JP2005010290A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置に係り、特に、磁性キャリアを用いて非磁性のトナーを帯電させる2成分現像剤を使用し、現像ロール上に帯電されたトナーのみを保持させて静電潜像に飛翔させ、該潜像を現像するようにした現像装置を有する画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置における現像方式には、トナーと磁性キャリアを用いた2成分現像方式、絶縁トナーや導電トナーを用いた1成分現像方式、磁性キャリアを用いて非磁性のトナーを帯電させる2成分現像剤を使用し、現像ロール上に帯電されたトナーのみを保持させて静電潜像に飛翔させ、該潜像を現像するようにしたハイブリッド現像方式などがある。
【0003】
2成分現像方式は、キャリアによるトナーの帯電性に優れ、長寿命化が可能であると共にベタ画像の均一化などの利点がある反面、現像装置が大きく複雑になる、トナー飛散やキャリア引きが発生する、キャリアの耐久性によって画質が変化するなどの欠点がある。また1成分現像方式は、現像装置がコンパクトになってドット再現性に優れているが、現像ロール、チャージローラの劣化のために耐久性が低く、現像装置を交換するため消耗品価格が高価になる、選択現像が発生するなどの欠点を有している。ハイブリッド現像方式は、ドット再現性に優れて長寿命化、高速の画像形成が可能な方式ではあるが、従来では、現像ゴーストの発生やトナー粒度分布の変化に伴って現像剤中に微粉トナーが増え、この微粉トナーによるキャリア表面が汚染されて帯電量が低下し、現像装置からのトナーの飛散、現像ロール上への微粉トナーの付着などの問題があった。
【0004】
そしてハイブリッド現像方式は、従来、非接触の1成分現像の手段として検討されてきたが、近年、高速の画像形成が可能な現像方式として、特に感光体(感光体)上に複数のカラー画像を順次形成する1ドラム色重ね方式用としても検討されてきた。この方式では、感光体上に正確にトナーを重ねることで色ズレの少ないカラー画像形成が可能であり、カラーの高画質化に対応する技術として注目されてきた。
【0005】
しかしながらこの1ドラム色重ね方式では、使用する色数分の現像装置を感光体の周りに配置せねばならないから、感光体が大型になり、画像形成装置の小型化の妨げになる。そのため、使用するトナーの色に対応した複数の電子写真プロセス部材を並べて配置し、転写部材の送りに同期させてカラ−画像を形成して転写部材上で色重ねを行うタンデム方式が注目されてきた。しかしながらこの方式では、高速性に優れている利点があるものの、各色の電子写真プロセス部材を並べて配置しなければならないために大型化する欠点を有していた。この対策として感光体同志の間隔を狭くし、小型化した画像形成ユニットを配置した小型タンデム型画像形成装置が提案されている。
【0006】
このように構成された小型のタンデム型画像形成装置においては、画像形成ユニットの幅方向のサイズを極小にするため、現像装置を縦型とすることが有利である。すなわち、感光体の上部方向に現像装置を配置することがレイアウト上望ましい。しかしながら従来の2成分現像方式では、このように現像装置を縦型に配置した場合、現像剤の還流、すなわち現像剤攪拌部から感光体に近接した現像部材への供給が複雑になり、装置の小型化に限界が生じると共に感光体へのキャリアの付着、トナーの飛散が避けられないという間題があった。
【0007】
他の方法として、キャリアを用いない1成分現像方式も提案されているが、現像ロールを感光体に接触する方式では感光体のトルク変動をきたし、タンデム型の弱点である色ずれを助長させてしまう欠点があった。また、感光体に非接触な方式では、トナーをチャージロールで帯電させ、弾性規制ブレードで現像ロール上の層厚を規制していたため、トナーの添加剤がチャ−ジロールに付着して帯電能力が低下したり、規制ブレードにトナーが付着し層形成が不均一になってしまい、画像欠陥をきたすことがあった。
【0008】
そのため、これらの問題を解決する手段の一つとして、前記したハイブリッド現像方式が注目されてきた。すなわちハイブリッド現像方式では、現像ロールが感光体と非接触であるからトルク変動をきたすことがなく、ドット再現性に優れて長寿命化が可能な高速の画像形成装置が提供できる。
【0009】
しかしながらこのハイブリッド型現像装置に於いては、現像性の高いトナーの粗粉が選択的に感光体に現像されやすく、選択現像が起こって前記したようにトナー粒度分布が変化し、現像剤中の微粉トナーが増えてキャリア表面が汚染されて帯電量が低下し、現像装置からのトナーの飛散、現像ロール上への微粉トナーの付着による画像濃度の低下がなどの問題があった。現像ロール上のトナーの大半は現像時間外に磁気ブラシによって回収されるが、トナー中の比較的多量の微粉が強固に現像ロール表面に付着した場合、連続印字時の短いイメージ間では微粉を回収できずに現像ロール上に残してしまう。現像ロール上に残った微粉トナーの付着物は、現像ロールのバイアスの低下を引き起こして濃度低下を発生させ、磁気ロールとの電位差が大きくなってキャリア引きを発生させたり、画像欠陥やトナー飛散の原因となる。また、現像ロール上にトナーの消費領域と非消費領域とが生じると、その現像ロール上におけるトナーの付着状態とトナーの電位差にばらつきが生じる関係から、前の現像画像の一部が次の現像時に残像(ゴースト)として現れる現象、いわゆる履歴現象が発生しやすいという問題もあった。
【0010】
このうち履歴現象(ゴースト)については、現像時間外に磁気ロールと現像ロールの電位差をなくし、現像ロール上のトナーの大半を磁気ブラシによって回収することで、次の現像タイミング時に現像の履歴を残さない画像が得られる方法が提案されている。また、選択現像による微粉トナーの増加に対しては、特許文献1に、現像ロールと感光体との間に電極を設けてトナーをクラウド化するようにしたハイブリッド式現像装置において、一定量の現像を行うごとに、現像工程とは別な直流のみのバイアスを磁気ロールと現像ロールにかけて微粉を含むトナーを磁気ロールから現像ロールに転移させ、現像ロール上にトナー層を形成する第1工程と、この第1工程とは逆方向のバイアス(磁気ロールの直流バイアスを0とする)電圧下で現像ロール上のトナー層から転移し易い大粒径のトナーを磁気ロールに返送して微粉トナーのみを現像ロール上に残す第2工程と、感光体の表面電位を切った状態で、現像ロールと感光体との間の電極に直流重畳交流バイアス電圧下で現像ロール上に残った小粒径のトナーを感光体に転移させる第3工程とを設け、小粒径トナーをクリーニング装置で除去して現像装置内トナーの粒度分布を一定に保つようにした方法が示されている。
【0011】
またさらに特許文献2には、電極埋込型現像ロールと磁気ロールを備え、現像ロールと磁気ロール間にブラシを設けて現像ロールの電極に、直流に交流を重畳したバイアスを印加できるようにしたハイブリッド型現像装置に於いて、選択現像や現像ロールへのキャリアの付着を防止するため、トナーが現像ロールから磁気ロール方向へ移動するような電界より、磁気ロールから現像ロール方向へ移動する電界を、短時間で大きな(デューティ30%)ものとして選択現像が起きないようにすると共に、トナーとキャリアとの慣性が異なってキャリアがトナーより電界に対する応答が悪いことを利用し、磁気ロールから現像ロールへキャリアが飛ばないようにした現像装置が示されている。
【0012】
【特許文献1】
特開平6−295123号公報(第4頁、図2)
【特許文献2】
特開2000−250294公報(第6〜7頁、図3)
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら特許文献1、2に示された装置は、現像ロールと感光体との間に補助電極を設けるか、電極埋込型現像ロールを用いてトナーをクラウド化するようにした現像装置であり、ワイヤによる補助電極を設けたものはワイヤが非常に汚れやすくて振動による画像劣化等が発生し、電極埋込型現像ロールを用いた装置も現像ロールに電極を埋め込む必要があると共にこの電極にACとDCを重畳したバイアスを供給するためのブラシ電極が必要な複雑な構成であり、電極が周方向に断続していると共に、ブラシ電極が何らかの理由で汚れたり振動などでトナーが固着し、現像ロールの電極に接触できなくなると全くトナーの制御ができなくなる。
【0014】
また特許文献1に示した現像装置は、トナーを磁気ロールから現像ロールに転移させて現像ロール上にトナー層を形成する第1工程と、この第1工程とは逆方向のバイアス電圧下で現像ロール上のトナー層から転移し易い大粒径のトナーを磁気ロールに返送する第2工程と、現像ロールと感光体との間のバイアス電圧下で現像ロール上に残った小粒径のトナーを感光体に転移させる第3工程という3工程で微粉トナーを除去しており、そのつどバイアス電圧を切り替える必要があって複雑であり、またこの第3工程の時、現像ロール、磁気ロールは回転したままであるが、微粉トナー成分は現像ロール上に粒径の一番小さいのが密集してホールドされていてその上に粒径の大きなトナーが積み重なっており、第3工程を回転させたままでおこなうと、現像ローラが回転しているため現像時間が短時間となり、粒径の大きなものばかりが感光体に飛翔してしまい、一番飛翔させたい微粉が飛翔しない可能性があり(装置の高速化が進展しているため顕著である)、さらにまた磁気ローラに担持されている磁気ブラシによって現像ローラ上に形成された微粉の多いトナー層が剥ぎ取られてしまう可能性がある。
【0015】
また特許文献2に示された現像装置は、現像ロールから磁気ロールへの方向の電界より短時間で大きい電界(デューティ30%)を磁気ロールから現像ロールへ掛けるようにし、選択現像や現像ロールへのキャリア付着を防止しているが、現像剤中に微粉トナーが増えて粒度分布が変化し、微粉がキャリアに付着してキャリアの帯電付与性能が劣化することによって現像剤中のトナーに充分な帯電が付与されず、機内飛散が発生し、用紙の搬送経路がトナーで汚れ、用紙にトナーが付着すること、カラ−画像形成装置においては飛散トナーによる色調の乱れが発生する、画像濃度が一定しない、等の画像品質が低下するという課題への対応については何ら記載がない。
【0016】
そのため本発明においては、現像装置内の現像剤に小粒径のトナーが蓄積するのを防止し、画像品質低下のない良好な画像を得ることができる画像形成装置を提供することが課題である。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明においては、
静電潜像が形成される潜像担持体に対向して配置され、表面にトナーを担持して搬送する現像ロールと、キャリアとトナーを含む2成分現像剤を吸着して搬送し、トナーを前記現像ロールに供給する磁気ロールとを含み、前記潜像担持体に形成された静電潜像を現像する現像工程を実施するための現像装置を有した画像形成装置に用いられ、
前記現像ロールにトナーを担持させる第1工程と、該現像ロールを停止させた状態でトナーを前記潜像担持体に飛翔させる第2工程を実施することが可能な現像装置を備えたことを特徴とする。
【0018】
このようにすることにより、微粉の多いトナー層を形成する第1工程と、現像ロールを完全に停止させ、潜像担持体に対向した位置の現像ロール上のトナーを潜像担持体上に飛翔させて完全に引き剥がす第2工程、という簡単な工程によって微粉トナーを現像ロールに集めて感光体に現像させることができ、現像ロールを回転させたままでおこなう場合に懸念された、現像時間が短時間なために粒径の大きなものばかりが感光体に飛翔してしまい、一番飛ばしたい微粉が飛んでくれないという現象を回避することができ、微粉トナーを確実に現像ロール上に集めて感光体に吐き出させ、減少させるトナー粒度調整方法を提供できる。
【0019】
そして前記現像ロールをステップ状に回転、停止させることを繰り返すことで前記第2工程を繰り返し実施することにより、現像ロール全周に渡る微粉トナーの処理が容易に実施できる。
【0020】
また、前記第1工程と第2工程が定期的に実施されることにより、画像濃度を長期にわたって一定に保つことができる。
【0021】
さらに前記第1工程において、前記潜像担持体と前記現像ロール間に印加させる交流バイアスのデューティ比を現像工程実施時に印加する前記潜像担持体と現像ロール間に印加させる交流バイアスとは異ならせることにより、前記第1工程において現像ロール上には同一の時間内により多くの微粉トナーを堆積させることができ、さらに第2工程を実施することで現像装置内の微粉トナーを確実に減少させる現像装置を有した画像形成装置を提供できる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【0023】
図1は本発明に係るトナー粒度調整方法を実施するタンデム型画像形成装置の一実施例の概略構成図、図2は本発明に係るトナー粒度調整方法を実施するためのハイブリッド型現像装置の概略構成図、図3は本発明に係るトナー粒度調整方法により現像ロールに微粉トナーを集める場合の交流バイアスを示した図、図4は現像ロールに印加する交流バイアス電圧のデューティ比を変化させたときの現像ロール上の微粉トナー量推移を示したグラフ、図5は本発明に係るトナー粒度調整方法を実施した画像形成装置における微粉トナー量の推移を示したグラフである。
【0024】
図1において、1はタンデム型画像形成装置本体、2は現像装置、3は感光体(潜像担持体)、4は露光ユニット、5は記録媒体の搬送ベルト、6は現像剤容器、7は記録媒体を収容した給紙カセット、8は感光体3を帯電させるための帯電器、9は感光体3上のトナー像を転写バイアスにより記録媒体に転写するための転写装置、10は記録媒体に転写されたトナー像を定着する定着装置であり、タンデム型画像形成装置においては、感光体3の周りに設置する帯電器8、露光ユニット4、現像装置2、転写装置9、クリーニング装置などをコンパクトに設計することが重要であり、本発明の例においては、現像装置2は感光体3に対して隣接し、略垂直の方向に配置される。
【0025】
図2において、20はトナー薄層を担持して感光体3上の静電潜像を現像する現像ロール、21は内部に配設された磁石によって2成分現像剤の磁気ブラシを発生させ、現像ロール20にトナーを供給する現像剤搬送体としての磁気ロール、22、23は螺旋状羽根を有して互いに現像剤を逆方向に搬送しながら攪拌し、トナーを帯電させて磁気ロール21に搬送するパドルミキサーと攪拌ミキサー、24は磁気ロール21上に形成された磁気ブラシの厚さを規制するための穂切りブレード、25は現像装置2内のトナー濃度を検出するためのトナーセンサー、26は現像装置のハウジング、27は第1の現像剤攪拌室、28は第2の現像剤攪拌室、29は隔壁、30aは現像ロール20に直流(DC)バイアスを印加する直流バイアス電源、30bは同じく現像ロール20に交流(AC)バイアスを印加する交流バイアス電源、31aは磁気ロール21に直流(DC)バイアスを印加する直流バイアス電源である。
【0026】
画像形成装置に用いる感光体3として、従来からOPC感光体が知られている。しかしながら、OPC感光体は感光層表面が軟らかく、クリーニングブレードの摺擦により、感光層が削れやすいという問題が見られた。そこで、OPC感光体と比較して表面が硬質であり、耐久性や機能保持性(メンテナンスフリー)に優れていることから、感光層の厚さが25μm以上のa−Si感光体が近年使用されている。しかしながら、a−Si感光体は、グロー放電分解法等を用いて製膜するため、このように感光層が厚いと製造時間や製造コストがかかり、経済的に不利であるという問題が見受けられた。
【0027】
感光体3の感光材料として、a−Si感光体を用いた場合、その表面の露光後電位は10V以下の非常に低い特徴を有しているが、その膜厚を薄くすると飽和帯電電位が低下し、絶縁破壊に至る耐電圧が低下する。その一方、潜像を形成した時の表面電荷密度は向上し、現像性能は向上する傾向がある。この特性は誘電率が約10程度と高いa−Si感光体では、25μm以下、さらに好ましくは20μm以下の場合に特に顕著である。現像時の直流(DC)バイアス30aは150V以下、さらに好ましくは100V以下、交流成分としてVP−P500〜2000V、周波数が1〜3kHzに設定し現像することが可能である。
【0028】
感光体3の感光材料として、正帯電の有機感光体(OPC)を用いた場合は、残留電位を100V以下にするために、感光層の膜厚を25μm以上に設定し、電荷発生材料の添加量を増やすことが特に重要である。特に単層構造のOPCは、感光層の中に電荷発生材を添加することから感光層の膜減りによっても感度変化が少なく、有利である。この場合でも現像の直流(DC)バイアス30aは400V以下、さらに好ましくは300V以下に設定することがトナーに強い電界をかけることを防止する意味でも好ましい。
【0029】
この様に現像バイアスを低く設定することは、薄膜のa−Si感光体の絶縁破壊を抑制するとともに、トナーの過剰帯電を防止し、現像の履歴現象の発生を抑止するのに有効である。また、現像ロール20上に10〜100μm、好ましくは30〜70μmのトナー層を形成し、現像ロール20と感光体3とのギャップを150〜400μm、好ましくは200〜300μmとし、このギャップに直流と交流電界を重畳して印加することによってトナーを感光体3上に飛翔させることで鮮明な画像を得ることができる。
【0030】
現像剤は、トナーの供給と回収の役割を有し、106Ωcm〜109Ωcmの体積固有抵抗のキャリアを用い、現像ロール20と磁気ロール21間のニップで、現像ロールに強固に静電的に付着したトナーを磁気ロールに担持された磁気ブラシで引き剥がし、現像に必要なトナーを供給する。この時、トナーと接触する機会を増やすためには、40μm以下の小径のキャリアを用い、キャリアの単位体積当たりの表面積を広くすることが好ましい。キャリアの抵抗が、トナーの回収を重視した106Ωcm以下の体積固有抵抗を有する低抵抗キャリアは、現像ゴースト対策には有効であるが正確な帯電をトナーに付与してカブリの発生を押さえた現像を維持することは困難であり、さらに長期間運転した場合に現像ロール20表面からトナーが飛散し、帯電器8や露光ユニット4を汚染する不具合を発生させてしまう。109Ωcm以上の体積固有抵抗を有するキャリアでは、帯電性能を付与することは可能であるが帯電が上昇しやすい問題がある。キャリアの抵抗値を適正にすることで、現像ロール20上のトナーを回収しつつ、確実に帯電させたトナーを現像ロール20に再度投入することが可能になる。トナーの帯電量を5〜20μC/gに制御し、トナー飛散やカブリを防止すると共に、なお且つ、低電界で現像することで、現像ロール20上に現像履歴を残さず、トナーの回収性に優れた現像システムを提供できる。
【0031】
高磁力でしかも低抵抗キャリアとしては、マグネタイトキャリア、Mn系フェライト、Mn−Mg系フェライトなどを用いることができ、これらのキャリアをそのまま用いても良いが、過度に抵抗値を上げない範囲で表面処理して用いることも可能である。本発明では一例として、体積固有抵抗が107Ωcm、飽和磁化が70emu/g、平均粒径35μmのフェライトキャリアを用いた。平均粒度が50μmを超えるとキャリアのストレスが増大すると共にトナー濃度を上げられず、現像ロール20へのトナー供給量が減少する。キャリアの平均粒度を50μm以下にすることで、現像剤中トナーの濃度を5〜20%に設定しても十分な帯電付与が可能になり、安定した現像を行うことができる。
【0032】
本発明に用いる現像剤のトナーとキャリアの混合割合は、トナーとキャリアの合計量に対してトナー2〜40重量%、好ましくは3〜30重量%、より好ましくは4〜25重量%である。トナーの混合割合が2重量%未満であると、トナー帯電量が高くなって十分な画像濃度が得られなくなり、40重量%を超えると十分な帯電量が得られなくなるため、トナーが現像器から飛散し画像形成装置内を汚染したり、画像上にトナーカブリが生じる。
【0033】
本発明を実施する画像形成装置においては、一例として現像ロール20の直径は16.8mm、磁気ロール21の直径は16.0mm、感光体3の直径は30.0mm、現像ロール20と磁気ロール21の回転数の比は、磁気ロール21の回転数が現像ロール20の回転数の約1.5倍にしてある。そして穂切りブレード24と磁気ロール20とのギャップは0.3から1.5mm、磁気ロール21と現像ロール20間のギャップは同様に0.3から1.5mm程度である。現像ロール上のトナーの薄層は、10から100μm、好ましくは30から70μmの厚さに設定される。この厚さはトナーの平均粒径を7μmとした場合にトナーの5層から10層程度に相当する値である。現像ロール20と感光体3との間のギャップは150から400μm、好ましくは200から300μmである。150μmより狭いとカブリの要因になり、400μmより広いとトナーを感光体3に飛翔させることが困難になり、十分な画像濃度得ることが出来ない。また、選択現像を発生させる要因になる。なお、実施形態においては、穂切りブレード24と磁気ロール20とのギャップは0.55mm、磁気ロール21と現像ロール20間のギャップは0.40mmであり、現像ロール上のトナーの薄層は約60μmに維持されるようになっている。
【0034】
最初に、本発明に係るトナー粒度調整方法を実施するタンデム型画像形成装置の通常の印字動作を簡単に説明する。なお、以下の説明では、一例として正帯電トナーを用いた場合を例に説明するが、本発明は負帯電トナーを用いた場合でも同様に実施できることは自明である。
【0035】
まずイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックなどのそれぞれの色に対応したトナーとキャリアからなる2成分現像剤は、図2に示した攪拌ミキサー23、パドルミキサー22によって攪拌、帯電され、磁気ロール21に供給される。そして磁気ロール21上に磁気ブラシが形成され、穂切りブレード24によって層規制されて、磁気ロール21に加えられた直流バイアス電源31aによる例えば+400Vと、現像ロール20に加えられた直流バイアス電源30aによる例えば+100Vとの電位差により、現像ロール20にトナーのみの薄層を形成する。現像ロール20上のトナー薄層の厚さは、現像剤の抵抗や現像ロール20と磁気ロール21の回転速度差などによっても変化するが、上記の電位差によっても制御することが可能である。この電位差を大きくすると現像ロール20上のトナーの層が厚くなり、小さくすると薄い層になる。
【0036】
そして、図示していない制御回路からプリント開始の信号が来ると、まず、帯電器8によって感光体3が例えば400Vに帯電され、その後、露光ユニット4による露光により、感光体3の露光後電位は約70Vになって潜像が形成される。そしてこの潜像は、現像ロール20に加えられた直流バイアス電源30aによる+100Vと、現像時に重畳される交流バイアス電源30bによるVp−p1.6kV、周波数3.0kHz、デューティ比30%の矩形波により、現像ロール20上のトナー薄層から感光体3に飛翔したトナーで現像され、トナー像が形成される。トナーの飛散を防ぐために、交流バイアス30bは現像の直前に印加する。こうしてトナー像が感光体3上に形成されると、そのトナー像が転写位置に至るタイミングに合わせて記録媒体が給紙カセット7から取り出され、搬送ベルト5で搬送されてくるから、各色毎の転写位置に設置されている転写装置9によって転写バイアスを印加して記録媒体に転写する。そして各色のトナー像が記録媒体に順次転写されて定着装置10に至ると、この定着装置10で定着されて排紙される。
なお、現像装置2内の現像剤中のトナー濃度が現像に伴って減少した場合には、このトナー濃度の低下はトナーセンサー25によって検知され、検知結果に基づいて必要量のトナーが図示しない補給手段によって現像剤容器6から現像装置2に補給される。
【0037】
そして現像ロール上に残ったトナーは、掻き取りブレードなどの特別な装置を設けることなく、磁気ロール21上の磁気ブラシが現像ロール20上のトナー層に接触し、両ロールの周速差によるブラシ効果と、磁気ブラシのパドルミキサー22による攪拌によって現像剤が入れ替えられることで、容易にトナーの回収と入れ替えを可能にする。現像剤の入れ替えを促進するための方法として、磁気ロール21の回転速度を現像ロール20の回転速度に対し、1.0〜2.0倍に設定し、現像ロール20上のトナーを回収すると共に適切なトナー濃度に設定された現像剤を現像ロール20に供給することで、均一なトナー層を形成することが可能になる。また、残像防止のため、現像が済んだ画像形成の間に、直流バイアス電源30aの+100Vの直流電圧を+50Vに、交流バイアス電源30bが供給する交流のデューティ比を50%に、磁気ロール21へのバイアスを0Vとし、現像ロール20上のトナーを磁気ロール21に戻す。
【0038】
図2に示した現像装置は、帯電電位の差による静電潜像を保持することができる感光体3と対向して設けられており、2成分現像剤を収容するハウジング26内に、2成分現像剤を磁気的に吸着し磁気ブラシを表面に形成する磁気ロール21と、この磁気ロール21上に吸着された現像剤量を規制する穂切りブレード24と、前記磁気ロール21と前記感光体3とにそれぞれ違った部位で近接するように配置され、トナーを付着して回転する円筒状の現像ロール20とを有している。また、ハウジング26内の前記磁気ロール21と隣接する位置に第1の現像剤攪拌室27が設けられ、さらにこの第1の現像剤攪拌室27と隔壁29によって仕切られた第2の現像剤攪拌室28が設けられている。そしてこの第1の現像剤攪拌室27と第2の現像剤攪拌室28とは、磁気ロール21の軸線方向における両端部で連通しており、それぞれに現像剤の攪拌と軸方向への現像剤の搬送を行なうパドルミキサー22と攪拌ミキサー23とが設けられている。これら2つのミキサー27、28は互いに逆方向に現像剤を搬送するように回転方向が設定されており、現像剤が第1の現像剤攪拌室27と第2の現像剤攪拌室28とを循環するようになっている。
【0039】
そして磁気ロール21は、位置が不動となるように支持された磁石の外周に、回転可能な円筒状のスリーブを配置したものであり、スリーブ表面にトナーと磁性キャリアを含む2成分現像剤を磁気的に吸着して2成分現像剤の磁気ブラシを形成するとともに、スリーブが回転して現像剤を搬送することができるものである。この磁気ロール21には磁気ロール用直流(DC)バイアス電源31aから+400Vの直流電圧を印加することができるようになっている。また現像ロール20は、表面がアルマイト処理されたアルミニウムの円筒体やフェノール樹脂からなる円筒体、またはアルミニウムの円筒体の表面に樹脂層を形成したもの等が用いられ、直流(DC)バイアス電源30aから+50〜+200Vの直流と交流(AC)バイアス電源30bからVp−p1.6kV、周波数3.0kHzの交流を重畳したバイアスを印加することができるようになっている。
【0040】
そして現像剤は、第1の現像剤攪拌室27と第2の現像剤攪拌室28とにおいて搬送されるとともに攪拌され、現像剤中のトナーの分布が均一に維持されるとともにトナーとキャリアとの間の摩擦帯電によってトナーに所定の電荷が付与される。攪拌された現像剤は、パドルミキサー22によって磁気ロール21に供給され、磁気ロール21は、現像剤を磁気的に吸着してトナーとキャリアとからなる現像剤の磁気ブラシを形成し、回転により現像ロール20との対向位置まで搬送する。
【0041】
そして前記したように、現像ロール20へは直流(DC)バイアス電源30aからの+100Vの直流電圧と、磁気ロール21には磁気ロール用直流(DC)バイアス電源31aから+400Vの直流電圧が印加されているから、これらの印加電圧によって現像ロール20と磁気ロール21との間に電界が形成され、正電荷を有するトナーは現像ロール20へ転移し、現像ロール20の表面にトナー層が形成される。一方キャリアは磁気ロール21に磁気的に吸着されたまま転移せずに残る。
【0042】
現像ロール20上に形成されたトナー層は、現像ロール20の回転により現像領域へ搬送され、現像ロール20に印加されている+100Vの直流電圧と現像時に印加されるVp−p1.6kV、周波数3.0kHz、デューティ比30%の矩形波による交流とを重畳したバイアスによって感光体3と現像ロール20との間の静電界内を飛翔し、感光体3の表面に付着して現像が行なわれる。このときトナーは、大粒径のものが小粒径のものに比べて現像ロール20から剥離し易く、感光体3に転移し易い。このため、現像に寄与せず現像ロール20上に残って再び磁気ロール21との対向部へ返送されるトナーは、小粒径のものが多くなっている。
【0043】
このような現像装置における現像装置内トナーの粒度調整方法を説明すると、連続印字がおこなわれた後や所定枚数の印字がおこなわれた後に定期的に、感光体3の表面電位を印加せずに図3(A)に示したような現像時と同じバイアス、すなわち現像ロール20に直流(DC)バイアス電源30aから+100Vの直流電圧を、交流(AC)バイアス電源30bからVp−p1.6kV、周波数3.0kHz、T1とT2の比、すなわちデューティ比を30%とした矩形波による交流とを重畳したバイアスを印加し、磁気ロール21に直流(DC)バイアス電源31aから+400Vの直流電圧を印加した状態で、通常1分間に182回転ほどさせている現像ロール20が45〜75回転ほど回転する間(約15〜25秒)、トナー層を形成させる第1工程をおこなう。このようにすると、微粉トナーは単位体積当たりの帯電量が大きいため、トナーを磁気ロール21から現像ロール20へ移動させる方向へかかる電圧Vfにより、現像ロール20に粒径の大きなトナーと比較して強く引き付けられる。そして粒径の大きなトナーは、現像ロール20から磁気ロール21へ戻す電圧Vbによって磁気ロール21の磁気ブラシへ回収されるが、粒径の小さな微粉トナーは回収されにくく、現像ロール20上には微粉トナーが堆積される。なお、デューティ比を現像時より低くしてより一層微粉トナーを現像ローラに集めるようにしても良い。
【0044】
次に感光体3と現像ロール20、及び磁気ロール21の回転を停止させ、図3(B)に示したように、現像ロール20への交流(AC)バイアス電源30bによる交流バイアスVp−p1.6kV、周波数3.0kHz、デューティ比30%の矩形波はそのままに、直流(DC)バイアス電源30aによって現像ロール20に印加する直流電圧を+100Vから+200Vへ、また磁気ロール21への直流(DC)バイアス電源31aによる直流電圧を+400Vから0Vへ変化させ、感光体3の表面への帯電は切ったまま(0V)とする第2工程をおこなう。すると、現像ロール20から感光体3へトナーを飛翔させる電圧Vbが大きくなり、感光体3に対面した位置に堆積していた微粒トナーは、この現像ロール20に加えられたバイアスによって感光体3側に飛びやすくなるから引き剥がされ、感光体3に移動する。
【0045】
そのためこの状態を1秒程度継続し、前記したように例えば現像ロール20の直径が16.8mm、磁気ロール21が16.0mm、感光体3が30.0mm、現像ロール20と感光体3との間のギャップは300μmとし、現像ロール20の回転角にして約45度程度回転するよう現像ロール20、感光体3を回転させ、同様にして現像ロール20の感光体3に対面した位置に堆積していた微粒トナーを引き剥がし、感光体3に飛翔させる第2工程を繰り返し行う。そして同様にステップ状に現像ロール20、感光体3を回転させてこの第2工程を少なくとも現像ロール20の一周以上おこなって堆積したトナーを感光体3に飛翔させ、感光体3に移動したトナーは搬送ベルトに転写されずに感光体3側の図示していないクリーニング装置でクリーニングし、除去される。
【0046】
このように、連続印字がおこなわれた後や所定枚数の印字がおこなわれた後など、一定期間現像工程を行うごとに現像ロール20上に微粉トナーを集める第1工程と、現像ロール20と感光体3の回転を停止させて現像ロール20上に集まった微粉トナーを感光体3に飛ばす第2工程、現像ロール20と感光体3をステップ状に回転させて停止させ、現像ロール20上に集まった微粉トナーを感光体3に飛ばしてさらに現像ロール20と感光体3をステップ状に回転させる、という第2工程を繰り返すことによって現像剤中の微粉トナーを処理することにより、現像工程で大粒径のトナーが多く消費されても現像装置内に小粒径のトナーのみが蓄積されることがなく、トナー粒度は常に一定に保たれ、画質低下のない良好な画像を得ることができる画像形成装置を提供することができる。実施形態においては100枚印刷する毎に上記工程が実施されるように設定されている。また連続印刷中に100枚目に到達した場合は、連続印刷が終了した後に実施するようになっている。そして上記工程実施後に新たに枚数のカウントを開始する。このように上記工程を実施することによって画像濃度は適正範囲(1.30〜1.50)に維持され、トナーが機内飛散することによる用紙の汚れは発生せず、画像品質を維持することが可能となった。また、現像ローラの回転した時間が所定時間に到達した毎に実施したり、印字率から換算したトナー消費量が所定値に到達するごとに実施してもよい。
【0047】
図4は、現像ロール20と磁気ロール21間に直流のみ、デューティ比50%の交流、デューティ比30%の交流を印加したとき、現像ロール20上に堆積された5μm以下の微粉トナーが集まる量を示したグラフである。この図4において、横軸は現像ロール20の回転時間(秒)、縦軸は5μm以下の微粉トナーの頻度(%)をあらわしており、このグラフから明らかなように、直流のみを印加したときは微粉トナーは殆ど増えず、交流を印加したときは微粉トナー量が増えて行くが、デューティ比50%より前記した第1工程のように、デューティ比30%の方がより多くの微粉トナーを集めていることがわかる。
【0048】
図5は、同様に現像ロール20と磁気ロール21間に、(a)交流電圧を印加して層形成後にトナー吐き出しを行った場合と、(b)直流電圧を印加して層形成後にトナー吐き出しを行った場合と、(c)吐き出しを行わなかった場合の20000枚連続印字(20K枚耐刷)時における現像剤中の5μm以下の微粉トナー量変化を示たものである。横軸は印字枚数であり、縦軸は図4と同じく、5μm以下の微粉トナーの頻度をあらわしており、ここでのトナー吐き出しは、25枚印字する毎におこなった。このグラフから明らかなように、(c)吐き出しを行わなかった場合は耐刷後に微粉トナー量が15%を超えているのに対し、(b)直流電圧を印加して層形成後にトナー吐き出しを行った場合は12%、(a)交流電圧を印加して層形成後にトナー吐き出しを行った場合は8.5%と最も微粉トナー量の変化が少なく、微粉トナーの変化が抑えられていることが分かる。
【0049】
【発明の効果】
以上記載の如く本発明によれば、微粉の多いトナー層を形成する第1工程と、現像ロールを完全に停止させ、潜像担持体に対向した位置の現像ロール上のトナーを潜像担持体上に飛翔させて完全に引き剥がす第2工程、という簡単な工程によって微粉トナーを現像ロールに集めて感光体に現像させることができ、現像ロールを回転させたままでおこなう場合に懸念された、現像時間が短時間なために粒径の大きなものばかりが感光体に飛翔してしまい、一番飛ばしたい微粉が飛んでくれないという現象を回避することができ、微粉トナーを確実に現像ロール上に集めて感光体に吐き出させ、減少させるトナー粒度調整方法を提供できる。
【0050】
そしてこの第2工程の後、前記現像ロールをステップ状に回転、停止させることを繰り返すことで前記第2工程を繰り返し実施することにより、現像ロール全周に渡る微粉トナーの処理が容易に実施できる。
【0051】
また、前記第1工程と第2工程が定期的に実施されることにより、画像濃度を長期にわたって一定に保つことができる。
【0052】
さらに前記第1工程において、前記潜像担持体と現像ロール間に印加させる交流バイアスのデューティ比を現像工程実施時に印加する前記潜像担持体と現像ロール間に印加させる交流バイアスとは異ならせることにより、前記第1工程において現像ロール上には同一の時間内により多くの微粉トナーを堆積させることができ、さらに第2工程を実施することで現像装置内の微粉トナーを確実に減少させる現像装置を有した画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るトナー粒度調整方法を実施するタンデム型画像形成装置の一実施例の概略構成図である。
【図2】本発明に係るトナー粒度調整方法を実施するためのハイブリッド型現像装置の概略構成図である。
【図3】本発明に係るトナー粒度調整方法により現像ロールに微粉トナーを集める場合の交流バイアスを示した図である。
【図4】現像ロールに印加する交流バイアス電圧のデューティ比を変化させたときの現像ロール上の微粉トナー量推移を示したグラフである。
【図5】本発明に係るトナー粒度調整方法を実施した画像形成装置における微粉トナー量の推移を示したグラフである。
【符号の説明】
20 現像ロール
21 磁気ロール
22 パドルミキサー
23 攪拌ミキサー
24 穂切りブレード
25 トナーセンサー
26 ハウジング
27 第1の現像剤攪拌室
28 第2の現像剤攪拌室
29 隔壁
30a 直流(DC)バイアス電源
30b 交流(AC)バイアス電源
31a 直流(DC)バイアス電源[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a composite machine using an electrophotographic system, and particularly uses a two-component developer that charges a nonmagnetic toner using a magnetic carrier. The present invention relates to an image forming apparatus having a developing device in which only a charged toner is held on a developing roll to fly to an electrostatic latent image and the latent image is developed.
[0002]
[Prior art]
Development methods in image forming apparatuses such as copiers, printers, facsimiles, and composite machines using electrophotography are two-component development methods using toner and a magnetic carrier, and one component using insulation toner and conductive toner. Development method, using a two-component developer that charges a non-magnetic toner using a magnetic carrier, holds only the charged toner on the developing roll, and flies to the electrostatic latent image to develop the latent image There is a hybrid development method.
[0003]
The two-component development method has excellent toner chargeability with a carrier, and can have a long lifespan and has the advantage of uniform solid images, but the developing device becomes large and complicated, and toner scattering and carrier pulling occur. However, there is a drawback that the image quality changes depending on the durability of the carrier. In addition, the one-component development system has a compact developing device and excellent dot reproducibility, but has low durability due to deterioration of the developing roll and charge roller, and the cost of consumables is high because the developing device is replaced. There is a disadvantage that selective development occurs. The hybrid development method is a method that has excellent dot reproducibility and can achieve a long life and high-speed image formation. Conventionally, fine powder toner has been added to the developer due to the development ghost and the change in the toner particle size distribution. As a result, the surface of the carrier is contaminated with the fine powder toner, the charge amount is reduced, and there are problems such as scattering of the toner from the developing device and adhesion of the fine powder toner on the developing roll.
[0004]
The hybrid development method has been conventionally studied as a non-contact one-component development means. However, in recent years, as a development method capable of forming a high-speed image, a plurality of color images are formed on a photoconductor (photoconductor). It has also been examined for a one-drum color superposition method that is formed sequentially. In this method, it is possible to form a color image with little color misregistration by accurately superimposing toner on the photoconductor, and has been attracting attention as a technique for improving the color image quality.
[0005]
However, in this one-drum color superposition method, since the developing devices for the number of colors to be used must be arranged around the photoconductor, the photoconductor becomes large, which hinders downsizing of the image forming apparatus. Therefore, a tandem method in which a plurality of electrophotographic process members corresponding to the color of the toner to be used are arranged side by side, a color image is formed in synchronization with the transfer of the transfer member, and the color is superimposed on the transfer member has attracted attention. It was. However, this method has the advantage of being excellent in high speed, but has the disadvantage of increasing the size because the electrophotographic process members for each color must be arranged side by side. As a countermeasure, there has been proposed a small tandem type image forming apparatus in which the intervals between the photosensitive members are narrowed and a downsized image forming unit is arranged.
[0006]
In the small tandem type image forming apparatus configured as described above, it is advantageous to make the developing device a vertical type in order to minimize the size of the image forming unit in the width direction. That is, it is desirable in terms of layout that the developing device is arranged in the upper direction of the photosensitive member. However, in the conventional two-component development system, when the developing device is arranged vertically as described above, the reflux of the developer, that is, the supply from the developer agitating unit to the developing member adjacent to the photosensitive member becomes complicated. There is a problem that there is a limit to downsizing and carrier adhesion to the photosensitive member and toner scattering are unavoidable.
[0007]
As another method, a one-component developing method that does not use a carrier has been proposed, but the method in which the developing roll is in contact with the photosensitive member causes torque fluctuations of the photosensitive member, and promotes color misregistration that is a weak point of the tandem type. There was a drawback. In the non-contact system, the toner is charged by the charge roll, and the layer thickness on the developing roll is regulated by the elastic regulating blade, so that the toner additive adheres to the charge roll and the charging ability is reduced. The toner may adhere to the regulation blade and the layer formation may become non-uniform, resulting in image defects.
[0008]
For this reason, the above-described hybrid development method has attracted attention as one means for solving these problems. In other words, the hybrid developing system can provide a high-speed image forming apparatus that does not cause torque fluctuation because the developing roll is not in contact with the photosensitive member, has excellent dot reproducibility, and can extend the life.
[0009]
However, in this hybrid type developing device, coarse particles of highly developable toner are easily selectively developed on the photoconductor, and selective development occurs and the toner particle size distribution changes as described above. There is a problem in that the amount of fine toner increases and the surface of the carrier is contaminated to reduce the charge amount, causing the toner to scatter from the developing device and the image density to decrease due to the fine toner adhering to the developing roll. Most of the toner on the development roll is collected by the magnetic brush outside the development time, but if a relatively large amount of fine powder in the toner adheres firmly to the surface of the development roll, the fine powder is collected between short images during continuous printing. It cannot be left on the developing roll. The adhering fine powder toner remaining on the developing roll causes a decrease in the bias of the developing roll, resulting in a decrease in density, a potential difference with the magnetic roll increases, causing carrier pulling, and image defects and toner scattering. Cause. In addition, when a toner consumption area and a non-consumption area are generated on the developing roll, a part of the previous developed image is changed to the next development due to a variation in the toner adhesion state and the toner potential difference on the developing roll. There is also a problem that a phenomenon that sometimes appears as an afterimage (ghost), a so-called history phenomenon, is likely to occur.
[0010]
Of these, the hysteresis phenomenon (ghost) eliminates the potential difference between the magnetic roll and the developing roll outside the development time and collects most of the toner on the developing roll with a magnetic brush, leaving a development history at the next development timing. A method has been proposed in which no image is obtained. Also, with respect to the increase in fine powder toner due to selective development, in
[0011]
Furthermore,
[0012]
[Patent Document 1]
JP-A-6-295123 (
[Patent Document 2]
JP 2000-250294 A (pages 6-7, FIG. 3)
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, the devices disclosed in
[0014]
The developing device disclosed in
[0015]
In the developing device disclosed in
[0016]
Therefore, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of preventing a toner having a small particle diameter from accumulating in the developer in the developing apparatus and obtaining a good image without deterioration in image quality. .
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in the present invention,
A developing roll that is disposed opposite to a latent image carrier on which an electrostatic latent image is formed, carries toner on its surface and conveys it, adsorbs and conveys a two-component developer containing carrier and toner, A magnetic roll that is supplied to the developing roll, and is used in an image forming apparatus having a developing device for performing a developing process for developing the electrostatic latent image formed on the latent image carrier,
And a developing device capable of carrying out a first step of carrying toner on the developing roll and a second step of flying toner onto the latent image carrier with the developing roll stopped. And
[0018]
In this way, the first step of forming a fine powdery toner layer and the developing roller are completely stopped, and the toner on the developing roller at a position facing the latent image carrier is ejected onto the latent image carrier. In a second step, the second step of completely peeling off the toner, the fine toner can be collected on the developing roll and developed on the photoconductor, and the development time, which is a concern when the developing roll is rotated, is short. Because of the time, it is possible to avoid the phenomenon that only particles having a large particle size fly to the photoconductor, and the fine powder that is most desired to fly does not fly. It is possible to provide a toner particle size adjustment method for discharging to the body and reducing it.
[0019]
By repeating the second step by repeatedly rotating and stopping the developing roll in a stepwise manner, the processing of the fine toner over the entire circumference of the developing roll can be easily performed.
[0020]
Further, the image density can be kept constant over a long period of time by periodically performing the first process and the second process.
[0021]
Further, in the first step, the duty ratio of the AC bias applied between the latent image carrier and the developing roller is different from the AC bias applied between the latent image carrier and the developing roller applied during the developing step. As a result, in the first step, more fine toner can be deposited on the developing roll within the same time, and further, the second step is performed to reliably reduce the fine toner in the developing device. An image forming apparatus having the apparatus can be provided.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be exemplarily described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. This is just an example.
[0023]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of a tandem type image forming apparatus that performs a toner particle size adjusting method according to the present invention, and FIG. 2 is an outline of a hybrid type developing device for performing a toner particle size adjusting method according to the present invention. FIG. 3 is a diagram showing the AC bias when fine toner is collected on the developing roll by the toner particle size adjusting method according to the present invention, and FIG. 4 is when the duty ratio of the AC bias voltage applied to the developing roll is changed. FIG. 5 is a graph showing a change in the amount of fine powder toner in the image forming apparatus in which the toner particle size adjusting method according to the present invention is performed.
[0024]
In FIG. 1, 1 is a tandem image forming apparatus main body, 2 is a developing device, 3 is a photosensitive member (latent image carrier), 4 is an exposure unit, 5 is a conveyance belt for a recording medium, 6 is a developer container, and 7 is a developer container. A paper feed cassette containing a recording medium, 8 is a charger for charging the
[0025]
In FIG. 2,
[0026]
Conventionally, an OPC photoconductor is known as the photoconductor 3 used in the image forming apparatus. However, the OPC photosensitive member has a problem that the surface of the photosensitive layer is soft and the photosensitive layer is easily scraped by rubbing with a cleaning blade. Therefore, an a-Si photosensitive member having a photosensitive layer thickness of 25 μm or more has been used in recent years because it has a hard surface compared to an OPC photosensitive member and is excellent in durability and function retention (maintenance-free). ing. However, since the a-Si photosensitive member is formed using a glow discharge decomposition method or the like, if the photosensitive layer is thick as described above, there is a problem that manufacturing time and manufacturing cost are increased, which is economically disadvantageous. .
[0027]
When an a-Si photosensitive member is used as the photosensitive material of the photosensitive member 3, the surface has a very low post-exposure potential of 10 V or less, but the saturation charging potential decreases when the film thickness is reduced. In addition, the withstand voltage leading to dielectric breakdown is reduced. On the other hand, the surface charge density when the latent image is formed tends to be improved and the development performance tends to be improved. This characteristic is particularly remarkable when the dielectric constant is about 10 or less, more preferably about 25 μm or less, and more preferably 20 μm or less, for an a-Si photoreceptor having a high dielectric constant of about 10. The direct current (DC)
[0028]
When a positively charged organic photoconductor (OPC) is used as the photosensitive material of the photoconductor 3, the thickness of the photosensitive layer is set to 25 μm or more in order to reduce the residual potential to 100 V or less, and the charge generating material is added. It is particularly important to increase the amount. In particular, OPC having a single-layer structure is advantageous because a charge generating material is added to the photosensitive layer, and therefore the sensitivity change is small even when the photosensitive layer is reduced. Even in this case, the development direct current (DC)
[0029]
Setting the developing bias to be low in this way is effective for suppressing the dielectric breakdown of the thin film a-Si photosensitive member, preventing excessive charging of the toner, and suppressing the development history phenomenon. Further, a toner layer of 10 to 100 μm, preferably 30 to 70 μm, is formed on the developing
[0030]
The developer has a role of supplying and collecting toner, and 10 6 Ωcm to 10 9 Necessary for development by using a carrier having a volume resistivity of Ωcm and peeling off the toner strongly and electrostatically attached to the developing roll at the nip between the developing
[0031]
Magnetite carrier, Mn-based ferrite, Mn-Mg-based ferrite, etc. can be used as a high-magnetic force and low-resistance carrier. These carriers may be used as they are, but the surface does not excessively increase the resistance value. It is also possible to process and use. In the present invention, as an example, the volume resistivity is 10 7 A ferrite carrier with Ωcm, saturation magnetization of 70 emu / g, and average particle size of 35 μm was used. When the average particle size exceeds 50 μm, the carrier stress increases and the toner concentration cannot be increased, and the amount of toner supplied to the developing
[0032]
The mixing ratio of the toner and carrier of the developer used in the present invention is 2 to 40% by weight, preferably 3 to 30% by weight, and more preferably 4 to 25% by weight with respect to the total amount of toner and carrier. If the mixing ratio of the toner is less than 2% by weight, the toner charge amount becomes high and a sufficient image density cannot be obtained, and if it exceeds 40% by weight, a sufficient charge amount cannot be obtained. Scattered and contaminated the inside of the image forming apparatus, or toner fog occurs on the image.
[0033]
In the image forming apparatus for carrying out the present invention, as an example, the diameter of the developing
[0034]
First, a normal printing operation of a tandem type image forming apparatus that implements the toner particle size adjustment method according to the present invention will be briefly described. In the following description, a case where positively charged toner is used as an example will be described. However, it is obvious that the present invention can be similarly implemented even when negatively charged toner is used.
[0035]
First, a two-component developer composed of toner and carrier corresponding to each color such as yellow, cyan, magenta, and black is stirred and charged by the stirring mixer 23 and the paddle mixer 22 shown in FIG. Is done. Then, a magnetic brush is formed on the magnetic roll 21, the layer is regulated by the earbrush blade 24, and for example, +400 V by the DC bias
[0036]
When a print start signal is received from a control circuit (not shown), the photosensitive member 3 is first charged to 400 V, for example, by the
When the toner concentration in the developer in the developing
[0037]
The toner remaining on the developing roll is not provided with a special device such as a scraping blade, and the magnetic brush on the magnetic roll 21 comes into contact with the toner layer on the developing
[0038]
The developing device shown in FIG. 2 is provided opposite to the photosensitive member 3 capable of holding an electrostatic latent image due to a difference in charging potential, and in a
[0039]
The magnetic roll 21 has a rotatable cylindrical sleeve arranged on the outer periphery of a magnet supported so that its position is fixed, and a two-component developer containing toner and a magnetic carrier is magnetically applied to the sleeve surface. The magnetic brush of the two-component developer can be formed by suction and the sleeve can be rotated to convey the developer. A DC voltage of +400 V can be applied to the magnetic roll 21 from a direct current (DC) bias
[0040]
The developer is conveyed and agitated in the first
[0041]
As described above, a + 100V DC voltage from the direct current (DC) bias
[0042]
The toner layer formed on the developing
[0043]
A method of adjusting the toner particle size in the developing device will be described. After the continuous printing or a predetermined number of printings, the surface potential of the photoreceptor 3 is not applied periodically. The same bias as that shown in FIG. 3A, that is, a DC voltage of + 100V from the direct current (DC) bias
[0044]
Next, the rotation of the photoconductor 3, the developing
[0045]
Therefore, this state is continued for about 1 second. As described above, for example, the diameter of the developing
[0046]
As described above, the first process of collecting fine toner on the developing
[0047]
FIG. 4 shows an amount of fine powder toner of 5 μm or less deposited on the developing
[0048]
Similarly, FIG. 5 shows that (a) toner is discharged after forming a layer by applying an AC voltage between the developing
[0049]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the first step of forming the toner layer containing a large amount of fine powder, and the developing roller is completely stopped, and the toner on the developing roller at a position facing the latent image carrier is transferred to the latent image carrier. Development that was a concern when fine toner particles can be collected on the developing roll and developed on the photoconductor by a simple process called the second process of flying up and completely peeling off. Because of the short time, it is possible to avoid the phenomenon that only particles with a large particle size will fly to the photoconductor and the fine powder that you want to fly the most will not fly. It is possible to provide a toner particle size adjusting method that collects, discharges to the photoreceptor, and reduces it.
[0050]
Then, after the second step, by repeating the second step by repeatedly rotating and stopping the developing roll in a stepwise manner, the processing of the fine toner over the entire circumference of the developing roll can be easily performed. .
[0051]
Further, the image density can be kept constant over a long period of time by periodically performing the first process and the second process.
[0052]
Further, in the first step, the duty ratio of the AC bias applied between the latent image carrier and the developing roll is different from the AC bias applied between the latent image carrier and the developing roll applied during the development step. Thus, in the first step, more fine toner can be deposited on the developing roll in the same time, and the second step is performed to reliably reduce the fine toner in the developing device. Can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of a tandem type image forming apparatus that performs a toner particle size adjusting method according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a hybrid developing device for carrying out a toner particle size adjusting method according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an AC bias when fine powder toner is collected on a developing roll by the toner particle size adjusting method according to the present invention.
FIG. 4 is a graph showing a change in the amount of fine powder toner on the developing roll when the duty ratio of the AC bias voltage applied to the developing roll is changed.
FIG. 5 is a graph showing a change in the amount of fine powder toner in the image forming apparatus in which the toner particle size adjusting method according to the present invention is performed.
[Explanation of symbols]
20 Developing roll
21 Magnetic roll
22 paddle mixer
23 Stir mixer
24 Hobiri Blade
25 Toner sensor
26 Housing
27 First developer stirring chamber
28 Second developer stirring chamber
29 Bulkhead
30a Direct Current (DC) Bias Power Supply
30b AC (AC) bias power supply
31a Direct current (DC) bias power supply
Claims (4)
前記現像ロールにトナーを担持させる第1工程と、該現像ロールを停止させた状態でトナーを前記潜像担持体に飛翔させる第2工程を実施することが可能な現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。A developing roll that is disposed opposite to a latent image carrier on which an electrostatic latent image is formed, carries toner on its surface and conveys it, adsorbs and conveys a two-component developer containing carrier and toner, A magnetic roll that is supplied to the developing roll, and is used in an image forming apparatus having a developing device for performing a developing process for developing the electrostatic latent image formed on the latent image carrier,
And a developing device capable of carrying out a first step of carrying toner on the developing roll and a second step of flying toner onto the latent image carrier with the developing roll stopped. An image forming apparatus.
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