JP5445176B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置に関する。特に、表面に静電潜像を形成する像担持体と、それに対向して配置され、表面に帯電したトナーを担持搬送し、像担持体上の静電潜像を該トナーで現像するトナー担持体を有する現像装置とを備えた画像形成装置に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic system. In particular, an image carrier that forms an electrostatic latent image on the surface, and a toner carrier that is arranged opposite to the carrier and carries charged toner on the surface and develops the electrostatic latent image on the image carrier with the toner. The present invention relates to an image forming apparatus including a developing device having a body.

電子写真プロセスでは、感光体(像担持体)上の静電潜像を可視化する方式として、現像部に2成分の現像剤を搬送し、現像する2成分現像方式(現像ローラ(現像剤担持体)はトナーとキャリアを含む現像剤を現像部へ搬送し、トナーで現像する)と、トナーのみを搬送する1成分現像方式(現像ローラ(トナー担持体)はトナー1成分のみを現像部へ搬送し、現像する)が知られている。   In the electrophotographic process, as a method of visualizing an electrostatic latent image on a photosensitive member (image carrier), a two-component developer method (developing roller (developer carrier) that transports and develops a two-component developer to a developing unit) is developed. ) Conveys developer containing toner and carrier to developing unit and develops with toner) and one-component developing system that conveys only toner (developing roller (toner carrier) conveys only one component of toner to developing unit) And developing).

2成分現像方式では、トナーの荷電がキャリアとの接触・摩擦によるため、速やかに安定した荷電が得られる一方、システム速度を高速化すると、現像部に搬送されたキャリアが感光体に飛翔・付着しやすくなり、画像のノイズになる問題がある。   In the two-component development method, the toner is charged by contact and friction with the carrier, so that stable charging can be obtained quickly. On the other hand, when the system speed is increased, the carrier conveyed to the developing unit flies and adheres to the photoreceptor. It becomes easy to do, and there is a problem which becomes the noise of an image.

1成分現像方式では、現像部にはキャリアが搬送されず、トナーのみを飛翔させて現像するため、感光体上へのキャリア付着による画像ノイズがない。しかし、その一方で、トナーは主に電荷注入やブレードなどの部材との摩擦により帯電するため、帯電性が不安定になる問題がある。   In the one-component development method, the carrier is not conveyed to the developing unit, and development is performed by flying only the toner, so that there is no image noise due to carrier adhesion on the photoconductor. However, on the other hand, the toner is charged mainly by charge injection or friction with a member such as a blade, which causes a problem that the charging property becomes unstable.

また2成分の現像剤を用いてキャリアによるトナー帯電の安定性を確保しながら、現像ローラ(トナー担持体)上には現像剤担持体からトナーのみを供給し、現像部では1成分で現像するハイブリッド現像方式も開発されている。   In addition, while ensuring the stability of toner charging by the carrier using a two-component developer, only the toner is supplied from the developer carrier onto the developing roller (toner carrier), and development is performed with one component at the developing unit. A hybrid development system has also been developed.

しかしながら、ハイブリッド現像方式も含めて、トナーのみを飛翔させて現像する1成分現像方式では、プロセス速度が高速化すると現像性が低下し、また種々のパラメータの変動により安定した画像濃度を得るのが困難になる。   However, in the one-component development method in which only the toner is developed including the hybrid development method, the developability is lowered as the process speed is increased, and a stable image density is obtained by the variation of various parameters. It becomes difficult.

例えば、システム速度が遅い場合と比較して、感光体と現像ローラ間の距離(Ds)、現像ローラ上トナーの搬送量や帯電量などが変わると、現像特性が大きく変化する。これは、感光体表面電位と、現像ローラ表面電位が等しい状態(現像の平衡状態)になり現像が終了するのではなく、プロセス速度が高速化すると現像の平衡状態に達する前に潜像が現像ニップを通過してしまい、現像が平衡状態に至らないためである。   For example, as compared with the case where the system speed is low, the development characteristics greatly change when the distance (Ds) between the photosensitive member and the development roller, the amount of toner transported on the development roller, the charge amount, and the like change. This is because the surface potential of the photoconductor and the surface potential of the developing roller are equal (development equilibrium state), and the development is not completed. If the process speed is increased, the latent image is developed before the development equilibrium state is reached. This is because the nip passes through the nip and the development does not reach an equilibrium state.

したがって、種々の部材の特性が変化しても、安定した画像濃度を得るためには、現像部での現像状態がより平衡状態に近い状態で終了できるように、現像条件を設定する必要がある。   Therefore, in order to obtain a stable image density even if the characteristics of various members change, it is necessary to set the development conditions so that the development state at the development unit can be completed in a state closer to the equilibrium state. .

より安定した画像濃度を得るために、現像状態を検知して現像条件等に反映する技術が開発されている(例えば、特許文献1、2参照)。   In order to obtain a more stable image density, a technique for detecting a development state and reflecting it in development conditions has been developed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特許文献1では、現像部でのトナー飛翔電流を検知する技術が開示されている。また特許文献2には、現像部において、トナー電流のみを検知できる、トナー電流検出装置が開示されている。   Patent Document 1 discloses a technique for detecting a toner flying current in a developing unit. Patent Document 2 discloses a toner current detection device that can detect only the toner current in the developing unit.

特開平7−175282号公報JP 7-175282 A 特開2006−145504号公報JP 2006-145504 A

既述したように、プロセス速度が高速化すると、現像部におけるトナーの飛翔(往復)回数が減少し、現像性が低下する。   As described above, when the process speed is increased, the number of times the toner flies (reciprocates) in the developing portion decreases, and the developability deteriorates.

特に、トナーのみによる1成分現像方式では、静電潜像を担持する感光体上の表面電位と現像ローラの表面電位が電位的に等しい状態(現像の平衡状態)に至る前に静電潜像が現像部を通過してしまうと、駆動時の部材の変動や、現像剤の搬送量・荷電量といった特性の変化に対して、安定した画像濃度が得られにくくなる。   In particular, in the one-component development method using only toner, the electrostatic latent image is obtained before the surface potential on the photosensitive member carrying the electrostatic latent image and the surface potential of the developing roller are equal in potential (development equilibrium state). If the toner passes through the developing portion, it becomes difficult to obtain a stable image density with respect to fluctuations in members during driving and changes in characteristics such as developer transport amount and charge amount.

高速プロセスで現像性を低下させないためには、より高周波領域の現像バイアスの印加が望ましいが、一方では現像部での現像状態が平衡状態に到達しにくくなる。安定した画像濃度を得るためには、現像部での現像状態がより平衡状態に近い状態で終了できるように、現像条件を設定する必要がある。   In order not to deteriorate the developability in the high-speed process, it is desirable to apply a developing bias in a higher frequency region, but on the other hand, the developing state in the developing portion hardly reaches an equilibrium state. In order to obtain a stable image density, it is necessary to set development conditions so that the development state at the development unit can be completed in a state closer to an equilibrium state.

しかしながら、特許文献1に記載の、現像部でのトナー飛翔電流を検知する技術を用いても、トナーの飛翔電流値だけからは現像が平衡状態に対してどういう状況であるか判定することができず、現像バイアス条件への反映には不十分である。また、高速プロセスにおいてより高周波数領域の現像バイアスを印加したときの問題についても考慮されておらず、トナーの飛翔電流値から現像の平衡状態について判断することができない。   However, even using the technology for detecting the toner flying current in the developing unit described in Patent Document 1, it is possible to determine the status of development with respect to the equilibrium state only from the toner flying current value. In other words, it is insufficient to reflect the development bias condition. Further, the problem when a developing bias in a higher frequency region is applied in a high-speed process is not taken into consideration, and the equilibrium state of development cannot be determined from the flying current value of the toner.

また、特許文献2には、現像部において、トナー電流のみを検知できる、トナー電流検出装置が開示されているが、やはりトナー電流の測定のみでは、現像が平衡状態に対してどういう状況であるか判定することができず、現像バイアス条件への反映には不十分である。   Further, Patent Document 2 discloses a toner current detection device that can detect only the toner current in the developing unit. However, what is the state of the development with respect to the equilibrium state only by measuring the toner current? It cannot be determined and is insufficient to reflect the development bias condition.

本発明は、上記の技術的課題に鑑みてなされたものである。   The present invention has been made in view of the above technical problems.

本発明の目的は、現像部にトナーのみを搬送し、現像する方式の画像形成装置において、プロセス速度がより高速化しても、現像部において現像がより平衡状態に近い状態で終了させることができ、種々の部材等が変化してもより安定した画像濃度を得ることができる画像形成装置を提供することである。   An object of the present invention is to allow an image forming apparatus of a type in which only toner is conveyed and developed to a developing unit, and development can be terminated in a state where the developing unit is closer to an equilibrium state even if the process speed is increased. Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of obtaining a more stable image density even when various members are changed.

上記の課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有するものである。   In order to solve the above problems, the present invention has the following features.

1.表面に形成された静電潜像を担持する像担持体と、
表面に帯電したトナーを担持搬送し、対向して配置された前記像担持体上の静電潜像を該トナーで現像するトナー担持体を有する現像装置と、
前記トナー担持体に、前記像担持体と対向する現像部においてトナーを飛翔させ、現像するための現像バイアス電圧を印加する現像バイアス電源と、
前記現像バイアス電源による現像バイアス電圧の印加条件である現像バイアス条件を設定する現像バイアス制御手段と、
前記現像部におけるトナー飛翔によるトナー電流値を検知するトナー電流検知手段と、を有し、
前記現像バイアス電源による現像バイアス電圧は、所定の高周波を有する交番電圧であり、
前記現像バイアス制御手段は、
前記現像バイアス電圧と、前記トナー電流検知手段により検知されたトナー電流値との位相ズレが最小となるように前記現像バイアス条件を制御する
ことを特徴とする画像形成装置。
1. An image carrier carrying an electrostatic latent image formed on the surface;
A developing device having a toner carrier for carrying and transporting charged toner on the surface and developing the electrostatic latent image on the image carrier disposed oppositely with the toner;
A developing bias power source for applying a developing bias voltage for causing toner to fly to the toner carrying member at a developing portion facing the image carrier and developing;
Development bias control means for setting a development bias condition which is a condition for applying a development bias voltage by the development bias power supply;
Toner current detecting means for detecting a toner current value due to toner flying in the developing unit,
The development bias voltage by the development bias power supply is an alternating voltage having a predetermined high frequency,
The developing bias control means includes
The image forming apparatus, wherein the developing bias condition is controlled so that a phase shift between the developing bias voltage and the toner current value detected by the toner current detecting unit is minimized.

2.前記現像バイアス条件は、所定の高周波を有する交番電圧の直流成分Vdc、ピーク間電圧Vpp、そしてデューティ比の少なくとも1つである
ことを特徴とする前記1に記載の画像形成装置。
2. 2. The image forming apparatus according to 1, wherein the developing bias condition is at least one of a DC component Vdc of an alternating voltage having a predetermined high frequency, a peak-to-peak voltage Vpp, and a duty ratio.

3.前記現像バイアス電源による現像バイアス電圧は、前記所定の高周波を有する交番電圧にパルス状の電圧を付加したものであり、
前記現像バイアス条件は、前記パルス状の電圧の波形、パルス時間、そしてパルスの電位差の少なくとも1つを含む
ことを特徴とする前記1に記載の画像形成装置。
3. The development bias voltage by the development bias power source is obtained by adding a pulse voltage to the alternating voltage having the predetermined high frequency,
2. The image forming apparatus according to 1, wherein the development bias condition includes at least one of a waveform of the pulse voltage, a pulse time, and a potential difference between pulses.

4.前記現像装置は、
表面に前記トナーとキャリアとを含む現像剤を担持搬送し、対向して配置された前記トナー担持体に前記現像剤中の前記トナーを供給する現像剤担持体を有する
ことを特徴とする前記1から3の何れか1項に記載の画像形成装置。
4). The developing device includes:
1. A developer carrying body for carrying and carrying a developer including the toner and a carrier on a surface and supplying the toner in the developer to the toner carrying body arranged to face the developer. 4. The image forming apparatus according to any one of items 1 to 3.

5.前記現像装置は、複数の前記トナー担持体を有し、
前記現像バイアス制御手段は、
複数の前記トナー担持体を一括して、またはそれぞれのトナー担持体毎に、
前記現像バイアス電圧と、前記トナー電流検知手段により検知されたトナー電流値との位相ズレが最小となるように前記現像バイアス条件を制御する
ことを特徴とする前記1から4の何れか1項に記載の画像形成装置。
5. The developing device includes a plurality of the toner carriers.
The developing bias control means includes
Collectively a plurality of the toner carriers or for each toner carrier,
The development bias condition is controlled so that a phase shift between the development bias voltage and the toner current value detected by the toner current detection unit is minimized. The image forming apparatus described.

本発明に係る画像形成装置によれば、現像部にトナーのみを搬送し、現像する方式において、現像部でのトナー飛翔電流値を検知し、印加した所定の高周波現像バイアスとの位相のズレを最小化するように現像バイアス条件を定める。   According to the image forming apparatus of the present invention, in the system in which only the toner is conveyed to the developing unit and developed, the toner flying current value in the developing unit is detected, and the phase shift from the applied high-frequency developing bias is detected. The development bias condition is determined so as to minimize.

これにより、プロセス速度がより高速化しても、現像部において現像状態がより平衡状態に近い状態で現像を終了させることができ、種々の部材等が変動してもより安定した画像濃度を得ることができる。   As a result, even when the process speed is further increased, the development can be completed in a state where the development state is closer to the equilibrium state in the developing unit, and a more stable image density can be obtained even if various members are fluctuated. Can do.

本発明に係る画像形成装置の概略構成例1を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing a schematic configuration example 1 of an image forming apparatus according to the present invention. 本発明に係る画像形成装置の概略構成例2を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing a schematic configuration example 2 of an image forming apparatus according to the present invention. 本発明に係る画像形成装置の概略構成例3を示す構成図である。It is a block diagram which shows schematic structure example 3 of the image forming apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る画像形成装置の概略構成例4を示す構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram showing a schematic configuration example 4 of an image forming apparatus according to the present invention. 現像バイアス電圧と現像トナーの飛翔に伴う電流値の関係の例を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of a relationship between a developing bias voltage and a current value associated with the flying of developing toner. 現像バイアス電圧と現像トナーの飛翔に伴う電流値の位相ズレの算出方法例1の概略説明図である。FIG. 5 is a schematic explanatory diagram of a calculation method example 1 of a phase shift between a development bias voltage and a current value associated with a development toner flight. 現像バイアス電圧と現像トナーの飛翔に伴う電流値の位相ズレの算出方法例2の概略説明図である。FIG. 10 is a schematic explanatory diagram of a second calculation method example 2 of a phase shift between a development bias voltage and a current value associated with flying of development toner. 現像バイアス電圧と現像トナーの飛翔に伴う電流値の位相ズレの算出方法例3の概略説明図である。FIG. 10 is a schematic explanatory diagram of a calculation method example 3 of a phase shift between a development bias voltage and a current value associated with flying of development toner. 現像バイアス電圧と現像トナーの飛翔に伴う電流値の位相ズレの算出方法例4の概略説明図である。FIG. 10 is a schematic explanatory diagram of a calculation method example 4 of a phase shift between a development bias voltage and a current value associated with flying of development toner. 現像バイアス電圧と現像トナーの飛翔に伴う電流値の位相ズレの算出方法例5の概略説明図である。FIG. 10 is a schematic explanatory diagram of a calculation method example 5 of a phase shift between a development bias voltage and a current value associated with flying of development toner. 検出した位相のズレを現像バイアス条件にフィードバック制御する概略手順例1を示すフローチャートである。12 is a flowchart illustrating a first example of a general procedure for performing feedback control of a detected phase shift to a developing bias condition. 検出した位相のズレを現像バイアス条件にフィードバック制御する概略手順例2を示すフローチャートである。12 is a flowchart showing a second example of a schematic procedure for feedback-controlling a detected phase shift to a developing bias condition. キッカーパルスを付加した現像バイアス電圧の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of the developing bias voltage which added the kicker pulse.

以下、本発明に係る画像形成装置の実施形態について図1から図13を用いて説明する。   Hereinafter, an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.

(画像形成装置の構成)
図1から図4は、本発明に係る画像形成装置の概略構成例1から4を、それぞれ示す構成図である。図1から図4を用いて本実施形態の画像形成装置の構成例1から4を説明する。但し、構成例1から4の違いは、それぞれ現像装置の構成が異なるものである。
(Configuration of image forming apparatus)
FIG. 1 to FIG. 4 are configuration diagrams respectively showing schematic configuration examples 1 to 4 of the image forming apparatus according to the present invention. Configuration examples 1 to 4 of the image forming apparatus according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4. However, the difference between the configuration examples 1 to 4 is that the configuration of the developing device is different.

<構成例1>
図1は概略構成例1を示す構成図である。
<Configuration example 1>
FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration example 1. In FIG.

図1の画像形成装置は、以下の構成要素を含んでいる。すなわち、感光体(像担持体)1、現像ローラ(トナー担持体)20、トナー層規制部材21a、トナー搬送ローラ22a、トナー搬送部材24a、トナー25a、トナー攪拌・搬送槽26a、補給トナー27、トナー補給部28、現像バイアス電源30、トナー搬送ローラのバイアス電源31、トナー電流検知手段32、現像バイアス制御手段33、感光体上のトナー濃度検知手段34、転写手段4、クリーニング手段5、帯電手段6、露光手段7、記録媒体8が図1に示されている。   The image forming apparatus in FIG. 1 includes the following components. That is, the photosensitive member (image carrier) 1, the developing roller (toner carrier) 20, the toner layer regulating member 21a, the toner conveying roller 22a, the toner conveying member 24a, the toner 25a, the toner stirring / conveying tank 26a, the replenishing toner 27, Toner replenishing section 28, development bias power supply 30, toner transport roller bias power supply 31, toner current detection means 32, development bias control means 33, toner density detection means 34 on the photoreceptor, transfer means 4, cleaning means 5, charging means 6, exposure means 7 and recording medium 8 are shown in FIG.

感光体1は静電潜像担持体であり、帯電手段6により一定の表面電位(Vo)が与えられる。その後、露光手段7により、デジタル画像処理部(不図示)からの画像信号に応じて変調されたレーザーが照射され、静電潜像が形成される。   The photosensitive member 1 is an electrostatic latent image carrier and is given a constant surface potential (Vo) by the charging unit 6. Thereafter, the exposure unit 7 emits a laser modulated in accordance with an image signal from a digital image processing unit (not shown) to form an electrostatic latent image.

感光体と一定のギャップをもって配置された現像ローラ20上のトナーが現像バイアス電圧の印加によって感光体1方向へ移動することで、感光体1の静電潜像はトナー像として可視化される。   The toner on the developing roller 20 arranged with a certain gap from the photosensitive member moves toward the photosensitive member 1 by applying a developing bias voltage, whereby the electrostatic latent image of the photosensitive member 1 is visualized as a toner image.

その後、このトナー像は、転写手段4により記録媒体8に転写された後、図示しない定着装置で定着される。感光体1は、転写手段4通過後、クリーニング手段5によりクリーニングされ、再び、帯電手段6に搬送される。   Thereafter, the toner image is transferred to the recording medium 8 by the transfer means 4 and then fixed by a fixing device (not shown). After passing through the transfer unit 4, the photosensitive member 1 is cleaned by the cleaning unit 5 and again conveyed to the charging unit 6.

図1では、感光体1から直接、記録媒体8にトナー像が転写されているが、中間転写体に一旦転写された後、他の色のトナー像を重ねて、記録媒体8に転写される形態でも差し支えない。   In FIG. 1, the toner image is directly transferred from the photosensitive member 1 to the recording medium 8. However, after the toner image is once transferred to the intermediate transfer member, the toner images of other colors are superimposed and transferred to the recording medium 8. It can be in any form.

現像装置2では、トナー搬送部材24aにより、トナー補給部28から補給されたトナー25aがトナー搬送ローラ22aへ搬送される。トナー搬送ローラ22a上のトナー25aは、トナー層規制部材21bにより規制される。トナー搬送ローラ22aは現像ローラ20に接触して配置されている。   In the developing device 2, the toner 25a replenished from the toner replenishing portion 28 is transported to the toner transport roller 22a by the toner transport member 24a. The toner 25a on the toner conveying roller 22a is regulated by the toner layer regulating member 21b. The toner conveying roller 22a is disposed in contact with the developing roller 20.

各ローラには、バイアス電源30、31によりバイアス電圧が印加され、トナー搬送ローラ22a上のトナーは現像ローラ20へと供給される。また、現像後、現像ローラ20上のトナーはトナー搬送ローラ22aにより回収される。   A bias voltage is applied to each roller by bias power supplies 30 and 31, and the toner on the toner transport roller 22 a is supplied to the developing roller 20. Further, after development, the toner on the developing roller 20 is collected by the toner transport roller 22a.

現像ローラ20には、プロセス速度に応じた所定の高周波を有する交番電圧が現像バイアス電圧として現像バイアス電源30により印加される。現像ローラ20上に搬送されたトナーは、印加された現像バイアス電圧による電界で飛翔(往復移動)し、感光体1上の静電潜像を可視化する。   An alternating voltage having a predetermined high frequency corresponding to the process speed is applied to the developing roller 20 by a developing bias power source 30 as a developing bias voltage. The toner conveyed onto the developing roller 20 flies (reciprocates) by an electric field generated by the applied developing bias voltage, and the electrostatic latent image on the photoreceptor 1 is visualized.

このトナーの飛翔を介して、感光体1と現像ローラ20間にはトナー電流(交番電流)が流れる。この電流値の変化はトナー電流検知手段32により検知される。   A toner current (alternating current) flows between the photoreceptor 1 and the developing roller 20 through the flying of the toner. This change in current value is detected by the toner current detection means 32.

濃度検知手段34及びトナー電流検知手段32からの結果に基づいて、目的の画像濃度を出し、かつ現像がより平衡状態に近い状態になるよう、現像バイアス制御手段33により適切な現像バイアスが印加されるように現像バイアス条件が制御される。但し、濃度検知手段34は、必ずしも制御に用いなくてもよい。   Based on the results from the density detection means 34 and the toner current detection means 32, an appropriate development bias is applied by the development bias control means 33 so that a desired image density can be obtained and the development is closer to an equilibrium state. The development bias condition is controlled so that However, the density detector 34 does not necessarily have to be used for control.

現像バイアス条件の制御についての詳細は後述する。   Details of the control of the developing bias condition will be described later.

<構成例2>
図2は概略構成例2を示す構成図である。
<Configuration example 2>
FIG. 2 is a configuration diagram showing a schematic configuration example 2. In FIG.

図2の画像形成装置は、構成例1と同様の構成要素を含んでいる。異なるのは以下のものである。すなわち、現像装置2として、現像ローラ(トナー担持体)20、現像剤規制部材21b、現像剤搬送ローラ22b、磁性体ローラ23(22bと23を合わせて現像剤担持体22と称する)、現像剤搬送部材24b、現像剤25b、現像剤攪拌・搬送槽26bを有している。   The image forming apparatus in FIG. 2 includes the same components as those in the first configuration example. The differences are as follows. That is, as the developing device 2, a developing roller (toner carrier) 20, a developer regulating member 21b, a developer conveying roller 22b, a magnetic roller 23 (22b and 23 are collectively referred to as a developer carrier 22), a developer It has a conveying member 24b, a developer 25b, and a developer stirring / conveying tank 26b.

その他の補給トナー27、トナー補給部28、現像バイアス電源30、現像剤担持体のバイアス電源31、トナー電流検知手段32、現像バイアス制御手段33、感光体上のトナー濃度検知手段34、そして感光体(像担持体)1、転写手段4、クリーニング手段5、帯電手段6、露光手段7、記録媒体8が、図1同様に示されている。   Other supply toner 27, toner supply unit 28, development bias power supply 30, developer carrier bias power supply 31, toner current detection means 32, development bias control means 33, toner density detection means 34 on the photoconductor, and photoconductor (Image carrier) 1, transfer means 4, cleaning means 5, charging means 6, exposure means 7, and recording medium 8 are shown as in FIG.

構成例2の画像形成装置が構成例1と異なる点を説明する。   Differences of the image forming apparatus of Configuration Example 2 from Configuration Example 1 will be described.

図2の現像装置2は、1成分現像方式と2成分現像方式を組み合わせた、所謂ハイブリッド現像装置である。トナーとキャリアを磁気ブラシ状に担持・回転させ、この磁気ブラシローラ(現像剤担持体)上から現像ローラ(トナー担持体)上へ、DCあるいはDCにACを重畳したバイアスを印加することでトナーのみを供給し、トナーを担持した現像ローラと静電潜像(感光体)とを対抗させ、潜像を可視化する。   The developing device 2 in FIG. 2 is a so-called hybrid developing device that combines a one-component developing method and a two-component developing method. The toner and carrier are carried and rotated in the form of a magnetic brush, and a DC or a bias in which AC is superimposed on DC is applied from the magnetic brush roller (developer carrying body) to the developing roller (toner carrying body). The developing roller carrying the toner and the electrostatic latent image (photoconductor) are opposed to each other to visualize the latent image.

図2中の22bは現像剤搬送ローラ、23は磁性体ローラである。以下、現像剤搬送ローラ22bと磁性体ローラ23をあわせてマグネットローラ(現像剤担持体22)と呼ぶ。   In FIG. 2, 22b is a developer conveying roller, and 23 is a magnetic roller. Hereinafter, the developer conveying roller 22b and the magnetic roller 23 are collectively referred to as a magnet roller (developer carrier 22).

ハイブリッド現像方式では、1成分現像方式と2成分現像方式のそれぞれのメリットが活かされる。   In the hybrid development method, the merits of the one-component development method and the two-component development method are utilized.

まず、現像剤担持体へトナーを補給・搬送する部分では、キャリアを用いることで、電界で飛翔させるために安定した荷電量をトナーに与えることができる。また、現像部においては、1成分現像であることから、2成分現像のデメリットであるキャリア付着を回避できる。   First, in a portion where the toner is replenished / conveyed to the developer carrying member, a stable charge amount can be given to the toner in order to fly with an electric field by using a carrier. Further, since the developing portion is one-component development, carrier adhesion, which is a disadvantage of two-component development, can be avoided.

以上の点から、システム速度を高速化しても、キャリア付着などのノイズが少なく、安定した画像濃度を得ることができる。   From the above points, even if the system speed is increased, a stable image density can be obtained with less noise such as carrier adhesion.

画像形成の動作は、構成例1と同様である。現像に関わる動作についてのみ説明する。   The image forming operation is the same as that of the configuration example 1. Only operations related to development will be described.

図2の現像装置2では、現像剤攪拌・搬送部材24bにより、トナー補給部28から補給されたトナーが現像剤25b中でキャリアと混ぜられて帯電し、キャリアとともに現像剤担持体22へ搬送される。   In the developing device 2 of FIG. 2, the toner replenished from the toner replenishing section 28 is mixed with the carrier in the developer 25b by the developer agitating / conveying member 24b and charged, and is transported to the developer carrier 22 together with the carrier. The

現像剤担持体22上の現像剤25bは、現像剤規制部材21bにより規制される。現像剤担持体22と現像ローラ(トナー担持体)20は、一定のギャップを持って配置されている。   The developer 25b on the developer carrier 22 is regulated by the developer regulating member 21b. The developer carrier 22 and the developing roller (toner carrier) 20 are disposed with a certain gap.

各々のローラに、バイアス電源30、31によりバイアス電圧が印加され、現像剤担持体22上の2成分現像剤のうちトナーのみが現像ローラ20へ供給される。   A bias voltage is applied to each roller by bias power supplies 30 and 31, and only the toner of the two-component developer on the developer carrier 22 is supplied to the developing roller 20.

現像ローラ20には、プロセス速度に応じた所定の高周波を有する交番電圧が現像バイアス電圧として現像バイアス電源30により印加される。現像ローラ20上に搬送されたトナーは、印加された現像バイアス電圧による電界で飛翔(往復移動)し、感光体1上の静電潜像を可視化する。   An alternating voltage having a predetermined high frequency corresponding to the process speed is applied to the developing roller 20 by a developing bias power source 30 as a developing bias voltage. The toner conveyed onto the developing roller 20 flies (reciprocates) by an electric field generated by the applied developing bias voltage, and the electrostatic latent image on the photoreceptor 1 is visualized.

このトナーの飛翔を介して、感光体1と現像ローラ20間にはトナー電流(交番電流)が流れる。この電流値の変化をトナー電流検知手段32が検知する。   A toner current (alternating current) flows between the photoreceptor 1 and the developing roller 20 through the flying of the toner. The toner current detecting means 32 detects this change in current value.

構成例1と同様に、濃度検知手段34及びトナー電流検知手段32からの結果に基づいて、目的の画像濃度を出し、かつ現像がより平衡状態に近い状態になるよう、現像バイアス制御手段33により適切な現像バイアスが印加されるように現像バイアス条件が制御される。なお、濃度検知手段34は、必ずしも制御に用いなくてもよい。   As in the configuration example 1, the development bias control unit 33 outputs the target image density based on the results from the density detection unit 34 and the toner current detection unit 32, and the development is closer to an equilibrium state. The development bias condition is controlled so that an appropriate development bias is applied. It should be noted that the density detector 34 is not necessarily used for control.

現像バイアス条件の制御についての詳細は後述する。   Details of the control of the developing bias condition will be described later.

<構成例3>
図3は概略構成例3を示す構成図である。
<Configuration example 3>
FIG. 3 is a configuration diagram showing a schematic configuration example 3.

図3の画像形成装置は、構成例1と同様の構成要素を含んでいる。異なるのは、現像ローラ(トナー担持体)20を2本有している点のみである。   The image forming apparatus in FIG. 3 includes the same components as those in the first configuration example. The only difference is that it has two developing rollers (toner carriers) 20.

2本のトナー担持体は、図に示すように何れもが像担持体1、及び現像剤担持体22の両方と、それぞれ対向するように配置され、それぞれが構成例1と同様の機能動作を行う。従って説明は省略する。   As shown in the figure, the two toner carriers are arranged so as to face both the image carrier 1 and the developer carrier 22, respectively, and each performs the same functional operation as in the configuration example 1. Do. Therefore, explanation is omitted.

<構成例4>
図4は概略構成例4を示す構成図である。
<Configuration example 4>
FIG. 4 is a configuration diagram showing a schematic configuration example 4. In FIG.

図4の画像形成装置は、構成例2と同様に、現像装置2としてハイブリッド現像装置を備えており、構成例2と同様の構成要素を含んでいる。異なるのは、現像ローラ(トナー担持体)20を2本有している点のみである。   The image forming apparatus of FIG. 4 includes a hybrid developing device as the developing device 2 as in the configuration example 2, and includes the same components as in the configuration example 2. The only difference is that it has two developing rollers (toner carriers) 20.

2本のトナー担持体は、図に示すように何れもが像担持体1、及び現像剤担持体22の両方と、それぞれ対向するように配置され、それぞれが構成例2と同様の機能動作を行う。従って説明は省略する。   As shown in the figure, the two toner carriers are arranged so as to face both the image carrier 1 and the developer carrier 22, respectively, and each performs the same functional operation as in the configuration example 2. Do. Therefore, explanation is omitted.

以上、本実施形態に係る画像形成装置の概略構成例1から4を述べてきたが、構成例1及び3が1成分現像方式であり、構成例2及び4がハイブリッド現像方式である。構成例1及び2は単数の現像ローラ(トナー担持体)を備え、構成例3及び4は複数の現像ローラ(トナー担持体)を備えている。   As described above, the schematic configuration examples 1 to 4 of the image forming apparatus according to the present embodiment have been described. The configuration examples 1 and 3 are the one-component development method, and the configuration examples 2 and 4 are the hybrid development method. Configuration examples 1 and 2 include a single developing roller (toner carrier), and configuration examples 3 and 4 include a plurality of developing rollers (toner carrier).

何れも現像ローラ(トナー担持体)上ではトナーのみが搬送され、像担持体上の潜像の現像に供される。   In either case, only the toner is transported on the developing roller (toner carrier) and is used for developing the latent image on the image carrier.

以下の実施形態の説明では、構成例2の単数の現像ローラ(トナー担持体)を備えたハイブリッド現像方式の画像形成装置を想定する。もちろん他の構成例においても同様の説明が適用できる。   In the following description of the embodiment, a hybrid developing type image forming apparatus including a single developing roller (toner carrier) of Configuration Example 2 is assumed. Of course, the same description can be applied to other configuration examples.

(現像剤について)
ハイブリッド現像用として、トナーとキャリアを含む任意の2成分現像剤を使用することができる。
(About developer)
For hybrid development, any two-component developer containing toner and carrier can be used.

トナーとしては、負帯電のトナーを用いた。もちろん、正帯電するトナーでもかまわない。トナーを製造するにあたっては、一般に使用されている公知の方法で製造することができる。例えば、粉砕法、乳化重合法、懸濁重合法等を用いて製造することができる。   A negatively charged toner was used as the toner. Of course, a positively charged toner may be used. The toner can be manufactured by a publicly known method. For example, it can be produced using a pulverization method, an emulsion polymerization method, a suspension polymerization method or the like.

キャリアとしては、特に限定されず、一般に使用されている公知のキャリアを使用することができる。バインダー型キャリアやコート型キャリアなどが使用できる。キャリア粒径としてはこれに限定されるものではないが、15〜100μmが好ましい。なお、現像剤中のトナー比率は8質量%とした。   It does not specifically limit as a carrier, The well-known carrier generally used can be used. A binder type carrier or a coat type carrier can be used. Although it is not limited to this as a carrier particle size, 15-100 micrometers is preferable. The toner ratio in the developer was 8% by mass.

(現像部の設定条件)
本実施形態に係る画像形成装置では、現像装置2の備えるトナー担持体20と像担持体1との対向部(現像部)におけるトナー電流を検知し、トナー担持体20に印加する現像バイアス電圧の設定制御に反映している。それらの設定制御に関わる構成要素と設定条件について述べる。
(Developer setting conditions)
In the image forming apparatus according to the present exemplary embodiment, the toner current in the facing portion (developing unit) between the toner carrier 20 and the image carrier 1 provided in the developing device 2 is detected, and the development bias voltage applied to the toner carrier 20 is detected. This is reflected in the setting control. The components and setting conditions related to the setting control will be described.

像担持体1としては、有機感光体を用いているが、これに限らない。アモルファス感光体等でもかまわない。   As the image carrier 1, an organic photoreceptor is used, but is not limited thereto. An amorphous photoreceptor or the like may be used.

トナー担持体20としては表面にアルマイト処理を施したアルミローラを用いた。   As the toner carrier 20, an aluminum roller having an alumite treatment on the surface was used.

また、像担持体1上に形成された静電潜像の背景部電位は−600V、画像部電位は−50Vに設定した。   The background potential of the electrostatic latent image formed on the image carrier 1 was set to −600V, and the image portion potential was set to −50V.

トナー担持体20には、振幅がPeak to Peakの電圧Vppで2.0kV、DC成分Vdcが−500V、Duty比50%、周波数5000Hzの矩形波の現像バイアス電圧を現像バイアス電源30により印加した。   A developing bias power supply 30 applied a rectangular wave developing bias voltage having a peak-to-peak amplitude of 2.0 kV, a DC component Vdc of −500 V, a duty ratio of 50%, and a frequency of 5000 Hz to the toner carrier 20.

トナー担持体20と像担持体1の対向部の最近接部での距離(Dsとする)は250μmである。   The distance (referred to as Ds) at the closest portion of the facing portion between the toner carrier 20 and the image carrier 1 is 250 μm.

(トナー電流と現像バイアス条件)
上記条件で、トナー担持体20(現像バイアス電圧Vdc−500V)と像担持体1(画像部電位−50V〜0V)の対向部(現像部)で生ずるトナーの飛翔電流値をトナー電流検知手段32により、トナー電流として測定した。
(Toner current and development bias conditions)
Under the above-mentioned conditions, the toner current detection means 32 calculates the flying current value of the toner generated at the opposite portion (developing portion) between the toner carrying member 20 (developing bias voltage Vdc−500V) and the image carrier 1 (image portion potential −50V to 0V). Was measured as the toner current.

現像部では、現像バイアス電圧による交番電界により、トナーの飛翔(往復運動)が生じる。トナー電流値は、そのときトナー担持体20と像担持体1の間を流れる電流の変化をトナー電流検知手段32により測定したものである。   In the developing unit, toner flying (reciprocating motion) occurs due to an alternating electric field generated by the developing bias voltage. The toner current value is obtained by measuring a change in current flowing between the toner carrier 20 and the image carrier 1 by the toner current detection means 32 at that time.

トナー担持体20に印加されている現像バイアス電圧と像担持体1の表面電位(ほぼ0V)との差が正負交代するにつれ、トナーの往復移動が生じ、トナー電流値の正負も交代する。   As the difference between the developing bias voltage applied to the toner carrier 20 and the surface potential (approximately 0 V) of the image carrier 1 changes between positive and negative, the toner reciprocates, and the toner current value also changes.

図5は、現像バイアス電圧と現像トナーの飛翔に伴う電流値の関係の例を示す概略図である。L1は、現像バイアス電圧(左側縦目盛り参照)を示し、L2はトナー電流値(右側縦目盛り参照)を示す。横軸は時間である。   FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of the relationship between the developing bias voltage and the current value associated with the flying of the developing toner. L1 indicates a developing bias voltage (see the left vertical scale), and L2 indicates a toner current value (see the right vertical scale). The horizontal axis is time.

なおこの測定は、現像部にトナーを介在させた状態で、トナー担持体20と像担持体1とを静止して行った。もちろん、通常の現像時のように回転させて測定しても差し支えない。   This measurement was performed with the toner carrier 20 and the image carrier 1 being stationary with the toner interposed in the developing portion. Of course, it may be measured by rotating as in normal development.

現像バイアス電圧L1の高周波の正負交代にともない、トナー電流値L2も正負交代し、高周波の交流波形となっている。図5でトナー電流値が正の領域では、トナーが像担持体1からトナー担持体20へと移動しており、トナー電流値が負の領域では、トナーがトナー担持体20から像担持体1へと移動している。   As the developing bias voltage L1 changes in high-frequency polarity, the toner current value L2 also changes in polarity, resulting in a high-frequency AC waveform. In FIG. 5, the toner moves from the image carrier 1 to the toner carrier 20 in a region where the toner current value is positive, and the toner moves from the toner carrier 20 to the image carrier 1 in a region where the toner current value is negative. Has moved to.

図5では、正負のトナー電流を合わせると差し引きして負の電流が流れていることになり、トナーは結局トナー担持体20から像担持体1へと移動する(潜像を現像する)ことになる。   In FIG. 5, when the positive and negative toner currents are combined, a negative current flows, and the toner eventually moves from the toner carrier 20 to the image carrier 1 (develops the latent image). Become.

図5のように像担持体1の表面電位が画像部(ほぼ0V)ではなく背景画像部(−600V)であったなら、正負のトナー電流は差し引きして同等、あるいはむしろ正の電流が流れていることになり、トナーは像担持体1側へは移動しない。   As shown in FIG. 5, if the surface potential of the image carrier 1 is not the image portion (almost 0V) but the background image portion (−600V), the positive and negative toner currents are subtracted, or the positive current flows. Therefore, the toner does not move to the image carrier 1 side.

(現像部でのトナー飛翔電流と平衡状態)
ここで重要な点は、図5に示すように、印加した現像バイアス電圧L1と、トナー飛翔によるトナー電流値L2に、位相のズレが見られることである。すなわち、現像バイアス電圧L1の変化に対してトナー電流値L2の変化に遅れが見られる。
(Equilibrium state with toner flying current in the developing unit)
The important point here is that, as shown in FIG. 5, there is a phase shift between the applied developing bias voltage L1 and the toner current value L2 due to toner flying. That is, there is a delay in the change in the toner current value L2 with respect to the change in the development bias voltage L1.

この位相のズレは、システム速度の向上に対して、トナーの飛翔性を向上させるために現像バイアス電圧の周波数を高めたときに出現する。   This phase shift appears when the frequency of the developing bias voltage is increased to improve the flying property of the toner with respect to the improvement of the system speed.

通常の現像時には、像担持体1の画像部が現像部に突入してから脱出するまでに、現像が進行し(画像部に負帯電のトナーが付着し)、先述したように突入時にはトナー電流は正負差し引き負(未平衡状態、現像進行中)であったものが、脱出時には正負ほぼ同等(平衡状態)に近くなり、現像は飽和状態となる。   During normal development, development proceeds (negatively charged toner adheres to the image portion) before the image portion of the image carrier 1 enters the development portion and then escapes. Is positive / negative deductive (unbalanced state, development in progress), but at the time of evacuation, it becomes almost equal to positive and negative (equilibrium state), and development becomes saturated.

システム速度の向上に応じて、上記平衡状態に速く到達させるために現像バイアス電圧の周波数を高めても、それに対するレスポンスが付いていかないことから上記位相のズレが生ずる。   As the system speed increases, even if the frequency of the developing bias voltage is increased in order to quickly reach the equilibrium state, there is no response to this, so the phase shift occurs.

この位相のズレの大きさを調べることで、現像がどれだけ速く平衡状態に至るか、すなわち現像部を通過する短時間に現像が飽和状態になるかどうかを判別することができる。   By examining the magnitude of this phase shift, it is possible to determine how fast the development reaches the equilibrium state, that is, whether the development is saturated in a short time passing through the development section.

つまり、印加した現像バイアス電圧と、トナー飛翔によるトナー電流値の位相のズレが小さいときは、現像がより速く平衡状態に近づける状態にあり、印加したバイアスに対してロスがなく、忠実にトナーが移動していることを示唆する。しかし、検知されるトナー電流値が現像バイアス電圧の位相に対して遅れるようになると、現像が平衡状態に達するのも遅れる。   In other words, when the phase difference between the applied development bias voltage and the toner current value due to toner flying is small, the development is in a state where it approaches the equilibrium state faster and there is no loss with respect to the applied bias, and the toner is faithfully Suggest moving. However, when the detected toner current value is delayed with respect to the phase of the development bias voltage, the development is also delayed until reaching the equilibrium state.

現像の平衡状態とは、像担持体からトナー担持体上に飛翔する(回収)トナー量と、トナー担持体から像担持体へ飛翔する(現像)トナー量が等しくなっている状態である。この状態においては、静電コントラストが十分に埋められているため、現像・回収の位相が切り替わっても、トナー担持体側から像担持体側へのトナーの飛翔量と、像担持体側からトナー担持体側へのトナーの飛翔量が等しく、常に一定量のトナーが像担持体上に残る。このような平衡状態にあるときは、現像特性は安定しており、種々のノイズに対しても安定した画像濃度を得ることができる。   The equilibrium state of development is a state where the amount of toner flying (collected) from the image carrier onto the toner carrier and the amount of toner (development) flying from the toner carrier to the image carrier are equal. In this state, since the electrostatic contrast is sufficiently buried, the amount of toner flying from the toner carrier side to the image carrier side and from the image carrier side to the toner carrier side even when the development / collection phase is switched. The amount of toner flying is equal, and a constant amount of toner always remains on the image carrier. In such an equilibrium state, the development characteristics are stable, and a stable image density can be obtained against various noises.

(現像バイアス電圧とトナー電流値との位相ズレ)
本実施形態に係る画像形成装置では、現像部での現像が速やかに平衡状態に到達し、システム速度が速くなっても安定した画像濃度が得られるように、以下の機能を有する。
(Phase shift between development bias voltage and toner current value)
The image forming apparatus according to the present embodiment has the following functions so that the development in the developing unit quickly reaches an equilibrium state and a stable image density can be obtained even when the system speed is increased.

(1)現像バイアス電源30により、像担持体1と対向する現像部においてトナーを飛翔させ、現像するための所定の高周波を有する現像バイアス電圧をトナー担持体20に印加し、
(2)トナー電流検知手段32により、現像部におけるトナー飛翔によるトナー電流値を検知し、
(3)現像バイアス制御手段33により、現像バイアス電圧と、トナー電流検知手段32により検知されたトナー電流値との位相ズレが最小となるように現像バイアス条件を設定制御する。
(1) The developing bias power source 30 applies a developing bias voltage having a predetermined high frequency for causing the toner to fly in the developing portion facing the image carrier 1 and developing the toner carrier 20.
(2) The toner current detection means 32 detects a toner current value due to toner flying in the developing unit,
(3) The development bias control means 33 sets and controls the development bias condition so that the phase deviation between the development bias voltage and the toner current value detected by the toner current detection means 32 is minimized.

但し、現像バイアス条件とは、現像バイアス電源30の印加する現像バイアス電圧の設定であり、所定の高周波を有する交番電圧の直流成分Vdc、ピーク間電圧Vpp、そしてデューティ比の少なくとも1つであることが好ましい。   However, the development bias condition is the setting of the development bias voltage applied by the development bias power supply 30 and is at least one of a DC component Vdc of an alternating voltage having a predetermined high frequency, a peak-to-peak voltage Vpp, and a duty ratio. Is preferred.

位相のズレの大きさ(を示す特性値)を調べて、位相ズレが最小となるように現像バイアス条件を設定制御する概略手順例については、後述する。   An example of a schematic procedure for checking the magnitude of the phase shift (a characteristic value indicating the phase shift) and setting and controlling the development bias condition so that the phase shift is minimized will be described later.

以下にまず、現像バイアス電圧とトナー電流値との位相ズレの大きさを示す特性値の定義について、位相のズレを検知し、算出する方法の例1から例5を、図6から図10を用いて説明する。   First, with respect to the definition of the characteristic value indicating the magnitude of the phase shift between the developing bias voltage and the toner current value, Examples 1 to 5 of the method for detecting and calculating the phase shift are shown in FIGS. It explains using.

以下の説明においては、位相のズレを示す特性値を定義するのに、トナー電流値が正となるトナー回収側領域(トナー担持体側へトナー移動する領域)を用いた。もちろん、トナー電流値が負となるトナー現像側領域(像担持体側へトナー移動する領域)を用いてもかまわない。   In the following description, the toner collection side region (region where the toner moves to the toner carrier side) where the toner current value is positive is used to define the characteristic value indicating the phase shift. Of course, a toner development side region (region where toner moves to the image carrier side) where the toner current value is negative may be used.

なお、像担持体表面電位は画像部電位として0Vと設定したが、背景部電位に近い所定の電位を設定してもかまわない。   Although the image carrier surface potential is set to 0 V as the image portion potential, a predetermined potential close to the background portion potential may be set.

問題となるのは相対的な位相のズレの大小関係を代表する特性値を得ることであり、上記の条件設定は任意で同様の効果(平衡状態に達する速さとの相関関係)を表すことができる。   The problem is to obtain characteristic values that represent the relative magnitude of the relative phase shift, and the above-mentioned condition settings can optionally represent the same effect (correlation with the speed at which the equilibrium state is reached). it can.

<位相ズレの算出方法例1>
図6は、現像バイアス電圧とトナー電流値の位相のズレの算出方法例1の概略説明図である。L1は、現像バイアス電圧(左側縦目盛り参照)を示し、L2はトナー電流値(右側縦目盛り参照)を示す。横軸は時間である。
<Phase shift calculation method example 1>
FIG. 6 is a schematic explanatory diagram of a calculation method example 1 of a phase shift between the developing bias voltage and the toner current value. L1 indicates a developing bias voltage (see the left vertical scale), and L2 indicates a toner current value (see the right vertical scale). The horizontal axis is time.

この算出方法例1は、位相のズレを示す特性値を(グラフの)トナー回収領域(上述したように現像領域でもよい)の面積から検出する方法である。   This calculation method example 1 is a method in which a characteristic value indicating a phase shift is detected from the area of a toner recovery area (in the graph) (which may be a development area as described above).

図6に示すように、像担持体1側からトナー担持体20側へトナーが回収される方向に現像バイアス電圧が切り替わるポイントをa点とし、3〜10μsecごとに検出されるトナー電流値の正の領域(トナー回収側)の面積(積分値)を半分にする点をb点と定義する。   As shown in FIG. 6, the point at which the development bias voltage switches from the image carrier 1 side to the toner carrier 20 side in the direction in which the toner is collected is a point, and the positive value of the toner current value detected every 3 to 10 μsec. A point that halves the area (integrated value) of the area (toner collection side) is defined as point b.

a点以後、トナーの飛翔に伴うトナー電流値が正で検出されてからb点までの面積をS1、b点からトナーの飛翔に伴うトナー電流値が負として検出される直前までの面積をS2とすると、S1=S2である。   After the point a, the area from the point when the toner current value associated with the toner flight is detected as positive to the point b is S1, and the area from the point b until immediately before the toner current value associated with the toner flight is detected as negative is S2. Then, S1 = S2.

このa点とb点の時間差を位相ズレを示す特性値とする。   The time difference between the points a and b is set as a characteristic value indicating a phase shift.

なおここでは、トナー回収時(像担持体1からトナー担持体20へトナーが飛翔する区間)の電流値の積分値を基準にしているが、現像側(トナー担持体20から像担持体1へトナーが飛翔する区間)の電流値の積分値でも差し支えない。   Here, the integration value of the current value at the time of toner recovery (section in which the toner flies from the image carrier 1 to the toner carrier 20) is used as a reference, but the development side (from the toner carrier 20 to the image carrier 1). The integral value of the current value during the toner flight may also be used.

また、図5から図10においては、現像時に印加する現像バイアス電圧として矩形波の電圧を用いているが、ステップ波形状、ブランクパルス形状、台形形状など、異なる形状の波形でもかまわない。   In FIGS. 5 to 10, a rectangular wave voltage is used as a developing bias voltage to be applied at the time of developing, but a waveform having a different shape such as a step wave shape, a blank pulse shape, or a trapezoid shape may be used.

Vpp、Vdc、デューティ比などの種々の現像バイアス条件を変えて、a点とb点の差(位相ズレを示す特性値)が最も小さくなる現像バイアス条件を探し、設定するよう制御すると、より平衡に近い現像状態に速やかに導かれ、より安定した現像特性が得られるようになる。   If various development bias conditions such as Vpp, Vdc, duty ratio, etc. are changed to find and set a development bias condition that minimizes the difference between point a and point b (characteristic value indicating phase shift), it is more balanced. It is quickly led to a development state close to, and more stable development characteristics can be obtained.

従って、この位相のズレを最小化することで、種々の変動(Ds、トナー搬送量、トナー帯電量)に対して安定した画像濃度を出すことができる現像バイアス条件を設定することができる。   Therefore, by minimizing this phase shift, it is possible to set a developing bias condition that can produce a stable image density with respect to various fluctuations (Ds, toner transport amount, toner charge amount).

<位相ズレの算出方法例2>
図7は、現像バイアス電圧とトナー電流値の位相のズレの算出方法例2の概略説明図である。L1は、現像バイアス電圧(左側縦目盛り参照)を示し、L2はトナー電流値(右側縦目盛り参照)を示す。横軸は時間である。
<Phase shift calculation method example 2>
FIG. 7 is a schematic explanatory diagram of a calculation method example 2 of a phase shift between the developing bias voltage and the toner current value. L1 indicates a developing bias voltage (see the left vertical scale), and L2 indicates a toner current value (see the right vertical scale). The horizontal axis is time.

この算出方法例2は、位相のズレを示す特性値をトナー回収領域(現像領域でもよい)のピークから検知する方法である。   This calculation method example 2 is a method of detecting a characteristic value indicating a phase shift from the peak of the toner recovery area (or development area).

図7に示すように、像担持体1側からトナー担持体20側へトナーが回収される方向に現像バイアス電圧が切り替わるポイントをa点とし、その後、トナー電流値を3〜10μsecごとにI(1)、I(2)・・・とサンプリングしていく。   As shown in FIG. 7, the point at which the development bias voltage switches from the image carrier 1 side to the toner carrier 20 side in the direction in which the toner is collected is defined as a point, and then the toner current value is changed to I ( 1), I (2)... Are sampled.

このときのトナー電流値I(n)が、
I(n)<I(n+1) かつ I(n+1)>I(n+2)
の条件を満たすときに、I(n+1)のポイントをトナー電流値のピーク(b点)として認識する。
The toner current value I (n) at this time is
I (n) <I (n + 1) and I (n + 1)> I (n + 2)
When the above condition is satisfied, the point of I (n + 1) is recognized as the peak (point b) of the toner current value.

このa点とb点の時間差を位相ズレを示す特性値とする。   The time difference between the points a and b is set as a characteristic value indicating a phase shift.

この、a点とb点の差(位相ズレを示す特性値)が最小値になるように、現像バイアス条件(Vpp、Vdc、デューティ比など)をフィードバック制御する。この方法により、現像はより平衡に近い現像状態に速やかに導かれ、より安定した現像特性が得られるようになる。   The development bias conditions (Vpp, Vdc, duty ratio, etc.) are feedback-controlled so that the difference between the points a and b (characteristic value indicating phase shift) becomes a minimum value. By this method, development is promptly led to a development state that is closer to equilibrium, and more stable development characteristics can be obtained.

また、b点と、トナー担持体20側から像担持体1側へトナーが現像される方向に現像バイアス電圧が切り替わるポイント(a’点)とb点の差が最大になるように、現像バイアス条件をフィードバック制御する方法でもかまわない。   Further, the development bias is set such that the difference between the point b and the point b where the development bias voltage is switched in the direction in which the toner is developed from the toner carrier 20 side to the image carrier 1 side and the point b is maximized. A method of feedback control of conditions may be used.

<位相ズレの算出方法例3>
図8は、現像バイアス電圧とトナー電流値の位相のズレの算出方法例3の概略説明図である。L1は、現像バイアス電圧(左側縦目盛り参照)を示し、L2はトナー電流値(右側縦目盛り参照)を示す。横軸は時間である。
<Phase shift calculation method example 3>
FIG. 8 is a schematic explanatory diagram of a third calculation method example 3 of the phase shift between the developing bias voltage and the toner current value. L1 indicates a developing bias voltage (see the left vertical scale), and L2 indicates a toner current value (see the right vertical scale). The horizontal axis is time.

この算出方法例3は、位相のズレを示す特性値をトナー電流値の正負の切り替わりポイントから検知する方法である。   This calculation method example 3 is a method of detecting a characteristic value indicating a phase shift from a positive / negative switching point of the toner current value.

図8に示すように、像担持体1側からトナー担持体20側へトナーが回収される方向に現像バイアス電圧が切り替わるポイントをa点とし、その後、トナー電流値を3〜10μsecごとにI(1)、I(2)・・・とサンプリングしていく。   As shown in FIG. 8, the point at which the development bias voltage switches from the image carrier 1 side to the toner carrier 20 side in the direction in which the toner is collected is a point, and then the toner current value is set to I ( 1), I (2)... Are sampled.

このとき、電流値I(n)が
I(n)>0 かつ I(n+1)<0
の条件を満たすときの時間(例えばI(n)の時間とI(n+1)の時間の中央値)をトナー電流値の正負の切り替わりポイント(b点)として認識する。
At this time, the current value I (n) is I (n)> 0 and I (n + 1) <0
When the above condition is satisfied (for example, the median value of I (n) time and I (n + 1) time) is recognized as a positive / negative switching point (point b) of the toner current value.

このa点とb点の時間差を位相ズレを示す特性値とする。   The time difference between the points a and b is set as a characteristic value indicating a phase shift.

この、a点とb点の差(位相ズレを示す特性値)が最小値になるように、現像バイアス条件(Vpp、Vdc、デューティ比など)をフィードバック制御する。この方法により、現像はより平衡に近い現像状態に速やかに導かれ、より安定した現像特性が得られるようになる。   The development bias conditions (Vpp, Vdc, duty ratio, etc.) are feedback-controlled so that the difference between the points a and b (characteristic value indicating phase shift) becomes a minimum value. By this method, development is promptly led to a development state that is closer to equilibrium, and more stable development characteristics can be obtained.

<位相ズレの算出方法例4>
図9は、現像バイアス電圧とトナー電流値の位相のズレの算出方法例4の概略説明図である。L1は、現像バイアス電圧(左側縦目盛り参照)を示し、L2はトナー電流値(右側縦目盛り参照)を示す。横軸は時間である。
<Phase shift calculation method example 4>
FIG. 9 is a schematic explanatory diagram of a calculation method example 4 of the phase shift between the developing bias voltage and the toner current value. L1 indicates a developing bias voltage (see the left vertical scale), and L2 indicates a toner current value (see the right vertical scale). The horizontal axis is time.

この算出方法例4は、位相のズレを示す特性値をトナー回収領域(現像領域でもよい)の検出電流値の積分値から推定する方法(1)である。   This calculation method example 4 is a method (1) for estimating a characteristic value indicating a phase shift from an integral value of a detected current value in a toner recovery area (or development area).

図9に示すように、像担持体1側からトナー担持体20側へトナーが回収される方向に現像バイアス電圧が切り替わるポイントをa点とし、その後、正の値で検出されるトナー電流値を3〜10μsecごとにI(1)、I(2)・・・とサンプリングしていく。   As shown in FIG. 9, a point at which the development bias voltage switches from the image carrier 1 side to the toner carrier 20 side in the direction in which the toner is collected is a point, and then the toner current value detected as a positive value is Sampling is performed as I (1), I (2)... Every 3 to 10 μsec.

所定のポイント(例えば、トナーが現像される方向に現像バイアス電圧が切り替わるポイントa’点)までのトナー電流値の積分値(S1)を算出する。   An integral value (S1) of the toner current value up to a predetermined point (for example, a point a 'at which the developing bias voltage switches in the direction in which the toner is developed) is calculated.

この積分値(S1)を位相のズレの逆(小ささ)を示す特性値として、S1が最大となるように、現像バイアス条件(Vpp、Vdc、デューティ比など)をフィードバック制御する。この方法により、現像はより平衡に近い現像状態に速やかに導かれ、より安定した現像特性が得られるようになる。   Using this integrated value (S1) as a characteristic value indicating the reverse (smallness) of the phase shift, feedback control is performed on the development bias conditions (Vpp, Vdc, duty ratio, etc.) so that S1 is maximized. By this method, development is promptly led to a development state that is closer to equilibrium, and more stable development characteristics can be obtained.

<位相ズレの算出方法例5>
図10は、現像バイアス電圧とトナー電流値の位相のズレの算出方法例5の概略説明図である。L1は、現像バイアス電圧(左側縦目盛り参照)を示し、L2はトナー電流値(右側縦目盛り参照)を示す。横軸は時間である。
<Phase shift calculation method example 5>
FIG. 10 is a schematic explanatory diagram of a calculation method example 5 of the phase shift between the developing bias voltage and the toner current value. L1 indicates a developing bias voltage (see the left vertical scale), and L2 indicates a toner current value (see the right vertical scale). The horizontal axis is time.

この算出方法例5は、位相のズレを示す特性値をトナー回収領域(現像領域でもよい)の検出電流値の積分値から推定する方法(2)である。   This calculation method example 5 is a method (2) of estimating the characteristic value indicating the phase shift from the integral value of the detected current value in the toner recovery area (or development area).

図10に示すように、トナー担持体20側から像担持体1側へトナーが現像される方向に現像バイアス電圧が切り替わるポイント(a’点)から、その後、なお正の値で検出されるトナー電流値を3〜10μsecごとにI(1)、I(2)・・・とサンプリングしていく。   As shown in FIG. 10, from the point (a 'point) at which the developing bias voltage switches in the direction in which the toner is developed from the toner carrier 20 side to the image carrier 1 side, the toner that is still detected with a positive value. The current value is sampled as I (1), I (2)... Every 3 to 10 μsec.

トナー電流値が負に切り替わるポイント(b点)までのトナー電流値の積分値(S2)を算出する。   An integral value (S2) of the toner current value up to a point (point b) at which the toner current value switches to negative is calculated.

この積分値(S2)を位相のズレを示す特性値として、S2が最小となるように、現像バイアス条件(Vpp、Vdc、デューティ比など)をフィードバック制御する。この方法により、現像はより平衡に近い現像状態に速やかに導かれ、より安定した現像特性が得られるようになる。   Using this integrated value (S2) as a characteristic value indicating a phase shift, feedback control is performed on development bias conditions (Vpp, Vdc, duty ratio, etc.) so that S2 is minimized. By this method, development is promptly led to a development state that is closer to equilibrium, and more stable development characteristics can be obtained.

(現像バイアス条件設定処理)
上述したような位相のズレの検出方法により、
(1)現像バイアス電源30により印加された高周波現像バイアス電圧の現像バイアス条件(Vpp、Vdc、デューティ比など)と、
(2)トナー電流検知手段32により検知されたトナー電流値の変化から、
(3)現像バイアス制御手段33により位相のズレを示す特性値を検出し、位相のズレを示す特性値を最小とするように現像バイアス条件(Vpp、Vdc、デューティ比など)を設定制御する。
(Development bias condition setting process)
By the phase shift detection method as described above,
(1) Development bias conditions (Vpp, Vdc, duty ratio, etc.) of the high-frequency development bias voltage applied by the development bias power supply 30;
(2) From the change in the toner current value detected by the toner current detection means 32,
(3) The development bias control means 33 detects the characteristic value indicating the phase shift, and controls the development bias conditions (Vpp, Vdc, duty ratio, etc.) so as to minimize the characteristic value indicating the phase shift.

この具体的な処理手順の例を以下に述べる。なお、位相のズレを示す特性値を位相のズレと称する。   An example of this specific processing procedure will be described below. A characteristic value indicating the phase shift is referred to as a phase shift.

<手順例1>
図11は、検出した位相のズレを現像バイアス条件にフィードバック制御する概略手順例1を示すフローチャートである。図11を用いて、現像バイアス条件設定処理の手順例を説明する。
<Procedure example 1>
FIG. 11 is a flowchart illustrating a first example of the general procedure for feedback control of the detected phase shift to the developing bias condition. A procedure example of the developing bias condition setting process will be described with reference to FIG.

設定制御を開始すると、まずステップS11で、現像部のトナー飛翔による電流値(トナー電流値)を検出する。   When setting control is started, first, in step S11, a current value (toner current value) due to toner flying in the developing unit is detected.

詳細には、現像バイアス電源30により、現状の現像バイアス条件でトナーを担持するトナー担持体20に所定の高周波現像バイアス電圧を印加し、トナー電流検知手段32により、高周波現像バイアス電圧に対応する像担持体1との間のトナー電流の変化を検知する。   More specifically, a predetermined high-frequency development bias voltage is applied to the toner carrier 20 carrying the toner under the current development bias condition by the development bias power source 30, and an image corresponding to the high-frequency development bias voltage is obtained by the toner current detection unit 32. A change in toner current with the carrier 1 is detected.

次いで、ステップS12では、現像バイアス制御手段33により、印加した現像バイアス電圧と検出したトナー電流値との位相のズレを計算する。   Next, in step S12, the development bias control means 33 calculates a phase shift between the applied development bias voltage and the detected toner current value.

位相のズレの計算は、既述した位相ズレの検出方法などに従って行う。   The calculation of the phase shift is performed according to the phase shift detection method described above.

ステップS13では、現像バイアス制御手段33により、位相のズレが最小化されているかどうかを判定する。   In step S13, the developing bias control means 33 determines whether or not the phase shift is minimized.

判定基準は最小条件を求める公知の手法を用いればよい。例えば予めデータを取っておき所定の値以下になれば最小と見なす、あるいは条件の変化方向を定めておき、条件変化による値の減少が見られなくなれば最小と見なす等々、任意の判定基準を設定することができる。   As a determination criterion, a known method for obtaining a minimum condition may be used. For example, set an arbitrary criterion such as taking data in advance and considering it as the minimum if it falls below a predetermined value, or setting the change direction of the condition and assuming that the value does not decrease due to the change in condition Can do.

ステップS13で位相のズレが最小化されていると判定した場合(ステップS13;Yes)、ステップS14を実行する。すなわち、現像バイアス条件を現状の条件で決定し、現像バイアス条件設定制御の処理は終了する。   When it is determined in step S13 that the phase shift is minimized (step S13; Yes), step S14 is executed. That is, the development bias condition is determined based on the current conditions, and the development bias condition setting control process ends.

ステップS13で位相のズレがまだ最小化されていないと判定した場合(ステップS13;No)、ステップS15を実行する。すなわち、現像バイアス制御手段33により、現像バイアス条件を現状の条件から所定の方向に変更する。   If it is determined in step S13 that the phase shift has not yet been minimized (step S13; No), step S15 is executed. That is, the development bias control means 33 changes the development bias condition from the current condition to a predetermined direction.

現像バイアス条件を変更した上で、最初のステップS11から上記処理手順を繰り返す。ステップS13でYes判定が出て、現像バイアス条件設定制御の処理が終了するまで、ステップS11からステップS15のループは繰り返される。   The processing procedure is repeated from the first step S11 after changing the developing bias condition. The loop from step S11 to step S15 is repeated until a Yes determination is made in step S13 and the development bias condition setting control process ends.

以上で手順例1の説明を終わる。   This is the end of the description of Procedure Example 1.

<手順例2>
図12は、検出した位相のズレを現像バイアス条件にフィードバック制御する概略手順例2を示すフローチャートである。図12を用いて、キッカーパルスを付加した現像バイアス条件設定処理の手順例2を説明する。
<Procedure example 2>
FIG. 12 is a flowchart showing a second example of a schematic procedure for feedback-controlling the detected phase shift to the developing bias condition. A procedure example 2 of the developing bias condition setting process with the kicker pulse added will be described with reference to FIG.

手順例2は、手順例1と、設定制御する現像バイアス条件としてキッカーパルスを付加した点が異なる。図13にキッカーパルスKを付加した現像バイアス電圧の例を示す。   Procedure example 2 differs from procedure example 1 in that a kicker pulse is added as a developing bias condition for setting control. FIG. 13 shows an example of the developing bias voltage to which the kicker pulse K is added.

手順例1では、現像バイアス条件としてVpp、Vdc、デューティ比の少なくとも1つを指定したが、さらにその現像バイアス電圧、すなわち所定の高周波を有する交番電圧にパルス状の電圧(キッカーパルス)を付加することも好ましい。   In Procedure Example 1, at least one of Vpp, Vdc, and duty ratio is specified as the development bias condition, and a pulse voltage (kicker pulse) is added to the development bias voltage, that is, an alternating voltage having a predetermined high frequency. It is also preferable.

その場合、現像バイアス条件は、パルス状の電圧(キッカーパルス)の波形、パルス時間、そしてパルスの電位差の少なくとも1つを含むことが望ましい。位相のズレをより顕著に検出することが期待できる。   In this case, the development bias condition desirably includes at least one of a pulsed voltage (kicker pulse) waveform, a pulse time, and a potential difference between pulses. It can be expected to detect the phase shift more remarkably.

以下に、キッカーパルスを付加した場合の現像バイアス条件設定処理の手順として、手順例2を説明する。   A procedure example 2 will be described below as a procedure for developing bias condition setting processing when a kicker pulse is added.

設定制御を開始すると、まずステップS21で、現像部のトナー飛翔による電流値(トナー電流値)を検出する。   When the setting control is started, first, in step S21, a current value (toner current value) due to toner flying in the developing unit is detected.

詳細には、現像バイアス電源30により、既に設定済みの現像バイアス条件(Vpp、Vdc、デューティ比など)に初期条件として設定したキッカーパルスを付加して、トナーを担持するトナー担持体20に所定の高周波現像バイアス電圧を印加する。そしてトナー電流検知手段32により、キッカーパルスを付加した高周波現像バイアス電圧に対応する像担持体1との間のトナー電流の変化を検知する。   Specifically, the development bias power supply 30 adds a kicker pulse set as an initial condition to the development bias conditions (Vpp, Vdc, duty ratio, etc.) that have already been set, and a predetermined amount is applied to the toner carrier 20 carrying the toner. A high frequency development bias voltage is applied. Then, the toner current detecting means 32 detects a change in toner current with the image carrier 1 corresponding to the high-frequency developing bias voltage to which the kicker pulse is added.

次いで、ステップS22では、現像バイアス制御手段33により、印加した現像バイアス電圧と検出したトナー電流値との位相のズレを計算する。   Next, in step S22, the development bias control means 33 calculates a phase shift between the applied development bias voltage and the detected toner current value.

位相のズレの計算は、既述した位相ズレの検出方法などに従って行う。   The calculation of the phase shift is performed according to the phase shift detection method described above.

ステップS23では、現像バイアス制御手段33により、位相のズレが最小化されているかどうかを判定する。   In step S23, the developing bias control means 33 determines whether or not the phase shift is minimized.

判定基準は手順例1の場合と同様、最小条件を求める公知の手法を用いればよい。   As in the case of the procedure example 1, a known method for obtaining the minimum condition may be used as the determination criterion.

ステップS23で位相のズレが最小化されていると判定した場合(ステップS23;Yes)、ステップS24を実行する。すなわち、キッカーパルスを付加した現像バイアス条件を現状の条件で決定し、現像バイアス条件設定制御の処理は終了する。   If it is determined in step S23 that the phase shift is minimized (step S23; Yes), step S24 is executed. That is, the development bias condition to which the kicker pulse is added is determined based on the current conditions, and the development bias condition setting control process ends.

ステップS23で位相のズレがまだ最小化されていないと判定した場合(ステップS23;No)、ステップS25を実行する。すなわち、現像バイアス制御手段33により、現像バイアス条件のうちキッカーパルスの条件を現状の条件から所定の方向に変更する。   If it is determined in step S23 that the phase shift has not yet been minimized (step S23; No), step S25 is executed. That is, the development bias control means 33 changes the kicker pulse condition among the development bias conditions from the current condition to a predetermined direction.

現像バイアス条件のうちキッカーパルスの条件を変更した上で、最初のステップS21から上記処理手順を繰り返す。ステップS23でYes判定が出て、現像バイアス条件(キッカーパルスの条件)設定制御の処理が終了するまで、ステップS21からステップS25のループは繰り返される。   The processing procedure is repeated from the first step S21 after changing the kicker pulse condition among the development bias conditions. The loop from step S21 to step S25 is repeated until a Yes determination is made in step S23 and the development bias condition (kicker pulse condition) setting control process ends.

以上で手順例2の説明を終わる。   This is the end of the description of Procedure Example 2.

上述したように、本実施形態に係る画像形成装置によれば、現像部にトナーのみを搬送し、現像する方式において、現像部でのトナー飛翔電流値を検知し、印加した所定の高周波現像バイアスとの位相のズレを最小化するように現像バイアス条件を定める。   As described above, according to the image forming apparatus according to the present embodiment, in a method in which only the toner is conveyed to the developing unit and developed, the toner flying current value in the developing unit is detected and the predetermined high frequency developing bias applied. The development bias condition is determined so as to minimize the phase shift between the two.

これにより、プロセス速度がより高速化しても、現像部において現像状態がより平衡状態に近い状態で現像を終了させることができ、種々の部材等が変動してもより安定した画像濃度を得ることができる。   As a result, even when the process speed is further increased, the development can be completed in a state where the development state is closer to the equilibrium state in the developing unit, and a more stable image density can be obtained even if various members are fluctuated. Can do.

なお、上述の実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   In addition, the above-mentioned embodiment is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 感光体(像担持体)
2 現像装置
4 転写手段
5 クリーニング手段
6 帯電手段
7 露光手段
8 記録媒体
20 現像ローラ(トナー担持体)
21 トナー層(又は現像剤)規制部材
22a トナー搬送ローラ
22b 現像剤搬送ローラ(23と合わせて現像剤担持体)
23 磁性体ローラ
24 トナー(又は現像剤)搬送部材
25 トナー(又は現像剤)
26 トナー(又は現像剤)攪拌・搬送槽
30 現像バイアス電源
31 トナー搬送ローラ(又は現像剤担持体)のバイアス電源
32 トナー電流検知手段
33 現像バイアス制御手段
1 Photoconductor (image carrier)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 Developing apparatus 4 Transfer means 5 Cleaning means 6 Charging means 7 Exposure means 8 Recording medium 20 Developing roller (toner carrier)
21 toner layer (or developer) regulating member 22a toner conveying roller 22b developer conveying roller (developer carrying member together with 23)
23 Magnetic roller 24 Toner (or developer) conveying member 25 Toner (or developer)
26 Toner (or developer) agitating / conveying tank 30 Developing bias power supply 31 Bias power supply for toner conveying roller (or developer carrying member) 32 Toner current detecting means 33 Developing bias controlling means

Claims (5)

表面に形成された静電潜像を担持する像担持体と、
表面に帯電したトナーを担持搬送し、対向して配置された前記像担持体上の静電潜像を該トナーで現像するトナー担持体を有する現像装置と、
前記トナー担持体に、前記像担持体と対向する現像部においてトナーを飛翔させ、現像するための現像バイアス電圧を印加する現像バイアス電源と、
前記現像バイアス電源による現像バイアス電圧の印加条件である現像バイアス条件を設定する現像バイアス制御手段と、
前記現像部におけるトナー飛翔によるトナー電流値を検知するトナー電流検知手段と、を有し、
前記現像バイアス電源による現像バイアス電圧は、所定の高周波を有する交番電圧であり、
前記現像バイアス制御手段は、
前記現像バイアス電圧と、前記トナー電流検知手段により検知されたトナー電流値との位相ズレが最小となるように前記現像バイアス条件を制御する
ことを特徴とする画像形成装置。
An image carrier carrying an electrostatic latent image formed on the surface;
A developing device having a toner carrier for carrying and transporting charged toner on the surface and developing the electrostatic latent image on the image carrier disposed oppositely with the toner;
A developing bias power source for applying a developing bias voltage for causing toner to fly to the toner carrying member at a developing portion facing the image carrier and developing;
Development bias control means for setting a development bias condition which is a condition for applying a development bias voltage by the development bias power supply;
Toner current detecting means for detecting a toner current value due to toner flying in the developing unit,
The development bias voltage by the development bias power supply is an alternating voltage having a predetermined high frequency,
The developing bias control means includes
The image forming apparatus, wherein the developing bias condition is controlled so that a phase shift between the developing bias voltage and the toner current value detected by the toner current detecting unit is minimized.
前記現像バイアス条件は、所定の高周波を有する交番電圧の直流成分Vdc、ピーク間電圧Vpp、そしてデューティ比の少なくとも1つである
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the developing bias condition is at least one of a DC component Vdc of an alternating voltage having a predetermined high frequency, a peak-to-peak voltage Vpp, and a duty ratio.
前記現像バイアス電源による現像バイアス電圧は、前記所定の高周波を有する交番電圧にパルス状の電圧を付加したものであり、
前記現像バイアス条件は、前記パルス状の電圧の波形、パルス時間、そしてパルスの電位差の少なくとも1つを含む
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
The development bias voltage by the development bias power source is obtained by adding a pulse voltage to the alternating voltage having the predetermined high frequency,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the development bias condition includes at least one of a waveform of the pulse voltage, a pulse time, and a potential difference between pulses.
前記現像装置は、
表面に前記トナーとキャリアとを含む現像剤を担持搬送し、対向して配置された前記トナー担持体に前記現像剤中の前記トナーを供給する現像剤担持体を有する
ことを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の画像形成装置。
The developing device includes:
The developer carrying body for carrying and carrying the developer including the toner and the carrier on the surface and supplying the toner in the developer to the toner carrying body arranged to face each other. The image forming apparatus according to any one of 1 to 3.
前記現像装置は、複数の前記トナー担持体を有し、
前記現像バイアス制御手段は、
複数の前記トナー担持体を一括して、またはそれぞれのトナー担持体毎に、
前記現像バイアス電圧と、前記トナー電流検知手段により検知されたトナー電流値との位相ズレが最小となるように前記現像バイアス条件を制御する
ことを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の画像形成装置。
The developing device includes a plurality of the toner carriers.
The developing bias control means includes
Collectively a plurality of the toner carriers or for each toner carrier,
5. The development bias condition is controlled such that a phase shift between the development bias voltage and a toner current value detected by the toner current detection unit is minimized. The image forming apparatus described in 1.
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