JP2009008834A - Image forming method - Google Patents

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Hiroyuki Hamakawa
博幸 濱川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming method using an image forming apparatus equipped with a touchdown developing device, wherein high image quality is maintained and also productivity in image output is secured by controlling a toner thin layer on a toner carrier to have prescribed thickness. <P>SOLUTION: When forming the toner thin layer on the surface of the toner carrier, the thickness of the toner layer on the toner carrier is detected by a toner layer thickness detection means, and conveyance bias is changed from information on the detected thickness of the toner layer, to control the toner thin layer on the toner carrier to have the prescribed layer thickness. <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、該潜像を現像するようにした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. An image in which a developer is used, a magnetic brush is formed, a toner thin layer is formed on the developing roller by the magnetic brush, and the toner of the toner thin layer is ejected onto the electrostatic latent image to develop the latent image. It relates to a forming method.

従来、電子写真方式の画像形成装置において、乾式トナーを用いる現像方式としては、一成分現像方式および二成分現像方式が知られている。
一成分現像方式は、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、一成分現像方式は、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二成分現像方式を採用する場合が多い。
Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus, as a developing method using a dry toner, 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.

二成分現像方式を用いた画像形成方法として、二成分現像剤を担持する現像剤担持体上に形成された磁気ブラシで、トナー担持体上にトナー薄層を形成させ、トナー担持体上のトナー薄層により静電潜像担持体上の静電潜像を現像して可視化する、所謂タッチダウン現像(ハイブリッド現像ともいわれる。)による画像形成方法が知られている。しかし、この現像方式は、トナー担持体上のトナー薄層が変動すると静電潜像担持体上の現像量が変動し、その結果画質に影響を及ぼし、例えばトナー薄層のトナー量が少ない場合には画像濃度不良等が発生するといった問題があった。   As an image forming method using the two-component developing method, a toner thin layer is formed on a toner carrier with a magnetic brush formed on a developer carrier carrying a two-component developer, and the toner on the toner carrier There is known an image forming method by so-called touch-down development (also referred to as hybrid development) in which an electrostatic latent image on an electrostatic latent image carrier is developed and visualized by a thin layer. However, in this development method, when the toner thin layer on the toner carrier fluctuates, the development amount on the electrostatic latent image carrier fluctuates and as a result affects the image quality. For example, when the toner amount of the toner thin layer is small Has a problem that an image density defect occurs.

このため、例えば特許文献1では、感光体ドラム上の現像量が適切な現像量になるように、感光体ドラム面上や転写ベルト上に濃度パッチを現像し、この濃度パッチの濃度をIDセンサー等で読み取って、その濃度に応じて現像ローラと磁気ローラ間の電位差を調整して現像ローラ上のトナー層厚をコントロールすることが提案されている。
特開2005−55841号公報
For this reason, for example, in Patent Document 1, the density patch is developed on the surface of the photosensitive drum or on the transfer belt so that the development amount on the photosensitive drum becomes an appropriate development amount, and the density of the density patch is determined by the ID sensor. For example, it is proposed to control the toner layer thickness on the developing roller by adjusting the potential difference between the developing roller and the magnetic roller according to the density.
JP 2005-55841 A

しかしながら、この方法では前記トナー層厚のコントロールを画像形成装置の電源投入後や、画像出力時の紙間等、画像形成時以外のタイミングで行う必要があるため、画像形成装置が出力可能になるまでに時間がかかり、あるいは紙間を長くとる必要があるため、プリント処理枚数が少なくなり画像出力の生産性に影響を及ぼすといった欠点があった。また、感光体ドラムにトナーを現像してそのトナー濃度を測定するため、無駄なトナーを消費する等の問題があった。   However, in this method, since the toner layer thickness needs to be controlled at a timing other than the time of image formation, such as after the image forming apparatus is turned on or between sheets at the time of image output, the image forming apparatus can output. It takes a long time to complete the process, or it is necessary to take a long space between the sheets, so that there is a disadvantage that the number of print processes is reduced and the productivity of image output is affected. Further, since the toner is developed on the photosensitive drum and the toner density is measured, there is a problem that wasteful toner is consumed.

本発明の課題は、タッチダウン現像方式の画像形成装置を用いた画像形成方法において、トナー担持体上のトナー層厚を所定の厚さに制御して、高画質を維持すると共に画像出力の生産性を確保できる画像形成方法を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to control the toner layer thickness on a toner carrier to a predetermined thickness in an image forming method using an image forming apparatus of a touch-down development method, thereby maintaining high image quality and producing image output. An object of the present invention is to provide an image forming method capable of securing the property.

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、トナー担持体の表面にトナー薄層を形成する際、トナー層厚検知手段を用いて前記トナー担持体上のトナー層厚を測定し、このトナー層厚に基づいて前記トナー担持体と二成分現像剤担持体間の搬送バイアスを変化させ、前記トナー担持体上のトナー層厚を所定の層厚に制御することにより、高画質を維持すると共に画像出力の生産性を確保できるという新たな事実を見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has determined the toner layer thickness on the toner carrier using a toner layer thickness detection means when forming a toner thin layer on the surface of the toner carrier. By measuring and changing the transport bias between the toner carrier and the two-component developer carrier based on the toner layer thickness and controlling the toner layer thickness on the toner carrier to a predetermined layer thickness, The present inventors have found a new fact that image quality can be maintained and productivity of image output can be secured, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明の画像形成方法は、以下の構成を有する。
(1)キャリアとトナーからなる現像剤を担持し、表面に磁気ブラシを形成した二成分現像剤担持体と、該二成分現像剤担持体と近接して配設されたトナー担持体とを用いて、前記二成分現像剤担持体と前記トナー担持体との間に搬送バイアスを印加し該二成分現像剤担持体の磁気ブラシを介して前記トナーを移送して前記トナー担持体の表面にトナー薄層を形成し、前記トナー担持体および/または前記二成分現像剤担持体に現像バイアスを印加し、前記トナー担持体上のトナー薄層からトナーを飛翔させて、静電潜像担持体の表面に形成された静電潜像の現像を行う画像形成方法であって、前記トナー担持体の表面にトナー薄層を形成する際、前記トナー担持体上のトナー層厚をトナー層厚検知手段により検出し、該検出したトナー層厚の情報から前記搬送バイアスを変化させて、前記トナー担持体上のトナー薄層を所定の層厚に制御することを特徴とする画像形成方法。
(2)キャリアとトナーからなる現像剤を担持し、表面に磁気ブラシを形成した二成分現像剤担持体と、該二成分現像剤担持体と近接して配設されたトナー担持体とを用いて、前記二成分現像剤担持体と前記トナー担持体との間に搬送バイアスを印加し該二成分現像剤担持体の磁気ブラシを介して前記トナーを移送して前記トナー担持体の表面にトナー薄層を形成し、前記トナー担持体および/または前記二成分現像剤担持体に現像バイアスを印加し、前記トナー担持体上のトナー薄層からトナーを飛翔させて、静電潜像担持体の表面に形成された静電潜像の現像を行う画像形成方法であって、前記トナー担持体の表面にトナー薄層を形成する際、前記トナー担持体上のトナー層厚をトナー層厚検知手段により検出し、該検出したトナー層厚の情報から前記トナー担持体および/または前記二成分現像剤担持体の回転数を変化させて、前記トナー担持体上のトナー薄層を所定の層厚に制御することを特徴とする画像形成方法。
(3)前記トナー層厚検知手段はトナー濃度センサまたは表面電位センサであることを特徴とする(1)または(2)に記載の画像形成方法。
That is, the image forming method of the present invention has the following configuration.
(1) Using a two-component developer carrying member carrying a carrier and a toner developer, and having a magnetic brush formed on the surface, and a toner carrying member arranged close to the two-component developer carrying member. Then, a transfer bias is applied between the two-component developer carrier and the toner carrier, and the toner is transferred via the magnetic brush of the two-component developer carrier, so that the toner is transferred onto the surface of the toner carrier. Forming a thin layer, applying a developing bias to the toner carrier and / or the two-component developer carrier, causing the toner to fly from the toner thin layer on the toner carrier, and An image forming method for developing an electrostatic latent image formed on a surface, wherein when forming a toner thin layer on the surface of the toner carrying member, a toner layer thickness detecting unit detects a toner layer thickness on the toner carrying member. And the detected toner layer thickness Image forming method characterized in that by changing the transport bias from the information, to control the toner thin layer on the toner carrying member to a predetermined thickness.
(2) Using a two-component developer carrying body carrying a developer composed of a carrier and a toner and forming a magnetic brush on the surface, and a toner carrying body arranged close to the two-component developer carrying body Then, a transfer bias is applied between the two-component developer carrier and the toner carrier, and the toner is transferred via the magnetic brush of the two-component developer carrier, so that the toner is transferred onto the surface of the toner carrier. Forming a thin layer, applying a developing bias to the toner carrier and / or the two-component developer carrier, causing the toner to fly from the toner thin layer on the toner carrier, and An image forming method for developing an electrostatic latent image formed on a surface, wherein when forming a toner thin layer on the surface of the toner carrying member, a toner layer thickness detecting unit detects a toner layer thickness on the toner carrying member. And the detected toner layer thickness And the toner carrying member and / or by changing the rotational speed of the two-component developer carrier from the information, the image forming method characterized by controlling the toner thin layer on the toner carrying member to a predetermined thickness.
(3) The image forming method according to (1) or (2), wherein the toner layer thickness detecting means is a toner density sensor or a surface potential sensor.

本発明によれば、トナー担持体の表面にトナー薄層を形成する際、トナー層厚検知手段を用いてトナー担持体上のトナー層厚を検知し、この検知情報に基づいて前記トナー担持体と二成分現像剤担持体に印加する搬送バイアスを変化させるので、前記トナー担持体上のトナー層厚を所定の層厚に維持することができ、その結果高画質を維持することができる。さらに前記トナー層厚検知手段によりトナー層厚を直接検知できるので、トナー層厚の制御を迅速に行うことが可能となり画像出力の生産性を確保することができる。   According to the present invention, when the toner thin layer is formed on the surface of the toner carrier, the toner layer thickness on the toner carrier is detected using the toner layer thickness detecting means, and the toner carrier is detected based on the detection information. Since the transport bias applied to the two-component developer carrier is changed, the toner layer thickness on the toner carrier can be maintained at a predetermined layer thickness, and as a result, high image quality can be maintained. Further, since the toner layer thickness can be directly detected by the toner layer thickness detecting means, the toner layer thickness can be quickly controlled, and the productivity of image output can be ensured.

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の一実施形態に係るタッチダウン現像方式の画像形成装置の概略構成を示す説明図である。図2は図1の現像手段の一部を示す概略構成図である。図3は図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。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an image forming apparatus of a touchdown development system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a part of the developing means of FIG. FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an example of a tandem type color image forming apparatus using the developing unit shown in FIG.

(画像形成装置)
本発明の画像形成装置は、磁性キャリア4とトナー5からなる二成分現像剤を用いて磁気ローラ1上に担持された二成分現像剤により現像ローラ2上にトナー薄層9を形成し、トナー薄層9からトナー5を飛翔させて、感光体3(静電潜像担持体)上に形成された静電潜像を現像する、所謂タッチダウン現像方式による画像形成装置である。図1に示すように、該画像形成装置は、前記感光体3を備え、この感光体3の周囲には帯電手段8、露光手段16、現像手段18、一次転写手段22、二次転写手段25、定着手段26およびクリーニング手段24等が配置されている。
(Image forming device)
The image forming apparatus of the present invention forms a toner thin layer 9 on the developing roller 2 with the two-component developer carried on the magnetic roller 1 using the two-component developer composed of the magnetic carrier 4 and the toner 5, and the toner. This is an image forming apparatus based on a so-called touch-down developing method in which the toner 5 is ejected from the thin layer 9 to develop the electrostatic latent image formed on the photoreceptor 3 (electrostatic latent image carrier). As shown in FIG. 1, the image forming apparatus includes the photoreceptor 3, and around the photoreceptor 3, a charging unit 8, an exposing unit 16, a developing unit 18, a primary transfer unit 22, and a secondary transfer unit 25. The fixing unit 26, the cleaning unit 24, and the like are disposed.

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。得られた静電潜像には現像手段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. This 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、セレン、アモルファスシリコン等の無機感光体、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(OPC)等が挙げられる。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。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。また、クリーニング手段24としては例えばドクターブレード方式等が挙げられ、それぞれ公知のものを用いることができる。   Examples of the photoreceptor 3 include inorganic photoreceptors such as selenium and amorphous silicon, and organic photoreceptors in which a single-layer or multilayer photosensitive layer containing a charge generating agent, a charge transport agent, a binder resin, and the like is formed on a conductive substrate. (OPC) and the like. Examples of the charging unit 8 include a scorotron system, a charging roller, and a charging brush. As for the exposure means 16, LED or a semiconductor laser is mentioned as exposure light. Moreover, as the cleaning means 24, for example, a doctor blade method or the like can be used, and known ones can be used.

現像手段18は、内部に複数の磁性部材が固定して配設され、該磁性部材の外周部を回転するスリーブ状の磁気ローラ1(二成分現像剤担持体)と、内部に前記磁気ローラ1とは異極の磁性部材が固定して配設され、該磁性部材の外周部を回転するスリーブ状の現像ローラ2(トナー担持体)と、前記磁気ローラ1と前記現像ローラ2の互いに異なる磁極の磁力により磁界が形成され、この磁界により磁気ローラ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とから構成されている。さらに、磁気ローラ1に印加する交流(AC)バイアス電源11aおよび直流(DC:Vdc1)バイアス電源11bからなるバイアス電源11と、現像ローラ2に印加する交流(AC)バイアス電源12aおよび直流(DC:Vdc2)バイアス電源12bからなるバイアス電源12とを備えている。そして、本発明に係る前記現像ローラ2上のトナー層厚を検知するトナー層厚検知手段29を備えている。   The developing means 18 has a plurality of magnetic members fixed therein, a sleeve-like magnetic roller 1 (two-component developer carrier) rotating around the outer periphery of the magnetic member, and the magnetic roller 1 inside. A magnetic member having a different polarity from the magnetic member is fixed, and a sleeve-like developing roller 2 (toner carrier) that rotates on the outer peripheral portion of the magnetic member, and different magnetic poles of the magnetic roller 1 and the developing roller 2 are provided. A magnetic field is formed by this magnetic force, and a restriction blade 7 for keeping the height of the magnetic brush 6 formed on the magnetic roller 1 constant by this magnetic field is constituted. Further, a bias power source 11 including an alternating current (AC) bias power source 11a and a direct current (DC: Vdc1) bias power source 11b applied to the magnetic roller 1, and an alternating current (AC) bias power source 12a and a direct current (DC: DC) applied to the developing roller 2. Vdc2) a bias power source 12 including a bias power source 12b. Further, a toner layer thickness detecting means 29 for detecting the toner layer thickness on the developing roller 2 according to the present invention is provided.

また、本発明の画像形成装置は、トナー5が収納されたトナーコンテナ(不図示)と、該トナーコンテナから二成分現像剤を収容する二成分現像剤収容部45に供給されたトナー5を、キャリア4とともに攪拌し帯電させる攪拌スクリュー40と攪拌スクリュー44を有し、仕切板42の両端部で連通し、その一端側を通って攪拌スクリュー40から攪拌スクリュー44に供給された二成分現像剤を磁気ローラ1へ供給し、攪拌スクリュー44は前記一端とは他端側から攪拌スクリュー40側へと二成分現像剤を循環してなる、磁気ローラ1、現像ローラ2、攪拌スクリュー40および攪拌スクリュー44が収納されたハウジング46とを備えている。   The image forming apparatus of the present invention also includes a toner container (not shown) in which the toner 5 is stored and the toner 5 supplied from the toner container to the two-component developer storage unit 45 that stores the two-component developer. The two-component developer supplied to the stirring screw 44 from the stirring screw 40 through both ends of the partition plate 42 is communicated at both ends of the partition plate 42 and stirred with the carrier 4 to be charged. Supplied to the magnetic roller 1, the stirring screw 44 circulates the two-component developer from the other end side to the stirring screw 40 side, and the magnetic roller 1, the developing roller 2, the stirring screw 40, and the stirring screw 44. And a housing 46 in which is stored.

本発明の画像形成装置は、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 of the present invention is a tandem (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. It can be used suitably. In this case, using the developing means 18 described above, the developing devices 18A, 18B, 18C, and 18D containing magenta, cyan, yellow, and black toners are electrostatically charged on the photoreceptors 3A, 3B, 3C, and 3D, respectively. 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 to the transfer member conveyed from the paper feed cassette 27 by the secondary transfer roller 25 and then fixed by the 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手段の一部を模式的に示し、それを参照しながら、現像方法について説明する。
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(磁性体粒子)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、磁気ローラ1表面を回動し現像ローラ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。
(Development method)
FIG. 2 schematically shows a part of the developing means according to the present invention, and the developing method will be described with reference thereto.
A magnetic brush 6 comprising a carrier 4 (magnetic particles) that is magnetically constrained by a fixed magnet contained in the magnetic roller 1 and a toner 5 that is charged and held on the surface of the carrier 4 is attached to the surface of the magnetic roller 1. It is rotated and conveyed to the developing roller 2. The surface of the magnetic roller 1 can be conveyed more smoothly by using a blasted or grooved surface.

図2に示すように、現像ローラ2には直流電圧(DC:Vdc2)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:Vdc1)11bに交流電圧(AC)11aを重畳させたバイアス電圧11が印加される。そして、磁気ローラ1上には前記磁気ブラシ6が形成され、磁気ローラ1上の磁気ブラシ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(搬送バイアス)ΔV(=|Vdc1−Vdc2|)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に移動しトナー薄層9を形成する。搬送バイアスΔVは、例えば、ΔVを大きくすると現像ローラ2上のトナー薄層9が厚くなり、ΔVを小さくすると、トナー薄層9が薄くなる。そして、感光体3と現像ローラ2との電位差に応じて、現像ローラ2上のトナー薄層9からトナーが感光体3上に形成された静電潜像に飛翔して現像が行われる。   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: Vdc2) 12b is applied to the developing roller 2, and a direct current voltage (DC: Vdc1) is applied to the magnetic roller 1. ) 11b is applied with a bias voltage 11 in which an alternating voltage (AC) 11a is superimposed. The magnetic brush 6 is formed on the magnetic roller 1. The magnetic brush 6 on the magnetic roller 1 is layer-regulated by a regulating blade 7, and a potential difference (conveying bias) between the magnetic roller 1 and the developing roller 2. Due to ΔV (= | Vdc1−Vdc2 |), the toner 5 of the conveyed magnetic brush 6 moves to the developing roller 2 to form a thin toner layer 9. For example, when ΔV is increased, the toner thin layer 9 on the developing roller 2 is thickened, and when ΔV is decreased, the toner thin layer 9 is thinned. Then, in accordance with the potential difference between the photosensitive member 3 and the developing roller 2, the toner jumps from the toner thin layer 9 on the developing roller 2 to the electrostatic latent image formed on the photosensitive member 3 for development.

本発明では、前記現像ローラ2上のトナー層厚を所定の厚さにするために、トナー層厚検知手段29を用いて磁気ローラ1に印加する直流電圧(DC:Vdc1)11bおよび/または現像ローラ2に印加する直流電圧(DC:Vdc2)12bを制御し、前記現像ローラ2と前記磁気ローラ1の搬送バイアスΔVを変化させる。即ち、前記直流電圧11b,12bの制御は、前記トナー層厚検知手段29により前記現像ローラ上2上に形成されたトナー薄層9の層厚を検知し、該トナー層厚に応じて前記磁気ローラ1と前記現像ローラ2間の搬送バイアスΔVを制御するので、トナー薄層9の適正な制御を迅速に行うことでき、これにより現像可能になるまでの時間が短くなる、あるいは紙間を短くとることができるので、画像出力の生産性を向上できる。   In the present invention, the direct current voltage (DC: Vdc1) 11b applied to the magnetic roller 1 using the toner layer thickness detection means 29 and / or development in order to make the toner layer thickness on the developing roller 2 a predetermined thickness. A direct current voltage (DC: Vdc2) 12b applied to the roller 2 is controlled to change the transport bias ΔV between the developing roller 2 and the magnetic roller 1. That is, the control of the DC voltages 11b and 12b is performed by detecting the layer thickness of the toner thin layer 9 formed on the developing roller 2 by the toner layer thickness detecting means 29, and the magnetic layer thickness according to the toner layer thickness. Since the transport bias ΔV between the roller 1 and the developing roller 2 is controlled, proper control of the toner thin layer 9 can be quickly performed, thereby shortening the time until development is possible, or shortening the paper interval. Therefore, productivity of image output can be improved.

前記現像ローラ2上のトナー層厚を検知するためのトナー層厚検知手段29としては、例えば反射型濃度センサを用いることができる。該反射型濃度センサは、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の回転方向上流側または下流側で現像ローラ2上の対向する位置に備える。好ましくは前記現像ローラ2の回転方向上流側に配置するのがよい。これによりトナー薄層9が形成された後の層厚を常に検知することができる。
図4に反射型濃度センサの概略図を示す。反射型濃度センサは、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。
As the toner layer thickness detecting means 29 for detecting the toner layer thickness on the developing roller 2, for example, a reflection type density sensor can be used. The reflection type density sensor is provided at a position facing the developing roller 2 on the upstream side or the downstream side in the rotation direction of the developing roller 2 from the closest position of the photoconductor 3 and the developing roller 2. Preferably, it is arranged on the upstream side in the rotation direction of the developing roller 2. Thereby, the layer thickness after the toner thin layer 9 is formed can always be detected.
FIG. 4 shows a schematic diagram of a reflection type 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.

反射型濃度センサは、発光部としてのLEDと、受光部としてのPD(Photo Detector)1、2、3と、BS(Beam Spliter)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。

Figure 2009008834
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量とセンサ出力の関係からトナー量として検知する。 The reflection type density sensor includes an LED as a light emitting unit, PDs (Photo Detector) 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 and 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 specularly 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.
Figure 2009008834
The sensor output detected in this way is detected as the toner amount from the relationship between the preset toner amount and the sensor output.

本発明では、図5に示したフロー図に従い、現像ローラ2上のトナー量を濃度センサ29で検知してトナー層厚を制御する。すなわち、まずステップ1で電源がONされ、ステップ2で例えば印刷枚数あるいは印字率等の設定条件と比較して、現像ローラ2上のトナー層厚の制御が必要かどうかを判断する。印字枚数等が少なく前記設定条件に満たない場合、層厚の制御は不要としステップ7に進む。前記設定条件に到達した場合、層厚の制御が必要となりステップ3に進む。   In the present invention, according to the flowchart shown in FIG. 5, the toner amount on the developing roller 2 is detected by the density sensor 29 to control the toner layer thickness. That is, first, in step 1, the power is turned on, and in step 2, it is determined whether or not the toner layer thickness on the developing roller 2 needs to be controlled by comparing with setting conditions such as the number of printed sheets or the printing rate. If the number of printed sheets is small and does not satisfy the set condition, the control of the layer thickness is unnecessary and the process proceeds to Step 7. When the set condition is reached, the layer thickness needs to be controlled, and the process proceeds to Step 3.

ステップ3では、前記したように現像ローラ2上のトナー薄層9からトナーを感光体3上に形成された静電潜像に飛翔させて現像を行うが、この現像を行う前のタイミングで前記濃度センサ29により前記現像ローラ2上に形成されたトナー薄層9表面の所定の位置でのトナー量を検知する。該濃度センサ29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の回転方向上流側で現像ローラ2上の対向する位置に備えるのが好ましく、これによりトナー層厚をより早く検知することができ、現像するタイミングを速めることができる。また、トナー量の検知は周方向に等間隔で2〜60箇所の位置で行い、その平均値をトナー量としてもよい。   In step 3, as described above, the toner is ejected from the toner thin layer 9 on the developing roller 2 to the electrostatic latent image formed on the photoreceptor 3, and development is performed. The density sensor 29 detects the toner amount at a predetermined position on the surface of the toner thin layer 9 formed on the developing roller 2. The density sensor 29 is preferably provided at a position opposite to the developing roller 2 on the upstream side in the rotation direction of the developing roller 2 from the closest position of the photosensitive member 3 and the developing roller 2, thereby detecting the toner layer thickness earlier. And the development timing can be accelerated. The toner amount may be detected at 2 to 60 positions at equal intervals in the circumferential direction, and the average value may be used as the toner amount.

ステップ4で、濃度センサ29からの出力信号によってトナー層厚が適正かどうかを判断し、適正な場合はステップ7に進み、適正でない場合はステップ5に進む。
ステップ5では、現像ローラ2上のトナー薄層9の厚さが適正な(所定の)層厚になるよう磁気ローラ1に印加する直流電圧(DC:Vdc1)11aの値を調整して搬送バイアスΔVを設定する。そして、ステップ6に進み、設定された搬送バイアスΔVにより層厚調整を行う。この層厚調整後、ステップ3に戻り濃度センサ29により検知し、所定の層厚に達したかどうかが判定される。所定の層厚が得られなかった場合は再びステップ5に進み、搬送バイアスΔVを変化させて層厚の調整が行われる。なお、上記一連のステップにおける濃度センサの検知および搬送バイアス印加による層厚調整のタイミングは図示しない制御装置により制御される。
In step 4, it is determined whether or not the toner layer thickness is appropriate based on the output signal from the density sensor 29. If it is appropriate, the process proceeds to step 7, and if not, the process proceeds to step 5.
In step 5, the value of the direct current voltage (DC: Vdc1) 11a applied to the magnetic roller 1 is adjusted so that the thickness of the toner thin layer 9 on the developing roller 2 becomes an appropriate (predetermined) layer thickness, thereby conveying bias. ΔV is set. Then, the process proceeds to step 6 and the layer thickness is adjusted by the set transport bias ΔV. After this layer thickness adjustment, the process returns to step 3 and is detected by the density sensor 29 to determine whether or not a predetermined layer thickness has been reached. If the predetermined layer thickness cannot be obtained, the process proceeds to step 5 again, and the layer thickness is adjusted by changing the transport bias ΔV. Note that the timing of the density sensor detection by the density sensor and the application of the transport bias in the series of steps is controlled by a control device (not shown).

このようにして現像ローラ2上のトナー層厚を制御することで、印刷濃度を制御すれば常に一定した印刷濃度が得られることになり、次のステップ7で現像可の信号が出力されて終了する。なおこの制御は、ステップ2に示したよう、印刷枚数と印字率の積算値、すなわち一定の印字率に達したときにするのが好ましい。   By controlling the toner layer thickness on the developing roller 2 in this way, a constant print density can be obtained whenever the print density is controlled, and a development enable signal is output in the next step 7 and the process ends. To do. As shown in step 2, this control is preferably performed when the integrated value of the number of printed sheets and the printing rate, that is, when a certain printing rate is reached.

なお、搬送バイアスΔVの調整は、現像ローラ2に印加する直流電圧(DC:Vdc2)12bおよび磁気ローラ1に印加する直流電圧(DC:Vdc1)11bのいずれかを変化させてもよく、あるいはそれぞれ同時に変化させることにより行ってもよい。   The conveyance bias ΔV may be adjusted by changing either the direct current voltage (DC: Vdc2) 12b applied to the developing roller 2 or the direct current voltage (DC: Vdc1) 11b applied to the magnetic roller 1. You may carry out by making it change simultaneously.

感光体3上の前記静電潜像は、感光体3の表面に帯電手段8により+250〜800Vに帯電したところへ、露光手段16を用いて形成することができる。OPC感光体を用いると、全露光で+70〜220Vが得られ、アモルファスシリコン感光体では10〜50Vの露光後電位が得られる。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。   The electrostatic latent image on the photoreceptor 3 can be formed by using the exposure unit 16 on the surface of the photoreceptor 3 charged to +250 to 800 V by the charging unit 8. When an OPC photoconductor is used, +70 to 220 V is obtained in all exposures, and an amorphous silicon photoconductor provides a post-exposure potential of 10 to 50 V. For the exposure, either a semiconductor laser or an LED can be used.

現像時、現像バイアス条件は、例えばトナーに正規の正帯電トナーを用いた場合、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。   At the time of development, for example, when a regular positively charged toner is used as the toner, +300 to 500 V is applied to the magnetic roller 1 and +100 V is applied to the developing roller 2 as a developing bias condition. 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.

交流条件は、磁気ローラ1に現像ローラ2と同周波数、同周期で逆位相のVP-P(ピーク交流バイアス)=0.1〜2.0kV、周波数=2〜4kHz、DUTY比=60〜80%を、現像ローラ2にはVP-P=1.0〜2.0kV、周波数=2〜4kHz、DUTY比=20〜40%が好ましい。VP-Pを高めると薄層形成がより瞬時に行われるが、反面耐リーク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。 The AC conditions are as follows: the magnetic roller 1 has the same frequency as the developing roller 2, the same period and the opposite phase of V PP (peak AC bias) = 0.1-2.0 kV, frequency = 2-4 kHz, DUTY ratio = 60-80% In the developing roller 2, it is preferable that V PP = 1.0 to 2.0 kV, frequency = 2 to 4 kHz, and DUTY ratio = 20 to 40%. When V PP is increased, the thin layer is formed more instantly, but on the other hand, the leak resistance is weakened, which causes noise. 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.

現像が行われた後、残留トナー層を有する現像ローラ2はその対向位置において現像剤層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上のトナー層9が掻き取られ、回収される。それと同時に、磁気ローラ1と現像ローラ2との間に形成される電位差ΔVに応じて磁気ローラ1上の現像剤層からトナー5が現像ローラ2側に供給されることになる。   After the development, the developing roller 2 having the residual toner layer is closest to the magnetic roller 1 having the developer layer at the opposed position, and the developing roller 2 is mechanically applied by the magnetic brush 6 at the opposed position. The upper toner layer 9 is scraped off and collected. At the same time, the toner 5 is supplied from the developer layer on the magnetic roller 1 to the developing roller 2 side according to the potential difference ΔV formed between the magnetic roller 1 and the developing roller 2.

現像終了時には現像ローラ2に交流電圧12aを印加したまま、磁気ローラ1に印加する直流電圧(Vdc1)11bを変化させて現像ローラ2上のトナー薄層9を磁気ブラシ6に回収してもよい。この場合、回収中は磁気ローラ1上の現像剤層からトナー5を現像ローラ2側に供給することはできない。現像終了ごとに現像ローラ2からトナー5を剥ぎ取れば常にリフレッシュされるが、再度安定なトナー薄層9を形成するのに時間を要し、十分な印刷速度を達成できない。良好な印刷速度を維持するためには、用紙間隔を調整して一定期間に現像ローラ2上のトナー薄層9を出し入れする時間を調整すればよい。用紙間隔を大きくしないで感光体ドラム3上の潜像に十分なトナーを供給するためには、感光体ドラム3に対して現像ローラ2の周速を1.5倍以上に設定すると、短時間にトナーの出し入れが可能になる。また、磁気ローラ1を現像ローラ2に対して1倍を超え2倍以下の速度に設定すると、トナー薄層9の入れ替えが促進される。この時、磁気ローラ1の回転方向が現像ローラ2に対して逆方向であることが好ましい。   At the end of development, while the AC voltage 12a is applied to the developing roller 2, the DC voltage (Vdc1) 11b applied to the magnetic roller 1 may be changed to recover the toner thin layer 9 on the developing roller 2 to the magnetic brush 6. . In this case, the toner 5 cannot be supplied from the developer layer on the magnetic roller 1 to the developing roller 2 side during collection. When the toner 5 is peeled off from the developing roller 2 every time the development is completed, the toner 5 is always refreshed. However, it takes time to form the stable toner thin layer 9 again, and a sufficient printing speed cannot be achieved. In order to maintain a good printing speed, it is only necessary to adjust the sheet interval and adjust the time for the toner thin layer 9 on and off the developing roller 2 to be taken in and out in a certain period. In order to supply sufficient toner to the latent image on the photoconductive drum 3 without increasing the paper interval, the peripheral speed of the developing roller 2 is set to 1.5 times or more with respect to the photoconductive drum 3 for a short time. The toner can be taken in and out. Further, when the magnetic roller 1 is set to a speed exceeding 1 and 2 times that of the developing roller 2, the replacement of the toner thin layer 9 is promoted. At this time, it is preferable that the rotating direction of the magnetic roller 1 is opposite to the developing roller 2.

トナー5は、正帯電トナーおよび負帯電トナーのいずれも用いることができる。トナー5の体積平均粒子径は4.0〜7.5μmであるのがよい。4.0μm未満では非静電的な付着力の影響が大きくなり現像性、回収性が低下し、7.5μmより大きいと画質の滑らかさなど高画質な画像が得られにくい。また、トナー5の帯電量は6〜30μC/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、またこれよりも高いと薄層形成が弱くなる。
トナー体積平均粒子径はマルチサイザーIII(ベックマン・コールター社製)を用い、アパチャー径100μm(測定範囲2.0〜60μm)で測定することができる。
また、トナー帯電量は、QMメータ(TREK社製、MODEL 210HS)で測定することができる。
As the toner 5, both positively charged toner and negatively charged toner can be used. The volume average particle diameter of the toner 5 is preferably 4.0 to 7.5 μm. If the thickness is less than 4.0 μm, the influence of non-electrostatic adhesion increases, and developability and recoverability deteriorate. If the thickness is greater than 7.5 μm, it is difficult to obtain a high-quality image such as smooth image quality. The charge amount of the toner 5 is preferably about 6 to 30 μC / g. If the charge amount is lower than this, the toner 5 will fly from the magnetic brush 6 and stain the periphery, and if it is higher than this, the thin layer formation will be weakened.
The toner volume average particle diameter can be measured using Multisizer III (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) with an aperture diameter of 100 μm (measurement range: 2.0 to 60 μm).
The toner charge amount can be measured with a QM meter (manufactured by TREK, MODEL 210HS).

キャリア4は、公知のものを用いることができるが、好ましくは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。コーティング樹脂はシリコーン、フッ素エポキシ、フッ素シリコーン、ポリアミド、ポリアミドイミドなど既知のものでよい。また、キャリア粒子径(重量平均粒子径)は25〜50μmのものを用いるのが好ましい。25μm未満であると磁力による保持力が弱まるため、現像ローラ2へキャリア4が移行してしまうキャリア飛び等が発生し、50μmを超えると、磁気ブラシ6の密さが適度でなく、またトナー薄層9の形成が滑らかではなく、比表面積が小さいためトナー5の回収性も低下する。さらにキャリア4の飽和磁化は35〜90emu/gのものが好ましい。飽和磁化が35emu/gより低いと顕著にキャリア飛びが悪くなり、90emu/gより高いと磁気ブラシ6が疎になり均一な薄層形成が出来なくなる。
キャリア4の飽和磁化は、TOEI社製「VSM−P7」を用いて、磁場79.6kA/m(1kOe)で測定することができる。
As the carrier 4, a known carrier can be used. Preferably, a carrier whose surface is coated with a resin using a ferrite core is preferably used. The coating resin may be a known one such as silicone, fluorine epoxy, fluorine silicone, polyamide, polyamideimide. Moreover, it is preferable to use a carrier particle diameter (weight average particle diameter) of 25-50 micrometers. If it is less than 25 μm, the holding force due to the magnetic force is weakened, so that carrier jumping or the like that causes the carrier 4 to move to the developing roller 2 occurs, and if it exceeds 50 μm, the magnetic brush 6 is not dense enough and the toner is thin. The formation of the layer 9 is not smooth and the specific surface area is small, so that the recoverability of the toner 5 is also lowered. Further, the saturation magnetization of the carrier 4 is preferably 35 to 90 emu / g. When the saturation magnetization is lower than 35 emu / g, the carrier jump is remarkably deteriorated. When the saturation magnetization is higher than 90 emu / g, the magnetic brush 6 becomes sparse and a uniform thin layer cannot be formed.
The saturation magnetization of the carrier 4 can be measured with a magnetic field of 79.6 kA / m (1 kOe) using “VSM-P7” manufactured by TOEI.

磁気ローラ1と現像ローラ2のギャップは200〜600μm、好ましくは300〜400μmである。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 200 to 600 μm, preferably 300 to 400 μm. 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.

本発明では、前記トナー層厚検知手段29として、表面電位センサを用いてもよい。該表面電位センサを用いて、現像ローラ2表面の電位を測定し、予め分かっている現像ローラ2の静電容量から現像ローラ2上のトナー電荷量が求まる。そして、予め設定された電荷量と搬送バイアスΔVとの関係から、所定の電荷量(つまり所定のトナー層厚)になるよう搬送バイアスΔVが決定される。   In the present invention, a surface potential sensor may be used as the toner layer thickness detecting means 29. Using the surface potential sensor, the surface potential of the developing roller 2 is measured, and the toner charge amount on the developing roller 2 is obtained from the known electrostatic capacity of the developing roller 2. Then, the transport bias ΔV is determined so as to be a predetermined charge amount (that is, a predetermined toner layer thickness) from the relationship between the preset charge amount and the transport bias ΔV.

(他の実施形態)
現像ローラ2上のトナー層厚を所定の層厚に維持するために、前記一実施形態における前記現像ローラ2と前記磁気ローラ1間の搬送バイアスΔVによる制御に代えて、現像ローラ2および磁気ローラ1の回転数(回転速度)を制御してもよい。即ち、前記トナー層厚検知手段29により前記現像ローラ上2上に形成されたトナー薄層9のトナー層厚を検知し、該トナー層厚に応じて予め用意されているトナー層厚と現像ローラ2および磁気ローラ1の回転数の関係を示すデータテーブルを参照し、回転数を調整してトナー層厚を一定に保つ制御を行う。この制御は、磁気ローラ1の回転数を一定にして現像ローラ2の回転数を補正する、現像ローラ2の回転数を一定にして磁気ローラ1の回転数を補正する、あるいは磁気ローラ1および現像ローラ2の回転数をそれぞれ補正する等、により行うことができる。例えば、現像ローラ2の回転数を磁気ローラ1の回転数よりも相対的に速める制御がなされると、磁気ローラ1から搬送される現像ローラ2上のトナー量は少なくなってトナー薄層9は薄くなり、逆に現像ローラ2の回転数を遅くすると、トナー薄層9は厚くなる。
(Other embodiments)
In order to maintain the toner layer thickness on the developing roller 2 at a predetermined layer thickness, the developing roller 2 and the magnetic roller are replaced with the control by the transport bias ΔV between the developing roller 2 and the magnetic roller 1 in the embodiment. The rotation number (rotational speed) of 1 may be controlled. That is, the toner layer thickness detecting means 29 detects the toner layer thickness of the toner thin layer 9 formed on the developing roller 2 and the toner layer thickness and the developing roller prepared in advance according to the toner layer thickness are detected. 2 and a data table showing the relationship between the rotational speeds of the magnetic roller 1, and a control for keeping the toner layer thickness constant by adjusting the rotational speed. This control is performed by correcting the rotation speed of the developing roller 2 with the rotation speed of the magnetic roller 1 being constant, correcting the rotation speed of the magnetic roller 1 with the rotation speed of the developing roller 2 being fixed, or the magnetic roller 1 and the development. For example, the number of rotations of the roller 2 can be corrected. For example, when the rotation speed of the developing roller 2 is controlled to be relatively higher than the rotation speed of the magnetic roller 1, the amount of toner on the developing roller 2 conveyed from the magnetic roller 1 decreases and the toner thin layer 9 On the contrary, when the rotation speed of the developing roller 2 is decreased, the toner thin layer 9 becomes thicker.

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に示す本発明の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20mm
磁気ローラ1:外径25mm
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、各ドラムの周速は下記の通りである
感光体3:300mm/sec
現像ローラ2:450mm/sec
磁気ローラ1:675mm/sec
また、トナー濃度検知手段29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が挙げられるが、本実施例ではスタンレー社製濃度センサを用いた。前記濃度センサの出力値(出力換算値)と現像ローラ2上のトナー量(層厚)との関係を示すグラフおよびトナー量(層厚)と搬送バイアスΔVとの関係を示すグラフをそれぞれ図6(a)および(b)に示した。
The image forming apparatus of the present invention shown in FIG. 1 was produced 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: 20 mm outer diameter
Magnetic roller 1: outer diameter 25mm
Amorphous silicon is used for the photoconductor 3 drum, and aluminum is used for the sleeve of each roller. The peripheral speed of each drum is as follows. Photoconductor 3: 300 mm / sec
Developing roller 2: 450 mm / sec
Magnetic roller 1: 675mm / sec
Examples of the toner density detecting means 29 include density sensors manufactured by Omron, Nichicon, and Stanley. In this embodiment, a density sensor manufactured by Stanley was used. A graph showing the relationship between the output value (output conversion value) of the density sensor and the toner amount (layer thickness) on the developing roller 2 and a graph showing the relationship between the toner amount (layer thickness) and the transport bias ΔV are shown in FIG. Shown in (a) and (b).

上記で作製した画像形成装置を用いて下記画像形成時の条件により、連続画像出力を行った。
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):6.7μm
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:Vdc2=100V、VP-P=1.6kV,周波数f=2.7kHz、Duty比=30%
磁気ローラ印加電圧:Vdc1=250V(層厚制御時の可変幅±50V)、現像ローラと同周期で逆位相のVP-P=300V,周波数f=2.7kHz、Duty比=70%
Using the image forming apparatus produced above, continuous image output was performed under the following image forming conditions.
Photoconductor surface potential: + 310V
Q / m of toner in developer: 20 μC / g
Toner particle size (volume average particle size): 6.7 μm
Carrier particle size (weight average particle size): 45 μm
Distance between magnetic roller and developing roller: 350 μm
Developing roller applied voltage: Vdc2 = 100 V, V PP = 1.6 kV, frequency f = 2.7 kHz, Duty ratio = 30%
Magnetic roller applied voltage: Vdc1 = 250 V (variable width ± 50 V when controlling the layer thickness), V PP = 300 V in the same cycle as the developing roller, opposite phase, frequency f = 2.7 kHz, Duty ratio = 70%

上記のように、トナー層厚検知手段を用いてトナー担持体と二成分現像剤担持体間の搬送バイアスを変化させてトナー担持体上のトナー薄層を所定の層厚に制御することにより、高画質の画像が得られると共に画像出力の生産性を確保することができた。   As described above, by changing the transport bias between the toner carrier and the two-component developer carrier using the toner layer thickness detection means, and controlling the toner thin layer on the toner carrier to a predetermined layer thickness, A high-quality image was obtained and productivity of image output was ensured.

本発明の一実施形態に係るタッチダウン現像方式の画像形成装置の概略構成を示す説明図である。1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an image forming apparatus of a touchdown development system according to an embodiment of 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、トナー濃度検知手段によりトナー濃度を検知する方法の一例を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a method for detecting a toner density by a toner density detecting unit according to an embodiment of the present invention. 現像ローラ上のトナー層厚を制御するための制御方法の一例を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating an example of a control method for controlling the thickness of a toner layer on a developing roller. (a)濃度センサの出力換算値とトナー量との関係を示すグラフ、(b)トナー量と搬送バイアスΔVとの関係を示すグラフである。4A is a graph showing a relationship between an output converted value of a density sensor and a toner amount, and FIG. 4B is a graph showing a relationship between the toner amount and a transport bias ΔV.

符号の説明Explanation of symbols

1 二成分現像剤担持体(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 帯電手段
9 トナー薄層
11a 交流電源
11b 直流電源
12a 交流電源
12b 直流電源
16 露光手段
22 一次転写手段
24 クリーニング手段
25 二次転写手段
26 定着手段
29 トナー層厚検知手段
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 Charging Unit 9 Toner Thin Layer 11a AC Power Supply 11b DC Power Supply 12a AC Power Supply 12b DC Power Supply 16 Exposure Unit 22 Primary Transfer Unit 24 Cleaning Unit 25 Secondary Transfer Unit 26 Fixing Unit 29 Toner Layer Thickness detection means

Claims (3)

キャリアとトナーからなる現像剤を担持し、表面に磁気ブラシを形成した二成分現像剤担持体と、該二成分現像剤担持体と近接して配設されたトナー担持体とを用いて、前記二成分現像剤担持体と前記トナー担持体との間に搬送バイアスを印加し該二成分現像剤担持体の磁気ブラシを介して前記トナーを移送して前記トナー担持体の表面にトナー薄層を形成し、前記トナー担持体および/または前記二成分現像剤担持体に現像バイアスを印加し、前記トナー担持体上のトナー薄層からトナーを飛翔させて、静電潜像担持体の表面に形成された静電潜像の現像を行う画像形成方法であって、
前記トナー担持体の表面にトナー薄層を形成する際、前記トナー担持体上のトナー層厚をトナー層厚検知手段により検出し、該検出したトナー層厚の情報から前記搬送バイアスを変化させて、前記トナー担持体上のトナー薄層を所定の層厚に制御することを特徴とする画像形成方法。
Using a two-component developer carrying member carrying a developer composed of a carrier and a toner and forming a magnetic brush on the surface, and a toner carrying member arranged close to the two-component developer carrying member, A transport bias is applied between the two-component developer carrier and the toner carrier, and the toner is transferred via the magnetic brush of the two-component developer carrier to form a thin toner layer on the surface of the toner carrier. And forming a bias on the toner carrier and / or the two-component developer carrier and causing the toner to fly from the toner thin layer on the toner carrier to form on the surface of the electrostatic latent image carrier. An image forming method for developing an electrostatic latent image, comprising:
When forming a toner thin layer on the surface of the toner carrying member, the toner layer thickness on the toner carrying member is detected by a toner layer thickness detecting means, and the transport bias is changed based on the detected toner layer thickness information. An image forming method comprising controlling a toner thin layer on the toner carrier to a predetermined layer thickness.
キャリアとトナーからなる現像剤を担持し、表面に磁気ブラシを形成した二成分現像剤担持体と、該二成分現像剤担持体と近接して配設されたトナー担持体とを用いて、前記二成分現像剤担持体と前記トナー担持体との間に搬送バイアスを印加し該二成分現像剤担持体の磁気ブラシを介して前記トナーを移送し前記トナー担持体の表面にトナー薄層を形成して、前記トナー担持体および/または前記二成分現像剤担持体に現像バイアスを印加し、前記トナー担持体上のトナー薄層からトナーを飛翔させて、静電潜像担持体の表面に形成された静電潜像の現像を行う画像形成方法であって、
前記トナー担持体の表面にトナー薄層を形成する際、前記トナー担持体上のトナー層厚をトナー層厚検知手段により検出し、該検出したトナー層厚の情報から前記トナー担持体および/または前記二成分現像剤担持体の回転数を変化させて、前記トナー担持体上のトナー薄層を所定の層厚に制御することを特徴とする画像形成方法。
Using a two-component developer carrying member carrying a developer composed of a carrier and a toner and forming a magnetic brush on the surface, and a toner carrying member arranged close to the two-component developer carrying member, A transport bias is applied between the two-component developer carrier and the toner carrier, and the toner is transferred through the magnetic brush of the two-component developer carrier to form a toner thin layer on the surface of the toner carrier. Then, a developing bias is applied to the toner carrier and / or the two-component developer carrier, and the toner is ejected from the toner thin layer on the toner carrier to form on the surface of the electrostatic latent image carrier. An image forming method for developing an electrostatic latent image, comprising:
When forming a toner thin layer on the surface of the toner carrier, a toner layer thickness on the toner carrier is detected by a toner layer thickness detecting means, and the toner carrier and / or the information on the detected toner layer thickness is detected. An image forming method comprising: controlling a thin toner layer on the toner carrier to a predetermined layer thickness by changing a rotation speed of the two-component developer carrier.
前記トナー層厚検知手段はトナー濃度センサまたは表面電位センサであることを特徴とする請求項1または2記載の画像形成方法。   3. The image forming method according to claim 1, wherein the toner layer thickness detecting means is a toner density sensor or a surface potential sensor.
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