JP2010175879A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関し、特に、トナー担持体に帯電したトナーのみを保持させて像担持体上の静電潜像を非接触で現像する現像装置の駆動制御方法に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, and a printer, and more particularly, to drive a developing device that holds only a charged toner on a toner carrier and develops an electrostatic latent image on the image carrier in a non-contact manner. It relates to a control method.
従来、電子写真プロセスを用いた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、キャリアを用いない一成分現像方式と、磁性キャリアを用いて非磁性のトナーを帯電させる二成分現像剤を使用し、現像ローラ上に形成されたトナー及びキャリアから成る磁気ブラシにより像担持体(感光体)上の静電潜像を現像する二成分現像方式とが知られている。 Conventionally, as a development method using dry toner in an image forming apparatus using an electrophotographic process, a one-component development method using no carrier and a two-component developer charging a nonmagnetic toner using a magnetic carrier are used. In addition, a two-component development system is known in which an electrostatic latent image on an image carrier (photoconductor) is developed by a magnetic brush composed of toner and a carrier formed on a developing roller.
一成分現像方式は、磁気ブラシによって像担持体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反面、トナーをチャージローラで帯電させ、弾性規制ブレードで現像ローラ上の層厚を規制するため、トナーの添加剤がチャージローラに付着して帯電能力が低下し、トナーの帯電量を安定して維持することが困難であった。また、規制ブレードにトナーが付着し、層形成が不均一になって画像欠陥をきたすことがあった。 The one-component development method is suitable for high image quality because the electrostatic latent image on the image carrier is not disturbed by the magnetic brush. On the other hand, the toner is charged by the charge roller, and the elastic regulating blade is used on the development roller. In order to regulate the layer thickness, the toner additive adheres to the charge roller, the charging ability is lowered, and it is difficult to stably maintain the charge amount of the toner. In addition, toner may adhere to the regulating blade, resulting in non-uniform layer formation and image defects.
また、色重ねを行うカラー印刷の場合、トナーに透過性が要求されるため、非磁性トナーである必要がある。そこで、フルカラー画像形成装置においてはキャリアを用いてトナーを帯電及び搬送する二成分現像方式を採用する場合が多い。しかし、二成分現像方式は安定した帯電量を長期間維持できトナーの長寿命化に適している反面、前述した磁気ブラシによる影響のため画質の面で不利であった。 Further, in the case of color printing in which color superposition is performed, since the toner is required to be transparent, it needs to be a non-magnetic toner. Therefore, in a full-color image forming apparatus, a two-component development system in which toner is charged and conveyed using a carrier is often employed. However, the two-component development method can maintain a stable charge amount for a long time and is suitable for extending the life of the toner, but is disadvantageous in terms of image quality due to the influence of the magnetic brush described above.
これらの問題を解決する手段の一つとして、磁気ローラ(トナー供給部材)を用いて現像剤を像担持体(感光体)に対して非接触に設置した現像ローラ(トナー担持体)上に移行させる際に、磁気ローラ上に磁性キャリアを残したまま現像ローラ上に非磁性トナーのみを転移させてトナー薄層を形成し、交流電界によって像担持体(感光体)上の静電潜像にトナーを付着させる現像方式が提案されている。 As one means for solving these problems, a magnetic roller (toner supply member) is used to transfer the developer onto a developing roller (toner carrier) installed in a non-contact manner with respect to the image carrier (photoconductor). In this case, a non-magnetic toner is transferred onto the developing roller while leaving the magnetic carrier on the magnetic roller to form a thin toner layer, and an electrostatic latent image on the image carrier (photoconductor) is formed by an AC electric field. A developing method for adhering toner has been proposed.
この現像方式においては、規制ブレードとトナーとの摩擦による帯電とは異なり、トナーとキャリアとの攪拌により十分に帯電されたトナーを感光体表面に飛翔させる必要があるため、トナーの外添処理や現像ローラの表面性の設計が重要になる。また、近年の高画質化の要望に伴いトナーの小粒径化も進んでいるが、トナーの粒径が小さくなるほどトナーのファンデルワールス力が増加して感光体表面への円滑な飛翔を困難にしている。そのため、現像ローラと感光体との距離(以下、DS間距離という)を狭くして、よりトナーが移動し易い現像条件にする傾向にある。 In this development method, unlike the charging by friction between the regulating blade and the toner, it is necessary to fly the toner sufficiently charged by the stirring of the toner and the carrier to the surface of the photosensitive member. The design of the surface property of the developing roller becomes important. In addition, with the recent demand for higher image quality, the toner has become smaller in particle size. However, as the toner particle size becomes smaller, the van der Waals force of the toner increases, making it difficult to fly smoothly onto the surface of the photoreceptor. I have to. For this reason, the distance between the developing roller and the photosensitive member (hereinafter referred to as the DS distance) tends to be narrowed so that the developing conditions make it easier for the toner to move.
しかし、DS間距離を狭くすると、現像ローラと感光体の間での電流リークによるノイズの発生が問題となるため、交流成分の振幅を下げる必要が生じる。一方、振幅を低くし過ぎると、感光体の表面電位と交流電圧のピーク値との電位差が小さくなって現像ローラから感光体上へトナーが十分に飛翔せず、特にハーフ画像において画像濃度ムラが発生する。 However, if the distance between the DSs is narrowed, the generation of noise due to current leakage between the developing roller and the photosensitive member becomes a problem, so that it is necessary to reduce the amplitude of the AC component. On the other hand, if the amplitude is too low, the potential difference between the surface potential of the photoconductor and the peak value of the AC voltage becomes small, and the toner does not fly sufficiently from the developing roller onto the photoconductor. appear.
そこで、特許文献1には、像担持体(感光体)とトナー担持体(現像ローラ)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の発生を検知するリーク検知手段とを備え、故意にリークを発生させたときのリーク発生電圧に基づいてリークや画像濃度ムラの発生しない最適な交流電圧を選択可能とした現像装置が開示されている。また、特許文献2には、トナー担持体と像担持体のギャップの大きさに関する情報を記憶しておき、その情報に基づいて現像バイアスの振幅を設定するようにした画像形成装置が開示されている。 Therefore, Patent Document 1 discloses a leak generating means for generating a leak between an image carrier (photosensitive member) and a toner carrier (developing roller), and a current flowing between the image carrier and the toner carrier. And a developing device capable of selecting an optimum AC voltage that does not cause leakage or unevenness of image density based on a leakage generation voltage when the leakage is intentionally generated. It is disclosed. Patent Document 2 discloses an image forming apparatus in which information on the size of the gap between the toner carrier and the image carrier is stored, and the amplitude of the developing bias is set based on the information. Yes.
図9は、現像バイアスのピークツーピーク値(以下、Vppともいう)を変化させた場合の現像バイアスと感光体表面電位との関係を示す図である。正帯電トナーを用いる場合、リークの発生し易さは現像バイアスの交流成分のプラス側ピーク値Vmaxと感光体の露光部(画像部)電位VLとの電位差Vmax−VL(黒矢印)によって決まる。つまり、リークの発生を回避するためにはVmax−VLをリークの発生しない範囲まで小さくすれば良い。但し、その際にはVmaxをある程度下げてもハーフ画像にムラを発生させない現像性を確保しておかなければならない。そのために、現像ローラの表面性を改良したり、トナーの外添処方を検討したりする必要があるが、ここでは説明を割愛する。そして、露光部電位VLを上げることは困難であるため、Vmaxを下げてVmax−VLを調整する必要がある。 FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the developing bias and the photoreceptor surface potential when the peak-to-peak value (hereinafter also referred to as Vpp) of the developing bias is changed. When positively charged toner is used, the likelihood of leakage is determined by the potential difference Vmax−VL (black arrow) between the positive peak value Vmax of the AC component of the developing bias and the exposed portion (image portion) potential VL of the photoreceptor. That is, in order to avoid the occurrence of leak, Vmax−VL may be reduced to a range where no leak occurs. However, in this case, it is necessary to ensure developability that does not cause unevenness in the half image even if Vmax is lowered to some extent. For this purpose, it is necessary to improve the surface properties of the developing roller or to consider the external additive formulation of the toner, but the description is omitted here. Since it is difficult to increase the exposure portion potential VL, it is necessary to adjust Vmax−VL by decreasing Vmax.
一方、感光体の未露光部(白地部)電位V0と現像バイアスの交流成分のマイナス側ピーク値Vminとの電位差V0−Vmin(ハッチング矢印)が大きくなるほど感光体表面から現像ローラへトナーを引き戻す方向の電位差が大きくなる。この電位差が大きくなり過ぎると、感光体へのトナー移動が妨げられてハーフ画像の濃度ムラを引き起こす要因となる。 On the other hand, as the potential difference V0−Vmin (hatching arrow) between the unexposed portion (white background) potential V0 of the photoreceptor and the negative peak value Vmin of the AC component of the developing bias increases, the toner is pulled back from the photoreceptor surface to the developing roller. The potential difference increases. If this potential difference becomes too large, toner movement to the photosensitive member is hindered, causing a density unevenness of the half image.
DS間距離が狭い場合、耐リーク電圧が下がりリークが発生し易くなるため、図9(a)に示すようにVmaxを下げてVmax−VLを小さくすると、Vminは上がるためV0−Vminは小さくなり、ハーフ画像は均一になり易い。これに対し、DS間距離が広い場合、リークは発生し難くなるが現像性が低下するため、現像性を高めるために図9(b)のようにVmaxを高くすると、V0−Vminが大きくなりハーフ画像のムラが発生するという問題があった。従って、Vppを変化させる特許文献1、2の方法では、DS間距離が変動した場合にリーク発生とハーフ画像の濃度ムラとを同時に抑制することが困難であった。 When the distance between the DSs is narrow, the leak-proof voltage decreases and leaks easily occur. Therefore, when Vmax is decreased and Vmax−VL is decreased as shown in FIG. 9A, Vmin increases and V0−Vmin is decreased. The half image tends to be uniform. On the other hand, when the distance between the DSs is large, leakage hardly occurs, but developability deteriorates. Therefore, when Vmax is increased as shown in FIG. 9B in order to improve developability, V0−Vmin increases. There was a problem that unevenness of the half image occurred. Therefore, in the methods of Patent Documents 1 and 2 in which Vpp is changed, it is difficult to simultaneously suppress the occurrence of leakage and the density unevenness of the half image when the inter-DS distance varies.
本発明は、上記問題点に鑑み、像担持体及びトナー担持体間のリーク発生とDS間距離の変動に伴うハーフ画像の濃度ムラとを同時に抑制可能な画像形成装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of simultaneously suppressing the occurrence of a leak between an image carrier and a toner carrier and the density unevenness of a half image due to a change in the distance between DSs. To do.
上記目的を達成するために本発明は、像担持体と、該像担持体に非接触で対向配置されるトナー担持体と、該トナー担持体に直流電圧及び交流電圧を印加する電圧印加手段と、を有し、前記像担持体表面に形成された静電潜像を現像する現像装置と、を備えた画像形成装置において、前記像担持体と前記トナー担持体との距離に基づいて前記トナー担持体に印加される交流電圧のDuty比を調整することを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention provides an image carrier, a toner carrier that is disposed so as to face the image carrier in a non-contact manner, and a voltage applying unit that applies a DC voltage and an AC voltage to the toner carrier. And a developing device that develops an electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier, wherein the toner is based on a distance between the image carrier and the toner carrier. The duty ratio of the AC voltage applied to the carrier is adjusted.
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記現像装置における前記トナー担持体の位置情報と、前記像担持体を含むユニットにおける前記像担持体の位置情報とを用いて算出される前記像担持体と前記トナー担持体との距離のうち、最近接距離に基づいて前記トナー担持体に印加される交流電圧のDuty比を調整することを特徴としている。 According to the present invention, in the image forming apparatus configured as described above, the image calculated using position information of the toner carrier in the developing device and position information of the image carrier in a unit including the image carrier. The duty ratio of the AC voltage applied to the toner carrier is adjusted based on the closest distance of the distance between the carrier and the toner carrier.
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記トナー担持体の両端部には前記像担持体との間隔を規制するプーリーが付設されており、前記プーリーと前記像担持体との接点を通る平面を基準面とするとき、前記トナー担持体の位置情報は、前記トナー担持体の長手方向における複数の箇所で測定された前記トナー担持体表面から基準面までの距離データであり、前記像担持体の位置情報は、前記トナー担持体の距離データの測定箇所に対応する箇所で測定された前記像担持体表面の基準面からの突出量データであることを特徴としている。 Further, according to the present invention, in the image forming apparatus having the above-described configuration, pulleys are provided at both ends of the toner carrier so as to regulate a distance between the toner carrier and the contact point between the pulley and the image carrier. When the plane passing through is a reference plane, the position information of the toner carrier is distance data from the toner carrier surface to the reference plane measured at a plurality of locations in the longitudinal direction of the toner carrier, and the image The position information of the carrier is characterized by protrusion amount data from the reference surface of the surface of the image carrier measured at a location corresponding to the measurement location of the distance data of the toner carrier.
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記トナー担持体の位置情報を記憶した第1の記憶手段を前記現像装置に搭載し、前記像担持体の位置情報を記憶した第2の記憶手段を前記ユニットに搭載するとともに、前記第1及び第2の記憶手段に記憶された情報を読み取る読取手段を設けたことを特徴としている。 According to the present invention, in the image forming apparatus configured as described above, the first storage unit storing the position information of the toner carrier is mounted on the developing device, and the second storage stores the position information of the image carrier. Means is mounted on the unit, and reading means for reading information stored in the first and second storage means is provided.
本発明の第1の構成によれば、Duty比の調整によりリーク発生に影響を及ぼすVmaxを設定するため、Vmaxを下げたときにVminが上がり、感光体表面から現像ローラへトナーを引き戻す方向の電位差が減少する方向に作用する。従って、DS間距離が遠い場合においてもハーフ画像の均一性を確保できる。また、Vppを変更する場合に比べてコスト的にも安価となる。 According to the first configuration of the present invention, since Vmax that affects the occurrence of leakage is set by adjusting the duty ratio, Vmin increases when Vmax is lowered, and toner is pulled back from the surface of the photosensitive member to the developing roller. It acts in the direction of decreasing the potential difference. Accordingly, the uniformity of the half image can be ensured even when the distance between the DSs is long. In addition, the cost is lower than when Vpp is changed.
また、本発明の第2の構成によれば、上記第1の構成の画像形成装置において、現像装置におけるトナー担持体の位置情報と、像担持体を含むユニットにおける像担持体の位置情報とを用いて算出される像担持体とトナー担持体との距離のうち、最近接距離に基づいてDuty比を調整することにより、現像装置及びユニットの組み付け前にトナー担持体及び像担持体の位置情報を別個に測定できるため、Duty比の調整に用いるDS間の最近接距離を容易に決定することができる。 According to the second configuration of the present invention, in the image forming apparatus having the first configuration, the position information of the toner carrier in the developing device and the position information of the image carrier in the unit including the image carrier are obtained. By adjusting the duty ratio based on the closest distance among the distances between the image carrier and the toner carrier calculated by using the positional information of the toner carrier and the image carrier before assembly of the developing device and the unit. Can be measured separately, the closest distance between the DSs used to adjust the duty ratio can be easily determined.
また、本発明の第3の構成によれば、上記第2の構成の画像形成装置において、トナー担持体の位置情報を、トナー担持体の長手方向における複数の箇所で測定されたトナー担持体表面から基準面までの距離データとし、像担持体の位置情報を、トナー担持体の距離データの測定箇所に対応する箇所で測定された像担持体表面の基準面からの突出量データとすることにより、DS間の最近接距離をより精確に算出可能となる。 Further, according to the third configuration of the present invention, in the image forming apparatus having the second configuration, the surface information of the toner carrier measured at a plurality of positions in the longitudinal direction of the toner carrier. The distance information from the reference surface to the reference surface, and the position information of the image carrier is the protrusion amount data from the reference surface of the image carrier surface measured at the location corresponding to the measurement location of the distance data of the toner carrier. The closest distance between the DSs can be calculated more accurately.
また、本発明の第4の構成によれば、上記第2又は第3の構成の画像形成装置において、トナー担持体の位置情報を記憶した第1の記憶手段を現像装置に搭載し、像担持体の位置情報を記憶した第2の記憶手段をユニットに搭載するとともに、第1及び第2の記憶手段に記憶された情報を読み取る読取手段を設けることにより、現像装置やユニットが交換された場合に記憶手段内のデータを読取手段により読み出してDS間の最近接距離に応じた交流電圧のDuty比をその都度設定することができる。 According to the fourth configuration of the present invention, in the image forming apparatus having the second or third configuration, the first storage unit storing the position information of the toner carrier is mounted on the developing device, and the image carrier is provided. When the developing device or the unit is replaced by mounting the second storage means storing the body position information on the unit and providing the reading means for reading the information stored in the first and second storage means In addition, the data in the storage means can be read by the reading means, and the duty ratio of the AC voltage according to the closest distance between the DSs can be set each time.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の画像形成装置の概略断面図であり、ここではタンデム方式のカラー画像形成装置について示している。カラー画像形成装置100本体内には4つの画像形成部Pa、Pb、Pc及びPdが、搬送方向上流側(図1では右側)から順に配設されている。これらの画像形成部Pa〜Pdは、異なる4色(マゼンタ、シアン、イエロー及びブラック)の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an image forming apparatus according to the present invention. Here, a tandem color image forming apparatus is shown. In the main body of the color
この画像形成部Pa〜Pdには、各色の可視像(トナー像)を担持する感光体ドラム1a、1b、1c及び1dが配設されており、これらの感光体ドラム1a〜1d上に形成されたトナー像が、駆動手段(図示せず)により図1において時計回りに回転し、各画像形成部に隣接して移動する中間転写ベルト8上に順次転写された後、二次転写ローラ9において転写紙P上に一度に転写され、さらに、定着部7において転写紙P上に定着された後、装置本体より排出される構成となっている。感光体ドラム1a〜1dを図1において反時計回りに回転させながら、各感光体ドラム1a〜1dに対する画像形成プロセスが実行される。
トナー像が転写される転写紙Pは、装置下部の用紙カセット16内に収容されており、給紙ローラ12a及びレジストローラ対12bを介して二次転写ローラ9へと搬送される。中間転写ベルト8には誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない(シームレス)ベルトが用いられる。また、二次転写ローラ9の下流側には中間転写ベルト8表面に残存するトナーを除去するためのブレード状のベルトクリーナ19が配置されている。
The transfer paper P onto which the toner image is transferred is accommodated in a
次に、画像形成部Pa〜Pdについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム1a〜1dの周囲及び下方には、感光体ドラム1a〜1dを帯電させる帯電器2a、2b、2c及び2dと、各感光体ドラム1a〜1dに画像情報を露光する露光ユニット4と、感光体ドラム1a〜1d上にトナー像を形成する現像装置3a、3b、3c及び3dと、感光体ドラム1a〜1d上に残留した現像剤(トナー)を除去するクリーニング部5a、5b、5c及び5dが設けられている。
Next, the image forming units Pa to Pd will be described. There are
ユーザにより画像形成開始が入力されると、先ず、帯電器2a〜2dによって感光体ドラム1a〜1dの表面を一様に帯電させ、次いで露光ユニット4によって光照射し、各感光体ドラム1a〜1d上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像装置3a〜3dには、それぞれマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの各色のトナーが補給装置(図示せず)によって所定量充填されている。このトナーは、現像装置3a〜3dにより感光体ドラム1a〜1d上に供給され、静電的に付着することにより、露光ユニット4からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
When the image formation start is input by the user, first, the surfaces of the
そして、中間転写ベルト8に所定の転写電圧で電界が付与された後、中間転写ローラ6a〜6dにより感光体ドラム1a〜1d上のマゼンタ、シアン、イエロー、及びブラックのトナー像が中間転写ベルト8上に転写される。これらの4色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム1a〜1dの表面に残留したトナーがクリーニング部5a〜5dにより除去される。
After an electric field is applied to the intermediate transfer belt 8 at a predetermined transfer voltage, magenta, cyan, yellow, and black toner images on the
中間転写ベルト8は、上流側の搬送ローラ10と、下流側の駆動ローラ11とに掛け渡されており、駆動モータ(図示せず)による駆動ローラ11の回転に伴い中間転写ベルト8が時計回りに回転を開始すると、転写紙Pがレジストローラ12bから所定のタイミングで中間転写ベルト8に隣接して設けられた二次転写ローラ9へ搬送され、フルカラー画像が転写される。トナー像が転写された転写紙Pは定着部7へと搬送される。
The intermediate transfer belt 8 is stretched between an
定着部7に搬送された転写紙Pは、定着ローラ対13により加熱及び加圧されてトナー像が転写紙Pの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Pは、複数方向に分岐した分岐部14によって搬送方向が振り分けられる。転写紙Pの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラ15によって排出トレイ17に排出される。
The transfer paper P conveyed to the fixing
一方、転写紙Pの両面に画像を形成する場合は、定着部7を通過した転写紙Pは分岐部14で用紙搬送路18に振り分けられ、画像面を反転させた状態で二次転写ローラ9に再搬送される。そして、中間転写ベルト8上に形成された次の画像が二次転写ローラ9により転写紙Pの画像が形成されていない面に転写され、定着部7に搬送されてトナー像が定着された後、排出トレイ17に排出される。
On the other hand, when images are formed on both sides of the transfer paper P, the transfer paper P that has passed through the fixing
図2は、本発明の画像形成装置に用いられる現像装置の構成を示す側面断面図である。なお、ここでは図1の画像形成部Paに配置される現像装置3aについて説明するが、画像形成部Pb〜Pdに配置される現像装置3b〜3dの構成についても基本的に同様であるため説明を省略する。
FIG. 2 is a side sectional view showing a configuration of a developing device used in the image forming apparatus of the present invention. Here, the developing
図2に示すように、現像装置3aは、二成分現像剤(以下、単に現像剤と呼ぶ)が収納される現像容器20を備えており、現像容器20は仕切壁20aによって第1及び第2攪拌室20b、20cに区画され、第1及び第2攪拌室20b、20cには図示しないトナーコンテナから供給されるトナー(正帯電トナー)をキャリアと混合して撹拌し、帯電させるための第1攪拌スクリュー21a及び第2攪拌スクリュー21bが回転可能に配設されている。
As shown in FIG. 2, the developing
そして、第1攪拌スクリュー21a及び第2攪拌スクリュー21bによって現像剤が攪拌されつつ軸方向に搬送され、仕切壁20aに形成された現像剤通過路(図示せず)を介して第1及び第2攪拌室20b、20c間を循環する。図示の例では、現像容器20は左斜め上方に延在しており、現像容器20内において第2攪拌スクリュー21bの上方には磁気ローラ22が配置され、磁気ローラ22の左斜め上方には現像ローラ23が対向配置されている。そして、現像ローラ23は現像容器20の開口側(図2の左側)において感光体ドラム1aに対向しており、磁気ローラ22及び現像ローラ23は図中時計回りに回転する。
Then, the developer is conveyed in the axial direction while being stirred by the first stirring
なお、現像容器20には、第1攪拌スクリュー21aと対面してトナー濃度センサ(図示せず)が配置されており、トナー濃度センサで検知されるトナー濃度に応じて補給装置からトナー補給口20dを介して現像容器20内にトナーが補給される。
Note that a toner concentration sensor (not shown) is disposed in the developing
磁気ローラ22は、非磁性の回転スリーブ22aと、回転スリーブに内包される複数の磁極(ここでは5極)を有する固定マグネットローラ体22bで構成されている。現像ローラ23は、非磁性の現像スリーブから構成されており、磁気ローラ22と現像ローラ23とはその対面位置(対向位置)において所定のギャップをもって対向している。
The
また、現像容器20には穂切りブレード25が磁気ローラ22の長手方向(図2の紙面表裏方向)に沿って取り付けられており、穂切りブレード25は、磁気ローラ22の回転方向(図中時計回り)において、現像ローラ23と磁気ローラ22との対向位置よりも上流側に位置付けられている。そして、穂切りブレード25の先端部と磁気ローラ22表面との間には僅かな隙間(ギャップ)が形成されている。
Further, a
現像ローラ23には、直流電圧(以下、Vslv(DC)という)及び交流電圧(以下、Vslv(AC)という)を印加する第1バイアス回路30が接続されており、磁気ローラ22には、直流電圧(以下、Vmag(DC)という)及び交流電圧(以下、Vmag(AC)という)を印加する第2バイアス回路31が接続されている。また、第1バイアス回路30及び第2バイアス回路31は共通のグランドに接地されている。
The developing
前述のように、第1攪拌スクリュー21a及び第2攪拌スクリュー21bによって、現像剤が攪拌されつつ現像容器20内を循環してトナーを帯電させ、第2攪拌スクリュー21bによって現像剤が磁気ローラ22に搬送される。そして、磁気ローラ22上に磁気ブラシ(図示せず)を形成する。磁気ローラ22上の磁気ブラシは穂切りブレード25によって層厚規制された後、磁気ローラ22と現像ローラ23との対向部分に搬送され、磁気ローラ22に印加されるVmag(DC)と現像ローラ23に印加されるVslv(DC)との電位差ΔV、及び固定マグネットローラ体22bとの間の磁界によって現像ローラ23上にトナー薄層を形成する。
As described above, the first stirring
現像ローラ23上のトナー層厚は現像剤の抵抗や磁気ローラ22と現像ローラ23との回転速度差等によっても変化するが、ΔVによって制御することができる。ΔVを大きくすると現像ローラ23上のトナー層は厚くなり、ΔVを小さくすると薄くなる。現像時におけるΔVの範囲は一般的に100V〜350V程度が適切である。
The thickness of the toner layer on the developing
図3は、現像ローラ23及び磁気ローラ22に印加されるバイアス波形の一例を示す図である。図3(a)に示すように、現像ローラ23には、Vslv(DC)にピークツーピーク値がVpp1である矩形波のVslv(AC)を重畳した合成波形Vslv(実線)が第1バイアス回路30から印加される。また、磁気ローラ22には、Vmag(DC)にピークツーピーク値がVpp2であり、且つVslv(AC)と位相の異なる矩形波のVmag(AC)を重畳した合成波形Vmag(破線)が第2バイアス回路31から印加される。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a bias waveform applied to the developing
従って、磁気ローラ22及び現像ローラ23間(以下、MS間という)に印加される電圧は、図3(b)に示すようなVpp(max)とVpp(min)を有する合成波形Vmag−Vslvとなる。なお、Vmag(AC)はVslv(AC)よりもDuty比が大きくなるように設定される。実際には図3で示すような完全な矩形波ではなく、一部が歪んだ形状の交流電圧が印加される。
Accordingly, the voltage applied between the
磁気ブラシによって現像ローラ23上に形成されたトナー薄層は、現像ローラ23の回転によって感光体ドラム1aと現像ローラ23との対向部分に搬送される。現像ローラ23にはVslv(DC)及びVslv(AC)が印加されているため、感光体ドラム1aとの間の電位差によってトナーが飛翔し、感光体ドラム1a上の静電潜像が現像される。
The toner thin layer formed on the developing
現像に用いられずに残ったトナーは、再度現像ローラ23と磁気ローラ22との対向部分に搬送され、磁気ローラ22上の磁気ブラシによって回収される。そして、磁気ブラシは固定マグネットローラ体22bの同極部分で磁気ローラ22から引き剥がされた後、再び適正なトナー濃度で均一に帯電された二成分現像剤として磁気ローラ22上に磁気ブラシを形成し、穂切りブレード25へ搬送される。
The remaining toner that is not used for development is conveyed again to the opposite portion between the developing
また、第1バイアス回路30及び第2バイアス回路31には電圧可変装置33が接続されており、現像ローラ23に印加されるVslv(DC)、Vslv(AC)及び磁気ローラ22に印加されるVmag(DC)、Vmag(AC)を可変できるようになっている。
Further, a
制御部37は、電圧可変装置33に制御信号を送信して第1バイアス回路30及び第2バイアス回路31から印加されるVslv(DC)、Vslv(AC)及びVmag(DC)、Vmag(AC)を制御する。また、DS間距離に基づいて、DS間に印加される交流電圧をリークの発生しない範囲に設定する。
The
記憶部39は、例えば読み書き自在のRAM(Random Access Memory)から成り、制御部37により使用される制御プログラムの他、DS間距離とVmaxとを関連づけるVmax設定テーブル等、制御に必要となるデータが記憶される。なお、制御部37及び記憶部39は、画像形成装置100全体を制御するCPU45及び主記憶部47(図7参照)と兼用しても良いし、現像装置3a〜3dを制御するために独立して配置しても良い。
The
本発明においては、図4に示すように、DS間距離の測定結果に基づいてVslv(AC)のDuty比を変化させてVmaxをリークの発生しない範囲に設定することとしている。なお、ここでいうDuty比とは、交流波形1周期に対するプラス側波形の時間の割合を指す。 In the present invention, as shown in FIG. 4, the duty ratio of Vslv (AC) is changed based on the measurement result of the distance between DSs, and Vmax is set to a range where no leak occurs. The duty ratio here refers to the ratio of the time of the plus-side waveform to one cycle of the AC waveform.
また、Duty比を変化させる場合は、Vpp及び面積中心電圧(=Vslv(DC))を一定にしてDuty比を変化させるものとする。例えばDuty比が50%の交流電圧においては、面積中心電圧は波形の1/2の高さとなる。この交流電圧のDuty比を30%に下げるとプラス側波形が高くなり、面積中心電圧を超える部分の割合が波形全体の70%となる。即ち、感光体ドラム上へのトナー移動に寄与する電界(現像電圧成分)は、Duty比に反比例して高くなる。 Further, when changing the duty ratio, it is assumed that the duty ratio is changed while Vpp and the area center voltage (= Vslv (DC)) are kept constant. For example, in an AC voltage with a duty ratio of 50%, the area center voltage is ½ the height of the waveform. When the duty ratio of this AC voltage is lowered to 30%, the plus-side waveform increases, and the ratio of the portion exceeding the area center voltage becomes 70% of the entire waveform. That is, the electric field (development voltage component) that contributes to toner movement onto the photosensitive drum increases in inverse proportion to the duty ratio.
具体的には、DS間距離が遠い場合、図4(a)に示すように、Duty比を下げてVmaxを上げることによりVmax−VLをより大きくする。ここで、Duty比を下げるとVmaxは上がるが、Vminも上がる(絶対値が小さくなる)方向、つまり感光体表面から現像ローラへトナーを引き戻す方向の電位差V0−Vmin(図のハッチング矢印)が減少する方向に作用するため、DS間距離が遠い場合でも感光体への現像性が向上しハーフ画像を均一に再現できる。 Specifically, when the distance between the DSs is long, as shown in FIG. 4A, Vmax−VL is further increased by lowering the duty ratio and increasing Vmax. Here, when the duty ratio is decreased, Vmax increases, but Vmin also increases (absolute value decreases), that is, the potential difference V0−Vmin (hatching arrow in the figure) decreases in the direction in which the toner is pulled back from the photosensitive member surface to the developing roller. Therefore, even when the distance between the DSs is long, the developability to the photosensitive member is improved and the half image can be reproduced uniformly.
一方、DS間距離が近い場合、図4(b)に示すように、Duty比を上げてVmaxを下げることによりVmax−VLをより小さくする。このとき、Vminも下がる(絶対値が大きくなる)ため、V0−Vmin(図のハッチング矢印)は大きくなるが、DS間距離が近いためにハーフ画像は均一になる。なお、V0−Vminが大きくなり過ぎると、感光体へのトナー移動が妨げられてハーフ画像のムラを引き起こす要因となるため、Duty比の設定はDS間距離に応じて適切に行う必要がある。 On the other hand, when the distance between the DSs is short, as shown in FIG. 4B, the Vmax−VL is made smaller by increasing the duty ratio and decreasing Vmax. At this time, Vmin also decreases (absolute value increases), so V0-Vmin (hatching arrow in the figure) increases, but the half image becomes uniform because the DS distance is close. Note that if V0−Vmin becomes too large, the toner movement to the photosensitive member is hindered, causing non-uniformity in the half image. Therefore, it is necessary to set the duty ratio appropriately according to the distance between the DSs.
実際の制御においては、実機におけるDS間距離を3点測定し、最も近接する距離を検出する。DS間距離の測定方法は、シックネスゲージを用いる方法や、現像ローラ及び感光体を回転させながら、CCDカメラ等で撮影して測定する方法も可能であるが、レーザーマイクロメータで実測するのが測定精度の点で最も好ましい。しかし、レーザーマイクロメータを使用するには発光部と受光部とを所定の位置に配置する必要があるため、実際の画像形成装置に各ユニットを装着した状態でDS間距離を測定するのは困難である。そこで、画像形成装置を組み立てる前に、予め現像装置3aと感光体ドラム1aを含むドラムユニットとで現像ローラ及び感光体ドラムの最大突出量を測定しておき、各ユニットの最大突出量データを元にDS間の最近接距離を算出するのが実用的である。
In actual control, the distance between DSs in an actual machine is measured at three points, and the closest distance is detected. The distance between DS can be measured by using a thickness gauge or by taking a photo with a CCD camera while rotating the developing roller and photoconductor, but measuring with a laser micrometer Most preferable in terms of accuracy. However, in order to use a laser micrometer, it is necessary to arrange the light emitting unit and the light receiving unit at predetermined positions, so it is difficult to measure the distance between DSs with each unit mounted on an actual image forming apparatus. It is. Therefore, before assembling the image forming apparatus, the maximum protruding amounts of the developing roller and the photosensitive drum are measured in advance with the developing
図5に示すように、現像ローラ23の両端部には、感光体ドラム1aの外周面に接触するプーリー40を装着し、このプーリー40の外径を規定することでDS間距離を設定している。そこで、治具を用いて現像装置3aを外径の振れが極めて少ないダミー感光体41上に設置し、プーリー40をダミー感光体41に当接させた状態で現像ローラ23を回転させて、ダミー感光体41の表面(基準面)からの距離を現像ローラ23の長手方向の3箇所において測定する。ここではダミー感光体41の外径の振れが極めて少ないので、基準面からの距離の振れは現像ローラ23の突出量の振れと同義となる。図5では現像領域の両端部P1、P3と、P1及びP3から等距離(95mm)の中央部P2の3箇所においてDS間距離を現像ローラ23の周方向全域に亘って測定し、P1〜P3における基準面からの最短距離a、b、cを算出する。
As shown in FIG. 5, pulleys 40 that contact the outer peripheral surface of the
また、感光体ドラム1aを有するドラムユニットについては、図6に示すように、現像装置3aのプーリー40が接触する2箇所P0、P4と、現像ローラ23の突出量測定を行ったP1〜P3の3箇所に対向する位置の感光体ドラム1aの外径を測定する。具体的には、プーリー40の接点P0、P4を直線で結び、その直線を通る面(基準面)からの感光体ドラム1aの突出量(現像ローラ側への膨らみ量)データをP1〜P3に対応する位置において感光体ドラム1aの周方向全域に亘って測定し、それぞれの箇所における基準面からの最大突出量α、β、γを算出する。
As for the drum unit having the
そして、基準面からの現像ローラ23の最短距離a、b、cと感光体ドラム1aの最大突出量α、β、γとを突き合わせてDS間距離a−α、b−β、c−γを算出し、最も近接するDS間距離を決定する。なお、ここでは現像装置3aの現像ローラ23と感光体ドラム1aとのDS間距離の測定について説明したが、現像装置3b〜3dと感光体ドラム1b〜1dについても同様に行うことができる。
Then, the shortest distances a, b, c of the developing
このとき、リークは決定された最も近接するDS間距離において最も低いVmaxで発生すると予測される。次に、決定されたDS間距離とVmax設定テーブルとに基づいてリーク発生電圧(耐リーク電圧)が導かれたら、リークを回避するためにリーク発生電圧から所定電圧だけ下げた電圧(ここではマージンを100Vとする)に実際のVmaxを設定する必要があるため、そのVmaxになるようにVslv(AC)のDuty比を変更する。 At this time, the leak is predicted to occur at the lowest Vmax at the determined closest DS distance. Next, when the leak occurrence voltage (leakage resistance voltage) is derived based on the determined DS distance and the Vmax setting table, a voltage (here, a margin) that is lower than the leak occurrence voltage by a predetermined voltage to avoid the leak. Therefore, it is necessary to set the actual Vmax to Vmax, so that the duty ratio of Vslv (AC) is changed so as to be Vmax.
これにより、DS間の最近接距離に応じたVmaxが設定されるため、DS間のリーク発生が抑制される。また、Duty比の変更によりVmaxを上げるとVminも上がるため、DS間距離が遠い場合においてもハーフ画像の均一性を確保できることになる。さらに、高圧基板の設計上、Duty比を変更する方がVppを変更する場合に比べてコスト的にも安価となる。 Thereby, Vmax corresponding to the closest distance between the DSs is set, so that the occurrence of a leak between the DSs is suppressed. Further, when Vmax is increased by changing the duty ratio, Vmin is also increased, so that the uniformity of the half image can be ensured even when the distance between the DSs is long. Furthermore, in terms of the design of the high-voltage substrate, changing the duty ratio is less expensive than changing Vpp.
上述したようなVmaxの設定は、実際に画像形成装置に現像装置とドラムユニットを装着する際に行えばよい。ところが、使用途中で現像装置やドラムユニットの交換が発生した場合は、改めてVmaxを設定し直す必要が生じる。そこで、各ユニットにそれぞれの最短距離a、b、c及び最大突出量α、β、γをデータ化して格納したRFID[Radio Frequency Identification]メモリ等の無線タグを搭載し、無線タグ内のデータを読み取る読取装置を装置本体側に搭載しておけば、画像形成装置の電源投入時に無線タグ内のデータを読み出してVmaxを毎回設定することも可能である。 The setting of Vmax as described above may be performed when the developing device and the drum unit are actually attached to the image forming apparatus. However, if the developing device or the drum unit is replaced during use, it is necessary to reset Vmax again. Therefore, each unit is equipped with a wireless tag such as an RFID [Radio Frequency Identification] memory in which the shortest distances a, b, c and the maximum protrusions α, β, γ are stored as data, and the data in the wireless tag is stored. If a reading device is mounted on the apparatus main body side, it is possible to read data in the wireless tag and set Vmax every time when the image forming apparatus is powered on.
図7は、本発明の画像形成装置の制御経路を説明するためのブロック図である。図1で示した現像装置3a〜3dに搭載されたRFIDメモリ43に対し、データの読み取りを行う場合の回路について説明する。なお、画像形成装置100を使用する上で装置各部の様々な制御がなされるため、画像形成装置100全体の制御経路は複雑なものとなる。そこで、図7ではRFIDメモリ43に対する読み取りに関与しない回路は記載を省略している。
FIG. 7 is a block diagram for explaining a control path of the image forming apparatus of the present invention. A circuit for reading data from the
画像形成装置100全体の制御を行うCPU(Central Processing Unit)45が接続された内部バス47に、現像装置3a〜3dの有無を検知する現像装置検知センサ49が接続されている。主記憶部50は、画像形成装置100の各部を制御するための制御プログラムや制御データが格納されている。表示部51は、画像形成装置100各部の状態や画像形成状況、印刷部数を表示するとともに、タッチパネルとして両面印刷や白黒反転等の機能や倍率設定、濃度設定等の各種設定を行えるようになっている。RFIDメモリ制御回路53は、アンテナ55及び57を介してRFIDメモリ43内に記憶された距離データ(最短距離a、b、c)を読み取る。読み取り結果はCPU45に送信される。
A developing
また、ここでは図示しないが、感光体ドラム1a〜1dを含むドラムユニットにもRFIDメモリ43が搭載され、感光体ドラムの突出量データ(最大突出量α、β、γ)が記憶されている。RFIDメモリ制御回路53はドラムユニットに搭載されたRFIDメモリ43内の最大突出量α、β、γを読み取り、結果をCPU45に送信する。そして、CPU45でDS間距離a−α、b−β、c−γを算出し、最も近接するDS間距離を決定する。
Although not shown here, the
その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記各実施形態では帯電方向が正(プラス側)である正帯電トナーを用いる現像装置を例に挙げて説明したが、帯電方向が負(マイナス側)である負帯電トナーを用いる現像装置にも全く同様に適用可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention. For example, in each of the embodiments described above, the developing device using positively charged toner whose charging direction is positive (plus side) is described as an example. However, the developing device using negatively charged toner whose charging direction is negative (minus side). The same applies to the above.
また、本発明は図2に示したような磁気ローラ22と現像ローラ23を備えた現像装置に限定されるものではなく、像担持体に非接触で対向配置される現像ローラを備える構成であれば、磁性一成分現像剤や、トナー成分と磁性キャリアとから成る二成分現像剤を用いる種々の現像装置に適用可能である。
In addition, the present invention is not limited to the developing device including the
また、本発明は図1に示したタンデム式のカラープリンタに限らず、デジタル或いはアナログ方式のモノクロ複写機、モノクロプリンタ及びロータリー現像式のカラープリンタ及びカラー複写機、ファクシミリ等、現像装置を備えた種々の画像形成装置に適用可能である。以下、実施例により本発明の効果を更に詳細に説明する。 Further, the present invention is not limited to the tandem type color printer shown in FIG. 1, and includes a developing device such as a digital or analog type monochrome copying machine, a monochrome printer, a rotary developing type color printer, a color copying machine, a facsimile, or the like. The present invention can be applied to various image forming apparatuses. Hereinafter, the effects of the present invention will be described in more detail with reference to examples.
図1に示すような試験機(京セラミタ社製FS−C5030改造機)を用い、DS間距離に応じてVslv(AC)のDuty比を変化させてVmaxを設定した場合(本発明)、及びVslv(AC)のVppを変化させてVmaxを設定した場合(比較例)について、ハーフ画像ムラの発生状況を調査した。なお、試験は感光体ドラム1a及び現像装置3aを含むシアンの画像形成部Paにおいて行った。
When Vmax is set by changing the duty ratio of Vslv (AC) according to the distance between DS using a testing machine (FS-C5030 modified by Kyocera Mita Co., Ltd.) as shown in FIG. 1 (invention), and About the case where Vmax of Vslv (AC) was changed and Vmax was set (comparative example), the occurrence state of half image unevenness was investigated. The test was performed in a cyan image forming portion Pa including the
試験機の条件としては、ドラム表面電位は白地部電位(V0)を300V、画像部電位(VL)を20Vとした。また、現像ローラはアルマイト表面処理したものを用い、Vslv(DC)=40Vとした。現像ローラの周速を感光体に対し周速比1.6倍(対向面において順回転)、磁気ローラの周速を現像ローラに対し周速比1.5倍(対向面においてカウンタ回転)とした。現像剤としては、平均粒径6.8μmの正帯電トナーと体積固有抵抗1010Ω、飽和磁化65emu/g、平均粒径45μmのコーティングフェライトキャリアとから成る二成分現像剤(キャリアに対するトナーの混合比率T/C=12重量%)を用いた。 The test machine conditions were such that the drum surface potential was 300 V for the white background potential (V0) and 20 V for the image portion potential (VL). The developing roller used was alumite-treated, and Vslv (DC) = 40V. The circumferential speed of the developing roller is 1.6 times the circumferential speed ratio with respect to the photoreceptor (forward rotation on the facing surface), and the circumferential speed of the magnetic roller is 1.5 times the circumferential speed ratio with respect to the developing roller (counter rotation on the facing surface). did. As the developer, a two-component developer comprising a positively charged toner having an average particle diameter of 6.8 μm, a volume resistivity of 10 10 Ω, a saturation magnetization of 65 emu / g, and a coated ferrite carrier having an average particle diameter of 45 μm (mixing of toner with carrier) The ratio T / C = 12% by weight) was used.
(DS間距離の測定)
4種類の現像装置(No.1〜4)及びドラムユニット(No.1〜4)の組み合わせを用意し、レーザーマイクロメータを用いて図5に示したように現像ローラ23とダミー感光体41との距離を測定し、P1〜P3の3箇所における最近接距離a、b、cを算出した。また、レーザーマイクロメータを用いて図6に示した感光体ドラムのP1〜P3に対応する位置の外径データを測定し、最大値α、β、γを算出した。そして、DS間距離a−α、b−β、c−γを算出し、各組み合わせについて最も近接するDS間距離を決定した。結果を表1〜表4に示す。
(Measurement of distance between DS)
A combination of four types of developing devices (No. 1 to 4) and drum units (No. 1 to 4) is prepared, and a laser micrometer is used to connect the developing
表1に示すように、現像装置1とドラムユニット1の組み合わせではDS間の最近接距離は114μmであった。同様に、表2〜表4から現像装置2とドラムユニット2の組み合わせでは105μm、現像装置3とドラムユニット3の組み合わせでは94μm、現像装置4とドラムユニット4の組み合わせでは86μmであった。
As shown in Table 1, in the combination of the developing device 1 and the drum unit 1, the closest distance between the DSs was 114 μm. Similarly, from Tables 2 to 4, the combination of the developing device 2 and the drum unit 2 was 105 μm, the combination of the developing device 3 and the drum unit 3 was 94 μm, and the combination of the developing
(Vmaxの設定)
上記1〜4の組み合わせにつき、現像ローラ23に印加されるVslv(AC)のVppを基準値から徐々に大きくしてリークが発生する電圧(耐リーク電圧)を測定した。そして、図8に示すように、測定された耐リーク電圧(図に▲で表示)から100V下げた電圧(図に●で表示)をVmaxとして設定した。測定結果及びVmaxの設定値を表5に示す。
(Vmax setting)
With respect to the above combinations 1 to 4, the voltage at which leakage occurs was measured by gradually increasing the Vpp of Vslv (AC) applied to the developing
(ハーフ画像の均一性評価)
表5で設定されたVmaxに調整する方法として、Vslv(AC)のVppを1390Vに固定し、Duty比を変更して調整した場合と、Vslv(AC)のDuty比を35%に固定し、Vppを変更して調整した場合とで、実際にハーフ画像(25%)を印字して均一性を目視により評価した。Duty比を変更した場合の評価結果を表6に、Vppを変更した場合の評価結果を表7にそれぞれ示す。ハーフ画像の均一性は、現像ローラや感光体ドラムのピッチムラが認められない場合を○、ピッチムラが僅かに認められる場合を△、ピッチムラが顕著に認められる場合を×とした。
(Evaluation of uniformity of half image)
As a method of adjusting to Vmax set in Table 5, when Vpp of Vslv (AC) is fixed to 1390V and the duty ratio is changed, the duty ratio of Vslv (AC) is fixed to 35%, In the case of adjusting by changing Vpp, a half image (25%) was actually printed, and the uniformity was visually evaluated. Table 6 shows the evaluation results when the duty ratio is changed, and Table 7 shows the evaluation results when Vpp is changed. The uniformity of the half image was evaluated as “◯” when the pitch unevenness of the developing roller or the photosensitive drum was not recognized, “Δ” when the pitch unevenness was slightly recognized, and “x” when the pitch unevenness was remarkably recognized.
表6及び表7から明らかなように、Vppを変更してVmaxを調整した比較例ではDS間距離が105μm以上になるとハーフ画像にピッチムラが発生しているが、Duty比を変更してVmaxを調整した本発明ではDS間距離に関係なくハーフ画像が均一に印字された。これは、DS間距離が遠いときVmaxを高く設定する必要があるが、Vppを変更する場合は同時にVminも下がるため、トナーが感光体から現像ローラへ引き戻されることになり、ハーフ画像が不均一になるものと考えられる。 As is apparent from Tables 6 and 7, in the comparative example in which Vmax was changed by changing Vpp, pitch unevenness occurred in the half image when the distance between DS was 105 μm or more, but Vmax was changed by changing the duty ratio. In the adjusted present invention, the half image was printed uniformly regardless of the distance between the DSs. This is because Vmax needs to be set high when the distance between the DSs is long, but when Vpp is changed, Vmin also decreases at the same time, so that the toner is pulled back from the photoconductor to the developing roller, and the half image is uneven. It is thought to become.
これに対し、Duty比を変更する場合はDS間距離が遠くてVmaxを高くしたときVminは上がるため、感光体から現像ローラへトナーを引き戻す電位差V0−Vminが低減されてハーフ画像を均一に印字できるものと考えられる。例えばDS間距離が114μmの場合、Vppを1446Vに変更した場合はVminが−466Vとなり、感光体の白地部電位V0が300VであるからV0−Vminは766Vとなっている。一方、Duty比を32%に変更した場合はVminが−410Vとなり、V0−Vminは710VとVpp変更に比べて小さくなっている。 On the other hand, when the duty ratio is changed, Vmin increases when the distance between DSs is long and Vmax is increased. Therefore, the potential difference V0-Vmin for pulling toner from the photosensitive member to the developing roller is reduced, and half images are printed uniformly. It is considered possible. For example, when the distance between the DSs is 114 μm, Vmin is −466 V when Vpp is changed to 1446 V, and V0−Vmin is 766 V because the white background potential V0 of the photosensitive member is 300 V. On the other hand, when the duty ratio is changed to 32%, Vmin is −410V, and V0−Vmin is 710V, which is smaller than the change in Vpp.
以上の結果より、Duty比を変更してVmaxを調整する本発明は、Vppを変更してVmaxを調整する比較例に比べて現像性に対し優位に作用し、リークの発生を防止するとともにハーフ画像の均一性も確保できることが確認された。なお、ここではシアンの画像形成部Paにおいて試験を行ったが、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像形成部Pb〜Pdにおいても同様の結果が得られることが確認されている。 From the above results, the present invention in which the Vmax is adjusted by changing the duty ratio has an effect on the developability as compared with the comparative example in which the Vmax is adjusted by changing the Vpp, and the occurrence of leak is prevented and half It was confirmed that the uniformity of the image can be secured. Here, the test was performed in the cyan image forming portion Pa, but it has been confirmed that similar results can be obtained in the magenta, yellow, and black image forming portions Pb to Pd.
なお、上記実施例は本発明の一構成例にすぎず、ドラム表面電位や現像ローラ及び磁気ローラへの電圧印加条件等は装置の仕様や使用環境に応じて適宜設定することができる。 The above embodiment is merely an example of the present invention, and the drum surface potential, conditions for applying voltage to the developing roller and the magnetic roller, and the like can be appropriately set according to the specifications of the apparatus and the usage environment.
本発明は、トナー供給部材を用いてトナー担持体上に帯電したトナーのみを保持させて像担持体上の静電潜像を現像する現像装置を備えた画像形成装置に利用可能であり、像担持体とトナー担持体との距離に基づいてトナー担持体に印加される交流電圧のDuty比を調整するものである。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is applicable to an image forming apparatus including a developing device that develops an electrostatic latent image on an image carrier by holding only a charged toner on the toner carrier using a toner supply member. The duty ratio of the AC voltage applied to the toner carrier is adjusted based on the distance between the carrier and the toner carrier.
これにより、像担持体−トナー担持体間でのリーク発生を抑制するとともに、DS間距離が遠い場合においてもハーフ画像の均一性を確保可能な画像形成装置を低コストで提供することができる。 Accordingly, it is possible to provide an image forming apparatus that can suppress the occurrence of leakage between the image carrier and the toner carrier and can ensure the uniformity of the half image even when the distance between the DSs is long.
また、現像装置におけるトナー担持体の位置情報と、像担持体を含むユニットにおける像担持体の位置情報とを現像装置及びユニットの組み付け前に別個に測定しておき、それらの位置情報を用いて算出されたDS間距離のうち、最近接距離を選択することで、DS間の最近接距離の決定が容易となる。具体的には、トナー担持体の長手方向における複数の箇所で測定されたトナー担持体表面から基準面までの最短距離からトナー担持体の距離データの測定箇所に対応する箇所で測定された像担持体表面の基準面からの最大突出量を差し引いた値を各測定箇所について求め、その中の最小値をDS間の最近接距離とすることで、DS間の最近接距離を精確に算出可能となる。 Further, the position information of the toner carrier in the developing device and the position information of the image carrier in the unit including the image carrier are separately measured before the assembly of the developing device and the unit, and the position information is used. By selecting the closest distance among the calculated distances between DSs, the closest distance between the DSs can be easily determined. Specifically, the image carrier measured at a location corresponding to the measurement location of the distance data of the toner carrier from the shortest distance from the toner carrier surface to the reference surface measured at a plurality of locations in the longitudinal direction of the toner carrier. The value obtained by subtracting the maximum protrusion from the reference surface of the body surface is obtained for each measurement point, and the nearest value between the DSs can be accurately calculated by taking the minimum value among them as the closest distance between the DSs. Become.
また、トナー担持体或いは像担持体の位置情報を記憶したRFIDメモリ等の記憶手段を現像装置及びユニットに搭載し、各記憶手段に記憶された情報を読取手段で読み取ることにより、現像装置やユニットが交換された場合においてもDS間の最近接距離に応じた交流電圧のDuty比をその都度設定可能な画像形成装置となる。 In addition, the developing device and the unit are equipped with a storage unit such as an RFID memory that stores the position information of the toner carrier or the image carrier, and the information stored in each storage unit is read by the reading unit. Even when is replaced, the image forming apparatus can set the duty ratio of the AC voltage corresponding to the closest distance between the DSs each time.
1a〜1d 感光体ドラム(像担持体)
3a〜3d 現像装置
22 磁気ローラ
23 現像ローラ(トナー担持体)
30 第1バイアス回路(電圧印加手段)
31 第2バイアス回路
33 電圧可変装置
37 (現像装置の)制御部
39 (現像装置の)記憶部
40 プーリー
43 RFIDメモリ(記憶手段)
45 CPU
53 RFIDメモリ制御回路(読取手段)
100 画像形成装置
Pa〜Pd 画像形成部
1a to 1d Photosensitive drum (image carrier)
3a to
30 First bias circuit (voltage applying means)
31
45 CPU
53 RFID memory control circuit (reading means)
100 Image forming apparatus Pa to Pd Image forming unit
Claims (4)
該像担持体に非接触で対向配置されるトナー担持体と、該トナー担持体に直流電圧及び交流電圧を印加する電圧印加手段と、を有し、前記像担持体表面に形成された静電潜像を現像する現像装置と、
を備えた画像形成装置において、
前記像担持体と前記トナー担持体との距離に基づいて前記トナー担持体に印加される交流電圧のDuty比を調整することを特徴とする画像形成装置。 An image carrier;
An electrostatic image formed on the surface of the image carrier, comprising: a toner carrier that is disposed so as to face the image carrier in a non-contact manner; and a voltage applying unit that applies a DC voltage and an AC voltage to the toner carrier. A developing device for developing the latent image;
In an image forming apparatus comprising:
An image forming apparatus, wherein a duty ratio of an AC voltage applied to the toner carrier is adjusted based on a distance between the image carrier and the toner carrier.
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