JP2009300483A - Image forming apparatus - Google Patents

Image forming apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2009300483A
JP2009300483A JP2008151447A JP2008151447A JP2009300483A JP 2009300483 A JP2009300483 A JP 2009300483A JP 2008151447 A JP2008151447 A JP 2008151447A JP 2008151447 A JP2008151447 A JP 2008151447A JP 2009300483 A JP2009300483 A JP 2009300483A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
image
developing roller
image carrier
bias
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.)
Granted
Application number
JP2008151447A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5211871B2 (en
Inventor
Noritoshi Hagimoto
憲俊 萩本
Kanji Nakayama
寛治 中山
Toshiya Aoki
俊也 青木
Tomo Kitada
朋 北田
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.)
Konica Minolta Business Technologies Inc
Original Assignee
Konica Minolta Business Technologies 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 Konica Minolta Business Technologies Inc filed Critical Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority to JP2008151447A priority Critical patent/JP5211871B2/en
Publication of JP2009300483A publication Critical patent/JP2009300483A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5211871B2 publication Critical patent/JP5211871B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Developing For Electrophotography (AREA)
  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus that prevents the deposition of low charged toner and reversely charged toner to a background section of an electrostatic latent image of a photoreceptor and prevents the occurrence of fog in the background section of a printed matter, when high-definition mode or character mode is set or when printing is performed on special paper. <P>SOLUTION: When the high-definition mode or character mode is set or when printing is performed on special paper, setting of a developing bias is performed as follows. The value of developing voltage Vmin is set so that regular charged toner flies in an image section and the regular charged toner does not fly in the background section using the electric field intensity between a developing roller and the photoreceptor. Thus, the regular charged toner does not fly in the background section. Consequently, the flying regular charged toner does not tap out weakly charged toner and reversely charged toner. Accordingly, the weakly charged toner and reversely charged toner are not deposited on the background section, and the fog can be prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は,非磁性1成分トナーを用いた非接触式現像方式の画像形成装置に関する。さらに詳細には,現像バイアスの調整によりカブリを抑制する画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus of a non-contact development type using a non-magnetic single component toner. More specifically, the present invention relates to an image forming apparatus that suppresses fogging by adjusting a developing bias.

画像形成装置は,感光体表面に静電潜像を形成し,トナーを静電潜像に付与して現像するものである。図1に示すような画像形成装置300では,帯電装置320により感光体310を帯電し,露光装置330により感光体310の表面を部分的に露光させて静電潜像を形成する。   The image forming apparatus forms an electrostatic latent image on the surface of a photoconductor, and applies toner to the electrostatic latent image for development. In an image forming apparatus 300 as shown in FIG. 1, the photosensitive member 310 is charged by the charging device 320, and the surface of the photosensitive member 310 is partially exposed by the exposure device 330 to form an electrostatic latent image.

具体的な画像形成方法は以下のようである。まず,帯電装置320により感光体310の表面を一様に帯電させる。次に,露光装置330により,一様に帯電した感光体310の表面に画像に対応する光を当てる。これにより,光を受けた部分の電位が変化する。ここで,感光体310の表面の光を受けたところと光を受けていないところとが,トナーが付与される画像部とトナーが付与されない背景部とに対応する。このように画像部及び背景部からなる静電潜像が感光体310上に形成される。次に,現像ローラ340により,帯電したトナーが感光体310の表面の静電潜像に付与される。これにより,可視像が形成される。次に,転写器350により,感光体310の表面のトナーが紙に転写される。次に,定着器360により,トナーが紙から剥離しないように定着される。なお,転写後に感光体310の表面に残ったトナーはクリーナ370によりトナー回収容器371に回収される。   A specific image forming method is as follows. First, the charging device 320 uniformly charges the surface of the photoreceptor 310. Next, light corresponding to the image is applied to the uniformly charged surface of the photoreceptor 310 by the exposure device 330. Thereby, the electric potential of the part which received light changes. Here, the place where light on the surface of the photoconductor 310 is received and the place where no light is received correspond to an image portion to which toner is applied and a background portion to which toner is not applied. In this manner, an electrostatic latent image including an image portion and a background portion is formed on the photoreceptor 310. Next, charged toner is applied to the electrostatic latent image on the surface of the photoreceptor 310 by the developing roller 340. Thereby, a visible image is formed. Next, the toner on the surface of the photoconductor 310 is transferred to paper by the transfer device 350. Next, the fixing device 360 fixes the toner so that the toner does not peel from the paper. Note that the toner remaining on the surface of the photoreceptor 310 after the transfer is collected in the toner collection container 371 by the cleaner 370.

非接触式現像方式における現像とは,現像バイアスを印加することにより,現像ローラ340に付着しているトナーを感光体310の静電潜像に付着させることである。このため,静電潜像にトナーを忠実に,必要量付着させて鮮明で適度に濃い印字を得ることが,印刷物の品質を確保する上で重要である。また,背景部にトナーの付着がないようにする必要もある。   The development in the non-contact development system means that the toner attached to the developing roller 340 is attached to the electrostatic latent image on the photoreceptor 310 by applying a development bias. For this reason, it is important for securing the quality of the printed matter to obtain a clear and moderately dark print by attaching a necessary amount of toner faithfully to the electrostatic latent image. In addition, it is necessary to prevent toner from adhering to the background portion.

この現像バイアスが交流成分を持つ場合には,トナーは感光体310と現像ローラ340との間を往復する。この往復の様子を図2に示す。つまり,現像電圧によりトナーが現像ローラ340から感光体310に向かって飛翔し,回収電圧により感光体310から現像ローラ340の方向に引き戻されるのである。この一連の過程が繰り返されることにより,トナーが最終的に感光体310上の静電潜像に付着し現像される。   When this developing bias has an AC component, the toner reciprocates between the photosensitive member 310 and the developing roller 340. This reciprocation is shown in FIG. That is, the toner flies from the developing roller 340 toward the photosensitive member 310 by the developing voltage, and is pulled back from the photosensitive member 310 toward the developing roller 340 by the recovery voltage. By repeating this series of processes, the toner finally adheres to the electrostatic latent image on the photoreceptor 310 and is developed.

印加する現像バイアスの例を図3に示す。現像電圧Vminと回収電圧Vmaxとは,互いに逆符号となっており,それらが交互に印加される。このため,帯電しているトナーはどちらかの向きに力を受けることになる。トナーは,この電圧に応じて感光体310と現像ローラ340との間を飛翔しようとするのである。   An example of the developing bias to be applied is shown in FIG. The development voltage Vmin and the recovery voltage Vmax are opposite to each other and are applied alternately. For this reason, the charged toner receives a force in either direction. The toner tries to fly between the photoconductor 310 and the developing roller 340 according to this voltage.

ところで,トナーの帯電特性は摩擦等により変化する。初期において,トナーの帯電特性はよい。また,帯電量のばらつきも小さい。初期においては,この帯電特性のよいトナーが現像装置内部に蓄えられている。これは適度な帯電量を有して現像ローラ140上に担持されるトナー(以下「正規帯電トナー」という)となる。しかし,トナーが劣化すると帯電量の小さいトナー(以下「低帯電トナー」という)が発生する。この低帯電トナーは,本来付着するべきでない静電潜像の背景部に付着してしまうことがある。これは,印刷時にカブリとなって印刷物の品質を落とす原因となっている。   Incidentally, the charging characteristics of the toner change due to friction or the like. Initially, the charging characteristics of the toner are good. In addition, the variation in charge amount is small. Initially, the toner having good charging characteristics is stored inside the developing device. This is a toner (hereinafter referred to as “regularly charged toner”) having an appropriate charge amount and carried on the developing roller 140. However, when the toner deteriorates, a toner with a small charge amount (hereinafter referred to as “low-charged toner”) is generated. This low-charged toner may adhere to the background portion of the electrostatic latent image that should not adhere. This is a cause of fogging at the time of printing and degrading the quality of the printed matter.

このため,低帯電トナーによるカブリを抑制する方法が講じられている。特許文献1では,トナーを感光体に飛翔させる方向の電界を形成するピーク電圧Vmaxと,静電潜像の背景部電位Vdとの差の絶対値|Vmax−Vd|を調整するようにした現像装置と画像形成装置とが開示されている。これにより,トナーの帯電量の低下に伴い,|Vmax−Vd|を調整してカブリを抑制している。なお,特許文献1に記載されているピーク電圧Vmaxは,図3中の現像電圧Vminに相当し,特許文献1に記載されているピーク電圧Vminは,図3中の回収電圧Vmaxに相当するものである。   For this reason, a method for suppressing fogging due to low-charged toner has been taken. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-133260, development is performed by adjusting an absolute value | Vmax−Vd | of a difference between a peak voltage Vmax that forms an electric field in a direction in which toner is caused to fly to a photoreceptor and a background potential Vd of an electrostatic latent image. An apparatus and an image forming apparatus are disclosed. As a result, as the charge amount of the toner decreases, | Vmax−Vd | is adjusted to suppress fogging. The peak voltage Vmax described in Patent Document 1 corresponds to the developing voltage Vmin in FIG. 3, and the peak voltage Vmin described in Patent Document 1 corresponds to the recovered voltage Vmax in FIG. It is.

特開2006−301479号公報JP 2006-301479 A

しかし,トナーの劣化がさらに進むと,通常の正規帯電トナーとは逆の電荷を有するトナー(以下「逆帯電トナー」という)が発生する。逆帯電トナーは,一度現像ローラ340から離脱すると,正規帯電トナーとは逆向きの力を受ける。つまり,現像電圧Vminで感光体310から現像ローラ340へ向かう力を受け,回収電圧Vmaxで現像ローラ340から感光体310へ向かう力を受けるのである。このため,逆帯電トナーは正規帯電トナーとは逆方向に飛翔することとなる。   However, when the toner further deteriorates, toner having a charge opposite to that of the normal regular charged toner (hereinafter referred to as “reversely charged toner”) is generated. Once the reversely charged toner is detached from the developing roller 340, the reversely charged toner receives a force opposite to that of the normally charged toner. That is, a force from the photosensitive member 310 toward the developing roller 340 is received at the developing voltage Vmin, and a force from the developing roller 340 toward the photosensitive member 310 is received at the recovery voltage Vmax. For this reason, the reversely charged toner flies in the opposite direction to the regular charged toner.

逆帯電トナーは,画像部より背景部のほうに付着しやすいため,カブリの原因となる。逆帯電トナーが一旦感光体310に付着すると,再度現像電圧Vminにより感光体310から現像ローラ340に飛翔させることは困難である。逆帯電トナーはそもそも帯電量の絶対値が小さいため,電界から受ける力が小さいからである。このため,飛翔しにくいのである。ゆえに,特許文献1の方法では,逆帯電トナーが静電潜像の背景部へ付着することを抑制できない。   Since the reversely charged toner is more likely to adhere to the background portion than the image portion, it causes fogging. Once the reversely charged toner adheres to the photoconductor 310, it is difficult to fly the photoconductor 310 to the developing roller 340 again by the development voltage Vmin. This is because the reversely charged toner has a small absolute value of the amount of charge, and therefore the force received from the electric field is small. For this reason, it is difficult to fly. Therefore, the method of Patent Document 1 cannot prevent the reversely charged toner from adhering to the background portion of the electrostatic latent image.

一方,高画質モードで画像形成装置を使用する場合,カブリの発生をできるだけ抑制することが望ましい。また,文字モードのような背景部が多い場合は,カブリが目立ちやすい。他方,厚紙,光沢紙,OHPシートのような特殊紙に印字する場合,現像されたトナーが転写されやすい条件において転写が行われる。例えば,転写の際に印加される電圧により形成される電界強度を強くすることが挙げられる。このため,通常の使用においては転写されないような帯電量を有する感光体上のトナーまでが転写される。これにより,印字された用紙上にカブリが生じやすい。   On the other hand, when the image forming apparatus is used in the high image quality mode, it is desirable to suppress the occurrence of fog as much as possible. Also, when there are many background parts, such as character mode, fog is likely to stand out. On the other hand, when printing on special paper such as thick paper, glossy paper, and OHP sheet, the transfer is performed under the condition that the developed toner is easily transferred. For example, the strength of the electric field formed by the voltage applied during transfer can be increased. For this reason, even the toner on the photoreceptor having a charge amount that cannot be transferred in normal use is transferred. As a result, fog is likely to occur on the printed paper.

本発明は,前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは,高画質モードもしくは文字モードが設定されている場合,又は特殊紙に印字する場合に,低帯電トナー及び逆帯電トナーが感光体の静電潜像の背景部に付着することを抑制し,印刷物の背景部にカブリを生じさせないような画像形成装置を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art. In other words, the problem is that when high-quality mode or character mode is set, or when printing on special paper, low-charge toner and reverse-charge toner adhere to the background of the electrostatic latent image on the photoreceptor. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus that suppresses the occurrence of fog and does not cause fogging in the background portion of the printed matter.

この課題の解決を目的としてなされた本発明の画像形成装置は,像担持体と,前記像担持体に非磁性1成分のトナーを付与する現像ローラと,前記像担持体と前記現像ローラとの間に現像バイアスを印加する電圧印加部と,画質モードを選択する画質モード調整部とを有する非接触式現像方式の画像形成装置であって,前記電圧印加部が印加する前記現像バイアスは,前記現像ローラから前記像担持体へトナーを飛翔させる方向の電界を形成する現像電圧Vminと,前記像担持体から前記現像ローラへトナーを飛翔させる方向の電界を形成する回収電圧Vmaxとを交互に繰り返すものであるとともに,前記電圧印加部は,前記像担持体の静電潜像の画像部における電界強度と,前記像担持体の静電潜像の背景部における電界強度とがともに,トナーが前記現像ローラから前記像担持体へと飛翔するのに充分となるように現像電圧Vminを設定する通常バイアスと,前記像担持体の静電潜像の画像部における電界強度が,トナーが前記現像ローラから前記像担持体へと飛翔するのに充分であり,かつ前記像担持体の静電潜像の背景部における電界強度が,トナーが前記現像ローラから前記像担持体へと飛翔するに至らないように現像電圧Vminを設定するカブリ防止バイアスとの2通りの現像バイアスを適用するものであり,前記画質モード調整部にて少なくとも文字モードと高画質モードとを含むモード群に属する画質モードが選択されている場合に,カブリ防止バイアスを適用し,前記カブリ防止バイアスを適用する場合以外に,通常バイアスを適用することを特徴とするものである。   An image forming apparatus of the present invention, which has been made for the purpose of solving this problem, includes an image carrier, a developing roller for applying a non-magnetic one-component toner to the image carrier, and the image carrier and the developing roller. A non-contact development type image forming apparatus having a voltage applying unit for applying a developing bias therebetween and an image quality mode adjusting unit for selecting an image quality mode, wherein the developing bias applied by the voltage applying unit includes: A development voltage Vmin for forming an electric field in a direction for causing toner to fly from the developing roller to the image bearing member and a recovery voltage Vmax for forming an electric field for causing the toner to fly from the image bearing member to the developing roller are alternately repeated. In addition, the voltage application unit includes an electric field strength in an image portion of the electrostatic latent image of the image carrier and an electric field strength in a background portion of the electrostatic latent image of the image carrier. The normal bias for setting the development voltage Vmin so that the toner is sufficient to fly from the developing roller to the image carrier, and the electric field strength in the image portion of the electrostatic latent image on the image carrier Is sufficient to fly from the developing roller to the image carrier, and the electric field strength at the background portion of the electrostatic latent image of the image carrier causes the toner to fly from the developing roller to the image carrier. Two development biases, i.e., an anti-fogging bias for setting the development voltage Vmin, are applied so that the image quality mode adjustment unit does not lead to this, and the image quality mode adjustment unit belongs to a mode group including at least a character mode and a high image quality mode An anti-fogging bias is applied when the image quality mode is selected, and a normal bias is applied except when the anti-fogging bias is applied. It is intended.

かかる画像形成装置は,高画質モード等の高い画像品質が要求される場合に,カブリの発生を抑制することができる。また,文字モード等の背景部にカブリが目立ちやすい場合にも,カブリの発生を抑制することができる。   Such an image forming apparatus can suppress the occurrence of fog when high image quality such as a high image quality mode is required. In addition, the occurrence of fog can be suppressed even when the fog is conspicuous in the background portion such as the character mode.

また,本発明の画像形成装置は,像担持体と,前記像担持体に非磁性1成分のトナーを付与する現像ローラと,前記像担持体と前記現像ローラとの間に現像バイアスを印加する電圧印加部と,印字される用紙の種類を検知する用紙識別センサとを有する非接触式現像方式の画像形成装置であって,前記電圧印加部が印加する前記現像バイアスは,前記現像ローラから前記像担持体へトナーを飛翔させる方向の電界を形成する現像電圧Vminと,前記像担持体から前記現像ローラへトナーを飛翔させる方向の電界を形成する回収電圧Vmaxとを交互に繰り返すものであるとともに,前記電圧印加部は,前記像担持体の静電潜像の画像部における電界強度と,前記像担持体の静電潜像の背景部における電界強度とがともに,トナーが前記現像ローラから前記像担持体へと飛翔するのに充分となるように現像電圧Vminを設定する通常バイアスと,前記像担持体の静電潜像の画像部における電界強度が,トナーが前記現像ローラから前記像担持体へと飛翔するのに充分であり,かつ前記像担持体の静電潜像の背景部における電界強度が,トナーが前記現像ローラから前記像担持体へと飛翔するに至らないように現像電圧Vminを設定するカブリ防止バイアスとの2通りの現像バイアスを適用するものであり,前記用紙識別センサにて厚紙とOHPシートと光沢紙とのいずれか1つ以上を少なくとも含む用紙群に属する用紙が検知された場合に,カブリ防止バイアスを適用し,前記カブリ防止バイアスを適用する場合以外に,通常バイアスを適用することを特徴とするものである。   The image forming apparatus of the present invention applies a developing bias between the image carrier, a developing roller for applying a non-magnetic single component toner to the image carrier, and the image carrier and the developing roller. A non-contact development type image forming apparatus having a voltage application unit and a paper identification sensor for detecting a type of paper to be printed, wherein the development bias applied by the voltage application unit is applied from the development roller to the development roller. A development voltage Vmin for forming an electric field in a direction for causing toner to fly to the image bearing member and a recovery voltage Vmax for forming an electric field for causing the toner to fly from the image bearing member to the developing roller are alternately repeated. The voltage application unit is configured such that both the electric field strength in the image portion of the electrostatic latent image on the image carrier and the electric field strength in the background portion of the electrostatic latent image on the image carrier, A normal bias for setting the developing voltage Vmin so as to be sufficient to fly from the roller to the image carrier, and an electric field strength in the image portion of the electrostatic latent image on the image carrier, so that the toner is the developing roller. And the electric field strength in the background portion of the electrostatic latent image of the image carrier does not cause the toner to fly from the developing roller to the image carrier. Thus, two developing biases, i.e., an antifogging bias for setting the developing voltage Vmin, are applied, and the paper group includes at least one of thick paper, an OHP sheet, and glossy paper by the paper identification sensor. The anti-fogging bias is applied when a sheet belonging to the above is detected, and the normal bias is applied except when the anti-fogging bias is applied.

かかる画像形成装置は,カブリが生じやすい厚紙,OHPシート,光沢紙等の特殊紙に印字する場合に,カブリの発生を抑制することができる。   Such an image forming apparatus can suppress the occurrence of fog when printing on special paper such as thick paper, an OHP sheet, and glossy paper that are likely to cause fog.

上記に記載の画像形成装置において,印字される用紙の種類を検知する用紙識別センサを有し,前記電圧印加部は,前記画質モード調整部にて少なくとも文字モードと高画質モードとを含むモード群に属する画質モードが選択されているときと,前記用紙識別センサにて厚紙とOHPシートと光沢紙とのいずれか1つ以上を少なくとも含む用紙群に属する用紙が検知されたときとの少なくとも一方に該当する場合に,カブリ防止バイアスを適用することを特徴とするものであるとなおよい。   In the image forming apparatus described above, a mode group including a sheet identification sensor that detects a type of a sheet to be printed, wherein the voltage application unit includes at least a character mode and a high image quality mode in the image quality mode adjustment unit. And at least one of when the paper belonging to the paper group including at least one of thick paper, OHP sheet, and glossy paper is detected by the paper identification sensor. It is even better if the anti-fogging bias is applied where applicable.

かかる画像形成装置は,高画質モード等の高い画像品質が要求される場合に,カブリの発生を抑制することができる。また,文字モード等の背景部にカブリが目立ちやすい場合にも,カブリの発生を抑制することができる。また,厚紙,OHPシート,光沢紙等の特殊紙に印字する場合においても,カブリの発生を抑制することができる。   Such an image forming apparatus can suppress the occurrence of fog when high image quality such as a high image quality mode is required. In addition, the occurrence of fog can be suppressed even when the fog is conspicuous in the background portion such as the character mode. Further, even when printing on special paper such as thick paper, an OHP sheet, and glossy paper, occurrence of fog can be suppressed.

上記に記載の画像形成装置において,前記カブリ防止バイアスが,前記像担持体の静電潜像の画像部にて次の式を満たし,
|Vmin−Vi|>Fa・d/q
Vi:画像部の電位
Fa:現像ローラに付着しているトナーに働く付着力
d :像担持体と現像ローラとの間隔
q :トナーの平均帯電量
前記像担持体の静電潜像の背景部にて次の式を満たすように,
|Vmin−Vb|≦Fa・d/q
Vb:背景部電位
設定されたものであるとなおよい。
In the image forming apparatus described above, the anti-fogging bias satisfies the following expression in the image portion of the electrostatic latent image of the image carrier,
| Vmin-Vi |> Fa · d / q
Vi: Potential of the image area
Fa: Adhesive force acting on the toner adhering to the developing roller
d: Distance between the image carrier and the developing roller
q: average charge amount of toner so that the following equation is satisfied in the background portion of the electrostatic latent image of the image carrier:
| Vmin−Vb | ≦ Fa · d / q
Vb: It is more preferable that the background potential is set.

カブリの発生を抑制できることに変わりないからである。また,現像バイアスにより静電潜像の画像部ではトナーが飛翔するが,背景部では飛翔しない。このため,背景部においてカブリは生じない。   This is because it is still possible to suppress the occurrence of fog. In addition, although toner flows in the image portion of the electrostatic latent image due to the developing bias, it does not fly in the background portion. For this reason, fog does not occur in the background.

上記に記載の画像形成装置において,前記カブリ防止バイアスが,前記像担持体の静電潜像の背景部にて,|Vmin−Vb|がFa・d/qの±20%の範囲内に入るように
Vb:背景部電位
Fa:現像ローラに付着しているトナーに働く付着力
d :像担持体と現像ローラとの間隔
q :トナーの平均帯電量
設定されたものであってもよい。
In the image forming apparatus described above, the anti-fogging bias is in a range where ± Vmin−Vb | is within ± 20% of Fa · d / q in the background portion of the electrostatic latent image of the image carrier. like
Vb: background potential
Fa: Adhesive force acting on the toner adhering to the developing roller
d: Distance between the image carrier and the developing roller
q: The toner may have an average charge amount set.

カブリの発生を抑制できることに変わりないからである。また,現像バイアスにより静電潜像の画像部ではトナーが飛翔するが,背景部ではほとんど飛翔しない。このため,背景部においてカブリはほとんど生じない。   This is because it is still possible to suppress the occurrence of fog. In addition, although the toner flies in the image portion of the electrostatic latent image due to the developing bias, it hardly flies in the background portion. For this reason, there is almost no fogging in the background.

本発明によれば,高画質モードもしくは文字モードが設定されている場合,又は特殊紙に印字する場合に,低帯電トナー及び逆帯電トナーが感光体の静電潜像の背景部に付着することを抑制し,印刷物の背景部にカブリを生じさせないような画像形成装置が提供されている。   According to the present invention, when the high image quality mode or the character mode is set, or when printing on special paper, the low charge toner and the reverse charge toner adhere to the background portion of the electrostatic latent image on the photosensitive member. There is provided an image forming apparatus that suppresses the occurrence of fog and does not cause fogging in the background portion of the printed matter.

[第1の形態]
以下,本発明を具体化した最良の形態について,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は,非接触式現像方式の画像形成装置について,本発明を具体化したものである。
[First embodiment]
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the best mode for embodying the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present embodiment embodies the present invention with respect to a non-contact developing type image forming apparatus.

[装置の構成]
本形態の画像形成装置の機械的構成を,図4により説明する。画像形成装置100は,用紙識別センサ101と,画質モード調整部102と,感光体110と,帯電装置120と,露光装置130と,現像ローラ140と,供給ローラ141と,規制ブレード142と,除電シート143と,転写器150と,定着器160と,クリーナ170と,トナー回収容器171と,バッファ180と,上流スクリュー181と,下流スクリュー182と,電圧印加部190とを有している。
[Device configuration]
The mechanical configuration of the image forming apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG. The image forming apparatus 100 includes a paper identification sensor 101, an image quality mode adjustment unit 102, a photoconductor 110, a charging device 120, an exposure device 130, a developing roller 140, a supply roller 141, a regulating blade 142, a static elimination device. The sheet 143, the transfer device 150, the fixing device 160, the cleaner 170, the toner recovery container 171, the buffer 180, the upstream screw 181, the downstream screw 182, and the voltage application unit 190 are provided.

感光体110は,円筒形状をしており,表面に静電潜像が書き込まれる像担持体である。帯電装置120は,感光体110の表面を一様に帯電させるためのものである。露光装置130は,一様に帯電した感光体110の表面に光を当て,静電潜像を形成するためのものである。現像ローラ140は,感光体110の静電潜像にトナーを付与するためのものである。   The photoconductor 110 has a cylindrical shape and is an image carrier on which an electrostatic latent image is written on the surface. The charging device 120 is for uniformly charging the surface of the photoconductor 110. The exposure device 130 is for applying light to the surface of the uniformly charged photoreceptor 110 to form an electrostatic latent image. The developing roller 140 is for applying toner to the electrostatic latent image on the photoconductor 110.

本形態の画像形成装置100は,感光体110と現像ローラ140とが接触していない非接触式現像方式で現像を行うものである。このため,現像ローラ140は感光体110に接触しないようにわずかにオフセットして設置されている。また,感光体110と現像ローラ140との間には,現像バイアスが印加できるようになっている。この現像バイアスの印加を行うのが電圧印加部190である。また,電圧印加部190は,用紙識別センサ101が検知した用紙の種類,もしくは画質モード調整部102において設定されたモード等に応じて現像バイアスの設定を制御するものでもある。   The image forming apparatus 100 according to this embodiment performs development by a non-contact developing method in which the photoconductor 110 and the developing roller 140 are not in contact with each other. For this reason, the developing roller 140 is installed slightly offset so as not to contact the photoreceptor 110. Further, a developing bias can be applied between the photoconductor 110 and the developing roller 140. The voltage application unit 190 applies the developing bias. The voltage application unit 190 also controls the setting of the development bias according to the type of paper detected by the paper identification sensor 101 or the mode set by the image quality mode adjustment unit 102.

供給ローラ141は,バッファ180の内部に収容されたトナーを現像ローラ140に供給するためのものである。また,供給ローラ141は現像ローラ140の表面にトナーを供給すると同時に現像ローラ140の表面から現像残トナーを回収する働きも担う。このため,供給ローラ141は,現像ローラ140とカウンター方向に回転する。また,供給ローラ141は,発泡性弾性部材でできている。   The supply roller 141 is for supplying the toner stored in the buffer 180 to the developing roller 140. The supply roller 141 also supplies the toner to the surface of the developing roller 140 and simultaneously collects the development residual toner from the surface of the developing roller 140. For this reason, the supply roller 141 rotates in the counter direction with the developing roller 140. The supply roller 141 is made of a foaming elastic member.

規制ブレード142は現像ローラ140に供給されたトナーをさらに帯電させる一方,トナーの搬送量を規制するためのものである。バッファ180は,トナーを内部に収容するための容器である。また,上流スクリュー181及び下流スクリュー182により,バッファ180内部のトナーが循環するようになっている。また,現像後のトナーの回収率を向上させるために除電シート143を設けている。   The regulating blade 142 is for further charging the toner supplied to the developing roller 140 and for regulating the toner conveyance amount. The buffer 180 is a container for storing toner therein. Further, the toner inside the buffer 180 is circulated by the upstream screw 181 and the downstream screw 182. In addition, a charge removal sheet 143 is provided to improve the recovery rate of the toner after development.

転写器150は,感光体110の表面に形成された静電潜像上のトナーを紙に転写するためのものである。クリーナ170は,紙に転写された後感光体110の表面に残ったトナーを回収して,トナー回収容器171へ入れるためのものである。また,定着器160は,トナーが紙から剥離しないようにトナーを紙に定着させるためのものである。また,用紙識別センサ101は,印刷する用紙の種類を判断するためのものである。また,画質モード調整部102は,ユーザが入力することにより画質モードの設定を行うためのものである。ここで,画質モードとして,高画質モード,文字モード等が挙げられる。そして,文字モードは,例えば白紙の背景に文字が配置されたようなコントラストが大きい画像,あるいは画像中の印字ドット数が所定値以下である画像に適した印刷処理を行うモードである。また,高画質モードは,例えば解像度の高さあるいは画像再現性において,その画像形成装置における高画質な印刷が可能となるモードである。なお,画質モード調整部102が,画質モードの設定を自動的に行うようにしてもよい。   The transfer device 150 is for transferring the toner on the electrostatic latent image formed on the surface of the photoconductor 110 to paper. The cleaner 170 collects toner remaining on the surface of the photoconductor 110 after being transferred to paper, and puts it in the toner collection container 171. The fixing device 160 is for fixing the toner on the paper so that the toner does not peel off from the paper. The paper identification sensor 101 is for determining the type of paper to be printed. The image quality mode adjustment unit 102 is for setting the image quality mode by a user input. Here, examples of the image quality mode include a high image quality mode and a character mode. The character mode is a mode in which, for example, a printing process suitable for an image with a large contrast such as a character placed on a blank paper background or an image in which the number of print dots in the image is a predetermined value or less. The high image quality mode is a mode that enables high image quality printing in the image forming apparatus, for example, in terms of high resolution or image reproducibility. The image quality mode adjustment unit 102 may automatically set the image quality mode.

感光体110と現像ローラ140との隙間はほぼ130μm程度のものである。現像ローラ140の表面に付着したトナーは,現像バイアスによりこの隙間を飛翔し,最終的に感光体110の表面に付着するようになっている。   The gap between the photoconductor 110 and the developing roller 140 is about 130 μm. The toner adhering to the surface of the developing roller 140 flies through this gap by the developing bias, and finally adheres to the surface of the photoconductor 110.

[装置の動作]
ここで,本形態の画像形成装置100の一連の動作について説明する。画像形成装置100に設定されるバイアスには,通常バイアスとカブリ防止バイアスとがある。通常バイアスとは,静電潜像の画像部においても背景部においても,トナーが飛翔するように設定されている現像バイアスである。一方,カブリ防止バイアスとは,静電潜像の画像部においてはトナーが飛翔し,背景部においてはトナーが飛翔しないように設定されている現像バイアスである。
[Device operation]
Here, a series of operations of the image forming apparatus 100 of this embodiment will be described. The bias set in the image forming apparatus 100 includes a normal bias and an anti-fogging bias. The normal bias is a developing bias that is set so that toner can fly in both the image portion and the background portion of the electrostatic latent image. On the other hand, the anti-fogging bias is a developing bias that is set so that the toner jumps in the image portion of the electrostatic latent image and does not fly in the background portion.

カブリ防止バイアスは,画質モードとして高画質モードあるいは文字モードが選択された場合に適用するものである。高画質モードにおいては,高い品質が要求されるためカブリを抑制する必要があるからである。また,文字モードにおいては,背景部が多いためカブリが目立ちやすいからである。一方,厚紙,光沢紙,OHPシート等の特殊紙に印字する場合においても,カブリが目立ちやすい。これは,転写工程においてトナーをより転写しやすい条件の下で転写を行うためである。このため,特殊紙に印字する場合においては,画質モードにかかわらずカブリ防止バイアスを適用する。なお,それ以外にもカブリを抑制したい場合にカブリ防止バイアスを適用するとよい。   The anti-fogging bias is applied when the high image quality mode or the character mode is selected as the image quality mode. This is because, in the high image quality mode, high quality is required, so it is necessary to suppress the fog. Also, in the character mode, fog is conspicuous because there are many background parts. On the other hand, even when printing on special paper such as thick paper, glossy paper, and OHP sheet, fog is easily noticeable. This is because the transfer is performed under conditions that make it easier to transfer the toner in the transfer process. For this reason, when printing on special paper, the anti-fogging bias is applied regardless of the image quality mode. In addition, it is better to apply anti-fogging bias when it is desired to suppress fogging.

このため,カブリ防止バイアスを適用するか判断するために,まず画質モードの確認を行う。画質モード調整部102において,高画質モード及び文字モードが属しているモード群に属するモードが選択されていれば,カブリ防止バイアスを適用する。次に,用紙識別センサ101により,印字される用紙の種類を検知する。用紙が厚紙,光沢紙,OHPシート等の特殊紙が属している用紙群に属するものであれば,カブリ防止バイアスを適用する。ここまでで,カブリ防止バイアスが適用されていなければ,通常バイアスを適用する。つまり,高画質モードまたは文字モードが選択されていた場合,または特殊紙に印字する場合にカブリ防止バイアスを適用し,これらのいずれの条件にも当てはまらない場合,通常バイアスを適用するのである。   Therefore, the image quality mode is first checked to determine whether to apply the anti-fogging bias. If the image quality mode adjustment unit 102 selects a mode belonging to the mode group to which the high image quality mode and the character mode belong, the anti-fogging bias is applied. Next, the paper identification sensor 101 detects the type of paper to be printed. If the paper belongs to a paper group to which special paper such as thick paper, glossy paper, and OHP sheet belongs, anti-fogging bias is applied. So far, if the antifogging bias is not applied, the normal bias is applied. That is, the anti-fogging bias is applied when the high image quality mode or the character mode is selected, or when printing on special paper, and the normal bias is applied when neither of these conditions is satisfied.

これらの設定の後に,帯電装置120により,感光体110の表面を一様に帯電させる。次に,露光装置130により,感光体110の表面に静電潜像を形成する。静電潜像が形成された感光体110の表面の電位は,画像部と背景部では異なっている。次に,現像ローラ140上のトナーを感光体110の表面の静電潜像に付着させる。ここで,カブリ防止バイアスの場合は,トナーが静電潜像の画像部に付着する一方,静電潜像の背景部には付着しない。これにより,適正な現像がなされる。また,カブリも生じない。一方,通常バイアスの場合は,トナーは静電潜像の画像部のみならず,背景部にも付着しうる。   After these settings, the charging device 120 uniformly charges the surface of the photoconductor 110. Next, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photoreceptor 110 by the exposure device 130. The surface potential of the photoconductor 110 on which the electrostatic latent image is formed is different between the image portion and the background portion. Next, the toner on the developing roller 140 is attached to the electrostatic latent image on the surface of the photoreceptor 110. Here, in the case of the anti-fogging bias, the toner adheres to the image portion of the electrostatic latent image, but does not adhere to the background portion of the electrostatic latent image. As a result, proper development is performed. Also, fog does not occur. On the other hand, in the case of normal bias, the toner can adhere not only to the image portion of the electrostatic latent image but also to the background portion.

次に,転写器150により感光体110の表面のトナーが紙に転写される。次に,トナーを転写された紙上のトナー像が定着器160により定着される。このため,印字されたトナーが紙から剥離することがない。これにより,紙への印刷がなされる。一方,感光体110の表面に転写されずに残ったトナーをクリーナ170により回収する。   Next, the toner on the surface of the photoconductor 110 is transferred to paper by the transfer device 150. Next, the toner image on the paper to which the toner is transferred is fixed by the fixing device 160. For this reason, the printed toner does not peel from the paper. As a result, printing on paper is performed. On the other hand, toner remaining without being transferred to the surface of the photoreceptor 110 is collected by the cleaner 170.

[カブリの原因]
ここで,カブリの原因となるメカニズムについて図5により説明する。図5は,感光体110と現像ローラ140との間に現像バイアスが印加されたときの,トナーの動きを示すものである。ここで,正規帯電トナーはマイナスに帯電しており,逆帯電トナーはプラスに帯電している。
[Cause of fog]
Here, the mechanism that causes fogging will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows the movement of toner when a developing bias is applied between the photoconductor 110 and the developing roller 140. Here, the normally charged toner is negatively charged, and the reversely charged toner is positively charged.

正規帯電トナーは,画像部においては,現像電圧Vminにより現像ローラ140の表面から感光体110の表面へ飛翔する。この後,回収電圧Vmaxにより,正規帯電トナーは感光体110の表面から現像ローラ140の表面へと少なくとも一部は戻ってくる。この際,戻ってきた正規帯電トナーが現像ローラ140上の低帯電トナー及び逆帯電トナーと衝突する場合がある。これにより,低帯電トナー及び逆帯電トナーが現像ローラ140の表面からたたき出されるのである。   The normally charged toner flies from the surface of the developing roller 140 to the surface of the photoreceptor 110 by the developing voltage Vmin in the image portion. Thereafter, at least a part of the normally charged toner returns from the surface of the photoconductor 110 to the surface of the developing roller 140 by the recovery voltage Vmax. At this time, the returned normally charged toner may collide with the lowly charged toner and the reversely charged toner on the developing roller 140. As a result, low-charge toner and reverse-charge toner are knocked out from the surface of the developing roller 140.

たたき出されたトナーのその後の動きについて説明する。まず,低帯電トナーについて説明する。たたき出された低帯電トナーは,現像バイアスにより正規帯電トナーと同じ向きの力を受ける。このため,当該低帯電トナーは現像電圧Vminにより感光体110へ向かって飛翔する。低帯電トナーは,正規帯電トナーよりも帯電量が低いため,正規帯電トナーに比べれば背景部への付着が起こりやすい。また,一度低帯電トナーが感光体110の静電潜像の背景部に付着した後は,帯電量が小さいため回収電圧Vmaxによる回収が困難である。また,再び当該低帯電トナーが正規帯電トナーにたたき出される可能性は低い。つまり,低帯電トナーが一度感光体110の表面に付着するとそのままになりがちである。   The subsequent movement of the knocked-out toner will be described. First, the low charge toner will be described. The lowly charged toner that has been knocked out is subjected to a force in the same direction as that of the normally charged toner by the developing bias. For this reason, the low-charge toner flies toward the photoconductor 110 by the development voltage Vmin. Since the low charge toner has a lower charge amount than the regular charge toner, it adheres to the background portion more easily than the regular charge toner. In addition, once the low-charged toner adheres to the background portion of the electrostatic latent image on the photoconductor 110, it is difficult to collect with the recovery voltage Vmax because the charge amount is small. In addition, there is a low possibility that the low-charge toner is knocked out to the regular charge toner again. That is, once the low-charged toner adheres to the surface of the photoconductor 110, it tends to remain as it is.

次に,逆帯電トナーについて説明する。戻ってきた正規帯電トナーが現像ローラ140上の逆帯電トナーと衝突するとき,感光体110と現像ローラ140との間には回収電圧Vmaxが印加されている。逆帯電トナーは正規帯電トナーとは逆方向に力を受けるため,回収電圧Vmaxで感光体110へ向かう力を電界から受ける。このため,たたき出された逆帯電トナーは,そのまま感光体110へ向けて飛翔する。   Next, the reversely charged toner will be described. When the returned normally charged toner collides with the reversely charged toner on the developing roller 140, a recovery voltage Vmax is applied between the photoconductor 110 and the developing roller 140. Since the reversely charged toner receives a force in the direction opposite to that of the normally charged toner, the force toward the photoconductor 110 is received from the electric field by the recovery voltage Vmax. Therefore, the reversely charged toner that has been knocked out flies directly toward the photoconductor 110.

逆帯電トナーは背景部に付着しやすく,画像部に付着しにくい。逆帯電トナーは正規帯電トナーとは逆の電荷を有しているためである。なお,正規帯電トナーは画像部に付着しやすく,背景部に付着しにくい。つまり,逆帯電トナーは正規帯電トナーに比べて,より背景部に付着しやすい。さらに,一度逆帯電トナーが感光体110の静電潜像の背景部に付着した後は,帯電量が小さいため現像電圧Vminによる回収が困難である。当該逆帯電トナーを再びたたき出すことのできる正規帯電トナーがほとんどやってこないためである。   The reversely charged toner easily adheres to the background portion and hardly adheres to the image portion. This is because the reversely charged toner has a charge opposite to that of the normally charged toner. It should be noted that the regular charged toner is likely to adhere to the image portion and hardly adhere to the background portion. That is, the reversely charged toner is more likely to adhere to the background portion than the normally charged toner. Furthermore, once the reversely charged toner has adhered to the background portion of the electrostatic latent image on the photoconductor 110, it is difficult to collect with the developing voltage Vmin because the charge amount is small. This is because there is hardly any regular charged toner that can knock out the reversely charged toner again.

この低帯電トナー及び逆帯電トナーが感光体110の静電潜像の背景部に付着した場合,それを取り除く手段はほとんどない。そして,紙上にカブリとなって表れる。   When the low-charged toner and the reverse-charged toner adhere to the background portion of the electrostatic latent image on the photoconductor 110, there is almost no means for removing it. And it appears as fog on the paper.

この問題点を解決するためには,背景部において,正規帯電トナーが飛翔しないように現像電圧Vminを調整すればよい。そうすれば,回収電圧Vmaxにより正規帯電トナーが低帯電トナー及び逆帯電トナーをたたき出すことがない。これにより,背景部における低帯電トナー及び逆帯電トナーの飛翔を抑制することができる。ゆえに,背景部でのカブリを抑制することができるのである。   In order to solve this problem, the development voltage Vmin may be adjusted so that the normally charged toner does not fly in the background portion. By doing so, the normally charged toner does not knock out the low-charged toner and the reverse-charged toner due to the recovery voltage Vmax. Thereby, it is possible to suppress flying of the low-charge toner and the reverse-charge toner in the background portion. Therefore, fogging in the background can be suppressed.

[トナーが飛翔しない条件]
ここで,正規帯電トナーが飛翔しないような条件を説明する。まず,トナーに働く力について説明する。トナーが受ける力について図6により説明する。図6は,現像ローラ140に付着しているトナーが現像電圧Vminによる電界を受けている場合について示している。このとき,トナーは現像電圧Vminにより発生する電界からクーロン力Fe(以下単に「クーロン力」という)を受ける。また,現像ローラ140から鏡像力Fiを受ける。また,現像ローラ140からファンデルワールス力を主要な成分として持つ機械的付着力Fv(以下単に「ファンデルワールス力」という)を受ける。
[Conditions where toner does not fly]
Here, conditions for preventing the normally charged toner from flying will be described. First, the force acting on the toner will be described. The force received by the toner will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows a case where the toner adhering to the developing roller 140 receives an electric field by the developing voltage Vmin. At this time, the toner receives a Coulomb force Fe (hereinafter simply referred to as “Coulomb force”) from an electric field generated by the development voltage Vmin. Further, it receives a mirror image force Fi from the developing roller 140. Further, the developing roller 140 receives a mechanical adhesion force Fv (hereinafter simply referred to as “van der Waals force”) having a van der Waals force as a main component.

また,クーロン力Feは,現像ローラ140から感光体110へ向かう向きに働く。一方,鏡像力Fiは,クーロン力Feとは逆向きに働く。同様に,ファンデルワールス力Fvも,クーロン力Feとは逆向きに働く。つまり,クーロン力Feは,トナーを現像ローラ140から離脱させるように働き,鏡像力Fi及びファンデルワールス力Fvは,トナーを現像ローラ140から離脱させないように働くのである。   Further, the Coulomb force Fe acts in a direction from the developing roller 140 toward the photoconductor 110. On the other hand, the mirror image force Fi works in the opposite direction to the Coulomb force Fe. Similarly, the van der Waals force Fv works in the opposite direction to the Coulomb force Fe. That is, the Coulomb force Fe works to release the toner from the developing roller 140, and the mirror image force Fi and the Van der Waals force Fv work so as not to release the toner from the developing roller 140.

このため,現像ローラ140に付着しているトナーが現像電圧Vminを受けているときにトナーに働く力の合力Fは,現像ローラ140から感光体110へ向かう向きを正として,
F=Fe−Fi−Fv
と表せる。F>0でトナーは飛翔し,F≦0ならば飛翔しない。つまり,合力Fはトナーが現像ローラ140から離脱するか否かを決める離脱力(以下「離脱力F」という)である。なお,重力は無視する。
Therefore, the resultant force F of the force acting on the toner when the toner adhering to the developing roller 140 receives the developing voltage Vmin is positive when the direction from the developing roller 140 toward the photoconductor 110 is positive.
F = Fe-Fi-Fv
It can be expressed. The toner flies when F> 0, and does not fly when F ≦ 0. That is, the resultant force F is a detachment force (hereinafter referred to as “detachment force F”) that determines whether or not the toner is detached from the developing roller 140. Note that gravity is ignored.

[トナーに働く各々の力]
次に,各々の力について説明する。まず,クーロン力Feについて説明する。トナーの帯電量をqとすると,電界Eの中でトナーが受ける力は,
Fe=q・E
である。つまり,Feはトナーの帯電量qに比例する。
[Each power acting on toner]
Next, each force will be described. First, the Coulomb force Fe will be described. When the charge amount of the toner is q, the force that the toner receives in the electric field E is
Fe = q · E
It is. That is, Fe is proportional to the toner charge amount q.

次に,鏡像力Fiについて説明する。トナーの帯電量をqとすると,
Fi=(ε−1)・q/{(ε+1)4π・ε0・D}・・・(1)
εは現像ローラの比誘電率
ε0は空気の誘電率
Dはトナーの平均粒径
である。ここでε,ε0,Dは既知の定数である。
Next, the mirror image force Fi will be described. If the charge amount of toner is q,
Fi = (ε−1) · q 2 / {(ε + 1) 4π · ε0 · D 2 } (1)
ε is the relative permittivity of the developing roller
ε0 is the dielectric constant of air
D is the average particle diameter of the toner. Here, ε, ε0, and D are known constants.

ここで,式(1)のqの係数をaとおくと,すなわち,
a=(ε−1)/{(ε+1)4π・ε0・D
とすると,鏡像力Fiは以下の式で表される。
Fi=a・q
ここで,aは既知の定数であり,鏡像力Fiはトナーの帯電量qの2乗に比例する。なお,計算上以下の値
ε=3
ε0=8.85×10−12[F/m]
D=6[μm]
を用いることとする。
Here, if the coefficient of q 2 in the equation (1) is a, that is,
a = (ε−1) / {(ε + 1) 4π · ε0 · D 2 }
Then, the mirror image force Fi is expressed by the following equation.
Fi = a · q 2
Here, a is a known constant, and the mirror image force Fi is proportional to the square of the toner charge amount q. Note that the following value is calculated: ε = 3
ε0 = 8.85 × 10 −12 [F / m]
D = 6 [μm]
Will be used.

ファンデルワールス力Fvは実験的に測定したものを用いる。この測定には,KONICA MINOLTA TECHNOLOGY REPORT VOL.1(2004)p15「トナー付着力と電界飛翔性の粒径依存性」に記載の測定装置を用いた。これは,振動子を振動させ,静電力で付着しているトナーに振動加速度を与えることによりFvを測定するものである。その際,振動加速度を徐々に大きく与えることにより,付着しているトナーが離脱する振動加速度を求める。この値から,Fvを求めることができる。   An experimentally measured Van der Waals force Fv is used. For this measurement, KONICA MINOLTA TECHNOLOGY REPORT VOL. 1 (2004) p15 “The particle size dependence of toner adhesion and electric field flight” was used. In this method, the vibrator is vibrated, and Fv is measured by giving vibration acceleration to the toner adhered by electrostatic force. At that time, by gradually increasing the vibration acceleration, the vibration acceleration at which the adhered toner is detached is obtained. From this value, Fv can be obtained.

このファンデルワールス力Fvは,実質的にトナーが現像ローラ140に付着している場合にのみ働く。つまり,一度離れてしまえば,再び付着するまでの間はこの力がほとんど働かない。また,測定の結果,Fvはトナーの帯電量に依存しないことが分かった。よって,今後は定数とみなして「c」で表す。   The van der Waals force Fv works substantially only when toner adheres to the developing roller 140. In other words, once separated, this force hardly works until it adheres again. As a result of the measurement, it was found that Fv does not depend on the charge amount of the toner. Therefore, it will be regarded as a constant and expressed as “c” in the future.

以上より,現像ローラ140に付着しているトナーが現像電圧Vminを受けているときに働く力の合力Fは,
F=Fe−Fi−Fv
=−a・q+E・q−c
で表せる。これは,トナーの帯電量qの2次関数である。ここで,
ε>1
ε0>0
>0
なのでa>0である。ゆえに,Fは上に凸の2次関数であり,ある帯電量qの値で最大値をとる。
From the above, the resultant force F of the force acting when the toner adhering to the developing roller 140 receives the developing voltage Vmin is
F = Fe-Fi-Fv
= -A · q 2 + E · q-c
It can be expressed as This is a quadratic function of the toner charge amount q. here,
ε> 1
ε0> 0
D 2 > 0
Therefore, a> 0. Therefore, F is a quadratic function convex upward, and takes a maximum value at a certain charge amount q.

ここで,図7の上段にトナーの帯電量qとトナーに働く各々の力の関係を示す。図7の上段に,離脱力Fと,クーロン力Feと,鏡像力Fiと,ファンデルワールス力Fvと,付着力Faとを示す。横軸はトナーの帯電量であり,縦軸はトナーに働く力である。ここで,付着力Faは以下に示すように,
Fa=Fi+Fv
鏡像力Fiとファンデルワールス力Fvとの合力である。また,付着力Faはトナーが現像ローラ140に付着する力である。この付着力Faを用いると,離脱力Fは,
F=Fe−Fi−Fv
=Fe−Fa
と表される。また,上式から明らかなように,クーロン力Feが付着力Faを上回ったときに,離脱力Fは正となり,トナーは飛翔する。
Here, the upper part of FIG. 7 shows the relationship between the charge amount q of the toner and each force acting on the toner. 7 shows the separation force F, Coulomb force Fe, image force Fi, van der Waals force Fv, and adhesion force Fa. The horizontal axis is the toner charge amount, and the vertical axis is the force acting on the toner. Here, the adhesion force Fa is as follows:
Fa = Fi + Fv
It is the resultant of the mirror image force Fi and the van der Waals force Fv. Further, the adhesion force Fa is a force with which the toner adheres to the developing roller 140. Using this adhesion force Fa, the separation force F is
F = Fe-Fi-Fv
= Fe-Fa
It is expressed. As apparent from the above equation, when the Coulomb force Fe exceeds the adhesion force Fa, the separation force F becomes positive and the toner flies.

図7の下段に,トナーの帯電分布を示す。横軸はトナーの帯電量であり,縦軸はバッファ180内のその帯電量を有するトナーの数である。図7の上段において離脱力Fが正となる範囲においてトナーが飛翔する。これに対応する範囲(ハッチング領域)に入っているトナーが現像電圧Vminにより生じる電界から力を受けて,現像ローラ140から感光体110へ向けて飛翔する。つまり,ハッチング領域の面積が飛翔するトナーの数に比例する。   The lower part of FIG. 7 shows the toner charge distribution. The horizontal axis represents the toner charge amount, and the vertical axis represents the number of toners having the charge amount in the buffer 180. In the upper part of FIG. 7, the toner flies in a range where the separation force F is positive. The toner within the range (hatched area) corresponding to this receives a force from the electric field generated by the developing voltage Vmin and flies from the developing roller 140 toward the photoconductor 110. That is, the area of the hatched area is proportional to the number of toners flying.

また,上述したようにクーロン力Feは帯電量qに比例する。一方,ファンデルワールス力Fvは帯電量qに依存しない定数である。また,鏡像力Fi及び付着力Fa及び離脱力Fは帯電量qの2次関数である。離脱力Fが帯電量qの2次関数であるため,トナーの帯電分布のうち,ある帯電量qを有する離脱力Fが最大値をとるのである。この2次関数の最大値に対応するトナー,すなわち離脱力Fが最大となる帯電量qを有するトナーが最も飛翔しやすいトナーである。   As described above, the Coulomb force Fe is proportional to the charge amount q. On the other hand, the van der Waals force Fv is a constant that does not depend on the charge amount q. The mirror image force Fi, the adhesion force Fa, and the separation force F are quadratic functions of the charge amount q. Since the separation force F is a quadratic function of the charge amount q, the separation force F having a certain charge amount q in the toner charge distribution has a maximum value. The toner corresponding to the maximum value of the quadratic function, that is, the toner having the charge amount q that maximizes the separation force F is the toner that is most likely to fly.

ところが,電界強度Eを変化させた場合,電界強度Eの変化前に該当したトナーとは別のトナーが最も飛翔しやすいトナー,すなわちFが最大となるトナーに該当する。たとえば,図8に示すように電界強度Eを強くした場合,帯電量の絶対値がより大きなトナーが最も飛翔しやすくなるのである。図8では,離脱力Fの極値が斜めに移動している。つまり,電界強度を強くすると,帯電量の絶対値がより大きいトナーが「最も飛翔しやすいトナー」となるのである。これは,2次関数の極値が,1次の係数に伴って変化することに対応している。また,電界強度Eを強くすることにより,トナーの帯電分布における飛翔する範囲が広がる。より帯電量の大きいトナーが飛翔しやすくなる。逆に,電界強度Eを弱くした場合,より帯電量の小さなトナーが最も飛翔しやすくなる。なお,最も飛翔しやすいトナーは正規帯電トナーの帯電分布の範囲内の帯電量qを有している。   However, when the electric field strength E is changed, a toner other than the toner applied before the change of the electric field strength E corresponds to a toner that is most likely to fly, that is, a toner having the maximum F. For example, as shown in FIG. 8, when the electric field strength E is increased, toner having a larger absolute value of charge amount is most likely to fly. In FIG. 8, the extreme value of the separation force F is moving obliquely. That is, when the electric field strength is increased, a toner having a larger absolute value of the charge amount becomes “the toner that is most likely to fly”. This corresponds to the extreme value of the quadratic function changing with the linear coefficient. Further, by increasing the electric field strength E, the flying range in the toner charge distribution is expanded. A toner having a larger charge amount is likely to fly. On the contrary, when the electric field strength E is weakened, the toner with a smaller charge amount is most likely to fly. The toner that is most likely to fly has a charge amount q within the range of the charge distribution of the normally charged toner.

以上に説明したように,最も飛翔しやすい帯電量qを有するトナーが,現像ローラ140から感光体110へ向かって飛翔しなければ,他の帯電量qを有するトナーも飛翔しないはずである。ゆえに,最も飛翔しやすい帯電量qを有するトナーが,現像ローラ140から飛翔しない条件を求めればよい。   As described above, if the toner having the charge amount q that is most likely to fly does not fly from the developing roller 140 toward the photoconductor 110, toner having another charge amount q should not fly. Therefore, it is only necessary to obtain a condition that the toner having the charge amount q that is most likely to fly does not fly from the developing roller 140.

ここで,鏡像力Fiは,トナーの粒径Dと帯電量qとにより強さが決まる力であり,ファンデルワールス力は,湿度等の環境により決まる力である。つまり,これらは制御できない因子である。一方,クーロン力Feは,制御可能なものである。このため,電界強度を適当な値に設定することにより,トナーが現像ローラ140から飛翔しないようにできる。つまり,離脱力Fが負になるようにすればよい。   Here, the mirror image force Fi is a force determined by the toner particle diameter D and the charge amount q, and the van der Waals force is a force determined by the environment such as humidity. In other words, these are uncontrollable factors. On the other hand, the Coulomb force Fe can be controlled. Therefore, the toner can be prevented from flying from the developing roller 140 by setting the electric field strength to an appropriate value. That is, the detachment force F may be negative.

ここで,背景部においてトナーが飛翔しない条件について説明する。上記の電界強度を設定することにより,背景部においてトナーが飛翔しないようにすることができる。つまり,F≦0という条件を課してやればよい。これにより,飛翔するトナーの粒子を抑制することができる。つまり,背景部において以下の式
Fe=q・E≦Fa
を満たすEとなるように現像電圧Vminを設定すればよい。電圧が高すぎると背景部でトナーが飛翔してしまう。また,電圧が低すぎると逆に画像部でトナーが飛翔しない。つまり,現像そのものがなされないのである。
Here, the condition that the toner does not fly in the background portion will be described. By setting the above electric field strength, it is possible to prevent the toner from flying in the background portion. That is, the condition of F ≦ 0 may be imposed. Thereby, flying toner particles can be suppressed. That is, in the background portion, the following formula is Fe = q · E ≦ Fa
The developing voltage Vmin may be set so as to satisfy E that satisfies the above. If the voltage is too high, the toner will fly in the background. On the other hand, if the voltage is too low, the toner does not fly in the image area. In other words, development itself is not made.

ここで,トナーが飛翔する場合と飛翔しない場合の境界線を求める。トナーが飛翔するか飛翔しないかのぎりぎりはF=0の場合である。ゆえに,F=0のときの電界強度Epumpを求めると,
Epump=a・q+c/q
となる。これをトナーの帯電量qで微分すると,最も飛びやすいトナーの帯電量qが求まる。qを求めるとq=1.1×10−14[C]となる。このときのEpは,qの値を代入してEpump=2.8MV/mである。ここで,感光体110と現像ローラ140との最短距離は130μmである。このため,背景部において電界を形成する有効現像電圧|Vmin−Vb|は360Vである。ここでVbは背景部の電位である。
Here, the boundary line when the toner flies and when it does not fluctuate is obtained. The limit of whether the toner is flying or not is when F = 0. Therefore, when the electric field intensity Epump when F = 0 is obtained,
Epump = a · q + c / q
It becomes. When this is differentiated by the toner charge amount q, the toner charge amount q that is most likely to fly is obtained. When q is obtained, q = 1.1 × 10 −14 [C]. Ep at this time is Epump = 2.8 MV / m by substituting the value of q. Here, the shortest distance between the photoconductor 110 and the developing roller 140 is 130 μm. For this reason, the effective developing voltage | Vmin−Vb | for forming an electric field in the background is 360V. Here, Vb is the potential of the background portion.

このため,背景部の有効現像電圧|Vmin−Vb|を小さくすれば,背景部では最も飛びやすいトナーといえども飛翔しないようにすることができる。つまり,現像電圧Vminを小さくすることにより,それに伴って電界強度が弱くなる。これにより,トナーが飛翔しなくなるのである。この様子を図9上段に示す。全てのトナーが,この電界強度では飛翔しない。なお,図8及び図9の下段は,図7の下段と同様トナーの帯電分布を示している。   For this reason, if the effective developing voltage | Vmin−Vb | of the background portion is reduced, even the toner that is most likely to fly in the background portion can be prevented from flying. That is, as the developing voltage Vmin is reduced, the electric field strength is reduced accordingly. As a result, the toner does not fly. This is shown in the upper part of FIG. All toners do not fly at this field strength. 8 and 9 show the toner charge distribution as in the lower part of FIG.

[現像バイアスとトナーが受ける力]
ここで,本形態において電圧印加部190が印加する現像バイアスについて説明する。電圧印加部190は,現像バイアスを印加するのみならず,現像バイアスの設定値を決める制御の役割も担うものである。本形態における現像バイアスを図10に示す。横軸は時間であり,縦軸は電位である。また,Vminは現像電圧,Vmaxは回収電圧,Vbは背景部電位,Viは画像部電位,Vdcは現像バイアスの直流成分である。また,Frqは現像バイアスの周波数,Vaveは現像バイアスの時間平均,Dutyは,現像電圧Vminをかける時間が全体の時間に占める比である。なお,本形態のVminは特許文献1のVmaxに対応する。
[Development bias and force received by toner]
Here, the developing bias applied by the voltage application unit 190 in this embodiment will be described. The voltage application unit 190 not only applies a development bias, but also plays a role of controlling the setting value of the development bias. The developing bias in this embodiment is shown in FIG. The horizontal axis is time, and the vertical axis is potential. Vmin is a developing voltage, Vmax is a recovery voltage, Vb is a background portion potential, Vi is an image portion potential, and Vdc is a DC component of the developing bias. Frq is the frequency of the developing bias, Vave is the time average of the developing bias, and Duty is the ratio of the time for applying the developing voltage Vmin to the total time. Note that Vmin in this embodiment corresponds to Vmax in Patent Document 1.

ここで,現像バイアスとトナーが受ける力の関係について説明する。現像電圧Vminがかかっている場合について説明する。静電潜像における背景部と画像部とで電位が異なるため,感光体110と現像ローラ140との間の電位差は背景部と画像部とで異なっている。背景部の有効現像電圧は|Vmin−Vb|であり,画像部の有効現像電圧は|Vmin−Vi|である。   Here, the relationship between the developing bias and the force applied to the toner will be described. A case where the development voltage Vmin is applied will be described. Since the potential in the background portion and the image portion in the electrostatic latent image is different, the potential difference between the photoconductor 110 and the developing roller 140 is different in the background portion and the image portion. The effective developing voltage for the background portion is | Vmin−Vb |, and the effective developing voltage for the image portion is | Vmin−Vi |.

現像電圧Vminがかかっている場合の画像部について説明する。トナーは画像部の有効現像電圧|Vmin−Vi|により生じる電界強度Eにより,現像ローラ140から感光体110へ向かう力を受ける。これにより,トナーは現像ローラ140上のトナーは感光体110に向けて飛翔する。ここで,画像部の有効現像電圧|Vmin−Vi|は760Vである。   An image portion when the development voltage Vmin is applied will be described. The toner receives a force from the developing roller 140 toward the photoconductor 110 by the electric field strength E generated by the effective developing voltage | Vmin−Vi | As a result, the toner on the developing roller 140 flies toward the photoconductor 110. Here, the effective developing voltage | Vmin−Vi | of the image portion is 760V.

次に,現像電圧Vminがかかっている場合の背景部について説明する。トナーは背景部の有効現像電圧|Vmin−Vb|により生じる電界強度Eにより,現像ローラ140から感光体110へ向かう力を受ける。しかしながら,現像ローラ140上のトナーは感光体110に向けて飛翔しない。図9の上段に示すように,背景部の有効現像電圧|Vmin−Vb|により形成される電界強度Eが,トナーが飛翔するのに充分な大きさでないためである。ここで,背景部の有効現像電圧|Vmin−Vb|は360Vである。   Next, the background portion when the development voltage Vmin is applied will be described. The toner receives a force from the developing roller 140 toward the photoconductor 110 by the electric field strength E generated by the effective developing voltage | Vmin−Vb | of the background portion. However, the toner on the developing roller 140 does not fly toward the photoconductor 110. This is because the electric field strength E formed by the effective developing voltage | Vmin−Vb | in the background portion is not large enough for the toner to fly as shown in the upper part of FIG. Here, the effective developing voltage | Vmin−Vb | of the background portion is 360V.

なお,本形態の現像バイアスは,従来の現像バイアス(図3)に比較して現像電圧Vminの絶対値が小さくなっている。他の条件は変更していない。このため,背景部の有効現像電圧|Vmin−Vb|もそれに対応して650Vから360Vへと小さくなっている。また,平均電位も現像電圧Vminの低下に伴って絶対値が小さくなっている。   Note that the developing bias of this embodiment has a smaller absolute value of the developing voltage Vmin compared to the conventional developing bias (FIG. 3). Other conditions have not changed. For this reason, the effective developing voltage | Vmin−Vb | of the background portion is correspondingly reduced from 650 V to 360 V. In addition, the absolute value of the average potential decreases as the developing voltage Vmin decreases.

以上に説明したように,背景部においては,正規帯電トナー及び低帯電トナー及び逆帯電トナーのいずれもが飛翔しない。画像部においては,正規帯電トナーはもちろん低帯電トナー及び逆帯電トナーも飛翔する。この際,飛翔するトナーの数は充分である。なぜならば,図8の下段に示すように,飛翔する範囲が変化したとしても,それにより飛翔する範囲内にあるトナーの数は大きく変化しないためである。このため,カブリが生じない。また,画像部における濃度は適正である。   As described above, in the background portion, any of the normally charged toner, the low charged toner, and the reversely charged toner does not fly. In the image area, not only regular charged toner but also low charged toner and reverse charged toner fly. At this time, the number of flying toners is sufficient. This is because, as shown in the lower part of FIG. 8, even if the flying range changes, the number of toners in the flying range does not change greatly. For this reason, fog does not occur. The density in the image area is appropriate.

[現像バイアスについての実験結果]
ここで,本形態の画像形成装置100の現像バイアスについて行った試験結果を説明する。本試験は,現像電圧Vminの値をふって,カブリを測定した。カブリは,感光体110上のトナーをブッカーテープで剥離し,コニカミノルタJペーパーに貼り付け,コニカミノルタ製色彩色差計CR241によりC*を測定した。また,5%の印字率で2,500枚印刷してある程度劣化が進んだシアントナーを用いた。
[Experimental results on development bias]
Here, the results of tests performed on the developing bias of the image forming apparatus 100 of this embodiment will be described. In this test, fog was measured using the value of the development voltage Vmin. To remove fog, the toner on the photoconductor 110 was peeled off with a booker tape, adhered to Konica Minolta J paper, and C * was measured with a color difference meter CR241 manufactured by Konica Minolta. In addition, cyan toner, which has been deteriorated to some extent after printing 2,500 sheets at a printing rate of 5%, was used.

その結果,感光体110上のカブリの代用値である色味ΔC*は,以下のとおりであった。
本形態 0.52
従来条件 2.36
感光体110上のカブリの代用値である色味ΔC*は,本形態の現像バイアスの条件により,従来の条件の4〜5倍程度改善した。
As a result, the tint ΔC *, which is a substitute value for fog on the photoconductor 110, was as follows.
This form 0.52
Conventional condition 2.36
The tint ΔC *, which is a substitute value for fog on the photoconductor 110, is improved by about 4 to 5 times the conventional condition depending on the developing bias condition of this embodiment.

図11に,現像電圧とカブリ色味ΔC*との関係を示す。横軸は,背景部の有効現像電圧|Vmin−Vb|である。縦軸は,カブリの代用値である色味ΔC*である。ここでは,例として低温低湿度環境をとっている。図11では,現像電圧Vminと背景部電位Vbとの差を小さくするほど,カブリの代用値である色味ΔC*は小さくなっている。つまり,背景部の有効現像電圧|Vmin−Vb|が小さくなるほど,カブリは生じにくいのである。   FIG. 11 shows the relationship between the development voltage and the fog color ΔC *. The horizontal axis represents the effective developing voltage | Vmin−Vb | of the background portion. The vertical axis represents the tint ΔC *, which is a substitute value for fog. Here, a low temperature and low humidity environment is taken as an example. In FIG. 11, as the difference between the development voltage Vmin and the background portion potential Vb is reduced, the tint ΔC *, which is a substitute value for fog, is reduced. That is, as the effective developing voltage | Vmin−Vb | of the background portion decreases, fogging is less likely to occur.

以上に示したように,背景部の有効現像電圧|Vmin−Vb|が小さくなるように現像電圧Vminを調整することにより,背景部のカブリを抑制できることを実験結果は支持している。   As described above, the experimental results support that the fogging of the background portion can be suppressed by adjusting the developing voltage Vmin so that the effective developing voltage | Vmin−Vb | of the background portion becomes small.

[設定すべき現像バイアス]
ここで,現像バイアスにおいて設定すべき現像電圧Vminの値について説明する。トナーがぎりぎり飛翔する電界強度Epumpは,F=Fe−Fa=0より,
q・Epump=Fa
であるから,
Epump=Fa/q
である。この電界強度Epumpを形成する電圧Vpumpは,
Vpump=Fa・d/q
d :感光体と現像ローラとの間隔
である。
[Development bias to be set]
Here, the value of the development voltage Vmin to be set in the development bias will be described. The electric field intensity Epump at which the toner flies almost is F = Fe-Fa = 0,
q · Eump = Fa
Because
Epump = Fa / q
It is. The voltage Vpump that forms this electric field strength Epump is:
Vpump = Fa · d / q
d: A distance between the photosensitive member and the developing roller.

ゆえに,画像部ではトナーが飛翔するようにするために,画像部の有効現像電圧|Vmin−Vi|がVpumpより大きくなるように現像電圧Vminの値を設定してやればよい。また同時に,背景部ではトナーが飛翔しないようにするために,背景部の有効現像電圧|Vmin−Vb|をVpumpより小さくなるように現像電圧Vminの値を設定してやればよい。   Therefore, in order for the toner to fly in the image area, the value of the development voltage Vmin may be set so that the effective development voltage | Vmin−Vi | of the image area is larger than Vpump. At the same time, in order to prevent the toner from flying in the background portion, the value of the developing voltage Vmin may be set so that the effective developing voltage | Vmin−Vb | of the background portion is smaller than Vpump.

そのため,現像電圧Vminの設定により,感光体110の静電潜像の画像部において以下の式を満たすようにする。
|Vmin−Vi|>Fa・d/q
Vi:画像部の電位
Fa:現像ローラに付着しているトナーに働く付着力
d :感光体と現像ローラとの間隔
q :トナーの平均帯電量
このとき,画像部ではトナーが飛翔する。
Therefore, the following expression is satisfied in the image portion of the electrostatic latent image of the photoconductor 110 by setting the developing voltage Vmin.
| Vmin-Vi |> Fa · d / q
Vi: Potential of the image area
Fa: Adhesive force acting on the toner adhering to the developing roller
d: Distance between the photoconductor and the developing roller
q: Average charge amount of toner At this time, toner flies in the image area.

また,現像電圧Vminの設定により,感光体110の静電潜像の背景部において,以下の式を満たすようにする。
|Vmin−Vb|≦Fa・d/q
Vb:背景部電位
このとき,背景部ではトナーが飛翔しない。上記2式を満たすように現像電圧Vminを設定してやればよい。
Further, by setting the developing voltage Vmin, the following expression is satisfied in the background portion of the electrostatic latent image on the photoconductor 110.
| Vmin−Vb | ≦ Fa · d / q
Vb: Background portion potential At this time, toner does not fly in the background portion. The development voltage Vmin may be set so as to satisfy the above two formulas.

つまり,現像電圧Vminを,
|Vmin−Vb|≦Fa・d/q<|Vmin−Vi|
の範囲に設定してやればよいのである。これにより,画像部では適正な濃度の現像を行うことができ,なおかつ背景部ではカブリが生じない。これが,カブリ防止バイアスにおいて設定される現像バイアスの現像電圧Vminの条件である。通常バイアスにおいては,例えば図3のような現像電圧Vminを設定すればよい。
That is, the development voltage Vmin is
| Vmin−Vb | ≦ Fa · d / q <| Vmin−Vi |
This should be set within the range. As a result, the image portion can be developed with an appropriate density, and the background portion is not fogged. This is the condition of the development voltage Vmin of the development bias set in the anti-fogging bias. For the normal bias, for example, a developing voltage Vmin as shown in FIG. 3 may be set.

[厚紙に生ずるカブリと普通紙に生ずるカブリとを比較した実験結果]
ここで,厚紙に生ずるカブリと普通紙に生ずるカブリとの比較を行った試験結果について説明する。厚紙等の特殊紙に印字する場合には,現像された感光体上のトナーが印字される用紙上に転写されやすい。電界強度を強くする等,より転写されやすい条件の下で転写が行われるためである。このため,特殊紙に印字する場合は,普通紙では問題とならなかった程度の感光体上のカブリが,用紙上のカブリとなって表れることがある。ゆえに,本試験においては,感光体上のカブリと用紙上のカブリとについて,普通紙と厚紙とで比較を行った。
[Experimental results comparing fog generated on cardboard and fog generated on plain paper]
Here, a description will be given of test results obtained by comparing fog generated on cardboard and fog generated on plain paper. When printing on special paper such as thick paper, the toner on the developed photoreceptor is easily transferred onto the paper to be printed. This is because the transfer is performed under conditions that facilitate transfer, such as increasing the electric field strength. For this reason, when printing on special paper, fog on the photoconductor, which was not a problem with plain paper, may appear as fog on the paper. Therefore, in this test, the fog on the photoreceptor and the fog on the paper were compared between plain paper and cardboard.

なお,感光体上のカブリは以下の手順で測定した。まず,感光体上に付着しているトナーをブッカーテープで剥離した。次に,トナーの付着したブッカーテープをコニカミノルタJペーパーに貼り付けた。この後,Jペーパー上のブッカーテープに付着しているトナーのC*を,コニカミノルタ製色彩色差計CR241により測定した。このC*の値が大きいほどカブリが目立つこことなる。また,C*が3程度以上では,肉眼で見える。   The fog on the photoconductor was measured by the following procedure. First, the toner adhering to the photoreceptor was peeled off with a booker tape. Next, a booker tape with toner adhered thereto was affixed to Konica Minolta J paper. Thereafter, C * of the toner adhering to the booker tape on the J paper was measured by a color difference meter CR241 manufactured by Konica Minolta. As the value of C * is larger, the fog becomes more conspicuous. When C * is about 3 or more, it is visible to the naked eye.

一方,普通紙及び厚紙に生じたカブリは,目視により確認した。この紙上のカブリの程度を1〜5の9段階(0.5刻み)のランクで評価した。なお,この数値が低いほどカブリは目立ち,高いほどカブリは目立たない。つまり,紙上ではランクの数値が高いもののほうが画像の品質が良く,感光体上では,数値が低いもののほうが画像の品質が良い。その結果を表1に示す。   On the other hand, fog generated on plain paper and cardboard was visually confirmed. The degree of fogging on the paper was evaluated in 9 grades (0.5 increments) from 1 to 5. Note that the lower the value, the more noticeable the fog, the higher the value, the less noticeable. In other words, the higher the numerical value of the rank on the paper, the better the image quality, and the lower the numerical value on the photosensitive member, the better the image quality. The results are shown in Table 1.

Figure 2009300483
Figure 2009300483

ここで,ランクが3以上のものが画像の品質を満足するものとする。つまり,普通紙においては,感光体上のカブリC*が0.5〜3まで,厚紙・コート紙においては,感光体上のカブリC*が0.5〜1.5までが許容範囲である。表にはないが,感光体上のカブリが0であれば,もちろん紙上でのカブリは生じない。ゆえに,普通紙の場合,感光体上に許容されるカブリC*は3以下である。また,厚紙・コート紙の場合,感光体上に許容されるカブリC*は1.5以下である。つまり,厚紙・コート紙に印字する場合は,感光体上のカブリがより顕著に現れやすいため,カブリの発生を抑制する必要があるのである。   Here, it is assumed that a rank of 3 or more satisfies the image quality. In other words, for plain paper, the fog C * on the photosensitive member is 0.5 to 3, and for thick paper and coated paper, the fog C * on the photosensitive member is 0.5 to 1.5. . Although not shown in the table, if the fog on the photoconductor is zero, no fog on the paper will occur. Therefore, in the case of plain paper, the fog C * allowed on the photosensitive member is 3 or less. In the case of thick paper / coated paper, the fog C * allowed on the photosensitive member is 1.5 or less. In other words, when printing on thick paper or coated paper, the fog on the photoreceptor tends to appear more remarkably, so it is necessary to suppress the occurrence of fog.

このため,厚紙・コート紙に印字する場合には,カブリ防止バイアスを設定するのである。高画質モード等のカブリを抑制したい場合も同様である。このとき,静電潜像の画像部にはトナーが付着するようにしつつ,静電潜像の背景部には,低帯電トナー及び逆帯電トナーのみならず正規帯電トナーをも付着させないようにするのである。これにより,カブリが目立ちやすい場合においても,カブリを抑制することができる。また,バッファ180の内部に低帯電トナー及び逆帯電トナーが蓄積するおそれもない。また,OHPシートや光沢紙等,トナー像が転写されやすい条件で転写が行われる用紙に印字する場合も同様に,カブリ防止バイアスを設定すればよい。   Therefore, the anti-fogging bias is set when printing on thick paper or coated paper. The same applies when it is desired to suppress fogging in the high image quality mode. At this time, toner is allowed to adhere to the image portion of the electrostatic latent image, and not only low-charged toner and reversely-charged toner but also regular charged toner is not allowed to adhere to the background portion of the electrostatic latent image. It is. Thereby, even when the fog is easily noticeable, the fog can be suppressed. Further, there is no possibility that low-charge toner and reverse-charge toner are accumulated in the buffer 180. Similarly, the anti-fogging bias may be set when printing on a sheet on which the toner image is easily transferred, such as an OHP sheet or glossy paper.

なお,現像電圧Vminを下記の式を満たすように
|Vmin−Vb|≦Fa・d/q
設定した場合,低帯電トナー及び逆帯電トナーが,感光体110に飛翔しないため,バッファ180の内部に蓄積される。これにより,感光体110がフィルミングを起こす原因となることがあるため,カブリ防止バイアスを常に設定するのは好ましくない。このため,本形態の画像形成装置100において,カブリを抑制したい場合には,カブリ防止バイアスを適用し,それ以外の場合には通常バイアスを適用するのである。
The development voltage Vmin satisfies the following formula: | Vmin−Vb | ≦ Fa · d / q
When set, the low-charge toner and the reverse-charge toner do not fly to the photoconductor 110 and are accumulated in the buffer 180. As a result, the photoconductor 110 may cause filming. Therefore, it is not preferable to always set the anti-fogging bias. For this reason, in the image forming apparatus 100 of this embodiment, the anti-fogging bias is applied when it is desired to suppress the fogging, and the normal bias is applied in other cases.

以上,詳細に説明したように,本実施の形態に係る画像形成装置は,高画質モードもしくは文字モードが設定された場合,又は特殊紙に印字する場合に,カブリ防止バイアスを設定するようにした。つまり,画像部において現像ローラ140と感光体110との間にトナーが飛翔するように,かつ背景部において現像ローラ140と感光体110との間にトナーが飛翔しないようにした。このため,背景部では正規帯電トナーが低帯電トナー及び逆帯電トナーをたたきだすことがないようになった。これにより,低帯電トナー及び逆帯電トナーが感光体110に形成された静電潜像の背景部に付着することを抑制できるようになった。そして,カブリを生じやすい画質モード及び特殊紙を印字する場合においても,カブリを抑制することができる画像形成装置が実現されている。   As described above in detail, the image forming apparatus according to the present embodiment sets the anti-fogging bias when the high image quality mode or the character mode is set, or when printing on special paper. . That is, toner is allowed to fly between the developing roller 140 and the photoconductor 110 in the image area, and toner is not allowed to fly between the developing roller 140 and the photoconductor 110 in the background area. For this reason, in the background portion, the normally charged toner does not knock out the lowly charged toner and the reversely charged toner. As a result, the low-charge toner and the reverse-charge toner can be prevented from adhering to the background portion of the electrostatic latent image formed on the photoconductor 110. In addition, an image forming apparatus capable of suppressing the fog even when the image quality mode in which the fog is likely to occur and special paper is printed has been realized.

なお,本実施の形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。例えば,離脱力Fについて微分を行い,電界強度を求めてもよい。   Note that this embodiment is merely an example, and does not limit the present invention. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof. For example, the electric field strength may be obtained by differentiating the separation force F.

現像電圧Vminを印加された場合に現像ローラ140上のトナーに働く離脱力Fは,
F=Fe−Fi−Fv
=−a・q+E・q−c
である。これを帯電量qで微分すると,
dF/dq=−2a・q+E=0
である。ゆえに,q=E/2aのときは最大値,
(E/4a)−c
をとる。つまり,電界強度Eの下で現像ローラ140に付着しているトナーに働く力Fは,
F=−a(q−E/2a)+(E/4a)−c
である。
The separation force F acting on the toner on the developing roller 140 when the developing voltage Vmin is applied is
F = Fe-Fi-Fv
= -A · q 2 + E · q-c
It is. When this is differentiated by the charge quantity q,
dF / dq = -2a · q + E = 0
It is. Therefore, when q = E / 2a, the maximum value,
(E 2 / 4a) -c
Take. That is, the force F acting on the toner attached to the developing roller 140 under the electric field strength E is
F = −a (q−E / 2a) 2 + (E 2 / 4a) −c
It is.

ゆえに,トナーが現像ローラ140から飛翔しないように(F≦0),電界強度Eを設定することができる。つまり,最大値(E/4a)−cが0となる電界強度Eのとき,トナーはぎりぎり飛翔しない。よって,感光体110と現像ローラ140との間の電界強度Eが,
(E/4a)−c=0
E=±(4a・c)1/2
となるように現像電圧Vminを設定してやればよい。なお,aは既知の値であり,cは実験から決まる値である。
Therefore, the electric field strength E can be set so that the toner does not fly from the developing roller 140 (F ≦ 0). That is, when the maximum value (E 2 / 4a) -c is 0, the toner does not fly. Therefore, the electric field intensity E between the photoconductor 110 and the developing roller 140 is
(E 2 / 4a) −c = 0
E = ± (4a · c) 1/2
The development voltage Vmin may be set so that Note that a is a known value, and c is a value determined from experiments.

[第2の形態]
第2の形態について説明する。本形態の画像形成装置は,第1の形態と同様の機械的構成をなすものである。また,カブリが生じやすい高画質モードもしくは文字モードが設定されている場合,又は特殊紙に印字する場合にカブリ防止バイアスを設定することも第1の形態と同様である。第1の形態と異なる点は,現像バイアスの現像電圧Vminの設定方法である。本形態は,背景部において最も飛翔しやすいトナーが飛翔しない電界強度を形成する電圧を基準に現像電圧Vminに許容範囲を設けるものである。
[Second form]
The second embodiment will be described. The image forming apparatus of this embodiment has the same mechanical configuration as that of the first embodiment. The anti-fogging bias is set in the same manner as in the first embodiment when the high-quality mode or character mode in which fogging is likely to occur is set, or when printing on special paper. A difference from the first embodiment is a method of setting the developing voltage Vmin of the developing bias. In this embodiment, an allowable range is provided for the developing voltage Vmin with reference to a voltage that forms an electric field intensity at which the toner that is most likely to fly in the background portion does not fly.

第1の形態と同様に,最も飛翔しやすいトナーが飛翔する電界強度の閾値Epumpを基準とする。つまり,第1の形態と同様に現像電圧Vminが,
|Vmin−Vb|=Fa・d/q
Vb:背景部電位
Fa:現像ローラに付着しているトナーに働く付着力
d :感光体と現像ローラとの間隔
q :トナーの平均帯電量
となるように設定したとき,背景部においてトナーはぎりぎり飛翔しない。このとき,第1の形態の場合と同様,画像部においてトナーは飛翔する。
As in the first embodiment, the threshold value Epump of the electric field intensity at which the toner that is most likely to fly is used as a reference. That is, as in the first embodiment, the developing voltage Vmin is
| Vmin−Vb | = Fa · d / q
Vb: background potential
Fa: Adhesive force acting on the toner adhering to the developing roller
d: Distance between the photoconductor and the developing roller
q: When the toner is set to have an average charge amount, the toner does not fly at the background. At this time, as in the case of the first embodiment, the toner flies in the image portion.

本形態の画像形成装置は,現像バイアスを上記の現像電圧Vminを基準として,カブリΔC*の許容範囲に応じて設定するものである。図12は,現像電圧Vminと,カブリΔC*の大きさとの関係を示す図である。また,高温高湿度環境と,低温低湿度環境とにおける違いが示されている。低温低湿度環境については,図11と同じデータである。高温高湿度環境及び低温低湿度環境の双方において,背景部の有効現像電圧|Vmin−Vb|の値を小さくしたほうがカブリΔC*が小さくなっている。この結果も,上記に記載のカブリのメカニズムと矛盾しない。   In the image forming apparatus of this embodiment, the developing bias is set according to the allowable range of the fogging ΔC * with the developing voltage Vmin as a reference. FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the development voltage Vmin and the magnitude of the fogging ΔC *. The difference between high temperature and high humidity environment and low temperature and low humidity environment is shown. The low temperature and low humidity environment is the same data as in FIG. In both the high temperature and high humidity environment and the low temperature and low humidity environment, the fogging ΔC * is smaller when the effective developing voltage | Vmin−Vb | This result is also consistent with the fog mechanism described above.

現像電圧Vminの設定を,高温高湿度においてトナーがぎりぎり飛翔しない電圧Vpump(HH)とした場合,カブリΔC*は0.5程度であった。また,現像電圧Vminの設定を,低温低湿度においてトナーがぎりぎり飛翔しない電圧Vpump(LL)とした場合も,カブリΔC*は0.5程度であった。なお,肉眼で判別できるカブリΔC*の値は3程度である。ゆえに,このカブリの程度であれば充分許容範囲に入っている。   When the development voltage Vmin is set to a voltage Vpump (HH) at which the toner does not fly at high temperature and high humidity, the fogging ΔC * is about 0.5. Further, when the development voltage Vmin is set to a voltage Vpump (LL) at which the toner does not fly at low temperature and low humidity, the fogging ΔC * is about 0.5. Note that the value of fogging ΔC * that can be discriminated with the naked eye is about 3. Therefore, this level of fog is well within the allowable range.

上記の現像電圧Vminの設定により,背景部におけるカブリはほとんど生じない。しかしながら,上記の設定では低帯電トナー及び逆帯電トナーがバッファ180から排出されない。つまり,低帯電トナー及び逆帯電トナーがバッファ180の内部に溜まってしまう。一方,肉眼で判別できるカブリΔC*の値は3程度であるため,カブリΔC*は0.5ほど厳しい条件でなくともよい。つまり,より緩やかな条件であっても構わない。このため,現像電圧Vminの設定についても,その許容範囲に広がりを設けるのである。   Due to the setting of the development voltage Vmin, the background is hardly fogged. However, in the above setting, the low-charge toner and the reverse-charge toner are not discharged from the buffer 180. That is, low-charge toner and reverse-charge toner are accumulated in the buffer 180. On the other hand, since the value of fog ΔC * that can be discriminated with the naked eye is about 3, fog ΔC * does not have to be as severe as 0.5. In other words, it may be a milder condition. For this reason, the setting of the development voltage Vmin is also provided with a wide range.

ここで,Vpump(LL)は低温低湿度においてトナーがぎりぎり飛翔しない電圧である。また,Vpump(HH)は高温高湿度においてトナーがぎりぎり飛翔しない電圧である。実験の結果,現像電圧Vminの設定値を,低温低湿度においてトナーがぎりぎり飛翔しない電圧Vpump(LL)の1.2倍とした場合,カブリΔC*は1.4であった。また,現像電圧Vminの設定値を,高温高湿度においてトナーがぎりぎり飛翔しない電圧Vpump(HH)の1.2倍とした場合も,カブリΔC*は1.4であった。ΔC*が1.4以下という条件は印刷物の品質を確保するために十分なものである。   Here, Vpump (LL) is a voltage at which the toner does not fly at low temperature and low humidity. Vpump (HH) is a voltage at which the toner does not fly at high temperature and high humidity. As a result of the experiment, when the set value of the developing voltage Vmin is 1.2 times the voltage Vpump (LL) at which the toner does not fly at low temperature and low humidity, the fogging ΔC * is 1.4. Further, when the set value of the developing voltage Vmin is 1.2 times the voltage Vpump (HH) at which the toner does not fly at high temperature and high humidity, the fogging ΔC * is 1.4. The condition that ΔC * is 1.4 or less is sufficient to ensure the quality of the printed matter.

一方,現像電圧Vminの設定値を低温低湿度においてトナーがぎりぎり飛翔しない電圧Vpump(LL)の0.8倍とした場合,実験値にはないがカブリΔC*は充分小さいはずである。また,高温高湿度の場合も同様である。このため,本形態のカブリ防止バイアスは,背景部の有効現像電圧|Vmin−Vb|を,Fa・d/q
Vb:背景部電位
Fa:現像ローラに付着しているトナーに働く付着力
d :像担持体と現像ローラとの間隔
q :トナーの帯電量
の±20%の範囲内に入るように設定するのである。このとき,カブリΔC*は1.4以下である。なお,このとき画像部ではトナーは飛翔する。
On the other hand, if the set value of the development voltage Vmin is set to 0.8 times the voltage Vpump (LL) at which the toner does not fly at low temperature and low humidity, the fogging ΔC * should be sufficiently small although it is not an experimental value. The same applies to high temperatures and high humidity. For this reason, the anti-fogging bias according to the present embodiment sets the effective developing voltage | Vmin−Vb | at the background portion as Fa · d / q.
Vb: background potential
Fa: Adhesive force acting on the toner adhering to the developing roller
d: Distance between the image carrier and the developing roller
q: It is set so as to fall within a range of ± 20% of the toner charge amount. At this time, the fogging ΔC * is 1.4 or less. At this time, the toner flies in the image portion.

なお,本試験は,第1の形態と同様,現像電圧Vminの値をふって,カブリを測定した。カブリは,感光体110上のトナーをブッカーテープで剥離し,コニカミノルタJペーパーに貼り付け,コニカミノルタ製色彩色差計CR241によりC*を測定した。また,5%の印字率で2,500枚印刷してある程度劣化が進んだシアントナーを用いた。   In this test, the fog was measured by using the value of the development voltage Vmin as in the first embodiment. To remove fog, the toner on the photoconductor 110 was peeled off with a booker tape and attached to Konica Minolta J paper, and C * was measured with a color difference meter CR241 manufactured by Konica Minolta. In addition, cyan toner, which has been deteriorated to some extent after printing 2,500 sheets at a printing rate of 5%, was used.

以上,詳細に説明したように,本実施の形態に係る画像形成装置は,高画質モードもしくは文字モードが設定された場合,又は特殊紙に印字する場合に,カブリ防止バイアスを設定するようにした。つまり,現像ローラ140と感光体110との間をトナーがほとんど飛翔しないようにした。このため,現像ローラ140と感光体110との間を飛翔するトナーの粒子数が減少する。これにより,正規帯電トナーが逆帯電トナーをたたきだして逆帯電トナーが感光体110の表面に付着することを抑制できるようになった。そして,カブリを生じやすい画質モード及び特殊紙を印字する場合においても,カブリを抑制することができる画像形成装置が実現されている。   As described above in detail, the image forming apparatus according to the present embodiment sets the anti-fogging bias when the high image quality mode or the character mode is set, or when printing on special paper. . That is, the toner hardly fly between the developing roller 140 and the photoconductor 110. For this reason, the number of toner particles flying between the developing roller 140 and the photoreceptor 110 is reduced. As a result, it is possible to prevent the normally charged toner from hitting the reversely charged toner and the reversely charged toner from adhering to the surface of the photoconductor 110. In addition, an image forming apparatus capable of suppressing the fog even when the image quality mode in which the fog is likely to occur and special paper is printed has been realized.

なお,本実施の形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。例えば,カブリΔC*を保証したい値に応じて現像電圧Vminの許容範囲を設定しても構わない。   Note that this embodiment is merely an example, and does not limit the present invention. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof. For example, an allowable range of the development voltage Vmin may be set according to a value for which the fogging ΔC * is desired to be guaranteed.

非磁性1成分トナーを用いる非接触式現像方式の画像形成装置を説明する図である。1 is a diagram illustrating an image forming apparatus of a non-contact type developing method using non-magnetic one-component toner. 現像バイアスにより感光体と現像ローラとの間をトナーが往復する様子を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which toner reciprocates between a photoconductor and a developing roller by a developing bias. 従来の現像バイアスを説明する図である。It is a figure explaining the conventional developing bias. 本発明の画像形成装置を説明する図である。It is a figure explaining the image forming apparatus of this invention. 現像バイアスにより正規帯電トナーが逆帯電トナーをたたき出す場合を説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a case where a normally charged toner knocks out a reversely charged toner by a developing bias. 現像電圧が印加されているときに現像ローラに付着しているトナーに働く力を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a force acting on toner attached to a developing roller when a developing voltage is applied. 現像ローラに付着しているトナーの帯電量とトナーにかかる力の関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a charge amount of toner attached to a developing roller and a force applied to the toner. 電界を強くした場合にトナーが受ける力と飛翔するトナーの帯電量の変化を説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining changes in the force received by a toner when the electric field is strengthened and the charge amount of the flying toner. 現像ローラに付着しているトナーがぎりぎり飛翔しない場合の帯電量と力との関係を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a charge amount and a force when toner attached to a developing roller does not fly at the last minute. 本発明の現像バイアスを説明する図である。It is a figure explaining the developing bias of this invention. 現像電圧と背景部電位との差の絶対値とカブリとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the absolute value of the difference of a developing voltage and background part electric potential, and fog. 現像電圧と背景部電位との差の絶対値とカブリとの関係の環境による違いを示す図である。It is a figure which shows the difference by the environment of the relationship between the absolute value of the difference of a developing voltage and background part electric potential, and fog.

符号の説明Explanation of symbols

100…画像形成装置
101…用紙識別センサ
102…画質モード調整部
110…感光体
140…現像ローラ
190…電圧印加部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Image forming apparatus 101 ... Paper identification sensor 102 ... Image quality mode adjustment part 110 ... Photoconductor 140 ... Developing roller 190 ... Voltage application part

Claims (5)

像担持体と,
前記像担持体に非磁性1成分のトナーを付与する現像ローラと,
前記像担持体と前記現像ローラとの間に現像バイアスを印加する電圧印加部と,
画質モードを選択する画質モード調整部とを有する非接触式現像方式の画像形成装置であって,
前記電圧印加部が印加する前記現像バイアスは,
前記現像ローラから前記像担持体へトナーを飛翔させる方向の電界を形成する現像電圧Vminと,
前記像担持体から前記現像ローラへトナーを飛翔させる方向の電界を形成する回収電圧Vmaxとを交互に繰り返すものであるとともに,
前記電圧印加部は,
前記像担持体の静電潜像の画像部における電界強度と,前記像担持体の静電潜像の背景部における電界強度とがともに,トナーが前記現像ローラから前記像担持体へと飛翔するのに充分となるように現像電圧Vminを設定する通常バイアスと,
前記像担持体の静電潜像の画像部における電界強度が,トナーが前記現像ローラから前記像担持体へと飛翔するのに充分であり,かつ前記像担持体の静電潜像の背景部における電界強度が,トナーが前記現像ローラから前記像担持体へと飛翔するに至らないように現像電圧Vminを設定するカブリ防止バイアスとの2通りの現像バイアスを適用するものであり,
前記画質モード調整部にて少なくとも文字モードと高画質モードとを含むモード群に属する画質モードが選択されている場合に,カブリ防止バイアスを適用し,
前記カブリ防止バイアスを適用する場合以外に,通常バイアスを適用することを特徴とする画像形成装置。
An image carrier;
A developing roller for applying a non-magnetic one-component toner to the image carrier;
A voltage applying unit for applying a developing bias between the image carrier and the developing roller;
An image forming apparatus of a non-contact type development system having an image quality mode adjustment unit for selecting an image quality mode,
The development bias applied by the voltage application unit is:
A developing voltage Vmin for forming an electric field in a direction in which the toner is caused to fly from the developing roller to the image carrier;
And a collection voltage Vmax for forming an electric field in a direction in which toner is caused to fly from the image carrier to the developing roller, and alternately.
The voltage application unit is:
Both the electric field strength in the image portion of the electrostatic latent image of the image carrier and the electric field strength in the background portion of the electrostatic latent image of the image carrier cause the toner to fly from the developing roller to the image carrier. A normal bias for setting the development voltage Vmin to be sufficient for
The electric field strength in the image portion of the electrostatic latent image on the image carrier is sufficient for the toner to fly from the developing roller to the image carrier, and the background portion of the electrostatic latent image on the image carrier. The two developing biases, i.e., an antifogging bias for setting the developing voltage Vmin so that the toner does not fly from the developing roller to the image carrier, are applied.
An anti-fogging bias is applied when an image quality mode belonging to a mode group including at least a character mode and a high image quality mode is selected by the image quality mode adjustment unit;
An image forming apparatus characterized by applying a normal bias in addition to applying the anti-fogging bias.
像担持体と,
前記像担持体に非磁性1成分のトナーを付与する現像ローラと,
前記像担持体と前記現像ローラとの間に現像バイアスを印加する電圧印加部と,
印字される用紙の種類を検知する用紙識別センサとを有する非接触式現像方式の画像形成装置であって,
前記電圧印加部が印加する前記現像バイアスは,
前記現像ローラから前記像担持体へトナーを飛翔させる方向の電界を形成する現像電圧Vminと,
前記像担持体から前記現像ローラへトナーを飛翔させる方向の電界を形成する回収電圧Vmaxとを交互に繰り返すものであるとともに,
前記電圧印加部は,
前記像担持体の静電潜像の画像部における電界強度と,前記像担持体の静電潜像の背景部における電界強度とがともに,トナーが前記現像ローラから前記像担持体へと飛翔するのに充分となるように現像電圧Vminを設定する通常バイアスと,
前記像担持体の静電潜像の画像部における電界強度が,トナーが前記現像ローラから前記像担持体へと飛翔するのに充分であり,かつ前記像担持体の静電潜像の背景部における電界強度が,トナーが前記現像ローラから前記像担持体へと飛翔するに至らないように現像電圧Vminを設定するカブリ防止バイアスとの2通りの現像バイアスを適用するものであり,
前記用紙識別センサにて厚紙とOHPシートと光沢紙とのいずれか1つ以上を少なくとも含む用紙群に属する用紙が検知された場合に,カブリ防止バイアスを適用し,
前記カブリ防止バイアスを適用する場合以外に,通常バイアスを適用することを特徴とする画像形成装置。
An image carrier;
A developing roller for applying a non-magnetic one-component toner to the image carrier;
A voltage applying unit for applying a developing bias between the image carrier and the developing roller;
A non-contact development type image forming apparatus having a paper identification sensor for detecting the type of paper to be printed,
The development bias applied by the voltage application unit is:
A developing voltage Vmin for forming an electric field in a direction in which the toner is caused to fly from the developing roller to the image carrier;
And a collection voltage Vmax for forming an electric field in a direction in which toner is caused to fly from the image carrier to the developing roller, and alternately.
The voltage application unit is:
Both the electric field strength in the image portion of the electrostatic latent image of the image carrier and the electric field strength in the background portion of the electrostatic latent image of the image carrier cause the toner to fly from the developing roller to the image carrier. A normal bias for setting the development voltage Vmin to be sufficient for
The electric field strength in the image portion of the electrostatic latent image on the image carrier is sufficient for the toner to fly from the developing roller to the image carrier, and the background portion of the electrostatic latent image on the image carrier. The two developing biases, i.e., an antifogging bias for setting the developing voltage Vmin so that the toner does not fly from the developing roller to the image carrier, are applied.
An anti-fogging bias is applied when a paper belonging to a paper group including at least one of thick paper, an OHP sheet, and glossy paper is detected by the paper identification sensor;
An image forming apparatus characterized by applying a normal bias in addition to applying the anti-fogging bias.
請求項1に記載の画像形成装置であって,
印字される用紙の種類を検知する用紙識別センサを有し,
前記電圧印加部は,
前記画質モード調整部にて少なくとも文字モードと高画質モードとを含むモード群に属する画質モードが選択されているときと,前記用紙識別センサにて厚紙とOHPシートと光沢紙とのいずれか1つ以上を少なくとも含む用紙群に属する用紙が検知されたときとの少なくとも一方に該当する場合に,カブリ防止バイアスを適用することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1,
It has a paper identification sensor that detects the type of paper to be printed,
The voltage application unit is:
When the image quality mode belonging to the mode group including at least the character mode and the high image quality mode is selected by the image quality mode adjustment unit, and any one of thick paper, an OHP sheet, and glossy paper is selected by the paper identification sensor An anti-fogging bias is applied in a case where at least one of the above-described cases where a sheet belonging to a sheet group is detected is applied.
請求項1から請求項3のいずれかに記載の画像形成装置であって,
前記カブリ防止バイアスが,
前記像担持体の静電潜像の画像部にて次の式を満たし,
|Vmin−Vi|>Fa・d/q
Vi:画像部の電位
Fa:現像ローラに付着しているトナーに働く付着力
d :像担持体と現像ローラとの間隔
q :トナーの平均帯電量
前記像担持体の静電潜像の背景部にて次の式を満たすように,
|Vmin−Vb|≦Fa・d/q
Vb:背景部電位
設定されたものであることを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein
The anti-fogging bias is
The following expression is satisfied in the image portion of the electrostatic latent image of the image carrier:
| Vmin-Vi |> Fa · d / q
Vi: Potential of the image area
Fa: Adhesive force acting on the toner adhering to the developing roller
d: Distance between the image carrier and the developing roller
q: Average charge amount of toner To satisfy the following expression in the background portion of the electrostatic latent image of the image carrier:
| Vmin−Vb | ≦ Fa · d / q
Vb: an image forming apparatus in which the background portion potential is set.
請求項1から請求項3のいずれかに記載の画像形成装置であって,
前記カブリ防止バイアスが,
前記像担持体の静電潜像の背景部にて,|Vmin−Vb|がFa・d/qの±20%の範囲内に入るように
Vb:背景部電位
Fa:現像ローラに付着しているトナーに働く付着力
d :像担持体と現像ローラとの間隔
q :トナーの平均帯電量
設定されたものであることを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein
The anti-fogging bias is
In the background portion of the electrostatic latent image of the image carrier, | Vmin−Vb | is in the range of ± 20% of Fa · d / q.
Vb: background potential
Fa: Adhesive force acting on the toner adhering to the developing roller
d: Distance between the image carrier and the developing roller
q: An image forming apparatus in which an average charge amount of toner is set.
JP2008151447A 2008-06-10 2008-06-10 Image forming apparatus Expired - Fee Related JP5211871B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008151447A JP5211871B2 (en) 2008-06-10 2008-06-10 Image forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008151447A JP5211871B2 (en) 2008-06-10 2008-06-10 Image forming apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009300483A true JP2009300483A (en) 2009-12-24
JP5211871B2 JP5211871B2 (en) 2013-06-12

Family

ID=41547484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008151447A Expired - Fee Related JP5211871B2 (en) 2008-06-10 2008-06-10 Image forming apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5211871B2 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5553372A (en) * 1978-10-14 1980-04-18 Canon Inc Method and apparatus for electrophotographic development
JPS55161252A (en) * 1979-06-01 1980-12-15 Canon Inc Method and device for development
JPS56101169A (en) * 1980-01-14 1981-08-13 Canon Inc Electrophotographic developing method
JPS5837657A (en) * 1982-07-21 1983-03-04 Canon Inc Developing method and its apparatus
JPH0367278A (en) * 1989-01-13 1991-03-22 Canon Inc Image forming device
JPH0444054A (en) * 1990-06-12 1992-02-13 Canon Inc Nonmagnetic toner
JPH06332301A (en) * 1993-05-18 1994-12-02 Canon Inc Image forming device

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5553372A (en) * 1978-10-14 1980-04-18 Canon Inc Method and apparatus for electrophotographic development
JPS55161252A (en) * 1979-06-01 1980-12-15 Canon Inc Method and device for development
JPS56101169A (en) * 1980-01-14 1981-08-13 Canon Inc Electrophotographic developing method
JPS5837657A (en) * 1982-07-21 1983-03-04 Canon Inc Developing method and its apparatus
JPH0367278A (en) * 1989-01-13 1991-03-22 Canon Inc Image forming device
JPH0444054A (en) * 1990-06-12 1992-02-13 Canon Inc Nonmagnetic toner
JPH06332301A (en) * 1993-05-18 1994-12-02 Canon Inc Image forming device

Also Published As

Publication number Publication date
JP5211871B2 (en) 2013-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5062119B2 (en) Image forming apparatus
EP2908179B1 (en) Developing apparatus, cartridge, and image forming apparatus
JP2006243114A (en) Image forming apparatus
JP2011138001A (en) Image forming apparatus
JP6354765B2 (en) Toner, image forming apparatus, and process cartridge
JP6098408B2 (en) Image forming apparatus
JP2006023513A (en) Development device and image forming apparatus equipped therewith
JP2002108104A (en) Image forming apparatus and its control method
JP4508270B2 (en) Image forming apparatus
JP5211871B2 (en) Image forming apparatus
JP2009300482A (en) Image forming apparatus
US7862977B2 (en) Image forming method using trickle developing system, developer used for the same, manufacturing method thereof, and image forming apparatus
JP2006313257A (en) Image forming apparatus
US20030215254A1 (en) Image forming apparatus provided with a cleaning blade
JP5338219B2 (en) Image forming apparatus
JP2020101775A (en) Image formation device
JP2009300484A (en) Image forming apparatus
JP2008009178A (en) Image forming apparatus
JP5959913B2 (en) Image forming apparatus
JP2006221034A (en) Image forming apparatus
JP4590218B2 (en) Image forming apparatus
US8005377B2 (en) Image forming device
US20220082957A1 (en) Developing apparatus, process cartridge, and image forming apparatus
JP2008026578A (en) Image forming apparatus
JP2021162806A (en) Image forming apparatus and program

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20101217

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130129

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130211

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5211871

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160308

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees