JP2005003729A

JP2005003729A - Image forming apparatus

Info

Publication number: JP2005003729A
Application number: JP2003164076A
Authority: JP
Inventors: Keiko Igarashi; けい子五十嵐
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-06-09
Filing date: 2003-06-09
Publication date: 2005-01-06

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an image of high image quality without causing fogging in a white base part not only in a normal image formation mode but also in an OHT mode, a gloss mode, a gloss control mode, a high speed mode, etc. <P>SOLUTION: In the image forming apparatus, when an image forming operation is performed in the OHT mode, etc., in which a photoreceptor drum 2a is rotated at a second rotating speed lower than a first rotating speed that is used normally, a development sleeve 21 is rotated such that a rotating speed ratio between the photoreceptor drum 2a and the development sleeve 21 of a development part is made higher than the case where it is rotated at the first rotating speed. This makes it possible to set a Vback at which a fog latitude is obtained, and to ensure an image of high image quality that is free from fog in the white base part. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式等によって像担持体上に形成された静電潜像を現像して可視画像を形成する複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置は、像担持体としての感光ドラム、感光ドラムを所定の極性・電位に帯電する帯電装置、帯電された感光ドラム上に静電潜像を形成する露光装置、静電潜像をトナーによりトナー像として顕像化する現像装置、トナー像を用紙などの転写材に転写する転写装置、トナー像を転写材上に定着させる定着装置などを備えている。
【０００３】
上記したような画像形成装置に用いられる現像装置としては、現像剤担持体としての現像スリーブの表面に顕画剤としての乾式現像剤を担持し、静電潜像を担持した感光ドラムの表面近傍にこの現像剤を搬送供給し、感光ドラムと現像スリーブ間の現像ニップ部に交互（交番）電界を印加しながら静電潜像を現像して顕像化する現像装置が知られている。
【０００４】
また、この現像装置による現像方法としては、例えば２成分系組成（キャリア粒子とトナー粒子）からなる現像剤（２成分現像剤）により、内部に磁界発生手段である磁石を配置した現像スリーブの表面に磁気ブラシを形成させ、微小な現像間隔を保持して対向させた感光ドラムにこの磁気ブラシを摺擦又は近接させ、そして現像スリーブと感光ドラム間の現像ニップ部に連続的に交互電界を印加することによって、トナー粒子の現像スリーブ側から感光ドラム側への転移及び逆転移を繰り返して行わせて現像を行う、いわゆる磁気ブラシ現像法が知られている。
【０００５】
上記のような２成分現像剤を用いる磁気ブラシ現像用の現像装置は、隔壁によって現像室と攪拌室に区画された現像容器を備えており、現像室と攪拌室はそれぞれ攪拌部材としての攪拌搬送スクリューが回転可能に設けられている。現像室の開口部には、所定方向に回転する感光ドラムと微小間隔をおいて所定方向（感光ドラムの回転と同方向又は逆方向）に回転する上記の現像スリーブが対向配置され、その内部には磁石が固定配置されている。なお、通常、２成分磁気ブラシ現像用の現像装置を有する画像形成装置では、感光ドラムと現像スリーブの回転速度の比、及び現像スリーブと攪拌搬送スクリューの回転速度の比は、画像形成装置と現像剤の組み合わせにより決められている。
【０００６】
また、現像容器中にはトナー粒子と磁性キャリアが混合された現像剤が収容されており、トナー粒子と磁性キャリアの混合比（以下、「Ｔ／Ｃ比」という）は、現像により消費されたトナーに見合った量のトナーが、補給用トナーが収容されているトナー貯蔵室から落下補給されることで一定に保っている。
【０００７】
現像容器内に落下補給されたトナーは、攪拌室内の攪拌搬送スクリューによる攪拌によって現像容器内の現像剤中に攪拌され、搬送される。攪拌室内の攪拌搬送スクリューは、現像室内の搬送スクリューの現像剤搬送方向とは逆方向に回転して、現像剤を現像容器の長手方向に沿って搬送する。隔壁には現像容器の手前側と奥側にそれぞれ開口部が設けられており、この開口部を通して現像剤の受け渡しが行われる。
【０００８】
ところで、現像容器内の２成分現像剤のトナー粒子と磁性キャリアの混合比の維持は、出力画像の安定化に非常に重要であり、その検知、維持方法は従来より様々な方式が提案されている。
【０００９】
例えば、感光ドラム周辺に検知手段を設け、感光ドラム上の現像トナー像に光を照射し、このときの透過光あるいは反射光からトナー補給料を調整し、その結果としてＴ／Ｃ比を検知する方式、又は現像スリーブ近傍に検知手段を設け、現像スリーブ上に塗布された現像剤に光を照射したときの反射光からＴ／Ｃ比を検知する方式、又は現像容器内にセンサを設け、コイルのインダクタンスを利用してセンサ近傍の一定体積内における現像剤の見かけ透磁率変化を検知し、Ｔ／Ｃ比を検知する方式などが提案され、実用化されている。
【００１０】
また、電子写真方式により画像を形成する画像形成装置においては、定着処理を変えることによって、画質の異なる画像が形成されることを利用して、種々の画像形成モードを使用することができるように設計されているものが多い。
【００１１】
例えば、主に文字等の画像形成を行う通常の画像形成モードの他に、オーバーヘッドプロジェクター用の透明シート（以下、ＯＨＴという）に透明度の高い画像を形成するＯＨＴモード、色彩の鮮やかさを強調するために光沢性に富んだ画像を形成する光沢モード、紙質に合わせた光沢感を形成するためのモード（グロスコントロールモード）、さらには光沢感が多少劣るが通常より速い速度で画像形成する高速モード等の機能を具備した画像形成装置がある。
【００１２】
上記のＯＨＴモードや光沢モードは定着処理において、加熱温度を上げるか又は加熱時間を長くすることによって、画像を形成しているトナーの溶解度を高め、透明度や光沢性を高めている。このため、ＯＨＴモードや光沢モードにおいては、定着装置に搬送される転写材の搬送速度を下げることによって、転写材が定着装置を通過する時間を長くすることが行われている。
【００１３】
そして、転写材の搬送速度を下げることに対応して、感光ドラムの回転速度も下げられる。同様に転写材である紙の光沢に合わせた光沢感を形成するためには、その光沢を形成するための搬送速度を持つことになる。また、通常より光沢をさげても画像形成速度を速くするために、定着可能な速度の限界まで速くするモードを持つことを可能にする速度を持つ場合もあり、それに合わせて、感光ドラムの回転速度もそのモードに合わせて持つことになる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したＯＨＴモード、光沢モード、グロスコントロールモード、高速モード等においては、上述したように感光ドラムの回転速度及び転写材の搬送速度のそれぞれの速度の変化に伴い、現像スリーブの回転速度及び攪拌室内の攪拌搬送スクリューの回転速度も変化されることになる。
【００１５】
通常は、上述したように感光ドラムと現像スリーブの回転速度の比、及び現像スリーブの回転速度と攪拌搬送スクリューの回転速度は、その現像装置の構成により決められている。そして、転写材の搬送速度の変化に伴い感光ドラムの回転速度が変化した場合にも、その比は一定に保ちながら、現像スリーブ及び攪拌搬送スクリューの回転速度も変化していた。
【００１６】
つまり、通常の画像形成モードにおける感光ドラムの回転速度に対して、光沢モードのように定着速度を落として十分にトナーを溶かしてグロスを出す場合、転写材の搬送速度を低下させるのに伴い、感光ドラムの回転速度も低下させていた。そのため、現像スリーブの回転速度も低下させ、感光ドラムと現像スリーブの周速比を一定に保っていた。同様に、高速モードの場合は、転写材の搬送速度を上げるため、感光ドラムの回転速度も上げ、その感光ドラムと現像スリーブの周速比を一定に保っていた。
【００１７】
ところで、２成分現像剤を使用する現像装置では、キャリアとトナーを接触摩擦帯電させることにより、トナーにトリボが与えられる。この２成分現像剤中のトナートリボ分布は所望のトリボ近傍に集中することが望ましいが、トナーやキャリアの粒径及びキャリアの帯電付与能、更にはトナーの荷電制御剤や帯電を補助する外添剤の状況により、所望のトリボのみを得ることが難しい。
【００１８】
結局、所望のトリボを中心として低トリボと高トリボのトナーも存在し、分布としては所望のトリボを中心として末広がり（ブロード）分布になる。この低トリボのトナーや逆帯電しているトナーが、所望のトリボをもつトナーを制御するはずの現像バイアスでは制御しきれずに、白地部に“かぶり”という現象を引き起こすことになる。
【００１９】
また、上述したように感光ドラムの回転速度低下に伴って現像スリーブの回転速度を低下させると、単位時間内での現像ニップが広がることによって、上記の“かぶり”現象が更に悪化する。
【００２０】
また、耐久が進むにつれて、現像剤中のトナートリボ分布における低トリボ側のトナーが初期に比べて増加することが分かっている。これは、キャリア表面にトナーや外添剤等が付着してキャリアの電荷付与能力を低下させるため、十分にトリボを付与されないトナーが感光ドラム上に現像されず、現像スリーブ上を連れ回り、低トリボトナーが増加してくると考えられている。更に、現像剤中のトナー比が一定のまま耐久が進むと、相対的な現像剤のトリボが低下することになり、このような現象が悪化する。
【００２１】
そこで本発明は、通常画像形成モード以外のモードであるＯＨＴモード、光沢モード、グロスコントロールモード、高速モード等においても、白地部にかぶりのない高品位画質の画像を得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。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、表面に静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体と対向する現像部で前記像担持体に当接又は近接する回転自在な現像剤担持体を有し、現像バイアスを印加した前記現像剤担持体表面に担持した現像剤を前記像担持体側に飛翔させて静電潜像を現像する現像手段とを備えた画像形成装置において、前記像担持体は、通常の画像形成モード時の第１の回転速度と、該第１の回転速度より遅い第２の回転速度を含む２種以上の回転速度を有すると共に、前記現像剤担持体も、前記第１の回転速度と、該第１の回転速度より遅い前記第２の回転速度を含む２種以上の回転速度を有し、かつ前記像担持体と前記現像剤担持体のニップ部での移動速度の比を可変にすることが可能である現像装置を備えた画像形成装置において前記像担持体を前記第１の回転速度よりも遅い第２の回転速度で回転させて画像形成動作を行う場合には、現像部での前記像担持体と前記現像剤担持体との移動速度の比を、前記第１の回転速度で回転させるときよりも大きくなるようにして前記現像剤担持体を回転させることを特徴としている。
【００２３】
また、前記像担持体と前記現像剤担持体のニップ部での移動速度の比は、耐久に伴い、その比を可変にすることが可能であることを特徴としている。
【００２４】
また、前記現像手段は、現像容器内の現像剤を攪拌しながら前記現像剤担持体側に搬送する回転自在な現像剤攪拌手段を有し、前記現像剤担持体を前記第１の回転速度よりも速い回転速度で回転させて現像動作を行う場合には、前記現像剤攪拌手段を前記現像剤担持体の回転速度よりも遅い回転速度で回転させることを特徴としている。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００２６】
〈実施の形態１〉
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像形成装置を示す概略構成図である。本画像形成装置は、４つの画像形成部（画像形成ユニット）を有する電子写真方式のフルカラーレーザプリンタである。この画像形成装置（プリンタ）は、各画像形成部（画像形成ユニット）が、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色に対応して設けられ、各画像形成部にて形成された感光ドラム上のトナー像が、この感光ドラムに対向して移動する転写ベルトにより搬送される転写材上に転写される構成となっている。
【００２７】
即ち、図１に示すように、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各画像形成部（画像形成ユニット）１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｂｋには、それぞれ感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが配設されており、矢印方向（時計方向）に回転される。
【００２８】
各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの周囲には、感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの回転方向に沿って１次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、転写帯電器５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ、クリーニング器（クリーニングブレード）６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄなどがそれぞれ配設されている。また、感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの回転方向に沿って、１次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとの間の上方には露光装置（走査光学装置）７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄがそれぞれ配設されている。
【００２９】
次に、上記した画像形成装置による画像形成動作（通常の画像形成モード）について説明する。
【００３０】
画像形成動作開始信号が発せられると、所定のプロセススピードで回転駆動される画像形成部１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｂｋの各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、それぞれ１次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄによって一様に本実施の形態では負極性に帯電される。そして、露光装置７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは、ホストコンピュータ（不図示）から入力されるカラー色分解された画像信号をレーザ出力部（不図示）にて光信号にそれぞれ変換し、変換された光信号であるレーザ光を、帯電された各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ上にそれぞれ走査露光して静電潜像を形成する。
【００３１】
そして、先ず感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、感光ドラム２ａの帯電極性（負極性）と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４ａによりマゼンタのトナーを付着させて、トナー像として可視像化する。現像装置４ａ（４ｂ，４ｃ，４ｄ）による現像方法として、本実施の形態ではトナー粒子に対して磁性キャリアを混合したものを現像剤として用いて磁気力によって搬送し、感光ドラム２ａ（２ｂ，２ｃ，２ｄ）に対して接触状態で現像する２成分接触現像法を用いた。また、本実施の形態では、露光部にトナーを付着させる反転現像であり、負帯電性のトナーを使用した（現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの詳細については後述する）。
【００３２】
そして、トナー像の形成タイミングに合わせてカセット（不図示）に収納された用紙などの転写材Ｐが給紙ローラ１４により給紙され、駆動ローラ９の駆動によって回転される転写ベルト８表面に吸着バイアスが印加された吸着ローラ（不図示）によって転写材Ｐが静電吸着されて、画像形成部１Ｍの感光ドラム２ａと転写帯電器５ａ間の転写部に搬送され、転写電源（不図示）から転写バイアス（トナーと逆極性（正極性））が印加された転写帯電器５ａにより、マゼンタのトナー像が転写材Ｐ上に転写される。転写ベルト８は、駆動ローラ９と従動ローラ１０，１１間に張架されており、駆動ローラ１０の回転駆動によって矢印方向（反時計方向）に回転（移動）される。そして、クリーニング器（クリーニングブレード）６ａによって、感光ドラム２ａ上の転写残りトナーを掻き落としてクリーニングする。
【００３３】
そして、マゼンタのトナー像が転写された転写材Ｐは転写ベルト８表面に吸着されて画像形成部１Ｃ側に移動される。そして、画像形成部１Ｃの転写部においても、前記同様にして感光ドラム２ｂに形成されたシアンのトナー像を、転写材Ｐ上のマゼンタのトナー像上に重ね合わせて、転写バイアス（トナーと逆極性（正極性））が印加された転写帯電器５ｂにより転写される。
【００３４】
以下、同様にして転写材Ｐ上に重畳転写されたマゼンタ、シアンのトナー像上に、画像形成部１Ｙ，１Ｂｋの感光ドラム２ｃ，２ｄで形成されたイエロー、ブラックのトナー像を、各転写部にて転写バイアス（トナーと逆極性（正極性））が印加された転写帯電器５ｃ，５ｄにより順次重ね合わせて、フルカラーのトナー像を転写材Ｐ上に形成する。
【００３５】
そして、フルカラーのトナー像が形成された転写材Ｐは転写ベルト８表面から分離されて定着装置１３に搬送され、定着装置１３の定着ローラ１３ａと加圧ローラ１３ｂ間の定着ニップ部でフルカラーのトナー像を加熱、加圧して転写材Ｐ表面に熱定着した後に排紙トレイ（不図示）に排出して、一連の画像形成動作を終了する。また、転写ベルト８上に付着したトナーなどは、ベルトクリーニング部材１２によって除去される。
【００３６】
次に、上記した現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄについて説明する。なお、各現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの構成は同様なので、本実施の形態では画像形成部１Ｍの現像装置４ａのみについて説明する。
【００３７】
図２に示すように、現像装置４ａの現像容器２０内は、隔壁２４によって現像室２５と攪拌室２６とに区画され、攪拌室２６にはトナー補給室（不図示）から現像で消費されたトナーに見合った量のトナーが補給され、常に一定のトナー濃度を保つように構成されている。現像室２５と攪拌室２６内には、トナー粒子と磁性キャリアが混合された２成分現像剤（以下、現像剤という）ｔが収容されている。
【００３８】
現像容器２０の感光ドラム２ａに近接する部位に形成した開口部には、固定マグネットローラ２２を内包した回転自在な非磁性の現像スリーブ２１が配置されている。また、現像スリーブ２１近傍には、現像剤ｔを現像スリーブ２１表面に薄層形成するための規制ブレード２３が設置されている。
【００３９】
現像室２５内には現像剤搬送スクリュー２７が設置されており、回転駆動することによって現像剤ｔを現像スリーブ３の長手方向に沿って攪拌搬送する。また、攪拌室２６内に設置されている現像剤搬送スクリュー２８による現像剤ｔの攪拌搬送方向は、現像剤搬送スクリュー２７の搬送方向とは反対方向である。また、隔壁２４の図２の紙面に対して手前側と奥側にはそれぞれ開口部（不図示）が設けられており、現像剤搬送スクリュー２７で搬送された現像剤ｔは一方の上記開口部から現像材搬送スクリュー２８に受け渡され、更に、現像材搬送スクリュー２８で攪拌搬送された現像剤ｔは他方の上記開口部から現像剤搬送スクリュー２７に受け渡される。
【００４０】
上記現像装置４ａによる現像時には、矢印ｂ方向（時計方向）に回転する現像バイアスが印加された現像スリーブ２１により固定マグネットローラ２２のＮ２極で汲み上げられた現像剤ｔはＮ１極からＳ１極に搬送され、その途中で規制ブレード２３により層厚が規制されて薄層の現像剤ｔが現像スリーブ２１表面に担持される。そして、Ｓ１極の磁界によって穂立ちした現像剤ｔが矢印ａ方向（時計方向）に回転する感光ドラム２ａに形成された静電潜像を現像して可視像化する。その後、現像に寄与しなかった現像スリーブ２１表面の現像剤ｔは、固定マグネットローラ２２のＮ３極、Ｓ２極、Ｎ２極と搬送されて、Ｎ２極、Ｎ１極間の反発磁界により現像室２５内に落下し戻される。
【００４１】
また、現像スリーブ２１に印加する現像バイアスとしては、下記に説明するものが望ましい。即ち、現像バイアスの印加が、現像剤ｔに感光ドラム２ａから現像スリーブ２１に向かう方向の力を与える電圧をある時間印加する工程と、逆に現像剤ｔに現像スリーブ２１から感光ドラム２ａに向かう力を与える電圧をある時間印加する工程とを交互に複数回繰り返す交流バイアスと、かつその交流バイアスの現像スリーブ２１から感光ドラム２ａに向かう力を与える電圧を印加した後に、感光ドラム２ａ上の静電潜像の画像部の電圧と非画像部の電圧との間にある直流電圧を現像スリーブ２１に一定時間印加し、これら交流バイアスと直流バイアスの組み合わせサイクルを繰り返すことによって行う（以下、この現像バイアスを、ブランク・パルス・バイアスという）。
【００４２】
また、本実施の形態の画像形成装置は、制御装置（ＣＰＵ）３１からの制御信号に基づいて、感光ドラム２ａ（２ｂ，２ｃ，２ｄ）を駆動する感光ドラムモータ２９と現像装置４ａ（４ｂ，４ｃ，４ｄ）の現像スリーブ２１を駆動する現像スリーブモータ３０をそれぞれ独立して回転駆動を制御することができる。
【００４３】
よって、通常の画像形成モードから、上記したＯＨＴモード、光沢モード、グロスコントロールモード、高速モードに切り替えた場合には、それぞれのモードに応じて感光ドラム２ａ（２ｂ，２ｃ，２ｄ）と現像スリーブ２１の各回転速度をそれぞれ独立して可変させることができる。更に、本実施の形態の画像形成装置は、現像スリーブ２１と現像材搬送スクリュー２７、２８の各回転速度もそれぞれ独立して可変させることができる。
【００４４】
上記した画像形成動作は通常の画像形成モードの場合であったが、本画像形成装置は、通常の画像形成モード以外に、上記したＯＨＴモード、光沢モード、グロスコントロールモード、高速モードでも画像形成動作を行うことができる。次に、上記したＯＨＴモード、光沢モード、グロスコントロールモード、高速モードのうちからＯＨＴモードの場合について説明する。
【００４５】
上述した普通紙等の転写材Ｐに画像を転写、定着する通常の画像形成モードにおける画像形成動作では、転写材Ｐを速度Ｖ１で搬送して画像が形成される場合、感光ドラム２ａの周速度をＶａ１とする。このときの現像スリーブ２１の周速度をＶｂ１とし、そのＶｂ１／Ｖａ１（現像スリーブの対感光ドラム周速比）をｎ１とする。
【００４６】
これに対して、オーバーヘッドプロジェクター用のＯＨＴに画像を転写、定着する場合、透明度の高い画像を形成するために、定着工程においてトナーの溶解度を高めて画像の透明度を上げることが行われ、トナーの溶解度は定着時間を長くすることと、定着温度を高くすることによって高められるので、ＯＨＴに画像を転写、定着するＯＨＴモードの場合には、転写材Ｐが定着装置１３の定着ローラ１３ａと加圧ローラ１３ｂ間の定着ニップ部を通過する速度を下げることが行われる。そして、転写材Ｐの搬送速度の低下に伴って、感光ドラム２ａの回転速度も通常の画像形成モード時のＶａ１からＶａ２に低下（Ｖａ１＞Ｖａ２）させることになる。
【００４７】
この際、従来では感光ドラム２ａの回転速度を上記のように変化した場合、その感光ドラム２ａの回転速度と現像装置４ａの現像スリーブ２１の回転速度が、通常の画像形成モード時におけるｎ１（現像スリーブの対感光ドラム周速比：Ｖｂ１／Ｖａ１）になるように変化させていた。
【００４８】
また、この際、通常の画像形成モード時における感光ドラム２ａの回転速度を１５０ｍｍ／ｓｅｃとしたときに、ｎ１（現像スリーブの対感光ドラム周速比：Ｖｂ１／Ｖａ１）を１．５し、また、現像バイアスとして上記のブランク・パルス・バイアス（本実施の形態では、８ｋＨｚの矩形波形に同じ長さのブランクを印加してピーク間電圧（Ｖｐｐ）を１．８ｋＶとした）を印加した。
【００４９】
そして、白地部における感光ドラム２ａ表面の電位Ｖと現像スリーブ２１表面の電位Ｖｄｃとの間の電位差をＶｂａｃｋとしたとき、このＶｂａｃｋに対する感光ドラム２ａ上のトナーによるかぶり反射率を測定した（かぶり反射率については後述する）。なお、感光ドラム２ａ上のかぶり反射率の基準としては、感光ドラム上で３％以下が望ましく、感光ドラム上で３％以上になると、結果として転写材に転写されるものが増え、転写材（紙）上にもかぶり画像となって現れてくる。
【００５０】
また、本発明者の実験では、現像スリーブ２１上の現像剤量が２０〜４０ｍｇ／ｃｍ^２、現像剤のトナー濃度（Ｔ／Ｄ比（Ｔ：トナー量、Ｄ：現像剤量）が５〜１２％（この実験に用いた２成分現像剤のＴ／Ｄ比は８％））であり、単位質量あたりの平均電荷量が約３０μＣ／ｇであるトナーを用いた。
【００５１】
図３は、この実験におけるＶｂａｃｋ（Ｖ）とかぶり反射率（％）の関係を示した図である。この図において、ａは通常の画像形成モード（通常の画像形成動作）において感光ドラム２ａと現像スリーブ２１を通常の回転速度で回転させた場合の、Ｖｂａｃｋ（Ｖ）とかぶり反射率（％）の関係を示している。一方、ｂは現像スリーブ２１の感光ドラム２ａに対する周速比を一定にしたまま、感光ドラム２ａの周速を減速（ａの場合に対して１／２に減速）させた場合の、Ｖｂａｃｋ（Ｖ）とかぶり反射率（％）の関係を示している。
【００５２】
図３のａとｂから明らかなように、ｂの場合のように感光ドラム２ａの周速を減速させると、かぶり反射率が上昇しかぶりが悪くなった。
【００５３】
感光ドラム２ａの帯電状況や現像バイアスの振れ等を考慮すると、Ｖｂａｃｋが最低でもその中心値に対して±３０Ｖはかぶりが３％以下となる範囲があることが望ましい。そこで、本発明の実施の形態１では、上記したＯＨＴモード等で画像形成動作を行う場合には、制御装置３１からの制御信号により感光ドラムモータ２９と現像スリーブモータ３０を制御して感光ドラム２ａの周速はそのままにして、現像スリーブ２１の周速を上げるようにした。この結果、図３のｃのように、上記ｂの場合に比べて大幅にかぶりがよくなった。
【００５４】
図３に示した実験結果から明らかなように、ＯＨＴモード等の場合のように現像スリーブ２１と感光ドラム２ａの両方の周速が遅い場合（図３のｂ）、即ち現像スリーブ２１と感光ドラム２ａ間における現像ニップ時間が十分に取れるために、現像バイアスで制御しきれない“かぶり”となって現れるトナーが感光ドラム２ａ上に移動する時間が十分にあることになり、結果として“かぶり”が悪くなることになる。
【００５５】
以上の実験結果をふまえ本実施の形態では、上記したＯＨＴモード時などで、感光ドラム２ａの周速が通常の画像形成モード時の回転速度より遅い場合、現像スリーブ２１の対感光ドラム周速比を変化させ、現像スリーブ２１を、通常の画像形成モード時における現像スリーブ２１の回転速度と同じ回転速度で回転するように制御することによって、かぶりのラティチュードのとれるＶｂａｃｋを設定することが可能になり、高品位画質の画像を得ることができた。
【００５６】
（かぶり反射率）
図３に示した実験におけるかぶり反射率の測定について説明する。測定原理としては、光源から試料（紙）に光を照射し、その反射光（反射光量）を測定することにより、反射率（％）を得る。そして、トナーのかぶり反射率を得るときに、複写機の場合は、現像器を動作させずに通紙した紙（定着器によるオイル付着等の影響を受けた紙）を基準紙とし、基準紙との差分でトナーのかぶり量を定義する。本発明者の実験では、ＴｏｋｙｏＤｅｎｓｈｏｋｕＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｅｎｔｅｒ社製の反射率計（ＲＥＦＬＥＣＴＯＭＥＴＥＲ）・型式ＴＣ−６Ｄを用いて行った。
【００５７】
先ず、基準紙（本実験では、白紙にマイラーテープを貼ったもの）をかぶり測定サンプルを取る場合に同時に用意しておく。次に、測定したい条件で感光ドラム上に現像動作させたものに対して、感光ドラム上にマイラーテープを貼り付け、剥離する。そして、そのマイラーテープを白紙上に貼り付け、測定サンプルとする。
【００５８】
その後、シアン測定の場合はアンバー、イエロー測定の場合はブルー、マゼンタ及びブラック測定の場合はグリーンのフィルターを使用して、測定する。そのときの測定サンプルの測定値をＡ（％）とし、基準サンプルの測定値をＢ（％）とする。そして、かぶり反射率を、かぶり反射率＝Ａ−Ｂ（％）として、求めることができる。
【００５９】
〈実施の形態２〉
本実施の形態においても、図１、図２に示した現像装置を有する画像形成装置を用い、重複する説明は省略する。本実施の形態では、上記した実施の形態１において、感光ドラム２ａの周速が通常の画像形成モード時の回転速度より遅い場合（ＯＨＴモード等）に、耐久に伴い現像スリーブ２１の対感光ドラム周速比を変化させるようにした。
【００６０】
これは、耐久が進むにつれて、現像剤中のトナートリボ分布における低トリボ側のトナーが初期に比べて増加するためである。耐久していくと、キャリア表面にトナーや外添剤等が付着してキャリアの電荷付与能力を低下させるため、十分にトリボを付与されないトナーが感光ドラム２ａ上に現像されず、現像スリーブ２１上を連れ回り、低トリボトナーが増加してくると考えられている。更に、現像剤中のトナー比が一定のまま耐久が進むと、相対的な現像剤のトリボが低下することになり、“かぶり”現象が悪化していく。
【００６１】
そこで、常に“かぶり”ラティチュードを保つためには、感光ドラム２ａの周速が通常の画像形成モード時の回転速度より遅い場合、現像スリーブ２１の対感光ドラム周速比を変化させる必要があることは実施の形態１で述べた。そして、耐久に伴い感光ドラム２ａの周速が通常の画像形成モード時の回転速度より遅くなった場合に、現像スリーブ２１の対感光ドラム周速比を変化させるようにした。
【００６２】
本実施の形態では、特に耐久劣化が顕著な現像剤に有効であり、その耐久剤に適した周速にしてやることにより、現像スリーブ２１の対ドラム周速比を少しでも低下させることができる。これによって、図２に示した現像装置４ａの現像剤攪拌スクリュー２７、２８の回転速度及び、現像スリーブ２１表面の現像剤が規制ブレード２３を通過する回数が減少し、現像剤劣化を少しでも抑えることが可能となる。
【００６３】
〈実施の形態３〉
本実施の形態においても、図１、図２に示した現像装置を有する画像形成装置を用い、重複する説明は省略する。本実施の形態では、上記の実施の形態１において、現像剤攪拌スクリュー２７、２８の回転速度と現像スリーブ２１の回転速度との比も可変させるようにした。
【００６４】
高速モード時等において感光ドラム２ａ（２ｂ，２ｃ，２ｄ）の周速を速くする場合に、それに合わせて現像スリーブ２１の回転も速し、それに合わせて現像剤攪拌スクリュー２７、２８の回転も速くする従来の構成では、キャリアとトナーの摩擦回数が増え、現像剤の劣化が早くなってしまう。このため、実施の形態２で述べたように、“かぶり”現象が悪化していく。
【００６５】
そこで、本実施の形態では、高速モード時において、感光ドラム２ａ（２ｂ，２ｃ，２ｄ）の周速を速くし、それに合わせて現像スリーブ２１の回転を速くした場合でも、制御装置３１の制御により現像剤攪拌スクリュー２７、２８の回転速度を通常の画像形成モード時における回転速度に保持するようにした。
【００６６】
このように、高速モード時において、感光ドラム２ａ（２ｂ，２ｃ，２ｄ）の周速と現像スリーブ２１の回転が速い場合でも、現像剤攪拌スクリュー２７、２８の回転速度を通常の画像形成モード時における回転速度に保持することによって、現像容器２０内での現像剤劣化を少しでも抑えることが可能となる。また、現像容器２０内にコイルのインダクタンスを利用してＴ／Ｃ比を検知する方式が利用されている場合でも、嵩密度が変化することがないため、安定したＴ／Ｃ比検知が可能となる。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、像担持体を通常時の第１の回転速度よりも遅い第２の回転速度で回転させて画像形成動作を行う場合には、現像部での像担持体と現像剤担持体との移動速度の比を、第１の回転速度で回転させるときよりも大きくなるようにして現像剤担持体を回転させることにより、白地部にかぶりのない高品位画質の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置を示す概略構成図。
【図２】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の現像装置を示す概略断面図。
【図３】感光ドラムと現像スリーブの各周速を変化させた場合におけるＶｂａｃｋとかぶり反射率の関係を示した図。
【符号の説明】
１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｂｋ画像形成部
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ感光ドラム（像担持体）
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ１次帯電器
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ現像装置
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ転写帯電器
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ露光装置
８転写ベルト
１３定着装置
２１現像スリーブ（現像剤担持体）
２７、２８現像剤搬送スクリュー（現像剤攪拌手段）
３１制御装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile machine that develops an electrostatic latent image formed on an image carrier by an electrophotographic method or an electrostatic recording method to form a visible image.
[0002]
[Prior art]
Image forming apparatuses such as copiers, printers, and facsimiles using an electrophotographic system include a photosensitive drum as an image carrier, a charging device that charges the photosensitive drum to a predetermined polarity and potential, and an electrostatic image on the charged photosensitive drum. An exposure device that forms a latent image, a developing device that visualizes the electrostatic latent image as a toner image with toner, a transfer device that transfers the toner image to a transfer material such as paper, and a fixing device that fixes the toner image on the transfer material Etc.
[0003]
As a developing device used in the image forming apparatus as described above, a dry developer as a developer is carried on the surface of a developing sleeve as a developer carrying member, and the vicinity of the surface of the photosensitive drum carrying an electrostatic latent image. There is known a developing device that conveys and supplies the developer and develops and visualizes the electrostatic latent image while applying an alternating (alternate) electric field to the developing nip portion between the photosensitive drum and the developing sleeve.
[0004]
Further, as a developing method by this developing device, for example, the surface of the developing sleeve in which a magnet (magnetic field generating means) is disposed inside by a developer (two-component developer) having a two-component composition (carrier particles and toner particles). The magnetic brush is rubbed or brought close to the opposing photosensitive drum while maintaining a small development interval, and an alternating electric field is continuously applied to the developing nip portion between the developing sleeve and the photosensitive drum. Thus, there is known a so-called magnetic brush developing method in which development is performed by repeatedly transferring toner particles from the developing sleeve side to the photosensitive drum side and reversely transferring them.
[0005]
A developing device for magnetic brush development using the two-component developer as described above includes a developing container partitioned into a developing chamber and a stirring chamber by a partition, and the developing chamber and the stirring chamber are each agitated and conveyed as a stirring member. A screw is rotatably provided. In the opening of the developing chamber, a photosensitive drum that rotates in a predetermined direction and the above-described developing sleeve that rotates in a predetermined direction (same direction as or opposite to the rotation of the photosensitive drum) with a small interval are disposed opposite to each other. The magnet is fixedly arranged. Normally, in an image forming apparatus having a developing device for developing two-component magnetic brushes, the ratio of the rotational speed of the photosensitive drum to the developing sleeve and the ratio of the rotational speed of the developing sleeve to the stirring and conveying screw are the same as those of the image forming apparatus and the developing device. It is determined by the combination of agents.
[0006]
The developer container contains a developer in which toner particles and magnetic carrier are mixed, and the mixing ratio of toner particles and magnetic carrier (hereinafter referred to as “T / C ratio”) is consumed by development. The amount of toner commensurate with the toner is kept constant by being dropped and replenished from the toner storage chamber containing the replenishing toner.
[0007]
The toner dropped and replenished into the developing container is stirred and transported into the developer in the developing container by stirring with the stirring and transporting screw in the stirring chamber. The agitating and conveying screw in the agitating chamber rotates in the direction opposite to the developer conveying direction of the conveying screw in the developing chamber, and conveys the developer along the longitudinal direction of the developing container. The partition wall is provided with openings on the front side and the back side of the developing container, and the developer is delivered through the openings.
[0008]
By the way, maintaining the mixing ratio between the toner particles of the two-component developer in the developing container and the magnetic carrier is very important for stabilizing the output image, and various detection and maintenance methods have been proposed. Yes.
[0009]
For example, a detecting means is provided around the photosensitive drum, and light is applied to the developed toner image on the photosensitive drum, the toner replenishment charge is adjusted from the transmitted light or reflected light at this time, and the T / C ratio is detected as a result. A detection method is provided in the vicinity of the developing sleeve or the developing sleeve, and a T / C ratio is detected from reflected light when the developer applied on the developing sleeve is irradiated with light, or a sensor is provided in the developing container, and the coil A method of detecting a change in the apparent permeability of the developer in a certain volume near the sensor by using the inductance of the sensor and detecting the T / C ratio has been proposed and put into practical use.
[0010]
Also, in an image forming apparatus that forms an image by electrophotography, various image forming modes can be used by utilizing the fact that images with different image quality are formed by changing the fixing process. Many are designed.
[0011]
For example, in addition to a normal image forming mode that mainly forms images of characters and the like, an OHT mode that forms a highly transparent image on a transparent sheet for overhead projectors (hereinafter referred to as OHT), emphasizes the vividness of colors. Therefore, a gloss mode that forms images with high glossiness, a mode for forming glossiness that matches the paper quality (gloss control mode), and a high-speed mode that forms images at a faster speed than usual, although the glossiness is slightly inferior. There are image forming apparatuses having such functions.
[0012]
The above OHT mode and gloss mode increase the solubility of the toner forming the image and increase the transparency and gloss by increasing the heating temperature or lengthening the heating time in the fixing process. For this reason, in the OHT mode and the gloss mode, the time for the transfer material to pass through the fixing device is lengthened by lowering the conveyance speed of the transfer material conveyed to the fixing device.
[0013]
The rotational speed of the photosensitive drum is also reduced in response to the reduction in the transfer material conveyance speed. Similarly, in order to form a glossy feeling that matches the gloss of the paper that is the transfer material, it has a conveying speed for forming the gloss. In addition, in order to increase the image forming speed even if the gloss is made lower than usual, it may have a speed that allows the mode to be fastened to the limit of the fixing speed, and the rotation of the photosensitive drum accordingly. You will also have speed to match that mode.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described OHT mode, gloss mode, gloss control mode, high-speed mode, etc., as described above, the rotational speed of the developing sleeve and the transfer speed of the developing sleeve are changed in accordance with the change in the rotational speed of the photosensitive drum and the transfer speed of the transfer material. The rotational speed of the stirring and conveying screw in the stirring chamber is also changed.
[0015]
Normally, as described above, the ratio between the rotational speeds of the photosensitive drum and the developing sleeve, and the rotational speed of the developing sleeve and the rotational speed of the stirring and conveying screw are determined by the configuration of the developing device. Even when the rotation speed of the photosensitive drum is changed with the change in the transfer speed of the transfer material, the rotation speed of the developing sleeve and the agitation transfer screw is also changed while keeping the ratio constant.
[0016]
That is, when the toner is sufficiently melted and the gloss is sufficiently reduced by lowering the fixing speed as in the glossy mode with respect to the rotational speed of the photosensitive drum in the normal image forming mode, as the transfer speed of the transfer material is lowered, The rotational speed of the photosensitive drum was also reduced. Therefore, the rotational speed of the developing sleeve is also reduced, and the peripheral speed ratio between the photosensitive drum and the developing sleeve is kept constant. Similarly, in the high speed mode, in order to increase the transfer speed of the transfer material, the rotational speed of the photosensitive drum is also increased, and the peripheral speed ratio between the photosensitive drum and the developing sleeve is kept constant.
[0017]
By the way, in a developing device using a two-component developer, tribo is given to the toner by charging the carrier and the toner by frictional contact. The toner tribo distribution in the two-component developer is preferably concentrated in the vicinity of the desired tribo. However, the toner and carrier particle diameters and the carrier charge imparting ability, as well as the toner charge control agent and the external additive to assist charging In this situation, it is difficult to obtain only the desired tribo.
[0018]
Eventually, there are low and high tribo toners centered on the desired tribo, and the distribution becomes a broad distribution centering on the desired tribo. The low tribo toner or the reversely charged toner cannot be controlled by the developing bias that should control the toner having the desired tribo, and causes a phenomenon of “fogging” on the white background.
[0019]
Further, as described above, when the rotation speed of the developing sleeve is decreased along with the decrease in the rotation speed of the photosensitive drum, the above-described “fogging” phenomenon is further aggravated by the development nip spreading within a unit time.
[0020]
Further, it is known that as the durability progresses, the toner on the low tribo side in the toner tribo distribution in the developer increases compared to the initial stage. This is because toner or external additives adhere to the carrier surface and reduce the charge imparting ability of the carrier, so that toner that is not sufficiently applied with tribo is not developed on the photosensitive drum, but is rotated on the developing sleeve and low It is believed that the number of tribotoners will increase. Further, if the durability progresses while the toner ratio in the developer is constant, the relative developer tribo is lowered, and this phenomenon is worsened.
[0021]
Accordingly, the present invention provides an image forming apparatus capable of obtaining a high-quality image without fogging on a white background portion even in an OHT mode, a gloss mode, a gloss control mode, a high-speed mode, etc., which are modes other than the normal image forming mode. The purpose is to provide.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides an image carrier that carries an electrostatic latent image on its surface, and a rotatable developer that abuts or approaches the image carrier at a developing portion facing the image carrier. In the image forming apparatus, the image forming apparatus includes: a developing unit that develops an electrostatic latent image by causing a developer carried on the surface of the developer carrying member to which a developing bias is applied to fly to the image carrier side. The image carrier has two or more rotational speeds including a first rotational speed in a normal image forming mode and a second rotational speed that is slower than the first rotational speed. Two or more rotation speeds including the first rotation speed and the second rotation speed slower than the first rotation speed, and at a nip portion between the image carrier and the developer carrier. With a developing device capable of varying the moving speed ratio When an image forming operation is performed by rotating the image carrier at a second rotational speed that is lower than the first rotational speed in the apparatus, the image carrier and the developer carrier at the developing unit The developer carrying member is rotated such that the ratio of the moving speeds is larger than that when rotating at the first rotation speed.
[0023]
In addition, the ratio of the moving speed at the nip portion between the image carrier and the developer carrier can be made variable with durability.
[0024]
The developing means includes a rotatable developer agitating means for agitating the developer in the developing container and transporting the developer carrier to the developer carrying body side, and the developer carrying body is moved at a speed higher than the first rotation speed. In the case where the developing operation is performed while rotating at a high rotation speed, the developer stirring means is rotated at a rotation speed slower than the rotation speed of the developer carrier.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiments.
[0026]
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The image forming apparatus is an electrophotographic full color laser printer having four image forming units (image forming units). In this image forming apparatus (printer), each image forming unit (image forming unit) is provided corresponding to four colors of magenta, cyan, yellow, and black, and is on a photosensitive drum formed by each image forming unit. The toner image is transferred onto a transfer material conveyed by a transfer belt that moves to face the photosensitive drum.
[0027]
That is, as shown in FIG. 1, photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d are arranged in the magenta, cyan, yellow, and black image forming units (image forming units) 1M, 1C, 1Y, and 1Bk, respectively. It is rotated in the direction of the arrow (clockwise).
[0028]
Around each photosensitive drum 2a, 2b, 2c, 2d, primary chargers 3a, 3b, 3c, 3d, developing devices 4a, 4b, 4c, along the rotational direction of the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, 2d. 4d, transfer chargers 5a, 5b, 5c, and 5d, and cleaning devices (cleaning blades) 6a, 6b, 6c, and 6d are provided. Further, along the rotational direction of the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, 2d, an exposure device (scanning) is disposed above the primary chargers 3a, 3b, 3c, 3d and the developing devices 4a, 4b, 4c, 4d. Optical devices) 7a, 7b, 7c, 7d are provided.
[0029]
Next, an image forming operation (normal image forming mode) by the above-described image forming apparatus will be described.
[0030]
When the image forming operation start signal is issued, the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d of the image forming units 1M, 1C, 1Y, and 1Bk that are rotationally driven at a predetermined process speed are respectively connected to the primary chargers 3a and 3b. , 3c, 3d are uniformly charged to negative polarity in this embodiment. The exposure apparatuses 7a, 7b, 7c, and 7d convert the color-separated image signals input from the host computer (not shown) into optical signals at the laser output unit (not shown), respectively. Laser light, which is an optical signal, is scanned and exposed on each of the charged photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d to form an electrostatic latent image.
[0031]
First, magenta toner is attached to the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 2a by the developing device 4a to which a developing bias having the same polarity as the charging polarity (negative polarity) of the photosensitive drum 2a is applied. Visualize as an image. As a developing method by the developing device 4a (4b, 4c, 4d), in the present embodiment, toner particles mixed with a magnetic carrier are used as a developer and conveyed by magnetic force, and the photosensitive drums 2a (2b, 2c). , 2d), a two-component contact development method is used in which development is performed in contact. Further, in the present embodiment, the reversal development is performed by attaching toner to the exposed portion, and negatively charged toner is used (details of the developing devices 4a, 4b, 4c, and 4d will be described later).
[0032]
Then, a transfer material P such as paper stored in a cassette (not shown) is fed by the paper feed roller 14 in accordance with the toner image formation timing, and is attracted to the surface of the transfer belt 8 rotated by driving of the drive roller 9. The transfer material P is electrostatically adsorbed by an attracting roller (not shown) to which a bias is applied, and is conveyed to a transfer portion between the photosensitive drum 2a of the image forming portion 1M and the transfer charger 5a, from a transfer power source (not shown). A magenta toner image is transferred onto the transfer material P by the transfer charger 5a to which a transfer bias (opposite polarity (positive polarity) from the toner) is applied. The transfer belt 8 is stretched between the driving roller 9 and the driven rollers 10 and 11, and is rotated (moved) in the arrow direction (counterclockwise) by the rotational driving of the driving roller 10. Then, the toner remaining on the photosensitive drum 2a is scraped off and cleaned by a cleaning device (cleaning blade) 6a.
[0033]
The transfer material P onto which the magenta toner image has been transferred is attracted to the surface of the transfer belt 8 and moved to the image forming unit 1C side. In the transfer unit of the image forming unit 1C, the cyan toner image formed on the photosensitive drum 2b in the same manner as described above is superimposed on the magenta toner image on the transfer material P to transfer bias (reverse to the toner). Transfer is performed by the transfer charger 5b to which the polarity (positive polarity) is applied.
[0034]
Similarly, the yellow and black toner images formed by the photosensitive drums 2c and 2d of the image forming units 1Y and 1Bk on the magenta and cyan toner images superimposed and transferred onto the transfer material P are similarly transferred to the transfer units. Then, a full color toner image is formed on the transfer material P by sequentially superimposing them by the transfer chargers 5c and 5d to which a transfer bias (opposite polarity (positive polarity) to the toner) is applied.
[0035]
The transfer material P on which the full-color toner image is formed is separated from the surface of the transfer belt 8 and conveyed to the fixing device 13, and the full-color toner is formed at the fixing nip portion between the fixing roller 13 a and the pressure roller 13 b of the fixing device 13. The image is heated and pressurized to be thermally fixed on the surface of the transfer material P, and then discharged onto a paper discharge tray (not shown), thus completing a series of image forming operations. Further, toner or the like adhering to the transfer belt 8 is removed by the belt cleaning member 12.
[0036]
Next, the developing devices 4a, 4b, 4c and 4d will be described. Since the developing devices 4a, 4b, 4c, and 4d have the same configuration, only the developing device 4a of the image forming unit 1M will be described in the present embodiment.
[0037]
As shown in FIG. 2, the inside of the developing container 20 of the developing device 4a is divided into a developing chamber 25 and an agitating chamber 26 by a partition wall 24, and the agitating chamber 26 is consumed by development from a toner replenishing chamber (not shown). An amount of toner commensurate with the toner is replenished, and the toner density is always kept constant. In the developing chamber 25 and the stirring chamber 26, a two-component developer (hereinafter referred to as a developer) t in which toner particles and a magnetic carrier are mixed is accommodated.
[0038]
A rotatable nonmagnetic developing sleeve 21 including a fixed magnet roller 22 is disposed in an opening formed in a portion of the developing container 20 close to the photosensitive drum 2a. Further, a regulating blade 23 for forming a thin layer of the developer t on the surface of the developing sleeve 21 is installed in the vicinity of the developing sleeve 21.
[0039]
A developer conveying screw 27 is installed in the developing chamber 25, and the developer t is stirred and conveyed along the longitudinal direction of the developing sleeve 3 by being driven to rotate. Further, the agitating and conveying direction of the developer t by the developer conveying screw 28 installed in the agitating chamber 26 is opposite to the conveying direction of the developer conveying screw 27. Further, openings (not shown) are respectively provided on the front side and the back side of the paper surface of the partition wall 24 in FIG. 2, and the developer t transported by the developer transport screw 27 is one of the above-described openings. Then, the developer t that has been agitated and conveyed by the developer conveying screw 28 is delivered to the developer conveying screw 27 from the other opening.
[0040]
During development by the developing device 4a, the developer t pumped up at the N2 pole of the fixed magnet roller 22 by the developing sleeve 21 to which a developing bias rotating in the direction of arrow b (clockwise) is applied is conveyed from the N1 pole to the S1 pole. In the middle of this, the layer thickness is regulated by the regulating blade 23, and a thin developer t is carried on the surface of the developing sleeve 21. Then, the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 2a in which the developer t spiked by the magnetic field of the S1 pole rotates in the direction of arrow a (clockwise) is developed to be a visible image. Thereafter, the developer t on the surface of the developing sleeve 21 that has not contributed to the development is transported to the N3 pole, S2 pole, and N2 pole of the fixed magnet roller 22, and in the developing chamber 25 due to the repulsive magnetic field between the N2 pole and the N1 pole. Will fall back to.
[0041]
Further, the developing bias applied to the developing sleeve 21 is preferably as described below. That is, the developing bias is applied to the developer t with a voltage that applies a force in the direction from the photosensitive drum 2a to the developing sleeve 21 for a certain period of time, and conversely, the developer t is applied to the developer t from the developing sleeve 21 to the photosensitive drum 2a. After applying an AC bias alternately repeating a step of applying a voltage for applying a certain time for a certain number of times and a voltage for applying a force from the developing sleeve 21 of the AC bias toward the photosensitive drum 2a, the static bias on the photosensitive drum 2a is applied. A DC voltage between the image portion voltage and the non-image portion voltage of the electrostatic latent image is applied to the developing sleeve 21 for a certain period of time, and a combination cycle of these AC bias and DC bias is repeated (hereinafter, this development is performed). The bias is called blank pulse bias).
[0042]
In addition, the image forming apparatus according to the present embodiment includes a photosensitive drum motor 29 that drives the photosensitive drum 2a (2b, 2c, 2d) and a developing device 4a (4b, 4d) based on a control signal from a control device (CPU) 31. The developing sleeve motor 30 for driving the developing sleeve 21 of 4c and 4d) can be independently controlled to rotate.
[0043]
Therefore, when the normal image forming mode is switched to the OHT mode, the gloss mode, the gloss control mode, and the high speed mode described above, the photosensitive drum 2a (2b, 2c, 2d) and the developing sleeve 21 according to each mode. The rotation speeds of each can be varied independently. Furthermore, in the image forming apparatus of the present embodiment, the rotational speeds of the developing sleeve 21 and the developer conveying screws 27 and 28 can be varied independently.
[0044]
The image forming operation described above was performed in the normal image forming mode. However, the image forming apparatus operates in the OHT mode, the gloss mode, the gloss control mode, and the high speed mode in addition to the normal image forming mode. It can be performed. Next, the case of the OHT mode from among the OHT mode, the gloss mode, the gloss control mode, and the high speed mode will be described.
[0045]
In the image forming operation in the normal image forming mode in which an image is transferred and fixed on the transfer material P such as plain paper described above, when the transfer material P is conveyed at the speed V1 and the image is formed, the peripheral speed of the photosensitive drum 2a. Is Va1. At this time, the peripheral speed of the developing sleeve 21 is Vb1, and its Vb1 / Va1 (ratio of the developing sleeve to the photosensitive drum) is n1.
[0046]
On the other hand, when transferring and fixing an image to an overhead projector for OHT, in order to form an image with high transparency, the solubility of the toner is increased in the fixing process to increase the transparency of the image. Since the solubility is increased by extending the fixing time and increasing the fixing temperature, in the OHT mode in which an image is transferred and fixed to the OHT, the transfer material P is pressed against the fixing roller 13a of the fixing device 13 and the pressure. The speed of passing through the fixing nip portion between the rollers 13b is lowered. As the transfer speed of the transfer material P decreases, the rotational speed of the photosensitive drum 2a also decreases from Va1 to Va2 in the normal image forming mode (Va1> Va2).
[0047]
At this time, conventionally, when the rotational speed of the photosensitive drum 2a is changed as described above, the rotational speed of the photosensitive drum 2a and the rotational speed of the developing sleeve 21 of the developing device 4a are n1 (development) in the normal image forming mode. The ratio of the sleeve to the photosensitive drum was about Vb1 / Va1).
[0048]
At this time, when the rotational speed of the photosensitive drum 2a in the normal image forming mode is 150 mm / sec, n1 (development sleeve-to-photosensitive drum peripheral speed ratio: Vb1 / Va1) is set to 1.5. The above-described blank pulse bias (in this embodiment, a blank of the same length was applied to a rectangular waveform of 8 kHz and the peak-to-peak voltage (Vpp) was set to 1.8 kV) was applied as the developing bias.
[0049]
Then, when the potential difference between the potential V on the surface of the photosensitive drum 2a and the potential Vdc on the surface of the developing sleeve 21 in the white background portion is Vback, the fog reflectance by the toner on the photosensitive drum 2a with respect to this Vback was measured (fogging reflection). The rate will be described later). Note that the reference of the fog reflectance on the photosensitive drum 2a is preferably 3% or less on the photosensitive drum, and when it becomes 3% or more on the photosensitive drum, as a result, more material is transferred to the transfer material, and the transfer material ( It also appears as a cover image on the paper.
[0050]
Further, in the experiments of the present inventors, the developer amount on the developing sleeve 21 is 20 to 40 mg / cm. ² The toner concentration of the developer (T / D ratio (T: toner amount, D: developer amount) is 5 to 12% (T / D ratio of the two-component developer used in this experiment is 8%)) A toner having an average charge amount per unit mass of about 30 μC / g was used.
[0051]
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between Vback (V) and the fogging reflectance (%) in this experiment. In this figure, “a” represents Vback (V) and fog reflectance (%) when the photosensitive drum 2 a and the developing sleeve 21 are rotated at a normal rotation speed in a normal image forming mode (normal image forming operation). Showing the relationship. On the other hand, b represents Vback (Vback) when the peripheral speed of the developing sleeve 21 with respect to the photosensitive drum 2a is kept constant, and the peripheral speed of the photosensitive drum 2a is decelerated (decelerated to 1/2 of the case of a). ) And the fog reflectance (%).
[0052]
As is apparent from FIGS. 3a and 3b, when the peripheral speed of the photosensitive drum 2a is reduced as in the case of b, the fog reflectance increases but the fog becomes worse.
[0053]
In consideration of the charging state of the photosensitive drum 2a, the fluctuation of the developing bias, and the like, it is desirable that there is a range in which the fog is 3% or less at ± 30V with respect to the center value even if Vback is at least. Therefore, in the first embodiment of the present invention, when the image forming operation is performed in the above-described OHT mode or the like, the photosensitive drum motor 29 and the developing sleeve motor 30 are controlled by the control signal from the control device 31 to control the photosensitive drum 2a. The peripheral speed of the developing sleeve 21 was increased while the peripheral speed of the developing sleeve 21 was maintained. As a result, as shown in FIG. 3c, the fog was significantly improved as compared with the case of b above.
[0054]
As is apparent from the experimental results shown in FIG. 3, when the peripheral speeds of both the developing sleeve 21 and the photosensitive drum 2a are slow as in the case of the OHT mode or the like (b in FIG. 3), that is, the developing sleeve 21 and the photosensitive drum. Since the developing nip time between 2a is sufficiently large, the toner that appears as "fogging" that cannot be controlled by the developing bias has sufficient time to move onto the photosensitive drum 2a. As a result, "fogging" Will get worse.
[0055]
Based on the above experimental results, in the present embodiment, when the peripheral speed of the photosensitive drum 2a is slower than the rotation speed in the normal image forming mode in the above-described OHT mode, the ratio of the peripheral speed of the developing sleeve 21 to the photosensitive drum. And the developing sleeve 21 is controlled to rotate at the same rotational speed as that of the developing sleeve 21 in the normal image forming mode, thereby making it possible to set a Vback that can take the fogging latitude. High-quality images could be obtained.
[0056]
(Cover reflectance)
The measurement of the fog reflectance in the experiment shown in FIG. 3 will be described. As a measurement principle, the reflectance (%) is obtained by irradiating the sample (paper) with light from a light source and measuring the reflected light (the amount of reflected light). When obtaining the fogging reflectance of toner, in the case of a copying machine, the paper that has been passed without operating the developing device (paper affected by oil adhesion by the fixing device) is used as the reference paper, and the reference paper is used. The amount of toner fog is defined by the difference between In the inventor's experiment, a reflectometer (REFLECTOMETER) model TC-6D manufactured by Tokyo Denshoku Technical Center was used.
[0057]
First, a reference paper (in this experiment, a sheet of mylar tape affixed to white paper) is prepared at the same time when a fog measurement sample is taken. Next, a mylar tape is affixed on the photosensitive drum and peeled off from the photosensitive drum subjected to the developing operation under the condition to be measured. And the mylar tape is stuck on a white paper and it is set as a measurement sample.
[0058]
Thereafter, amber is used for cyan measurement, blue is used for yellow measurement, and green is used for magenta and black measurements. The measurement value of the measurement sample at that time is A (%), and the measurement value of the reference sample is B (%). Then, the fog reflectance can be obtained as fog reflectance = A−B (%).
[0059]
<Embodiment 2>
Also in this embodiment, the image forming apparatus having the developing device shown in FIGS. 1 and 2 is used, and redundant description is omitted. In the present embodiment, when the peripheral speed of the photosensitive drum 2a is slower than the rotation speed in the normal image forming mode (OHT mode or the like) in the above-described first embodiment, the developing sleeve 21 is opposed to the photosensitive drum in accordance with durability. The peripheral speed ratio was changed.
[0060]
This is because the toner on the low tribo side in the toner tribo distribution in the developer increases from the initial stage as the durability progresses. As the durability increases, toner, external additives, and the like adhere to the surface of the carrier and reduce the charge imparting ability of the carrier. Therefore, the toner that is not sufficiently imparted with the tribo is not developed on the photosensitive drum 2a. It is thought that the low tribotoner will increase. Further, when the durability progresses while the toner ratio in the developer is constant, the relative developer tribo is lowered, and the “fogging” phenomenon is worsened.
[0061]
Therefore, in order to always maintain the “fogging” latitude, it is necessary to change the circumferential speed ratio of the developing sleeve 21 to the photosensitive drum when the circumferential speed of the photosensitive drum 2a is slower than the rotation speed in the normal image forming mode. Is described in the first embodiment. Then, when the peripheral speed of the photosensitive drum 2a becomes slower than the rotation speed in the normal image forming mode due to durability, the ratio of the peripheral speed of the developing sleeve 21 to the photosensitive drum is changed.
[0062]
In the present embodiment, the developer is particularly effective for a developer with remarkable durability deterioration, and the peripheral speed ratio of the developing sleeve 21 to the drum can be reduced as much as possible by setting the peripheral speed suitable for the durable agent. As a result, the rotational speed of the developer agitating screws 27 and 28 of the developing device 4a shown in FIG. 2 and the number of times the developer on the surface of the developing sleeve 21 passes through the regulating blade 23 are reduced, and the deterioration of the developer is suppressed as much as possible. It becomes possible.
[0063]
<Embodiment 3>
Also in this embodiment, the image forming apparatus having the developing device shown in FIGS. 1 and 2 is used, and redundant description is omitted. In the present embodiment, the ratio between the rotation speed of the developer stirring screws 27 and 28 and the rotation speed of the developing sleeve 21 in the first embodiment is also variable.
[0064]
When the peripheral speed of the photosensitive drum 2a (2b, 2c, 2d) is increased in the high-speed mode or the like, the developing sleeve 21 is rotated in accordance with it, and the developer stirring screws 27 and 28 are also rotated in accordance with the rotation. In the conventional configuration, the number of times of friction between the carrier and the toner increases, and the deterioration of the developer is accelerated. For this reason, as described in the second embodiment, the “fogging” phenomenon gets worse.
[0065]
Therefore, in the present embodiment, in the high speed mode, even when the peripheral speed of the photosensitive drum 2a (2b, 2c, 2d) is increased and the rotation of the developing sleeve 21 is increased accordingly, the control of the control device 31 is performed. The rotation speeds of the developer agitating screws 27 and 28 were maintained at the rotation speed in the normal image forming mode.
[0066]
As described above, in the high-speed mode, even when the peripheral speed of the photosensitive drum 2a (2b, 2c, 2d) and the rotation of the developing sleeve 21 are fast, the rotation speed of the developer agitating screws 27 and 28 is set in the normal image forming mode. By keeping the rotation speed at, the developer deterioration in the developing container 20 can be suppressed even a little. Further, even when a method of detecting the T / C ratio using the inductance of the coil is used in the developing container 20, the bulk density does not change, so that stable T / C ratio detection is possible. Become.
[0067]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when an image forming operation is performed by rotating the image carrier at the second rotation speed that is slower than the first rotation speed at the normal time, By rotating the developer carrier so that the ratio of the moving speed between the carrier and the developer carrier is larger than when rotating at the first rotation speed, high-quality image without fogging on the white background portion. Images can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a developing device of the image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between Vback and fogging reflectance when the peripheral speeds of the photosensitive drum and the developing sleeve are changed.
[Explanation of symbols]
1M, 1C, 1Y, 1Bk image forming unit
2a, 2b, 2c, 2d Photosensitive drum (image carrier)
3a, 3b, 3c, 3d Primary charger
4a, 4b, 4c, 4d Developing device
5a, 5b, 5c, 5d Transfer charger
7a, 7b, 7c, 7d exposure apparatus
8 Transfer belt
13 Fixing device
21 Development sleeve (developer carrier)
27, 28 Developer conveying screw (developer stirring means)
31 Control device

Claims

An image carrier that carries an electrostatic latent image on the surface, and a rotatable developer carrier that is in contact with or close to the image carrier at a developing portion facing the image carrier, and a development bias is applied In an image forming apparatus comprising: a developing unit that develops an electrostatic latent image by flying the developer carried on the surface of the developer carrying body toward the image carrier.
The image carrier has two or more rotational speeds including a first rotational speed in a normal image forming mode and a second rotational speed lower than the first rotational speed, and the developer carrier. Has a rotational speed of two or more including the first rotational speed and the second rotational speed slower than the first rotational speed, and a nip portion between the image carrier and the developer carrier. In an image forming apparatus having a developing device capable of changing the ratio of the moving speeds in the image forming operation, the image carrier is rotated at a second rotational speed lower than the first rotational speed. In the case of performing the above, the ratio of the moving speed between the image carrier and the developer carrier in the developing unit is set to be larger than that when rotating at the first rotational speed. Rotate the
An image forming apparatus.

The ratio of the moving speed at the nip portion between the image carrier and the developer carrier can be varied with durability.
The image forming apparatus according to claim 1.

The developing means includes a rotatable developer agitating means that conveys the developer in the developer container to the developer carrying body while stirring the developer, and rotates the developer carrying body faster than the first rotation speed. When performing the developing operation by rotating at a speed, the developer stirring means is rotated at a rotation speed slower than the rotation speed of the developer carrier.
The image forming apparatus according to claim 1.