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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式、静電記録方式などの複写機、プリンター等の画像形成装置に適用される現像装置に係り、特に、直流バイアスに交流バイアスが重畳せしめられた現像バイアスを現像ロールに印加し、かつ、トナー及びキャリアからなる二成分現像剤を使用するようにした二成分現像方式の現像装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来この種の二成分現像方式の現像装置としては、例えば潜像担持体としての感光体ドラムに対向して現像ロールを配設すると共に、この現像ロールにトナー及びキャリアからなる二成分現像剤を担持搬送させ、更に、現像ロールに所定の現像バイアスを印加することで現像ロールと感光体ドラムとの間に所定の現像電界を形成し、この現像電界の作用によって感光体ドラム上の静電潜像を現像ロール上のトナーで可視像化するようにしたものである。
ここで、現像バイアスとしては、直流バイアスのみを用いても差し支えないが、より現像性を高めるという観点からすれば、直流バイアスに交流バイアスが重畳せしめられたものを使用することで、現像ロール上の現像剤に振動電界を作用させ、感光体ドラムと現像ロールとの間のトナーの飛翔回数を増やし、もって、現像性を高めるようにすることが好ましい。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような二成分現像方式の現像装置においては、例えば図12に示すように、感光体ドラムが回転すると略同時に帯電器をオン(ON)し、帯電器によって帯電された感光体ドラム領域が現像位置に到達した時点で、現像装置を駆動(現像ロールその他を駆動回転)すると共に、現像バイアスの直流バイアス(DCバイアス)を印加し、その後、イメージ部(露光装置にて静電潜像を書き込んだ部分)が現像位置に到達した時点で現像バイアスの交流バイアス(ACバイアス)を印加するという制御方式が採用されている。
ところが、このような制御方式を採用したところ、交流バイアスの立ち上がり時(ONタイミング時)において、感光体ドラム側にキャリアが転移するというキャリーオーバー現象(所謂BCO:Bead Carry Overの略)が生じ、画像形成上白抜けなどの画質欠陥につながり易く、また、キャリア付着に伴って感光体ドラムが損傷し易いという事態が見られた。
【0004】
本発明者らは、このような技術的課題の原因を追求したところ、交流バイアス立ち上がり時の波形形状が影響していることを突き止めた。
すなわち、従来この種の現像装置における交流バイアス電源として、例えばコストの低廉化という観点から、直流電源を所定の周波数でON/OFFすることで、交流バイアスを生成するものが使用されることがある。
この種の交流バイアス電源にて生成される交流バイアスVACは、電源構成に起因して、例えば図13に示すように、立ち上がり時(図中A領域)の正側波形VST(+)と負側波形VST(-)とが非対称になってしまう。尚、図13中、VP-Pは交流バイアスVACのピーク間電圧を示す。
【0005】
このとき、例えば負極性の感光体ドラムに対して反転現像方式(露光部をイメージ部として現像する方式)を採用する場合を例に挙げると、図13に示すように、仮に正側波形VST(+)が負側波形VST(-)に比べて急激に立ち上がる態様である場合には、図13に斜線部分Mで示すように、正側波形VST(+)と負側波形VST(-)との間に電位差ΔVSTが生成されてしまい、現像バイアスの直流バイアスVDCレベルが前記電位差ΔVST分だけ見掛け上変化してしまう事態を生ずる。
すると、背景部電位VHと現像バイアスの直流バイアスVDCとの間の電位差(以下必要に応じてクリーニング電位という)が一時的に増加することになり、このクリーニング電位の増加に伴って、上述したキャリーオーバー現象が生ずるものと推測される。
尚、この種のキャリーオーバー現象は、直流バイアスが印加されて通常の現像動作を行う際に生ずるのであり、直流バイアスが印加されないときには生じないものである。
【0006】
この種のキャリーオーバー現象を回避するには、直流バイアスを振動させる方式を使用しないで交流電源をそのまま使用する方式を採用すればよいが、コストの低廉化という要請下では採用し難い面があり、また、交流バイアスを振動させる方式を採用する際に、直流バイアスを低いレベルで振動させ、トランス等で増幅させる態様にすることも考えられるが、増幅用のトランスが高価になる分、コストの低廉化という要請に沿わないという面があり、いずれも好ましいものとは言えない。
【0007】
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、装置の低廉化という要請を満たしながら、交流バイアス立ち上がり時における潜像担持体へのキャリーオーバー現象(キャリア付着)を確実に回避し、キャリア付着に伴う各種弊害を解消する現像装置を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、図1に示すように、潜像担持体1に対向して現像ロール2を有し、この現像ロール2上にトナー及びキャリアからなる二成分現像剤Gを担持搬送すると共に、この現像ロール2表面には直流バイアスVDCに交流バイアスVACが重畳せしめられた現像バイアスVBを印加し、潜像担持体1上に形成された静電潜像を現像剤Gにて可視像化するようにした現像装置において、現像バイアス印加手段3には、直流バイアスVDCを印加する直流バイアス印加手段4と、少なくとも立ち上がり時の正側波形VST(+)と負側波形VST(-)とが非対称である交流バイアスVACを印加する交流バイアス印加手段5とを具備する一方、交流バイアスVACの立ち上がり波形のうち急激に変化する側の波形成分が現像ロール2上のキャリアを潜像担持体1側へ移行させる電界として作用することを抑止するキャリア転移抑止手段6を設けたことを特徴とするものである。
【0009】
このような技術的手段において、本願に係る現像装置は、二成分現像剤Gを使用し、かつ、直流バイアスVDCに交流バイアスVACが重畳せしめられた現像バイアスVBを使用する態様であれば、現像領域において現像剤Gが潜像担持体1に接触する態様であってもよいし、あるいは、非接触配置される態様であってもよい。また、現像方式についても、露光部をイメージ部として現像する反転現像方式であってもよいし、あるいは、露光部を背景部とし、非露光部をイメージ部として現像する正規現像方式であってもよい。
【0010】
また、現像バイアス印加手段3としては、直流バイアス印加手段4と交流バイアス印加手段5とを具備し、かつ、交流バイアス印加手段5として、少なくとも立ち上がり時の正側波形VST(+)と負側波形VST(-)とが非対称である交流バイアスVACを印加するものであればよい。
ここで、交流バイアス印加手段5の代表例としては、直流電源を所定の周波数でON/OFFする態様が挙げられるが、この態様にあっては、正極性の直流電源を使用すれば、交流バイアスVACの立ち上がり波形のうち、正側波形VST(+)が負側波形VST(-)よりも急激に立ち上がる一方、負極性の直流電源を使用すれば、交流バイアスVACの立ち上がり波形のうち、負側波形VST(-)が正側波形VST(+)よりも急激に立ち上がるものである。
【0011】
更に、キャリア転移抑止手段6としては、交流バイアスVACの立ち上がり波形のうち急激に変化する側の波形成分によるキャリア転移を抑止するものであれば適宜選定してよく、第一の態様としては、交流バイアスVACの立ち上がり波形が安定する時間t0を経過した後に、潜像担持体1と現像ロール2との間の現像領域に対して潜像担持体1上の潜像形成可能領域のうち少なくとも実際の潜像形成領域を通過させるように、現像バイアス印加手段3を制御するものが挙げられる。
このとき、直流バイアスVDCの印加タイミングについては、潜像形成可能領域(例えば帯電手段による初期帯電領域)の先端部が現像領域に到達したタイミングでONすることが必要であり、背景部電位と直流バイアスVDCとを現像領域で常に同期させ、背景部に対してトナーバンドやBCOが発生しないように配慮することが必要である。
ここで、キャリーオーバー現象を確実に回避するという観点からすれば、直流バイアスVDCを印加するタイミングより少なくとも交流バイアスVACの立ち上がり波形が安定する時間t0分だけ前のタイミングで交流バイアスVACを印加するように、現像バイアス印加手段3を制御することが好ましい。
また、キャリア転移抑止手段6の第一の態様において、交流バイアス印加手段5の制御は、構成を簡略化し、且つ、動作を安定させるという観点からすれば、潜像担持体1の駆動開始タイミング若しくは帯電開始タイミングに同期して、交流バイアス印加手段5による交流バイアスVACの印加タイミングを制御するものであることが好ましい。
【0012】
また、キャリア転移抑止手段6の第二の態様としては、交流バイアスVACの立ち上がり波形のうち急激に変化する側の波形成分が現像ロール2上のキャリアを現像ロール2側へ押し付ける方向の電界として作用するように、交流バイアス印加手段5を構成するものが挙げられる。
この態様にあっては、交流バイアスVACの立ち上がり波形のうち急激に変化する側の波形成分は、現像ロール2上のキャリアを潜像担持体1側に移行する電界と逆方向に作用するため、所謂キャリーオーバー現象にはつながらない。
【0013】
更に、キャリア転移抑止手段6の第三の態様としては、交流バイアスVACの立ち上がり時間t0を延長調整し、交流バイアスVACの正側立ち上がり波形VST(+)と負側立ち上がり波形VST(-)とを略対称に補正するものが挙げられる。
この態様によれば、交流バイアスVACの正側立ち上がり波形VST(+)と負側立ち上がり波形VST(-)との間の電位差が小さく抑えられるため、交流バイアスVAC立ち上がり時に現像ロール2上のキャリアを潜像担持体1側へ移行する電界自体が急激に増加することはなく、所謂キャリーオーバー現象は効果的に抑制される。
【0014】
次に、上述した技術的手段の作用について説明する。
図1において、現像バイアス印加手段3は、直流バイアス印加手段4と交流バイアス印加手段5とを具備している。
このとき、交流バイアス印加手段5にて印加される交流バイアスVACは、少なくとも立ち上がり時の正側波形VST(+)と負側波形VST(-)とが非対称になっている、言い換えれば、両者のバランスが崩れている。
今、図1の斜線部分Mに示すように、正側立ち上がり波形VST(+)と負側立ち上がり波形VST(-)との間の電位差が現像ロール2上のキャリアを潜像担持体1側へ移行させる方向に作用するものであるとしても、本願においては、キャリア転移抑止手段6が働き、前記電位差Mが現像ロール2上のキャリアを潜像担持体1側へ移行させる電界として作用するのを抑止する。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
◎実施の形態1
図2は本発明に係る現像装置の実施の形態1を組込んだ画像形成装置の一例を示す。
同図において、符号10は潜像担持体としての例えば負極性の感光体ドラム、11は感光体ドラム10を帯電するコロトロン等の帯電器、12は帯電された感光体ドラム10に静電潜像を書き込むレーザー走査装置などの露光装置、13は感光体ドラム10上に形成された静電潜像を現像剤にて可視像化する二成分現像方式の現像装置、14は感光体ドラム10上のトナー像を用紙などの記録シート(図示せず)に転写するコロトロン等の転写器、15は感光体ドラム10から記録シートを剥離するためのコロトロン等のシート剥離除電器、16は感光体ドラム10上の残留トナーを清掃するクリーナ、17は感光体ドラム10上の残留電荷を除去するランプ等の除電器である。
【0016】
本実施の形態において、現像装置13は、図2及び図3に示すように、感光体ドラム10に対向して開口する現像ハウジング21を有し、この現像ハウジング21にトナー及びキャリアからなる二成分現像剤Gを収容すると共に、現像ハウジング21の開口部に現像ロール22を配設したものである。
そして、現像ロール22は、所定の磁極が配列されたマグネットロール221を固定配置し、その周囲に非磁性の現像スリーブ222を回転可能に配設したものであり、現像スリーブ222の表面に二成分現像剤Gを担持搬送し、感光体ドラム10と現像ロール22との間の現像領域に前記現像剤Gを供給するものである。
尚、現像ハウジング21内には、二成分現像剤Gを撹拌搬送して現像ロール22へ供給するオーガー等の撹拌搬送部材(図示せず)や、現像ロール22上の現像剤Gの層厚を規制する層厚規制部材(図示せず)などが配設されている。
【0017】
また、現像ロール22の現像スリーブ222には現像バイアス印加装置23が接続されている。
この現像バイアス印加装置23は、直流バイアスを生成する直流バイアス電源24と、この直流バイアス電源24を所定のタイミングでON/OFFする直流用スイッチ25と、交流バイアスを生成する交流バイアス電源26と、この交流バイアス電源26を所定のタイミングでON/OFFする交流用スイッチ27とを備えている。
特に、本実施の形態では、交流バイアス電源26は、例えば正極性の直流電圧(本例では+1.5kVを使用)を生成する直流電源261と、この直流電源261からの直流電圧を希望とする周波数(本例では4kHz)でON/OFFする高圧スイッチング素子262と、この高圧スイッチング素子262にてスイッチングされた振動電圧を所定時間安定的に保持するコンデンサ263とを備えたものである。
【0018】
次に、本実施の形態に係る現像装置の現像方式について説明する。
本実施の形態において、現像装置13は反転現像方式を採用したものであり、図4(a)に示すように、帯電器11によりVH(本例では−700V)に初期帯電された感光体ドラム10上に露光装置12によるビーム照射にてイメージ部(イメージ部電位VL:本例では−200V)Zを形成した条件の下で、現像バイアスVB(本例では、直流バイアスVDCが−550V)を印加し、前記イメージ部ZをトナーTにて可視像化するものである。
このとき、イメージ部Zを可視像化するための現像性につながるコントラスト電位Vcontは|VB−VL|であり、本例では350Vに設定されており、また、トナーを感光体ドラム10から現像ロール22側に転移させる方向の電界につながるクリーニング電位Vclnは|VH−VB|であり、本例では150Vに設定されている。
【0019】
次に、本実施の形態に係る現像装置の駆動及びバイアスの印加タイミングについて説明する。
本実施の形態においては、図5に示すように、感光体ドラム10の回転駆動のONタイミングに同期して現像バイアスVBの交流バイアス(ACバイアス)VACを印加した後、感光体ドラム10の回転駆動のONタイミングの直後に帯電器11をオン(ON)し、帯電器11によって帯電された感光体ドラム10領域が現像位置に到達した時点で、現像装置13を駆動(現像ロールその他を駆動回転)すると共に、現像バイアスVBの直流バイアス(DCバイアス)VDCを印加するという制御方式が採用されている。
特に、本実施の形態では、現像バイアスVBのうち、交流バイアスVACの立ち上がりタイミングと直流バイアスVDCの立ち上がりタイミングとの差B(図5中斜線部分に相当)は、図6に示すように、交流バイアスVACの立ち上がり波形VSTが安定するに至る時間A以上(本例ではAよりも長く)設定されている。
【0020】
このようなタイミングで現像装置13を駆動制御すると、図6に示すように、確かに、現像バイアスVBの交流バイアスVAC立ち上がり時には、正側立ち上がり波形VST(+)が負側立ち上がり波形VST(-)よりも急激に立ち上がり、図6にMで示すように、正側立ち上がり波形VST(+)と負側立ち上がり波形VST(-)との間の電位差ΔVSTが生成される。尚、図6中、Mを区画する点線波形は負側立ち上がり波形VST(-)の対称波形を示す。
しかしながら、交流バイアスVACの立ち上がり波形VSTが不安定である間、現像ロール22には現像バイアスVBの直流バイアスVDCが未だ印加されておらず、しかも、帯電器11によって帯電された感光体ドラム10領域が現像位置に到達していない。
このため、上述した電位差ΔVSTが生成されたとしても、当該電位差ΔVSTがクリーニング電位Vclnに影響を及ぼすことはなく、キャリアを感光体ドラム10側へ転移させる電界は生成されない。
よって、本実施の形態では、現像バイアスVBの交流バイアスVAC立ち上がり時において、感光体ドラム10側にキャリアが転移することは有効に抑止される。
このため、従前の態様において生じていたキャリーオーバー現象に伴う各種不具合(画像形成時の白抜けや感光体ドラム10の損傷など)は有効に回避される。
【0021】
尚、本実施の形態では、現像バイアスVBの交流バイアスVACの印加タイミングを感光体ドラム10の回転駆動タイミングと同期させているが、これに限られるものではない。
例えば感光体ドラム10の画像形成可能領域全域に対するキャリア付着を抑止するという観点からすれば、帯電器11によって帯電された感光体ドラム10領域が現像位置に到達した時点で、現像バイアスVBの交流バイアスVACの立ち上がり波形VSTが安定するタイミングであれば適宜選定して差し支えない。
また、感光体ドラム10の画像形成可能領域のうち実際のイメージ部(潜像形成領域)に対するキャリア付着を抑止するという観点からすれば、図5に仮想線(二点鎖線)で示すように、少なくとも感光体ドラム10上のイメージ部が現像位置に到達する時点よりも、現像バイアスVBの交流バイアスVACの立ち上がり波形VSTが安定する以上の時間Bだけ早いタイミングで交流バイアスVACを印加するようにすればよい。
【0022】
また、実施の形態1に係る現像装置は反転現像方式を採用したものであるが、これに限られるものではなく、正規現像方式を採用することも可能である。
この場合における現像装置13は、例えば図4(b)に示すように、帯電器11によりVH(本例では−800V)に初期帯電された感光体ドラム10上に露光装置12によるビーム照射にてイメージ部Z以外の背景部(背景部電位VL:本例では−150V)を露光する条件の下で、現像バイアスVB(本例では、直流バイアスVDCが−250V)を印加し、前記イメージ部ZをトナーTにて可視像化するものである。
このとき、イメージ部Zを可視像化するための現像性につながるコントラスト電位Vcontは|VH−VB|であり、本例では550Vに設定されており、また、トナーを感光体ドラム10から現像ロール22側に転移させる方向の電界につながるクリーニング電位Vclnは|VB−VL|であり、本例では100Vに設定されている。
【0023】
このような正規現像方式の現像装置において、例えば図3に示す交流バイアス電源26の直流電源261の正極性直流電圧を負極性直流電圧に変更した態様のものを使用したとしても、実施の形態1と同様な現像駆動制御方式(駆動及びバイアスの印加タイミング)を採用すれば、キャリア付着による各種弊害は有効に解消される。
尚、正規現像方式の現像装置において、図3と同様な交流バイアス電源26を使用した場合には、後述する実施の形態2と同様な作用により、キャリア付着による各種弊害は有効に解消される。
【0024】
◎実施の形態2
図7は本発明が適用された現像装置の実施の形態2を示す。
本実施の形態において、現像装置の基本的構成は、実施の形態1と略同様であるが、実施の形態1と異なる交流バイアス電源26を備えている。尚、実施の形態1と同様な構成要素については実施の形態1と同様な符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
本実施の形態において、交流バイアス電源26は、実施の形態1と異なり、負極性の直流電圧(本例では−1.5kV)を生成する直流電源264を用い、この直流電源264からの直流電圧を高圧スイッチング素子262でスイッチングすると共に、コンデンサ263にて電圧保持するようにしたものである。
また、本実施の形態に係る現像装置13の駆動及びバイアス印加タイミングにはついては、例えば図12に示すタイミング、すなわち、感光体ドラム10が回転すると略同時に帯電器11をオン(ON)し、帯電器11によって帯電された感光体ドラム10領域が現像位置に到達した時点で、現像装置13を駆動(現像ロールその他を駆動回転)すると共に、現像バイアスVBの直流バイアス(DCバイアス)VDCを印加し、その後、イメージ部(露光装置にて静電潜像を書き込んだ部分)が現像位置に到達した時点で現像バイアスVBの交流バイアス(ACバイアス)VACを印加するというタイミングで制御されるようになっている。
【0025】
従って、本実施の形態によれば、図8に示すように、現像バイアスVBの交流バイアスVAC立ち上がり時には、負側立ち上がり波形 ST(-)が正側立ち上がり波形VST(+)よりも急激に立ち上がり、図8に斜線部分Mで示すように、正側立ち上がり波形VST(+)と負側立ち上がり波形VST(-)との間の電位差ΔVSTが生成される。尚、図8中、Mを区画する点線波形は正側立ち上がり波形VST(+)の対称波形を示す。
このとき、現像バイアスVBの直流バイアスVDCレベルが前記電位差ΔVST分だけ見掛け上変化してしまう事態を生ずる。
【0026】
ところが、本実施の形態では、負極性の感光体ドラム10に対して反転現像方式を採用しているため、前記電位差ΔVSTが生成されたとしても、当該電位差ΔVSTに負極性電位であることから、背景部電位VHと現像バイアスVBの直流バイアスVDCとの間の電位差であるクリーニング電位Vcln(図4(a)参照)は一時的に減少することになる。
このため、クリーニング電位Vclnが一時的に増加することはないため、キャリーオーバー現象が生ずることはなく、キャリア付着に伴う画像形成上の白抜けや感光体ドラム10の損傷という事態は有効に回避される。
【0027】
それゆえ、本実施の形態にあっては、交流バイアス電源26の一部を変更するという簡単な手法で、従前の現像駆動制御方式(駆動及びバイアス印加)をそのまま踏襲することが可能になる。
尚、正規現像方式の現像装置において、実施の形態2と同様な構成を採用する場合には、図7に示す交流バイアス電源26の直流電源264の負極性の直流電圧を正極性の直流電圧に変更した態様のものを使用するようにすればよい。
【0028】
◎実施の形態3
図9は本発明が適用された現像装置の実施の形態3を示す説明図である。
本実施の形態において、現像装置の基本的構成は、実施の形態1と略同様であるが、実施の形態1と異なる交流バイアス電源26を備えている。尚、実施の形態1と同様な構成要素については実施の形態1と同様な符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
本実施の形態において、交流バイアス電源26は、実施の形態1と同様に、直流電源261、高圧スイッチング素子262、コンデンサ263を備えているが、実施の形態1と異なり、更に、コンデンサ263の出力端に抵抗266及びコンデンサ267からなる遅延回路265を直列接続したものである。
一方、本実施の形態に係る現像装置13の駆動及びバイアス印加タイミングついては、実施の形態2と同様に例えば図12に示すタイミングで制御されるようになっている。
【0029】
従って、本実施の形態によれば、図10に示すように、現像バイアスVBの交流バイアスVAC立ち上がり時には、遅延回路265の作用によって交流バイアスVACの立ち上がり時間が基準立ち上がり時間A(遅延回路265を使用しないときの立ち上がり時間:本例では100ms.)に比べてαだけ長い時間A+αに設定されている。
このため、交流バイアスVACの立ち上がりが緩やかになり、その分、正側立ち上がり波形VST(+)と負側立ち上がり波形VST(-)との間の電位差ΔVSTが少なく抑えられる。
よって、仮に、前記電位差ΔVSTによって背景部電位VHと現像バイアスVBとの間の電位差であるクリーニング電位Vcln(図4(a)参照)が増加するにしても、その増加分が極めて少ないため、クリーニング電位Vclnの増加に伴って、感光体ドラム10側へ転移するキャリア量は極めて少なく抑えられる。
【0030】
ここで、本実施の形態において、現像バイアスVBの交流バイアスVACの立ち上がり時間と、立ち上がり時の感光体ドラム10上キャリア数(軸方向全域、16cm2当たり)との関係を調べたところ、図11に示す結果が得られた。
但し、図11の実験条件として、トナー濃度が4.82%であり、トナー帯電量が22.5μC/gである現像剤を使用した。
同図によれば、交流バイアスVACの立ち上がり時間が基準立ち上がり時間(100ms.)である場合、感光体ドラム10上キャリア数が16cm2当たり17.7個であるのに対し、交流バイアスVACの立ち上がり時間について遅延回路265による遅延時間αを90ms.,150ms.,240ms.に変化させ、立ち上がり時の感光体ドラム10上キャリア数を2回ずつ調べたところ、感光体ドラム10上キャリア数が16cm2当たり1.4〜2.4個程度まで大幅に減少することが理解される。
従って、本実験によれば、遅延時間を+90ms.以上に設定すれば、キャリア付着現象を有効に抑止することが確認される。
【0031】
尚、正規現像方式の現像装置について、実施の形態3と同様な構成を採用することができることは勿論である。
【0032】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、直流バイアスに交流バイアスが重畳せしめられた現像バイアスを用いた二成分現像方式の現像装置において、交流バイアス立ち上がり時に生ずる正側立ち上がり波形と負側立ち上がり波形との間の電位差による電界がキャリア転移電界として作用することを抑止するようにしたので、交流バイアス立ち上がり時に発生する潜像担持体へのキャリーオーバー現象(キャリア付着)を防止することができ、キャリア付着による画像形成上の白抜けや潜像担持体への損傷による画質劣化を確実に防止することができる。
また、本発明によれば、交流バイアス印加手段として、交流バイアスのうち少なくとも立ち上がり時の正側波形と負側波形とが非対称である態様をそのまま使用することが可能であるため、交流バイアス印加手段自体のコストが不必要に嵩むという懸念はなく、装置コストの低廉化という要請を満足させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る現像装置の概要を示す説明図である。
【図2】 本発明が適用された現像装置の実施の形態1を組込んだ画像形成装置の一例を示す説明図である。
【図3】 実施の形態1に係る現像装置の詳細を示す説明図である。
【図4】 (a)は実施の形態1に係る現像装置の現像電位の一例を示す説明図、(b)は実施の形態1に係る現像装置の現像電位の他の例を示す説明図である。
【図5】 実施の形態1に係る現像装置の駆動及びバイアス印加タイミングを示すタイミングチャートである。
【図6】 実施の形態1に係る現像装置の現像バイアスの変化を示すグラフ図である。
【図7】 実施の形態2に係る現像装置の詳細を示す説明図である。
【図8】 実施の形態2に係る現像装置の現像バイアスの変化を示すグラフ図である。
【図9】 実施の形態3に係る現像装置の詳細を示す説明図である。
【図10】 実施の形態3に係る現像装置の現像バイアスの変化を示すグラフ図である。
【図11】 実施の形態3において、立ち上がり時間と立ち上がり時の感光体ドラム上キャリア数との関係を示す説明図である。
【図12】 従来における現像装置の駆動及びバイアス印加タイミングを示すタイミングチャートである。
【図13】 従来における現像装置の現像バイアスの変化を示すグラフ図である。
【符号の説明】
1…潜像担持体,2…現像ロール,3…現像バイアス印加手段,4…直流バイアス印加手段,5…交流バイアス印加手段,6…キャリア転移抑止手段,VB…現像バイアス,VAC…交流バイアス,VDC…直流バイアス,VST(+)…正側立ち上がり波形,VST(-)…負側立ち上がり波形,t0…交流バイアスVACの立ち上がり波形が安定する時間,M…正側立ち上がり波形VST(+)と負側立ち上がり波形VST(-)との電位差部分
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a developing device applied to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer such as an electrophotographic system or an electrostatic recording system, and in particular, a developing bias in which an AC bias is superimposed on a DC bias is applied to a developing roll. The present invention relates to an improvement of a two-component developing system developing device in which a two-component developer comprising a toner and a carrier is used.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a developing device of this type of two-component development system, for example, a developing roll is disposed facing a photosensitive drum as a latent image carrier, and a two-component developer composed of a toner and a carrier is provided on the developing roll. Furthermore, a predetermined developing electric field is formed between the developing roll and the photosensitive drum by applying a predetermined developing bias to the developing roll, and the electrostatic potential on the photosensitive drum is generated by the action of the developing electric field. The image is visualized with toner on the developing roll.
Here, as the developing bias, only a DC bias may be used. However, from the viewpoint of further improving the developability, by using a DC bias in which an AC bias is superimposed, it is possible to use the developing bias on the developing roll. It is preferable to increase the developability by applying an oscillating electric field to the developer to increase the number of times the toner flies between the photosensitive drum and the developing roll.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in such a two-component developing system developing device, for example, as shown in FIG. 12, when the photosensitive drum rotates, the charger is turned on substantially simultaneously, and the photosensitive drum area charged by the charger is turned on. When the toner reaches the developing position, the developing device is driven (developing roll and others are driven and rotated), and a DC bias (DC bias) of the developing bias is applied. A control method is employed in which an AC bias (AC bias) of the developing bias is applied when the portion where () is written) reaches the developing position.
However, when such a control method is employed, a carry-over phenomenon (so-called BCO: Bead Carry Over) occurs in which carriers are transferred to the photosensitive drum side when AC bias rises (ON timing). In image formation, it was easy to lead to image quality defects such as white spots, and the photosensitive drum was easily damaged along with carrier adhesion.
[0004]
The present inventors have sought the cause of such a technical problem, and have found that the waveform shape at the time of AC bias rising has an influence.
That is, as an AC bias power source in this type of developing device, one that generates an AC bias by turning ON / OFF the DC power source at a predetermined frequency may be used from the viewpoint of cost reduction, for example. .
The AC bias VAC generated by this type of AC bias power source is caused by the power source configuration, for example, as shown in FIG. 13, the positive waveform VST (+) and the negative side at the time of rising (A region in the figure). The waveform VST (-) becomes asymmetric. In FIG. 13, VP-P represents the peak-to-peak voltage of the AC bias VAC.
[0005]
At this time, for example, when a reversal development method (a method in which an exposure part is developed as an image part) is adopted for a negative photosensitive drum, as shown in FIG. When +) is a mode that rises more rapidly than the negative waveform VST (-), as shown by the hatched portion M in FIG. 13, the positive waveform VST (+) and the negative waveform VST (-) During this time, the potential difference ΔVST is generated, and the DC bias VDC level of the developing bias apparently changes by the potential difference ΔVST.
As a result, the potential difference between the background portion potential VH and the DC bias VDC of the developing bias (hereinafter referred to as a cleaning potential if necessary) temporarily increases. It is presumed that the over phenomenon occurs.
This type of carry-over phenomenon occurs when a normal development operation is performed with a DC bias applied, and does not occur when a DC bias is not applied.
[0006]
To avoid this type of carry-over phenomenon, it is sufficient to use a method that uses an AC power supply without using a method that vibrates the DC bias. In addition, when adopting a method of vibrating the AC bias, it may be possible to oscillate the DC bias at a low level and amplify it with a transformer or the like. There are aspects that do not meet the demand for lower prices, and none of them are desirable.
[0007]
The present invention has been made in order to solve the above technical problem, and is capable of reducing the carry-over phenomenon (carrier adhesion) to the latent image carrier at the time of AC bias rising while satisfying the demand for cost reduction of the apparatus. It is an object of the present invention to provide a developing device that reliably avoids various problems associated with carrier adhesion.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
That is, as shown in FIG. 1, the present invention has a developing roller 2 facing the latent image carrier 1, and carries and conveys a two-component developer G composed of toner and carrier on the developing roller 2. A developing bias VB in which an AC bias VAC is superimposed on a DC bias VDC is applied to the surface of the developing roll 2, and an electrostatic latent image formed on the latent image carrier 1 is visualized with a developer G. In the developing device, the developing bias applying means 3 includes a DC bias applying means 4 for applying a DC bias VDC, and at least a positive waveform VST (+) and a negative waveform VST (-) at the time of rising. AC bias applying means 5 for applying an AC bias VAC having an asymmetrical bias, while the waveform component on the side of the rising waveform of the AC bias VAC that suddenly changes the carrier on the developing roll 2 as the latent image carrier 1. It is characterized in that a carrier transition inhibition means 6 for inhibiting the acting as a field of shifting provided to.
[0009]
In such a technical means, the developing device according to the present application uses the two-component developer G and develops the developing bias VB in which the AC bias VAC is superimposed on the DC bias VDC. The mode may be such that the developer G contacts the latent image carrier 1 in the region, or may be a mode in which the developer G is disposed in a non-contact manner. Further, the developing method may be a reversal developing method in which an exposed portion is developed as an image portion, or a regular developing method in which an exposed portion is used as a background portion and a non-exposed portion is developed as an image portion. Good.
[0010]
The developing bias applying means 3 includes a DC bias applying means 4 and an AC bias applying means 5, and the AC bias applying means 5 is at least a positive waveform VST (+) and a negative waveform at the time of rising. Any AC bias VAC that is asymmetric with VST (-) may be used.
Here, a typical example of the AC bias applying means 5 is a mode in which a DC power source is turned on / off at a predetermined frequency. In this mode, if a positive DC power source is used, an AC bias is used. Of the rising waveform of VAC, the positive waveform VST (+) rises more rapidly than the negative waveform VST (-). On the other hand, if a negative polarity DC power supply is used, the negative waveform of the rising waveform of AC bias VAC The waveform VST (-) rises more rapidly than the positive waveform VST (+).
[0011]
Further, the carrier transition inhibiting means 6 may be appropriately selected as long as it suppresses carrier transition due to the waveform component on the rapidly changing side of the rising waveform of the AC bias VAC. After the time t0 when the rising waveform of the bias VAC stabilizes, at least the actual area where latent images can be formed on the latent image carrier 1 with respect to the development area between the latent image carrier 1 and the developing roll 2 is actually measured. A device that controls the developing bias applying means 3 so as to pass through the latent image forming region is mentioned.
At this time, the application timing of the DC bias VDC needs to be turned ON when the leading end of the latent image formable area (for example, the initial charging area by the charging unit) reaches the developing area. It is necessary to always keep the bias VDC synchronized with the development area so that no toner band or BCO is generated in the background area.
Here, from the viewpoint of surely avoiding the carry-over phenomenon, the AC bias VAC is applied at a timing that is at least a time t0 before the rising waveform of the AC bias VAC stabilizes from the timing at which the DC bias VDC is applied. In addition, it is preferable to control the developing bias applying means 3.
Further, in the first mode of the carrier transfer inhibiting means 6, the AC bias applying means 5 is controlled from the viewpoint of simplifying the configuration and stabilizing the operation, or the driving start timing of the latent image carrier 1 or It is preferable to control the application timing of the AC bias VAC by the AC bias applying means 5 in synchronization with the charging start timing.
[0012]
Further, as a second mode of the carrier transfer inhibiting means 6, the waveform component on the abruptly changing side of the rising waveform of the AC bias VAC acts as an electric field in the direction of pressing the carrier on the developing roll 2 toward the developing roll 2. As described above, one constituting the AC bias applying means 5 can be mentioned.
In this aspect, the waveform component on the side that rapidly changes in the rising waveform of the AC bias VAC acts in the opposite direction to the electric field that transfers the carrier on the developing roll 2 to the latent image carrier 1 side. It does not lead to the so-called carryover phenomenon.
[0013]
Further, as a third mode of the carrier transfer inhibiting means 6, the rising time t0 of the AC bias VAC is extended and adjusted, and the positive rising waveform VST (+) and the negative rising waveform VST (-) of the AC bias VAC are obtained. One that corrects substantially symmetrically is mentioned.
According to this aspect, since the potential difference between the positive rising waveform VST (+) and the negative rising waveform VST (−) of the AC bias VAC is suppressed, the carrier on the developing roll 2 is generated when the AC bias VAC rises. The electric field itself that moves toward the latent image carrier 1 does not increase rapidly, and the so-called carry-over phenomenon is effectively suppressed.
[0014]
Next, the operation of the technical means described above will be described.
In FIG. 1, the developing bias applying means 3 includes a DC bias applying means 4 and an AC bias applying means 5.
At this time, the AC bias VAC applied by the AC bias applying means 5 has at least a positive waveform VST (+) and a negative waveform VST (-) at the time of rising, that is, both. The balance is broken.
Now, as indicated by the hatched portion M in FIG. 1, the potential difference between the positive rising waveform VST (+) and the negative rising waveform VST (-) causes the carrier on the developing roll 2 to move to the latent image carrier 1 side. Even if it acts in the direction of shifting, in this application, the carrier transfer inhibiting means 6 works, and the potential difference M acts as an electric field for shifting the carrier on the developing roll 2 to the latent image carrier 1 side. Deter.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
Embodiment 1
FIG. 2 shows an example of an image forming apparatus incorporating Embodiment 1 of the developing device according to the present invention.
In the figure, reference numeral 10 denotes a negative photosensitive drum as a latent image carrier, 11 denotes a charger such as a corotron for charging the photosensitive drum 10, and 12 denotes an electrostatic latent image on the charged photosensitive drum 10. An exposure device such as a laser scanning device for writing the image, 13 is a two-component developing type developing device that visualizes the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 10 with a developer, and 14 is on the photosensitive drum 10 A transfer device such as a corotron for transferring the toner image on a recording sheet (not shown) such as paper, 15 a sheet peeling static eliminator such as a corotron for peeling the recording sheet from the photosensitive drum 10, and 16 a photosensitive drum. A cleaner 17 for cleaning the residual toner on 10, and a charge eliminator 17 such as a lamp for removing residual charges on the photosensitive drum 10.
[0016]
In this embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the developing device 13 has a developing housing 21 that opens to face the photosensitive drum 10, and the developing housing 21 includes a two-component composed of toner and a carrier. The developer G is accommodated, and a developing roll 22 is disposed in the opening of the developing housing 21.
The developing roll 22 has a magnet roll 221 having predetermined magnetic poles arranged in a fixed manner, and a non-magnetic developing sleeve 222 rotatably disposed around the developing roll 222. The developer G is carried and conveyed, and the developer G is supplied to the developing area between the photosensitive drum 10 and the developing roll 22.
In the developing housing 21, the agitating / conveying member (not shown) such as an auger that agitates and conveys the two-component developer G and supplies it to the developing roll 22, and the layer thickness of the developer G on the developing roll 22 are set. A layer thickness regulating member (not shown) for regulating is disposed.
[0017]
A developing bias applying device 23 is connected to the developing sleeve 222 of the developing roll 22.
The developing bias applying device 23 includes a DC bias power source 24 that generates a DC bias, a DC switch 25 that turns the DC bias power source 24 ON / OFF at a predetermined timing, an AC bias power source 26 that generates an AC bias, An AC switch 27 for turning ON / OFF the AC bias power supply 26 at a predetermined timing is provided.
In particular, in the present embodiment, the AC bias power supply 26 desires a DC power supply 261 that generates, for example, a positive DC voltage (in this example, +1.5 kV is used) and a DC voltage from the DC power supply 261. A high-voltage switching element 262 that is turned ON / OFF at a frequency (4 kHz in this example) and a capacitor 263 that stably holds an oscillating voltage switched by the high-voltage switching element 262 for a predetermined time.
[0018]
Next, the developing method of the developing device according to the present embodiment will be described.
In the present embodiment, the developing device 13 employs a reversal developing method, and as shown in FIG. 4A, a photosensitive drum that is initially charged to VH (−700 V in this example) by the charger 11. A developing bias VB (DC bias VDC is -550 V in this example) is applied under the condition that an image part (image part potential VL: -200 V in this example) Z is formed on 10 by beam irradiation by the exposure device 12. The image portion Z is visualized with the toner T when applied.
At this time, the contrast potential Vcont leading to developability for making the image portion Z visible is | VB−VL |, which is set to 350 V in this example, and the toner is developed from the photosensitive drum 10. The cleaning potential Vcln that leads to the electric field in the direction of transfer to the roll 22 side is | VH−VB |, which is set to 150 V in this example.
[0019]
Next, driving of the developing device and bias application timing according to the present embodiment will be described.
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, after applying the AC bias (AC bias) VAC of the developing bias VB in synchronization with the ON timing of the rotational drive of the photosensitive drum 10, the rotation of the photosensitive drum 10 is performed. Immediately after the driving ON timing, the charger 11 is turned on (ON), and when the area of the photosensitive drum 10 charged by the charger 11 reaches the developing position, the developing device 13 is driven (the developing roll and the like are driven and rotated). And a control method of applying a direct current bias (DC bias) VDC of the developing bias VB is employed.
In particular, in the present embodiment, of the developing bias VB, the difference B between the rising timing of the AC bias VAC and the rising timing of the DC bias VDC (in FIG. 5).Diagonal lineAs shown in FIG. 6, the portion corresponding to the portion is set to a time A or longer (longer than A in this example) until the rising waveform VST of the AC bias VAC is stabilized.
[0020]
When the developing device 13 is driven and controlled at such timing, as shown in FIG. 6, when the AC bias VAC of the developing bias VB rises, the positive rising waveform VST (+) is certainly the negative rising waveform VST (-). As shown by M in FIG. 6, a potential difference ΔVST between the positive rising waveform VST (+) and the negative rising waveform VST (−) is generated. In FIG. 6, the dotted waveform that divides M shows a symmetrical waveform of the negative rising waveform VST (−).
However, while the rising waveform VST of the AC bias VAC is unstable, the DC bias VDC of the developing bias VB is not yet applied to the developing roll 22, and the photosensitive drum 10 region charged by the charger 11 is not yet applied. Has not reached the development position.
For this reason, even if the above-described potential difference ΔVST is generated, the potential difference ΔVST does not affect the cleaning potential Vcln, and an electric field for transferring the carrier to the photosensitive drum 10 side is not generated.
Therefore, in the present embodiment, the carrier transfer to the photosensitive drum 10 side is effectively suppressed when the AC bias VAC rises in the developing bias VB.
For this reason, various problems (such as white spots at the time of image formation and damage to the photosensitive drum 10) that are caused in the previous embodiment can be effectively avoided.
[0021]
In the present embodiment, the application timing of the AC bias VAC of the developing bias VB is synchronized with the rotation driving timing of the photosensitive drum 10, but the present invention is not limited to this.
For example, from the viewpoint of suppressing carrier adhesion to the entire image formable area of the photosensitive drum 10, the AC bias of the developing bias VB is reached when the photosensitive drum 10 area charged by the charger 11 reaches the developing position. Any timing may be selected as long as the VAC rising waveform VST is stable.
Further, from the viewpoint of suppressing carrier adhesion to an actual image portion (latent image formation region) in the image formable region of the photosensitive drum 10, as indicated by a virtual line (two-dot chain line) in FIG. At least the AC bias VAC is applied at a timing earlier than the time when the image portion on the photosensitive drum 10 reaches the developing position by a time B that exceeds the rising waveform VST of the AC bias VAC of the developing bias VB. That's fine.
[0022]
Further, the developing device according to the first embodiment adopts the reversal development method, but is not limited to this, and a regular development method can also be adopted.
In this case, as shown in FIG. 4B, for example, the developing device 13 is irradiated with a beam by the exposure device 12 on the photosensitive drum 10 initially charged to VH (in this example, −800 V) by the charger 11. A developing bias VB (DC bias VDC is −250 V in this example) is applied under a condition for exposing a background part (background part potential VL: −150 V in this example) other than the image part Z, and the image part Z Is visualized with toner T.
At this time, the contrast potential Vcont leading to developability for making the image portion Z visible is | VH−VB |, which is set to 550 V in this example, and the toner is developed from the photosensitive drum 10. The cleaning potential Vcln that leads to the electric field in the direction of transfer to the roll 22 side is | VB−VL |, and is set to 100 V in this example.
[0023]
In such a development device of the normal development system, for example, even if a device in which the positive DC voltage of the DC power supply 261 of the AC bias power supply 26 shown in FIG. By adopting the same development drive control method (drive and bias application timing), various problems due to carrier adhesion can be effectively eliminated.
When the AC bias power supply 26 similar to that shown in FIG. 3 is used in the regular development type developing device, various adverse effects due to carrier adhesion are effectively eliminated by the same action as in the second embodiment described later.
[0024]
Embodiment 2
FIG. 7 shows a second embodiment of a developing device to which the present invention is applied.
In the present embodiment, the basic configuration of the developing device is substantially the same as that of the first embodiment, but includes an AC bias power supply 26 different from that of the first embodiment. Components similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted here.
In the present embodiment, unlike the first embodiment, the AC bias power supply 26 uses a DC power supply 264 that generates a negative DC voltage (−1.5 kV in this example), and a DC voltage from the DC power supply 264 is used. Are switched by the high voltage switching element 262 and the voltage is held by the capacitor 263.
Further, regarding the drive and bias application timing of the developing device 13 according to the present embodiment, for example, the timing shown in FIG. 12, that is, the charging device 11 is turned on (ON) substantially at the same time as the photosensitive drum 10 rotates. When the area of the photosensitive drum 10 charged by the device 11 reaches the developing position, the developing device 13 is driven (developing roll and others are driven and rotated), and a DC bias (DC bias) VDC of the developing bias VB is applied. Thereafter, when the image portion (the portion where the electrostatic latent image is written by the exposure apparatus) reaches the development position, the control is performed at the timing of applying the AC bias (AC bias) VAC of the development bias VB. ing.
[0025]
Therefore, according to the present embodiment, as shown in FIG. 8, when the developing bias VB rises in the AC bias VAC, the negative rising waveformV ST(-) Rises more rapidly than the positive rising waveform VST (+), and as shown by the hatched portion M in FIG. 8, between the positive rising waveform VST (+) and the negative rising waveform VST (-). A potential difference ΔVST is generated. In FIG. 8, a dotted waveform that divides M indicates a symmetrical waveform of the positive rising waveform VST (+).
At this time, the DC bias VDC level of the developing bias VB apparently changes by the potential difference ΔVST.
[0026]
However, in this embodiment, since the reversal development method is adopted for the negative photosensitive drum 10, even if the potential difference ΔVST is generated, the potential difference ΔVST is a negative potential. The cleaning potential Vcln (see FIG. 4A), which is a potential difference between the background portion potential VH and the DC bias VDC of the developing bias VB, temporarily decreases.
For this reason, since the cleaning potential Vcln does not increase temporarily, a carry-over phenomenon does not occur, and the situation of white spots on image formation and damage to the photosensitive drum 10 due to carrier adhesion is effectively avoided. The
[0027]
Therefore, in the present embodiment, it is possible to follow the conventional development drive control method (drive and bias application) as it is, with a simple method of changing a part of the AC bias power supply 26.
In the case of adopting the same configuration as that of the second embodiment in the development device of the regular development system, the negative DC voltage of the DC power supply 264 of the AC bias power supply 26 shown in FIG. 7 is changed to the positive DC voltage. What is necessary is just to use the thing of the changed aspect.
[0028]
Embodiment 3
FIG. 9 is an explanatory view showing Embodiment 3 of the developing device to which the present invention is applied.
In this embodiment, the basic configuration of the developing device is substantially the same as that of the first embodiment, but includes an AC bias power supply 26 different from that of the first embodiment. Components similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted here.
In the present embodiment, the AC bias power supply 26 includes a DC power supply 261, a high-voltage switching element 262, and a capacitor 263, as in the first embodiment. However, unlike the first embodiment, the output of the capacitor 263 is further increased. A delay circuit 265 including a resistor 266 and a capacitor 267 is connected in series at the end.
On the other hand, the drive and bias application timing of the developing device 13 according to this embodiment.InAs in the second embodiment, the control is performed at the timing shown in FIG.
[0029]
Therefore, according to the present embodiment, as shown in FIG. 10, when the AC bias VAC rises in the developing bias VB, the delay time 265 causes the rise time of the AC bias VAC to be the reference rise time A (using the delay circuit 265). Rise time when not: (in this example, 100 ms.) Is set to A + α, which is longer by α.
For this reason, the rising of the AC bias VAC becomes gentle, and the potential difference ΔVST between the positive rising waveform VST (+) and the negative rising waveform VST (−) is suppressed to that extent.
Therefore, even if the cleaning potential Vcln (see FIG. 4A), which is a potential difference between the background portion potential VH and the developing bias VB, increases due to the potential difference ΔVST, the increase is very small, so that the cleaning is performed. As the potential Vcln increases, the amount of carriers transferred to the photosensitive drum 10 side can be suppressed to an extremely small amount.
[0030]
Here, in this embodiment, the rising time of the AC bias VAC of the developing bias VB and the number of carriers on the photosensitive drum 10 at the time of rising (the entire axial direction, 16 cm).2The relationship shown in FIG. 11 was obtained.
However, as an experimental condition in FIG. 11, a developer having a toner concentration of 4.82% and a toner charge amount of 22.5 μC / g was used.
According to the figure, when the rising time of the AC bias VAC is the reference rising time (100 ms), the number of carriers on the photosensitive drum 10 is 16 cm.2The delay time α by the delay circuit 265 is set to 90 ms. 150 ms. 240 ms. When the number of carriers on the photosensitive drum 10 at the time of rising was checked twice, the number of carriers on the photosensitive drum 10 was 16 cm.2It is understood that the number is significantly reduced to about 1.4 to 2.4 per hit.
Therefore, according to this experiment, the delay time is +90 ms. If set to the above, it is confirmed that the carrier adhesion phenomenon is effectively suppressed.
[0031]
Of course, it is possible to adopt the same configuration as that of the third embodiment for the development device of the regular development system.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a two-component developing type developing device using a developing bias in which an AC bias is superimposed on a DC bias, a positive rising waveform and a negative rising waveform generated when the AC bias rises. Is prevented from acting as a carrier transition electric field, so that it is possible to prevent the carry-over phenomenon (carrier adhesion) to the latent image carrier that occurs when the AC bias rises. It is possible to reliably prevent image quality deterioration due to white spots on image formation due to adhesion and damage to the latent image carrier.
Further, according to the present invention, as the AC bias applying means, it is possible to use an aspect in which at least the positive waveform and the negative waveform at the time of rising of the AC bias are asymmetric as they are, so that the AC bias applying means There is no concern that the cost itself increases unnecessarily, and it is possible to satisfy the demand for lowering the device cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of a developing device according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of an image forming apparatus incorporating the first embodiment of a developing device to which the present invention is applied;
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating details of the developing device according to the first embodiment.
4A is an explanatory diagram illustrating an example of the developing potential of the developing device according to the first embodiment, and FIG. 4B is an explanatory diagram illustrating another example of the developing potential of the developing device according to the first embodiment. is there.
FIG. 5 is a timing chart showing drive and bias application timings of the developing device according to the first embodiment.
FIG. 6 is a graph showing a change in developing bias of the developing device according to the first embodiment.
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating details of the developing device according to the second embodiment.
FIG. 8 is a graph showing a change in developing bias of the developing device according to the second embodiment.
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating details of the developing device according to the third embodiment.
FIG. 10 is a graph showing a change in the developing bias of the developing device according to the third embodiment.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a relationship between a rising time and the number of carriers on the photosensitive drum at the time of rising in the third embodiment.
FIG. 12 is a timing chart showing driving and bias application timings of a conventional developing device.
FIG. 13 is a graph showing changes in the developing bias of a conventional developing device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Latent image carrier, 2 ... Developing roll, 3 ... Development bias application means, 4 ... DC bias application means, 5 ... AC bias application means, 6 ... Carrier transfer suppression means, VB ... Development bias, VAC ... AC bias, VDC ... DC bias, VST (+) ... Positive rising waveform, VST (-) ... Negative rising waveform, t0 ... Time when AC bias VAC rising waveform is stable, M ... Positive rising waveform VST (+) and negative Potential difference with side rising waveform VST (-)

Claims (6)

潜像担持体に対向して現像ロールを有し、この現像ロール上にトナー及びキャリアからなる二成分現像剤を担持搬送すると共に、この現像ロール表面には直流バイアスに交流バイアスが重畳せしめられた現像バイアスを印加し、潜像担持体上に形成された静電潜像を現像剤にて可視像化するようにした現像装置において、
現像バイアス印加手段には、直流バイアスを印加する直流バイアス印加手段と、少なくとも立ち上がり時の正側波形と負側波形とが非対称である交流バイアスを印加する交流バイアス印加手段とを具備する一方、
交流バイアスの立ち上がり波形のうち急激に変化する側の波形成分が現像ロール上のキャリアを潜像担持体側へ移行させる電界として作用することを抑止するキャリア転移抑止手段を設けたことを特徴とする現像装置。
A developing roll is provided opposite the latent image carrier, and a two-component developer composed of toner and carrier is carried on the developing roll, and an AC bias is superimposed on a DC bias on the surface of the developing roll. In a developing device in which a developing bias is applied and the electrostatic latent image formed on the latent image carrier is visualized with a developer,
The development bias applying means includes a DC bias applying means for applying a DC bias, and an AC bias applying means for applying an AC bias having at least a positive waveform and a negative waveform at the time of rising.
Development characterized in that a carrier transfer inhibiting means is provided for inhibiting the waveform component on the rapidly changing side of the rising waveform of the AC bias from acting as an electric field for transferring the carrier on the developing roll to the latent image carrier side. apparatus.
請求項1記載の現像装置において、
キャリア転移抑止手段は、交流バイアスの立ち上がり波形が安定する時間を経過した後に、潜像担持体と現像ロールとの間の現像領域に対して潜像担持体上の潜像形成可能領域のうち少なくとも実際の潜像形成領域を通過させるように、現像バイアス印加手段を制御するものであることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1,
The carrier transfer suppression means has at least one of the latent image formable regions on the latent image carrier with respect to the development region between the latent image carrier and the developing roll after the time when the rising waveform of the AC bias stabilizes. A developing device that controls a developing bias applying unit so as to pass through an actual latent image forming region.
請求項2記載の現像装置において、
キャリア転移抑止手段は、直流バイアスを印加するタイミングより少なくとも交流バイアスの立ち上がり波形が安定する時間分だけ前のタイミングで交流バイアスを印加するように、現像バイアス印加手段を制御するものであることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 2, wherein
The carrier transfer inhibiting means controls the developing bias applying means so that the AC bias is applied at a timing before the timing at which the rising waveform of the AC bias is stabilized at least before the timing at which the DC bias is applied. A developing device.
請求項2記載の現像装置において、
キャリア転移抑止手段は、潜像担持体の駆動開始タイミング若しくは帯電開始タイミングに同期して、交流バイアス印加手段による交流バイアスの印加タイミングを制御するものであることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 2, wherein
The developing device characterized in that the carrier transfer suppression means controls the application timing of the AC bias by the AC bias application means in synchronization with the drive start timing or charging start timing of the latent image carrier.
請求項1記載の現像装置において、
キャリア転移抑止手段は、交流バイアスの立ち上がり波形のうち急激に変化する側の波形成分が現像ロール上のキャリアを現像ロール側へ押し付ける方向の電界として作用するように、交流バイアス印加手段を構成したことを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1,
The carrier transfer suppression means is configured as an AC bias application means so that the waveform component on the side of the AC bias rising rapidly acting on the developing roll acts as an electric field in the direction of pressing the carrier on the developing roll toward the developing roll side. A developing device.
請求項1記載の現像装置において、
キャリア転移抑止手段は、交流バイアスの立ち上がり時間を延長調整し、交流バイアスの正側立ち上がり波形と負側立ち上がり波形とを略対称に補正するものであることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1,
The developing device characterized in that the carrier transfer suppression means extends and adjusts the rising time of the AC bias, and corrects the positive rising waveform and the negative rising waveform of the AC bias substantially symmetrically.
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