JP2008304697A

JP2008304697A - Image forming method

Info

Publication number: JP2008304697A
Application number: JP2007151627A
Authority: JP
Inventors: Yuji Kamiyama; 雄二神山; Hiroaki Moriyama; 浩明森山
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2007-06-07
Filing date: 2007-06-07
Publication date: 2008-12-18

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming method with which sticking of toner to a developing roller even in continuous printing is not caused, and the deterioration of image density can be prevented, by using an image forming apparatus provided with a developing means of a touch down developing system. <P>SOLUTION: The amount of toner on a toner carrier 2 after development is detected by using a detection means 14, collection bias voltage is applied to a two component developer carrier 1 and the toner carrier 2 on the basis of the detected result and then the toner 5 on the toner carrier 2 is collected in the two component developer carrier 1. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置を用いた画像形成方法に関し、特に、磁性キャリアを用いて非磁性のトナーを帯電させる二成分現像剤を使用し、磁気ブラシを形成し、磁気ブラシにより現像ローラ上にトナー薄層を形成させ、トナー薄層のトナーを静電潜像に飛翔させ、該潜像を現像する画像形成方法に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming method using an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a composite machine using an electrophotographic method, and more particularly, a two-component that charges a nonmagnetic toner using a magnetic carrier. The present invention relates to an image forming method in which a developer is used, a magnetic brush is formed, a toner thin layer is formed on a developing roller by the magnetic brush, toner in the toner thin layer is ejected to an electrostatic latent image, and the latent image is developed. .

従来、電子写真方式の画像形成装置における、乾式トナーを用いる現像方式としては、１成分現像方式および２成分現像方式が知られている。
１成分現像方式は、キャリアを含まないため、キャリアおよびトナーから形成される磁気ブラシによって感光体の静電潜像が乱されることがなく、高画質化に適している。しかし、１成分現像方式は、トナーの帯電量を安定して維持することが難しい。また、カラートナーの場合、透過性が求められるため、非磁性トナーである必要がある。そのため、フルカラー画像形成装置においては、トナーを帯電および搬送する媒体としてキャリアを用いる２成分現像方式を採用する場合が多い。
２成分現像方式は、安定した帯電量が長期にわたって得られるため、長寿命化に適している。しかし、２成分現像方式は、上述の磁気ブラシによる影響のため、画質の点では不利である。 Conventionally, as a developing method using dry toner in an electrophotographic image forming apparatus, a one-component developing method and a two-component developing method are known.
Since the one-component developing method does not include a carrier, the electrostatic latent image on the photosensitive member is not disturbed by the magnetic brush formed from the carrier and the toner, and is suitable for high image quality. However, in the one-component development method, it is difficult to stably maintain the charge amount of the toner. In the case of a color toner, since transparency is required, it must be a non-magnetic toner. For this reason, full-color image forming apparatuses often employ a two-component development system that uses a carrier as a medium for charging and transporting toner.
The two-component development method is suitable for extending the life because a stable charge amount can be obtained over a long period of time. However, the two-component development method is disadvantageous in terms of image quality due to the influence of the magnetic brush described above.

近年、これら現像方式のそれぞれの利点を活かすべく、長寿命化を考慮して帯電領域は２成分現像方式を採用し、高画質化を狙って現像領域は１成分現像方式を採用した所謂タッチダウン現像方式（ハイブリッド現像方式ともいわれる。）が注目されている。特に、高画質化および長寿命化が重視されるフルカラー画像形成装置においては、この現像方式の特徴が充分に発揮される。
タッチダウン現像方式は、トナーおよびキャリアを含有する２成分現像剤を磁気ローラの表面に担持させて磁気ブラシを形成し、該磁気ブラシからトナーのみを現像ローラの表面に移送させてトナー層を形成し、該トナー層からトナーを、静電潜像が形成された感光体の表面に飛翔させて静電潜像をトナー像として現像する方式である。 In recent years, in order to take advantage of the advantages of each of these development methods, a so-called touchdown method has been adopted in which the charging region adopts a two-component development method in consideration of extending the life and the development region adopts a one-component development method with the aim of improving image quality. A development system (also referred to as a hybrid development system) has attracted attention. In particular, in a full-color image forming apparatus in which high image quality and long life are important, the characteristics of this development method are sufficiently exhibited.
In the touch-down development method, a two-component developer containing toner and carrier is carried on the surface of a magnetic roller to form a magnetic brush, and only the toner is transferred from the magnetic brush to the surface of the developing roller to form a toner layer. In this method, toner is ejected from the toner layer onto the surface of the photoreceptor on which the electrostatic latent image is formed, and the electrostatic latent image is developed as a toner image.

しかし、この現像方式では、特に高温環境下での使用を断続的に且つ現像ロール上のトナーを殆ど消費しない低印字率等の条件で使用される場合、現像ロール上のトナーを常に剥ぎ取りするシステムを備えても徐々に現像ロール上にトナーが固着してくるおそれがある。これは、連続するイメージとイメージの途中の紙間でトナーを回収するシステムであっても、または回収部材を設けているシステムであっても、連続印字等のジョブを中断できない場合には、トナー付着の虞が生じる。 However, with this developing system, the toner on the developing roll is always stripped off, particularly when used under conditions such as a low printing rate that consumes almost no toner on the developing roll intermittently in a high temperature environment. Even if the system is provided, there is a possibility that the toner gradually adheres onto the developing roll. Even if the system collects toner between successive images and the paper in the middle of the image, or even a system provided with a collecting member, if the job such as continuous printing cannot be interrupted, the toner There is a risk of adhesion.

特許文献１では、現像ロール上のトナー量を発光受光センサーで検知し、ドラム上のトナー量を同様に検知して、その関係から現像効率を求めてバイアス制御にフィードバックする提案がなされている。しかし、実際の現像ローラに付着するトナー量を正確に検知することは困難である。即ち、センサーの受光感度はトナー量の増加により非常に鈍くなりわずかなトナーの差が判断できないという問題がある。
特開平９−１１４２２２号公報 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 proposes that the amount of toner on the developing roll is detected by a light emitting / receiving sensor, the amount of toner on the drum is detected in the same manner, and development efficiency is obtained from the relationship and fed back to bias control. However, it is difficult to accurately detect the amount of toner attached to the actual developing roller. That is, there is a problem that the light receiving sensitivity of the sensor becomes very dull as the amount of toner increases, and a slight difference in toner cannot be determined.
JP-A-9-114222

一方、トナー成分としては、トナーの定着性を考慮し、低融点樹脂の成分を所定割合含有させ熱に対して感度良く反応して瞬時に溶ける設計になっている場合が多い。一般的にその樹脂の溶け始めは厳密には５０℃弱から徐々に軟化し始めるものが大半である。従って、過度のプリンタの使用等で現像ロール上の温度が４５℃以上に達してくると、トナーの低融点成分が熱的に付着するおそれがある。そして一旦付着が始まると、その付着したトナーは通常の軟化点トナーを呼び込んで加速的に付着量が増大する。この付着のメカニズムは次の通りである。即ち、現像ロールには基本的にバイアスにより層形成された状態でトナーが積層されており、ある程度の帯電量で現像ロールとトナー間同士で付着している。この状態は、通常の剥ぎ取り作用をかければ直に引き剥がせる状態にあるが、現像ロール表層へ強固に付着してさらにその上に帯電付着し、徐々に熱が加わり軟化して強固な付着状態になると通常の剥ぎ取りでは、取れなくなってしまう。このような状態に達すると、現像ロールへは正常にトナー層が形成できなくなり、さらにトナーは現像ロールへ強固に付着しているために感光体へ現像できなくなる。結果として画像濃度が低下してしまうといった問題が生じる。
本発明の課題は、連続印字においても現像ローラ上にトナーの付着が発生せず、画像濃度の低下を防止することができるタッチダウン現像方式の画像形成方法を提供することにある。 On the other hand, in consideration of toner fixability, the toner component is often designed to contain a low-melting-point resin component in a predetermined ratio and react with high sensitivity to heat and melt instantaneously. In general, most of the resin starts melting gradually from a little less than 50 ° C. Therefore, if the temperature on the developing roll reaches 45 ° C. or more due to excessive use of a printer or the like, the low melting point component of the toner may thermally adhere. Once the adhesion starts, the adhered toner attracts normal softening point toner, and the adhesion amount increases at an accelerated rate. The mechanism of this adhesion is as follows. That is, the toner is laminated in a state in which a layer is basically formed by a bias on the developing roll, and adheres between the developing roll and the toner with a certain amount of charge. This state is in a state where it can be peeled off directly if normal peeling action is applied, but firmly adheres to the surface of the developing roll and further adheres to the surface of the developing roll. When it reaches the state, it cannot be removed by normal peeling. When such a state is reached, the toner layer cannot be normally formed on the developing roll, and further, the toner is firmly adhered to the developing roll and cannot be developed on the photoreceptor. As a result, there arises a problem that the image density is lowered.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image forming method of a touch-down development method that prevents toner from adhering to a developing roller even in continuous printing and can prevent a decrease in image density.

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、トナー担持体上の付着トナーを検知する検知手段を用いて、前記付着トナーの付着レベルを判定し、該付着レベルに応じて印字ジョブを中断して前記トナー担持体上の付着トナーを２成分現像剤担持体に回収することにより、前記付着トナーを良好に剥がすことができる。その結果、連続印字においてもトナー担持体上にトナーの付着がなく画像濃度を良好に保つことができることを見出して、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明の画像形成方法は、以下の構成を有する。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor determines the adhesion level of the adhesion toner using a detection unit that detects adhesion toner on the toner carrier, and according to the adhesion level. By interrupting the print job and collecting the adhered toner on the toner carrier onto the two-component developer carrier, the adhered toner can be peeled off satisfactorily. As a result, it has been found that even in continuous printing, the toner carrier does not adhere to the toner carrier and the image density can be kept good, and the present invention has been completed.
That is, the image forming method of the present invention has the following configuration.

（１）キャリアとトナーからなる２成分現像剤を２成分現像剤担持体上に保持して、前記２成分現像剤担持体とトナー担持体にバイアスを印加し、磁気ブラシを介して前記トナーを前記トナー担持体上に薄層を形成し、前記トナー担持体および／または前記２成分現像剤担持体と静電潜像担持体間にバイアスを印加しトナーを潜像に飛翔させて現像し、現像後の前記トナー担持体上のトナーを前記２成分現像剤担持体に回収する現像装置を用いた画像形成方法であって、現像後の前記トナー担持体上のトナー量を検知手段を用いて検知し、この検知結果に基づいて前記２成分現像剤担持体と前記トナー担持体に回収バイアス電圧を印加して前記トナー担持体上のトナーを前記２成分現像剤担持体に回収することを特徴とする画像形成方法。
（２）前記検知手段により検知されたトナー量に応じてトナー付着レベルを判定し、前記トナー付着レベルが所定値以下である場合、印字を継続し、前記トナー付着レベルが所定値を超える場合は、印字を中断して前記２成分現像剤担持体と前記トナー担持体に回収バイアス電圧を印加することを特徴とする（１）に記載の画像形成方法。
（３）前記トナー付着レベルは、前記トナー担持体上のトナーを前記２成分現像剤担持体に回収した後の前記トナー担持体表面を前記検知手段を用いて検知し、その検知結果に基づいて判定されることを特徴とする（２）に記載の画像形成方法。
（４）前記トナー担持体上のトナーを前記２成分現像剤担持体に回収した後、少なくとも前記トナー担持体近傍の雰囲気温度が所定の温度以上である場合、冷却手段により前記トナー担持体を冷却することを特徴とする（２）または（３）に記載の画像形成方法。 (1) A two-component developer comprising a carrier and a toner is held on a two-component developer carrier, a bias is applied to the two-component developer carrier and the toner carrier, and the toner is removed via a magnetic brush. Forming a thin layer on the toner carrier, applying a bias between the toner carrier and / or the two-component developer carrier and the electrostatic latent image carrier to cause the toner to fly to the latent image and developing; An image forming method using a developing device that collects toner on the toner carrier after development on the two-component developer carrier, using a detecting means for detecting the toner amount on the toner carrier after development. And a recovery bias voltage is applied to the two-component developer carrier and the toner carrier based on the detection result to recover the toner on the toner carrier to the two-component developer carrier. An image forming method.
(2) A toner adhesion level is determined according to the toner amount detected by the detection means, and when the toner adhesion level is not more than a predetermined value, printing is continued and the toner adhesion level exceeds a predetermined value. The image forming method according to (1), wherein printing is interrupted and a recovery bias voltage is applied to the two-component developer carrier and the toner carrier.
(3) The toner adhesion level is determined based on a detection result obtained by detecting the surface of the toner carrier after the toner on the toner carrier is collected on the two-component developer carrier using the detection unit. The image forming method according to (2), wherein the image forming method is determined.
(4) After the toner on the toner carrier is collected on the two-component developer carrier, the toner carrier is cooled by cooling means when at least the ambient temperature in the vicinity of the toner carrier is equal to or higher than a predetermined temperature. The image forming method according to (2) or (3), wherein:

本発明によれば、現像後のトナー担持体上の付着トナーを検知して前記付着トナーの付着レベルを判定し、所定の付着レベルを超えた場合、印字ジョブを中断し、２成分現像剤担持体と前記トナー担持体に回収バイアス電圧を印加して前記トナー担持体上の付着トナーを前記２成分現像剤担持体に回収するので、前記付着トナーを効率的に剥がすことができる。その結果、連続印字においても前記トナー担持体上でのトナーの付着が低減し画像濃度を良好に保つことができる。 According to the present invention, the adhesion toner on the toner carrier after development is detected to determine the adhesion level of the adhesion toner. When the predetermined adhesion level is exceeded, the print job is interrupted and the two-component developer is carried. Since the recovery bias voltage is applied to the body and the toner carrier to collect the toner adhering on the toner carrier to the two-component developer carrier, the adhering toner can be efficiently peeled off. As a result, even during continuous printing, toner adhesion on the toner carrier is reduced, and the image density can be kept good.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

＜画像形成装置＞
本発明に係る画像形成装置としては、図１に示すように、静電潜像担持体３（以下、感光体３という。）と、感光体３の表面を帯電させる帯電手段８と、感光体３の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段１６と、静電潜像にトナー５を付着させて静電潜像をトナー像として現像する現像手段１８と、トナー像を感光体３から中間転写体２０上を移動する被転写体（図示せず）へ転写する転写手段２２と、感光体３の表面をクリーニングするクリーニング手段２４とを具備する画像形成装置が挙げられる。 <Image forming apparatus>
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus according to the present invention includes an electrostatic latent image carrier 3 (hereinafter referred to as a photoreceptor 3), a charging unit 8 for charging the surface of the photoreceptor 3, and a photoreceptor. Exposure means 16 for exposing the surface 3 to form an electrostatic latent image, developing means 18 for developing the electrostatic latent image as a toner image by attaching the toner 5 to the electrostatic latent image, and the toner image on the photosensitive member. 3 is an image forming apparatus including transfer means 22 for transferring from 3 to a transfer target (not shown) moving on the intermediate transfer body 20 and cleaning means 24 for cleaning the surface of the photoreceptor 3.

前記画像形成装置による画像形成は以下のようにして行われる。即ち、前記感光体３の表面が帯電手段８により均一に帯電され、この帯電された表面を露光手段１６により露光して静電潜像が形成される。得られた静電潜像は現像手段１８からトナー５を付着させることによりトナー像として現像される。このトナー像は一次転写手段としての一次転写ローラ２２によって、中間転写体（中間転写ベルト）２０上に感光体３から転写される。そして、複数色のトナー像を中間転写体２０上に重ねて転写した後、二次転写手段としての二次転写ローラ２５により、給紙カセット２７から二次転写位置に搬送された被転写体にトナー像を転写する。この被転写体は定着手段としての定着ローラ２６に搬送されて、ここでトナー像が被転写体上に定着された後、例えば、排紙トレー（不図示）に排紙される。転写後に感光体３表面に残った未現像のトナーはクリーニング手段２４により除去される。 Image formation by the image forming apparatus is performed as follows. That is, the surface of the photosensitive member 3 is uniformly charged by the charging unit 8, and the charged surface is exposed by the exposure unit 16 to form an electrostatic latent image. The obtained electrostatic latent image is developed as a toner image by attaching the toner 5 from the developing means 18. This toner image is transferred from the photoreceptor 3 onto an intermediate transfer member (intermediate transfer belt) 20 by a primary transfer roller 22 as a primary transfer unit. After the toner images of a plurality of colors are transferred onto the intermediate transfer body 20 in an overlapping manner, the secondary transfer roller 25 as a secondary transfer unit transfers the toner image to the transfer target conveyed from the paper feed cassette 27 to the secondary transfer position. Transfer the toner image. The transferred body is conveyed to a fixing roller 26 as a fixing unit, and after the toner image is fixed on the transferred body, it is discharged to, for example, a discharge tray (not shown). Undeveloped toner remaining on the surface of the photoreceptor 3 after the transfer is removed by the cleaning means 24.

感光体３としては、正・負帯電用の特性をもった感光体３が挙げられるが、トナーの極性や帯電器から発生するオゾンの低減等の理由から好ましくは正帯電感光体が挙げられる。また、表面がセレン、アモルファスシリコン等の無機感光体、あるいは導電性基体上に電荷発生剤、電荷輸送剤、結着樹脂等を含有する単層または積層の感光層が形成された有機感光体等が挙げられるが、表面にアモルファスシリコン結晶体を有する硬質な特性を持つ感光体３を選ぶことが好ましく、これにより耐久性に優れた商品設計に対応することができる。
帯電手段８としては、スコロトロン方式、帯電ローラ、帯電ブラシ等が挙げられる。また露光手段１６は、露光光としてＬＥＤまたは半導体レーザー等が挙げられる。転写手段２２は転写ローラ等、クリーニング手段２４としてはブレード等、いずれも公知のものを用いることができる。 Examples of the photosensitive member 3 include a photosensitive member 3 having positive and negative charging characteristics, and a positively charged photosensitive member is preferable for reasons such as toner polarity and reduction of ozone generated from the charger. In addition, an inorganic photoreceptor such as selenium or amorphous silicon, or an organic photoreceptor in which a single or multilayer photosensitive layer containing a charge generator, a charge transport agent, a binder resin, etc. is formed on a conductive substrate, etc. However, it is preferable to select the photosensitive member 3 having a hard characteristic having an amorphous silicon crystal on the surface, and thereby, it is possible to cope with a product design having excellent durability.
Examples of the charging unit 8 include a scorotron system, a charging roller, and a charging brush. The exposure means 16 includes an LED or a semiconductor laser as exposure light. The transfer means 22 may be a transfer roller or the like, and the cleaning means 24 may be a known blade such as a blade.

現像手段１８は、図１、図２に示すように、内部に複数の固定磁石が配設されて該固定磁石の周囲を回転可能としたスリーブ状の現像剤担持体１（以下、磁気ローラ１という。）と、磁気ローラ１上に形成される磁気ブラシ６によってトナー薄層９を形成されるトナー担持体２（以下、現像ローラ２という。）と、磁気ローラ１へ交流（ＡＣ）バイアスを印加する電源１１ａと、現像ローラ２へ交流（ＡＣ）バイアスを印加する電源１２ａと、磁気ローラ１へ直流（ＤＣ）バイアスを印加する電源１１ｂと、現像ローラ２へ直流（ＤＣ）バイアスを印加する電源１２ｂと、磁気ローラ１上に形成された磁気ブラシ６の高さを一定に保つための規制ブレード７と、トナー５が収納されたトナーコンテナ３８と、トナーコンテナ３８から供給されたトナー５を、キャリア４とともに撹拌し帯電させる撹拌ミキサー４０と、仕切板４２を通って撹拌ミキサー４０から供給された２成分現像剤を撹拌しながら磁気ローラ１へ供給するパドルミキサー４４と、磁気ローラ１、現像ローラ２、撹拌ミキサー４０およびパドルミキサー４４が収納された枠体４６とを具備するものである。 As shown in FIGS. 1 and 2, the developing means 18 includes a sleeve-like developer carrier 1 (hereinafter referred to as a magnetic roller 1) in which a plurality of fixed magnets are disposed so as to be rotatable around the fixed magnets. A toner carrier 2 (hereinafter referred to as a developing roller 2) on which a thin toner layer 9 is formed by a magnetic brush 6 formed on the magnetic roller 1, and an alternating current (AC) bias applied to the magnetic roller 1. A power source 11a to be applied, a power source 12a to apply an alternating current (AC) bias to the developing roller 2, a power source 11b to apply a direct current (DC) bias to the magnetic roller 1, and a direct current (DC) bias to the developing roller 2 A power supply 12b, a regulating blade 7 for keeping the height of the magnetic brush 6 formed on the magnetic roller 1 constant, a toner container 38 in which toner 5 is stored, and a toner container 38 are supplied from the toner container 38. A stirring mixer 40 that stirs and charges the toner 5 together with the carrier 4, a paddle mixer 44 that supplies the two-component developer supplied from the stirring mixer 40 through the partition plate 42 to the magnetic roller 1 while stirring, and a magnetic roller 1, a developing roller 2, a stirring mixer 40, and a frame body 46 in which a paddle mixer 44 is housed.

本発明に係る画像形成装置は、図３に示すように、４つの感光体３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄが中間転写体２０上に配列されたタンデム式（間接転写タンデム方式）のカラー画像形成装置に好適に用いることができる。そこでは、上記した現像手段１８を用いて、マゼンタ、シアン、イエローおよびブラックの各トナーをそれぞれ収容した現像装置１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄにより前記感光体３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ上の静電潜像が可視像化されトナー像がそれぞれ形成される。そして中間転写体２０の表面に、前記感光体３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ上に可視像化されたトナー像が、上流側の感光体３Ａから順に転写される。この中間転写体２０上に転写されたフルカラー画像は、給紙カセット２７から搬送されてきた被転写体に二次転写ローラ２５により転写され、次いで定着ローラ２６で定着された後、この被転写体が排出される。 As shown in FIG. 3, the image forming apparatus according to the present invention is a tandem type (indirect transfer tandem type) color image forming apparatus in which four photoconductors 3A, 3B, 3C, and 3D are arranged on an intermediate transfer body 20. Can be suitably used. In this case, using the developing means 18 described above, the developing devices 18A, 18B, 18C, and 18D respectively containing magenta, cyan, yellow, and black toners electrostatically charge the photosensitive members 3A, 3B, 3C, and 3D. The latent image is visualized and a toner image is formed. The toner images visualized on the photoreceptors 3A, 3B, 3C, 3D are sequentially transferred onto the surface of the intermediate transfer member 20 from the upstream photoreceptor 3A. The full-color image transferred onto the intermediate transfer member 20 is transferred by a secondary transfer roller 25 to a transfer member conveyed from a paper feed cassette 27 and then fixed by a fixing roller 26, and then the transfer member. Is discharged.

＜現像方法＞
図２に本発明にかかる現像装置の一例を模式的に示す。以下に、現像方法について説明する。
図２に示すように、現像ローラ２には直流電圧（ＤＣ）１２ｂに交流電圧（ＡＣ）１２ａを重畳させた現像バイアス電圧１２が印加され、磁気ローラ１には直流電圧（ＤＣ）１１ｂに交流電圧（ＡＣ）１１ａを重畳させた現像バイアス電圧１１が印加される。そして、磁気ローラ１上には磁気ローラ１に内包されている固定マグネットで磁気的に拘束されているキャリア４とその表面と帯電保持しているトナー５とからなる磁気ブラシ６が形成され、現像ローラ２へ搬送される。磁気ローラ１の表面はブラスト処理や溝加工を施したものを用いることで磁気ブラシ６の搬送をよりスムーズに行える。前記磁気ブラシ６は規制ブレード７によって層規制されて、磁気ローラ１と現像ローラ２との間の電位差によって、搬送された磁気ブラシ６のトナー５が現像ローラ２に移動しトナー層９を形成する。そして、現像ローラ２上のトナー層９によって感光体３上の静電潜像が現像される。 <Development method>
FIG. 2 schematically shows an example of the developing device according to the present invention. The developing method will be described below.
As shown in FIG. 2, a developing bias voltage 12 in which an alternating voltage (AC) 12a is superimposed on a direct current voltage (DC) 12b is applied to the developing roller 2, and an alternating current to a direct current voltage (DC) 11b is applied to the magnetic roller 1. A developing bias voltage 11 on which a voltage (AC) 11a is superimposed is applied. On the magnetic roller 1, a magnetic brush 6 is formed which includes a carrier 4 magnetically constrained by a fixed magnet included in the magnetic roller 1, and a toner 5 which is charged and held on the surface thereof. It is conveyed to the roller 2. The surface of the magnetic roller 1 can be conveyed more smoothly by using a blasted or grooved surface. The magnetic brush 6 is layer-regulated by a regulating blade 7, and the toner 5 of the conveyed magnetic brush 6 moves to the developing roller 2 due to a potential difference between the magnetic roller 1 and the developing roller 2 to form a toner layer 9. . Then, the electrostatic latent image on the photoreceptor 3 is developed by the toner layer 9 on the developing roller 2.

現像が行われた後、現像ローラ２上の残トナー（未現像トナー）は現像ローラ２の交流バイアス１２ａを印加したまま、磁気ローラ１の直流電圧（ＤＣ）１１ｂを変化させることにより現像ローラ２と磁気ローラ１間に回収バイアス電圧を印加し、磁気ブラシ６を介して回収される。あるいは残トナーを有する現像ローラ２が磁気ブラシ６を有する磁気ローラ１と最接近し、この対向位置で磁気ブラシ６による機械的な力によって、現像ローラ２上の残トナーを掻き取り、回収してもよい。 After development, the remaining toner (undeveloped toner) on the developing roller 2 is changed by changing the DC voltage (DC) 11b of the magnetic roller 1 while the AC bias 12a of the developing roller 2 is applied. And a recovery bias voltage is applied between the magnetic roller 1 and the magnetic roller 1 to recover the magnetic bias. Alternatively, the developing roller 2 having the residual toner comes closest to the magnetic roller 1 having the magnetic brush 6, and the residual toner on the developing roller 2 is scraped and collected by the mechanical force of the magnetic brush 6 at this facing position. Also good.

トナー５は粉砕法または重合法のいずれの方法で作られたものでもよく、結着樹脂としてはポリエステル樹脂、スチレン−アクリル樹脂等を挙げることができる。また前記トナー５は正帯電を用いるのが好ましく、その帯電量は１０〜２０μＣ／ｇ程度が好ましい。これよりも低い帯電量では、磁気ブラシ６からトナー５が舞って周辺を汚してしまい、またこれ以上よりも高いと現像ローラとの鏡像力が強くなり現像されにくくなる。 The toner 5 may be made by either a pulverization method or a polymerization method, and examples of the binder resin include polyester resins and styrene-acrylic resins. The toner 5 is preferably positively charged, and the charge amount is preferably about 10 to 20 μC / g. When the charging amount is lower than this, the toner 5 is moved from the magnetic brush 6 to stain the periphery, and when the charging amount is higher than this, the mirror image force with the developing roller becomes strong and development is difficult.

キャリア４は、公知のものを用いることができ、例えばフェライトのコアを用いて表面に樹脂のコーティングを施したものを用いるのがよい。該コーティング樹脂としては例えば正帯電用にはフッ素系樹脂を、負帯電用にはシリコン系樹脂を挙げることができる。さらに前記樹脂に導電性の添加剤等を添加しての抵抗の調整、あるいは帯電制御剤の添加による電荷制御をすることも可能である。キャリア４の粒径は３０〜９０μｍ、好ましくは３０〜６０μｍのものを用いるのがよい。これよりも小さいと現像剤の流動性が悪くなり、トナー５との攪拌混合時に均一分散が困難になり、またこれ以上に大きいと薄層形成が不均一になる。さらにキャリア４の飽和磁化は４０〜９０ｅｍｕ／ｇのものが好ましい。飽和磁化が４０ｅｍｕ／ｇより低いと顕著にキャリア４飛びが悪くなり、９０ｅｍｕ／ｇより高いと磁気ブラシ６が強くなり均一な薄層形成ができなくなる。
前記トナー５と前記キャリア４の混合比はキャリア４の粒径に応じて適正化する必要があるが、好ましくはトナー５の割合が４〜１２％であるのがよい。 As the carrier 4, a known one can be used. For example, a carrier whose surface is coated with a resin using a ferrite core is preferably used. Examples of the coating resin include a fluorine-based resin for positive charging and a silicon-based resin for negative charging. Furthermore, it is possible to adjust the resistance by adding a conductive additive or the like to the resin, or to control the charge by adding a charge control agent. The carrier 4 has a particle size of 30 to 90 μm, preferably 30 to 60 μm. If it is smaller than this range, the fluidity of the developer is deteriorated, and uniform dispersion becomes difficult during stirring and mixing with the toner 5, and if it is larger than this, the formation of a thin layer becomes non-uniform. Further, the saturation magnetization of the carrier 4 is preferably 40 to 90 emu / g. When the saturation magnetization is lower than 40 emu / g, the carrier 4 jumps remarkably, and when it is higher than 90 emu / g, the magnetic brush 6 becomes stronger and a uniform thin layer cannot be formed.
The mixing ratio of the toner 5 and the carrier 4 needs to be optimized according to the particle size of the carrier 4, but the ratio of the toner 5 is preferably 4 to 12%.

磁気ローラ１と現像ローラ２のギャップは０．２〜０．６ｍｍであるのが好ましい。ギャップは薄層形成を瞬時に行うために最も効果的な因子である。その幅が広いとその効率が低下し、現像ゴースト等の問題が生じる。また狭いとブレードギャップを通過する磁気ブラシ６がギャップを通過できずにトナー薄層９を乱してしまう等の問題が生じる。 The gap between the magnetic roller 1 and the developing roller 2 is preferably 0.2 to 0.6 mm. The gap is the most effective factor for instantly forming a thin layer. If the width is wide, the efficiency is lowered, and problems such as development ghosts occur. On the other hand, if it is narrow, the magnetic brush 6 that passes through the blade gap cannot pass through the gap and the toner thin layer 9 is disturbed.

現像ローラ２のスリーブの材質は安価なアルミニウムを用いて、外径精度を切削・研磨等で所望の値に仕上げることが可能である。また、耐磨耗性を考慮してＳＵＳ（ステンレススチール）等の金属を用いることができる。表面は粗くしないことが好ましい。トナー５の付着を防止するのにウレタン・シリコン等のコーティングを施すことも可能である。また、高圧印加による放電等の防止に絶縁処理としてアルマイト処理を施す方法があり、好ましくは１０〜３０μｍ程度の膜厚にすることでその効果が得られる。 The sleeve material of the developing roller 2 is made of inexpensive aluminum, and the outer diameter accuracy can be finished to a desired value by cutting or polishing. In consideration of wear resistance, metals such as SUS (stainless steel) can be used. The surface is preferably not roughened. In order to prevent the toner 5 from adhering, a coating of urethane, silicon, or the like can be applied. In addition, there is a method in which an alumite treatment is performed as an insulation treatment to prevent discharge or the like due to application of a high voltage, and the effect is preferably obtained by setting the film thickness to about 10 to 30 μm.

現像バイアス条件は、磁気ローラ１に＋３００〜５００Ｖを、現像ローラ２に＋１００Ｖを印加するのがよい。薄層形成の電位差としては、２００〜４００Ｖが適正でトナー５の帯電量とのバランスで調整すればよい。フィードバック制御等を用いることで、トナー薄層９の層厚をある程度一定にすることが可能である。
交流条件は、磁気ローラ１にＶ_P-P（ピーク交流バイアス）＝３００〜５００Ｖ、周波数＝２〜４ｋＨｚ、ＤＵＴＹ比＝６０〜８０％を、現像ローラ２にはＶ_P-P＝１．０〜２．０ｋＶ、周波数＝２〜４ｋＨｚ、ＤＵＴＹ比＝２０〜４０％が好ましい。Ｖ_P-Pを高めると薄層形成がより瞬時に行われるが、反面リーク耐性が弱くなりノイズの発生原因になる。これらの点については、磁気ローラ１や現像ローラ２の表面にアルマイト処理等で絶縁性を高めることはマージンが広がるので好ましい。周波数については、トナー５の帯電量で調整すればよい。現像ローラ２のＤＵＴＹ比は、４０％よりも低くすることにより、薄層形成をしながら短時間に高い電位差でトナー５を磁気ブラシ６に回収する作用をもたらし、現像ローラ２へのトナー５の固着防止抑制の効果がある。
次に、現像ローラ２へトナー薄層９を形成した後、感光体３に現像する。感光体３の表面に帯電器８で＋３５０〜５００Ｖに帯電したところに、露光手段１６を用いて静電潜像を形成する。ＯＰＣ感光体を用いると、全露光で＋７０〜１２０Ｖが得られ、アモルファスシリコン感光体で１０〜５０Ｖの露光後電位となった。露光には、半導体レーザーおよびＬＥＤのどちらも用いることができる。 As for the developing bias condition, it is preferable to apply +300 to 500 V to the magnetic roller 1 and +100 V to the developing roller 2. The potential difference for forming the thin layer is appropriately 200 to 400 V, and may be adjusted according to the balance with the charge amount of the toner 5. By using feedback control or the like, the layer thickness of the toner thin layer 9 can be made constant to some extent.
AC conditions, V _PP (peak AC bias) to the magnetic roller 1 = 300~500V, frequency = 2~4kHz, DUTY ratio of 60~80%, V _PP = 1.0~2.0kV the developing roller 2 , Frequency = 2 to 4 kHz and DUTY ratio = 20 to 40% are preferable. When V _PP is increased, a thin layer is formed more instantaneously, but on the other hand, leakage resistance is weakened and noise is generated. With respect to these points, it is preferable to increase the insulation by anodizing the surface of the magnetic roller 1 or the developing roller 2 because the margin is widened. The frequency may be adjusted by the charge amount of the toner 5. By making the DUTY ratio of the developing roller 2 lower than 40%, the toner 5 is collected in the magnetic brush 6 with a high potential difference in a short time while forming a thin layer, and the toner 5 to the developing roller 2 is recovered. There is an effect of suppressing sticking prevention.
Next, the toner thin layer 9 is formed on the developing roller 2 and then developed on the photoreceptor 3. When the surface of the photoreceptor 3 is charged to +350 to 500 V by the charger 8, an electrostatic latent image is formed using the exposure unit 16. When the OPC photoconductor was used, +70 to 120 V was obtained in the entire exposure, and the post-exposure potential of 10 to 50 V was obtained with the amorphous silicon photoconductor. For the exposure, either a semiconductor laser or an LED can be used.

以上は、作像時の適正な設定およびバイアス条件であるが、これを長期にわたって続けると次第に現像ローラ２へトナー５が固着してくる問題が生じる。これらを防止するには、ブレードやローラなどを現像ローラ２に接触させる方法により防止することができる。この場合、トナー薄層９を剥ぎ取る際にメカニカルなストレスがトナー５に与えられ、現像ローラ２にも同様に圧力がかかる。従って、耐久性を要求されるシステムには向かないといってよい。
一方、強固な付着とはいえ、剥ぎ取り作用をかけ続ければ大半は、その付着したトナー５を現像ローラ２から除去できることがわかっており、付着除去の時間を設ければ対処可能であるといえる。もしくは、現像ローラ２を冷却させれば、低融点成分の溶融による固着を低減でき、連続印字に問題なく使えるようになる。つまり、現像ローラ２にトナー５が付着しているか、いないかがわかれば、画像濃度低下の原因を断定できその対応をプリンタ単独で自動で行えることができる。
また、トナー５の付着はその有無だけでなく、画像濃度に問題のないトナー付着レベルとこのまま放置すると強固な付着が発生するといったトナー付着レベルに分けられる。このレベル差を検知すれば印字ジョブを続行するか、印字ジョブを中断して剥ぎ取り時間を設けるか、冷却時間を設けるかの判断をすることができる。なお、トナー付着レベルは使用するトナーの物性や現像ローラのスリーブの材質等、使用する画像形成装置により異なるので、個々の画像形成装置毎に定めるのが好ましい。 The above is the proper setting and bias conditions at the time of image formation. However, if this is continued for a long period of time, there is a problem that the toner 5 is gradually fixed to the developing roller 2. These can be prevented by a method in which a blade, a roller or the like is brought into contact with the developing roller 2. In this case, mechanical stress is applied to the toner 5 when the toner thin layer 9 is peeled off, and pressure is similarly applied to the developing roller 2. Therefore, it can be said that it is not suitable for a system that requires durability.
On the other hand, it is known that most of the adhered toner 5 can be removed from the developing roller 2 if the peeling action is continued even though it is a strong adhesion, and can be dealt with by providing a time for removing the adhesion. . Alternatively, if the developing roller 2 is cooled, sticking due to melting of the low melting point component can be reduced, and continuous printing can be used without any problem. That is, if the toner 5 is attached to the developing roller 2 or not, it is possible to determine the cause of the decrease in the image density and to automatically deal with the cause by the printer alone.
Further, the adhesion of the toner 5 is classified not only by the presence / absence of the toner, but also by a toner adhesion level at which there is no problem in image density and a toner adhesion level in which strong adhesion occurs if left as it is. If this level difference is detected, it can be determined whether to continue the print job, interrupt the print job to provide a stripping time, or provide a cooling time. The toner adhesion level varies depending on the image forming apparatus to be used, such as the physical properties of the toner to be used and the material of the sleeve of the developing roller, and is preferably determined for each image forming apparatus.

＜検知器＞
前記現像ローラ２上の付着トナーを検知するための検知手段１４としての発光受光センサーは、感光体３と現像ローラ２の最近接位置から前記現像ローラ２の回転方向下流側または上流側で現像ローラ２上の対向する位置に備える。
前記発光受光センサーとしては、例えば反射型濃度センサーを用いることができる。図５に該反射型濃度センサーの概略図を示す。反射型濃度センサーは、発光素子として近赤外光のＬＥＤ、受光素子としてフォトダイオードを用いて、現像ローラ２上のトナーから得られる正反射光と乱反射光から濃度を検出するものである。その方法について以下に述べる。 <Detector>
A light emitting / receiving sensor as detection means 14 for detecting toner adhering to the developing roller 2 is a developing roller on the downstream side or upstream side in the rotation direction of the developing roller 2 from the closest position of the photoreceptor 3 and the developing roller 2. 2 are provided at opposite positions.
As the light emitting / receiving sensor, for example, a reflection type density sensor can be used. FIG. 5 shows a schematic diagram of the reflective density sensor. The reflection type density sensor uses a near-infrared LED as a light emitting element and a photodiode as a light receiving element, and detects the density from regular reflection light and irregular reflection light obtained from toner on the developing roller 2. The method will be described below.

反射型濃度センサーは、発光部としてのＬＥＤと、受光部としてのＰＤ（ＰｈｏｔｏＤｅｔｅｃｔｏｒ）１、２、３と、ＢＳ（ＢｅａｍＳｐｌｉｔｅｒ）１、２とで構成される。ＬＥＤによる照射光は、ＢＳ１により、入射面に対して垂直方向に振動する成分（ｓ波光）、入射面に対して平行方向に振動する成分（ｐ波光）と、に分離される。ｓ波光はＬＥＤ付近のＰＤ１に、ｐ波光はトナー面に照射される。感光体３や中間転写体２０等の非画像域、本実施例では現像ローラ２上のトナー濃度を検知する際の下地となる面に入射したｐ波光は、ほぼ正反射して正反射光をｐ波としてＢＳ２を通過してＰＤ２に入射する。トナー面に照射されたｐ波光は乱反射して、一部がｓ波になり、ｐ波とｓ波に分かれる。
ＢＳ２を通過してｐ波はＰＤ２に入射し正反射光として、ｓ波はＰＤ３に入射し、乱反射光としてそれぞれ検出される。よって、ＰＤ２は、正反射光量検知手段、ＰＤ３は乱反射光量検知手段として機能する。実際にはＰＤ２にも乱反射成分が入射しているものと考えられる。そのため、ＰＤ２によるｐ波の出力から、ＰＤ３によるｓ波の出力にある補正係数を乗じたものを引くことにより、即ち、下記式（１）より真の正反射出力が得られる。補正係数としては、所定の固定値であることが多い。

このようにして検出したセンサ出力を予め設定されたトナー濃度とセンサ出力の関係からトナー濃度として検知する。 The reflection type density sensor includes an LED as a light emitting unit, PDs (Photo Detectors) 1, 2 and 3 as light receiving units, and BS (Beam Splitter) 1 and 2. The light emitted from the LED is separated by the BS 1 into a component that vibrates in a direction perpendicular to the incident surface (s-wave light) and a component that vibrates in a direction parallel to the incident surface (p-wave light). The s-wave light is applied to the PD1 near the LED, and the p-wave light is applied to the toner surface. The p-wave light incident on a non-image area such as the photosensitive member 3 or the intermediate transfer member 20, in this embodiment, the surface that becomes the ground when detecting the toner density on the developing roller 2, is substantially specularly reflected and becomes specular reflected light. It passes through BS2 as a p-wave and enters PD2. The p-wave light applied to the toner surface is irregularly reflected, and part of it becomes an s-wave, which is divided into a p-wave and an s-wave.
Passing through BS2, the p-wave enters PD2 as regular reflected light, and the s-wave enters PD3 and is detected as irregularly reflected light. Therefore, PD2 functions as a regular reflection light amount detection unit, and PD3 functions as a diffuse reflection light amount detection unit. Actually, it is considered that the irregular reflection component is also incident on PD2. Therefore, a true regular reflection output can be obtained by subtracting the product of the s-wave output from PD3 multiplied by the correction coefficient from the p-wave output from PD2, that is, the following equation (1). The correction coefficient is often a predetermined fixed value.

The sensor output thus detected is detected as the toner concentration from the relationship between the preset toner concentration and the sensor output.

なお、前記発光受光センサーは現像ローラ２の表面にトナー５が無いもしくは薄っすら存在する状態の時に、発光した光が現像ローラ２表面のアルミニウムに反射して戻ってきた光を受光できる距離と光量に設定する必要がある。例えば受光できる距離は３〜１０ｍｍであるのがよい。発光部と受光部はトナー５の舞いによって汚れてしまうと感度がずれて、正確な判断ができなくなるのでクリーニングできる機構を設けるか、普段はシャッターで塞がれているが測定時だけシャッターが開く機構を設けておくのが好ましい。これにより常に汚れていない状態で測定が可能となる。 The light emitting / receiving sensor has a distance at which the emitted light is reflected by the aluminum on the surface of the developing roller 2 and can be received when the toner 5 is not present or even thinly on the surface of the developing roller 2. It is necessary to set the amount of light. For example, the distance at which light can be received is preferably 3 to 10 mm. If the light-emitting part and the light-receiving part are contaminated by the behavior of the toner 5, the sensitivity will be shifted and accurate determination will not be possible, so a mechanism that can be cleaned is provided, or the shutter is normally closed by a shutter but the shutter opens only during measurement It is preferable to provide a mechanism. As a result, measurement can be performed in a state that is not always dirty.

図４に示すフローチャートを参照して、前記検知手段１４を用いて現像ローラ２上へのトナー付着を防止するための画像形成方法を説明する。図４に示すように、印字中（プリント中）の紙間に前記発光受光センサー１４により現像ローラ２上のトナー付着を検知する。即ち、紙間では現像ローラ２上の残トナー（未現像トナー）を、現像ローラ２と磁気ローラ１間に回収バイアス電圧を印加することにより剥ぎ取り磁気ローラ１に回収するが、この剥ぎ取った部分のトナー付着量を発光受光センサー１４により検知する。そして検知したトナー量に対応したトナー付着レベルが所定値を超える場合（つまり、受光レベルが所定値未満の値が検知された場合）、トナー５が現像ローラ２上に存在すると判断して印字ジョブ中であれば印字ジョブを一旦中断する。そして現像ローラ２と磁気ローラ１のバイアスを逆転させて、現像ローラ２上のトナー５を現像ローラ２を回転させながら一定時間磁気ローラ１に回収する。付着トナーが回収できたかどうかは、受光センサーのレベルを検知しながら判断し、回収できたと判断されたとき、即ちトナー付着レベルが所定値以下となった場合（受光レベルが所定値以上のとき）に回転・バイアス印加を停止する。このとき印字ジョブが残っていれば、続けて印刷を開始するルーチンに入る。この際プリンタの内部温度を測るサーミスタにより雰囲気温度を測定し、所定の温度より高ければ、例えば冷却ファンを高速回転するか、もしくは予備のファンを始動させる等の処置を行い、所定以下の温度になった後、プリントを開始させるのが好ましい。冷却ファンはプリンター内部を冷却できるならば、配設する位置は特に限定されないが、現像装置部分にダクトを設けて配設するのが良い。 With reference to the flowchart shown in FIG. 4, an image forming method for preventing toner adhesion on the developing roller 2 using the detection unit 14 will be described. As shown in FIG. 4, toner adhesion on the developing roller 2 is detected by the light emitting / receiving sensor 14 between papers during printing (during printing). In other words, the residual toner (undeveloped toner) on the developing roller 2 is peeled off between the paper by applying a recovery bias voltage between the developing roller 2 and the magnetic roller 1 and recovered to the magnetic roller 1. The amount of toner adhering to the portion is detected by the light emitting / receiving sensor 14. When the toner adhesion level corresponding to the detected toner amount exceeds a predetermined value (that is, when a light receiving level is detected to be less than the predetermined value), it is determined that the toner 5 is present on the developing roller 2 and the print job. If it is medium, the print job is temporarily interrupted. Then, the biases of the developing roller 2 and the magnetic roller 1 are reversed, and the toner 5 on the developing roller 2 is collected on the magnetic roller 1 for a predetermined time while the developing roller 2 is rotated. Whether or not the adhered toner has been collected is determined while detecting the level of the light receiving sensor, and when it is determined that the toner has been collected, that is, when the toner adhesion level becomes a predetermined value or less (when the light reception level is a predetermined value or more). Stop rotation and bias application. If a print job remains at this time, a routine for starting printing is entered. At this time, the ambient temperature is measured by a thermistor that measures the internal temperature of the printer. If the temperature is higher than the predetermined temperature, for example, the cooling fan is rotated at a high speed or a spare fan is started to reduce the temperature to a predetermined temperature or lower. It is preferable to start printing after it has become. As long as the cooling fan can cool the inside of the printer, the position of the cooling fan is not particularly limited, but it is preferable to provide a duct in the developing device portion.

前記トナー５を回収するためのバイアスとしては、例えば磁気ローラ１に０Ｖを、現像ローラ２に＋１００Ｖを印加して、１００Ｖの電位差で現像ローラ２上のトナー５を磁気ブラシ６を介して回収することができる。電位差を強くすると回収力は増加するが、逆にマイナスに帯電したキャリア４が現像ローラ２側へ転移してしまう問題が生じる。電位差を小さくするとトナー５の回収が弱まり現像ローラ２にトナー５が付着しやすくなる。これは、キャリア４の粒径が小さくなるにつれて顕著である。
交流条件としては、Ｖ_P-P、ＤＵＴＹ比は前記作像時と同じであるのがよい。周波数については、回収時は作像時より高めることでキャリア４の現像ローラ２への転移を弱める効果がある。値としては５〜１０ｋＨｚが好ましく、キャリア４の粒径により設定するのが好ましい。 As the bias for collecting the toner 5, for example, 0V is applied to the magnetic roller 1 and + 100V is applied to the developing roller 2, and the toner 5 on the developing roller 2 is collected via the magnetic brush 6 with a potential difference of 100V. be able to. When the potential difference is increased, the collecting power increases, but conversely, the negatively charged carrier 4 is transferred to the developing roller 2 side. When the potential difference is reduced, the recovery of the toner 5 is weakened and the toner 5 is likely to adhere to the developing roller 2. This is more remarkable as the particle size of the carrier 4 becomes smaller.
As an AC condition, it is preferable that the V _PP and the DUTY ratio are the same as those at the time of image formation. By increasing the frequency during collection than during image formation, there is an effect of weakening the transfer of the carrier 4 to the developing roller 2. The value is preferably 5 to 10 kHz, and is preferably set according to the particle size of the carrier 4.

以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited only to a following example.

以下に示す仕様により、図１に示す本発明に係る画像形成装置を作製した。感光体３、現像ローラ２、磁気ローラ１の各スリーブの寸法は、下記の通りである。
感光体３：外径３０ｍｍ
現像ローラ２：外径１６ｍｍ
磁気ローラ１：外径１６ｍｍ
感光体３ドラムにはアモルファスシリコンを使用し、各ローラのスリーブには、それぞれアルミニウムを使用した
また、各ドラムの線速は下記の通りである。
感光体３：８４ｍｍ／ｓｅｃ
現像ローラ２：１２６ｍｍ／ｓｅｃ
磁気ローラ１：１８９ｍｍ／ｓｅｃ
また、付着トナー量の検知手段１４としては、オムロン、ニチコン、スタンレー社製等の濃度センサーがあるが本実施例ではスタンレー社製濃度センサーを用いた。該濃度センサーは感光体３と現像ローラ２の最近接位置から前記現像ローラ２の回転方向下流側で前記現像ローラ２から６ｍｍの距離に設置した。
雰囲気温度を測定するサーミスタは現像ローラ近傍に設置した。 The image forming apparatus according to the present invention shown in FIG. 1 was manufactured according to the following specifications. The dimensions of the sleeves of the photosensitive member 3, the developing roller 2, and the magnetic roller 1 are as follows.
Photoconductor 3: outer diameter 30 mm
Developing roller 2: outer diameter 16 mm
Magnetic roller 1: outer diameter 16mm
Amorphous silicon is used for the photosensitive drum 3 and aluminum is used for the sleeve of each roller. The linear speed of each drum is as follows.
Photoconductor 3: 84 mm / sec
Developing roller 2: 126 mm / sec
Magnetic roller 1: 189mm / sec
In addition, as the adhering toner amount detection means 14, there are density sensors such as those manufactured by OMRON, Nichicon, and Stanley. In this embodiment, a density sensor manufactured by Stanley was used. The density sensor was installed at a distance of 6 mm from the developing roller 2 on the downstream side in the rotation direction of the developing roller 2 from the closest position of the photoreceptor 3 and the developing roller 2.
A thermistor for measuring the ambient temperature was installed near the developing roller.

上記で作製した画像形成装置を用いた画像形成時の条件を下記に示した。
感光体表面電位：＋３１０Ｖ
現像剤中のトナーのＱ／ｍ：２０μＣ／ｇ
トナー粒径（体積平均粒子径）：６．５μｍ
キャリア粒径（重量平均粒子径）：４５μｍ
磁気ローラと現像ローラ間距離：３５０μｍ
現像ローラ印加電圧：直流電圧＝１００Ｖ、Ｖ_P-P＝１．６ｋＶ，周波数ｆ＝２．７ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ比＝３０％
磁気ローラ印加電圧：直流電圧＝３００Ｖ、現像ローラと同周期で逆位相のＶ_P-P＝３００Ｖ，周波数ｆ＝２．７ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ比＝７０％
印刷速度：Ａ４縦（２９７ｍｍ）１４枚／分
＜付着トナー回収時＞
現像ローラ印加電圧：直流電圧＝１００Ｖ、Ｖ_P-P＝１．６ｋＶ，周波数ｆ＝２．７ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ比＝３０％
磁気ローラ印加電圧：直流電圧＝０Ｖ、現像ローラと同周期で逆位相のＶ_P-P＝３００Ｖ，周波数ｆ＝２．７ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ比＝７０％
冷却ファン作動温度＝４５℃以上 The conditions at the time of image formation using the image forming apparatus produced above are shown below.
Photoconductor surface potential: + 310V
Q / m of toner in developer: 20 μC / g
Toner particle size (volume average particle size): 6.5 μm
Carrier particle size (weight average particle size): 45 μm
Distance between magnetic roller and developing roller: 350 μm
Developing roller applied voltage: DC voltage = 100 V, V _PP = 1.6 kV, frequency f = 2.7 kHz, Duty ratio = 30%
Magnetic roller applied voltage: DC voltage = 300 V, V _PP = 300 V in the same period and opposite phase as the developing roller, frequency f = 2.7 kHz, Duty ratio = 70%
Printing speed: A4 length (297 mm) 14 sheets / min <at the time of collecting adhering toner>
Developing roller applied voltage: DC voltage = 100 V, V _PP = 1.6 kV, frequency f = 2.7 kHz, Duty ratio = 30%
Magnetic roller applied voltage: DC voltage = 0 V, V _PP = 300 V in the same period and opposite phase as the developing roller, frequency f = 2.7 kHz, Duty ratio = 70%
Cooling fan operating temperature = 45 ° C or higher

上記のように、現像後の現像ローラ２上のトナー量を検知し、この検知結果に基づいて磁気ローラと現像ローラに回収バイアス電圧を印加して現像ローラ上のトナーを磁気ローラに回収する画像形成装置を用いて、前記条件により画像形成を行ったところ、連続印字においても現像ローラ上にトナーの付着が発生せず、画像濃度の低下を抑制できることがわかった。 As described above, the amount of toner on the developing roller 2 after development is detected, and based on the detection result, a recovery bias voltage is applied to the magnetic roller and the developing roller, and the toner on the developing roller is recovered to the magnetic roller. When an image was formed using the forming apparatus under the above-mentioned conditions, it was found that toner adhesion does not occur on the developing roller even during continuous printing, and a decrease in image density can be suppressed.

本発明では、上記したように連続印刷時のイメージ間でトナー薄層９を一旦磁気ブラシ６で回収するといった手法を用いている。即ち、この方法ではイメージ間でバイアスを切り替えて、現像ローラ２から磁気ローラ１へトナー５を回収することで、回収するタイミングや電位差によって回収強度を可変することができる。また、トナー５等に直接的なストレスを与えることがないので長寿命システムに適した手法といえる。 In the present invention, as described above, a technique is used in which the toner thin layer 9 is temporarily recovered by the magnetic brush 6 between images during continuous printing. That is, in this method, by switching the bias between the images and recovering the toner 5 from the developing roller 2 to the magnetic roller 1, the recovery intensity can be varied depending on the recovery timing and the potential difference. In addition, since direct stress is not applied to the toner 5 or the like, it can be said to be a method suitable for a long-life system.

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、前記の形態に限定されるものではない。例えば、前記の例では付着トナーの検出に発光受光センサーを用いた説明をしたが、検出には付着トナー量が検出できるものであればよく、例えば表面電位センサー等を用いることもできる。また前記発光受光センサーは現像ローラの幅方向に複数個所設置してもよく、この場合より精度のよい検出が可能である。その他、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the above example, the light emitting / receiving sensor is used to detect the adhered toner. However, any sensor that can detect the amount of adhered toner can be used for the detection. For example, a surface potential sensor or the like can be used. Further, a plurality of light emitting / receiving sensors may be provided in the width direction of the developing roller, and in this case, detection with higher accuracy is possible. In addition, various modifications can be made within the scope of the present invention.

本発明に係るタッチダウン現像方式の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a touch-down development type image forming apparatus according to the present invention. 図１の現像手段の一部を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows a part of developing means of FIG. 図１に示す現像手段を用いたタンデム式カラー画像形成装置の一例を示す概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a tandem color image forming apparatus using the developing unit illustrated in FIG. 1. 本発明の一実施形態における現像ローラ上へのトナー付着を防止するための画像形成方法を説明するフローチャート図である。FIG. 5 is a flowchart illustrating an image forming method for preventing toner adhesion on a developing roller according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態におけるトナー濃度検知手段のトナー濃度を検知する方法の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the method of detecting the toner concentration of the toner concentration detection means in one Embodiment of this invention.

Explanation of symbols

１２成分現像剤担持体（磁気ローラ）
２トナー担持体（現像ローラ）
３静電潜像担持体（感光体）
４キャリア
５トナー
６磁気ブラシ
７規制ブレード
８帯電器
９トナー層
１１ａ交流電源
１１ｂ直流電源
１２ａ交流電源
１２ｂ直流電源
１４トナー量検知手段 1 Two-component developer carrier (magnetic roller)
2 Toner carrier (developing roller)
3 Electrostatic latent image carrier (photoreceptor)
4 Carrier 5 Toner 6 Magnetic Brush 7 Regulating Blade 8 Charger 9 Toner Layer 11a AC Power Supply 11b DC Power Supply 12a AC Power Supply 12b DC Power Supply 14 Toner Amount Detection Means

Claims

A two-component developer composed of a carrier and toner is held on a two-component developer carrier, a bias is applied to the two-component developer carrier and the toner carrier, and the toner is carried via a magnetic brush. A thin layer is formed on the body, and a bias is applied between the toner carrier and / or the two-component developer carrier and the electrostatic latent image carrier to cause the toner to fly to the latent image and develop. An image forming method using a developing device that collects toner on the toner carrier on the two-component developer carrier,
The amount of toner on the toner carrier after development is detected using a detection means, and a recovery bias voltage is applied to the two-component developer carrier and the toner carrier based on the detection result, thereby the toner carrier. An image forming method, comprising: collecting the toner on the two-component developer carrying member.

The toner adhesion level is determined according to the amount of toner detected by the detection means. If the toner adhesion level is less than or equal to a predetermined value, printing is continued. If the toner adhesion level exceeds a predetermined value, printing is continued. 2. The image forming method according to claim 1, wherein a recovery bias voltage is applied to the two-component developer carrier and the toner carrier after being interrupted.

The toner adhesion level is determined based on a detection result obtained by detecting the surface of the toner carrier after the toner on the toner carrier is collected on the two-component developer carrier and using the detection unit. The image forming method according to claim 2.

After the toner on the toner carrier is collected on the two-component developer carrier, the toner carrier is cooled by cooling means when at least the ambient temperature in the vicinity of the toner carrier is equal to or higher than a predetermined temperature. The image forming method according to claim 2, wherein the image forming method is an image forming method.