JP2010117491A - Image forming apparatus - Google Patents

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Norio Kubo
憲生 久保
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Kyocera Document Solutions Inc
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Kyocera Mita Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent generation of top image density unevenness and development ghost in an image forming apparatus adopting a touchdown developing system. <P>SOLUTION: A control part 100 for the image forming apparatus sets the rotational speed of a developing roller 72 so that the density of a solid image formed by one rotation of the developing roller 72 is a predetermined first value or more based on the density of a solid image formed on an intermediate transfer member. Then, it sets the potential difference of the voltages to be applied on the developing roller 72 and a magnetic roller 73 by a voltage applying part 80 so that the density difference of the density of the solid image formed by one rotation of the developing roller 72 and the density of the solid image formed by two rotations of the developing roller 72 is a predetermined second value or less. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子写真方式を利用した画像形成装置、特に、キャリアとトナーとからなる二成分現像剤を使用し、現像ローラ上にトナーのみを保持させて静電潜像を現像する画像形成装置に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic system, and more particularly to an image forming apparatus that uses a two-component developer composed of a carrier and a toner and develops an electrostatic latent image by holding only the toner on the developing roller. About.

電子写真方式を用いる画像形成装置の現像方式として、一成分現像方式および二成分現像方式が知られている。   As a developing method of an image forming apparatus using an electrophotographic method, a one-component developing method and a two-component developing method are known.

現像剤がトナーのみからなる一成分現像方式では、キャリアおよびトナーから形成される磁気ブラシは形成されない。そのため、前記磁気ブラシによって静電潜像担持体(感光体)の静電潜像が乱されることがなく、二成分現像方式と比較して高画質化に適している。しかし、一成分現像方式は、二成分現像方式と比較すると長期にわたってトナーの帯電量を安定して維持することが難しい。しかもカラートナーの場合、トナーに透過性が求められるため、トナーを非磁性トナーとする必要があり、トナーの帯電量を安定して維持することはさらに難しい。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させ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。   In the one-component development method in which the developer is composed only of toner, a magnetic brush formed of carrier and toner is not formed. Therefore, the electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier (photoconductor) is not disturbed by the magnetic brush, and is suitable for higher image quality than the two-component development method. However, it is difficult for the one-component development method to stably maintain the toner charge amount over a long period of time compared to the two-component development method. Moreover, in the case of a color toner, since the toner is required to have transparency, the toner needs to be a non-magnetic toner, and it is further difficult to stably maintain the charge amount of the toner. For this reason, in a full-color image forming apparatus, a two-component development method using a carrier as a medium for charging and transporting toner is often employed.

一方、現像剤がトナーとキャリアとからなる二成分現像方式は、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、前記の磁気ブラシによる影響のため、二成分現像方式は、一成分現像方式と比較すると画質の点では不利である。   On the other hand, the two-component development method in which the developer is composed of toner and carrier is suitable for extending the life because a stable charge amount can be obtained over a long period of time. However, due to the influence of the magnetic brush, the two-component development method is disadvantageous in terms of image quality compared to the one-component development method.

近年、一成分現像方式と二成分現像方式との両方の利点を備えるタッチダウン現像方式が注目されている。タッチダウン現像方式は、トナー帯電領域に二成分現像方式を採用して長寿命化を図り、現像領域に一成分現像方式を採用して高画質化を図る。   In recent years, attention has been paid to a touch-down development method having advantages of both a one-component development method and a two-component development method. In the touch-down development method, a two-component development method is adopted for the toner charging region to extend the life, and a one-component development method is adopted for the development region to improve the image quality.

すなわち、タッチダウン現像方式では、トナーおよびキャリアを含有する二成分現像剤を現像剤担持体である磁気ローラの表面に担持させて磁気ブラシを形成し、該磁気ブラシから、トナーのみをトナー担持体である現像ローラの表面に移送させてトナー層を形成し、該トナー層からトナーを静電潜像が形成された感光体の表面に飛翔させて静電潜像をトナー像として現像する。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タッチダウン現像方式を採用することで、一成分現像方式と二成分現像方式の両方の利点を備えるというタッチダウン現像方式の利点が効果を奏する。   That is, in the touch-down development method, a two-component developer containing toner and carrier is carried on the surface of a magnetic roller that is a developer carrying member to form a magnetic brush, and only the toner is transferred from the magnetic brush to the toner carrying member. The toner layer is transferred to the surface of the developing roller, and a toner layer is formed. The toner is ejected from the toner layer onto the surface of the photoreceptor on which the electrostatic latent image is formed, and the electrostatic latent image is developed as a toner image. In particular, the use of the touch-down development method in a full-color image forming apparatus where high image quality and long life are important, provides the advantages of both the one-component development method and the two-component development method. Has an effect.

しかし、タッチダウン現像方式には、画像先端部と比較して、現像ローラ2周目において現像性が低下する先端画像濃度ムラの問題がある(図4参照)。先端画像濃度ムラは、現像ローラへトナーを飽和領域まで供給するためには、現像ローラを2周以上回転させる必要がある場合に、現像ローラ1周分しかトナーが供給されていない状態で感光体へ現像されるときに、十分な画像濃度を得られなくなるために発生する。例えば印刷用紙の先端から後端までソリッド画像が印刷された場合に、続けてソリッド画像が印刷されたときは、現像ローラ上のトナーが使い尽くされた状態で、次の現像のために磁気ローラから現像ローラにトナーが供給されることになる。そのため、現像ローラ上に1周分しかトナーが供給されない状態で現像されることになるので、先端部は現像ローラ上にトナーが十分に供給されているため必要な画像濃度が得られるものの、残りの大部分の画像濃度は1周目の画像濃度よりも低くなる。   However, the touch-down development method has a problem of unevenness in the front end image density in which the developability is lowered in the second round of the developing roller as compared with the front end portion of the image (see FIG. 4). When the developing roller needs to be rotated two or more times in order to supply toner to the developing region to the saturation region, the image density unevenness at the leading edge is detected when the toner is supplied only for one rotation of the developing roller. This occurs because a sufficient image density cannot be obtained. For example, when a solid image is printed from the leading edge to the trailing edge of the printing paper, and the solid image is continuously printed, the magnetic roller is used for the next development with the toner on the developing roller being used up. Therefore, toner is supplied to the developing roller. For this reason, development is performed in a state where toner is supplied to the developing roller for only one round. Therefore, the toner at the leading end is sufficiently supplied onto the developing roller, so that the necessary image density can be obtained, but the remaining portion Most of the image density is lower than the image density of the first round.

同様な理由により、タッチダウン現像方式においては、ソリッド画像が印刷された部分の現像ローラ2周目のトナー量と、ソリッド画像が印刷されていない部分の現像ローラ2周目のトナー量に差異を生じるため、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もある(図5参照)。   For the same reason, in the touch-down development method, there is a difference between the amount of toner on the second developing roller in the portion where the solid image is printed and the amount of toner on the second developing roller in the portion where the solid image is not printed. Therefore, there is also a problem that a so-called development ghost (history phenomenon), in which an afterimage after the toner flies from the developing roller to the photosensitive member, appears also in the second round, is likely to occur (see FIG. 5).

このようなタッチダウン現像方式における課題への対策として、例えば、低磁化のキャリアを用いることによって磁気ブラシの密度を高め、現像ローラ上のトナーを剥ぎ取る効果を大きくする画像形成装置が特許文献1に開示されている。特許文献1の画像形成装置によれば、現像ローラ上のトナーが剥ぎ取られた後に新たにトナーが現像ローラに供給されるので、現像ローラ上のトナー濃度が不均一になるために生じる上記課題が解決できる。   As a countermeasure to such a problem in the touch-down development method, for example, Patent Document 1 discloses an image forming apparatus that increases the density of a magnetic brush by using a low-magnetization carrier and increases the effect of removing the toner on the developing roller. Is disclosed. According to the image forming apparatus of Patent Document 1, since the toner is newly supplied to the developing roller after the toner on the developing roller is peeled off, the above-described problem that occurs because the toner density on the developing roller becomes non-uniform. Can be solved.

また、現像ローラの交流成分に対してその逆位相の交流電圧を磁気ローラに印加することによって、現像ローラ上のトナーの入れ替えを促進する画像形成装置の現像装置が特許文献2に開示されている。特許文献2の現像装置によれば、現像ローラ上のトナーが入れ替えられるので、現像ローラ上のトナー濃度が不均一になるために生じる上記課題が解決できる。
特開2003−295613号公報 特開2005−242281号公報
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-228867 discloses a developing device of an image forming apparatus that promotes replacement of toner on the developing roller by applying an AC voltage having an opposite phase to the AC component of the developing roller to the magnetic roller. . According to the developing device of Patent Document 2, since the toner on the developing roller is replaced, the above-described problem caused by uneven toner density on the developing roller can be solved.
JP 2003-295613 A JP-A-2005-242281

しかし、特許文献1の方法では、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、剥ぎ取り性能も低下するため、長期間を通じて現像ゴーストを解消するのが困難である。さらに、特許文献2の方法でも、現像剤の劣化による現像ゴーストや現像リークの発生レベルの変化に対応するためには複雑な制御が必要となるので、現像ゴーストを完全に解消することは容易ではない。   However, in the method of Patent Document 1, when the density and uniformity of the magnetic brush are impaired due to carrier deterioration, the stripping performance is also lowered, so that it is difficult to eliminate the development ghost over a long period of time. Furthermore, in the method of Patent Document 2, complicated control is required to cope with changes in the level of occurrence of development ghosts and development leaks due to deterioration of the developer, so it is not easy to completely eliminate development ghosts. Absent.

本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、タッチダウン現像方式を採用する画像形成装置において、先端画像濃度ムラおよび現像ゴーストの発生を、長期間にわたって防止することを目的とする。   The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to prevent leading edge image density unevenness and development ghosts from occurring for a long period of time in an image forming apparatus employing a touch-down development method. And

本発明に係る画像形成装置は、トナーとキャリアとを含む2成分現像剤で磁気ブラシを形成して現像を行う画像形成装置であって、静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体に対向して配置され現像剤のトナーを表面に担持して搬送する現像ローラ、前記2成分現像剤を担持して前記現像ローラにトナーを供給する磁気ローラ、および前記現像ローラおよび前記磁気ローラにバイアス電圧を印加する電圧印加部を備える現像装置と、前記バイアス電圧および前記現像ローラの回転速度を制御する制御部と、前記像担持体から前記トナー像が転写され、転写されたトナー像を記録媒体に転写する中間転写体と、ソリッド画像である複数のトナーパッチを前記像担持体上又は前記中間転写 体上に形成するトナーパッチ形成部と、前記トナーパッチの画像濃度を検出する濃度検出部と、を備え、前記現像装置は、前記磁気ローラによって搬送された2成分現像剤と前記現像ローラとを接触又は近接させて、前記2成分現像剤中のトナーを前記現像ローラの表面に担持させ、前記電圧印加部が前記現像ローラに前記現像バイアス電圧を印加することにより、前記現像ローラによって搬送されたトナーを前記像担持体の表面に飛翔させて、前記像担持体の表面に予め形成された静電潜像をトナー像として顕像化させ、前記制御部は、前記濃度検出部が検出したトナーパッチの画像濃度に基づいて、前記現像ローラを1回転させることで形成される前記トナーパッチの画像濃度が所定の第1の値以上となるように、前記現像ローラの回転速度を設定し、前記回転速度を設定した後、前記現像ローラを1回転させることで形成される前記トナーパッチの画像濃度と、前記現像ローラを2回転させることで形成される前記トナーパッチの画像濃度と、の画像濃度差が所定の第2の値以下となるように、前記現像ローラに印加される電圧と前記トナー供給ローラに印加される電圧との電位差を設定する。   An image forming apparatus according to the present invention is an image forming apparatus that performs development by forming a magnetic brush with a two-component developer containing toner and a carrier, and an image carrier on which an electrostatic latent image is formed; A developing roller disposed opposite to the image carrier and carrying a developer toner on its surface; a magnetic roller carrying the two-component developer and supplying the toner to the developing roller; the developing roller; A developing device including a voltage applying unit that applies a bias voltage to the magnetic roller, a control unit that controls the bias voltage and the rotation speed of the developing roller, and the toner onto which the toner image has been transferred from the image carrier. An intermediate transfer member for transferring an image to a recording medium; a toner patch forming portion for forming a plurality of toner patches, which are solid images, on the image carrier or the intermediate transfer member; and the toner A density detection unit that detects an image density of the patch, and the developing device brings the two-component developer conveyed by the magnetic roller into contact with or close to the developing roller, so that the two-component developer in the two-component developer The toner is carried on the surface of the developing roller, and the voltage application unit applies the developing bias voltage to the developing roller, thereby causing the toner conveyed by the developing roller to fly to the surface of the image carrier, The electrostatic latent image previously formed on the surface of the image carrier is visualized as a toner image, and the control unit sets the developing roller to 1 based on the image density of the toner patch detected by the density detection unit. After setting the rotation speed of the developing roller and setting the rotation speed so that the image density of the toner patch formed by rotating is equal to or higher than a predetermined first value, the current density is set. An image density difference between the image density of the toner patch formed by rotating the roller once and the image density of the toner patch formed by rotating the developing roller twice is less than a predetermined second value. Thus, the potential difference between the voltage applied to the developing roller and the voltage applied to the toner supply roller is set.

この構成によれば、前記制御部は、前記濃度検出部が検出したトナーパッチの画像濃度に基づいて、前記現像ローラを1回転させることで形成される前記トナーパッチの画像濃度が所定の第1の値以上となるように、前記現像ローラの回転速度を設定する。そのため、現像ローラ1回転のみで、ソリッド画像を形成するために必要なトナーが感光体に供給されるという効果を奏する。   According to this configuration, the control unit has a predetermined first image density of the toner patch formed by rotating the developing roller once based on the image density of the toner patch detected by the density detection unit. The rotation speed of the developing roller is set so as to be equal to or greater than the value of. As a result, the toner necessary for forming a solid image can be supplied to the photosensitive member only by one rotation of the developing roller.

さらにこの構成によれば、前記制御部は、前記回転速度を設定した後、前記現像ローラを1回転させることで形成される前記トナーパッチの濃度と、前記現像ローラを2回転させることで形成される前記トナーパッチの濃度と、の濃度差が所定の第2の値以下となるように、前記現像ローラに印加される電圧値と前記トナー供給ローラに印加される電圧値との電位差を設定する。そのため、ソリッド画像が連続して印刷される場合にも、先に印刷されたソリッド画像濃度と後に印刷されたソリッド画像濃度との間にユーザが視認できる濃度差はなくなるという効果を奏する。   Further, according to this configuration, the control unit is formed by setting the rotation speed and then rotating the developing roller once, and forming the toner patch density formed by rotating the developing roller twice. The potential difference between the voltage value applied to the developing roller and the voltage value applied to the toner supply roller is set so that the density difference between the toner patch and the toner patch is less than a predetermined second value. . Therefore, even when solid images are printed continuously, there is an effect that there is no density difference that can be visually recognized by the user between the solid image density printed earlier and the solid image density printed later.

本発明によれば、前記の2つの効果によって、従来のタッチダウン現像方式の問題点であった先端画像濃度ムラおよび現像ゴーストの発生が解消され、長期にわたって均一な画像が得られる。   According to the present invention, due to the two effects described above, the occurrence of the leading edge image density unevenness and the development ghost, which are the problems of the conventional touchdown development method, can be eliminated, and a uniform image can be obtained over a long period of time.

上記構成において、前記トナーパッチ形成部による前記トナーパッチの形成と、前記濃度検出部による前記トナーパッチの画像濃度検出と、前記制御部による前記現像ローラの回転速度および前記電位差との設定とが、前記現像ローラを1回転させることで形成される前記トナーパッチの画像濃度が前記第1の値以上となるまで、かつ、前記現像ローラを1回転させることで形成される前記トナーパッチの画像濃度と、前記現像ローラを2回転させることで形成される前記トナーパッチの画像濃度と、の濃度差が前記第2の値以下となるまで繰り返されることが好ましい。   In the above configuration, the toner patch formation by the toner patch formation unit, the image density detection of the toner patch by the density detection unit, and the rotation speed and the potential difference of the developing roller by the control unit are set. The image density of the toner patch formed by rotating the developing roller until the image density of the toner patch formed by rotating the developing roller reaches the first value or more is increased. It is preferable that the process is repeated until the density difference between the image density of the toner patch formed by rotating the developing roller twice is equal to or less than the second value.

この構成によれば、前記現像ローラを1回転させることで形成される前記トナーパッチの画像濃度を所定の第1の値以上とするための前記回転数の設定、および、前記現像ローラを1回転させることで形成される前記トナーパッチの画像濃度と、前記現像ローラを2回転させることで形成される前記トナーパッチの画像濃度と、の画像濃度差を前記第2の値以下とするための前記電位差の設定が、より確実になされる。   According to this configuration, the rotation speed is set so that the image density of the toner patch formed by rotating the developing roller once is equal to or higher than a predetermined first value, and the developing roller is rotated once. The image density difference between the image density of the toner patch formed by rotating the developing roller and the image density of the toner patch formed by rotating the developing roller twice is less than the second value. The potential difference is set more reliably.

したがって、従来のタッチダウン現像方式の問題点であった先端画像濃度ムラおよび現像ゴーストの発生が、より確実に解消される。   Therefore, the occurrence of the leading edge image density unevenness and the development ghost, which are the problems of the conventional touch-down development method, can be solved more reliably.

さらに、前記第1の値はマクベス濃度で1.2とすることが好ましい。マクベス濃度1.2以上の画像であれば、ユーザにソリッド画像であると認識させることができる。したがって、前記第1の値をマクベス濃度で1.2とすることで、ユーザがソリッド画像を印刷する場合に、ユーザの意図する十分な濃度のソリッド画像を得ることができる。   Furthermore, the first value is preferably set to 1.2 in Macbeth concentration. If the image has a Macbeth density of 1.2 or higher, the user can recognize that the image is a solid image. Therefore, by setting the first value to a Macbeth density of 1.2, when the user prints a solid image, a solid image having a sufficient density intended by the user can be obtained.

さらに、前記第2の値はマクベス濃度で0.1とすることが好ましい。2つのソリッド画像を比較する場合、両者の濃度差がマクベス濃度で0.1以下であれば、ユーザは両者の濃度差を判別できない。したがって、前記第2の値をマクベス濃度で0.1とすることで、均一な濃度のソリッド画像を得ることができる。   Furthermore, the second value is preferably set to 0.1 in terms of Macbeth concentration. When comparing two solid images, if the density difference between them is Macbeth density of 0.1 or less, the user cannot discriminate the density difference between them. Therefore, by setting the second value to 0.1 as the Macbeth density, a solid image having a uniform density can be obtained.

本発明の画像形成装置によれば、従来のタッチダウン現像方式の問題点であった先端画像濃度ムラおよび現像ゴーストの発生が解消され、長期にわたって均一な画像が得られる。したがって、現像装置の長寿命化が可能となり、メンテナンスに要する金銭的コストおよび時間コストが削減される。   According to the image forming apparatus of the present invention, the occurrence of the leading edge image density unevenness and the development ghost, which are problems of the conventional touch-down development method, is eliminated, and a uniform image can be obtained over a long period of time. Therefore, the life of the developing device can be extended, and the monetary cost and time cost required for maintenance can be reduced.

以下、図面に基づいて本発明の実施形態につき詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

<画像形成装置の全体構成>
図1は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置1の全体構成の概略を示す断面図である。画像形成装置1は、例えばカラープリンタであり、図1に示すように、箱型の機器本体1aを有している。この機器本体1a内には、用紙Pを給紙する給紙部2と、給紙部2から給紙された用紙Pを搬送しながら用紙Pに画像データ等に基づくトナー像を転写する画像形成部3と、画像形成部3で用紙P上に転写された未定着トナー像を用紙Pに定着する定着処理を施す定着部4とが設けられている。さらに、機器本体1aの上面には、定着部4で定着処理の施された用紙Pが排紙される排紙部5が設けられている。
<Overall configuration of image forming apparatus>
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the overall configuration of an image forming apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus 1 is a color printer, for example, and has a box-shaped device main body 1a as shown in FIG. In the apparatus main body 1a, an image forming unit that feeds a sheet P and an image forming unit that transfers a toner image based on image data or the like to the sheet P while conveying the sheet P fed from the sheet feeding unit 2. A fixing unit 4 that performs a fixing process for fixing the unfixed toner image transferred onto the paper P by the image forming unit 3 to the paper P is provided. Further, on the upper surface of the apparatus main body 1a, a paper discharge unit 5 for discharging the paper P subjected to the fixing process by the fixing unit 4 is provided.

給紙部2は、給紙カセット21、ピックアップローラ22、給紙ローラ23、24、25、及びレジストローラ26を備えている。給紙カセット21は、機器本体1aから挿脱可能に設けられ、各サイズの用紙Pを貯留する。ピックアップローラ22は、給紙カセット21の図1に示す左上方位置に設けられ、給紙カセット21に貯留されている用紙Pを1枚ずつ取り出す。給紙ローラ23、24、25は、ピックアップローラ22によって取り出された用紙Pを用紙搬送路に送り出す。レジストローラ26は、給紙ローラ23、24、25によって用紙搬送路に送り出された用紙Pを一時待機させた後、所定のタイミングで画像形成部3に供給する。   The paper feed unit 2 includes a paper feed cassette 21, a pickup roller 22, paper feed rollers 23, 24, 25, and a registration roller 26. The paper feed cassette 21 is provided so as to be detachable from the apparatus main body 1a, and stores the paper P of each size. The pickup roller 22 is provided at the upper left position of the paper feed cassette 21 shown in FIG. 1 and takes out the paper P stored in the paper feed cassette 21 one by one. The paper feed rollers 23, 24, and 25 send out the paper P taken out by the pickup roller 22 to the paper transport path. The registration roller 26 temporarily waits for the paper P sent to the paper transport path by the paper feed rollers 23, 24, and 25, and then supplies it to the image forming unit 3 at a predetermined timing.

また、給紙部2は、機器本体1aの図1に示す左側面に取り付けられる不図示の手差しトレイとピックアップローラ27とをさらに備えている。このピックアップローラ27は、手差しトレイに載置された用紙Pを取り出す。ピックアップローラ27によって取り出された用紙Pは、給紙ローラ23、25によって用紙搬送路に送り出され、レジストローラ26によって、所定のタイミングで画像形成部3に供給される。   The paper feeding unit 2 further includes a manual feed tray (not shown) and a pickup roller 27 that are attached to the left side surface of the device main body 1a shown in FIG. The pickup roller 27 takes out the paper P placed on the manual feed tray. The paper P taken out by the pickup roller 27 is sent out to the paper conveyance path by the paper feeding rollers 23 and 25 and is supplied to the image forming unit 3 by the registration roller 26 at a predetermined timing.

画像形成部3は、画像形成ユニット7と、画像形成ユニット7によってその表面(接触面)にコンピュータ等から電送された画像データに基づくトナー像が一次転写される中間転写ベルト31(中間転写体)と、中間転写ベルト31上のトナー像を給紙カセット21から送り込まれた用紙Pに二次転写させるための二次転写ローラ32とを備えている。   The image forming unit 3 includes an image forming unit 7 and an intermediate transfer belt 31 (intermediate transfer member) on which a toner image based on image data transmitted from a computer or the like is primarily transferred to the surface (contact surface) of the image forming unit 7. And a secondary transfer roller 32 for secondary transfer of the toner image on the intermediate transfer belt 31 onto the paper P fed from the paper feed cassette 21.

画像形成ユニット7は、上流側(図1では右側)から下流側に向けて順次配設されたブラック用ユニット7Kと、イエロー用ユニット7Yと、シアン用ユニット7Cと、マゼンタ用ユニット7Mとを備えている。各ユニット7K、7Y、7C及び7Mは、それぞれの中央位置に像担持体としての感光体ドラム37が矢符(時計回り)方向に回転可能に配置されている。各感光体ドラム37の周囲には、帯電器39、露光装置38、現像装置71、不図示のクリーニング装置及び除電器等が、回転方向上流側から順に各々配置されている。   The image forming unit 7 includes a black unit 7K, a yellow unit 7Y, a cyan unit 7C, and a magenta unit 7M which are sequentially arranged from the upstream side (right side in FIG. 1) to the downstream side. ing. In each of the units 7K, 7Y, 7C, and 7M, a photosensitive drum 37 as an image carrier is arranged at the center position so as to be rotatable in the direction of an arrow (clockwise). Around each photosensitive drum 37, a charger 39, an exposure device 38, a developing device 71, a cleaning device (not shown), a static eliminator, and the like are sequentially arranged from the upstream side in the rotation direction.

帯電器39は、矢符方向に回転されている感光体ドラム37の周面を均一に帯電させる。帯電器39としては、例えば、非接触型放電方式のコロトロン型およびスコロトロン型の帯電器、接触方式の帯電ローラおよび帯電ブラシ等が挙げられる。露光装置38は、いわゆるレーザ走査ユニットであり、帯電器39によって均一に帯電された感光体ドラム37の周面に、画像読取装置等から入力された画像データに基づくレーザ光を照射し、感光体ドラム37上に画像データに基づく静電潜像を形成する。   The charger 39 uniformly charges the peripheral surface of the photosensitive drum 37 rotated in the direction of the arrow. Examples of the charger 39 include a non-contact discharge type corotron type and scorotron type charger, a contact type charging roller, a charging brush, and the like. The exposure device 38 is a so-called laser scanning unit, which irradiates the peripheral surface of the photosensitive drum 37 uniformly charged by the charger 39 with laser light based on the image data input from the image reading device or the like, and thereby the photosensitive member. An electrostatic latent image based on the image data is formed on the drum 37.

感光体ドラム37は、アモルファスシリコン(a−Si)感光体であることが好ましい。a−Si感光体は、その膜厚を薄くすると飽和帯電電位が低下し絶縁破壊に至る耐電圧が低下するが、潜像部(露光部、画像形成部)の電位が20V以下と非常に低く、非潜像部(非露光部、非画像形成部)の電位が約350Vであるという特徴を有している。さらに、潜像形成した時の感光体の表面の電荷密度は向上し、現像性能は向上する傾向がある。この特性は誘電率が約10程度と高いa−Si感光体では25μm以下、さらに好ましくは20μm以下の場合に特に顕著である。なお、感光体ドラム37は、例えば、直径30mmの感光体ドラムを用いる。   The photoreceptor drum 37 is preferably an amorphous silicon (a-Si) photoreceptor. When the thickness of the a-Si photoconductor is reduced, the saturation charging potential is lowered and the withstand voltage leading to dielectric breakdown is lowered. However, the potential of the latent image portion (exposure portion, image forming portion) is as low as 20 V or less. The potential of the non-latent image portion (non-exposed portion, non-image forming portion) is about 350V. Furthermore, the charge density on the surface of the photoreceptor when a latent image is formed tends to improve, and the development performance tends to improve. This characteristic is particularly remarkable when the dielectric constant is about 10 or less for an a-Si photoreceptor having a dielectric constant of about 10 or less, more preferably 20 μm or less. For example, a photosensitive drum having a diameter of 30 mm is used as the photosensitive drum 37.

感光体として、正帯電の有機感光体(organic photo conductor(OPC))を用いた場合は、残留電位を100V以下にするために、感光層の膜厚を25μm以上に設定し、電荷発生材料の添加量を増やすことが特に重要である。特に単層構造のOPCは感光層の中に電荷発生材を添加することから感光層の膜減りによっても感度の変化が少なく、有利である。この場合でも現像バイアス電圧の直流電圧の電圧値は、400V以下、さらに好ましくは300V以下に設定することがトナーに強い電界をかけることを防止する意味でも好ましい。   When a positively charged organic photoconductor (OPC) is used as the photoconductor, the thickness of the photoconductive layer is set to 25 μm or more in order to reduce the residual potential to 100 V or less. It is particularly important to increase the amount added. In particular, OPC having a single-layer structure is advantageous because a charge generating material is added to the photosensitive layer, so that the change in sensitivity is small even when the photosensitive layer is reduced. Even in this case, setting the DC voltage value of the developing bias voltage to 400 V or lower, more preferably 300 V or lower, is preferable in terms of preventing a strong electric field from being applied to the toner.

現像装置71は、静電潜像が形成された感光体ドラム37の周面にトナーを供給することで、画像データに基づくトナー像を形成させる。そして、このトナー像が中間転写ベルト31に一次転写される。クリーニング装置は、中間転写ベルト31へのトナー像の一次転写が終了した後、感光体ドラム37の周面に残留しているトナーを清掃する。除電器は、一次転写が終了した後、感光体ドラム37の周面を除電する。クリーニング装置及び除電器によって清浄化処理された感光体ドラム37の周面は、新たな帯電処理のために帯電器へ向かい、新たな一次転写が行われる。   The developing device 71 supplies toner to the peripheral surface of the photosensitive drum 37 on which the electrostatic latent image is formed, thereby forming a toner image based on the image data. The toner image is primarily transferred to the intermediate transfer belt 31. The cleaning device cleans the toner remaining on the peripheral surface of the photosensitive drum 37 after the primary transfer of the toner image to the intermediate transfer belt 31 is completed. The static eliminator neutralizes the peripheral surface of the photosensitive drum 37 after the primary transfer is completed. The peripheral surface of the photosensitive drum 37 cleaned by the cleaning device and the charge eliminator goes to the charger for a new charging process, and a new primary transfer is performed.

中間転写ベルト31は、無端状のベルト状回転体であって、表面(接触面)側が各感光体ドラム37の周面にそれぞれ当接するように駆動ローラ33、従動ローラ34、バックアップローラ35、及び一次転写ローラ36等の複数のローラに架け渡されている。また、中間転写ベルト31は、各感光体ドラム37と対向配置された一次転写ローラ36によって感光体ドラム37に押圧された状態で、前記複数のローラによって無端回転するように構成されている。駆動ローラ33は、ステッピングモータ等の駆動源によって回転駆動し、中間転写ベルト31を無端回転させるための駆動力を与える。従動ローラ34、バックアップローラ35、及び一次転写ローラ36は、回転自在に設けられ、駆動ローラ33による中間転写ベルト31の無端回転に伴って従動回転する。これらのローラ34、35、36は、駆動ローラ33の主動回転に応じて中間転写ベルト31を介して従動回転するとともに、中間転写ベルト31を支持する。   The intermediate transfer belt 31 is an endless belt-like rotating body, and includes a driving roller 33, a driven roller 34, a backup roller 35, and a surface (contact surface) side so as to abut on the circumferential surface of each photosensitive drum 37. It is spanned across a plurality of rollers such as the primary transfer roller 36. The intermediate transfer belt 31 is configured to rotate endlessly by the plurality of rollers in a state in which the intermediate transfer belt 31 is pressed against the photosensitive drum 37 by a primary transfer roller 36 disposed to face each photosensitive drum 37. The driving roller 33 is rotationally driven by a driving source such as a stepping motor, and gives a driving force for rotating the intermediate transfer belt 31 endlessly. The driven roller 34, the backup roller 35, and the primary transfer roller 36 are rotatably provided, and are driven to rotate with the endless rotation of the intermediate transfer belt 31 by the driving roller 33. These rollers 34, 35, 36 are driven to rotate via the intermediate transfer belt 31 in accordance with the main rotation of the drive roller 33 and support the intermediate transfer belt 31.

一次転写ローラ36は、一次転写バイアス(トナーの帯電極性とは逆極性)を中間転写ベルト31に印加する。そうすることによって、各感光体ドラム37上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム37と一次転写ローラ36との間で、駆動ローラ33の駆動により矢符(反時計回り)方向に周回する中間転写ベルト31に重ね塗り状態で順次転写(一次転写)される。   The primary transfer roller 36 applies a primary transfer bias (a polarity opposite to the toner charging polarity) to the intermediate transfer belt 31. By doing so, the toner image formed on each photosensitive drum 37 circulates in the direction of the arrow (counterclockwise) by driving the driving roller 33 between each photosensitive drum 37 and the primary transfer roller 36. The intermediate transfer belt 31 is sequentially transferred (primary transfer) in an overcoated state.

二次転写ローラ32は、トナー像と逆極性の二次転写バイアスを用紙Pに印加する。そうすることによって、中間転写ベルト31上に一次転写されたトナー像は、二次転写ローラ32とバックアップローラ35との間で用紙Pに二次転写され、これによって、用紙Pにカラーの転写画像(未定着トナー像)が転写される。   The secondary transfer roller 32 applies a secondary transfer bias having a polarity opposite to that of the toner image to the paper P. By doing so, the toner image primarily transferred onto the intermediate transfer belt 31 is secondarily transferred to the paper P between the secondary transfer roller 32 and the backup roller 35, whereby a color transfer image is transferred to the paper P. (Unfixed toner image) is transferred.

画像形成ユニット7は、中間転写ベルト31上にCMYK各色毎にトナーパッチを形成することで、トナーパッチ形成部としても機能する。前記トナーパッチの画像濃度は、7K〜7M各画像形成ユニットの下流かつ中間転写ベルト31のトナーパッチ形成面に対向する位置(図1では、マゼンタ用ユニット7Mの左方かつ中間転写ベルト31の上方、すなわち駆動ローラ33の直上に位置する)に設けられる画像濃度検出部90によって検出される。   The image forming unit 7 also functions as a toner patch forming unit by forming toner patches for each color of CMYK on the intermediate transfer belt 31. The image density of the toner patch is a position downstream of each of the image forming units 7K to 7M and facing the toner patch forming surface of the intermediate transfer belt 31 (in FIG. 1, on the left side of the magenta unit 7M and above the intermediate transfer belt 31). In other words, it is detected by an image density detection unit 90 provided at a position directly above the drive roller 33.

画像濃度検出部90は、前記トナーパッチの画像濃度を検出するセンサであり、CMYK各色毎に設けられる。前記センサとして、例えば反射型濃度センサが用いられる場合は、背景面であるトナーパッチが形成されていない中間転写ベルト31表面からの反射光とトナーパッチ表面からの反射光とを比較することでトナーパッチの画像濃度を検出する。画像濃度検出部90によって検出されたトナーパッチの画像濃度に基づいて、トナー濃度を決定する現像装置71における現像ローラの回転数および現像バイアス電圧値が設定される。この現像ローラの回転数および現像バイアス電圧値の設定については後に詳しく説明する。なお、トナーパッチの形成位置を中間転写ベルト31上としているのは、1次転写が終了し2次転写が開始される前にトナーパッチの画像濃度を検出して、上記の設定を行う必要があるためである。   The image density detection unit 90 is a sensor that detects the image density of the toner patch, and is provided for each color of CMYK. For example, when a reflection type density sensor is used as the sensor, the toner is obtained by comparing the reflected light from the surface of the intermediate transfer belt 31 on the background surface where the toner patch is not formed and the reflected light from the surface of the toner patch. Detect the image density of the patch. Based on the image density of the toner patch detected by the image density detection unit 90, the number of rotations of the developing roller and the developing bias voltage value in the developing device 71 that determines the toner density are set. The setting of the rotation number of the developing roller and the developing bias voltage value will be described in detail later. The toner patch is formed on the intermediate transfer belt 31 because it is necessary to detect the image density of the toner patch and perform the above setting before the primary transfer is completed and the secondary transfer is started. Because there is.

定着部4は、画像形成部3で用紙Pに転写された転写画像に定着処理を施すものであり、通電発熱体により加熱される加熱ローラ41と、加熱ローラ41に対向配置され、周面が加熱ローラ41の周面に押圧当接される加圧ローラ42とを備えている。   The fixing unit 4 performs a fixing process on the transfer image transferred to the paper P by the image forming unit 3. The fixing unit 4 is disposed to face the heating roller 41 heated by the energization heating element and the heating roller 41. And a pressure roller 42 that presses and contacts the peripheral surface of the heating roller 41.

画像形成部3で二次転写ローラ32により用紙Pに転写された転写画像は、用紙Pが加熱ローラ41と加圧ローラ42との間を通過する際に、定着部4において加熱による定着処理を施されて用紙Pに定着される。定着処理の施された用紙Pは、排紙部5へ排紙される。なお、本実施形態の画像形成装置1では、定着部4と排紙部5との間に適所に搬送ローラ6が配設されている。   The transfer image transferred to the paper P by the secondary transfer roller 32 in the image forming unit 3 is subjected to fixing processing by heating in the fixing unit 4 when the paper P passes between the heating roller 41 and the pressure roller 42. Applied to the paper P. The paper P on which the fixing process has been performed is discharged to the paper discharge unit 5. In the image forming apparatus 1 according to the present exemplary embodiment, the conveyance roller 6 is disposed between the fixing unit 4 and the paper discharge unit 5 at an appropriate position.

排紙部5は、画像形成装置1の機器本体1aの頂部が凹没されることによって形成され、この凹没した凹部の底部に排紙された用紙Pを受ける排紙トレイ51が形成されている。   The paper discharge unit 5 is formed by recessing the top of the apparatus main body 1a of the image forming apparatus 1, and a paper discharge tray 51 for receiving the discharged paper P is formed at the bottom of the concave portion. Yes.

<現像装置の構成および動作原理>
次に、本発明の一実施形態に係る画像形成装置1が備える現像装置71の構成について説明する。図2は、現像装置71の構成の概略を示す断面図であり、図1に示した画像形成装置1が備える現像装置71の周辺部を拡大して示したものである。
<Configuration and operating principle of developing device>
Next, the configuration of the developing device 71 provided in the image forming apparatus 1 according to an embodiment of the present disclosure will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the developing device 71, and shows an enlarged peripheral portion of the developing device 71 provided in the image forming apparatus 1 shown in FIG.

現像装置71は、現像ローラ72、磁気ローラ73、パドルミキサ74、攪拌ミキサ75、穂切りブレード76、仕切板77、及び電圧印加部80を備える。   The developing device 71 includes a developing roller 72, a magnetic roller 73, a paddle mixer 74, a stirring mixer 75, a spike cutting blade 76, a partition plate 77, and a voltage applying unit 80.

現像ローラ72は、表面にトナーを担持して搬送することにより、感光体ドラム37の表面に予め形成された静電潜像をトナー像として顕像化(現像)する。磁気ローラ73は、内部に配置された磁石によって2成分現像剤を吸着して磁気ブラシを発生させ、現像ローラ72にトナーを供給する。なお、現像ローラ72は、例えば、直径20mmのローラを用い、磁気ローラ73は、例えば、直径25mmのローラを用いる。   The developing roller 72 carries (conveys) toner on the surface thereof, and visualizes (develops) an electrostatic latent image formed in advance on the surface of the photosensitive drum 37 as a toner image. The magnetic roller 73 attracts the two-component developer by a magnet disposed therein to generate a magnetic brush, and supplies toner to the developing roller 72. For example, the developing roller 72 uses a roller having a diameter of 20 mm, and the magnetic roller 73 uses a roller having a diameter of 25 mm, for example.

パドルミキサ74及び攪拌ミキサ75は、らせん状羽根を有し、互いに逆方向に2成分現像剤を搬送しながら攪拌してトナーを帯電させる。さらに、パドルミキサ74は、帯電させたトナーとキャリアとを含む2成分現像剤を磁気ローラ73に供給する。穂切りブレード76は、磁気ローラ73上に形成された磁気ブラシの厚さを規制する。仕切板77は、パドルミキサ74と攪拌ミキサ75との間に設けられ、仕切板77の両端側より外側で、2成分現像剤が自由に通過できるようになっている。   The paddle mixer 74 and the agitation mixer 75 have spiral blades, and agitate the toner while conveying the two-component developer in opposite directions to charge the toner. Further, the paddle mixer 74 supplies a two-component developer containing charged toner and a carrier to the magnetic roller 73. The ear cutting blade 76 regulates the thickness of the magnetic brush formed on the magnetic roller 73. The partition plate 77 is provided between the paddle mixer 74 and the stirring mixer 75 so that the two-component developer can freely pass outside the both end sides of the partition plate 77.

キャリアは、例えば磁鉄鉱(Fe)の磁性粒子であり、トナーの回収と供給との2つの役割を有する。現像ローラ72に強固に静電的に付着したトナーを、磁気ローラ73表面に形成された磁気ブラシで引き剥がして回収し、現像に必要なトナーを現像ローラ72に供給するためには、キャリアの体積固有抵抗が10〜1013Ωcmであることが好ましい。また、キャリアの表面積を高めトナーとの接点を増やすために、平均粒径が50μm以下の小粒径キャリアであることが好ましい。このような条件を満たす2成分現像剤のキャリアとして、例えば、体積固有抵抗が1010Ωcm、飽和磁化が65emu/g、平均粒径が45μmのキャリアが用いられる。 The carrier is, for example, magnetic particles of magnetite (Fe 3 0 4 ), and has two roles of toner collection and supply. In order to supply the toner necessary for development to the developing roller 72 by separating the toner firmly and electrostatically attached to the developing roller 72 with a magnetic brush formed on the surface of the magnetic roller 73 and collecting the toner. The volume resistivity is preferably 10 6 to 10 13 Ωcm. Further, in order to increase the surface area of the carrier and increase the number of contacts with the toner, it is preferable that the carrier is a small particle diameter carrier having an average particle diameter of 50 μm or less. As a carrier for a two-component developer satisfying such conditions, for example, a carrier having a volume resistivity of 10 10 Ωcm, a saturation magnetization of 65 emu / g, and an average particle diameter of 45 μm is used.

電圧印加部80は、現像ローラ72および磁気ローラ73にバイアス電圧を印加する電源であり、磁気ローラ73へ直流(DC)バイアスを印加する電源80aと、現像ローラ72へ直流(DC)バイアスを印加する電源80bと、同じく現像ローラ72へ交流(AC)バイアスを印加する電源80cと、を備える。   The voltage application unit 80 is a power source that applies a bias voltage to the developing roller 72 and the magnetic roller 73, a power source 80 a that applies a direct current (DC) bias to the magnetic roller 73, and a direct current (DC) bias that is applied to the developing roller 72. And a power source 80c for applying an alternating current (AC) bias to the developing roller 72.

現像装置71を構成する現像ローラ72等の各ローラおよび各ミキサの回転数の制御や、現像ローラ72及び磁気ローラ73に電圧印加部80が印加するバイアス電圧の制御は、制御部100が行う。   The control unit 100 controls the rotation speed of each roller and each mixer such as the developing roller 72 constituting the developing device 71 and the bias voltage applied by the voltage applying unit 80 to the developing roller 72 and the magnetic roller 73.

制御部100は、CPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)、RAM(Ramdom Access Memory)等からなり、現像装置71を構成する現像ローラ72等の各ローラおよび各ミキサの回転数の制御や、現像ローラ72及び磁気ローラ73に電圧印加部80が印加するバイアス電圧の制御を含む画像形成装置の動作全般を制御する。   The control unit 100 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like, and controls the number of rotations of each roller such as the developing roller 72 and each mixer constituting the developing device 71. In addition, it controls the overall operation of the image forming apparatus including control of the bias voltage applied by the voltage application unit 80 to the developing roller 72 and the magnetic roller 73.

図3は、現像装置71における現像を説明するための図である。図3は、現像装置71の現像を説明するための概略図であって、感光体ドラム37、現像ローラ72、磁気ローラ73及び穂切りブレード76の位置関係は、図2とは異なる。パドルミキサ74及び攪拌ミキサ75で帯電されたトナー81とキャリア82とを含む2成分現像剤83は、磁気ローラ73に供給される。磁気ローラ73に供給された2成分現像剤83は、磁気ローラ73の内部の磁石によって磁気ブラシとなって搬送される。その後、磁気ブラシは、磁気ローラ73の表面のスリーブの回転によって移動し、穂切りブレード76と磁気ローラ73との間を通過する際に厚さが規制される。   FIG. 3 is a diagram for explaining development in the developing device 71. FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the development of the developing device 71, and the positional relationship among the photosensitive drum 37, the developing roller 72, the magnetic roller 73, and the ear cutting blade 76 is different from that in FIG. The two-component developer 83 including the toner 81 and the carrier 82 charged by the paddle mixer 74 and the stirring mixer 75 is supplied to the magnetic roller 73. The two-component developer 83 supplied to the magnetic roller 73 is conveyed as a magnetic brush by a magnet inside the magnetic roller 73. Thereafter, the magnetic brush is moved by the rotation of the sleeve on the surface of the magnetic roller 73, and the thickness thereof is regulated when passing between the spike cutting blade 76 and the magnetic roller 73.

電圧印加部80によって印加された電圧によって、現像ローラ72と磁気ローラ73との間には、電位差が発生している。そのため、厚さが規制された磁気ブラシは、現像ローラ72の近傍まで移動すると、この電位差によって帯電されたトナー81のみが現像ローラ72に移動する。現像ローラ72に移動されたトナー81は、均一なトナー層となる。感光体ドラム37と現像ローラ72との間にも、電圧印加部80によって電位差が発生している。この電位差によって、感光体ドラム37上に形成されている静電潜像にトナー81がさらに移動して現像が行われる(タッチダウン現像)。   A potential difference is generated between the developing roller 72 and the magnetic roller 73 due to the voltage applied by the voltage applying unit 80. Therefore, when the magnetic brush whose thickness is regulated moves to the vicinity of the developing roller 72, only the toner 81 charged by this potential difference moves to the developing roller 72. The toner 81 moved to the developing roller 72 becomes a uniform toner layer. A potential difference is also generated by the voltage application unit 80 between the photosensitive drum 37 and the developing roller 72. Due to this potential difference, the toner 81 further moves to the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 37 and development is performed (touch-down development).

<先端画像濃度ムラおよび現像ゴーストの発生メカニズム>
次に、先端画像濃度ムラの発生メカニズムについて説明する。図4は、先端画像ムラの一例を示す図である。図4(A)は、正常に印刷されたソリッド画像を示す図であり、図4(B)は、ソリッド画像が連続して印刷された場合に、後で印刷されたソリッド画像に先端画像ムラが生じた状態を示す図である。
<Generation mechanism of leading edge image density unevenness and development ghost>
Next, the generation mechanism of the leading edge image density unevenness will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of tip image unevenness. FIG. 4A is a diagram showing a solid image printed normally, and FIG. 4B shows a case where the leading edge image unevenness is added to the solid image printed later when the solid image is continuously printed. It is a figure which shows the state which occurred.

現像ローラ72へトナーを飽和領域まで供給するためには、現像ローラ72を2周以上回転させる必要がある状況を想定する。そのような状況にもかかわらず、現像ローラ72の1周分しかトナーが供給されていない状態で感光体ドラム37の静電潜像が現像されてしまうと、十分な画像濃度を得られなくなる。このような場合に、先端画像濃度ムラが発生する。例えば印刷用紙の先端から後端までソリッド画像が印刷された場合に、続けてソリッド画像が印刷されたときは、現像ローラ上のトナーが使い尽くされた状態で、次の現像のために磁気ローラ73から現像ローラ72にトナーが供給されることになる。そのため、現像ローラ72上に1周分しかトナーが供給されない状態で現像されることになるので、後に印刷されたソリッド画像の先端部は現像ローラ72上にトナーが十分に供給されているため必要な画像濃度が得られるものの、残りの大部分の画像濃度は1周目の画像濃度よりも低くなる。   In order to supply the toner to the developing roller 72 to the saturation region, it is assumed that the developing roller 72 needs to be rotated two or more times. In spite of such a situation, if the electrostatic latent image on the photosensitive drum 37 is developed in a state where the toner is supplied only for one rotation of the developing roller 72, a sufficient image density cannot be obtained. In such a case, unevenness in the tip image density occurs. For example, when a solid image is printed from the leading edge to the trailing edge of the printing paper, and the solid image is continuously printed, the magnetic roller is used for the next development with the toner on the developing roller being used up. The toner is supplied from 73 to the developing roller 72. For this reason, development is performed in a state where toner is supplied for only one turn on the developing roller 72, and therefore, the front end portion of the solid image printed later is necessary because toner is sufficiently supplied onto the developing roller 72. However, most of the remaining image density is lower than that of the first round.

図5は、現像ゴースト(履歴現象)の一例を示す図である。図5(A)は、正常に印刷された画像を示す図であり、図5(B)は、ソリッド画像が印刷された直後に印刷された画像において、該ソリッド画像が印刷された位置に対応する部分に現像ゴーストが生じた状態を示す図である。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a development ghost (history phenomenon). FIG. 5A is a diagram illustrating a normally printed image, and FIG. 5B corresponds to a position where the solid image is printed in an image printed immediately after the solid image is printed. It is a figure which shows the state which the development ghost produced in the part to carry out.

ソリッド画像が印刷された直後に印刷がなされる場合は、先端画像濃度ムラの発生と同様な理由により、ソリッド画像が印刷された部分の現像ローラ2周目のトナー量が、ソリッド画像が印刷されていない部分の現像ローラ2周目のトナー量よりも少なくなる。そのため、現像ローラ72から感光体ドラム37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が発生しやすくなる。   When printing is performed immediately after the solid image is printed, the amount of toner on the second turn of the developing roller in the portion where the solid image is printed is printed for the same reason as the occurrence of unevenness in the leading edge image density. This is less than the toner amount on the second round of the developing roller at the unexposed portion. For this reason, a so-called development ghost in which an afterimage after the toner flies from the developing roller 72 to the photosensitive drum 37 also appears on the second round is likely to occur.

先端画像濃度ムラおよび現像ゴースト(以下、両者を併せて画像濃度ムラという)の発生要因として、次の2つの要因が挙げられる。すなわち、第1の要因は現像ローラ72から磁気ローラ73へのトナー回収能力の不足であり、第2の要因は磁気ローラ73から現像ローラ72へのトナー供給能力の不足である。   The following two factors can be cited as the factors causing the leading edge image density unevenness and the development ghost (hereinafter collectively referred to as image density unevenness). That is, the first factor is a lack of toner collection capability from the developing roller 72 to the magnetic roller 73, and a second factor is a lack of toner supply capability from the magnetic roller 73 to the developing roller 72.

まず、第1の要因について以下に説明する。現像ローラ72上のトナーが磁気ブラシによって完全に剥ぎ取られて、常に新しいトナーが現像ローラ72に供給されることになれば、現像ローラ72の回転数にかかわらず現像ローラ72上のトナー量は一定になるため画像濃度ムラは発生しない。しかし、タッチダウン現像方式の場合、磁気ローラ73と現像ローラ72の間に存在する磁気ブラシを介して、前記したトナー回収とトナー供給をほぼ同時に行っている。したがって、現像ローラ72上のトナーの回収機構を別に設ける等の工夫がない限り、現像ローラ72上のトナーを完全に回収することは、極めて困難である。   First, the first factor will be described below. If the toner on the developing roller 72 is completely peeled off by the magnetic brush and new toner is always supplied to the developing roller 72, the amount of toner on the developing roller 72 will be the same regardless of the number of rotations of the developing roller 72. Since it becomes constant, image density unevenness does not occur. However, in the case of the touch-down development method, the above-described toner collection and toner supply are performed almost simultaneously via a magnetic brush existing between the magnetic roller 73 and the development roller 72. Therefore, it is extremely difficult to completely collect the toner on the developing roller 72 unless there is a device such as providing a separate toner collecting mechanism on the developing roller 72.

次に、第2の要因について以下に説明する。現像ローラ72上のトナー量が、現像ローラ72が1周するのみで飽和トナー量に達するのであれば、現像ローラ72が2周以上回転しても、現像ローラ72上のトナー量は飽和トナー量のままである。すなわち、現像ローラ72上のトナー量は一定となり、画像濃度ムラは発生しないことになる。   Next, the second factor will be described below. If the toner amount on the developing roller 72 reaches the saturated toner amount by only one rotation of the developing roller 72, the toner amount on the developing roller 72 will be the saturated toner amount even if the developing roller 72 rotates two or more times. Remains. That is, the toner amount on the developing roller 72 is constant, and image density unevenness does not occur.

飽和トナー量は、磁気ローラ73および現像ローラ72に印可される直流電圧の電位差ΔVで決定される。ΔVを小さくすることで飽和トナー量は減少する。したがって、ΔVを小さくすれば、現像ローラ72が1周するのみで飽和トナー量に達するので、画像濃度ムラは解消される。しかし、飽和トナー量がソリッド画像の画像濃度を満足させるのに十分なトナー量であるとは限らない。例えば、低温低湿環境などでトナーの帯電量が高くなった場合には、感光体ドラム37へのトナーの飛翔量が減少して、ソリッド画像の画像濃度が十分に得られないことも起こり得る。   The amount of saturated toner is determined by the potential difference ΔV between the DC voltages applied to the magnetic roller 73 and the developing roller 72. By reducing ΔV, the amount of saturated toner decreases. Therefore, if ΔV is reduced, the saturated toner amount is reached only by one rotation of the developing roller 72, so that the image density unevenness is eliminated. However, the saturated toner amount is not always a sufficient toner amount to satisfy the image density of the solid image. For example, when the charge amount of the toner is increased in a low temperature and low humidity environment, the amount of toner flying to the photosensitive drum 37 is decreased, and the image density of the solid image may not be sufficiently obtained.

画像濃度ムラを防止するためには、飽和トナー量がソリッド画像の画像濃度を満足させるのに十分なトナー量であり、かつ必要なトナー量が現像ローラ1周のみで感光体ドラム37上に供給されることが必須である。感光体ドラム37上に供給されるトナー量は、現像ローラ72の回転速度と相関すると考えられることから、検討例1および2で、現像ローラ72の回転速度と感光体ドラム37上および現像ローラ72上のトナー量との関係について検討した。   In order to prevent uneven image density, the saturated toner amount is sufficient to satisfy the image density of the solid image, and the necessary toner amount is supplied onto the photosensitive drum 37 only by one rotation of the developing roller. It is essential that Since the amount of toner supplied onto the photosensitive drum 37 is considered to correlate with the rotational speed of the developing roller 72, the rotational speed of the developing roller 72, the photosensitive drum 37, and the developing roller 72 in Examination Examples 1 and 2 are considered. The relationship with the above toner amount was examined.

<検討例1>
図6は、現像ローラ72の回転速度と感光体ドラム37上および現像ローラ72上のトナー量との関係について検討した検討例1の結果を示す図である。検討例1の結果から、現像ローラ72上のトナー量は現像ローラ72の回転速度を遅くすることによって増加するが、感光体ドラム37上のトナー量、すなわち現像されるトナー量は減少することが分かる。感光体ドラム37に対する現像ローラ72の回転速度比が下がるため、このような結果となったと考えられる。ゆえに、画像濃度ムラが発生する状況にあるときは、現像されるトナー量が不足しているから、現像ローラ72の回転速度を増加させて、現像されるトナー量を増加させればよいことになる。
<Examination example 1>
FIG. 6 is a diagram illustrating the results of Study Example 1 in which the relationship between the rotation speed of the developing roller 72 and the amount of toner on the photosensitive drum 37 and the developing roller 72 is examined. From the result of Study Example 1, the amount of toner on the developing roller 72 increases by slowing the rotation speed of the developing roller 72, but the amount of toner on the photosensitive drum 37, that is, the amount of toner to be developed, decreases. I understand. It can be considered that such a result is obtained because the rotation speed ratio of the developing roller 72 to the photosensitive drum 37 is lowered. Therefore, when the image density unevenness occurs, the amount of toner to be developed is insufficient. Therefore, it is only necessary to increase the rotation amount of the developing roller 72 and increase the amount of toner to be developed. Become.

ただし、現像ローラ72の回転速度が増加すると、現像ローラ72上のトナーが飛散しやすくなる。また現像装置71の構成上、現像ローラ72の回転と、磁気ローラ73や攪拌ミキサ75、パドルミキサ74の回転とは独立していない。そのため、現像ローラ72の回転速度が増加すると、これらのローラやミキサの回転速度も増加して現像剤が激しく攪拌されることになり、現像剤の劣化を促進する結果になる。したがって、現像ローラ72の回転速度は可能な限り低く設定するのが望ましい。すなわち、現像ローラ1周のみで感光体ドラム37上に現像されるトナー量が、ソリッド画像濃度を得るために必要なトナー量となる現像ローラ72の回転速度の最低値を決定すればよいことになる。   However, when the rotation speed of the developing roller 72 increases, the toner on the developing roller 72 is likely to be scattered. Further, due to the configuration of the developing device 71, the rotation of the developing roller 72 and the rotation of the magnetic roller 73, the stirring mixer 75, and the paddle mixer 74 are not independent. Therefore, when the rotation speed of the developing roller 72 is increased, the rotation speed of these rollers and the mixer is also increased, and the developer is vigorously stirred, thereby promoting the deterioration of the developer. Therefore, it is desirable to set the rotation speed of the developing roller 72 as low as possible. That is, it is only necessary to determine the minimum value of the rotation speed of the developing roller 72 in which the amount of toner developed on the photosensitive drum 37 with only one rotation of the developing roller becomes the amount of toner necessary to obtain the solid image density. Become.

<検討例2>
ところで、現像ローラ72から磁気ローラ73へのトナー回収能力や、磁気ローラ73から現像ローラ72へのトナー供給能力は、現像ローラ72の回転速度の他にも、様々な要素によって左右される。例えば、現像ローラ72と磁気ローラ73の距離、磁気ローラ73の磁極のレイアウト、2成分現像剤が磁気ローラ73上に形成する磁気ブラシの穂の高さ、すなわち穂切りブレード76と磁気ローラ73のギャップ、キャリアの粒径および飽和磁化等である。また、二成分現像剤中のトナー濃度、温度変化等の環境変動、キャリアの劣化によるトナー帯電量の変化等によっても、現像ローラ72へ供給されるトナー量は変動しやすい。
<Examination example 2>
Incidentally, the toner collecting ability from the developing roller 72 to the magnetic roller 73 and the toner supplying ability from the magnetic roller 73 to the developing roller 72 depend on various factors in addition to the rotation speed of the developing roller 72. For example, the distance between the developing roller 72 and the magnetic roller 73, the layout of the magnetic poles of the magnetic roller 73, and the height of the ears of the magnetic brush formed on the magnetic roller 73 by the two-component developer, that is, the cutting blade 76 and the magnetic roller 73 Such as gap, carrier particle size and saturation magnetization. Also, the amount of toner supplied to the developing roller 72 is likely to fluctuate due to environmental changes such as toner concentration and temperature change in the two-component developer, and changes in toner charge amount due to carrier deterioration.

上記の要素のうち、代表的な要素である温度変化について検討例2で検討した。図7は、現像ローラ72の回転速度と感光体ドラム37上および現像ローラ72上のトナー量との関係について、温度別に検討した検討例2の結果を示す図である。   Among the above elements, the temperature change, which is a representative element, was examined in Study Example 2. FIG. 7 is a diagram illustrating the results of Study Example 2 in which the relationship between the rotation speed of the developing roller 72 and the toner amount on the photosensitive drum 37 and the developing roller 72 is examined for each temperature.

検討例2の結果は、温度が高い場合は、感光体ドラム37上のトナー量が増加する、すなわち現像性が上がり、温度が低いと現像性が下がること示している。したがって、温度が高いときには現像ローラ72の回転速度は低速で十分であるが、逆に温度が低いときには、現像ローラ72の回転速度を増加させて、低下した現像量を補う必要があることが分かる。すなわち、印刷の都度に温度等の環境が変動するので、最適な現像ローラ72の回転速度も、印刷の都度に変動することになる。   The result of Study Example 2 indicates that when the temperature is high, the amount of toner on the photosensitive drum 37 increases, that is, developability increases, and when the temperature is low, developability decreases. Accordingly, it is understood that when the temperature is high, the rotation speed of the developing roller 72 is sufficient at a low speed. Conversely, when the temperature is low, it is necessary to increase the rotation speed of the developing roller 72 to compensate for the reduced development amount. . In other words, since the environment such as temperature varies with each printing, the optimum rotation speed of the developing roller 72 also varies with each printing.

<現像ローラの回転速度設定>
現像ローラ72の回転速度の設定について以下に説明する。図8は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置1における現像ローラ72の回転速度の設定処理を示すフローチャートである。
<Development roller rotation speed setting>
The setting of the rotation speed of the developing roller 72 will be described below. FIG. 8 is a flowchart showing a process for setting the rotation speed of the developing roller 72 in the image forming apparatus 1 according to the embodiment of the present disclosure.

制御部100は、まず現像ローラ72の回転速度をデフォルト値に設定する(ステップS1)。このデフォルト値は、例えば制御部100のROMに記憶されている。つづいて制御部100が、前記デフォルト値の回転速度で現像ローラ72を1周させることで、現像ローラ72上に残留しているトナーは磁気ブラシによって引きはがされる(ステップS2)。これにより、現像ローラ72の1周分のトナー量で形成されるソリッド画像の濃度が正確に検出されることになり、現像ローラ72の回転数が正確に設定されることになる。   First, the control unit 100 sets the rotation speed of the developing roller 72 to a default value (step S1). This default value is stored in the ROM of the control unit 100, for example. Subsequently, the control unit 100 causes the developing roller 72 to make one rotation at the rotation speed of the default value, so that the toner remaining on the developing roller 72 is peeled off by the magnetic brush (step S2). As a result, the density of the solid image formed with the amount of toner for one rotation of the developing roller 72 is accurately detected, and the rotation speed of the developing roller 72 is accurately set.

制御部100は、表面のトナーが引きはがされた現像ローラ72表面へのトナー層形成を、現像ローラ72を1周だけ回転させることで行う(ステップS3)。制御部100は、この1周分のトナーでソリッド画像1(トナーパッチ)を現像装置71に中間転写ベルト31上へ形成させる(ステップS4)。   The control unit 100 performs toner layer formation on the surface of the developing roller 72 from which the toner on the surface has been peeled off by rotating the developing roller 72 only one turn (step S3). The controller 100 causes the developing device 71 to form the solid image 1 (toner patch) on the intermediate transfer belt 31 with the toner for one round (step S4).

濃度検出部90は、中間転写ベルト31上へ形成されたソリッド画像1の濃度を検出する(ステップS5)。濃度検出部90が検出した画像濃度が1.2以上、すなわち画像濃度が十分に確保されている場合は(ステップS6でYES)、制御部100は、デフォルト値を現像ローラ72の回転速度に設定する(ステップS8)。なお、ソリッド画像の濃度の下限値を1.2としているのは、この濃度以上であれば、ユーザにソリッド画像として認識させることが可能だからである。   The density detector 90 detects the density of the solid image 1 formed on the intermediate transfer belt 31 (step S5). When the image density detected by the density detection unit 90 is 1.2 or higher, that is, when the image density is sufficiently secured (YES in step S6), the control unit 100 sets the default value to the rotation speed of the developing roller 72. (Step S8). The lower limit value of the density of the solid image is set to 1.2 because it is possible for the user to recognize the solid image as long as the density is equal to or higher than this density.

一方、濃度検出部90が検出したソリッド画像1の画像濃度が1.2未満、すなわち画像濃度が目標まで達しない場合は(ステップS6でNO)、ステップS7に進んで、制御部100は、現像ローラ72の回転速度を増速させる。ソリッド画像1の画像濃度が1.2以上となるまで、ステップS2からステップS7が繰り返される。   On the other hand, if the image density of the solid image 1 detected by the density detection unit 90 is less than 1.2, that is, if the image density does not reach the target (NO in step S6), the process proceeds to step S7, and the control unit 100 develops. The rotational speed of the roller 72 is increased. Steps S2 to S7 are repeated until the image density of the solid image 1 becomes 1.2 or more.

<ΔVの設定>
次に、現像ローラ72および磁気ローラ73に印可される直流電圧の電位差ΔVの設定について以下に説明する。図9は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置1におけるΔVの設定処理を示すフローチャートである。
<Setting of ΔV>
Next, the setting of the potential difference ΔV of the DC voltage applied to the developing roller 72 and the magnetic roller 73 will be described below. FIG. 9 is a flowchart showing ΔV setting processing in the image forming apparatus 1 according to the embodiment of the present disclosure.

制御部100は、現像ローラ72の回転速度を設定した後、引き続きΔVを設定する。制御部100は、まずΔVをデフォルト値に設定する(ステップS101)。このデフォルト値は、前述の回転速度のデフォルト値と同様に、例えば制御部100のROMに記憶されている。   After setting the rotation speed of the developing roller 72, the control unit 100 continues to set ΔV. First, the control unit 100 sets ΔV to a default value (step S101). This default value is stored in the ROM of the control unit 100, for example, in the same manner as the default value of the rotation speed described above.

ステップS101に引き続き、制御部100が現像ローラ72を1周だけ回転させてソリッド画像1を形成させることは、前述の現像ローラ72の速度設定と同様である(ステップS2〜ステップS4)。この後、制御部100が現像ローラ72を2回転させてソリッド画像2を形成させ、両ソリッド画像の濃度を比較することが、前述の現像ローラ72の速度設定とは異なる。   Subsequent to step S101, the control unit 100 rotates the developing roller 72 only once to form the solid image 1 in the same manner as the speed setting of the developing roller 72 described above (steps S2 to S4). Thereafter, the control unit 100 rotates the developing roller 72 twice to form the solid image 2 and compares the densities of the two solid images, which is different from the speed setting of the developing roller 72 described above.

ステップS4に続いて、制御部100が、現像ローラ72を1周させることで、ソリッド画像1の形成後に現像ローラ72上に残留しているトナーは磁気ブラシによって引きはがされる(ステップS105)。   Subsequent to step S4, the control unit 100 makes the developing roller 72 make one turn so that the toner remaining on the developing roller 72 after the solid image 1 is formed is peeled off by the magnetic brush (step S105). .

次に制御部100は、表面のトナーが引きはがされた現像ローラ72表面へのトナー層形成を、現像ローラ72を2回転させることで行う(ステップS106)。制御部100は、この2周分のトナーでソリッド画像2を現像装置71に中間転写ベルト31上へ形成させる(ステップS107)。   Next, the controller 100 forms the toner layer on the surface of the developing roller 72 from which the toner on the surface has been peeled off by rotating the developing roller 72 twice (step S106). The control unit 100 causes the developing device 71 to form the solid image 2 on the intermediate transfer belt 31 with the toner for two rounds (step S107).

濃度検出部90は、中間転写ベルト31上へ形成されたソリッド画像1およびソリッド画像2の濃度を検出する(ステップS108)。濃度検出部90が検出した両ソリッド画像の濃度差が0.1以下、すなわち両画像の濃度差が十分に小さい場合は(ステップS109でYES)、制御部100は、デフォルト値をΔVとして設定する(ステップS111)。なお、濃度差の上限値を0.1としているのは、この濃度差以下であれば、ユーザは濃度差として認識できない、すなわちユーザが画像濃度ムラとして認識できないからである。   The density detector 90 detects the density of the solid image 1 and the solid image 2 formed on the intermediate transfer belt 31 (step S108). If the density difference between the two solid images detected by the density detector 90 is 0.1 or less, that is, if the density difference between the two images is sufficiently small (YES in step S109), the control unit 100 sets the default value as ΔV. (Step S111). Note that the upper limit of the density difference is set to 0.1 because if the density difference is equal to or less than this density difference, the user cannot recognize the density difference, that is, the user cannot recognize the image density unevenness.

一方、前記濃度差が0.1を超える場合、すなわち画像濃度ムラが発生している場合は(ステップS111でNO)、ステップS110に進んで、制御部100は、ΔVを減少させる。前記濃度差が0.1以下となるまで、ステップS2からステップS110が繰り返される。   On the other hand, if the density difference exceeds 0.1, that is, if image density unevenness has occurred (NO in step S111), the process proceeds to step S110, and the control unit 100 decreases ΔV. Steps S2 to S110 are repeated until the density difference becomes 0.1 or less.

上記の回転速度設定およびΔVの設定は、印刷毎に行われるが理想ではあるが、その場合は、印刷効率の低下やトナー消費量の増大を招く。実用上は、現像装置71が一定の駆動時間に達する毎に、例えば印刷500枚毎に実施すれば十分である。ただし、印刷環境が大幅に変化した場合や、長時間にわたって駆動がなく放置されていた場合等には、画質が変化する可能性が高いので、前記回転速度設定およびΔVの設定が行われることが好ましい。   Although the rotation speed setting and the ΔV setting described above are performed for each printing, which is ideal, in this case, the printing efficiency is reduced and the toner consumption is increased. Practically, it is sufficient to carry out every 500 printings, for example, every time the developing device 71 reaches a certain driving time. However, when the printing environment changes drastically, or when it is left unattended for a long time, the image quality is likely to change, so the rotation speed setting and ΔV setting may be performed. preferable.

以下、実施例および比較例を挙げて前記設定につき更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。   Hereinafter, although the said setting is demonstrated further in detail, giving an Example and a comparative example, this invention is not limited only to the following Examples.

<実施例および比較例>
画像評価機としてFS−C5016N(京セラミタ社製プリンタ)の改造機を用いた。図10に示すように、現像ローラへの印可バイアスは100V、感光体ドラムの回転速度は200mm/secに固定し、現像ローラの回転速度と磁気ローラへの印可バイアスとの組合せを変え、図4(A)に示すようなソリッド画像が印刷用紙の先頭から後端まで続くサンプル画像(先端画像濃度ムラ評価パターン)を印刷することで、先端画像濃度ムラを評価した。なお、現像ローラの回転数は、200mm/sec〜300mm/secへと50mm/sec刻みで変化させ、磁気ローラへの印可バイアスは、250V〜350Vへと50V刻みで変化させている(図10参照)。
<Examples and Comparative Examples>
A modified machine of FS-C5016N (Kyocera Mita printer) was used as an image evaluation machine. As shown in FIG. 10, the applied bias to the developing roller is fixed at 100 V, the rotational speed of the photosensitive drum is fixed at 200 mm / sec, and the combination of the rotational speed of the developing roller and the applied bias to the magnetic roller is changed. Front end image density unevenness was evaluated by printing a sample image (front end image density unevenness evaluation pattern) in which a solid image as shown in FIG. The rotation speed of the developing roller is changed from 200 mm / sec to 300 mm / sec in increments of 50 mm / sec, and the applied bias to the magnetic roller is changed from 250 V to 350 V in increments of 50 V (see FIG. 10). ).

印刷された先端画像濃度ムラ評価パターンにおいて、現像ローラ1周目に相当する部分と現像ローラ2周目に相当する部分の画像濃度とをマクベス反射濃度計(RD914)を用いて測定した。画像濃度については、先端画像濃度ムラ評価パターンの画像濃度が1.2以上の場合に合格判定とした。また、先端画像濃度ムラについては、先端画像濃度ムラ評価パターンの現像ローラの1周目と2周目に相当する部分の画像濃度差が0.1以下の場合を合格判定とした。評価結果を図10に示す。図10において○は合格判定、×は不合格判定を示す。   In the printed tip image density unevenness evaluation pattern, the image density of the portion corresponding to the first round of the developing roller and the portion corresponding to the second round of the developing roller were measured using a Macbeth reflection densitometer (RD914). The image density was determined to be acceptable when the image density of the leading edge image density unevenness evaluation pattern was 1.2 or higher. Further, for the leading edge image density unevenness, a case where the difference in image density between the first and second rounds of the developing roller of the leading edge image density unevenness evaluation pattern is 0.1 or less was determined to be acceptable. The evaluation results are shown in FIG. In FIG. 10, “◯” indicates a pass determination and “×” indicates a fail determination.

実施例1および2ならびに比較例1は、現像ローラ1周分のトナー量が供給された例、比較例2は、現像ローラ1周分にも満たないトナー量しか供給されなかった例、比較例3は、現像ローラ2周分のトナー量が供給された例である。   Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 are examples in which the toner amount for one rotation of the developing roller is supplied, and Comparative Example 2 is an example in which only a toner amount less than one rotation of the developing roller is supplied, Comparative Example Reference numeral 3 denotes an example in which the toner amount for two rotations of the developing roller is supplied.

比較例3の結果が示すように、現像ローラへのトナー供給が2周に亘って行われた場合は、先端画像濃度ムラが発生した。逆に実施例1および2ならびに比較例1の結果から、現像ローラの回転速度(200mm/sec〜300mm/sec)に関わらず、現像ローラ1周で飽和トナー量に達する場合には先端画像濃度ムラは発生しないことが分かった。ただし、比較例1の結果から、現像ローラの回転速度が少ない場合(200mm/sec)、必要な画像濃度が得られないことが分かった。   As shown in the result of Comparative Example 3, when the toner was supplied to the developing roller over two rounds, the leading edge image density unevenness occurred. Conversely, from the results of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, when the saturated toner amount is reached in one rotation of the developing roller regardless of the rotation speed (200 mm / sec to 300 mm / sec) of the developing roller, the leading edge image density unevenness It was found that does not occur. However, from the result of Comparative Example 1, it was found that when the rotation speed of the developing roller is low (200 mm / sec), a necessary image density cannot be obtained.

また、比較例2の条件は、現像ローラの回転速度は、本評価での中央値(250mm/sec)であるものの、磁気ローラへの印加バイアスが少ない(本評価の最小値である250V)。そのため比較例2の条件では、現像ローラ上のトナー量と正の相関を有する現像ローラと磁気ローラの電位差ΔVが小さくなりすぎて(150V)、現像ローラ上のトナーが少なくなり、必要な画像濃度が得られない結果となったと考えられる。すなわち、現像ローラの回転速度に応じてΔVを設定する必要があることが示唆される。   The condition of Comparative Example 2 is that the developing roller rotation speed is the median value (250 mm / sec) in this evaluation, but the bias applied to the magnetic roller is small (250 V, which is the minimum value in this evaluation). Therefore, under the conditions of Comparative Example 2, the potential difference ΔV between the developing roller and the magnetic roller having a positive correlation with the toner amount on the developing roller becomes too small (150V), and the toner on the developing roller decreases, and the required image density It is thought that the result was not obtained. That is, it is suggested that ΔV needs to be set according to the rotation speed of the developing roller.

以上の結果から、本評価の設定条件の範囲で、先端画像濃度ムラを回避し、かつ画像濃度を確保するためには、現像ローラの回転速度を250mm/sec以上であり、かつ現像ローラの回転速度に応じてΔVを設定されている実施例1および2の条件が必要であることが分かった。しかし、トナー飛散の抑制および現像剤に対するストレス低減を考慮すると、現像ローラの回転速度が250mm/secと小さい実施例2の方が実施例1よりも好ましいといえる。   From the above results, in order to avoid the leading edge image density unevenness and ensure the image density within the range of the setting conditions of this evaluation, the rotation speed of the developing roller is 250 mm / sec or more, and the rotation of the developing roller It was found that the conditions of Examples 1 and 2 in which ΔV was set according to the speed were necessary. However, in consideration of suppression of toner scattering and reduction of stress on the developer, it can be said that Example 2 in which the rotation speed of the developing roller is as small as 250 mm / sec is preferable to Example 1.

以上、本発明の実施形態に係る画像形成装置1について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を取ることもできる。   The image forming apparatus 1 according to the embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to this, and for example, the following modified embodiment can be taken.

(1)上記実施形態では、画像形成装置としてタンデム式の画像形成装置を例に挙げて説明したが、本発明は、タンデム式に限らず、タッチダウン現像方式を利用した画像形成装置一般に適用できる。   (1) In the above embodiment, a tandem type image forming apparatus has been described as an example of the image forming apparatus. However, the present invention is not limited to the tandem type, and can be applied to general image forming apparatuses using a touch-down development method. .

(2)上記実施形態では、画像形成装置としてカラープリンタを例に挙げて説明したが、本発明は、画像形成装置がカラープリンタであることに限定されるものではない。画像形成装置は、例えば、モノクロプリンタ、ファクシミリ装置、複合機等であってもよい。   (2) In the above embodiment, a color printer has been described as an example of the image forming apparatus. However, the present invention is not limited to the image forming apparatus being a color printer. The image forming apparatus may be, for example, a monochrome printer, a facsimile machine, a multifunction machine, or the like.

(3)上記実施形態では、像担持体として、ドラム状の感光体である感光体ドラムを例に挙げて説明したが、像担持体はこれに限定されるものではない。ベルト状の感光体、及びシート状の感光体等に対しても本発明を適用できる。   (3) In the above embodiment, the photosensitive drum, which is a drum-shaped photosensitive member, is described as an example of the image carrier. However, the image carrier is not limited to this. The present invention can also be applied to a belt-shaped photoreceptor, a sheet-shaped photoreceptor, and the like.

(4)上記実施形態では、トナーパッチは中間転写ベルト上に形成されるが、トナーパッチが、感光体ドラム等の像担持体上に形成されるようにしてもよい。   (4) In the above embodiment, the toner patch is formed on the intermediate transfer belt, but the toner patch may be formed on an image carrier such as a photosensitive drum.

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体構成の概略を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating an outline of an overall configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る画像形成装置が備える現像装置の構成の概略を示す断面図である。1 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration of a developing device provided in an image forming apparatus according to an embodiment of the present disclosure. 本発明の一実施形態に係る画像形成装置が備える現像装置における現像を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining development in a developing device provided in the image forming apparatus according to the embodiment of the present disclosure. 先端画像ムラの一例を示す図であり、(A)は、正常に印刷されたソリッド画像を示す図であり、(B)は、ソリッド画像が連続して印刷された場合に、後で印刷されたソリッド画像に先端画像ムラが生じた状態を示す図である。It is a figure which shows an example of a front-end | tip image nonuniformity, (A) is a figure which shows the solid image printed normally, (B) is printed later, when a solid image is printed continuously. It is a figure which shows the state which the front-end | tip image nonuniformity produced in the solid image. 現像ゴーストの一例を示す図であり、(A)は、正常に印刷された画像を示す図であり、(B)は、ソリッド画像が印刷された直後に印刷された画像において、該ソリッド画像が印刷された位置に対応する部分に現像ゴーストが生じた状態を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a development ghost, where (A) illustrates a normally printed image, and (B) illustrates an image printed immediately after a solid image is printed. It is a figure which shows the state which the development ghost produced in the part corresponding to the printed position. 現像ローラの回転速度と感光体ドラム上および現像ローラ上のトナー量との関係について検討した検討例1の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the examination example 1 which examined the relationship between the rotational speed of a developing roller, and the toner amount on a photoconductive drum and a developing roller. 現像ローラの回転速度と感光体ドラム上および現像ローラ上のトナー量との関係について、温度別に検討した検討例2の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the examination example 2 which examined according to temperature about the relationship between the rotational speed of a developing roller, and the toner amount on a photoconductive drum and a developing roller. 本発明の一実施形態に係る画像形成装置における現像ローラの回転速度の設定処理を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating processing for setting a rotation speed of a developing roller in an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る画像形成装置における磁気ローラおよび現像ローラに印可される直流電圧の電位差の設定処理を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing a setting process of a potential difference between DC voltages applied to a magnetic roller and a developing roller in an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 現像ローラの回転速度と磁気ローラへの印可バイアスとの組合せを変え、サンプル画像を印刷することで、先端画像濃度ムラを評価した結果を示す表形式の図である。FIG. 10 is a tabular view showing a result of evaluating the leading edge image density unevenness by printing a sample image by changing the combination of the rotation speed of the developing roller and the bias applied to the magnetic roller.

符号の説明Explanation of symbols

1 画像形成装置
31 中間転写ベルト(中間転写体)
37 感光体ドラム(像担持体)
71 現像装置
72 現像ローラ
73 磁気ローラ
74 パドルミキサ
75 攪拌ミキサ
76 穂切りブレード
77 仕切板
80 電圧印加部
80a DC電源
80b AC電源
80c DC電源
81 トナー
82 キャリア
83 2成分現像剤
90 画像濃度検出部
100 制御部
1 Image forming apparatus 31 Intermediate transfer belt (intermediate transfer member)
37 Photosensitive drum (image carrier)
71 Developing Device 72 Developing Roller 73 Magnetic Roller 74 Paddle Mixer 75 Agitation Mixer 76 Ear Cutting Blade 77 Partition Plate 80 Voltage Applying Unit 80a DC Power Supply 80b AC Power Supply 80c DC Power Supply 81 Toner 82 Carrier 83 Two-Component Developer 90 Image Density Detection Unit 100 Control Part

Claims (4)

トナーとキャリアとを含む2成分現像剤で磁気ブラシを形成して現像を行う画像形成装置であって、
静電潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体に対向して配置され現像剤のトナーを表面に担持して搬送する現像ローラ、前記2成分現像剤を担持して前記現像ローラにトナーを供給する磁気ローラ、および前記現像ローラおよび前記磁気ローラにバイアス電圧を印加する電圧印加部を備える現像装置と、
前記バイアス電圧および前記現像ローラの回転速度を制御する制御部と、
前記像担持体から前記トナー像が転写され、転写されたトナー像を記録媒体に転写する中間転写体と、
ソリッド画像である複数のトナーパッチを前記像担持体上又は前記中間転写体上に形成するトナーパッチ形成部と、
前記トナーパッチの画像濃度を検出する濃度検出部と、を備え、
前記現像装置は、前記磁気ローラによって搬送された2成分現像剤と前記現像ローラとを接触又は近接させて、前記2成分現像剤中のトナーを前記現像ローラの表面に担持させ、前記電圧印加部が前記現像ローラに前記現像バイアス電圧を印加することにより、前記現像ローラによって搬送されたトナーを前記像担持体の表面に飛翔させて、前記像担持体の表面に予め形成された静電潜像をトナー像として顕像化させ、
前記制御部は、前記濃度検出部が検出したトナーパッチの画像濃度に基づいて、
前記現像ローラを1回転させることで形成される前記トナーパッチの画像濃度が所定の第1の値以上となるように、前記現像ローラの回転速度を設定し、
前記回転速度を設定した後、前記現像ローラを1回転させることで形成される前記トナーパッチの画像濃度と、前記現像ローラを2回転させることで形成される前記トナーパッチの画像濃度と、の濃度差が所定の第2の値以下となるように、前記現像ローラに印加される電圧と前記トナー供給ローラに印加される電圧との電位差を設定する画像形成装置。
An image forming apparatus that performs development by forming a magnetic brush with a two-component developer including toner and carrier,
An image carrier on which an electrostatic latent image is formed;
A developing roller disposed opposite to the image carrier and carrying a developer toner on its surface; a magnetic roller carrying the two-component developer and supplying the toner to the developing roller; and the developing roller; A developing device including a voltage applying unit that applies a bias voltage to the magnetic roller;
A control unit for controlling the bias voltage and the rotation speed of the developing roller;
An intermediate transfer body for transferring the toner image from the image carrier and transferring the transferred toner image to a recording medium;
A toner patch forming unit that forms a plurality of toner patches, which are solid images, on the image carrier or the intermediate transfer member;
A density detector for detecting the image density of the toner patch,
The developing device causes the two-component developer conveyed by the magnetic roller and the developing roller to contact or approach each other so that the toner in the two-component developer is carried on the surface of the developing roller, and the voltage application unit Applies the developing bias voltage to the developing roller to cause the toner transported by the developing roller to fly to the surface of the image carrier and to form an electrostatic latent image previously formed on the surface of the image carrier. Is visualized as a toner image,
The controller is based on the image density of the toner patch detected by the density detector.
A rotation speed of the developing roller is set so that an image density of the toner patch formed by rotating the developing roller once is equal to or higher than a predetermined first value;
After setting the rotation speed, the density of the toner patch formed by rotating the developing roller once and the density of the toner patch formed by rotating the developing roller twice An image forming apparatus that sets a potential difference between a voltage applied to the developing roller and a voltage applied to the toner supply roller so that the difference is equal to or less than a predetermined second value.
前記トナーパッチ形成部による前記トナーパッチの形成と、
前記濃度検出部による前記トナーパッチの画像濃度検出と、
前記制御部による前記現像ローラの回転速度および前記電位差との設定とを、
前記現像ローラを1回転させることで形成される前記トナーパッチの画像濃度が前記第1の値以上となるまで、かつ、前記現像ローラを1回転させることで形成される前記トナーパッチの画像濃度と、前記現像ローラを2回転させることで形成される前記トナーパッチの画像濃度と、の濃度差が前記第2の値以下となるまで繰り返す請求項1に記載の画像形成装置。
Forming the toner patch by the toner patch forming unit;
Image density detection of the toner patch by the density detection unit;
Setting the rotational speed of the developing roller and the potential difference by the control unit,
The image density of the toner patch formed by rotating the developing roller until the image density of the toner patch formed by rotating the developing roller reaches the first value or more is increased. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus repeats until the density difference between the toner patch and the image density formed by rotating the developing roller twice is equal to or less than the second value.
前記第1の値がマクベス濃度で1.2である請求項1または2のいずれかに記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the first value is a Macbeth density of 1.2. 前記第2の値がマクベス濃度で0.1である請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the second value is 0.1 in Macbeth density.
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