JP2006047885A - Image forming apparatus - Google Patents

Image forming apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2006047885A
JP2006047885A JP2004231746A JP2004231746A JP2006047885A JP 2006047885 A JP2006047885 A JP 2006047885A JP 2004231746 A JP2004231746 A JP 2004231746A JP 2004231746 A JP2004231746 A JP 2004231746A JP 2006047885 A JP2006047885 A JP 2006047885A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
developer
image forming
image
carrier
developing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004231746A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinya Suzuki
慎也 鈴木
Shigeru Tanaka
茂 田中
Kouta Arimoto
孝太 有元
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2004231746A priority Critical patent/JP2006047885A/en
Publication of JP2006047885A publication Critical patent/JP2006047885A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Developing For Electrophotography (AREA)
  • Dry Development In Electrophotography (AREA)
  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)
  • Magnetic Brush Developing In Electrophotography (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus capable of suppressing a defective image such as density difference due to toner sticking to a developer carrier in a non-image formation area upon pre-rotation, post-rotation or the like. <P>SOLUTION: The image forming apparatus 10 is provided with the image carrier 1, a charging means 2, an electrostatic image forming means 3 and a developing device 4 for developing an electrostatic image formed on the image carrier 1 by using a two-component developer having nonmagnetic toner and magnetic carrier. Therein, with regard to a potential difference (Vback) between a potential of the image carrier 1 charged by a charging means 2 and a direct current component of a development bias voltage applied to the developing device 4, a potential difference (Vback1) in the non-image formation area is set to be smaller than a potential difference (Vback2) in image formation area. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、像担持体に形成された静電像を現像剤によって現像する現像装置を備えた、例えば、複写機やプリンタなどの画像形成装置に関するものであり、特に非磁性トナーと磁性キャリアとを備えた二成分現像剤を使用する二成分現像方式を用いた画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus, such as a copying machine or a printer, provided with a developing device that develops an electrostatic image formed on an image carrier with a developer, and in particular, a non-magnetic toner and a magnetic carrier. The present invention relates to an image forming apparatus using a two-component developing system using a two-component developer having

従来、電子写真方式の画像形成装置、その中でも特に有彩色の画像形成を行なう画像形成装置において、非磁性トナー(トナー)と磁性キャリア(キャリア)を混合して現像剤として使用する二成分現像方式が広く利用されている。二成分現像方式は現在知られている他の現像方式に比較して、画質の安定性、装置の耐久性などの長所を備えている。   2. Description of the Related Art Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus, in particular, an image forming apparatus for forming a chromatic color image, a two-component developing system in which a nonmagnetic toner (toner) and a magnetic carrier (carrier) are mixed and used as a developer Is widely used. The two-component development method has advantages such as image quality stability and apparatus durability, as compared with other currently known development methods.

二成分現像方式を用いた画像形成装置において、像担持体としての感光ドラムに形成された静電像(潜像)を現像してトナー像とする場合、一般的に、以下のように行なう。最初に感光ドラム上を帯電手段により白地部電位VDになるよう一様に帯電させる。又、現像剤担持体としての現像スリーブには現像バイアス電圧が印加され、現像スリーブは、その現像バイアス電圧の直流成分Vdcと同電位にされる。このとき、白地部電位VDと現像バイアス電圧の直流成分Vdcとの電位差を所望のかぶり取り電位差Vbackになるよう設定する。又、感光ドラム上の画像部分(現像部分)は、露光手段(静電像形成手段)により露光されて減衰した明部電位VLにされる。そして、現像バイアス電圧の直流成分Vdcとの差であるコントラスト電位差Vcontにより、現像スリーブ上のトナーが感光ドラムへ移動する。こうして、感光ドラム上に形成された静電像はトナー像として現像される。 When an electrostatic image (latent image) formed on a photosensitive drum as an image carrier is developed into a toner image in an image forming apparatus using a two-component development method, the following is generally performed as follows. First, the photosensitive drum is uniformly charged to a white background portion potential V D by charging means. A developing bias voltage is applied to the developing sleeve as the developer carrying member, and the developing sleeve is set to the same potential as the DC component Vdc of the developing bias voltage. At this time, the potential difference between the white background portion potential V D and the DC component Vdc of the developing bias voltage is set to a desired fog removal potential difference Vback. Further, the image portion (development portion) on the photosensitive drum is exposed to the light portion potential V L which is exposed and attenuated by the exposure means (electrostatic image forming means). The toner on the developing sleeve moves to the photosensitive drum due to the contrast potential difference Vcont, which is the difference between the DC component Vdc of the developing bias voltage. Thus, the electrostatic image formed on the photosensitive drum is developed as a toner image.

例えば、マイナス極性に帯電するネガトナーを使用する場合は、このネガトナーが、感光ドラム上の本来トナーが付着すべきでない白地部に付着して「かぶり」が発生しないように、現像バイアス電圧の直流成分Vdcを白地部電位VDよりプラス側の電位となるようにする。以下、白地部に付着するトナーを「かぶりトナー」という。 For example, when using negative toner charged to a negative polarity, the DC component of the development bias voltage prevents this negative toner from adhering to a white background portion where the toner should not adhere to the photosensitive drum and causing “fogging”. Vdc is set to a potential on the plus side of the white background portion potential V D. Hereinafter, the toner adhering to the white background is referred to as “fogging toner”.

上記かぶり取り電位差Vbackが小さい場合には、現像スリーブへのトナー引き付け力が弱くなり、感光ドラムの白地部にかぶりトナーが付着しやすくなる。逆にかぶり取り電位差Vbackが大きい場合には、トナーをマイナス極性に帯電させることでプラス極性に帯電した磁性キャリアにかかる、かぶり取り電位差によるクーロン力が、現像スリーブとの磁気担持力より大きくなり、キャリアが感光ドラムの白地部に付着しやすくなる。   When the fog removal potential difference Vback is small, the toner attracting force to the developing sleeve is weakened, and the fog toner easily adheres to the white background portion of the photosensitive drum. Conversely, when the fog removal potential difference Vback is large, the Coulomb force due to the fog removal potential difference applied to the magnetic carrier charged to the positive polarity by charging the toner to the negative polarity becomes larger than the magnetic carrying force with the developing sleeve, The carrier easily adheres to the white background portion of the photosensitive drum.

従って、このかぶり取り電位差Vbackは、現像スリーブの現像極の磁束密度やトナー及びキャリアの特性により適正な電位差に設定される。   Therefore, the fog removal potential difference Vback is set to an appropriate potential difference depending on the magnetic flux density of the developing pole of the developing sleeve and the characteristics of the toner and the carrier.

しかしながら、特に、二成分現像方式を用いる画像形成装置においては、以下のような問題があることが分かった。   However, it has been found that there are the following problems particularly in an image forming apparatus using the two-component development method.

画像形成動作が開始され画像形成領域への画像形成が始まるまでの前回転時や、画像形成領域に画像形成が終了した後の後回転時には、感光ドラムの電位と現像スリーブの電位との関係は、しばらくの間かぶり取り電位差Vbackの状態が続く。そのため、現像剤中のネガトナーは、よりプラス側の電位にある現像スリーブに向かう方向に押し付けられる。そして、二成分現像方式を用いる場合、この非画像形成領域におけるかぶり取り電位差Vbackによって、現像スリーブ上に形成される現像剤の穂立ち(磁気ブラシ)ではなく、現像スリーブの表面にトナーが蓄積していく。つまり、非画像形成領域において、現像スリーブに対してトナーによる現像動作をしたことと同じ状態になる。これにより、現像スリーブは、トナー付着が多い状態となる。   The relationship between the potential of the photosensitive drum and the potential of the developing sleeve at the time of the pre-rotation from the start of the image forming operation to the start of image formation in the image forming area or the post-rotation after the image formation in the image forming area is completed is The state of the fog removal potential difference Vback continues for a while. For this reason, the negative toner in the developer is pressed in a direction toward the developing sleeve having a more positive potential. When the two-component development method is used, toner accumulates on the surface of the developing sleeve instead of the rising edge (magnetic brush) of the developer formed on the developing sleeve due to the fog removal potential difference Vback in the non-image forming area. To go. That is, in the non-image forming region, the same state as that in which the developing operation with the toner is performed on the developing sleeve is obtained. As a result, the developing sleeve is in a state where there is much toner adhesion.

現像スリーブの表面に付着するトナーが増加すると、例えばマイナス極性に帯電したネガトナーは絶縁体であるため、現像スリーブの表面の見かけの電位は、現像バイアス電圧の直流成分Vdcより更にマイナス側の電位となる。そのため、画像形成領域において静電像が感光ドラム上に形成されると、見かけの現像コントラスト電位差Vcontは大きくなる。その結果、画像濃度が濃くなってしまう。   When the toner adhering to the surface of the developing sleeve increases, for example, negative toner charged to a negative polarity is an insulator, so the apparent potential on the surface of the developing sleeve is a potential more negative than the DC component Vdc of the developing bias voltage. Become. Therefore, when an electrostatic image is formed on the photosensitive drum in the image forming area, the apparent development contrast potential difference Vcont becomes large. As a result, the image density becomes high.

その後、画像形成領域にて、現像スリーブの表面に付着しているトナーを現像工程で消費すると、現像スリーブの表面の電位は現像バイアス電圧の直流成分Vdcと同電位となる。これにより現像コントラスト電位差Vbackは正常となり、所望の画像濃度が出るようになる。   After that, when the toner adhering to the surface of the developing sleeve is consumed in the developing process in the image forming region, the potential of the surface of the developing sleeve becomes the same potential as the DC component Vdc of the developing bias voltage. As a result, the development contrast potential difference Vback becomes normal, and a desired image density comes out.

従って、トナーを多量に消費するハーフトーンやベタ画像の現像を行なうと、上述のようにしてトナーが付着した現像スリーブの部分に対応する画像の濃度のみが濃くなり、濃度段差等の画像不良が発生することがある。   Therefore, when halftone and solid images that consume a large amount of toner are developed, only the density of the image corresponding to the portion of the developing sleeve to which the toner has adhered as described above is increased, and image defects such as density steps are caused. May occur.

尚、特許文献1は、静電潜像の現像を行なう画像形成区間と、静電潜像の現像を行なわない非画像形成区間とで、感光ドラムの帯電電圧と現像部の現像バイアス電圧との電位差を小さくする画像印刷装置を開示している。しかし、特許文献1は、正規の帯電極性とは逆極性のトナーが非画像区間において感光ドラムに付着することを防止することを開示しているに過ぎない。つまり、特許文献1は、二成分現像剤を用いること、及び二成分現像方式において特有な上記課題、即ち、非画像形成領域においてかぶり取り電位差Vbackによって、現像スリーブ上に形成された現像剤の穂立ち(磁気ブラシ)ではなく、現像スリーブの表面にトナーが蓄積するという課題に関しての記載はない。
特開平7−209971号公報
Note that Patent Document 1 describes the relationship between the charging voltage of the photosensitive drum and the developing bias voltage of the developing unit in an image forming section where the electrostatic latent image is developed and a non-image forming section where the electrostatic latent image is not developed. An image printing apparatus that reduces the potential difference is disclosed. However, Patent Document 1 merely discloses that toner having a polarity opposite to the normal charging polarity is prevented from adhering to the photosensitive drum in the non-image section. That is, Patent Document 1 uses the two-component developer and the above-mentioned problem peculiar to the two-component development method, that is, the ear of the developer formed on the developing sleeve due to the fog removal potential difference Vback in the non-image forming region. There is no description regarding the problem that toner accumulates on the surface of the developing sleeve instead of standing (magnetic brush).
Japanese Patent Laid-Open No. 7-209971

本発明の目的は、前回転時や後回転時等の非画像形成領域における現像剤担持体へのトナー付着に起因する濃度段差等の画像不良を抑制することのできる画像形成装置を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of suppressing image defects such as density steps due to toner adhesion to a developer carrying member in a non-image forming region during pre-rotation and post-rotation. It is.

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、像担持体と、像担持体上を帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された前記像担持体上に静電像を形成する静電像形成手段と、前記像担持体に形成された静電像を非磁性トナーと磁性キャリアとを備えた二成分現像剤を用いて現像する現像装置と、を有する画像形成装置において、前記帯電手段によって帯電された前記像担持体の電位と前記現像装置に印加する現像バイアス電圧の直流成分との電位差は、画像形成領域における電位差よりも非画像形成領域における電位差を小さくすることを特徴とする画像形成装置である。   The above object is achieved by the image forming apparatus according to the present invention. In summary, the present invention provides an image carrier, charging means for charging the image carrier, electrostatic image forming means for forming an electrostatic image on the image carrier charged by the charging means, A developing device that develops the electrostatic image formed on the image carrier using a two-component developer including a non-magnetic toner and a magnetic carrier, and charged by the charging unit. In the image forming apparatus, the potential difference between the potential of the image carrier and the direct current component of the developing bias voltage applied to the developing device is smaller in the non-image forming area than in the image forming area.

本発明の他の態様によると、像担持体と、像担持体上を帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された前記像担持体上に静電像を形成する静電像形成手段と、非磁性トナーと磁性キャリアとを備えた二成分現像剤を担持して前記像担持体との対向位置へと搬送する現像剤担持体を備え前記像担持体に形成された静電像を二成分現像剤を用いて現像する現像装置と、前記現像剤担持体を回転駆動させる駆動手段と、を有する画像形成装置において、前記帯電手段によって帯電された前記像担持体の電位と前記現像剤担持体に印加する現像バイアス電圧の直流成分との電位差は、前記現像剤担持体の駆動時における電位差よりも、前記現像剤担持体の非駆動時における電位差を小さくすることを特徴とする画像形成装置が提供される。   According to another aspect of the present invention, an image carrier, a charging unit that charges the image carrier, and an electrostatic image forming unit that forms an electrostatic image on the image carrier charged by the charging unit. An electrostatic image formed on the image carrier is provided with a developer carrier that carries a two-component developer comprising a non-magnetic toner and a magnetic carrier and conveys the developer to a position facing the image carrier. In an image forming apparatus having a developing device that develops using a component developer and a driving unit that rotationally drives the developer carrier, the potential of the image carrier charged by the charging unit and the developer carrier An image forming apparatus characterized in that a potential difference with a DC component of a developing bias voltage applied to a body is smaller than a potential difference when the developer carrying member is driven, when the developer carrying member is not driven. Is provided.

本発明によれば、前回転時や後回転時等の非画像形成領域における現像剤担持体へのトナー付着に起因する濃度段差等の画像不良を抑制することができる。   According to the present invention, it is possible to suppress image defects such as a density difference due to toner adhesion to the developer carrying member in a non-image forming area such as at the time of pre-rotation and after rotation.

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。   The image forming apparatus according to the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings.

実施例1
[画像形成装置の全体構成及び動作]
先ず、本発明を適用し得る画像形成装置の一実施例の全体構成及び動作について説明する。図1は、本実施例の画像形成装置10の断面を示す。本実施例の画像形成装置10は、タンデム型中間転写方式のカラー画像形成装置である。画像形成装置10は、画像形成装置本体Aが備える原稿読み取り装置20(或いは画像形成装置本体Aに対して通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等の外部ホスト機器)からの画像情報信号にしたがって記録材(記録用紙、プラスチックフィルム、布など)Pにフルカラーの画像を形成することができる。
Example 1
[Overall Configuration and Operation of Image Forming Apparatus]
First, the overall configuration and operation of an embodiment of an image forming apparatus to which the present invention can be applied will be described. FIG. 1 shows a cross section of an image forming apparatus 10 of this embodiment. The image forming apparatus 10 of this embodiment is a tandem type intermediate transfer type color image forming apparatus. The image forming apparatus 10 is a recording material according to an image information signal from a document reading device 20 provided in the image forming apparatus main body A (or an external host device such as a personal computer that is communicably connected to the image forming apparatus main body A). A full-color image can be formed on P (recording paper, plastic film, cloth, etc.).

本実施例の画像形成装置には、図1に示すように、像形成手段として、4つの画像形成ステーションPa、Pb、Pc、Pdが、画像送り方向に直列に並置されている。各画像形成ステーションPa〜Pdは、それぞれ像担持体としての円筒型の電子写真感光体(感光ドラム)1a、1b、1c、1d、帯電手段としての帯電装置2a、2b、2c、2d、露光手段(静電像形成手段)としての露光装置3a、3b、3c、3d、現像手段としての現像装置4a、4b、4c、4d、クリーニング手段としてのクリーニング装置5a、5b、5c、5d、及び1次転写手段としての1次転写装置7a、7b、7c、7dを備えている。又、各画像形成ステーションPa、Pb、Pc、Pdの感光ドラム1a、1b、1c、1dと1次転写装置7a、7b、7c、7dとの間を通るように、中間転写体としての中間転写ベルト12が、図中矢印方向に周回移動可能に配置されている。   In the image forming apparatus of this embodiment, as shown in FIG. 1, four image forming stations Pa, Pb, Pc, and Pd are juxtaposed in series in the image feed direction as image forming means. Each of the image forming stations Pa to Pd includes cylindrical electrophotographic photosensitive members (photosensitive drums) 1a, 1b, 1c, and 1d as image carriers, charging devices 2a, 2b, 2c, and 2d as charging means, and exposure means. Exposure devices 3a, 3b, 3c and 3d (electrostatic image forming means), developing devices 4a, 4b, 4c and 4d as developing means, cleaning devices 5a, 5b, 5c and 5d as cleaning means, and primary Primary transfer devices 7a, 7b, 7c and 7d are provided as transfer means. Further, intermediate transfer as an intermediate transfer member so as to pass between the photosensitive drums 1a, 1b, 1c, and 1d of the image forming stations Pa, Pb, Pc, and Pd and the primary transfer devices 7a, 7b, 7c, and 7d. The belt 12 is arranged so as to be able to go around in the direction of the arrow in the figure.

各現像装置4a、4b、4c、4dには、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各現像色用の現像剤が収容されている。現像剤としては、非磁性トナー(トナー)と磁性キャリア(キャリア)とを備える二成分現像剤を用いる。トナーとキャリアは所定の混合比で混合され、各現像装置4a、4b、4c、4d内に所定量充填されている。   Each of the developing devices 4a, 4b, 4c, and 4d contains a developer for each developing color of yellow, magenta, cyan, and black. As the developer, a two-component developer including a nonmagnetic toner (toner) and a magnetic carrier (carrier) is used. The toner and the carrier are mixed at a predetermined mixing ratio, and a predetermined amount is filled in each of the developing devices 4a, 4b, 4c, and 4d.

例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色フルカラー画像を形成する際には、図中矢印方向に回転する各感光ドラム1a、1b、1c、1dの表面は、所定のタイミングで帯電装置2a、2b、2c、2dに印加される帯電バイアス電圧の作用で帯電される。そして、帯電された各感光ドラム1a、1b、1c、1dは、例えば、原稿読み取り装置20からの色分解された画像情報信号に従って露光装置(本実施例ではレーザースキャナ装置)3a、3b、3c、3dによってそれぞれ走査露光される。これにより、各感光ドラム1a、1b、1c、1dに、色分解された画像情報信号にしたがった静電像がそれぞれ形成される。各感光ドラム1a、1b、1c、1d上に形成された静電像は、それぞれ現像装置4a、4b、4c、4dによってトナー像として現像される。こうして、順次各色のトナー像が感光ドラム1a、1b、1c、1d上に形成される。   For example, when a four-color full-color image of yellow, magenta, cyan, and black is formed, the surfaces of the photosensitive drums 1a, 1b, 1c, and 1d that rotate in the direction of the arrow in the drawing are charged at a predetermined timing. It is charged by the action of the charging bias voltage applied to 2b, 2c, 2d. The charged photosensitive drums 1a, 1b, 1c, and 1d are, for example, exposure devices (laser scanner devices in this embodiment) 3a, 3b, 3c, and the like in accordance with color-separated image information signals from the document reading device 20. Scan exposure is performed by 3d. As a result, electrostatic images are formed on the respective photosensitive drums 1a, 1b, 1c, and 1d according to the color-separated image information signals. The electrostatic images formed on the photosensitive drums 1a, 1b, 1c, and 1d are developed as toner images by the developing devices 4a, 4b, 4c, and 4d, respectively. In this way, toner images of respective colors are sequentially formed on the photosensitive drums 1a, 1b, 1c, and 1d.

感光ドラム1a、1b、1c、1d上に形成されたトナー像は、各感光ドラム1a、1b、1c、1dが中間転写ベルト12と対向する1次転写位置n1a、n1b、n1c、n1dにおいて、1次転写装置7a、7b、7c、7dに印加される1次転写バイアス電圧の作用で中間転写ベルト12上に1次転写される。これにより、中間転写ベルト12上に各色のトナーが重ね合わされた多重トナー像が形成される。   The toner images formed on the photosensitive drums 1a, 1b, 1c, and 1d are 1 at the primary transfer positions n1a, n1b, n1c, and n1d where the photosensitive drums 1a, 1b, 1c, and 1d face the intermediate transfer belt 12, respectively. Primary transfer is performed on the intermediate transfer belt 12 by the action of the primary transfer bias voltage applied to the next transfer devices 7a, 7b, 7c, and 7d. As a result, a multiple toner image in which the toners of the respective colors are superimposed on the intermediate transfer belt 12 is formed.

更に、転写材カセット13に収容された転写材Pが、2次転写手段としての2次転写装置11と中間転写ベルト12とが対向する2次転写位置n2へ搬送される。中間転写ベルト12上に担持されたトナー像は、2次転写位置n2において2次転写装置11に印加される2次転写バイアス電圧の作用で転写材Pへ2次転写される。   Further, the transfer material P accommodated in the transfer material cassette 13 is conveyed to the secondary transfer position n2 where the secondary transfer device 11 as the secondary transfer means and the intermediate transfer belt 12 face each other. The toner image carried on the intermediate transfer belt 12 is secondarily transferred to the transfer material P by the action of the secondary transfer bias voltage applied to the secondary transfer device 11 at the secondary transfer position n2.

その後、記録材Pは中間転写ベルト12から分離されて定着部9へと搬送される。定着部9にて、加熱及び加圧により記録材Pにトナー像が定着される。その後、トナー像が定着された記録材Pは、記録画像として装置外に排出される。   Thereafter, the recording material P is separated from the intermediate transfer belt 12 and conveyed to the fixing unit 9. In the fixing unit 9, the toner image is fixed on the recording material P by heating and pressing. Thereafter, the recording material P on which the toner image is fixed is discharged out of the apparatus as a recorded image.

又、転写材Pへの2次転写位置n2より中間転写ベルト12の進行方向下流には、中間転写体クリーニング手段としての中間転写体クリーニング装置14が設けられている。中間転写体クリーニング装置14は、中間転写ベルト12の表面に付着したかぶりトナーや転写残トナー等をクリーニングする中間転写体クリーニングブレードを有する。中間転写ベルト12は、この中間転写体クリーニングブレードが常時当接されて清掃される。一方、各感光ドラム1a、1b、1c、1d上に残留したトナーは、ファーブラシ、ブレード手段等を備えるクリーニング装置5a〜5dにより清掃される。   Further, an intermediate transfer body cleaning device 14 as an intermediate transfer body cleaning unit is provided downstream of the secondary transfer position n2 to the transfer material P in the traveling direction of the intermediate transfer belt 12. The intermediate transfer body cleaning device 14 includes an intermediate transfer body cleaning blade that cleans fog toner, transfer residual toner, and the like attached to the surface of the intermediate transfer belt 12. The intermediate transfer belt 12 is cleaned by always contacting the intermediate transfer member cleaning blade. On the other hand, the toner remaining on the photosensitive drums 1a, 1b, 1c, and 1d is cleaned by cleaning devices 5a to 5d including fur brushes, blade means, and the like.

尚、単一若しくは複数の所望の画像形成ステーションを選択的に使用することで、単色若しくはマルチカラー画像を形成することも可能である。   A single color or a multicolor image can be formed by selectively using a single or a plurality of desired image forming stations.

[現像装置]
次に、図2を参照して、現像装置4について説明する。尚、本実施例の画像形成装置10では、各画像形成ステーションPa、Pb、Pc、Pdの構成は、現像色が異なる以外は実質的に同じであるので、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの画像形成ステーションに属する要素であることを示すように図中符号に与えた添え字a、b、c、dは省略して、総括的に説明する。
[Developer]
Next, the developing device 4 will be described with reference to FIG. In the image forming apparatus 10 of the present embodiment, the configuration of each of the image forming stations Pa, Pb, Pc, and Pd is substantially the same except that the development colors are different. The subscripts “a”, “b”, “c”, and “d” given to the reference numerals in the drawing are omitted so as to indicate that the elements belong to any one of the image forming stations.

図2に示すように、現像装置4は、非磁性トナー(トナー)と磁性キャリア(キャリア)とを備える二成分現像剤(現像剤)を収容する現像容器101を有する。現像容器101の感光ドラム1と対向する側には、開口部100が設けられている。この開口部100から部分的に露出するように、現像剤担持体としての非磁性材料で構成された現像スリーブ102が配置されている。現像スリーブ102の内部には、現像スリーブ101による現像剤の搬送方向に沿って複数の磁極を備えたマグネットローラ103が固定配置されている。又、現像容器101には、現像剤を攪拌しながら搬送する現像剤搬送部材としての攪拌スクリュー106、107が設けられている。更に、現像スリーブ102の表面に現像剤の薄層を形成するために、現像剤規制部材としての規制ブレード105が、現像スリーブ102に対向して配置されている。   As shown in FIG. 2, the developing device 4 includes a developing container 101 that stores a two-component developer (developer) including a non-magnetic toner (toner) and a magnetic carrier (carrier). An opening 100 is provided on the side of the developing container 101 facing the photosensitive drum 1. A developing sleeve 102 made of a non-magnetic material as a developer carrying member is disposed so as to be partially exposed from the opening 100. Inside the developing sleeve 102, a magnet roller 103 having a plurality of magnetic poles is fixedly disposed along the developer conveying direction by the developing sleeve 101. Further, the developing container 101 is provided with stirring screws 106 and 107 as developer transport members that transport the developer while stirring. Further, in order to form a thin layer of developer on the surface of the developing sleeve 102, a regulating blade 105 as a developer regulating member is disposed to face the developing sleeve 102.

現像スリーブ102には、現像スリーブ102に現像バイアス電圧を印加する電圧印加手段として現像バイアス電源(高圧電源)110が接続されている。現像バイアス電源110は、直流電圧(DC電圧)、又は直流電圧と交流電圧(AC電圧)とを重畳した電圧の供給を行なうことができる。以下、現像バイアス電源110から現像スリーブ102に印加する現像バイアス電圧のDC電圧成分を「現像DCバイアス」、AC電圧成分を「現像ACバイアス」ともいう。   A developing bias power source (high voltage power source) 110 is connected to the developing sleeve 102 as voltage applying means for applying a developing bias voltage to the developing sleeve 102. The developing bias power supply 110 can supply a DC voltage (DC voltage) or a voltage obtained by superimposing a DC voltage and an AC voltage (AC voltage). Hereinafter, the DC voltage component of the developing bias voltage applied from the developing bias power source 110 to the developing sleeve 102 is also referred to as “developing DC bias”, and the AC voltage component is also referred to as “developing AC bias”.

尚、本実施例では、現像バイアス電圧として、DC電圧とAC電圧を重畳した電圧を用いているが、これに限定されるものではなく、現像バイアス電圧としてDC電圧のみを使用することができる。又、現像バイアス電圧のAC電圧としては、本実施例では矩形波を使用するが、任意の波形を使用することができる。   In this embodiment, a voltage obtained by superimposing a DC voltage and an AC voltage is used as the developing bias voltage. However, the present invention is not limited to this, and only the DC voltage can be used as the developing bias voltage. As the AC voltage of the developing bias voltage, a rectangular wave is used in this embodiment, but an arbitrary waveform can be used.

本実施例における二成分磁気ブラシ法による現像工程と現像剤の循環系とについて説明する。   The developing process by the two-component magnetic brush method and the developer circulation system in this embodiment will be described.

先ず、現像スリーブ102の回転に伴い、現像剤は、汲み上げ磁極N2で現像スリーブ102へと汲み上げられる。現像スリーブ102に汲み上げられた現像剤は、磁極S2、N1と搬送される過程において、現像スリーブ102に対して所定の間隔(S−Bギャップ)をもって対向配置された規制ブレード105によって規制される。こうして、現像スリーブ102上に二成分現像剤の薄層が形成される。ここで、現像スリーブ102上に薄層として担持された現像剤が、現像主極S1に搬送されてくると、磁気力によって磁気ブラシ(現像剤の穂立ち)が形成される。この穂状に形成された磁気ブラシは、感光ドラム1に対して近接又は接触する。そして、現像スリーブ102に印加される現像バイアス電圧の作用によって、感光ドラム1に形成された静電像に応じて、磁気ブラシ中のトナーが感光ドラム1へと移動する。これによって、感光ドラム1上の静電像は、トナー像として現像される。静電像を現像した現像スリーブ102上の現像剤は、その後磁極N3、N2の反発磁界によって、現像容器101内に回収される。   First, as the developing sleeve 102 rotates, the developer is pumped up to the developing sleeve 102 by the pumping magnetic pole N2. The developer pumped up by the developing sleeve 102 is regulated by a regulating blade 105 disposed opposite to the developing sleeve 102 at a predetermined interval (SB gap) in the process of being conveyed to the magnetic poles S2 and N1. Thus, a thin layer of the two-component developer is formed on the developing sleeve 102. Here, when the developer carried as a thin layer on the developing sleeve 102 is conveyed to the developing main pole S1, a magnetic brush (protruding spike) is formed by the magnetic force. The magnetic brush formed in the shape of a spike approaches or comes into contact with the photosensitive drum 1. Then, the toner in the magnetic brush moves to the photosensitive drum 1 according to the electrostatic image formed on the photosensitive drum 1 by the action of the developing bias voltage applied to the developing sleeve 102. As a result, the electrostatic image on the photosensitive drum 1 is developed as a toner image. The developer on the developing sleeve 102 that has developed the electrostatic image is then collected in the developing container 101 by the repulsive magnetic field of the magnetic poles N3 and N2.

本実施例においては、磁性キャリアとして、240kA/mの印加磁場に対する飽和磁化が24Am2/kg、3000V/cmの電界強度における比抵抗が1×1078Ω・cm、重量平均粒径50μmのフェライト磁性キャリアを用いた。又、非磁性トナーとしては、着色樹脂粒子に疎水性コロイダルシリカを外添した重量平均粒径7.2μmの負帯電性のポリエステル系樹脂トナーを用いた。 In this example, as a magnetic carrier, the saturation magnetization for an applied magnetic field of 240 kA / m is 24 Am 2 / kg, the specific resistance at an electric field strength of 3000 V / cm is 1 × 10 7 to 8 Ω · cm, and the weight average particle size is 50 μm Ferrite magnetic carrier was used. Further, as the non-magnetic toner, a negatively chargeable polyester resin toner having a weight average particle diameter of 7.2 μm, in which hydrophobic colloidal silica is externally added to colored resin particles, was used.

尚、磁性キャリアとして、バインダー樹脂と磁性金属酸化物及び非磁性金属酸化物とを出発原料として、重合法により製造した樹脂磁性キャリアを用いても構わない。これら磁性キャリアの製造法は特に制限されない。又、非磁性トナーとしてスチレンアクリル系樹脂トナーを使用しても構わない。   As the magnetic carrier, a resin magnetic carrier produced by a polymerization method using a binder resin, a magnetic metal oxide, and a nonmagnetic metal oxide as starting materials may be used. The method for producing these magnetic carriers is not particularly limited. A styrene acrylic resin toner may be used as the nonmagnetic toner.

又、本実施例では、上述のような磁性キャリアと非磁性トナーを重量比93:7になるように混合したものを現像剤として用いた。この値はトナーの帯電量、キャリア粒径及び比重、画質形成装置の構成などで適正に調整されるべきものであって、必ずしもこの数値に従わなければならないものではない。   Further, in this embodiment, a developer obtained by mixing the above-described magnetic carrier and non-magnetic toner in a weight ratio of 93: 7 was used. This value should be appropriately adjusted depending on the charge amount of the toner, the carrier particle size and specific gravity, the configuration of the image quality forming apparatus, etc., and does not necessarily follow this value.

[動作タイミング]
次に、図3〜図5を参照して、本実施例の画像形成装置10における動作タイミング及び作用について詳しく説明する。
[Operation timing]
Next, with reference to FIGS. 3 to 5, the operation timing and action in the image forming apparatus 10 of the present embodiment will be described in detail.

図3は、感光ドラム1の駆動(回転駆動)、帯電装置2による帯電バイアス電圧の印加、現像スリーブ102の駆動(回転駆動)、及び現像スリーブ102に対する現像DCバイアスと現像ACバイアスの印加のタイミングをそれぞれ示したチャート図である。又、図4は画像形成ステーションPa〜Pdの1つに注目し、感光ドラム1の周囲に配置された各装置の位置関係を示した図である。   FIG. 3 shows the timing of driving the photosensitive drum 1 (rotational driving), applying the charging bias voltage by the charging device 2, driving the developing sleeve 102 (rotating driving), and applying the developing DC bias and developing AC bias to the developing sleeve 102. FIG. FIG. 4 is a diagram showing the positional relationship of each device arranged around the photosensitive drum 1 while paying attention to one of the image forming stations Pa to Pd.

本実施例では、帯電装置2によって帯電された感光ドラム1の電位と現像装置4の現像バイアス102に印加する現像バイアス電圧の直流成分との電位差を、画像形成領域における電位差よりも非画像形成領域における電位差を小さくする。   In this embodiment, the potential difference between the potential of the photosensitive drum 1 charged by the charging device 2 and the DC component of the developing bias voltage applied to the developing bias 102 of the developing device 4 is set to a non-image forming area rather than the potential difference in the image forming area. Reduce the potential difference at.

尚、本明細書において、画像形成領域とは、最終的に記録材P上に転写されるトナー像が形成され得る領域に対応する感光ドラム1上の部分(タイミング)を意味し、例えば、記録材P上に印字するような場合に文字間の印字されない部分等も画像形成領域に含まれる。又、画像形成領域における画像部とは、最終的に記録材P上に転写されるトナー像の領域に対応する感光ドラム1上の部分を意味し、例えば、記録材P上に印字するような場合にはその文字である。非画像形成領域とは、上記画像形成領域以外の部分を意味し、典型的には、画像形成動作が開始され画像形成領域への画像形成が始まるまでの準備動作時である前回転動作(前多回転動作)時、画像領域に画像形成が終了した後の準備動作時である後回転動作時に対応する部分(タイミング)が含まれる。更に、複数の記録材Pに対する一連の画像形成動作における記録材Pと記録材Pとの間に対応する紙間に対応する部分(タイミング)への適用も企図し得る。   In this specification, the image forming area means a portion (timing) on the photosensitive drum 1 corresponding to an area where a toner image finally transferred onto the recording material P can be formed. In the case of printing on the material P, a portion where characters are not printed is also included in the image forming area. The image portion in the image forming area means a portion on the photosensitive drum 1 corresponding to the area of the toner image that is finally transferred onto the recording material P. For example, printing is performed on the recording material P. In that case that character. The non-image forming area means a part other than the image forming area. Typically, the non-image forming area is typically a pre-rotation operation (before the image forming operation is started and the image formation in the image forming area is started). In the multi-rotation operation), the image area includes a portion (timing) corresponding to the post-rotation operation that is the preparatory operation after the image formation is completed. Furthermore, application to a portion (timing) corresponding to the space between the recording materials P and the recording material P in a series of image forming operations for a plurality of recording materials P may be contemplated.

図3及び図4を参照して、画像形成動作が開始し、感光ドラム1の駆動が開始されるのと同時に、帯電装置2への帯電バイアス電圧の印加が開始され、感光ドラム1は一様に帯電される。感光ドラム1の回転により、時間T1後に、感光ドラム1の帯電された位置が現像スリーブ102との対向位置に到達すると、高圧電源110による現像スリーブ102への第1現像DCバイアス(非画像領域現像DCバイアス)Vdc1の印加が開始され、又現像スリーブ102の駆動が開始される。   3 and 4, the image forming operation is started and the photosensitive drum 1 is started to be driven. At the same time, the application of the charging bias voltage to the charging device 2 is started. Is charged. When the charged position of the photosensitive drum 1 reaches the position facing the developing sleeve 102 after time T1 due to the rotation of the photosensitive drum 1, the first developing DC bias (non-image area development) to the developing sleeve 102 by the high voltage power source 110 is reached. Application of DC bias) Vdc1 is started, and driving of the developing sleeve 102 is started.

その後、時間T2の間、前多回転を行ない、感光ドラム1の電位を安定させる。感光ドラム1の電位が安定すると、露光装置3により感光ドラム1上の画像形成領域に静電像が形成される。画像形成領域(静電潜像)が現像スリーブ102との対向位置まで移動するのとほぼ同時に、現像ACバイアスVacの印加が開始され、これにより現像スリーブ102には第2現像DCバイアス(画像領域現像DCバイアス)Vdc2及び現像ACバイアスVacが重畳された現像バイアス電圧が印加される。こうして、画像形成領域の静電像の現像が行なわれる。   Thereafter, during the time T2, multiple pre-rotations are performed to stabilize the potential of the photosensitive drum 1. When the potential of the photosensitive drum 1 is stabilized, an electrostatic image is formed on the image forming area on the photosensitive drum 1 by the exposure device 3. Almost simultaneously with the movement of the image forming area (electrostatic latent image) to the position facing the developing sleeve 102, the application of the developing AC bias Vac is started, whereby the second developing DC bias (image area) is applied to the developing sleeve 102. A development bias voltage in which a development DC bias) Vdc2 and a development AC bias Vac are superimposed is applied. Thus, the electrostatic image in the image forming area is developed.

又、画像形成領域が現像スリーブ102との対向部を通過し終えるのとほぼ同時に、現像ACバイアスVacの印加が停止される。又、感光ドラム1上の帯電終了位置が現像スリーブ102との対向位置に来るまで第1現像DCバイアスVdc1が再び印加される。   In addition, the application of the development AC bias Vac is stopped almost at the same time as the image forming region finishes passing through the portion facing the development sleeve 102. Further, the first developing DC bias Vdc1 is applied again until the charging end position on the photosensitive drum 1 comes to a position facing the developing sleeve 102.

本実施例では、現像DCバイアスが安定するまで100msec、現像ACバイアスが安定するまで100msecかかる。そのため、本実施例では、非画像形成領域から画像形成領域に切り替わる200msec前に、現像DCバイアスを第1現像DCバイアスから第2現像DCバイアスに変更し、画像形成領域から100msec後に第2現像DCバイアスVdc2から第1現像DCバイアスVdc1に変更する。しかし、本発明は、斯かる正確なタイミングに限定されるものではなく、本発明を実施する画像形成装置本体により差が生じるので、適宜調整することができる。以下更に詳しく説明するように、実質的に有意に、画像形成領域よりも非画像形成領域においてかぶり取り電位差Vbackを小さくすればよい。   In this embodiment, it takes 100 msec for the development DC bias to stabilize, and 100 msec for the development AC bias to stabilize. Therefore, in this embodiment, the development DC bias is changed from the first development DC bias to the second development DC bias 200 msec before switching from the non-image forming area to the image forming area, and the second development DC is performed 100 msec after the image forming area. The bias Vdc2 is changed to the first development DC bias Vdc1. However, the present invention is not limited to such an accurate timing, and a difference occurs depending on the main body of the image forming apparatus that implements the present invention. As will be described in more detail below, the fog removal potential difference Vback may be made substantially smaller in the non-image forming area than in the image forming area.

図5は、画像形成動作時における感光ドラム1及び現像スリーブ102における電位関係を示す。ここで、図5中の記号はそれぞれ以下を意味する。
D:帯電装置2により一様に帯電された感光ドラム1の電位(白地部電位)
L:露光装置3により露光された後の潜像電位(明部電位)
Vdc1:第1現像DCバイアス(第1現像DCバイアスを印加したときの現像スリーブ102の電位)
Vdc2:第2現像DCバイアス(第2現像DCバイアスを印加したときの現像スリーブ102の電位)
FIG. 5 shows a potential relationship between the photosensitive drum 1 and the developing sleeve 102 during the image forming operation. Here, the symbols in FIG. 5 mean the following.
V D : Potential of the photosensitive drum 1 uniformly charged by the charging device 2 (white background portion potential)
V L : latent image potential after exposure by the exposure apparatus 3 (bright part potential)
Vdc1: first developing DC bias (the potential of the developing sleeve 102 when the first developing DC bias is applied)
Vdc2: second developing DC bias (the potential of the developing sleeve 102 when the second developing DC bias is applied)

図5に示すように、感光ドラム1の表面は、帯電装置2によってVD=−700Vに一様に帯電される。画像形成領域の画像部は、露光装置によって露光されVL=−200Vになる。 As shown in FIG. 5, the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged to V D = −700 V by the charging device 2. The image portion of the image forming area is exposed by the exposure device and becomes V L = −200V.

画像形成領域における現像を行なう時の現像DCバイアス、即ち、第2現像DCバイアスは−550Vである。露光装置3のレーザーによる露光部の電位(明部電位)VL(=−200V)と、第2現像DCバイアスVdc2(=−550V)との差である現像コントラスト電位差Vcontは350Vとなる。この現像コントラスト電位差Vcontで、現像スリーブ102から感光ドラム1上にトナーが転移する。又、画像形成領域における白地部電位VD(=−700V)と、第2現像DCバイアスVdc2(=−550V)との差であるかぶり取り電位差(第2のかぶり取り電位差)Vback2は150Vとなる。このかぶり取り電位差Vback2により、かぶりトナーは、現像スリーブ4側に引き戻されるようにして、感光ドラム1上にかぶりトナーが付着しない。 The developing DC bias when developing in the image forming area, that is, the second developing DC bias is −550V. The development contrast potential difference Vcont, which is the difference between the potential (bright part potential) V L (= −200 V) of the exposure part by the laser of the exposure apparatus 3 and the second development DC bias Vdc2 (= −550 V), is 350V. With this development contrast potential difference Vcont, toner is transferred from the development sleeve 102 onto the photosensitive drum 1. Further, the fog removal potential difference (second fog removal potential difference) Vback2 which is the difference between the white background portion potential V D (= −700 V) in the image forming area and the second development DC bias Vdc2 (= −550 V) is 150 V. . By this fog removal potential difference Vback2, the fog toner is pulled back to the developing sleeve 4 side, and the fog toner does not adhere to the photosensitive drum 1.

一方、非画像形成領域における現像DCバイアス、即ち、第1現像DCバイアスVdc1は−650Vである。従って、非画像領域では、白地部電位Vd(=−700V)と、第1現像DCバイアスVdc1(=−650V)との差であるかぶり取り電位差(第1のかぶり取り電位差)Vback1は50Vとなる。   On the other hand, the development DC bias in the non-image forming area, that is, the first development DC bias Vdc1 is −650V. Accordingly, in the non-image area, the fog removal potential difference (first fog removal potential difference) Vback1 which is the difference between the white background portion potential Vd (= −700 V) and the first development DC bias Vdc1 (= −650 V) is 50 V. .

本発明の原理について更に説明する。前述のように、非磁性トナーと磁性キャリアとを備える現像剤を使用する二成分現像法では、非画像形成領域における感光ドラム1の電位(白地部電位)と現像DCバイアスとの電位差で形成されるかぶり取り電位差Vbackが大きいと、マイナス極性に帯電した現像剤中のネガトナーは、感光ドラム1と対向する現像ニップにおいて、マイナス電位の低い、即ち、よりプラス側の電位である現像スリーブ102に向かう方向に押し付けられる。そして、二成分現像方式を用いる場合、この非画像形成領域におけるかぶり取り電位差Vbackによって、現像スリーブ102上に形成される現像剤の穂立ち(磁気ブラシ)ではなく、現像スリーブ102の表面にトナーが蓄積していく。つまり、非画像形成領域において、現像スリーブ102に対してトナーによる現像動作をしたことと同じ状態となる。これにより、現像スリーブ102にトナーが付着した状態となってしまう。   The principle of the present invention will be further described. As described above, in the two-component development method using a developer including a non-magnetic toner and a magnetic carrier, it is formed by a potential difference between the potential of the photosensitive drum 1 (white background portion potential) and the development DC bias in the non-image forming area. When the fog removal potential difference Vback is large, the negative toner in the negatively charged developer moves toward the developing sleeve 102 having a low negative potential, that is, a positive potential in the developing nip facing the photosensitive drum 1. Pressed in the direction. When the two-component development method is used, the toner is not formed on the surface of the developing sleeve 102 (magnetic brush) but on the surface of the developing sleeve 102 by the fog removal potential difference Vback in the non-image forming area. Accumulate. In other words, in the non-image forming region, the same state as that in which the developing operation with the toner is performed on the developing sleeve 102 is obtained. As a result, the toner adheres to the developing sleeve 102.

この現像スリーブ102の表面に付着するトナーが増加すると、マイナス極性に帯電したネガトナーは絶縁体であるため、現像スリーブ102の表面の見かけの電位は、現像DCバイアスVdcより更にマイナス側の電位となる。そのため、画像形成領域において静電像が感光ドラム1上に形成されると、見かけの現像コントラスト電位差Vcontは大きくなる。その結果、画像濃度が濃くなってしまう。   When the toner adhering to the surface of the developing sleeve 102 increases, the negative toner charged to the negative polarity is an insulator, so the apparent potential on the surface of the developing sleeve 102 becomes a potential on the negative side further than the developing DC bias Vdc. . For this reason, when an electrostatic image is formed on the photosensitive drum 1 in the image forming area, the apparent development contrast potential difference Vcont increases. As a result, the image density becomes high.

本実施例では、この問題に対し、非画像形成領域においてかぶり取り電位差Vbackを小さくする。これにより、上述のように非画像形成領域においてかぶり取り電位差Vbackによって現像スリーブ102へトナーが押しつけられ、現像スリーブ102が非画像領域により現像されることを抑制することができる。そして、現像スリーブ102に付着するトナーを減少させ、現像スリーブ102の表面の見かけの電位の変化を防止することができる。   In the present embodiment, the fog removal potential difference Vback is reduced in the non-image forming area with respect to this problem. Thereby, as described above, it is possible to suppress the toner from being pressed against the developing sleeve 102 by the fog removal potential difference Vback in the non-image forming area, and the developing sleeve 102 being developed in the non-image area. Then, the toner adhering to the developing sleeve 102 can be reduced, and the change in the apparent potential on the surface of the developing sleeve 102 can be prevented.

表1に、非画像形成領域におけるかぶり取り電位差Vbackと、現像スリーブ102上に付着したトナー量及びトナーが付着した状態での現像スリーブ102の表面電位との関係を示す。   Table 1 shows the relationship between the fog removal potential difference Vback in the non-image forming area, the amount of toner adhering to the developing sleeve 102, and the surface potential of the developing sleeve 102 with the toner adhering thereto.

現像スリーブ上に付着したトナー量は、次のようにして測定した。表1に記載する各Vbackで非画像形成領域である前多回転及び後回転動作を行なった後に、現像スリーブ102上の現像剤(二成分現像剤)を除去する。その後、現像スリーブ102上に付着しているトナーをテープで回収し、X−Rite社製のX−Rite500カラー反射濃度計を用いて濃度を測定した。   The amount of toner adhered on the developing sleeve was measured as follows. The developer (two-component developer) on the developing sleeve 102 is removed after the front multi-rotation and the post-rotation operations which are non-image forming areas are performed in each Vback shown in Table 1. Thereafter, the toner adhering to the developing sleeve 102 was collected with a tape, and the density was measured using an X-Rite 500 color reflection densitometer manufactured by X-Rite.

又、現像スリーブ102の表面電位は、次のようにして測定した。現像スリーブ102上の現像剤(二成分現像剤)を除去する。その後、現像スリーブ102上にトナーが付着している状態で現像スリーブ102をアースに接地し、Trek社製のTrek344表面電位計のプローブを現像スリーブ102とのクリアランス1mmとなるように設置して、表面電位を測定した。   The surface potential of the developing sleeve 102 was measured as follows. The developer (two-component developer) on the developing sleeve 102 is removed. Thereafter, the developing sleeve 102 is grounded with the toner adhering to the developing sleeve 102, and a Trek 344 surface potential meter probe made by Trek is installed so that the clearance from the developing sleeve 102 is 1 mm. The surface potential was measured.

尚、表1は、ブラック用の現像装置4dについての結果を示し、反射濃度は数値が高いほど現像スリーブ102の表面へのトナーの付着量が多い。同様の実験を他の色用の現像装置4についても行ったが、現像スリーブ102の表面へのトナーの付着傾向、現像スリーブ102の表面電位の変化傾向については、実質的に同じ結果を示した。   Table 1 shows the results for the black developing device 4d, and the higher the reflection density, the greater the amount of toner adhering to the surface of the developing sleeve 102. A similar experiment was performed for the developing devices 4 for other colors, but the toner adhesion tendency to the surface of the developing sleeve 102 and the change tendency of the surface potential of the developing sleeve 102 showed substantially the same results. .

Figure 2006047885
Figure 2006047885

表1に示すように、非画像形成時のかぶり取り電位差Vbackが小さいときは、現像スリーブ102に付着するトナー量が少なく、現像スリーブ102上の表面電位もほぼ0Vとなる。しかし、かぶり取り電位差Vbackを大きくしてゆくと、現像スリーブ102に付着するトナー量が増加し、現像スリーブ102上の表面電位がマイナス電位になる。   As shown in Table 1, when the fog removal potential difference Vback during non-image formation is small, the amount of toner adhering to the developing sleeve 102 is small, and the surface potential on the developing sleeve 102 is almost 0V. However, as the fog removal potential difference Vback is increased, the amount of toner adhering to the developing sleeve 102 increases and the surface potential on the developing sleeve 102 becomes a negative potential.

これは、アースに接地された導電体である現像スリーブ102の電位は0Vであるが、マイナス帯電したネガトナーは絶縁体であるため、ネガトナーが現像スリーブ102上に付着していると見かけの現像スリーブ102の電位がマイナスとなるためである。   This is because the potential of the developing sleeve 102, which is a conductor grounded to the ground, is 0V, but the negatively charged negative toner is an insulator, so that it appears that the negative toner is adhered on the developing sleeve 102. This is because the potential of 102 becomes negative.

このように、表面に付着したトナーによって現像スリーブ102の電位がマイナスとなっていると、画像形成領域において静電潜像が感光ドラム上に形成された際には、現像スリーブ102の電位が現像スリーブ102に印加される現像DCバイアスよりマイナス側の電位となっているため、見かけの現像電位Vcontは大きくなる。このため、画像濃度が濃くなってしまう。そして、現像スリーブ102上に付着しているトナーが、画像形成領域にて現像工程で消費されると、現像スリーブ102の電位は現像DCバイアスと同電位となる。これにより、現像電位は正常となり所望の画像濃度が出るようになる。   As described above, when the potential of the developing sleeve 102 is negative due to the toner adhering to the surface, when the electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum in the image forming region, the potential of the developing sleeve 102 is developed. Since the potential is on the minus side of the development DC bias applied to the sleeve 102, the apparent development potential Vcont is increased. For this reason, the image density is increased. When the toner adhering to the developing sleeve 102 is consumed in the developing process in the image forming area, the potential of the developing sleeve 102 becomes the same as the developing DC bias. As a result, the development potential becomes normal and a desired image density is obtained.

本発明者らの検討によれば、現像スリーブ102上にトナーが付着している状態と付着していない状態とで、現像スリーブ102の電位に10V以上の差があると、ハーフトーン画像やベタ画像を形成したときに濃度段差等の画像不良が発生することがある。   According to the study by the present inventors, if there is a difference of 10 V or more between the state where the toner is attached to the developing sleeve 102 and the state where the toner is not attached, a halftone image or a solid image is detected. When an image is formed, an image defect such as a density step may occur.

表1に示すように、本実施例の構成では、非画像形成時におけるトナー付着量を減少させ、上記濃度段差等の画像不良を発生させないためには、非画像形成時のかぶり取り電位差Vbackを80V以下にすることが望ましい。又、逆にかぶり取り電位差Vbackを20V以下にすると、かぶり取り電位差Vbackよって発生する電界による電界規制力がほとんどなくなるため、感光ドラム1にかぶりトナーが付着し易くなる。このようにかぶりトナーが感光ドラム1に付着し易くなると、消費トナー量や廃トナー量が増加して好ましくない。   As shown in Table 1, in the configuration of this embodiment, in order to reduce the toner adhesion amount at the time of non-image formation and to prevent the occurrence of image defects such as the above-described density step, the fog removal potential difference Vback at the time of non-image formation is set to It is desirable to make it 80V or less. Conversely, when the fog removal potential difference Vback is set to 20 V or less, the electric field regulating force due to the electric field generated by the fog removal potential difference Vback is almost eliminated, so that the fog toner easily adheres to the photosensitive drum 1. When the fog toner easily adheres to the photosensitive drum 1 as described above, the amount of consumed toner and the amount of waste toner increase, which is not preferable.

従って、本実施例の構成では、好ましくは、画像形成領域におけるかぶり取り電位差(第2のかぶり取り電位差)Vback2よりも、非画像形成領域におけるかぶり取り電位差(第1のかぶり取り電位差)Vback1を小さくし、且つ、非画像領域におけるかぶり取り電位差(第1のかぶり取り電位差)Vback1は、20(V)<Vback≦80(V)とする。   Therefore, in the configuration of the present embodiment, the fog removal potential difference (first fog removal potential difference) Vback1 in the non-image formation region is preferably smaller than the fog removal potential difference (second fog removal potential difference) Vback2 in the image formation region. In addition, the fog removal potential difference (first fog removal potential difference) Vback1 in the non-image area is set to 20 (V) <Vback ≦ 80 (V).

ここで、図6は、本実施例の画像形成装置10の概略制御ブロック図である。画像形成装置10は、装置動作を統括制御する制御部150を有する。制御部150は、制御の中心的素子(制御手段)たるCPU151を有し、このCPU151には、CPU151が実行するプログラムや各種データが格納されたROM152、作業用のメモリ等として使用されるRAM153が接続されている。CPU151は、ROM152に記憶されたデータ、プログラム等に従って画像形成装置10をシーケンス動作させる。本実施例では、CPU151は、現像バイアス電源110、現像スリーブ102を回転駆動させる現像剤担持体駆動手段(駆動モータ)120、帯電バイアス電源130などに制御信号を送信し、図3のチャート図に従って画像形成動作を行なわせる。尚、現像剤担持体駆動手段120は、独立して現像スリーブ102を駆動するようにしてもよいし、例えば感光体駆動手段140と駆動源が共通とされていてもよい。   Here, FIG. 6 is a schematic control block diagram of the image forming apparatus 10 of the present embodiment. The image forming apparatus 10 includes a control unit 150 that controls the overall operation of the apparatus. The control unit 150 includes a CPU 151 that is a central element (control means) of control, and the CPU 151 includes a ROM 152 that stores programs executed by the CPU 151 and various data, a RAM 153 that is used as a working memory, and the like. It is connected. The CPU 151 causes the image forming apparatus 10 to perform a sequence operation according to data, programs, and the like stored in the ROM 152. In this embodiment, the CPU 151 transmits a control signal to the developing bias power source 110, the developer carrier driving means (driving motor) 120 for rotating the developing sleeve 102, the charging bias power source 130, etc., and according to the chart of FIG. An image forming operation is performed. The developer carrier driving means 120 may drive the developing sleeve 102 independently. For example, the developer driving means 140 and the driving source may be shared.

制御部150には、画像処理部(ビデオコントローラ)160が接続されている。画像処理部160は、原稿読み取り装置20(或いは装置本体Aに対して通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等の外部ホスト機器)からの画像信号を受信すると共に、この信号を画像形成に係る信号に変換して、制御部150のCPU151に送信する。CPU151は、斯かる画像形成信号に従って、画像形成装置10の各部の動作を制御する。   An image processing unit (video controller) 160 is connected to the control unit 150. The image processing unit 160 receives an image signal from the document reading device 20 (or an external host device such as a personal computer that is communicably connected to the apparatus main body A), and converts this signal into a signal related to image formation. The data is converted and transmitted to the CPU 151 of the control unit 150. The CPU 151 controls the operation of each part of the image forming apparatus 10 in accordance with such an image forming signal.

本実施例では、特に、CPU151は、所定のタイミングで、現像バイアス電源110に、現像DCバイアス、現像ACバイアスの印加を開始・停止させる電圧印加信号を送信する。又、CPU151は、所定のタイミングで現像バイアス電源110に現像DCバイアスを第1現像DCバイアスVdc1と第2現像DCバイアスVdc2とで切り替える電圧切替信号を送信する。一方、現像バイアス電源110は、現像装置4の現像スリーブ102に現像DCバイアス、或いは現像DCバイアスと現像ACバイアスとが重畳された電圧を印加し得る。又、現像バイアス電源110は、現像スリーブ102に印加する現像DCバイアスを第1現像DCバイアスと第2現像DCバイアスとで切り替える電圧切替器(電圧切替手段)111を有する。これにより、現像バイアス電源111は、CPU151からの電圧切替信号に応じて、第1現像DCバイアス又は第2現像DCバイアスを選択的に現像スリーブ102に印加することができる。   In this embodiment, in particular, the CPU 151 transmits a voltage application signal for starting and stopping the application of the development DC bias and the development AC bias to the development bias power supply 110 at a predetermined timing. Further, the CPU 151 transmits a voltage switching signal for switching the development DC bias between the first development DC bias Vdc1 and the second development DC bias Vdc2 to the development bias power supply 110 at a predetermined timing. On the other hand, the developing bias power supply 110 can apply a developing DC bias or a voltage in which a developing DC bias and a developing AC bias are superimposed on the developing sleeve 102 of the developing device 4. The developing bias power supply 110 includes a voltage switch (voltage switching unit) 111 that switches the developing DC bias applied to the developing sleeve 102 between the first developing DC bias and the second developing DC bias. Thus, the developing bias power supply 111 can selectively apply the first developing DC bias or the second developing DC bias to the developing sleeve 102 in accordance with the voltage switching signal from the CPU 151.

以上説明したように、本実施例によれば、画像形成領域のかぶり取り電位差Vbackより、非画像形成領域のかぶり取り電位差Vbackを小さくし、非画像形成領域において現像スリーブ102に付着するトナー量を減少させる。これにより、現像スリーブ102の表面の見かけの電位変化を防止し、ハーフトーン画像やベタ画像における濃度段差等の画像不良を防止することができる。従って、高画像品質を達成することができる。   As described above, according to the present embodiment, the fog removal potential difference Vback in the non-image formation area is made smaller than the fog removal potential difference Vback in the image formation area, and the amount of toner attached to the developing sleeve 102 in the non-image formation area is reduced. Decrease. As a result, an apparent potential change on the surface of the developing sleeve 102 can be prevented, and image defects such as density steps in a halftone image or a solid image can be prevented. Therefore, high image quality can be achieved.

尚、本実施例では、現像スリーブ102に印加する現像DCバイアスを変更したが、非画像形成領域においてかぶり取り電位差Vbackが画像形成領域より小さくなるように変更されれば良い。従って、現像DCバイアスを一定にして帯電装置2による感光ドラム1の帯電電位を非画像形成領域と画像形成領域で変化させてもよい。或いは、感光ドラム1の帯電電位と現像DCバイアスの両方を、非画像形成領域と画像形成領域とで変化させてもよい。この場合、上記現像バイアス電源110と同様、帯電バイアス電源130に、電圧切替器(電圧切替手段)を設け、CPU151からの帯電バイアス切替信号に応じて帯電バイアス電源130を変更し、所望のかぶり取り電位差Vbackが得られるように感光ドラム1を帯電させればよい。これによって、上記同様の効果が得られる。   In this embodiment, the developing DC bias applied to the developing sleeve 102 is changed. However, it may be changed so that the fog removal potential difference Vback is smaller in the non-image forming area than in the image forming area. Therefore, the developing DC bias may be fixed and the charging potential of the photosensitive drum 1 by the charging device 2 may be changed between the non-image forming area and the image forming area. Alternatively, both the charging potential of the photosensitive drum 1 and the development DC bias may be changed between the non-image forming area and the image forming area. In this case, similarly to the developing bias power supply 110, the charging bias power supply 130 is provided with a voltage switch (voltage switching means), and the charging bias power supply 130 is changed in accordance with a charging bias switching signal from the CPU 151 to remove a desired fog. The photosensitive drum 1 may be charged so as to obtain the potential difference Vback. As a result, the same effect as described above can be obtained.

実施例2
次に、図7を参照して本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本構成及び動作は、実施例1のものと同一であるので、実質的に同一若しくは相当する機能、構成を有する要素については同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。
Example 2
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Since the basic configuration and operation of the image forming apparatus according to the present exemplary embodiment are the same as those of the first exemplary embodiment, elements having substantially the same or corresponding functions and configurations are denoted by the same reference numerals and are described in detail. Is omitted.

実施例1では、かぶり取り電位差Vbackの大きさを非画像形成領域と画像形成領域で変化させた。これに対し、本実施例では、かぶり取り電位差Vbackを現像スリーブ102の非駆動時と駆動時で変化させる。   In Example 1, the magnitude of the fog removal potential difference Vback was changed between the non-image forming area and the image forming area. In contrast, in this embodiment, the fog removal potential difference Vback is changed between when the developing sleeve 102 is not driven and when it is driven.

図7は、本実施例における感光ドラム1の駆動(回転駆動)、帯電装置2による帯電バイアス電圧の印加、現像スリーブ102の駆動(回転駆動)、及び現像スリーブ102に対する現像DCバイアスと現像ACバイアスの印加のタイミングを示したチャート図である。   FIG. 7 illustrates driving (rotational driving) of the photosensitive drum 1, application of a charging bias voltage by the charging device 2, driving of the developing sleeve 102 (rotational driving), and developing DC bias and developing AC bias for the developing sleeve 102 in this embodiment. It is the chart which showed the timing of application of.

画像形成動作が開始し、感光ドラム1の駆動が開始されるのと同時に、帯電装置2への帯電バイアス電圧の印加が開始され、感光ドラム1は一様に帯電される。感光ドラム1の回転により、時間T1後に、感光ドラム1の帯電された位置が現像スリーブ102との対向位置に到達すると、高圧電源110による現像スリーブ102への第1現像DCバイアス(非画像領域現像DCバイアス)Vdc1の印加が開始される。そして、前多回転を行ない、感光ドラム1の電位を安定させる。   At the same time when the image forming operation is started and driving of the photosensitive drum 1 is started, application of a charging bias voltage to the charging device 2 is started, and the photosensitive drum 1 is uniformly charged. When the charged position of the photosensitive drum 1 reaches the position facing the developing sleeve 102 after time T1 due to the rotation of the photosensitive drum 1, the first developing DC bias (non-image area development) to the developing sleeve 102 by the high voltage power source 110 is reached. Application of DC bias) Vdc1 is started. Then, multiple forward rotations are performed to stabilize the potential of the photosensitive drum 1.

感光ドラム1の電位が安定すると、露光装置3により感光ドラム1上の画像形成領域に静電潜像が形成される。画像形成領域(静電潜像)が現像スリーブ102との対向位置まで移動するのとほぼ同時に、現像スリーブ102の駆動が開始される。又、このとき同時に、現像ACバイアスの印加が開始され、これにより現像スリーブ102には第2現像DCバイアスVdc2及び現像ACバイアスVacが重畳された現像バイアス電圧が印加される。こうして、画像形成領域の静電像の現像が行われる。   When the potential of the photosensitive drum 1 is stabilized, an electrostatic latent image is formed in the image forming area on the photosensitive drum 1 by the exposure device 3. Almost simultaneously with the movement of the image forming area (electrostatic latent image) to the position facing the developing sleeve 102, the driving of the developing sleeve 102 is started. At the same time, the application of the development AC bias is started, whereby a development bias voltage on which the second development DC bias Vdc2 and the development AC bias Vac are superimposed is applied to the development sleeve 102. Thus, the electrostatic image in the image forming area is developed.

又、画像形成領域が現像スリーブ102との対向部を通過し終えるのとほぼ同時に、現像スリーブ102の駆動と現像ACバイアスVacの印加が停止される。又、帯電終了位置が現像スリーブ102との対向位置に来るまで第1現像DCバイアスVdc1が再び印加される。   Further, almost simultaneously with the end of the image forming region passing through the portion facing the developing sleeve 102, the driving of the developing sleeve 102 and the application of the developing AC bias Vac are stopped. Further, the first developing DC bias Vdc1 is applied again until the charging end position comes to a position facing the developing sleeve 102.

本実施例では、現像DCバイアスが安定するまで100msec、現像スリーブ102の駆動が安定するまで30msec、現像ACバイアスが安定するまで100msecかかる。そのため、本実施例では、現像スリーブ102の駆動が開始される100msec前に現像DCバイアスを第1現像バイアスVdc1から第2現像バイアスVdc2に変更する。しかし、本発明は、斯かる正確なタイミングに限定されるものではなく、本発明を実施する画像形成装置本体により差が生じるので、適宜調整することができる。   In this embodiment, it takes 100 msec for the development DC bias to stabilize, 30 msec for the development sleeve 102 to stabilize, and 100 msec for the development AC bias to stabilize. Therefore, in this embodiment, the development DC bias is changed from the first development bias Vdc1 to the second development bias Vdc2 100 msec before the drive of the development sleeve 102 is started. However, the present invention is not limited to such an accurate timing, and a difference occurs depending on the main body of the image forming apparatus that implements the present invention.

このように、本実施例では、帯電装置2によって帯電された感光ドラム1の電位と現像スリーブ102に印加する現像バイアス電圧の直流成分との電位差を、現像スリーブ102の駆動手段の動作時(即ち、現像スリーブ102の駆動時)における電位差よりも、駆動手段の非動作時(即ち、現像スリーブ102の非駆動時)における電位差を小さくする。   As described above, in this embodiment, the potential difference between the potential of the photosensitive drum 1 charged by the charging device 2 and the DC component of the developing bias voltage applied to the developing sleeve 102 is determined during the operation of the driving means of the developing sleeve 102 (that is, The potential difference when the driving means is not operating (that is, when the developing sleeve 102 is not driven) is made smaller than the potential difference when the developing sleeve 102 is driven.

ところで、図2に示すような現像装置4において、現像装置4内を循環する現像剤は、現像スリーブ102の回転により、規制ブレード105を通過する付近でストレスを受ける。そのため、トナー帯電量が低下するなどの現像剤の劣化が起きる。現像剤の劣化としては、例えば、トナーへの帯電付与性を安定させるためにキャリアの表面に施されたコート材料の剥がれや、シリカ、チタン等の外添剤のトナーへの埋め込み等が挙げられる。   Incidentally, in the developing device 4 as shown in FIG. 2, the developer circulating in the developing device 4 is stressed in the vicinity of passing through the regulating blade 105 due to the rotation of the developing sleeve 102. As a result, the developer deteriorates, such as a reduction in toner charge. Examples of the deterioration of the developer include peeling of a coating material applied to the surface of the carrier in order to stabilize the charge imparting property to the toner, embedding external additives such as silica and titanium in the toner, and the like. .

この問題に対する対策としては、本実施例のように現像スリーブ102の駆動時間を、画像形成領域とほぼ同じとし、即ち、ほぼ画像形成領域と同じだけ現像スリーブ102を駆動して、現像スリーブ102の回転時間を最小限に抑えることが有効である。又、斯かる構成は、現像スリーブ102が長時間回転することでトナーが現像スリーブ102に融着し、現像スリーブ102の表面粗さが低下することで現像剤の搬送性が低下する問題や、現像スリーブ102の駆動モータやクラッチ等のメカ部品の寿命に対しても有効である。   As a countermeasure against this problem, as in the present embodiment, the driving time of the developing sleeve 102 is set to be substantially the same as that of the image forming area, that is, the developing sleeve 102 is driven as much as the image forming area. It is effective to minimize the rotation time. In addition, such a configuration has a problem that the toner is fused to the developing sleeve 102 when the developing sleeve 102 rotates for a long time and the surface roughness of the developing sleeve 102 is reduced, so that the developer transportability is reduced. This is also effective for the life of mechanical parts such as the drive motor and clutch of the developing sleeve 102.

しかしながら、前多回転時や後回転時において、現像スリーブ102の駆動が停止していると、実施例1で示した現像スリーブ102へのトナーの付着が、現像スリーブ102の周面のうち感光ドラム1と対向している一部分のみに局所的に集中する。このため、その部分に対するトナーの付着量も増加する。その結果、続く画像形成領域におけるハーフトーン画像等に、現像スリーブ102の長手方向に沿うスジ状の高濃度部分が現れる画像不良が発生することがある。   However, if the driving of the developing sleeve 102 is stopped during the front multi-rotation or the post-rotation, the toner adheres to the developing sleeve 102 described in the first embodiment, and the photosensitive drum is exposed to the photosensitive drum on the peripheral surface of the developing sleeve 102. Concentrate locally only on the part facing 1. For this reason, the amount of toner attached to that portion also increases. As a result, there may occur an image defect in which a stripe-like high density portion along the longitudinal direction of the developing sleeve 102 appears in a halftone image or the like in the subsequent image forming area.

そこで、図7に示すように、現像スリーブ102の駆動の停止時における現像DCバイアスを、かぶり取り電位差Vbackが小さくなるような電圧に設定する。これにより、実施例1と同様に現像スリーブ102の非駆動時における現像スリーブ102への付着トナー量を減少させることができる。しかも、現像スリーブ102の駆動が停止しているので、かぶり取り電位差Vbackが低いことによりトナーが感光ドラム1に供給されることはない。このため、感光ドラム1にかぶりトナーが付着してしまう問題もない。   Therefore, as shown in FIG. 7, the developing DC bias when the driving of the developing sleeve 102 is stopped is set to a voltage that reduces the fog removal potential difference Vback. As a result, similarly to the first embodiment, the amount of toner adhered to the developing sleeve 102 when the developing sleeve 102 is not driven can be reduced. In addition, since the driving of the developing sleeve 102 is stopped, the toner is not supplied to the photosensitive drum 1 due to the low fog removal potential difference Vback. Therefore, there is no problem that the fog toner adheres to the photosensitive drum 1.

尚、現像スリーブ102の非駆動時は非画像形成領域に対応し、又現像スリーブ102の駆動時は画像形成領域に対応する。従って、換言すれば、本実施例においても、非画像形成領域と画像形成領域とでかぶり取り電位差Vbackを変更している。   When the developing sleeve 102 is not driven, it corresponds to a non-image forming area, and when the developing sleeve 102 is driven, it corresponds to an image forming area. Therefore, in other words, also in this embodiment, the fog removal potential difference Vback is changed between the non-image forming area and the image forming area.

図8は、本実施例における画像形成装置10の概略制御ブロック図である。本実施例の制御態様は、図6に示したものと基本的には同じである。本実施例では、CPU151は、CPU151は、現像バイアス電源110、現像スリーブ102を回転駆動させる現像剤担持体駆動手段(駆動モータ)120、帯電バイアス電源130等に制御信号を送信し、図7のチャート図に従って画像形成動作を行なわせる。又、特に、本実施例では、現像剤担持体駆動手段120は、現像スリーブ102を駆動・停止させることができる駆動切替器(駆動切替手段)121を有している。この駆動切替器は、CPU151の制御信号に応じて、現像スリーブ102の回転駆動を開始・停止させることができる。現像剤担持体駆動手段120が独立していれば、駆動モータ自体の駆動を開始・停止させればよく、又現像剤担持体駆動手段120と例えば感光体駆動手段140の駆動源が共通とされている場合にはクラッチのオン・オフ等により、駆動の伝達・遮断を切り替えるようにすればよい。   FIG. 8 is a schematic control block diagram of the image forming apparatus 10 in this embodiment. The control mode of the present embodiment is basically the same as that shown in FIG. In this embodiment, the CPU 151 transmits a control signal to the developing bias power supply 110, the developer carrier driving means (driving motor) 120 for rotating the developing sleeve 102, the charging bias power supply 130, etc. An image forming operation is performed according to the chart. In particular, in this embodiment, the developer carrying member driving unit 120 includes a drive switching unit (driving switching unit) 121 that can drive and stop the developing sleeve 102. This drive switcher can start and stop the rotational drive of the developing sleeve 102 in accordance with a control signal from the CPU 151. If the developer carrier driving means 120 is independent, the drive of the drive motor itself may be started and stopped, and the developer carrier driving means 120 and, for example, the driving source of the photosensitive member driving means 140 are shared. In this case, the transmission / cutoff of the drive may be switched by turning on / off the clutch.

以上説明したように、現像スリーブ102の駆動時のかぶり取り電位差Vbackより現像スリーブ102の非駆動時のかぶり取り電位差Vbackを小さくし、現像スリーブ102の非駆動時における現像スリーブ102への付着トナー量を減少させることにより、ハーフトーン画像における高濃度スジが発生する画像不良を防止することができる。又、非画像形成領域においてかぶり取り電位差Vbackを小さくすることによりかぶりトナーが感光ドラム1に付着することも抑制することができる。しかも、非画像形成領域にて現像スリーブ102の駆動を停止することで、現像スリーブ102の駆動時間を最小限にし、現像剤の劣化や現像スリーブ102の表面のトナー融着を抑えることができる。   As described above, the fog removal potential difference Vback when the developing sleeve 102 is not driven is made smaller than the fog removing potential difference Vback when the developing sleeve 102 is driven, and the amount of toner adhered to the developing sleeve 102 when the developing sleeve 102 is not driven. By reducing this, it is possible to prevent an image defect in which a high density streak occurs in a halftone image. Further, by reducing the fog removal potential difference Vback in the non-image forming area, it is possible to suppress the fog toner from adhering to the photosensitive drum 1. In addition, by stopping the driving of the developing sleeve 102 in the non-image forming area, the driving time of the developing sleeve 102 can be minimized, and the deterioration of the developer and the toner fusion on the surface of the developing sleeve 102 can be suppressed.

実施例3
次に、図9を参照して、本発明の更に他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本構成及び動作は、実施例1のものと同じであるので、実施例1のものと実質的に同一若しくは相当する機能、構成を有する要素には、同一符号を付し、詳しい説明は省略する。
Example 3
Next, still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Since the basic configuration and operation of the image forming apparatus according to the present exemplary embodiment are the same as those of the first exemplary embodiment, elements having substantially the same or corresponding functions and configurations as those of the first exemplary embodiment are denoted by the same reference numerals. A detailed description will be omitted.

実施例1における現像装置4では、現像スリーブ進行方向において現像剤のくみ上げ極N2のすぐ下流の磁極S2に対向して規制ブレード105を配置した。これに対し、本実施例では、規制ブレード105は、現像剤のくみ上げ極N2に対向して配置される。   In the developing device 4 according to the first exemplary embodiment, the regulating blade 105 is disposed so as to face the magnetic pole S2 immediately downstream of the developer lifting pole N2 in the developing sleeve traveling direction. On the other hand, in this embodiment, the regulating blade 105 is disposed so as to face the developer lifting pole N2.

本実施例における二成分磁気ブラシ法による現像工程と現像剤の循環系とについて説明する。   The developing process by the two-component magnetic brush method and the developer circulation system in this embodiment will be described.

現像スリーブ102の内部には、実施例1と同様、現像スリーブ102による現像剤の搬送方向に沿って複数の磁極を備えた磁界発生手段としてのマグネットロールが固定配置されている。   Inside the developing sleeve 102, similarly to the first embodiment, a magnet roll as a magnetic field generating means having a plurality of magnetic poles is fixedly disposed along the developer conveying direction by the developing sleeve 102.

先ず、現像スリーブ102の回転に伴い、現像剤は、汲み上げ磁極N2で現像スリーブ102へと汲み上げられる。汲み上げ磁極N2で汲み上げられた現像剤は、磁極N2にほぼ対向して現像スリーブ102に対して所定の間隔(S−Bギャップ)をもって配置された規制ブレード105によって規制される。こうして、現像スリーブ102上に二成分現像剤の薄層が形成される。ここで、現像スリーブ102上に薄層として担持された現像剤が、搬送極S2及びN1を介して現像主極S1まで搬送されてくると、磁気力によって磁気ブラシ(現像剤の穂立ち)が形成される。この穂状に形成された磁気ブラシは、感光ドラム1に対して近接又は接触する。そして、現像スリーブ102に印加される現像バイアス電圧の作用によって、感光ドラム1に形成された静電像に応じて、磁気ブラシ中のトナーが感光ドラム1へと移動する。これによって、感光ドラム1上の静電像は、トナー像として現像される。静電像を現像した現像スリーブ102上の現像剤は、その後磁極N3、N2の反発磁界によって、現像容器101内に回収される。   First, as the developing sleeve 102 rotates, the developer is pumped up to the developing sleeve 102 by the pumping magnetic pole N2. The developer pumped up by the pumping magnetic pole N2 is regulated by a regulating blade 105 that is substantially opposed to the magnetic pole N2 and arranged with a predetermined interval (SB gap) with respect to the developing sleeve 102. Thus, a thin layer of the two-component developer is formed on the developing sleeve 102. Here, when the developer carried as a thin layer on the developing sleeve 102 is transported to the developing main pole S1 via the transport poles S2 and N1, a magnetic brush (spreading of the developer) is caused by magnetic force. It is formed. The magnetic brush formed in the shape of a spike approaches or comes into contact with the photosensitive drum 1. Then, the toner in the magnetic brush moves to the photosensitive drum 1 according to the electrostatic image formed on the photosensitive drum 1 by the action of the developing bias voltage applied to the developing sleeve 102. As a result, the electrostatic image on the photosensitive drum 1 is developed as a toner image. The developer on the developing sleeve 102 that has developed the electrostatic image is then collected in the developing container 101 by the repulsive magnetic field of the magnetic poles N3 and N2.

本実施例で使用する現像装置4の構成は、汲み上げ磁極N2で現像剤の規制を行なう点で実施例1と異なる。ここで、規制ブレード105により規制された現像剤の余剰分が規制ブレード105の現像スリーブ102回転方向上流に剤溜まりとなって現像スリーブ102上に残る。しかし、本実施例のような構成にすると、剤溜まりの現像剤量は、実施例1の現像装置4よりも少ない。その結果、現像スリーブ102の回転により規制ブレード105の付近で現像剤が受けるストレスは、剤溜まりの量が少ないため、実施例1の現像装置4と比較して少ない。これにより、キャリアの表面の抵抗調整のためのコート剥がれやシリカ、チタン等の外添剤のトナーへの埋め込み等の現像剤の劣化を少なくすることができる。   The configuration of the developing device 4 used in this embodiment is different from that of the first embodiment in that the developer is regulated by the pumping magnetic pole N2. Here, the excessive amount of the developer regulated by the regulation blade 105 remains on the development sleeve 102 as an agent pool upstream of the regulation blade 105 in the rotation direction of the development sleeve 102. However, with the configuration as in the present embodiment, the amount of developer in the agent reservoir is smaller than that of the developing device 4 of the first embodiment. As a result, the stress that the developer receives in the vicinity of the regulating blade 105 due to the rotation of the developing sleeve 102 is small as compared with the developing device 4 of the first embodiment because the amount of the agent pool is small. As a result, it is possible to reduce the deterioration of the developer such as peeling off of the coat for adjusting the resistance of the surface of the carrier and embedding of an external additive such as silica or titanium in the toner.

しかし、その反面、現像スリーブ102と規制ブレード105の対向部付近で剤溜まりからのストレスが少ないため、非画像形成領域におけるかぶり取り電位差Vbackにより現像スリーブ102の表面へ付着したトナーは、現像スリーブ102の表面から剥ぎ取られにくい。従って、先に述べたハーフトーン画像やベタ画像における濃度段差等の画像不良が顕著に発生しやすい。   However, on the other hand, since the stress from the agent reservoir is small in the vicinity of the facing portion between the developing sleeve 102 and the regulating blade 105, the toner adhering to the surface of the developing sleeve 102 due to the fog removal potential difference Vback in the non-image forming area is It is hard to be peeled off from the surface. Therefore, image defects such as density steps in the above-described halftone image and solid image tend to occur remarkably.

本実施例のような構成の現像装置4において、実施例1や実施例2で行なったかぶり取り電位差Vbackの制御を行なうことによって、非画像形成領域において現像スリーブ102への付着トナー量を有効に減少させることができる。そして、現像スリーブ102の表面の見かけの電位変化を防止し、ハーフトーン画像やベタ画像における濃度段差等の画像不良を防止することができる。しかも、現像剤のストレスによる劣化も少なくすることができる。   In the developing device 4 configured as in the present embodiment, the amount of toner adhered to the developing sleeve 102 is effectively reduced in the non-image forming region by controlling the fog removal potential difference Vback performed in the first and second embodiments. Can be made. Further, it is possible to prevent an apparent potential change on the surface of the developing sleeve 102 and to prevent image defects such as density steps in a halftone image or a solid image. Moreover, the deterioration of the developer due to stress can be reduced.

以上、本発明を具体的な実施例に則して説明したが、本発明は上記実施例の態様に限定されるものではない。   As mentioned above, although this invention was demonstrated according to the specific Example, this invention is not limited to the aspect of the said Example.

本発明に係る画像形成装置の一実施例の断面図である。1 is a cross-sectional view of an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. 図1の画像形成装置が備える現像装置を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a developing device provided in the image forming apparatus of FIG. 1. 本発明の一実施例における画像形成装置の動作タイミングを示すチャート図である。FIG. 6 is a chart showing the operation timing of the image forming apparatus in one embodiment of the present invention. 感光ドラムの周囲に配置された各装置の位置関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the positional relationship of each apparatus arrange | positioned around the photosensitive drum. 画像形成動作時における感光ドラム及び現像スリーブにおける電位関係を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a potential relationship between a photosensitive drum and a developing sleeve during an image forming operation. 本発明に従うかぶり取り電位差の一制御態様を示す概略機能ブロック図である。It is a schematic functional block diagram which shows the one control aspect of the fog removal potential difference according to this invention. 本発明の他の実施例における画像形成装置の動作タイミングを示すチャート図である。FIG. 6 is a chart showing the operation timing of an image forming apparatus in another embodiment of the present invention. 本発明に従うかぶり取り電位差の他の制御態様を示す概略機能ブロック図である。It is a general | schematic functional block diagram which shows the other control aspect of the fog removal potential difference according to this invention. 図1の画像形成装置にて用い得る現像装置の他の例の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of another example of a developing device that can be used in the image forming apparatus of FIG. 1.

符号の説明Explanation of symbols

1a〜1d 感光ドラム(像担持体)
2a〜2d 帯電装置
4a〜4d 現像装置
102 現像スリーブ
105 規制ブレード
110 高圧電源(現像バイアス電源)
1a to 1d Photosensitive drum (image carrier)
2a to 2d charging device 4a to 4d developing device 102 developing sleeve 105 regulating blade 110 high voltage power source (developing bias power source)

Claims (10)

像担持体と、像担持体上を帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された前記像担持体上に静電像を形成する静電像形成手段と、前記像担持体に形成された静電像を非磁性トナーと磁性キャリアとを備えた二成分現像剤を用いて現像する現像装置と、を有する画像形成装置において、
前記帯電手段によって帯電された前記像担持体の電位と前記現像装置に印加する現像バイアス電圧の直流成分との電位差は、画像形成領域における電位差よりも非画像形成領域における電位差を小さくすることを特徴とする画像形成装置。
An image carrier, a charging unit for charging the image carrier, an electrostatic image forming unit for forming an electrostatic image on the image carrier charged by the charging unit, and an image carrier formed on the image carrier. An image forming apparatus comprising: a developing device that develops an electrostatic image using a two-component developer including a non-magnetic toner and a magnetic carrier;
The potential difference between the potential of the image carrier charged by the charging unit and the DC component of the developing bias voltage applied to the developing device is smaller than the potential difference in the image forming area. An image forming apparatus.
前記電位差は、前記現像バイアス電圧の直流成分を変更することにより小さくすることを特徴とする請求項1の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the potential difference is reduced by changing a DC component of the developing bias voltage. 前記電位差は、前記帯電手段によって帯電する前記像担持体の電位を変更することにより小さくすることを特徴とする請求項1の画像形成装置。   2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the potential difference is reduced by changing a potential of the image carrier charged by the charging unit. 前記現像装置は更に、二成分現像剤を担持して前記像担持体との対向位置へと搬送する現像剤担持体を有し、前記現像バイアスは前記現像剤担持体に印加することを特徴とする請求項1〜3のいずれかの項に記載の画像形成装置。   The developing device further includes a developer carrier that carries a two-component developer and conveys the developer to a position facing the image carrier, and the developing bias is applied to the developer carrier. The image forming apparatus according to claim 1. 更に、前記現像剤担持体を回転駆動させる駆動手段を有し、前記電位差は、前記画像形成領域での前記現像剤担持体の駆動時における電位差よりも、前記非画像形成領域での前記現像剤担持体の非駆動時における電位差を小さくすることを特徴とする請求項4の画像形成装置。   Further, the image forming apparatus further includes a driving unit that rotationally drives the developer carrying member, and the potential difference is greater than the potential difference in driving the developer carrying member in the image forming region. 5. The image forming apparatus according to claim 4, wherein the potential difference when the carrier is not driven is reduced. 前記現像装置は更に、前記現像剤担持体に対向配置された、前記現像剤担持体に担持される現像剤を規制する現像剤規制部材を有し、前記現像剤担持体の内部には、前記現像剤担持体による現像剤の搬送方向に沿って複数の磁極を備えた磁界発生手段が固定配置されており、前記現像剤規制部材は、前記磁界発生手段の前記複数の磁極のうち前記現像剤担持体上に二成分現像剤を汲み上げる汲み上げ極に対向して配置されていることを特徴とする請求項4又5の画像形成装置。   The developing device further includes a developer regulating member that is disposed opposite to the developer carrying body and regulates the developer carried on the developer carrying body, and inside the developer carrying body, A magnetic field generating means having a plurality of magnetic poles is fixedly disposed along a developer carrying direction by the developer carrier, and the developer regulating member is the developer among the plurality of magnetic poles of the magnetic field generating means. 6. An image forming apparatus according to claim 4 or 5, wherein said image forming apparatus is disposed opposite to a pumping electrode for pumping the two-component developer on the carrier. 像担持体と、像担持体上を帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された前記像担持体上に静電像を形成する静電像形成手段と、非磁性トナーと磁性キャリアとを備えた二成分現像剤を担持して前記像担持体との対向位置へと搬送する現像剤担持体を備え前記像担持体に形成された静電像を二成分現像剤を用いて現像する現像装置と、前記現像剤担持体を回転駆動させる駆動手段と、を有する画像形成装置において、
前記帯電手段によって帯電された前記像担持体の電位と前記現像剤担持体に印加する現像バイアス電圧の直流成分との電位差は、前記現像剤担持体の駆動時における電位差よりも、前記現像剤担持体の非駆動時における電位差を小さくすることを特徴とする画像形成装置。
An image carrier, a charging unit that charges the image carrier, an electrostatic image forming unit that forms an electrostatic image on the image carrier charged by the charging unit, a nonmagnetic toner, and a magnetic carrier Development in which an electrostatic image formed on the image carrier is developed using the two-component developer, the developer carrier being carried to carry the two-component developer and transporting to a position facing the image carrier. In an image forming apparatus comprising: an apparatus; and a driving unit that rotationally drives the developer carrier.
The potential difference between the potential of the image carrier charged by the charging means and the direct current component of the developing bias voltage applied to the developer carrier is greater than the potential difference during driving of the developer carrier. An image forming apparatus characterized by reducing a potential difference when a body is not driven.
前記電位差は、前記現像バイアス電圧の直流成分を変更することにより小さくすることを特徴とする請求項7の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 7, wherein the potential difference is reduced by changing a DC component of the developing bias voltage. 前記電位差は、前記帯電手段によって帯電する前記像担持体の電位を変更することにより小さくすることを特徴とする請求項7又は8の画像形成装置。   9. The image forming apparatus according to claim 7, wherein the potential difference is reduced by changing a potential of the image carrier charged by the charging unit. 前記現像装置は更に、前記現像剤担持体に対向配置された、前記現像剤担持体に担持される現像剤を規制する現像剤規制部材を有し、前記現像剤担持体の内部には、前記現像剤担持体による現像剤の搬送方向に沿って複数の磁極を備えた磁界発生手段が固定配置されており、前記現像剤規制部材は、前記磁界発生手段の前記複数の磁極のうち前記現像剤担持体上に二成分現像剤を汲み上げる汲み上げ極に対向して配置されていることを特徴とする請求項7〜9のいずれかの項に記載の画像形成装置。   The developing device further includes a developer regulating member that is disposed opposite to the developer carrying body and regulates the developer carried on the developer carrying body, and inside the developer carrying body, A magnetic field generating means having a plurality of magnetic poles is fixedly disposed along a developer carrying direction by the developer carrier, and the developer regulating member is the developer among the plurality of magnetic poles of the magnetic field generating means. The image forming apparatus according to any one of claims 7 to 9, wherein the image forming apparatus is disposed opposite to a pumping electrode for pumping the two-component developer on the carrier.
JP2004231746A 2004-08-06 2004-08-06 Image forming apparatus Pending JP2006047885A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004231746A JP2006047885A (en) 2004-08-06 2004-08-06 Image forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004231746A JP2006047885A (en) 2004-08-06 2004-08-06 Image forming apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006047885A true JP2006047885A (en) 2006-02-16

Family

ID=36026486

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004231746A Pending JP2006047885A (en) 2004-08-06 2004-08-06 Image forming apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006047885A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011088886A1 (en) 2010-12-17 2012-06-21 Canon Kabushiki Kaisha Imaging device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011088886A1 (en) 2010-12-17 2012-06-21 Canon Kabushiki Kaisha Imaging device
JP2012128320A (en) * 2010-12-17 2012-07-05 Canon Inc Image-forming device
US8768184B2 (en) 2010-12-17 2014-07-01 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus with developing device, sensor, and controller
DE102011088886B4 (en) 2010-12-17 2019-08-01 Canon Kabushiki Kaisha Imaging device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7260347B2 (en) Image forming apparatus
JP4725952B2 (en) Image forming method
JP2007114317A (en) Developing device and image forming apparatus
JP5618930B2 (en) Image forming apparatus
JP2004151358A (en) Image forming apparatus
JP2006047885A (en) Image forming apparatus
JP2008009178A (en) Image forming apparatus
JP4077202B2 (en) Image forming apparatus
JP2007148257A (en) Image forming apparatus and printer, copying device, facsimile machine, and composite machine
JP4617134B2 (en) Image forming apparatus
JP2000098730A (en) Image forming device
JP2014010340A (en) Bias control device, developing device, process cartridge and image forming apparatus
JP5849037B2 (en) Developing device and image forming apparatus having the same
JP2001166572A (en) Non-magnetic one-component developing device and image forming device
JP4673034B2 (en) Image forming apparatus
JP2009198898A (en) Developing method and device in image forming apparatus
JP2009294546A (en) Image forming apparatus
JPH09166923A (en) Image forming device
JPH07261547A (en) Developing device
JP2010210958A (en) Developing device and image forming apparatus
JP2004021201A (en) Developing device
JP2003241517A (en) Developing device, and image forming apparatus using the same
JP2002072639A (en) Image forming apparatus
JPH0954486A (en) Developing device
JP2001134102A (en) Wet type image forming device