JP2009139594A - Method and device for developing in image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
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における現像方法及び装置に係り、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装置における現像方法及び装置に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a developing method and apparatus in 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. Using a developer, only a charged toner is uniformly formed on the developing roller as a thin layer, and then this toner is ejected from the developing roller onto the electrostatic latent image formed on the photosensitive member for development to form an image. The present invention relates to a developing method and apparatus in 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 developing method does not use a carrier, the electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier (hereinafter 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, in a full-color image forming apparatus, a two-component development system using a carrier is often employed 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。そこでこれら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 due to the influence of the magnetic brush. Therefore, in order to take advantage of each of these two development methods, the charge area adopts a two-component development system in consideration of extending the service life, and the development area uses a one-component development system to improve image quality. A development method called a development method or a hybrid development method 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 referred to as a magnetic roller) using 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.
一方近年、カラー画像形成装置においてもパーソナル化に伴って低価格化、高精細化が要求され、トナーの小粒径化が検討されている。しかしながらトナーの小粒径化は画質の向上(解像度の高い画像)をもたらす半面、現像ローラから感光体へのトナーの飛翔性(現像性)が弱いため、タッチダウン現像方式においては画像濃度が出にくくなり、ゴースト画像の発生、選択現像による現像ローラ表面へのトナー付着等の問題がある。 On the other hand, in recent years, color image forming apparatuses are also required to be reduced in price and increased in definition with personalization, and a reduction in toner particle diameter is being studied. However, the reduction in toner particle size results in improved image quality (high-resolution images), but the toner flyability (developability) from the developing roller to the photoreceptor is weak, so that image density is not achieved in the touchdown development method. There are problems such as generation of ghost images and toner adhesion to the surface of the developing roller due to selective development.
すなわち、現像ローラ上のトナー薄層から感光体へのトナーの移動は、単位体積当たりの帯電量が相対的に低い比較的大きい粒径の飛翔しやすいトナーからおこなわれるため、特に飛翔性が低い帯電量の高い小粒径トナーは現像に用いられにくくなり、選択現像が起こって連続印刷(耐刷)を行ったとき、現像ローラへの微粉トナーの付着や、消費されにくく現像性の低い微粉トナーが現像装置内に増加し、画質が低下するといった不具合が生じる。 That is, the toner moves from the toner thin layer on the developing roller to the photosensitive member from the toner having a relatively large particle size with a relatively low charge amount per unit volume, and thus the flying property is particularly low. Small particle size toner with high charge is difficult to use for development. When selective development occurs and continuous printing (printing durability) is performed, fine toner adheres to the developing roller and is not easily consumed and has a low developability. There is a problem that the toner increases in the developing device and the image quality deteriorates.
また、タッチダウン現像方式における現像ローラ上の現像に用いられなかった残トナーは、磁気ローラの磁気ブラシによって剥ぎ取り、同時に、磁気ブラシから現像ローラへ新たなトナーを供給するが、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周目にも現れる現像ゴースト(履歴現象)現象が生じる。 In addition, the residual toner that has not been used for development on the developing roller in the touch-down development method is peeled off by the magnetic brush of the magnetic roller, and at the same time, new toner is supplied from the magnetic brush to the developing roller. In the case where the removal is insufficient or the toner supply to the developing roller is insufficient, a development ghost (history phenomenon) phenomenon in which an afterimage after the toner has jumped from the developing roller to the photosensitive member appears on the second round occurs.
そのため小粒径トナーも感光体に充分飛翔させるよう、現像ローラと感光体間のギャップを狭くしたり、現像ローラへ印加する現像バイアスを高電圧とすることが行われているが、その結果、現像ローラと感光体間にリークが発生して画像品質を落とすという新たな問題が発生している。こういったリークを防ぐためには、現像ローラ表面を例えば20μm程度のアルマイト表面処理し、現像ローラ表面を高抵抗化することも一つの手段であるが、それでもリークを完全に防ぐことはできず、これ以上の表面処理はコスト的、技術的に難しい。 For this reason, the gap between the developing roller and the photosensitive member is made narrow so that the toner having a small particle diameter can sufficiently fly to the photosensitive member, or the developing bias applied to the developing roller is set to a high voltage. There is a new problem that a leak occurs between the developing roller and the photosensitive member to degrade the image quality. In order to prevent such leakage, it is one means to treat the developing roller surface with an anodized surface of, for example, about 20 μm and increase the resistance of the developing roller surface. However, the leakage cannot still be completely prevented, Further surface treatment is costly and technically difficult.
こういったリークの問題を解決する先行技術としては、特許文献1にトナー担持体と像担持体との間に直流電圧と交流電圧とが重畳された現像バイアス電圧を印加し、現像を行う現像装置において、像担持体とトナー担持体との間に印加させるリーク検知電圧を変化させ、像担持体とトナー担持体との間にリークを発生させるリーク発生手段と、像担持体とトナー担持体との間に流れる電流に基づいてリークを検知するリーク検知手段とを設け、リーク電圧を検出してリークが発生しないようにした現像装置が示されている。 As a prior art for solving such a leakage problem, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-228561, a development bias voltage in which a DC voltage and an AC voltage are superimposed is applied between a toner carrier and an image carrier, and development is performed. In the apparatus, a leak generating means for changing a leak detection voltage applied between the image carrier and the toner carrier and generating a leak between the image carrier and the toner carrier, and the image carrier and the toner carrier 1 shows a developing device provided with a leak detecting means for detecting a leak based on the current flowing between the two and detecting a leak voltage so that the leak does not occur.
しかしながらこの特許文献1に示された方法では、一旦リークと検知された検知点においてリーク電圧が低下してしまう不具合が見出され、リークの発生が検知不能になってしまうことが生じたため、特許文献2には、リーク検知電圧の電圧値Vppを1検知ステップにおいて電圧値Vpp’に一時的に低下させるようにした現像装置が示されている。
However, in the method disclosed in Patent Document 1, there is a problem that a leak voltage is lowered at a detection point once detected as a leak, and the occurrence of the leak becomes undetectable.
また、この特許文献3に示された方法でも、電圧をステップ状に変化させてリーク電圧を検知するため時間がかかるため、特許文献3には、現像領域のインピーダンスを測定するインピーダンス測定回路と、現像領域3を流れるリーク電流に基づいてリークを検知するためのリーク電流検知回路を備え、インピーダンス測定回路による測定値に基づいてリーク発生電圧を予測し、現像バイアス電圧を定めるようにした画像形成装置が示されている。 Further, even in the method shown in Patent Document 3, since it takes time to detect the leak voltage by changing the voltage stepwise, Patent Document 3 includes an impedance measurement circuit that measures the impedance of the development region, An image forming apparatus including a leak current detection circuit for detecting a leak based on a leak current flowing in the development region 3, and predicting a leak occurrence voltage based on a measurement value obtained by an impedance measurement circuit and determining a development bias voltage It is shown.
しかしながらこれら特許文献1乃至3に示された現像装置は、いずれもリーク発生手段とリーク検知手段とを別途設ける必要があり、コストアップにつながる。また、これら特許文献1乃至3に示された現像装置は1成分現像剤を用いた現像装置であり、現像ローラに印加する交流バイアス電圧におけるピーク・ピーク値を調節することで、現像ローラと感光体との間にリークが発生しないようにすることは開示されているが、それによって変化する現像性と変化した現像性に対処する方法については何も触れられていない。 However, all of the developing devices disclosed in Patent Documents 1 to 3 need to separately provide a leak generating unit and a leak detecting unit, which leads to an increase in cost. The developing devices shown in Patent Documents 1 to 3 are developing devices using a one-component developer. By adjusting the peak-peak value of the AC bias voltage applied to the developing roller, the developing device and the photosensitive device are exposed. Although it has been disclosed that leakage does not occur between the body and the body, no mention is made of how to cope with the developability changed thereby and the changed developability.
すなわち、タッチダウン現像方式は、前記したようにトナーおよびキャリアからなる二成分現像剤により磁気ローラに磁気ブラシを形成し、磁気ローラに印加したバイアス電圧により磁気ブラシからトナーのみを現像ローラの表面に移送させ、薄層を形成した後、現像ローラに印加される現像バイアスで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現像する方式であるが、現像ローラと感光体との間の交流バイアス電圧におけるピーク・ピーク値を単純に変化させると、現像ローラと感光体との間の電位差と現像ローラと磁気ローラとの間の電位差が変化する。 That is, in the touch-down development method, as described above, the magnetic brush is formed on the magnetic roller by the two-component developer composed of toner and carrier, and only the toner from the magnetic brush is applied to the surface of the developing roller by the bias voltage applied to the magnetic roller. This is a system in which a thin layer is transported and then developed by causing toner to fly onto the surface of the photosensitive member on which an electrostatic latent image is formed with a developing bias applied to the developing roller. When the peak-to-peak value of the AC bias voltage is simply changed, the potential difference between the developing roller and the photosensitive member and the potential difference between the developing roller and the magnetic roller change.
現像ローラと磁気ローラとの間の電位差が変化すると、前記したように、現像ローラ上の現像に用いられなかった残トナーの磁気ローラに形成された磁気ブラシによる剥ぎ取り、磁気ブラシから現像ローラへのトナーの供給が不充分となる場合があり、現像ゴースト発生の要因となる。また、現像ローラと感光体との間の電位差が変化すると、これも前記したように、現像ローラ上のトナー薄層から感光体へのトナーの移動が、単位体積当たりの帯電量が相対的に低い比較的大きい粒径の飛翔しやすいトナーからおこなわれるため、帯電量の高い小粒径トナーは飛翔性が低くて現像に用いられにくくなって、選択現像が起こって連続印刷(耐刷)を行ったとき、現像ローラへの微粉トナーの付着や、消費されにくく現像性の低い微粉トナーが現像装置内に増加し、画質が低下するといった不具合が生じる要因となる。 When the potential difference between the developing roller and the magnetic roller changes, as described above, the remaining toner that has not been used for development on the developing roller is peeled off by the magnetic brush formed on the magnetic roller, and from the magnetic brush to the developing roller. In some cases, the supply of the toner becomes insufficient, which causes development ghosting. In addition, when the potential difference between the developing roller and the photosensitive member changes, as described above, the movement of the toner from the toner thin layer on the developing roller to the photosensitive member causes a relative charge amount per unit volume. Since it is made from low-relatively large toner particles that are easy to fly, small-particle toners with high charge amount have low flying properties and are difficult to use for development, and selective development occurs, resulting in continuous printing (printing durability). When this is done, there is a problem that fine powder toner adheres to the developing roller, or fine powder toner that is difficult to be consumed and has low developability increases in the developing device, resulting in deterioration of image quality.
そのため本発明においては、タッチダウン現像装置において画質の向上を目指してトナーを小粒径化し、現像性を高めるために感光体と現像ローラとの間隔を狭めた場合でも、感光体と現像ローラの間でリークを起こさず、かつ、ゴースト画像の発生、選択現像による現像ローラ表面へのトナー付着、画像濃度の低下等を防止して、常に綺麗な画像が得られるようにした、画像形成装置における現像方法及び装置を提供することが課題である。 For this reason, in the present invention, even if the toner is made to have a small particle size with the aim of improving the image quality in the touch-down developing device and the interval between the photosensitive member and the developing roller is narrowed in order to improve developability, the photosensitive member and the developing roller are separated. In an image forming apparatus in which leaks are not generated, and ghost images are generated, toner adheres to the surface of a developing roller due to selective development, and image density is reduced, so that a beautiful image is always obtained. It is an object to provide a developing method and apparatus.
上記課題を解決するため本発明になる画像形成装置における現像方法は、
磁石を内包して直流に交流を重畳したトナー薄層形成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、該磁気ブラシから、直流に交流を重畳した現像バイアスを印加された現像ローラ上にトナー薄層を形成した後、電子写真方式で感光体上に形成された静電潜像にトナーを飛翔させて現像を行う画像形成装置における現像方法において、
前記感光体と現像ローラ間にリークを起こさない交流現像バイアスを設定する第1のステップと、該第1のステップにより変化した、前記交流現像バイアスにおけるピーク電圧と交流トナー薄層形成バイアスにおける最少ピーク電圧との差、及び交流現像バイアスにおける最少ピーク電圧と交流トナー薄層形成バイアスにおけるピーク電圧との差のそれぞれを、前記第1のステップを実施する前の差と同一以上となるよう前記交流トナー薄層形成バイアスを設定する第2のステップとからなり、
前記第1のステップで変化した交流現像バイアスと交流トナー薄層形成バイアスとの電圧差を、第2のステップにおいて交流トナー薄層形成バイアスを変化させて補償し、現像することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the developing method in the image forming apparatus 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 containing a magnet and applied with a bias for toner thin layer formation in which alternating current is superimposed on direct current. The alternating current is applied to the direct current from the magnetic brush. A developing method in an image forming apparatus in which a toner thin layer is formed on a developing roller to which a superimposed developing bias is applied and then the toner is ejected onto an electrostatic latent image formed on a photosensitive member by electrophotography. In
A first step of setting an AC developing bias that does not cause a leak between the photosensitive member and the developing roller, and a peak voltage in the AC developing bias and a minimum peak in the AC toner thin layer forming bias that are changed by the first step. The AC toner so that the difference between the voltage and the difference between the minimum peak voltage in the AC developing bias and the peak voltage in the AC toner thin layer formation bias is equal to or greater than the difference before the first step is performed. A second step of setting a thin layer forming bias,
The voltage difference between the AC developing bias and the AC toner thin layer forming bias changed in the first step is compensated by changing the AC toner thin layer forming bias in the second step, and development is performed.
そしてこの現像方法を実施する画像形成装置における現像装置は、
磁石を内包して直流に交流を重畳したトナー薄層形成バイアスを印加され、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する磁気ローラと、直流に交流を重畳したトナー薄層形成バイアスを印加されて前記磁気ブラシによりトナー薄層が形成され、電子写真方式で感光体上に形成された静電潜像に前記トナー薄層からトナーを飛翔させて現像する現像ローラとを有する画像形成装置における現像装置において、
前記交流現像バイアスにおける交流バイアスのピーク値を制御する現像ローラバイアス電源制御装置と、前記交流トナー薄層形成バイアスにおける交流バイアスのピーク値を制御する磁気ローラバイアス電源制御装置と、前記交流現像バイアスにおける前記感光体と現像ローラ間にリークを起こさないピーク値を前記現像ローラバイアス電源制御装置に指示し、併せ、リークを起こさない前記交流現像バイアスにおけるピーク電圧と交流トナー薄層形成バイアスにおける最少ピーク電圧との差、及びリークを起こさない前記交流現像バイアスにおける最少ピーク電圧と交流トナー薄層形成バイアスにおけるピーク電圧との差のそれぞれを、前記交流現像バイアスにおけるリークを起こさないピーク値に変更する前のピーク値との差と同等以上となる前記交流トナー薄層形成バイアスを、前記磁気ローラバイアス電源制御装置に指示する制御装置とからなることを特徴とする画像形成装置における現像装置。
The developing device in the image forming apparatus that implements this developing method is:
A magnetic roller that forms a magnetic brush of a two-component developer composed of toner and a carrier by applying a bias for applying a toner thin layer containing a magnet and superposing an alternating current on a direct current, and forming a toner thin layer on which an alternating current is superimposed on a direct current An image having a developing roller for applying a bias to form a toner thin layer with the magnetic brush and developing the electrostatic latent image formed on the photoreceptor by electrophotography with the toner flying from the toner thin layer. In the developing device in the forming device,
A developing roller bias power supply control device for controlling the AC bias peak value in the AC developing bias, a magnetic roller bias power supply control device for controlling the AC bias peak value in the AC toner thin layer formation bias, and the AC developing bias Instructs the developing roller bias power supply controller a peak value that does not cause a leak between the photosensitive member and the developing roller, and also includes a peak voltage in the AC developing bias that does not cause a leak and a minimum peak voltage in the AC toner thin layer forming bias. And the difference between the minimum peak voltage in the AC developing bias that does not cause leakage and the peak voltage in the AC toner thin layer forming bias before changing to the peak value that does not cause leakage in the AC developing bias. At least equivalent to the difference from the peak value The AC thin toner layer forming bias made, the developing device in an image forming apparatus characterized by comprising a controller for instructing the magnetic roller bias power supply control device.
このように感光体と現像ローラ間にリークを起こさない交流現像バイアスを設定し、その設定によって変化した交流現像バイアスにおけるピーク電圧と交流トナー薄層形成バイアスにおける最少ピーク電圧との差、及び交流現像バイアスにおける最少ピーク電圧と交流トナー薄層形成バイアスにおけるピーク電圧との差のそれぞれを、リークを起こさない交流現像バイアス設定前の差と同一以上となるよう交流トナー薄層形成バイアスを設定することで、交流現像バイアスのピーク値は小さくなるが、現像ローラ上に薄層を形成する交流現像バイアスにおける最少ピーク電圧と交流トナー薄層形成バイアスにおけるピーク電圧との差、及び現像ローラ上の現像に用いられなかったトナーを磁気ローラに引き戻す交流現像バイアスにおけるピーク電圧と交流トナー薄層形成バイアスにおける最少ピーク電圧との差は交流現像バイアス設定前と同じとなり、それによってゴースト画像の発生、選択現像による現像ローラ表面へのトナー付着、画像濃度の低下等を防止し、常に綺麗な画像が得られる画像形成装置における現像方法及び装置を提供することができる。 In this way, an AC developing bias that does not cause a leak between the photosensitive member and the developing roller is set, and the difference between the peak voltage in the AC developing bias and the minimum peak voltage in the AC toner thin layer forming bias changed by the setting, and the AC developing. By setting the AC toner thin layer formation bias so that the difference between the minimum peak voltage in the bias and the peak voltage in the AC toner thin layer formation bias is equal to or greater than the difference before setting the AC development bias that does not cause leakage. Although the peak value of the AC developing bias is small, the difference between the minimum peak voltage in the AC developing bias for forming a thin layer on the developing roller and the peak voltage in the AC toner thin layer forming bias, and the development on the developing roller are used. The toner at the AC developing bias that pulls back the toner that has not been returned to the magnetic roller The difference between the voltage and the minimum peak voltage in the AC toner thin layer formation bias is the same as before setting the AC development bias, thereby preventing the occurrence of ghost images, toner adhesion to the developing roller surface due to selective development, image density reduction, etc. In addition, it is possible to provide a developing method and apparatus in an image forming apparatus that can always obtain a beautiful image.
そして、感光体と現像ローラ間にリークを起こさない交流現像バイアスを設定するため、予め、環境温度と湿度を変化させ、それぞれの環境温度と湿度に対応して前記第1のステップで設定する交流現像バイアスと、該交流現像バイアスに対応して第2のステップで設定する交流トナー薄層形成バイアスとを調べてテーブル化し、画像形成時における環境温度と湿度に対応する前記テーブルの交流現像バイアスと交流トナー薄層形成バイアスとを読み出し、前記第1と第2のステップを実施し、そのため、前記制御装置は、複数の環境温度と湿度のそれぞれに対応し、前記交流現像バイアスにおけるリークを起こさないピーク値と、該ピーク値に対応した前記交流トナー薄層形成バイアスとを記憶したテーブルと、環境温度と湿度の検出手段とを有し、該環境温度と湿度の検出手段の検出結果に基づき、前記テーブルから前記交流現像バイアスにおけるリークを起こさないピーク値と、該ピーク値に対応した前記交流トナー薄層形成バイアスとを読み出し、前記現像ローラバイアス電源制御装置と磁気ローラバイアス電源制御装置とを制御することで、簡単な構成で交流現像バイアスにおけるピーク電圧と交流トナー薄層形成バイアスにおける最少ピーク電圧との差、及び交流現像バイアスにおける最少ピーク電圧と交流トナー薄層形成バイアスにおけるピーク電圧との差のそれぞれを、リークを起こさない交流現像バイアス設定前の差と同一以上となるよう交流トナー薄層形成バイアスを設定することができる。 In order to set an AC developing bias that does not cause a leak between the photosensitive member and the developing roller, the environmental temperature and the humidity are changed in advance, and the alternating current set in the first step corresponding to each environmental temperature and the humidity is set. The developing bias and the AC toner thin layer forming bias set in the second step corresponding to the AC developing bias are checked and tabulated, and the AC developing bias of the table corresponding to the environmental temperature and humidity at the time of image formation The AC toner thin layer forming bias is read out, and the first and second steps are performed. Therefore, the control device corresponds to each of a plurality of environmental temperatures and humidity and does not cause a leak in the AC developing bias. Table storing peak value and AC toner thin layer forming bias corresponding to the peak value, and environmental temperature and humidity detecting means And reading from the table a peak value that does not cause a leak in the AC developing bias and the AC toner thin layer forming bias corresponding to the peak value based on the detection results of the environmental temperature and humidity detecting means. By controlling the developing roller bias power source control device and the magnetic roller bias power source control device, the difference between the peak voltage in the AC developing bias and the minimum peak voltage in the AC toner thin layer forming bias and AC development with a simple configuration The AC toner thin layer forming bias may be set so that the difference between the minimum peak voltage in the bias and the peak voltage in the AC toner thin layer forming bias is equal to or greater than the difference before setting the AC developing bias that does not cause a leak. it can.
また、前記画像形成装置は、前記交流現像バイアスと交流トナー薄層形成バイアスを変化させて実施するベタパッチ印字による画像濃度調節のためのキャリブレーションモードを有し、前記第1のステップを、前記キャリブレーションモードにおいて変化させる前記交流現像バイアスに基づいて実施し、そのため、前記画像形成装置は、前記交流現像バイアスと交流トナー薄層形成バイアスを変化させて実施するベタパッチ印字による画像濃度調節のためのキャリブレーションモードを有し、前記制御装置は、前記キャリブレーションモードにおいて変化させる前記交流現像バイアスによりリークを起こさないピーク値を決定し、前記現像ローラバイアス電源制御装置と磁気ローラバイアス電源制御装置とを制御することで、キャリブレーションモードは従来から備わっていたものであるから、簡単にリークを起こさず、かつ、ゴースト画像の発生、選択現像による現像ローラ表面へのトナー付着、画像濃度の低下等を防止し、常に綺麗な画像が得られる画像形成装置における現像方法及び装置を提供することができる。 The image forming apparatus includes a calibration mode for image density adjustment by solid patch printing performed by changing the AC developing bias and the AC toner thin layer forming bias, and the first step includes the calibration step. Therefore, the image forming apparatus performs calibration for image density adjustment by solid patch printing performed by changing the AC developing bias and the AC toner thin layer forming bias. The control device determines a peak value that does not cause a leak due to the AC developing bias changed in the calibration mode, and controls the developing roller bias power supply control device and the magnetic roller bias power supply control device. Calibration This mode has been provided for a long time, so it does not easily leak, prevents the generation of ghost images, toner adhesion to the developing roller surface due to selective development, and reduction in image density. It is possible to provide a developing method and apparatus in an image forming apparatus that can achieve the above.
以上記載のごとく本発明になる画像形成装置における現像方法及び装置は、現像ローラ上に薄層を形成する交流現像バイアスにおける最少ピーク電圧と交流トナー薄層形成バイアスにおけるピーク電圧との差、及び現像ローラ上の現像に用いられなかったトナーを磁気ローラに引き戻す交流現像バイアスにおけるピーク電圧と交流トナー薄層形成バイアスにおける最少ピーク電圧との差が交流現像バイアス変化前と同じとなり、それによってゴースト画像の発生、選択現像による現像ローラ表面へのトナー付着、画像濃度の低下等を防止し、常に綺麗な画像が得られる画像形成装置における現像方法及び装置とすることができる。 As described above, the developing method and apparatus in the image forming apparatus according to the present invention includes the difference between the minimum peak voltage in the AC developing bias for forming a thin layer on the developing roller and the peak voltage in the AC toner thin layer forming bias, and development. The difference between the peak voltage in the AC development bias for returning the toner not used for development on the roller to the magnetic roller and the minimum peak voltage in the AC toner thin layer formation bias is the same as before the change in the AC development bias. It is possible to provide a developing method and apparatus in an image forming apparatus that can prevent generation, toner adhesion to the surface of the developing roller due to selective development, reduction in image density, and the like and always obtain a beautiful image.
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3を用い、本発明になる画像形成装置における現像方法を実施する、タッチダウン方式現像装置の構成概略を説明する。図中10は感光体ドラム(静電潜像担持体)で、材料としてはアモルファスシリコン(a−Si)感光体、有機感光体(OPC)などを用いることができる。11はトナーの薄層12が形成され、直流現像バイアス電源(DC1)13、交流現像バイアス電源(AC1)14から印加されるバイアス電圧により、感光体ドラム10に電子写真方式で形成された静電潜像にトナーを飛翔させて現像を行う現像ローラ、15は非磁性金属材料で円筒状に形成され、内部に複数の固定磁石が配設された回転可能なスリーブを有し、非磁性トナー16とキャリア17とからなる2成分現像剤の磁気ブラシ18が形成されて、直流トナー薄層形成バイアス電源(DC2)19、交流トナー薄層形成バイアス電源(AC2)20から印加されるバイアス電圧により、現像ローラ11上にトナーの薄層12を形成する磁気ローラ、21は磁気ローラ15上の磁気ブラシ18の高さを一定に保つための穂切りブレードである。
First, referring to FIG. 3, a schematic configuration of a touch-down developing device that performs the developing method in the image forming apparatus according to the present invention will be described. In the figure,
22は現像ローラ11の直流現像バイアス電源(DC1)13、交流現像バイアス電源(AC1)14の電圧を制御する現像ローラバイアス電源制御装置、23は磁気ローラ15の直流トナー薄層形成バイアス電源(DC2)19、交流トナー薄層形成バイアス電源(AC2)20を制御する磁気ローラバイアス電源制御装置、24は現像装置を制御し、現像ローラバイアス電源制御装置21、磁気ローラバイアス電源制御装置22に電圧指示などを与える制御装置、25は温度・湿度センサ26の検知温度、湿度に対応した交流現像バイアス電圧、磁気ローラバイアス電圧をテーブルとして記憶している記憶装置である。
現像ローラ11の最表面は、均一な導電性のアルミニウム、SUS、導電樹脂被覆などからなるスリーブで構成し、リークを防ぐため、例えば20μm程度のアルマイト処理して抵抗値を高めることが好ましい。そしてそのシャフト部には、直流現像バイアス電源(DC1)13、交流現像バイアス電源(AC1)14を接続し、回転する現像ローラ11と感光体ドラム10、及び磁気ローラ15との間にこの直流と交流を重畳した現像バイアス電圧が作用するようにする。交流現像バイアス電源(AC1)14が供給する交流成分は、例えばデューティ(Duty)比を50%以下の矩形波で構成する。
The outermost surface of the developing
トナー16は、形成画像の高精細化のため、例えば1013〜1014Ωで6.8μm程度の6μm台の小粒径化トナーを用いる。前記した選択現像性を回避するために粒度分布を規定することが重要であり、一般的にトナーの粒度分布の広がりはコールターカウンターで測定され、粒度分布の広がりは、その体積分布平均粒径と個数分布平均粒径の比でもって表現される。分布が広いと連続印刷時に、現像ローラ11に比較的粒度の小さなトナーが堆積し、現像性を低下させる。本発明においては、正帯電のトナーを用いる場合を一例として説明するが、バイアス電圧との関係を逆にすることで、負帯電のトナーを用いた場合でも同様に構成できることは自明である。
For the toner 16, for example, a toner having a small particle size of about 6 μm, which is about 6.8 μm at 10 13 to 10 14 Ω, is used for high definition of the formed image. In order to avoid the above-described selective developability, it is important to define the particle size distribution. Generally, the spread of the particle size distribution of the toner is measured by a Coulter counter, and the spread of the particle size distribution is expressed as the volume distribution average particle size. Expressed as a ratio of number distribution average particle size. When the distribution is wide, toner having a relatively small particle size is accumulated on the developing
キャリア17としては、マグネタイトキャリア、Mn系フェライト、Mn−Mg系フェライトなどを用いることができ、適正な抵抗値を上げない範囲で表面処理して用いることも可能である。本発明では一例として、体積固有抵抗が108Ωcm3にシリコーン樹脂被覆をし、飽和磁化が40emu/g、平均粒径35μmのフェライトキャリアを用いた。平均粒度が50μmを超えるとキャリアのストレスが増大すると共にトナー濃度を上げられず、現像ローラ11へのトナー供給量が減少する。
As the carrier 17, a magnetite carrier, Mn-based ferrite, Mn—Mg-based ferrite, or the like can be used, and it can also be used after being surface-treated within a range that does not increase an appropriate resistance value. In the present invention, as an example, a ferrite carrier having a volume resistivity of 10 8 Ωcm 3 and a saturation magnetization of 40 emu / g and an average particle size of 35 μm was used. If the average particle size exceeds 50 μm, the carrier stress increases and the toner density cannot be increased, and the amount of toner supplied to the developing
またトナー16とキャリア17の混合割合は、キャリア17およびトナー16の合計量に対しトナー16を5〜20重量%、好ましくは5〜15重量%とする。トナー16の混合割合が5重量%未満であると、トナーの帯電量が高くなって十分な画像濃度が得られなくなり、20重量%を超えると今度は十分な帯電量が得られなくなるため、トナー16が現像器から飛散して画像形成装置内を汚染したり、画像上にトナーカブリが生じる。 The mixing ratio of the toner 16 and the carrier 17 is 5 to 20% by weight, preferably 5 to 15% by weight, based on the total amount of the carrier 17 and the toner 16. When the mixing ratio of the toner 16 is less than 5% by weight, the charge amount of the toner becomes high and a sufficient image density cannot be obtained, and when it exceeds 20% by weight, a sufficient charge amount cannot be obtained. 16 scatters from the developing device and contaminates the inside of the image forming apparatus, or toner fog occurs on the image.
このように構成した現像装置において、画像形成の指示がくると、まず、図示していない帯電手段によって感光体ドラム10の表面が帯電され(帯電工程)、ついでこれも図示していない露光手段によって感光体ドラム10の表面が露光されて、静電潜像が形成される(露光工程)。一方、磁気ローラ15上にはトナー16、キャリア17からなる二成分現像剤の磁気ブラシ18が、穂切りブレード21で高さが一定に保たれたながら形成され、直流現像バイアス電源(DC1)13、交流現像バイアス電源(AC1)14によって現像ローラ11へ、及び、直流トナー薄層形成バイアス電源(DC2)19、交流トナー薄層形成バイアス電源(AC2)20によって磁気ローラ15に、それぞれ与えられる直流に交流を重畳したバイアス電圧により、まず、磁気ブラシ18からトナーのみが現像ローラ11の表面に移送され、トナー薄層12が形成される。
In the developing apparatus configured as described above, when an instruction for image formation is received, the surface of the
そして、直流現像バイアス電源(DC1)13、交流現像バイアス電源(AC1)14によって現像ローラ11に与えられる現像バイアス電圧により、トナー薄層12からトナーが感光体ドラム10上の静電潜像に飛翔し、この静電潜像をトナー像として現像する(現像工程)。また、現像ローラ11上の現像に用いられなかったトナーは、磁気ローラ15上に形成されている磁気ブラシ18と、前記したバイアス電圧により剥ぎ取られ、さらに新たなトナー薄層12が形成されて次の現像に備えられる。また、感光体ドラム10上に形成されたトナー像は、図示していない用紙搬送装置などで運ばれてくる用紙、または中間転写体に転写され(転写工程)、感光体ドラム10の表面に残った残トナーは、図示していないクリーニング手段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。
Then, the toner flies from the toner
次に、本発明の概略を簡単に説明すると、本発明においては、このように構成されたタッチダウン現像装置において、前記したように画質の向上を目指してトナーを例えば6.8μmと、6μm台に小粒径化する。そして現像ローラ11から感光体ドラム10へのトナーの飛翔性(現像性)の低下に起因する、画像濃度の低下、ゴースト画像の発生、選択現像による現像ローラ表面へのトナー付着等の問題を、まず、従来は240μm程度とした現像ローラ11と感光体ドラム10間のギャップを、例えば160μmと狭くして現像ローラ11と感光体ドラム10間の電界を大きくすることで防止する。
Next, the outline of the present invention will be briefly described. In the present invention, in the touch-down developing device configured as described above, for example, 6.8 μm and 6 μm levels of toner are used for the purpose of improving the image quality as described above. To reduce the particle size. Then, problems such as a decrease in image density, generation of a ghost image, adhesion of toner to the surface of the developing roller due to selective development due to a decrease in toner flying property (developability) from the developing
そしてその結果、現像ローラ11と感光体ドラム10間に発生するリークにより画像品質が低下する新たな問題を、前記したように現像ローラ11の表面を例えば20μm程度のアルマイト表面処理し、現像ローラ11の表面を高抵抗化することで少なくする。但し、現像ローラ11表面のこれ以上の高抵抗化はコスト的、技術的に難しく、リークを完全に防ぐことはできないので、前記した特許文献1乃至3と同様、感光体ドラム10と現像ローラ11間に印加する交流現像バイアスにおけるピーク間電圧を調節することで防ぐ。
As a result, as described above, the surface of the developing
しかしこの場合、単純に感光体ドラム10と現像ローラ11間に印加する交流現像バイアスにおけるピーク間電圧を調節すると、今度は現像ローラ11に印加する交流現像バイアス電圧と磁気ローラ15に印加する交流トナー薄層形成バイアス電圧との電圧差が小さくなり、現像ローラ11上の現像に用いられなかった残トナーの磁気ブラシ18による剥ぎ取り不足、磁気ブラシ18から現像ローラ11へのトナーの供給不充分などで現像ゴーストが、また、選択現像による現像ローラ11への微粉トナーの付着、現像性の低い微粉トナーの現像装置内への増加など、現像性の変化による画質低下などが生じる。
However, in this case, when the peak-to-peak voltage in the AC developing bias applied between the
そのため本願では、現像ローラ11上の現像に用いられなかったトナーを磁気ローラ15の磁気ブラシ18で引き剥がすための電位差、すなわち現像ローラ11へ交流現像バイアス電源(AC1)14から印加する交流現像バイアスのピーク値と、磁気ローラ15に交流トナー薄層形成バイアス電源(AC2)20から印加する交流トナー薄層形成バイアスのミニマム値(最少ピーク値)との差、及び、磁気ローラ15上の磁気ブラシ18から現像ローラ11上にトナー薄層12を形成するための電位差、すなわち、現像ローラ11に印加する交流現像バイアスのミニマム値と、磁気ローラ15に印加する交流トナー薄層形成バイアスのピーク値との差が、現像ローラ11に印加する交流現像バイアスにおけるピーク間電圧を調節する前と後で、それぞれ同一以上となるようにするものである。
Therefore, in this application, the potential difference for peeling off the toner not used for development on the developing
なお、リーク電圧は環境温度、湿度で変化するため、予め環境温度、湿度、及び、現像ローラ11へ印加する交流現像バイアスVslv(AC)、磁気ローラ15へ印加する交流トナー薄層形成バイアスVmag(AC)を変化させ、それぞれの温度、湿度で現像ローラ11と感光体ドラム10の間でリークが発生する電圧と発生を防止できる電圧、及び、現像ゴースト、選択現像による現像ローラ11への微粉トナーの付着、現像性の低い微粉トナーの現像装置内への増加による画質低下などを生じない電圧などを調べ、それを予めテーブルとして記憶装置に記憶させる。
Since the leakage voltage changes depending on the environmental temperature and humidity, the AC developing bias Vslv (AC) to be applied to the developing
そして画像形成に際し、環境温度、湿度を調べて対応する交流現像バイアスVslv(AC)、交流トナー薄層形成バイアスVmag(AC)をそのテーブルから読み出し、その電圧で画像形成するようにする。また、カラー画像形成装置においては、キャリブレーションモードと称して画像濃度を一定に保つため、現像ローラ11や磁気ローラ15へ印加するバイアス電圧を変化させてベタパッチを印字し、その濃度を読んで目標とする画像濃度を出すためのバイアス電圧を調整することが行われているが、このキャリブレーションモードにおいて交流現像バイアスVslv(AC)を変化させ、リークの起きる電圧を検出して、それによって前記テーブルから交流現像バイアスVslv(AC)、交流トナー薄層形成バイアスVmag(AC)を読み出す、或いはテーブルを用いずに算出して調節するようにしても良い。
At the time of image formation, the environmental temperature and humidity are checked, and the corresponding AC developing bias Vslv (AC) and AC toner thin layer forming bias Vmag (AC) are read from the table, and an image is formed with the voltage. Further, in the color image forming apparatus, in order to keep the image density constant, which is called a calibration mode, a solid patch is printed by changing the bias voltage applied to the developing
図4は、現像ローラ11へ供給される直流現像バイアスVslv(DC)と、磁気ローラ15へ供給される直流トナー薄層形成バイアスVmag(DC)との差ΔVにより、現像ローラ上のトナー量(A)、感光体上のベタトナー量(B)、現像効率(C)がそれぞれどのように推移するかを調べたグラフである。この図4における各グラフの横軸は、直流現像バイアス電源(DC1)13から現像ローラ11へ供給される直流現像バイアスVslv(DC)であり、(A)は縦軸を現像ローラ11上のトナー量(mg/cm2)、(B)は縦軸を感光体ドラム10上のベタトナー量(単位mg/cm2)、(C)は縦軸を現像ローラ11上のトナーがどのくらい感光体ドラム10に飛翔したか、すなわち、感光体ドラム10上のベタトナー量と現像ローラ11上のトナー量との比に、現像ローラ11の周速と感光体ドラム10の周速との比を乗じ、現像ローラ11上に形成されたトナー薄層12のトナー量と、感光体ドラム10上の静電潜像現像に使用されたトナー量との比で表される現像効率(%)としてある。
FIG. 4 shows the amount of toner on the developing roller by the difference ΔV between the DC developing bias Vslv (DC) supplied to the developing
この調査に用いた画像形成装置は、京セラミタ製のタッチダウン現像方式を用いた改造実験機であり、用いた感光体ドラム10は外形φ30mmで周速が168.2mm/sec、現像ローラ1は外形φ16mmで周速が269.1mm/sec、磁気ローラ15は外形φ16mmで周速が419.8mm/secである。また、磁気ローラ15と穂切りブレード21とのブレードギャップを0.35mm、磁気ローラ15と現像ローラ11とのM/Sギャップを0.35mm、現像ローラ11と感光体ドラム10とのD/Sギャップを0.16mmとし、現像ローラ11の周速と感光体ドラム10の周速との比(S/D)を約1.6として、現像剤は黒(BK)の平均粒径6.8μmの小粒径化トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いた。
The image forming apparatus used in this investigation is a modified experimental machine using a touch-down development method manufactured by Kyocera Mita. The
まず、図4(A)の「現像ローラトナー薄層量」として示したグラフは、現像ローラ用直流現像バイアスVslv(DC)と磁気ローラ直流トナー薄層形成バイアスVmag(DC)との差ΔVを、400V(◆)、320V(▲)、240V(■)とした場合である。この図4(A)のグラフから、現像ローラ11上に形成されるトナー薄層12のトナー量は、少なくとも直流現像バイアスVslv(DC)の20Vから180V程度の範囲で、直流現像バイアスVslv(DC)の値には無関係に、磁気ローラ直流トナー薄層形成バイアスVmag(DC)との電圧差ΔVの値が大きくなるほど多くなることがわかる。
First, the graph shown as “developing roller toner thin layer amount” in FIG. 4A shows the difference ΔV between the developing roller direct current developing bias Vslv (DC) and the magnetic roller direct current toner thin layer forming bias Vmag (DC). , 400 V (♦), 320 V (▲), and 240 V (■). From the graph of FIG. 4A, the toner amount of the toner
次の図4(B)の「ドラム上ベタトナー量」として示したグラフからは、感光体ドラム10上のベタトナー量が、直流現像バイアスVslv(DC)、及び直流現像バイアスVslv(DC)と直流トナー薄層形成バイアスVmag(DC)との電圧差ΔVのそれぞれが、大きくなるほど感光体ドラム10上のベタトナー量が増えることを示している。
From the graph shown as “solid toner amount on the drum” in FIG. 4B, the solid toner amount on the
そして図4(C)の「現像効率(Drumトナー量/Slvトナー量×S/D比)」として示したグラフからは、いずれのΔVの場合も、直流現像バイアスVslv(DC)に比例して上昇しているが、ΔVが一番小さい240Vの場合の上昇率が最も大きく、かつ、最大現像効率も直流現像バイアスVslv(DC)が約180Vの近辺において一番大きくなっている。従って、この図4(C)のグラフからは、直流現像バイアスVslv(DC)を高く、及び直流現像バイアスVslv(DC)と直流トナー薄層形成バイアスVmag(DC)との電圧差ΔVを小さくしたとき、大きな現像効率が得られることがわかる。 Then, from the graph shown as “Developing efficiency (Drum toner amount / Slv toner amount × S / D ratio)” in FIG. 4C, in any case of ΔV, it is proportional to the DC developing bias Vslv (DC). Although the voltage rises, the rate of increase when the ΔV is the smallest, 240V, is the largest, and the maximum development efficiency is also greatest when the DC development bias Vslv (DC) is about 180V. Therefore, from the graph of FIG. 4C, the DC developing bias Vslv (DC) is increased, and the voltage difference ΔV between the DC developing bias Vslv (DC) and the DC toner thin layer forming bias Vmag (DC) is decreased. It can be seen that a large development efficiency can be obtained.
これらの結果をまとめると、現像ローラ10上のトナー薄層12のトナー量は、現像ローラ用直流現像バイアスVslv(DC)と磁気ローラ用直流トナー薄層形成バイアスVmag(DC)との差ΔVに依存し、ΔVが一定であれば感光体ドラム10上のベタトナー量は、現像ローラ用直流現像バイアスVslv(DC)に比例している。また、ΔVが一定であれば現像効率は、現像ローラ用直流現像バイアスVslv(DC)に比例すると共にその傾きは、ΔV240V(■)>ΔV320V(▲)>ΔV400V(◆)となり、現像ローラ用直流現像バイアスVslv(DC)と磁気ローラ用直流トナー薄層形成バイアスVmag(DC)との差ΔVを小さくすることで、現像ローラ11上のトナー薄層12のトナー量は少なくなり、ΔVを小さく(現像ローラ11上のトナー薄層12のトナー量少)して現像ローラ用直流現像バイアスVslv(DC)を上げることで、現像効率を大きくできることがわかる。
To summarize these results, the toner amount of the toner
すなわちこれらの事実から、前記したように、タッチダウン現像装置において小粒径化したトナーを用い、現像性を高めるために感光体ドラム10と現像ローラ11との間隔を狭めたことにより生じるリークを、現像ローラ11と磁気ローラ15に印加する直流現像バイアスVslv(DC)と直流トナー薄層形成バイアスVmag(DC)とを変えることなく、感光体ドラム10と現像ローラ11間に印加する交流現像バイアスにおけるピーク間電圧を調節することにより防止し、かつ、現像ローラ11に印加する交流現像バイアスのピーク値と磁気ローラ15に印加する交流トナー薄層形成バイアスのミニマム値との差、及び、現像ローラ11に印加する交流現像バイアスのミニマム値と磁気ローラ15に印加する交流トナー薄層形成バイアスのピーク値との差を、感光体ドラム10と現像ローラ11間に印加する交流現像バイアスにおけるピーク間電圧を調節する前と後とで、それぞれ同一、または同一以上となるようにすれば、現像性を維持してゴースト画像の発生、選択現像による現像ローラ11表面へのトナー付着、画像濃度の低下等のない、常に綺麗な画像が得られる現像方法及び装置とすることができるわけである。
That is, from these facts, as described above, leakage caused by reducing the interval between the
図1は、このような考え方に従って現像ローラ11へ直流現像バイアス電源(DC1)13、交流現像バイアス電源(AC1)14から印加する現像バイアス電圧と、磁気ローラ15へ直流トナー薄層形成バイアス電源(DC2)19、交流トナー薄層形成バイアス電源(AC2)20から印加するバイアス電圧を模式的に示した図である。図中、横軸は時間であり、縦軸は電圧(V)を示す。なお、この結果を得た際の温度は25℃、湿度は60%であった。
FIG. 1 shows the development bias voltage applied from the DC development bias power source (DC1) 13 and the AC development bias power source (AC1) 14 to the developing
30、32は、現像ローラ11に交流現像バイアス電源(AC1)14から印加する交流現像バイアスVslv(AC)、31、33は、磁気ローラ15に交流トナー薄層形成バイアス電源(AC2)20から印加する交流トナー薄層形成バイアスVmag(AC)で、このうち実線30は前記本発明の概略で説明した、リークを防止するためピーク間電圧を調節した交流現像バイアスVslv(AC)で、破線31はそれに対応させて変化させた交流トナー薄層形成バイアスVmag(AC)である。また一点鎖線32は、ピーク間電圧を調節する前の従来の交流現像バイアスVslv(AC)、二点鎖線33は同じく交流トナー薄層形成バイアスVmag(AC)である。
太い実線で示した34は、感光体ドラム10における露光電位DrumVLを示し、これは100Vである。同じく太い破線35は、現像ローラ11へ直流現像バイアス電源(DC1)13から印加する直流現像バイアスVslv(DC)であり、太い一点鎖線36は、磁気ローラ15へ直流トナー薄層形成バイアス電源(DC2)19から印加する直流トナー薄層形成バイアスVmag(DC)である。
図2は、この図1に示した現像ローラ11へ直流現像バイアス電源(DC1)13、交流現像バイアス電源(AC1)14から印加する現像バイアス電圧と、磁気ローラ15へ直流トナー薄層形成バイアス電源(DC2)19、交流トナー薄層形成バイアス電源(AC2)20から印加するバイアス電圧を色々変化させ、感光体ドラム10と現像ローラ11の間におけるリークの発生状況、ゴースト画像の発生状況、トナーの飛翔性を調べた結果を表としたものである。この調査に用いた画像形成装置は、前記した京セラミタ製のタッチダウン現像方式を用いた改造実験機であり、スペックは同一なので省略する。
2 shows a developing bias voltage applied from the DC developing bias power source (DC1) 13 and the AC developing bias power source (AC1) 14 to the developing
この図2に示した表における最左欄の「vslvdc(35)」は、現像ローラ11に直流現像バイアス電源(DC1)13から印加する直流現像バイアスVslv(DC)、「vmagdc(36)」は、磁気ローラ15に直流トナー薄層形成バイアス電源(DC2)19から印加する直流トナー薄層形成バイアスVmag(DC)、「vslvpp(30、32)」は、現像ローラ11に交流現像バイアス電源(AC1)14から印加する交流現像バイアスVslv(AC)30、32におけるピーク間電圧で、30は本発明の実施例、32は従来例を示す。「vmagpp(31、33)」は、磁気ローラ15に交流トナー薄層形成バイアス電源(AC2)20から印加する交流トナー薄層形成バイアスVmag(AC)31、33におけるピーク間電圧で、31は本発明の実施例、33は従来例、「duty」は、交流現像バイアスVslv(AC)30、32、交流トナー薄層形成バイアスVmag(AC)31、33におけるデューティ比、「DrumVL(34)」は感光体ドラム10における露光電位である。
“Vslvdc (35)” in the leftmost column in the table shown in FIG. 2 indicates the DC developing bias Vslv (DC) applied to the developing
さらに「Vslvppmax(30、32)」は、現像ローラ11に交流現像バイアス電源(AC1)14から印加する交流現像バイアスVslvのmax値、「Vslvppmin(30、32)」は同じくminimam値、「Vmagppmax(31、33)」は、磁気ローラ15に交流トナー薄層形成バイアス電源(AC2)20から印加する交流トナー薄層形成バイアスVmagのmax値、「Vmagppmin(31、33)」は同じくminimam値、「Vslvppmax−Vmagppmin(37)」は、現像ローラ11に交流現像バイアス電源(AC1)14から印加する交流現像バイアスVslvのmax値から、磁気ローラ15に交流トナー薄層形成バイアス電源(AC2)20から印加する交流トナー薄層形成バイアスVmagのminimam値を減じた値、「Vslvppmin−Vmagppmax(38)」は同じく交流現像バイアスVslvのminimam値から交流トナー薄層形成バイアスVmagのmax値を減じた値、「Vslvppmax−DrumVL(39)」は、現像ローラ11に交流現像バイアス電源(AC1)14から印加する交流現像バイアスVslvのmax値から、感光体ドラム10における露光電位を減じた値である。
Further, “Vslvppmax (30, 32)” is the maximum value of the AC developing bias Vslv applied to the developing
このうち、「Vslvppmax−Vmagppmin(37)」は、現像ローラ11上の現像に用いられなかったトナーを、磁気ローラ15の磁気ブラシ18で引き剥がすための電位差であり、「Vslvppmin−Vmagppmax(38)」は同じく磁気ローラ15の磁気ブラシ18により現像ローラ11上にトナー薄層12を形成するための電位差である。従って、これらの値が小さくなると、ゴースト画像の発生、選択現像による現像ローラ11表面へのトナー付着、画像濃度の低下等が発生する。また、「Vslvppmax−DrumVL(39)」は、この電位差が大きいほど現像ローラ11と感光体ドラム10との間にリークが発生し、現像ローラ11と感光体ドラム10間のトナーの飛翔性が良くなる。
Among them, “Vslvppmax−Vmagppmin (37)” is a potential difference for peeling off the toner not used for development on the developing
その下の、「現像ローラ/感光体間のリーク発生」、「ゴースト画像の発生」、「現像ローラ/感光体間のトナーの飛翔性」は、それぞれ前記したリークが発生したか否か、ゴーストが発生したか否か、トナーの飛翔性に問題がないか否かの欄で、それぞれの記号は○○は非常に良好、○は良好、△は多少問題あり、×は問題あり、××は非常に問題がある、である。 The “Developer Roller / Photoreceptor Leakage”, “Ghost Image Occurrence”, and “Developer Roller / Photoreceptor Toner Flyability” below are respectively whether or not the above-mentioned leak has occurred. In the column of whether or not toner has occurred and whether or not there is no problem in the flying property of the toner, each symbol is XX is very good, ◯ is good, △ is somewhat problematic, × is problematic, XX Is very problematic.
この表中、vslvdc(35)は200V、vmagdc(36)は400V、「duty」は27、「DrumVL(34)」は100Vで、すべと同じとし、上欄の「従来例」は、リークが発生する従来のvslvpp32が1600V、vmagpp33が400Vを用いた場合で、「実施例」はリーク、現像ゴーストが発生せず、トナーの飛翔性も良好であったvslvpp30が1400V、vmagpp31が600Vを用いた場合、「比較例1」はリーク発生しなかったがゴースト画像が発生した、vslvpp30が1400V、vmagpp31が400Vを用いた例、「比較例2」はリークが発生したvslvpp30が1500V、vmagpp31が500Vを用いた例、「比較例3」はトナーの飛翔性に多少問題があったvslvpp30が1300V、vmagpp31が700Vを用いた場合である。 In this table, vslvdc (35) is 200V, vmagdc (36) is 400V, "duty" is 27, "DrumVL (34)" is 100V, and all are the same. In the case where the conventional vslvpp32 generated is 1600 V and the vmagpp33 is 400 V, the “Example” uses 1400 V vslvpp30 and 600 Vvmagpp31, in which no leakage or development ghost occurs and the toner flying property is good. In the case of “Comparative Example 1”, no leak occurred but a ghost image occurred, vslvpp30 was 1400V, and vmagpp31 was 400V. “Comparative Example 2” was leaked vslvpp30 was 1500V, and vmagpp31 was 500V. The example used, “Comparative Example 3”, has some problems with the flying properties of the toner. Is vslvpp30 there is a case where 1300V, vmagpp31 was used 700 V.
まず「従来例」は、図1に32で示した交流現像バイアスVslv(AC)のvslvpp32が1600V、33で示した交流トナー薄層形成バイアスVmag(AC)のvmagpp33が400Vであり、この場合、現像ローラ11に交流現像バイアス電源(AC1)14から印加する交流現像バイアスVslvのmax値Vslvppmax(32)は1368V、minimam値Vslvppmin(32)は−232V、磁気ローラ15に交流トナー薄層形成バイアス電源(AC2)20から印加する交流トナー薄層形成バイアスVmagのmax値Vmagppmax(33)は508V、同じくminimam値Vmagppmin(33)は108Vとなる。
First, in the “conventional example”, the AC developing bias Vslv (AC) indicated by 32 in FIG. 1 is 1600V, and the AC toner thin layer forming bias Vmag (AC) indicated by 33 is maggpp33 of 400V. The AC developing bias Vslv applied to the developing
そのため、現像ローラ11に交流現像バイアス電源(AC1)14から印加する交流現像バイアスVslvのmax値から、磁気ローラ15に交流トナー薄層形成バイアス電源(AC2)20から印加する交流トナー薄層形成バイアスVmagのminimam値を減じた値、すなわち、現像ローラ11上の現像に用いられなかったトナーを、磁気ローラ15の磁気ブラシ18で引き剥がすための電位差Vslvppmax−Vmagppmin(37)は1260V、同じく交流現像バイアスVslvのminimam値から交流トナー薄層形成バイアスVmagのmax値を減じた値、すなわち、磁気ローラ15の磁気ブラシ18により現像ローラ11上にトナー薄層12を形成するための電位差Vslvppmin−Vmagppmax(38)は−740V、現像ローラ11に交流現像バイアス電源(AC1)14から印加する交流現像バイアスVslvのmax値から、感光体ドラム10における露光電位DrumVLを減じた値、すなわち、現像ローラ11と感光体ドラム10間のリーク発生に関与すると共に、現像ローラ11と感光体ドラム10との間のトナーの飛翔性を示す、Vslvppmax−DrumVL(39)は1268Vである。
Therefore, from the maximum value of the AC developing bias Vslv applied to the developing
この従来例では、Vslvppmax−DrumVL(39)が1268Vと大きいため、現像ローラ11と感光体ドラム10との間に大きなリークが発生しているが、現像ゴーストは良好であり、トナーの飛翔性も非常に良好である。
In this conventional example, since Vslvppmax-DrumVL (39) is as large as 1268 V, a large leak occurs between the developing
それに対して「実施例」では、図1に30で示した交流現像バイアスVslv(AC)のvslvpp30が1400Vで従来例より200V低く、31で示した交流トナー薄層形成バイアスVmag(AC)のvmagpp31は600Vと、従来例より200V高くしている。従って、現像ローラ11に交流現像バイアス電源(AC1)14から印加する交流現像バイアスVslvのmax値Vslvppmax(30)は1222V、minimam値Vslvppmin(30)は−178V、磁気ローラ15に交流トナー薄層形成バイアス電源(AC2)20から印加する交流トナー薄層形成バイアスVmagのmax値Vmagppmax(31)は562V、同じくminimam値Vmagppmin(33)は−38Vとなる。
On the other hand, in the “Example”, the
そのため、現像ローラ11と感光体ドラム10間のリーク発生に関与すると共に、現像ローラ11と感光体ドラム10との間のトナーの飛翔性を示すVslvppmax−DrumVL(39)は、1122Vと低くなってリークが防止され、しかも、現像ローラ11上の現像に用いられなかったトナーを、磁気ローラ15の磁気ブラシ18で引き剥がすための電位差Vslvppmax−Vmagppmin(37)は1260V、磁気ローラ15の磁気ブラシ18により現像ローラ11上にトナー薄層12を形成するための電位差Vslvppmin−Vmagppmax(38)は−740Vと、従来例の場合と同一である。従って、現像ゴースト、トナーの飛翔性も共に良好となっている。
For this reason, Vslvppmax-DrumVL (39), which is involved in the occurrence of leakage between the developing
次に比較例1では、交流現像バイアスVslv(AC)のvslvppが実施例の30と同じ1400Vで従来例より200V低くなっているが、交流トナー薄層形成バイアスVmag(AC)のvmagppが33で示した従来の400Vと同一であり、そのため、現像ローラ11に交流現像バイアス電源(AC1)14から印加する交流現像バイアスVslvのmax値Vslvppmax、及び、minimam値Vslvppminは1222Vと−178Vと実施例と同一、磁気ローラ15に交流トナー薄層形成バイアス電源(AC2)20から印加する交流トナー薄層形成バイアスVmagのmax値Vmagppmaxは508V、同じくminimam値Vmagppminは108Vとなって従来例と同一となる。
Next, in Comparative Example 1, the AC development bias Vslv (AC) vslvpp is 1400 V, which is the same as Example 30, which is 200 V lower than the conventional example, but the AC toner thin layer forming bias Vmag (AC) vmaggpp is 33. Therefore, the maximum value Vslvppmax of the AC developing bias Vslv applied to the developing
そのため、現像ローラ11と感光体ドラム10間のリーク発生に関与すると共に、現像ローラ11と感光体ドラム10との間のトナーの飛翔性を示すVslvppmax−DrumVL(39)は、実施例と同様1122Vと低くなってリークが防止されると共にトナーの飛翔性も良好となっている。しかし、現像ローラ11上の現像に用いられなかったトナーを、磁気ローラ15の磁気ブラシ18で引き剥がすための電位差Vslvppmax−Vmagppmin(37)は1114Vと低く、磁気ローラ15の磁気ブラシ18により現像ローラ11上にトナー薄層12を形成するための電位差Vslvppmin−Vmagppmax(38)も−686Vと従来例より小さいため、現像ゴーストが発生している。
Therefore, Vslvppmax-DrumVL (39), which is involved in the occurrence of leakage between the developing
比較例2では、交流現像バイアスVslv(AC)のvslvppが実施例と従来例の中間の1500Vで従来例より100V低く、実施例より100V高くなっており、交流トナー薄層形成バイアスVmag(AC)のvmagppが500Vとこれも従来例より100V高く、実施例より100V低くなっている。そのため、現像ローラ11に交流現像バイアス電源(AC1)14から印加する交流現像バイアスVslvのmax値Vslvppmax、及び、minimam値Vslvppminは1295Vと−205Vと、実施例よりは大きく、従来例よりは小さくなっており、磁気ローラ15に交流トナー薄層形成バイアス電源(AC2)20から印加する交流トナー薄層形成バイアスVmagのmax値Vmagppmaxは535V、minimam値Vmagppminは35Vとなって同じように中間の値となる。
In Comparative Example 2, the AC developing bias Vslv (AC) vslvpp was 1500 V between the example and the conventional example, which was 100 V lower than the conventional example and 100 V higher than the example, and the AC toner thin layer forming bias Vmag (AC). The vmagpp is 500 V, which is 100 V higher than the conventional example and 100 V lower than the example. Therefore, the maximum value Vslvppmax and the minimum value Vslvppmin of the AC developing bias Vslv applied to the developing
そのため、現像ローラ11と感光体ドラム10間のリーク発生に関与すると共に、現像ローラ11と感光体ドラム10との間のトナーの飛翔性を示すVslvppmax−DrumVL(39)は、1195Vと高くなってリークが発生し、トナーの飛翔性は良好となっている。しかし、現像ローラ11上の現像に用いられなかったトナーを、磁気ローラ15の磁気ブラシ18で引き剥がすための電位差Vslvppmax−Vmagppmin(37)は1260Vと実施例、従来例と同じであり、磁気ローラ15の磁気ブラシ18により現像ローラ11上にトナー薄層12を形成するための電位差Vslvppmin−Vmagppmax(38)も−740Vと実施例、従来例と同じため、現像ゴーストは発生していない。
For this reason, Vslvppmax-DrumVL (39), which is involved in the occurrence of leakage between the developing
最後の比較例3は、交流現像バイアスVslv(AC)のvslvppが1300Vと実施例より100V低く、交流トナー薄層形成バイアスVmag(AC)のvmagppが700Vと実施例よりさらに100V高くなっている。従って、現像ローラ11に交流現像バイアス電源(AC1)14から印加する交流現像バイアスVslvのmax値Vslvppmaxは1149Vと実施例より低く、minimam値Vslvppminは−151Vと実施例より低く、磁気ローラ15に交流トナー薄層形成バイアス電源(AC2)20から印加する交流トナー薄層形成バイアスVmagのmax値Vmagppmaxは589Vと実施例より高く、同じくminimam値Vmagppminは−111Vと実施例より低くなっている。
In the last comparative example 3, the AC development bias Vslv (AC) vslvpp is 1300 V, which is 100 V lower than that of the example, and the AC toner thin layer formation bias Vmag (AC) is vmgpp of 700 V, which is 100 V higher than that of the example. Therefore, the maximum value Vslvppmax of the AC developing bias Vslv applied to the developing
そのため、現像ローラ11と感光体ドラム10間のリーク発生に関与すると共に、現像ローラ11と感光体ドラム10との間のトナーの飛翔性を示すVslvppmax−DrumVL(39)は、1049Vと低くなってリークは発生しないが、トナーの飛翔性は多少問題ありとなっている。しかし、現像ローラ11上の現像に用いられなかったトナーを、磁気ローラ15の磁気ブラシ18で引き剥がすための電位差Vslvppmax−Vmagppmin(37)は1260Vと実施例、従来例と同じであり、磁気ローラ15の磁気ブラシ18により現像ローラ11上にトナー薄層12を形成するための電位差Vslvppmin−Vmagppmax(38)も−740Vと実施例、従来例と同じため、現像ゴーストは発生していない。
Therefore, Vslvppmax-DrumVL (39), which is involved in the occurrence of leakage between the developing
再度図1に戻って、以上説明してきたことをこの図1で再確認すると、32で示した従来の交流現像バイアスVslv(AC)のvslvpp32が1600V、33で示した従来の交流トナー薄層形成バイアスVmag(AC)のvmagpp33が400Vの従来例では、Vslvppmax(32)が1368V、Vslvppmin(32)が−232V、Vmagppmax(33)が508V、Vmagppmin(33)が108Vであるため、39(従)として示したVslvppmaxとDrumVLの差、Vslvppmax−DrumVLが1268Vとなってリークが発生するが、トナーの飛翔性は非常に良好である。 Returning to FIG. 1 again, what has been described above is reconfirmed in FIG. 1. When the conventional AC developing bias Vslv (AC) indicated by 32 has a vslvpp32 of 1600 V, the conventional AC toner thin layer formation indicated by 33 is shown. In the conventional example where the bias Vmag (AC) vmagpp33 is 400 V, Vslvppmax (32) is 1368 V, Vslvppmin (32) is -232 V, Vmagppmax (33) is 508 V, and Vmagppmin (33) is 108 V. The difference between Vslvppmax and DrumVL indicated as Vslvppmax-DrumVL is 1268 V and leakage occurs, but the toner flying property is very good.
しかし37(従)として示した、現像ローラ11上の現像に用いられなかったトナーを磁気ローラ15の磁気ブラシ18で引き剥がすための電位差、Vslvppmax−Vmagppmin(37)は1260Vであり、また、38(従)として示した、磁気ローラ15の磁気ブラシ18により現像ローラ11上にトナー薄層12を形成するための電位差、Vslvppmin−Vmagppmax(38)は740Vのため、現像ゴーストは発生しない。
However, the potential difference Vslvppmax−Vmagppmin (37), which is indicated as 37 (subordinate), for peeling off the toner not used for developing on the developing
それに対し、交流現像バイアスVslv(AC)のvslvpp30が1400Vで従来例より200V低く、31で示した交流トナー薄層形成バイアスVmag(AC)のvmagpp31は600Vと、従来例より200V高くしている「実施例」では、Vslvppmax(30)が1222V、Vslvppmin(30)が−178V、Vmagppmax(31)が562V、Vmagppmin(31)が−38Vであるため、39(実)として示したVslvppmaxとDrumVLの差、Vslvppmax−DrumVLが1122Vとなってリークの発生が押さえられ、トナーの飛翔性も良好である。 On the other hand, the AC development bias Vslv (AC) vslvpp30 is 1400 V, which is 200 V lower than the conventional example, and the AC toner thin layer forming bias Vmag (AC) vmagpp 31 indicated by 31 is 600 V, which is 200 V higher than the conventional example. In Example, Vslvppmax (30) is 1222V, Vslvppmin (30) is -178V, Vmagppmax (31) is 562V, and Vmagppmin (31) is -38V, so the difference between Vslvppmax and DrumVL shown as 39 (actual). Vslvppmax-DrumVL becomes 1122 V, the occurrence of leakage is suppressed, and the toner flying property is also good.
また、37(実)として示した、現像ローラ11上の現像に用いられなかったトナーを磁気ローラ15の磁気ブラシ18で引き剥がすための電位差、Vslvppmax−Vmagppmin(37)は1260Vで従来例と同じであり、また、38(実)として示した、磁気ローラ15の磁気ブラシ18により現像ローラ11上にトナー薄層12を形成するための電位差、Vslvppmin−Vmagppmax(38)も従来例と同じ740Vのため、現像ゴーストは発生しない。
Further, the potential difference Vslvppmax−Vmagppmin (37) shown as 37 (actual) for peeling off the toner not used for development on the developing
しかし、比較例1のように交流トナー薄層形成バイアスVmag(AC)のvmagppを400Vのままにすると、40で示したように、Vslvppmin−Vmagppmax(38)が−686Vと小さくなり、この場合は現像ゴーストが発生する。 However, when the vmagpp of the AC toner thin layer forming bias Vmag (AC) is kept at 400 V as in Comparative Example 1, Vslvppmin-Vmagppmax (38) is reduced to -686 V as shown by 40. In this case, Development ghost occurs.
以上の結果から、前記概略で記したように、感光体ドラム10と現像ローラ11間に印加する交流現像バイアスにおけるピーク間電圧を調節することでリークを防ぎ、それによって小さくなり、現像ローラ11上の現像に用いられなかった残トナーの磁気ブラシ18による剥ぎ取り不足、磁気ブラシ18から現像ローラ11へのトナーの供給不充分などで生じる、現像ゴースト、選択現像による現像ローラ11への微粉トナーの付着、現像性の低い微粉トナーの現像装置内への増加による画質低下などを、現像ローラ11へ交流現像バイアス電源(AC1)14から印加する交流バイアスのピーク値と、磁気ローラ15に交流トナー薄層形成バイアス電源(AC2)20から印加する交流バイアスのミニマム値との差、及び、現像ローラ11に印加する交流バイアスのミニマム値と磁気ローラ15に印加する交流バイアスのピーク値との差を、感光体ドラム10と現像ローラ間11に印加する交流現像バイアスにおけるピーク間電圧を調節する前と後で、それぞれ同一以上とすることで防ぐことが可能であることがわかる。
From the above results, as described in the outline, leakage is prevented by adjusting the peak-to-peak voltage in the AC developing bias applied between the
再度図3に戻り、本発明になる画像形成装置における現像方法及び装置を説明する。前記したようにリーク発生電圧は、環境温度、湿度によって変化する。そのためこれも前記したように、予め、環境温度、湿度、及び、現像ローラ11へ印加する交流現像バイアスVslv(AC)を変化させ、それぞれの温度、湿度で現像ローラ11と感光体ドラム10の間でリークが発生する電圧と発生を防止できる電圧を調べる。それがわかったら、リークを起こさないそれぞれの交流現像バイアスVslv(AC)で、磁気ローラ15へ印加する交流トナー薄層形成バイアスVmag(AC)を変化させて、現像ゴースト、選択現像による現像ローラ11への微粉トナーの付着、現像性の低い微粉トナーの現像装置内への増加による画質低下などを生じない電圧を調べ、それぞれの値を予めテーブルとして記憶装置25に記憶させる。
Returning to FIG. 3 again, the developing method and apparatus in the image forming apparatus according to the present invention will be described. As described above, the leak generation voltage varies depending on the environmental temperature and humidity. Therefore, as described above, the ambient temperature, humidity, and AC developing bias Vslv (AC) applied to the developing
そして前記したように画像形成指示が来たら制御装置24は、温度・湿度センサ26からの信号で、記憶装置25に記憶されたテーブルから現在の環境温度、湿度に対応した、前記図2に実施例として示したような現像ローラ11へ印加する交流現像バイアスVslv(AC)、磁気ローラ15へ印加する交流トナー薄層形成バイアスVmag(AC)を読み出す。読み出されたそれぞれの値は、現像ローラバイアス電源制御装置22、磁気ローラバイアス電源制御装置23に与えられ、直流現像バイアス電源(DC1)13、交流現像バイアス電源(AC1)14から指定されたバイアス電圧を現像ローラ11に、直流トナー薄層形成バイアス電源(DC2)19、交流トナー薄層形成バイアス電源(AC2)20から指定されたバイアス電圧を磁気ローラ15に与える。
Then, as described above, when an image formation instruction is received, the
そして前記したように画像形成の指示がくると、まず、図示していない帯電手段によって感光体ドラム10の表面が帯電され(帯電工程)、次にこれも図示していない露光手段により、感光体ドラム10の表面が露光されて静電潜像が形成される(露光工程)。一方、磁気ローラ15上には、トナー16、キャリア17からなる二成分現像剤の磁気ブラシ18が穂切りブレード21で高さが一定に保たれたながら形成され、現像ローラ11に直流現像バイアス電源(DC1)13、交流現像バイアス電源(AC1)14からの与えられるバイアス電圧と、磁気ローラ15に直流トナー薄層形成バイアス電源(DC2)19、交流トナー薄層形成バイアス電源(AC2)20から与えられるバイアス電圧により、まず、磁気ブラシ18からトナーのみが現像ローラ11の表面に移送され、現像ローラ11の表面にトナー薄層12が形成される。
When an image formation instruction is received as described above, the surface of the
さらにそのトナー薄層12からは、現像ローラ11に与えられる現像バイアス電圧によって感光体ドラム10上の静電潜像にトナーが飛翔し、現像されてトナー像が形成される(現像工程)。また、現像ローラ11上の現像に用いられなかったトナーは、磁気ローラ15上に形成されている磁気ブラシ18と、前記したバイアス電圧によって剥ぎ取られ、さらに新たなトナー薄層12が形成されて次の現像に備えられる。また、感光体ドラム10上に形成されたトナー像は、図示していない用紙搬送装置などで運ばれてくる用紙、または中間転写体に転写され(転写工程)、感光体ドラム10の表面に残った残トナーは、図示していないクリーニング手段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。
Further, from the toner
なお、以上の説明では、リークの起こさないバイアス電圧を予め環境湿度、温度毎に調べ、テーブル化しておいて実際の環境湿度、温度でテーブルから対応する電圧を読み出すと説明したが、前記したようにカラー画像形成装置においては、キャリブレーションモードと称して画像濃度を一定に保つため、現像ローラ11や磁気ローラ15へ印加するバイアス電圧を変化させてベタパッチを印字し、その濃度を読んで目標とする画像濃度を出すためのバイアス電圧を調整することが行われている。
In the above description, the bias voltage that does not cause a leak is examined in advance for each environmental humidity and temperature, and a table is prepared, and the corresponding voltage is read from the table with the actual environmental humidity and temperature. In a color image forming apparatus, in order to keep the image density constant in a calibration mode, a solid patch is printed by changing the bias voltage applied to the developing
そのため、このキャリブレーションモード時における交流現像バイアスVslv(AC)の変化を、リークが起きる電圧の検出にも利用してリークの起きない電圧を求めると共に、このときの交流トナー薄層形成バイアス電源(AC2)20のピーク間電圧の変化により、前記したVslvppmax−Vmagppmin、Vslvppmin−Vmagppmaxの変化量を算出し、その値が変化前の値以上になるように交流トナー薄層形成バイアスVmag(AC)を変化させ、現像を行うようにしても良い。 For this reason, the change in the AC developing bias Vslv (AC) in the calibration mode is also used to detect the voltage at which leakage occurs, and a voltage at which leakage does not occur is obtained. At this time, the AC toner thin layer forming bias power source ( AC2) The amount of change in Vslvppmax-Vmagppmin and Vslvppmin-Vmagppmax is calculated based on the change in the peak-to-peak voltage of 20 and the AC toner thin layer forming bias Vmag (AC) is set so that the value is equal to or greater than the value before the change. It is also possible to change and perform development.
以上種々述べてきたように本発明によれば、タッチダウン現像装置において画質の向上を目指してトナーを小粒径化し、現像性を高めるために感光体と現像ローラとの間隔を狭めた場合でも、感光体と現像ローラの間でリークを起こさず、かつ、ゴースト画像の発生、選択現像による現像ローラ表面へのトナー付着、画像濃度の低下等を防止して、常に綺麗な画像が得られるようにした、画像形成装置における現像方法及び装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, even in the case where the toner is reduced in particle size for the purpose of improving the image quality in the touch-down developing device and the interval between the photosensitive member and the developing roller is narrowed in order to improve developability. , No leaks occur between the photoconductor and the developing roller, and the generation of ghost images, toner adhesion to the developing roller surface due to selective development, reduction in image density, etc. are prevented so that a beautiful image can be always obtained. The developing method and apparatus in the image forming apparatus can be provided.
本発明によれば、感光体と現像ローラの間で生じるリーク、ゴースト画像の発生を抑え、選択現像による現像ローラ表面へのトナー付着、画像濃度の低下等を防止して、常に綺麗な画像が得られる現像方法及び装置を提供することができる。 According to the present invention, the occurrence of leaks and ghost images between the photosensitive member and the developing roller is suppressed, and toner adhesion to the surface of the developing roller due to selective development, reduction in image density, etc. are prevented, so that a clean image is always obtained. The resulting development method and apparatus can be provided.
10 感光体ドラム
11 現像ローラ
12 トナー薄層
13 直流現像バイアス電源(DC1)
14 交流現像バイアス電源(AC1)
15 磁気ローラ
16 トナー
17 キャリア
18 磁気ブラシ
19 直流トナー薄層形成バイアス電源(DC2)
20 交流トナー薄層形成バイアス電源(AC2)
21 穂切りブレード
22 現像ローラバイアス電源制御装置
23 磁気ローラバイアス電源制御装置
24 制御装置
25 記憶装置
26 温度・湿度センサ
DESCRIPTION OF
14 AC development bias power supply (AC1)
15 Magnetic roller 16 Toner 17 Carrier 18
20 AC toner thin layer forming bias power supply (AC2)
21
Claims (6)
前記感光体と現像ローラ間にリークを起こさない交流現像バイアスを設定する第1のステップと、該第1のステップにより変化した、前記交流現像バイアスにおけるピーク電圧と交流トナー薄層形成バイアスにおける最少ピーク電圧との差、及び交流現像バイアスにおける最少ピーク電圧と交流トナー薄層形成バイアスにおけるピーク電圧との差のそれぞれを、前記第1のステップを実施する前の差と同一以上となるよう前記交流トナー薄層形成バイアスを設定する第2のステップとからなり、
前記第1のステップで変化した交流現像バイアスと交流トナー薄層形成バイアスとの電圧差を、第2のステップにおいて交流トナー薄層形成バイアスを変化させて補償し、現像することを特徴とする画像形成装置における現像方法。 A magnetic brush of a two-component developer composed of toner and carrier is formed on a magnetic roller containing a magnet and applied with a bias for toner thin layer formation in which alternating current is superimposed on direct current. The alternating current is applied to the direct current from the magnetic brush. A developing method in an image forming apparatus in which a toner thin layer is formed on a developing roller to which a superimposed developing bias is applied and then the toner is ejected onto an electrostatic latent image formed on a photosensitive member by electrophotography. In
A first step of setting an AC developing bias that does not cause a leak between the photosensitive member and the developing roller, and a peak voltage in the AC developing bias and a minimum peak in the AC toner thin layer forming bias that are changed by the first step. The AC toner so that the difference between the voltage and the difference between the minimum peak voltage in the AC developing bias and the peak voltage in the AC toner thin layer formation bias is equal to or greater than the difference before the first step is performed. A second step of setting a thin layer forming bias,
The voltage difference between the AC developing bias and the AC toner thin layer forming bias changed in the first step is compensated by changing the AC toner thin layer forming bias in the second step, and the image is developed. Development method in forming apparatus.
前記交流現像バイアスにおける交流バイアスのピーク値を制御する現像ローラバイアス電源制御装置と、前記交流トナー薄層形成バイアスにおける交流バイアスのピーク値を制御する磁気ローラバイアス電源制御装置と、前記交流現像バイアスにおける前記感光体と現像ローラ間にリークを起こさないピーク値を前記現像ローラバイアス電源制御装置に指示し、併せ、リークを起こさない前記交流現像バイアスにおけるピーク電圧と交流トナー薄層形成バイアスにおける最少ピーク電圧との差、及びリークを起こさない前記交流現像バイアスにおける最少ピーク電圧と交流トナー薄層形成バイアスにおけるピーク電圧との差のそれぞれを、前記交流現像バイアスにおけるリークを起こさないピーク値に変更する前のピーク値との差と同等以上となる前記交流トナー薄層形成バイアスを、前記磁気ローラバイアス電源制御装置に指示する制御装置とからなることを特徴とする画像形成装置における現像装置。 A magnetic roller that forms a magnetic brush of a two-component developer composed of toner and a carrier by applying a bias for applying a toner thin layer containing a magnet and superposing an alternating current on a direct current, and forming a toner thin layer on which an alternating current is superimposed on a direct current An image having a developing roller for applying a bias to form a toner thin layer with the magnetic brush and developing the electrostatic latent image formed on the photoreceptor by electrophotography with the toner flying from the toner thin layer. In the developing device in the forming device,
A developing roller bias power supply control device for controlling the AC bias peak value in the AC developing bias, a magnetic roller bias power supply control device for controlling the AC bias peak value in the AC toner thin layer formation bias, and the AC developing bias Instructs the developing roller bias power supply controller a peak value that does not cause a leak between the photosensitive member and the developing roller, and also includes a peak voltage in the AC developing bias that does not cause a leak and a minimum peak voltage in the AC toner thin layer forming bias. And the difference between the minimum peak voltage in the AC developing bias that does not cause leakage and the peak voltage in the AC toner thin layer forming bias before changing to the peak value that does not cause leakage in the AC developing bias. At least equivalent to the difference from the peak value The AC thin toner layer forming bias made, the developing device in an image forming apparatus characterized by comprising a controller for instructing the magnetic roller bias power supply control device.
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