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JP3450761B2 - Image forming device - Google Patents
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JP3450761B2 - Image forming device - Google Patents

Image forming device

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JP3450761B2
JP3450761B2 JP29567599A JP29567599A JP3450761B2 JP 3450761 B2 JP3450761 B2 JP 3450761B2 JP 29567599 A JP29567599 A JP 29567599A JP 29567599 A JP29567599 A JP 29567599A JP 3450761 B2 JP3450761 B2 JP 3450761B2
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toner
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carrier
potential
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木村  茂雄
裕二 酒見
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機やプリンタ
等とされる電子写真方式あるいは静電記録方式の画像形
成装置に関し、特にその現像器に特徴を有する画像形成
装置である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus or an electrostatic recording image forming apparatus such as a copying machine or a printer, and more particularly to an image forming apparatus characterized by its developing device.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子写真方式、静電記録方式の画像形成
装置では、静電潜像を担持した像担持体に、現像器の現
像剤を担持した現像スリーブ(現像剤担持体)を対応さ
せて現像を行うことが一般的であり、像担持体と現像ス
リーブの間には現像電界を形成するために、現像スリー
ブに現像バイアスが印加される。
2. Description of the Related Art In an electrophotographic type and electrostatic recording type image forming apparatus, a developing sleeve (developer carrying body) carrying a developer of a developing device is made to correspond to an image carrying body carrying an electrostatic latent image. Development is generally performed, and a developing bias is applied to the developing sleeve in order to form a developing electric field between the image carrier and the developing sleeve.

【0003】この現像バイアスとしては、図11に示す
ように、DC成分にAC成分を重畳したものが用いられ
てきており、図11に示すAC成分の矩形波は、従来、
周波数2kHz(1/2周期=250μ秒)程度、ピー
クツウピーク電圧(Vpp)2kV程度が用いられ、良好
な現像像が得られていた。
As this developing bias, as shown in FIG. 11, a component in which an AC component is superimposed on a DC component has been used. The rectangular wave of the AC component shown in FIG.
A frequency of about 2 kHz (1/2 cycle = 250 μsec) and a peak-to-peak voltage (Vpp) of about 2 kV were used, and a good developed image was obtained.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図11
に示すような現像バイアスには、画像のハイライト部分
が「がさつく」という欠点と、現像剤のトナーの粒径を
小さくして行った場合には、十分な画像濃度が得られな
いという欠点があった。
However, as shown in FIG.
In the developing bias as shown in Fig. 3, the highlight part of the image "grips", and when the particle size of the toner of the developer is made small, sufficient image density cannot be obtained. There was a flaw.

【0005】この欠点の改善のために、たとえば図12
に示すように、DC成分にAC成分を断続的に重畳した
ような現像バイアスを用いることが、本出願人より提案
されている。
In order to improve this drawback, for example, FIG.
It has been proposed by the present applicant that a developing bias in which an AC component is intermittently superposed on a DC component is used as shown in FIG.

【0006】図12に示すような現像バイアス(本明細
書では、ブランクパルスバイアスもしくはBPバイアス
と称する)は、パルス部と休止部(ブランク部)とから
なっており、図11に示したような現像バイアス(本明
細書では、矩形バイアスと称する)に比べて現像性がよ
いが、ハイライト部のがさつきをなくすためには、パル
ス部の周波数を4kHz(1/2周期=125秒)以上
に上げることが必要であった。また濃度を出す条件とし
てパルス部のVppを、従来の矩形バイアスと同様に約2
kV以上に設定することが必要であった。
The developing bias as shown in FIG. 12 (referred to as blank pulse bias or BP bias in this specification) is composed of a pulse portion and a rest portion (blank portion), as shown in FIG. The developing property is better than the developing bias (referred to as a rectangular bias in this specification), but in order to eliminate the roughness of the highlight part, the frequency of the pulse part is 4 kHz (1/2 cycle = 125 seconds) or more. It was necessary to raise. As a condition for obtaining the density, Vpp of the pulse portion is set to about 2 as in the case of the conventional rectangular bias.
It was necessary to set it to kV or higher.

【0007】しかし、パルス部のVppが2kVを超え、
また周波数を4kHz以上に設定することから、現像部
に導電性の異物が混入した場合には、その部分で異常放
電が発生し、画像上にリング状の斑点が形成され、著し
く画像品位を落とす問題があった。
However, Vpp of the pulse portion exceeds 2 kV,
Further, since the frequency is set to 4 kHz or more, when a conductive foreign substance is mixed in the developing portion, abnormal discharge occurs in that portion, a ring-shaped spot is formed on the image, and the image quality is remarkably deteriorated. There was a problem.

【0008】したがって、BPバイアスを用いた場合、
従来の矩形バイアスの場合よりもVppを小さく抑制する
ことが要求される。
Therefore, when the BP bias is used,
It is required to suppress Vpp smaller than in the case of the conventional rectangular bias.

【0009】本発明の目的は、適切な現像バイアスによ
り良好な現像を行って、ハイライト部のがさつきを防止
し、画像濃度が十分に得られ、かつ異常放電による画像
不良のない画像形成装置を提供することである。
An object of the present invention is to perform good development with an appropriate developing bias to prevent the highlight portion from rubbing, to obtain a sufficient image density, and to prevent image defects due to abnormal discharge. Is to provide.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
像担持体と、トナー及びキャリアを含む現像剤を担持し
前記像担持体との対向部へ搬送する現像剤担持体と、前
記像担持体上に形成された静電潜像を現像するときDC
電圧にAC電圧を重畳した現像バイアスを前記現像剤担
持体に印加するバイアス印加手段と、を有する画像形成
装置において、前記現像バイアスは、トナーを前記像担
持体へ飛翔させる電圧を印加する飛翔部とトナーを前記
現像剤担持体へ引き戻す電圧を印加する戻し部より構成
された実質的に矩形波状の振動部と、AC電圧を断ちト
ナーを前記像担持体へ飛翔させる休止部と、を有し、飛
翔部から休止部へ至るとき前記現像剤担持体の電位が休
止部電位を超えてしまうのを防止するため、飛翔部から
休止部へゆるやかに移行させることを特徴とする画像形
成装置である。
The above object can be achieved by an image forming apparatus according to the present invention. In summary, the present invention is
The image carrier and the developer containing toner and carrier are carried.
A developer carrier that is conveyed to a portion facing the image carrier, and
DC when developing the electrostatic latent image formed on the image bearing member
The developing bias for superposing the AC voltage on the developing voltage is carried by the developer.
Bias applying means for applying to the holder, image formation having
In the apparatus, the developing bias causes the toner to carry the image.
The toner and the flying part that applies the voltage to fly to the carrier are
Consists of a return section that applies a voltage to pull back the developer carrier
The substantially rectangular wave shaped vibration part and the AC voltage are cut off.
And a rest portion for flying the toner to the image carrier,
The electric potential of the developer carrying body is stopped during the period from the flight part to the rest part.
In order to prevent exceeding the stop potential,
Image type characterized by a gradual transition to the rest
It is a device .

【0011】本発明によれば、好ましくは、次式を満た
す。 |Vpp−2Vcont|・Tb2/4<d2/|Q| ただし、 Vpp:現像バイアスのピークツウピーク電圧[V]、 Tb:トナーを現像剤担持体へ引き戻すためのピーク電
圧を印加する時間[秒]、 Vcont:画像コントラスト電位[V]、 Q:トナーの平均の摩擦帯電電荷量[C/kg]、 d:像担持体と現像剤担持体間の距離[m]
According to the present invention, preferably the following formula is satisfied :
You | Vpp-2Vcont | · Tb 2 /4 <d 2 / | Q | However, Vpp: peak-to-peak voltage of the developing bias [V], Tb: peak current for pulling back the toner to the developer carrying member
Time for applying pressure [second], Vcont: image contrast potential [V], Q: average amount of triboelectric charge [C / kg] of toner, d: distance between image carrier and developer carrier [m]

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施例を図面
に則してさらに詳しく説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will now be described in more detail with reference to the drawings.

【0013】実施例1 図1は、本発明の画像形成装置の一実施例を示す概略構
成図である。
Embodiment 1 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the image forming apparatus of the present invention.

【0014】図1において、静電潜像担持体としての感
光ドラム1は、図中矢印R方向に回転し、その表面が一
次帯電器2により均一に帯電される。その後、感光ドラ
ム1には画像に応じたレーザー光Lが露光され、表面に
静電潜像が形成される。静電潜像は、内部にトナーとキ
ャリアとからなる2成分現像剤を収容した現像器4によ
り現像バイアスの印加下に現像され、トナー像として可
視化される。本実施例では、トナーはマイナス極性に帯
電している。
In FIG. 1, a photosensitive drum 1 as an electrostatic latent image carrier rotates in the direction of arrow R in the figure, and its surface is uniformly charged by a primary charger 2. After that, the photosensitive drum 1 is exposed to a laser beam L corresponding to an image, and an electrostatic latent image is formed on the surface. The electrostatic latent image is developed under the application of a developing bias by the developing device 4 containing a two-component developer containing toner and carrier inside, and visualized as a toner image. In this embodiment, the toner is negatively charged.

【0015】得られたトナー像は、紙搬送装置によって
搬送されて感光ドラム1に搬送された紙上に転写帯電器
5により転写される。その後、トナー像を転写した紙を
図示しない定着器に送ってトナー像が定着されて、画像
として出力される。
The obtained toner image is transferred by the transfer charger 5 onto the paper which is carried by the paper carrying device and is carried to the photosensitive drum 1. After that, the paper on which the toner image has been transferred is sent to a fixing device (not shown) to fix the toner image and output as an image.

【0016】転写工程において、感光ドラム1上に残留
した転写残りトナーは、感光ドラム1に押圧されたクリ
ーニングブレードを有したクリーニング装置6によりク
リーニングされる。その後、感光ドラム1は前露光装置
11によって除電されて、再度の画像形成に供される。
In the transfer step, transfer residual toner remaining on the photosensitive drum 1 is cleaned by a cleaning device 6 having a cleaning blade pressed against the photosensitive drum 1. After that, the photosensitive drum 1 is destaticized by the pre-exposure device 11 and is used again for image formation.

【0017】本発明は、現像時に、現像器4の現像スリ
ーブ(現像剤担持体)4aに、バイアス印加手段である
図示しない現像電源から、現像バイアスとしてBPバイ
アスを印加し、そのBPバイアスを工夫したことに特徴
がある。
The present invention applies a BP bias as a developing bias to the developing sleeve (developer carrying member) 4a of the developing device 4 from a developing power source (not shown) which is a bias applying means at the time of development, and devises the BP bias. There is a feature in doing it.

【0018】図2に、キヤノン製複写機CLC1000
等で用いられている、従来のBPバイアス波形を示す。
しかし、実際に作成されたBPバイアス波形をオシロス
コープ等で確認すると、図3に示すように、振動部から
休止部に変化する際、現像スリーブ電位がブランク電位
に対して50μs(マイクロ秒)ほどオーバーシュート
していた。
FIG. 2 shows a Canon CLC1000 copying machine.
A conventional BP bias waveform used in et al.
However, when the BP bias waveform actually created is confirmed with an oscilloscope or the like, as shown in FIG. 3, when the vibration portion changes to the rest portion, the developing sleeve potential exceeds the blank potential by about 50 μs (microsecond). I was shooting.

【0019】そこで、本実施例では、図4に示すよう
に、振動部から休止部に変化する際に、現像スリーブ電
位がブランク電位に対してオーバーシュートすることな
く、ゆるやかに休止部に至るようなBPバイアスを作成
した。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, when the vibrating portion changes to the rest portion, the developing sleeve potential does not overshoot the blank potential and reaches the rest portion gently. BP bias was created.

【0020】具体的には、本実施例のBPバイアスは、
振動部が4個のパルスから形成されており、休止部の直
ぐ後に、トナーを現像剤担持体である引戻す電界として
900V印加し、ブランク電位(休止部電位)に対して
−900V印加し、さらにブランク電位に対し900V
印加し、最後にトナーを像担持体である感光ドラム1に
飛翔させる方向に−900V印加し、その後休止部とな
る。
Specifically, the BP bias of this embodiment is
The vibrating portion is formed by four pulses, and immediately after the rest portion, 900 V is applied as an electric field for pulling back the toner that is the developer carrying member, and -900 V is applied to the blank potential (rest portion potential). 900V against blank potential
Then, -900 V is applied in the direction of causing the toner to fly to the photosensitive drum 1, which is the image carrier, and then the resting section is reached.

【0021】上記のBPバイアスは、本発明の特徴であ
る振動部から休止部へのゆるやかな接続が、時間T2=
50μsをかけて行われる。各パルスの時間T1は6
2.5μsで、4個のパルスで250μsである。また
休止部は、本実施例ではT1×12、つまり750μs
に設定することにより、1周期で1kHzのバイアスと
なった。
The BP bias described above has a characteristic that the slow connection from the vibrating section to the rest section, which is a feature of the present invention, takes time T2 =
It takes 50 μs. The time T1 of each pulse is 6
2.5 μs, 250 μs with 4 pulses. Further, the rest unit is T1 × 12, that is, 750 μs in this embodiment.
By setting to 1, a bias of 1 kHz was obtained in one cycle.

【0022】ここで、図3、図4のバイアスを用いて、
同一条件で画像を出力した場合のV−D(現像コントラ
ストvs画像濃度)曲線を図5に示す。図5に示される
ように、本実施例のBPバイアス(図4のバイアス)に
よれば、従来のBPバイアス(図3のバイアス)のよう
なオーバーシュートによる現像性の低下がないことが確
認された。
Here, using the biases of FIGS. 3 and 4,
FIG. 5 shows a V-D (development contrast vs. image density) curve when an image is output under the same conditions. As shown in FIG. 5, according to the BP bias (bias of FIG. 4) of this embodiment, it is confirmed that there is no decrease in developability due to overshooting unlike the conventional BP bias (bias of FIG. 3). It was

【0023】この電位のオーバーシュートによる現像性
低下の現象について考えてみると、BPバイアスにおけ
る振動部は、現像スリーブ上に鏡映力等で付着したトナ
ーを飛翔させ、さらに加速度を付与するように働く。休
止部は、振動部で加速されたトナーを感光ドラム上に形
成された現像コントラスト電位(=ブランク電位−潜像
電位)に付着させる働きを持っているのだが、オーバー
シュート部では、現像コントラスト電位が小さくなる状
態が発生するため、現像効率が低下すると予想される。
Considering the phenomenon of deterioration in developability due to the overshoot of the potential, the vibrating portion in the BP bias causes the toner adhered on the developing sleeve due to the reflection force to fly and further accelerates. work. The rest part has a function of adhering the toner accelerated by the vibrating part to the development contrast potential (= blank potential-latent image potential) formed on the photosensitive drum. Therefore, it is expected that the developing efficiency will be lowered.

【0024】このことを別の実験により確認した。ま
ず、現像プロセスの終了について考えると、現像プロセ
スの終了状態とは、感光ドラム上トナー像のトナー層上
電位(充電電位)が、現像スリーブ上電位(ブランク部
電位)と同電位となることと同義と考えられる。そこ
で、画像形成装置を改造した、図6に示す実験装置を使
用して確認実験を行った。
This was confirmed by another experiment. First, considering the end of the developing process, the end state of the developing process means that the potential on the toner layer (charging potential) of the toner image on the photosensitive drum is the same potential as the potential on the developing sleeve (blank portion potential). Considered synonymous. Therefore, a confirmation experiment was carried out using the experimental apparatus shown in FIG. 6, which is a modified image forming apparatus.

【0025】実験は、図6の矢印R方向に回転する感光
ドラム1の表面を帯電器2により均一に帯電し、感光ド
ラム1上に静電潜像をレーザ光Lで17階調電位に露光
して形成し、その潜像を現像器4により2成分現像剤で
現像して、感光ドラム1上に形成された17階調のトナ
ー像のトナー層上電位(充電電位)を電位センサ3で測
定して、その現像性を比較することにより行った。結果
を図7に示す。
In the experiment, the surface of the photosensitive drum 1 rotating in the direction of arrow R in FIG. 6 is uniformly charged by the charger 2, and the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 is exposed to the 17 gradation potential by the laser beam L. And the latent image is developed with a two-component developer by the developing device 4, and the potential on the toner layer (charging potential) of the 17-tone toner image formed on the photosensitive drum 1 is determined by the potential sensor 3. It was carried out by measuring and comparing the developability thereof. The results are shown in Fig. 7.

【0026】図7は、17階調のうち10階調分の潜像
電位および従来バイアス(図3)、本発明バイアス(図
4)による充電電位を示したものである。図7から明ら
かなように、図3の従来バイアスでは、充電電位がブラ
ンク部電位に達していないことが分かる。また前記した
V−D特性の結果と一致していることからも、オーバー
シュート部が現像性を低減していることが分かる。
FIG. 7 shows the latent image potential for 10 gradations out of 17 gradations and the charging potential by the conventional bias (FIG. 3) and the bias of the present invention (FIG. 4). As is clear from FIG. 7, the charge potential has not reached the blank portion potential with the conventional bias of FIG. Also, since it is in agreement with the result of the V-D characteristic described above, it can be seen that the overshoot portion reduces the developability.

【0027】そこで、振動部と休止部における接像部分
の形状を変更した際のバイアス波形と充電効率(=充電
電位/ブランク部電位)の関係を調べた。具体的には、
振動部から休止部まで至る時間(T2とする)をパラメ
ータにした結果を表1に示す。図9中、T2のマイナス
値はオーバーシュート時間を意味する。
Therefore, the relationship between the bias waveform and the charging efficiency (= charging potential / blank portion potential) when the shape of the image-contacting portion in the vibrating portion and the rest portion was changed was examined. In particular,
Table 1 shows the results using the time from the vibrating part to the rest part (T2) as a parameter. In FIG. 9, the negative value of T2 means the overshoot time.

【0028】[0028]

【表1】 表1から明らかなように、時間T2を長くすることによ
り、べた部の現像性(充電電位)を向上させるが、本実
験では50μs以上で効果が飽和し、逆に白地部に地カ
ブリが生じてしまった。これは、T2時間中は現像コン
トラスト電位が大きくとれてしまうので、べた分現像性
はよくなるが、逆に白地部のかぶり取り電位が少なくな
ってしまう弊害と考えられる。したがって、本検討で
は、T2は50μs程度が好ましかった。
[Table 1] As is clear from Table 1, by increasing the time T2, the developing property (charging potential) of the solid part is improved, but in this experiment, the effect saturates at 50 μs or more, and conversely, the background fogging occurred on the white part. I got it. This is considered to be an adverse effect in that the developing contrast potential becomes large during the time T2, and thus the developability is improved by the solid amount, but conversely, the fog removing potential of the white background portion becomes small. Therefore, in this study, T2 of about 50 μs was preferable.

【0029】従来のBPバイアスでは休止部の効果を達
成するために、振動部時間と休止部時間の比が1:4以
上必要であったが、本実施例のように、振動部から休止
部に変化する際、現像スリーブ電位がブランク部電位に
対してオーバーシュートせずに休止部に至るバイアスに
よれば、振動部時間と休止部時間の比が1:1/2で
も、同様の効果を得ることができた。
In the conventional BP bias, in order to achieve the effect of the resting portion, the ratio of the vibrating portion time and the resting portion time must be 1: 4 or more. When the developing sleeve potential reaches the rest portion without overshooting the blank portion potential when changing to, the same effect can be obtained even if the ratio of the vibration portion time and the rest portion time is 1: 1/2. I was able to get it.

【0030】以上から、振動部から休止部に変化する際
に現像スリーブ電位がブランク電位に対してオーバーシ
ュートすることなく、ゆるやかに休止部に至るような波
形を用いることにより、従来、ピークツウピーク電圧V
ppを2kVまで上げなければ得られなかった画像濃度
が、Vppを1.8kVまで低下させても十分に得られる
ようになった。
From the above, by using a waveform such that the developing sleeve potential does not overshoot the blank potential when it changes from the vibrating portion to the rest portion and gently reaches the rest portion, it is conventionally possible to use peak-to-peak. Voltage V
The image density that could not be obtained without increasing pp to 2 kV is now sufficiently obtained even if Vpp is reduced to 1.8 kV.

【0031】本実施例では、このようにBPバイアスの
Vppを1.8kVに抑えることができ、その結果、現像
部への導電性の異物の混入があっても、従来問題になっ
ていた異常放電による画像不良を発生することがなく、
高濃度の画像が安定して得られるようになった。
In this embodiment, the Vpp of the BP bias can be suppressed to 1.8 kV in this way, and as a result, even if a conductive foreign substance is mixed in the developing portion, it is a problem that has been a problem in the past. No image defects due to discharge occur,
A high-density image can be stably obtained.

【0032】実施例2 実施例1では、現像バイアスとして図4に示したBPバ
イアスを用いたが、本発明に有効なバイアスはこれに限
られない。
Embodiment 2 In Embodiment 1, the BP bias shown in FIG. 4 was used as the developing bias, but the bias effective in the present invention is not limited to this.

【0033】本発明に適したBPバイアス、現像装置お
よび現像剤について説明する。
The BP bias, developing device and developer suitable for the present invention will be described.

【0034】本実施例では、現像剤として非磁性トナー
と磁性キャリア(磁性粒子)とからなる2成分現像剤を
使用している。混合比は重量比で、非磁性トナーが約5
%になるようにした。非磁性トナーは約8μmの体積平
均粒径を有する。磁性キャリアは樹脂コーティングされ
たフェライト粒子(最大磁化60emu/g)からな
り、その重量平均粒径は50μmであり、抵抗値は10
8Ωcm以上の値を示す。また磁性キャリアの透磁率は
約5.0である。トナーの摩擦帯電量は約−2.0×1
-2C/kgである。
In this embodiment, a two-component developer comprising a non-magnetic toner and a magnetic carrier (magnetic particles) is used as the developer. The mixing ratio is the weight ratio, and the non-magnetic toner is about 5
It was set to be%. The non-magnetic toner has a volume average particle diameter of about 8 μm. The magnetic carrier consists of resin-coated ferrite particles (maximum magnetization 60 emu / g), the weight average particle size is 50 μm, and the resistance value is 10 μm.
Indicates a value of 8 Ωcm or more. The magnetic permeability of the magnetic carrier is about 5.0. The amount of triboelectricity of toner is about -2.0 x 1
It is 0 -2 C / kg.

【0035】現像器4は、2成分現像剤を収容した現像
容器の感光ドラム1に近接する部位に開口部が設けら
れ、この開口部から現像剤担持体としての現像スリーブ
が外部に突出している。現像スリーブは現像容器内に回
転可能に組み込まれ、感光ドラム1との間隔が500μ
mとなるように配置されている。現像スリーブの外径は
25mm、その周速は280mm/秒である。
The developing device 4 is provided with an opening at a portion of the developing container accommodating the two-component developer in the vicinity of the photosensitive drum 1, and a developing sleeve as a developer carrying member projects to the outside from the opening. . The developing sleeve is rotatably installed in the developing container, and the distance from the photosensitive drum 1 is 500μ.
It is arranged so as to be m. The outer diameter of the developing sleeve is 25 mm, and the peripheral speed thereof is 280 mm / sec.

【0036】本実施例において、現像バイアスとして、 Vpp:現像剤担持体にかかる交番電圧のピークツウピー
ク電圧[V]、 Tb:トナーを現像剤担持体へ引き戻すためのピーク電
圧を印加する時間[秒]、 Vcont:画像コントラスト電位[V](現像バイアスのD
C電圧から最大画像濃度を出力する場合の潜像電位との
電位差)、 Q:トナーの平均の摩擦帯電電荷量[C/kg]、 d:像担持体と現像剤担持体間の距離[m] としたとき、現像バイアスとして、 |Vpp−2Vcont|・Tb2/4<d2/|Q| の条件を満たす交番電界が断続的に形成されるような交
互電圧が印加される。
In this embodiment, as the developing bias, Vpp: peak-to-peak voltage [V] of an alternating voltage applied to the developer carrying member , Tb: peak voltage for returning the toner to the developer carrying member.
Time for applying pressure [sec], Vcont: Image contrast potential [V] (D of developing bias)
Potential difference from the latent image potential when the maximum image density is output from the C voltage), Q: average triboelectric charge amount [C / kg] of toner, d: distance between image carrier and developer carrier [m when a, as a developing bias, | Vpp-2Vcont | · Tb 2/4 <d 2 / | Q | alternating voltage as satisfying an alternating electric field of are intermittently formed is applied.

【0037】本発明では、トナーの摩擦帯電電荷量は、
図8に示す測定装置を使用して測定した。
In the present invention, the triboelectric charge amount of the toner is
It measured using the measuring apparatus shown in FIG.

【0038】まず、摩擦帯電量を測定しようとするトナ
ーをキャリアと合して2成分現像剤の形にして、50〜
100ml容量のポリエチレン製のビンに入れ、約10
〜40秒間手で振盪し、ついでこの現像剤を約0.5〜
1.5g、底が500メッシュの導電性スクリーン14
3になった金属製の測定用器142に入れ、容器142
に金属製の蓋144を被せる。この状態の測定用器14
2全体の重量を計り、これをW1(kg)とする。
First, the toner whose triboelectric charge amount is to be measured is combined with a carrier to form a two-component developer, and the amount of 50 to 50 is obtained.
Put in a polyethylene bottle of 100 ml capacity, about 10
Shake by hand for ~ 40 seconds, then add about 0.5 ~ of this developer.
1.5g, 500 mesh bottom conductive screen 14
Put the metal measuring instrument 142 into the container 142
A metal lid 144 is put on the cover. Measuring instrument 14 in this state
2 Weigh the whole and set this as W1 (kg).

【0039】つぎに、測定用器142を吸引機141に
設置し(吸引機141の少なくとも測定用器142と接
する部分は絶縁体)、吸引口147から吸引し、風量調
節弁146を調節して、真空計145の圧力を250m
mAqとする。この状態で十分、好ましくは2分間吸引
を行い、トナーを吸引除去する。このときの測定用器1
42に接続した電位計149が示す電位を読み、これを
V1(V)とする。また吸引後の測定容器142全体の
重量を計り、これをW2(kg)とする。測定用器14
2に電位計149と並列接続したコンデンサ148の容
量をC1(μF)とすると、トナーの摩擦帯電量は、下
式: トナーの摩擦帯電量(μC/kg)=C1×V1×10
-3/(W1−W2) のごとく計算される。
Next, the measuring device 142 is installed in the suction device 141 (at least the part of the suction device 141 that is in contact with the measuring device 142 is an insulator), suction is performed from the suction port 147, and the air flow control valve 146 is adjusted. , The pressure of vacuum gauge 145 is 250 m
mAq. In this state, suction is performed sufficiently, preferably for 2 minutes, to remove the toner by suction. Measuring instrument 1 at this time
The potential indicated by the electrometer 149 connected to 42 is read, and this is defined as V1 (V). The weight of the entire measurement container 142 after suction is measured and designated as W2 (kg). Measuring instrument 14
If the capacity of the capacitor 148 connected in parallel with the electrometer 149 is C1 (μF), the toner triboelectric charge amount can be calculated by the following formula: toner triboelectric charge amount (μC / kg) = C1 × V1 × 10
It is calculated as -3 / (W1-W2).

【0040】本実施例において、画像濃度が約0.2程
度のハイライトハーフトーン画像とベタ画像を出力し、
ハイライトハーフトーン画像の滑らかさと、ベタ画像の
濃度で、画像を評価する実験を行った。
In this embodiment, a highlight halftone image and a solid image having an image density of about 0.2 are output,
An experiment was conducted to evaluate the image based on the smoothness of the highlight halftone image and the density of the solid image.

【0041】その結果、A=|Vpp−2Vcont|・Tb
2/4、B=d2/|Q|として、これらの関係がA<B
となる場合にのみ、ベタにおいて高濃度を維持し、さら
にハイライトの再現性が良好であった。
As a result, A = | Vpp-2Vcont | .Tb
2/4, B = d 2 / | Q | as, these relationships A <B
Only in the case of, the solid high density was maintained and the highlight reproducibility was good.

【0042】これについて説明する。図9は現像スリー
ブ上のトナー粒子1個にかかる力を示した図、図10は
その拡大図である。図中qはトナーの電荷量、mは質
量、aは加速度、ΔVは感光ドラムと現像スリーブ間の
電位差、dは感光ドラムと現像スリーブ間のギャップで
ある。
This will be described. FIG. 9 is a view showing a force applied to one toner particle on the developing sleeve, and FIG. 10 is an enlarged view thereof. In the figure, q is the charge amount of toner, m is mass, a is acceleration, ΔV is the potential difference between the photosensitive drum and the developing sleeve, and d is the gap between the photosensitive drum and the developing sleeve.

【0043】感光ドラムから現像スリーブへトナーが移
動できる距離Xは、以下のようにして求められる。トナ
ーに対して、現像スリーブに引戻す剥ぎ取り電圧が振動
電界印加中に最大時間としてTb秒間印加される。この
間にトナーが移動できる距離Xは、下記の式(1): X=|Q|・|Vb−Vcont|・Tb2/2d ・・・(1) で求められる。
The distance X that the toner can move from the photosensitive drum to the developing sleeve is obtained as follows. The peeling voltage that is pulled back to the developing sleeve is applied to the toner for Tb seconds as the maximum time during the application of the oscillating electric field. The distance X that the toner can move during this period is obtained by the following equation (1): X = | Q | · | Vb−Vcont | · Tb 2 / 2d (1)

【0044】ここで、感光ドラム上に現像されたトナー
が、剥ぎ取り電圧が最大時間だけ印加された場合の移動
距離Xでは、現像スリーブに戻されない条件を設定して
やることにより、トナーは感光ドラム上に偏った振動を
繰り返す。このときの条件は、Xが感光ドラムと現像ス
リーブ間のギャップdよりも小さくなるときである。
Here, by setting the condition that the toner developed on the photosensitive drum is not returned to the developing sleeve at the moving distance X when the stripping voltage is applied for the maximum time, the toner on the photosensitive drum is set. Repeated vibration biased to. The condition at this time is that X is smaller than the gap d between the photosensitive drum and the developing sleeve.

【0045】式で表すと、 X=|Vb−Vcont|・Tb2/2<d2/|Q| ・・・(2) このような条件下において現像を行うと、振動部は、剥
ぎ取り電圧が最大時間の電界によっても、S−D間を十
分に往復運動できない状態にあり、その後休止部へ変化
する際、感光ドラムに付着させる最大加速度を得たトナ
ーは、現像スリーブ上電位がブランク電位よりオーバー
シュートしないように到達するよう、現像バイアスを設
計することにより、トナーは振動部で作られた感光ドラ
ム上に飛翔させる方向の最大速度のまま現像コントラス
トに対して忠実に現像工程が進むため、ピークツウピー
ク電圧Vppが低い場合でも、DC成分が潜像電位に見合
った量のトナーを感光ドラムに引き付けるように働き、
このためドットの欠落が発生しなくなり、また感光ドラ
ム上においてトナーが断続的に振動を繰り返すことによ
り、潜像部にトナーが集中し、1つ1つのドットが忠実
に再現されるため、従来の矩形バイアスでは不均一な画
像しか得られないような浅い潜像でも、均一な画像を出
力できるようになる。
[0045] Expressed in formula, X = | Vb-Vcont | · Tb 2/2 <d 2 / | Q | ··· (2) and developed under these conditions, the vibrating portion is stripped Even if the voltage is the maximum electric field, the toner cannot be reciprocated sufficiently between S and D, and when it changes to the rest portion, the toner that has the maximum acceleration to adhere to the photosensitive drum has a potential on the developing sleeve that is blank. By designing the developing bias so that it reaches so as not to overshoot the potential, the toner progresses faithfully to the development contrast at the maximum speed in the direction in which the toner flies onto the photosensitive drum created by the vibrating section. Therefore, even when the peak-to-peak voltage Vpp is low, the DC component works to attract the toner in an amount corresponding to the latent image potential to the photosensitive drum,
For this reason, dot loss does not occur, and the toner is repeatedly vibrated intermittently on the photosensitive drum, so that the toner is concentrated on the latent image portion and each dot is faithfully reproduced. It is possible to output a uniform image even with a shallow latent image in which only a non-uniform image can be obtained with the rectangular bias.

【0046】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明はこれらの実施例に限定されるものではなく、本発明
の技術思想内でのあらゆる変形が可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made within the technical idea of the present invention.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、像担持
体と、トナー及びキャリアを含む現像剤を担持し像担持
体との対向部へ搬送する現像剤担持体と、像担持体上に
形成された静電潜像を現像するときDC電圧にAC電圧
を重畳した現像バイアスを現像剤担持体に印加するバイ
アス印加手段と、を有する画像形成装置において、現像
バイアスは、トナーを像担持体へ飛翔させる電圧を印加
する飛翔部とトナーを現像剤担持体へ引き戻す電圧を印
加する戻し部より構成された実質的に矩形波状の振動部
と、AC電圧を断ちトナーを像担持体へ飛翔させる休止
部と、を有し、飛翔部から休止部へ至るとき現像剤担持
体の電位が休止部電位を超えてしまうのを防止するた
め、飛翔部から休止部へゆるやかに移行させるので、周
波数が高くピークツウピーク電圧が低い条件でも、画像
の均一性が高く、濃度が十分な画像が得られ、異常放電
による画像欠陥もなく、高画質の画像を安定して得られ
るようになった。
As described above, the present invention provides an image bearing
Image bearing by carrying the body and developer containing toner and carrier
On the image carrier and the developer carrier that conveys it to the part facing the body.
AC voltage to DC voltage when developing the formed electrostatic latent image
Applied to the developer carrier with the development bias
In an image forming apparatus having an ass applying unit,
The bias applies a voltage that causes the toner to fly to the image carrier.
The flying part and the voltage that pulls the toner back to the developer carrier.
Substantially rectangular wave-like vibrating part composed of adding back part
And a pause to cut off the AC voltage and fly the toner to the image carrier
Part, and carries the developer from the flying part to the rest part
To prevent the body potential from exceeding the rest potential
Therefore, since the transition is made from the flying part to the rest part gently , even under conditions of high frequency and low peak-to-peak voltage, image uniformity is high, an image with sufficient density can be obtained, and there are no image defects due to abnormal discharge. It has become possible to stably obtain high-quality images.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の画像形成装置の一実施例を示す概略構
成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an image forming apparatus of the present invention.

【図2】従来のBPバイアスを示す波形図である。FIG. 2 is a waveform diagram showing a conventional BP bias.

【図3】図2のBPバイアスの実波形を示す波形図であ
る。
FIG. 3 is a waveform diagram showing an actual waveform of a BP bias shown in FIG.

【図4】図1の実施例で使用したBPバイアスを示す波
形図である。
4 is a waveform diagram showing a BP bias used in the example of FIG.

【図5】図3、図4のバイアスを用いて同一条件で画像
を出力した場合のV−D曲線を示す図である。
5 is a diagram showing a V-D curve when an image is output under the same conditions using the biases of FIGS. 3 and 4. FIG.

【図6】本発明において、トナー層の充電電位測定によ
りバイアスのオーバーシュート部での現像性低下を確認
するのに用いた実験装置を示す概略図である。
FIG. 6 is a schematic view showing an experimental apparatus used in the present invention to confirm a decrease in developability at an overshoot portion of a bias by measuring a charge potential of a toner layer.

【図7】10階調分の潜像電位および図3、図4のバイ
アスによる充電電位を示す図である。
7 is a diagram showing a latent image potential for 10 gradations and a charging potential by the bias of FIGS. 3 and 4. FIG.

【図8】本発明で2成分現像剤におけるトナーの摩擦帯
電量を測定するのに使用した測定装置を示す斜視図であ
る。
FIG. 8 is a perspective view showing a measuring device used to measure the triboelectric charge amount of toner in a two-component developer according to the present invention.

【図9】現像スリーブ上のトナー粒子1個にかかる力を
示した図である。
FIG. 9 is a diagram showing a force applied to one toner particle on a developing sleeve.

【図10】図9の拡大図である。FIG. 10 is an enlarged view of FIG.

【図11】矩形バイアスを示す波形図である。FIG. 11 is a waveform diagram showing a rectangular bias.

【図12】従来のBPバイアスの一例を示す波形図であ
る。
FIG. 12 is a waveform diagram showing an example of a conventional BP bias.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 感光ドラム 2 一次帯電器 4 現像器 4a 現像スリーブ 5 転写帯電器 1 photosensitive drum 2 Primary charger 4 developing device 4a Development sleeve 5 Transfer charger

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−274016(JP,A) 特開 平9−127774(JP,A) 特開 平8−6366(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 13/06 - 13/095 G03G 15/06 - 15/095 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-6-274016 (JP, A) JP-A-9-127774 (JP, A) JP-A-8-6366 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) G03G 13/06-13/095 G03G 15/06-15/095

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 像担持体と、トナー及びキャリアを含む
現像剤を担持し前記像担持体との対向部へ搬送する現像
剤担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像を現
像するときDC電圧にAC電圧を重畳した現像バイアス
を前記現像剤担持体に印加するバイアス印加手段と、を
有する画像形成装置において、 前記現像バイアスは、トナーを前記像担持体へ飛翔させ
る電圧を印加する飛翔部とトナーを前記現像剤担持体へ
引き戻す電圧を印加する戻し部より構成された実質的に
矩形波状の振動部と、AC電圧を断ちトナーを前記像担
持体へ飛翔させる休止部と、を有し、 飛翔部から休止部へ至るとき前記現像剤担持体の電位が
休止部電位を超えてしまうのを防止するため、飛翔部か
ら休止部へゆるやかに移行させることを特徴とする画像
形成装置。
1. An image carrier, including a toner and a carrier.
Development in which a developer is carried and conveyed to a portion facing the image carrier
The agent carrier and the electrostatic latent image formed on the image carrier are displayed.
Development bias in which AC voltage is superimposed on DC voltage when an image is formed
Bias applying means for applying to the developer carrier.
In the image forming apparatus having the above, the developing bias causes the toner to fly to the image carrier.
To the developer-carrying member for applying a voltage
Substantially composed of a return section for applying a pullback voltage
The rectangular wave-like vibrating part and the AC voltage are cut off and the toner is carried on the image.
A rest portion for flying to the holding member, and the potential of the developer carrying member is changed from the flying portion to the rest portion.
In order to prevent the rest section potential from being exceeded,
Image characterized by a gradual transition from the
Forming equipment.
【請求項2】 次式を満たすことを特徴とする請求項1
の画像形成装置。 |Vpp−2Vcont|・Tb2/4<d2/|Q| ただし、 Vpp:現像バイアスのピークツウピーク電圧[V]、 Tb:トナーを現像剤担持体へ引き戻すためのピーク電
圧を印加する時間[秒]、 Vcont:画像コントラスト電位[V]、 Q:トナーの平均の摩擦帯電電荷量[C/kg]、 d:像担持体と現像剤担持体間の距離[m]
2. The following formula is satisfied: 1.
Image forming device. | Vpp-2Vcont | · Tb 2 /4 <d 2 / | Q | However, Vpp: peak-to-peak voltage of the developing bias [V], Tb: peak current for pulling back the toner to the developer carrying member
Time for applying pressure [second], Vcont: image contrast potential [V], Q: average amount of triboelectric charge [C / kg] of toner, d: distance between image carrier and developer carrier [m]
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