JP2009031454A - Image forming method and image forming apparatus - Google Patents

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Norio Kubo
憲生 久保
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming method and image forming apparatus, whereby development ghost is prevented in the image forming apparatus that has a developing means of a touch down development system, and images with secured image density can be obtained for a long term. <P>SOLUTION: The image forming apparatus having the developing means of the touch down development system is provided with a surface potential sensor 48 for detecting the surface potential of a developing roller 28. The surface potentials of the developing roller 28 during the first and second rotations made to form a thin toner layer on the roller 28 are measured. Based on the difference between the surface potentials, the formation of the toner layer during the first rotation of the developing roller is adjusted so that the amount of toner on the developing roller becomes a saturated amount of toner. Thereafter, image formation is carried out. <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方法及び画像形成装置に係り、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2成分現像剤を使用し、帯電されたトナーのみを現像ローラ上に均一に薄層形成した後、このトナーを現像ローラから感光体上に形成された静電潜像に飛翔させて現像し、画像形成する画像形成方法及び画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an image forming method and an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, and a composite machine using an electrophotographic method, and more particularly, two-component development for charging nonmagnetic toner using a magnetic carrier. After forming a uniform thin layer of only the charged toner on the developing roller using the agent, the toner is ejected from the developing roller to the electrostatic latent image formed on the photosensitive member for development to form an image. The present invention relates to an image forming method and an image forming apparatus.

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における、乾式トナーを用いた現像方式としては、トナーのみを用いる一成分現像方式と、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いる二成分現像方式が知られている。   Development methods using dry toner in image forming apparatuses such as copiers, printers, facsimiles, and composite machines using electrophotography include a one-component development method using only toner, and a toner and a carrier. A two-component development method using a two-component developer is known.

一成分現像方式はキャリアを用いないため、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静電潜像担持体(以下、感光体とも称する)上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は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。   Since the one-component development method does not use a carrier, the electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier (hereinafter also referred to as a photosensitive member) is not disturbed by a magnetic brush formed from the carrier and the toner. Suitable for 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。しかし二成分現像方式は、前記した磁気ブラシによる影響のため、画質の点では不利である。そのため、これら2つの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二成分現像方式を採用し、現像領域は高画質化を狙って一成分現像方式を採用したタッチダウン現像方式、あるいはハイブリッド現像方式と呼ばれる現像方式が注目されている。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。   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 because of the influence of the magnetic brush described above. Therefore, in order to take advantage of each of these two development methods, the charging area adopts a two-component development system in consideration of extending the life, and the development area uses a one-component development system to improve image quality. A development system called a down development system or 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.

この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二成分現像剤により現像剤担持体(以下、磁気ローラとも称する)表面に磁気ブラシを形成させ、その磁気ブラシからトナーのみをトナー担持体(以下、現像ローラとも称する)の表面に移送させてトナーの薄層を形成した後、静電潜像が形成された感光体の表面にトナーを飛翔させてトナー像として現像する方式である。   In this touch-down development method, a magnetic brush is formed on the surface of a developer carrier (hereinafter also referred to as a magnetic roller) with a two-component developer containing toner and carrier, and only the toner is transferred from the magnetic brush to a toner carrier (hereinafter referred to as a magnetic carrier). The toner is transferred to the surface of a developing roller to form a thin layer of toner, and then the toner is ejected onto the surface of the photoreceptor on which the electrostatic latent image is formed to develop it as a toner image.

しかしながらタッチダウン現像方式では、現像ローラ上の現像に用いられなかった残トナーを磁気ローラの磁気ブラシで剥ぎ取り、同時に、磁気ブラシから現像ローラへトナーを供給する必要があるが、残トナーの剥ぎ取りが不充分であったり現像ローラへのトナー供給が不充分である場合、現像ローラから感光体へトナーが飛翔した後の残像が2周目にも現れる、いわゆる現像ゴースト(履歴現象)が発生しやすいという問題がある。   However, in the touch-down development method, it is necessary to remove the residual toner that has not been used for development on the developing roller with the magnetic brush of the magnetic roller and simultaneously supply the toner from the magnetic brush to the developing roller. Insufficient removal or insufficient supply of toner to the developing roller causes a so-called development ghost (history phenomenon) in which the afterimage after the toner flies from the developing roller to the photoreceptor appears on the second round. There is a problem that it is easy to do.

この現像ゴーストは図5に示したように、最大濃度のベタ画像50の静電潜像を現像ローラの1周目で現像し、それに続く現像ローラの周回(2周目)で例えばハーフ濃度画像52の静電潜像を現像したとき、現像ローラ上のトナー薄層における1周目にベタ画像50を形成するために使用した領域による、ハーフ濃度画像52の現像領域54の画像濃度が他の領域に較べて低くなり、残像として表出する現象である。これは、第2周目のバックグラウンド52が、ハーフ濃度の時により顕著になる。   As shown in FIG. 5, the development ghost is obtained by developing the electrostatic latent image of the solid image 50 having the maximum density on the first round of the development roller, and, for example, on the development roller (second round), for example, a half density image. When the electrostatic latent image 52 is developed, the image density of the development area 54 of the half-density image 52 is different from the area used to form the solid image 50 on the first round of the toner thin layer on the developing roller. This is a phenomenon that becomes lower than the area and appears as an afterimage. This becomes more prominent when the background 52 of the second round has a half density.

このような問題を解消するためには、例えば感光体上に形成された静電潜像を安定した濃度で現像できればよいわけで、そのため例えば特許文献1には、一成分現像剤を用いた画像形成装置に関するものではあるが、感光体2の表面部分の明部電位を検出するための感光体表面電位センサ91と、感光体2の表面に形成された静電潜像をトナーによって現像するための現像器1と、現像器1にバイアス電圧を印加するためのバイアス用電源12と、現像ローラ11の表面電位を検出するための現像ローラ表面電位センサ92と、感光体表面電位センサ91からの検出出力と現像ローラ表面電位センサ92からの検出出力とに応答して、両電位の差が一定になるようにバイアス用電源12を制御するためのバイアス電圧制御手段20を設けた画像形成装置が示されている。   In order to solve such a problem, it is only necessary to develop the electrostatic latent image formed on the photoconductor with a stable density. For this reason, for example, Patent Document 1 discloses an image using a one-component developer. Although related to the forming apparatus, the photosensitive member surface potential sensor 91 for detecting the bright portion potential of the surface portion of the photosensitive member 2 and the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive member 2 are developed with toner. From the developing device 1, a bias power source 12 for applying a bias voltage to the developing device 1, a developing roller surface potential sensor 92 for detecting the surface potential of the developing roller 11, and the photoreceptor surface potential sensor 91. In response to the detection output and the detection output from the developing roller surface potential sensor 92, an image provided with bias voltage control means 20 for controlling the bias power source 12 so that the difference between the two potentials becomes constant. Forming apparatus is shown.

また、タッチダウン現像方式でこの現像ゴーストに対処するため、例えば特許文献2には磁気ロールを導電性とし、現像剤を構成するキャリアを、5Kエルステッドの印加磁場において飽和磁化値が45emu/g以下で、平均粒径が45μm以下の高抵抗絶縁キャリアで形成すると共に、磁気ロールと現像ロール間のギャップを500μm以下とし、磁気ロール側に印加された搬送バイアスをDC電源としてバイアスと磁化力を効果的に組み合わせ、現像装置を複雑にすることなく現像ゴーストとキャリア飛散を防止し、連続現像時の画質安定性を確保して長期間安定した画像品質が得られるようにした、小型のハイブリッド型現像装置を有する画像形成装置が示されている。   In order to cope with this development ghost by the touch-down development method, for example, in Patent Document 2, the magnetic roll is made conductive, and the carrier constituting the developer has a saturation magnetization value of 45 emu / g or less in a 5 K Oersted applied magnetic field. In addition, while forming with a high resistance insulating carrier having an average particle size of 45 μm or less, the gap between the magnetic roll and the developing roll is set to 500 μm or less, and the bias and the magnetizing force are effected by using the transport bias applied to the magnetic roll side as a DC power source. A compact hybrid type developer that prevents development ghosts and carrier scattering without complicating the development device, and ensures stable image quality over a long period of time by ensuring image quality stability during continuous development. An image forming apparatus having the apparatus is shown.

さらに特許文献3には、2成分現像剤で形成した磁気ブラシによる摺擦で現像ローラにトナー薄層を担持させ、現像ローラと感光体との間に第1の電源による矩形波からなる交番電界を印加し、現像ローラからトナーを飛翔させて感光体上の潜像を現像するようにした現像装置において、磁気ローラと現像ローラとの間に第1の電源で形成した交番電界と同周波数で逆位相、かつ、デューティ比を逆転させた矩形波による交番電界を印加する第2の電源を設け、それによって現像ローラ上にトナー薄層を良好に形成してゴーストを防止すると共に、現像ローラへのトナー付着とそれによる画像濃度の減少などを防止した、画像形成装置における現像装置が示されている。   Further, in Patent Document 3, a thin toner layer is carried on a developing roller by rubbing with a magnetic brush formed of a two-component developer, and an alternating electric field consisting of a rectangular wave by a first power source is placed between the developing roller and the photoreceptor. And developing the latent image on the photosensitive member by causing the toner to fly from the developing roller at the same frequency as the alternating electric field formed by the first power source between the magnetic roller and the developing roller. A second power source for applying an alternating electric field by a rectangular wave having a reverse phase and a reverse duty ratio is provided, thereby forming a thin toner layer on the developing roller to prevent ghosting and to the developing roller. 1 shows a developing device in an image forming apparatus that prevents toner adhesion and a decrease in image density due to the toner adhesion.

特開平6−095481号公報JP-A-6-0955481 特開2003−295613号公報JP 2003-295613 A 特開2005−242281号公報JP-A-2005-242281

しかしながら特許文献1に示された画像形成装置では、現像ローラ表面電位と感光体の露光後電位の差が常に一定となるように現像バイアスを設定しているが、この方法では現像ローラ1周目の現像性は安定するが、特にベタ画像等で現像ローラ上のトナーを多量に失った直後の周回における現像性は確保できないと考えられ、現像ゴースト等の不具合の発生を防ぐことは難しいと考えられる。   However, in the image forming apparatus disclosed in Patent Document 1, the developing bias is set so that the difference between the developing roller surface potential and the post-exposure potential of the photosensitive member is always constant. However, it is thought that it is difficult to prevent the development ghost and other problems from occurring, especially in the case of solid images, etc. It is done.

また特許文献2に示された画像形成装置は、キャリアの劣化によって磁気ブラシの密度や均一性が損なわれると剥ぎ取り性能が低下して現像ゴーストが発生するため、長期間にわたって現像ゴーストを解消するのが困難であり、特許文献3に示された現像装置も、現像剤の劣化によって現像ゴーストや現像リークの発生レベルが変化することに対応するには、複雑な制御を必要とするからこれらを完全に防止することは容易ではない。   Further, the image forming apparatus disclosed in Patent Document 2 eliminates development ghosts over a long period of time because if the density and uniformity of the magnetic brush is impaired due to carrier deterioration, the stripping performance deteriorates and development ghosts are generated. Since the developing device shown in Patent Document 3 also requires complicated control to cope with changes in the level of occurrence of development ghosts and development leaks due to the deterioration of the developer, It is not easy to prevent completely.

そのため本発明においては、タッチダウン現像方式の現像手段を具備する画像形成装置において、簡単な構成で現像ゴーストを抑えて高画質の画像を長期間にわたって得ることができる、画像形成方法及び画像形成装置を提供することが課題である。   Therefore, in the present invention, in an image forming apparatus having a touch-down developing type developing unit, an image forming method and an image forming apparatus capable of obtaining a high-quality image over a long period of time with a simple configuration and suppressing development ghosts. It is a problem to provide.

本発明者等は上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、トナー担持体へのトナー薄層形成時、トナー担持体1周でトナー薄層のトナー量を飽和トナー量とさせることで、前記現像ゴースト等の不具合を解消できることを見出して本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have made the toner amount of the toner thin layer the saturated toner amount around the toner carrier when forming the toner thin layer on the toner carrier. The inventors have found that the problems such as the development ghost can be solved and have completed the present invention.

すなわち現像ゴーストの発生要因としては、静電潜像の現像によって現像ローラ上のトナー薄層が欠落し、その後、磁気ローラが担持する磁気ブラシでそのトナー薄層の欠落部がわからないほど十分にトナーを剥ぎ取ることができないことが第1にあげられ、また、その現像でトナー薄層が欠落した部分を、十分埋め尽くして欠落部とその周囲のトナー量とがほぼ同じになるようトナーが供給できないことが、第2の現像ゴースト発生要因として上げられる。   That is, the cause of development ghost is that the toner thin layer on the developing roller is missing due to the development of the electrostatic latent image, and then the toner brush is sufficiently invisible so that the missing portion of the toner thin layer cannot be recognized by the magnetic brush carried by the magnetic roller. The toner is supplied so that the portion where the toner thin layer is missing in the development is fully filled and the missing portion and the amount of toner around it are almost the same. Failure to do so is raised as a second development ghost occurrence factor.

特にこの2つ目の現像ゴースト発生要因は重要であり、磁気ローラから現像ローラへ、前回の現像でトナーが使われてなくなった現像ローラ上の部分を1周で埋め尽くし、欠落部とその周囲のトナー量とがほぼ同じになるようトナーが供給できないということは、現像ローラにトナーを供給したとき、欠落部とその周囲にもトナーが上乗せされたために欠落部とその周囲のトナー量に差が生じたと考えられる。これは、現像ローラに複数周に渡ってトナーを供給せねばトナー量が飽和しない、すなわち現像ローラ1周で現像ローラに供給できるトナー量に限度があるのに、現像ローラ上に供給できるトナー量には余裕がある(すなわち飽和トナー量が大きい)ということを意味している。   In particular, this second development ghost generation factor is important. From the magnetic roller to the development roller, the part on the development roller where the toner has not been used in the previous development is filled in one round, and the missing part and its surroundings The fact that the toner cannot be supplied so that the toner amount of the toner is almost the same as the amount of toner in the toner cartridge is that when the toner is supplied to the developing roller, the toner is also added to the missing portion and the surrounding area. It is thought that occurred. This is because the amount of toner that can be supplied to the developing roller is not limited unless the toner is supplied to the developing roller over a plurality of turns, that is, the amount of toner that can be supplied to the developing roller in one round of the developing roller is limited. This means that there is a margin (that is, the amount of saturated toner is large).

すなわち、飽和トナー量が大きく、現像ローラ上に飽和トナー量のトナーを供給するのに現像ローラ複数周に渡ってトナーを供給せねばならぬ場合、前記図5に示したように、ベタ画像50の静電潜像を現像ローラの1周目で現像し、2周目でハーフ濃度画像52の静電潜像を現像するとき、1周目の現像で使用されずに残ったベタ画像50部分以外のトナーが、前記第1の現像ゴースト発生要因により充分に回収されないと、次の現像ローラへのトナー供給時、ベタ画像50部分以外へは回収されずに残ったトナーの上にトナーが供給され、ベタ画像50部分ではトナーが殆どなくなった状態でトナーが供給されるため、同様にトナーが供給されてもベタ画像50部分とそれ以外の領域でトナー量に差が生じ、それが現像ゴーストの生じる原因となると考えられる。   That is, when the saturated toner amount is large and the toner must be supplied over a plurality of circumferences of the developing roller in order to supply the saturated toner amount on the developing roller, as shown in FIG. When the electrostatic latent image is developed on the first round of the developing roller and the electrostatic latent image of the half density image 52 is developed on the second round, the remaining solid image 50 portion that is not used in the development on the first round If the toner other than the toner is not sufficiently collected due to the first development ghost occurrence factor, when the toner is supplied to the next developing roller, the toner is supplied onto the remaining toner without being collected except for the solid image 50 portion. In the solid image 50 portion, toner is supplied with almost no toner. Therefore, even if the toner is supplied in the same manner, a difference in toner amount occurs between the solid image 50 portion and other areas, which is a development ghost. Cause It is considered to be a factor.

それに反し、飽和トナー量が例えば現像に最適な現像ローラ上のトナー量と等しく、かつ、現像ローラが1周する間にこの飽和トナー量のトナーが現像ローラに供給されるのであれば、たとえ1周目の現像で使用されずに残ったベタ画像50部分以外のトナーが充分に回収されなくても、次の現像ローラへのトナー供給時、ベタ画像50部もそれ以外の領域へも飽和トナー量のトナーが供給されれば両者に差が生ぜず、従って現像ゴーストは発生しないと考えられる。   On the other hand, if the amount of saturated toner is equal to the amount of toner on the developing roller that is optimal for development and the toner of this saturated toner amount is supplied to the developing roller during one round of the developing roller, for example, 1 Even if toner other than the remaining solid image 50 portion that is not used in the peripheral development is not sufficiently collected, when the toner is supplied to the next developing roller, the solid image 50 portion and the other areas are also saturated. If an amount of toner is supplied, it is considered that there is no difference between the two, and therefore no development ghost is generated.

さらに飽和トナー量が大きい場合、現像ローラが1周する間トナーを供給してトナー薄層を形成して画像を形成した場合と、現像ローラ2周以上にわたってトナーを供給してトナー薄層を形成して画像を形成した場合とでは、2周以上にわたってトナーを供給してトナー薄層を形成した時の方が画像濃度が濃くなってしまうという問題も生じ、かつ、現像ローラの2周以上にわたってトナーを供給することで、現像に時間がかかるという問題も生じる。   Furthermore, when the amount of saturated toner is large, the toner is supplied while the developing roller makes one round to form an image by forming a thin toner layer, and the toner is supplied over two or more rounds of the developing roller to form the thin toner layer. In the case of forming an image, there is a problem that the image density becomes higher when the toner is supplied over two or more rounds to form a thin toner layer, and over two or more rounds of the developing roller. Supplying the toner also causes a problem that development takes time.

そのため本発明者等は、現像ローラ上にトナー薄層が形成される時、磁気ローラと現像ローラへそれぞれ直流(DC)バイアス電源から供給される直流電圧の差ΔVと、現像ローラへトナーを供給している時の現像ローラの回転回数により、現像ローラ上の表面電位がどのように変化するか、またその表面電位の変化と現像ゴーストとの間に関連があるかどうかを調べた。   Therefore, when the toner thin layer is formed on the developing roller, the present inventors supply the toner to the developing roller and the difference ΔV between the DC voltage supplied from the direct current (DC) bias power source to the magnetic roller and the developing roller, respectively. It was examined how the surface potential on the developing roller changes according to the number of rotations of the developing roller during the operation, and whether there is a relationship between the change in the surface potential and the development ghost.

その結果、磁気ローラと現像ローラへそれぞれ直流(DC)バイアス電源から供給される直流電圧の差、すなわち直流電位差ΔVにより、現像ローラの1周目と2周目以後の表面電位に大きな差が生ぜずに現像ゴーストが生じない場合と、現像ローラの1周目と2周目以後で表面電位が異なり、回転回数によって表面電位が階段状に上昇すると共に、現像ゴーストが発生する場合とがあることがわかった。   As a result, the difference in DC voltage supplied from the direct current (DC) bias power source to the magnetic roller and the developing roller, that is, the DC potential difference ΔV, causes a large difference in the surface potential after the first and second rounds of the developing roller. There is a case where the development ghost does not occur and the surface potential is different between the first and second rounds of the developing roller, the surface potential rises stepwise depending on the number of rotations, and the development ghost may occur. I understood.

この結果から、磁気ローラと現像ローラへそれぞれ直流(DC)バイアス電源から供給される電圧の差、すなわち直流電位差ΔVにより生じる現像ローラの1周目と2周目の表面電位の差、すなわち表面電位差が現像ローラ上に形成するトナー薄層の飽和トナー量に関係していると推察され、かつ、その飽和トナー量が、磁気ローラから現像ローラ1周の間に供給できるトナー量より多い場合に現像ゴーストが発生し、現像ローラ1周の間に供給するトナー量と等しいか少ない場合は現像ゴーストが発生しないと推察される。そのため、この飽和トナー量が現像に最適な現像ローラ上のトナー量であれば、現像ゴーストが発生せず、しかも、画像濃度も最適とする画像形成方法及び画像形成装置を提供することができる。   From this result, the difference between the voltages supplied from the direct current (DC) bias power source to the magnetic roller and the developing roller, that is, the difference between the surface potentials of the first and second rounds of the developing roller caused by the DC potential difference ΔV, that is, the surface potential difference. Is considered to be related to the saturated toner amount of the toner thin layer formed on the developing roller, and development is performed when the saturated toner amount is larger than the toner amount that can be supplied from the magnetic roller to the developing roller around the circumference of the developing roller. If a ghost is generated and the amount of toner supplied during one rotation of the developing roller is equal to or less than the amount of toner, it is assumed that the developing ghost does not occur. Therefore, if this saturated toner amount is the toner amount on the developing roller that is optimal for development, it is possible to provide an image forming method and an image forming apparatus in which development ghost does not occur and the image density is also optimal.

従って、例えば画像形成前に現像ローラへのトナー薄層形成を2周に亘って行い、1周目の表面電位と2周目の表面電位とを測定して両表面電位の差に基づき、現像ローラ1周のトナー層形成で現像ローラ上のトナー量を飽和トナー量とする方向の調整、すなわち両表面電位の差を小さくするよう、磁気ローラと現像ローラへそれぞれ供給される直流バイアス電圧の差ΔVを調整することで、現像ゴーストが発生せず、しかも、画像濃度も最適とする画像形成を行うことができると考えられる。   Therefore, for example, a toner thin layer is formed on the developing roller over two rounds before image formation, and the surface potential on the first round and the surface potential on the second round are measured and developed based on the difference between the two surface potentials. The adjustment of the direction in which the toner amount on the developing roller is set to the saturated toner amount by forming the toner layer around the roller, that is, the difference between the DC bias voltages supplied to the magnetic roller and the developing roller so as to reduce the difference between the surface potentials. By adjusting ΔV, it is considered that the development ghost does not occur and the image formation with the optimum image density can be performed.

なお、磁気ローラと現像ローラへそれぞれ供給される直流バイアス電圧の差ΔVの調整は、現像ローラに印加するバイアスを変化させると現像条件が変化してしまうため、現像ローラに印加するバイアスを固定し、磁気ローラに印加する直流バイアスを変化させることで行うことが好ましい。また、画像形成の際に現像ローラには交流バイアスが印加されるが、表面電位測定に当たって交流バイアスが存在すると正確な測定ができないため、磁気ローラに現像ローラに印加する交流バイアスと逆位相の交流バイアスを印加することが好ましい。   The adjustment of the difference ΔV in the DC bias voltage supplied to the magnetic roller and the developing roller, respectively, changes the development conditions when the bias applied to the developing roller is changed. Therefore, the bias applied to the developing roller is fixed. It is preferable to perform this by changing the DC bias applied to the magnetic roller. In addition, an AC bias is applied to the developing roller during image formation. However, if an AC bias is present when measuring the surface potential, accurate measurement cannot be performed. Therefore, the AC roller has an AC phase opposite to the AC bias applied to the developing roller. It is preferable to apply a bias.

また、現像ローラの1周目の表面電位と2周目の表面電位差と現像ローラ上のトナー量との関係、及び形成された画像における濃度との間には相関があり、現像ゴーストが認められない画像濃度とするためには、現像ローラの1周目の表面電位と2周目の表面電位との比が0.9以上となるよう調整することで、現像ゴーストを防止できることもわかった。   Also, there is a correlation between the relationship between the surface potential of the first round of the developing roller, the difference between the surface potential of the second round and the toner amount on the developing roller, and the density in the formed image, and development ghost is recognized. It was also found that development ghosts can be prevented by adjusting the ratio between the surface potential of the first round of the developing roller and the surface potential of the second round to be 0.9 or more in order to achieve a low image density.

以上の結果から、本発明になる画像形成方法は、
内部に複数の磁極を有して直流バイアスを印加された磁気ローラ上にトナーとキャリアとからなる2成分現像剤の磁気ブラシを形成し、該磁気ブラシにより、直流に交流を重畳したバイアスを印加した現像ローラ上にトナー薄層を形成した後、該トナー薄層のトナーで感光体上に形成された静電潜像を現像して画像形成する画像形成方法において、
前記画像形成前に前記現像ローラへのトナー薄層形成を2周に亘って行い、1周目の表面電位と2周目の表面電位とを測定して両表面電位の差に基づき、前記現像ローラ1周のトナー層形成で現像ローラ上のトナー量を飽和トナー量とする方向に前記磁気ローラと現像ローラに印加するバイアス電圧調整を行うことを特徴とする。
From the above results, the image forming method according to the present invention is as follows.
A magnetic brush of a two-component developer composed of toner and carrier is formed on a magnetic roller having a plurality of magnetic poles and applied with a DC bias, and a bias in which AC is superimposed on the DC is applied by the magnetic brush. In the image forming method of forming an image by forming a toner thin layer on the developed developing roller and then developing the electrostatic latent image formed on the photoreceptor with the toner of the toner thin layer.
Before forming the image, the toner thin layer is formed on the developing roller over two rounds, and the surface potential on the first round and the surface potential on the second round are measured, and the development is performed based on the difference between the two surface potentials. The bias voltage applied to the magnetic roller and the developing roller is adjusted in the direction in which the toner amount on the developing roller is set to the saturated toner amount by forming a toner layer around one roller.

同様に、
内部に複数の磁極を有して直流バイアスを印加された磁気ローラ上にトナーとキャリアとからなる2成分現像剤の磁気ブラシを形成し、該磁気ブラシにより、直流に交流を重畳したバイアスを印加した現像ローラ上にトナー薄層を形成した後、該トナー薄層のトナーで感光体上に形成された静電潜像を現像して画像形成する画像形成方法において、
前記画像形成前に前記現像ローラへのトナー薄層形成を2周に亘って行い、1周目の表面電位と2周目の表面電位とを測定して両表面電位の差に基づき、該差を小さくする方向に前記磁気ローラと現像ローラに印加するバイアス電圧調整を行うことを特徴とする。
Similarly,
A magnetic brush of a two-component developer composed of toner and carrier is formed on a magnetic roller having a plurality of magnetic poles and applied with a DC bias, and a bias in which AC is superimposed on the DC is applied by the magnetic brush. In the image forming method of forming an image by forming a toner thin layer on the developed developing roller and then developing the electrostatic latent image formed on the photoreceptor with the toner of the toner thin layer.
Before forming the image, a toner thin layer is formed on the developing roller over two rounds, and the surface potential on the first round and the surface potential on the second round are measured, and the difference is determined based on the difference between the two surface potentials. The bias voltage to be applied to the magnetic roller and the developing roller is adjusted in the direction of decreasing the magnetic field.

そしてこの画像形成方法を実施する画像形成装置は、
内部に複数の磁極を有してトナーとキャリアとからなる2成分現像剤の磁気ブラシが形成される磁気ローラと、該磁気ローラ上の磁気ブラシによりトナー薄層が形成される現像ローラと、電子写真方式で静電潜像が形成されて前記現像ローラから飛翔したトナーによって前記静電潜像がトナー像に現像される感光体と、前記現像ローラと磁気ローラとのそれぞれ対応して設けられてバイアス電圧を印加するバイアス電源とを有する画像形成装置において、
前記現像ローラ上の表面電位を測定する表面電位測定手段と、前記現像ローラ上のトナー薄層形成1周目と2周目における前記表面電位測定手段の測定結果に基づき、前記現像ローラ1周のトナー層形成で現像ローラ上のトナー量を飽和トナー量とする方向に前記磁気ローラと現像ローラに印加するバイアス電圧を調整する制御手段とを備え、前記現像ローラ1周で形成したトナー層のトナー量を飽和トナー量とし、現像ゴーストを防止するようにしたことを特徴とする。
An image forming apparatus that implements this image forming method is:
A magnetic roller having a magnetic brush of a two-component developer having a plurality of magnetic poles therein and composed of toner and carrier; a developing roller having a thin toner layer formed by the magnetic brush on the magnetic roller; A photosensitive member on which an electrostatic latent image is formed by a photographic method and the electrostatic latent image is developed into a toner image by toner flying from the developing roller, and the developing roller and the magnetic roller are provided correspondingly, respectively. In an image forming apparatus having a bias power supply for applying a bias voltage,
Based on the measurement results of the surface potential measuring means for measuring the surface potential on the developing roller and the surface potential measuring means on the first and second rounds of toner thin layer formation on the developing roller, A toner layer formed on one circumference of the developing roller, comprising a magnetic roller and a control means for adjusting a bias voltage applied to the developing roller in a direction in which the toner amount on the developing roller is set to a saturated toner amount in forming the toner layer. The amount is a saturated toner amount, and development ghost is prevented.

このようにして画像を形成することにより、前記したように、簡単な構成で現像ゴーストを抑え、高画質の画像を長期間にわたって得ることができる、画像形成方法及び画像形成装置を提供することができる。   By forming an image in this way, as described above, it is possible to provide an image forming method and an image forming apparatus capable of suppressing development ghosts with a simple configuration and obtaining a high-quality image over a long period of time. it can.

そして、前記両表面電位の差に基づく調整は、前記現像ローラに印加するバイアスを固定し、前記磁気ローラに印加する直流バイアスを変化させることで、現像に支障を生じることなく簡単におこなうことができる。   The adjustment based on the difference between the surface potentials can be easily performed without causing any trouble in development by fixing the bias applied to the developing roller and changing the DC bias applied to the magnetic roller. it can.

また、前記両表面電位の差に基づく調整は、前記現像ローラに印加する交流バイアスと逆位相の交流バイアスを磁気ローラに印加しておこない、そのため、前記表面電位測定手段による現像ローラ上の表面電位測定状態において、前記磁気ローラに前記現像ローラに印加される交流バイアスを相殺するバイアスを印加する電源を設けることで、現像ローラの表面電位測定を正確におこなうことができる。   Further, the adjustment based on the difference between the surface potentials is performed by applying an AC bias having a phase opposite to that of the AC bias applied to the developing roller to the magnetic roller. Therefore, the surface potential on the developing roller by the surface potential measuring unit is adjusted. In the measurement state, the surface potential of the developing roller can be accurately measured by providing the magnetic roller with a power source that applies a bias that cancels the AC bias applied to the developing roller.

さらに、前記両表面電位の差に基づく調整は、1周目の表面電位と2周目の表面電位の比が0.9以上となるよう調整することで、現像ローラ上のトナー量と形成された画像における濃度を最適な状態とすることができる。   Further, the adjustment based on the difference between the surface potentials is adjusted to the toner amount on the developing roller by adjusting the ratio of the surface potential of the first round to the surface potential of the second round to be 0.9 or more. It is possible to optimize the density in the obtained image.

本発明によれば、現像ローラへトナー薄層を形成する時の現像ローラの1周目と2周目の表面電位を測定し、両表面電位の差を小さくする方向に磁気ローラと現像ローラに印加するバイアス電圧調整を行い、トナー担持体1周でトナー薄層のトナー量を飽和トナー量とさせる、という非常に簡単なことを実施するだけでタッチダウン現像方式における現像ゴースト発生を予想して、それによって精度よく現像ゴーストを回避し、高画質の画像を長期間にわたって得ることができる、画像形成方法及び画像形成装置を提供することができる。   According to the present invention, the surface potentials of the first and second circumferences of the developing roller when the toner thin layer is formed on the developing roller are measured, and the magnetic roller and the developing roller are measured in a direction to reduce the difference between the surface potentials. By adjusting the bias voltage to be applied and making the amount of toner in the toner thin layer the saturated toner amount around the circumference of the toner carrier, the development ghost is expected to occur in the touch-down development method. Thus, it is possible to provide an image forming method and an image forming apparatus capable of avoiding a development ghost with high accuracy and obtaining a high-quality image over a long period of time.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。   Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, but are merely illustrative examples. Not too much.

最初に図1を用い、本発明になる画像形成方法を実施する画像形成装置について説明する。本発明の画像形成方法を実施する画像形成装置10は、例えば図1に示すように、ドラム状の静電潜像担持体(感光体)12と、その周囲に設けられ、感光体12の表面を帯電させる帯電手段14、感光体12の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段16、感光体12上に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像し、トナー像とする現像手段18、トナー像を感光体12から無端ベルト20で運ばれてくる用紙などの被転写体(図示せず)へ転写する転写手段22、感光体の表面をクリーニングするクリーニング手段24、などで構成されている。   First, an image forming apparatus that performs the image forming method according to the present invention will be described with reference to FIG. An image forming apparatus 10 that performs the image forming method of the present invention includes, for example, a drum-shaped electrostatic latent image carrier (photoconductor) 12 and a surface of the photoconductor 12 provided around the drum-like electrostatic latent image carrier (photoconductor) 12 as shown in FIG. A charging means 14 for charging the toner, an exposure means 16 for exposing the surface of the photoconductor 12 to form an electrostatic latent image, and a toner image attached to the electrostatic latent image formed on the photoconductor 12 for development. Developing means 18, transfer means 22 for transferring the toner image from the photosensitive member 12 to a transfer target (not shown) such as paper conveyed by the endless belt 20, cleaning means 24 for cleaning the surface of the photosensitive member, Etc.

このうち感光体12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等が用いられる。帯電手段14としては、スコロトロン方式、帯電ローラ方式、帯電ブラシ方式等が挙げられ、露光手段16、転写手段22、クリーニング手段24としては、従来公知のものが用いられる。   Among these, as the photoreceptor 12, an organic photoreceptor having an inorganic photoreceptor such as selenium or amorphous silicon, or a single or laminated photosensitive layer containing a charge generating agent, a charge transporting agent, a binder resin, etc. formed on a conductive substrate. A photoreceptor or the like is used. Examples of the charging unit 14 include a scorotron system, a charging roller system, and a charging brush system. As the exposure unit 16, the transfer unit 22, and the cleaning unit 24, conventionally known ones are used.

現像手段18は、内部に配設された複数の固定磁石とその周囲を回転可能としたスリーブからなる現像剤担持体(磁気ローラ)26、磁気ローラ26上に形成される磁気ブラシ(図示せず)によってトナー薄層(図示せず)が形成されるトナー担持体(現像ローラ)28、トナー担持体28の表面電位を検出するための表面電位測定手段たる表面電位センサ48、磁気ローラ26へ直流(DC)バイアスを印可する電源30、現像ローラ28へ直流(DC)バイアスを印可する電源32、現像ローラ28へ交流(AC)バイアスを印可する電源34、磁気ローラ26へ交流(AC)バイアスを印可する電源60、磁気ローラ26上に形成された磁気ブラシの高さを一定に保つための規制ブレード36、トナーが収納されたトナーコンテナ38、トナーコンテナ38から供給されたトナーを、キャリアとともに撹拌して帯電させる撹拌ミキサー40、仕切板42を通って撹拌ミキサー40から供給された二成分現像剤を撹拌しながら磁気ローラ26へ供給するパドルミキサー44、内部に複数の磁極を有してトナーとキャリアとからなる2成分現像剤の磁気ブラシが形成される磁気ローラ26、磁気ローラ26上の磁気ブラシによりトナー薄層が形成される現像ローラ28、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、表面電位センサ48の測定結果を受けて、磁気ローラ26用直流(DC)バイアス電源30と交流(AC)バイアス電源60を制御する磁気ローラバイアス電源制御装置62、現像ローラ28用直流(DC)バイアス電源32と交流(AC)バイアス電源34を制御する現像ローラバイアス電源制御装置64、これら磁気ローラバイアス電源制御装置62、現像ローラバイアス電源制御装置64に制御指示を送る制御装置58などで構成される。   The developing means 18 includes a developer carrier (magnetic roller) 26 comprising a plurality of fixed magnets disposed inside and a sleeve that can rotate around the fixed magnet, and a magnetic brush (not shown) formed on the magnetic roller 26. ), A toner carrier (developing roller) 28 on which a toner thin layer (not shown) is formed, a surface potential sensor 48 serving as a surface potential measuring means for detecting the surface potential of the toner carrier 28, and a direct current to the magnetic roller 26. A power source 30 for applying a (DC) bias, a power source 32 for applying a direct current (DC) bias to the developing roller 28, a power source 34 for applying an alternating current (AC) bias to the developing roller 28, and an alternating current (AC) bias for the magnetic roller 26 A power supply 60 to be applied, a regulating blade 36 for keeping the height of the magnetic brush formed on the magnetic roller 26 constant, and a toner container 38 containing toner. A stirring mixer 40 that stirs and charges the toner supplied from the toner container 38 together with the carrier, and a paddle mixer that supplies the magnetic roller 26 while stirring the two-component developer supplied from the stirring mixer 40 through the partition plate 42. 44, a magnetic roller 26 having a plurality of magnetic poles therein and forming a magnetic brush of a two-component developer composed of toner and carrier, and a developing roller 28 having a thin toner layer formed by the magnetic brush on the magnetic roller 26 The magnet 46 controls the direct current (DC) bias power supply 30 and the alternating current (AC) bias power supply 60 for the magnetic roller 26 in response to the measurement results of the frame 46 in which the stirring mixer 40 and the paddle mixer 44 are housed, and the surface potential sensor 48. Roller bias power supply controller 62, direct current (DC) bias power supply 32 for developing roller 28 and alternating current (AC) Developing roller bias power source control apparatus for controlling the bias power source 34 64, these magnetic roller bias power source control unit 62, and the like developing roller bias power supply control device 64 control device 58 sends a control instruction to.

このように構成された画像形成装置10における通常の画像形成方法は、まず、帯電手段14によって感光体12の表面を帯電させ(帯電工程)、ついで露光手段16により、感光体12の表面を露光して静電潜像を形成する(露光工程)。一方、現像手段18においては、二成分現像剤を磁気ローラ26の表面に担持させて磁気ブラシを形成し、その磁気ブラシからトナーのみを現像ローラ28の表面に移送させ、現像ローラ28の表面にトナー薄層を形成させる。そして、現像ローラ28のトナー薄層からトナーを感光体12に飛翔させ、感光体12上に形成されている静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する(現像工程)。   In a normal image forming method in the image forming apparatus 10 configured as described above, first, the surface of the photoconductor 12 is charged by the charging unit 14 (charging process), and then the surface of the photoconductor 12 is exposed by the exposure unit 16. Thus, an electrostatic latent image is formed (exposure process). On the other hand, in the developing means 18, a two-component developer is carried on the surface of the magnetic roller 26 to form a magnetic brush, and only the toner is transferred from the magnetic brush to the surface of the developing roller 28, and the surface of the developing roller 28 is transferred. A thin toner layer is formed. Then, the toner is allowed to fly from the toner thin layer of the developing roller 28 to the photosensitive member 12, and the toner is attached to the electrostatic latent image formed on the photosensitive member 12 to develop it as a toner image (developing step).

このトナー像は、無端ベルト20によって搬送されてくる用紙などの被転写体に、転写手段22によって感光体12から転写され(転写工程)、感光体12の表面に残った残トナーは、クリーニング手段24によってクリーニングされて次の画像形成に備えられる。なお、画像形成装置10としては、以上説明してきた構成のものだけでなく、前記したタッチダウン現像方式を用いる現像装置であれば、どのような形式の画像形成装置であっても良いことは自明である。   This toner image is transferred from the photoconductor 12 to the transfer medium such as paper conveyed by the endless belt 20 by the transfer unit 22 (transfer process), and the remaining toner remaining on the surface of the photoconductor 12 is cleaned by the cleaning unit. 24 is used to prepare for the next image formation. It is obvious that the image forming apparatus 10 is not limited to the configuration described above, but may be any type of image forming apparatus as long as the developing apparatus uses the touch-down developing method. It is.

次に、前記図5で説明したような現像ゴーストの発生メカニズムについて説明する。この現像ゴーストは、画像の形成時に現像ローラ28上のトナー薄層が画像の形状にトナーが使われ、その後、磁気ローラ26上に形成された磁気ブラシにより、その画像形状がわからないほど十分にトナーを剥ぎ取ることができないことが第1の発生要因としてあげられる。また、その現像によりトナーが使われてトナーがなくなった部分に供給されたトナー量と、その画像周囲のトナー量とが最終的に同一となればこういった問題は起きないわけで、第2の現像ゴースト発生要因として、前回の現像でトナーが使われてなくなった部分に供給されたトナー量と、その画像周囲のトナー量とが同一量でないことが上げられる。   Next, a mechanism for generating a development ghost as described in FIG. 5 will be described. The developing ghost is formed by using a toner thin layer on the developing roller 28 in the shape of the image when forming the image, and then the toner is sufficiently invisible so that the image shape cannot be recognized by the magnetic brush formed on the magnetic roller 26. The first generation factor is that it cannot be peeled off. In addition, if the amount of toner supplied to the portion where the toner has been used due to the development and the amount of toner around the image finally becomes the same, such a problem does not occur. As a cause of the development ghost, the amount of toner supplied to the portion where the toner has not been used in the previous development is not equal to the amount of toner around the image.

特にこの2つ目の現像ゴースト発生要因は重要であり、磁気ローラ26から現像ローラ28へ、前回の現像でトナーが使われてなくなった現像ローラ28上の部分を1周で埋め尽くし、欠落部とその周囲のトナー量とがほぼ同じになるようトナーが供給できないということは、現像ローラ28にトナーを供給したとき、欠落部とその周囲にもトナーが上乗せされたために欠落部とその周囲のトナー量に差が生じたと考えられる。これは、現像ローラ28に複数周に渡ってトナーを供給せねばトナー量が飽和しない、すなわち現像ローラ28の1周で現像ローラ28に供給できるトナー量に限度があるのに、現像ローラ28上に供給できるトナー量には余裕がある(すなわち飽和トナー量が大きい)ということを意味している。   In particular, this second development ghost occurrence factor is important. The portion on the developing roller 28 where the toner has not been used in the previous development is filled from the magnetic roller 26 to the developing roller 28 in one round. The toner cannot be supplied so that the amount of toner around and the surrounding toner amount is substantially the same. When toner is supplied to the developing roller 28, the toner is also added to the missing portion and the surrounding area. It is considered that a difference has occurred in the toner amount. This is because the toner amount is not saturated unless the toner is supplied to the developing roller 28 over a plurality of circumferences, that is, the amount of toner that can be supplied to the developing roller 28 in one round of the developing roller 28 is limited. This means that there is a margin in the amount of toner that can be supplied to (that is, the saturated toner amount is large).

すなわち、飽和トナー量が大きく、現像ローラ上に飽和トナー量のトナーを供給するのに現像ローラ複数周に渡ってトナーを供給せねばならぬ場合、前記図5に示したように、ベタ画像50の静電潜像を現像ローラの1周目で現像し、2周目でハーフ濃度画像52の静電潜像を現像するとき、1周目の現像で使用されずに残ったベタ画像50部分以外のトナーが、前記第1の現像ゴースト発生要因により充分に回収されないと、次の現像ローラへのトナー供給時、ベタ画像50部分以外へは回収されずに残ったトナーの上にトナーが供給され、ベタ画像50部分ではトナーが殆どなくなった状態でトナーが供給されるため、まったく同様にトナーが供給されてもベタ画像50部分とそれ以外の領域でトナー量に差が生じ、それが現像ゴーストの生じる原因となると考えられる。   That is, when the saturated toner amount is large and the toner must be supplied over a plurality of circumferences of the developing roller in order to supply the saturated toner amount on the developing roller, as shown in FIG. When the electrostatic latent image is developed on the first round of the developing roller and the electrostatic latent image of the half density image 52 is developed on the second round, the remaining solid image 50 portion that is not used in the development on the first round If the toner other than the toner is not sufficiently collected due to the first development ghost occurrence factor, when the toner is supplied to the next developing roller, the toner is supplied onto the remaining toner without being collected except for the solid image 50 portion. Since the toner is supplied with almost no toner in the solid image 50 portion, even if the toner is supplied in exactly the same manner, a difference in toner amount occurs between the solid image 50 portion and other regions, which is developed. ghost It is considered to be a cause for.

それに反し、飽和トナー量が例えば現像に最適な現像ローラ28上のトナー量と等しく、かつ、現像ローラ28が1周する間にこの飽和トナー量のトナーが現像ローラ28に供給されるのであれば、たとえ1周目の現像で使用されずに残ったベタ画像50部分以外のトナーが充分に回収されなくても、次の現像ローラ28へのトナー供給時、ベタ画像50部もそれ以外の領域へも飽和トナー量のトナーが供給されることになって両者に差が生ぜず、従って現像ゴーストは発生しないと考えられる。   On the other hand, if the saturated toner amount is equal to, for example, the toner amount on the developing roller 28 that is optimal for development, and the toner of this saturated toner amount is supplied to the developing roller 28 during one round of the developing roller 28. Even if the toner other than the solid image 50 portion remaining not used in the development of the first round is not sufficiently collected, when the toner is supplied to the next developing roller 28, the solid image 50 portion is also in the other region. It is considered that the toner of the saturated toner amount is supplied to the surface, so that there is no difference between the two, and therefore no development ghost is generated.

特に飽和トナー量が大きい場合、現像ローラ28が1周する間トナーを供給してトナー薄層を形成して画像を形成した場合と、現像ローラ28の2周以上にわたってトナーを供給してトナー薄層を形成して画像を形成した場合とでは、2周以上にわたってトナーを供給してトナー薄層を形成した時の方が画像濃度が濃くなってしまうという問題も生じ、かつ、現像ローラ28の2周以上にわたってトナーを供給することで、現像に時間がかかるという問題も生じる。   In particular, when the amount of saturated toner is large, the toner is supplied while the developing roller 28 makes one turn to form an image by forming a thin toner layer, and the toner is supplied over two or more turns of the developing roller 28 to thin the toner. In the case of forming an image by forming a layer, there is a problem that the image density becomes higher when the toner is supplied over two or more rounds to form a thin toner layer, and the developing roller 28 Supplying toner over two or more rounds also causes a problem that it takes time for development.

そのため本発明者等は、現像ローラ28上にトナー薄層が形成される時、現像ローラ28の回転回数によって現像ローラ28の表面電位がどのように変化するかを調べた。その結果を示したグラフが図4である。この図4中、横軸は現像ローラ28の回転回数、縦軸は現像ローラ28上におけるトナー層電位(V)であり、実線と破線は、磁気ローラ26と現像ローラ28へそれぞれ直流(DC)バイアス電源から供給される電圧の差ΔVを表していて、実線は200Vの場合、破線は300Vの場合を示している。   Therefore, the present inventors have examined how the surface potential of the developing roller 28 changes depending on the number of rotations of the developing roller 28 when a thin toner layer is formed on the developing roller 28. A graph showing the results is shown in FIG. In FIG. 4, the horizontal axis indicates the number of rotations of the developing roller 28, the vertical axis indicates the toner layer potential (V) on the developing roller 28, and the solid line and the broken line indicate direct current (DC) to the magnetic roller 26 and the developing roller 28, respectively. The difference ΔV between the voltages supplied from the bias power supply is shown. The solid line indicates 200 V, and the broken line indicates 300 V.

なお、この実験に用いた画像形成装置は、京セラミタ社製のタッチダウン現像方式を用いたプリンタFS−C5016Nであり、この画像形成装置における現像装置の現像ローラ28近傍に、前記図1に48で示したTREK社のMODEL344の表面電位センサを設置し、現像ローラ28上の表面電位を検出できるようにした。   Note that the image forming apparatus used in this experiment is a printer FS-C5016N using a touch-down developing method manufactured by Kyocera Mita, Inc., in the vicinity of the developing roller 28 of the developing apparatus in this image forming apparatus. A surface potential sensor of MODEL 344 manufactured by TREK Co., Ltd. was installed so that the surface potential on the developing roller 28 could be detected.

この図4のグラフから、磁気ローラ26と現像ローラ28の直流バイアス電圧の電位差ΔVが300Vの場合、現像ローラ28の回転回数が増えると形成されるトナー薄層が厚くなり、現像ローラ28の表面電位が階段状に上昇していることがわかる。つまり、現像ローラ28へムラなくトナー薄層を形成するのに2周以上を要する場合、すなわち前記したように現像ローラ28の飽和トナー量が多い場合、現像ローラ28へのトナー供給の周回数が増すにつれて、現像ローラ28の表面電位が階段状に上昇するわけである。   From the graph of FIG. 4, when the potential difference ΔV of the DC bias voltage between the magnetic roller 26 and the developing roller 28 is 300 V, the toner thin layer formed becomes thicker as the number of rotations of the developing roller 28 increases, and the surface of the developing roller 28 It can be seen that the potential rises stepwise. That is, when two or more rounds are required to form a thin toner layer uniformly on the developing roller 28, that is, when the amount of saturated toner in the developing roller 28 is large as described above, the number of times of toner supply to the developing roller 28 is As the number increases, the surface potential of the developing roller 28 rises stepwise.

それに対してΔVを200Vとした場合、現像ローラ28上のトナー薄層における飽和トナー量が少なく、現像ローラ28の1周でトナー薄層が形成できるため、2周目でΔVが300Vの場合に比較して半分以下の電位上昇があった後、ほぼ一定となって表面電位は階段状になっていない。すなわちこれは、現像ローラ28の全周に渡ってムラのないトナー薄層を形成するのに現像ローラ28が1周する間トナーを供給すればよいことを示し、たとえ前記した図5に50で示したようなベタ画像の静電潜像を現像しても、その影響が残らずに現像ゴースト54が生じないトナー薄層が形成できることを意味している。   On the other hand, when ΔV is 200 V, the amount of saturated toner in the toner thin layer on the developing roller 28 is small, and the toner thin layer can be formed in one turn of the developing roller 28. Therefore, when ΔV is 300 V in the second turn. After a potential increase of less than half, the surface potential is almost constant and the surface potential is not stepped. In other words, this indicates that it is only necessary to supply the toner while the developing roller 28 makes one turn to form a uniform toner thin layer over the entire circumference of the developing roller 28, even if 50 in FIG. This means that even if the electrostatic latent image of the solid image as shown is developed, a thin toner layer that does not leave the influence and does not generate the development ghost 54 can be formed.

従って直流バイアス電圧の差ΔVを、この場合は例えば200Vとし、現像ローラ28の1周目と2周目における表面電位の電位差を小さくするように、すなわち現像ローラ28の1周目で飽和トナー量に達するように調節することで、現像ローラ28の1周で現像ローラ28上に飽和トナー量の薄層が形成されて、現像ゴーストを生ずることなく現像を行えることになることを示している。   Accordingly, the difference ΔV in the DC bias voltage is set to 200 V in this case, for example, so that the potential difference between the surface potentials in the first and second rounds of the developing roller 28 is reduced, that is, the saturated toner amount in the first round of the developing roller 28. It is shown that a thin layer with a saturated toner amount is formed on the developing roller 28 in one circumference of the developing roller 28 by adjusting so as to reach the value of the developing roller 28, and the development can be performed without generating a developing ghost.

これはまた、現像ゴーストが生じるかどうかは表面電位センサを用い、現像ローラ28上にトナー薄層を形成するときの1周目の表面電位と2周目の表面電位を検出し、それが階段状に上昇しているかどうかを調べることで判定することが可能であることをも示している。従って、現像ローラ28の1周目の表面電位と2周目の表面電位の差を小さくするよう、磁気ローラ26と現像ローラ28へ供給される直流バイアス電圧の差、すなわちバイアス電位差ΔVを定めることで、現像ゴーストの発生を抑えることができるわけである。   In addition, a surface potential sensor is used to determine whether or not development ghost is generated, and the surface potential on the first round and the surface potential on the second round when the toner thin layer is formed on the developing roller 28 are detected. It is also shown that it can be determined by examining whether or not it is rising. Accordingly, the difference between the DC bias voltages supplied to the magnetic roller 26 and the developing roller 28, that is, the bias potential difference ΔV is determined so as to reduce the difference between the surface potential of the first round of the developing roller 28 and the surface potential of the second round. Thus, the development ghost can be suppressed.

図3は、以上説明してきた現像ローラ28上の表面電位と現像ゴーストとの関係を検証するため、直流(DC)バイアス電源30と32とから磁気ローラ26と現像ローラ28とへそれぞれ供給される直流バイアス電圧とその電位差ΔVにより、現像ローラ28の1周目と2周目のそれぞれの表面電位とその差がどのように変化し、それによって現像ゴーストが現れるかどうか、画像濃度はどう変化するか、を実験した結果を示した表である。なお、この実験に用いた画像形成装置や表面電位センサは、前記図4の実験で使用した画像形成装置や表面電位センサと同一である。   In FIG. 3, in order to verify the relationship between the surface potential on the developing roller 28 and the developing ghost described above, direct current (DC) bias power supplies 30 and 32 are supplied to the magnetic roller 26 and the developing roller 28, respectively. Depending on the DC bias voltage and its potential difference ΔV, the surface potential and the difference between the first and second rounds of the developing roller 28 change, and thereby whether the development ghost appears and how the image density changes. It is the table | surface which showed the result of having experimented. The image forming apparatus and the surface potential sensor used in this experiment are the same as the image forming apparatus and the surface potential sensor used in the experiment of FIG.

まず、磁気ローラ26および現像ローラ28に外部電源からバイアスを印加し、現像ローラ28には交流成分が印可されないようにして、現像ローラ28にトナー薄層を形成して1周目と2周目の表面電位を測定した。その際、現像ローラ28に印可する直流バイアスは、現像条件を変化させないよう「現像ローラへの印加DCバイアスB」に示したように100Vに固定し、磁気ローラ26に印可する直流バイアスを、「磁気ローラへの印加DCバイアスA」に示したように変化させて、両者の電位差ΔVを300Vから150Vまで変化させた。   First, a bias is applied to the magnetic roller 26 and the developing roller 28 from an external power source so that an AC component is not applied to the developing roller 28, and a thin toner layer is formed on the developing roller 28 to form the first and second rounds. The surface potential of was measured. At that time, the DC bias applied to the developing roller 28 is fixed to 100 V as shown in “DC bias B applied to the developing roller” so as not to change the developing condition, and the DC bias applied to the magnetic roller 26 is “ The potential difference ΔV between the two was changed from 300V to 150V by changing as shown in “DC bias A applied to magnetic roller”.

また、それぞれの現像バイアス設定値にて前記図5に示したように先頭にベタ画像50を、それに続けてハーフ部分52を有するサンプル画像(現像ゴーストパターン)も印字し、現像ゴースト52が現れるか否かを目視で確認、評価すると共に画像濃度を測定した。現像ゴーストの評価基準は下記の通りである。また、画像濃度は1.00以上であることが必要であり、1.20以上であることが好ましい。なお、図3の表における「判定」の欄は、「NG」が現像ゴーストによって画像の質が損なわれて使えないことを示し、「OK」は画像の質が損なわれずに維持されていることを示している。
○:ハーフ部分に残像なし。(判定:合格)
△:ハーフ部分に残像はあるが、軽微である。(判定:合格)
×:ハーフ部分に残像あり。(判定:不合格)
Also, as shown in FIG. 5, at each development bias setting value, a solid image 50 is printed at the head, and a sample image (development ghost pattern) having a half portion 52 is printed, and the development ghost 52 appears. Whether or not it was visually confirmed and evaluated, the image density was measured. Evaluation criteria for development ghost are as follows. Further, the image density needs to be 1.00 or more, and preferably 1.20 or more. The “judgment” column in the table of FIG. 3 indicates that “NG” cannot be used because the image quality is impaired by the development ghost, and “OK” is maintained without deteriorating the image quality. Is shown.
○: No afterimage in the half part. (Judgment: Pass)
Δ: There is an afterimage in the half, but it is slight. (Judgment: Pass)
X: There is an afterimage in the half portion. (Judgment: Fail)

この図3に示した評価結果より、現像ゴーストパターンの評価結果が「OK」となっている直流バイアスの電位差ΔVは200Vと150Vであり、この場合、現像ローラ28の1周目の表面電位と現像ローラ28の2周目の表面電位の比は、200Vの場合が0.90、150Vの場合が1.00で両方とも0.9以上となっている。そのため、下記(1)式に示したように(現像ローラ1周目の表面電位/現像ローラ2周目の表面電位)が0.9以上であれば、現像ゴーストは防ぐことができると考えられる。
(現像ローラ1周目の表面電位/現像ローラ2周目の表面電位)≧0.9……(1)
From the evaluation results shown in FIG. 3, the potential difference ΔV of the DC bias whose evaluation result of the development ghost pattern is “OK” is 200 V and 150 V. In this case, the surface potential of the first round of the development roller 28 is The ratio of the surface potential on the second round of the developing roller 28 is 0.90 for 200 V and 1.00 for 150 V, both being 0.9 or more. Therefore, as shown in the following formula (1), it is considered that development ghost can be prevented when (surface potential of the first rotation of the developing roller / surface potential of the second rotation of the developing roller) is 0.9 or more. .
(Surface potential at the first round of the developing roller / Surface potential at the second round of the developing roller) ≧ 0.9 (1)

但し、ΔV=250Vの時の現像ゴーストは△で非常に軽微で、合格判定をすることも可能であったが、各種条件の変動を考えると現像ゴーストを完全に解消するためにはΔV=200V以下が望ましい。また、ΔVが150Vの場合、現像ローラ28の上のトナー薄層のトナー量が少なくなったため、画像濃度が1.08となってやや不足気味であり、充分な画像濃度を確保するためには、ΔV=200Vがより好ましい。   However, when ΔV = 250V, the development ghost is very slight and it is possible to make a pass judgment. However, in view of fluctuations in various conditions, in order to completely eliminate the development ghost, ΔV = 200V The following is desirable. Further, when ΔV is 150 V, the amount of toner in the toner thin layer on the developing roller 28 has decreased, so the image density is slightly insufficient at 1.08, and in order to ensure sufficient image density. ΔV = 200V is more preferable.

このようにこの実験結果から、現像ゴーストは、磁気ローラ26と現像ローラ28の直流(DC)バイアスの差分、すなわち直流(DC)バイアス電源30と直流(DC)バイアス電源32とから供給される電圧の、いわゆる電位差(以下、ΔVと称する)が関係していることが理解できる。   Thus, from this experimental result, the development ghost is the difference between the direct current (DC) biases of the magnetic roller 26 and the development roller 28, that is, the voltage supplied from the direct current (DC) bias power source 30 and the direct current (DC) bias power source 32. It can be understood that a so-called potential difference (hereinafter referred to as ΔV) is involved.

すなわち、たとえ前記図5に50で示したようなベタ画像の静電潜像を現像しても、磁気ローラ26から現像ローラ28へ、現像ローラ1周の間トナーを供給することでベタ画像50の現像に使われた領域と、その周囲の領域とにおけるトナー量が同一となるようトナーが供給されれば現像ゴーストが発生することはないと考えると、現像ローラ28上の飽和トナー量を少なくするよう、直流(DC)バイアス電源30と直流(DC)バイアス電源32とから供給される電圧の電位差ΔVを定め、少ないトナー量の移行で現像ローラ28上のトナー量が飽和トナー量とするようにすれば、容易に現像ゴーストの発生を押さえることが可能となるわけである。   That is, even if the electrostatic latent image of the solid image as indicated by 50 in FIG. 5 is developed, the solid image 50 is supplied by supplying toner from the magnetic roller 26 to the developing roller 28 for one rotation of the developing roller. If the toner is supplied so that the toner amount in the area used for the development and the surrounding area is the same, the development ghost does not occur. Thus, the potential difference ΔV between the voltages supplied from the direct current (DC) bias power supply 30 and the direct current (DC) bias power supply 32 is determined, and the toner amount on the developing roller 28 is made the saturated toner amount with a small toner amount transition. In this way, it is possible to easily suppress the development ghost.

また、磁気ローラ26と現像ローラ28に加えられる直流(DC)バイアスの電位差ΔVを小さくすると、現像ゴーストが発生しなくなるということは、逆に考えれば電位差ΔVを小さくすることで飽和トナー量が少なくなるということであるが、現像ローラ28上のトナー量があまり少ないと画像濃度が不足するため、現像ローラ28上に形成されるトナー薄層のトナー量は画像濃度を損なわない程度に多くしておく必要がある。従って、現像ゴーストを回避しつつ画像濃度を維持するためには、この磁気ローラと現像ローラの直流(DC)バイアスの電位差ΔVを、現像ゴーストを防止しつつ画像濃度をも満足する、最適な電位差となるよう設定することが好ましい。   Further, when the potential difference ΔV of the direct current (DC) bias applied to the magnetic roller 26 and the developing roller 28 is reduced, the development ghost is not generated. Conversely, if the potential difference ΔV is reduced, the saturated toner amount is reduced. However, if the amount of toner on the developing roller 28 is too small, the image density becomes insufficient. Therefore, the amount of toner in the thin toner layer formed on the developing roller 28 is increased to such an extent that the image density is not impaired. It is necessary to keep. Therefore, in order to maintain the image density while avoiding the development ghost, the potential difference ΔV of the direct current (DC) bias between the magnetic roller and the development roller is the optimum potential difference that satisfies the image density while preventing the development ghost. It is preferable to set so that.

しかしながら、磁気ローラ26から現像ローラ28へのトナー供給性や、現像ローラ28上のトナーを引き剥がす能力については、現像ローラ28と磁気ローラ26の距離、磁極のレイアウト、磁気ブラシの穂の高さ(規制ブレード36と磁気ローラ26のギャップ)、キャリアの粒径、飽和磁化等に左右される。また、二成分現像剤中のトナー濃度や、キャリアの劣化によるトナー帯電量の変化などによっても現像ローラ28へ供給するトナー層の最適量は、多数の画像を形成する過程を通じて非常に変動しやすい。従って、前記したような現像ゴーストを防止しつつ画像濃度をも満足する電位差は、その都度変動するものと考えるのが妥当である。   However, regarding the toner supply performance from the magnetic roller 26 to the developing roller 28 and the ability to peel off the toner on the developing roller 28, the distance between the developing roller 28 and the magnetic roller 26, the layout of the magnetic poles, the height of the head of the magnetic brush (Gap between the regulating blade 36 and the magnetic roller 26), the particle size of the carrier, the saturation magnetization, and the like. In addition, the optimum amount of toner layer supplied to the developing roller 28 is very likely to fluctuate through the process of forming a large number of images, depending on the toner concentration in the two-component developer and the change in toner charge amount due to carrier deterioration. . Therefore, it is appropriate to consider that the potential difference that satisfies the image density while preventing the development ghost as described above fluctuates each time.

そのため本発明においては、画像形成前に現像ローラ28を2周させてトナー薄層を形成し、1周目と2周目の表面電位を測定してその測定結果に従い、図1に58で示した制御装置が磁気ローラバイアス電源制御装置62、現像ローラバイアス電源制御装置64に指示し、磁気ローラ26と現像ローラ28に印加する直流バイアス電源30、32の電圧を、現像ローラ28の1周でトナー薄層のトナー量を飽和トナー量とさせるよう、すなわち1周目と2周目の表面電位の電位差が小さくなる方向に調整した後画像形成を行い、現像ゴーストを防止するようにしたものである。   Therefore, in the present invention, before the image formation, the developing roller 28 is rotated twice to form a thin toner layer, the surface potentials of the first and second rounds are measured, and according to the measurement results, 58 is shown in FIG. The control device instructs the magnetic roller bias power source control device 62 and the developing roller bias power source control device 64 to apply the voltages of the DC bias power sources 30 and 32 applied to the magnetic roller 26 and the developing roller 28 over one cycle of the developing roller 28. In order to prevent the development ghost, the image is formed after adjusting the toner amount of the toner thin layer to the saturated toner amount, that is, adjusting the potential difference between the first and second surface potentials to be small. is there.

従来の現像ゴースト検出では、ゴーストが生じやすいパッチ等を感光体12上に形成し、それを主に濃度センサ等を用いて濃度を検出することで判定していたが、この方法では、パッチの印字等でトナーを消費し、かつ、パッチ形成後でなければ現像ゴーストが判定できないから、時間もかかる。   In the conventional development ghost detection, a patch or the like that is likely to cause a ghost is formed on the photoconductor 12 and is determined by detecting the density mainly using a density sensor or the like. Since toner is consumed for printing and the development ghost cannot be determined unless the patch is formed, it takes time.

それに対して前記した本発明の方法では、現像ローラ28に近接して表面電位センサ48を設置し、現像ローラ28上にトナー薄層を形成する時、現像ローラ28の表面電位を測定することで現像ゴーストが発生するか否かを事前に判断でき、それによって現像ゴーストを防止すると共に、画像濃度をも制御するようにして、こういった問題に対処したものである。   On the other hand, in the method of the present invention described above, the surface potential sensor 48 is installed in the vicinity of the developing roller 28, and when the toner thin layer is formed on the developing roller 28, the surface potential of the developing roller 28 is measured. Whether or not a development ghost is generated can be determined in advance, thereby preventing the development ghost and controlling the image density to cope with these problems.

この表面電位センサ48は、図1に示した現像ローラ28に対向し、約1mm程度の間隔をおいて設置することが好ましく、磁気ローラ26から現像ローラ28へトナーを供給する時に、この表面電位センサ48にて現像ローラ28の表面電位を検出できるようにする。   The surface potential sensor 48 is preferably disposed so as to face the developing roller 28 shown in FIG. 1 and at an interval of about 1 mm. When the toner is supplied from the magnetic roller 26 to the developing roller 28, the surface potential sensor 48 is provided. The sensor 48 can detect the surface potential of the developing roller 28.

また、磁気ローラと現像ローラへそれぞれ供給される直流バイアス電圧の差ΔVの調整は、現像ローラに印加するバイアスを変化させると現像条件が変化してしまうため、制御装置58が磁気ローラバイアス電源制御装置62、現像ローラバイアス電源制御装置64に指示し、現像ローラに印加するバイアスを固定し、磁気ローラに印加する直流バイアスを変化させることで行うことが好ましい。   Further, the adjustment of the difference ΔV between the DC bias voltages supplied to the magnetic roller and the developing roller, respectively, changes the developing conditions when the bias applied to the developing roller is changed. Therefore, the controller 58 controls the magnetic roller bias power supply. It is preferable to instruct the device 62 and the developing roller bias power source control device 64 to fix the bias applied to the developing roller and change the DC bias applied to the magnetic roller.

さらに、現像ローラ28に印可する現像バイアスに、交流(AC)バイアス電源34から交流成分を重畳させていると、表面電位センサ48の感度によっては正規な電位を検出することができないため、現像ローラ28には直流成分しか印可せずにトナーを供給する必要がある。そのため通常印字時に現像ローラ28に交流成分を印可している場合、表面電位を検出する際に制御装置58が磁気ローラバイアス電源制御装置62に指示し、交流(AC)バイアス電源60が、現像ローラ28へ印加している交流成分と、逆位相の交流成分を磁気ローラ26に印可させてトナー薄層形成を行うようにする。   Furthermore, if an AC component is superimposed on the developing bias applied to the developing roller 28 from the alternating current (AC) bias power supply 34, a normal potential cannot be detected depending on the sensitivity of the surface potential sensor 48. It is necessary to supply toner to 28 while applying only a DC component. Therefore, when an AC component is applied to the developing roller 28 during normal printing, the controller 58 instructs the magnetic roller bias power source controller 62 when detecting the surface potential, and the AC (AC) bias power source 60 A thin toner layer is formed by applying an AC component applied to 28 and an AC component having an opposite phase to the magnetic roller 26.

次に、以上説明してきた本発明になる画像形成方法を、図2に示したフロー図を用いて説明する。処理がスタートすると、まずステップS2で制御装置58から磁気ローラバイアス電源制御装置62に指示が送られ、磁気ローラ26へ直流バイアスを供給する直流(DC)バイアス電源30が、予め定められているバイアス電圧を出力するよう設定される。そしてステップS3で磁気ローラ(現像剤担持体)26上に形成された二成分現像剤による磁気ブラシにより、現像ローラ(トナー担持体)28上の現像に用いられなかったトナーが引き剥がされ、次のステップS4で同じく磁気ブラシからトナーが現像ローラ28に供給されてトナー薄層が形成される。   Next, the image forming method according to the present invention described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG. When the process starts, first, an instruction is sent from the controller 58 to the magnetic roller bias power source controller 62 in step S2, and a direct current (DC) bias power source 30 that supplies a DC bias to the magnetic roller 26 is set to a predetermined bias. Set to output voltage. In step S3, the toner that has not been used for development on the developing roller (toner carrier) 28 is peeled off by the magnetic brush using the two-component developer formed on the magnetic roller (developer carrier) 26. In step S4, toner is similarly supplied from the magnetic brush to the developing roller 28 to form a thin toner layer.

このトナー薄層の形成は、画像形成時に現像ローラ28に交流成分がバイアスとして印可されている場合、前記したように正確な表面電位測定ができるよう制御装置58により磁気ローラバイアス電源制御装置62に指示が送られ、その交流と逆位相の交流成分を交流(AC)バイアス電源60から磁気ローラ26に印可させて交流成分を無くした上で実施する。そして次のステップS5で、現像ローラ1周目の表面電位が検出され、その値が記憶される。そして次のステップS6で、表面電位検出が現像ローラ28の2周分行われたかどうかが判断され、現在はまだ1周分しか検出していないから、処理がステップS3に戻って同じ事が繰り返される。   The toner thin layer is formed by the controller 58 by the controller 58 so that the surface potential can be accurately measured when the AC component is applied to the developing roller 28 as a bias at the time of image formation. An instruction is sent, and the alternating current component having the opposite phase to the alternating current is applied from the alternating current (AC) bias power source 60 to the magnetic roller 26 to eliminate the alternating current component. In the next step S5, the surface potential of the first round of the developing roller is detected and stored. Then, in the next step S6, it is determined whether or not the surface potential has been detected for two rotations of the developing roller 28. Since only one rotation has been detected at present, the process returns to step S3 and the same thing is repeated. .

そしてステップS5で現像ローラ28の2周目の表面電位が検出されると、今度はステップS6から処理がステップS7に進み、制御装置58が前記(1)式に基づき、現像ローラ28の1周目の表面電位を2周目の表面電位で除して商が0.9より大きいか否かを判断する。   When the surface potential of the second turn of the developing roller 28 is detected in step S5, the process proceeds from step S6 to step S7, and the control device 58 makes one turn of the developing roller 28 based on the equation (1). Divide the surface potential of the eye by the surface potential of the second round to determine whether the quotient is greater than 0.9.

商が0.9未満であった場合、処理がステップS8に進み、制御装置58によって磁気ローラバイアス電源制御装置62に指示が送られ、先にステップS2で設定された、直流(DC)バイアス電源30から磁気ローラ26へ供給される直流バイアス電圧が変更され、両バイアス電圧の差、すなわち電位差ΔVが最初に設定された値より小さくなるよう調節される。   If the quotient is less than 0.9, the process proceeds to step S8, the controller 58 sends an instruction to the magnetic roller bias power source controller 62, and the direct current (DC) bias power source previously set in step S2 The DC bias voltage supplied from 30 to the magnetic roller 26 is changed, and the difference between the two bias voltages, that is, the potential difference ΔV is adjusted to be smaller than the initially set value.

そして以上説明した処理が、ステップS7における前記(1)式を満足するまで続けられ、それを満足する現像バイアスの電位差ΔVが得られると、処理がステップS9に進み、電位差ΔV、即ち直流(DC)バイアス電源30から磁気ローラ26と現像ローラ28へ供給される直流バイアス電圧が決定され、ステップS20で処理が終了して画像形成が行われる。   The processing described above is continued until the expression (1) in step S7 is satisfied. When the developing bias potential difference ΔV that satisfies the above expression is obtained, the processing proceeds to step S9, where the potential difference ΔV, that is, direct current (DC) ) The DC bias voltage supplied from the bias power source 30 to the magnetic roller 26 and the developing roller 28 is determined, and the processing is completed in step S20 to perform image formation.

なお、この図2に示したフロー図による現像条件の調整は、被転写体上に画像を形成(印字)する前に行い、実際の印字物に現像ゴーストを起こさせないようにすることが必要である。もちろん、すべての画像形成前に実施するのが理想ではあるが、印字効率の低下を招くので、例えば500枚の画像形成毎など、現像剤の状態が変化する可能性がある一定駆動時間ごとに実施するようにすることが好ましい。また、印字環境が大幅に変化した場合や、長時間にわたって画像形成が行われずに放置されていた場合などは、形成する画像の画質が変化する可能性が高いので、同様に実施することが好ましい。   It should be noted that the adjustment of the development conditions according to the flowchart shown in FIG. 2 is performed before the image is formed (printed) on the transfer medium, and it is necessary to prevent the development ghost from occurring in the actual printed matter. is there. Of course, it is ideal to carry out before all image formation, but it causes a decrease in printing efficiency. For example, every 500 image formation, every fixed drive time in which the developer state may change. It is preferable to carry out. Also, when the printing environment has changed significantly, or when it has been left without image formation for a long time, the image quality of the image to be formed is likely to change. .

本発明によれば、タッチダウン現像方式において従来から問題となっていた現像ゴーストを簡単な構成で防止することができ、長期間にわたって安定した高画質画像を得ることができる画像形成装置を提供することができる。   According to the present invention, there is provided an image forming apparatus capable of preventing a development ghost, which has been a problem in the conventional touchdown development method, with a simple configuration and obtaining a stable high-quality image over a long period of time. be able to.

本発明になる画像形成方法を実施する、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 an image forming apparatus of a touch-down development system that performs an image forming method according to the present invention. 本発明になる画像形成方法のフローチャートである。3 is a flowchart of an image forming method according to the present invention. 直流(DC)バイアス電源30と直流(DC)バイアス電源32とから、磁気ローラ26と現像ローラ28とへそれぞれ供給される直流バイアス電圧とその電位差ΔVにより、現像ローラ28の1周目と2周目のそれぞれの表面電位とその差がどのように変化し、それによって現像ゴーストが現れるかどうか、画像濃度はどう変化するか、を実験した結果を示した表である。The first and second rounds of the developing roller 28 are generated by a direct current bias voltage supplied from the direct current (DC) bias power source 30 and the direct current (DC) bias power source 32 to the magnetic roller 26 and the developing roller 28 and the potential difference ΔV. It is a table | surface which showed the result of having experimented how the surface potential of each eye and its difference change, and by which development ghost appears, how image density changes. 現像ローラ28にトナー薄層を形成していく時の表面電位の推移を表面電位センサ48で測定した結果を示すグラフである。6 is a graph showing a result of measuring a transition of a surface potential when a toner thin layer is formed on the developing roller with a surface potential sensor 48; 現像ゴーストの発生メカニズムを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the generation | occurrence | production mechanism of a development ghost.

符号の説明Explanation of symbols

10 画像形成装置
12 静電潜像担持体(感光体)
14 帯電手段
16 露光手段
18 現像手段
20 無端ベルト
22 転写手段
24 クリーニング手段
26 現像剤担持体(磁気ローラ)
28 トナー担持体(現像ローラ)
30 直流(DC)バイアス電源
32 直流(DC)バイアス電源
34 交流(AC)バイアス電源
36 規制ブレード
38 トナーコンテナ
40 撹拌ミキサー
42 仕切板
44 パドルミキサー
46 枠体
48 表面電位センサ
50 ベタ画像
52 ハーフ画像
54 ベタ画像現像に使用した領域
58 制御装置
60 交流(AC)バイアス電源
62 磁気ローラバイアス電源制御装置
64 現像ローラバイアス電源制御装置
10 Image forming apparatus 12 Electrostatic latent image carrier (photosensitive member)
14 Charging means 16 Exposure means 18 Developing means 20 Endless belt 22 Transfer means 24 Cleaning means 26 Developer carrier (magnetic roller)
28 Toner carrier (developing roller)
30 DC (DC) Bias Power Supply 32 DC (DC) Bias Power Supply 34 AC (AC) Bias Power Supply 36 Regulating Blade 38 Toner Container 40 Stir Mixer 42 Partition Plate 44 Paddle Mixer 46 Frame 48 Surface Potential Sensor 50 Solid Image 52 Half Image 54 Area 58 used for solid image development 58 Control device 60 AC (AC) bias power supply 62 Magnetic roller bias power supply control device 64 Development roller bias power supply control device

Claims (7)

内部に複数の磁極を有して直流バイアスを印加された磁気ローラ上にトナーとキャリアとからなる2成分現像剤の磁気ブラシを形成し、該磁気ブラシにより、直流に交流を重畳したバイアスを印加した現像ローラ上にトナー薄層を形成した後、該トナー薄層のトナーで感光体上に形成された静電潜像を現像して画像形成する画像形成方法において、
前記画像形成前に前記現像ローラへのトナー薄層形成を2周に亘って行い、1周目の表面電位と2周目の表面電位とを測定して両表面電位の差に基づき、前記現像ローラ1周のトナー層形成で現像ローラ上のトナー量を飽和トナー量とする方向に前記磁気ローラと現像ローラに印加するバイアス電圧調整を行うことを特徴とする画像形成方法。
A magnetic brush of a two-component developer composed of toner and carrier is formed on a magnetic roller having a plurality of magnetic poles and applied with a DC bias, and a bias in which AC is superimposed on the DC is applied by the magnetic brush. In the image forming method of forming an image by forming a toner thin layer on the developed developing roller and then developing the electrostatic latent image formed on the photoreceptor with the toner of the toner thin layer.
Before forming the image, the toner thin layer is formed on the developing roller over two rounds, and the surface potential on the first round and the surface potential on the second round are measured, and the development is performed based on the difference between the two surface potentials. An image forming method comprising: adjusting a bias voltage applied to the magnetic roller and the developing roller in a direction in which a toner amount on the developing roller is set to a saturated toner amount by forming a toner layer around one roller.
内部に複数の磁極を有して直流バイアスを印加された磁気ローラ上にトナーとキャリアとからなる2成分現像剤の磁気ブラシを形成し、該磁気ブラシにより、直流に交流を重畳したバイアスを印加した現像ローラ上にトナー薄層を形成した後、該トナー薄層のトナーで感光体上に形成された静電潜像を現像して画像形成する画像形成方法において、
前記画像形成前に前記現像ローラへのトナー薄層形成を2周に亘って行い、1周目の表面電位と2周目の表面電位とを測定して両表面電位の差に基づき、該差を小さくする方向に前記磁気ローラと現像ローラに印加するバイアス電圧調整を行うことを特徴とする画像形成方法。
A magnetic brush of a two-component developer composed of toner and carrier is formed on a magnetic roller having a plurality of magnetic poles and applied with a DC bias, and a bias in which AC is superimposed on the DC is applied by the magnetic brush. In the image forming method of forming an image by forming a toner thin layer on the developed developing roller and then developing the electrostatic latent image formed on the photoreceptor with the toner of the toner thin layer.
Before forming the image, a toner thin layer is formed on the developing roller over two rounds, and the surface potential on the first round and the surface potential on the second round are measured, and the difference is determined based on the difference between the two surface potentials. An image forming method comprising adjusting a bias voltage applied to the magnetic roller and the developing roller in a direction of decreasing the size of the magnetic roller.
前記両表面電位の差に基づく調整は、前記現像ローラに印加するバイアスを固定し、前記磁気ローラに印加する直流バイアスを変化させて行うことを特徴とする請求項1または2に記載した画像形成方法。   3. The image formation according to claim 1, wherein the adjustment based on the difference between the surface potentials is performed by fixing a bias applied to the developing roller and changing a DC bias applied to the magnetic roller. Method. 前記両表面電位の差に基づく調整は、前記現像ローラに印加する交流バイアスと逆位相の交流バイアスを磁気ローラに印加して行うことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載した画像形成方法。   4. The image according to claim 1, wherein the adjustment based on the difference between the surface potentials is performed by applying an AC bias having a phase opposite to that of the AC bias applied to the developing roller to the magnetic roller. Forming method. 前記両表面電位の差に基づく調整は、1周目の表面電位と2周目の表面電位の比が0.9以上となるよう調整することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載した画像形成方法。   5. The adjustment based on the difference between the surface potentials is adjusted such that the ratio of the surface potential of the first round to the surface potential of the second round is 0.9 or more. The described image forming method. 内部に複数の磁極を有してトナーとキャリアとからなる2成分現像剤の磁気ブラシが形成される磁気ローラと、該磁気ローラ上の磁気ブラシによりトナー薄層が形成される現像ローラと、電子写真方式で静電潜像が形成されて前記現像ローラから飛翔したトナーによって前記静電潜像がトナー像に現像される感光体と、前記現像ローラと磁気ローラとのそれぞれ対応して設けられてバイアス電圧を印加するバイアス電源とを有する画像形成装置において、
前記現像ローラ上の表面電位を測定する表面電位測定手段と、前記現像ローラ上のトナー薄層形成1周目と2周目における前記表面電位測定手段の測定結果に基づき、前記現像ローラ1周のトナー層形成で現像ローラ上のトナー量を飽和トナー量とする方向に前記磁気ローラと現像ローラに印加するバイアス電圧を調整する制御手段とを備え、前記現像ローラ1周で形成したトナー層のトナー量を飽和トナー量とし、現像ゴーストを防止するようにしたことを特徴とする画像形成装置。
A magnetic roller having a magnetic brush of a two-component developer having a plurality of magnetic poles therein and composed of toner and carrier; a developing roller having a thin toner layer formed by the magnetic brush on the magnetic roller; A photosensitive member on which an electrostatic latent image is formed by a photographic method and the electrostatic latent image is developed into a toner image by toner flying from the developing roller, and the developing roller and the magnetic roller are provided correspondingly, respectively. In an image forming apparatus having a bias power supply for applying a bias voltage,
Based on the measurement results of the surface potential measuring means for measuring the surface potential on the developing roller and the surface potential measuring means on the first and second rounds of toner thin layer formation on the developing roller, A toner layer formed on one circumference of the developing roller, comprising a magnetic roller and a control means for adjusting a bias voltage applied to the developing roller in a direction in which the toner amount on the developing roller is set to a saturated toner amount in forming the toner layer. An image forming apparatus, wherein the amount is a saturated toner amount to prevent development ghost.
前記表面電位センサによる現像ローラ上の表面電位測定状態において、前記磁気ローラに前記現像ローラに印加される交流バイアスを相殺するバイアスを印加する電源が設けられていることを特徴とする請求項6に記載した画像形成装置。   7. The power supply for applying a bias that cancels an AC bias applied to the developing roller to the magnetic roller in a state in which the surface potential is measured on the developing roller by the surface potential sensor. The described image forming apparatus.
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