JP3363604B2 - Image forming device - Google Patents
Image forming deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、複写機、LBP等の電
子写真方法を用いた画像形成装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic method such as a copying machine or LBP.
【0002】[0002]
【従来の技術】複写機やコンピュータ等の外部装置の出
力手段として、従来から、図5に示すような電子写真方
を用いた画像形成装置が提案されている。2. Description of the Related Art As an output means of an external device such as a copying machine or a computer, an image forming apparatus using an electrophotographic method as shown in FIG. 5 has been conventionally proposed.
【0003】この画像形成装置は、帯電ローラ1により
一様帯電される感光ドラム2を有し、感光ドラム2を一
様帯電した後、露光装置3により例えば外部装置から入
力された画像情報に対応して光照射を行ない、感光ドラ
ム2上に静電潜像を形成する。この感光ドラム2上の潜
像は、現像装置16でトナー6を用いていわゆる反転現
像により、即ち帯電ローラ1に印加される電圧と同極性
のトナー6を感光ドラム2の潜像部(露光部)に飛翔し
て付着させることにより、潜像をトナー像として可視化
する。This image forming apparatus has a photosensitive drum 2 which is uniformly charged by a charging roller 1. After uniformly charging the photosensitive drum 2, the exposure device 3 corresponds to image information input from an external device, for example. Then, light irradiation is performed to form an electrostatic latent image on the photosensitive drum 2. The latent image on the photosensitive drum 2 is subjected to so-called reversal development using the toner 6 in the developing device 16, that is, the toner 6 having the same polarity as the voltage applied to the charging roller 1 is applied to the latent image portion (exposure portion) of the photosensitive drum 2. ), And the latent image is visualized as a toner image.
【0004】得られたトナー像は、感光ドラム2に供給
された転写材7上に転写ローラ15により転写される。
トナー像が転写された転写材7は、感光ドラム2から分
離して定着装置17に搬送し、そこで定着して永久像と
する。一方、感光ドラム2は、転写されずに残った残留
トナーをクリーニング装置12により清掃、除去した
後、次の画像形成プロセスに供される。The obtained toner image is transferred by the transfer roller 15 onto the transfer material 7 supplied to the photosensitive drum 2.
The transfer material 7 onto which the toner image has been transferred is separated from the photosensitive drum 2 and conveyed to the fixing device 17, where it is fixed to form a permanent image. On the other hand, the photosensitive drum 2 is subjected to the next image forming process after cleaning and removing the residual toner remaining without being transferred by the cleaning device 12.
【0005】現像装置16で用いる現像方法としては、
現像剤担持体である現像スリーブ5と感光ドラム2との
間に一定の間隙を設け、現像スリーブ5上に担持された
薄層のトナー層を感光ドラム2に直接接触させずに、静
電潜像の電界によりトナーを選択的に飛翔させて、地カ
ブリを防止すると共に、その際に、現像間隙に交番電界
を与えるようにした現像法が実用化されており、ジャン
ピング現像法として知られている(特開昭58−323
75)。The developing method used in the developing device 16 is as follows.
A constant gap is provided between the developing sleeve 5, which is a developer carrying member, and the photosensitive drum 2, and the thin toner layer carried on the developing sleeve 5 is not directly contacted with the photosensitive drum 2, but an electrostatic latent image is formed. A developing method has been put into practical use, in which toner is selectively caused to fly by the electric field of an image to prevent background fogging, and at that time, an alternating electric field is applied to the developing gap, which is known as a jumping developing method. (JP-A-58-323)
75).
【0006】このジャンピング現像法によれば、現像ス
リーブ5と感光ドラム2上の画像部及び非画像部との間
において、トナーの転移と逆転移を発生させることによ
りトナーを往復運動させるので、画像部に適度なエッジ
効果が生じ、画像部のエッジの鮮明さと、非画像部に近
い中間調画像の再現性が著しく向上する。According to this jumping developing method, the toner is reciprocated by causing transfer and reverse transfer of the toner between the developing sleeve 5 and the image portion and the non-image portion on the photosensitive drum 2. An appropriate edge effect is generated in the image portion, and the sharpness of the edge of the image portion and the reproducibility of the halftone image close to the non-image portion are significantly improved.
【0007】近年、トナーを小粒径化することにより出
力画像を高精細化し、或いは非磁性トナーを用いること
により画像出力装置をカラー化することが盛んに行なわ
れている。しかしながら、小粒径のトナー或いは非磁性
トナーは、磁力による現像スリーブへの拘束力が弱いも
しくは存在しないために、通常粒径の磁性トナーと比べ
て非画像部への付着によるカブリが生じ易い。そこでジ
ャンピング現像法よりも更にカブリが発生しにくい現像
方法が提案されいる。In recent years, it has been actively practiced to reduce the particle size of the toner to improve the definition of the output image or to use the non-magnetic toner to colorize the image output device. However, since the toner having a small particle diameter or the non-magnetic toner has a weak or non-existent binding force to the developing sleeve due to the magnetic force, the fog is more likely to occur due to the adhesion to the non-image portion than the magnetic toner having the normal particle diameter. Therefore, a developing method has been proposed in which fog is less likely to occur than the jumping developing method.
【0008】本出願人は、画像形成装置の提案において
次のような現像法を出願した。即ち、暗部電位Vd まで
帯電した感光ドラム上に形成した潜像の明部電位VL を
有する画像部(露光部)に、感光ドラムの帯電極性と同
極性の現像剤を付着させて現像する反転現像系におい
て、電圧発生手段により第1の電圧V1と第2の電圧V
2を交互に発生させて、現像スリーブと感光ドラム間に
印加する現像法であり、その第1の電圧V1と第2の電
圧V2は次の式を満足する。The applicant has applied for the following developing method in the proposal of the image forming apparatus. That is, reversal development in which a developer having the same polarity as the charging polarity of the photosensitive drum is attached to the image portion (exposure portion) having the bright portion potential VL of the latent image formed on the photosensitive drum charged to the dark portion potential Vd for development. In the system, the first voltage V1 and the second voltage V1 are generated by the voltage generating means.
This is a developing method in which 2 is alternately generated and applied between the developing sleeve and the photosensitive drum, and the first voltage V1 and the second voltage V2 thereof satisfy the following formula.
【0009】α×(Vd −V1)>0 (第1式)
α×(VL −V2)≧0 (第2式)
上式において、αはトナーの帯電極性の±に対応した指
数であり、負極性トナーではα=−1、正極性トナーで
はα=+1である。暗部電位Vd は非画像部電位、明部
電位VL は画像部電位である。上記の現像法をPID現
像法と称す。Α × (Vd-V1)> 0 (Formula 1) α × (VL-V2) ≧ 0 (Formula 2) In the above formula, α is an index corresponding to ± of the charging polarity of the toner, Α = −1 for the negative polarity toner and α = + 1 for the positive polarity toner. The dark portion potential Vd is the non-image portion potential, and the light portion potential VL is the image portion potential. The above-mentioned developing method is called a PID developing method.
【0010】以下、このPID現像法を、ジャンピング
現像法及びDC現像法と比較したながら説明する。尚、
PID現像法は、反転現像系においてトナー極性を問わ
ず上式を満足するが、ここでは説明の簡単のために、負
極性のトナーとOPC等の負極性の感光体を備えた感光
ドラムを用いた例について述べる。The PID developing method will be described below in comparison with the jumping developing method and the DC developing method. still,
The PID developing method satisfies the above formula regardless of the toner polarity in the reversal developing system, but here, for the sake of simplicity of description, a photosensitive drum having a negative polarity toner and a negative polarity photoreceptor such as OPC is used. The following is an example.
【0011】第1式は、図6(b)の現像バイアスを印
加するPID現像法では、現像スリーブから感光ドラム
上の非画像部にトナーを飛翔させないことを表してい
る。即ち負極性のトナーは電位の高い方向(マイナスの
向きに絶対値が大きくなる方向)に飛翔するが、図6
(a)の現像バイアスを印加するジャンピング現像法で
は、現像バイアスの1周期内に、現像スリーブの電位が
非画像部の電位Vd よりも低くなる区間があるため、そ
の区間でトナーが感光ドラム上の非画像部にも付着し、
カブリを生じ易い。一方、PID現像法では、図6
(b)に示すように、現像バイアスの1周期内で、現像
スリーブの電位は常に感光ドラム上の非画像部電位Vd
よりも高いので、負極性のトナーが非画像部に飛翔しな
い。従って非画像部のカブリを防ぐことができる。The first expression shows that in the PID developing method in which the developing bias shown in FIG. 6B is applied, the toner does not fly from the developing sleeve to the non-image area on the photosensitive drum. That is, the toner of negative polarity flies in the direction of higher electric potential (in the direction of increasing absolute value in the negative direction).
In the jumping developing method of applying the developing bias shown in (a), there is a section in which the potential of the developing sleeve is lower than the potential Vd of the non-image portion within one cycle of the developing bias. Adheres to the non-image area of
Fog is likely to occur. On the other hand, in the PID developing method, as shown in FIG.
As shown in (b), the potential of the developing sleeve is always the non-image portion potential Vd on the photosensitive drum within one cycle of the developing bias.
Therefore, the negative polarity toner does not fly to the non-image area. Therefore, the fogging of the non-image area can be prevented.
【0012】第2式は、PID現像法では、露光部であ
る画像部において、現像スリーブと感光ドラム間でトナ
ーが往復運動を行なうことを表している。図6(c)の
現像バイアスを印加するDC現像法では、トナーを感光
ドラム上の非画像部に飛翔させることがないので、カブ
リが生じないものの、画像部に飛翔するトナーは潜像に
対して忠実に飛翔しにくく、エッジの鮮明さ(シャープ
ネス)の乏しい画像となってしまう。PID現像法で
は、画像部においてトナーを往復運動させて、ジャンピ
ング現像と同等の画質を達成することができる。The second expression shows that in the PID developing method, the toner reciprocates between the developing sleeve and the photosensitive drum in the image portion which is the exposed portion. In the DC developing method in which the developing bias shown in FIG. 6C is applied, the toner does not fly to the non-image area on the photosensitive drum, so fog does not occur, but the toner flying to the image area does not cause the latent image. It is difficult to fly with high fidelity, resulting in an image with poor edge sharpness. In the PID developing method, the toner can be reciprocated in the image area to achieve an image quality equivalent to that of jumping development.
【0013】つまり、第2式によれば、現像スリーブ電
位がV1のときに、VL>V1のために、トナーが画像
部に飛翔し現像を行なう。次の現像スリーブ電位がV2
のときに、V2>VLであるため、感光ドラム上のトナ
ーは現像スリーブに飛翔して戻る。従ってこの電圧V1
とV2が交互に現像スリーブに印加されることにより、
トナーの画像部への転移及び画像部からの逆転移が繰り
返し生じるので、画像部において、ジャンピング現像と
同様なエッジ効果による良好な画質を再現しつつ、非画
像部においては、トナーを感光ドラムに飛翔させないこ
とによる地カブリ防止を実現した現像が達成される。That is, according to the second equation, when the developing sleeve potential is V1, the toner flies to the image portion and develops because VL> V1. Next developing sleeve potential is V2
At this time, since V2> VL, the toner on the photosensitive drum flies back to the developing sleeve. Therefore, this voltage V1
And V2 are alternately applied to the developing sleeve,
Since the transfer of toner to the image area and the reverse transfer from the image area occur repeatedly, while the good image quality by the edge effect similar to the jumping development is reproduced in the image area, the toner is transferred to the photosensitive drum in the non-image area. Development that achieves background fog prevention by not flying is achieved.
【0014】[0014]
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来、
PID現像法を用いることにより、画質を劣化させるこ
となく非画像部へのトナーの飛翔を抑えて、トナーの小
粒径化或いは非磁性化に対しても、カブリを低減するこ
とが実現されている。As described above, as described above,
By using the PID developing method, it is possible to suppress the toner from flying to the non-image portion without deteriorating the image quality and to reduce the fog even when the toner has a small particle size or is made non-magnetic. There is.
【0015】しかし、それは、トナーが正規の極性に帯
電したトナーであるから、トナーが現像スリーブと感光
ドラム上の画像部のみとの間で往復運動を生じて、非画
像部に飛翔するトナーがジャンピング現像法と比べて非
常に少なくなり、カブリが生じにくくなるのである。However, since the toner is the toner charged to the regular polarity, the toner reciprocates only between the developing sleeve and the image portion on the photosensitive drum, and the toner flying to the non-image portion is generated. Compared with the jumping development method, the amount is much less and fog is less likely to occur.
【0016】しかしながら、現像剤規制部材(規制ブレ
ード)による摺擦が不完全で、トナーが逆極性に帯電し
た場合には、その逆極性のトナーは、PID現像法にお
いても、現像スリーブから感光ドラム上の非画像部に飛
翔するために、非画像部にカブリが生じる。以下、必要
に応じ、この逆極性に帯電したトナーを”反転トナー”
と呼び、反転トナーによる非画像部のカブリを”反転カ
ブリ”と呼ぶ。又正規の極性に帯電したトナーを”正規
トナー”と呼ぶ。However, when the rubbing by the developer regulating member (regulating blade) is incomplete and the toner is charged in the opposite polarity, the toner of the opposite polarity is transferred from the developing sleeve to the photosensitive drum even in the PID developing method. Fog occurs in the non-image area because the object flies to the upper non-image area. Hereinafter, if necessary, the toner charged with the opposite polarity is referred to as “reversed toner”.
And the fog on the non-image portion due to the reversal toner is called "reversal fog". The toner charged to the regular polarity is called "regular toner".
【0017】通常の温湿度の環境における使用では、ト
ナー中の電荷制御剤や外添剤等によりトナーの帯電極性
が制御されているので、反転トナーが生じにくく、この
ためPID現像法は、上述のような優れた現像性を発揮
する。しかし、低湿環境下においては、電荷制御剤等に
よるトナーの帯電極性の制御によっても、反転トナーが
生じ易く、従って反転カブリが発生し易い。When used in a normal temperature and humidity environment, the charge polarity of the toner is controlled by the charge control agent, external additive, etc. in the toner, so that reversal toner is less likely to occur. It exhibits excellent developability such as. However, in a low-humidity environment, even if the charge polarity of the toner is controlled by a charge control agent or the like, reversal toner is likely to occur, and thus reversal fog is likely to occur.
【0018】即ち、現在、電子写真装置に広く用いられ
ている一成分現像法は、主に規制ブレードとの摩擦帯電
によりトナーに電荷を付与している。しかし、一般に摩
擦帯電によりトナー粒子の個々に付与される帯電電荷量
は、規制ブレードの形状、トナーとの接触状態、汚れ、
環境等に左右され、図7(a)に示したように、トナー
の帯電量はある広がりを持って分布しており、斜線で示
したように逆極性に帯電した反転トナーが少量なりとも
発生する。低湿環境下ではトナー樹脂中の水分量が少な
く、トナーの抵抗値が上昇するため、図7(b)に示し
たように、常湿環境下に比べて大きな帯電量を持つこと
が可能になり、反転トナーが現像性を獲得する。反転ト
ナーは、図6(b)のPID現像法において、現像スリ
ーブ電位がV2のときに、感光ドラムの非画像部Vdに
飛翔して、反転カブリが生じる。That is, in the one-component developing method which is widely used in the electrophotographic apparatus at present, the toner is mainly charged by frictional charging with the regulating blade. However, in general, the amount of electrostatic charge imparted to each of the toner particles by triboelectrification depends on the shape of the regulating blade, the contact state with the toner, dirt,
Depending on the environment and the like, as shown in FIG. 7A, the toner charge amount is distributed with a certain spread, and even if the amount of the reverse toner charged in the opposite polarity is small as indicated by the diagonal line, it occurs. To do. In a low-humidity environment, the amount of water in the toner resin is small and the toner resistance value rises. Therefore, as shown in FIG. 7B, it is possible to have a large amount of charge as compared with a normal-humidity environment. , The reverse toner acquires the developing property. In the PID developing method of FIG. 6B, the reverse toner flies to the non-image portion Vd of the photosensitive drum when the developing sleeve potential is V2, and reverse fog occurs.
【0019】以上が、PID現像法において、特に低湿
環境下で反転カブリが発生し易く、高品位な画像を得る
のが困難であった理由である。The above is the reason why it is difficult to obtain a high-quality image in the PID developing method, especially in a low humidity environment, where reversal fog is likely to occur.
【0020】本発明の目的は、小粒径或いは非磁性の一
成分現像剤を用いても、ジャンピング現像と同様なエッ
ジ効果による良好な画質を再現しつつ、非画像部の地カ
ブリを防止した現像を行なって、高品質な画像を得るこ
とを可能とした画像形成装置を提供することである。The object of the present invention is to prevent the background fog in the non-image area while reproducing a good image quality due to the edge effect similar to the jumping development even when a small particle size or non-magnetic one-component developer is used. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of developing and obtaining a high quality image.
【0021】[0021]
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば本発明は、像
担持体を電位Vdとなるように帯電する帯電部材と、像
担持体を露光して電位VLの画像部と電位Vdの非画像
部を含む静電潜像を形成する露光手段と、像担持体上の
静電潜像を現像するべく一成分現像剤を担持して像担持
体と対向する現像部へ搬送する現像剤担持体と、現像
時、現像剤担持体に現像バイアスを印加するバイアス印
加手段と、を有する画像形成装置において、現像バイア
スは、現像剤を現像剤担持体から像担持体上の画像部に
付勢する電界を発生する電圧であって、電位VLと電位
Vdとの間に位置するレベルの電圧をV1、現像剤を像
担持体上の画像部から現像剤担持体に付勢する電界を発
生する電圧であって、電位VLに対し電圧V1と反対側
に位置するレベルの電圧をV2、電圧V1と電圧V2と
の間に位置するレベルの電圧をV3、現像剤の帯電極性
の±に対応した指数をαとすると、
α×(Vd−V1)>0
α×(VL−V2)≧0
α×VL≦α×V3≦α×Vd
α=±1
を満たす電圧V1、電圧V2及び電圧V3が繰り返され
るバイアスであって、電圧V3が可変なバイアスである
ことを特徴とする画像形成装置である。The above object can be achieved by an image forming apparatus according to the present invention. In summary, according to the present invention, a charging member that charges an image bearing member to a potential Vd and an electrostatic latent image including an image portion having a potential VL and a non-image portion having a potential Vd are formed by exposing the image bearing member. Exposure means, a developer carrying body carrying a one-component developer for developing the electrostatic latent image on the image carrying body, and carrying it to a developing section facing the image carrying body, and a developer carrying body at the time of development. In the image forming apparatus having a bias applying unit for applying a developing bias to the developing bias, the developing bias is a voltage that generates an electric field for urging the developer from the developer carrier to the image portion on the image carrier, A voltage of a level positioned between the potential VL and the potential Vd is V1, and a voltage for generating an electric field for urging the developer from the image portion on the image carrier to the developer carrier, which is a voltage with respect to the potential VL. The voltage at the level opposite to V1 is V2, the voltage V1 and the voltage V Where V3 is a voltage of a level located between and, and α is an index corresponding to ± of the charging polarity of the developer, α × (Vd-V1)> 0 α × (VL-V2) ≧ 0 α × VL ≦ The image forming apparatus is characterized in that the voltage V1, the voltage V2, and the voltage V3 satisfying α × V3 ≦ α × Vd α = ± 1 are repeated, and the voltage V3 is a variable bias.
【0022】本発明の一実施態様によれば、前記電圧V
1と前記電圧V2とのデューティ比は1より大きい。
又、他の実施態様によれば、前記現像バイアスは、前記
電圧V1、前記電圧V3、前記電圧V2の順に繰り返さ
れるバイアスである。According to one embodiment of the present invention, the voltage V
The duty ratio of 1 and the voltage V2 is larger than 1.
Further, according to another embodiment, the developing bias is a bias that is repeated in the order of the voltage V1, the voltage V3, and the voltage V2.
【0023】[0023]
実施例1
図1は、本発明の一実施例で使用する現像バイアスを示
す図である。図2は、本発明で使用可能な画像形成装置
の概略構成図で、本画像形成装置は電子写真装置を示
す。本実施例において、画像形成装置は、図1の現像バ
イアスを導入した現像電源8を備えている点を除き、そ
の機械的構成は図5の従来の画像形成装置と基本的に同
じである。図2において図5に付した符号と同一の符号
は同一の部材を示す。Example 1 FIG. 1 is a diagram showing a developing bias used in an example of the present invention. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus usable in the present invention, and the image forming apparatus is an electrophotographic apparatus. In this embodiment, the image forming apparatus is basically the same in mechanical structure as the conventional image forming apparatus shown in FIG. 5, except that the image forming apparatus includes a developing power source 8 having a developing bias introduced therein. 2, the same reference numerals as those given in FIG. 5 denote the same members.
【0024】本画像形成装置は、符号2で示す潜像担持
体としての感光ドラムを有し、この感光ドラム2は、有
機半導体、アモルファスシリコン等の光導電性半導体材
料から形成することが可能である。本実施例では、負帯
電性有機半導体を用いて感光ドラム2を形成した。感光
ドラム2には帯電ローラ1が所定の圧力を持って接触さ
れており、この帯電ローラ1は105 〜107 Ωの抵抗
値を有する導電ローラからなる。帯電ローラ1は感光ド
ラム2の回転に従い従動回転し、帯電電源13からの帯
電バイアスの帯電ローラ1への印加により、帯感光ドラ
ム2を所定の暗部電位まで帯電する。帯電ローラ1への
帯電バイアスは、感光ドラム2の均一帯電を図るため
に、帯電電位相当の直流電圧に放電しきい値の2倍以上
のピーク値を有する交流電圧(2kV)を重畳した電圧
が用いられる。実施例1では、一例として、直流電圧−
500Vに交流電圧2kV(Vpp)を重畳した帯電バ
イアスを帯電ローラ1に印加した。所定の暗部電位に帯
電された感光ドラム2は、露光装置3からの像露光を受
けて、所定の明部電位の画像部を有する静電潜像が形成
される。The image forming apparatus has a photosensitive drum as a latent image carrier indicated by reference numeral 2. The photosensitive drum 2 can be formed of a photoconductive semiconductor material such as an organic semiconductor or amorphous silicon. is there. In this embodiment, the photosensitive drum 2 is formed using a negatively chargeable organic semiconductor. A charging roller 1 is in contact with the photosensitive drum 2 with a predetermined pressure, and the charging roller 1 is a conductive roller having a resistance value of 10 5 to 10 7 Ω. The charging roller 1 is driven to rotate in accordance with the rotation of the photosensitive drum 2, and by applying a charging bias from the charging power source 13 to the charging roller 1, the belt photosensitive drum 2 is charged to a predetermined dark portion potential. The charging bias applied to the charging roller 1 is a voltage obtained by superimposing an AC voltage (2 kV) having a peak value twice or more the discharge threshold value on a DC voltage corresponding to the charging potential in order to uniformly charge the photosensitive drum 2. Used. In the first embodiment, as an example, the DC voltage −
A charging bias in which an AC voltage of 2 kV (Vpp) was superimposed on 500 V was applied to the charging roller 1. The photosensitive drum 2 charged to a predetermined dark portion potential receives image exposure from the exposure device 3 to form an electrostatic latent image having an image portion having a predetermined light portion potential.
【0025】感光ドラム2の周囲には、負帯電性のトナ
ー6を収容した現像装置16が設置されており、現像装
置16には、感光ドラム2と100μmの間隙を開けて
配置された現像スリーブ5を備える。この現像スリーブ
5は、長手方向に延びた図示しない磁石を内包してお
り、その磁石の汲み上げ極により、磁性体を内添された
負帯電性トナー6が引き寄せられて、現像スリーブ5の
表面上に担持される。現像スリーブ5上に担持されたト
ナー6は、規制ブレード4により層厚を規制されて、厚
さ50μmの均一なトナー薄層に形成される。薄層に形
成されたトナー6は、現像スリーブ5の回転及び磁石の
搬送極の作用により、感光ドラム2と対向した現像領域
に搬送され、そこで現像電源8による現像バイアスの印
加下に、感光ドラム2上の静電潜像の現像を行なう。A developing device 16 accommodating the negatively chargeable toner 6 is installed around the photosensitive drum 2. The developing device 16 has a developing sleeve arranged with a gap of 100 μm from the photosensitive drum 2. 5 is provided. The developing sleeve 5 contains a magnet (not shown) extending in the longitudinal direction, and the negatively charging toner 6 having the magnetic substance internally added thereto is attracted by the scooping pole of the magnet, so that the surface of the developing sleeve 5 is attracted. Is carried by. The toner 6 carried on the developing sleeve 5 is regulated in layer thickness by the regulation blade 4 to form a uniform thin toner layer having a thickness of 50 μm. The toner 6 formed in a thin layer is conveyed to the developing area facing the photosensitive drum 2 by the rotation of the developing sleeve 5 and the action of the conveying pole of the magnet, where the developing bias is applied by the developing power source 8 to the photosensitive drum. The electrostatic latent image on 2 is developed.
【0026】本実施例で用いた負帯電性トナー6は、マ
グネタイト、フェライト等の磁性体と、アゾ系含合金染
料等の電荷制御剤を内添されており、平均粒径が6μm
の小粒径トナーである。このような小粒径トナーの使用
により、潜像に忠実で高品位な画像を得ることが、現像
剤の面から図られる。The negatively chargeable toner 6 used in this embodiment contains a magnetic material such as magnetite and ferrite and a charge control agent such as an azo type alloy-containing dye, and has an average particle diameter of 6 μm.
It is a small particle size toner. By using such a toner having a small particle diameter, it is possible to obtain a high-quality image faithful to the latent image from the viewpoint of the developer.
【0027】感光ドラム2上に現像により形成されたト
ナー像は、転写電源10から転写バイアスを印加した転
写ローラ15により、感光ドラム2に供給された転写材
7上に転写される。トナー像が転写された転写材7は、
感光ドラム2から分離した後定着装置17に搬送し、そ
こでトナー像を定着して永久像とされる。一方、感光ド
ラム2は、転写されずに残った残留トナーをクリーニン
グ装置12により清掃、除去した後、次の画像形成プロ
セスに供される。The toner image formed on the photosensitive drum 2 by development is transferred onto the transfer material 7 supplied to the photosensitive drum 2 by the transfer roller 15 to which a transfer bias is applied from the transfer power supply 10. The transfer material 7 on which the toner image is transferred is
After being separated from the photosensitive drum 2, the toner image is conveyed to the fixing device 17, where the toner image is fixed to be a permanent image. On the other hand, the photosensitive drum 2 is subjected to the next image forming process after cleaning and removing the residual toner remaining without being transferred by the cleaning device 12.
【0028】本実施例においては、上記のように、現像
装置16に小粒径のトナー6を用いており、これによ
り、従来と比べ、潜像により忠実で解像度の高い現像の
実現を図っている。しかしながら、一般に、トナーの粒
径が小さくなればなるほど、トナーに作用する凝集力や
付着力が磁気力や静電気力に比較して強くなり、現像が
困難になることが知られている。例えばトナーの粒径を
rとしたとき、磁気力はトナー中の磁性体含有量に比例
するためr3 に比例し、静電気力はトナー表面の摩擦帯
電、従ってトナー表面積に比例するためr2 に比例する
が、凝集力や付着力はファンデルワールス力が主要因で
あり、そのファンデルワールス力はrに比例すると考え
られる。従ってトナーの粒径が小さくなればなるほど、
凝集力や付着力が磁気力や静電気力よりも相対的に大き
くなる。In the present embodiment, as described above, the toner 6 having a small particle size is used in the developing device 16, and thereby the development of the image faithful to the latent image and having a high resolution is realized as compared with the conventional case. There is. However, it is generally known that the smaller the particle size of the toner, the stronger the cohesive force and the adhesive force acting on the toner as compared with the magnetic force and the electrostatic force, and the more difficult the development becomes. For example, when the particle size of the toner was r, the magnetic force is proportional to r 3 proportional to the magnetic substance content in the toner, the frictional charge of the electrostatic force toner surface, thus r 2 proportional to the toner surface area Although proportional, the van der Waals force is the main factor in the cohesive force and the adhesive force, and the van der Waals force is considered to be proportional to r. Therefore, the smaller the toner particle size, the more
Cohesive force and adhesive force are relatively larger than magnetic force and electrostatic force.
【0029】本実施例で用いたトナー6は小粒径トナー
であり、従来のトナーよりも凝集力や付着力が大きく、
磁気力及び静電気力が小さいので、従来の現像方法を適
用したのでは、例え感光ドラム上の画像部において解像
度の高い良好な画像が得られたとしても、非画像部への
トナーの付着が起こり、カブリを発生してしまう。そこ
で、本実施例では、図1に示した現像バイアスを用いて
現像を行ない、小粒径トナーにおいてもカブリの少ない
画像を実現した。以下、説明する。The toner 6 used in this embodiment is a small particle size toner, and has a larger cohesive force and adhesive force than the conventional toner,
Since the magnetic force and the electrostatic force are small, applying the conventional developing method may cause the toner to adhere to the non-image area even if a good image with high resolution is obtained in the image area on the photosensitive drum. It causes fog. Therefore, in the present embodiment, development is performed using the developing bias shown in FIG. 1 to realize an image with less fog even with a small particle size toner. This will be described below.
【0030】図1の現像バイアスによれば、PID現像
法と同様、先ず、電荷制御剤等の効果により負極性に帯
電されたトナー(正規トナー)が、感光ドラム2上の非
画像部に飛翔することはない。即ち、負極性トナーはよ
り電位の高い部分に飛翔するが、図1に示すように、感
光ドラム2上の非画像部の電位である帯電電位Vdを、
現像スリーブ5に印加されるトナー飛翔電位V1(第1
の電圧)よりも低くしているので、正規トナーが非画像
部に飛翔しない。又感光ドラム2と現像スリーブ5とを
適度な距離で保持することにより、V1がVLに対して
十分な現像電界を形成するので、非画像部のカブリを大
幅に改善しつつ、画像部を現像することができる。According to the developing bias of FIG. 1, as in the PID developing method, first, the toner (regular toner) negatively charged by the effect of the charge control agent or the like flies to the non-image portion on the photosensitive drum 2. There is nothing to do. That is, the negative polarity toner flies to a portion having a higher potential, but as shown in FIG. 1, the charging potential Vd, which is the potential of the non-image portion on the photosensitive drum 2, is
Toner flying potential V1 applied to the developing sleeve 5 (first
Voltage), the regular toner does not fly to the non-image area. Further, by holding the photosensitive drum 2 and the developing sleeve 5 at an appropriate distance, V1 forms a sufficient developing electric field with respect to VL, so that the fog in the non-image area is significantly improved and the image area is developed. can do.
【0031】次に現像スリーブ電位をV2(第2の電
圧)とすることにより、正規トナーを現像スリーブに飛
翔させて、画像部においてトナーに現像スリーブと感光
ドラム間の往復運動を起こさせ、これにより適度なエッ
ジ効果に伴う鮮明なライン画像が得られる。Next, the potential of the developing sleeve is set to V2 (second voltage) to cause the regular toner to fly to the developing sleeve, causing the toner to reciprocate between the developing sleeve and the photosensitive drum in the image portion. This makes it possible to obtain a clear line image accompanied by an appropriate edge effect.
【0032】以上の第1電圧V1、第2電圧V2が満た
す条件は、従来技術の説明の項で述べたように、次の通
りである。The conditions satisfied by the first voltage V1 and the second voltage V2 described above are as follows, as described in the section of the description of the prior art.
【0033】α×(Vd−V1)>0 (第1式)
α×(VL−V2)≧0 (第2式)
ここで、V1、V2の印加時間t1 、t2 をt1 >t2
(即ち、デューティ比>1)とすることにより、より多
くのトナーを画像部に付着させることができるため、V
1電位を下げて現像スリーブからの放電を生じにくくす
ることができる。更にV1、V2のデューティ比を変更
可能にすることにより、濃度調整も容易になる。Α × (Vd−V1)> 0 (Formula 1) α × (VL−V2) ≧ 0 (Formula 2) Here, the application times t 1 and t 2 of V1 and V2 are t 1 > t. 2
By setting (that is, the duty ratio> 1), a larger amount of toner can be attached to the image portion.
It is possible to reduce the potential by 1 to make it difficult for discharge from the developing sleeve to occur. Further, by making the duty ratios of V1 and V2 changeable, the density adjustment becomes easy.
【0034】しかしながら、現像スリーブ電位をV2と
することは、低湿環境等により逆極性に帯電した反転ト
ナーが発生した際に、現像スリーブ5から反転トナーを
感光ドラム2上の非画像部(電位Vd)に飛翔せしめ、
反転カブリの原因となってしまう。そこで本発明では、
第3の電圧として、次の第3式を満足する休止電位V3
なるものを用い、これを第1の電圧V1と第2の電圧V
2の間に介挿して、反転カブリを防止した。However, when the developing sleeve potential is set to V2, when the reverse toner charged to the opposite polarity is generated due to a low humidity environment or the like, the reverse toner is transferred from the developing sleeve 5 to the non-image portion (potential Vd on the photosensitive drum 2). )
This will cause reversal fog. Therefore, in the present invention,
As the third voltage, a rest potential V3 that satisfies the following third expression
Of the first voltage V1 and the second voltage V
It was inserted between the two to prevent reversal fog.
【0035】
α×VL≦α×V3≦α×Vd (第3式)
上記において、αはトナーの帯電極性の±に対応した指
数α=±1であり、感光ドラム上の露光部に現像を行な
う反転現像系においては、トナーの極性を問わず第3式
を満足する。即ち休止電位V3は暗部電位Vdと明部電
位VLの中間の電位であり、正規トナーと反転トナーの
双方が、感光ドラム上の非画像部(Vd)に飛翔し難い
電位に設定してある。本実施例では、休止電位V3をV
1及びV2の平均値とすることにより、従来のPID現
像法と同程度の濃度設定とした。又休止電位V3の大き
さを変更することにより濃度を自在に変更することも可
能である。従って休止電位V3を印加すれば、低湿環境
下においても地カブリ及び反転カブリを同時に抑制する
ことが可能である。Α × VL ≦ α × V3 ≦ α × Vd (Formula 3) In the above, α is an index α = ± 1 corresponding to ± of the charging polarity of the toner, and the exposed portion on the photosensitive drum is developed. In the reversal development system, the third formula is satisfied regardless of the polarity of the toner. That is, the rest potential V3 is an intermediate potential between the dark portion potential Vd and the light portion potential VL, and both the normal toner and the reversal toner are set to a potential at which they are unlikely to fly to the non-image portion (Vd) on the photosensitive drum. In this embodiment, the rest potential V3 is set to V
By setting the average value of 1 and V2, the density was set to the same level as in the conventional PID developing method. It is also possible to freely change the concentration by changing the magnitude of the rest potential V3. Therefore, by applying the rest potential V3, it is possible to simultaneously suppress the ground fog and the reverse fog even in a low humidity environment.
【0036】ここで重要なことは、休止電位V3の印加
時間t3 であり、休止電位V3の印加時間が長いほどカ
ブリ防止効果は増大するものの、DC現像系に近づくた
めに、PID現像法が備えていたラインシャープネスの
良さが減少してしまう。What is important here is the application time t 3 of the rest potential V3. The longer the rest potential V3 is applied, the more the fog-preventing effect increases, but the PID developing method is adopted because it approaches the DC developing system. The goodness of the line sharpness that it had is reduced.
【0037】又従来のPID現像法と同等のラインシャ
ープネスを得るためには、トナーに適切な回数の往復動
を起こさせる必要もある。トナーが現像スリーブ5と感
光ドラム2の画像部の間を往復動する回数Nは次の式で
表される。Further, in order to obtain the line sharpness equivalent to that of the conventional PID developing method, it is necessary to cause the toner to reciprocate a proper number of times. The number N of times the toner reciprocates between the developing sleeve 5 and the image portion of the photosensitive drum 2 is represented by the following equation.
【0038】N=f×L/v
図3は、現像装置16の現像部を拡大して示したもので
ある。現像スリーブ5は、その上に担持した薄層のトナ
ー層19を感光ドラム2の近傍に搬送し、図2の現像電
源8による現像バイアスの印加によって十分な強度の現
像電界が得られる幅Lの現像領域において、トナーが感
光ドラム2に飛翔する。現像電源8が交番電界を形成す
ると、トナーの転移、逆転移が発生するが、トナーの往
復動の回数Nはこの転移、逆転移の回数である。現像領
域幅Lは、感光ドラム2の停止時に現像される幅として
測定され、トナーの往復動の回数Nは、現像周波数f
と、感光ドラム2の周速vを用いて、上式のように定義
される。N = f × L / v FIG. 3 is an enlarged view of the developing section of the developing device 16. The developing sleeve 5 conveys the thin toner layer 19 carried on the developing sleeve 5 to the vicinity of the photosensitive drum 2, and has a width L with which a developing electric field of sufficient strength can be obtained by applying a developing bias from the developing power source 8 of FIG. In the developing area, toner flies to the photosensitive drum 2. When the developing power source 8 forms an alternating electric field, toner transfer and reverse transfer occur, and the number N of reciprocal movements of the toner is the number of transfer and reverse transfer. The developing area width L is measured as a width developed when the photosensitive drum 2 is stopped, and the number N of reciprocating movements of the toner is the developing frequency f.
And the peripheral speed v of the photosensitive drum 2 is used to define the above equation.
【0039】本発明では、トナーの往復動に伴うエッジ
効果により良好な画像を得るために、このトナー往復動
の回数NをN≧10とする。本実施例では、L=4m
m、f=1000Hz、v=100mm/秒として、N
=40回とすることにより、良好なラインシャープネス
が得られた。In the present invention, the number N of reciprocating movements of the toner is N ≧ 10 in order to obtain a good image due to the edge effect caused by the reciprocating movement of the toner. In this embodiment, L = 4 m
m, f = 1000 Hz, v = 100 mm / sec, N
= 40 times, good line sharpness was obtained.
【0040】以上により、従来のPID現像法と比べて
濃度変化、更には画質の劣化を抑えつつも、PID現像
法では反転カブリを生じていたトナー引き戻し電位V2
の時間を減少させることができ、反転カブリを防止でき
た。又休止電位V3をトナー飛翔電位V1の直後に設け
ることにより、現像領域の末端においてトナーが感光ド
ラム上に存在する確率を高くし、浅い潜像である1ドッ
トやハーフトーン画像の再現性を向上させることが可能
となった。As described above, the toner withdrawal potential V2, which causes the reversal fog in the PID developing method, while suppressing the density change and the deterioration of the image quality as compared with the conventional PID developing method.
It was possible to reduce the time and prevent the reversal fog. Further, by providing the rest potential V3 immediately after the toner flying potential V1, the probability that toner is present on the photosensitive drum at the end of the developing area is increased, and the reproducibility of one dot or a halftone image which is a shallow latent image is improved. It became possible to do.
【0041】以上説明したように、本発明の現像バイア
スを用いることにより、正規の極性に帯電したトナーは
勿論、逆極性に帯電したトナーを用いても、感光ドラム
上の非画像部に付着することを防止でき、又画像部では
シャープなライン画像とハーフトーン画像を再現でき、
その結果、カブリのない高品な画像が得られるようにな
った。As described above, by using the developing bias of the present invention, not only the toner charged to the regular polarity but also the toner charged to the opposite polarity is attached to the non-image portion on the photosensitive drum. Can be prevented, and in the image part, sharp line images and halftone images can be reproduced,
As a result, it has become possible to obtain high-quality images without fog.
【0042】以上では、感光ドラム2、帯電ローラ1、
現像装置16及びクリーナ12は画像形成装置に個別に
組込んであるが、これらを一体化して組込んでプロセス
カートリッジに、本発明を適用することもできる。同様
に、カブリのない高品位な画像が安定して得られ、且つ
トナー交換等のメンテナンスを簡潔に行なうことが可能
になる。In the above, the photosensitive drum 2, the charging roller 1,
Although the developing device 16 and the cleaner 12 are individually incorporated in the image forming apparatus, the present invention can be applied to a process cartridge by integrally incorporating them. Similarly, a high-quality image without fog can be stably obtained, and maintenance such as toner replacement can be simply performed.
【0043】実施例2
本実施例では、各色の現像器の現像剤に非磁性トナーを
用いてカラー現像を行なう際に、本発明を適用した場合
について述べる。図4は、本実施例で使用可能な画像形
成装置の概略構成図である。Example 2 In this example, a case where the present invention is applied when color development is performed by using a non-magnetic toner as a developer of a developing unit for each color will be described. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus that can be used in this embodiment.
【0044】本画像形成装置は、カラーの電子写真装置
であり、感光ドラム2上にイエロー、マゼンタ及びシア
ンのトナー像を順次重ね合わせて形成し、その3色のト
ナー像を一括して転写材7上に転写してカラー画像を得
るものである。感光ドラム2は、負帯電性の有機半導体
からなっているが、アモルファスシリコン等の光導電性
半導体材料も使用することができる。The image forming apparatus is a color electrophotographic apparatus, which sequentially forms yellow, magenta, and cyan toner images on the photosensitive drum 2 and collectively transfers the toner images of the three colors. 7 to obtain a color image. The photosensitive drum 2 is made of a negatively chargeable organic semiconductor, but a photoconductive semiconductor material such as amorphous silicon can also be used.
【0045】先ず、イエロートナー像の形成について述
べる。一次帯電器14により感光ドラム2の表面を所定
の暗部電位まで均一に帯電し、露光装置3により外部装
置から入力されたイエロー画像情報に基づき光照射を行
ない、感光ドラム2上にイエロー画像の潜像が形成され
る。この潜像を、イエロー現像器16aにより負帯電性
の非磁性イエロートナー6を用いて現像する。First, the formation of a yellow toner image will be described. The surface of the photosensitive drum 2 is uniformly charged to a predetermined dark portion potential by the primary charger 14, and light is irradiated by the exposure device 3 based on the yellow image information input from the external device, and the latent image of the yellow image is formed on the photosensitive drum 2. An image is formed. This latent image is developed by the yellow developing device 16a using the non-chargeable non-magnetic yellow toner 6.
【0046】イエロー現像器16aは、感光ドラム2と
100μmの間隔を開けて配置された現像スリーブ5を
備え、この現像スリーブ5に当接した塗布ローラ20に
よりイエロートナー6を擦りつけて、現像スリーブ5上
にイエロートナー6を静電的に付着し担持させる。現像
スリーブ5上に担持されたトナー6は、現像スリーブの
回転に伴い、規制ブレード4の箇所に搬送されて厚さ2
0μmのトナー薄層に規制された後、感光ドラム2と対
向した現像部に搬送される。そして切換えスイッチ18
をイエロー現像器16a側に接続することにより、現像
電源8から現像スリーブ5に印加された現像バイアスに
より、現像スリーブ5からイエロートナー6が感光ドラ
ム2に飛翔し、感光ドラム2上の静電潜像がイエロート
ナー像として現像される。本実施例で使用したイエロー
トナー6は、スチレンアクリル等のバインダー樹脂中に
アゾ系含合金染料等の負極性電荷制御剤と、イエローの
顔料が内添されている。The yellow developing device 16a is provided with a developing sleeve 5 arranged at a distance of 100 μm from the photosensitive drum 2, and the yellow toner 6 is rubbed by a coating roller 20 in contact with the developing sleeve 5 to develop the developing sleeve. The yellow toner 6 is electrostatically adhered and carried on the surface 5. The toner 6 carried on the developing sleeve 5 is conveyed to the location of the regulating blade 4 as the developing sleeve rotates, and the toner 6 has a thickness of 2 mm.
After being regulated to a toner thin layer of 0 μm, the toner is conveyed to a developing unit facing the photosensitive drum 2. And the changeover switch 18
Is connected to the side of the yellow developing device 16a, the yellow toner 6 flies from the developing sleeve 5 to the photosensitive drum 2 by the developing bias applied to the developing sleeve 5 from the developing power source 8 and the electrostatic latent image on the photosensitive drum 2 is discharged. The image is developed as a yellow toner image. The yellow toner 6 used in this example has a negative charge control agent such as an azo-based alloy-containing dye and a yellow pigment internally added to a binder resin such as styrene acrylic.
【0047】感光ドラム2はイエロートナー像を保持し
たまま回転し、その上に次のマゼンタトナー像が形成さ
れる。イエロートナー像を保持した感光ドラム2の表面
を一次帯電器4により所定の暗部電位まで再び帯電し、
露光装置3によるマゼンタ画像情報に基づく光照射を行
なって、感光ドラム2上にマゼンタ画像の潜像を形成す
る。そしてマゼンタ現像器16bによりイエロートナー
と同様な非磁性のマゼンタトナーを用いて潜像を現像
し、感光ドラム2上にマゼンタトナー像が形成される。
同様の工程をシアントナー像についても行なう。かくし
て、感光ドラム2上にイエロー、マゼンタ及びシアンの
3色のトナー像を重ねて形成したカラー画像が得られ
る。The photosensitive drum 2 rotates while holding the yellow toner image, and the next magenta toner image is formed thereon. The surface of the photosensitive drum 2 holding the yellow toner image is recharged to a predetermined dark part potential by the primary charger 4,
Light exposure based on magenta image information is performed by the exposure device 3 to form a latent image of a magenta image on the photosensitive drum 2. Then, the magenta developing device 16b develops the latent image using a non-magnetic magenta toner similar to the yellow toner to form a magenta toner image on the photosensitive drum 2.
The same process is performed for the cyan toner image. Thus, a color image is obtained in which toner images of three colors of yellow, magenta and cyan are formed on the photosensitive drum 2 in an overlapping manner.
【0048】感光ドラム2上に形成された3色のトナー
像は、感光ドラム2に供給された転写材7上に転写帯電
器9により一括して転写される。3色のトナー像が転写
された転写材7は、感光ドラム2から分離して定着装置
17に送られ、そこで定着してフルカラーの永久像とさ
れる。The three color toner images formed on the photosensitive drum 2 are collectively transferred onto the transfer material 7 supplied to the photosensitive drum 2 by the transfer charger 9. The transfer material 7 onto which the toner images of the three colors have been transferred is separated from the photosensitive drum 2 and sent to the fixing device 17, where it is fixed and becomes a full-color permanent image.
【0049】本実施例における現像器16a、16b及
び16cは、いずれも、現像剤として非磁性トナーを用
いている。磁性トナーでは、トナーが非画像部に付着し
てカブリが発生するのを磁力により防止できるが、非磁
性トナーでは、磁力によるトナーの引き戻しがないの
で、従来の現像方法を用いたのでは、感光ドラムの非画
像部に付着し易く、カブリが発生し易い。本実施例で
は、図1に示す現像バイアスを用いて現像するので、非
磁性トナーを用いてもカブリの少ない画像を実現でき
る。The developing units 16a, 16b and 16c in this embodiment all use non-magnetic toner as a developer. With magnetic toner, magnetic force can prevent toner from adhering to non-image areas and causing fog, but with non-magnetic toner, there is no pullback of toner due to magnetic force. Fogging easily occurs on the non-image area of the drum, and fog easily occurs. In the present embodiment, since the developing bias shown in FIG. 1 is used for development, an image with less fog can be realized even if non-magnetic toner is used.
【0050】即ち、図1の現像バイアスによれば、前述
したように、感光ドラム2上の非画像部の電位である帯
電電位Vdを現像スリーブ5に印加されるトナー飛翔電
位V1よりも低くしているので、感光ドラム2上の非画
像部に正規トナーが飛翔することはない。そしてV1が
VLに対して十分な現像電界を形成するので、非画像部
のカブリを大幅に改善しつつ、画像部を現像することが
できる。又現像スリーブ電位をV2とすることにより、
正規トナーを現像スリーブに飛翔させて、画像部におい
てトナーに現像スリーブと感光ドラム間の往復運動を起
こさせ、これにより適度なエッジ効果に伴う鮮明なライ
ン画像が得られる。That is, according to the developing bias of FIG. 1, as described above, the charging potential Vd, which is the potential of the non-image portion on the photosensitive drum 2, is set lower than the toner flying potential V1 applied to the developing sleeve 5. Therefore, the regular toner does not fly to the non-image portion on the photosensitive drum 2. Since V1 forms a sufficient developing electric field with respect to VL, the image area can be developed while the fog in the non-image area is significantly improved. Also, by setting the developing sleeve potential to V2,
The regular toner is caused to fly to the developing sleeve to cause the toner to reciprocate between the developing sleeve and the photosensitive drum in the image portion, whereby a clear line image accompanying an appropriate edge effect can be obtained.
【0051】この際、現像スリーブ電位がV2のとき
に、反転トナーが現像スリーブ5から感光ドラム2上の
非画像部(電位Vd)に飛翔し、反転カブリの原因とな
り兼ねないが、図1の現像バイアスでは、前述した第3
式:α×VL≦α×V3≦α×Vd を満足する休止電位
V3を設けているので、反転カブリを防止できる。At this time, when the developing sleeve potential is V2, the reversal toner may fly from the developing sleeve 5 to the non-image portion (potential Vd) on the photosensitive drum 2 and cause reversal fog. In the developing bias, the above-mentioned third
Since the rest potential V3 satisfying the formula: α × VL ≦ α × V3 ≦ α × Vd is provided, inversion fog can be prevented.
【0052】即ち、休止電位V3は、正規トナーと反転
トナーの双方が、感光ドラム上の非画像部(Vd)に飛
翔し難いVdとVLの中間の電位として、具体的には、
V1及びV2の平均値として設けてあるので、低湿環境
下においても地カブリ及び反転カブリを同時に抑制する
ことができる。That is, the rest potential V3 is a potential intermediate between Vd and VL in which both the normal toner and the reversal toner are less likely to fly to the non-image portion (Vd) on the photosensitive drum.
Since it is provided as the average value of V1 and V2, it is possible to simultaneously suppress the ground fog and the reverse fog even in a low humidity environment.
【0053】そして、従来のPID現像法と同等のライ
ンシャープネスを得るために、トナーの往復動を適切な
回数N≧10だけ起こさせており、本実施例では、先の
実施例と同様に、現像領域幅L=4mm、現像周波数f
=1000Hz、感光ドラム2の周速v=100mm/
秒として、トナー往復動の回数N=f×L/v=40回
としたことにより、良好なラインシャープネスが得られ
た。Then, in order to obtain a line sharpness equivalent to that of the conventional PID developing method, the reciprocating motion of the toner is caused for an appropriate number of times N ≧ 10. In this embodiment, as in the previous embodiment, Development area width L = 4 mm, development frequency f
= 1000 Hz, peripheral speed v of the photosensitive drum 2 = 100 mm /
A good line sharpness was obtained by setting the number of reciprocating movements of the toner to N = f × L / v = 40 times per second.
【0054】以上説明したように、本発明の現像バイア
スを用いることにより、非磁性トナーを用いても、正規
の極性に帯電したトナーは勿論、逆極性に帯電したトナ
ーについても、感光ドラム上の非画像部に付着すること
を防止でき、シャープなライン画像とハーフトーン画像
を再現し、カブリがない高品な画像が得られるようにな
った。従って従来の2成分現像法等の現像装置を用いた
画像形成装置に比べて、現像装置がより簡単で安価な画
像形成装置を提供することができる。As described above, by using the developing bias of the present invention, not only the non-magnetic toner but also the toner charged to the regular polarity and the toner charged to the opposite polarity are on the photosensitive drum. It is possible to prevent adhesion to non-image areas, reproduce sharp line images and halftone images, and obtain high-quality images without fog. Therefore, it is possible to provide an image forming apparatus having a simpler developing device and lower cost than an image forming apparatus using a conventional developing device such as a two-component developing method.
【0055】[0055]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像部におけるシャープで緻密な画像の実現及び非画像
部における地カブリ防止を達成すると同時に、低湿環境
下において逆極性に帯電したトナーが非画像部に付着す
るのを防止することができ、反転カブリを大幅に削減す
ることが可能となった。従って従来はカブリが多く使用
するのが困難であった小粒径トナー及び非磁性トナーを
用いて、高精細の画像を形成することが可能となった。As described above, according to the present invention,
In addition to achieving a sharp and precise image in the image area and preventing background fog in the non-image area, it is possible to prevent toner charged with the opposite polarity from adhering to the non-image area in a low humidity environment. It has become possible to reduce significantly. Therefore, it has become possible to form a high-definition image using a small particle diameter toner and a non-magnetic toner, which have been difficult to use because of a large amount of fog.
【図1】本発明の一実施例で使用する現像バイアスを示
す図である。FIG. 1 is a diagram showing a developing bias used in an embodiment of the present invention.
【図2】本発明で使用可能な画像形成装置を示す概略構
成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus usable in the present invention.
【図3】図2の画像形成装置に設置された現像装置の現
像部を拡大して示す図である。3 is an enlarged view showing a developing unit of a developing device installed in the image forming apparatus of FIG.
【図4】本発明で使用可能な画像形成装置を示す概略構
成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus usable in the present invention.
【図5】従来の画像形成装置を示す概略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a conventional image forming apparatus.
【図6】従来の画像形成装置の現像装置で用いられてい
たジャンピング現像法、PID現像法及びDC現像法で
使用する現像バイアスを示す図である。FIG. 6 is a diagram showing developing biases used in a jumping developing method, a PID developing method, and a DC developing method, which are used in a developing device of a conventional image forming apparatus.
【図7】環境によるトナーの帯電量分布の違いを示す図
である。FIG. 7 is a diagram showing a difference in toner charge amount distribution depending on the environment.
1 帯電ローラ 2 感光ドラム 3 露光装置 5 現像スリーブ 8 現像電源 16 現像装置 16a〜16c 現像器 20 塗布ローラ 1 charging roller 2 photosensitive drum 3 exposure equipment 5 Development sleeve 8 Development power supply 16 Developing device 16a to 16c developing device 20 coating roller
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−150624(JP,A) 特開 昭60−134262(JP,A) 特開 平2−129655(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/06 101 G03G 15/08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-5-150624 (JP, A) JP-A-60-134262 (JP, A) JP-A-2-129655 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) G03G 15/06 101 G03G 15/08
Claims (3)
る帯電部材と、像担持体を露光して電位VLの画像部と
電位Vdの非画像部を含む静電潜像を形成する露光手段
と、像担持体上の静電潜像を現像するべく一成分現像剤
を担持して像担持体と対向する現像部へ搬送する現像剤
担持体と、現像時、現像剤担持体に現像バイアスを印加
するバイアス印加手段と、を有する画像形成装置におい
て、 現像バイアスは、現像剤を現像剤担持体から像担持体上
の画像部に付勢する電界を発生する電圧であって、電位
VLと電位Vdとの間に位置するレベルの電圧をV1、
現像剤を像担持体上の画像部から現像剤担持体に付勢す
る電界を発生する電圧であって、電位VLに対し電圧V
1と反対側に位置するレベルの電圧をV2、電圧V1と
電圧V2との間に位置するレベルの電圧をV3、現像剤
の帯電極性の±に対応した指数をαとすると、 α×(Vd−V1)>0 α×(VL−V2)≧0 α×VL≦α×V3≦α×Vd α=±1 を満たす電圧V1、電圧V2及び電圧V3が繰り返され
るバイアスであって、電圧V3が可変なバイアスである
ことを特徴とする画像形成装置。1. A charging member for charging an image carrier to a potential Vd, and an exposure for exposing the image carrier to form an electrostatic latent image including an image portion having a potential VL and a non-image portion having a potential Vd. Means, a developer carrying body carrying a one-component developer for developing an electrostatic latent image on the image carrying body, and carrying the developer to a developing section facing the image carrying body; In an image forming apparatus having a bias applying unit for applying a bias, the developing bias is a voltage for generating an electric field for urging the developer from the developer carrier to the image portion on the image carrier, and the potential VL. Between the voltage Vd and the potential Vd is V1,
A voltage for generating an electric field for urging the developer from the image portion on the image carrier to the developer carrier, which is a voltage V with respect to the potential VL.
Let V2 be the voltage of the level located on the side opposite to 1 and V3 be the voltage of the level located between voltage V1 and voltage V2, and let α be the exponent corresponding to ± of the charging polarity of the developer. −V1)> 0 α × (VL−V2) ≧ 0 α × VL ≦ α × V3 ≦ α × Vd α = ± 1 is a bias in which the voltage V1, the voltage V2, and the voltage V3 are repeated, and the voltage V3 is An image forming apparatus having a variable bias.
ティ比は1より大きいことを特徴とする請求項1の画像
形成装置。2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a duty ratio between the voltage V1 and the voltage V2 is larger than 1.
記電圧V3、前記電圧V2の順に繰り返されるバイアス
であることを特徴とする請求項1又は2の画像形成装
置。3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the developing bias is a bias repeated in the order of the voltage V1, the voltage V3, and the voltage V2.
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JP20153894A JP3363604B2 (en) | 1994-08-04 | 1994-08-04 | Image forming device |
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1994
- 1994-08-04 JP JP20153894A patent/JP3363604B2/en not_active Expired - Fee Related
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