JP4421553B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Description

本発明は、複写機等の画像形成装置に関し、より特定的には、磁性を有するキャリアとトナーとを含む現像剤を使用し、トナーのみを現像ロール上に薄層状に形成し、現像ロールの交流重畳直流電圧により現像ロール上のトナーを静電潜像に飛翔させることにより現像するいわゆるハイブリッド型の現像装置を有する画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, and more specifically, a developer including a magnetic carrier and toner is used, and only toner is formed in a thin layer on a developing roll. The present invention relates to an image forming apparatus having a so-called hybrid type developing device that develops toner by causing toner on a developing roll to fly to an electrostatic latent image by an AC superimposed DC voltage.

電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの機能を併せ持つ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。   For image forming devices such as copiers, printers, facsimiles, and multifunction machines that have these functions using electrophotographic methods, two-component development methods using toner and magnetic carrier, insulating toner and conductive toner are used. 1-component development method, using a 2-component developer that charges a non-magnetic toner using a magnetic carrier, holds only the charged toner on the developing roll, and flies it to the electrostatic latent image. There is a hybrid development system that develops the image.

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。ハイブリッド現像方式は、ドット再現性に優れて長寿命化、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粒度分布の変化に伴って現像剤中に微粉トナーが増え、この微粉トナーによるキャリア表面が汚染されて帯電量が低下し、現像装置からのトナーの飛散、現像ロール上への微粉トナーの付着などの問題があった。   The two-component development method has excellent toner chargeability with a carrier, and can have a long lifespan and has the advantage of uniform solid images, but the developing device becomes large and complicated, and toner scattering and carrier pulling occur. However, there is a drawback that the image quality changes depending on the durability of the carrier. In addition, the one-component development system has a compact developing device and excellent dot reproducibility, but has low durability due to deterioration of the developing roll and charge roller, and the cost of consumables is high because the developing device is replaced. There is a disadvantage that selective development occurs. The hybrid development method is a method that has excellent dot reproducibility and can achieve a long life and high-speed image formation. Conventionally, fine powder toner has been added to the developer due to the development ghost and the change in the toner particle size distribution. As a result, the surface of the carrier is contaminated with the fine powder toner, the charge amount is reduced, and there are problems such as scattering of the toner from the developing device and adhesion of the fine powder toner on the developing roll.

そしてハイブリッド現像方式は、従来、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、特に感光体(像担持体)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、感光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。   The hybrid developing method has been conventionally studied as a non-contact one-component developing means. However, as a developing method capable of forming a high-speed image in recent years, a plurality of color images are formed on a photoconductor (image carrier). Have been studied for use in a one-drum color superposition method for sequentially forming the. In this method, it is possible to form a color image with little color misregistration by accurately superimposing toner on the photoconductor, and has been attracting attention as a technique for improving the color image quality.

しかしながらこの1ドラム色重ね方式では、使用する色数分の現像装置を感光体の周りに配置せねばならないから、感光体が大型になり、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。この対策として感光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。   However, in this one-drum color superposition method, since the developing devices for the number of colors to be used must be arranged around the photoconductor, the photoconductor becomes large, which hinders downsizing of the image forming apparatus. Therefore, a tandem method in which a plurality of electrophotographic process members corresponding to the color of the toner to be used are arranged side by side, a color image is formed in synchronization with the transfer of the transfer member, and the color is superimposed on the transfer member has attracted attention. It was. However, this method has the advantage of being excellent in high speed, but has the disadvantage of increasing the size because the electrophotographic process members for each color must be arranged side by side. As a countermeasure, there has been proposed a small tandem type image forming apparatus in which the intervals between the photosensitive members are narrowed and a downsized image forming unit is arranged.

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、感光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感光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感光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問題があった。   In the small tandem type image forming apparatus configured as described above, it is advantageous to make the developing device a vertical type in order to minimize the size of the image forming unit in the width direction. That is, it is desirable in terms of layout that the developing device is arranged in the upper direction of the photosensitive member. However, in the conventional two-component development system, when the developing device is arranged vertically as described above, the reflux of the developer, that is, the supply from the developer agitating unit to the developing member adjacent to the photosensitive member becomes complicated. There has been a problem that there is a limit to downsizing, and carrier adhesion to the photoreceptor and toner scattering are unavoidable.

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、現像ロールを感光体に接触する方式では感光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、感光体に非接触とされる方式では、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。   As another method, a one-component developing method that does not use a carrier has been proposed, but the method in which the developing roll is in contact with the photosensitive member causes torque fluctuation of the photosensitive member, and promotes color misregistration that is a weak point of the tandem type. There was a drawback. Further, in the method in which the photosensitive member is not contacted, the toner is charged by the charge roll, and the layer thickness on the developing roll is regulated by the elastic regulation blade, so that the toner additive adheres to the charge roll and is charged. In some cases, the ability is reduced, or toner adheres to the regulating blade, resulting in non-uniform layer formation and image defects.

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、現像ロールが感光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。   For this reason, the above-described hybrid development method has attracted attention as one means for solving these problems. In other words, the hybrid developing system can provide a high-speed image forming apparatus that does not cause torque fluctuation because the developing roll is not in contact with the photosensitive member, has excellent dot reproducibility, and can extend the life.

しかしながらこのハイブリッド型現像装置に於いては、現像性の高いトナーの粗粉が選択的に感光体に現像されやすく、選択現像が起こって前記したようにトナー粒度分布が変化し、現像剤中の微粉トナーが増えてキャリア表面が汚染されて帯電量が低下し、現像装置からのトナーの飛散、現像ロール上への微粉トナーの付着による画像濃度の低下などの問題があった。現像ロール上のトナーの大半は現像時間外に磁気ブラシによって回収されるが、トナー中の比較的多量の微粉が強固に現像ロール表面に付着した場合、連続印刷時の短いイメージ間では微粉を回収できずに現像ロール上に残してしまう。現像ロール上に残った微粉トナーの付着物は、現像ロールのバイアスの低下を引き起こして濃度低下を発生させ、磁気ロールとの電位差が大きくなってキャリア引きを発生させたり、画像欠陥やトナー飛散の原因となる。また、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、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易いという問題点もあった。   However, in this hybrid type developing device, coarse particles of highly developable toner are easily selectively developed on the photoconductor, and selective development occurs and the toner particle size distribution changes as described above. The amount of fine toner increases and the surface of the carrier is contaminated to lower the charge amount. There are problems such as scattering of toner from the developing device and reduction of image density due to adhesion of fine toner on the developing roll. Most of the toner on the developing roll is collected by the magnetic brush outside the development time, but if a relatively large amount of fine powder in the toner adheres firmly to the surface of the developing roll, the fine powder is collected between short images during continuous printing. It cannot be left on the developing roll. The adhering fine powder toner remaining on the developing roll causes a decrease in the bias of the developing roll, resulting in a decrease in density, a potential difference with the magnetic roll increases, causing carrier pulling, and image defects and toner scattering. Cause. In addition, when a toner consumption area and a non-consumption area are generated on the developing roll, a part of the previous developed image is changed to the next development due to a variation in the toner adhesion state and the toner potential difference on the developing roll. There is also a problem that a phenomenon that sometimes appears as an afterimage (ghost), that is, a so-called history phenomenon is likely to occur.

このうち履歴現象(ゴースト)については、現像時間外に磁気ロールと現像ロールの電位差をなくし、現像ロール上のトナーの大半を磁気ブラシによって回収することで、次の現像タイミング時に現像の履歴が残らない画像を得る方法が提案されている。また、選択現像による微粉トナーの増加に対処するものとしては、特許文献1に開示される技術が知られている。当該技術は、印刷時以外の所要時に、現像ロール表面に微粉トナーを多く含むトナー薄層を形成する第1工程(第1手段)と、現像ロールを停止させた状態、又は現像ロールをステップ状に回転と停止を繰り返しながら、現像ロールに交流電圧を印加して、前記現像ロール表面の微粉トナーを多く含むトナー薄層を感光体に飛翔させる第2工程(第2手段)と、を実行することで、選択現像による微粉トナーの増加を抑制しようとするものである。
特開2005−10290号公報
Of these, the hysteresis phenomenon (ghost) eliminates the potential difference between the magnetic roll and the developing roll outside the development time and collects most of the toner on the developing roll with a magnetic brush, leaving a development history at the next development timing. A method for obtaining no image has been proposed. A technique disclosed in Patent Document 1 is known as a countermeasure against an increase in fine powder toner due to selective development. This technique includes a first step (first means) for forming a thin toner layer containing a large amount of fine powder toner on the surface of the developing roll when required other than during printing, and a state in which the developing roll is stopped or the developing roll is stepped. The second step (second means) is carried out by applying an AC voltage to the developing roll while repeating rotation and stopping, and causing the toner thin layer containing a large amount of fine powder toner on the surface of the developing roll to fly to the photoreceptor. Thus, an increase in fine toner due to selective development is to be suppressed.
JP 2005-10290 A

しかしながら、当該特許文献1に開示された従来装置によれば、微粉トナーを排出してトナー粒度を調整するのに要する時間が長く非効率であるという問題点があった。また、そのために、第2工程が現像ロールを停止させた状態、又は現像ロールをステップ状に回転と停止を繰り返す状態を採らざるを得ず、現像ロールの回転制御が複雑となるという問題点があった。   However, the conventional apparatus disclosed in Patent Document 1 has a problem in that it takes a long time to discharge fine powder toner and adjust the toner particle size, which is inefficient. In addition, for this reason, the second process must be in a state in which the developing roll is stopped, or a state in which the developing roll is repeatedly rotated and stopped in steps, and the rotation control of the developing roll becomes complicated. there were.

本発明は上記課題を解消するためになされたもので、選択現像により増加又は増加傾向にある装置内の微粉トナーを効率よく排出して、微粉トナーの増加を防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that an image forming apparatus capable of efficiently discharging fine toner in an apparatus that tends to increase or increase due to selective development and preventing an increase in fine toner is provided. The purpose is to provide.

上記課題を解決し上記目的を達成するために、本発明のうち第1の態様に係るものは、画像形成装置であって、帯電した表面に画像信号によって変調された光照射を受けて静電潜像が形成される感光体からなる像担持体と、前記像担持体に対向配置され外周面にトナー薄層が形成される現像ロール、及びトナーと磁性を有するキャリアとを含む現像剤を吸着して搬送し前記トナーを前記現像ロールに供給して前記トナー薄層を形成させる磁気ロールを含む現像装置と、直流電圧を前記磁気ロールへ印加するとともに交流電圧を重畳した直流電圧を前記現像ロールに印加しつつ、前記現像装置と前記像担持体とを制御する制御部と、を備えている。 In order to solve the above-described problems and achieve the above-described object, according to a first aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus, wherein a charged surface is subjected to light irradiation modulated by an image signal and electrostatically received. Adsorbs a developer comprising an image carrier comprising a photoconductor on which a latent image is formed, a developing roll disposed opposite to the image carrier and having a toner thin layer formed on an outer peripheral surface, and a toner and a magnetic carrier. A developing device including a magnetic roll that transports and supplies the toner to the developing roll to form the toner thin layer, and a DC voltage that applies a DC voltage to the magnetic roll and superimposes an AC voltage on the developing roll. And a controller that controls the developing device and the image carrier.

そして、当該制御部は、印刷時に、前記磁気ロールからの前記トナーの供給を受けることで表面にトナー薄層が形成された前記現像ロールに、予め設定されたデューティ比の交流電圧が重畳された直流電圧を印加することにより、前記現像ロール上のトナー薄層を前記像担持体に飛翔させ、それにより前記静電潜像を現像させる現像印刷制御部と、印刷時以外の所要時に、前記トナー薄層を前記現像ロールに形成させる第1トナー排出制御部と、前記第1トナー排出制御部により前記現像ロールに前記トナー薄層が形成された後に、前記像担持体を帯電させない状態で、前記現像ロールに対して、印刷時における前記デューティ比よりも高く設定されたデューティ比の交流電圧が重畳された直流電圧を印加することによって、前記現像ロールに形成された前記トナー薄層を前記像担持体に飛翔させる第2トナー排出制御部と、を備えるものとなっている。 Then, during the printing, the control unit receives the supply of the toner from the magnetic roll, and an AC voltage having a preset duty ratio is superimposed on the developing roll having a thin toner layer formed on the surface . A direct current voltage is applied to cause the toner thin layer on the developing roll to fly to the image carrier, thereby developing the electrostatic latent image, and the toner when required other than during printing. A first toner discharge control unit that forms a thin layer on the developing roll; and after the toner thin layer is formed on the developing roll by the first toner discharge control unit , for the serial developing roll, by applying a DC voltage to an AC voltage superimposed a high set duty ratio than the duty ratio at the time of printing, the developing roll The formed the thin toner layer which is intended to comprise a second toner discharge control unit of flying to the image bearing member.

この構成によれば、現像剤が磁気ロールに吸着され、吸着された現像剤からトナーが現像ロールへ供給されることによりトナー薄層が現像ロールに形成される。印刷時には、現像印刷制御部が、現像ロールにトナー薄層を形成させ、さらに像担持体に飛翔させることにより現像が実現する。この過程を通じて、大粒径のトナーが選択的に像担持体へ飛翔する結果、現像装置に残存するトナーに占める小粒径のトナーの比率が高くなる。しかし、印刷時以外の所要時に、残留するトナーが第1トナー排出制御部により現像ロールへ集められ、トナー薄層が形成される。更に、形成されたトナー薄層が、第2トナー排出制御部により像担持体へ飛翔させられるので、現像装置に残留するトナーが像担持体へ排出される。   According to this configuration, the developer is adsorbed on the magnetic roll, and toner is supplied from the adsorbed developer to the developing roll, whereby a thin toner layer is formed on the developing roll. At the time of printing, development is realized by the development printing control unit forming a thin toner layer on the developing roll and then flying to the image carrier. Through this process, as a result of the toner having a large particle size selectively flying to the image carrier, the ratio of the toner having a small particle size to the toner remaining in the developing device increases. However, when required other than during printing, the remaining toner is collected on the developing roll by the first toner discharge control unit, and a toner thin layer is formed. Further, since the formed toner thin layer is caused to fly to the image carrier by the second toner discharge controller, the toner remaining in the developing device is discharged to the image carrier.

このとき、現像ロールに印加される交流電圧のデューティ比が、第2トナー排出制御部により、印刷時のデューティ比よりも高く設定されるので、小粒径のトナーが印刷時よりも高い比率で像担持体へ排出される。このため、選択現像により増加又は増加傾向にある現像装置内の微粉トナーを効率よく排出して、微粉トナーの増加を効率よく防止することができる。それにより、現像ロールに形成されたトナー薄層を第2トナー排出制御部により像担持体へ飛翔させるに際し、現像ロールを停止させたり、断続的に回転させたりすることなく、印刷時と同様に連続的に回転させることも可能であり、それにより現像ロールの回転制御を簡素化することも可能となる。
また、第2トナー排出制御部は、像担持体を帯電させない状態で、現像ロールに形成されたトナー薄層を像担持体に飛翔させるので、現像ロールから像担持体へのトナー薄層の排出が、効率よく行われる。
At this time, since the duty ratio of the AC voltage applied to the developing roll is set higher than the duty ratio at the time of printing by the second toner discharge control unit, the toner having a small particle diameter is at a higher ratio than at the time of printing. It is discharged to the image carrier. For this reason, it is possible to efficiently discharge the fine toner in the developing device which tends to increase or increase due to the selective development, and to effectively prevent the increase of the fine powder toner. As a result, when the toner thin layer formed on the developing roll is caused to fly to the image carrier by the second toner discharge controller, the developing roll is not stopped or intermittently rotated in the same manner as during printing. It is also possible to continuously rotate, thereby simplifying the rotation control of the developing roll.
Further, the second toner discharge control unit causes the toner thin layer formed on the developing roll to fly to the image carrier without charging the image carrier, so that the toner thin layer is discharged from the developing roll to the image carrier. Is done efficiently.

本発明のうち第2の態様に係るものは、画像形成装置であって、帯電した表面に画像信号によって変調された光照射を受けて静電潜像が形成される感光体からなる像担持体と、前記像担持体に対向配置され外周面にトナー薄層が形成される現像ロール、及びトナーと磁性を有するキャリアとを含む現像剤を吸着して搬送し前記トナーを前記現像ロールに供給して前記トナー薄層を形成させる磁気ロールを含む現像装置と、直流電圧を前記磁気ロールへ印加するとともに交流電圧を重畳した直流電圧を前記現像ロールに印加しつつ、前記現像装置と前記像担持体とを制御する制御部と、を備えている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising an image bearing member comprising a photosensitive member that forms an electrostatic latent image on a charged surface by receiving light modulated by an image signal. A developer roll disposed opposite to the image carrier and having a toner thin layer formed on the outer peripheral surface thereof, and a developer containing toner and a magnetic carrier, and adsorbed and conveyed to supply the toner to the developer roll. A developing device including a magnetic roll for forming the toner thin layer, and the developing device and the image carrier while applying a DC voltage to the magnetic roll and applying a DC voltage superimposed with an AC voltage to the developing roll. And a control unit for controlling.

そして当該制御部は、印刷時に、前記磁気ロールからの前記トナーの供給を受けることで表面にトナー薄層が形成された前記現像ロールに、予め設定された周波数の交流電圧が重畳された直流電圧を印加することにより、前記現像ロール上のトナー薄層を前記像担持体に飛翔させ、それにより前記静電潜像を現像させる現像印刷制御部と、印刷時以外の所要時に、前記トナー薄層を前記現像ロールに形成させる第1トナー排出制御部と、前記第1トナー排出制御部により前記現像ロールに前記トナー薄層が形成された後に、前記像担持体を帯電させない状態で、前記現像ロールに対して、印刷時における前記周波数よりも低い周波数であって、印刷時におけるデューティ比よりも高いデューティ比の交流電圧が重畳された直流電圧を印加することによって、前記現像ロールに形成された前記トナー薄層を前記像担持体に飛翔させる第2トナー排出制御部と、を備えるものとなっている。 Then, the control unit receives a supply of the toner from the magnetic roll during printing, and a DC voltage in which an AC voltage having a preset frequency is superimposed on the developing roll having a thin toner layer formed on the surface thereof. And a developing print control unit that causes the toner thin layer on the developing roll to fly to the image carrier, thereby developing the electrostatic latent image, and the toner thin layer when required other than during printing. A first toner discharge control unit for forming the image bearing member on the developing roll, and after the toner thin layer is formed on the developing roll by the first toner discharge control unit, the developing roller is not charged. relative to a frequency lower than the frequency at the time of printing, applying a DC voltage to an AC voltage of a high duty ratio than the duty ratio is superimposed during printing And by, and is intended to comprise a second toner discharge control unit of flying the toner thin layer formed on the developing roll to the image carrier.

この構成によれば、第1の態様による画像形成装置と同様に、現像印刷の過程を通じて、大粒径のトナーが選択的に像担持体へ飛翔する結果、現像装置に残存するトナーに占める小粒径のトナーの比率が高くなる。しかし、印刷時以外の所要時に、残留するトナーが第1トナー排出制御部により現像ロールへ集められ、トナー薄層が形成される。更に、形成されたトナー薄層が、第2トナー排出制御部により像担持体へ飛翔させられるので、現像装置に残留するトナーが像担持体へ排出される。   According to this configuration, as in the image forming apparatus according to the first aspect, the toner having a large particle diameter selectively jumps to the image carrier through the development printing process, and as a result, the small toner occupies the toner remaining in the developing apparatus. The ratio of the particle size toner is increased. However, when required other than during printing, the remaining toner is collected on the developing roll by the first toner discharge control unit, and a toner thin layer is formed. Further, since the formed toner thin layer is caused to fly to the image carrier by the second toner discharge controller, the toner remaining in the developing device is discharged to the image carrier.

このとき、現像ロールに印加される前記交流電圧の周波数が、第2トナー排出制御部により、印刷時の周波数よりも低く設定されるので、小粒径のトナーが印刷時よりも高い比率で像担持体へ排出される。このため、選択現像により増加又は増加傾向にある現像装置内の微粉トナーを効率よく排出して、微粉トナーの増加を効率よく防止することができる。それにより、現像ロールに形成されたトナー薄層を第2トナー排出制御部により像担持体へ飛翔させるに際し、現像ロールを停止させたり、断続的に回転させたりすることなく、印刷時と同様に連続的に回転させることも可能であり、それにより現像ロールの回転制御を簡素化することも可能となる。
また、第2トナー排出制御部は、像担持体を帯電させない状態で、現像ロールに形成されたトナー薄層を像担持体に飛翔させるので、現像ロールから像担持体へのトナー薄層の排出が、効率よく行われる。
At this time, since the frequency of the AC voltage applied to the developing roll is set lower than the frequency at the time of printing by the second toner discharge control unit, the toner having a small particle diameter is imaged at a higher ratio than at the time of printing. It is discharged to the carrier. For this reason, it is possible to efficiently discharge the fine toner in the developing device which tends to increase or increase due to the selective development, and to effectively prevent the increase of the fine powder toner. As a result, when the toner thin layer formed on the developing roll is caused to fly to the image carrier by the second toner discharge control unit, the developing roll is stopped or intermittently rotated in the same manner as at the time of printing. It is also possible to continuously rotate, thereby simplifying the rotation control of the developing roll.
Further, the second toner discharge control unit causes the toner thin layer formed on the developing roll to fly to the image carrier without charging the image carrier, so that the toner thin layer is discharged from the developing roll to the image carrier. Is done efficiently.

また、このの態様に係るものは、第2トナー排出制御部によって現像ローラに印加される直流電圧における交流電圧の周波数が、印刷時に現像ローラに印加される直流電圧における交流電圧の周波数よりも低くされているとともに、第2トナー排出制御部によって現像ローラに印加される直流電圧における交流電圧のデューティ比が、印刷時に現像ローラに印加される直流電圧における交流電圧のデューティ比よりも高くされている。 Further, according to the second aspect, the frequency of the AC voltage in the DC voltage applied to the developing roller by the second toner discharge control unit is greater than the frequency of the AC voltage in the DC voltage applied to the developing roller during printing. And the duty ratio of the AC voltage in the DC voltage applied to the developing roller by the second toner discharge control unit is set higher than the duty ratio of the AC voltage in the DC voltage applied to the developing roller during printing. ing.

これにより、小粒径のトナーが印刷時よりも、一層高い比率で像担持体に排出される。このため、選択現像により増加又は増加傾向にある現像装置内の微粉トナーを、更に効率よく排出して、微粉トナーの増加を更に効率よく防止することができる。 As a result, the toner having a small particle diameter is discharged to the image carrier at a higher rate than during printing. For this reason, the fine powder toner in the developing device that tends to increase or increase due to the selective development can be discharged more efficiently, and the increase of the fine powder toner can be prevented more efficiently.

本発明のうち第の態様に係るものは、第1及びの態様に係る画像形成装置であって、前記第2トナー排出制御部が、前記現像ローラを連続的に回転させつつ、前記現像ロールに形成された前記トナー薄層を前記像担持体に飛翔させるものである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the image forming apparatus according to the first and second aspects, wherein the second toner discharge control unit continuously rotates the developing roller, while The toner thin layer formed on the developing roll is caused to fly to the image carrier.

この構成によれば、第2トナー排出制御部が、現像ローラを連続的に回転させつつ、現像ロールに形成されたトナー薄層を像担持体に飛翔させるので、現像ロールの回転制御を簡素化される。   According to this configuration, since the second toner discharge control unit causes the toner thin layer formed on the developing roll to fly to the image carrier while continuously rotating the developing roller, the rotation control of the developing roll is simplified. Is done.

以上のように本発明によれば、選択現像により増加又は増加傾向にある装置内の微粉トナーを効率よく排出して、微粉トナーの増加を防止することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to efficiently discharge fine powder toner in the apparatus that tends to increase or increase due to selective development, and to prevent an increase in fine powder toner.

図1は本発明の一実施形態による画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置1は、トナー粒度の調整を可能にするタンデム型のフルカラープリンタとして構成されており、現像装置2、像担持体としての感光体3、露光ユニット4、記録媒体の搬送ベルト5、現像剤容器6、記録用紙等の記録媒体を収容する給紙カセット7、感光体3を帯電させるための帯電器8、感光体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9、記録媒体に転写されたトナー像を定着する定着装置10、感光体3に残存する不要なトナーを除去し回収容器へ回収するクリーニング装置11、及び画像形成装置1の各部を駆動及び制御する制御回路40を備えている。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus 1 is configured as a tandem type full-color printer that enables adjustment of toner particle size, and includes a developing device 2, a photoconductor 3 as an image carrier, an exposure unit 4, a conveyance belt 5 for a recording medium, Developer container 6, paper feed cassette 7 for storing a recording medium such as recording paper, charger 8 for charging the photoreceptor 3, and transfer for transferring the toner image on the photoreceptor 3 to the recording medium by a transfer bias. Drives and controls each part of the apparatus 9, a fixing device 10 that fixes the toner image transferred to the recording medium, a cleaning device 11 that removes unnecessary toner remaining on the photoreceptor 3 and collects it in a collection container, and the image forming apparatus 1. A control circuit 40 is provided.

タンデム型を採用する画像形成装置1においては、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11などをコンパクトに設計することが重要であり、図1の例においては、現像装置2は感光体3に隣接し、略上方に延びるように配置される。   In the image forming apparatus 1 adopting the tandem type, it is important to design the charger 8, the exposure unit 4, the developing device 2, the transfer device 9, the cleaning device 11, and the like installed around the photoreceptor 3 in a compact manner. In the example of FIG. 1, the developing device 2 is disposed adjacent to the photoreceptor 3 and extending substantially upward.

図2は、画像形成装置1が有する現像装置2、感光体3、及び制御回路40の概略構成図である。現像装置2は、トナー薄層を担持して感光体3上の静電潜像を現像する現像ロール20、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を発生させ、現像ロール20にトナーを供給する現像剤搬送体としての磁気ロール21、螺旋状羽根を有して互いに現像剤を逆方向に搬送しながら攪拌し、トナーを帯電させて磁気ロール21に搬送するパドルミキサー22と攪拌ミキサー23、磁気ロール21上に形成された磁気ブラシの厚さを規制するための穂切りブレード24、現像装置2内のトナー濃度を検出するためのトナーセンサー25、現像装置の本体部であるハウジング26、及び隔壁29を有している。   FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the developing device 2, the photoreceptor 3, and the control circuit 40 included in the image forming apparatus 1. The developing device 2 carries a developing roller 20 that carries a toner thin layer and develops an electrostatic latent image on the photosensitive member 3, and generates a magnetic brush of a two-component developer by a magnet disposed inside the developing roller 20. A magnetic roll 21 as a developer conveying member that supplies toner to the paddle mixer 22 that has a spiral blade and agitates while conveying the developer in the opposite direction, charges the toner, and conveys the toner to the magnetic roll 21; A stirring mixer 23, a spike cutting blade 24 for regulating the thickness of the magnetic brush formed on the magnetic roll 21, a toner sensor 25 for detecting the toner concentration in the developing device 2, and a main body of the developing device. A housing 26 and a partition wall 29 are provided.

ハウジング26は、第1の現像剤攪拌室27及び第2の現像剤攪拌室28を内部に規定している。また、現像装置2には、現像ロール20に直流(DC)バイアスを印加する直流バイアス電源30a、同じく現像ロール20に交流(AC)バイアスを印加する交流バイアス電源30b、及び磁気ロール21に直流(DC)バイアスを印加する直流バイアス電源31aが接続されている。   The housing 26 defines a first developer stirring chamber 27 and a second developer stirring chamber 28 inside. The developing device 2 includes a DC bias power source 30 a that applies a direct current (DC) bias to the developing roll 20, an AC bias power source 30 b that similarly applies an alternating current (AC) bias to the developing roll 20, and a direct current ( DC) DC bias power supply 31a for applying a bias is connected.

制御回路40は、コンピュータ回路41及び駆動回路42を有している。コンピュータ回路41は、不図示のCPU(Central Processing Unit;中央演算処理部)に、そのCPUの動作を規定するプログラムを格納するRAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)、ならびに一時的にデータを保管するRAM等の記憶部などの周辺装置を有している。また、駆動回路42は、現像装置2、感光体3、搬送ベルト5等を駆動するモータ等の電力を要する負荷を駆動する電力回路である。駆動回路42は、コンピュータ回路41からの制御信号に応答して電力を調整し、当該電力を所要のモータ等の回路へ供給する。   The control circuit 40 includes a computer circuit 41 and a drive circuit 42. The computer circuit 41 has a CPU (Central Processing Unit) (not shown) storing a RAM (Random Access Memory) and a ROM (Read Only Memory) that store a program that defines the operation of the CPU, and temporarily. Peripheral devices such as a storage unit such as a RAM for storing data are included. The drive circuit 42 is a power circuit that drives a load that requires power, such as a motor that drives the developing device 2, the photoreceptor 3, the conveyance belt 5, and the like. The drive circuit 42 adjusts power in response to a control signal from the computer circuit 41 and supplies the power to a circuit such as a required motor.

制御回路40は、上記のとおり画像形成装置1の各部を制御するものである。図2に信号線を点線で例示するように、制御回路40は、例えば露光ユニット4及び帯電器8を含む感光体3の動作、電源30a、30b、31aの動作、及び磁気ロール21や現像ロール20を含めた現像装置2の動作を制御する。以上のように構成される制御回路40は、現像印刷制御部43、第1トナー排出制御部44及び第2トナー排出制御部45として機能する。これらの制御部43〜45は、コンピュータ回路41と駆動回路42の双方によって実現される。   The control circuit 40 controls each part of the image forming apparatus 1 as described above. As exemplified by the dotted lines in FIG. 2, the control circuit 40 includes, for example, the operation of the photosensitive member 3 including the exposure unit 4 and the charger 8, the operations of the power supplies 30 a, 30 b, and 31 a, and the magnetic roll 21 and the developing roll. The operation of the developing device 2 including 20 is controlled. The control circuit 40 configured as described above functions as the development printing control unit 43, the first toner discharge control unit 44, and the second toner discharge control unit 45. These control units 43 to 45 are realized by both the computer circuit 41 and the drive circuit 42.

現像印刷制御部43は、通常の印刷時に現像装置2その他の部分を制御するものである。第1トナー排出制御部44及び第2トナー排出制御部45は、印刷時以外の時期に、現像装置2に溜まった微粉の比率の高くなったトナーを感光体3へ排出するように現像装置2その他の部分を制御するものである。それにより、画像形成装置1は、現像装置2内のトナーに含まれる微粉の比率が上昇することを抑制する。注目すべき第1トナー排出制御部44及び第2トナー排出制御部45の機能については後に詳述する。   The development printing control unit 43 controls the developing device 2 and other parts during normal printing. The first toner discharge control unit 44 and the second toner discharge control unit 45 discharge the toner having a high ratio of fine powder accumulated in the developing device 2 to the photosensitive member 3 at a time other than printing. The other parts are controlled. Accordingly, the image forming apparatus 1 suppresses an increase in the ratio of fine powder contained in the toner in the developing device 2. The functions of the first toner discharge controller 44 and the second toner discharge controller 45 to be noted will be described in detail later.

コンピュータ回路41が読取り、駆動回路42とも協働することにより、上述の各機能を実現するためのプログラムは、HDD(不図示)等の不揮発性かつ大容量の外部記憶装置に格納しておき、前記RAM等の主記憶装置に適宜転送することで、CPUによる実行に供することも可能である。前記プログラムは、ROM或いはCD−ROM等のデータ記録媒体を通じて供給することも、インターフェース部9に接続されるネットワーク等の伝送媒体を通じて供給することも可能である。伝送媒体は、有線の伝送媒体に限らず無線の伝送媒体であってもよい。また、伝送媒体には、通信線路のみでなく、通信線路を中継する中継装置、例えばルータ等をも含む。   The computer circuit 41 reads and cooperates with the drive circuit 42 to store a program for realizing the above functions in a non-volatile and large-capacity external storage device such as an HDD (not shown). By appropriately transferring to the main storage device such as the RAM, it is possible to use it for execution by the CPU. The program can be supplied through a data recording medium such as a ROM or a CD-ROM, or can be supplied through a transmission medium such as a network connected to the interface unit 9. The transmission medium is not limited to a wired transmission medium, and may be a wireless transmission medium. The transmission medium includes not only a communication line but also a relay device that relays the communication line, such as a router.

画像形成装置に用いる感光体として、従来からOPC感光体が知られている。しかしながら、OPC感光体は感光層表面が軟らかく、クリーニングブレードの摺擦により、感光層が削れやすいという問題が見られた。そこで、OPC感光体と比較して表面が硬質であり、耐久性や機能保持性(メンテナンスフリー)に優れていることから、感光層の厚さが25μm以上のa−Si(アモルファスシリコン)感光体が近年使用されている。しかしながら、a−Si感光体は、グロー放電分解法等を用いて製膜するため、このように感光層が厚いと製造時間や製造コストがかかり、経済的に不利であるという問題が見受けられた。   Conventionally, an OPC photoconductor is known as a photoconductor used in an image forming apparatus. However, the OPC photosensitive member has a problem that the surface of the photosensitive layer is soft and the photosensitive layer is easily scraped by rubbing with a cleaning blade. Therefore, since the surface is harder than the OPC photoreceptor, and the durability and function retention (maintenance-free) are excellent, the a-Si (amorphous silicon) photoreceptor having a photosensitive layer thickness of 25 μm or more. Has been used in recent years. However, since the a-Si photosensitive member is formed using a glow discharge decomposition method or the like, if the photosensitive layer is thick as described above, there is a problem that manufacturing time and manufacturing cost are increased, which is economically disadvantageous. .

感光体3の感光材料として、a−Si感光体を用いた場合、その表面の露光後電位が10V以下という非常に低い値である点が特徴的となる。その膜厚を薄くすると飽和帯電電位が低下し、絶縁破壊に至る耐電圧が低下する。その一方、潜像を形成した時の表面電荷密度は向上し、現像性能は向上する傾向がある。この特性は比誘電率が約10程度と高いa−Si感光体では、25μm以下、さらに好ましくは20μm以下の場合に特に顕著である。現像時の直流(DC)バイアス電源30aの出力電圧は150V以下、さらに好ましくは100V以下、交流成分としてVp−p(正負のピーク間の電位差)が500〜2000V、周波数が1〜3kHzに設定し現像することが可能である。   When an a-Si photosensitive member is used as the photosensitive material of the photosensitive member 3, the post-exposure potential on the surface thereof is a very low value of 10 V or less. When the film thickness is reduced, the saturation charging potential is lowered, and the withstand voltage leading to dielectric breakdown is lowered. On the other hand, the surface charge density when the latent image is formed tends to be improved and the development performance tends to be improved. This characteristic is particularly remarkable when the relative dielectric constant is as high as about 10 for an a-Si photosensitive member of 25 μm or less, more preferably 20 μm or less. The output voltage of the direct current (DC) bias power source 30a at the time of development is set to 150 V or less, more preferably 100 V or less, Vp-p (potential difference between positive and negative peaks) is set to 500 to 2000 V, and the frequency is set to 1 to 3 kHz. It is possible to develop.

感光体3の感光材料として、正帯電の有機感光体(OPC)を用いた場合は、残留電位を100V以下にするために、感光層の膜厚を25μm以上に設定し、電荷発生材料の添加量を増やすことが特に重要である。特に単層構造のOPCは、感光層の中に電荷発生材を添加することから感光層の膜減りによっても感度変化が少なく、有利である。この場合でも現像の直流(DC)バイアス電源30aの出力電圧は400V以下、さらに好ましくは300V以下に設定することがトナーに強い電界をかけることを防止する意味でも好ましい。   When a positively charged organic photoconductor (OPC) is used as the photosensitive material of the photoconductor 3, the thickness of the photosensitive layer is set to 25 μm or more in order to reduce the residual potential to 100 V or less, and the charge generating material is added. It is particularly important to increase the amount. In particular, OPC having a single-layer structure is advantageous because a charge generating material is added to the photosensitive layer, and therefore the sensitivity change is small even when the photosensitive layer is reduced. Even in this case, the output voltage of the direct current (DC) bias power supply 30a for development is preferably set to 400 V or less, more preferably 300 V or less, from the viewpoint of preventing a strong electric field from being applied to the toner.

この様に現像バイアスを低く設定することは、薄膜のa−Si感光体の絶縁破壊を抑制するとともに、トナーの過剰帯電を防止し、現像の履歴現象の発生を抑止するのに有効である。また、現像ロール20上に10〜100μm、好ましくは30〜70μmのトナー層を形成し、現像ロール20と感光体3とのギャップを150〜400μm、好ましくは200〜300μmとし、このギャップに直流と交流電界を重畳して印加することによってトナーを感光体3上に飛翔させることで鮮明な画像を得ることができる。   Setting the developing bias to be low in this way is effective for suppressing the dielectric breakdown of the thin film a-Si photosensitive member, preventing excessive charging of the toner, and suppressing the development history phenomenon. Further, a toner layer of 10 to 100 μm, preferably 30 to 70 μm, is formed on the developing roll 20, and the gap between the developing roll 20 and the photoreceptor 3 is 150 to 400 μm, preferably 200 to 300 μm. A clear image can be obtained by causing the toner to fly on the photoreceptor 3 by applying an alternating electric field in a superimposed manner.

現像剤は、トナーの供給と回収の役割を有し、10Ωcm〜10Ωcmの体積固有抵抗のキャリアを用い、現像ロール20と磁気ロール21間のニップで、現像ロールに強固に静電的に付着したトナーを磁気ロールに担持された磁気ブラシで引き剥がし、現像に必要なトナーを供給する。この時、トナーと接触する機会を増やすためには、40μm以下の小径のキャリアを用い、キャリアの単位体積当たりの表面積を広くすることが好ましい。キャリアの抵抗が、トナーの回収を重視した10Ωcm以下の体積固有抵抗を有する低抵抗キャリアは、現像ゴースト対策には有効であるが正確な帯電をトナーに付与してカブリの発生を押さえた現像を維持することは困難であり、さらに長期間運転した場合に現像ロール20表面からトナーが飛散し、帯電器8や露光ユニット4を汚染する不具合を発生させてしまう。10Ωcm以上の体積固有抵抗を有するキャリアでは、帯電性能を付与することは可能であるが帯電が上昇しやすい問題がある。キャリアの抵抗値を適正にすることで、現像ロール20上のトナーを回収しつつ、確実に帯電させたトナーを現像ロール20に再度投入することが可能になる。トナーの帯電量を5〜20μC/gに制御し、トナー飛散やカブリを防止すると共に、なお且つ、低電界で現像することで、現像ロール20上に現像履歴を残さず、トナーの回収性に優れた現像システムを提供できる。 The developer plays a role of supplying and collecting toner, and uses a carrier having a volume resistivity of 10 6 Ωcm to 10 9 Ωcm, and strongly adheres to the developing roll at the nip between the developing roll 20 and the magnetic roll 21. The toner adhering to the surface is peeled off by a magnetic brush carried on a magnetic roll, and the toner necessary for development is supplied. At this time, in order to increase the chance of contact with the toner, it is preferable to use a carrier having a small diameter of 40 μm or less and to increase the surface area per unit volume of the carrier. The low resistance carrier having a volume resistivity of 10 6 Ωcm or less, where the carrier resistance places importance on toner recovery, is effective as a countermeasure against development ghosts, but gives the toner an accurate charge and suppresses the occurrence of fog. It is difficult to maintain the development, and the toner scatters from the surface of the developing roll 20 when operated for a long period of time, causing a problem of contaminating the charger 8 and the exposure unit 4. In a carrier having a volume resistivity of 10 9 Ωcm or more, charging performance can be imparted, but there is a problem that charging tends to increase. By making the resistance value of the carrier appropriate, it is possible to recharge the charged toner to the developing roller 20 while collecting the toner on the developing roller 20. The toner charge amount is controlled to 5 to 20 μC / g to prevent toner scattering and fogging, and by developing at a low electric field, the development history is not left on the developing roll 20 and the toner recoverability is improved. An excellent development system can be provided.

高磁力でしかも低抵抗キャリアとしては、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、これらのキャリアをそのまま用いても良いが、過度に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、飽和磁化が70emu/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20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。 Magnetite carrier, Mn-based ferrite, Mn-Mg-based ferrite, etc. can be used as a high-magnetic force and low-resistance carrier. These carriers may be used as they are, but the surface does not excessively increase the resistance value. It is also possible to process and use. In the present invention, as an example, a ferrite carrier having a volume resistivity of 10 7 Ωcm, a saturation magnetization of 70 emu / g, and an average particle size of 35 μm was used. When the average particle size exceeds 50 μm, the carrier stress increases and the toner concentration cannot be increased, and the amount of toner supplied to the developing roll 20 decreases. By setting the average particle size of the carrier to 50 μm or less, sufficient charge can be imparted even when the toner concentration in the developer is set to 5 to 20%, and stable development can be performed.

本実施の形態に用いる現像剤のトナーとキャリアの混合割合は、トナーとキャリアの合計量に対してトナー2〜20重量%、好ましくは5〜15重量%である。トナーの混合割合が2重量%未満であると、トナー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。   The mixing ratio of the toner and carrier of the developer used in the present embodiment is 2 to 20% by weight, preferably 5 to 15% by weight, based on the total amount of toner and carrier. If the mixing ratio of the toner is less than 2% by weight, the toner charge amount becomes high and a sufficient image density cannot be obtained, and if it exceeds 20% by weight, a sufficient charge amount cannot be obtained. Scattered and contaminated the inside of the image forming apparatus, or toner fog occurs on the image.

画像形成装置1においては、一例として現像ロール20の直径は16.8mm、磁気ロール21の直径は16.0mm、感光体3の直径は30.0mm、現像ロール20と磁気ロール21の回転数の比は、磁気ロール21の回転数が現像ロール20の回転数の約1.5倍に設定されている。そして穂切りブレード24と磁気ロール21とのギャップは0.3から1.5mm、磁気ロール21と現像ロール20間のギャップは同様に0.3から1.5mm程度である。現像ロール上のトナーの薄層は、10から100μm、好ましくは30から70μmの厚さに設定される。この厚さはトナーの平均粒径を6μmとした場合にトナーの5層から12層程度に相当する値である。現像ロール20と感光体3との間のギャップは150から400μm、好ましくは200から300μmである。150μmより狭いとカブリの要因になり、400μmより広いとトナーを感光体3に飛翔させることが困難になり、十分な画像濃度得ることが出来ない。また、選択現像を発生させる要因になる。なお、実施形態においては、穂切りブレード24と磁気ロール21とのギャップは0.55mm、磁気ロール21と現像ロール20間のギャップは0.40mmであり、現像ロール上のトナーの薄層は約60μmに維持されるようになっている。   In the image forming apparatus 1, for example, the diameter of the developing roll 20 is 16.8 mm, the diameter of the magnetic roll 21 is 16.0 mm, the diameter of the photosensitive member 3 is 30.0 mm, and the number of rotations of the developing roll 20 and the magnetic roll 21 is The ratio is set so that the rotational speed of the magnetic roll 21 is about 1.5 times the rotational speed of the developing roll 20. The gap between the ear cutting blade 24 and the magnetic roll 21 is about 0.3 to 1.5 mm, and the gap between the magnetic roll 21 and the developing roll 20 is about 0.3 to 1.5 mm. The thin layer of toner on the developing roll is set to a thickness of 10 to 100 μm, preferably 30 to 70 μm. This thickness is a value corresponding to about 5 to 12 layers of toner when the average particle diameter of the toner is 6 μm. The gap between the developing roll 20 and the photoreceptor 3 is 150 to 400 μm, preferably 200 to 300 μm. If it is smaller than 150 μm, it causes fogging. If it is larger than 400 μm, it becomes difficult to cause the toner to fly to the photoreceptor 3, and a sufficient image density cannot be obtained. Further, it becomes a factor that causes selective development. In the embodiment, the gap between the ear cutting blade 24 and the magnetic roll 21 is 0.55 mm, the gap between the magnetic roll 21 and the developing roll 20 is 0.40 mm, and the thin layer of toner on the developing roll is about It is designed to be maintained at 60 μm.

最初に、画像形成装置1の通常の印刷動作を簡単に説明する。なお、以下の説明では、一例として正帯電トナーを用いた場合を例に説明するが、本発明は負帯電トナーを用いた場合でも同様に実施できることは自明である。   First, a normal printing operation of the image forming apparatus 1 will be briefly described. In the following description, a case where positively charged toner is used as an example will be described. However, it is obvious that the present invention can be similarly implemented even when negatively charged toner is used.

まずイエロー、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とキャリアからなる2成分現像剤は、図2に示した攪拌ミキサー23、パドルミキサー22によって攪拌、帯電され、磁気ロール21に供給される。そして磁気ロール21上に磁気ブラシが形成され、穂切りブレード24によって層厚が規制されて、磁気ロール21に加えられた直流バイアス電源31aによる例えば+400Vと、現像ロール20に加えられた直流バイアス電源30aによる例えば+100Vとの電位差により、現像ロール20にトナーのみの薄層を形成する。現像ロール20上のトナー薄層の厚さは、現像剤の抵抗や現像ロール20と磁気ロール21の回転速度差などによっても変化するが、上記の電位差によっても制御することが可能である。この電位差を大きくすると現像ロール20上のトナーの層が厚くなり、小さくすると薄い層になる。   First, a two-component developer composed of toner and carrier corresponding to each color such as yellow, cyan, magenta, and black is stirred and charged by the stirring mixer 23 and the paddle mixer 22 shown in FIG. Is done. Then, a magnetic brush is formed on the magnetic roll 21, the layer thickness is regulated by the pan blade 24, and for example, +400 V by the DC bias power supply 31 a applied to the magnetic roll 21 and a DC bias power supply applied to the developing roll 20. A thin layer of toner only is formed on the developing roll 20 by the potential difference from +100 V, for example, by 30a. The thickness of the toner thin layer on the developing roll 20 varies depending on the resistance of the developer and the rotational speed difference between the developing roll 20 and the magnetic roll 21, but can also be controlled by the above-described potential difference. When the potential difference is increased, the toner layer on the developing roll 20 becomes thicker, and when the potential difference is decreased, the toner layer becomes a thinner layer.

そして、制御回路40からプリント開始の信号が伝えられると、まず、帯電器8によって感光体3が例えば400Vに帯電され、その後、露光ユニット4による露光により、感光体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20に加えられた直流バイアス電源30aによる+100Vと、現像時に重畳される交流バイアス電源30bによるVp−p1.6kV、周波数3.0kHz、デューティ比30%の矩形波により、現像ロール20上のトナー薄層から感光体3に飛翔したトナーで現像され、トナー像が形成される。トナーの飛散を防ぐために、交流バイアス電源30bによる交流電圧は現像の直前に印加する。こうしてトナー像が感光体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て記録媒体に転写する。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。   When a signal for starting printing is transmitted from the control circuit 40, the photosensitive member 3 is first charged to, for example, 400V by the charger 8, and then the post-exposure potential of the photosensitive member 3 is about 70V by exposure by the exposure unit 4. A latent image is formed. This latent image is generated by +100 V by the DC bias power source 30a applied to the developing roll 20 and Vp-p 1.6 kV by the AC bias power source 30b superimposed during development, a frequency of 3.0 kHz, and a rectangular wave with a duty ratio of 30%. Then, the toner is developed with the toner flying from the toner thin layer on the developing roll 20 to the photosensitive member 3 to form a toner image. In order to prevent toner scattering, an AC voltage from the AC bias power supply 30b is applied immediately before development. When the toner image is formed on the photosensitive member 3 in this way, the recording medium is taken out from the paper feed cassette 7 at the timing when the toner image reaches the transfer position, and is conveyed by the conveyor belt 5. Transfer is applied to the recording medium by applying a transfer bias by the transfer device 9 installed at the transfer position. 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 and discharged by the fixing device 10.

なお、現像装置2内の現像剤中のトナー濃度が現像に伴って減少した場合には、このトナー濃度の低下はトナーセンサー25によって検知され、検知結果が制御回路40へ伝えられる。制御回路40は、検知結果を受信すると、不図示の補給手段を駆動することにより、現像剤容器6から現像装置2に必要量のトナーを補給させる。   When the toner concentration in the developer in the developing device 2 decreases with development, the decrease in toner concentration is detected by the toner sensor 25 and the detection result is transmitted to the control circuit 40. When receiving the detection result, the control circuit 40 drives a replenishing unit (not shown) to replenish the developing device 2 with a necessary amount of toner from the developer container 6.

現像ロール20上に残ったトナーは、掻き取りブレードなどの特別な装置を設けることなく、磁気ロール21上の磁気ブラシが現像ロール20上のトナー層に接触し、両ロールの周速差によるブラシ効果と、磁気ブラシのパドルミキサー22による攪拌によって現像剤が入れ替えられることで、容易にトナーの回収と入れ替えを可能にする。現像剤の入れ替えを促進するための方法として、磁気ロール21の回転速度を現像ロール20の回転速度に対し、1.0〜2.0倍に設定し、現像ロール20上のトナーを回収すると共に適切なトナー濃度に設定された現像剤を現像ロール20に供給することで、均一なトナー層を形成することが可能になる。また、残像防止のため、現像が済んだ画像形成の間に、直流バイアス電源30aの+100Vの直流電圧を+50Vに、交流バイアス電源30bが供給する交流のデューティ比を50%に、磁気ロール21へのバイアスを0Vとし、現像ロール20上のトナーを磁気ロール21に戻してもよい。   The toner remaining on the developing roll 20 is not provided with a special device such as a scraping blade, but the magnetic brush on the magnetic roll 21 comes into contact with the toner layer on the developing roll 20 and the brush due to the difference in peripheral speed between the two rolls. Since the developer is replaced by the effect and stirring by the paddle mixer 22 of the magnetic brush, the toner can be easily collected and replaced. As a method for accelerating the replacement of the developer, the rotational speed of the magnetic roll 21 is set to 1.0 to 2.0 times the rotational speed of the developing roll 20, and the toner on the developing roll 20 is collected. By supplying the developer set to an appropriate toner concentration to the developing roll 20, a uniform toner layer can be formed. Further, in order to prevent an afterimage, during the image formation after development, the + 100V DC voltage of the DC bias power supply 30a is set to + 50V, the duty ratio of the AC supplied from the AC bias power supply 30b is set to 50%, and the magnetic roll 21 is supplied. And the toner on the developing roll 20 may be returned to the magnetic roll 21.

図2に示した現像装置2は、帯電電位の差による静電潜像を保持することができる感光体3と対向して設けられており、2成分現像剤を収容するハウジング26内に、2成分現像剤を磁気的に吸着し磁気ブラシを表面に形成する磁気ロール21と、この磁気ロール21上に吸着された現像剤量を規制する穂切りブレード24と、前記磁気ロール21と前記感光体3とにそれぞれ違った部位で近接するように配置され、トナーを付着して回転する円筒状の現像ロール20とを有している。また、ハウジング26内の前記磁気ロール21と隣接する位置に第1の現像剤攪拌室27が設けられ、さらにこの第1の現像剤攪拌室27と隔壁29によって仕切られた第2の現像剤攪拌室28が設けられている。そしてこの第1の現像剤攪拌室27と第2の現像剤攪拌室28とは、磁気ロール21の軸線方向における両端部で連通しており、それぞれに現像剤の攪拌と軸方向への現像剤の搬送を行なうパドルミキサー22と攪拌ミキサー23とが設けられている。これら2つのミキサー27、28は互いに逆方向に現像剤を搬送するように回転方向が設定されており、現像剤が第1の現像剤攪拌室27と第2の現像剤攪拌室28とを循環するようになっている。   The developing device 2 shown in FIG. 2 is provided opposite to the photoreceptor 3 capable of holding an electrostatic latent image due to a difference in charging potential, and is provided in a housing 26 that contains a two-component developer. A magnetic roll 21 that magnetically adsorbs a component developer and forms a magnetic brush on the surface, a pan blade 24 that regulates the amount of developer adsorbed on the magnetic roll 21, the magnetic roll 21 and the photoreceptor 3 and a cylindrical developing roll 20 which is disposed so as to be close to each other at a different position and rotates with toner attached thereto. A first developer agitating chamber 27 is provided in the housing 26 at a position adjacent to the magnetic roll 21, and a second developer agitating chamber partitioned by the first developer agitating chamber 27 and the partition wall 29. A chamber 28 is provided. The first developer agitating chamber 27 and the second developer agitating chamber 28 communicate with each other at both ends in the axial direction of the magnetic roll 21, and respectively agitate the developer and developer in the axial direction. A paddle mixer 22 and a stirring mixer 23 are provided. These two mixers 27 and 28 are set to rotate in such a manner as to convey the developer in opposite directions, and the developer circulates between the first developer stirring chamber 27 and the second developer stirring chamber 28. It is supposed to be.

そして磁気ロール21は、位置が不動となるように支持された磁石の外周に、回転可能な円筒状のスリーブを配置したものであり、スリーブ表面にトナーと磁性キャリアを含む2成分現像剤を磁気的に吸着して2成分現像剤の磁気ブラシを形成するとともに、スリーブが回転して現像剤を搬送することができるものである。この磁気ロール21には磁気ロール用直流(DC)バイアス電源31aから+400Vの直流電圧を印加することができるようになっている。また現像ロール20は、表面がアルマイト処理されたアルミニウムの円筒体やフェノール樹脂からなる円筒体、またはアルミニウムの円筒体の表面に樹脂層を形成したもの等が用いられ、直流(DC)バイアス電源30aから+50〜+200Vの直流と交流(AC)バイアス電源30bからVp−p1.6kV、周波数3.0kHzの交流を重畳したバイアスを印加することができるようになっている。   The magnetic roll 21 has a rotatable cylindrical sleeve arranged on the outer periphery of a magnet supported so that its position is fixed, and a two-component developer containing toner and a magnetic carrier is magnetically applied to the sleeve surface. The magnetic brush of the two-component developer can be formed by suction and the sleeve can be rotated to convey the developer. A DC voltage of +400 V can be applied to the magnetic roll 21 from a direct current (DC) bias power supply 31a for the magnetic roll. The developing roll 20 is made of an aluminum cylinder whose surface is anodized, a cylinder made of phenol resin, or a resin layer formed on the surface of an aluminum cylinder, and a direct current (DC) bias power supply 30a. To +50 to +200 V direct current and alternating current (AC) bias power supply 30 b can apply a bias in which Vp-p 1.6 kV and alternating current of frequency 3.0 kHz are superimposed.

そして現像剤は、第1の現像剤攪拌室27と第2の現像剤攪拌室28とにおいて搬送されるとともに攪拌され、現像剤中のトナーの分布が均一に維持されるとともにトナーとキャリアとの間の摩擦帯電によってトナーに所定の電荷が付与される。攪拌された現像剤は、パドルミキサー22によって磁気ロール21に供給され、磁気ロール21は、現像剤を磁気的に吸着してトナーとキャリアとからなる現像剤の磁気ブラシを形成し、回転により現像ロール20との対向位置まで搬送する。   The developer is conveyed and agitated in the first developer agitating chamber 27 and the second developer agitating chamber 28, and the distribution of the toner in the developer is kept uniform and the toner and the carrier are mixed. A predetermined charge is imparted to the toner due to frictional charging therebetween. The agitated developer is supplied to the magnetic roll 21 by the paddle mixer 22, and the magnetic roll 21 magnetically attracts the developer to form a developer magnetic brush composed of toner and carrier, and develops by rotation. It is conveyed to a position facing the roll 20.

前記したように、現像ロール20へは直流(DC)バイアス電源30aからの+100Vの直流電圧と、磁気ロール21には磁気ロール用直流(DC)バイアス電源31aから+400Vの直流電圧が印加されているから、これらの印加電圧によって現像ロール20と磁気ロール21との間に電界が形成され、正電荷を有するトナーは現像ロール20へ転移し、現像ロール20の表面にトナー層が形成される。一方キャリアは磁気ロール21に磁気的に吸着されたまま転移せずに残る。   As described above, a + 100V DC voltage from the direct current (DC) bias power supply 30a is applied to the developing roll 20, and a + 400V DC voltage is applied to the magnetic roll 21 from the magnetic roll direct current (DC) bias power supply 31a. Therefore, an electric field is formed between the developing roll 20 and the magnetic roll 21 by these applied voltages, and the positively charged toner is transferred to the developing roll 20, and a toner layer is formed on the surface of the developing roll 20. On the other hand, the carrier remains magnetically attracted to the magnetic roll 21 without being transferred.

現像ロール20上に形成されたトナー層は、現像ロール20の回転により現像領域へ搬送され、現像ロール20に印加されている+100Vの直流電圧と現像時に印加されるVp−p1.6kV、周波数3.0kHz、デューティ比30%の矩形波による交流とを重畳したバイアスによって感光体3と現像ロール20との間の静電界内を飛翔し、感光体3の表面に付着して現像が行なわれる。このときトナーは、大粒径のものが小粒径のものに比べて現像ロール20から剥離し易く、感光体3に転移し易い。このため、現像に寄与せず現像ロール20上に残って再び磁気ロール21との対向部へ返送されるトナーは、小粒径のものが多くなっている。   The toner layer formed on the developing roll 20 is conveyed to the developing area by the rotation of the developing roll 20, and a + 100V DC voltage applied to the developing roll 20 and Vp-p 1.6 kV applied at the time of development, frequency 3 Development is carried out by flying in the electrostatic field between the photosensitive member 3 and the developing roll 20 by a bias superimposed with alternating current by a rectangular wave of 0.0 kHz and a duty ratio of 30%, and adhering to the surface of the photosensitive member 3. At this time, the toner having a large particle diameter is more easily peeled off from the developing roll 20 than the toner having a small particle diameter, and is easily transferred to the photoreceptor 3. For this reason, the toner that does not contribute to the development and remains on the developing roll 20 and is returned to the portion facing the magnetic roll 21 again has a small particle size.

図3は、通常に印刷が行われるときに現像ロール20及び磁気ロール21に印加される電圧の波形を例示する波形図である。図3の例では、直流(DC)バイアス電源30aからの+100Vの直流電圧と、交流(AC)バイアス電源30bからのVp−p1.6kV、周波数3.0kHz、デューティ比30%とした矩形波による交流とを重畳した電圧が、現像ロール20に印加される。ここでデューティ比は、正電圧期間T1が正電圧期間T1と負電圧期間T2の和に占める比率であり、T1/(T1+T2)で与えられる。また、磁気ロール21には、直流(DC)バイアス電源31aから例えば+400Vの直流電圧が印加される。通常に印刷が行われるときの現像装置2、各種の電源30a、30b、31a、感光体3、搬送ベルト5、転写装置9等の制御は、現像印刷制御部43(図2)によって行われる。   FIG. 3 is a waveform diagram illustrating waveforms of voltages applied to the developing roll 20 and the magnetic roll 21 when printing is normally performed. In the example of FIG. 3, a DC voltage of +100 V from a direct current (DC) bias power supply 30a, a Vp-p1.6 kV from an alternating current (AC) bias power supply 30b, a frequency of 3.0 kHz, and a rectangular wave with a duty ratio of 30%. A voltage superimposed with alternating current is applied to the developing roll 20. Here, the duty ratio is a ratio of the positive voltage period T1 to the sum of the positive voltage period T1 and the negative voltage period T2, and is given by T1 / (T1 + T2). Further, a DC voltage of, for example, +400 V is applied to the magnetic roll 21 from a direct current (DC) bias power supply 31a. The development printing control unit 43 (FIG. 2) controls the developing device 2, various power supplies 30a, 30b, 31a, the photoreceptor 3, the transport belt 5, the transfer device 9 and the like when printing is performed normally.

注目すべきは、既述したように制御回路40が、第1トナー排出制御部44及び第2トナー排出制御部45を有している点である。第1トナー排出制御部44は、現像印刷制御部43の働きにより、連続印刷が行われた後や所定枚数の印刷が行われた後など、一定とは限らないある期間にわたって通常の印刷を行うごとに、微粉トナーを多く含むトナーを現像ロール20上に集めるように現像装置2等を制御する。この工程を第1工程と仮称する。   It should be noted that the control circuit 40 includes the first toner discharge control unit 44 and the second toner discharge control unit 45 as described above. The first toner discharge control unit 44 performs normal printing for a certain period of time, such as after continuous printing or after a predetermined number of printings, by the function of the development printing control unit 43. Every time, the developing device 2 and the like are controlled so that toner containing a large amount of fine powder toner is collected on the developing roll 20. This process is temporarily referred to as the first process.

第1トナー排出制御部44は、例えば、印刷時と同一条件で現像装置2、電源30a、30b、31a、感光体3等を制御する。従って、第1工程では、現像ロール20に印加される電圧の波形は、例えば図3の波形図で与えられ、+100Vの直流電圧と、Vp−p1.6kV、周波数3.0kHz、デューティ比30%とした矩形波による交流電圧とを重畳したものとなる。そして、磁気ロール21には、例えば+400Vの直流電圧が印加される。   For example, the first toner discharge control unit 44 controls the developing device 2, the power sources 30a, 30b, and 31a, the photoconductor 3 and the like under the same conditions as in printing. Therefore, in the first step, the waveform of the voltage applied to the developing roll 20 is given by, for example, the waveform diagram of FIG. 3, and is a +100 V DC voltage, Vp-p 1.6 kV, frequency 3.0 kHz, duty ratio 30%. The AC voltage generated by the rectangular wave is superimposed. For example, a DC voltage of +400 V is applied to the magnetic roll 21.

第1トナー排出制御部44は、かかる波形の電圧を現像ロール20及び磁気ロール21に印加しつつ、通常1分間に182回転ほどさせている現像ロール20が45〜75回転ほど回転する間(約15〜25秒)、トナー層を現像ロール20の周面上に形成させる(第1工程)。微粉トナーは単位体積当たりの帯電量が大きいため、第1工程の中でトナーを磁気ロール21から現像ロール20へ移動させる方向へ印加される電圧Vf(図3)により、粒径の大きなトナーと比較して、より強く現像ロール20に引き付けられる。そして粒径の大きなトナーは、現像ロール20から磁気ロール21へ戻す電圧Vbによって磁気ロール21の磁気ブラシへ回収されるが、粒径の小さな微粉トナーは回収されにくく、現像ロール20上には微粉トナーが堆積される。なお、第1トナー排出制御部44は、デューティ比を印刷時より低く設定することにより、より一層微粉トナーを現像ローラに集めるようにしても良い。   The first toner discharge control unit 44 applies the voltage having such a waveform to the developing roll 20 and the magnetic roll 21 while the developing roll 20 normally rotated about 182 times per minute rotates about 45 to 75 times (about about 15 to 25 seconds), a toner layer is formed on the peripheral surface of the developing roll 20 (first step). Since the fine toner has a large charge amount per unit volume, the toner having a large particle diameter is detected by the voltage Vf (FIG. 3) applied in the direction of moving the toner from the magnetic roll 21 to the developing roll 20 in the first step. In comparison, it is more strongly attracted to the developing roll 20. The toner having a large particle diameter is collected by the magnetic brush of the magnetic roll 21 by the voltage Vb returned from the developing roll 20 to the magnetic roll 21, but the fine powder toner having a small particle diameter is difficult to collect, and the fine powder on the developing roll 20 is not collected. Toner is deposited. Note that the first toner discharge control unit 44 may collect finer toner on the developing roller by setting the duty ratio lower than that during printing.

第1工程が終了すると、第2トナー排出制御部45は、現像ロール20上に集まった微粉トナーを多く含むトナー層を感光体3に飛翔させるように現像装置2等を制御する。この工程を第2工程と仮称する。第2工程では、現像ロール20に印加される電圧の波形は、印刷時における波形に対して、交流電圧のデューティ比が高く、或いは周波数が低くなるように設定される。後に実証データを示すように、現像ロール20に印加される交流電圧のデューティ比及び周波数をこのように設定することにより、現像ロール20上のトナー薄層のうち、小粒径のものを印刷時よりも高い比率で感光体3へ排出することが可能となる。デューティ比と周波数との一方のみよりも、双方を印刷時とは異なるように設定するのがより望ましい。それにより、小粒径のものがより効果的に感光体3へ排出される。   When the first step is completed, the second toner discharge control unit 45 controls the developing device 2 and the like so that the toner layer containing a large amount of fine toner collected on the developing roll 20 flies to the photoreceptor 3. This process is tentatively referred to as the second process. In the second step, the waveform of the voltage applied to the developing roll 20 is set so that the duty ratio of the AC voltage is higher or the frequency is lower than the waveform during printing. As will be shown later, by setting the duty ratio and frequency of the AC voltage applied to the developing roll 20 in this way, among the thin toner layers on the developing roll 20, those having a small particle size are printed. It becomes possible to discharge to the photoreceptor 3 at a higher ratio. It is more desirable to set both to be different from those during printing rather than only one of the duty ratio and frequency. Thereby, the small particle size is more effectively discharged to the photoreceptor 3.

一例を挙げると、第2工程において現像ロール20に印加される電圧の波形は、図3に示すように+100Vの直流電圧と、Vp−p1.6kVの矩形波による交流電圧とを重畳したものとして与えられるが、当該交流電圧の周波数が3.0kHzより低い2.0kHzに設定され、デューティ比が30%より高い40%に設定される。現像ロール20から感光体3へのトナー薄層の飛翔を促進するために、直流電圧は、+100Vよりも高い値、例えば+200Vに設定されても良い。磁気ロール21には、例えば+400Vの直流電圧が印加される。   As an example, the waveform of the voltage applied to the developing roll 20 in the second step is assumed to be obtained by superimposing a +100 V DC voltage and an AC voltage generated by a rectangular wave of Vp-p 1.6 kV as shown in FIG. Although given, the frequency of the AC voltage is set to 2.0 kHz lower than 3.0 kHz, and the duty ratio is set to 40% higher than 30%. In order to promote the flying of the toner thin layer from the developing roll 20 to the photoconductor 3, the DC voltage may be set to a value higher than + 100V, for example, + 200V. For example, a DC voltage of +400 V is applied to the magnetic roll 21.

第2トナー排出制御部45は、かかる波形の電圧を現像ロール20及び磁気ロール21に印加しつつ、感光体3、現像ロール20、及び磁気ロール21を印刷時と同様に連続回転させる。現像ロール20から感光体3へのトナー薄層の飛翔を促進するために、第2トナー排出制御部45は、感光体3を帯電させる帯電器8をオフするのが望ましい。或いは、第2トナー排出制御部45は、帯電器8をオンしたままとし、露光ユニット4により、例えばべた画像の潜像を感光体3へ描画させ、当該潜像へ向けて現像ロール20上のトナー薄層を飛翔させても良い。但し、帯電器8をオフする方が、感光体3の表面の電位をより低くすることができ、無駄な電力も節減することができ、制御も容易であるので、より望ましい。   The second toner discharge control unit 45 continuously rotates the photoreceptor 3, the developing roll 20, and the magnetic roll 21 in the same manner as during printing while applying a voltage having such a waveform to the developing roll 20 and the magnetic roll 21. In order to promote the flying of the toner thin layer from the developing roll 20 to the photoreceptor 3, the second toner discharge controller 45 desirably turns off the charger 8 that charges the photoreceptor 3. Alternatively, the second toner discharge control unit 45 keeps the charger 8 turned on, and causes the exposure unit 4 to draw a latent image of a solid image on the photoconductor 3, for example, on the developing roll 20 toward the latent image. The toner thin layer may be allowed to fly. However, it is more desirable to turn off the charger 8 because the surface potential of the photoreceptor 3 can be lowered, unnecessary power can be reduced, and control is easy.

第2トナー排出制御部45は、このような第2工程を、例えば数秒程度継続する。それにより、現像ロール20上のトナー薄層のうち、小粒径のものが高い比率で感光体3へ排出される。第2トナー排出制御部45は、第2工程を実行する間、転写装置9をオフする。このため、第2工程において感光体3へ飛翔したトナー薄層は、搬送ベルト5へ転写されることなく、従って搬送ベルト5を汚すことなく、クリーニング装置11により除去される。   The second toner discharge control unit 45 continues such a second process for about several seconds, for example. Thereby, among the toner thin layers on the developing roll 20, those having a small particle diameter are discharged to the photoreceptor 3 at a high ratio. The second toner discharge control unit 45 turns off the transfer device 9 while executing the second step. For this reason, the toner thin layer that has jumped to the photoreceptor 3 in the second step is removed by the cleaning device 11 without being transferred to the conveyor belt 5 and thus without contaminating the conveyor belt 5.

図4〜図6は、第1工程及び第2工程についての実証実験の結果を示すグラフである。これらの図は、第2工程で現像ロール20に印加される交流電圧におけるデューティ比、周波数、及び電圧(Vp−p)を変化させた場合に、現像装置2中、現像ロール20上、及び感光体3上における平均粒度6μm のトナーの粒度分布の実測結果を示している。当該実験において、磁気ロール21には+400Vの直流電圧が印加され、帯電器8はオフされた。これらの各図中、特性曲線DEVは現像装置2中のトナー粒度分布、特性曲線ROLは現像ロール20上のトナー粒度分布、特性曲線DRMは感光体3上のトナー粒度分布を示す。   4-6 is a graph which shows the result of the verification experiment about a 1st process and a 2nd process. In these drawings, when the duty ratio, frequency, and voltage (Vp-p) in the AC voltage applied to the developing roll 20 in the second step are changed, the developing device 2, the developing roll 20 and the photosensitive roll are exposed. The actual measurement result of the particle size distribution of the toner having an average particle size of 6 μm on the body 3 is shown. In the experiment, a DC voltage of +400 V was applied to the magnetic roll 21, and the charger 8 was turned off. In each of these drawings, the characteristic curve DEV indicates the toner particle size distribution in the developing device 2, the characteristic curve ROL indicates the toner particle size distribution on the developing roll 20, and the characteristic curve DRM indicates the toner particle size distribution on the photoreceptor 3.

図4は、交流電圧と共に現像ロール20に印加される直流電圧100V、及び交流電圧の周波数3.0kHzを一定に保持した状態において、交流電圧のデューティ比を変化させた場合におけるトナー粒度分布を示すグラフである。図4(a) はデューティ比18%、図4(b)はデューティ比27%、及び図4(c)はデューティ比38%におけるトナー粒度分布を、それぞれ示している。すなわち、既に例示した印刷時の好ましい条件に略対応する条件の下での結果を図4(b)に示しており、それよりもデューティ比を低く設定した結果を図4(a)に示し、逆に高く設定した結果を図4(c)に示している。   FIG. 4 shows a toner particle size distribution when the duty ratio of the AC voltage is changed in a state where the DC voltage of 100 V applied to the developing roll 20 together with the AC voltage and the frequency of the AC voltage of 3.0 kHz are kept constant. It is a graph. 4A shows the toner particle size distribution at a duty ratio of 18%, FIG. 4B shows the duty ratio of 27%, and FIG. 4C shows the toner particle size distribution at a duty ratio of 38%. That is, FIG. 4 (b) shows the result under conditions substantially corresponding to the preferable conditions at the time of printing already exemplified, and FIG. 4 (a) shows the result of setting the duty ratio lower than that. On the other hand, the result of setting it high is shown in FIG.

図4(b)の特性曲線DEVと特性曲線ROLとを比較すると分かるように、交流電圧のデューティ比を27%に設定したときの現像ロール20上のトナー粒度分布は、現像装置2中のトナー粒度分布に近似しており、粒度に対する有意の選択性が認められない。しかし、図4(b)の特性曲線DRMと他の曲線とを比較すると分かるように、感光体3上のトナー薄層には、粒度の大きな粗粉トナーが選択的に集められている。すなわち、感光体3に対する選択現像が実験データ上も認められる。   As can be seen by comparing the characteristic curve DEV and the characteristic curve ROL in FIG. 4B, the toner particle size distribution on the developing roll 20 when the duty ratio of the AC voltage is set to 27% is the toner in the developing device 2. It approximates the particle size distribution, and no significant selectivity for particle size is observed. However, as can be seen by comparing the characteristic curve DRM in FIG. 4B with other curves, coarse toner particles having a large particle size are selectively collected in the toner thin layer on the photoreceptor 3. That is, selective development on the photosensitive member 3 is also recognized in the experimental data.

これに対して、図4(a)が示すように、デューティ比を18%に設定した場合においても、現像ロール20上のトナー薄層には選択性は殆ど認められない一方、感光体3に対しては選択現像の発生が認められる。さらに、図4(a)と図4(b)とを比較すると分かるように、デューティ比が低い図4(a)の方が、感光体3に対する選択現像がより顕著となっている。逆に、図4(c)が示すように、デューティ比を38%に設定した場合には、現像ロール20上のトナー薄層には同じく選択性が殆ど認められないが、感光体3に対する選択現像はほぼ消失している。すなわち、デューティ比について、現像装置2中及び現像ロール20間のトナー粒度分布に変化が認められない一方、デューティ比を高めることにより、現像ロール20から感光体3への微粉トナーの飛翔を促進することができることが明らかとなった。   On the other hand, as shown in FIG. 4A, even when the duty ratio is set to 18%, the toner thin layer on the developing roll 20 shows almost no selectivity, while the photosensitive member 3 has On the other hand, the occurrence of selective development is observed. Further, as can be seen from a comparison between FIG. 4A and FIG. 4B, the selective development on the photosensitive member 3 is more remarkable in FIG. 4A where the duty ratio is lower. On the other hand, as shown in FIG. 4C, when the duty ratio is set to 38%, the toner thin layer on the developing roll 20 shows almost no selectivity, but the selection with respect to the photoreceptor 3 is performed. Development has almost disappeared. That is, no change is observed in the toner particle size distribution in the developing device 2 and between the developing rolls 20 with respect to the duty ratio, while the duty ratio is increased to promote the flying of fine powder toner from the developing roll 20 to the photoreceptor 3. It became clear that it was possible.

図5は、交流電圧と共に現像ロール20に印加される直流電圧100V、及び交流電圧のデューティ比27%を一定に保持した状態において、交流電圧の周波数を変化させた場合におけるトナー粒度分布を示すグラフである。図5(a) は周波数2.0kHz、図5(b)は周波数3.0kHz、及び図5(c)は周波数4.0kHzにおけるトナー粒度分布を、それぞれ示している。すなわち、図5(b)は、上記図4(b)と同一であり、それよりも周波数を低く設定した結果を図5(a)に示し、逆に高く設定した結果を図5(c)に示している。   FIG. 5 is a graph showing the toner particle size distribution when the frequency of the AC voltage is changed in a state where the DC voltage 100V applied to the developing roll 20 together with the AC voltage and the duty ratio of 27% of the AC voltage are kept constant. It is. 5A shows a toner particle size distribution at a frequency of 2.0 kHz, FIG. 5B shows a frequency of 3.0 kHz, and FIG. 5C shows a toner particle size distribution at a frequency of 4.0 kHz. That is, FIG. 5 (b) is the same as FIG. 4 (b), and FIG. 5 (a) shows the result of setting the frequency lower than that, and FIG. 5 (c) shows the result of setting the frequency higher. It shows.

図5(a)〜図5(c)を通じて、現像ロール20上のトナー粒度分布は、現像装置2中のトナー粒度分布に近似しており、粒度に対する有意の選択性が認められない。これに対して、図5(a)が示すように周波数を20kHzに設定した場合には、図5(b)の場合に比べて、感光体3に対する選択現像が抑制されている。逆に、図5(c)が示すように周波数を40kHzに設定した場合には、図5(b)の場合に比べて、感光体3に対する選択現像が強められている。すなわち、周波数について、現像装置2中及び現像ロール20間のトナー粒度分布に変化が認められない一方、周波数を低くすることにより、現像ロール20から感光体3への微粉トナーの飛翔を促進することができることが明らかとなった。   Through FIG. 5A to FIG. 5C, the toner particle size distribution on the developing roll 20 is close to the toner particle size distribution in the developing device 2, and no significant selectivity to the particle size is recognized. On the other hand, when the frequency is set to 20 kHz as shown in FIG. 5A, the selective development on the photoreceptor 3 is suppressed as compared with the case of FIG. On the contrary, when the frequency is set to 40 kHz as shown in FIG. 5C, the selective development on the photosensitive member 3 is strengthened compared to the case of FIG. That is, no change is observed in the toner particle size distribution in the developing device 2 and between the developing rolls 20 with respect to the frequency, while the frequency is lowered to promote the flying of fine toner from the developing roll 20 to the photoreceptor 3. It became clear that it was possible.

図6は、交流電圧の周波数3.0kHz及びデューティ比27%を一定に保持した状態において、交流電圧に重畳される直流電圧を変化させた場合におけるトナー粒度分布を示すグラフである。図6(a) は直流電圧50V、図6(b)は直流電圧100V、及び図6(c)は直流電圧180Vにおけるトナー粒度分布を、それぞれ示している。すなわち、図6(b)は、上記図4(b)及び図5(b)と同一であり、それよりも直流電圧を低く設定した結果を図6(a)に示し、逆に高く設定した結果を図6(c)に示している。   FIG. 6 is a graph showing the toner particle size distribution when the DC voltage superimposed on the AC voltage is changed in a state where the frequency of AC voltage is 3.0 kHz and the duty ratio is 27%. 6A shows a toner particle size distribution at a DC voltage of 50 V, FIG. 6B shows a DC voltage of 100 V, and FIG. 6C shows a DC voltage of 180 V, respectively. That is, FIG. 6 (b) is the same as FIG. 4 (b) and FIG. 5 (b), and FIG. 6 (a) shows the result of setting the DC voltage lower than that. The result is shown in FIG.

直流電圧の低い図6(a)及び図6(b)では、現像ロール20上のトナー薄層の粒度についての選択性が殆ど認められないのに対し、直流電圧の高い図6(c)では、現像ロール20上の粒度分布が、現像装置2の粒度分布よりも粒度の低い方へシフトしている。すなわち、直流電圧が高くなると、現像装置2上のトナー薄層の粒度について選択性が出現することが分かる。これに対して、感光体3に対する選択現像については、図6(a)〜図6(c)を通じて、互いに有意の差を認め難い。   In FIGS. 6 (a) and 6 (b) where the DC voltage is low, almost no selectivity for the particle size of the toner thin layer on the developing roll 20 is observed, whereas in FIG. 6 (c) where the DC voltage is high. The particle size distribution on the developing roll 20 is shifted to a lower particle size than the particle size distribution of the developing device 2. That is, it can be seen that when the DC voltage is increased, selectivity appears with respect to the particle size of the toner thin layer on the developing device 2. On the other hand, regarding the selective development on the photosensitive member 3, it is difficult to recognize a significant difference from each other through FIGS. 6 (a) to 6 (c).

以上の図4〜図6に示した実験結果から、トナーに含まれる微粉を効果的に感光体3へ排出するには、現像ロール20へ印加する交流電圧について、印刷時の値に比べて、デューティ比を高く設定するのが望ましく、また周波数を低く設定するのが望ましいと結論づけることができる。   From the experimental results shown in FIGS. 4 to 6, in order to effectively discharge the fine powder contained in the toner to the photosensitive member 3, the AC voltage applied to the developing roll 20 is compared with the value at the time of printing. It can be concluded that it is desirable to set the duty ratio high and it is desirable to set the frequency low.

図7は、第1工程において現像ロール20に印加される交流電圧のデューティ比を変化させたときの現像ロール20上の微粉トナー量の推移についての実測結果を示すグラフである。当該グラフは、(a)現像ロール20と磁気ロール21間に直流のみを印加したとき、(b)デューティ比50%の交流を重畳したとき、(c)デューティ比30%の交流を重畳したとき、のそれぞれについて現像ロール20上に堆積された5μm以下の微粉トナーの量を示している。当該グラフにおいて、横軸は現像ロール20の回転時間(秒)、縦軸は5μm以下の微粉トナーの頻度、すなわち個数比率(%)をあらわしている。当該グラフから明らかなように、直流のみを印加したときは微粉トナーは殆ど増えず、交流を印加したときは微粉トナー量が増えて行くが、デューティ比50%より前記した第1工程のように、デューティ比30%の方がより多くの微粉トナーを集めており、より望ましいことが理解される。   FIG. 7 is a graph showing actual measurement results of the change in the amount of fine powder toner on the developing roll 20 when the duty ratio of the AC voltage applied to the developing roll 20 is changed in the first step. The graph shows (a) when only a direct current is applied between the developing roll 20 and the magnetic roll 21, (b) when an alternating current with a duty ratio of 50% is superimposed, and (c) when an alternating current with a duty ratio of 30% is superimposed. , The amount of fine powder toner of 5 μm or less deposited on the developing roll 20 is shown. In the graph, the horizontal axis represents the rotation time (seconds) of the developing roll 20, and the vertical axis represents the frequency of fine powder toner of 5 μm or less, that is, the number ratio (%). As is apparent from the graph, the amount of fine powder toner hardly increases when only a direct current is applied, and the amount of fine powder toner increases when an alternating current is applied, but the duty ratio is 50% as in the first step described above. It is understood that a duty ratio of 30% is more desirable because it collects more fine toner.

図8は、第1及び第2工程によるトナーの排出を実行した場合とそうでない場合とについて、耐久印刷試験(「耐刷」と称される)を行ったときの微粉トナー量の推移に関する実測結果を示すグラフである。当該グラフは、(a)第1及び第2工程を行わずに連続印刷を行った場合、及び(b)連続印刷を記録媒体100枚分行う毎に第1及び第2工程を実行した場合、のそれぞれについての実験結果を示している。図8において、横軸は耐久印刷試験における印刷枚数(「耐刷」枚数と称される)を表し、縦軸は図7の縦軸と同じく5μm以下の微粉トナーの個数比率(%)をあらわしている。   FIG. 8 shows the actual measurement of the change in the amount of fine powder toner when the durable printing test (referred to as “printing durability”) is performed for the case where the toner is discharged in the first and second steps and the case where the toner is not discharged. It is a graph which shows a result. In the graph, (a) when continuous printing is performed without performing the first and second steps, and (b) when the first and second steps are performed every time continuous printing is performed for 100 recording media, The experimental result about each of is shown. In FIG. 8, the horizontal axis represents the number of printed sheets in the durable printing test (referred to as “printing durability” number), and the vertical axis represents the number ratio (%) of fine powder toner of 5 μm or less, as in the vertical axis of FIG. ing.

上記(b)の場合に、第1工程では、現像ロール20には+100Vの直流電圧と、Vp−p1.6kVの矩形波による交流電圧とを重畳した電圧が印加され、当該交流電圧の周波数が3.0kHzに設定され、デューティ比が30%に設定された。磁気ロール21には、+400Vの直流電圧が印加された。また、感光体3は帯電器8により+400Vに帯電され、潜像は形成されなかった。一方、第2工程は、現像ロール20に印加される交流電圧のデューティ比が38%に変更され、周波数が2.0kHzに変更され、帯電器8がオフされた以外は、第1工程と同様であった。特許文献1に開示される従来技術とは異なり、現像ロール20は第2工程においても、通常の印刷工程及び第1工程と同様に、連続的に回転させた。100枚連続印刷毎の実行時間については、第1工程は約20秒間、第2工程は約2秒程度であった。   In the case of (b), in the first step, a voltage obtained by superimposing a DC voltage of +100 V and an AC voltage by a rectangular wave of Vp−p 1.6 kV is applied to the developing roll 20, and the frequency of the AC voltage is It was set to 3.0 kHz and the duty ratio was set to 30%. A DC voltage of +400 V was applied to the magnetic roll 21. Further, the photosensitive member 3 was charged to +400 V by the charger 8, and a latent image was not formed. On the other hand, the second step is the same as the first step except that the duty ratio of the AC voltage applied to the developing roll 20 is changed to 38%, the frequency is changed to 2.0 kHz, and the charger 8 is turned off. Met. Unlike the prior art disclosed in Patent Document 1, the developing roll 20 was continuously rotated in the second step as in the normal printing step and the first step. Regarding the execution time for every 100 sheets of continuous printing, the first step was about 20 seconds and the second step was about 2 seconds.

図8のグラフから明らかなように、(a)第1及び第2工程によるトナーの排出を行わなかった場合には、20000枚耐刷後に微粉トナー量が15%を超えているのに対し、(b)第1及び第2工程によるトナーの排出を行った場合には、微粉トナー量は20000枚耐刷後においても8.5%程度であり、初期値の7%から有意な程度の増加が認められないほどに、増加が抑制されていることが分かる。   As is apparent from the graph of FIG. 8, (a) when the toner is not discharged in the first and second steps, the amount of fine powder toner exceeds 15% after printing 20000 sheets, (B) When the toner is discharged in the first and second steps, the amount of fine powder toner is about 8.5% even after printing 20000 sheets, and a significant increase from 7% of the initial value. It can be seen that the increase is suppressed to the extent that is not recognized.

以上のように、印刷の過程で大粒径のトナーが多く消費されるという選択現像が行われても、第1及び第2工程を通じて現像剤中の微粉トナーを処理することにより、現像装置2内に小粒径のトナーのみが蓄積されることがなく、トナー粒度が一定に保たれ、画質低下を抑えて良好な画像を得ることが可能となることが実証された。   As described above, even if the selective development that a large particle size toner is consumed in the process of printing is performed, the developing device 2 is processed by processing the fine toner in the developer through the first and second steps. It was proved that only small-diameter toner is not accumulated in the toner, the toner particle size is kept constant, and it is possible to obtain a good image while suppressing deterioration in image quality.

第1及び第2工程が実行されるタイミングについては、例えば図8の実証試験と同様に、記録媒体100枚を印刷する毎に、上記第1及び第2工程が実行されるように制御回路40を設定することができる。連続印刷中に規定の100枚目に到達した場合には、連続印刷が終了した後に第1及び第2工程を実行するように制御回路40を設定するのが望ましい。制御回路40は、第1及び第2工程を実行した後に、新たに印刷枚数のカウントを開始するとよい。他の例として、現像ロール20が回転した時間が所定時間に到達した毎に第1及び第2工程を実行するように制御回路40を設定することも可能である。また、印刷が行われた記録媒体の枚数に、平均の印字率(記録媒体に占める印刷画像部分の割合)を乗じることにより得られるトナー消費量が所定値に到達するごとに第1及び第2工程を実行するように制御回路40を設定することも可能である。   Regarding the timing at which the first and second steps are executed, for example, as in the verification test of FIG. 8, the control circuit 40 performs the first and second steps each time 100 sheets of recording media are printed. Can be set. When the specified 100th sheet is reached during continuous printing, it is desirable to set the control circuit 40 to execute the first and second steps after the continuous printing is completed. The control circuit 40 may newly start counting the number of printed sheets after executing the first and second steps. As another example, it is possible to set the control circuit 40 so that the first and second steps are executed every time the developing roll 20 rotates for a predetermined time. Each time the toner consumption amount obtained by multiplying the number of recording media on which printing has been performed by the average printing rate (the ratio of the print image portion in the recording medium) reaches a predetermined value, the first and second It is also possible to set the control circuit 40 so as to execute the process.

なお、本発明の画像形成装置は、タンデム型の画像形成装置に特に適しており、画像形成装置1はかかるタンデム型のフルカラープリンタとして構成されたが、本発明の画像形成装置は、タンデム型に限定されず、フルカラー型にも限定されず、更に、プリンタ専用機にも限定されない。本発明は、ハイブリッド型の現像装置を有するものであれば、プリンタ、ファクシミリ装置、複写機、それらの機能を併せ持つ複合機等の画像形成装置に幅広く適用可能である。   The image forming apparatus of the present invention is particularly suitable for a tandem type image forming apparatus, and the image forming apparatus 1 is configured as such a tandem type full-color printer. However, the image forming apparatus of the present invention is a tandem type. It is not limited, it is not limited to a full color type, and is not limited to a printer dedicated machine. The present invention can be widely applied to an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, a copying machine, and a multifunction machine having these functions as long as it has a hybrid developing device.

本発明の一実施形態による画像形成装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 図1の画像形成装置が有する現像装置、感光体、及び制御回路の概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a developing device, a photoreceptor, and a control circuit included in the image forming apparatus of FIG. 1. 通常に印刷が行われるときに現像ロール及び磁気ロールに印加される電圧の波形を例示する波形図である。It is a wave form diagram which illustrates the waveform of the voltage applied to a development roll and a magnetic roll when printing is performed normally. 第1工程及び第2工程についての実証実験の結果を示すグラフであり、特に交流電圧のデューティ比の影響を示している。It is a graph which shows the result of the demonstration experiment about a 1st process and a 2nd process, and has shown especially the influence of the duty ratio of an alternating voltage. 第1工程及び第2工程についての実証実験の結果を示すグラフであり、特に交流電圧の周波数の影響を示している。It is a graph which shows the result of the verification experiment about a 1st process and a 2nd process, and has shown especially the influence of the frequency of alternating voltage. 第1工程及び第2工程についての実証実験の結果を示すグラフであり、特に直流電圧の影響を示している。It is a graph which shows the result of the verification experiment about a 1st process and a 2nd process, and has shown the influence of DC voltage especially. 第1工程において現像ロールに印加される交流電圧のデューティ比を変化させたときの現像ロール上の微粉トナー量の推移の実測結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of transition of the amount of fine powder toner on a development roll when changing the duty ratio of the alternating voltage applied to a development roll in the 1st process. 第1及び第2工程によるトナーの排出を実行した場合とそうでない場合とについて、耐久印刷試験を行ったときの微粉トナー量の推移の実測結果を示すグラフである。It is a graph which shows the actual measurement result of transition of the amount of fine powder toner when a durable printing test is done about the case where it is the case where discharging of the toner by the 1st and 2nd processes is not so.

符号の説明Explanation of symbols

2 現像装置
3 感光体(像担持体)
8 帯電器
20 現像ロール
21 磁気ロール
30a 直流バイアス電源
30b 交流バイアス
31a 直流バイアス電源
40 制御回路
43 現像印刷制御部
44 トナー排出制御部
45 トナー排出制御部
2 Developing device 3 Photoconductor (image carrier)
8 Charger 20 Developing Roll 21 Magnetic Roll 30a DC Bias Power Supply 30b AC Bias 31a DC Bias Power Supply 40 Control Circuit 43 Development Printing Control Unit 44 Toner Discharge Control Unit 45 Toner Discharge Control Unit

Claims (3)

帯電した表面に画像信号によって変調された光照射を受けて静電潜像が形成される感光体からなる像担持体と、
前記像担持体に対向配置され外周面にトナー薄層が形成される現像ロール、及びトナーと磁性を有するキャリアとを含む現像剤を吸着して搬送し前記トナーを前記現像ロールに供給して前記トナー薄層を形成させる磁気ロールを含む現像装置と、
直流電圧を前記磁気ロールへ印加するとともに交流電圧を重畳した直流電圧を前記現像ロールに印加しつつ、前記現像装置と前記像担持体とを制御する制御部と、を備え、
当該制御部は、
印刷時に、前記磁気ロールからの前記トナーの供給を受けることで表面にトナー薄層が形成された前記現像ロールに、予め設定されたデューティ比の交流電圧が重畳された直流電圧を印加することにより、前記現像ロール上のトナー薄層を前記像担持体に飛翔させ、それにより前記静電潜像を現像させる現像印刷制御部と、
印刷時以外の所要時に、前記トナー薄層を前記現像ロールに形成させる第1トナー排出制御部と、
前記第1トナー排出制御部により前記現像ロールに前記トナー薄層が形成された後に、前記像担持体を帯電させない状態で、前記現像ロールに対して、印刷時における前記デューティ比よりも高く設定されたデューティ比の交流電圧が重畳された直流電圧を印加することによって、前記現像ロールに形成された前記トナー薄層を前記像担持体に飛翔させる第2トナー排出制御部と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
An image bearing member made of a photosensitive member on which an electrostatic latent image is formed by receiving light irradiation modulated by an image signal on a charged surface;
A developer roll that is disposed opposite to the image carrier and has a thin toner layer formed on the outer peripheral surface thereof, and a developer containing toner and a magnetic carrier is adsorbed and conveyed, and the toner is supplied to the developer roll to supply the toner. A developing device including a magnetic roll for forming a toner thin layer;
A controller for controlling the developing device and the image carrier while applying a DC voltage to the magnetic roll and applying a DC voltage superimposed with an AC voltage to the developing roll;
The control unit
By applying a DC voltage on which an alternating voltage having a preset duty ratio is superimposed to the developing roll having a thin toner layer formed on the surface by receiving the supply of toner from the magnetic roll during printing A development printing control unit for causing the toner thin layer on the developing roll to fly to the image carrier, thereby developing the electrostatic latent image;
A first toner discharge controller for forming the toner thin layer on the developing roll when required other than during printing;
After the toner thin layer is formed on the developing roll by the first toner discharge controller, the duty ratio is set higher than the duty ratio during printing for the developing roll in a state where the image carrier is not charged. And a second toner discharge control unit that causes the toner thin layer formed on the developing roll to fly to the image carrier by applying a DC voltage on which an AC voltage with a different duty ratio is superimposed. An image forming apparatus.
帯電した表面に画像信号によって変調された光照射を受けて静電潜像が形成される感光体からなる像担持体と、
前記像担持体に対向配置され外周面にトナー薄層が形成される現像ロール、及びトナーと磁性を有するキャリアとを含む現像剤を吸着して搬送し前記トナーを前記現像ロールに供給して前記トナー薄層を形成させる磁気ロールを含む現像装置と、
直流電圧を前記磁気ロールへ印加するとともに交流電圧を重畳した直流電圧を前記現像ロールに印加しつつ、前記現像装置と前記像担持体とを制御する制御部と、を備え、
当該制御部は、
印刷時に、前記磁気ロールからの前記トナーの供給を受けることで表面にトナー薄層が形成された前記現像ロールに、予め設定された周波数の交流電圧が重畳された直流電圧を印加することにより、前記現像ロール上のトナー薄層を前記像担持体に飛翔させ、それにより前記静電潜像を現像させる現像印刷制御部と、
印刷時以外の所要時に、前記トナー薄層を前記現像ロールに形成させる第1トナー排出制御部と、
前記第1トナー排出制御部により前記現像ロールに前記トナー薄層が形成された後に、前記像担持体を帯電させない状態で、前記現像ロールに対して、印刷時における前記周波数よりも低い周波数であって、印刷時におけるデューティ比よりも高いデューティ比の交流電圧が重畳された直流電圧を印加することによって、前記現像ロールに形成された前記トナー薄層を前記像担持体に飛翔させる第2トナー排出制御部と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
An image bearing member made of a photosensitive member on which an electrostatic latent image is formed by receiving light irradiation modulated by an image signal on a charged surface;
A developer roll that is disposed opposite to the image carrier and has a thin toner layer formed on the outer peripheral surface thereof, and a developer containing toner and a magnetic carrier is adsorbed and conveyed, and the toner is supplied to the developer roll to supply the toner. A developing device including a magnetic roll for forming a toner thin layer;
A controller for controlling the developing device and the image carrier while applying a DC voltage to the magnetic roll and applying a DC voltage superimposed with an AC voltage to the developing roll;
The control unit
By applying a DC voltage on which an AC voltage having a preset frequency is superimposed to the developing roll having a toner thin layer formed on the surface by receiving the supply of toner from the magnetic roll during printing, A development printing control unit that causes a toner thin layer on the developing roll to fly to the image carrier, thereby developing the electrostatic latent image;
A first toner discharge controller for forming the toner thin layer on the developing roll when required other than during printing;
After the thin toner layer on the developing roll by the first toner discharging control portion is formed, in a state not to charge the image bearing member, to said developing roller, met frequency lower than the frequency at the time of printing Second toner discharge for causing the toner thin layer formed on the developing roll to fly to the image carrier by applying a DC voltage on which an AC voltage with a duty ratio higher than the duty ratio during printing is applied. An image forming apparatus comprising: a control unit;
前記第2トナー排出制御部は、前記現像ローラを連続的に回転させつつ、前記現像ロールに形成された前記トナー薄層を前記像担持体に飛翔させる請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。 The second toner discharging control unit is configured with the developing roller rotated continuously, according to the thin layer of toner formed on the developing roll to claim 1 or claim 2 are caused to fly to the image bearing member image Forming equipment.
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