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JPH11305499A - Image forming device - Google Patents

Image forming device

Info

Publication number
JPH11305499A
JPH11305499A JP10124129A JP12412998A JPH11305499A JP H11305499 A JPH11305499 A JP H11305499A JP 10124129 A JP10124129 A JP 10124129A JP 12412998 A JP12412998 A JP 12412998A JP H11305499 A JPH11305499 A JP H11305499A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
developer
voltage
image
developing
image forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10124129A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuro Ono
和朗 小野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP10124129A priority Critical patent/JPH11305499A/en
Publication of JPH11305499A publication Critical patent/JPH11305499A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stably accurately detect the residual amount of developer with respect to an image forming device provided with a developing system capable of obtaining appropriate image density and a distinct image having no fogging even in the case of using small-grain-size toner, and changing the components of AC voltage such as peak-to-peak voltage, frequency and duty ratio according to some conditions. SOLUTION: The time when pre-rotation is performed being a stage other than an image forming stage is set as a toner residual amount detecting stage. In the residual amount detecting stage, toner residual amount is detected by impressing the AC voltage whose duty ratio on a (V-) side is made constant, that is, 50% on the developing sleeve of a developing device regardless of the change of the duty ratio of the AC voltage at the time of controlling the image density. In the image forming stage, the image density is controlled by changing the duty ratio of the developing bias to a ratio in accordance with the desired image density.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば複写機やプ
リンター、FAX等とされる電子写真法を応用した画像
形成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 an image forming apparatus to which an electrophotographic method such as a copying machine, a printer, a facsimile or the like is applied.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の電子写真画像形成装置の一例とし
て、反転現像系の画像形成装置が知られている。
2. Description of the Related Art As an example of a conventional electrophotographic image forming apparatus, an image forming apparatus of a reversal developing system is known.

【0003】この画像形成装置は、図11に示すよう
に、接地された導電性基体上に感光層を設けた、画像が
形成される像担持体1と、これを均一に帯電する帯電装
置(帯電ローラ)2と、像担持体1の表面に静電潜像を
描く露光光9を照射する図示しない露光装置と、像担持
体1上の潜像を現像剤のトナー7で現像してトナー画像
として可視化する現像装置3と、このトナー画像を転写
紙P上に転写する転写ローラ4と、転写紙P上のトナー
画像を定着する定着装置10と、像担持体1上に残留し
た転写残りのトナーをクリーニングするクリーニング装
置5等とから構成されている。
As shown in FIG. 11, this image forming apparatus comprises an image carrier 1 on which a photosensitive layer is provided on a grounded conductive substrate and on which an image is formed, and a charging device (which uniformly charges the image carrier). A charging roller) 2, an exposure device (not shown) for irradiating exposure light 9 for drawing an electrostatic latent image on the surface of the image carrier 1, and developing the latent image on the image carrier 1 with a developer 7 A developing device 3 for visualizing the image, a transfer roller 4 for transferring the toner image onto the transfer paper P, a fixing device 10 for fixing the toner image on the transfer paper P, and a transfer residue remaining on the image carrier 1 And a cleaning device 5 for cleaning the toner.

【0004】トナー7は、たとえば磁性体100重量
部、スチレンアクリル樹脂100重量部、負帯電性制御
剤であるモノアゾ染料の鉄錯体2重量部を配合して得ら
れた、ブラックの磁性トナーであり、平均粒径9μmと
されている。
[0004] Toner 7 is a black magnetic toner obtained by blending, for example, 100 parts by weight of a magnetic substance, 100 parts by weight of a styrene acrylic resin, and 2 parts by weight of an iron complex of a monoazo dye as a negative charge control agent. , And the average particle size is 9 μm.

【0005】上記画像形成装置の電子写真プロセスによ
る画像形成において、像担持体1への潜像行程は、ま
ず、帯電ローラ2により像担持体1の表面を一様に帯電
し、像担持体1の表面の電位を暗部電位Vdとする。そ
の後、レーザー光等の露光光9により像担持体1の表面
を露光し、露光された部分を明部電位Vlとして、像担
持体1の表面に暗部電位Vd部と明部電位Vl部による
静電潜像が形成される。
[0005] In the image formation by the electrophotographic process of the image forming apparatus, during the latent image process on the image carrier 1, first, the surface of the image carrier 1 is uniformly charged by the charging roller 2 and the image carrier 1 is charged. Is set as a dark portion potential Vd. After that, the surface of the image carrier 1 is exposed to exposure light 9 such as a laser beam, and the exposed portion is set as a bright portion potential Vl, and the surface of the image carrier 1 is statically controlled by a dark portion potential Vd portion and a bright portion potential Vl portion. An electrostatic latent image is formed.

【0006】現像行程では、現像装置3の現像剤保持部
材である現像スリーブ3a上に帯電されたトナー7を保
持させ、現像スリーブ3aと像担持体1との間に適当な
ギャップを持たせた上で、所定のDC電圧+AC電圧を
印加することにより、トナー7を暗部電位Vdに付着さ
せることなく、明部電位Vlにのみ付着させ、像担持体
1上にトナー7による画像を形成する。
In the developing process, the charged toner 7 is held on a developing sleeve 3a which is a developer holding member of the developing device 3, and an appropriate gap is provided between the developing sleeve 3a and the image carrier 1. Above, by applying a predetermined DC voltage + AC voltage, the toner 7 is adhered only to the light portion potential Vl without adhering to the dark portion potential Vd, and an image is formed on the image carrier 1 by the toner 7.

【0007】上記の現像におけるトナー7の挙動につい
ての詳細を述べる。トナー7は弾性ブレード3b等との
摩擦帯電極性がマイナスとされており、摩擦帯電により
ほとんどのトナー7がマイナスの帯電極性を示す。ま
た、像担持体1上の暗部電位部Vd部と明部電位Vl部
もマイナスの電位を示すように設定されている。
The behavior of the toner 7 in the above development will be described in detail. The toner 7 has a negative polarity for frictional charging with the elastic blade 3b and the like, and most of the toners 7 have a negative charging polarity due to frictional charging. Further, the dark portion potential portion Vd and the light portion potential Vl portion on the image carrier 1 are also set so as to show a negative potential.

【0008】このような系における現像バイアスは、従
来、図12に示すように、VdcのDC電圧にデューテ
ィ比50%の矩形波のAC電圧Vppを重畳させたもの
である。この現像バイアスのマイナス側が絶対値で最大
電圧(V−)を示すときに、トナー7はVl部に対して
現像スリーブ3a上から像担持体1上に飛翔し、またそ
の反対側のプラス側が最大電圧(V+)を示すときに、
この飛翔したトナー7が像担持体1から現像スリーブ3
a上に引き戻され、この飛翔、引き戻しを繰り返す。
Conventionally, the developing bias in such a system is obtained by superimposing a DC voltage of Vdc and an AC voltage Vpp of a rectangular wave having a duty ratio of 50% on a DC voltage of Vdc, as shown in FIG. When the minus side of the developing bias indicates the maximum voltage (V-) in absolute value, the toner 7 flies from the developing sleeve 3a onto the image carrier 1 with respect to the Vl portion, and the plus side on the opposite side is the maximum. When indicating the voltage (V +),
The flying toner 7 is transferred from the image carrier 1 to the developing sleeve 3.
a, and the flying and pulling back are repeated.

【0009】 |(V−)−Vl|>|(V+)−Vl| ・・・(1) としているため、この繰り返し運動の結果、マイナスに
帯電したトナー7が、像担持体1上の明部電位Vl部に
付着する。
| (V −) − Vl |> | (V +) − Vl | (1) As a result of this repetitive motion, the negatively charged toner 7 becomes lighter on the image carrier 1. Attach to the part potential Vl part.

【0010】また、暗部電位部Vdに対する(V−)、
(V+)でのトナー7の挙動も、それぞれの電圧の場合
では同様な動きをするが、ここでは、 |(V−)−Vd|<|(V+)−Vd| ・・・(2) であるため、トナー7は像担持体1上の暗部電位Vd部
にほとんど付着しない。
(V-) with respect to the dark portion potential portion Vd,
The behavior of the toner 7 at (V +) also behaves in the same manner at each voltage, but here, | (V −) − Vd | <| (V +) − Vd | (2) Therefore, the toner 7 hardly adheres to the dark portion potential Vd on the image carrier 1.

【0011】従って、トナー7が現像スリーブ3aと像
担持体1との間で飛翔するのに十分な電界になる、式
(1)および(2)を満足するような電圧値を、Vd、
Vl、(V−)、(V+)において設定することによ
り、像担持体1上でトナー7による画像形成を行ってい
た。このような条件を満足するためには、(V−)と
(V+)との差、すなわちVppを大きくし、VdとV
lとのコントラストを十分に採ることを要する。
Accordingly, a voltage value which satisfies the equations (1) and (2), which is an electric field sufficient for the toner 7 to fly between the developing sleeve 3a and the image carrier 1, is expressed by Vd,
By setting Vl, (V-), and (V +), an image was formed on the image carrier 1 with the toner 7. In order to satisfy such a condition, the difference between (V−) and (V +), that is, Vpp is increased, and Vd and Vd are increased.
It is necessary to take sufficient contrast with l.

【0012】従来の数値例を示すと、図13に示すよう
に、(V−)=−1200V、(V+)=+400V、
Vd=−600V、Vl=−150V、Vdc=−40
0V、Vpp=1800V、周波数=2000Hz 、デ
ューティー比=50%であり、像担持体1と現像スリー
ブ3aのギャップは280μmである。
FIG. 13 shows a conventional example of numerical values, where (V −) = − 1200 V, (V +) = + 400 V,
Vd = -600V, Vl = -150V, Vdc = -40
0 V, Vpp = 1800 V, frequency = 2000 Hz, duty ratio = 50%, and the gap between the image carrier 1 and the developing sleeve 3a is 280 μm.

【0013】ところで、上記のトナー7の帯電量は、現
像装置3の使用状態や使用環境により変化し、このトナ
ー7の帯電量の変化に対して、適正な濃度の画像を得る
には、Vd、Vlに対して適正な(V−)、(V+)が
変化する。このため、普通、画像形成装置は、画像濃度
制御装置によって、Vd、Vlに対して現像スリーブ3
aと像担持体1との間に印加されるDC電圧(Vdc)
を、現像装置3の使用状況等に応じて変化させることに
より(このときVpp=一定)、適正な濃度の画像を出
力できるようにしている。
The charge amount of the toner 7 varies depending on the use condition and use environment of the developing device 3. To obtain an image having an appropriate density with respect to the change in the charge amount of the toner 7, Vd is required. , Vl, the appropriate (V-) and (V +) change. For this reason, the image forming apparatus usually uses the image density control device to control the developing sleeve 3 against Vd and Vl.
DC voltage (Vdc) applied between a and the image carrier 1
Is changed in accordance with the use condition of the developing device 3 (Vpp = constant at this time), so that an image with an appropriate density can be output.

【0014】しかしながら、トナー7の帯電極性は全て
同じではなく、現像スリーブ3a上におけるトナー7の
帯電の分布は、図14に斜線部で示したように、主極性
(マイナス)の他に、逆極性(プラス)のいわゆる反転
トナーが僅かながら存在している。
However, the charging polarity of the toner 7 is not all the same, and the distribution of the charging of the toner 7 on the developing sleeve 3a is, in addition to the main polarity (minus) as shown by the hatched portion in FIG. There is a small amount of polarity (plus) so-called inverted toner.

【0015】このような反転トナーは、画像濃度を小さ
くしようとして、DC電圧(Vdc)を、Vlと(V
−)とのコントラストを小さくするように設定した場合
に、Vdと(V+)とのコントラストが大きくなるの
で、本来、トナー7が飛翔しない暗部電位Vdの領域に
飛翔する。また、画像濃度を大きくするために、DC電
圧(Vdc)を、Vlと(V−)とのコントラストが大
きくなるように設定した場合は、Vdと(V−)とのコ
ントラストも大きくなるため、主極性のトナーも、暗部
電位Vdの領域に飛翔する。このようにして、これらの
トナーが白画像(白地部)を汚す、いわゆるカブリ画像
という画像不良を引き起こしていた。
In order to reduce the image density, such an inverted toner changes the DC voltage (Vdc) to Vl and (V
When the contrast between-and-is set to be small, the contrast between Vd and (V +) increases, so that the toner 7 flies to a region of the dark portion potential Vd where the toner 7 does not originally fly. Also, if the DC voltage (Vdc) is set so as to increase the contrast between Vl and (V-) to increase the image density, the contrast between Vd and (V-) also increases. The toner of the main polarity also flies to the region of the dark portion potential Vd. In this manner, these toners cause image defects such as so-called fog images that stain a white image (white background portion).

【0016】また近年、画像の高画質化にともない、ト
ナー7が小粒径化してきており、このため十分な電荷を
持てないトナーも増加して、結果としてカブリのレベル
が悪化してきている。カブリが発生しないような適当な
電位を設定した場合においても、カブリが発生しないV
d、Vl、(V−)、(V+)の設定幅のラチチュード
(許容範囲)が狭くなるため、濃度変更を行うためにD
C電圧(Vdc)を変化させた場合、適正だったVd、
Vl、(V−)、(V+)のバランスが崩れ、カブリ画
像が発生するという問題があった。
In recent years, as the quality of an image has been improved, the particle size of the toner 7 has been reduced, and as a result, the number of toners having insufficient charge has increased, and as a result, the level of fog has deteriorated. Even when an appropriate potential is set so that no fog occurs, V
Since the latitude (permissible range) of the set width of d, Vl, (V-), and (V +) is narrowed, D is required to change the density.
When the C voltage (Vdc) was changed, the proper Vd,
There is a problem that the balance between Vl, (V-) and (V +) is lost, and a fog image is generated.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】ところで、現像装置3
のトナー残量の検知方式の一つとしてアンテナ残検があ
る。これは、図11に示すように、トナー7を収容した
現像装置の現像容器3c内に、金属の検知棒(アンテ
ナ)14を現像スリーブ3aの長手方向に平行に配置
し、現像スリーブ3aに印加した現像バイアスの交流電
圧により検知棒14に流れる電流値が、検知棒14と現
像スリーブ3との間の電気容量が変化すると変化するこ
とを利用して、現像容器3c内のトナー7の残量を検知
するものである。
By the way, the developing device 3
One of the methods for detecting the remaining amount of toner is antenna residual detection. As shown in FIG. 11, a metal detecting rod (antenna) 14 is arranged in the developing container 3c of the developing device containing the toner 7 in parallel with the longitudinal direction of the developing sleeve 3a and applied to the developing sleeve 3a. Utilizing the fact that the current value flowing through the detection rod 14 due to the AC voltage of the developing bias changes when the electric capacity between the detection rod 14 and the developing sleeve 3 changes, the remaining amount of the toner 7 in the developing container 3c is utilized. Is to be detected.

【0018】しかしながら、画像濃度の変更やその他の
条件によって、現像スリーブ3aに印加する現像バイア
スの交流電圧を構成する成分(ピーク間電圧、周波数、
デューティ比)を変化させることにより、十分な画像濃
度を持ち、カブリのない鮮明な画像を得るような現像系
では、上記の交流電圧成分の変更によって検知棒14を
流れる電流値が変動し、正確なトナー残量が検知できな
いという問題が発生した。
However, the components (the peak-to-peak voltage, the frequency, and the like) constituting the AC voltage of the developing bias applied to the developing sleeve 3a are changed depending on the change of the image density and other conditions.
In a developing system having a sufficient image density and a clear image without fogging by changing the duty ratio), the current value flowing through the detection rod 14 fluctuates due to the change of the AC voltage component. A problem that a large amount of remaining toner cannot be detected.

【0019】従って、本発明の目的は、小粒径トナーに
おいても適正な画像濃度と、カブリのない鮮明な画像を
得ることができ、諸条件により、ピーク間電圧、周波
数、デューティ比といった交流電圧成分を変化させるよ
うな現像系を有する画像形成装置において、正確な現像
剤残量検知を安定して行うことを可能とすることであ
る。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a proper image density and a clear image without fog even with a small particle size toner, and an AC voltage such as a peak-to-peak voltage, a frequency and a duty ratio depending on various conditions. An object of the present invention is to make it possible to accurately and stably detect the remaining amount of the developer in an image forming apparatus having a developing system that changes the components.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にか
かる画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明
は、像担持体と、前記像担持体の表面を帯電し、露光し
て得られた暗部電位部と明部電位部とから形成される静
電潜像を、現像剤を用いて現像して可視化する現像手段
と、得られた可視画像の濃度を制御する濃度制御手段
と、前記現像手段の現像剤の残量を検知する検知手段と
を備え、前記現像手段は、像担持体との間に所定の間隙
をあけて対置された現像剤保持部材を有し、前記現像
は、現像剤保持部材に像担持体との間で交流電圧を重畳
した電圧を印加することにより行われ、前記濃度制御手
段は、現像剤保持部材に印加された交流電圧を構成する
複数の成分のうちの少なくとも1つを変更することによ
り、前記可視画像の濃度を制御し、前記現像剤量検知手
段は、前記現像手段内に現像剤保持部材と平行に配置さ
れた棒状検知部材を有し、前記現像剤の残量検知は、前
記現像剤担持体に交流電圧により前記検知部材に誘起さ
れる電流を測定することにより行われる画像形成装置に
おいて、前記画像形成装置は、画像形成行程以外の行程
として現像剤残量検知行程を有し、前記現像剤残量検知
行程において、前記濃度制御手段による濃度制御時の交
流電圧の成分の変更とは関係なく、前記現像剤保持部材
に前記複数の成分を所定の一定値にした交流電圧を印加
して、前記現像剤の残量検知を行うことを特徴とする画
像形成装置である。
The above object is achieved by an image forming apparatus according to the present invention. In summary, the present invention provides an image carrier, an electrostatic latent image formed from a dark potential portion and a light potential portion obtained by charging the surface of the image carrier and exposing the developer, Developing means for developing and visualizing using, density control means for controlling the density of the obtained visible image, and a detecting means for detecting the remaining amount of the developer of the developing means, the developing means, A developer holding member opposed to the image carrier with a predetermined gap therebetween, and in the development, applying a voltage obtained by superimposing an AC voltage between the developer holding member and the image carrier; The density control means controls the density of the visible image by changing at least one of a plurality of components constituting an AC voltage applied to the developer holding member, and controls the density of the developer. The amount detecting means is disposed in the developing means in parallel with the developer holding member. An image forming apparatus having a rod-shaped detection member, wherein the remaining amount of the developer is detected by measuring a current induced in the detection member by an AC voltage applied to the developer carrier. A developer remaining amount detection process as a process other than the image forming process, and in the developer remaining amount detection process, regardless of a change in an AC voltage component at the time of density control by the density control means, the developer An image forming apparatus characterized in that an AC voltage in which the plurality of components are set to a predetermined constant value is applied to a holding member to detect the remaining amount of the developer.

【0021】本発明によれば、前記交流電圧のピーク値
の現像剤を像担持体へ飛翔させる側のピーク電圧と前記
明部電位部との間の電界が4.1V/μm以上、前記飛
翔させる側のピーク電圧と前記暗部電位部との間の電界
が3.5V/μm以下、現像剤を像担持体から引き戻す
側のピーク電圧と前記暗部電位部との間の電界が2.8
V/μm以下であり、前記濃度制御手段による濃度制御
時、前記交流電圧の変更する成分が交流電圧のデューテ
ィ比であって、そのデューティ比を前記飛翔側で20〜
50%の範囲で変更することができる。
According to the present invention, when the electric field between the peak voltage on the side of causing the developer having the peak value of the AC voltage to fly the image carrier to the image bearing member and the light portion potential portion is 4.1 V / μm or more, The electric field between the peak voltage on the side to be caused and the dark portion potential portion is 3.5 V / μm or less, and the electric field between the peak voltage on the side where the developer is pulled back from the image carrier and the dark portion potential portion is 2.8.
V / μm or less, and at the time of density control by the density control means, the component that changes the AC voltage is the duty ratio of the AC voltage, and the duty ratio is set to 20 to
It can be changed in the range of 50%.

【0022】本発明の他の態様は、像担持体と、前記像
担持体の表面を帯電し、露光して得られた暗部電位部と
明部電位部とから形成される静電潜像を、現像剤を用い
て現像して可視化する複数個の現像手段と、得られた可
視画像の濃度を制御する複数個の濃度制御手段と、前記
各現像手段の現像剤の残量を検知する複数個の検知手段
とを備え、前記各現像手段は、像担持体との間に所定の
間隙をあけて対置された現像剤保持部材を有し、前記現
像は、現像剤保持部材に像担持体との間で交流電圧を重
畳した電圧を印加することにより行われ、前記各濃度制
御手段は、現像剤保持部材に印加された交流電圧を構成
する複数の成分のうちの少なくとも1つを変更すること
により、前記可視画像の濃度を制御し、前記各現像剤量
検知手段は、前記現像手段内に現像剤保持部材と平行に
配置された棒状検知部材を有し、前記現像剤の残量検知
は、前記現像剤担持体に交流電圧により前記検知部材に
誘起される電流を測定することにより行われる画像形成
装置において、前記画像形成装置は、画像形成行程以外
の行程として現像剤残量検知行程を有し、前記現像剤残
量検知行程において、前記濃度制御手段による濃度制御
時の交流電圧の成分の変更とは関係なく、前記各現像手
段の現像剤保持部材に前記複数の成分を所定の一定値に
した交流電圧を印加して、前記現像剤の残量検知を行う
ことを特徴とする画像形成装置である。
According to another aspect of the present invention, an electrostatic latent image formed from an image carrier and a dark portion potential portion and a bright portion potential portion obtained by charging and exposing the surface of the image carrier is exposed. A plurality of developing means for developing and visualizing using a developer, a plurality of density control means for controlling the density of the obtained visible image, and a plurality of detecting the remaining amount of the developer in each developing means And each of the developing units has a developer holding member opposed to the image carrier with a predetermined gap therebetween, and the developing is performed by the image carrier on the developer holding member. The concentration control unit changes at least one of a plurality of components constituting the AC voltage applied to the developer holding member. By controlling the density of the visible image, each of the developer amount detection means, A bar-shaped detection member is disposed in the image means in parallel with the developer holding member, and the remaining amount of the developer is detected by measuring a current induced in the detection member by an AC voltage applied to the developer carrier. In the image forming apparatus performed by the above, the image forming apparatus has a developer remaining amount detection process as a process other than the image forming process, and in the developer remaining amount detection process, Irrespective of the change in the component of the AC voltage, applying the AC voltage in which the plurality of components have a predetermined constant value to the developer holding member of each of the developing units to detect the remaining amount of the developer. The image forming apparatus is a feature.

【0023】本発明によれば、前記交流電圧のピーク値
の現像剤を像担持体へ飛翔させる側のピーク電圧と前記
明部電位部との間の電界が4.1V/μm以上、前記飛
翔させる側のピーク電圧と前記暗部電位部との間の電界
が3.5V/μm以下、現像剤を像担持体から引き戻す
側のピーク電圧と前記暗部電位部との間の電界が2.8
V/μm以下であり、前記各濃度制御手段による濃度制
御時、前記交流電圧の変更する成分が交流電圧のデュー
ティ比であって、そのデューティ比を前記飛翔側で20
〜50%の範囲で変更することができる。
According to the present invention, when the electric field between the peak voltage on the side of causing the developer having the peak value of the AC voltage to fly to the image carrier and the light potential portion is 4.1 V / μm or more, The electric field between the peak voltage on the side to be caused and the dark portion potential portion is 3.5 V / μm or less, and the electric field between the peak voltage on the side where the developer is pulled back from the image carrier and the dark portion potential portion is 2.8.
V / μm or less, and at the time of density control by each of the density control means, the component that changes the AC voltage is the duty ratio of the AC voltage.
It can be changed in the range of 5050%.

【0024】また、本発明によれば、前記各現像手段の
検知部材に誘起される電流を電圧に変換して測定し、前
記測定された各電圧をそれぞれの基準電圧と比較して、
前記現像剤の残量検知を行うことができる。前記各現像
手段の現像剤保持部材に前記複数の成分を所定の一定値
にした交流電圧を印加する代わりに、前記各現像手段の
検知部材に誘起される電流が同一となるように、前記各
現像手段の現像剤保持部材に複数の成分の少なくとも1
つを変更した交流電圧を印加し、前記測定された各電圧
を同一の基準電圧と比較して、前記現像剤の残量検知を
行うことができ、前記交流電圧の変更する成分が交流電
圧のデューティ比である。
According to the present invention, the current induced in the detecting member of each of the developing means is converted into a voltage and measured, and each of the measured voltages is compared with a respective reference voltage.
The remaining amount of the developer can be detected. Instead of applying an AC voltage in which the plurality of components have a predetermined constant value to the developer holding member of each of the developing units, the currents induced in the detection members of each of the developing units are the same, At least one of a plurality of components is stored in a developer holding member of a developing unit.
Applying the changed AC voltage, comparing each of the measured voltages with the same reference voltage, the remaining amount of the developer can be detected, and the component that changes the AC voltage is the AC voltage. It is a duty ratio.

【0025】さらに、前記各現像手段の現像剤保持部材
に前記複数の成分を所定の一定値にした交流電圧を印加
し、その際、前記各現像手段の検知部材に誘起される電
流が同一となるように、前記各現像手段の検知部材の現
像剤保持部材からの距離を変更して配置し、前記測定さ
れた各電圧を同一の基準電圧と比較して、前記現像剤の
残量検知を行うことができる。また、前記現像により得
られる可視画像を中間転写体に一時的に転写することを
複数色分繰り返し、その後、複数色分の可視画像を転写
材に一括して転写することができる。前記現像剤の平均
粒径が6.5μm以下とすることができる。
Further, an alternating voltage is applied to the developer holding member of each of the developing means, the plurality of components having a predetermined constant value. At this time, the current induced in the detecting member of each of the developing means is the same. The distance between the detection member of each of the developing units and the developer holding member is changed, and the measured voltages are compared with the same reference voltage to detect the remaining amount of the developer. It can be carried out. Further, the process of temporarily transferring the visible image obtained by the development to the intermediate transfer body for a plurality of colors can be repeated, and thereafter, the visible images for a plurality of colors can be collectively transferred to a transfer material. The average particle size of the developer can be 6.5 μm or less.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に即
して詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0027】実施例1 本発明は、画像の濃度制御装置を有する画像形成装置に
おいて、その現像装置の現像剤残量検知を正確、安定に
行うことができるようにしたことが大きな特徴である。
本実施例の画像形成装置の構成は、先の図11に示した
従来の画像形成装置と基本的に同じなので、以下、本発
明の説明において、必要に応じて図11を援用する。
Embodiment 1 An important feature of the present invention is that in an image forming apparatus having an image density control device, it is possible to accurately and stably detect the remaining amount of developer in the developing device.
Since the configuration of the image forming apparatus of this embodiment is basically the same as the conventional image forming apparatus shown in FIG. 11, FIG. 11 will be referred to below as needed in the description of the present invention.

【0028】画像形成装置は、像担持体1、帯電ローラ
2、現像装置3、転写ローラ4、クリーニング装置5お
よび定着装置10等を備えて構成されている。
The image forming apparatus includes an image carrier 1, a charging roller 2, a developing device 3, a transfer roller 4, a cleaning device 5, a fixing device 10, and the like.

【0029】現像装置3は、磁性トナー7を収容した現
像容器3c、現像容器3cの像担持体1と対面した開口
部に配設した現像スリーブ3a、および現像スリーブ3
aの上部に当接した弾性ブレード3b等から構成されて
いる。
The developing device 3 includes a developing container 3 c containing the magnetic toner 7, a developing sleeve 3 a disposed at an opening of the developing container 3 c facing the image carrier 1, and a developing sleeve 3.
It is composed of an elastic blade 3b and the like abutting on the upper portion of the frame a.

【0030】トナー7は、磁性体100重量部、スチレ
ンアクリル樹脂100重量部、負帯電性制御剤のモノア
ゾ染料の鉄錯体2重量部を混練し、粉砕等を行って得ら
れたトナー粒子100重量部に対し、シリカ1.2重量
部を添加して作成されており、その平均粒径は6.5μ
mである。
The toner 7 is obtained by kneading 100 parts by weight of a magnetic material, 100 parts by weight of a styrene acrylic resin, and 2 parts by weight of an iron complex of a monoazo dye as a negative charge control agent, and pulverizing the mixture to obtain 100 parts by weight of toner particles. Parts by weight of silica and 1.2 parts by weight of silica.
m.

【0031】トナー7は、現像スリーブ3a内に内蔵さ
れた現像マグネットの磁力により、現像スリーブ3aの
表面上に付着し、現像スリーブ3aの回転にともない像
担持体1と対向した現像部へ向けて搬送される。その搬
送途上、トナー7は弾性ブレード3bにより規制され
て、マイナスに摩擦帯電されるとともに所定の層厚のト
ナー薄層に形成される。
The toner 7 adheres to the surface of the developing sleeve 3a by the magnetic force of the developing magnet incorporated in the developing sleeve 3a, and is directed toward the developing section facing the image carrier 1 with the rotation of the developing sleeve 3a. Conveyed. During the conveyance, the toner 7 is regulated by the elastic blade 3b, is negatively triboelectrically charged, and is formed into a thin toner layer having a predetermined thickness.

【0032】像担持体1と現像スリーブ3aとの間に
は、現像スリーブ3aの両端部に像担持体1の両端部と
当接するコロを配設することにより、常に280μm程
度のギャップが形成されている。この像担持体1と現像
スリーブ3aとの間には、現像バイアスとして矩形波の
交流電圧が印加される。
A gap of about 280 μm is always formed between the image carrier 1 and the developing sleeve 3a by disposing rollers at both ends of the developing sleeve 3a in contact with both ends of the image carrier 1. ing. A rectangular wave AC voltage is applied as a developing bias between the image carrier 1 and the developing sleeve 3a.

【0033】このとき、像担持体1の導電性基体は接地
されており、これに対し、現像スリーブ3aに印加した
現像バイアスのピーク値を(V−)=−1400V、
(V+)=0Vに設定し、その周波数を2000Hz 、
矩形波のデューティ比を(V−)側で35%、(V+)
側で65%に設定している。また潜像行程での帯電ロー
ラ2による帯電で、像担持体1の表面の暗部電位をVd
=−600V、レーザー光の露光光9による露光で、表
面の露光部の明部電位をVl=−150Vとなるように
設定している。
At this time, the conductive base of the image carrier 1 is grounded, whereas the peak value of the developing bias applied to the developing sleeve 3a is (V −) = − 1400V,
(V +) = 0 V, the frequency is set to 2000 Hz,
The duty ratio of the rectangular wave is 35% on the (V-) side, and (V +)
Side is set to 65%. Further, by the charging by the charging roller 2 during the latent image process, the dark portion potential on the surface of the image carrier 1 is changed to Vd.
= −600 V, and the exposure by the laser beam exposure light 9 is set so that the bright portion potential of the exposed portion on the surface becomes Vl = −150 V.

【0034】これらの電位設定は図1に示した通りであ
るが、これにより、本実施例の画像形成装置では、(V
−)とVd間の電界が2.86V/μm、(V−)とV
l間の電界が4.46V/μm、(V+)とVd間の電
界が2.14V/μmとなる。本実施例では、画像濃度
の変更は、現像バイアス(交流電圧)のデューティ比を
変更して行っており、その変動幅はデューティ比を(V
−)側で28〜41%であり、これによる画像濃度の変
動は、従来例の現像バイアスのDC値(Vdc)の変更
で画像濃度を変更する方式において、Vdcを±150
V変動させるのに相当する。
The setting of these potentials is as shown in FIG. 1. With this, in the image forming apparatus of this embodiment, (V
−) And Vd are 2.86 V / μm, and (V−) and Vd
The electric field between I and Vd is 4.46 V / μm, and the electric field between (V +) and Vd is 2.14 V / μm. In the present embodiment, the image density is changed by changing the duty ratio of the developing bias (AC voltage).
On the −) side, it is 28 to 41%, and the fluctuation of the image density due to this is Vdc ± 150 in the conventional method of changing the image density by changing the DC value (Vdc) of the developing bias.
This is equivalent to changing V.

【0035】本実施例における画像濃度とカブリの関係
を、従来例の場合とともに図2に示す。濃度は600d
pi画像における4ドットラインのライン幅で示し、カ
ブリは、画像形成前のリファレンス紙に対する白画像形
成後の反射濃度の差(%)として示す。
FIG. 2 shows the relationship between image density and fog in this embodiment together with the case of the conventional example. The density is 600d
The fog is represented by the line width of four dot lines in the pi image, and the fog is represented as a difference (%) of the reflection density after the white image formation with respect to the reference paper before the image formation.

【0036】図2において、点線Aは従来例の場合であ
り、図13に示した現像および潜像の電位設定で、現像
バイアスのDC値(Vdc)を変化させたときの画像濃
度とカブリの関係である。このとき、現像バイアスDC
値は−250Vから−550Vまで変動し、点線Aは、
ライン幅変動に対しカブリ値が極小値を持つような曲線
となる。
In FIG. 2, a dotted line A represents the case of the conventional example, and the image density and the fog when the DC value (Vdc) of the developing bias is changed by the potential setting of the developing and latent image shown in FIG. Relationship. At this time, the developing bias DC
The value varies from -250V to -550V, and the dotted line A
The curve is such that the fog value has a minimum value with respect to the line width variation.

【0037】これは、ライン幅が大の領域では、Vlと
(V−)のコントラストが大きくなり、Vdと(V−)
とのコントラストも大きくなるために、暗部電位Vd部
に飛翔するトナー量も増加する。また、ライン幅が小の
領域では、Vlと(V−)のコントラストが小さくな
り、Vdと(V+)のコントラストが増加するために、
暗部電位Vd部に飛翔する反転トナー量が増加する現象
によるものである。
This is because, in a region where the line width is large, the contrast between Vl and (V−) becomes large, and Vd and (V−) become large.
, The amount of toner flying to the dark portion potential Vd also increases. Further, in a region where the line width is small, the contrast between Vl and (V-) decreases, and the contrast between Vd and (V +) increases.
This is due to the phenomenon that the amount of the inverted toner flying to the dark portion potential Vd increases.

【0038】一点鎖線Bは、同じく従来例の場合であ
り、図13の現像および潜像の電位設定において、Vd
c=−400V、Vpp=1800Vの一定値で、現像
バイアスのデューティ比を変化させたときの画像濃度と
カブリの関係である。このとき、現像バイアスのデュー
ティ比は、(V−)側で40〜60%まで変動する。
The alternate long and short dash line B is the case of the conventional example, and Vd is Vd in the development and the potential setting of the latent image in FIG.
This is a relationship between image density and fog when the duty ratio of the developing bias is changed at constant values of c = −400 V and Vpp = 1800 V. At this time, the duty ratio of the developing bias varies from 40% to 60% on the (V−) side.

【0039】一点鎖線Bは、ライン幅が大の領域では、
(V−)側のデューティ比を大きくすることにより、V
lと(V−)間でのトナー飛翔時間が増加するため、ラ
イン幅は増加し、Vdと(V−)との飛翔時間も増加す
るため、暗部電位Vd部に飛翔するトナー量が増加する
が、このときVdと(V−)との電位差は、トナーが飛
翔するのにそれほど大きくないために、飛翔時間が増加
しても、暗部電位Vd部に飛翔するトナー量はそれほど
増加しない。
The dashed-dotted line B indicates that in a region where the line width is large,
By increasing the duty ratio on the (V−) side, V
Since the toner flight time between 1 and (V−) increases, the line width increases, and the flight time between Vd and (V−) also increases, so that the amount of toner flying to the dark portion potential Vd increases. However, at this time, since the potential difference between Vd and (V−) is not so large for the toner to fly, even if the flying time increases, the amount of the toner flying to the dark portion potential Vd does not increase so much.

【0040】これに対して、ライン幅が小の領域では
(V+)側のデューティ比を大きくするため、Vdと
(V+)との電位差は、反転トナーが暗部電位Vd部に
飛翔するのに十分大きいために、反転トナーは飛翔時間
の増加にともない、暗部電位Vd部への飛翔量が急激に
増加する。
On the other hand, in the region where the line width is small, the duty ratio on the (V +) side is increased, so that the potential difference between Vd and (V +) is sufficient for the inverted toner to fly to the dark portion potential Vd. Since the reversal toner is large, the flying amount of the reversal toner to the dark portion potential Vd portion sharply increases as the flying time increases.

【0041】実線Cは、本実施例の場合であり、図1に
示した現像および潜像の電位設定において、現像バイア
スのデューティ比を変化させたときの画像濃度とカブリ
の関係である。このとき、現像バイアスのデューティ比
は、(V−)側で28〜41%まで変更する。実線C
は、ライン幅を増加させるとカブリ値は増加するが、そ
の増加量は非常に小さい。これは、ライン幅が大の領域
では、(V−)側のデューティ比を大きくすることによ
り、Vlと(V−)間でのトナー飛翔時間が増加するた
め、ライン幅は増加し、Vdと(V−)との飛翔時間も
増加するため、暗部電位Vd部に飛翔するトナー量が増
加する。
The solid line C shows the case of this embodiment, and shows the relationship between image density and fog when the duty ratio of the developing bias is changed in the development and latent image potential setting shown in FIG. At this time, the duty ratio of the developing bias is changed from 28 to 41% on the (V-) side. Solid line C
The fog value increases as the line width increases, but the increase is very small. This is because, in a region where the line width is large, the toner flying time between Vl and (V-) increases by increasing the duty ratio on the (V-) side, so that the line width increases and Vd and Vd increase. Since the flying time with (V−) also increases, the amount of toner flying to the dark portion potential Vd increases.

【0042】しかし、一点鎖線Bが(V−)=−120
0V、Vd=−600Vであり、実線Cが(V−)=−
1400V、Vd=−600Vとなっており、Vdと
(V−)との電位差は、実線Cの方が大きく、カブリ量
が増加する設定となっているが、ライン幅の太い側での
同じライン幅において、(V−)側でのデューティ比は
一点鎖線Bが60%、実線Cが41%となっており、実
線Cは一点鎖線Bよりもトナー飛翔時間が短いために、
一点鎖線Bのカブリ値を若干上回るに止まっている。
However, the one-dot chain line B is (V −) = − 120
0V, Vd = -600V, and the solid line C is (V −) = −
1400 V, Vd = −600 V, and the potential difference between Vd and (V−) is set to be larger for the solid line C and to increase the fog amount, but the same line on the thicker side of the line width is set. In the width, the duty ratio on the (V−) side is 60% for the dashed line B and 41% for the solid line C. The solid line C has a shorter toner flight time than the dashed line B.
The fog value is slightly higher than the dashed line B.

【0043】一方、ライン幅が小の領域では、(V+)
側のデューティ比を大きくすることにより、ライン幅は
減少するが、Vdと(V+)との電位差は、反転トナー
が飛翔するのに十分小さいために、飛翔時間が増加して
も、暗部電位Vd部に飛翔する反転トナー量は非常に少
ない。
On the other hand, in the region where the line width is small, (V +)
By increasing the duty ratio on the side, the line width is reduced, but the potential difference between Vd and (V +) is sufficiently small for the inversion toner to fly. The amount of the reversal toner flying to the portion is very small.

【0044】ここで、(V−)とVl、(V−)とV
d、(V+)とVdの各々の関係について説明する。
Here, (V−) and Vl, (V−) and V
d, the relationship between (V +) and Vd will be described.

【0045】(V−)とVlの関係においては、その電
界強度が大きいほど、黒画像部の再現性が高い。本実施
例の場合の電界強度a1 =4.46V/μmにおける、
現像バイアスの(V−)側でのデューティ比と画像濃度
の関係を、従来の電界強度a2=3.75V/μm、お
よびその中間の電界強度a0=4.1V/μmにおける
場合と比較して図3に示す。画像濃度は、600dpi
における40ドットラインのライン幅で示してある。現
像バイアスの(V−)側でのデューティ比が50〜20
%の間で、十分なライン濃度である1.4以上を得るた
めには、4.1V/μm以上の電界強度が必要である。
In the relationship between (V−) and Vl, the reproducibility of the black image portion increases as the electric field intensity increases. At the electric field intensity a1 = 4.46 V / μm in the case of this embodiment,
The relationship between the duty ratio and the image density on the (V-) side of the developing bias is compared with the case where the conventional electric field intensity a2 = 3.75 V / μm and the intermediate electric field intensity a0 = 4.1 V / μm. As shown in FIG. The image density is 600 dpi
Are indicated by the line width of 40 dot lines. The duty ratio on the (V-) side of the developing bias is 50 to 20.
%, An electric field strength of 4.1 V / μm or more is required to obtain a sufficient line concentration of 1.4 or more.

【0046】(V−)とVdの関係においては、その電
界強度が小さいほどカブリのレベルがよい。本実施例に
おける電界強度b1=2.86V/μm(従来の現像シ
ステムでは2.14V/μm)に対して、電界強度を変
えた場合(b0=3.5V/μm、b2=3.8V/μ
m)の現像バイアスの(V−)側でのデューティ比とカ
ブリの関係を図4に示す。これにより、現像バイアスの
(V−)側でのデューティ比が50〜20%の間で、カ
ブリを3%以下の良好なレベルに保つには、電界強度を
3.5V/μm以下に設定する必要がある。
In the relationship between (V−) and Vd, the fog level is better as the electric field intensity is smaller. When the electric field intensity is changed (b0 = 3.5 V / μm, b2 = 3.8 V /) with respect to the electric field intensity b1 = 2.86 V / μm (2.14 V / μm in the conventional developing system) in this embodiment. μ
FIG. 4 shows the relationship between the duty ratio and the fog on the (V−) side of the developing bias of m). Thus, when the duty ratio on the (V-) side of the developing bias is between 50% and 20%, in order to keep the fog at a good level of 3% or less, the electric field strength is set to 3.5 V / μm or less. There is a need.

【0047】(V+)とVdの関係においては、その電
界強度が小さいほど、カブリのレベルがよい。本実施例
の場合の電界強度c1=2.14V/μmにおける、現
像バイアス(V+)側でのデューティ比とカブリ量の関
係を、従来の電界強度c2=3.57V/μm、および
その中間の電界強度c0=2.8V/μmの場合と比較
して図5に示す。
In the relationship between (V +) and Vd, the lower the electric field intensity, the better the fog level. The relationship between the duty ratio and the fog amount on the developing bias (V +) side at the electric field intensity c1 of 2.14 V / μm in the case of the present embodiment is shown by the conventional electric field intensity c2 = 3.57 V / μm and the intermediate value. FIG. 5 shows a comparison with the case where the electric field strength c0 = 2.8 V / μm.

【0048】現像バイアスの(V−)側でのデューティ
比を50〜20%の間(このとき、(V+)側でのデュ
ーティ比は50〜80%)で、カブリを3%以下の良好
なレベルに保つには、電界強度を2.8V/μm以下に
設定する必要がある。
When the duty ratio on the (V-) side of the developing bias is between 50 and 20% (at this time, the duty ratio on the (V +) side is 50-80%), the fog is reduced to 3% or less. In order to maintain the level, the electric field intensity must be set to 2.8 V / μm or less.

【0049】以上から、本実施例における現像系によれ
ば、使用環境や使用状況(画像形成枚数)により現像能
力が変化しても、常に、黒画像部では適正な画像濃度
を、また白部ではカブリのない良好な画像を長期にわた
って得ることができる。
As described above, according to the developing system of this embodiment, even if the developing ability changes depending on the use environment and the use condition (the number of images formed), the proper image density is always maintained in the black image area and the white area is maintained. Thus, a good image without fog can be obtained for a long period of time.

【0050】さて、現像装置3の現像容器3c内のトナ
ー7の残量をアンテナ残検により検知しようとした場
合、本実施例では、現像バイアスの交流分のデューティ
比を変更することにより、画像濃度を変更する濃度制御
法を採っているために、正確なトナー残量検知できない
という問題が生じる。
When the remaining amount of the toner 7 in the developing container 3c of the developing device 3 is to be detected by the residual antenna detection, in this embodiment, the duty ratio of the AC for the developing bias is changed to change the image. Since the density control method for changing the density is adopted, there is a problem that the remaining amount of toner cannot be accurately detected.

【0051】アンテナ残検の原理を説明すると、図11
の現像装置3の現像スリーブ3aに現像バイアスを印加
すると、図6に示すように、現像容器3c内に現像スリ
ーブ3aの長手方向に平行に配置した検知棒(アンテ
ナ)14に電流が誘起して、検知棒14を電流が流れ
る。このとき、トナー7と空気とでは比誘電率および抵
抗に差があるので、現像スリーブ3aと検知棒14との
間においてトナー7の量が変化すると、その間のインピ
ーダンス(静電容量)が変化して、検知棒14には上記
の電流がインピーダンスに応じて流れるから、この電流
からトナー7の残量が検知できる。
The principle of the antenna residual detection will be described.
When a developing bias is applied to the developing sleeve 3a of the developing device 3, a current is induced in a detection rod (antenna) 14 arranged in the developing container 3c in parallel with the longitudinal direction of the developing sleeve 3a, as shown in FIG. Then, a current flows through the detection rod 14. At this time, since there is a difference in the relative permittivity and the resistance between the toner 7 and the air, when the amount of the toner 7 changes between the developing sleeve 3a and the detection rod 14, the impedance (capacitance) between them changes. Since the current flows through the detection rod 14 according to the impedance, the remaining amount of the toner 7 can be detected from the current.

【0052】そこで、図6に示すように、検知棒14を
流れる電流を整流回路64で整流し、直流電圧(トナー
残量検知電圧)65に変換し、これをコンパレータ66
で基準電圧67と比較して、現像容器3c内のトナー7
の残量を検知するものである。
Therefore, as shown in FIG. 6, the current flowing through the detection rod 14 is rectified by a rectifier circuit 64 and converted into a DC voltage (toner remaining amount detection voltage) 65.
Compared with the reference voltage 67, the toner 7 in the developing container 3c
Is to detect the remaining amount.

【0053】今、基準電圧67が、図7(a)に示すよ
うに、現像バイアスの交流電圧分のデューティ比が50
%のときに対応するものとする。このデューティ比50
%の現像バイアスを現像スリーブ3に印加すると、検知
棒14に図7(b)に示すような誘起電流が流れ、この
電流値の面積(斜線部分)を電圧に変換して基準電圧6
7と比較すれば、トナー残量検知をすることができる。
Now, as shown in FIG. 7A, when the reference voltage 67 has a duty ratio of 50% for the AC voltage of the developing bias.
%. This duty ratio 50
When a developing bias of% is applied to the developing sleeve 3, an induced current as shown in FIG. 7B flows through the detecting rod 14, and the area of the current value (shaded area) is converted into a voltage to convert the reference voltage 6
7, the remaining toner amount can be detected.

【0054】つぎに、図8(a)に示すように、現像バ
イアスの交流電圧分のデューティ比を変化させて(たと
えばデューティ比25%)印加すると、図8(b)に示
すように、図7(b)とは異なった誘起電流が流れ、こ
の電流値の面積(斜線部分)を変換した電圧は、変更し
たデューティ比に応じて変っているので、これをデュー
ティ比50%のときの基準電圧67と比較しても、正確
にトナー残量検知ができないことになる。
Next, as shown in FIG. 8A, when the duty ratio corresponding to the AC voltage of the developing bias is changed (for example, the duty ratio is 25%) and applied, as shown in FIG. 7 (b), an induced current flows, and the voltage obtained by converting the area (shaded area) of this current value changes according to the changed duty ratio. Even when compared with the voltage 67, the remaining toner amount cannot be accurately detected.

【0055】そこで、本発明では、画像形成行程以外の
行程でトナー残量検知を実施する行程を設け、画像の濃
度制御時の現像バイアスの交流電圧分のデューティ比の
変更に関係なく、残量検知行程において、現像スリーブ
3aに印加される現像バイアスの交流分のデューティ比
を所定の一定値として、トナー残量検知を行うようにし
た。
Therefore, in the present invention, a step of detecting the remaining amount of toner is provided in a step other than the image forming step, and the remaining amount of toner is controlled regardless of the change in the duty ratio of the AC voltage of the developing bias at the time of image density control. In the detection process, the remaining amount of toner is detected by setting the duty ratio of the AC of the developing bias applied to the developing sleeve 3a to a predetermined constant value.

【0056】本実施例では、現像バイアスの交流分の
(V−)側のデューティ比を50%としたものを用い、
図9に示すように、画像形成行程前の前回転時に、この
現像バイアスを現像スリーブ3aに印加することによ
り、トナー残量検知を行った。ついで画像形成行程で
は、現像バイアスのデューティ比を所望の画像濃度に応
じた比に変更して、画像の濃度制御を行った。
In this embodiment, the duty ratio on the (V−) side of the AC component of the developing bias is set to 50%.
As shown in FIG. 9, during the pre-rotation before the image forming process, this developing bias was applied to the developing sleeve 3a to detect the amount of remaining toner. Next, in the image forming process, the image density was controlled by changing the duty ratio of the developing bias to a ratio corresponding to the desired image density.

【0057】従って、本実施例によれば、画像形成時に
は所望の画像濃度を得ることができる一方、トナー残量
検知時には正確な残量検知ができ、かくして、十分な画
像濃度を持ち、カブリのない鮮明な画像を得ることがで
きた。
Therefore, according to the present embodiment, a desired image density can be obtained at the time of image formation, while an accurate remaining amount can be detected at the time of detecting the remaining amount of toner. Not clear images could be obtained.

【0058】以上では、トナー残量検知は、画像濃度の
制御を現像バイアスのデューティ比の変更により行う方
式の場合について述べたが、本発明はこれに限定され
ず、現像バイアスのピーク間電圧、周波数といった交流
電圧成分を変更して、画像濃度を変更する濃度制御方式
におけるトナー残量検知にも、現像バイアスの交流成分
(ピーク間電圧、周波数、デューティ比)を所定の一定
値とすることにより、同様に適用できる。
In the above description, the detection of the remaining amount of toner has been described in connection with the case where the image density is controlled by changing the duty ratio of the developing bias. However, the present invention is not limited to this. In the density control method of changing the image density by changing the AC voltage component such as the frequency, the AC component (the peak-to-peak voltage, the frequency, and the duty ratio) of the developing bias is set to a predetermined constant value. , As well.

【0059】実施例2 図10は、本発明の画像形成装置の他の実施例を示す概
略図である。実施例1は、1つの現像装置3を有する白
黒の画像形成装置であったが、本実施例の画像形成装置
は、図10のように、複数の現像器を有するカラー画像
形成装置、たとえば4色の現像器3M、3C、3Y、3
Bを有するフルカラー画像形成装置である。
Embodiment 2 FIG. 10 is a schematic view showing another embodiment of the image forming apparatus of the present invention. In the first embodiment, a black and white image forming apparatus having one developing device 3 is used. However, as shown in FIG. 10, a color image forming apparatus having a plurality of developing devices, for example, Color developing units 3M, 3C, 3Y, 3
B is a full-color image forming apparatus.

【0060】像担持体1は矢印方向に回転し、帯電ロー
ラ2により像担持体1の表面が均一に一様帯電され、像
担持体1の表面の電位が暗部電位Vdとなる。その後、
レーザー光等の露光光9により像担持体1の表面が露光
され、露光された部分が明部電位Vlとなって、像担持
体1の表面に静電潜像が形成される。この潜像は、マゼ
ンタ(M)の第1現像器3Mにより現像されて、像担持
体1上に第1色目のマゼンタトナー画像が形成される。
The image carrier 1 rotates in the direction of the arrow, the surface of the image carrier 1 is uniformly and uniformly charged by the charging roller 2, and the potential of the surface of the image carrier 1 becomes the dark portion potential Vd. afterwards,
The surface of the image carrier 1 is exposed by exposure light 9 such as a laser beam, and the exposed portion becomes a bright portion potential Vl, so that an electrostatic latent image is formed on the surface of the image carrier 1. This latent image is developed by the first developing device 3M of magenta (M), and a magenta toner image of the first color is formed on the image carrier 1.

【0061】この際、シアン(C)の第2現像器3C、
イエロー(Y)の第3現像器3Y、ブラック(B)の第
4現像器3Bは作動をオフしており、像担持体1上の第
1色目のマゼンタトナー画像は、第2〜第4現像器3C
〜3Bの影響を受けることなく、像担持体1の回転とと
もに、中間転写体30と当接した転写ニップ域に到達す
る。
At this time, the second developing device 3C for cyan (C)
The operation of the third developing unit 3Y for yellow (Y) and the fourth developing unit 3B for black (B) is off, and the magenta toner image of the first color on the image carrier 1 is the second to fourth developing unit. Container 3C
3B, reaches the transfer nip area in contact with the intermediate transfer body 30 as the image carrier 1 rotates.

【0062】中間転写体30は、パイプ状の芯金31上
に108 Ωcm以上の弾性層32を設けてなっており、
1次転写電源33により中間転写体30に印加したトナ
ーと逆極性の電圧により、像担持体1上のマゼンタトナ
ー画像が中間転写体30の表面に転写される(1次転
写)。
The intermediate transfer body 30 is provided with an elastic layer 32 of 10 8 Ωcm or more on a pipe-shaped core metal 31.
The magenta toner image on the image carrier 1 is transferred to the surface of the intermediate transfer body 30 by a voltage having a polarity opposite to that of the toner applied to the intermediate transfer body 30 by the primary transfer power supply 33 (primary transfer).

【0063】第1色目のトナー画像の転写が終了した像
担持体1は、クリーニング装置5により表面を清掃され
た後、第2色目のシアンの画像形成行程に入る。第2色
目の画像形成行程では、第2現像器3Cのみが作動し、
他の現像器3M、3Y、3Bは作動をオフしており、以
下、上述した手順によって、第2色目のシアントナー画
像が像担持体1に形成され、ついで中間転写体30の表
面に第1色目のマゼンタトナー画像上から重ね合わせて
転写される。
After the transfer of the toner image of the first color is completed, the surface of the image carrier 1 is cleaned by the cleaning device 5, and then the image forming process for the cyan image of the second color is started. In the image forming process for the second color, only the second developing device 3C operates,
The other developing units 3M, 3Y, and 3B are turned off, and the second color cyan toner image is formed on the image carrier 1 by the procedure described above. The image is transferred by being superimposed on the magenta toner image of the color.

【0064】同様に、第3色目のイエロートナー画像、
第4色目のブラックトナー画像が形成され、それぞれ中
間転写体30の表面に前の画像に重ね合わせて転写され
る。
Similarly, the third color yellow toner image,
A black toner image of the fourth color is formed, and is transferred onto the surface of the intermediate transfer body 30 so as to overlap the previous image.

【0065】つぎに、給紙カセット13から1枚の転写
紙Pが給紙ローラ15によって取り出され、転写紙ガイ
ド11を経て中間転写体30とベルト転写部材45とが
当接した転写ニップ域に挿通され、2次転写電源46か
ら導電性ローラ41に印加したトナーと逆極性の電圧に
より、中間転写体30上の4色のトナー画像が転写紙P
の表面に一括して転写される(2次転写)。
Next, one sheet of transfer paper P is taken out from the paper supply cassette 13 by the paper supply roller 15, passes through the transfer paper guide 11, and enters the transfer nip area where the intermediate transfer body 30 and the belt transfer member 45 abut. The toner image of four colors on the intermediate transfer body 30 is inserted into the transfer paper P by a voltage having a polarity opposite to that of the toner applied to the conductive roller 41 from the secondary transfer power supply 46.
Are collectively transferred to the surface (secondary transfer).

【0066】ベルト転写部材45は、前記の導電性ロー
ラ41と駆動ローラ42とに転写ベルト40を張架して
なっている。導電性ローラ41は、1次転写時には、二
点鎖線で示すように中間転写体30から離間して、中間
転写体上の1次転写された画像を乱さないようになって
おり、2次転写時には、実線で示すように中間転写体3
0に当接して、中間転写体30と転写ニップ域を形成す
る。
The belt transfer member 45 has a transfer belt 40 stretched around the conductive roller 41 and the drive roller 42. During the primary transfer, the conductive roller 41 is separated from the intermediate transfer body 30 as shown by a two-dot chain line so as not to disturb the primary transferred image on the intermediate transfer body. Sometimes, as shown by the solid line, the intermediate transfer member 3
0 to form a transfer nip area with the intermediate transfer body 30.

【0067】4色のトナー画像を転写されて転写ニップ
域を出た転写紙Pは、搬送ガイド12を経て定着装置1
0に到達し、そこで4色のトナー画像が加熱および加圧
を受けて、4色のフルカラー画像として転写紙Pの表面
に定着される。
The transfer paper P on which the toner images of four colors have been transferred and which has exited the transfer nip area passes through the conveyance guide 12 and is fixed by the fixing device 1.
When the toner image reaches 0, the four color toner images are heated and pressed to be fixed on the surface of the transfer paper P as four color full color images.

【0068】上記4個の現像器3M〜3Bは、実施例1
で使用した現像装置3が磁性トナーを用いる点で若干異
なるが、装置の基本構成はほぼ同一であり、現像器3M
〜3Bのトナー残量検知は実施例1と同様である。
The four developing units 3M to 3B are the same as those of the first embodiment.
Is slightly different in that the developing device 3 used is a magnetic toner, but the basic configuration of the device is almost the same.
3B is the same as that in the first embodiment.

【0069】各現像器3M〜3Bにおける現像は、それ
らのトナーを保持する現像スリーブ3aと像担持体1と
の間に一定の間隙をあけ、それらの間に交流電圧を印加
することにより行われる。交流電圧におけるピーク値の
像担持体1へのトナーの飛翔側の電圧と前記の明部電位
Vl部との間の電界が4.1V/μm以上、その飛翔側
の電圧と前記の暗部電位Vd部との間の電界が3.5V
/μm以下、像担持体1〜のトナーの引き戻し側の電圧
と前記の暗部電位Vd部との間の電界が2.8V/μm
以下である。
The development in each of the developing devices 3M to 3B is performed by providing a fixed gap between the developing sleeve 3a holding the toner and the image carrier 1, and applying an AC voltage between them. . The electric field between the voltage on the flying side of the toner to the image carrier 1 having the peak value of the AC voltage and the light portion potential Vl is 4.1 V / μm or more, and the voltage on the flying side and the dark portion potential Vd Electric field between parts is 3.5V
/ Μm or less, and the electric field between the voltage on the toner retraction side of the image carriers 1 and the dark portion potential Vd is 2.8 V / μm.
It is as follows.

【0070】画像濃度の変更は、現像バイアスの交流電
圧分のデューティ比を飛翔側で20〜50%の間で変化
させることにより実施している。
The image density is changed by changing the duty ratio of the AC voltage of the developing bias between 20% and 50% on the flight side.

【0071】各現像器3M〜3Bにおけるトナー残量検
知は、画像形成行程以外の行程で実施し、そのトナー残
量検知を、現像スリーブ3aに印加する現像バイアスの
交流電圧分のデューティ比を所定の一定値として行っ
た。これにより、画像濃度の変更を現像バイアスの交流
電圧分のデューティ比の変更で行う濃度制御方式におい
ても、正確なトナー残量検知を安定して実施することが
できる。
The detection of the remaining amount of toner in each of the developing units 3M to 3B is carried out in a process other than the image forming process, and the detection of the remaining amount of toner is performed by determining the duty ratio of the AC voltage of the developing bias applied to the developing sleeve 3a. Was performed as a constant value. As a result, even in the density control method in which the image density is changed by changing the duty ratio of the AC voltage of the developing bias, accurate detection of the remaining amount of toner can be stably performed.

【0072】このとき、現像器3M〜3Bのトナーのイ
ンピーダンスが4色つとも等しい場合は、トナー残量検
知の基準電圧を1つとしてよいが、ブラックトナーに磁
性トナーを、他の3色のトナーに非磁性トナーを用いる
場合は、磁性トナーと非磁性トナーでインピーダンスが
異なるので、磁性トナー用の基準電圧と、非磁性トナー
用の基準電圧の2つの基準電圧を設けて、トナーの残量
検知を行う。4色のトナーについてインピーダンスが異
なる場合は、それぞれのトナーに対して基準電圧を設け
て、トナーの残量検知を行う。
At this time, if the toners of the developing units 3M to 3B have the same impedance for all four colors, the reference voltage for detecting the remaining amount of toner may be one, but the magnetic toner is used for the black toner, and the magnetic toner is used for the other three colors. When a non-magnetic toner is used as the toner, the impedance differs between the magnetic toner and the non-magnetic toner. Therefore, two reference voltages, a reference voltage for the magnetic toner and a reference voltage for the non-magnetic toner, are provided. Perform detection. If the impedances of the four color toners are different, a reference voltage is provided for each toner, and the remaining amount of toner is detected.

【0073】本実施例では、各現像器3M〜3Bに対し
て、交流電圧分の(V−)側のデューティ比を50%と
した現像バイアスを用い、前に示した図9のように、画
像形成行程前の前回転時に、この現像バイアスを現像ス
リーブ3aに印加して、検知棒14で検出した電流値を
図6の検知回路で電圧に変換して、コンパレータ66で
各基準電圧と比較することにより、各現像器3M〜3B
におけるトナーの残量検知を行った。
In this embodiment, a developing bias in which the duty ratio on the (V-) side of the AC voltage is 50% is used for each of the developing units 3M to 3B, as shown in FIG. At the time of pre-rotation before the image forming process, this developing bias is applied to the developing sleeve 3a, and the current value detected by the detecting rod 14 is converted into a voltage by the detecting circuit of FIG. By doing so, each of the developing devices 3M to 3B
The remaining amount of the toner in was detected.

【0074】ついで画像形成行程に入って、現像バイア
スのデューティ比を所望の画像濃度に応じた比に変更し
て、画像の濃度制御を行いながら、画像形成を行った。
Then, in the image forming process, the duty ratio of the developing bias was changed to a ratio corresponding to the desired image density, and the image formation was performed while controlling the image density.

【0075】本実施例は、これにより、画像形成時には
所望の画像濃度を得ることができる一方、トナー残量検
知時には正確な残量検知ができ、かくして、十分な画像
濃度を持ち、カブリのない鮮明な画像を得ることができ
た。
According to this embodiment, a desired image density can be obtained at the time of image formation, while an accurate remaining amount can be detected at the time of detecting the remaining amount of toner. Thus, the present embodiment has a sufficient image density and has no fog. A clear image could be obtained.

【0076】以上では、トナー残量検知は、画像濃度の
制御を現像バイアスのデューティ比の変更により行う方
式の場合について述べたが、実施例1で述べたように、
現像バイアスのピーク間電圧、周波数といった交流電圧
成分を変更して、画像濃度を変更する濃度制御方式にお
けるトナー残量検知にも適用できる。
In the above description, the detection of the remaining amount of toner is based on the method of controlling the image density by changing the duty ratio of the developing bias, but as described in the first embodiment,
The present invention can also be applied to detection of the remaining amount of toner in a density control method for changing an image density by changing an AC voltage component such as a peak-to-peak voltage and a frequency of a developing bias.

【0077】実施例3 実施例2では、カラー画像形成装置の複数の現像器3M
〜3Bのトナーの残量検知を行う場合、基準電圧を複数
設けたが、各現像器3M〜3Bに応じて基準電圧を変化
させて複数個設けることは、ばらつきも大きく、トナー
残量の検知回路も高価なものになる。
Embodiment 3 In Embodiment 2, a plurality of developing units 3M of a color image forming apparatus are used.
A plurality of reference voltages are provided when detecting the remaining amount of toner of ~ 3B. However, providing a plurality of reference voltages by changing the reference voltage according to each of the developing devices 3M ~ 3B has a large variation and the detection of the remaining amount of toner. Circuits are also expensive.

【0078】そこで、本実施例では、基準電圧は複数の
現像器3M〜3Bで同一とし、各現像器3M〜3Bのト
ナーの残量が同じならば、それぞれの検知棒14に誘起
される電流値も等しくなるように、現像バイアスの交流
電圧分のデューティ比を現像器3M〜3Bのトナーのイ
ンピーダンスに応じて別々に設定するようにした。従っ
て、現像器3M〜3Bに対して同一の残量検知回路を用
いることができる。
Therefore, in the present embodiment, the reference voltage is the same for the plurality of developing units 3M to 3B, and if the remaining amount of toner in each of the developing units 3M to 3B is the same, the current induced in each detection rod 14 The duty ratio for the AC voltage of the developing bias is set separately according to the impedance of the toner of the developing devices 3M to 3B so that the values are equal. Therefore, the same remaining amount detecting circuit can be used for the developing units 3M to 3B.

【0079】本実施例では、このように、複数の現像器
3M〜3Bにおいて、同一の残量検知回路および同一の
基準電圧を用いるので、検知誤差を小さくし、さらに検
知回路も安価にすることができる。
In this embodiment, since the same remaining amount detecting circuit and the same reference voltage are used in the plurality of developing units 3M to 3B, the detection error can be reduced and the detecting circuit can be made inexpensive. Can be.

【0080】マゼンタ、シアン、イエローに非磁性トナ
ーを用い、ブラックに磁性トナーを用いた場合、一般に
非磁性トナーの方が磁性トナーよりもインピーダンスが
高いので、本実施例では、現像バイアスの(V−)側の
デューティ比を非磁性トナーで50%、磁性トナーで2
5%として、現像スリーブ3aに印加し、トナーの残量
検知を行った。これにより、トナー残量検知電圧を4つ
の現像器3M〜3Bで等しくすることができ、同一の基
準電圧によりトナーの残量検知ができた。
In the case where non-magnetic toner is used for magenta, cyan, and yellow and magnetic toner is used for black, the impedance of the non-magnetic toner is generally higher than that of the magnetic toner. The duty ratio on the −) side is 50% for the non-magnetic toner and 2 for the magnetic toner.
5% was applied to the developing sleeve 3a, and the remaining amount of toner was detected. As a result, the toner remaining amount detection voltage can be equalized in the four developing devices 3M to 3B, and the remaining toner amount can be detected with the same reference voltage.

【0081】以上では、トナー残量検知は、現像バイア
スのデューティ比を変更して画像濃度を変更する現像方
式におけるものについて述べたが、これまでと同様、現
像バイアスのピーク間電圧、周波数といった交流電圧成
分を変更して、画像濃度を変更する現像方式におけるト
ナー残量検知にも適用できる。
In the above description, the detection of the remaining amount of toner has been described in the developing method in which the image density is changed by changing the duty ratio of the developing bias. The present invention can also be applied to the detection of the remaining amount of toner in the developing method in which the image density is changed by changing the voltage component.

【0082】実施例4 本実施例では、現像器3M〜3Bのトナー残量検知をす
る場合、これらの現像スリーブ3aに交流電圧分のデュ
ーティ比が等しい現像バイアスを印加する点は、実施例
2と同じであるが、その際、現像器3M〜3Bのトナー
残量が等しいときには、それぞれの検知棒14に誘起さ
れる電流値が同じとなるように、予め現像スリーブ3a
からの検知棒14の距離を変えて設置した。
Embodiment 4 This embodiment is different from Embodiment 2 in that when detecting the remaining amount of toner in the developing units 3M to 3B, a developing bias having the same duty ratio for the AC voltage is applied to these developing sleeves 3a. However, at this time, when the remaining toner amounts of the developing devices 3M to 3B are equal, the developing sleeve 3a is previously set so that the current values induced in the respective detection rods 14 are the same.
The detection rod 14 was installed at a different distance.

【0083】マゼンタ、シアン、イエローに非磁性トナ
ーを用い、ブラックに磁性トナーを用いた場合、一般に
非磁性トナーの方が磁性トナーよりもインピーダンスが
高いので、非磁性トナーの現像器3M〜3Yにおける現
像スリーブ3aと検知棒14の距離Laを、磁性トナー
の現像器3Bにける現像スリーブ3aと検知棒14の距
離Lbよりも小さい、つまりLa<Lbとした。
When a non-magnetic toner is used for magenta, cyan, and yellow and a magnetic toner is used for black, the impedance of the non-magnetic toner is generally higher than that of the magnetic toner, so that the non-magnetic toner is used in the developing units 3M to 3Y. The distance La between the developing sleeve 3a and the detecting rod 14 is smaller than the distance Lb between the developing sleeve 3a and the detecting rod 14 in the developing unit 3B for magnetic toner, that is, La <Lb.

【0084】本実施例では、これにより、トナー残量検
知電圧を4つの現像器3M〜3Bで等しくすることがで
き、同一の基準電圧によりトナーの残量検知ができた。
In this embodiment, the toner remaining amount detection voltage can be made equal in the four developing units 3M to 3B, and the toner remaining amount can be detected by the same reference voltage.

【0085】本実施例においても、現像バイアスのピー
ク間電圧、周波数といった交流電圧成分を変更して、画
像濃度を変更する現像方式におけるトナー残量検知に適
用することができる。
Also in this embodiment, the present invention can be applied to the detection of the remaining amount of toner in the developing method of changing the image density by changing the AC voltage components such as the peak-to-peak voltage and the frequency of the developing bias.

【0086】以上説明した実施例1〜4では、現像容器
3c内にトナー残量検知棒14が1つ設けられている例
を示したが、検知棒14は複数設けられていてもよく、
また検知棒14は回転してトナーの撹拌機能を有するも
のであってもよい。
In the first to fourth embodiments described above, an example is shown in which one toner remaining amount detection rod 14 is provided in the developing container 3c. However, a plurality of detection rods 14 may be provided.
Further, the detection rod 14 may rotate and have a function of stirring the toner.

【0087】[0087]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
現像手段の現像剤保持部材に印加した交流電圧と直流電
圧を重畳した電圧の交流電圧分の複数の成分のうちの少
なくとも1つを変更することにより、可視画像の濃度を
制御する濃度制御手段を備えた画像形成装置において、
現像手段内に検知部材を設置して、現像剤保持部材に印
加した交流電圧により検知部材を流れる誘起電流を検出
して、現像剤の残量を検知するに際し、画像形成行程以
外に現像剤残量検知行程を設けて、その現像剤残量検知
行程において、濃度制御手段による濃度制御時の交流電
圧の成分の変更とは関係なく、現像剤保持部材に複数の
成分を所定の一定値にした交流電圧を印加して、検知部
材を流れる誘起電流により現像剤の残量検知を行うの
で、正確な現像剤残量検知を安定して行うことができ、
また、良好な濃度制御により、小粒径トナーにおいても
適正な画像濃度と、カブリのない鮮明な画像を得ること
ができる。
As described above, according to the present invention,
Density control means for controlling the density of a visible image by changing at least one of a plurality of components of an AC voltage of a voltage obtained by superimposing an AC voltage and a DC voltage applied to a developer holding member of a developing means. In the image forming apparatus provided with
A detecting member is provided in the developing unit, and an induced current flowing through the detecting member is detected by an AC voltage applied to the developer holding member, and when detecting the remaining amount of the developer, the remaining amount of the developer other than the image forming process is used. An amount detection process is provided, and in the developer remaining amount detection process, a plurality of components are set to a predetermined constant value in the developer holding member regardless of a change in the AC voltage component during the density control by the density control unit. Since the AC voltage is applied and the remaining amount of the developer is detected by the induced current flowing through the detecting member, accurate detection of the remaining amount of the developer can be performed stably,
Further, with good density control, it is possible to obtain an appropriate image density and a clear image without fog even with a small particle size toner.

【0088】また、複数個の現像手段を有する画像形成
装置にあっては、各現像手段の現像剤保持部材に複数の
成分を所定の一定値にした交流電圧を印加する代わり
に、各現像手段の現像剤保持部材に複数の成分の少なく
とも1つを変更した交流電圧を印加する等の措置によ
り、各現像手段の検知部材に誘起される電流が同一とな
るようにすることにより、各検知部材を流れる誘起電流
を電圧に換算して基準電圧と比較する際に、同一の基準
電圧を用いることができ、各現像手段の現像剤の残量検
知を安価、信頼性高く実施することができる。
In an image forming apparatus having a plurality of developing means, instead of applying an AC voltage having a plurality of components to a predetermined constant value to a developer holding member of each developing means, each developing means is provided with a plurality of developing means. By applying an alternating voltage in which at least one of a plurality of components is changed to the developer holding member, the currents induced in the detecting members of the respective developing units are made equal to each other. When the induced current flowing through the developing device is converted into a voltage and compared with the reference voltage, the same reference voltage can be used, and the remaining amount of the developer in each developing unit can be detected at low cost and with high reliability.

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

【図1】本発明の画像形成装置の一実施例における現像
バイアス波形および画像の電位設定を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a developing bias waveform and an image potential setting in an embodiment of the image forming apparatus of the present invention.

【図2】図1の実施例における画像濃度(ライン幅)と
カブリの関係を従来例の場合とともに示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between image density (line width) and fog in the embodiment of FIG. 1 together with the case of a conventional example.

【図3】図1の実施例の場合の電界強度a1 =4.46
V/μmにおける、現像バイアスの(V−)側でのデュ
ーティ比と画像濃度の関係を、従来の電界強度a2=
3.75V/μm、およびその中間の電界強度a0=
4.1V/μmにおける場合と比較して示す図である。
FIG. 3 shows the electric field intensity a1 = 4.46 in the embodiment of FIG.
The relationship between the duty ratio on the (V−) side of the developing bias and the image density at V / μm is expressed by the conventional electric field intensity a2 =
3.75 V / μm and an intermediate electric field intensity a0 =
It is a figure shown in comparison with the case in 4.1V / micrometer.

【図4】図1の実施例における電界強度b1=2.86
V/μm対して、電界強度を変えた場合の現像バイアス
の(V−)側でのデューティ比とカブリの関係を示す図
である。
FIG. 4 shows the electric field intensity b1 = 2.86 in the embodiment of FIG.
FIG. 10 is a diagram illustrating a relationship between the fog and the duty ratio on the (V−) side of the developing bias when the electric field intensity is changed with respect to V / μm.

【図5】図1の実施例の場合の電界強度c1=2.14
V/μmにおける、現像バイアスの(V+)側でのデュ
ーティ比とカブリ量の関係を、従来の電界強度c2=
3.57V/μm、およびその中間の電界強度c0=
2.8V/μmの場合と比較して示す図である。
FIG. 5 shows the electric field strength c1 = 2.14 in the case of the embodiment of FIG.
The relationship between the duty ratio and the fog amount on the (V +) side of the developing bias at V / μm is expressed by the conventional electric field strength c2 =
3.57 V / μm and the intermediate electric field strength c0 =
It is a figure shown in comparison with the case of 2.8V / μm.

【図6】本発明の画像形成装置に設置されたトナー残量
検知手段の検出原理を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a detection principle of a toner remaining amount detection unit provided in the image forming apparatus of the present invention.

【図7】図1の実施例における現像手段の現像スリーブ
に印加するデューティ比50%の交流電圧と、そのとき
にトナー残量検知手段の検知棒を流れる電流を示す図で
ある。
FIG. 7 is a diagram showing an AC voltage with a duty ratio of 50% applied to a developing sleeve of the developing unit and a current flowing through a detection rod of the remaining toner amount detecting unit at that time in the embodiment of FIG.

【図8】図1の実施例における現像手段の現像スリーブ
に印加するデューティ比25%の交流電圧と、そのとき
にトナー残量検知手段の検知棒を流れる電流を示す図で
ある。
FIG. 8 is a diagram showing an AC voltage having a duty ratio of 25% applied to a developing sleeve of the developing unit and a current flowing through a detection rod of the remaining toner amount detecting unit at that time in the embodiment of FIG.

【図9】図1の実施例におけるトナー残量検知および画
像形成のシーケンスを示す図である。
9 is a diagram showing a sequence of toner remaining amount detection and image formation in the embodiment of FIG.

【図10】本発明の画像形成装置の他の実施例を示す概
略図である。
FIG. 10 is a schematic view showing another embodiment of the image forming apparatus of the present invention.

【図11】従来の画像形成装置を示す概略図である。FIG. 11 is a schematic view showing a conventional image forming apparatus.

【図12】図11の画像形成装置における現像バイアス
波形および画像の電位設定を示す図である。
12 is a diagram illustrating a developing bias waveform and an image potential setting in the image forming apparatus of FIG. 11;

【図13】図12の現像バイアス波形および画像の電位
設定の数値例を示す図である。
13 is a diagram illustrating a numerical example of a developing bias waveform and an image potential setting of FIG. 12;

【図14】図11の画像形成装置に設置された現像装置
の現像スリーブ上のトナーの帯電量分布を示す図であ
る。
FIG. 14 is a diagram illustrating a charge amount distribution of toner on a developing sleeve of a developing device installed in the image forming apparatus of FIG. 11;

【符号の説明】 1 像担持体 2 帯電ローラ 3 現像装置 3a 現像スリーブ 3M〜3B 現像器 7 トナー 14 検知棒 30 中間転写体 65 現像剤検知電圧 66 コンパレータ 67 基準電圧 P 転写紙[Description of Signs] 1 Image carrier 2 Charging roller 3 Developing device 3a Developing sleeve 3M to 3B Developing device 7 Toner 14 Detecting rod 30 Intermediate transfer member 65 Developer detecting voltage 66 Comparator 67 Reference voltage P Transfer paper

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 像担持体と、前記像担持体の表面を帯電
し、露光して得られた暗部電位部と明部電位部とから形
成される静電潜像を、現像剤を用いて現像して可視化す
る現像手段と、得られた可視画像の濃度を制御する濃度
制御手段と、前記現像手段の現像剤の残量を検知する検
知手段とを備え、前記現像手段は、像担持体との間に所
定の間隙をあけて対置された現像剤保持部材を有し、前
記現像は、現像剤保持部材に像担持体との間で交流電圧
を重畳した電圧を印加することにより行われ、前記濃度
制御手段は、現像剤保持部材に印加された交流電圧を構
成する複数の成分のうちの少なくとも1つを変更するこ
とにより、前記可視画像の濃度を制御し、前記現像剤量
検知手段は、前記現像手段内に現像剤保持部材と平行に
配置された棒状検知部材を有し、前記現像剤の残量検知
は、前記現像剤担持体に交流電圧により前記検知部材に
誘起される電流を測定することにより行われる画像形成
装置において、前記画像形成装置は、画像形成行程以外
の行程として現像剤残量検知行程を有し、前記現像剤残
量検知行程において、前記濃度制御手段による濃度制御
時の交流電圧の成分の変更とは関係なく、前記現像剤保
持部材に前記複数の成分を所定の一定値にした交流電圧
を印加して、前記現像剤の残量検知を行うことを特徴と
する画像形成装置。
An electrostatic latent image formed from an image carrier and a dark potential portion and a bright potential portion obtained by charging and exposing the surface of the image carrier is exposed to a developer. Developing means for developing and visualizing, density controlling means for controlling the density of the obtained visible image, and detecting means for detecting the remaining amount of the developer in the developing means, wherein the developing means comprises an image carrier And a developer holding member opposed to the image carrier with a predetermined gap therebetween, and the development is performed by applying a voltage obtained by superimposing an AC voltage between the developer holding member and the image carrier. The density control unit controls the density of the visible image by changing at least one of a plurality of components constituting an AC voltage applied to the developer holding member, and the developer amount detection unit Is a rod-shaped detection member arranged in the developing means in parallel with the developer holding member. An image forming apparatus having a member, wherein the detection of the remaining amount of the developer is performed by measuring a current induced in the detection member by an AC voltage to the developer carrier; A developer remaining amount detection process is performed as a process other than the formation process, and in the developer remaining amount detection process, the developer holding member is independent of a change in an AC voltage component during density control by the density control unit. An image forming apparatus for detecting the remaining amount of the developer by applying an AC voltage in which the plurality of components are set to a predetermined constant value.
【請求項2】 前記交流電圧のピーク値の現像剤を像担
持体へ飛翔させる側のピーク電圧と前記明部電位部との
間の電界が4.1V/μm以上、前記飛翔させる側のピ
ーク電圧と前記暗部電位部との間の電界が3.5V/μ
m以下、現像剤を像担持体から引き戻す側のピーク電圧
と前記暗部電位部との間の電界が2.8V/μm以下で
あり、前記濃度制御手段による濃度制御時、前記交流電
圧の変更する成分が交流電圧のデューティ比であって、
そのデューティ比を前記飛翔側で20〜50%の範囲で
変更する請求項1の画像形成装置。
2. An electric field between the peak voltage of the peak value of the AC voltage at which the developer is caused to fly to the image carrier and the bright portion potential portion is at least 4.1 V / μm, and the peak at which the developer is caused to fly is provided. The electric field between the voltage and the dark potential section is 3.5 V / μ
m or less, the electric field between the peak voltage on the side where the developer is pulled back from the image carrier and the dark portion potential portion is 2.8 V / μm or less, and when the density control is performed by the density control means, the AC voltage is changed. The component is the duty ratio of the AC voltage,
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the duty ratio is changed in a range of 20 to 50% on the flight side.
【請求項3】 像担持体と、前記像担持体の表面を帯電
し、露光して得られた暗部電位部と明部電位部とから形
成される静電潜像を、現像剤を用いて現像して可視化す
る複数個の現像手段と、得られた可視画像の濃度を制御
する複数個の濃度制御手段と、前記各現像手段の現像剤
の残量を検知する複数個の検知手段とを備え、前記各現
像手段は、像担持体との間に所定の間隙をあけて対置さ
れた現像剤保持部材を有し、前記現像は、現像剤保持部
材に像担持体との間で交流電圧を重畳した電圧を印加す
ることにより行われ、前記各濃度制御手段は、現像剤保
持部材に印加された交流電圧を構成する複数の成分のう
ちの少なくとも1つを変更することにより、前記可視画
像の濃度を制御し、前記各現像剤量検知手段は、前記現
像手段内に現像剤保持部材と平行に配置された棒状検知
部材を有し、前記現像剤の残量検知は、前記現像剤担持
体に交流電圧により前記検知部材に誘起される電流を測
定することにより行われる画像形成装置において、前記
画像形成装置は、画像形成行程以外の行程として現像剤
残量検知行程を有し、前記現像剤残量検知行程におい
て、前記濃度制御手段による濃度制御時の交流電圧の成
分の変更とは関係なく、前記各現像手段の現像剤保持部
材に前記複数の成分を所定の一定値にした交流電圧を印
加して、前記現像剤の残量検知を行うことを特徴とする
画像形成装置。
3. An electrostatic latent image formed from an image bearing member and a dark potential portion and a bright potential portion obtained by charging and exposing the surface of the image bearing member using a developer. A plurality of developing means for developing and visualizing, a plurality of density control means for controlling the density of the obtained visible image, and a plurality of detecting means for detecting the remaining amount of the developer in each developing means. Wherein each of the developing means has a developer holding member opposed to the image carrier with a predetermined gap therebetween, and the developing is performed by applying an AC voltage between the developer holding member and the image carrier. Is applied by applying a voltage on which the visible image is superimposed, by changing at least one of a plurality of components constituting an AC voltage applied to the developer holding member. The developer amount detecting means controls the density of the developer, and the developer amount detecting means stores the developer in the developing means. An image forming device that has a rod-shaped detection member disposed in parallel with the holding member, and that the remaining amount of the developer is detected by measuring a current induced in the detection member by an AC voltage applied to the developer carrier; In the apparatus, the image forming apparatus has a developer remaining amount detection process as a process other than the image forming process, and in the developer remaining amount detection process, a change of an AC voltage component at the time of density control by the density control unit. Irrespective of the above, an AC voltage in which the plurality of components are set to a predetermined constant value is applied to a developer holding member of each of the developing units, and the remaining amount of the developer is detected. .
【請求項4】 前記交流電圧のピーク値の現像剤を像担
持体へ飛翔させる側のピーク電圧と前記明部電位部との
間の電界が4.1V/μm以上、前記飛翔させる側のピ
ーク電圧と前記暗部電位部との間の電界が3.5V/μ
m以下、現像剤を像担持体から引き戻す側のピーク電圧
と前記暗部電位部との間の電界が2.8V/μm以下で
あり、前記各濃度制御手段による濃度制御時、前記交流
電圧の変更する成分が交流電圧のデューティ比であっ
て、そのデューティ比を前記飛翔側で20〜50%の範
囲で変更する請求項3の画像形成装置。
4. An electric field between the peak voltage of the peak value of the AC voltage at which the developer is caused to fly to the image carrier and the bright portion potential portion is at least 4.1 V / μm, and the peak at which the developer is caused to fly is provided. The electric field between the voltage and the dark potential section is 3.5 V / μ
m or less, and the electric field between the peak voltage on the side where the developer is pulled back from the image carrier and the dark potential portion is 2.8 V / μm or less. 4. The image forming apparatus according to claim 3, wherein the component to be changed is a duty ratio of the AC voltage, and the duty ratio is changed in a range of 20 to 50% on the flight side.
【請求項5】 前記各現像手段の検知部材に誘起される
電流を電圧に変換して測定し、前記測定された各電圧を
それぞれの基準電圧と比較して、前記現像剤の残量検知
を行う請求項3または4の画像形成装置。
5. The method according to claim 1, wherein the current induced in the detecting member of each of the developing units is converted into a voltage and measured, and each of the measured voltages is compared with a respective reference voltage to detect the remaining amount of the developer. The image forming apparatus according to claim 3, wherein the image forming apparatus performs the operation.
【請求項6】 前記各現像手段の現像剤保持部材に前記
複数の成分を所定の一定値にした交流電圧を印加する代
わりに、前記各現像手段の検知部材に誘起される電流が
同一となるように、前記各現像手段の現像剤保持部材に
複数の成分の少なくとも1つを変更した交流電圧を印加
し、前記測定された各電圧を同一の基準電圧と比較し
て、前記現像剤の残量検知を行う請求項5の画像形成装
置。
6. Instead of applying an AC voltage in which the plurality of components have a predetermined constant value to the developer holding member of each of the developing units, the currents induced in the detecting members of the respective developing units become the same. As described above, an AC voltage in which at least one of a plurality of components is changed is applied to the developer holding member of each of the developing units, and the measured voltages are compared with the same reference voltage, and the remaining amount of the developer is compared. 6. The image forming apparatus according to claim 5, wherein the amount is detected.
【請求項7】 前記交流電圧の変更する成分が交流電圧
のデューティ比である請求項6の画像形成装置。
7. The image forming apparatus according to claim 6, wherein the component that changes the AC voltage is a duty ratio of the AC voltage.
【請求項8】 前記各現像手段の現像剤保持部材に前記
複数の成分を所定の一定値にした交流電圧を印加し、そ
の際、前記各現像手段の検知部材に誘起される電流が同
一となるように、前記各現像手段の検知部材の現像剤保
持部材からの距離を変更して配置し、前記測定された各
電圧を同一の基準電圧と比較して、前記現像剤の残量検
知を行う請求項5の画像形成装置。
8. An alternating voltage in which the plurality of components are set to a predetermined constant value is applied to a developer holding member of each of the developing units, and at that time, the same current is induced in the detection member of each of the developing units. The distance between the detection member of each of the developing units and the developer holding member is changed, and the measured voltages are compared with the same reference voltage to detect the remaining amount of the developer. The image forming apparatus according to claim 5, wherein the operation is performed.
【請求項9】 前記現像により得られる可視画像を中間
転写体に一時的に転写することを複数色分繰り返し、そ
の後、複数色分の可視画像を転写材に一括して転写する
請求項3〜8のいずれかの項に記載の画像形成装置。
9. The method according to claim 3, wherein the step of temporarily transferring the visible image obtained by the development to an intermediate transfer member is repeated for a plurality of colors, and thereafter, the visible images for a plurality of colors are collectively transferred to a transfer material. Item 8. The image forming apparatus according to any one of Items 8.
【請求項10】 前記現像剤の平均粒径が6.5μm以
下である請求項1〜9のいずれかの項に記載の画像形成
装置。
10. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the average particle diameter of the developer is 6.5 μm or less.
JP10124129A 1998-04-17 1998-04-17 Image forming device Pending JPH11305499A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003076127A (en) * 2001-09-07 2003-03-14 Canon Inc Developing device, and process cartridge and image forming apparatus provided with the same
US20130039669A1 (en) * 2011-08-12 2013-02-14 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus

Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US9158225B2 (en) * 2011-08-12 2015-10-13 Canon Kabushiki Kaisha Electrophotographic image forming apparatus with detection of remaining developer amount

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