JP2017207600A - Developing device and image forming apparatus including the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、現像装置、およびこれを備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a developing device and an image forming apparatus including the developing device.
従来、電子写真方式が採用されたプリンターや複写機等の画像形成装置は、静電潜像を担持する感光体ドラムと、感光体ドラムにトナーを供給し静電潜像をトナー像に顕在化する現像装置と、該感光体ドラムからトナー像をシートに転写する転写装置と、を備える。 Conventionally, image forming apparatuses such as printers and copiers that employ an electrophotographic method have a photosensitive drum carrying an electrostatic latent image, and toner is supplied to the photosensitive drum so that the electrostatic latent image becomes visible as a toner image. And a transfer device that transfers a toner image from the photosensitive drum to a sheet.
特許文献1には、感光体ドラムにトナーを供給する現像ローラーと、現像ローラーに現像剤を供給する搬送ローラーと、を備えた2本マグローラー構成の現像装置が開示されている。現像ローラーおよび搬送ローラーは、それぞれ、複数の磁極を備え固定された磁石と、磁石の周囲を回転するスリーブと、を備えている。このような構成によれば、ローラーの機能分離が実現されるとともに、現像剤を循環搬送する現像剤攪拌部を感光体ドラムから遠ざけることができる。
二成分現像技術では、現像剤を構成するキャリアが劣化すると、トナーの荷電不良が発生する。この場合、トナー飛散やトナーかぶりなどの不具合がもたらされる。また、キャリアの劣化は、2つの事象に分類される。一方の劣化では、キャリアの表面にトナー成分が付着し、キャリアの電気抵抗が増大するとともに、現像性能が低下する。他方の劣化では、キャリアのコート層が剥がれて、キャリアの電気抵抗が低下するとともに、感光体ドラムへのキャリア現像が発生する。このように、現像装置内でのキャリアの劣化は、画像品質を低下させるという問題があった。 In the two-component development technique, when the carrier constituting the developer is deteriorated, the toner is poorly charged. In this case, problems such as toner scattering and toner fogging are brought about. Further, carrier deterioration is classified into two events. On the other hand, the toner component adheres to the surface of the carrier, the electrical resistance of the carrier increases, and the developing performance decreases. In the other deterioration, the coat layer of the carrier is peeled off, the electric resistance of the carrier is lowered, and carrier development on the photosensitive drum occurs. As described above, the deterioration of the carrier in the developing device has a problem of reducing the image quality.
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、それぞれ内部に固定された磁石を有し、互いに現像剤を受け渡しあう複数のローラーを含む現像装置、およびこれを備えた画像形成装置において、キャリアの劣化に起因する画像欠陥を抑止することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and includes a developing device including a plurality of rollers each having a magnet fixed inside and delivering a developer to each other, and an image forming apparatus including the developing device. An object is to suppress image defects caused by carrier deterioration.
本発明の一局面に係る現像装置は、周方向に沿って複数の磁極を含む第1磁石と、前記第1磁石の周囲を第1回転方向に回転し周面にトナーおよび磁性キャリアを含む現像剤を担持する第1スリーブと、を備え、表面に静電潜像が形成される感光体ドラムに所定の現像位置で対向して配置され、前記感光体ドラムに前記トナーを供給する現像ローラーと、周方向に沿って複数の磁極を含む第2磁石と、前記第2磁石の周囲を第2回転方向に回転し周面に前記現像剤を担持する第2スリーブと、を備え、前記現像ローラーに所定の対向位置で対向するように配置され、前記現像ローラーに前記現像剤を供給する搬送ローラーと、前記現像剤を攪拌するとともに、前記搬送ローラーに前記現像剤を供給する現像剤攪拌部と、前記感光体ドラムの前記表面に前記現像ローラーから前記トナーが供給される現像動作時に、前記現像ローラーに対して、直流電圧に交流電圧が重畳された第1現像バイアスを印加する第1現像バイアス印加部と、前記現像ローラーと前記搬送ローラーとの間のインピーダンスを測定する測定部と、前記測定部の測定結果に応じて、前記第1現像バイアス印加部を制御して、前記現像ローラーに印加される前記第1現像バイアスを調整するバイアス制御部と、を有することを特徴とする。 A developing device according to an aspect of the present invention includes a first magnet including a plurality of magnetic poles along a circumferential direction, and developing including toner and a magnetic carrier on a circumferential surface that rotates around the first magnet in a first rotation direction. A developing roller for supplying the toner to the photosensitive drum, the first sleeve carrying an agent, and disposed at a predetermined developing position facing a photosensitive drum on which an electrostatic latent image is formed. A second magnet including a plurality of magnetic poles along a circumferential direction; and a second sleeve that rotates around the second magnet in a second rotational direction and carries the developer on a circumferential surface thereof; A conveying roller that supplies the developer to the developing roller, and a developer agitating unit that agitates the developer and supplies the developer to the conveying roller. , In front of the photosensitive drum A first developing bias applying unit configured to apply a first developing bias in which an AC voltage is superimposed on a DC voltage to the developing roller during a developing operation in which the toner is supplied to the surface from the developing roller; and the developing roller And a first developing bias applied to the developing roller by controlling the first developing bias applying unit according to a measurement result of the measuring unit. And a bias control unit for adjusting.
本構成によれば、現像ローラーおよび搬送ローラーの内部には、それぞれ第1磁石および第2磁石が配置されている。このため、両ローラー間には、現像剤の磁気ブラシが形成される。測定部が現像ローラーと搬送ローラーとの間のインピーダンスを測定する際、このローラー間の磁気ブラシのインピーダンスが測定される。したがって、測定部は、現像剤中のキャリアの劣化具合に応じたインピーダンスを精度良く測定することが可能となる。この結果、バイアス制御部は、キャリアの劣化具合に応じて第1現像バイアスを調整することが可能となる。したがって、キャリアの劣化に起因する画像欠陥を抑止することができる。 According to this configuration, the first magnet and the second magnet are arranged inside the developing roller and the transport roller, respectively. Therefore, a developer magnetic brush is formed between the two rollers. When the measurement unit measures the impedance between the developing roller and the transport roller, the impedance of the magnetic brush between the rollers is measured. Therefore, the measurement unit can accurately measure the impedance corresponding to the deterioration degree of the carrier in the developer. As a result, the bias controller can adjust the first developing bias according to the degree of carrier deterioration. Therefore, image defects due to carrier deterioration can be suppressed.
上記の構成において、前記現像動作時に、前記搬送ローラーに対して、直流電圧に交流電圧が重畳された第2現像バイアスを印加する第2現像バイアス印加部を更に有し、バイアス制御部は、前記測定部の測定結果に応じて、前記第2現像バイアス印加部を制御して、前記搬送ローラーに印加される前記第2現像バイアスを調整することが望ましい。 In the above configuration, the image forming apparatus further includes a second developing bias applying unit that applies a second developing bias in which an AC voltage is superimposed on a DC voltage to the transport roller during the developing operation. It is desirable to adjust the second developing bias applied to the transport roller by controlling the second developing bias applying unit according to the measurement result of the measuring unit.
本構成によれば、バイアス制御部は、キャリアの劣化具合に応じて第2現像バイアスを調整することが可能となる。 According to this configuration, the bias control unit can adjust the second developing bias according to the degree of carrier deterioration.
上記の構成において、前記第1スリーブ上に担持された前記現像剤が前記現像位置において前記感光体ドラムの前記表面に接触するように、前記感光体ドラムに対する前記現像ローラーの位置が設定されており、前記対向位置における前記現像ローラーと前記搬送ローラーとの間隔は、前記現像位置における前記感光体ドラムと前記現像ローラーとの間隔以下に設定されていることが望ましい。 In the above configuration, the position of the developing roller with respect to the photosensitive drum is set such that the developer carried on the first sleeve contacts the surface of the photosensitive drum at the developing position. The distance between the developing roller and the transport roller at the facing position is preferably set to be equal to or smaller than the distance between the photosensitive drum and the developing roller at the developing position.
本構成によれば、第1スリーブ上に形成された現像剤の磁気ブラシは、感光体ドラムの表面に接触する。更に、対向位置の間隔が現像位置の間隔と同等、または、より狭く設定されている。このため、対向位置付近において現像ローラーと搬送ローラーとの間では、現像剤の磁気ブラシが切断されることなく、両ローラー間に跨って形成されている。このため、測定部はローラー間の磁気ブラシのインピーダンスを精度良く測定することができる。 According to this configuration, the developer magnetic brush formed on the first sleeve contacts the surface of the photosensitive drum. Further, the interval between the opposing positions is set to be equal to or narrower than the interval between the development positions. For this reason, between the developing roller and the transport roller in the vicinity of the opposing position, the magnetic brush of the developer is formed between the two rollers without being cut. For this reason, the measuring unit can accurately measure the impedance of the magnetic brush between the rollers.
上記の構成において、前記第1回転方向および前記第2回転方向は、前記対向位置において互いに対向するように設定され、前記第1磁石は、前記対向位置よりも前記第1回転方向上流側に配置され、所定の磁極からなる第1磁極と前記対向位置よりも前記第1回転方向下流側に配置され、前記第1磁極とは異極の第2磁極とを備え、前記第2磁石は、前記対向位置よりも前記第2回転方向上流側で、前記第2磁極に対向して配置され、前記第2磁極とは異極の第3磁極と前記対向位置よりも前記第2回転方向下流側で、前記第1磁極に対向して配置され、前記第1磁極とは異極の第4磁極とを備え、前記現像位置を通過した前記現像剤は、前記第1磁極および前記第4磁極が形成する磁界によって前記現像ローラーから前記搬送ローラーに受け渡され、前記現像剤攪拌部から前記搬送ローラーに供給された前記現像剤は、前記第2磁極および前記第3磁極が形成する磁界によって前記搬送ローラーから前記現像ローラーに受け渡されることが望ましい。 In the above configuration, the first rotation direction and the second rotation direction are set to face each other at the facing position, and the first magnet is disposed upstream of the facing position in the first rotation direction. A first magnetic pole composed of a predetermined magnetic pole, and a second magnetic pole disposed on the downstream side in the first rotational direction from the opposed position, and having a second magnetic pole different from the first magnetic pole, and the second magnet includes The third magnetic pole is disposed on the upstream side in the second rotational direction from the facing position and is opposed to the second magnetic pole. The third magnetic pole is different from the second magnetic pole, and the downstream side in the second rotational direction from the facing position. The first magnetic pole is disposed opposite to the first magnetic pole, and has a fourth magnetic pole different from the first magnetic pole. The developer that has passed through the development position is formed by the first magnetic pole and the fourth magnetic pole. From the developing roller to the transport roller by a magnetic field It is desirable that the developer delivered to the transport roller from the developer stirring unit is transferred from the transport roller to the developing roller by a magnetic field formed by the second magnetic pole and the third magnetic pole. .
本構成によれば、現像ローラーおよび搬送ローラー間で現像剤の受け渡しを行う磁気ブラシが、対向位置を挟むように一対配置される。このため、測定部はローラー間の磁気ブラシのインピーダンスを精度良く測定することができる。更に、対向位置のうち最近接位置に現像剤が凝集することが抑止され、インピーダンス測定に不安定なノイズが含まれることが抑止される。 According to this configuration, a pair of magnetic brushes that deliver the developer between the developing roller and the transport roller are disposed so as to sandwich the facing position. For this reason, the measuring unit can accurately measure the impedance of the magnetic brush between the rollers. Furthermore, the developer is prevented from aggregating at the closest position among the opposed positions, and unstable noise is prevented from being included in the impedance measurement.
上記の構成において、前記バイアス制御部は、前記測定部が測定する前記インピーダンスが予め設定された閾値よりも低い場合に、前記感光体ドラム上の前記静電潜像の画像部と前記現像ローラーとの間の直流電圧の電位差を縮小するとともに、前記第1現像バイアスの交流電圧のピーク間電圧を縮小することが望ましい。 In the above-described configuration, the bias control unit may be configured such that when the impedance measured by the measurement unit is lower than a preset threshold value, the image portion of the electrostatic latent image on the photosensitive drum, the developing roller, It is desirable to reduce the potential difference of the DC voltage between and the peak voltage of the AC voltage of the first developing bias.
本構成によれば、劣化に伴ってキャリアの電気抵抗が低下した場合でも、画像濃度の上昇を抑制することができる。 According to this configuration, it is possible to suppress an increase in image density even when the electrical resistance of the carrier decreases with deterioration.
上記の構成において、前記バイアス制御部は、前記測定部が測定する前記インピーダンスが予め設定された閾値よりも高い場合に、前記感光体ドラム上の前記静電潜像の画像部と前記現像ローラーとの間の直流電圧の電位差を拡大するとともに、前記感光体ドラム上の前記静電潜像の背景部と前記現像ローラーとの間の直流電圧の電位差を縮小することが望ましい。 In the above configuration, when the impedance measured by the measurement unit is higher than a preset threshold value, the bias control unit includes the image portion of the electrostatic latent image on the photosensitive drum, the developing roller, and the like. It is desirable to enlarge the potential difference of the DC voltage between the two and reduce the potential difference of the DC voltage between the background portion of the electrostatic latent image on the photosensitive drum and the developing roller.
本構成によれば、劣化に伴ってキャリアの電気抵抗が上昇した場合でも、画像濃度の低下およびキャリア現像の発生を抑制することができる。 According to this configuration, even when the electrical resistance of the carrier increases with deterioration, it is possible to suppress a decrease in image density and occurrence of carrier development.
上記の構成において、前記バイアス制御部は、前記現像動作が実行されていない非現像動作時に前記測定部を制御して、所定のタイミングで前記インピーダンスを測定する測定モードを実行することが望ましい。 In the above configuration, it is preferable that the bias control unit controls the measurement unit during a non-development operation where the development operation is not performed, and executes a measurement mode in which the impedance is measured at a predetermined timing.
本構成によれば、非現像動作時に測定モードが実行されることで、現像動作時の画像濃度が安定して維持される。 According to this configuration, the image density during the developing operation is stably maintained by executing the measurement mode during the non-developing operation.
上記の構成において、前記所定のタイミングは、前記第1現像バイアス印加部に駆動電圧が通電される電源投入時、または、前回の測定モードが実行されてから前記感光体ドラムに所定の枚数の画像が形成されたタイミング、または、前回の測定モードが実行されてから所定の時間が経過したタイミングであることが望ましい。 In the above configuration, the predetermined timing is a predetermined number of images on the photosensitive drum at power-on when a driving voltage is supplied to the first developing bias applying unit or after the previous measurement mode is executed. It is desirable to be a timing at which a predetermined time has elapsed since the previous measurement mode was executed.
本構成によれば、キャリアの電気抵抗が変動しやすいタイミングで測定モードを実行することができる。 According to this configuration, the measurement mode can be executed at a timing at which the electric resistance of the carrier is likely to vary.
上記の構成において、前記測定部は、前記現像ローラーおよび前記搬送ローラーが回転された状態で、前記現像ローラーと前記搬送ローラーとの間のインピーダンスを測定することが望ましい。 In the above configuration, it is preferable that the measurement unit measures an impedance between the developing roller and the transport roller in a state where the developing roller and the transport roller are rotated.
本構成によれば、現像ローラーと搬送ローラーとの間に現像剤の磁気ブラシが安定して形成された状態で、インピーダンスの測定を行うことができる。 According to this configuration, the impedance can be measured in a state where the developer magnetic brush is stably formed between the developing roller and the transport roller.
本発明の他の局面に係る画像形成装置は、上記の何れか1に記載の現像装置と、前記現像装置から前記トナーが供給され、前記周面にトナー像を担持する前記感光体ドラムと、前記感光体ドラムからシートに前記トナー像を転写する転写部と、を有することを特徴とする。 An image forming apparatus according to another aspect of the present invention includes the developing device according to any one of the above, the photosensitive drum that is supplied with the toner from the developing device and carries a toner image on the peripheral surface, And a transfer unit that transfers the toner image from the photosensitive drum to a sheet.
本構成によれば、測定部は、現像剤中のキャリアの劣化具合に応じたインピーダンスを精度良く測定することが可能となる。この結果、バイアス制御部は、キャリアの劣化具合に応じて第1現像バイアスを調整することが可能となる。したがって、画像濃度を安定して維持するとともに、キャリアの劣化に起因する画像欠陥を抑止することができる。 According to this configuration, the measurement unit can accurately measure the impedance corresponding to the degree of deterioration of the carrier in the developer. As a result, the bias controller can adjust the first developing bias according to the degree of carrier deterioration. Therefore, it is possible to stably maintain the image density and to suppress image defects due to carrier deterioration.
本発明によれば、それぞれ内部に固定された磁石を有し、互いに現像剤を受け渡しあう複数のローラーを含む現像装置、およびこれを備えた画像形成装置において、キャリアの劣化に起因する画像欠陥が抑止される。 According to the present invention, in a developing device including a plurality of rollers each having a magnet fixed inside and delivering a developer to each other, and an image forming apparatus provided with the developing device, image defects due to carrier deterioration are present. Deterred.
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係る画像形成装置10について詳細に説明する。本実施形態では、画像形成装置の一例として、タンデム方式のカラープリンタを例示する。画像形成装置は、例えば、複写機、ファクシミリ装置、及びこれらの複合機等であってもよい。
Hereinafter, an
図1は、画像形成装置10の内部構造を示す断面図である。この画像形成装置10は、箱形の筐体構造を備える装置本体11を備える。この装置本体11内には、シートPを給紙する給紙部12、給紙部12から給紙されたシートPに転写するトナー像を形成する画像形成部13、前記トナー像が一次転写される中間転写ユニット14、二次転写ローラー145、及び、シートP上に形成された未定着トナー像をシートPに定着する処理を施す定着部16が内装されている。さらに、装置本体11の上部には、定着部16で定着処理の施されたシートPが排紙される排紙部171が備えられている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the internal structure of the
装置本体11内には、さらに、画像形成部13より左側位置に、上下方向に延びるシート搬送路111が形成されている。シート搬送路111には、適所にシートPを搬送する搬送ローラー対が設けられている。また、シートPのスキュー矯正を行うと共に、後述する二次転写のニップ部に所定のタイミングでシートPを送り込むレジストローラー対113も、シート搬送路111における前記ニップ部の上流側に設けられている。シート搬送路111は、シートPを給紙部12から排紙部171まで、画像形成部13(二次転写ニップ部)及び定着部16を経由して搬送させる搬送路である。
In the apparatus
給紙部12は、給紙トレイ121、ピックアップローラー122を備える。給紙トレイ121は、装置本体11の下方位置に挿脱可能に装着され、複数枚のシートPが積層されたシート束を貯留する。ピックアップローラー122は、給紙トレイ121に貯留されたシート束の最上面のシートPを1枚ずつ繰り出す。
The
画像形成部13は、シートPに転写するトナー像を形成するものであって、異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成ユニットを備える。この画像形成ユニットとして、本実施形態では、後述する中間転写ベルト141の回転方向上流側から下流側へ(図1に示す右側から左側へ)向けて順次配設された、マゼンタ(M)色の現像剤を用いるマゼンタ用ユニット13M、シアン(C)色の現像剤を用いるシアン用ユニット13C、イエロー(Y)色の現像剤を用いるイエロー用ユニット13Y、及びブラック(Bk)色の現像剤を用いるブラック用ユニット13Bkが備えられている。各ユニット13M、13C、13Y、13Bkは、それぞれ感光体ドラム20と、感光体ドラム20の周囲に配置された帯電装置21、現像装置23及びクリーニング装置25とを備える。また、各ユニット13M、13C、13Y、13Bk共通の露光装置22が、画像形成ユニットの下方に配置されている。
The
感光体ドラム20は、その軸回りに回転駆動され、その周面に静電潜像及びトナー像が形成される。各色の画像形成ユニットに対応して、感光体ドラム20がそれぞれ配置される。帯電装置21は、感光体ドラム20の表面を均一に帯電する。露光装置22は、光源やポリゴンミラー、反射ミラー、偏向ミラーなどの各種の光学系機器を有し、均一に帯電された感光体ドラム20の周面に、画像データに基づき変調された光を照射して、静電潜像を形成する。また、クリーニング装置25は、トナー像転写後の感光体ドラム20の周面を清掃する。
The
現像装置23は、感光体ドラム20上に形成された静電潜像を現像するために、感光体ドラム20の周面にトナーを供給する。現像装置23は、トナーとキャリアとからなる2成分現像剤用のものである。なお、本実施形態では、トナーはプラスの極性に帯電する特性を備える。
The developing
中間転写ユニット14は、画像形成部13の上方に配置される。中間転写ユニット14は、中間転写ベルト141と、駆動ローラー142と、従動ローラー143と、一次転写ローラー24と、を備える。
The
中間転写ベルト141は、無端状のベルト状回転体であって、その周面側が各感光体ドラム20の周面にそれぞれ当接するように、駆動ローラー142及び従動ローラー143に架け渡されている。中間転写ベルト141は、一の方向に周回駆動され、感光体ドラム20から転写されたトナー像を表面に担持する。
The
駆動ローラー142は、中間転写ユニット14の左端側で中間転写ベルト141を張架し、中間転写ベルト141を周回駆動させる。駆動ローラー142は金属ローラーからなる。従動ローラー143は、中間転写ユニット14の右端側で中間転写ベルト141を張架する。従動ローラー143は、中間転写ベルト141に張力を付与する。
The
一次転写ローラー24は、中間転写ベルト141を挟んで感光体ドラム20と一次転写ニップ部を形成し、感光体ドラム20上のトナー像を中間転写ベルト141上に一次転写する。各色の感光体ドラム20に対向して、それぞれ、一次転写ローラー24が配置される。
The
二次転写ローラー145は、中間転写ベルト141を挟んで駆動ローラー142に対向して配置されている。二次転写ローラー145は、中間転写ベルト141の周面に圧接されて二次転写ニップ部を形成している。中間転写ベルト141上に一次転写されたトナー像は、給紙部12から供給されるシートPに、前記二次転写ニップ部において二次転写される。本実施形態の中間転写ユニット14および二次転写ローラー145は、本発明の転写部を構成する。転写部は、感光体ドラム20からシートPにトナー像を転写する。
The
定着部16へ供給されたシートPは、定着ニップ部を通過することで加熱加圧される。これにより、前記二次転写ニップ部でシートPに転写されたトナー像は、シートPに定着される。
The sheet P supplied to the fixing
排紙部171は、装置本体11の頂部が凹没されることによって形成されている。定着処理が施されたシートPは、定着部16の上部から延設されたシート搬送路111を経由して、排紙トレイ171に排紙される。
The
次に、図2および図3を参照して、本発明の第1実施形態に係る現像装置23について、更に詳述する。図2は、本実施形態に係る現像装置23の内部構造を示す模式的な断面図である。図2では、現像装置23の各回転部材の回転方向が矢印で示されている。また、図3は、現像装置23の現像動作時における現像ローラー231および搬送ローラー232の磁極配置を示す模式的な断面図である。
Next, the developing
現像装置23は、ハウジング23Hと、現像ローラー231と、搬送ローラー232と、二本の攪拌スクリュー233(現像剤攪拌部)と、仕切り板234と、層厚規制部材235と、を含む。ハウジング23Hは、現像装置23の各部材を支持する筐体部分である。
The developing
現像ローラー231は、表面に静電潜像が形成される感光体ドラム20に所定の現像位置NP(図2、図3)で対向して配置され、感光体ドラム20にトナーを供給する。現像ローラー231は、第1磁石231Aと、第1スリーブ231Bと、を備える(図3)。なお、本実施形態では、現像位置NPは、感光体ドラム20と現像ローラー231との最近接位置を含む。第1磁石231Aは、周方向に沿って複数の磁極を含み、ハウジング23Hに支持された円柱状の磁石である。第1スリーブ231Bは、第1磁石231Aの周囲を第1回転方向(図3の矢印D1方向)に回転し、周面にトナーおよび磁性キャリアを含む現像剤を担持する。本実施形態では、第1スリーブ231Bは、アルミ製の円管部材(基材)からなる。第1スリーブ231Bの円管部材の周面には、サンドブラスト処理(ブラスト処理)が施されており、所定の表面粗さを備えている。本実施形態では、第1スリーブ231Bの表面粗さRzjisは、4.0μmから14.0μmの範囲に設定されている。現像ローラー231の第1スリーブ231Bは、ハウジング23Hに回転可能に支持されている。
The developing
なお、本実施形態では、現像ローラー231の第1スリーブ231B上に担持された現像剤の磁気ブラシが現像位置NPにおいて感光体ドラム20の表面に接触するように、感光体ドラム20に対する現像ローラー231の位置が設定されている。換言すれば、本実施形態では、二成分接触現像方式が採用されている。
In this embodiment, the developing
搬送ローラー232は、現像ローラー231に所定の対向位置TP(図3)で対向するように配置され、現像ローラー231に現像剤を供給する。なお、本実施形態では、対向位置TPは、搬送ローラー232と現像ローラー231との最近接位置を含む。搬送ローラー232は、第2磁石232Aと、第2スリーブ232Bと、を備える。第2磁石232Aは、周方向に沿って複数の磁極を含み、ハウジング23Hに支持されている。第2スリーブ232Bは、第2磁石232Aの周囲を第2回転方向(図3の矢印D2方向)に回転し、周面にトナーおよびキャリアを含む現像剤を担持する。搬送ローラー232の第2スリーブ232Bは、ハウジング23Hに回転可能に支持されている。
The
なお、本実施形態では、対向位置TPにおける現像ローラー231と搬送ローラー232との間隔は、現像位置NPにおける感光体ドラム20と現像ローラー231との間隔以下に設定されている。上記のように、現像位置NPでは、現像剤の磁気ブラシが現像ローラー231の第1スリーブ231Bおよび感光体ドラム20の表面に接触している。また、対向位置TPの周辺では、現像剤の磁気ブラシが現像ローラー231および搬送ローラー232の間に跨るように形成されている。
In the present embodiment, the distance between the developing
なお、現像ローラー231および搬送ローラー232には、直流バイアスに交流バイアスが重畳された現像バイアスが印加される。詳しくは、現像装置23は、第1バイアス印加部61(第1現像バイアス印加部)および第2バイアス印加部62(第2現像バイアス印加部)を備える(図2)。第1バイアス印加部61は、感光体ドラム20の表面に現像ローラー231からトナーが供給される現像動作時に、現像ローラー231の第1スリーブ231Bに対して現像バイアス(第1現像バイアス)を印加する直流および交流電源である。第2バイアス印加部62は、現像動作時に、搬送ローラー232の第2スリーブ232Bに対して現像バイアス(第2現像バイアス)を印加する直流および交流電源である。
A developing bias in which an AC bias is superimposed on a DC bias is applied to the developing
また、図3に示すように、現像ローラー231が回転する第1回転方向D1、および搬送ローラー232が回転する第2回転方向D2は、対向位置TPにおいて互いに対向するように設定されている(カウンタ方向)。
As shown in FIG. 3, the first rotation direction D1 in which the developing
攪拌スクリュー233(図2)は、2成分現像剤を攪拌しながら循環搬送することで、トナーを帯電させる。攪拌スクリュー233は、第1スクリュー233Aと、第2スクリュー233Bと、を備える。第1スクリュー233Aおよび第2スクリュー233Bは、シャフトの周りに螺旋状の羽根部材を備えている。また、ハウジング23Hは、現像剤攪拌部236を備える。現像剤攪拌部236は、第1スクリュー233Aが配置される第1攪拌部236Aと、第2スクリュー233Bが配置される第2攪拌部236Bと、を備える(図2)。現像剤は、第1攪拌部236Aと第2攪拌部236Bとの間を循環搬送される。そして、第1スクリュー233Aは、搬送ローラー232に現像剤を供給する。
The stirring screw 233 (FIG. 2) charges the toner by circulating and conveying the two-component developer while stirring. The stirring
仕切り板234は、ハウジング23Hに備えられた板状部材である。仕切り板234は、第1攪拌部236Aと第2攪拌部236Bとを第1スクリュー233Aおよび第2スクリュー233Bの軸方向に沿って仕切っている。また、不図示のトナー補給部から補給されたトナーは、第2攪拌部236Bの軸方向の一端側からハウジング23H内に流入し、他の現像剤と攪拌される。
The
層厚規制部材235は、ハウジング23Hに支持され、搬送ローラー232の周面に対向して配置された非磁性金属からなる板状部材である。なお、他の実施形態において、層厚規制部材235の第2回転方向上流側の側面には、磁性部材が固定されてもよい。層厚規制部材235は、攪拌スクリュー233の第1スクリュー233Aから搬送ローラー232に供給された現像剤の層厚を規制する。
The layer
また、図2に示すように、現像ローラー231の軸心は、感光体ドラム20の軸心よりも下方に配置され、搬送ローラー232の軸心は、現像ローラー231の軸心よりも更に下方に配置されている。
As shown in FIG. 2, the axis of the developing
また、図2を参照して、トナーおよびキャリアからなり、攪拌スクリュー233で循環搬送された現像剤は、第1スクリュー233Aから搬送ローラー232に供給される。その後、層厚規制部材235によって現像剤の層厚が規制された後、当該現像剤は現像ローラー231に供給される。現像位置NP(図3)においてトナーの一部が感光体ドラム20に供給されると、現像ローラー231から搬送ローラー232に現像剤が回収される。その後、搬送ローラー232に回収された現像剤は、再び第1スクリュー233Aの周辺の第1攪拌部236Aに流入する。
Referring to FIG. 2, the developer composed of toner and carrier and circulated and conveyed by stirring
図3を参照して、本実施形態では、現像ローラー231の第1磁石231Aは、周方向に沿って6つの磁極を備えている。
With reference to FIG. 3, in the present embodiment, the
現像ローラー231と搬送ローラー232との対向位置TPよりも第1回転方向(D1)下流側には、N2極(第2磁極)が配置される。また、N2極の第1回転方向下流側には、S2極が配置される。S2極は、搬送ローラー232から受け取った現像剤を感光体ドラム20側に搬送する搬送極として機能する。更に、S2極の第1回転方向下流側には、感光体ドラム20にトナーを供給する主極として機能するN3極が配置される。N3極は、現像位置NPの近傍に配置されている。
An N2 pole (second magnetic pole) is disposed on the downstream side in the first rotation direction (D1) from the facing position TP between the developing
更に、第1磁石231Aは、現像位置NPよりも第1回転方向下流側、かつ、対向位置TPよりも第1回転方向上流側の第1領域において、3つの磁極(S3、N4、S4)を備えている。S3極は、N3極(現像位置NP)の第1回転方向下流側に配置される。N4極は、S3極の第1回転方向下流側に隣接して配置されている。S4極(第1磁極)は、N4極の第1回転方向下流側に隣接して配置され、N4極と異極の磁極である。また、S4極は、対向位置TPよりも第1回転方向上流側に配置されている。前述のN2極は、S4極とは異極の磁極である。
Further, the
表1には、本実施形態に係る第1磁石231Aとして、6つの磁極の角度および磁力(半径方向成分のピーク値)を例示したものが示されている。なお、表1に示される各磁極の角度は、図3の対向位置TPを始点(角度0°)として、第1回転方向に沿って示されている。換言すれば、現像ローラー231の回転軸心と搬送ローラー232の回転軸心とを結ぶ直線CLが上記の角度の始点に相当する。
Table 1 shows examples of the angles and magnetic forces (peak values of radial components) of the six magnetic poles as the
一方、図3を参照して、搬送ローラー232の第2磁石232Aは、周方向に沿って5つの磁極を備えている。現像ローラー231と搬送ローラー232との対向位置TPよりも第2回転方向(D2)下流側には、N5極(第4磁極)が配置される。N5極は、第1磁石231AのS4極に対向して配置され、S4極とは異極の磁極である。また、N5極の第2回転方向下流側には、S5極が配置される。更に、S5極の第2回転方向下流側には、N6極が配置されている。更に、N6極の第2回転方向下流側には、間隔をおいてN1極が配置されている。
On the other hand, referring to FIG. 3,
N6極は、搬送ローラー232から現像剤を剥離する剥離極として機能する。N1極は、第1スクリュー233Aから現像剤を汲み上げる汲上極として機能する。N1極の第2回転方向下流側には、S1極(第3磁極)が配置されている。図3に示すように、S1極よりも第2回転方向上流側であってN1極の第2回転方向下流側には、前述の層厚規制部材235が搬送ローラー232の第2スリーブ232Bに所定の間隔をおいて対向して配置されている。本実施形態では、N1極が層厚規制部材235との間で現像剤の層厚(搬送量)を規制する規制極としても機能する。このため、搬送ローラー232から現像ローラー231に現像剤が受け渡される前に、現像剤の層厚を安定して規制することができる。なお、S1極は、対向位置TPよりも第2回転方向上流側に配置されている。また、S1極は、第1磁石231AのN2極に対向して配置されている。S1極とN5極とは互いに異極の磁極である。また、S1極とN2極とは互いに異極の磁極である。
The N6 pole functions as a peeling electrode that peels the developer from the
表2には、本実施形態に係る第2磁石232Aの一例として、5つの磁極の角度および磁力(半径方向成分のピーク値)が示されている。なお、表2に示される各磁極の角度は、図3の対向位置TPを始点(角度0°)として、第2回転方向に沿って示されている。換言すれば、現像ローラー231の回転軸心と搬送ローラー232の回転軸心とを結ぶ直線CLが上記の角度の始点に相当する。
Table 2 shows angles and magnetic forces (peak values of radial components) of five magnetic poles as an example of the
図2および図3を参照して、現像ローラー231の第1磁石231Aおよび搬送ローラー232の第2磁石232Aの磁極の配置および機能について、更に付言する。第1スクリュー233Aから搬送ローラー232に供給され、層厚規制部材235を通過した現像剤が、S1極およびN2極によって形成される磁界によって、搬送ローラー232から現像ローラー231に供給される。また、現像位置NPを通過した現像剤が、S4極およびN5極によって形成される磁界によって、現像ローラー231から搬送ローラー232に回収される。
With reference to FIGS. 2 and 3, the arrangement and function of the magnetic poles of the
図2を参照して、本実施形態に係る現像装置23では、現像ローラー231および搬送ローラー232の2つのマグネットローラーが備えられている。現像ローラー231は、感光体ドラム20にトナーを供給する。搬送ローラー232は、第1スクリュー233Aから供給された現像剤を現像ローラー231に供給する。また、搬送ローラー232に層厚規制部材235が対向して配置されているため、現像ローラー231に現像剤を供給する前に、現像剤の層量(層厚、搬送量ともいう)を規制することができる。このように、2つの磁気ローラーのそれぞれに現像装置内の機能を分離して備えさせることができる。加えて、現像剤の循環搬送のための現像剤攪拌部236が現像ローラー231(感光体ドラム20)から遠い位置に配置されるため、現像装置23の構造に自由度が確保される。
Referring to FIG. 2, the developing
図4は、本実施形態に係る現像装置23の駆動機構を示すブロック図である。現像装置23は、更に、制御部51(バイアス制御部)と、駆動部52と、抵抗測定部63(測定部)と、を備える。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a driving mechanism of the developing
制御部51は、CPU(Central Processing Unit)、制御プログラムを記憶するROM(Read Only Memory)、CPUの作業領域として使用されるRAM(Random Access Memory)等から構成されている。また、制御部51には、駆動部52、第1バイアス印加部61、第2バイアス印加部62および抵抗測定部63などが電気的に接続されている。制御部51は、駆動部52、第1バイアス印加部61、第2バイアス印加部62および抵抗測定部63を制御する。
The
駆動部52は、モーターおよびギア機構からなり、現像ローラー231の第1スリーブ231B、搬送ローラー232の第2スリーブ232Bおよび攪拌スクリュー233を、それぞれ図2の矢印方向に回転させる。
The
抵抗測定部63は、現像ローラー231と搬送ローラー232との間のインピーダンスを測定する。図2に示すように、抵抗測定部63は、現像ローラー231と第1バイアス印加部61との間の導通経路と、搬送ローラー232と第2バイアス印加部62との間の導通経路とを結ぶように配置されている。なお、抵抗測定部63が実行するインピーダンスの測定方法には、公知のブリッジ法、共振法、RF−IV法、自動平衡ブリッジ法などが適用可能である。なお、前述の制御部51は、抵抗測定部63の測定結果に応じて、第1バイアス印加部61および第2バイアス印加部62を制御して、現像ローラー231に印加される第1現像バイアスおよび搬送ローラー232に印加される第2現像バイアスを調整する。この際、制御部51は、抵抗測定部63が測定するインピーダンスの値と予め設定された閾値とを比較してもよく、また、画像形成装置10の使用開始時からのインピーダンスの変動分に基づいて、各現像バイアスを調整してもよい。なお、この場合、現像装置23内の現像剤が交換される度に、インピーダンスが測定されることが望ましい。
The
現像装置23のハウジング23H内において、現像剤を構成するキャリアが劣化すると、トナーの荷電不良が発生する。この場合、トナー飛散やトナーかぶりなどの不具合がもたらされる。キャリアの劣化は、主に2つの事象に分類される。一方の劣化では、キャリアの表面にトナー成分が付着し、キャリアの電気抵抗が増大するとともに、現像位置NPにおける現像性能が低下する。他方の劣化では、キャリアのコート層が剥がれて、キャリアの電気抵抗が低下するとともに、感光体ドラム20へのキャリア現像が発生する。このように、現像装置23内でのキャリアの劣化は、画像品質を低下させるという問題があった。本実施形態では、このようなキャリアの劣化に起因する画像欠陥を抑止するために、現像装置23が、抵抗測定部63を備えている。次に、制御部51が実行するインピーダンスの測定モードについて説明する。
If the carrier constituting the developer deteriorates in the
本実施形態では、制御部51は、現像動作が実行されていない非現像動作時に抵抗測定部63を制御して、所定のタイミングで現像ローラー231と搬送ローラー232との間のインピーダンスを測定する測定モードを実行する。なお、抵抗測定部63が測定モードを実行する所定のタイミングは、第1バイアス印加部61を含む画像形成装置10に駆動電圧が通電される電源投入時、または、前回の測定モードが実行されてから感光体ドラム20に所定の枚数の画像が形成されたタイミング、または、前回の測定モードが実行されてから所定の時間が経過したタイミングであることが望ましい。この場合、キャリアの電気抵抗が変動しやすいタイミングで測定モードを実行することができる。
In the present embodiment, the
そして、前述のように、制御部51は、抵抗測定部63の測定結果に応じて、第1バイアス印加部61および第2バイアス印加部62を制御して、現像ローラー231に印加される第1現像バイアスおよび搬送ローラー232に印加される第2現像バイアスを調整する。このように、非現像動作時にインピーダンスの測定モードが実行されることで、次の現像動作時の画像濃度が安定して維持される。
Then, as described above, the
なお、制御部51は、抵抗測定部63が測定するインピーダンスが予め設定された閾値よりも低い場合に、感光体ドラム20上の静電潜像の画像部と現像ローラー231との間の直流電圧の電位差(現像電位差)を縮小するとともに、現像ローラー231に印加される第1現像バイアスの交流電圧のピーク間電圧を縮小する。この結果、劣化に伴ってキャリアの電気抵抗が低下した場合でも、印字画像の画像濃度の上昇を抑制することができる。
Note that the
更に、制御部51は、抵抗測定部63が測定するインピーダンスが予め設定された閾値よりも高い場合には、感光体ドラム20上の静電潜像の画像部と現像ローラー231との間の直流電圧の電位差(現像電位差)を拡大するとともに、感光体ドラム20上の静電潜像の背景部と現像ローラー231との間の直流電圧の電位差(背景部電位差)を縮小する。この結果、劣化に伴ってキャリアの電気抵抗が上昇した場合でも、印字画像の画像濃度の低下を抑制することができる。更に、背景部電位差が縮小されるため、キャリアが現像ローラー231から感光体ドラム20側に飛翔するキャリア現像の発生を抑制することができる。
Further, when the impedance measured by the
図5は、本実施形態に係る現像装置23において、対向位置TPにおける現像剤の挙動を示す模式図である。現像ローラー231および搬送ローラー232の内部には、それぞれ第1磁石231Aおよび第2磁石232Aが配置されている。このため、両ローラー間には、現像剤の磁気ブラシが形成される。抵抗測定部63が現像ローラー231と搬送ローラー232との間のインピーダンスを測定する際、このローラー間の磁気ブラシのインピーダンスが測定される。したがって、抵抗測定部63は、現像剤中のキャリアの劣化具合に応じたインピーダンスを精度良く測定することが可能となる。この結果、制御部51は、キャリアの劣化具合に応じて第1現像バイアスおよび第2現像バイアスを調整することが可能となる。したがって、キャリアの劣化に起因する画像欠陥を抑止することができる。
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the behavior of the developer at the facing position TP in the developing
なお、本実施形態では、第1スリーブ231B上に形成された現像剤の磁気ブラシは、感光体ドラム20の表面に接触する。更に、対向位置TPの間隔が現像位置NPの間隔と同等、または、より狭く設定されている。このため、対向位置TP付近において現像ローラー231と搬送ローラー232との間では、現像剤の磁気ブラシが切断されることなく、両ローラー間に跨って形成されている。このため、抵抗測定部63はローラー間の磁気ブラシのインピーダンスを精度良く測定することができる。換言すれば、対向位置TPの間隔が現像位置NPの間隔よりも大きい場合、現像剤の磁気ブラシがローラー間で切断されてしまう。この場合、インピーダンスの測定に際して、空隙中の放電電圧によるノイズが多く含まれてしまう。
In the present embodiment, the developer magnetic brush formed on the
更に、本実施形態では、抵抗測定部63は、現像ローラー231および搬送ローラー232が駆動部52(図4)によって回転されている状態で、現像ローラー231と搬送ローラー232との間のインピーダンスを測定する。このため、現像ローラー231と搬送ローラー232との間に現像剤の磁気ブラシが安定して形成された状態で、インピーダンスの測定を行うことができる。また、現像ローラー231および搬送ローラー232の回転によって、画像形成装置10において印字動作(現像動作)が行われている際の磁気ブラシの状態を再現しながら、インピーダンスを測定することができる。
Furthermore, in the present embodiment, the
更に、本実施形態では、図5に示すように、現像ローラー231および搬送ローラー232間で現像剤の受け渡しを行う磁気ブラシが、対向位置TPを挟むように一対配置される。現像ローラー231および搬送ローラー232の間で、矢印DA、DB方向に沿って現像剤が受け渡される。このため、抵抗測定部63はローラー間の磁気ブラシのインピーダンスを一層精度良く測定することができる。更に、このような磁界が一対形成されていることで、対向位置TPのうち最近接位置に現像剤が凝集することが抑止され、インピーダンス測定に不安定なノイズが含まれることが抑止される。換言すれば、対向位置TPの最近接位置に対向するように、第1磁石231Aおよび第2磁石232Aに1つずつの磁極が配置され、当該1対の磁極によって現像ローラー231および搬送ローラー232間の現像剤の受け渡しが行われる場合、ローラー間の最近接位置には高い密度で現像剤が凝集しやすい。このような構成において、ローラー間の現像剤のインピーダンスを測定する場合には、現像剤の脈動によってインピーダンスにノイズが発生しやすい。
Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 5, a pair of magnetic brushes that deliver developer between the developing
前述のように、感光体ドラム20上の静電潜像を現像する現像動作に、現像ローラー231および搬送ローラー232には、直流バイアスに交流バイアスが重畳された現像バイアスが印加される。これによって、現像位置NP(現像ニップ)では交流バイアスによる振動電界が形成されるため、感光体ドラム20上の背景部に付着したかぶりトナーを回収することができる。しかしながら、このような振動電界は、トナーを現像ローラー231の第1スリーブ231B上にも引き付ける。この結果、第1スリーブ231Bの表面には、トナー層(トナー膜)が形成されやすくなる。
As described above, a developing bias in which an AC bias is superimposed on a DC bias is applied to the developing
現像ローラー231の第1スリーブ231Bに形成されるトナー層の厚みは、画像部と背景部とで異なり、この厚みの差が履歴として残存する。図6は、このようなトナーの消費履歴によって、画像形成装置10が印刷するプリントのハーフトーン画像上にゴースト画像が発生した様子を示す模式図である。プロセス方向(シートの搬送方向)の上流側で形成されたリング状の画像の履歴が後続のハーフトーン画像上に現れている。このような履歴は、上記のトナー層におけるトナーの消費量の差に基づくものであり、次のハーフトーン画像では残存するトナーの電荷分だけ第1スリーブ231Bと感光体ドラム20との間の電位差が部分的にシフトすることに起因している。
The thickness of the toner layer formed on the
本実施形態では、2本の磁気ローラー(現像ローラー231、搬送ローラー232)が配置された現像装置23において、感光体ドラム20に対向する1本のローラーである現像ローラー231上にトナー層が形成され、上記のようなゴースト画像が発生することを妨げることが望ましい。
In the present embodiment, a toner layer is formed on the developing
特に、本実施形態では、複数の現像ローラーが感光体ドラム20の周面に沿って隣接して配置される他の現像装置と比較して、1つの現像位置NPにおいて静電潜像を安定して顕在化する必要がある。換言すれば、上記のように感光体ドラム20の回転方向に沿って複数の現像ローラーが配置される場合、上流側の現像ローラーによって形成されたゴースト画像の濃度低下部分を下流側の現像ローラーが補正することができる。一方、本実施形態では、現像ローラー231の第1スリーブ231B上に形成されたトナー消費の履歴が次の周回においてゴースト画像となってしまうと補正が困難となる。
In particular, in the present embodiment, the electrostatic latent image is stabilized at one development position NP as compared with other development devices in which a plurality of development rollers are arranged adjacent to each other along the circumferential surface of the
このようなゴースト画像の課題を解決するために、本実施形態では、現像ローラー231と搬送ローラー232との間の電位差を利用する。すなわち、現像動作中に、現像ローラー231と搬送ローラー232との間に電位差が設定されるように、制御部51が第1バイアス印加部61および第2バイアス印加部62を制御する。この際、トナーが現像ローラー231から搬送ローラー232に移動するような電界が対向位置TPに形成される。この結果、現像ローラー231の第1スリーブ231Bに付着したトナー層が、この電界によって搬送ローラー232側に回収される。特に、キャリアの電気抵抗が高くなると、現像ゴーストが悪化する。このため、制御部51は、測定モードにおいて測定されたインピーダンスが高いほど、このトナーを搬送ローラー232側に引き戻すための電位差を大きくすることが望ましい。
In order to solve such a problem of the ghost image, in this embodiment, a potential difference between the developing
次に、実施例に基づいて、本発明を更に説明する。なお、各実験については、以下の実験条件において行った。
<実験条件>
・感光体ドラム20:アモルファスシリコン感光体(a−Si)、直径φ30mm、表面電位Vo(背景部)=300V、VL(画像部)=20V
・プリント速度:55枚/分
・層厚規制部材235と第2スリーブ232Bとのギャップ:200〜600μm
・現像ローラー231上の現像剤搬送量:250g/m2
・キャリア:体積平均粒径35μm、磁力80emu/g、フェライト・樹脂コートキャリア
・トナー:体積平均粒径6.8μm、トナー濃度7%、正帯電トナー
Next, based on an Example, this invention is further demonstrated. Each experiment was performed under the following experimental conditions.
<Experimental conditions>
Photosensitive drum 20: Amorphous silicon photosensitive member (a-Si), diameter φ30 mm, surface potential Vo (background portion) = 300V, VL (image portion) = 20V
Print speed: 55 sheets / minuteGap between the layer
-Developer transport amount on the developing roller 231: 250 g / m 2
Carrier: Volume average particle size 35 μm, magnetic force 80 emu / g, ferrite / resin coated carrier Toner: Volume average particle size 6.8 μm, toner concentration 7%, positively charged toner
実験に用いた現像ローラー231の条件は以下のとおりである。
・現像ローラー231:直径φ20mm
・現像ローラー231の感光体ドラム20に対する周速比:1.8(現像位置NPでトレール方向)
・現像ローラー231と感光体ドラム20とのギャップ:350μm
・現像バイアス初期条件:周波数=3.7kHz、Duty=50%、Vdc(直流バイアス)=180V、Vpp=1.6kV
・第1スリーブ231Bの表面条件:サンドブラスト(Rzjis5.5μm)、表面にNi(ニッケル)メッキ
The conditions of the developing
・ Developing roller 231: Diameter φ20 mm
-Peripheral speed ratio of developing
A gap between the developing
Development bias initial conditions: Frequency = 3.7 kHz, Duty = 50%, Vdc (DC bias) = 180 V, Vpp = 1.6 kV
-Surface condition of the
また、実験に用いた搬送ローラー232の条件は以下のとおりである。
・搬送ローラー232:直径φ20mm
・第2スリーブ232Bの表面条件:ローレットV溝(溝深さ80μm、溝幅0.2mm、溝本数120本)
・搬送ローラー232の現像ローラー231に対する周速比:1.05(対向位置TPでカウンタ方向)
・搬送ローラー232と現像ローラー231とのギャップ:300μm
・現像バイアス:周波数=3.7kHz、Duty=50%、Vdc(直流バイアス)=180V、Vpp=1.6kV
Moreover, the conditions of the
・ Conveyance roller 232: Diameter φ20mm
-Surface condition of the
-Peripheral speed ratio of
-Gap between
Development bias: Frequency = 3.7 kHz, Duty = 50%, Vdc (DC bias) = 180 V, Vpp = 1.6 kV
また、抵抗測定部63が実行するインピーダンスの測定条件は、以下のとおりである。
・測定電圧:Vpp=5V、Sin波、周波数=3.7kHz、Duty=50%の条件で32回測定した結果の平均値にてインピーダンスを判定する。
The impedance measurement conditions executed by the
Measurement voltage: Impedance is determined by the average value of the results of 32 measurements under the conditions of Vpp = 5 V, Sin wave, frequency = 3.7 kHz, Duty = 50%.
<実施例>実施例では、抵抗測定部63によるインピーダンス測定結果に基づいて、先の実施形態に係る現像バイアス制御を実行した。測定したインピーダンスが低下している場合、画像濃度に応じて現像電位差(ΔV)を制御するとともに、現像ローラー231に印加される交流電圧のVppを低下させた。ただし、最低限の画質が確保されるために、Vpp≧1.0kVの範囲で制御を行っている。また、測定したインピーダンスが上昇している場合には、画像濃度に応じて現像電位差(ΔV)を制御するとともに、背景部電位差を縮小した。ただし、この場合も、Vo−Vdc≧50Vの範囲で制御を行った。
<Example> In the example, the developing bias control according to the previous embodiment was executed based on the impedance measurement result by the
<比較例>比較例では、画像濃度に応じて、現像電位差ΔVのみを補正した。この場合、インピーダンスの値に応じた現像バイアスの制御は行っていない。 Comparative Example In the comparative example, only the development potential difference ΔV was corrected according to the image density. In this case, the development bias is not controlled according to the impedance value.
上記の実験のそれぞれにおいて、印字率5%の印字パターンで連続的に耐久印刷を行った結果、比較例では250K枚(250000枚)以降の低温低湿環境(10℃、15%環境)において、キャリア現像が発生した。一方が、実施例では、画像濃度が安定するとともに、キャリア現像も発生しなかった。 In each of the above experiments, as a result of continuous durable printing with a printing pattern having a printing rate of 5%, in the comparative example, in a low-temperature and low-humidity environment (10 ° C., 15% environment) after 250K sheets (250,000 sheets), the carrier Development occurred. On the other hand, in the example, the image density was stabilized and no carrier development occurred.
なお、上記の実験に関して、第1スリーブ231Bの表面条件については、Rzjis4μm以上14μm以下の範囲で同様の評価を行った結果、上記と同様の結果が得られることがわかった。また、層厚規制部材235と第2スリーブ232Bとのギャップ(ブレードギャップ)を調整し、第1スリーブ231B上のトナー搬送量を100g/m2以上400g/m2以下の範囲で同様の評価を行ったところ、上記と同様の結果が得られた。更に、トナー濃度5%以上12%以下の範囲で、上記と同様の評価を行ったところ、同様の結果が得られた。更に、現像ローラー231および搬送ローラー232の直径が16mm以上35mm以下の範囲、感光体ドラム20の周速が200mm/sec以上400mm/sec以下の範囲で同様の評価を行った場合も、同様の結果が得られた。
In addition, regarding the above experiment, as for the surface condition of the
以上、本発明の一実施形態に係る現像装置23およびこれを備える画像形成装置10につき詳細に説明した。このような構成によれば、抵抗測定部63は、現像剤中のキャリアの劣化具合に応じたインピーダンスを精度良く測定することが可能となる。この結果、制御部51は、キャリアの劣化具合に応じて第1現像バイアスおよび第2現像バイアスを調整することが可能となる。したがって、画像濃度を安定して維持するとともに、キャリアの劣化に起因する画像欠陥を抑止することができる。なお、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、例えば以下のような変形実施形態を取ることができる。
The developing
(1)上記の実施形態では、第1磁石231Aおよび第2磁石232Aの磁極の一例として、S極およびN極を特定して説明したが、それぞれS極およびN極は各図において反転されたものでもよい。
(1) In the above embodiment, the S pole and the N pole are specified and described as an example of the magnetic poles of the
(2)上記の実施形態では、現像ローラー231および搬送ローラー232に、直流および交流バイアスからなる現像バイアスが印加される態様にて説明したが、現像バイアスは直流バイアスのみからなるものでもよい。また、現像バイアスは、現像ローラー231のみに印加され、搬送ローラー231は、電気的にフローティングでも良く、また、現像ローラー231に導通され、現像ローラー231と同電位に設定されてもよい。
(2) In the above-described embodiment, the developing bias composed of direct current and alternating current bias is applied to the developing
(3)また、二成分現像方式の場合、現像剤のインピーダンスはトナー濃度によって若干変動する。したがって、現像装置23は、ハウジング23Hの内部の現像剤のトナー濃度を測定する不図示のトナーセンサーを備えるものでもよい。この場合、制御部51は、トナーセンサーの出力値に応じて、抵抗測定部63の測定結果を補正してもよい。
(3) In the case of the two-component development method, the impedance of the developer slightly varies depending on the toner concentration. Therefore, the developing
トナー濃度によるインピーダンスの補正を行う場合には、予め、制御部51内の不図示の記憶部がトナー濃度とインピーダンスとの関係を記憶している。そして、トナーセンサーの出力値から、実際に測定されたインピーダンスに補正をかけ、使用初期と比較してインピーダンスが上昇したか、減少したかを判定すればよい。
When the impedance is corrected based on the toner concentration, a storage unit (not shown) in the
(4)また、上記の実施形態では、現像剤のインピーダンスが低下した場合、キャリア現像が悪化し、インピーダンスが上昇した場合、現像ゴーストが悪化する場合について説明した。しかしながら、現像条件によってはインピーダンスが低下すると、現像位置NPにおいて現像リーク(放電)の発生や、トナー飛散の増加が起こる場合がある。一方、インピーダンスが上昇すると、トナー画像において文字画像の太りや黒部(ベタ)画像の後のハーフトーン画像の一部が白く抜ける現象が発生することがある。このような場合は、制御部51は、それぞれの画像特性に合わせて、現像バイアスに異なった制御を行えばよい。
(4) In the above-described embodiment, the case has been described in which the carrier development is deteriorated when the impedance of the developer is reduced, and the development ghost is deteriorated when the impedance is increased. However, depending on the development conditions, when the impedance is reduced, development leakage (discharge) may occur at the development position NP, or toner scattering may occur. On the other hand, when the impedance rises, a phenomenon may occur in which a part of a halftone image after a character image is thickened or a black portion (solid) image is whitened in a toner image. In such a case, the
10 画像形成装置
11 装置本体
20 感光体ドラム
23 現像装置
231 現像ローラー
231A 第1磁石
231B 第1スリーブ
232 搬送ローラー
232A 第2磁石
232B 第2スリーブ
233 攪拌スクリュー(現像剤攪拌部)
235 層厚規制部材
23H ハウジング
51 制御部(バイアス制御部)
52 駆動部
61 第1バイアス印加部(第1現像バイアス印加部)
62 第2バイアス印加部(第2現像バイアス印加部)
63 抵抗測定部(測定部)
DESCRIPTION OF
235 Layer
52
62 Second bias application unit (second development bias application unit)
63 Resistance measurement unit (measurement unit)
Claims (10)
周方向に沿って複数の磁極を含む第2磁石と、前記第2磁石の周囲を第2回転方向に回転し周面に前記現像剤を担持する第2スリーブと、を備え、前記現像ローラーに所定の対向位置で対向するように配置され、前記現像ローラーに前記現像剤を供給する搬送ローラーと、
前記現像剤を攪拌するとともに、前記搬送ローラーに前記現像剤を供給する現像剤攪拌部と、
前記感光体ドラムの前記表面に前記現像ローラーから前記トナーが供給される現像動作時に、前記現像ローラーに対して、直流電圧に交流電圧が重畳された第1現像バイアスを印加する第1現像バイアス印加部と、
前記現像ローラーと前記搬送ローラーとの間のインピーダンスを測定する測定部と、
前記測定部の測定結果に応じて、前記第1現像バイアス印加部を制御して、前記現像ローラーに印加される前記第1現像バイアスを調整するバイアス制御部と、
を有することを特徴とする現像装置。 A first magnet including a plurality of magnetic poles along a circumferential direction; and a first sleeve rotating around the first magnet in a first rotational direction and carrying a developer including toner and a magnetic carrier on the circumferential surface. A developing roller disposed opposite to the photosensitive drum on which the electrostatic latent image is formed at a predetermined development position and supplying the toner to the photosensitive drum;
A second magnet including a plurality of magnetic poles along a circumferential direction; and a second sleeve that rotates around the second magnet in a second rotational direction and carries the developer on a circumferential surface thereof. A transport roller that is arranged to face at a predetermined facing position and that supplies the developer to the development roller;
A developer agitating unit for agitating the developer and supplying the developer to the transport roller;
A first developing bias application that applies a first developing bias in which an AC voltage is superimposed on a DC voltage to the developing roller during a developing operation in which the toner is supplied from the developing roller to the surface of the photosensitive drum. And
A measurement unit for measuring impedance between the developing roller and the transport roller;
A bias control unit that controls the first development bias application unit to adjust the first development bias applied to the development roller according to a measurement result of the measurement unit;
A developing device comprising:
バイアス制御部は、前記測定部の測定結果に応じて、前記第2現像バイアス印加部を制御して、前記搬送ローラーに印加される前記第2現像バイアスを調整することを特徴とする請求項1に記載の現像装置。 A second developing bias applying unit that applies a second developing bias in which an AC voltage is superimposed on a DC voltage to the transport roller during the developing operation;
The bias control unit controls the second development bias application unit according to a measurement result of the measurement unit to adjust the second development bias applied to the transport roller. The developing device according to 1.
前記対向位置における前記現像ローラーと前記搬送ローラーとの間隔は、前記現像位置における前記感光体ドラムと前記現像ローラーとの間隔以下に設定されていることを特徴とする請求項1または2に記載の現像装置。 The position of the developing roller with respect to the photosensitive drum is set such that the developer carried on the first sleeve contacts the surface of the photosensitive drum at the developing position;
The distance between the developing roller and the transport roller at the facing position is set to be equal to or less than the distance between the photosensitive drum and the developing roller at the developing position. Development device.
前記第1磁石は、
前記対向位置よりも前記第1回転方向上流側に配置され、所定の磁極からなる第1磁極と
前記対向位置よりも前記第1回転方向下流側に配置され、前記第1磁極とは異極の第2磁極と
を備え、
前記第2磁石は、
前記対向位置よりも前記第2回転方向上流側で、前記第2磁極に対向して配置され、前記第2磁極とは異極の第3磁極と
前記対向位置よりも前記第2回転方向下流側で、前記第1磁極に対向して配置され、前記第1磁極とは異極の第4磁極と
を備え、
前記現像位置を通過した前記現像剤は、前記第1磁極および前記第4磁極が形成する磁界によって前記現像ローラーから前記搬送ローラーに受け渡され、
前記現像剤攪拌部から前記搬送ローラーに供給された前記現像剤は、前記第2磁極および前記第3磁極が形成する磁界によって前記搬送ローラーから前記現像ローラーに受け渡されることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の現像装置。 The first rotation direction and the second rotation direction are set to face each other at the facing position,
The first magnet is
The first magnetic pole, which is arranged on the upstream side in the first rotation direction from the facing position, and is arranged on the downstream side in the first rotation direction from the facing position, and is different in polarity from the first magnetic pole. A second magnetic pole,
The second magnet is
A third magnetic pole disposed opposite to the second magnetic pole on the upstream side in the second rotational direction with respect to the opposing position, and a downstream side in the second rotational direction with respect to the opposing position. And a fourth magnetic pole disposed opposite to the first magnetic pole and having a different polarity from the first magnetic pole,
The developer that has passed through the developing position is transferred from the developing roller to the transport roller by a magnetic field formed by the first magnetic pole and the fourth magnetic pole,
The developer supplied to the transport roller from the developer agitating unit is transferred from the transport roller to the developing roller by a magnetic field formed by the second magnetic pole and the third magnetic pole. The developing device according to any one of 1 to 3.
前記現像装置から前記トナーが供給され、前記周面にトナー像を担持する前記感光体ドラムと、
前記感光体ドラムからシートに前記トナー像を転写する転写部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 A developing device according to any one of claims 1 to 9,
The photosensitive drum that is supplied with the toner from the developing device and carries a toner image on the peripheral surface;
A transfer unit for transferring the toner image from the photosensitive drum to a sheet;
An image forming apparatus comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016099190A JP2017207600A (en) | 2016-05-18 | 2016-05-18 | Developing device and image forming apparatus including the same |
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-
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- 2016-05-18 JP JP2016099190A patent/JP2017207600A/en active Pending
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