JP3599190B2 - Image forming device - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置に係り、特に、磁性キャリアを用いて非磁性のトナーを帯電させる2成分現像剤を使用し、現像ロール上に帯電されたトナーのみを保持させて静電潜像に飛翔させ、該潜像を現像するようにしたハイブリッド型現像装置を有する画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置における現像方式には、トナーと磁性キャリアを用いた2成分現像方式、絶縁トナーや導電トナーを用いた1成分現像方式、磁性キャリアを用いて非磁性のトナーを帯電させる2成分現像剤を使用し、現像ロール上に帯電されたトナーのみを保持させて静電潜像に飛翔させ、該潜像を現像するようにしたハイブリッド現像方式などがある。
【0003】
2成分現像方式は、キャリアによるトナーの帯電性に優れ、長寿命化が可能であると共にベタ画像の均一化などの利点がある反面、現像装置が大きく複雑になる、トナー飛散やキャリア引きが発生する、キャリアの耐久性によって画質が変化するなどの欠点がある。また1成分現像方式は、現像装置がコンパクトになってドット再現性に優れているが、現像ロール、チャージローラの劣化のために耐久性が低く、現像装置を交換するため消耗品価格が高価になる、選択現像が発生するなどの欠点を有している。そしてハイブリッド現像方式は、ドット再現性に優れ、長寿命化が可能で高速の画像形成が可能な方式ではあるが、従来では、現像ゴーストの発生やトナーの飛散などの問題があった。
【0004】
このハイブリッド現像方式は、非接触の1成分現像の手段として検討されてきたが、近年、高速の画像形成が可能な現像方式として、特に潜像担持体(感光体)上に複数のカラー画像を順次形成する1ドラム色重ね方式用としても検討されてきた。この方式では、潜像担持体上に正確にトナーを重ねることで色ズレの少ないカラー画像形成が可能であり、カラーの高画質化に対応する技術として注目されてきた。
【0005】
しかしながら前記した1ドラム色重ね方式では、使用する色数分の現像装置を潜像担持体の周りに配置せねばならないから、潜像担持体が大型になり、画像形成装置の小型化の妨げになる。そのため、使用するトナーの色に対応した複数の電子写真プロセス部材を並べて配置し、転写部材の送りに同期させてカラ−画像を形成して転写部材上で色重ねを行うタンデム方式が注目されてきた。しかしながらこの方式では、高速性に優れている利点があるものの、各色の電子写真プロセス部材を並べて配置しなければならないために大型化する欠点を有していた。この対策として潜像担持体同志の間隔を狭くし、小型化した画像形成ユニットを配置した小型タンデム型画像形成装置が提案されている。
【0006】
このように構成された小型のタンデム型画像形成装置においては、画像形成ユニットの幅方向のサイズを極小にするため、現像装置を縦型とすることが有利である。すなわち、潜像担持体の上部方向に現像装置を配置することがレイアウト上望ましい。しかしながら従来の2成分現像方式では、このように現像装置を縦型に配置した場合、現像剤の還流、すなわち現像剤攪拌部から潜像担持体に近接した現像部材への供給が複雑になり、装置の小型化に限界が生じると共に潜像担持体へのキャリアの付着、トナーの飛散が避けられないという間題があった。
【0007】
他の方法として、キャリアを用いない1成分現像方式も提案されているが、現像ロールを潜像担持体に接触する方式では潜像担持体のトルク変動をきたし、タンデム型の弱点である色ずれを助長させてしまう欠点があった。また、潜像担持体に非接触な方式では、トナーをチャージロールで帯電させ、弾性規制ブレードで現像ロール上の層厚を規制していたため、トナーの添加剤がチャ−ジロールに付着して帯電能力が低下したり、規制ブレードにトナーが付着し層形成が不均一になってしまい、画像欠陥をきたすことがあった。
【0008】
そのため、これらの問題を解決する手段の一つとして、前記したハイブリッド現像方式が注目されてきた。すなわちハイブリッド現像方式では、前記したように現像ゴーストの発生やトナーの飛散などの問題があるが、現像ロールが潜像担持体と非接触であるからトルク変動をきたすことがなく、ドット再現性に優れて長寿命化が可能な高速の画像形成装置が提供できる。
【0009】
こういった技術に関する従来技術としては、米国特許第3,866,574号公報に、潜像担持体に対して非接触に設置したドナーロール(現像ロール)上に非磁性トナーで薄層を形成し、交流電界によって潜像担持体上の潜像に該トナーを飛翔させる提案がなされている。また米国特許第3,929,098号公報には、磁気ロールを用いて現像剤をドナーロールに進ませ、このドナーロール上にトナーを転移させてトナー層を形成する現像装置が示されている。
【0010】
しかしながらこれらの提案では、2成分現像剤を採用してドナーロール上への薄層形成は可能なものの、トナーの帯電が高くなった場合にドナーロール上のトナーの分離が困難になり、強い交流電界が必要とされる。この電界が潜像担持体上のトナー層を乱してしまうので、色重ねなどには間題を有していた。そのため特開平3−113474号公報には、ドナーロールと潜像担持体の間にワイヤからなる補助電極を設け、この補助電極に弱い交流電界を印加して現像されたトナーを乱さないようにした、いわゆるパウダ−クラウド現像法が提案されている。
【0011】
そして理論面では、電子写真学会誌第19巻第2号(1981)に東芝(株)から、2成分現像剤を用いた現像ロール上のトナー層の形成についての報告がなされ、特開昭59−121077号公報に特許としての出願がある。
【0012】
また上記した従来の技術は、現像性の高いトナーの粗粉が選択的に潜像担持体に現像されやすく、連続印刷を行うと帯電性の高いトナーの微粉が現像スリーブに堆積して選択現像が起こりやすく、画像濃度の低下が生じる傾向があった。さらに、トナーの帯電制御が複雑で、潜像担持体に高い表面電位と大きな現像電界を印加することを必要としていた。そのため、現像ロール上にトナーの消費領域と非消費領域とが生じると、その現像ロール上におけるトナーの付着状態とトナーの電位差にばらつきが生じる関係から、図3に示したように前の現像画像の一部が次の現像時に残像(ゴースト)として現れる現象、いわゆる履歴現象が発生しやすいという不具合がある。すなわちこの図3において、35は矩形の黒ベタで構成されたソリッド画像であり、36、37はそれに続くこのソリッド画像より広いハーフトーン画像で、現像ロール上にトナーの消費領域と非消費領域とが生じた場合、このソリッド画像35に続けてこのハーフトーン画像36、37を印刷すると、図3(b)における38のような残像(ゴースト)が生じる。
【0013】
これを防止するため特開平11−231652号公報には、現像ロール上の現像残トナーを掻き取るための部材と、掻き取られたトナーの回収装置に関しての提案がなされ、また、現像ロール上のトナーを確実に回収する方法として、特開2000−81788公報には、専用の回収ロールを用いる提案がなされている。しかしながらこれらの方法は、複雑な機構が必要で小型の電子写真プロセスには実用化されていない。さらに磁気ブラシを用いた履歴現象の対応策として特開平7−128983号公報に、磁気ロールの磁束密度の半値幅領域を広く設定することにより、現像ロール上のトナーの回収と供給を図る提案がなされている。また、タンデム型の現像器の制御方法として特開昭63−249164号公報には、転写工程を行っている画像形成部以外の画像形成部における現像装置の動作を停止させ、現像剤の劣化を防ぐようにした出願がなされている。
【0014】
またハイブリッド現像方式においては、選択現像による画像濃度低下、トナーを現像ロールに保持させたまま長時間放置することによる現像欠陥、画像劣化、現像ゴースト、トナー飛散、スリーブ付着などが生じるため、特開平7−72733号公報(USP5,420,375号公報)には、2成分現像剤による磁気ブラシを形成する磁気ロールと、この磁気ロールから供給されたトナー薄層を担持するドナーロール(現像ロール)と、このドナーロールと潜像担持体との間に設けられた電極とを有し、この電極には直流と交流からなるバイアスを、現像ロールには直流バイアスを、そして磁気ロールにはスイッチで異極性となる電圧に切り替えられるようにした直流バイアスを印加するよう構成し、上記問題点を解決するようにしたハイブリッド型現像装置が示されている。
【0015】
すなわちこの特開平7−72733号公報に示された現像装置においては、磁気ロールと現像ロールの電位差で磁気ロール上に形成された磁気ブラシで現像ロール上にトナー薄層を形成し、さらに現像ロールと電極間に印加された直流と交流が重畳されたバイアスで電極近辺にトナークラウド(雲)を形成して潜像担持体上の潜像を現像すると共に、画像形成完了時、スイッチを切り替えて現像ロールから磁気ロールへトナーを剥離させる方向の直流バイアスを印加して現像ロール上のトナーを回収し、再度の画像形成に際してスイッチの切り替えで磁気ロール上のトナーを現像ロールへ移動させる方向の直流バイアスを印加して画像形成に備えるようにし、上記問題を解決するようにしたものである。
【0016】
また特開2000−250294公報には、前記特開平7−72733号公報に示された現像ロールと潜像担持体との間に電極を設ける方式につき、電気的にバイアスされて張力のかかった電極線の振動による不均一な現像や、塵が瞬間的に電極に付着して現像ロールに条痕を生じさせる現象が生じるとして、電極を埋め込んだ現像ロールを用いたハイブリッド型現像装置が従来例として紹介され、さらにこの電極を埋め込んだ現像ロールを用いた場合でも、現像ロール上に付着したキャリアの画像への付着、現像ロールに埋め込んだ電極が所定間隔を持っているため潜像担持体へのトナー供給効率が悪く、画像比率が高い画像を連続して現像処理した場合に画像抜けを生じる現象、磁気ロールと現像ロールへ印加する交番バイアスで選択現像が生じ、画質低下、濃度低下を生じる現象などを防止するようにしたハイブリッド型現像装置が示されている。
【0017】
すなわちこの特開2000−250294公報に示された装置では、導電性スリーブ上に誘電体層を設けてその中に微小間隔で電極を埋め込むようにして現像ロールを構成し、潜像担持体へのトナー供給効率を改善すると共に電極間の短絡の防止と表面保護を行わせ、合わせて、数秒の時間で電荷の集積を消散させるに足る誘電率とフリンジ電荷が約数ミリ秒以下でコーティングを貫通できるようにした電極緩和許容層を設けている。そして潜像担持体と現像ロール間には、現像ロール上に埋め込まれた電極にACとDCからなるバイアス電圧を供給するブラシ電極を、現像ロールと磁気ロール間には、現像ロール上に埋め込まれた電極にACとDCからなるバイアス電圧を供給する磁気ブラシを設け、潜像担持体と現像ロール間では現像ロール上のトナーをクラウド(雲)状にして潜像担持体上の潜像を現像し、現像ロールと磁気ロール間ではトナーを磁気ロールと現像ロール間で往復させるようにしている。そして前記AC電源を共通とすると共にこの波形を矩形波とし、この矩形波のデューティ比をトナーが現像ロールから磁気ロールへ戻される時間より磁気ロールから現像ロールへ搬送される時間が短くなるようにし、トナーとキャリアで慣性が異なることを利用して現像ロールへのキャリア付着の防止、トナーの選択搬送性を防止するようにしている。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記特開平3−113474号公報に記載されたパウダークラウド現像法は、補助電極のワイヤが非常に汚れやすく、また、振動による画像劣化等が発生するため、あまり一般的な方法とはなっていない。さらに特開平11−231652号公報、特開2000−81788公報、特開平7−128983号公報などに示された装置も、トナーの掻き取り装置や回収ロールの設置が必要であったり、特別な回収バイアスの印加などによってトナーのストレスが増し、トナーの耐久性能劣化の要因になったり、次の現像タイミングでの現像ロールの層形成に時間を要し、高速性を損なったりしていた。また長期使用時に、キャリアの耐久性能劣化によってトナーの帯電性が変化し、現像ロール上のトナーの帯電特性が大きく変化して補給トナーや回収トナーの帯電の分布が広くなり、帯電不良によるトナーの飛散やカブリの原因になっていた。さらに劣化したキャリアの交換の煩わしさがあり、実用にはいたっていないのが実情である。
【0019】
また、タンデム型の現像装置の制御方法としての特開昭63−249164号公報に示された装置は、転写工程を行っている画像形成部以外の現像装置の動作を停止させたり、現像ロールと磁気ロール間に印加する高圧を高周波数で切り替える装置や制御が必要であり、高価にならざるを得ないと共に、現像装置はトナーロールや磁気ロール、及び撹拌部材を横に並べた構成となっており、小型化が難しいという欠点がある。
【0020】
また、特開平7−72733号公報(USP5,341,197)、特開2000−250294公報に示された装置も、特開平7−72733号公報のものは前記したパウダークラウド現像法であって、補助電極のワイヤが非常に汚れやすく、振動による画像劣化等が発生し、さらに特開2000−250294公報に示された装置も、現像ロールに電極を埋め込む必要があると共にこの電極にACとDCを重畳したバイアスを供給するためのブラシ電極が必要な複雑な構成であり、電極が周方向に断続していると共に、ブラシ電極が何らかの理由で汚れたり振動などでトナーが固着し、現像ロールの電極に接触できなくなると全くトナーの制御ができなくなる。
【0021】
上記の事情に鑑み本発明は、現像装置を複雑にすることなく現像ゴースト、選択現像の発生を防ぎ、確実に帯電されたトナーを現像ロールに供給して長期間安定した画像品質が得られる小型のハイブリッド型の現像装置を有する、高速、安価な小型画像形成装置を提供することが課題である。
【0022】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明においては、請求項1に記載したように、キャリアとトナーからなる現像剤を磁気保持しながら帯電させる2成分現像剤搬送体(以下磁気ロールという)と、該搬送体上に形成された磁気ブラシを介してトナーを移送してその表面にトナーのみの薄層を形成する現像ロールと、該現像ロールと潜像担持体の最近接位置(現像位置)に現像バイアスを印加して潜像担持体の潜像の現像を行うハイブリッド型現像装置を有した画像形成装置において、
前記現像位置に、電極を介することなく全体が導電性の現像ロールと潜像担持体とを絶縁性のトナー薄層を介して直接対面させると共に、該現像ロールに第1の直流バイアスを重畳させた交流バイアスが、一方磁気ロール側に第2の直流バイアスがそれぞれ印加され、
現像終了時に、前記第2の直流バイアスを第1の直流バイアスの電圧値より大きく維持した状態で変化させて、現像ロール上のトナー薄層を磁気ブラシに回収することを特徴とす
この場合に、前記第2の直流バイアス電圧値を第1の直流バイアス電圧値より大きく維持した状態で、第2の直流バイアスと第1の直流バイアスの両方を変化させてもよい。
【0023】
本発明によれば、導電性表面を持つ現像ロールに現像バイアスを印加する簡単な構成でハイブリッド型現像装置を構成することにより、補助電極を設けたり現像ロールに電極を埋め込んだりする複雑な構成を必要とせず、従ってワイヤ電極の汚れや振動による画像劣化や現像ロールに埋め込んだ電極へバイアスを供給するブラシ電極が現像ロールの電極に接触できないためにトナーの制御ができなくなる、といったことが生じない現像装置を得ることができる。また、現像ロール表面は導電性であると共に連続した電極面が形成され、バイアスを導電性の現像ロールに直接印加することによって回転体である現像ロールは潜像担持体との最近接部で現像が最大になり、その後距離が開くに従って現像が終結してカブリ要因になるトナーが現像ロール側に引き戻されて潜像担持体への現像が正確にできるから、カブリなどが防止されて長期間安定した画像品質が得られるハイブリッド型現像装置を有した小型の画像形成装置を提供することができる。
【0025】
又、本発明によれば、現像ロール全体を導電性として直流バイアスを重畳させた交流バイアスを印加することにより、潜像担持体との間に良好な現像性を得ることが可能になると共に、現像ロールと現像剤搬送体間でトナーを常に容易に入れ替えすることが可能となり、選択現像を抑制して長期間安定した画像品質が得られるハイブリッド型現像装置を有した画像形成装置を提供することができる。
【0026】
また請求項3に記載した発明は、
前記交流バイアスのデューティ比を10〜50%に設定したことを特徴とする。
【0027】
このように、交流バイアスのデューティ比を10〜50%に設定することで交流バイアスのピークが鋭くなり、トナー引き戻しが効果的に行えるようになると共に現像ロールから現像剤搬送体への引き戻し効果が増大して現像ロールへのトナーの汚染が解消される。また同時に、現像時におけるトナーの潜像担持体から現像ロールに向かっての引き戻しも効果的に行われてかぶりにくくなるから、長期間安定した画像品質が得られるハイブリッド型現像装置を有した画像形成装置を提供することができる。
【0028】
次に請求項4に記載した発明は、
前記現像ロールの最表面を、略均一な10Ω・cm以下の導電性のスリーブから構成したことを特徴とする。
【0029】
このように現像ロールの最表面を、略均一な10Ω・cm以下の導電性のスリーブで構成することにより、現像ロールに印加された直流、交流電圧の重畳したバイアスが回転する現像ロールと潜像担持体と磁気ロールとの間に良好に作用するよう印加でき、耐久時に画像濃度の低下を起こさず、長期にわたって安定した画像品質が得られるハイブリッド型現像装置を有した画像形成装置を提供することができる。
【0030】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【0031】
図1は本発明に係るハイブリッド型現像装置を有するタンデム型画像形成装置の一実施例の概略構成図、図2は本発明に係るハイブリッド型現像装置の概略構成図、図3は残像(ゴースト)の発生を説明するための図、図4は現像ロールのスリーブの導通性と濃度の維持性との関係の実験結果を示した表である。
【0032】
図1において、1はタンデム型画像形成装置本体、2は現像装置、3は潜像担持体(感光体)、4は露光ユニット、5は記録媒体の搬送ベルト、6は現像剤容器、7は記録媒体を収容した給紙カセット、8は潜像担持体3を帯電させるための帯電器、9は潜像担持体3上のトナー像を転写バイアスにより記録媒体に転写するための転写装置、10は記録媒体に転写されたトナー像を定着する定着装置であり、タンデム型画像形成装置においては、潜像担持体(感光体)3の周りに設置する帯電器8、露光ユニット4、現像装置2、転写装置9、クリーニング装置などをコンパクトに設計することが重要であり、本発明の例においては、現像装置2は潜像担持体3に対して隣接し、略垂直の方向に配置される。
【0033】
図2において、21は内部に配設された磁石によって2成分現像剤の磁気ブラシ30を発生させ、現像ロール22にトナー25を供給する現像剤搬送体としての磁気ロール、22はトナー薄層26を担持して潜像担持体3上の静電潜像を現像する現像ロール、24はキャリア、25はトナー、26は現像ロール22上のトナー薄層、27は潜像担持体3へ現像ロール22上に形成されたトナー薄層26のトナー25を飛翔させて現像を行わせるための現像バイアスで、27aは直流(DC)バイアス(Vdc1)、27bは交流(AC)バイアスである。28は磁気ロール21上の磁気ブラシ30からトナー25を現像ロール22へ搬送するための直流(DC)バイアス(Vdc2)、29は磁気ロール21上の磁気ブラシ30の厚さを規制する規制ブレードである。
【0034】
このうち潜像担持体(感光体)3の材料としては、アモルファスシリコン(a−Si)感光体、有機感光体(OPC)などを用いることができる。正帯電有機感光体(正OPC)は、オゾンなどの発生が少なくて帯電が安定しており、特に単層構造の正帯電有機感光体は、長期にわたる使用によって膜厚が変化した場合においても感光特性に変化が少なく、画質も安定するため長寿命のシステムには好適である。そして、正帯電有機感光体を長寿命のシステムに用いる場合、膜厚を20μmから40μm程度に設定することが好ましい。20μm以下の場合は、膜厚が減少して10μm程度になったときに絶縁破壊によって黒点の発生が目だってくる。また、40μm以上とした場合は感度が低下し、画像濃度低下の要因となる。
【0035】
露光ユニット4は、半導体レーザ、もしくはLEDを用いることができる。正帯電有機感光体を用いた場合は770nm付近の波長が有効であり、アモルファスシリコン感光体の場合は685nm付近の波長が有効である。以下本発明においては、潜像担持体3として正帯電有機感光体を用い、露光ユニット4の光源としてLEDを用いた場合を例に説明していく。
【0036】
現像ロール22の最表面は、体積固有抵抗が10Ω・cm以下に設定された均一な導電性のアルミニウム、SUS、導電樹脂被覆などからなるスリーブで構成する。そしてそのシャフト部には、直流(DC)バイアス(Vdc1)27a、交流(AC)バイアス27bを接続し、回転する現像ロール22と潜像担持体3、及び磁気ロール21との間にこの直流と交流を重畳したバイアスが作用するようにする。そして、この交流バイアス27bが供給する交流成分は、デューティ(Duty)比を50%以下とした矩形波で構成する。本発明においては、一例として直流バイアス(Vdc1)27aを100V、交流バイアス27bをVppが1.5kV、周波数3.0kHz、デューティ(Duty) 比30%に設定した。このように直流バイアス(Vdc1)27aと交流バイアス27bを現像ロール22に直接印加し、かつ、現像ロール22の最表面を10Ω・cm以下の導電性とすることによって、現像時に現像ロール22と潜像担持体3、及び、磁気ロール21との間に鋭いバイアス成分を印加することができ、現像開始時のトナー層形成の反応を良くすることができる。
【0037】
磁気ロール21は、現像剤搬送体として内部に配設された磁石によってキャリア24とトナー25からなる2成分現像剤を磁気保持し、磁気ブラシ30を発生させてこの磁気ブラシ30の厚さを規制ブレード29によって規制しながら現像ロール22にトナー25を供給する。規制ブレード29と磁気ロール21とのギャップは0.3から1.5mmが好ましい。この現像ロール22へのトナー25の供給は、磁気ロール21に印加された直流(DC)バイアス(Vdc2)28と、現像ロール22に印加されている直流バイアス(Vdc1)27aとの電位差、及び交流バイアス27bによって行われる。直流バイアス(Vdc2)28の電圧は本発明においては一例として350Vとし、現像終了時に現像ロール22上のトナー層を入れ替える場合は、交流バイアス27bを印加した状態で直流バイアス(Vdc2)28を変化させ、現像ロール22上のトナー薄層26を磁気ブラシ30に回収する。この直流バイアス(Vdc2)28の変化量は、常時磁気ブラシ30のトナーを現像ロール22へ移送する方向となる電圧差が生じる値、すなわち磁気ロール21側の直流バイアス電圧値を現像ロール22側の直流バイアス電圧値より大きく維持し、直流バイアス(Vdc1)27aが100Vの場合はそれ以上の値(すなわちこの例では100Vから350Vの間の値)とする。なお、この直流バイアスの変化は、上記説明では直流バイアス(Vdc2)28を変化させるとしたが、磁気ロール21側の直流バイアス電圧値を現像ロール22側の直流バイアス電圧値より大きく維持すれば、直流バイアス(Vdc2)28と直流バイアス(Vdc1)27aの両方を変化させても良い。
【0038】
なお、現像ロール22における最表面のスリーブの導通性は、印刷濃度の維持性に関係する。それを示したのが図4の表であり、現像ロール22のスリーブの導通性を変化させ、10000枚印刷後の画像濃度(初期は1.43)の変化を調べたものである。現像ロール22に印加する直流バイアス(Vdc1)27aは100V、交流バイアス27bにおけるVppを1.5kV、周波数3.0kHz、デューティ(Duty) 比30%とし、磁気ロール21に印加する直流バイアス(Vdc2)28は350Vとした。この結果から分かるとおり、体積固有抵抗が10Ω・cm以上になると10000枚印刷後の濃度低下が大きくなり、体積固有抵抗が10Ω・cm以下であればほぼ画像濃度に問題ないことが分かる。
【0039】
潜像担持体3と現像ロール22との間隔は、一例として約250μmとしてこの間にワイヤ電極等は用いない。通常この潜像担持体3と現像ロール22との間隔は、150から400μm、好ましくは200から300μmであり、この間隔が150μmより狭いとカブリの要因になり、400μmより広いとトナー25を潜像担持体3に飛翔させることが困難になって、十分な画像濃度を得ることができない。また、選択現像を発生させる要因になる。磁気ロール21と現像ロール22との間隔は0.3から1.5mm程度である。
【0040】
現像剤はトナー25とキャリア24からなり、トナー25は、選択現像性を回避するために粒度分布を規定することが重要である。一般的にトナーの粒度分布の広がりはコールターカウンターで測定され、体積分布平均粒径と個数分布平均粒径の比でもって表現される。選択現像を防止するためにはその比率が1.25以下であることを見出した。1.25以上では、連続印刷時に現像ロールに比較的粒度の小さなトナーが堆積し、現像性を低下させる。本発明においては、選択現像を防止するため体積平均粒径/個数平均粒径の比を1.25以下とし、帯電量を5〜20μC/gの範囲に制御した。このトナーの帯電量は、現像ロール22上に形成されるトナー薄層26の層厚にも関係し、トナー帯電量が10μC/g以下、特に5μC/g以下と低いとトナー層厚が厚くなり、飛散が増大する。一方、トナー帯電量が20μC/g以上になるとトナー層厚が薄くなり、帯電が上昇してトナーの現像性が低下する。このトナー25の帯電量は、現像ロール22上のトナー薄層26をトレック社QMメーターで吸引して測定した。本発明においては、正帯電のトナーを用いる場合を一例として説明するが、前記したバイアスとの関係を逆にすることで、負帯電のトナーを用いた場合でも同様に構成できることは自明である。
【0041】
キャリア24としては、マグネタイトキャリア、Mn系フェライト、Mn−Mg系フェライトなどを用いることができ、適正な抵抗値を上げない範囲で表面処理して用いることも可能である。本発明では一例として、体積固有抵抗が10Ωcmにシリコーン樹脂被覆をし、飽和磁化が40emu/g、平均粒径35μmのフェライトキャリアを用いた。平均粒度が50μmを超えるとキャリアのストレスが増大すると共にトナー濃度を上げられず、現像ロール22へのトナー供給量が減少する。キャリアの平均粒度を50μm以下にすることで、現像剤中のトナーの濃度を5〜20%に設定しても十分な帯電付与が可能になり、安定した現像を行うことができる。
【0042】
またトナー25とキャリア24の混合割合は、キャリア24およびトナー25の合計量に対しトナーを5〜20重量%、好ましくは5〜15重量%とする。トナー25の混合割合が5重量%未満であると、トナーの帯電量が高くなって十分な画像濃度が得られなくなり、20重量%を超えると今度は十分な帯電量が得られなくなるため、トナーが現像器から飛散して画像形成装置内を汚染したり、画像上にトナーカブリが生じる。
【0043】
現像ロール上のトナー25の薄層26は、10から100μm、好ましくは30から70μmの厚さであり、トナー25の平均粒径を7μmとした場合に、トナー25の5層から10層程度に相当する値である。そのため本発明においては、一連の画像形成プロセスにおいて、現像ロール22の導電スリーブ上に形成されるトナー25の層厚を50μm以下とし、トナー量を0.5から1.7mg/cmの範囲に制御することで、潜像担持体3上に鮮明な潜像を形成すると同時に、現像ロール22上のトナーの入れ替えを容易にして現像ゴーストを制御するようにした。
【0044】
トナー薄層26の厚さは、直流バイアス(Vdc2)28と直流バイアス(Vdc1)27aの差、及び前記したようにトナーの帯電量によって決定される。トナー帯電量が10μC/g以下、特に5μC/g以下と低いとトナー層厚が厚くなり、飛散が増大する。一方、トナー帯電量が20μC/g以上になるとトナー層厚が薄くなり、帯電が上昇してトナーの現像性が低下する。前記したように、直流バイアス(Vdc1)27aを100V、直流バイアス(Vdc2)28の値を350Vに設定すると、約40μmのトナー層が得られる。この時の単位面積当たりのトナー量は約1.5mg/cmである。トナー薄層26が0.5mg/cm以下と薄すぎると高濃度画像が連続した場合の濃度の追随性が低下し、画像ムラが発生しやすくなり、トナー層が1.7mg/cmを超えて厚すぎると図3にその例を示したような現像ゴーストが目立ち、トナー飛散が目立つ傾向がある。すなわち前記したようにこの図3において、35は矩形の黒ベタで構成されたソリッド画像であり、36、37はそれに続くこのソリッド画像より広いハーフトーン画像で、現像ロール上にトナーの消費領域と非消費領域とが生じた場合、このソリッド画像35に続けてこのハーフトーン画像36、37を印刷すると、図3(b)における38のような残像(ゴースト)が生じる。
【0045】
現像ロール22上のトナー薄層26を入れ替えるには、現像終了時に交流バイアス27bを印加した状態で直流バイアス(Vdc2)28を変化させ、現像ロール22上のトナー薄層26を磁気ブラシ30に回収する。なおこのトナーの入れ替えに際し、良好な印刷速度を維持するためには、用紙間隔を調整して一定期間に現像ロール22上のトナー層を出し入れする時間を調整すればよい。磁気ロール21の回転速度を現像ロール22の回転速度に対して1乃至2倍に設定すると、現像ロール22上トナーの入れ替えが促進される。この時、磁気ロール21の回転方向を現像ロール22と同方向、例えば現像ロール22の回転方向が逆時計方向の場合は磁気ロール21も同様に逆時計方向である方が好ましい。現像ロール22と磁気ロール21との回転比が存在しないと、現像ロール22からのトナーの回収が不十分となる。また、2倍以上にすると磁気ロール21の回転速度が増大し、振動や発熱の要因となってトナーへのストレスを増加させる。
【0046】
また、用紙間隔を大きくしないで潜像担持体3上の潜像に十分なトナーを供給するためには、潜像担持体3に対して現像ロール22の周速を1.1倍以上に設定すると、短時間にトナーの出し入れが可能になる。速度差が1.1倍以下であると現像を開始する時間がかかり過ぎ、十分な用紙間隔が要求されるため、高速印刷が達成されない。
【0047】
このように構成したハイブリッド型現像装置を有する本発明のタンデム型画像形成装置において、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックなどのそれぞれの色に対応したトナー25とキャリア24からなる2成分現像剤は、現像剤容器6から現像装置2に供給され、図2に示した磁気ロール21上に磁気ブラシ30を形成し、攪拌によってトナー25が帯電される。そして磁気ロール21上の磁気ブラシ30は、規制ブレード29によって層規制され、磁気ロール21に加えられた直流バイアス(Vdc2)28と現像ロール22に加えられた直流バイアス(Vdc1)27a間の電位差、及び交流バイアス27bによって現像ロール2にトナー25のみの薄層26を形成する。
【0048】
そして、図示していない制御回路からプリント開始の信号が来ると、まず、帯電器8によって正帯電有機感光体(正OPC)で構成された潜像担持体3が例えば400Vに帯電され、その後、露光ユニット4を構成する例えば770nmの波長のLEDによる露光により、潜像担持体3の露光後電位は約70Vになって潜像が形成される。そしてこの潜像は、現像ロール22に加えられた直流バイアス(Vdc1)27aと交流バイアス27bにより、現像ロール22上のトナー薄層26から潜像担持体3に飛翔したトナーで現像され、トナー像が形成される。
【0049】
こうしてトナー像が潜像担持体3上に形成されると、そのトナー像が転写位置に至るタイミングに合わせて記録媒体が給紙カセット7から取り出され、搬送ベルト5で搬送されてくるから、各色毎の転写位置に設置されている転写装置9によって転写バイアスを印加し、記録媒体にトナー像を転写する。そして各色のトナー像が記録媒体に順次転写されて定着装置10に至ると、この定着装置10で定着されて排紙される。
【0050】
現像ロール22に印加された交流バイアス27bは、前記したようにデューティ(Duty)比を50%以下とした矩形波であり、磁気ロール21から現像ロール22へトナー25を搬送する時間より、現像ロール22から磁気ロール21へトナー25を引き戻す時間が短くなっている。又、直流バイアス(Vdc1)27a、交流バイアス27bは、現像ロール22に直接印加されること、現像ロール22の最表面が10Ω・cm以下の導電性であることによって、現像ロール22上のトナー薄層26を磁気ロール21へ引き戻す際の交流成分はピークが鋭くなり、トナー25の引き戻しが効果的に行われる。従って、現像ロール22から現像剤搬送体としての磁気ロール21へのトナーの引き戻し効果が増大し、現像ロール22へのトナー汚染が防止されると共に、現像時におけるトナーの潜像担持体3から現像ロール22に向かっての引き戻しも効果的に行われ、カブリの発生を防止して長期間安定した画像品質が得られる現像装置を提供することができる。
【0051】
なお、以上説明してきた直流バイアス(Vdc1)27a、交流バイアス27b、直流バイアス(Vdc2)28の電圧値やVpp、周波数などは一例であり、状況に応じて変化させ得ることは自明である。
【0052】
【発明の効果】
以上記載の如く本発明によれば、補助電極を設けたり現像ロールに電極を埋め込んだりする複雑な構成を必要とせず、導電性表面を持つ現像ロールに現像バイアスを印加する簡単な構成でハイブリッド型現像装置を構成でき、従ってワイヤ電極の汚れや振動による画像劣化や、現像ロールに埋め込んだ電極へバイアスを供給するブラシ電極が現像ロールの電極に接触できないためにトナーの制御ができなくなるといったことが生じない。また、現像ロール表面は導電性であると共に連続した電極面が形成され、バイアスを導電性の現像ロール表面に直接印加することにより、回転体である現像ロールは潜像担持体との最近接部で現像が最大になり、その後距離が開くに従って現像が終結してカブリ要因になるトナーが現像ロール側に引き戻され、潜像担持体への現像が正確にできるから、カブリなども防止されて長期間安定した画像品質が得られるハイブリッド型現像装置を有した小型の像形成装置を提供することができる。
【0053】
そして本発明によれば、現像ロール全体を導電性として直流バイアスを重畳させた交流バイアスを印加することにより、潜像担持体との間に良好な現像性を得ることが可能になると共に、現像ロールと現像剤搬送体間でトナーを常に容易に入れ替えすることが可能となり、選択現像を抑制して長期間安定した画像品質が得られるハイブリッド型現像装置を有した画像形成装置を提供することができる。
【0054】
そして本発明によれば、交流バイアスのデューティ比を10〜50%に設定することにより、交流バイアスのピークが鋭くなってトナー引き戻しが効果的に行えるようになり、現像ロールから現像剤搬送体への引き戻し効果が増大して現像ロールへのトナーの汚染が解消されると共に、現像時におけるトナーの潜像担持体から現像ロールに向かっての引き戻しも効果的に行われてかぶりにくくなり、長期間安定した画像品質が得られるハイブリッド型現像装置を有した画像形成装置を提供することができる。
【0055】
そして本発明によれば、現像ロールの最表面を、略均一な10Ω・cm以下の導電性のスリーブで構成することにより、現像ロールに印加された直流、交流電圧の重畳したバイアスが回転する現像ロールと潜像担持体と磁気ロールとの間に良好に作用するよう印加でき、耐久時に画像濃度の低下を起こさず、長期にわたって安定した画像品質が得られるハイブリッド型現像装置を有した画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るハイブリッド型現像装置を有するタンデム型画像形成装置の一実施例の概略構成図である。
【図2】本発明に係るハイブリッド型現像装置の概略構成図である。
【図3】残像(ゴースト)の発生を説明するための図である。
【図4】現像ロールのスリーブの導通性と濃度の維持性との関係の実験結果を示した表である。
【符号の説明】
2 現像装置
3 潜像担持体(感光体)
4 露光ユニット
21 磁気ロール
22 現像ロール
24 キャリア
25 トナー
26 トナー薄層
27 現像バイアス
27a 直流(DC)バイアス(Vdc1
27b 交流(AC)バイアス
28 直流(DC)バイアス(Vdc2
29 規制ブレード
30 磁気ブラシ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, and a multifunction machine using an electrophotographic method. In particular, the present invention uses a two-component developer that charges a non-magnetic toner using a magnetic carrier. More specifically, the present invention relates to an image forming apparatus having a hybrid type developing device which holds only charged toner on a developing roll, flies the electrostatic latent image, and develops the latent image.
[0002]
[Prior art]
Electrophotographic image forming apparatuses such as copiers, printers, facsimiles, and multifunction machines using the electrophotographic method include a two-component developing method using a toner and a magnetic carrier, and a one-component developing method using an insulating toner or a conductive toner. Developing method, using a two-component developer that charges a non-magnetic toner using a magnetic carrier, holding only the charged toner on a developing roll and flying to an electrostatic latent image to develop the latent image There is a hybrid developing method as described above.
[0003]
The two-component developing method has an advantage in that the toner is excellent in chargeability of the carrier and can have a long life, and has advantages such as uniform solid image. However, the developing device becomes large and complicated, and toner scattering and carrier pulling occur. And the image quality changes depending on the durability of the carrier. In the one-component developing method, the developing device is compact and has excellent dot reproducibility. However, the durability of the developing roller and the charge roller is low, and the cost of consumables is high because the developing device is replaced. And the disadvantage that selective development occurs. The hybrid development system is a system that is excellent in dot reproducibility, can extend the life, and can form images at high speed. However, in the past, there were problems such as generation of development ghosts and toner scattering.
[0004]
Although this hybrid development method has been studied as a means of non-contact one-component development, in recent years, as a development method capable of high-speed image formation, in particular, a method of forming a plurality of color images on a latent image carrier (photoconductor) has been studied. It has also been studied for use in a one-drum color superimposition system which is formed sequentially. In this method, a color image with little color shift can be formed by accurately superimposing toner on the latent image carrier, and has been attracting attention as a technique for improving color image quality.
[0005]
However, in the above-described one-drum color superposition method, since the developing devices for the number of colors to be used have to be arranged around the latent image carrier, the latent image carrier becomes large, which hinders downsizing of the image forming apparatus. Become. For this reason, a tandem system in which a plurality of electrophotographic process members corresponding to the colors of toners to be used are arranged side by side, and a color image is formed in synchronism with the transfer of the transfer member and a color is superimposed on the transfer member has attracted attention. Was. However, although this method has an advantage of high speed, it has a drawback that the electrophotographic process members of each color must be arranged side by side to increase the size. As a countermeasure, there has been proposed a small tandem image forming apparatus in which the distance between latent image carriers is reduced and a miniaturized image forming unit is arranged.
[0006]
In the small-sized tandem-type image forming apparatus configured as described above, it is advantageous to use a vertical developing device in order to minimize the size of the image forming unit in the width direction. That is, it is desirable on the layout to arrange the developing device in the upper direction of the latent image carrier. However, in the conventional two-component developing method, when the developing device is arranged in the vertical type in this way, the reflux of the developer, that is, the supply from the developer stirring section to the developing member close to the latent image carrier becomes complicated, There is a problem in that there is a limit to the size reduction of the apparatus, and it is inevitable that the carrier adheres to the latent image carrier and the toner scatters.
[0007]
As another method, a one-component developing method without using a carrier has been proposed. However, in a method in which a developing roll is brought into contact with a latent image carrier, a torque fluctuation of the latent image carrier is caused, and a color shift which is a weak point of a tandem type is caused. However, there is a drawback that this is promoted. Further, in the method in which the latent image carrier is not contacted, the toner is charged by the charge roll and the layer thickness on the developing roll is regulated by the elastic regulating blade, so that the toner additive adheres to the charge roll and is charged. In some cases, the performance was reduced or toner adhered to the regulating blade, resulting in non-uniform layer formation, resulting in image defects.
[0008]
Therefore, as one of means for solving these problems, the above-described hybrid developing method has been attracting attention. That is, in the hybrid developing method, there are problems such as generation of a developing ghost and scattering of toner as described above. However, since the developing roll is not in contact with the latent image carrier, there is no torque fluctuation, and dot reproducibility is reduced. It is possible to provide a high-speed image forming apparatus capable of prolonging the service life.
[0009]
As a prior art relating to such a technique, there is disclosed in US Pat. No. 3,866,574 a thin layer formed of a non-magnetic toner on a donor roll (developing roll) placed in non-contact with a latent image carrier. A proposal has been made to fly the toner onto a latent image on a latent image carrier by an AC electric field. U.S. Pat. No. 3,929,098 discloses a developing device in which a developer is advanced to a donor roll using a magnetic roll, and toner is transferred onto the donor roll to form a toner layer. .
[0010]
However, in these proposals, although a thin layer can be formed on a donor roll by employing a two-component developer, separation of the toner on the donor roll becomes difficult when the charge of the toner becomes high, and a strong AC An electric field is required. Since this electric field disturbs the toner layer on the latent image carrier, there is a problem in color superposition and the like. For this reason, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-113474 discloses an auxiliary electrode made of a wire provided between a donor roll and a latent image carrier, and a weak AC electric field is applied to the auxiliary electrode so that the developed toner is not disturbed. A so-called powder-cloud development method has been proposed.
[0011]
In terms of theory, Toshiba Corporation reported on the formation of a toner layer on a developing roll using a two-component developer in the Journal of the Electrophotographic Society, Vol. 19, No. 2, (1981). There is an application as a patent in JP-A-121077.
[0012]
Also, in the above-described conventional technology, the coarse powder of the toner having high developability is easily selectively developed on the latent image carrier, and when continuous printing is performed, the fine powder of the toner having high charge is deposited on the developing sleeve and selectively developed. Tends to occur and the image density tends to decrease. Further, the charging control of the toner is complicated, and it is necessary to apply a high surface potential and a large developing electric field to the latent image carrier. For this reason, if a toner consumption area and a non-consumption area occur on the developing roll, a variation occurs in the toner adhesion state and the toner potential difference on the developing roll, and as shown in FIG. There is a problem that a phenomenon in which a part of the image appears as an afterimage (ghost) at the next development, that is, a so-called hysteresis phenomenon is likely to occur. That is, in FIG. 3, reference numeral 35 denotes a solid image composed of rectangular black solids, and reference numerals 36 and 37 denote subsequent halftone images wider than the solid image. When the halftone images 36 and 37 are printed after the solid image 35 in the case where the solid image 35 is generated, an afterimage (ghost) 38 as shown in FIG.
[0013]
In order to prevent this, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-231652 proposes a member for scraping off the residual toner on the developing roll and a device for collecting the scraped-off toner. As a method of reliably collecting toner, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-81788 proposes to use a dedicated collection roll. However, these methods require a complicated mechanism and have not been put to practical use in a small electrophotographic process. Further, as a countermeasure against the hysteresis phenomenon using a magnetic brush, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-128983 proposes to collect and supply the toner on the developing roll by setting the half width region of the magnetic flux density of the magnetic roll wide. Has been done. Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-249164 discloses a method for controlling a tandem type developing device. In this method, the operation of a developing device in an image forming section other than the image forming section performing the transfer process is stopped to reduce the deterioration of the developer. An application has been filed to prevent this.
[0014]
In the hybrid development method, the image density is reduced by selective development, development defects, image deterioration, development ghost, toner scattering, sleeve adhesion, etc. are caused by leaving the toner held on the development roll for a long time. No. 7,727,733 (US Pat. No. 5,420,375) discloses a magnetic roll forming a magnetic brush using a two-component developer, and a donor roll (developing roll) carrying a thin toner layer supplied from the magnetic roll. And an electrode provided between the donor roll and the latent image carrier. A bias consisting of DC and AC is applied to the electrode, a DC bias is applied to the developing roll, and a switch is applied to the magnetic roll. A high-voltage circuit configured to apply a DC bias that can be switched to a voltage having a different polarity to solve the above problem. Lid type developing apparatus is shown.
[0015]
That is, in the developing device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-72733, a thin toner layer is formed on a developing roll by a magnetic brush formed on the magnetic roll by a potential difference between the magnetic roll and the developing roll. A toner cloud (cloud) is formed in the vicinity of the electrode with a bias in which the direct current and the alternating current applied between the electrodes are superimposed to develop the latent image on the latent image carrier, and when the image formation is completed, the switch is switched. Applying a DC bias in the direction of peeling the toner from the developing roll to the magnetic roll, recovering the toner on the developing roll, and switching the switch at the time of forming an image again to move the toner on the magnetic roll to the developing roll. A bias is applied to prepare for image formation, thereby solving the above problem.
[0016]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-250294 discloses a method in which an electrode is provided between a developing roll and a latent image carrier as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-72733. As a conventional example, a hybrid type developing device using a developing roller with an embedded electrode is considered to cause uneven development due to line vibration and a phenomenon that dust adheres instantaneously to the electrode and causes streaks on the developing roll. In addition, even when a developing roll with this electrode embedded is used, the carrier attached to the developing roll adheres to the image, and since the electrodes embedded in the developing roll have a predetermined interval, the carrier on the latent image carrier Poor toner supply efficiency, resulting in image omission when continuously developing images with a high image ratio.Selected by alternating bias applied to magnetic roll and developing roll. Occurs, deterioration of image quality, and the hybrid type developing apparatus adapted to prevent a phenomenon caused a density decrease is shown.
[0017]
That is, in the apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-250294, a developing roll is formed by providing a dielectric layer on a conductive sleeve and embedding electrodes at minute intervals in the dielectric layer. Improves toner supply efficiency, prevents short circuits between electrodes, and protects the surface.In addition, the dielectric constant and fringe charge are enough to dissipate the charge accumulation in a few seconds and penetrate the coating in less than about a few milliseconds An electrode relaxation permitting layer is provided. A brush electrode for supplying a bias voltage consisting of AC and DC to electrodes embedded on the developing roll is provided between the latent image carrier and the developing roll, and a brush electrode is provided between the developing roll and the magnetic roll. A magnetic brush for supplying a bias voltage consisting of AC and DC is provided to the electrodes, and the toner on the developing roll is formed into a cloud between the latent image carrier and the developing roll to develop the latent image on the latent image carrier. The toner is reciprocated between the magnetic roll and the developing roll between the developing roll and the magnetic roll. The AC power supply is used in common, and the waveform is a rectangular wave. The duty ratio of the rectangular wave is set so that the time during which the toner is transported from the magnetic roll to the developing roll is shorter than the time when the toner is returned from the developing roll to the magnetic roll. Utilizing the fact that the inertia is different between the toner and the carrier, the carrier is prevented from adhering to the developing roll, and the selective conveyance of the toner is prevented.
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
However, the powder cloud developing method described in JP-A-3-113474 is a very common method because the wire of the auxiliary electrode is very liable to be stained, and image deterioration or the like occurs due to vibration. Absent. Further, the apparatuses disclosed in JP-A-11-231652, JP-A-2000-81788, JP-A-7-128983 and the like also require installation of a toner scraping device and a collecting roll, or special collection. The application of a bias or the like increases the stress of the toner, causing a deterioration in the durability performance of the toner. Further, it takes time to form a layer of a developing roll at the next developing timing, thereby impairing the high-speed operation. Also, during long-term use, the chargeability of the toner changes due to the deterioration of the durability performance of the carrier, the charge characteristic of the toner on the developing roll changes greatly, the distribution of charge of the replenishment toner and the collected toner becomes wide, and toner It was causing scattering and fog. Furthermore, there is a troublesome replacement of the deteriorated carrier, and the fact is that it has not been practically used.
[0019]
Further, a device disclosed in JP-A-63-249164 as a control method of a tandem type developing device is configured to stop the operation of the developing devices other than the image forming unit performing the transfer process, or to control the operation of the developing roll. A device or control for switching the high voltage applied between the magnetic rolls at a high frequency is required, and it must be expensive, and the developing device has a configuration in which a toner roll, a magnetic roll, and a stirring member are arranged side by side. And there is a disadvantage that miniaturization is difficult.
[0020]
Further, the apparatuses disclosed in JP-A-7-72733 (US Pat. No. 5,341,197) and JP-A-2000-250294 are also disclosed in JP-A-7-72733, which use the powder cloud developing method described above. The wire of the auxiliary electrode is very easy to become dirty, and image deterioration or the like occurs due to vibration. Further, the apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-250294 needs to embed an electrode in a developing roll and apply AC and DC to this electrode. This is a complicated configuration that requires a brush electrode to supply a superimposed bias.The electrodes are intermittent in the circumferential direction. If the toner cannot be contacted, the toner cannot be controlled at all.
[0021]
In view of the above circumstances, the present invention provides a small-sized image forming apparatus that prevents development ghosts and selective development without complicating the developing device, and that supplies a charged toner to the developing roll reliably to obtain stable image quality for a long time. It is an object to provide a high-speed and inexpensive small-sized image forming apparatus having the hybrid type developing device.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, as described in claim 1, a two-component developer carrier (hereinafter, referred to as a magnetic roll) that charges a developer including a carrier and a toner while magnetically holding the developer, A developing roller for transferring toner through a magnetic brush formed on the body to form a thin layer of toner only on the surface thereof; and a developing bias at a closest position (developing position) between the developing roll and the latent image carrier. In the image forming apparatus having a hybrid type developing device for developing the latent image of the latent image carrier by applying
At the developing position, the developing roller and the latent image carrier, which are entirely conductive , directly face each other via an insulating thin toner layer without passing through an electrode, and a first DC bias is superimposed on the developing roller . And a second DC bias is applied to the magnetic roll side, respectively.
At the completion of development, the second DC bias is varied while maintaining greater than the voltage value of the first direct current bias, you and recovering the toner thin layer on the developing roll to the magnetic brush.
In this case, both the second DC bias and the first DC bias may be changed while maintaining the second DC bias voltage value higher than the first DC bias voltage value.
[0023]
According to the present invention, by configuring the hybrid developing device with a simple configuration for applying a developing bias to a developing roll having a conductive surface, a complicated configuration in which an auxiliary electrode is provided or an electrode is embedded in the developing roll is provided. It is not necessary, and therefore, there is no occurrence of image deterioration due to contamination or vibration of the wire electrode, and no control of toner because the brush electrode for supplying a bias to the electrode embedded in the developing roll cannot contact the electrode of the developing roll. A developing device can be obtained. The surface of the developing roll is conductive and has a continuous electrode surface.By applying a bias directly to the conductive developing roll, the developing roll, which is a rotating body, is developed at the closest part to the latent image carrier. The development is terminated as the distance increases, and the toner that causes fogging is drawn back to the developing roll side, allowing accurate development on the latent image carrier. It is possible to provide a small-sized image forming apparatus having a hybrid developing device capable of obtaining improved image quality.
[0025]
Further, according to the present invention, by applying an AC bias in which a DC bias is superimposed by making the entire developing roll conductive, it is possible to obtain good developability with the latent image carrier, Provided is an image forming apparatus having a hybrid type developing apparatus that can easily exchange toner between a developing roll and a developer conveying body at all times, suppresses selective development, and obtains stable image quality for a long time. Can be.
[0026]
The invention described in claim 3 is:
The duty ratio of the AC bias is set to 10 to 50%.
[0027]
By setting the duty ratio of the AC bias to 10% to 50%, the peak of the AC bias is sharpened, so that the toner can be effectively pulled back and the effect of pulling back from the developing roll to the developer conveying body is improved. As a result, the contamination of the developing roll with toner is eliminated. At the same time, since the toner is effectively pulled back from the latent image carrier toward the developing roll during development and fogging becomes difficult, an image forming apparatus having a hybrid developing apparatus capable of obtaining stable image quality for a long period of time is provided. An apparatus can be provided.
[0028]
Next, the invention described in claim 4 is:
The outermost surface of the developing roll is formed of a substantially uniform conductive sleeve of 10 6 Ω · cm 3 or less.
[0029]
By forming the outermost surface of the developing roll with a substantially uniform conductive sleeve of 10 6 Ω · cm 3 or less, the developing roll in which the bias in which the DC and AC voltages applied to the developing roll are superimposed rotates. And an image forming apparatus having a hybrid developing device capable of applying a good action between the latent image carrier and the magnetic roll without causing a decrease in image density during durability and providing stable image quality over a long period of time. Can be provided.
[0030]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be illustratively described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention to them unless otherwise specified, and are merely mere descriptions. This is just an example.
[0031]
FIG. 1 is a schematic diagram of an embodiment of a tandem image forming apparatus having a hybrid developing device according to the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram of a hybrid developing device according to the present invention, and FIG. 3 is a ghost image. FIG. 4 is a table showing experimental results on the relationship between the conductivity of the sleeve of the developing roll and the maintainability of density.
[0032]
In FIG. 1, 1 is a tandem type image forming apparatus main body, 2 is a developing device, 3 is a latent image carrier (photoreceptor), 4 is an exposure unit, 5 is a conveyance belt of a recording medium, 6 is a developer container, and 7 is A paper feed cassette accommodating a recording medium, 8 a charger for charging the latent image carrier 3, 9 a transfer device for transferring the toner image on the latent image carrier 3 to the recording medium by a transfer bias, 10 Reference numeral denotes a fixing device for fixing the toner image transferred to the recording medium. In a tandem type image forming apparatus, a charging device 8, an exposure unit 4, and a developing device 2 installed around a latent image carrier (photoconductor) 3 It is important to design the transfer device 9, the cleaning device, etc. compactly. In the example of the present invention, the developing device 2 is arranged adjacent to the latent image carrier 3 and in a substantially vertical direction.
[0033]
In FIG. 2, reference numeral 21 denotes a magnetic roll serving as a developer carrier for generating a magnetic brush 30 of a two-component developer by a magnet provided therein and supplying a toner 25 to a developing roll 22; , A developing roller for developing the electrostatic latent image on the latent image carrier 3, a carrier 24, a toner 25, a thin toner layer 26 on the developing roll 22, and a developing roll 27 to the latent image carrier 3 Reference numeral 27a denotes a direct current (DC) bias (V dc1 ), and 27b denotes an alternating current (AC) bias, for causing the toner 25 of the thin toner layer 26 formed on the toner 22 to fly and perform development. 28 is a direct current (DC) bias (V dc2 ) for conveying the toner 25 from the magnetic brush 30 on the magnetic roll 21 to the developing roll 22, and 29 is a regulating blade for regulating the thickness of the magnetic brush 30 on the magnetic roll 21 It is.
[0034]
Among these, as a material of the latent image carrier (photoconductor) 3, an amorphous silicon (a-Si) photoconductor, an organic photoconductor (OPC), or the like can be used. Positively charged organic photoreceptors (positive OPCs) generate less ozone and have stable charging. In particular, single-layered positively charged organic photoreceptors are photosensitive even when the film thickness changes due to long-term use. Since there is little change in characteristics and stable image quality, it is suitable for a long-life system. When the positively charged organic photoreceptor is used in a long-life system, it is preferable to set the film thickness to about 20 μm to 40 μm. In the case of 20 μm or less, black spots are noticeable due to dielectric breakdown when the film thickness is reduced to about 10 μm. On the other hand, when the thickness is 40 μm or more, the sensitivity is reduced, which causes a reduction in image density.
[0035]
The exposure unit 4 can use a semiconductor laser or an LED. When a positively charged organic photoreceptor is used, a wavelength around 770 nm is effective, and when an amorphous silicon photoreceptor is used, a wavelength around 685 nm is effective. Hereinafter, in the present invention, a case where a positively charged organic photoconductor is used as the latent image carrier 3 and an LED is used as a light source of the exposure unit 4 will be described as an example.
[0036]
The outermost surface of the developing roll 22 is formed of a sleeve made of a uniform conductive aluminum, SUS, conductive resin coating or the like whose volume resistivity is set to 10 6 Ω · cm 3 or less. A direct current (DC) bias (V dc1 ) 27 a and an alternating current (AC) bias 27 b are connected to the shaft, and the direct current (DC) bias (V dc1 ) 27 a and the alternating current (AC) bias 27 b are connected between the rotating developing roll 22 and the latent image carrier 3 and the magnetic roll 21. And a bias in which alternating current is superimposed acts. The AC component supplied by the AC bias 27b is a rectangular wave having a duty (Duty) ratio of 50% or less. In the present invention, as an example, the DC bias ( Vdc1 ) 27a is set to 100 V, the AC bias 27b is set to Vpp of 1.5 kV, the frequency is 3.0 kHz, and the duty (Duty) ratio is 30%. As described above, the DC bias (V dc1 ) 27 a and the AC bias 27 b are directly applied to the developing roll 22, and the outermost surface of the developing roll 22 is made to have a conductivity of 10 6 Ω · cm 3 or less. A sharp bias component can be applied between the roll 22, the latent image carrier 3, and the magnetic roll 21, and the reaction of forming a toner layer at the start of development can be improved.
[0037]
The magnetic roll 21 magnetically holds the two-component developer composed of the carrier 24 and the toner 25 by a magnet provided inside as a developer transport body, generates a magnetic brush 30, and regulates the thickness of the magnetic brush 30. The toner 25 is supplied to the developing roll 22 while being regulated by the blade 29. The gap between the regulating blade 29 and the magnetic roll 21 is preferably 0.3 to 1.5 mm. The supply of the toner 25 to the developing roll 22 is based on the potential difference between the direct current (DC) bias (V dc2 ) 28 applied to the magnetic roll 21 and the direct current bias (V dc1 ) 27 a applied to the developing roll 22. And the AC bias 27b. In the present invention, the voltage of the DC bias (V dc2 ) 28 is 350 V as an example, and when the toner layer on the developing roll 22 is replaced at the end of the development, the DC bias (V dc2 ) 28 is applied with the AC bias 27 b applied. Then, the thin toner layer 26 on the developing roll 22 is collected by the magnetic brush 30. The amount of change of the DC bias (V dc2 ) 28 is a value that produces a voltage difference that always causes the toner of the magnetic brush 30 to be transferred to the developing roll 22, that is, the DC bias voltage value of the magnetic roll 21 is changed to the developing roll 22 side. And when the DC bias (V dc1 ) 27a is 100 V, it is set to a higher value (that is, a value between 100 V and 350 V in this example). In the above description, the DC bias is changed by changing the DC bias (V dc2 ) 28. However, if the DC bias voltage value on the magnetic roll 21 side is maintained larger than the DC bias voltage value on the developing roll 22 side. Alternatively , both the DC bias (V dc2 ) 28 and the DC bias (V dc1 ) 27a may be changed.
[0038]
The conductivity of the outermost sleeve in the developing roll 22 is related to the maintenance of the print density. This is shown in the table of FIG. 4, in which the conductivity of the sleeve of the developing roll 22 was changed and the change in the image density after printing 10,000 sheets (initial value: 1.43) was examined. The DC bias (V dc1 ) 27 a applied to the developing roll 22 is 100 V, the Vpp in the AC bias 27 b is 1.5 kV, the frequency is 3.0 kHz, the duty (Duty) ratio is 30%, and the DC bias (V dc) applied to the magnetic roll 21 is dc2 ) 28 was set to 350V. As can be seen from the results, when the volume resistivity is 10 7 Ω · cm 3 or more, the density decrease after printing 10,000 sheets becomes large, and when the volume resistivity is 10 6 Ω · cm 3 or less, there is almost no problem in image density. You can see that.
[0039]
The distance between the latent image carrier 3 and the developing roll 22 is, for example, about 250 μm, and a wire electrode or the like is not used between them. Usually, the distance between the latent image carrier 3 and the developing roll 22 is 150 to 400 μm, preferably 200 to 300 μm. If the distance is smaller than 150 μm, it causes fogging. It becomes difficult to fly on the carrier 3, and a sufficient image density cannot be obtained. In addition, this is a factor that causes selective development. The distance between the magnetic roll 21 and the developing roll 22 is about 0.3 to 1.5 mm.
[0040]
The developer is composed of a toner 25 and a carrier 24, and it is important to define a particle size distribution of the toner 25 in order to avoid selective developability. Generally, the spread of the particle size distribution of the toner is measured by a Coulter counter, and is expressed by the ratio of the volume distribution average particle size to the number distribution average particle size. In order to prevent selective development, the ratio was found to be 1.25 or less. When the ratio is 1.25 or more, toner having a relatively small particle size is deposited on the developing roll during continuous printing, thereby deteriorating developability. In the present invention, in order to prevent selective development, the ratio of volume average particle diameter / number average particle diameter is 1.25 or less, and the charge amount is controlled in the range of 5 to 20 μC / g. The charge amount of the toner is also related to the thickness of the thin toner layer 26 formed on the developing roll 22, and if the charge amount of the toner is as low as 10 μC / g or less, particularly 5 μC / g or less, the toner layer becomes thick. , Scattering increases. On the other hand, when the toner charge amount is 20 μC / g or more, the toner layer thickness becomes thin, the charge increases, and the toner developability decreases. The charge amount of the toner 25 was measured by sucking the thin toner layer 26 on the developing roll 22 with a QM meter manufactured by Trek. In the present invention, a case where a positively charged toner is used will be described as an example. However, it is obvious that the same configuration can be made even when a negatively charged toner is used by reversing the relationship with the bias described above.
[0041]
As the carrier 24, a magnetite carrier, Mn-based ferrite, Mn-Mg-based ferrite, or the like can be used, and it is also possible to use the carrier after surface treatment within a range that does not increase an appropriate resistance value. In the present invention, as an example, a ferrite carrier having a volume resistivity of 10 8 Ωcm 3 coated with a silicone resin, a saturation magnetization of 40 emu / g, and an average particle diameter of 35 μm is used. If the average particle size exceeds 50 μm, the stress of the carrier increases and the toner concentration cannot be increased, so that the toner supply amount to the developing roll 22 decreases. By setting the average particle size of the carrier to 50 μm or less, even when the toner concentration in the developer is set to 5 to 20%, sufficient charging can be provided, and stable development can be performed.
[0042]
The mixing ratio of the toner 25 and the carrier 24 is 5 to 20% by weight, preferably 5 to 15% by weight, based on the total amount of the carrier 24 and the toner 25. If the mixing ratio of the toner 25 is less than 5% by weight, the charge amount of the toner becomes high and a sufficient image density cannot be obtained, and if it exceeds 20% by weight, a sufficient charge amount cannot be obtained. Are scattered from the developing device and contaminate the inside of the image forming apparatus, and toner fog occurs on the image.
[0043]
The thin layer 26 of the toner 25 on the developing roll has a thickness of 10 to 100 μm, preferably 30 to 70 μm, and when the average particle diameter of the toner 25 is 7 μm, the thickness of the toner 25 is reduced to about 5 to 10 layers. The corresponding value. Therefore, in the present invention, in a series of image forming processes, the layer thickness of the toner 25 formed on the conductive sleeve of the developing roll 22 is set to 50 μm or less, and the toner amount is set in the range of 0.5 to 1.7 mg / cm 2 . By performing the control, a clear latent image is formed on the latent image carrier 3, and at the same time, the replacement of the toner on the developing roll 22 is facilitated to control the developing ghost.
[0044]
The thickness of the thin toner layer 26 is determined by the difference between the DC bias (V dc2 ) 28 and the DC bias (V dc1 ) 27 a and the toner charge amount as described above. When the toner charge amount is as low as 10 μC / g or less, particularly as low as 5 μC / g or less, the thickness of the toner layer is increased and scattering is increased. On the other hand, when the toner charge amount is 20 μC / g or more, the toner layer thickness becomes thin, the charge increases, and the toner developability decreases. As described above, when the DC bias (V dc1 ) 27 a is set to 100 V and the DC bias (V dc2 ) 28 is set to 350 V, a toner layer of about 40 μm is obtained. At this time, the amount of toner per unit area is about 1.5 mg / cm 2 . Toner thin layer 26 is reduced followability concentration in the case of continuous high-density image with 0.5 mg / cm 2 or less and too thin, it image unevenness tends to occur, the toner layer is a 1.7 mg / cm 2 If the thickness is too large, the development ghost as shown in the example in FIG. 3 is conspicuous, and toner scattering tends to be conspicuous. That is, as described above, in FIG. 3, 35 is a solid image composed of rectangular black solids, and 36 and 37 are subsequent halftone images wider than this solid image. In the case where the non-consumption area occurs, when the halftone images 36 and 37 are printed after the solid image 35, an afterimage (ghost) 38 occurs as shown in FIG. 3B.
[0045]
To replace the thin toner layer 26 on the developing roll 22, the DC bias (V dc2 ) 28 is changed with the AC bias 27 b applied at the end of development, and the thin toner layer 26 on the developing roll 22 is transferred to the magnetic brush 30. to recover. In order to maintain a good printing speed when replacing the toner, it is only necessary to adjust the interval between sheets and adjust the time for putting the toner layer on the developing roll 22 in and out in a certain period. When the rotation speed of the magnetic roll 21 is set to be 1 to 2 times the rotation speed of the developing roll 22, replacement of toner on the developing roll 22 is promoted. At this time, when the rotation direction of the magnetic roll 21 is the same as that of the developing roll 22, for example, when the rotation direction of the developing roll 22 is counterclockwise, it is preferable that the magnetic roll 21 is also counterclockwise. If the rotation ratio between the developing roll 22 and the magnetic roll 21 does not exist, the recovery of the toner from the developing roll 22 becomes insufficient. On the other hand, if it is twice or more, the rotation speed of the magnetic roll 21 increases, causing vibration and heat generation, and increasing the stress on the toner.
[0046]
In order to supply a sufficient amount of toner to the latent image on the latent image carrier 3 without increasing the paper interval, the peripheral speed of the developing roll 22 is set to 1.1 times or more with respect to the latent image carrier 3. Then, the toner can be taken in and out in a short time. If the speed difference is 1.1 times or less, it takes too much time to start development, and a sufficient paper interval is required, so that high-speed printing cannot be achieved.
[0047]
In the tandem image forming apparatus of the present invention having the hybrid type developing device configured as described above, the two-component developer including the toner 25 and the carrier 24 corresponding to each color such as yellow, cyan, magenta, and black is developed. The magnetic brush 30 is supplied from the developer container 6 to the developing device 2 and is formed on the magnetic roll 21 shown in FIG. 2, and the toner 25 is charged by stirring. Then, the layer of the magnetic brush 30 on the magnetic roll 21 is regulated by the regulating blade 29, and between the DC bias (V dc2 ) 28 applied to the magnetic roll 21 and the DC bias (V dc1 ) 27 a applied to the developing roll 22. A thin layer 26 of only the toner 25 is formed on the developing roll 2 by the potential difference and the AC bias 27b.
[0048]
When a print start signal is received from a control circuit (not shown), first, the charger 8 charges the latent image carrier 3 composed of a positively charged organic photoconductor (positive OPC) to, for example, 400 V, and thereafter, Exposure by the LED having a wavelength of, for example, 770 nm constituting the exposure unit 4 causes the potential of the latent image carrier 3 after exposure to about 70 V to form a latent image. The latent image is developed with the toner flying from the thin toner layer 26 on the developing roller 22 to the latent image carrier 3 by the DC bias (V dc1 ) 27 a and the AC bias 27 b applied to the developing roller 22. An image is formed.
[0049]
When the toner image is formed on the latent image carrier 3 in this manner, the recording medium is taken out of the paper supply cassette 7 and conveyed by the conveyance belt 5 at the timing when the toner image reaches the transfer position. A transfer bias is applied by a transfer device 9 installed at each transfer position to transfer a toner image to a recording medium. When the toner images of the respective colors are sequentially transferred to the recording medium and reach the fixing device 10, the toner images are fixed by the fixing device 10 and discharged.
[0050]
The AC bias 27b applied to the developing roll 22 is a rectangular wave having a duty (Duty) ratio of 50% or less as described above. The time for pulling the toner 25 back from the magnetic roll 22 to the magnetic roll 21 is shortened. The direct current bias (V dc1 ) 27 a and the alternating current bias 27 b are applied directly to the developing roll 22, and the outermost surface of the developing roll 22 has a conductivity of 10 6 Ω · cm 3 or less. The peak of the alternating current component when the upper thin toner layer 26 is pulled back to the magnetic roll 21 becomes sharp, and the pulling back of the toner 25 is effectively performed. Accordingly, the effect of pulling back the toner from the developing roll 22 to the magnetic roll 21 as the developer conveying body is increased, so that the toner is prevented from being contaminated on the developing roll 22, and the toner is developed from the latent image carrier 3 during development. Pulling back toward the roll 22 is also effectively performed, and it is possible to provide a developing device that can prevent fogging and obtain stable image quality for a long period of time.
[0051]
Note that the voltage values, Vpp, frequencies, and the like of the DC bias (V dc1 ) 27 a, the AC bias 27 b, and the DC bias (V dc2 ) 28 described above are examples, and it is obvious that they can be changed according to the situation. .
[0052]
【The invention's effect】
According to the onset light as described above, without requiring a complicated structure or embed the electrode to the developing roller or an auxiliary electrode, a hybrid with a simple structure for applying a developing bias to the developing roller having a conductive surface This makes it possible to construct a mold development device, and thus image deterioration due to contamination and vibration of the wire electrode, and also makes it impossible to control toner because the brush electrode that supplies bias to the electrode embedded in the development roll cannot contact the electrode of the development roll. Does not occur. The surface of the developing roll is conductive and has a continuous electrode surface. By applying a bias directly to the surface of the conductive developing roll, the developing roll, which is a rotating body, is positioned closest to the latent image carrier. As the distance increases, the development is completed, and the development is terminated, and the toner, which causes fogging, is drawn back to the developing roll side, and development on the latent image carrier can be accurately performed. It is possible to provide a small-sized image forming apparatus having a hybrid developing device capable of obtaining stable image quality for a long period.
[0053]
According element to the present invention, by applying an AC bias overlapped with the DC bias across the developer roll as the conductive, it becomes possible to obtain good developability between the latent image bearing member, Provided is an image forming apparatus having a hybrid type developing apparatus that can easily exchange toner between a developing roll and a developer conveying body at all times, suppresses selective development, and obtains stable image quality for a long time. Can be.
[0054]
According to the element present invention, by setting the duty ratio of the AC bias to 10-50%, the toner pullback becomes support efficient sharpened peaks of the AC bias, the developer conveying member from the developing roll The effect of pulling back the toner from the latent image carrier to the developing roll at the time of development is effectively performed, and the fogging becomes difficult. It is possible to provide an image forming apparatus having a hybrid type developing device capable of obtaining stable image quality for a period.
[0055]
According element to the present invention, bias the outermost surface of the developing roll, by forming a substantially uniform 10 6 Ω · cm 3 or less conductive sleeve, superimposed of the applied direct current, alternating voltage to the developing roller There is a hybrid developing device that can apply a good action between the rotating developing roll, latent image carrier and magnetic roll, does not cause a decrease in image density during durability, and provides stable image quality over a long period of time. Image forming apparatus can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of one embodiment of a tandem image forming apparatus having a hybrid developing device according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a hybrid developing device according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining occurrence of an afterimage (ghost).
FIG. 4 is a table showing experimental results on the relationship between the conductivity of a sleeve of a developing roll and the maintainability of density.
[Explanation of symbols]
2 Developing device 3 Latent image carrier (photoconductor)
4 Exposure Unit 21 Magnetic Roll 22 Developing Roll 24 Carrier 25 Toner 26 Thin Toner Layer 27 Developing Bias 27a Direct Current (DC) Bias ( Vdc1 )
27b alternating current (AC) bias 28 direct current (DC) bias (V dc2 )
29 Regulator blade 30 Magnetic brush

Claims (4)

キャリアとトナーからなる現像剤を磁気保持しながら帯電させる2成分現像剤搬送体(以下磁気ロールという)と、該搬送体上に形成された磁気ブラシを介してトナーを移送してその表面にトナーのみの薄層を形成する現像ロールと、該現像ロールと潜像担持体の最近接位置(現像位置)に現像バイアスを印加して潜像担持体の潜像の現像を行うハイブリッド型現像装置を有した画像形成装置において、
前記現像位置に、電極を介することなく全体が導電性の現像ロールと潜像担持体とを絶縁性のトナー薄層を介して直接対面させると共に、該現像ロールに第1の直流バイアスを重畳させた交流バイアスが、一方磁気ロール側に第2の直流バイアスがそれぞれ印加され、
現像終了時に、前記第2の直流バイアスを第1の直流バイアスの電圧値より大きく維持した状態で変化させて、現像ロール上のトナー薄層を磁気ブラシに回収することを特徴とする画像形成装置。
A two-component developer carrier (hereinafter referred to as a magnetic roll) that charges a developer composed of a carrier and toner while magnetically holding the toner, and transfers the toner via a magnetic brush formed on the carrier to transfer the toner to the surface thereof. A hybrid developing device that applies a developing bias to the closest position (developing position) between the developing roll and the latent image carrier to develop the latent image on the latent image carrier. In the image forming apparatus having
At the developing position, the developing roller and the latent image carrier, which are entirely conductive , directly face each other via an insulating thin toner layer without passing through an electrode, and a first DC bias is superimposed on the developing roller . AC bias, while a second DC bias is applied to the magnetic roll side, respectively.
At the completion of development, the second DC bias is varied while maintaining greater than the voltage value of the first direct current bias, images the toner thin layer on the developing roll you and recovering the magnetic brush Forming equipment.
前記第2の直流バイアス電圧値を第1の直流バイアス電圧値より大きく維持した状態で、第2の直流バイアスと第1の直流バイアスの両方を変化させたことを特徴とする請求項1に記載した画像形成装置。 2. The device according to claim 1, wherein both the second DC bias and the first DC bias are changed while the second DC bias voltage is maintained higher than the first DC bias voltage. 3. the images forming apparatus. 前記交流バイアスのデューティ比を10〜50%に設定したことを特徴とする請求項1に記載したハイブリッド型現像装置を有した画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, wherein the duty ratio of the AC bias is set to 10 to 50%. 前記現像ロールの最表面を、略均一な10Ω・cm以下の導電性のスリーブから構成したことを特徴とする請求項1に記載したハイブリッド型現像装置を有した画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, wherein the outermost surface of the developing roll is formed of a substantially uniform conductive sleeve of 10 6 Ω · cm 3 or less.
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