JP2013064782A - Developing device, and image forming apparatus having the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To collect tonner remaining on a developing roller to the side of a magnetic roller and to prevent the collected toner from accumulating on the magnetic roller, in a developing device comprising the developing roller and the magnetic roller.SOLUTION: A control unit 90 applies a collection bias Br including an alternate-current component and performs a collecting operation that collects toner from a developing roller 83 to a magnetic roller 82 at a predetermined timing when no developing operation is performed. The control 90 checks, in advance of performance of the collecting operation, a set value of the most recent developing bias and determines a value of the collection bias Br corresponding to the checked developing bias. In this case, a Duty ratio component, of a polarity on the side where toner moves from the developing roller to the magnetic roller, can be changed among alternate-current biases constituting the collection bias Br.

Description

本発明は、プリンター等の画像形成装置に用いられる現像装置に関し、特に、キャリアおよびトナーを含む2成分現像剤を採用した現像装置、およびそれを備えた画像形成装置に関する。   The present invention relates to a developing device used in an image forming apparatus such as a printer, and more particularly to a developing device employing a two-component developer including a carrier and a toner, and an image forming apparatus including the developing device.

電子写真方式を利用した、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置は、像担持体(例えば、感光体ドラムや転写ベルト)上に形成された静電潜像に現像剤を供給して該静電潜像を現像することにより、像担持体上にトナー像を形成する。前記現像を行う方式の一つとして、非磁性体のトナーおよび磁性体のキャリアを含む二成分現像剤を用いたタッチダウン現像方式が知られている。この場合、磁気ローラー上に二成分現像剤層(いわゆる磁気ブラシ層)が担持され、現像ローラー上に前記二成分現像剤層からトナーを受け取ってトナー層が担持される。更に、該トナー層から像担持体にトナーが供給されることで前記静電潜像が可視化される。   An image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile using an electrophotographic system supplies a developer to an electrostatic latent image formed on an image carrier (for example, a photosensitive drum or a transfer belt) and supplies the developer. By developing the electrostatic latent image, a toner image is formed on the image carrier. As one of the developing methods, a touch-down developing method using a two-component developer containing a non-magnetic toner and a magnetic carrier is known. In this case, a two-component developer layer (so-called magnetic brush layer) is carried on the magnetic roller, and the toner layer is carried on the developing roller by receiving toner from the two-component developer layer. Further, the electrostatic latent image is visualized by supplying toner from the toner layer to the image carrier.

タッチダウン現像方式が採用された現像装置において、像担持体側に供給されなかったトナーが現像ローラーのトナー層中に滞留すると、次の現像時にトナーが十分現像されず、濃度低下をもたらしてしまう。これを防止するために、現像ローラーに補助電極を備え、この補助電極が磁気ローラー側にトナーを回収させる技術が知られている(例えば特許文献1参照)。また、現像ローラーと磁気ローラーとの間に、現像時とは逆極性のバイアスを印加することで、滞留したトナーを磁気ローラー側に回収する技術が知られている(例えば特許文献2乃至4)。   In a developing device employing the touch-down development method, if toner that has not been supplied to the image carrier side stays in the toner layer of the developing roller, the toner is not sufficiently developed during the next development, resulting in a decrease in density. In order to prevent this, a technology is known in which an auxiliary electrode is provided on the developing roller, and this auxiliary electrode collects toner on the magnetic roller side (see, for example, Patent Document 1). Further, a technique is known in which a staying toner is collected on the magnetic roller side by applying a bias having a polarity opposite to that during development between the developing roller and the magnetic roller (for example, Patent Documents 2 to 4). .

特開平6−67546号公報JP-A-6-67546 特開2000−66508号公報JP 2000-66508 A 特開2003−345134号公報JP 2003-345134 A 特開2005−55837号公報JP 2005-55837 A

しかしながら、特許文献1に記載の技術では、磁気ローラー側へのトナーの一時的な回収は可能となるが、補助電極がトナーで汚染されると、その回収性が低下することがある。また、特許文献2乃至4に記載の技術は、いずれも現像時とは逆極性のバイアスがトナー回収時に印加されているため、磁気ローラー側に大量のトナーが堆積しやすい。この結果、磁気ローラーの見かけの表面電位が変化するため、次の現像時に濃度低下などの問題が生じることがある。   However, with the technique described in Patent Document 1, it is possible to temporarily collect toner on the magnetic roller side, but if the auxiliary electrode is contaminated with toner, the recoverability may be reduced. In each of the techniques described in Patent Documents 2 to 4, since a bias having a polarity opposite to that at the time of development is applied at the time of toner collection, a large amount of toner tends to accumulate on the magnetic roller side. As a result, the apparent surface potential of the magnetic roller changes, and problems such as density reduction may occur during the next development.

このように、現像ローラー上に残留するトナーの回収が不十分であった場合、像担持体への現像が十分行われず、画像欠陥を生じることとなる。また、回収したトナーが磁気ローラー上に多く堆積すると、次の現像動作時の電位に影響を与え、結果的に濃度低下を引き起こすことがある。   As described above, when the toner remaining on the developing roller is not sufficiently collected, the image bearing member is not sufficiently developed, and an image defect is generated. In addition, if a large amount of collected toner accumulates on the magnetic roller, it may affect the potential during the next developing operation, resulting in a decrease in density.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、現像ローラーに残留するトナーの磁気ローラー側への回収性を向上させるとともに、回収したトナーの磁気ローラー上での堆積を防止することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and improves the recoverability of the toner remaining on the developing roller to the magnetic roller side, and deposits the collected toner on the magnetic roller. The purpose is to prevent.

本発明の一局面に係る現像装置は、トナーおよびキャリアを含む現像剤を貯留する現像ハウジングと、所定の方向に回転しつつ前記現像ハウジング内の現像剤を受け取って、現像剤層を担持する現像剤担持体と、前記現像剤層に接触した状態で回転しつつ、前記現像剤層からトナーを受け取ってトナー層を担持し、表面に静電潜像が形成され前記トナーによって顕在化されるトナー像を担持する像担持体に、該トナーを供給するトナー担持体と、前記現像剤担持体及び前記トナー担持体の少なくとも一方にバイアスを印加し、両者間に所定の電位差を形成するバイアス印加手段と、前記現像剤担持体から前記トナー担持体にトナーが供給される現像動作時に、前記バイアス印加手段に現像バイアスを印加させるとともに、前記トナー担持体に担持されたトナーを前記現像剤担持体へ強制的に戻す回収動作時に、前記バイアス印加手段に回収バイアスを印加させるバイアス制御手段と、前記現像動作時および前記回収動作時に、前記現像剤担持体および前記トナー担持体を回転駆動させる回転駆動手段と、を有し、前記バイアス制御手段は、現像条件の変化に応じて、前記現像バイアスを変更するとともに、該現像バイアスを増大させるに伴って、回収動作時のトナーの回収性能が増大するように前記回収バイアスを制御することを特徴とする。   A developing device according to an aspect of the present invention includes a developing housing that stores a developer including toner and a carrier, and a developer that receives the developer in the developing housing while rotating in a predetermined direction and carries the developer layer. A toner that is rotated while being in contact with the developer carrier and a toner layer that receives the toner from the developer layer and carries the toner layer, forms an electrostatic latent image on the surface, and is manifested by the toner A bias applying means for applying a bias to at least one of the toner carrier for supplying the toner and at least one of the developer carrier and the toner carrier and forming a predetermined potential difference between the toner carrier for supplying the toner to the image carrier that carries the image And applying a developing bias to the bias applying means during a developing operation in which toner is supplied from the developer carrier to the toner carrier. A bias control unit that applies a recovery bias to the bias applying unit during a recovery operation for forcibly returning the held toner to the developer carrier, and the developer carrier and the developer carrier during the development operation and the recovery operation. A rotation drive unit that rotates the toner carrier, and the bias control unit changes the development bias according to a change in development conditions and collects the development bias as the development bias increases. The collection bias is controlled so that the toner collection performance during operation is increased.

本構成によれば、例えば、耐久(装置の使用)に応じて、現像条件が変化した場合であっても、バイアス制御手段がバイアス印加手段を制御して、現像バイアスを変更する。更に、バイアス制御手段は、現像バイアスが増大するように変更された場合、トナーの回収性能が増大するように回収バイアスを制御する。これによって、現像条件の変化に応じて、トナーの回収性能が調整されるため、トナー担持体から現像剤担持体へのトナー回収を安定的に実施することができる。特に、装置の使用によって、トナーがチャージアップした場合でも、トナーの回収性能が増大するように制御されるため、トナー担持体にトナーが残存し蓄積することが防止される。   According to this configuration, for example, even when the development condition changes according to durability (use of the apparatus), the bias control unit controls the bias application unit to change the development bias. Further, the bias control unit controls the collection bias so that the toner collection performance is increased when the development bias is changed to increase. As a result, the toner recovery performance is adjusted in accordance with changes in the development conditions, so that the toner recovery from the toner carrier to the developer carrier can be performed stably. In particular, even when the toner is charged up by use of the apparatus, the toner collection performance is controlled to increase, so that the toner is prevented from remaining and accumulating on the toner carrier.

上記の構成において、前記バイアス印加手段は、直流バイアスに交流バイアスを重畳して前記回収バイアスを形成するものであり、前記バイアス制御手段は、前記現像条件の変化に応じて、前記現像バイアスを増大させるに伴って、前記回収バイアスを構成する前記交流バイアスにおける、前記トナーが前記トナー担持体から前記現像剤担持体に移動する側の極性のDuty比を増加させることが好ましい。   In the above configuration, the bias applying unit forms the recovery bias by superimposing an AC bias on a DC bias, and the bias control unit increases the developing bias according to a change in the developing condition. Accordingly, it is preferable to increase the duty ratio of the polarity on the side where the toner moves from the toner carrier to the developer carrier in the AC bias constituting the recovery bias.

この構成によれば、電位差が増大するように現像バイアスが変更されるに伴って、バイアス制御手段が回収バイアスを構成する交流バイアスのDuty比を変更する。この際、トナーがトナー担持体から現像剤担持体に移動する側の極性のDuty比を増加させるため、トナーの回収性能が増大する。このため、トナーがチャージアップした場合でも、トナー回収性能が増大し、トナー担持体に小粒径トナーなどの特定のトナーが残存し蓄積することが防止される。   According to this configuration, as the development bias is changed so that the potential difference increases, the bias control unit changes the duty ratio of the AC bias constituting the recovery bias. At this time, since the duty ratio of the polarity on the side where the toner moves from the toner carrier to the developer carrier is increased, the toner collection performance is increased. For this reason, even when the toner is charged up, the toner recovery performance is increased, and it is possible to prevent the specific toner such as the small particle size toner from remaining and accumulating on the toner carrier.

上記の構成において、前記バイアス制御手段は、前記回収動作時の前記現像剤担持体の回転に伴って、前記トナーの回収性能が低下するように前記回収バイアスを制御することが好ましい。   In the above-described configuration, it is preferable that the bias control unit controls the collection bias so that the toner collection performance is lowered as the developer carrying member rotates during the collection operation.

この構成によれば、回収動作中の現像剤担持体の回転に伴って、トナーの回収性能が低下するよう、バイアス印加手段が制御される。このため、現像剤担持体1回転あたりのトナー回収量が減少し、現像剤担持体にトナーが過剰に堆積することを防ぐことが可能となる。   According to this configuration, the bias applying unit is controlled so that the toner collecting performance is lowered with the rotation of the developer carrying member during the collecting operation. For this reason, the amount of collected toner per rotation of the developer carrying member is reduced, and it is possible to prevent toner from being excessively deposited on the developer carrying member.

上記の構成において、前記バイアス印加手段は、直流バイアスに交流バイアスを重畳して前記回収バイアスを形成するものであり、前記バイアス制御手段は、回収動作時の前記現像剤担持体の回転に伴って、前記回収バイアスを構成する前記交流バイアスにおける、前記トナーが前記トナー担持体から前記現像剤担持体に移動する側の極性のDuty比を減少させることが好ましい。   In the above configuration, the bias applying unit forms the recovery bias by superimposing an AC bias on a DC bias, and the bias control unit is accompanied by rotation of the developer carrier during the recovery operation. It is preferable that the duty ratio of the polarity on the side where the toner moves from the toner carrier to the developer carrier in the AC bias constituting the recovery bias is reduced.

この構成によれば、回収動作中の現像剤担持体の回転に伴って、回収バイアスを構成する交流バイアスのDuty比が変更される。この際、トナーがトナー担持体から現像剤担持体に移動する側の極性のDuty比が減少されるため、現像剤担持体の回転に伴って、トナーの回収性能が低下する。このため、現像剤担持体1回転あたりのトナー回収量が減少し、現像剤担持体にトナーが過剰に堆積することを防ぐことが可能となる。   According to this configuration, the duty ratio of the AC bias constituting the recovery bias is changed as the developer carrying member rotates during the recovery operation. At this time, since the duty ratio of the polarity on the side where the toner moves from the toner carrier to the developer carrier is reduced, the toner collection performance is lowered with the rotation of the developer carrier. For this reason, the amount of collected toner per rotation of the developer carrying member is reduced, and it is possible to prevent toner from being excessively deposited on the developer carrying member.

上記の構成において、前記回転駆動手段は、前記回収動作時に、前記現像剤担持体を複数回、回転させ、前記バイアス制御手段は、前記現像剤担持体の1回転単位で、前記回収動作時の前記回収バイアスを制御することが好ましい。   In the above configuration, the rotation driving unit rotates the developer carrying member a plurality of times during the collecting operation, and the bias control unit rotates the developer carrying member by one rotation unit during the collecting operation. It is preferable to control the recovery bias.

この構成によれば、回収動作時に、現像剤担持体が複数回、回転され、回収期間を十分確保することができる。この際、1回転単位で回収性能が低下するように、回収バイアスが制御されるため、トナー担持体の周面から均一にトナーを回収することができる。   According to this configuration, the developer carrying member is rotated a plurality of times during the collecting operation, and a sufficient collecting period can be secured. At this time, since the collection bias is controlled so that the collection performance is deteriorated in units of one rotation, the toner can be collected uniformly from the peripheral surface of the toner carrier.

上記の構成において、前記回転駆動手段は、前記回収動作時に前記現像剤担持体を3回転以上、回転駆動させることが好ましい。   In the above configuration, it is preferable that the rotation driving unit drives the developer carrier to rotate three or more times during the collecting operation.

この構成によれば、現像剤担持体へのトナーの過剰な堆積を防止するために、トナーの回収性能が低下するように制御された場合であっても、現像剤担持体が3回転以上回転され、回収期間を十分確保することができる。   According to this configuration, in order to prevent excessive accumulation of toner on the developer carrying member, the developer carrying member rotates three or more times even when the toner collection performance is controlled to decrease. Thus, a sufficient collection period can be secured.

上記の構成において、前記バイアス制御手段は、前記回収動作中の前記現像剤担持体の回転に伴って、前記回収バイアスが、前記回転単位で、間欠的に印加されるよう、前記バイアス印加手段を制御することが好ましい。   In the above configuration, the bias control unit may be configured to apply the bias application unit so that the recovery bias is intermittently applied in the rotation unit as the developer carrying member rotates during the recovery operation. It is preferable to control.

この構成によれば、回収動作中に、回収バイアスが印加されない状態で、現像剤担持体を回転させることが可能となる。このため、回収したトナーを随時現像剤担持体外に移動させることができ、現像剤担持体にトナーが過剰に堆積することを防ぐことができる。   According to this configuration, the developer carrying member can be rotated during the collecting operation in a state where the collecting bias is not applied. For this reason, the collected toner can be moved to the outside of the developer carrying member at any time, and the toner can be prevented from being excessively deposited on the developer carrying member.

また、本発明の他の局面に係る画像形成装置は、静電潜像及び前記トナー担持体から供給されたトナーが形成するトナー像を担持する像担持体と、上記の何れか1に記載の現像装置と、を有することを特徴とする。   An image forming apparatus according to another aspect of the present invention includes an image carrier that carries an electrostatic latent image and a toner image formed by toner supplied from the toner carrier, and any one of the above. And a developing device.

この構成によれば、トナー担持体に小粒径トナーが蓄積することを防止することができ、大粒径トナーがトナー担持体から像担持体側に選択的に現像されることを防止することができる。したがって、選択的な現像によって引き起こされる画像上の濃度低下を抑制することが可能となる。更に、現像剤担持体に回収したトナーが過剰に堆積することによって生じる画像上の濃度低下を抑制することが可能となる。   According to this configuration, it is possible to prevent the toner having a small particle diameter from accumulating on the toner carrier, and to prevent the large particle toner from being selectively developed from the toner carrier to the image carrier side. it can. Therefore, it is possible to suppress a decrease in density on the image caused by selective development. Further, it is possible to suppress a decrease in density on the image caused by excessive accumulation of the collected toner on the developer carrying member.

本発明によれば、トナー担持体に残留するトナーの現像剤担持体側への回収性を向上させるとともに、回収したトナーの現像剤担持体上での堆積を防止することができる。   According to the present invention, it is possible to improve the recoverability of the toner remaining on the toner carrier to the developer carrier and to prevent the collected toner from being deposited on the developer carrier.

本発明の実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating an internal structure of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る現像装置の断面図である。1 is a cross-sectional view of a developing device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る現像装置内の構造を示した図である。1 is a diagram illustrating a structure inside a developing device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る電気的構成を示したブロック図である。1 is a block diagram showing an electrical configuration according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る現像動作を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the image development operation | movement which concerns on embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る現像バイアス調整動作のフローチャートである。6 is a flowchart of a developing bias adjustment operation according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る回収動作を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the collection | recovery operation | movement which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る回収モード判定のフローチャートである。It is a flowchart of recovery mode determination concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る回収モードのタイミングチャートである。It is a timing chart of collection mode concerning one embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る回収バイアス調整動作のフローチャートである。It is a flowchart of the collection | recovery bias adjustment operation | movement which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る回収バイアスの波形を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the waveform of the collection | recovery bias which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る回収バイアスの波形を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the waveform of the collection | recovery bias which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の実施例および比較例における回収バイアスの波形を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the waveform of the collection | recovery bias in the Example and comparative example of this invention. 本発明の実施例および比較例における画像濃度の推移を示したグラフである。It is the graph which showed transition of the image density in the example and comparative example of the present invention.

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。図1は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置1の内部構造を示す断面図である。ここでは、画像形成装置1として、プリンター機能と複写機能とを備えた複合機を例示するが、画像形成装置は、プリンター、複写機、ファクシミリ装置であってもよい。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing an internal structure of an image forming apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. Here, as the image forming apparatus 1, a multi-function machine having a printer function and a copying function is illustrated, but the image forming apparatus may be a printer, a copier, or a facsimile machine.

<画像形成装置の説明>
画像形成装置1は、略直方体形状の筐体構造を有する装置本体10と、装置本体10上に配置される自動原稿給送装置20とを備える。装置本体10の内部には、複写する原稿画像を光学的に読み取る読取ユニット25と、シートにトナー像を形成する画像形成部30と、前記トナー像をシートに定着させる定着部60と、画像形成部30へ搬送されるシートを貯留する給紙部40と、シートを給紙部40又は給紙トレイ46から画像形成部30及び定着部60を経由してシート排出口10Eまで搬送する搬送経路50と、この搬送経路50の一部を構成するシート搬送路を内部に有する搬送ユニット55とが収容されている。
<Description of Image Forming Apparatus>
The image forming apparatus 1 includes an apparatus main body 10 having a substantially rectangular parallelepiped housing structure, and an automatic document feeder 20 disposed on the apparatus main body 10. In the apparatus main body 10, a reading unit 25 that optically reads a document image to be copied, an image forming unit 30 that forms a toner image on a sheet, a fixing unit 60 that fixes the toner image on a sheet, and image formation A sheet feeding unit 40 for storing sheets conveyed to the unit 30, and a conveyance path 50 for conveying the sheet from the sheet feeding unit 40 or the sheet feeding tray 46 to the sheet discharge port 10E via the image forming unit 30 and the fixing unit 60. And a conveyance unit 55 having therein a sheet conveyance path constituting a part of the conveyance path 50 is accommodated.

自動原稿給送装置(ADF)20は、装置本体10の上面に回動自在に取り付けられている。ADF20は、装置本体10における所定の原稿読取位置に向けて、複写される原稿シートを自動給送する。一方、ユーザーが手置きで原稿シートを所定の原稿読取位置に載置する場合は、ADF20は上方に開かれる。ADF20は、原稿シートが載置される原稿トレイ21と、自動原稿読取位置を経由して原稿シートを搬送する原稿搬送部22と、読取後の原稿シートが排出される原稿排出トレイ23とを含む。   An automatic document feeder (ADF) 20 is rotatably attached to the upper surface of the apparatus body 10. The ADF 20 automatically feeds a document sheet to be copied toward a predetermined document reading position in the apparatus main body 10. On the other hand, when the user manually places the document sheet on a predetermined document reading position, the ADF 20 is opened upward. The ADF 20 includes a document tray 21 on which a document sheet is placed, a document transport unit 22 that transports a document sheet via an automatic document reading position, and a document discharge tray 23 that discharges a document sheet after reading. .

読取ユニット25は、装置本体10の上面のADF20から自動給送される原稿シート又は手置きされる原稿シートの画像を光学的に読み取る。読取ユニット25内には、光源、移動キャリッジ、反射ミラー等を含む走査機構と、撮像素子とが収容されている(図略)。走査機構は、原稿シートに光を照射し、その反射光を撮像素子に導く。撮像素子は、前記反射光をアナログ電気信号に光電変換する。前記アナログ電気信号は、A/D変換回路でデジタル電気信号に変換された後、画像形成部30に入力される。   The reading unit 25 optically reads an image of a document sheet automatically fed from the ADF 20 on the upper surface of the apparatus main body 10 or a manually placed document sheet. In the reading unit 25, a scanning mechanism including a light source, a movable carriage, a reflection mirror, and the like, and an image sensor are accommodated (not shown). The scanning mechanism irradiates the original sheet with light and guides the reflected light to the image sensor. The image sensor photoelectrically converts the reflected light into an analog electric signal. The analog electric signal is converted into a digital electric signal by an A / D conversion circuit and then input to the image forming unit 30.

画像形成部30は、フルカラーのトナー画像を生成しこれをシート上に転写する処理を行うもので、タンデムに配置されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(Bk)の各トナー像を形成する4つのユニット32Y、32M、32C、32Bkを含む画像形成ユニット32と、該画像形成ユニット32の上に隣接して配置された中間転写ユニット33と、中間転写ユニット33上に配置されたトナー補給部34とを含む。   The image forming unit 30 performs a process of generating a full-color toner image and transferring it onto a sheet. Yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (Bk) arranged in tandem. An image forming unit 32 including four units 32Y, 32M, 32C, and 32Bk for forming the respective toner images, an intermediate transfer unit 33 disposed adjacent to the image forming unit 32, and an intermediate transfer unit 33. And a toner replenishing section 34 disposed in the.

各画像形成ユニット32Y、32M、32C、32Bkは、感光体ドラム321(像担持体)と、この感光体ドラム321の周囲に配置された、帯電器322、露光器323、現像装置324、一次転写ローラー325及びクリーニング装置326とを含む。   Each of the image forming units 32Y, 32M, 32C, and 32Bk includes a photosensitive drum 321 (image carrier) and a charger 322, an exposure unit 323, a developing device 324, and a primary transfer arranged around the photosensitive drum 321. A roller 325 and a cleaning device 326.

感光体ドラム321は、その軸回りに回転し、その周面に静電潜像及びトナー像が形成される。感光体ドラム321としては、アモルファスシリコン(a−Si)系材料を用いた感光体ドラムを用いることができる。帯電器322は、感光体ドラム321の表面を均一に帯電する。露光器323は、レーザー光源とミラーやレンズ等の光学系機器とを有し、感光体ドラム321の周面に、原稿画像の画像データに基づく光を照射して、静電潜像を形成する。   The photosensitive drum 321 rotates about its axis, and an electrostatic latent image and a toner image are formed on its peripheral surface. As the photosensitive drum 321, a photosensitive drum using an amorphous silicon (a-Si) material can be used. The charger 322 uniformly charges the surface of the photosensitive drum 321. The exposure device 323 includes a laser light source and optical system devices such as a mirror and a lens, and forms an electrostatic latent image by irradiating the peripheral surface of the photosensitive drum 321 with light based on image data of a document image. .

現像装置324は、感光体ドラム321上に形成された静電潜像を現像するために、感光体ドラム321の周面にトナーを供給する。現像装置324は、2成分現像剤用のものであり、スクリューフィーダー、磁気ローラー、及び現像ローラーを含む。この現像装置324の詳細については、後記で詳細に説明する。   The developing device 324 supplies toner to the peripheral surface of the photosensitive drum 321 in order to develop the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 321. The developing device 324 is for a two-component developer and includes a screw feeder, a magnetic roller, and a developing roller. The details of the developing device 324 will be described in detail later.

一次転写ローラー325は、中間転写ユニット33に備えられている中間転写ベルト331を挟んで感光体ドラム321とニップ部を形成し、感光体ドラム321上のトナー像を中間転写ベルト331上に一次転写する。クリーニング装置326は、クリーニングローラー等を有し、トナー像転写後の感光体ドラム321の周面を清掃する。   The primary transfer roller 325 forms a nip portion with the photosensitive drum 321 across the intermediate transfer belt 331 provided in the intermediate transfer unit 33, and the toner image on the photosensitive drum 321 is primary transferred onto the intermediate transfer belt 331. To do. The cleaning device 326 includes a cleaning roller and the like, and cleans the peripheral surface of the photosensitive drum 321 after the toner image is transferred.

中間転写ユニット33は、中間転写ベルト331、駆動ローラー332及び従動ローラー333を備える。中間転写ベルト331は、駆動ローラー332及び従動ローラー333に架け渡された無端ベルトであって、該中間転写ベルト331の外周面には、複数の感光体ドラム321からトナー像が、同一箇所に重ねて転写される。中間転写ユニット33は図1では反時計回りに回転される。   The intermediate transfer unit 33 includes an intermediate transfer belt 331, a driving roller 332, and a driven roller 333. The intermediate transfer belt 331 is an endless belt that is stretched around a driving roller 332 and a driven roller 333, and toner images from a plurality of photosensitive drums 321 are superimposed on the same portion on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 331. Is transcribed. The intermediate transfer unit 33 is rotated counterclockwise in FIG.

駆動ローラー332の周面に対向して、二次転写ローラー35が配置されている。駆動ローラー332と二次転写ローラー35とのニップ部は、中間転写ベルト331に重ね塗りされたフルカラーのトナー像をシートに転写する二次転写部となる。駆動ローラー332又は二次転写ローラー35のいずれか一方のローラーに、トナー像と逆極性の二次転写バイアス電位が印加され、他方のローラーは接地される。また、駆動ローラー332よりも、中間転写ベルト331の回転方向上流側の位置には、中間転写ベルト331の周面に対向する位置に、濃度センサー35Aが対向配置されている。濃度センサー35Aは、中間転写ベルト331上に形成された画像の濃度に応じた電気信号を出力する。   A secondary transfer roller 35 is disposed to face the peripheral surface of the drive roller 332. A nip portion between the driving roller 332 and the secondary transfer roller 35 serves as a secondary transfer portion that transfers a full-color toner image overcoated on the intermediate transfer belt 331 to a sheet. A secondary transfer bias potential having a polarity opposite to that of the toner image is applied to one of the driving roller 332 and the secondary transfer roller 35, and the other roller is grounded. In addition, the density sensor 35 </ b> A is disposed opposite to the circumferential surface of the intermediate transfer belt 331 at a position upstream of the drive roller 332 in the rotation direction of the intermediate transfer belt 331. The density sensor 35A outputs an electrical signal corresponding to the density of the image formed on the intermediate transfer belt 331.

トナー補給部34は、イエロー用トナーコンテナ34Y、マゼンタ用トナーコンテナ34M、シアン用トナーコンテナ34C、及びブラック用トナーコンテナ34Bkを含む。これらトナーコンテナ34Y、34C、34M、34Bkは、それぞれ各色のトナーを貯留するものであり、YMCBk各色に対応する画像形成ユニット32Y、32M、32C、32Bkの現像装置324に、図略の供給経路を通して各色のトナーを供給する。   The toner supply unit 34 includes a yellow toner container 34Y, a magenta toner container 34M, a cyan toner container 34C, and a black toner container 34Bk. These toner containers 34Y, 34C, 34M, and 34Bk respectively store toner of each color, and are supplied to the developing devices 324 of the image forming units 32Y, 32M, 32C, and 32Bk corresponding to each color of YMCBk through a supply path (not shown). Supply toner of each color.

給紙部40は、画像形成処理が施されるシートを収容する2段の給紙カセット40A、40Bを備える。これら給紙カセット40A、40Bは、装置本体10の前方から手前方向に引出可能である。   The paper feed unit 40 includes two-stage paper feed cassettes 40A and 40B that accommodate sheets subjected to image forming processing. These paper feed cassettes 40A and 40B can be pulled out from the front of the apparatus body 10 toward the front.

定着部60は、シートにトナー像を定着させる定着処理を施す誘導加熱方式の定着装置であって、加熱ローラー61、定着ローラー62、加圧ローラー63、定着ベルト64及び誘導加熱ユニット65を含む。定着ローラー62に対して加圧ローラー63が圧接され、定着ニップ部が形成されている。加熱ローラー61及び定着ベルト64は誘導加熱ユニット65によって誘導加熱され、その熱を前記定着ニップ部に与える。シートが定着ニップ部を通過することで、シートに転写されたトナー像が当該シートに定着される。   The fixing unit 60 is an induction heating type fixing device that performs a fixing process for fixing a toner image on a sheet, and includes a heating roller 61, a fixing roller 62, a pressure roller 63, a fixing belt 64, and an induction heating unit 65. A pressure roller 63 is pressed against the fixing roller 62 to form a fixing nip portion. The heating roller 61 and the fixing belt 64 are induction-heated by an induction heating unit 65, and give the heat to the fixing nip portion. As the sheet passes through the fixing nip portion, the toner image transferred to the sheet is fixed to the sheet.

<現像装置の構成>
続いて、現像装置324について詳細に説明する。図2は、現像装置324の内部構造を概略的に示す垂直方向の断面図、図3は、現像装置324の水平方向の断面図である。現像装置324は、該現像装置324の内部空間を画定する現像ハウジング80を含む。この現像ハウジング80には、非磁性体のトナーおよび磁性体のキャリアを含む現像剤を貯留する現像剤貯留部81が備えられている。また、現像ハウジング80の内部には、現像剤貯留部81の上方に配置された磁気ローラー82(現像剤担持体)と、磁気ローラー82の斜め上方位置で磁気ローラー82に対向配置された現像ローラー83(トナー担持体)と、磁気ローラー82に対向配置された現像剤規制ブレード84とが配設されている。
<Configuration of developing device>
Next, the developing device 324 will be described in detail. FIG. 2 is a vertical sectional view schematically showing the internal structure of the developing device 324, and FIG. 3 is a horizontal sectional view of the developing device 324. The developing device 324 includes a developing housing 80 that defines an internal space of the developing device 324. The developing housing 80 is provided with a developer storing portion 81 for storing a developer containing a non-magnetic toner and a magnetic carrier. Further, inside the developing housing 80, a magnetic roller 82 (developer carrying member) disposed above the developer reservoir 81, and a developing roller disposed opposite to the magnetic roller 82 at a position obliquely above the magnetic roller 82. 83 (toner carrier) and a developer regulating blade 84 disposed opposite to the magnetic roller 82 are disposed.

現像剤貯留部81は、現像装置324の長手方向に延びる2つの隣り合う現像剤貯留室81a,81bを含む。現像剤貯留室81a,81bは、現像ハウジング80に一体に形成され長手方向に延びる仕切り板801によって互いに仕切られているが、図3に示すように、長手方向における両端部において連通路803、804によって互いに連通されている。各現像剤貯留室81a,81bには、軸回りに回転することにより現像剤を攪拌及び搬送するスクリューフィーダー85,86が収容されている。スクリューフィーダー85,86は、図略の駆動機構により回転駆動されるが、その回転方向が互いに逆方向に設定されている。これにより現像剤は、図3に矢印で示すように、現像剤貯留室81aおよび現像剤貯留室81b間を攪拌されつつ循環搬送される。この攪拌により、トナーとキャリアとが混合され、トナーが例えばプラスに帯電される。   The developer storage unit 81 includes two adjacent developer storage chambers 81 a and 81 b extending in the longitudinal direction of the developing device 324. The developer storage chambers 81a and 81b are separated from each other by a partition plate 801 that is integrally formed with the developing housing 80 and extends in the longitudinal direction. However, as shown in FIG. 3, communication paths 803 and 804 are formed at both ends in the longitudinal direction. Are in communication with each other. The developer storage chambers 81a and 81b accommodate screw feeders 85 and 86 that rotate and rotate the shaft to agitate and convey the developer. The screw feeders 85 and 86 are rotationally driven by a drive mechanism (not shown), but their rotational directions are set in opposite directions. As a result, the developer is circulated and conveyed between the developer storage chamber 81a and the developer storage chamber 81b as shown by the arrows in FIG. By this stirring, the toner and the carrier are mixed, and the toner is charged positively, for example.

磁気ローラー82は、現像装置324の長手方向に沿って配設されており、図2では時計方向に回転可能である。磁気ローラー82の内部には、固定式の所謂磁石ロール(図示せず)が配置されている。磁石ロールは複数の磁極を有しており、本実施形態では汲上極821、規制極822及び主極823を有する。汲上極821は現像剤貯留部81に対向し、規制極822は現像剤規制ブレード84に対向し、主極823は現像ローラー83に対向している。   The magnetic roller 82 is disposed along the longitudinal direction of the developing device 324 and can be rotated clockwise in FIG. A fixed so-called magnet roll (not shown) is arranged inside the magnetic roller 82. The magnet roll has a plurality of magnetic poles. In this embodiment, the magnet roll has a drawing pole 821, a regulation pole 822, and a main pole 823. The scooping pole 821 faces the developer storage section 81, the regulation pole 822 faces the developer regulation blade 84, and the main pole 823 faces the developing roller 83.

磁気ローラー82は、汲上極821の磁力によって現像剤貯留部81から現像剤をその周面82A上に磁気的に汲み上げる(受け取る)。汲み上げられた現像剤は、磁気ローラー82の周面82A上に磁気的に現像剤層(磁気ブラシ層)として保持され、磁気ローラー82の回転に伴って現像剤規制ブレード84に向けて搬送される。   The magnetic roller 82 magnetically pumps (receives) the developer from the developer reservoir 81 onto its peripheral surface 82A by the magnetic force of the pumping pole 821. The developer drawn up is magnetically held as a developer layer (magnetic brush layer) on the peripheral surface 82A of the magnetic roller 82, and is conveyed toward the developer regulating blade 84 as the magnetic roller 82 rotates. .

現像剤規制ブレード84は、磁気ローラー82の回転方向から見て現像ローラー83よりも上流側に配置され、磁気ローラー82の周面82Aに磁気的に付着した現像剤層の層厚を規制する。現像剤規制ブレード84は、磁気ローラー82の長手方向に沿って延びる磁性材料からなる板部材であり、現像ハウジング80の適所に固定された所定の支持部材841によって支持されている。また、現像剤規制ブレード84は、磁気ローラー82の周面82Aとの間で所定の寸法の規制ギャップGを形成する規制面842(つまり現像剤規制ブレード84の先端面)を有する。   The developer regulating blade 84 is disposed on the upstream side of the developing roller 83 when viewed from the rotation direction of the magnetic roller 82, and regulates the layer thickness of the developer layer magnetically attached to the peripheral surface 82 </ b> A of the magnetic roller 82. The developer regulating blade 84 is a plate member made of a magnetic material extending along the longitudinal direction of the magnetic roller 82, and is supported by a predetermined support member 841 fixed at a proper position of the developing housing 80. Further, the developer regulating blade 84 has a regulating surface 842 (that is, the leading end surface of the developer regulating blade 84) that forms a regulating gap G having a predetermined size with the peripheral surface 82A of the magnetic roller 82.

磁性材料から形成された現像剤規制ブレード84は、磁気ローラー82の規制極822によって磁化される。これにより、現像剤規制ブレード84の規制面842と規制極822との間には、すなわち規制ギャップGには、磁路が形成される。汲上極821によって磁気ローラー82の周面82A上に付着した現像剤層が、磁気ローラー82の回転に伴って規制ギャップG内に搬送されると、現像剤層の層厚は規制ギャップGにおいて規制される。これにより、周面82A上には所定厚さの均一な現像剤層が形成される。   The developer regulating blade 84 formed from a magnetic material is magnetized by the regulating pole 822 of the magnetic roller 82. As a result, a magnetic path is formed between the regulating surface 842 of the developer regulating blade 84 and the regulating pole 822, that is, in the regulating gap G. When the developer layer adhering to the peripheral surface 82A of the magnetic roller 82 by the drawing pole 821 is conveyed into the regulation gap G as the magnetic roller 82 rotates, the layer thickness of the developer layer is regulated in the regulation gap G. Is done. Thereby, a uniform developer layer having a predetermined thickness is formed on the peripheral surface 82A.

現像ローラー83は、現像装置324の長手方向に沿って、且つ、磁気ローラー82に対して平行に延びるように配設されており、図2では時計方向に回転可能である。現像ローラー83は、磁気ローラー82の周面82A上に保持された現像剤層に接触した状態で回転しつつ、前記現像剤層からトナーを受け取ってトナー層を担持する周面83Aを有する。現像動作が行なわれる現像時には、前記トナー層のトナーが感光体ドラム321の周面に供給される。   The developing roller 83 is disposed so as to extend along the longitudinal direction of the developing device 324 and in parallel with the magnetic roller 82, and can rotate clockwise in FIG. The developing roller 83 has a peripheral surface 83A that receives toner from the developer layer and carries the toner layer while rotating in contact with the developer layer held on the peripheral surface 82A of the magnetic roller 82. During the development in which the development operation is performed, the toner in the toner layer is supplied to the peripheral surface of the photosensitive drum 321.

現像ローラー83および磁気ローラー82は、駆動部962(回転駆動手段)によって回転駆動される。現像ローラー83の周面83Aと磁気ローラー82の周面82Aとの間には、所定の寸法の隙間Sが形成されている。隙間Sは例えば約130μmに設定されている。現像ローラー83は、現像ハウジング80に形成された開口を通して感光体ドラム321に臨むように配置され、周面83Aと感光体ドラム321の周面との間にも所定の寸法の隙間が形成されている。   The developing roller 83 and the magnetic roller 82 are rotationally driven by a driving unit 962 (rotational driving means). A gap S having a predetermined dimension is formed between the peripheral surface 83A of the developing roller 83 and the peripheral surface 82A of the magnetic roller 82. The gap S is set to about 130 μm, for example. The developing roller 83 is disposed so as to face the photosensitive drum 321 through an opening formed in the developing housing 80, and a gap having a predetermined dimension is also formed between the peripheral surface 83A and the peripheral surface of the photosensitive drum 321. Yes.

<電気的構成、ブロック図>
続いて、画像形成装置1の主要な電気的構成について説明する。画像形成装置1は、当該画像形成装置1の各部の動作を統括的に制御する制御部90を備える。図4は、制御部90の機能ブロック図である。制御部90は、CPU(Central Processing Unit)、制御プログラムを記憶するROM(Read Only Memory)、CPUの作業領域として使用されるRAM(Random Access Memory)等から構成されている。また、制御部90には、前述の画像形成部30に加え、第1印加部88(バイアス印加手段)、第2印加部89(バイアス印加手段)、駆動部962(回転駆動手段)、濃度センサー35A、画像メモリー963、I/F964などが電気的に接続されている。
<Electrical configuration, block diagram>
Next, the main electrical configuration of the image forming apparatus 1 will be described. The image forming apparatus 1 includes a control unit 90 that comprehensively controls the operation of each unit of the image forming apparatus 1. FIG. 4 is a functional block diagram of the control unit 90. The control unit 90 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory) that stores a control program, a RAM (Random Access Memory) that is used as a work area of the CPU, and the like. In addition to the image forming unit 30 described above, the control unit 90 includes a first application unit 88 (bias application unit), a second application unit 89 (bias application unit), a drive unit 962 (rotation drive unit), and a density sensor. 35A, an image memory 963, an I / F 964, and the like are electrically connected.

第1印加部88は、直流電源と交流電源とから構成され、バイアス制御部94(バイアス制御手段)からの制御信号に基づき、現像装置324内の磁気ローラー82にバイアスを印加する。同様に、第2印加部89は、直流電源と交流電源とから構成され、バイアス制御部94からの制御信号に基づき、現像装置324内の現像ローラー83にバイアスを印加する。   The first application unit 88 includes a DC power source and an AC power source, and applies a bias to the magnetic roller 82 in the developing device 324 based on a control signal from the bias control unit 94 (bias control unit). Similarly, the second application unit 89 includes a DC power supply and an AC power supply, and applies a bias to the developing roller 83 in the developing device 324 based on a control signal from the bias control unit 94.

駆動部962は、モーター及びそのトルクを伝達するギア機構からなり、制御部90からの制御信号に応じて、後記の現像動作及び回収動作時に、現像装置324内の現像ローラー83、磁気ローラー82およびスクリューフィーダー85、86などを回転駆動させる。   The drive unit 962 includes a motor and a gear mechanism that transmits torque thereof, and in accordance with a control signal from the control unit 90, a developing roller 83, a magnetic roller 82, and a Screw feeders 85 and 86 are driven to rotate.

濃度センサー35Aは、中間転写ベルト331上に形成されたトナー像の画像濃度を検知し、電気信号に変換する。濃度センサー35Aは、回転駆動された中間転写ベルト125のベルト表面に光を発光する発光部と、該ベルト表面からの反射光を受光する受光部とを備える(不図示)。濃度センサー35Aから出力された画像濃度に関する情報は、バイアス制御部94によって参照され、後記する現像バイアス調整動作に反映される。   The density sensor 35A detects the image density of the toner image formed on the intermediate transfer belt 331 and converts it into an electrical signal. The density sensor 35A includes a light emitting unit that emits light to the belt surface of the rotationally driven intermediate transfer belt 125, and a light receiving unit that receives reflected light from the belt surface (not shown). Information relating to the image density output from the density sensor 35A is referred to by the bias controller 94 and is reflected in the developing bias adjustment operation described later.

画像メモリー963は、当該画像形成装置1がプリンターとして機能する場合に、例えばパーソナルコンピューターなどの外部機器から与えられる印刷用画像データを一時的に記憶する。また、画像メモリー963は、画像形成装置1が複写機として機能する場合には、ADF20により光学的に読み取られた画像データを一時的に記憶する。   The image memory 963 temporarily stores image data for printing given from an external device such as a personal computer when the image forming apparatus 1 functions as a printer. The image memory 963 temporarily stores image data optically read by the ADF 20 when the image forming apparatus 1 functions as a copying machine.

I/F964は、外部機器とのデータ通信を実現させるためのインターフェイス回路であり、例えば画像形成装置1と外部機器とを接続するネットワークの通信プロトコルに従った通信信号を作成すると共に、ネットワーク側からの通信信号を画像形成装置1が処理可能な形式のデータに変換する。パーソナルコンピューター等から送信される印刷指示信号はI/F964を介して制御部90に与えられ、また画像データは、I/F964を介して画像メモリー963に記憶される。   The I / F 964 is an interface circuit for realizing data communication with an external device. For example, the I / F 964 creates a communication signal in accordance with a network communication protocol for connecting the image forming apparatus 1 and the external device, and from the network side. Are converted into data in a format that can be processed by the image forming apparatus 1. A print instruction signal transmitted from a personal computer or the like is given to the control unit 90 via the I / F 964, and image data is stored in the image memory 963 via the I / F 964.

制御部90は、前記CPUがROMに記憶された制御プログラムを実行することにより、モード判定部91、時間積算部92、濃度情報記憶部93、バイアス制御部94(バイアス制御手段)及び電位差記憶部95を備えるように機能する。   The control unit 90 executes a control program stored in the ROM by the CPU, whereby a mode determination unit 91, a time integration unit 92, a density information storage unit 93, a bias control unit 94 (bias control unit), and a potential difference storage unit. 95 to function.

モード判定部91は、回収モードを実行させるか否かの判定動作を実行する。本実施形態では、現像条件に応じて、回収モード1または回収モード2が選択、実行される。回収モード1は、現像ローラー83および磁気ローラー82の回転時間において1回転分、現像ローラー83上のトナーを磁気ローラー82側に回収する。回収モード2は、現像ローラー83および磁気ローラー82の2回転以上の周回に対して、現像ローラー83上のトナーを磁気ローラー82側に回収する。モード判定部91は、現像条件を推定するために、時間積算部92が積算する現像ローラー83の低印字率の駆動累積時間Tを参照し、その値の大小に応じて、回収モードの実行要否を判定する。   The mode determination part 91 performs the determination operation | movement of whether to perform collection | recovery mode. In the present embodiment, the collection mode 1 or the collection mode 2 is selected and executed according to the development conditions. In the collection mode 1, the toner on the developing roller 83 is collected on the magnetic roller 82 side for one rotation in the rotation time of the developing roller 83 and the magnetic roller 82. In the collection mode 2, the toner on the developing roller 83 is collected on the magnetic roller 82 side with respect to two or more rotations of the developing roller 83 and the magnetic roller 82. In order to estimate the development conditions, the mode determination unit 91 refers to the driving accumulated time T of the low printing rate of the developing roller 83 accumulated by the time accumulating unit 92, and the collection mode needs to be executed according to the magnitude of the value. Determine no.

時間積算部92は、現像条件を推定するために、現像ローラー83の低印字率の駆動累積時間Tを積算し、一時的に記憶する。ここで、低印字率の駆動累積時間Tとは、現像ローラー83の回転において、低印字率の画像を作像する際の回転時間を意味する。時間積算部92は、低印字率の画像把握のために、画像メモリー963から画像情報を受け取り、予め定められた印字率以下の場合にのみ、現像ローラー83の回転時間を積算する。低印字率の駆動累積時間Tは、後記の回収モード2が実行されると、ゼロリセットされる。   In order to estimate the development conditions, the time integration unit 92 integrates the drive accumulation time T with a low printing rate of the development roller 83 and temporarily stores it. Here, the driving accumulation time T with a low printing rate means a rotation time when an image with a low printing rate is formed in the rotation of the developing roller 83. The time integration unit 92 receives image information from the image memory 963 for grasping an image with a low printing rate, and integrates the rotation time of the developing roller 83 only when the printing rate is equal to or lower than a predetermined printing rate. The drive accumulation time T with a low printing rate is reset to zero when the collection mode 2 described later is executed.

濃度情報記憶部93は、現像バイアス調整動作において、濃度センサー35Aが検出した中間転写ベルト331上の画像濃度情報と比較される濃度閾値D1、D2を予め格納している。濃度閾値D1、D2は、中間転写ベルト331上に作成された基準画像の濃度と比較されるための許容上下限の閾値である。該比較結果に応じて、画像濃度の濃さが判定され、画像濃度を許容範囲に収めるために、制御部90によって現像バイアスが調整される。   The density information storage unit 93 stores density threshold values D1 and D2 to be compared with image density information on the intermediate transfer belt 331 detected by the density sensor 35A in the developing bias adjustment operation. The density threshold values D1 and D2 are allowable upper and lower threshold values to be compared with the density of the reference image created on the intermediate transfer belt 331. The density of the image density is determined according to the comparison result, and the developing bias is adjusted by the control unit 90 in order to keep the image density within an allowable range.

バイアス制御部94(バイアス制御手段)は、現像動作の実行に際し、現像ローラー83および磁気ローラー82へのバイアス設定値を決定し、第1印加部88および第2印加部89を制御して、現像バイアスを印加させる。また、バイアス制御部94は、現像バイアス調整動作を実行し、濃度センサー35Aによる濃度検出結果に応じて、現像バイアスを変更する。更に、バイアス制御部94は、回収動作の実行に際し、現像ローラー83および磁気ローラー82へのバイアス設定値を決定し、第1印加部88および第2印加部89を制御して、回収バイアスを印加させる。   The bias controller 94 (bias controller) determines a bias setting value for the developing roller 83 and the magnetic roller 82 when executing the developing operation, and controls the first application unit 88 and the second application unit 89 to perform development. Apply a bias. In addition, the bias controller 94 executes a developing bias adjustment operation and changes the developing bias according to the density detection result by the density sensor 35A. Further, the bias control unit 94 determines the bias setting values for the developing roller 83 and the magnetic roller 82 when executing the recovery operation, and controls the first application unit 88 and the second application unit 89 to apply the recovery bias. Let

電位差記憶部95は、種々の条件下においてバイアス制御部94が設定する現像動作時の現像バイアス及び回収動作時の回収バイアス、並びに磁気ローラー82と現像ローラー83との電位差の設定値を記憶する。   The potential difference storage unit 95 stores a developing bias during a developing operation and a collecting bias during a collecting operation set by the bias control unit 94 under various conditions, and a set value of a potential difference between the magnetic roller 82 and the developing roller 83.

<現像バイアスの印加、現像動作について>
次に、図5を参照して、現像装置324のバイアス印加のための構成及び現像動作について説明する。現像装置324は、現像動作を制御するために、第1印加部88と、第2印加部89(いずれもバイアス印加手段)と、第1印加部88および第2印加部89を制御する制御部90とをさらに含む。同図に示すように、第1印加部88は、直列に接続された直流電圧源881と交流電圧源882とを有し、磁気ローラー82に接続されている。直流電圧源881から出力された直流バイアスに交流電圧源882から出力された交流バイアスが重畳された電圧が磁気ローラー82に印加される。第2印加部89は、直列に接続された直流電圧源891と交流電圧源892とを有し、現像ローラー83に接続されている。直流電圧源891から出力された直流バイアスに交流電圧源892から出力された交流バイアスが重畳された電圧が、現像ローラー83に印加される。
<Application of development bias and development operation>
Next, with reference to FIG. 5, a configuration for bias application of the developing device 324 and a developing operation will be described. The developing device 324 controls the first application unit 88, the second application unit 89 (both bias application means), and the control unit that controls the first application unit 88 and the second application unit 89 in order to control the development operation. 90. As shown in the figure, the first application unit 88 has a DC voltage source 881 and an AC voltage source 882 connected in series, and is connected to the magnetic roller 82. A voltage obtained by superimposing the AC bias output from the AC voltage source 882 on the DC bias output from the DC voltage source 881 is applied to the magnetic roller 82. The second application unit 89 includes a DC voltage source 891 and an AC voltage source 892 connected in series, and is connected to the developing roller 83. A voltage obtained by superimposing the AC bias output from the AC voltage source 892 on the DC bias output from the DC voltage source 891 is applied to the developing roller 83.

磁気ローラー82および現像ローラー83に印加される直流バイアスおよび交流バイアスの値は、現像装置324が感光体ドラム321の周面上にトナーを供給する(静電潜像を現像する)現像動作に際し、供給されるトナーの帯電性に応じて変更される。また、現像動作終了後に、現像ローラー83に付着したトナーを磁気ローラー82に回収するための回収動作において、更に異なるバイアスの値が磁気ローラー82および現像ローラー83に印加される。   The values of the direct current bias and the alternating current bias applied to the magnetic roller 82 and the developing roller 83 are determined when the developing device 324 supplies toner onto the peripheral surface of the photosensitive drum 321 (develops the electrostatic latent image). It is changed according to the charging property of the supplied toner. Further, in the collecting operation for collecting the toner adhering to the developing roller 83 to the magnetic roller 82 after completion of the developing operation, different bias values are applied to the magnetic roller 82 and the developing roller 83.

次に、感光体ドラム321上の静電潜像の現像メカニズム(現像動作)を説明する。磁気ローラー82の周面82A上の磁気ブラシ層は、現像剤規制ブレード84によって層厚が均一に規制された後、磁気ローラー82の回転に伴って現像ローラー83に向けて搬送される。その後、隙間S(図2)の領域において、磁気ブラシ層中の多数の磁気ブラシDBが、回転中の現像ローラー83の周面83Aに接触する。   Next, the developing mechanism (developing operation) of the electrostatic latent image on the photosensitive drum 321 will be described. The magnetic brush layer on the peripheral surface 82 </ b> A of the magnetic roller 82 is transported toward the developing roller 83 as the magnetic roller 82 rotates after the layer thickness is uniformly regulated by the developer regulating blade 84. Thereafter, in the region of the gap S (FIG. 2), a large number of magnetic brushes DB in the magnetic brush layer come into contact with the peripheral surface 83A of the rotating developing roller 83.

このとき、バイアス制御部94は、第1印加部88および第2印加部89を制御して所定の直流バイアスおよび交流バイアスを磁気ローラー82および現像ローラー83のそれぞれに印加する。これにより、磁気ローラー82の周面82Aと現像ローラー83の周面83Aとの間に所定の電位差(現像用電位差)が生じる。この電位差により、周面82Aと周面83Aとの対向位置において(主極823(図2)と周面83Aとの対向位置において)、磁気ブラシDBからトナーTのみが周面83Aに移動し、磁気ブラシDBのキャリアCと残留する一部のトナーとは周面82A上に残る。これにより、現像ローラー83の周面83A上に所定厚さのトナー層TLが担持される。   At this time, the bias controller 94 controls the first application unit 88 and the second application unit 89 to apply a predetermined DC bias and AC bias to the magnetic roller 82 and the developing roller 83, respectively. As a result, a predetermined potential difference (developing potential difference) is generated between the peripheral surface 82A of the magnetic roller 82 and the peripheral surface 83A of the developing roller 83. Due to this potential difference, only the toner T moves from the magnetic brush DB to the peripheral surface 83A at a position where the peripheral surface 82A and the peripheral surface 83A face each other (at a position where the main pole 823 (FIG. 2) faces the peripheral surface 83A). The carrier C of the magnetic brush DB and a part of the remaining toner remain on the peripheral surface 82A. Accordingly, the toner layer TL having a predetermined thickness is carried on the peripheral surface 83A of the developing roller 83.

周面83A上のトナー層TLは、現像ローラー83の回転に伴って感光体ドラム321の周面に向けて搬送される。現像ローラー83には、直流電圧と交流電圧との重畳電圧が印加されている。したがって、静電潜像に応じて表面に電位を有している感光体ドラム321の周面と該現像ローラー83の周面83Aとの間には所定の電位差が生じている。この電位差により、トナー層TLのトナーTが感光体ドラム321の周面に移動する。これにより、感光体ドラム321の周面上の静電潜像が現像され、トナー像が形成される。   The toner layer TL on the circumferential surface 83A is conveyed toward the circumferential surface of the photosensitive drum 321 as the developing roller 83 rotates. A superimposed voltage of a DC voltage and an AC voltage is applied to the developing roller 83. Therefore, a predetermined potential difference is generated between the peripheral surface of the photosensitive drum 321 having a potential on the surface according to the electrostatic latent image and the peripheral surface 83A of the developing roller 83. Due to this potential difference, the toner T in the toner layer TL moves to the peripheral surface of the photosensitive drum 321. Thereby, the electrostatic latent image on the peripheral surface of the photosensitive drum 321 is developed, and a toner image is formed.

なお、バイアス制御部94が、現像動作時において第1印加部88及び第2印加部89を制御して、磁気ローラー82及び現像ローラー83に印加する現像バイアスの一例は次の通りである。   An example of the developing bias applied to the magnetic roller 82 and the developing roller 83 by the bias control unit 94 controlling the first applying unit 88 and the second applying unit 89 during the developing operation is as follows.

磁気ローラー82の直流バイアスVmag_dc;350V
現像ローラー83の直流バイアスVslv_dc;50V
磁気ローラー82の交流バイアスVmag_ac;2500V(4.7kHz)
現像ローラー83の交流バイアスVslv_ac;1500V(4.7kHz)
感光体ドラム321−現像ローラー83間のバイアスのDuty比;43%
現像ローラー83−磁気ローラー82間のバイアスのDuty比;70%
DC bias Vmag_dc of magnetic roller 82; 350V
DC bias Vslv_dc of developing roller 83; 50V
AC bias Vmag_ac of magnetic roller 82; 2500 V (4.7 kHz)
AC bias Vslv_ac of developing roller 83; 1500 V (4.7 kHz)
Duty ratio of bias between photosensitive drum 321 and developing roller 83; 43%
Duty ratio of bias between developing roller 83 and magnetic roller 82; 70%

<現像バイアスの調整について>
次に、トナーの帯電量(現像条件)に応じた現像バイアスの調整動作について説明する。現像装置324内のトナーの帯電量は、画像形成装置1の使用時間や周辺の温度環境などに伴って変化する。この際、先に例示した現像バイアスを固定値として継続的に採用すると、トナーの帯電量(電荷)が変化しているにも関わらず、設定される現像バイアスが一定となる。この結果、感光体ドラム321への現像量(トナー供給量)が変化し、最終的に転写されたシート上での濃度変化に繋がる。このため、本実施形態では、中間転写ベルト331上に形成された濃度検出用画像の濃度が濃度センサー35Aによって検知される。その検知結果(現像条件)に応じて、バイアス制御部94が現像バイアスを制御する。
<Adjustment of development bias>
Next, the developing bias adjustment operation according to the toner charge amount (developing conditions) will be described. The charge amount of the toner in the developing device 324 varies with the usage time of the image forming apparatus 1 and the surrounding temperature environment. At this time, if the development bias exemplified above is continuously adopted as a fixed value, the set development bias becomes constant despite the change in the charge amount (charge) of the toner. As a result, the development amount (toner supply amount) to the photosensitive drum 321 changes, which leads to a change in density on the finally transferred sheet. For this reason, in this embodiment, the density sensor 35A detects the density of the density detection image formed on the intermediate transfer belt 331. Depending on the detection result (development conditions), the bias controller 94 controls the development bias.

図6は、現像バイアス調整動作のフローチャートである。現像バイアス調整動作の開始に伴い、制御部90は、画像形成部30を制御し、中間転写ベルト331上に濃度検出用画像を作成させる。更に、制御部90は、濃度センサー35Aを制御して、作成した濃度検出用画像の画像濃度を検知させる(ステップS010)。   FIG. 6 is a flowchart of the developing bias adjustment operation. With the start of the developing bias adjustment operation, the control unit 90 controls the image forming unit 30 to create a density detection image on the intermediate transfer belt 331. Further, the control unit 90 controls the density sensor 35A to detect the image density of the created density detection image (step S010).

濃度センサー35Aによって検知された濃度情報は、制御部90によって、予め濃度情報記憶部93に格納された下限濃度閾値D1と比較される(ステップS020)。ここで、検知された画像濃度が、下限濃度閾値D1以上である場合(ステップS020でYES)、制御部90は、上限濃度閾値D2との比較に進む(ステップS030)。一方、検知された画像濃度が、下限濃度閾値D1未満である場合(ステップS020でNO)、制御部90は、画像濃度が薄い(トナーの帯電量が高い)と判断し、現像バイアスを調整して、現像用電位差の拡大を実行する(ステップS060)。   The density information detected by the density sensor 35A is compared with the lower limit density threshold value D1 stored in the density information storage unit 93 in advance by the control unit 90 (step S020). If the detected image density is equal to or higher than the lower limit density threshold D1 (YES in step S020), the control unit 90 proceeds to comparison with the upper limit density threshold D2 (step S030). On the other hand, when the detected image density is less than the lower limit density threshold D1 (NO in step S020), the control unit 90 determines that the image density is low (toner charge amount is high) and adjusts the developing bias. Then, the development potential difference is enlarged (step S060).

ステップS030では、制御部90は、検知された画像濃度と上限濃度閾値D2との比較を行う。ここで、検知された画像濃度が、D2以上である場合(ステップS030でNO)、制御部90は、画像濃度が濃い(トナーの帯電量が低い)と判断し、現像バイアスを調整して、現像用電位差の縮小を実行する(ステップS050)。なお、検知された画像濃度が、D2未満である場合は(ステップS030でYES)、制御部90は、画像濃度が適正範囲内と判断し、現像バイアスの調整動作を実行せず、制御を終了する(ステップS040)。   In step S030, the control unit 90 compares the detected image density with the upper limit density threshold D2. If the detected image density is D2 or higher (NO in step S030), the control unit 90 determines that the image density is high (toner charge amount is low), adjusts the developing bias, and The development potential difference is reduced (step S050). If the detected image density is less than D2 (YES in step S030), the control unit 90 determines that the image density is within the appropriate range, does not execute the developing bias adjustment operation, and ends the control. (Step S040).

なお、本実施形態において、上記の現像バイアスの調整動作における現像用電位差の拡大、縮小は、バイアス制御部94によって段階的に実行される。すなわち、制御部90によって、ステップS050での縮小またはステップS060での拡大が判断されると、バイアス制御部94は、第1印加部88及び第2印加部89を制御して、現像用電位差を調整する。この際、バイアス制御部94は、たとえば、磁気ローラー82の直流バイアス成分を10Vずつ変更し、現像バイアス(現像用電位差)を調整する。なお、制御部90は、現像バイアスの調整後、調整された最新の現像バイアス情報を、電位差記憶部95に格納する。   In the present embodiment, the bias control unit 94 performs stepwise expansion and reduction of the developing potential difference in the developing bias adjustment operation. That is, when the control unit 90 determines that the reduction in step S050 or the expansion in step S060 is performed, the bias control unit 94 controls the first application unit 88 and the second application unit 89 so as to set the development potential difference. adjust. At this time, the bias controller 94 changes the DC bias component of the magnetic roller 82 by 10 V, for example, and adjusts the developing bias (developing potential difference). The control unit 90 stores the adjusted latest development bias information in the potential difference storage unit 95 after adjusting the development bias.

以上のように、本実施形態では、トナーの帯電量に応じた画像濃度の変化を抑制するため、現像条件としての中間転写ベルト331上に作成した濃度検出用画像の画像濃度に応じて、現像バイアスの調整動作が実行される。なお、上記の現像バイアス調整動作は、画像形成装置1が出力するシート枚数を所定枚数カウントした後や、画像形成装置1の使用時間を所定時間カウントした後、あるいは、装置周辺の温度環境の急激な変化などを検出した後に、実行される態様が好ましい。   As described above, in this embodiment, development is performed according to the image density of the density detection image created on the intermediate transfer belt 331 as a development condition in order to suppress a change in image density according to the toner charge amount. A bias adjustment operation is performed. The developing bias adjustment operation described above is performed after a predetermined number of sheets output from the image forming apparatus 1 are counted, a usage time of the image forming apparatus 1 is counted for a predetermined time, or the temperature environment around the apparatus is rapidly increased. It is preferable to execute the mode after detecting a change or the like.

<回収動作の説明>
次に、本発明の第1の実施形態における現像装置324内の回収動作について説明する。図7(a)は、現像ローラー83から磁気ローラー82側へのトナーの回収動作を説明するための模式図である。この回収動作は、先の現像動作が実行されていないタイミングであって、たとえば画像形成動作中のシート間に相当する時間や、画像形成動作後などに実行される。
<Description of collection operation>
Next, the collection operation in the developing device 324 in the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 7A is a schematic diagram for explaining the toner collecting operation from the developing roller 83 to the magnetic roller 82 side. This collection operation is performed at a timing when the previous developing operation is not performed, for example, a time corresponding to the interval between sheets during the image forming operation, or after the image forming operation.

実際の現像動作では、トナー層TL中のトナーTのうち、感光体ドラム321に移動せず周面83A上に残留する残留トナーRTが発生する。残留トナーRTは、現像ローラー83の回転に伴って周面83Aと磁気ローラー82の周面82Aとの対向位置に搬送されたとき、磁気ブラシDBによる掻き取り力と両ローラー82、83間の電気的な力とによって回収される。回収した残留トナーRTを有する磁気ブラシDBは、磁気ローラー82の回転に伴って主極823よりも下流側に搬送されると、前記磁石ロールの回収極(図示せず)の磁力によって周面82Aから回収され、スクリューフィーダー85、86を収容する現像剤貯留部81(図2)に戻される。   In the actual developing operation, of the toner T in the toner layer TL, residual toner RT that does not move to the photosensitive drum 321 but remains on the peripheral surface 83A is generated. When the residual toner RT is conveyed to a position where the peripheral surface 83A and the peripheral surface 82A of the magnetic roller 82 face each other as the developing roller 83 rotates, the scraping force by the magnetic brush DB and the electric power between the rollers 82 and 83 are transferred. It is recovered by the force. When the magnetic brush DB having the collected residual toner RT is conveyed to the downstream side of the main pole 823 as the magnetic roller 82 rotates, the peripheral surface 82A is generated by the magnetic force of the collecting pole (not shown) of the magnet roll. And returned to the developer reservoir 81 (FIG. 2) that houses the screw feeders 85 and 86.

ここで、バイアス制御部94が、回収動作のために設定する回収バイアスBrの一例は、次の通りである。   Here, an example of the recovery bias Br set by the bias control unit 94 for the recovery operation is as follows.

磁気ローラー82の直流バイアスVmag_dc;150V
現像ローラー83の直流バイアスVslv_dc;50V
磁気ローラー82の交流バイアスVmag_ac;600V(3.6kHz)
現像ローラー83の交流バイアスVslv_ac;1000V(3.6kHz)
感光体ドラム321−現像ローラー83間のバイアスのDuty比;30%
現像ローラー83−磁気ローラー82間のバイアスのDuty比;70%
DC bias Vmag_dc of magnetic roller 82; 150V
DC bias Vslv_dc of developing roller 83; 50V
AC bias Vmag_ac of magnetic roller 82; 600 V (3.6 kHz)
AC bias Vslv_ac of developing roller 83; 1000 V (3.6 kHz)
Duty ratio of bias between the photosensitive drum 321 and the developing roller 83; 30%
Duty ratio of bias between developing roller 83 and magnetic roller 82; 70%

上記の回収バイアスBrが、現像ローラー83および磁気ローラー82に印加されることで、現像ローラー83の周面83Aと磁気ローラー82の周面82Aとの間には、図7(b)に示すように、交流波形を有する回収用電位差が設定される。図中、duty1+duty2が交流波形の1周期に相当し、回収動作では、現像ローラー83および磁気ローラー82の1回転に対して、この交流波形が複数周期分、印加される。なお、Vrmvは現像ローラー83における直流バイアス電位を意味する。   7B is applied between the peripheral surface 83A of the developing roller 83 and the peripheral surface 82A of the magnetic roller 82 by applying the recovery bias Br to the developing roller 83 and the magnetic roller 82. In addition, a recovery potential difference having an AC waveform is set. In the figure, duty1 + duty2 corresponds to one cycle of the AC waveform. In the collecting operation, this AC waveform is applied for a plurality of cycles for one rotation of the developing roller 83 and the magnetic roller 82. Vrmv means a DC bias potential in the developing roller 83.

画像形成装置1によって出力される画像の中には、用紙面積に対する印字率が数%程度という比較的トナー消費が少ない条件が存在する。このような条件においては、現像装置324内で消費されずに循環し続けるトナーが増え、トナーの帯電量が高くなることがある(チャージアップ現象)。この場合、トナー層TL中には、感光体ドラム321側に飛翔しにくい小粒径のトナーが多く存在することとなる。したがって、上記の回収動作を促進させ、現像ローラー83から磁気ローラー82に、小粒径トナーの回収を定期的に実行する必要がある。   In the image output by the image forming apparatus 1, there is a condition that the toner consumption is relatively low such that the printing rate with respect to the sheet area is about several percent. Under such conditions, the amount of toner that continues to circulate without being consumed in the developing device 324 may increase, and the charge amount of the toner may increase (charge-up phenomenon). In this case, in the toner layer TL, there are many toners having a small particle diameter that are difficult to fly to the photosensitive drum 321 side. Therefore, it is necessary to promote the above collection operation and periodically collect the small particle diameter toner from the developing roller 83 to the magnetic roller 82.

本実施形態では、このような条件下であっても、効率的に磁気ローラー82側にトナーを回収させるために、異なる2種の回収モードを有する。   In the present embodiment, even under such conditions, in order to efficiently collect toner on the magnetic roller 82 side, there are two different collection modes.

<回収モードの説明>
本実施形態では、回収モードとして、回収モード1及び回収モード2が備えられている。回収モード1は、前述の回収バイアスBrが印加される回収動作が現像ローラー83および磁気ローラー82の回転時間において1回転分、実行されるものである。原則として、画像形成動作が終了する度に、回収モード1が実行される。また、回収モード2は、現像ローラー83および磁気ローラー82の2回転以上の周回に対して、回収動作が実行されるものであり、後述のフローチャートの条件を満たした場合に、回収モード1に代わって実行される。回収モード2は、回収モード1に比べて、多くのトナーを回収することが可能である。
<Description of collection mode>
In the present embodiment, a recovery mode 1 and a recovery mode 2 are provided as the recovery modes. In the recovery mode 1, the recovery operation to which the recovery bias Br is applied is executed for one rotation in the rotation time of the developing roller 83 and the magnetic roller 82. In principle, the collection mode 1 is executed every time the image forming operation is completed. In the collection mode 2, the collection operation is performed for two or more rotations of the developing roller 83 and the magnetic roller 82, and the collection mode 1 is substituted when the conditions of the flowchart described later are satisfied. Executed. The collection mode 2 can collect more toner than the collection mode 1.

図8は、これらの回収モードが選択される際のフローチャートである。制御部90は、通常の画像形成動作の開始(ステップS110)および終了(ステップS120)を制御したのち、モード判定部91に回収モードの判定を実行させる(ステップS130)。モード判定部91は、時間積算部92が積算する低印字率条件での現像ローラー83の駆動累積時間Tと、予め設定された時間閾値T1とを比較する。ここで、駆動累積時間Tが、時間閾値T1よりも小さい場合は(ステップS130でYES)、低印字率条件での現像ローラー83の駆動時間が短いため、モード判定部91は、最低限の回収動作でトナーの回収は可能であると判定する。この結果、制御部90によって、回収モード1が実行される(ステップS140)。   FIG. 8 is a flowchart when these collection modes are selected. The control unit 90 controls the start (step S110) and end (step S120) of the normal image forming operation, and then causes the mode determination unit 91 to execute the recovery mode determination (step S130). The mode determination unit 91 compares the cumulative driving time T of the developing roller 83 under the low printing rate condition integrated by the time integration unit 92 with a preset time threshold value T1. Here, when the drive accumulation time T is smaller than the time threshold value T1 (YES in step S130), the drive time of the developing roller 83 under the low printing rate condition is short. It is determined that the toner can be collected by the operation. As a result, the collection mode 1 is executed by the control unit 90 (step S140).

一方、駆動累積時間Tが、時間閾値T1よりも大きい場合は(ステップS130でNO)、低印字率条件での現像ローラー83の駆動時間が長いことを意味し、現像ローラー83には小粒径トナーが多く残留している可能性がある。したがって、モード判定部91は、回収モード2の実行が必要であると判定する。この結果、制御部90によって、回収モード2が実行される(ステップS150)。   On the other hand, when the driving cumulative time T is larger than the time threshold T1 (NO in step S130), it means that the driving time of the developing roller 83 under the low printing rate condition is long, and the developing roller 83 has a small particle size. A large amount of toner may remain. Therefore, the mode determination unit 91 determines that the collection mode 2 needs to be executed. As a result, the collection mode 2 is executed by the control unit 90 (step S150).

図9は、回収モードのタイミングチャートの一例である。「Print」は画像形成ジョブのオンオフ時間を表している。図中、P1、P2は通常の印字率で画像形成ジョブが行われたオン時間を意味する。これに対して、P3は、低印字率での画像形成ジョブが行われたオン時間を意味している。また、「Motor」は現像ローラー83の回転駆動時間を意味し、上記の画像形成ジョブP1、P2、P3に対応して、M1、M2、M3の期間で、現像ローラー83が回転駆動される。また、M11、M21、M31は回収モード実行時の現像ローラー83の回転駆動を表す。更に、「Bias(Br)」は回収バイアスの印加を意味し、期間B1、B2、B3はそれぞれ回収モード実行中の現像ローラー83の回転期間M11、M21、M31に対応している。   FIG. 9 is an example of a timing chart in the collection mode. “Print” represents an on / off time of the image forming job. In the figure, P1 and P2 mean on-times when an image forming job is performed at a normal printing rate. On the other hand, P3 means an on-time in which an image forming job is performed at a low printing rate. “Motor” means the rotation driving time of the developing roller 83, and the developing roller 83 is driven to rotate during the periods M1, M2, and M3 corresponding to the image forming jobs P1, P2, and P3. M11, M21, and M31 represent rotational driving of the developing roller 83 when the collection mode is executed. Further, “Bias (Br)” means application of a collection bias, and periods B1, B2, and B3 correspond to rotation periods M11, M21, and M31 of the developing roller 83 during the collection mode, respectively.

図9では、画像形成ジョブP1、P2の終了後に、それぞれ回収モード1が実行されている。駆動部962によって、磁気ローラー82および現像ローラー83が、期間M11、M21の間、1回転ずつ駆動される。この間、磁気ローラー82と現像ローラー83との間には、回収バイアスBrが印加される(期間B1、B2)。   In FIG. 9, the collection mode 1 is executed after the end of the image forming jobs P1 and P2. The driving unit 962 drives the magnetic roller 82 and the developing roller 83 one rotation at a time during the periods M11 and M21. During this time, a recovery bias Br is applied between the magnetic roller 82 and the developing roller 83 (periods B1 and B2).

他方、画像形成ジョブP3の終了後には、時間積算部92が積算する低印字率条件での現像ローラー83の駆動累積時間Tが、予め設定された時間閾値T1を上回ったことによって、回収モード2が実行されている。この場合、磁気ローラー82および現像ローラー83は、期間M31の間、3回転ずつ駆動される。更に、磁気ローラー82と現像ローラー83との間には、回収バイアスBrが、期間M31に対応して印加される(期間B3)。磁気ローラー82および現像ローラー83の3回転分の期間、現像ローラー83からトナーが回収されるため、低印字率条件で現像ローラー83上に堆積した小粒径のトナーを十分回収することができる。なお、制御部90は、回収モード2が実行されると、現像ローラー83上に残留していた小粒径トナーが十分回収されたものとして、駆動累積時間Tの累積をゼロリセットする。   On the other hand, after the end of the image forming job P3, the accumulated accumulation time T of the developing roller 83 under the low printing rate condition accumulated by the time accumulating unit 92 exceeds the preset time threshold value T1, thereby collecting mode 2 Is running. In this case, the magnetic roller 82 and the developing roller 83 are driven every three rotations during the period M31. Further, a recovery bias Br is applied between the magnetic roller 82 and the developing roller 83 corresponding to the period M31 (period B3). Since the toner is collected from the developing roller 83 during the period of three rotations of the magnetic roller 82 and the developing roller 83, the small particle size toner deposited on the developing roller 83 can be sufficiently collected under the low printing rate condition. When the collection mode 2 is executed, the control unit 90 resets the accumulation of the driving accumulation time T to zero, assuming that the small particle size toner remaining on the developing roller 83 is sufficiently collected.

<トナーの帯電量(現像条件)に応じた回収バイアスの調整>
更に、本実施形態では、トナーの帯電量に応じて、回収動作を効果的に実行するために、回収バイアスBrの調整動作が実行される。前述のとおり、現像装置324内での長期的なトナーの循環や、周辺環境の変動などによって、トナーの帯電量(電荷)が変化する場合がある。ここで、印加される回収バイアスBrを一定とすると、トナーの帯電量が高くなった場合に、現像ローラー83から磁気ローラー82へのトナーの回収が不十分となってしまう。この場合、現像されにくいトナーが現像ローラー83上に滞留することによって、画像濃度低下などが生じることとなる。
<Adjustment of recovery bias according to toner charge amount (development conditions)>
Further, in the present embodiment, an adjustment operation of the recovery bias Br is executed in order to effectively execute the recovery operation according to the charge amount of the toner. As described above, the charge amount (charge) of the toner may change due to long-term toner circulation in the developing device 324, changes in the surrounding environment, and the like. Here, if the applied collection bias Br is constant, the toner collection from the developing roller 83 to the magnetic roller 82 becomes insufficient when the charge amount of the toner increases. In this case, the toner that is difficult to develop stays on the developing roller 83, thereby causing a decrease in image density.

そこで、本実施形態では、前述のトナーの帯電量に応じた現像バイアス調整動作時の記憶情報を用いて、回収バイアス調整動作が実行される。図10は、回収バイアス調整動作のフローチャートである。先の回収モードの選択フロー(図8)において、回収モード1または回収モード2が選択された場合、制御部90は、回収動作の実行に先立って、現像バイアスの調整動作において決定された最新の現像バイアスを、電位差記憶部95より入手する(ステップS210)。   Therefore, in the present embodiment, the recovery bias adjustment operation is executed using the stored information at the time of the development bias adjustment operation according to the toner charge amount described above. FIG. 10 is a flowchart of the recovery bias adjustment operation. When the collection mode 1 or the collection mode 2 is selected in the previous collection mode selection flow (FIG. 8), the control unit 90 determines the latest bias determined in the developing bias adjustment operation prior to the execution of the collection operation. The development bias is obtained from the potential difference storage unit 95 (step S210).

制御部90は、入手した最新の現像バイアスを用いて、予め電位差記憶部95に格納されたテーブル値を参照し、回収バイアスBr1を調整する(ステップS220)。なお、本実施形態では、制御部90は、回収バイアスBr1の中で、トナー回収量を調整するパラメータとして、交流バイアスのDuty比(%)を変化させる。表1は、ステップS220において、制御部90が電位差記憶部95から参照するテーブル値の一例である。最新の現像バイアスに対応して、調整される回収バイアスのDuty比(%)が段階的に格納されている。なお、表1では、現像バイアスの下限値をVminとし、最新の現像バイアスが該Vminとの差分で表されている。また、duty1は回収バイアスBr1における負側の印加時間の割合を意味し、duty2は正側の印加時間の割合を意味する。本実施形態では、トナーが正側(プラス)に帯電しているため、duty2に対応して、トナーが磁気ローラー82側に強く回収される(回収性能が発現する)。したがって、現像バイアス(現像用電位差)が現像バイアス調整動作によって拡大されるに伴って、回収バイアスBr1におけるトナーが回収される成分(duty2)が増大するように調整されている。   The controller 90 adjusts the recovery bias Br1 by referring to the table value stored in advance in the potential difference storage unit 95 using the latest development bias obtained (step S220). In the present embodiment, the control unit 90 changes the duty ratio (%) of the AC bias as a parameter for adjusting the toner recovery amount in the recovery bias Br1. Table 1 is an example of a table value that the control unit 90 refers to from the potential difference storage unit 95 in step S220. Corresponding to the latest development bias, the duty ratio (%) of the collection bias to be adjusted is stored stepwise. In Table 1, the lower limit value of the developing bias is Vmin, and the latest developing bias is represented by a difference from the Vmin. Moreover, duty1 means the ratio of the negative application time in the recovery bias Br1, and duty2 means the ratio of the positive application time. In this embodiment, since the toner is charged to the positive side (plus), the toner is strongly collected on the magnetic roller 82 side corresponding to duty 2 (collection performance is developed). Therefore, as the developing bias (developing potential difference) is expanded by the developing bias adjusting operation, the component (duty 2) in which the toner is collected in the collecting bias Br1 is adjusted to increase.

Figure 2013064782
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回収バイアスBr1が調整されると、制御部90は、各回収モードを実行する(ステップS230)。制御部90は、駆動部962を制御して現像ローラー83および磁気ローラー82を回転させるとともに、第1印加部88および第2印加部89を制御して、各ローラーに対して、調整された回収バイアスBr1を印加する。   When the recovery bias Br1 is adjusted, the control unit 90 executes each recovery mode (step S230). The control unit 90 controls the drive unit 962 to rotate the developing roller 83 and the magnetic roller 82 and also controls the first application unit 88 and the second application unit 89 to adjust the collection for each roller. A bias Br1 is applied.

このように、本実施形態では、トナーの帯電量(現像条件)に応じて、回収バイアスBr1が調整される。従って、トナーの帯電量が変化した場合であっても、現像ローラー83から磁気ローラー82へのトナーの回収が効果的に実現される。特に、現像装置内324内のトナーが低印字率条件などによって、チャージアップした場合でも、トナーの回収性能が増大するように制御される。このため、現像ローラー83に小粒径トナーなどの特定のトナーが残存し蓄積することが防止される。また、この際、トナーの帯電量に対応した情報として、現像バイアス調整動作によって決定された最新の現像バイアスが採用される。このため、トナーの消費(現像動作)とトナーの回収のいずれのバイアスも、同時期に調整されるため、常に、使用されているトナーの帯電量に応じた制御が可能となる。   Thus, in the present embodiment, the recovery bias Br1 is adjusted according to the charge amount (development condition) of the toner. Therefore, even when the charge amount of the toner changes, the toner recovery from the developing roller 83 to the magnetic roller 82 is effectively realized. In particular, even when the toner in the developing device 324 is charged up due to a low printing rate condition or the like, the toner collection performance is controlled to increase. For this reason, it is possible to prevent the specific toner such as the small particle size toner from remaining on the developing roller 83 and accumulating. At this time, the latest development bias determined by the development bias adjustment operation is employed as information corresponding to the charge amount of the toner. For this reason, since both biases for toner consumption (development operation) and toner collection are adjusted at the same time, control according to the charge amount of the toner being used is always possible.

<回収動作中の回収バイアスの変更について>
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態では、前述の回収モード2が選択された場合に、回収動作実行中の回収バイアスBr1が回収バイアスBr2として可変制御される点が特徴となっている。
<Change in collection bias during collection operation>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The present embodiment is characterized in that when the recovery mode 2 is selected, the recovery bias Br1 during the recovery operation is variably controlled as the recovery bias Br2.

トナーのチャージアップなどに対応するため、現像ローラー83および磁気ローラー82を複数回回転駆動させ、トナーを回収する回収モード2では、磁気ローラー82側に大量の回収されたトナーが付着する。この場合、スクリューフィーダー85、86(図2)へのトナーの落下、回収が追いつかず、磁気ローラー82上に回収したトナーが堆積することがある。この結果、磁気ローラー82上の見かけの表面電位が変化するために、次の現像動作時に濃度低下などの不具合を生じてしまう。   In the recovery mode 2 in which the developing roller 83 and the magnetic roller 82 are driven to rotate a plurality of times in order to cope with toner charge-up and the toner is recovered, a large amount of recovered toner adheres to the magnetic roller 82 side. In this case, the toner falling and collecting on the screw feeders 85 and 86 (FIG. 2) cannot catch up, and the collected toner may accumulate on the magnetic roller 82. As a result, the apparent surface potential on the magnetic roller 82 changes, causing problems such as a decrease in density during the next development operation.

このため、本実施形態では、回収バイアスBr2が、現像ローラー83および磁気ローラー82が回転駆動される周回ごとに、徐々にトナーの回収性能が低下するように制御される。また、このトナーの回収性能の低下にあたり、本実施形態では、トナー回収量を調整するパラメータとして、回収バイアスBr2における交流バイアスのDuty比(%)が制御される。   For this reason, in the present embodiment, the collection bias Br2 is controlled so that the toner collection performance gradually decreases at each rotation in which the developing roller 83 and the magnetic roller 82 are driven to rotate. In this embodiment, when the toner collection performance is lowered, the duty ratio (%) of the AC bias in the collection bias Br2 is controlled as a parameter for adjusting the toner collection amount.

図11は、本実施形態における回収モード2の実行中、現像ローラー83と磁気ローラー82との間に印加される回収バイアスBr2の波形を模式的に表したものである。同図では、現像ローラー83および磁気ローラー82がそれぞれ3回転ずつ回転され、周回ごとに、異なるDuty比(%)にて、回収バイアスBr2が印加されている。ここで、Duty11、Duty21は各ローラーの1回転目に印加される負側、正側のDuty比を意味する。同様に、Duty12、Duty22は2回転目の負側、正側のDuty比を意味し、Duty13、Duty23は3回転目の負側、正側のDuty比を意味する。   FIG. 11 schematically shows the waveform of the recovery bias Br2 applied between the developing roller 83 and the magnetic roller 82 during the execution of the recovery mode 2 in the present embodiment. In the figure, the developing roller 83 and the magnetic roller 82 are each rotated three times, and the recovery bias Br2 is applied at different duty ratios (%) for each turn. Here, Duty 11 and Duty 21 mean the duty ratio of the negative side and the positive side applied to the first rotation of each roller. Similarly, Duty12 and Duty22 mean the duty ratio of the negative side and the positive side of the second rotation, and Duty13 and Duty23 mean the duty ratio of the negative side and the positive side of the third rotation.

以下に、この回収バイアスBr2のDuty比(%)を例示する。先の実施形態と同じく、この電位設定値も予め電位差記憶部95に格納される。   Hereinafter, the duty ratio (%) of the recovery bias Br2 will be exemplified. As in the previous embodiment, this potential set value is also stored in the potential difference storage unit 95 in advance.

Duty11:34(%)、Duty21:66(%)
Duty12:40(%)、Duty22:60(%)
Duty13:46(%)、Duty23:54(%)
Duty 11: 34 (%), Duty 21: 66 (%)
Duty 12:40 (%), Duty 22:60 (%)
Duty 13: 46 (%), Duty 23: 54 (%)

このように、回収モード2の実行中、現像ローラー83および磁気ローラー82の回転に伴い、トナーの帯電極性と同じ極性側のDuty比がDuty21(66%)から、Duty23(54%)へと減少する。よって、現像ローラー83から磁気ローラー82へのトナーの移動量が減少する(回収性能が低下する)。したがって、回収されたトナーが磁気ローラー82に大量に付着することがなく、回収動作中であっても、磁気ローラー82からスクリューフィーダー86に余裕をもってトナーが落下し、回収されることが可能となる。   Thus, during execution of the collection mode 2, the duty ratio on the same polarity side as the charging polarity of the toner decreases from Duty 21 (66%) to Duty 23 (54%) as the developing roller 83 and the magnetic roller 82 rotate. To do. Therefore, the amount of toner movement from the developing roller 83 to the magnetic roller 82 is reduced (recovery performance is reduced). Accordingly, a large amount of the collected toner does not adhere to the magnetic roller 82, and even during the collecting operation, the toner can fall from the magnetic roller 82 to the screw feeder 86 with a margin and be collected. .

以上、回収バイアスBr2(Duty比)の制御について、所定のタイミングで実行される回収モード2の中でのDuty比の推移として説明した。ここで、この回収バイアスBr2に、前述の第1の実施形態において説明した、トナーの帯電量に応じた回収バイアスBr1の制御をあわせると、電位差記憶部95に格納されるテーブル値は表2に例示するようにマトリクス構造となる。   The control of the recovery bias Br2 (Duty ratio) has been described above as the transition of the duty ratio in the recovery mode 2 executed at a predetermined timing. Here, when the recovery bias Br1 is controlled according to the charge amount of the toner described in the first embodiment, the table value stored in the potential difference storage unit 95 is shown in Table 2. As illustrated, it has a matrix structure.

Figure 2013064782
Figure 2013064782

すなわち、現像バイアスに応じて、言い換えれば、トナーの帯電量に応じて、回収バイアスBr1(=Br2の初期値(1回転目))が選択される。更に、回収モード2が実行される場合は、選択された1回転目の値に応じて、2回転目、3回転目のバイアス設定値(Duty比)が選択される。(なお、1回転分の回収動作を実行する回収モード1が選択された場合は、表2の1回転目の値が選択される。)   That is, the recovery bias Br1 (= the initial value of Br2 (first rotation)) is selected according to the developing bias, in other words, according to the charge amount of the toner. Further, when the recovery mode 2 is executed, the bias setting value (Duty ratio) for the second and third rotations is selected according to the selected first rotation value. (Note that when the recovery mode 1 for executing the recovery operation for one rotation is selected, the value of the first rotation in Table 2 is selected.)

このように本実施形態では、トナーの帯電量に応じた回収バイアスBr1の調整と、回収モード実行中に周回ごとに行われる回収バイアスBr2の変更とが実現可能とされている。したがって、トナーの帯電量が変化した場合であっても、現像ローラー83上に、小粒径トナーなどの現像されにくいトナーが堆積せず、また回収されたトナーが、磁気ローラー82に堆積することを防ぐことが可能となる。   As described above, in this embodiment, it is possible to realize the adjustment of the recovery bias Br1 according to the charge amount of the toner and the change of the recovery bias Br2 that is performed every rotation during the execution of the recovery mode. Therefore, even when the charge amount of the toner changes, toner that is difficult to develop such as small-diameter toner does not accumulate on the developing roller 83, and the collected toner accumulates on the magnetic roller 82. Can be prevented.

以上、本発明の実施形態に係る現像装置324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採用することができる。
(1)上記の実施形態では、回収バイアスBrの中で、トナーの回収量を調整するパラメータとして、交流バイアスのDuty比を変化させて説明したが、これに限るものではない。すなわち、回収動作中のトナーの回収量を制御できるものであればよく、たとえば、交流バイアスのVpp(ピーク・トゥ・ピーク)を変更するものでもよい。
(2)また、上記の実施形態では、時間積算部92が積算する低印字率条件での現像ローラー83の駆動累積時間Tによって、回収モードが選択された。しかしながら、回収モードの選択条件は、これに限るものではなく、たとえば、印字率を問わずに、現像ローラー83の駆動時間を累積し、累積時間に応じて、回収モードを選択する態様でもよい。
(3)また、上記の実施形態では、現像条件の変化として、濃度センサー35Aが検知する画像濃度情報に応じて、現像バイアスが制御され、該現像バイアスの最新の値から回収バイアスが制御される態様について説明した。回収バイアスの制御はこれに限るものではなく、現像条件の変化として、上記の画像濃度情報に加え、トナーの帯電量に相当する特性値を検知し、該結果に応じて回収バイアス(たとえば、Duty比)を直接制御するものであってもよい。
(4)更に、上記の実施形態では、回収モード2における現像ローラー83および磁気ローラー82の回転は、それぞれ3回ずつ回転させる態様で説明したが、これに限るものではなく、2回または4回以上回転させる態様であってもよい、また、周回数は整数倍に限られるものでもない。更に、回収モード2での回転条件を設定するにあたって、回収バイアスBrが、現像ローラー83および磁気ローラー82の1回転単位で、間欠的に印加される態様であってもよい。図12は、その例として、回収モード2が実行される際の回収バイアスBr31およびBr32のバイアス波形を示したものである。いずれも制御部90は、現像ローラー83および磁気ローラー82を3回ずつ回転させ、回収動作を実行している。ここで、回収バイアスBr31では、3回転の周回のうち、2回転目では回収バイアスが印加されないよう、第1印加部88および第2印加部89が制御されている。このため、2回転目の回収動作は、磁気ローラー82の磁気ブラシDBによる掻き取り力(図7)によってのみ実行され、回収バイアスBrが印加される場合に比較して、磁気ローラー82側に回収されるトナー量が少ない。したがって、1回転目に磁気ローラー82上に回収されたトナーが、余裕をもってスクリューフィーダー86側に回収され、磁気ローラー82は、3回転目に回収されるトナーを受け入れることが可能となる。この結果、磁気ローラー82の周面82Aにトナーが過度に堆積することが抑制され、安定的な回収動作を実施することが可能となる。
The developing device 324 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 adopted.
(1) In the above embodiment, the AC bias duty ratio is changed as a parameter for adjusting the toner recovery amount in the recovery bias Br. However, the present invention is not limited to this. In other words, any device capable of controlling the amount of toner collected during the collecting operation may be used. For example, the AC bias Vpp (peak-to-peak) may be changed.
(2) In the above embodiment, the recovery mode is selected based on the cumulative driving time T of the developing roller 83 under the low printing rate condition accumulated by the time accumulating unit 92. However, the selection conditions for the collection mode are not limited to this, and, for example, a mode in which the driving time of the developing roller 83 is accumulated regardless of the printing rate, and the collection mode is selected according to the accumulation time.
(3) In the above embodiment, as a change in the development condition, the development bias is controlled according to the image density information detected by the density sensor 35A, and the recovery bias is controlled from the latest value of the development bias. The embodiment has been described. The control of the collection bias is not limited to this, and as a change in the development condition, a characteristic value corresponding to the charge amount of the toner is detected in addition to the above image density information, and the collection bias (for example, duty) is detected according to the result. The ratio) may be directly controlled.
(4) Further, in the above-described embodiment, the rotation of the developing roller 83 and the magnetic roller 82 in the collection mode 2 has been described as being rotated three times each. However, the present invention is not limited to this. The embodiment may be rotated as described above, and the number of circulations is not limited to an integral multiple. Further, when setting the rotation condition in the collection mode 2, the collection bias Br may be intermittently applied in units of one rotation of the developing roller 83 and the magnetic roller 82. FIG. 12 shows, as an example, bias waveforms of the recovery biases Br31 and Br32 when the recovery mode 2 is executed. In any case, the control unit 90 rotates the developing roller 83 and the magnetic roller 82 three times, and executes a collecting operation. Here, in the recovery bias Br31, the first application unit 88 and the second application unit 89 are controlled so that the recovery bias is not applied in the second rotation of the three rotations. For this reason, the collection operation of the second rotation is executed only by the scraping force (FIG. 7) of the magnetic roller 82 by the magnetic brush DB, and the collection operation is performed on the magnetic roller 82 side as compared with the case where the collection bias Br is applied. The amount of toner used is small. Therefore, the toner collected on the magnetic roller 82 in the first rotation is collected on the screw feeder 86 side with a margin, and the magnetic roller 82 can accept the toner collected in the third rotation. As a result, excessive accumulation of toner on the peripheral surface 82A of the magnetic roller 82 is suppressed, and a stable recovery operation can be performed.

また、回収バイアスBr32では、上記の回収バイアスBr31と比較して、3回転目の回収バイアスが変更されている点が相違している。回収バイアスBr32の3回転目では、第2の実施形態同様、Duty比が変更され、トナーの回収性能が低下するように設定されている。このため、3回転目の回収動作中に磁気ローラー82に堆積するトナーが減少し、回収されたトナーをより安定的にスクリューフィーダー86側に回収させることが可能となる。なお、回収バイアスBr31およびBr32のいずれの場合であっても、3回転の回転動作に限るものではなく、これらの間欠的な回転駆動を繰り返し実行するものであってもよい。   Further, the collection bias Br32 is different from the collection bias Br31 in that the collection bias at the third rotation is changed. At the third rotation of the collection bias Br32, as in the second embodiment, the duty ratio is changed so that the toner collection performance is lowered. For this reason, the toner deposited on the magnetic roller 82 during the third collection operation is reduced, and the collected toner can be collected more stably on the screw feeder 86 side. In either case of the recovery biases Br31 and Br32, the rotation is not limited to three rotations, and these intermittent rotations may be repeatedly executed.

以下、実施例および比較例を挙げて本発明の実施形態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。なお、実施した比較実験での各実験条件は以下のとおりである。
[実施例1〜6、比較例の共通条件]
<感光体ドラム321>
・材料:単層OPC
・線速:130mm/sec
<現像ローラー83>
・直径:16mm
・感光体ドラム321とのギャップ(対向箇所の距離):100μm
・回転数: 252rpm
<磁気ローラー82>
・直径:16mm
・磁気ローラー82と現像ローラー83とのギャップS:280μm
・回転数: 285rpm
<2成分現像剤>
・トナー個数平均粒径:6μm
・キャリア個数平均粒径:35μm
・テスト初期のトナー帯電量:15μC/g
<テストプリント条件>
・印字率:1%
・印刷ジョブ単位枚数:100枚
・総印刷枚数:5000枚
<回収モードの実施条件>
・回収モード1:100枚おきに現像ローラー83および磁気ローラー82の1回転分実行される。回収バイアスは固有条件にて設定(後記)。
・回収モード2:1000枚おきに実行される。回収バイアス、各ローラーの周回数ともに固有条件(後記)。
<回収バイアスの共通条件>
・磁気ローラー82の直流バイアスVmag_dc;150V
・現像ローラー83の直流バイアスVslv_dc;50V
・磁気ローラー82の交流バイアスVmag_ac;600V(3.6kHz)
・現像ローラー83の交流バイアスVslv_ac;1000V(3.6kHz)
[実施例1〜6、比較例の回収モード固有条件]
<比較例>
・現像バイアスに基づく回収バイアスBr1のDuty比制御:なし
・回収モード2実行中の回収バイアスBr2のDuty比制御:なし
・duty11:30(%)、duty12:70(%)
・回収モード2のローラー周回数:3回転
<実施例1>
・現像バイアスに基づく回収バイアスBr1のDuty比制御:あり
・回収モード2実行中の回収バイアスBr2のDuty比制御:なし
・回収モード2のローラー周回数:3回転
<実施例2>
・現像バイアスに基づく回収バイアスBr1のDuty比制御:あり
・回収モード2実行中の回収バイアスBr2のDuty比制御:あり
・回収モード2のローラー周回数:3回転
<実施例3>
・現像バイアスに基づく回収バイアスBr1のDuty比制御:あり
・回収モード2実行中の回収バイアスBr2のDuty比制御:あり
・回収モード2のローラー周回数:2回転
<実施例4>
・現像バイアスに基づく回収バイアスBr1のDuty比制御:あり
・回収モード2実行中の回収バイアスBr2のDuty比制御:なし
・回収モード2のローラー周回数:3回転(2回転目は回収バイアス印加せず)
<実施例5>
・現像バイアスに基づく回収バイアスBr1のDuty比制御:あり
・回収モード2実行中の回収バイアスBr2のDuty比制御:あり
・回収モード2のローラー周回数:3回転(2回転目は回収バイアス印加せず)
<実施例6>
・現像バイアスに基づく回収バイアスBr1のDuty比制御:あり
・回収モード2実行中の回収バイアスBr2のDuty比制御:あり
・回収モード2のローラー周回数:5回転(2、4回転目は回収バイアス印加せず)
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and it demonstrates still in detail about embodiment of this invention, this invention is not limited only to the following Examples. In addition, each experimental condition in the implemented comparative experiment is as follows.
[Common conditions of Examples 1 to 6 and Comparative Example]
<Photosensitive drum 321>
・ Material: Single-layer OPC
・ Line speed: 130mm / sec
<Developing roller 83>
・ Diameter: 16mm
・ Gap with the photosensitive drum 321 (distance between the opposing portions): 100 μm
・ Rotation speed: 252rpm
<Magnetic roller 82>
・ Diameter: 16mm
・ Gap S between magnetic roller 82 and developing roller 83: 280 μm
・ Rotation speed: 285rpm
<Two-component developer>
-Toner number average particle diameter: 6 μm
-Carrier number average particle diameter: 35 μm
-Initial toner charge amount: 15 μC / g
<Test print conditions>
・ Printing rate: 1%
-Number of print job units: 100-Total number of prints: 5000
<Conditions for collection mode>
Collection mode 1: Executed for one rotation of the developing roller 83 and the magnetic roller 82 every 100 sheets. The collection bias is set under specific conditions (described later).
Collection mode 2: Executed every 1000 sheets. The recovery bias and the number of laps of each roller are unique conditions (described later).
<Common conditions for collection bias>
・ DC bias Vmag_dc of magnetic roller 82; 150V
-DC bias Vslv_dc of developing roller 83; 50V
・ AC bias Vmag_ac of magnetic roller 82; 600 V (3.6 kHz)
・ AC bias Vslv_ac of developing roller 83; 1000 V (3.6 kHz)
[Examples 1 to 6 and Comparative Mode Specific Conditions of Collection Mode]
<Comparative example>
-Duty ratio control of recovery bias Br1 based on development bias: None-Duty ratio control of recovery bias Br2 during recovery mode 2 execution: None-Duty 11:30 (%), Duty 12: 70 (%)
・ Number of roller rotations in collection mode 2: 3 rotations
<Example 1>
-Duty ratio control of recovery bias Br1 based on development bias: Yes-Duty ratio control of recovery bias Br2 during recovery mode 2 execution: None-Number of roller rotations in recovery mode 2: 3 rotations
<Example 2>
-Duty ratio control of recovery bias Br1 based on development bias: Yes-Duty ratio control of recovery bias Br2 during recovery mode 2 execution: Yes-Number of roller rotations in recovery mode 2: 3 rotations
<Example 3>
-Duty ratio control of recovery bias Br1 based on development bias: Yes-Duty ratio control of recovery bias Br2 during recovery mode 2 execution: Yes-Number of roller rotations in recovery mode 2: 2 rotations
<Example 4>
-Duty ratio control of recovery bias Br1 based on development bias: Yes-Duty ratio control of recovery bias Br2 during recovery mode 2 execution: None-Number of roller rotations in recovery mode 2: 3 rotations (the recovery bias must be applied for the second rotation) )
<Example 5>
-Duty ratio control of recovery bias Br1 based on development bias: Yes-Duty ratio control of recovery bias Br2 during recovery mode 2 execution: Yes-Number of roller rotations in recovery mode 2: 3 rotations (the recovery bias must be applied in the second rotation) )
<Example 6>
-Duty ratio control of the recovery bias Br1 based on the development bias: Yes-Duty ratio control of the recovery bias Br2 during execution of the recovery mode 2: Yes-Number of roller rotations in the recovery mode 2: 5 rotations (the second and fourth rotations are the recovery bias) Not applied)

なお、実施例1〜6の設定Duty比を表3および表4に示す。表3は、各実施例における現像ローラー83および磁気ローラー82の周回中の回収バイアス(Duty比)設定条件を表す。また、いずれの実施例も現像バイアスに基づく回収バイアスBr1のDuty比制御を実行しているため、設定値A、B、Cは回収モード実行時の最新の現像バイアスに応じて、表4のとおり可変制御される。なお、実施例1〜6および比較例におけるバイアス波形の模式図を図13に示す。   Tables 3 and 4 show the set duty ratios of Examples 1 to 6. Table 3 shows the collection bias (Duty ratio) setting conditions during the rotation of the developing roller 83 and the magnetic roller 82 in each example. In any of the embodiments, since the duty ratio control of the recovery bias Br1 based on the development bias is executed, the set values A, B, and C are as shown in Table 4 according to the latest development bias at the time of executing the recovery mode. Variable control. In addition, the schematic diagram of the bias waveform in Examples 1-6 and a comparative example is shown in FIG.

Figure 2013064782
Figure 2013064782

Figure 2013064782
Figure 2013064782

以上のような条件において、印刷を実行し、1000枚おきに実行される回収モード2の終了時に、単色ベタ画像を採取し、画像先端25mmの位置で測定した濃度結果(ID)の推移を図14に示す。この結果から、現像バイアスに基づく回収バイアスBr1のDuty比制御を実行していない比較例に比べて、Duty比制御を実行している各実施例は、印刷枚数2000枚以降において、濃度低下が抑制されていることがわかる。これは、比較例では、固定された回収バイアス値を採用しているため、トナーのチャージアップに対応できず、現像ローラー83上に小粒径のトナーが溜まったためと考えられる。   Under the conditions described above, printing is performed, and at the end of the collection mode 2 executed every 1000 sheets, a monochrome solid image is collected, and the transition of the density result (ID) measured at the position of the image tip 25 mm is shown in FIG. 14 shows. From this result, compared with the comparative example in which the duty ratio control of the recovery bias Br1 based on the developing bias is not executed, each example in which the duty ratio control is executed suppresses the decrease in density after the number of printed sheets 2000 or more. You can see that This is presumably because the comparative example employs a fixed recovery bias value and therefore cannot cope with the charge-up of the toner, and the toner having a small particle diameter is accumulated on the developing roller 83.

また、実施例1および3に比べて、実施例2および実施例4〜6は、印刷枚数5000枚が終了した時点でも、濃度低下が更に抑制されている。実施例1では、回収モード2を実行中の回収バイアスBr2(Duty比)制御を行っていないため、周回が進むにつれて、磁気ローラー82にトナーが堆積したためと考えられる。また、実施例3は、回収モード2の周回数を2周に設定しているため、実施例2および実施例4〜6と比較して、若干の濃度低下を生じたものと考えられる。   In addition, compared with Examples 1 and 3, Example 2 and Examples 4 to 6 further suppress the density reduction even when the number of printed sheets is 5000. In the first embodiment, the collection bias Br2 (Duty ratio) control during the execution of the collection mode 2 is not performed. Therefore, it is considered that the toner has accumulated on the magnetic roller 82 as the rotation proceeds. Further, in Example 3, since the number of laps in the collection mode 2 is set to two, it is considered that a slight decrease in density occurred as compared with Example 2 and Examples 4 to 6.

このように、比較例と比べて、現像バイアスに基づく回収バイアスBr1のDuty比制御を実行したいずれの実施例も、現像ローラー83からのトナー回収と、磁気ローラー82上に付着するトナーのスクリューフィーダー86側への回収が効果的に実現され、印刷画像での濃度低下が抑制された。更に、回収モード2での周回数を3回転以上に設定し、回収モード2中の回収バイアスBr2のDuty比制御を実行した実施例(実施例2、4〜6)では、更なる濃度低下の改善が確認された。   As described above, as compared with the comparative example, in any of the examples in which the duty ratio control of the recovery bias Br1 based on the development bias is performed, the toner recovery from the developing roller 83 and the screw feeder of the toner attached on the magnetic roller 82 are performed. Recovery to the 86 side was effectively realized, and a decrease in density in the printed image was suppressed. Further, in the embodiment (Examples 2 and 4 to 6) in which the number of laps in the collection mode 2 is set to 3 rotations or more and the duty ratio control of the collection bias Br2 in the collection mode 2 is performed (Examples 2 and 4 to 6), Improvement was confirmed.

1 画像形成装置
10 装置本体
30 画像形成部
32 画像形成ユニット
33 中間転写ユニット
321 感光体ドラム(像担持体)
324 現像装置
35A 濃度センサー
80 現像ハウジング
81 現像剤貯留部
82 磁気ローラー(現像剤担持体)
821 汲上極
822 規制極
823 主極
83 現像ローラー(トナー担持体)
84 現像剤規制ブレード
85 スクリューフィーダー
86 スクリューフィーダー
88 第1印加部(バイアス印加手段)
89 第2印加部(バイアス印加手段)
90 制御部
91 モード判定部
92 時間積算部
93 濃度情報記憶部
94 バイアス制御部(バイアス制御手段)
95 電位差記憶部
962 駆動部(回転駆動手段)
963 画像メモリ
964 I/F
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 10 Apparatus main body 30 Image forming part 32 Image forming unit 33 Intermediate transfer unit 321 Photosensitive drum (image carrier)
324 Developing device 35A Concentration sensor 80 Developing housing 81 Developer reservoir 82 Magnetic roller (Developer carrier)
821 Flush upper electrode 822 Regulating electrode 823 Main electrode 83 Developing roller (toner carrier)
84 Developer regulating blade 85 Screw feeder 86 Screw feeder 88 First application section (bias application means)
89 Second application section (bias application means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 90 Control part 91 Mode determination part 92 Time integration part 93 Density information storage part 94 Bias control part (bias control means)
95 Potential difference storage unit 962 Drive unit (rotation drive means)
963 Image memory 964 I / F

Claims (8)

トナーおよびキャリアを含む現像剤を貯留する現像ハウジングと、
所定の方向に回転しつつ前記現像ハウジング内の現像剤を受け取って、現像剤層を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤層に接触した状態で回転しつつ、前記現像剤層からトナーを受け取ってトナー層を担持し、表面に静電潜像が形成され前記トナーによって顕在化されるトナー像を担持する像担持体に、該トナーを供給するトナー担持体と、
前記現像剤担持体及び前記トナー担持体の少なくとも一方にバイアスを印加し、両者間に所定の電位差を形成するバイアス印加手段と、
前記現像剤担持体から前記トナー担持体にトナーが供給される現像動作時に、前記バイアス印加手段に現像バイアスを印加させるとともに、前記トナー担持体に担持されたトナーを前記現像剤担持体へ強制的に戻す回収動作時に、前記バイアス印加手段に回収バイアスを印加させるバイアス制御手段と、
前記現像動作時および前記回収動作時に、前記現像剤担持体および前記トナー担持体を回転駆動させる回転駆動手段と、を有し、
前記バイアス制御手段は、現像条件の変化に応じて、前記現像バイアスを変更するものであって、該現像バイアスを増大させるに伴って、回収動作時のトナーの回収性能が増大するように前記回収バイアスを制御することを特徴とする現像装置。
A development housing for storing developer including toner and carrier;
A developer carrying member that receives the developer in the developing housing while rotating in a predetermined direction and carries the developer layer;
An image carrying a toner image that receives toner from the developer layer and carries the toner layer while rotating while being in contact with the developer layer, and carries a toner image that is formed by an electrostatic latent image on the surface and is manifested by the toner A toner carrier for supplying the toner to the carrier;
Bias applying means for applying a bias to at least one of the developer carrying member and the toner carrying member to form a predetermined potential difference therebetween;
During the developing operation in which the toner is supplied from the developer carrier to the toner carrier, the bias applying unit is applied with a development bias, and the toner carried on the toner carrier is forcibly applied to the developer carrier. Bias recovery means for applying a recovery bias to the bias applying means during the recovery operation to return to
A rotation driving means for rotating the developer carrier and the toner carrier during the developing operation and the collecting operation;
The bias control means changes the development bias according to a change in development conditions, and the collection performance is increased so that the toner collection performance during the collection operation increases as the development bias is increased. A developing device that controls a bias.
前記バイアス印加手段は、直流バイアスに交流バイアスを重畳して前記回収バイアスを形成するものであり、
前記バイアス制御手段は、前記現像条件の変化に応じて、前記現像バイアスを増大させるに伴って、前記回収バイアスを構成する前記交流バイアスにおける、前記トナーが前記トナー担持体から前記現像剤担持体に移動する側の極性のDuty比を増加させることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
The bias applying means forms the recovery bias by superimposing an AC bias on a DC bias,
The bias control means increases the development bias according to a change in the development condition, and the toner in the AC bias constituting the recovery bias changes from the toner carrier to the developer carrier as the development bias increases. The developing device according to claim 1, wherein the duty ratio of the polarity on the moving side is increased.
前記バイアス制御手段は、前記回収動作時の前記現像剤担持体の回転に伴って、前記トナーの回収性能が低下するように前記回収バイアスを制御することを特徴とする請求項1または2に記載の現像装置。   3. The bias according to claim 1, wherein the bias control unit controls the collecting bias so that the toner collecting performance is lowered as the developer carrying member rotates during the collecting operation. Development device. 前記バイアス印加手段は、直流バイアスに交流バイアスを重畳して前記回収バイアスを形成するものであり、
前記バイアス制御手段は、回収動作時の前記現像剤担持体の回転に伴って、前記回収バイアスを構成する前記交流バイアスにおける、前記トナーが前記トナー担持体から前記現像剤担持体に移動する側の極性のDuty比を減少させることを特徴とする請求項3記載の現像装置。
The bias applying means forms the recovery bias by superimposing an AC bias on a DC bias,
The bias control means is arranged on the side where the toner moves from the toner carrying member to the developer carrying member in the AC bias constituting the collecting bias as the developer carrying member rotates during the collecting operation. 4. The developing device according to claim 3, wherein the duty ratio of the polarity is decreased.
前記回転駆動手段は、前記回収動作時に、前記現像剤担持体を複数回、回転させ、
前記バイアス制御手段は、前記現像剤担持体の1回転単位で、前記回収バイアスを制御することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の現像装置。
The rotation driving means rotates the developer carrier a plurality of times during the collecting operation,
5. The developing device according to claim 1, wherein the bias control unit controls the recovery bias in units of one rotation of the developer carrying member.
前記回転駆動手段は、前記回収動作時に前記現像剤担持体を3回転以上、回転駆動させることを特徴とする請求項5に記載の現像装置。   The developing device according to claim 5, wherein the rotation driving unit rotationally drives the developer carrying member at least three times during the collecting operation. 前記バイアス制御手段は、前記回収動作中の前記現像剤担持体の回転に伴って、前記回収バイアスが、前記1回転単位で、間欠的に印加されるよう、前記バイアス印加手段を制御することを特徴とする請求項6に記載の現像装置。   The bias control unit controls the bias application unit so that the recovery bias is intermittently applied in units of one rotation as the developer carrying member rotates during the recovery operation. The developing device according to claim 6, wherein: 静電潜像及び前記トナー担持体から供給されたトナーが形成するトナー像を担持する像担持体と、
請求項1乃至7の何れか1項に記載の現像装置と、を有することを特徴とする画像形成装置。
An image carrier for carrying an electrostatic latent image and a toner image formed by toner supplied from the toner carrier;
An image forming apparatus comprising: the developing device according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015087451A (en) * 2013-10-29 2015-05-07 ブラザー工業株式会社 Image forming apparatus

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