の直流電圧を強制印加させることでスリ
ーブ9上の現像剤3aを強制現像(ステップ)させて除
去する訳である。また、検知濃度が標準濃度より高い場
合には、通常の現像動作を続行すればよい。
Thereafter, in the image forming operation to be performed, the developing density on the photosensitive drum 1 is detected (step) by the toner sensor 8a, and the detected density is compared with the standard density in the external memory 17; When the image ratio of the document is small and the consumption of the developer 3a is small), the dark exposure potential is formed in the non-image forming area of the photosensitive drum 1 by turning off the blank exposure lamp 15a. 3a
May be removed by adhering to the photosensitive drum 1 or the sleeve 9 may be formed regardless of the formation of the dark potential region.
The developer 3a on the sleeve 9 is forcibly developed (stepped) and removed by forcibly applying a DC voltage having the same polarity as the charging polarity from the developing bias means 15b applied to the sleeve 9 to the sleeve 9. If the detected density is higher than the standard density, the normal developing operation may be continued.

このようにすれば、画像比率の少ない原稿について
も、スリーブ9上に保持された現像剤3aは適量づつ消費
されることとなる。従って、現像剤3aが長時間滞溜して
スリーブ9への静電吸着力が強くなることを防止でき、
感光ドラム1の表面1に形成される現像濃度は安定した
ものとなる。
In this way, even for a document having a small image ratio, the developer 3a held on the sleeve 9 is consumed by an appropriate amount. Therefore, it is possible to prevent the developer 3a from staying for a long time to increase the electrostatic attraction force to the sleeve 9,
The developing density formed on the surface 1 of the photosensitive drum 1 becomes stable.

第4図は他の実施例を示している。これは、原稿の画
像比率が低いもの(現像剤3aの消費が少ない)は現像特
性が悪くなるという傾向を踏えて、原稿の画像比率を検
知することによって、現像特性として代用し、所定レベ
ルより低い場合にスリーブ9上の現像剤3aを前述と同様
にして除去するものである。即ち、原稿の画像光Aが感
光ドラム1の表面に照射される開口20と現像器3の間で
あって、感光ドラム1の近傍に、感光ドラム1上に形成
される静電潜像電位を測定する検知手段8としての電位
センサー8bを設け、暗部電位と明部電位を制御すること
で潜像電位を安定させるようにした。その他の構成につ
いては、上記実施例と同様である。
FIG. 4 shows another embodiment. This is because, when the image ratio of the original is low (the consumption of the developer 3a is small), the developing characteristic is deteriorated. If it is lower, the developer 3a on the sleeve 9 is removed in the same manner as described above. That is, the potential of the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1 is located between the opening 20 where the image light A of the document is irradiated onto the surface of the photosensitive drum 1 and the developing device 3 and in the vicinity of the photosensitive drum 1. A potential sensor 8b is provided as a detecting means 8 for measuring, and a latent image potential is stabilized by controlling a dark portion potential and a bright portion potential. Other configurations are the same as in the above embodiment.

この実施例においては、予め電位センサー8bによって
測定した標準電位を外部メモリ17内に記憶しておく。そ
して、前述と同様にしてコピーボタンON(ステップ
)、及び複写動作が開始(ステップ)され、電位セ
ンサ8bにより検知(ステップ)した静電潜像の電位
が、外部メモリ17内の標準電位よりも低い場合には、複
写動作終了時又は複写動作開始時(ステップ)の感光
ドラム1の回転時の非画像形成領域にスリーブ10上の現
像剤3aを、前述と同様にして現像バイアス手段15bを作
動(ステップ)させて強制的に感光ドラム1表面へ移
動させてもよい。
In this embodiment, the standard potential measured by the potential sensor 8b is stored in the external memory 17 in advance. Then, the copy button is turned ON (step) and the copying operation is started (step) in the same manner as described above, and the potential of the electrostatic latent image detected (step) by the potential sensor 8b is higher than the standard potential in the external memory 17. If it is low, the developer 3a on the sleeve 10 is operated in the non-image forming area when the photosensitive drum 1 is rotated at the end of the copying operation or at the start of the copying operation (step), and the developing bias means 15b is operated in the same manner as described above. (Step) to forcibly move the photosensitive drum 1 to the surface.

また、ステップにおいて電位センサ8bで検知した感
光ドラム1の表面の電位が、標準電位よりも高い場合に
は複写動作は終了(ステップ)する。
If the potential of the surface of the photosensitive drum 1 detected by the potential sensor 8b in the step is higher than the standard potential, the copying operation ends (step).

又、検知した平均電位が、標準電位より低い場合の頻
度が所定より多い場合には、翌朝装置が再び始動するま
での待機中にスリーブ10上の現像剤3aを非画像形成領域
へ強制付着するように構成してもよい。更に、一成分現
像剤3aを用いる現像器3には通常現像剤の残量を検知す
る残量検知手段8cが設けられており、該残量検知手段8c
の信号に応じて図示されないホッパー容器から現像剤3a
を現像器3へ供給する手段を有するものがある。この場
合には残量検知手段8の信号の頻度を検知することによ
り、適宜低い場合には上述のように非画像領域にスリー
ブ10上の現像剤3aを付着させて除去することでもよい。
又原稿の反射光量を適宜の検知手段で検知し、原稿自動
露光機能を有する複写装置に於いてはこの反射光量を画
像比率の代用として利用することも可能である。
If the detected average potential is lower than the standard potential and the frequency is higher than a predetermined value, the developer 3a on the sleeve 10 is forcibly attached to the non-image forming area during the standby until the apparatus is started again the next morning. It may be configured as follows. Further, the developing device 3 using the one-component developer 3a is provided with a remaining amount detecting means 8c for detecting the remaining amount of the normal developer.
Developer 3a from a hopper container (not shown)
Is provided to the developing device 3. In this case, the frequency of the signal of the remaining amount detecting means 8 may be detected, and if appropriate, the developer 3a on the sleeve 10 may be attached to the non-image area and removed as described above.
Further, the amount of reflected light of the original can be detected by an appropriate detecting means, and in a copying machine having an automatic original exposure function, the amount of reflected light can be used as a substitute for the image ratio.

上記実施例において、除去手段15としてのブランク露
光ランプ15a,現像バイアス手段15bのそれぞれに対応す
る検知手段8としてのトナーセンサ8a,電位センサ8b,残
量検知センサ8cは、一括して設けてもよいし、対応する
除去手段15と検知手段8とを独立して設けてもよい。
In the above embodiment, the toner sensor 8a, the potential sensor 8b, and the remaining amount detecting sensor 8c as the detecting unit 8 corresponding to the blank exposure lamp 15a as the removing unit 15 and the developing bias unit 15b may be provided collectively. Alternatively, the corresponding removing means 15 and detecting means 8 may be provided independently.

(発明の効果) この発明は以上のように構成したものであるから、検
知手段により検知された画像形成における現像剤の消費
量に関係する特性の検出値に基づいて、現像剤保持体が
保持している現像剤は、像担持体上の非画像形成領域で
強制的に消費されて適宜現像剤保持体から除去されるこ
ととなり、現像剤保持体への静電吸着力が極端に強くな
ってしまうことがない。従って、常に像担持体上に現像
濃度の安定した画像を形成することができるという優れ
た効果を奏する。
(Effect of the Invention) Since the present invention is configured as described above, the developer holding member holds the developer based on the detection value of the characteristic related to the consumption of the developer in the image formation detected by the detection unit. The developing agent is forcibly consumed in the non-image forming area on the image carrier and is appropriately removed from the developer holding member, and the electrostatic attraction force to the developer holding member becomes extremely strong. I won't. Therefore, an excellent effect that an image having a stable development density can be always formed on the image carrier is exhibited.

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

第1図〜第5図はこの発明の実施例を示し、第1図は主
要回路構成を示すブロック図、第2図,第4図は概略構
成を示す正面断面図、第3図,第5図は作用を示すフロ
ーチャート、第6図は従来例の概略構成を示す正面断面
図である。 符号の説明 1……感光ドラム(像担持体) 3a……現像剤 8……トナーセンサ,電位センサ,残量検知手段(検知
手段) 9……スリーブ(現像剤保持体) 15……ブランク露光ランプ,現像バイアス手段(除去手
段)
1 to 5 show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a block diagram showing a main circuit configuration, FIGS. 2 and 4 are front sectional views showing a schematic configuration, and FIGS. FIG. 6 is a flowchart showing the operation, and FIG. 6 is a front sectional view showing a schematic configuration of a conventional example. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Photosensitive drum (image carrier) 3a ... Developer 8 ... Toner sensor, potential sensor, remaining amount detection means (detection means) 9 ... Sleeve (developer holding body) 15 ... Blank exposure Lamp, developing bias means (removal means)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】静電潜像が形成される像担持体と、この像
担持体上の静電潜像を現像する像担持体と対向する現像
剤保持体と、を有する画像形成装置において、 画像形成における現像剤の消費量に関係する特性を検知
する検知手段を有し、 この検知手段による検出値が標準値よりも少ないことを
検知したときに、この検出値に基づいて前記像担持体の
非画像領域で現像剤保持体上の現像剤を強制的に消費さ
せる制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus comprising: an image carrier on which an electrostatic latent image is formed; and a developer holding member facing the image carrier for developing the electrostatic latent image on the image carrier. A detecting unit for detecting a characteristic related to a consumption amount of a developer in image formation; and when detecting that a detection value by the detecting unit is smaller than a standard value, the image carrier based on the detection value. An image forming apparatus comprising: a control unit for forcibly consuming the developer on the developer holding member in the non-image area.
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