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JP5943772B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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JP5943772B2
JP5943772B2 JP2012179571A JP2012179571A JP5943772B2 JP 5943772 B2 JP5943772 B2 JP 5943772B2 JP 2012179571 A JP2012179571 A JP 2012179571A JP 2012179571 A JP2012179571 A JP 2012179571A JP 5943772 B2 JP5943772 B2 JP 5943772B2
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辰昌 折原
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一成 萩原
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淳嗣 中本
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Description

本発明は、画像形成装置に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus.

電子写真方式によって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置における一成分トナーを用いた現像方式において、弾性層を有する現像ローラを感光ドラムに接触させる接触現像方式が広く知られている。具体的には、誘電体層をもつ弾性ローラである現像ローラ上に非磁性現像剤を担持し、感光ドラム表面に接触させて現像を行う方式である。現像等のプロセス状態を維持、制御するために種々の制御技術が提案されている。例えば、駆動モータ電流を検出し、予め記憶された駆動モータ電流に対応する駆動体の移動速度と対比することより、所望の被駆動体の移動速度を制御することで所望のプロセス条件を得る技術が提案されている(特許文献1)。さらに、現像ローラ上のトナー層の性状を検知し現像条件を制御するため、トナーが現像ローラから感光ドラムへ転移する際に生じる感光ドラム−現像ローラ間に流れる電流を検知する技術が提案されている(特許文献2)。   A contact developing method in which a developing roller having an elastic layer is brought into contact with a photosensitive drum is widely known as a developing method using a one-component toner in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or the like that forms an image by electrophotography. Yes. More specifically, a non-magnetic developer is carried on a developing roller, which is an elastic roller having a dielectric layer, and development is performed by bringing it into contact with the surface of the photosensitive drum. Various control techniques have been proposed to maintain and control the process state such as development. For example, a technique for obtaining a desired process condition by controlling a moving speed of a desired driven body by detecting a driving motor current and comparing it with a moving speed of a driving body corresponding to a driving motor current stored in advance. Has been proposed (Patent Document 1). Furthermore, in order to detect the property of the toner layer on the developing roller and control the developing conditions, a technique for detecting the current flowing between the photosensitive drum and the developing roller that occurs when the toner is transferred from the developing roller to the photosensitive drum has been proposed. (Patent Document 2).

特開2007−164093号公報JP 2007-164093 A 特開2005−208147号公報JP 2005-208147 A

接触現像方式において、感光ドラムに対する現像ローラの移動速度比(以下、周速比)は、所望の値に調整されて、画像形成を行う。しかしながら、現像ローラや感光ドラム等のロット振れ等が発生すると所望の周速比の値が変動し、周速比変動に起因した画像不良が生じる。具体的には、周速比が変化するため、所望の濃度から変動する等の画像不良が発生する。また、例えは、現像ローラで使用される弾性部であるゴム部は、環境によっては膨張や収縮、経時変化等によっても径が変化し、周速比変動とともに画像不良が発生する。特許文献1に記載の技術は、予め記憶された駆動モータ電流値を基に駆動モータ回転数を制御するものであり、被駆動体の径や周長等の変化起因の周速比変動が制御に反映されるものとなっていない。そのため、周速比変動に起因した画像不良を生じる可能性がある。また、特許文献2に記載の技術は、感光ドラム−現像ローラ間に流れる電流を検出することで、現像ローラ上のトナー層の性状変化を得られるものの、周速比変動を検知することができない。そのため、周速比変動に起因した画像不良が生じる。   In the contact development method, the moving speed ratio of the developing roller with respect to the photosensitive drum (hereinafter referred to as the peripheral speed ratio) is adjusted to a desired value to form an image. However, when a lot shake or the like of the developing roller or the photosensitive drum occurs, a desired peripheral speed ratio value changes, and an image defect due to the peripheral speed ratio fluctuation occurs. Specifically, since the peripheral speed ratio changes, an image defect such as fluctuation from a desired density occurs. For example, the rubber part, which is an elastic part used in the developing roller, changes in diameter due to expansion, contraction, aging, etc. depending on the environment, and an image defect occurs with a change in peripheral speed ratio. The technique described in Patent Document 1 controls the drive motor rotation speed based on a drive motor current value stored in advance, and controls fluctuations in the peripheral speed ratio caused by changes in the diameter and circumference of the driven body. It is not reflected in. Therefore, there is a possibility that an image defect due to a change in the peripheral speed ratio may occur. The technique described in Patent Document 2 can detect a change in the property of the toner layer on the developing roller by detecting a current flowing between the photosensitive drum and the developing roller, but cannot detect a change in peripheral speed ratio. . Therefore, an image defect due to the peripheral speed ratio fluctuation occurs.

本発明の目的は、周速比変動に起因する画像不良を抑制することができる画像形成装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of suppressing image defects caused by fluctuations in the peripheral speed ratio.

上記目的を達成するために本発明に係る画像形成装置は、
静電潜像が形成され回転する像担持体と、
前記静電潜像を現像して現像剤像を形成するための現像剤を担持し、前記像担持体に当接するとともに前記像担持体に対して順方向回転して前記現像剤を前記像担持体に供給する現像剤担持体と、
前記像担持体と前記現像剤担持体との間に直流電圧を印加する電圧印加手段と、
前記電圧印加手段が直流電圧を印加することで前記現像剤担持体に流れる直流電流を検
知する電流検知手段と、
印加される駆動電流の電流値に応じて、前記像担持体及び前記現像剤担持体を速度を可変に回転させる駆動手段と、
前記駆動手段に前記駆動電流を電流値を可変に印加する駆動電流印加手段と、
前記駆動電流印加手段が前記駆動手段に印加する前記駆動電流の電流値を制御する制御手段と、
を備える画像形成装置であって、
非画像形成時であって前記現像剤担持体の現像剤非担持領域に前記像担持体が当接した状態において、前記電圧印加手段が直流電圧を印加しながら、前記制御手段が前記駆動電流の電流値を変化させて前記像担持体又は前記現像剤担持体のいずれか一方の回転速度を変化させたときに、前記電流検知手段に検知される直流電流の電流値に基づいて、前記制御手段が画像形成時において前記一方を回転させるための前記駆動電流の電流値を補正することを特徴とする。
In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to the present invention includes:
An image carrier on which an electrostatic latent image is formed and rotated;
A developer for forming the developer image by developing the electrostatic latent image is carried, abutting on the image carrier and rotating in the forward direction with respect to the image carrier, the developer carried by the image carrier A developer carrier to be supplied to the body;
Voltage application means for applying a DC voltage between the image carrier and the developer carrier;
Current detection means for detecting a direct current flowing in the developer carrying member by applying a direct current voltage to the voltage application means; and
Drive means for variably rotating the image carrier and the developer carrier according to the current value of the applied drive current;
Drive current application means for variably applying the drive current to the drive means; and
Control means for controlling a current value of the drive current applied by the drive current application means to the drive means;
An image forming apparatus comprising:
In the state where the image carrier is in contact with the developer non-carrying region of the developer carrier during non-image formation, the control unit applies the drive current while the voltage application unit applies a DC voltage. The control means based on the current value of the direct current detected by the current detection means when the rotational speed of either the image carrier or the developer carrier is changed by changing the current value. Corrects the current value of the drive current for rotating the one during image formation.

以上説明したように、本発明によれば、周速比変動に起因する画像不良を抑制することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to suppress image defects caused by the peripheral speed ratio fluctuation.

本発明の実施の形態に係る現像装置の構成を示す概略図Schematic showing the configuration of a developing device according to an embodiment of the present invention 本発明の実施の形態に係る画像形成装置を示す概略断面図1 is a schematic cross-sectional view illustrating an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係るプロセスカートリッジを示す概略断面図Schematic sectional view showing a process cartridge according to an embodiment of the present invention 本発明における電流検知手段の概略図Schematic of current detection means in the present invention 本発明における現像電流Idと周速比Vsの関係を示す概略図Schematic showing the relationship between the development current Id and the peripheral speed ratio Vs in the present invention. 本発明の実施例1におけるフローチャート説明概略図Flowchart schematic diagram in the first embodiment of the present invention 本発明の実施例2におけるフローチャート説明概略図Flow chart explanation schematic diagram in Example 2 of the present invention 本発明の実施例3におけるフローチャート説明概略図Flow chart explanation schematic diagram in Example 3 of the present invention 本発明の実施例1における周速比補正方法を説明する概略図Schematic explaining the peripheral speed ratio correction method in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施例2における周速比補正方法を説明する概略図Schematic explaining the peripheral speed ratio correction method in Embodiment 2 of the present invention 現像ローラ駆動モータ印加電流と周速との関係を示す概略図Schematic showing the relationship between developing roller drive motor applied current and peripheral speed

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative arrangements of the components described in this embodiment should be appropriately changed according to the configuration of the apparatus to which the invention is applied and various conditions. That is, it is not intended to limit the scope of the present invention to the following embodiments.

(画像形成装置の概略構成)
図2は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。図2に示す本画像形成装置Aは、電子写真プロセスを利用したフルカラーレーザープリンタである。本画像形成装置Aは、イエロー、マゼンダ、シアン、黒色の各色に対応したプロセスカートリッジBを4連に並べ、各プロセスカートリッジBで形成されたトナー像を、転写装置の中間転写ベルト20上に転写することでフルカラー画像を形成する。プロセスカートリッジBは、図3に示す帯電装置E、現像装置F、クリーニング装置C、感光ドラム1を一体とした構成となっている。プロセスカートリッジBにおける画像形成工程は後述する。
(Schematic configuration of image forming apparatus)
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. The image forming apparatus A shown in FIG. 2 is a full color laser printer using an electrophotographic process. In this image forming apparatus A, four process cartridges B corresponding to yellow, magenta, cyan, and black are arranged in series, and a toner image formed by each process cartridge B is transferred onto the intermediate transfer belt 20 of the transfer device. As a result, a full-color image is formed. The process cartridge B has a configuration in which the charging device E, the developing device F, the cleaning device C, and the photosensitive drum 1 shown in FIG. The image forming process in the process cartridge B will be described later.

各プロセスカートリッジBの感光ドラム(像担持体)1の各対向位置には、中間転写ベルト20を挟んで、1次転写ローラ22y、22m、22c、22kが設けられている。各プロセスカートリッジBにおいて被現像体である感光ドラム1上に形成された各色のト
ナー像は、1次転写ローラ22y、22m、22c、22kにより、それぞれ中間転写ベルト20上に転写される。中間転写ベルト20上に重畳転写されたトナー像は、中間転写ベルト20の移動方向下流側に設けられた2次転写ローラ23により、一括して記録紙P上に転写される。中間転写ベルト20上の未転写トナーは、中間転写ベルトクリーナー21によって回収される。
Primary transfer rollers 22 y, 22 m, 22 c, and 22 k are provided at opposite positions of the photosensitive drum (image carrier) 1 of each process cartridge B with the intermediate transfer belt 20 interposed therebetween. The toner images of the respective colors formed on the photosensitive drum 1 which is the development target in each process cartridge B are transferred onto the intermediate transfer belt 20 by the primary transfer rollers 22y, 22m, 22c and 22k, respectively. The toner images superimposed and transferred on the intermediate transfer belt 20 are collectively transferred onto the recording paper P by the secondary transfer roller 23 provided on the downstream side in the moving direction of the intermediate transfer belt 20. Untransferred toner on the intermediate transfer belt 20 is collected by the intermediate transfer belt cleaner 21.

記録紙Pは、画像形成装置A下部のカセット24内に積載されており、印字動作の要求とともに給紙ローラ25により搬送され、2次転写ローラ23の位置において、中間転写ベルト20上に形成されたトナー像を転写される。その後、記録紙Pは、定着ユニット26によりトナー像が加熱定着され、排紙部27を経て画像形成装置A外部に排出される。   The recording paper P is stacked in a cassette 24 below the image forming apparatus A, and is conveyed by a paper feeding roller 25 together with a request for a printing operation, and is formed on the intermediate transfer belt 20 at the position of the secondary transfer roller 23. The transferred toner image is transferred. Thereafter, the toner image of the recording paper P is heated and fixed by the fixing unit 26, and is discharged to the outside of the image forming apparatus A through the paper discharge unit 27.

本画像形成装置Aにおいては、各4色の着脱可能なプロセスカートリッジB等を収納する上部のユニットと、転写ユニット、記録紙等を収納する下部ユニットは、分離可能になっている。紙詰まり等のジャム処理発生時や、プロセスカートリッジBの交換時には、上下のユニットを開口することによりそれらの処理を行う。   In the image forming apparatus A, an upper unit that accommodates detachable process cartridges B of four colors and a lower unit that accommodates a transfer unit, recording paper, and the like are separable. When jam processing such as a paper jam occurs or when the process cartridge B is replaced, the upper and lower units are opened to perform such processing.

(画像形成プロセス)
図3は、並列に置かれた4つのプロセスカートリッジBの1つに注目し、その近傍の断面を示したものである。画像形成プロセスの中心となる感光ドラム1として、本実施の形態では、アルミニウム製シリンダの外周面に機能性膜である下引き層、キャリア発生層、キャリア移送層を順にコーティングした有機感光ドラム1を用いている。画像形成プロセスにおいて、感光ドラム1は180mm/secの速度で画像形成装置Aにより図中矢印aの回転方向で回転駆動される。
(Image formation process)
FIG. 3 shows a cross section in the vicinity of one of the four process cartridges B placed in parallel. In this embodiment, as the photosensitive drum 1 that is the center of the image forming process, an organic photosensitive drum 1 in which an undercoat layer that is a functional film, a carrier generation layer, and a carrier transfer layer are sequentially coated on the outer peripheral surface of an aluminum cylinder is used. Used. In the image forming process, the photosensitive drum 1 is rotationally driven by the image forming apparatus A at a speed of 180 mm / sec.

帯電装置である帯電ローラ2は、導電性ゴムのローラ部を感光ドラム1に加圧接触して感光ドラム1に対して矢印bの回転方向に従動回転する。ここで、帯電ローラ2の芯金には、帯電工程として、感光ドラム1に対して−1100Vの直流電圧が印加されており、これにより誘起された電荷によって、感光ドラム1の表面電位は−550Vとなる一様な暗部電位(Vd)が形成される。   The charging roller 2 which is a charging device presses and contacts the roller portion of the conductive rubber against the photosensitive drum 1 and rotates following the rotational direction of the arrow b with respect to the photosensitive drum 1. Here, as a charging process, a DC voltage of −1100 V is applied to the core of the charging roller 2 with respect to the photosensitive drum 1, and the surface potential of the photosensitive drum 1 is −550 V due to the electric charge induced thereby. A uniform dark portion potential (Vd) is formed.

この一様な表面電荷分布面に対して、スキャナーユニット10により画像データに対応して発光されるレーザ光のスポットパターンは、図3中の矢印Lで示すように感光ドラム1の表面を露光する。感光ドラム1表面における露光された部位は、キャリア発生層からのキャリアにより表面の電荷が消失し、電位が低下する。この結果、露光部位は明部電位Vl=−100V、未露光部位は暗部電位Vd=−550Vの静電潜像が、感光ドラム1上に形成される。   A spot pattern of laser light emitted by the scanner unit 10 corresponding to the image data on the uniform surface charge distribution surface exposes the surface of the photosensitive drum 1 as indicated by an arrow L in FIG. . The exposed portion of the surface of the photosensitive drum 1 loses its surface charge due to carriers from the carrier generation layer, and the potential decreases. As a result, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 1 with the light portion potential Vl = −100 V at the exposed portion and the dark portion potential Vd = −550 V at the unexposed portion.

上記静電潜像は、所定のコート量及び電荷量のトナーコート層が現像ローラ3上に形成される現像装置Fにより現像される。トナーコート層の形成方法については後述する。現像ローラ3は、感光ドラム1に接触しながら矢印cに示すように感光ドラム1に対して順方向回転する。本実施の形態においては、現像ローラ3に印加されたDCバイアス=−300Vに対して、摩擦帯電によりマイナスに帯電したトナーが、感光ドラム1に接触する現像部において、その電位差から、明部電位部にのみ飛翔して静電潜像を実像化する。   The electrostatic latent image is developed by a developing device F in which a toner coat layer having a predetermined coating amount and charge amount is formed on the developing roller 3. A method for forming the toner coat layer will be described later. The developing roller 3 rotates in the forward direction with respect to the photosensitive drum 1 as shown by an arrow c while contacting the photosensitive drum 1. In the present embodiment, the toner charged negatively by frictional charging with respect to the DC bias applied to the developing roller 3 is −300 V. In the developing portion where the photosensitive drum 1 comes into contact with the photosensitive drum 1, the bright portion potential is determined. Fly to only the part to make the electrostatic latent image a real image.

中間転写ベルト20は、1次転写ローラ22y、22m、22c、22kにより各プロセスカートリッジBの感光ドラム1に加圧されるとともに、各1次転写ローラには直流電圧が印加されており、各感光ドラム1との間で電界が形成されている。これにより、感光ドラム1上で実像化されたトナー像(現像剤像)は、中間転写ベルト20に加圧接触される転写領域において、電界の力を受けて感光ドラム1上から中間転写ベルト20上に転写される。一方、中間転写ベルト20に転写されずに感光ドラム1上に残った未転写トナー
は、クリーニング装置Cに設置されたウレタンゴム製のクリーニングブレード6により、ドラム表面から掻き落とされ、クリーニング装置C内に収納される。
The intermediate transfer belt 20 is pressed against the photosensitive drum 1 of each process cartridge B by primary transfer rollers 22y, 22m, 22c, and 22k, and a DC voltage is applied to each primary transfer roller. An electric field is formed between the drum 1 and the drum 1. As a result, the toner image (developer image) that is actualized on the photosensitive drum 1 receives the force of an electric field from the photosensitive drum 1 on the intermediate transfer belt 20 in a transfer region that is in pressure contact with the intermediate transfer belt 20. Transcribed above. On the other hand, the untransferred toner remaining on the photosensitive drum 1 without being transferred to the intermediate transfer belt 20 is scraped off from the drum surface by the urethane rubber cleaning blade 6 installed in the cleaning device C, and the inside of the cleaning device C It is stored in.

(現像装置)
図1は、本発明の実施の形態に係る現像装置Fの構成を示す模式図であり、図1(a)は、現像装置F及び現像装置Fに関わる画像形成装置の一部を示す模式的断面図、図1(b)は、現像ローラの回転を制御する機構の構成を示す模式図である。現像装置Fは、現像容器Tと、現像ローラ3と、供給ローラ5と、トナー規制部材4と、撹拌部材11と、を備える。現像容器Tは、非磁性一成分トナーを収容する。現像剤担持体である現像ローラ3は、感光ドラム1に対して接触しながら感光ドラム1の回転方向に対して順方向となる方向cに回転する(回転方向は感光ドラム1と互いに逆)。供給ローラ5は、現像ローラ3に対して接触しながら現像ローラ3の回転方向に対して逆方向となる方向dに回転する(回転方向は現像ローラ3と同じ)。現像剤規制手段であるトナー規制部材4は、供給ローラ5の下流側で現像ローラ3に当接する。撹拌部材11は、現像剤である一成分非磁性トナーを撹拌する。
(Developer)
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a developing device F according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a schematic diagram illustrating a developing device F and a part of an image forming apparatus related to the developing device F. FIG. 1B is a schematic view showing a configuration of a mechanism for controlling the rotation of the developing roller. The developing device F includes a developing container T, a developing roller 3, a supply roller 5, a toner regulating member 4, and a stirring member 11. The developing container T contains a nonmagnetic one-component toner. The developing roller 3 which is a developer carrying member rotates in a direction c which is a forward direction with respect to the rotation direction of the photosensitive drum 1 while contacting the photosensitive drum 1 (the rotation direction is opposite to that of the photosensitive drum 1). The supply roller 5 rotates in a direction d opposite to the rotation direction of the developing roller 3 while being in contact with the developing roller 3 (the rotation direction is the same as the developing roller 3). The toner regulating member 4 that is a developer regulating means is in contact with the developing roller 3 on the downstream side of the supply roller 5. The stirring member 11 stirs the one-component nonmagnetic toner that is a developer.

一成分非磁性トナーは、結着樹脂、電荷制御剤を含む懸濁重合法により調整され、流動化剤などを外添剤として添加することでネガ極性を有するように作製した。高画質化の点で、重合法であることが好ましいが、粉砕法により調整されてもよい。   The one-component nonmagnetic toner was prepared by a suspension polymerization method including a binder resin and a charge control agent, and was prepared to have a negative polarity by adding a fluidizing agent or the like as an external additive. A polymerization method is preferable from the viewpoint of high image quality, but may be adjusted by a pulverization method.

現像ローラ3として、本実施の形態では、外径φ6mmの芯金に導電性の弾性層5mmを形成したφ16mmの弾性ローラを用いており、弾性層には体積抵抗値10Ωmのシリコーンゴムを用いた。弾性ローラ表層には現像剤への電荷付与機能を持つコート層等を設けるようにしてもよい。本実施の形態では、感光ドラム1に安定して弾性接触させるために、弾性層の硬度をJIS−Aで45°、現像ローラ3の表面粗さとしては、使用するトナーの粒径にもよるが、算術平均粗さRaは0.05〜3.0μmとした。本実施の形態における表面粗さRaの測定は、JIS B0601に基づいて小坂研究所(株)製の表面粗さ試験機SE−30を使用した。高画質化のためには、算術平均粗さ0.3〜1.0μmであることが好ましい。 In this embodiment, the developing roller 3 is a φ16 mm elastic roller in which a conductive elastic layer 5 mm is formed on a core metal having an outer diameter φ6 mm, and a silicone rubber having a volume resistance of 10 6 Ωm is used for the elastic layer. Using. A coat layer having a function of imparting charge to the developer may be provided on the surface of the elastic roller. In the present embodiment, in order to stably and elastically contact the photosensitive drum 1, the hardness of the elastic layer is 45 ° according to JIS-A, and the surface roughness of the developing roller 3 depends on the particle size of the toner used. However, the arithmetic average roughness Ra was set to 0.05 to 3.0 μm. The surface roughness Ra in the present embodiment was measured using a surface roughness tester SE-30 manufactured by Kosaka Laboratory Co., Ltd. based on JIS B0601. In order to improve the image quality, the arithmetic average roughness is preferably 0.3 to 1.0 μm.

供給ローラ5として、本実施の形態では、外径φ5mmの芯金上に発泡骨格構造で比較的低硬度のポリウレタンフォームを5.5mm形成した外径φ16mmの弾性スポンジローラを用いた。供給ローラ5は、連泡性の発泡体で構成することにより、過大な圧を加えることなく現像ローラ3と当接し、発泡体表面の適度な凸凹で現像ローラ3上へのトナー供給および現像時に消費されずに残像したトナーの剥ぎ取りを行っている。このセル構造の掻き取り性はウレタンフォームに限定されるものでなく、シリコーンゴムやエチレンプロピレンジエンゴム(EPDMゴム)等を発泡させたゴム等が使用可能である。   In the present embodiment, an elastic sponge roller having an outer diameter of φ16 mm in which a polyurethane foam having a foamed skeleton structure and a relatively low hardness is formed on a core metal having an outer diameter of φ5 mm is used as the supply roller 5. The supply roller 5 is made of a foam having a continuous foaming property, so that the supply roller 5 contacts the developing roller 3 without applying excessive pressure, and at the time of supplying toner to the developing roller 3 and developing with moderate irregularities on the surface of the foam. The residual toner is removed without being consumed. The scraping property of the cell structure is not limited to urethane foam, and rubber or the like obtained by foaming silicone rubber or ethylene propylene diene rubber (EPDM rubber) can be used.

現像ローラ3の回転方向cに対し、供給ローラ5と現像ローラ3の接触面の下流側には、現像ローラ3に当接するトナー規制手段(現像剤規制手段)であるトナー規制部材4が設けられている。トナー規制部材4は、現像ローラ3上のトナーを感光ドラム1上における現像に適した所定のコート量、及び、所定の電荷量に制御するための部材である。トナー規制部材4は、現像容器Tに固定された支持板金41に、リン青銅板やステンレス板などの薄板状弾性部材42を片持ちで支持し、その対向部の腹面を現像ローラ3に対して当接している。本実施の形態においては、厚さ1.2mmの鉄板を支持板金41として使用し、厚み120μmのリン青銅板を薄板状弾性部材42として支持板金41に固定支持している。薄板状弾性部材42の片持ち支持部から現像ローラ3との当接部までの距離、いわゆる自由長さは14mmであり、現像ローラ3の薄板状弾性部材42に対する押し込み量は1.5mmである。   A toner regulating member 4 that is a toner regulating means (developer regulating means) that contacts the developing roller 3 is provided on the downstream side of the contact surface between the supply roller 5 and the developing roller 3 with respect to the rotation direction c of the developing roller 3. ing. The toner regulating member 4 is a member for controlling the toner on the developing roller 3 to a predetermined coating amount suitable for development on the photosensitive drum 1 and a predetermined charge amount. The toner regulating member 4 supports a thin plate-like elastic member 42 such as a phosphor bronze plate or a stainless steel plate in a cantilever manner on a support metal plate 41 fixed to the developing container T, and the abdominal surface of the opposite portion is opposed to the developing roller 3. It is in contact. In the present embodiment, an iron plate having a thickness of 1.2 mm is used as the support metal plate 41, and a phosphor bronze plate having a thickness of 120 μm is fixedly supported on the support metal plate 41 as a thin plate-like elastic member 42. The distance from the cantilever support portion of the thin plate-like elastic member 42 to the contact portion with the developing roller 3, the so-called free length, is 14 mm, and the pushing amount of the developing roller 3 into the thin plate-like elastic member 42 is 1.5 mm. .

(周速比制御手段)
感光ドラム1に対する現像ローラ3の周速比制御手段について述べる。本実施の形態においては、現像ローラ3の回転速度を制御することにより、周速比制御を行う。図1(b)に示すように、現像ローラ3の回転軸は、アタッチメント3aを介して現像ローラ駆動制御モータ3bに連結されており、駆動手段としての現像ローラ駆動制御モータ3bは、印加電流を可変可能な電源S2から電流が印加されることにより駆動する。現像ローラ3の移動速度は、上述の可変可能な電源S2を調整することで設定する。なお、周速比制御手段としては、感光ドラム1の回転数を可変にすることも可能である。また、現像ローラ3への電圧印加は、電源S1により行う。ここで、周速とは、ローラ状回転体の周面(表面)の移動速度を意味する。また、周速比とは、ローラ状回転体の周面の速度比であり、例えば、現像ローラ3と感光ドラム1の周速をそれぞれ同じにした場合が周速比100%となり、現像ローラ3の周速を感光ドラム1に対して半分にした場合の周速比は50%となる。
(Circumferential speed ratio control means)
The peripheral speed ratio control means of the developing roller 3 with respect to the photosensitive drum 1 will be described. In the present embodiment, peripheral speed ratio control is performed by controlling the rotation speed of the developing roller 3. As shown in FIG. 1B, the rotation shaft of the developing roller 3 is connected to the developing roller drive control motor 3b via the attachment 3a, and the developing roller drive control motor 3b as a drive means receives the applied current. Driving is performed by applying a current from a variable power source S2. The moving speed of the developing roller 3 is set by adjusting the variable power source S2. As the peripheral speed ratio control means, the number of rotations of the photosensitive drum 1 can be made variable. The voltage application to the developing roller 3 is performed by the power source S1. Here, the peripheral speed means the moving speed of the peripheral surface (surface) of the roller-shaped rotating body. The peripheral speed ratio is the speed ratio of the peripheral surface of the roller-shaped rotating body. For example, when the peripheral speeds of the developing roller 3 and the photosensitive drum 1 are the same, the peripheral speed ratio is 100%, and the developing roller 3 When the peripheral speed is half that of the photosensitive drum 1, the peripheral speed ratio is 50%.

(現像ローラの速度制御)
現像ローラ駆動制御モータへの印加電流による現像ローラ3の移動速度(回転速度)の制御について述べる。予め測定された、現像ローラ駆動制御モータに流れる電流に対する、現像ローラ3の移動速度のデータテーブルがROMに格納されている。本実施の形態においては、図11に示すように、駆動モータに印加する電流に対して現像ローラ周速が線形的に変化する関係を有する駆動モータを用いた。図11は、現像ローラ3を駆動する駆動モータに印加される電流と、現像ローラ3の表面の移動速度(周速)との関係を示す概略図である。所望の周速比を設定する場合、データテーブルに基づいて、所定のモータ電流を印加し、移動速度及び周速比Vsを設定する。
(Development roller speed control)
Control of the moving speed (rotational speed) of the developing roller 3 by the current applied to the developing roller drive control motor will be described. A data table of the moving speed of the developing roller 3 with respect to the current flowing through the developing roller drive control motor, which is measured in advance, is stored in the ROM. In the present embodiment, as shown in FIG. 11, a drive motor having a relationship in which the developing roller peripheral speed linearly changes with respect to the current applied to the drive motor is used. FIG. 11 is a schematic diagram showing the relationship between the current applied to the drive motor that drives the developing roller 3 and the moving speed (circumferential speed) of the surface of the developing roller 3. When a desired peripheral speed ratio is set, a predetermined motor current is applied based on the data table, and the moving speed and the peripheral speed ratio Vs are set.

本実施の形態における現像装置及びプロセスカートリッジは、トナー容量を含む寿命がA4用紙印字率5%換算で1万5千枚相当に設定されているものを使用している。   The developing device and the process cartridge in the present embodiment use a product whose lifetime including the toner capacity is set to be equivalent to 15,000 sheets in terms of 5% A4 paper printing rate.

(実施例1)
本発明の実施例1における現像装置と現像装置にかかわる画像形成装置本体の構成は、図1に示した通りである。電圧印加手段としての電圧可変な電源S1、駆動モータにモータ駆動電流を供給する駆動電流印加手段としての電源S2は、画像形成装置本体に設けられた演算処理手段Jにつながっている。また、現像ローラ3、規制ブレード4、供給ローラ5全体に流れる現像電流Idの値を測定するための電流検知手段である電流計Iが設けられている。電流値の正の方向iは、図中に示した方向とした。電流計Iもまた、検知データを転送できるように、演算処理手段Jにつながっている。
Example 1
The configuration of the developing device and the image forming apparatus main body related to the developing device in Embodiment 1 of the present invention is as shown in FIG. A voltage-variable power source S1 as a voltage application unit and a power source S2 as a drive current application unit that supplies a motor drive current to the drive motor are connected to an arithmetic processing unit J provided in the image forming apparatus main body. In addition, an ammeter I is provided as a current detecting means for measuring the value of the developing current Id flowing through the developing roller 3, the regulating blade 4, and the supply roller 5 as a whole. The positive direction i of the current value was the direction shown in the figure. The ammeter I is also connected to the arithmetic processing means J so that the detection data can be transferred.

図4に示すように、本実施例における電流計Iは、電流値検出時は、スイッチSWが端子p3とつながり、端子p2−端子p3間の電圧を電圧計Vにより検知することで、電流値を検出する。このとき、抵抗Rは10kΩを用い、電流値を非検知時は、スイッチSWは端子p1とつながるように設定した。そのため、電圧値およびスイッチもまた、演算処理手段Jにつながっている。さらに、演算処理手段Jは、演算処理を行う演算処理部のCPU、検知データを格納する書き換え可能な記憶装置RAM、予め用意されたデータを格納する記憶装置ROMにより構成し、互いにデータの転送・読み込み可能となるように設定した。   As shown in FIG. 4, the ammeter I in the present embodiment is configured such that when the current value is detected, the switch SW is connected to the terminal p3 and the voltage between the terminal p2 and the terminal p3 is detected by the voltmeter V. Is detected. At this time, the resistor R was 10 kΩ, and the switch SW was set to be connected to the terminal p1 when the current value was not detected. Therefore, the voltage value and the switch are also connected to the arithmetic processing means J. Further, the arithmetic processing means J is constituted by a CPU of an arithmetic processing unit that performs arithmetic processing, a rewritable storage device RAM that stores detection data, and a storage device ROM that stores data prepared in advance. Set to be readable.

図6を参照して、実施例1において、感光ドラム1に対する現像ローラ3の周速比を所望の周速比Vs_d(新たな制御速度比)に設定する工程について述べる。図6は、所望の周速比Vs_dの設定工程を示すフローチャートである。ステップsa01では、前回の周速比設定工程においてRAMに格納された、基準速度比としての周速比Vs_100と、周速比Vs_100に対して所定の速度比差αとなる制御速度比としてのVs_d=
Vs_100+αと、を読み出す。ここで、周速比Vs_100、Vs_dは、前回設定した周速比100%の設定値Vs_100と所望の周速比(100+α)%の設定値Vs_dを示す。また、周速比設定工程を行っていない初期の画像形成装置は、所定の初期値Vso_100をVs_100とした。つぎに、ステップsa02では、可変可能な現像ローラ駆動制御電源S2により、周速比設定値Vsを制御し、設定値Vsに対応する現像電流Idを電流計Iにより検知し、RAMに格納する。本実施例では、1mm/secずつ現像ローラ3の周速を変化させ、電流測定工程を繰り返して行った。
With reference to FIG. 6, the process of setting the peripheral speed ratio of the developing roller 3 to the photosensitive drum 1 to a desired peripheral speed ratio Vs_d (new control speed ratio) in the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart showing a step of setting a desired peripheral speed ratio Vs_d. In step sa01, the peripheral speed ratio Vs_100 as the reference speed ratio stored in the RAM in the previous peripheral speed ratio setting step, and Vs_d as the control speed ratio that becomes a predetermined speed ratio difference α with respect to the peripheral speed ratio Vs_100. =
Vs_100 + α is read out. Here, the peripheral speed ratios Vs_100 and Vs_d indicate the set value Vs_100 of the peripheral speed ratio 100% set previously and the set value Vs_d of the desired peripheral speed ratio (100 + α)%. An initial image forming apparatus that has not performed the peripheral speed ratio setting step sets the predetermined initial value Vso_100 to Vs_100. Next, at step sa02, the peripheral speed ratio set value Vs is controlled by the variable developing roller drive control power source S2, and the developing current Id corresponding to the set value Vs is detected by the ammeter I and stored in the RAM. In this embodiment, the circumferential speed of the developing roller 3 was changed by 1 mm / sec and the current measurement process was repeated.

つぎにステップsa03では、RAM内に格納した周速比設定値Vsおよび現像電流Idから、周速比設定値Vsに対する現像電流Idの関係式Id=f(Vs)をCPUにより算出し、RAMに格納する。ここで、検知前の関係式f0(Vs)と検知後の関係式f(Vs)の模式図を図9(a)に示す。   Next, in step sa03, a relational expression Id = f (Vs) of the developing current Id with respect to the peripheral speed ratio set value Vs is calculated by the CPU from the peripheral speed ratio set value Vs and the developing current Id stored in the RAM and stored in the RAM. Store. Here, a schematic diagram of the relational expression f0 (Vs) before detection and the relational expression f (Vs) after detection is shown in FIG.

図9を用いながら、ステップsa04の極値検出工程について述べる。ステップsa03で算出されたId=f(Vs)の極小値における周速比VminをCPUにより検出し、Vs_100_exとして、RAMに格納する。このとき、極小値をとる周速比Vs_100_exは、実際の周速比は100%となることが分かっている。この理由についての詳細は後述する。   The extreme value detection process at step sa04 will be described with reference to FIG. The peripheral speed ratio Vmin at the minimum value of Id = f (Vs) calculated in step sa03 is detected by the CPU and stored in the RAM as Vs_100_ex. At this time, it is known that the peripheral speed ratio Vs_100_ex taking the minimum value is 100%. Details of this reason will be described later.

つぎに、ステップsa05である、周速比設定値Vs_dの算出工程について述べる。ステップsa01で呼び出したデータの周速比Vs_100を、周速比100%として前工程sa04により算出した設定値Vs_100_exで置き換え、新たな基準速度比として設定する。そして、CPUにより、Vs_100_exに所望の周速比(100+α)のα分を加え、設定値Vs_d_exを算出した。そして、ステップsa06において電源S2が作動し、古い制御速度比である設定値Vs_dを、前述の新たな制御速度比であるVs_d_exで置き換えて設定し、制御を終了する。   Next, the step of calculating the peripheral speed ratio set value Vs_d, which is step sa05, will be described. The peripheral speed ratio Vs_100 of the data called in step sa01 is replaced with the set value Vs_100_ex calculated in the previous step sa04 as the peripheral speed ratio of 100%, and set as a new reference speed ratio. Then, the CPU added the α of the desired peripheral speed ratio (100 + α) to Vs_100_ex to calculate the set value Vs_d_ex. In step sa06, the power source S2 is activated, and the setting value Vs_d, which is the old control speed ratio, is set by replacing it with the above-described new control speed ratio, Vs_d_ex, and the control ends.

ここで、図9(b)を用いて、本例におけるモータ電流Imの所望の設定方法ついて説明する。図9(b)は、前述した予め記憶された現像ローラ周速とモータ電流の関係を示している。まず、算出された検知後の周速比Vs_100_exに対応する周速Vm_100_exと、検知前の周速比Vs_100_exに対応する周速Vm_100との差分は、補正1変化する。今、所定の周速比がβ(例えば150%)であれば、所望の周速Vm_d_ex=β×Vm_100_exにより算出できる。すなわち、検知後の周速Vm_100_exに対して、所定の周速比差αに対応する周速差(速度差)が50%となる周速Vm_d_exで現像ローラ3を駆動させる駆動モータ電流Imの値が、所望の制御周速比を形成するための電流値となる。Vm_d_exに対応する駆動モータ電流Im_exは、図のテーブルように算出できる。形式的には、図9(b)の補正1⇒補正2⇒補正3の工程を得て、モータ駆動電流を補正した。   Here, a desired setting method of the motor current Im in this example will be described with reference to FIG. FIG. 9B shows the relationship between the previously stored developing roller peripheral speed and the motor current. First, the difference between the calculated peripheral speed Vm_100_ex corresponding to the detected peripheral speed ratio Vs_100_ex and the peripheral speed Vm_100 corresponding to the pre-detected peripheral speed ratio Vs_100_ex changes by one correction. If the predetermined peripheral speed ratio is β (for example, 150%), it can be calculated by a desired peripheral speed Vm_d_ex = β × Vm_100_ex. That is, the value of the driving motor current Im that drives the developing roller 3 at the peripheral speed Vm_d_ex at which the peripheral speed difference (speed difference) corresponding to the predetermined peripheral speed ratio difference α is 50% with respect to the detected peripheral speed Vm_100_ex. Becomes a current value for forming a desired control peripheral speed ratio. The drive motor current Im_ex corresponding to Vm_d_ex can be calculated as shown in the table. Formally, the process of correction 1 → correction 2 → correction 3 in FIG. 9B was obtained to correct the motor drive current.

ここで、前述した極小値が周速比100%となることを説明する。本出願の発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、以下のようなことが明らかになった。図5に示す図は、実施例1における初期状態の周速比に対する現像電流の測定結果である。図から分かるように、現像電流Idの値は、周速比100[%]で極値になり、周速比100[%]より大きくなるほど、または、小さくなるほど現像電流の絶対値は大きくなる。また、トナーをコートしていない現像ローラと感光ドラムを当接させた場合においても、同様の相似形の曲線を得られることが分かった。従って、周速比100%時に極値を持つ現象は、感光ドラムと現像ローラが直接当接し、電気的なやり取りを行うことで生じる現象である。   Here, it will be described that the above-mentioned minimum value becomes a peripheral speed ratio of 100%. As a result of intensive studies, the inventors of the present application have revealed the following. The diagram shown in FIG. 5 is a measurement result of the development current with respect to the peripheral speed ratio in the initial state in Example 1. As can be seen from the figure, the value of the developing current Id becomes an extreme value at a peripheral speed ratio of 100 [%], and the absolute value of the developing current increases as the peripheral speed ratio increases or decreases. It has also been found that similar similar curves can be obtained when the developing roller not coated with toner is brought into contact with the photosensitive drum. Therefore, the phenomenon that has an extreme value when the peripheral speed ratio is 100% is a phenomenon that occurs when the photosensitive drum and the developing roller are in direct contact with each other and perform electrical exchange.

つぎに、Id=f(Vs)の極値である周速比設定値Vs_100_exにおいて実際の周速比がV=100[%]となる理由について述べる。感光ドラム又は現像ローラの表
面上のある1点が現像ローラ又は感光ドラムの表面と接触したときに、当該ある1点において電荷の注入が行われると仮定し、感光ドラム及び現像ローラの表面がそのような接触点の集合と仮定する。感光ドラムと現像ローラの周速比は、それぞれの表面において単位時間あたりに接触する回数(接触点の数)に影響を与えると考えられる。周速比が100%のときに、すなわち、感光ドラム表面の移動速度と現像ローラ表面の移動速度に略差がないとき、感光ドラム表面と現像ローラ表面の単位時間あたりの接触回数が最も少なくなると考えられる。このとき、感光ドラム表面と現像ローラ表面の摩擦機会や電荷の注入する機会が最小となり、結果、現像ローラに流れる現像電流Idの絶対値が最小になる。すなわち極値をとる、と考えられる。そして、周速比が100%以外の場合は、感光ドラム表面と現像ローラ表面の周速差が大きいほど単位時間あたりの接触回数が増え、現像電流Idの絶対値は大きくなる。
Next, the reason why the actual peripheral speed ratio becomes V = 100 [%] in the peripheral speed ratio set value Vs_100_ex which is an extreme value of Id = f (Vs) will be described. When a point on the surface of the photosensitive drum or developing roller comes into contact with the surface of the developing roller or photosensitive drum, it is assumed that charge is injected at the certain point. Assume a set of such contact points. It is considered that the peripheral speed ratio between the photosensitive drum and the developing roller affects the number of times of contact per unit time (number of contact points) on each surface. When the peripheral speed ratio is 100%, that is, when there is almost no difference between the moving speed of the photosensitive drum surface and the moving speed of the developing roller surface, the number of contact times per unit time between the photosensitive drum surface and the developing roller surface is minimized. Conceivable. At this time, the chance of friction between the surface of the photosensitive drum and the surface of the developing roller and the opportunity to inject charges are minimized, and as a result, the absolute value of the developing current Id flowing through the developing roller is minimized. That is, it is considered that the extreme value is taken. When the peripheral speed ratio is other than 100%, the larger the peripheral speed difference between the photosensitive drum surface and the developing roller surface, the greater the number of contacts per unit time and the larger the absolute value of the developing current Id.

本発明の制御は、現像ローラ上のトナーコートしていない領域(現像剤非担持領域)を感光ドラムに当接した状態、かつ、非画像形成時に制御を行う。本発明の制御作動中は、現像ローラ上にコートされたトナー層の状態に影響を与えることなく、動作を行うことができる制御方法である。このため、簡易な構成かつ低コストにて周速比制御を行うことができる。   The control according to the present invention is performed when a non-toner-coated area (developer non-carrying area) on the developing roller is in contact with the photosensitive drum and when non-image formation is performed. During the control operation of the present invention, the control method can perform the operation without affecting the state of the toner layer coated on the developing roller. Therefore, the peripheral speed ratio control can be performed with a simple configuration and low cost.

本実施例においては、感光ドラムの表面電位は、暗電位部が一様に−600Vとなるように、帯電ローラの芯金に−1100Vの直流電圧を印加した。前述した現像ローラ、規制部材、供給ローラへの電圧印加は、電源S1により−300V印加した。このとき暗電位と現像バイアスの電位差Vback=300Vに設定されている。さらに、本実施例では、感光ドラムに対する現像ローラの周速比は150%(α=50)に設定されている。   In this embodiment, a DC voltage of −1100 V is applied to the core of the charging roller so that the dark potential portion is uniformly −600 V as the surface potential of the photosensitive drum. As for the voltage application to the developing roller, the regulating member, and the supply roller, −300 V was applied from the power source S1. At this time, the potential difference Vback = 300V between the dark potential and the developing bias is set. Furthermore, in this embodiment, the peripheral speed ratio of the developing roller to the photosensitive drum is set to 150% (α = 50).

また、本実施例においては、現像ローラ表面にトナーコート部とトナー非コート部が存在し、トナー非コート部は、現像ローラの長手方向の両端部、各15mmずつ設けたが、検出精度から、トナー非コート部は10mm以上設けることが好ましい。また、周速制御動作は、画像形成時の電源投入時、トナーカートリッジ交換時、500枚出力時のタイミングで動作するように設定されている。さらに、環境センサー等を有している場合、環境変化時に周速比制御を行うことによって、周速比変動を著しく抑制することができる。   In this embodiment, there are a toner coat portion and a toner non-coat portion on the surface of the developing roller, and the toner non-coat portion is provided at both end portions in the longitudinal direction of the developing roller by 15 mm each. The toner non-coated portion is preferably provided at 10 mm or more. The peripheral speed control operation is set so as to operate at the time of power-on at the time of image formation, replacement of the toner cartridge, and output of 500 sheets. Furthermore, when an environment sensor or the like is provided, the peripheral speed ratio fluctuation can be remarkably suppressed by performing the peripheral speed ratio control when the environment changes.

(実施例2)
図7及び図10を参照して、本発明の実施例2に係る画像形成装置を説明する。図7は、本発明の実施例2における周速比制御のフローチャートである。図10は、本発明の実施例2における周速比補正方法を説明する概略図であり、図10(a)は、周速比と現像電流値との関係を示す図、図10(b)は、周速と駆動モータ電流との関係を示す図である。本実施例は基本的には実施例1に準ずるが以下の点が異なる。なお、ここで説明しない構成については、実施例1と共通するため説明を省略する。
(Example 2)
With reference to FIGS. 7 and 10, an image forming apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described. FIG. 7 is a flowchart of the peripheral speed ratio control in the second embodiment of the present invention. FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a peripheral speed ratio correction method according to the second embodiment of the present invention. FIG. 10A is a diagram showing the relationship between the peripheral speed ratio and the development current value, and FIG. These are figures which show the relationship between a circumferential speed and a drive motor electric current. The present embodiment basically conforms to the first embodiment, but differs in the following points. In addition, about the structure which is not demonstrated here, since it is common in Example 1, description is abbreviate | omitted.

実施例2においては、実施例1と異なり、周速比に対する現像電流の極小値である周速比100%を算出することなく、周速比制御を行う。具体的には、現像電流の電流値の変化と周速比の変化との関係を表す関係式を算出し、前回算出した関係式と新たに算出した関係式との間における、同じ電流値の現像電流が検知されるときのそれぞれの速度比のシフト量を算出する。そして、シフト量に応じて駆動電流の電流値を補正する。   In the second embodiment, unlike the first embodiment, the peripheral speed ratio control is performed without calculating the peripheral speed ratio 100%, which is the minimum value of the developing current with respect to the peripheral speed ratio. Specifically, a relational expression representing the relationship between the change in the current value of the development current and the change in the peripheral speed ratio is calculated, and the same current value between the previously calculated relational expression and the newly calculated relational expression is calculated. The shift amount of each speed ratio when the development current is detected is calculated. Then, the current value of the drive current is corrected according to the shift amount.

図7に示すように、ステップsb01において、検知前の周速比Vsに対する現像電流Idの関係式Ido=fo(Vs)を読み出す。次に、実施例1のステップsa02、sa03同様に、ステップsb02、sb03において周速比Vsに対する現像電流Idを検知後、関係式Id=f(Vs)を算出する。ステップsb04では、図10(a)に示すように、検知前のIdoとIdの周速比Vs方向のシフト量Δを算出し、所望の周速比
Vs_exを算出する。
As shown in FIG. 7, in step sb01, a relational expression Ido = fo (Vs) of the developing current Id with respect to the peripheral speed ratio Vs before detection is read out. Next, similarly to steps sa02 and sa03 in the first embodiment, after detecting the developing current Id with respect to the peripheral speed ratio Vs in steps sb02 and sb03, a relational expression Id = f (Vs) is calculated. In step sb04, as shown in FIG. 10A, a shift amount Δ in the direction of the peripheral speed ratio Vs between Ido and Id before detection is calculated, and a desired peripheral speed ratio Vs_ex is calculated.

本実施例においてシフト量Δは、[fdo(Vs−Δ)−fd(Vs)]が最小になるように、最小二乗法により算出した。その後、ステップsb05によって、所望の周速比Vs_dをVs_d_exにて置き換え、ステップsb06において周速比の補正を行い、周速比制御を終了する。また、ステップsb05内でモータ電流の算出は、図10(b)に示すように、周速比Vs_d、Vs_d_exに対応する周速Vm、Vm_exをデータテーブルを基に算出し、印加する駆動モータ電流を算出した。   In this embodiment, the shift amount Δ is calculated by the least square method so that [fdo (Vs−Δ) −fd (Vs)] is minimized. Thereafter, the desired peripheral speed ratio Vs_d is replaced with Vs_d_ex in step sb05, the peripheral speed ratio is corrected in step sb06, and the peripheral speed ratio control is terminated. Further, in step sb05, the motor current is calculated by calculating the peripheral speeds Vm and Vm_ex corresponding to the peripheral speed ratios Vs_d and Vs_d_ex based on the data table as shown in FIG. Was calculated.

(実施例3)
図8を参照して、本発明の実施例3に係る画像形成装置を説明する。図8は、本発明の実施例3における周速比制御のフローチャートである。本実施例は、基本的には実施例1に準ずるが以下の点が異なる。なお、ここで説明しない構成については上記実施例と共通するため説明を省略する。
(Example 3)
With reference to FIG. 8, an image forming apparatus according to Embodiment 3 of the present invention will be described. FIG. 8 is a flowchart of the peripheral speed ratio control in the third embodiment of the present invention. The present embodiment basically conforms to the first embodiment, but differs in the following points. In addition, about the structure which is not demonstrated here, since it is in common with the said Example, description is abbreviate | omitted.

実施例1での所定の周速比(制御速度比)を100%に設定していることが異なる。具体的には図8に示すフローチャートを用いて述べる。本例においては、実施例1で行ったステップsa01を有さず、検知前の周速比に関係するデータの読出しを行わない。まず、ステップsc01〜sc03は、実施例1のステップsa02〜sa04に対応し、周速比100%時(極小値時)の周速比Vs_100_exを算出する。つぎに、ステップsc04において、所望の周速比をVs_dを周速比Vs_100_exにて置き換え、ステップsc05で、補正した周速比Vs_dを設定し、制御を終了する。   The difference is that the predetermined peripheral speed ratio (control speed ratio) in Example 1 is set to 100%. Specifically, this will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In this example, step sa01 performed in Example 1 is not included, and data relating to the peripheral speed ratio before detection is not read. First, steps sc01 to sc03 correspond to steps sa02 to sa04 in the first embodiment, and calculate a peripheral speed ratio Vs_100_ex when the peripheral speed ratio is 100% (at the minimum value). Next, in step sc04, the desired peripheral speed ratio is replaced with Vs_d by the peripheral speed ratio Vs_100_ex, and in step sc05, the corrected peripheral speed ratio Vs_d is set, and the control is terminated.

(実施例4)
本発明の実施例4は、基本的には実施例3に準じるが以下の点が異なる。なお、ここで説明しない構成については上記実施例と共通するため説明を省略する。
Example 4
Example 4 of the present invention basically conforms to Example 3, but differs in the following points. In addition, about the structure which is not demonstrated here, since it is in common with the said Example, description is abbreviate | omitted.

周速比設定値Vsに対する現像電流Idを検知する工程において、感光ドラム表面の暗電位と現像バイアスの電位差VbackがVback=500[V]であり、画像形成中時より大きい値であることが異なる。   In the step of detecting the developing current Id with respect to the peripheral speed ratio setting value Vs, the difference Vback between the dark potential on the photosensitive drum surface and the developing bias is Vback = 500 [V], which is larger than that during image formation. .

前述したように、周速比V=100[%]付近では、周速比V>100[%]のときと比較して周速比変動に対する画像濃度変動の影響が大きいので、良好な画像を得るためには、高精度に周速比をV=100[%]に補正することが必要である。   As described above, in the vicinity of the peripheral speed ratio V = 100 [%], the influence of the image density fluctuation on the peripheral speed ratio fluctuation is larger than that when the peripheral speed ratio V> 100 [%]. In order to obtain this, it is necessary to correct the peripheral speed ratio to V = 100 [%] with high accuracy.

前述したように、前記電位差Vback[V]の絶対値が大きいと、同じ周速比設定値において関係式Id=f(Vs)の傾きが大きい。本実施例では電位差Vback[V]の絶対値を画像形成時よりも大きい値にすることで、極小値算出工程において精度良く、関係式Id=f(Vs)の最小値Vs_100_exを検知することができる。だだし、本実施例での電位差Vbackの絶対値は放電閾値電圧を超えない値とする。   As described above, when the absolute value of the potential difference Vback [V] is large, the gradient of the relational expression Id = f (Vs) is large at the same peripheral speed ratio setting value. In this embodiment, by setting the absolute value of the potential difference Vback [V] to a value larger than that at the time of image formation, the minimum value Vs_100_ex of the relational expression Id = f (Vs) can be detected with high accuracy in the minimum value calculation process. it can. However, the absolute value of the potential difference Vback in this embodiment is a value that does not exceed the discharge threshold voltage.

(比較例1)
比較例1は、基本的には実施例1に準ずるが、周速比制御を実施しないことが異なる。すなわち、比較例1は、図1に示す実施例1の構成において、演算処理手段Jと電流計Iを備えていない構成となる。
(Comparative Example 1)
The first comparative example is basically the same as the first embodiment except that the peripheral speed ratio control is not performed. That is, the comparative example 1 has a configuration in which the arithmetic processing means J and the ammeter I are not provided in the configuration of the first embodiment shown in FIG.

(比較例2)
比較例2は、基本的には実施例1に準ずるが以下の点で異なる。本例においては、周速比制御の方法が異なる。まず、駆動モータ電流を検知し、予め記憶された駆動モータ電流になるように制御を行った。
(Comparative Example 2)
Comparative Example 2 is basically the same as Example 1, but differs in the following points. In this example, the peripheral speed ratio control method is different. First, the drive motor current was detected, and control was performed so that the drive motor current was stored in advance.

(比較例3)
比較例3は、基本的には比較例1に準ずるが周速比V=100[%]に設定した点で異なる。
(Comparative Example 3)
Comparative Example 3 is basically the same as Comparative Example 1, but differs in that the peripheral speed ratio V is set to 100 [%].

≪各実験例及び比較例の評価方法≫
以下では、本実施例と比較例の差異を調べるための画像評価について述べる。
≪Evaluation method of each experimental example and comparative example≫
In the following, image evaluation for examining the difference between the present embodiment and the comparative example will be described.

a)初期濃度振れ(初期の現像器違いのバラツキ)
紙上に現像された前黒画像部の画像濃度測定を行い、各実施例と比較例を評価した。初期状態における、濃度変動の評価方法を以下に述べる。
a) Initial density fluctuation (difference in initial development unit differences)
The image density of the front black image portion developed on the paper was measured, and each example and comparative example were evaluated. A method for evaluating density fluctuation in the initial state will be described below.

画像濃度測定は同じ現像器構成である、10個のカートリッジをそれぞれで作製された画像で行い、濃度値と目標濃度値1.4との差が0.1以下であった現像器の個数で評価した。   The image density measurement is carried out with the images of 10 cartridges each having the same developer configuration, and the difference between the density value and the target density value 1.4 is 0.1 or less. evaluated.

○: 8個以上
△: 5個〜7個
×: 4個以下
○: 8 or more △: 5-7
×: 4 or less

本画像濃度評価では初期に各実施例、各比較例共、所望の周速比設定の工程を行い、その後に濃度測定を行った。   In this image density evaluation, a process for setting a desired peripheral speed ratio was performed in each Example and each Comparative Example in the initial stage, and then density measurement was performed.

b)画像濃度変動評価(初期〜耐久変動)
紙上に現像された前黒画像部の画像濃度測定を行い、各実施例と比較例を評価した。初期状態における、濃度変動の評価方法を以下に述べる。
b) Image density fluctuation evaluation (initial to endurance fluctuation)
The image density of the front black image portion developed on the paper was measured, and each example and comparative example were evaluated. A method for evaluating density fluctuation in the initial state will be described below.

画像濃度測定は同じ現像器構成である、10個の現像器それぞれで作成された画像で行った。各現像器における初期と耐久後の濃度値の差の絶対値を算出し、現像器10個で平均した値を以下基準により評価した。   The image density measurement was performed on images created by each of the ten developing units having the same developing unit configuration. The absolute value of the difference between the initial and endurance density values in each developing unit was calculated, and the average value of 10 developing units was evaluated according to the following criteria.

○:0.2未満
△:0.2以上〜0.3未満
×:0.3以上
○: Less than 0.2 Δ: 0.2 or more and less than 0.3 ×: 0.3 or more

本画像濃度評価では各実施例、各比較例共、初期と耐久後に所望の周速比設定の工程を行い、その後に濃度測定を行った。ここで、耐久後の濃度測定は、A4用紙印字率5%換算で1万5千枚印字後に行った。   In this image density evaluation, in each example and each comparative example, a process of setting a desired peripheral speed ratio was performed after the initial stage and endurance, and then the density measurement was performed. Here, the density measurement after the endurance was performed after printing 15,000 sheets in terms of 5% A4 paper printing rate.

c)掃き寄せ変動評価(初期〜耐久変動)
縦×横が30mm×20mmの全画黒像の次に全白画像が続く画像(パッチ画像)を出力して、以下の方法で掃き寄せ部分を数値化して各実施例および各比較例を評価した。画像濃度ムラを目視により行い、パッチ画像の先端部に濃度ムラが認識できるとき『+』、パッチ濃度の後端部に濃度ムラが認識できるとき『−』、認識できない場合『0』、として評価した。評価に用いた現像機の、初期から耐久後における掃き寄せ値の変動を、10個のカートリッジで算出し、掃き寄せ変動評価を下記基準により行った。
c) Sweeping fluctuation evaluation (initial to endurance fluctuation)
An image (patch image) in which a white image is followed by an all-black image of 30 mm x 20 mm in length and width is output, and the sweeping portion is digitized by the following method to evaluate each example and each comparative example. did. Image density unevenness is visually evaluated and evaluated as “+” when density unevenness can be recognized at the leading edge of the patch image, “−” when density unevenness can be recognized at the trailing edge of the patch density, and “0” when not recognized. did. The fluctuation of the sweeping value of the developing machine used for the evaluation from the initial stage to after the endurance was calculated with 10 cartridges, and the sweeping fluctuation evaluation was performed according to the following criteria.

◎: 『+』または、『−』評価結果が1個以下。
○: 『+』または、『−』評価結果が2〜3個。
△: 『+』または、『−』評価結果が4〜6個。
×: 『+』または、『−』評価結果が7個以上。
A: "+" or "-" evaluation result is 1 or less.
○: “+” or “−” evaluation results are 2 to 3 pieces.
Δ: “+” or “−” evaluation result is 4-6.
×: “+” or “−” evaluation result is 7 or more.

本評価では各実施例、各比較例共、初期と耐久後に所望の周速比設定の工程を行い、その後に濃度測定を行った。ここで、耐久後の濃度測定は、A4用紙印字率5%換算で初期100枚印字後と耐久後1万5千枚印字後に行った。   In this evaluation, in each example and each comparative example, a step of setting a desired peripheral speed ratio was performed after the initial stage and endurance, and then the concentration was measured. Here, the density measurement after the endurance was performed after printing the initial 100 sheets and after the endurance printing 15,000 sheets in terms of 5% A4 paper printing rate.

<掃き寄せの画像不良の発生メカニズム>
パッチ画像の先端濃度が濃くなる理由について述べる。感光ドラムの周速に対して、現像ローラ周速が大きい場合、パッチ画像先端で、現像ローラが感光ドラムを追い越すように現像を行う。トナーの感光ドラムへの転移は、感光ドラムと現像ローラが当接する部分の上流において開始する。その後、現像ローラと感光ドラムが当接する当接ニップ内おいて、トナー層の均す工程が発生すると推測される。そのとき、現像ローラが感光ドラムを追い越すよう設定されている場合、回転の進行方向にトナーを掃き寄せるようにトナー層を均す。しかし、パッチ画像の先端では、非露光領域が存在するため、進行方向の移動が規制される。結果、パッチ画像の先端の濃度が濃くなると考えられる。一方、現像ローラが感光ドラムに追い抜かれる(周速比1.0未満)ように設定していると、パッチ濃度後端が濃くなると考えられる。
<Mechanism of sweeping image defects>
The reason why the tip density of the patch image is high will be described. When the developing roller peripheral speed is greater than the peripheral speed of the photosensitive drum, development is performed so that the developing roller passes the photosensitive drum at the leading edge of the patch image. The transfer of the toner to the photosensitive drum starts upstream of the portion where the photosensitive drum and the developing roller abut. Thereafter, it is presumed that a step of leveling the toner layer occurs in the abutting nip where the developing roller and the photosensitive drum abut. At that time, when the developing roller is set to pass the photosensitive drum, the toner layer is leveled so as to sweep the toner in the direction of rotation. However, since there is a non-exposed area at the tip of the patch image, movement in the traveling direction is restricted. As a result, it is considered that the density at the tip of the patch image is increased. On the other hand, if the developing roller is set to be overtaken by the photosensitive drum (peripheral speed ratio is less than 1.0), the patch density rear end is considered to be dark.

以下に、実施例1〜4、および比較例1〜3の画像評価結果を表1に示す。   The image evaluation results of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 are shown in Table 1 below.

Figure 0005943772
Figure 0005943772

≪従来例に対する優位性≫
はじめに、比較例1と比較することにより実施例1の優位性について述べる。比較例1は、所望の周速比V=150%に設定し、周速比の制御を行わない例である。比較例1は、実施例1に比べ、初期濃度振れが大きい。その理由としては以下のことが考えられる。複数のカートリッジにおいて、感光ドラムや現像ローラの径が所望の値からズレを有しているものが存在することが推測される。比較例1は、周速比制御をしないことから、上述のズレを有するカートリッジの周速比変動を補正できず、それに伴う初期濃度振れを生じたと考えられる。一方、実施例1においては、上述のズレを有するカートリッジにおいて、適宜、周速比変動を補正するため、良好な画像濃度を得ることができる。
≪Advantages over conventional examples≫
First, the superiority of Example 1 will be described by comparing with Comparative Example 1. Comparative Example 1 is an example in which the desired peripheral speed ratio V is set to 150% and the peripheral speed ratio is not controlled. In Comparative Example 1, the initial density fluctuation is larger than that in Example 1. The reason is considered as follows. It is presumed that there are some cartridges in which the diameters of the photosensitive drum and the developing roller are deviated from desired values. In Comparative Example 1, since the peripheral speed ratio control is not performed, it is considered that the peripheral speed ratio fluctuation of the cartridge having the above-mentioned deviation cannot be corrected, and the initial density fluctuation accompanying it is generated. On the other hand, in the first embodiment, in the cartridge having the above-described deviation, the peripheral speed ratio fluctuation is corrected as appropriate, so that a good image density can be obtained.

次に、実施例1〜4と比較例1〜3を比較することによって、実施例1〜4の優位性について述べる。   Next, the superiority of Examples 1 to 4 will be described by comparing Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3.

≪その他の比較例に対する優位性≫
(a)初期濃度振れ評価(初期カートリッジのバラツキ)
初期濃度振れ評価(初期カートリッジのバラツキ)について、実施例1〜4、比較例1〜3を比較する。
≪Advantages over other comparative examples≫
(A) Initial density fluctuation evaluation (initial cartridge variation)
Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 are compared for initial density fluctuation evaluation (initial cartridge variation).

比較例1、比較例3は前述したように、周速比変動に対する制御を行わない例である。そのため、カートリッジの違いによる周速比のバラツキを補正できないため、初期画像濃度振れが生じる。   As described above, Comparative Example 1 and Comparative Example 3 are examples in which control is not performed with respect to the peripheral speed ratio fluctuation. For this reason, variations in the peripheral speed ratio due to cartridge differences cannot be corrected, and initial image density fluctuations occur.

一方、実施例1、3、4は、カートリッジの違いによる周速比のバラツキが生じても、適宜、周速比変動に対し、補正することができる。そのため、初期濃度振れを抑制する。それに対して、実施例2は、実施例1、3、4程の初期濃度振れの抑制効果は得られない。実施例1、3、4は、周速Vsに対する直流電流I(Vs)の極小値時のVs_min(周速比100%)の値を基に周速比を設定する。一方、実施例2は、周速Vsに対する直流電流I(Vs)の極小値時のVs_min(周速比100%)の値を検出することなく、周速比の設定を行っている。このため、例えば、現像ローラ抵抗の振れ等で、検知前の測定された直流電流の関係式から大きくズレを生じると補正精度が低下すると考えられる。結果、実施例2は、周速比変動に対する補正の精度について実施例1、3、4程の効果を得られない。結果、軽微の初期濃度振れが生じる。   On the other hand, in the first, third, and fourth embodiments, even if the peripheral speed ratio varies due to the difference in the cartridges, the peripheral speed ratio fluctuation can be corrected as appropriate. Therefore, initial density fluctuation is suppressed. On the other hand, in Example 2, the effect of suppressing the initial density fluctuation as in Examples 1, 3, and 4 cannot be obtained. In Examples 1, 3, and 4, the peripheral speed ratio is set based on the value of Vs_min (peripheral speed ratio 100%) when the direct current I (Vs) is minimal with respect to the peripheral speed Vs. On the other hand, in the second embodiment, the peripheral speed ratio is set without detecting the value of Vs_min (peripheral speed ratio 100%) when the direct current I (Vs) is a minimum value with respect to the peripheral speed Vs. For this reason, for example, if the deviation of the developing roller resistance causes a large deviation from the relational expression of the measured direct current before detection, the correction accuracy is considered to be lowered. As a result, the second embodiment cannot obtain the effects of the first, third, and fourth embodiments with respect to the accuracy of correction for the peripheral speed ratio fluctuation. As a result, slight initial density fluctuation occurs.

また、比較例2は、予め記憶された所定の現像ローラ駆動電流値になるように周速比設定を行っているが、初期濃度振れの評価結果が制御を行わない比較例1、3と同様に悪い。その理由は、カートリッジごとに有する感光ドラムや現像ローラ径の振れに応じた周速比変動の検知および制御ができないためである。結果、比較例1、3と同様に初期濃度振れが悪化する。   In Comparative Example 2, the peripheral speed ratio is set so as to obtain a predetermined developing roller driving current value stored in advance, but the evaluation result of the initial density fluctuation is the same as in Comparative Examples 1 and 3 in which the control is not performed. It ’s bad. The reason is that it is impossible to detect and control the peripheral speed ratio fluctuation according to the fluctuation of the photosensitive drum and developing roller diameter of each cartridge. As a result, similar to Comparative Examples 1 and 3, the initial density fluctuation deteriorates.

(b)画像濃度変動評価(初期〜耐久変動)
次に、画像濃度変動評価(初期〜耐久変動)について、実施例1〜4、比較例1〜3を比較する。
(B) Image density fluctuation evaluation (initial to endurance fluctuation)
Next, Examples 1-4 and Comparative Examples 1-3 are compared for image density fluctuation evaluation (initial to endurance fluctuation).

比較例1、比較例3は前述したように、周速比制御を行っていない。そのため、経時劣化による感光ドラムや現像ローラの径の変化等による周速比変化に起因する画像濃度変動を抑制することができない。   As described above, Comparative Example 1 and Comparative Example 3 do not perform the peripheral speed ratio control. For this reason, fluctuations in image density due to changes in the peripheral speed ratio due to changes in the diameter of the photosensitive drum and the developing roller due to deterioration over time cannot be suppressed.

実施例1、3、4は、前記関係式Id=f(Vs)の極小値から周速比100%を検知し、そこから所望の周速比に設定している。このため、比較例1、比較例3に対して耐久を通して適宜の周速比制御を正確に調整することができる。   In Examples 1, 3, and 4, the peripheral speed ratio 100% is detected from the minimum value of the relational expression Id = f (Vs), and the desired peripheral speed ratio is set from the detected value. For this reason, appropriate peripheral speed ratio control can be accurately adjusted through durability with respect to Comparative Example 1 and Comparative Example 3.

実施例2は、周速Vsに対する直流電流I(Vs)の極小値時のVs_min(周速比100%)の値を検出することなく、周速比の設定を行っている。このため、例えば、現像ローラ抵抗の振れ等で、検知前の測定された直流電流の関係式から大きくズレを生じると補正精度が低下すると考えられる。そのため、軽微の画像不良が生じる。   In the second embodiment, the peripheral speed ratio is set without detecting the value of Vs_min (peripheral speed ratio 100%) when the direct current I (Vs) is a minimum value with respect to the peripheral speed Vs. For this reason, for example, if the deviation of the developing roller resistance causes a large deviation from the relational expression of the measured direct current before detection, the correction accuracy is considered to be lowered. Therefore, a slight image defect occurs.

比較例2は、初期の周速比変動は制御できないものの、耐久時の駆動モータ電流の変化を制御するため、軽微の画像濃度変動を生じる。   In Comparative Example 2, although the initial peripheral speed ratio fluctuation cannot be controlled, a slight change in the image density occurs because the change in the drive motor current during endurance is controlled.

以上述べたように、本発明においては、周速比100%を適宜検出し、その値を基に、周速比制御を行うため、耐久変動や環境変動のような経時変化時においても、安定して、良好な画像を得ることができる。   As described above, in the present invention, the peripheral speed ratio 100% is detected as appropriate, and the peripheral speed ratio control is performed based on the detected value, so that it is stable even during time-dependent changes such as endurance fluctuations and environmental fluctuations. As a result, a good image can be obtained.

(c)掃き寄せ評価(初期〜耐久変動)
次に、掃き寄せ評価(初期〜耐久変動)について、実施例1〜4、比較例1〜3を比較
する。
(C) Sweeping evaluation (initial to endurance fluctuation)
Next, Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 are compared for sweeping evaluation (initial to endurance fluctuation).

実施例1〜2、比較例1〜2は、初期から耐久を通して実施例3程の効果を得られない。掃き寄せの画像不良は、感光ドラムに対して、現像ローラの周速比が異なるほど、掃き寄せ量が大きくなることが予測される。実施例1〜2、比較例1〜2は、周速比150%に設定されているのに対して掃き寄せ画像不良が顕著であるのに対し、実施例3は周速比100%に設定しているため、掃き寄せ量が良好であると考えられる。   In Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, the effects as in Example 3 cannot be obtained through durability from the beginning. As for the image defect of sweeping, it is predicted that the sweeping amount increases as the peripheral speed ratio of the developing roller differs with respect to the photosensitive drum. Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 are set to a peripheral speed ratio of 150%, whereas sweeping image defects are remarkable, whereas Example 3 is set to a peripheral speed ratio of 100%. Therefore, the sweeping amount is considered to be good.

一方、比較例3は、周速比100%に設定しているにもかかわらず、掃き寄せ量がやや悪い。比較例3は、周速比制御を行わないため、周速比変動が生じたときに、掃き寄せの変動が大きくなると考えられる。その理由は次のように考えられる。掃き寄せ画像不良は、感光ドラムに対する現像ローラの周速比が大きい場合は、パッチ画像先端に濃度ムラを生じ、周速比が小さい場合は、パッチ画像後端に濃度ムラを生じる。そのため、周速比100%時、周速比変動が生じるとパッチ画像の先端又は後端に濃度ムラが発生するため、パッチ画像の変動が大きくなる。結果、比較例3は掃き寄せ変動が大きいと考えられる。   On the other hand, although the comparative example 3 is set to the peripheral speed ratio of 100%, the sweeping amount is slightly bad. Since the comparative example 3 does not perform the peripheral speed ratio control, it is considered that when the peripheral speed ratio fluctuation occurs, the sweeping fluctuation increases. The reason is considered as follows. When the peripheral speed ratio of the developing roller to the photosensitive drum is large, the sweeping image defect causes density unevenness at the front end of the patch image, and when the peripheral speed ratio is low, density unevenness occurs at the rear end of the patch image. For this reason, when the peripheral speed ratio variation occurs when the peripheral speed ratio is 100%, density unevenness occurs at the leading edge or the trailing edge of the patch image, and the patch image varies greatly. As a result, it is considered that Comparative Example 3 has a large sweeping fluctuation.

また、周速比100%時、周速比変動による画像不良の影響が大きく、耐久を通して、制御を行わない比較例3は、耐久後、より掃き寄せ画像不良が発生する。一方、周速比100%時、周速比変動による画像不良の影響が大きい状態においても、適宜、周速比制御を行うため、掃き寄せを著しく抑制することができる。   Further, when the peripheral speed ratio is 100%, the influence of the image defect due to the peripheral speed ratio fluctuation is large, and in Comparative Example 3 in which control is not performed through the endurance, after the endurance, the sweeping image defect occurs more. On the other hand, when the peripheral speed ratio is 100%, the peripheral speed ratio control is appropriately performed even in a state where the influence of the image defect due to the peripheral speed ratio fluctuation is large, so that sweeping can be remarkably suppressed.

さらに、実施例4は、実施例3に比べて、著しく掃き寄せ画像不良を抑制することができる。実施例4は、実施例3に比べて、周速比を検知するときに、感光ドラムと現像ローラ間に印加するバイアスの絶対値を大きくした例である。   Further, the fourth embodiment can significantly reduce the sweeping image defect as compared with the third embodiment. The fourth embodiment is an example in which the absolute value of the bias applied between the photosensitive drum and the developing roller is increased when the peripheral speed ratio is detected as compared with the third embodiment.

感光ドラムと現像ローラ間に印加するバイアスが大きい場合、トナーをコートしていない領域の感光ドラム−現像ローラ間に流れる電流量が増加する。電流量が増加すると周速比Vsに対する直流電流I(Vs)の極小値すなわち周速比100%の検知精度が向上し、より正確な周速比制御行うことができる。結果、実施例4は、掃き寄せによる画像不良を著しく抑制することができると考えられる。   When the bias applied between the photosensitive drum and the developing roller is large, the amount of current flowing between the photosensitive drum and the developing roller in an area not coated with toner increases. When the amount of current increases, the detection accuracy of the minimum value of the direct current I (Vs) with respect to the peripheral speed ratio Vs, that is, the peripheral speed ratio 100% is improved, and more accurate peripheral speed ratio control can be performed. As a result, it is considered that Example 4 can remarkably suppress image defects due to sweeping.

以上のことから、周速比100%のような周速変動時、掃き寄せによる画像不良が発生しやすい設定時に、本発明の実施例においては、周速比100%を正確に検知し、制御できるため、良好な画像を得ることができる。また、適宜、周速比制御を行うため、耐久変動や環境変動等の経時変化に対しても、安定して、良好な画像を得ることができる。また、周速比検知時に、感光ドラムと現像ローラ間に印加するバイアスを大きくすることで、より精度の高い周速比制御を行うことができ、より安定して、良好な画像を得ることができる。   From the above, in the embodiment of the present invention, when the peripheral speed fluctuation such as the peripheral speed ratio of 100% is set such that an image defect is likely to occur due to sweeping, the peripheral speed ratio of 100% is accurately detected and controlled. Therefore, a good image can be obtained. In addition, since the peripheral speed ratio control is appropriately performed, a good image can be stably obtained even with respect to a change with time such as a durability change and an environmental change. Further, by increasing the bias applied between the photosensitive drum and the developing roller at the time of detecting the peripheral speed ratio, it is possible to perform peripheral speed ratio control with higher accuracy, and to obtain a more stable and good image. it can.

1…感光ドラム、2…帯電ローラ、3…現像ローラ、A…画像形成装置本体、B…プロセスカートリッジ、C…クリーニング装置、F…現像装置、S1、S2…電源、I…電流計、J…演算処理手段   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Photosensitive drum, 2 ... Charging roller, 3 ... Developing roller, A ... Image forming apparatus main body, B ... Process cartridge, C ... Cleaning device, F ... Developing apparatus, S1, S2 ... Power supply, I ... Ammeter, J ... Arithmetic processing means

Claims (7)

静電潜像が形成され回転する像担持体と、
前記静電潜像を現像して現像剤像を形成するための現像剤を担持し、前記像担持体に当接するとともに前記像担持体に対して順方向回転して前記現像剤を前記像担持体に供給する現像剤担持体と、
前記像担持体と前記現像剤担持体との間に直流電圧を印加する電圧印加手段と、
前記電圧印加手段が直流電圧を印加することで前記現像剤担持体に流れる直流電流を検知する電流検知手段と、
印加される駆動電流の電流値に応じて、前記像担持体及び前記現像剤担持体を速度を可変に回転させる駆動手段と、
前記駆動手段に前記駆動電流を電流値を可変に印加する駆動電流印加手段と、
前記駆動電流印加手段が前記駆動手段に印加する前記駆動電流の電流値を制御する制御手段と、
を備える画像形成装置であって、
非画像形成時であって前記現像剤担持体の現像剤非担持領域に前記像担持体が当接した状態において、前記電圧印加手段が直流電圧を印加しながら、前記制御手段が前記駆動電流の電流値を変化させて前記像担持体又は前記現像剤担持体のいずれか一方の回転速度を変化させたときに、前記電流検知手段に検知される直流電流の電流値に基づいて、前記制御手段が画像形成時において前記一方を回転させるための前記駆動電流の電流値を補正することを特徴とする画像形成装置。
An image carrier on which an electrostatic latent image is formed and rotated;
A developer for forming the developer image by developing the electrostatic latent image is carried, abutting on the image carrier and rotating in the forward direction with respect to the image carrier, the developer carried by the image carrier A developer carrier to be supplied to the body;
Voltage application means for applying a DC voltage between the image carrier and the developer carrier;
Current detection means for detecting a direct current flowing in the developer carrying member by applying a direct current voltage to the voltage application means; and
Drive means for variably rotating the image carrier and the developer carrier according to the current value of the applied drive current;
Drive current application means for variably applying the drive current to the drive means; and
Control means for controlling a current value of the drive current applied by the drive current application means to the drive means;
An image forming apparatus comprising:
In the state where the image carrier is in contact with the developer non-carrying region of the developer carrier during non-image formation, the control unit applies the drive current while the voltage application unit applies a DC voltage. The control means based on the current value of the direct current detected by the current detection means when the rotational speed of either the image carrier or the developer carrier is changed by changing the current value. Corrects a current value of the drive current for rotating the one during image formation.
前記制御手段が、画像形成時における前記像担持体の表面の移動速度と前記現像剤担持体の表面の移動速度との速度比が、所定の基準速度比に対して所定の速度比差となる制御速度比となるように、前記一方を回転させるための前記駆動電流の電流値を設定する画像形成装置であって、
前記制御手段は、
前記電流検知手段に検知される直流電流の電流値が極値となるときの前記一方の表面の移動速度を算出し、
算出した前記一方の表面の移動速度に対して前記所定の速度比差に対応する速度差となる前記一方の表面の移動速度で前記一方を回転させるための前記駆動電流の電流値を、前記制御速度比を形成するための電流量に設定することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
The speed ratio between the moving speed of the surface of the image carrier and the moving speed of the surface of the developer carrier during image formation is a predetermined speed ratio difference with respect to a predetermined reference speed ratio. An image forming apparatus that sets a current value of the drive current for rotating the one so as to obtain a control speed ratio,
The control means includes
Calculate the moving speed of the one surface when the current value of the direct current detected by the current detection means becomes an extreme value,
The current value of the driving current for rotating the one at the moving speed of the one surface that is a speed difference corresponding to the predetermined speed ratio difference with respect to the calculated moving speed of the one surface is the control. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is set to a current amount for forming a speed ratio.
前記基準速度比は、前記像担持体の表面の移動速度と前記現像剤担持体の表面の移動速度に略差がない速度比であることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。   3. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the reference speed ratio is a speed ratio in which there is no substantial difference between a moving speed of the surface of the image carrier and a moving speed of the surface of the developer carrier. 前記制御手段は、
前記電流検知手段に検知される直流電流の電流値が極値となる前記駆動電流の電流値を算出し、
前記算出した電流値を、画像形成時において前記一方を回転させるための前記駆動電流の電流値に設定することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
The control means includes
Calculate the current value of the drive current at which the current value of the direct current detected by the current detection means becomes an extreme value,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the calculated current value is set to a current value of the driving current for rotating the one during image formation.
前記算出した電流値は、前記像担持体の表面の移動速度と前記現像剤担持体の表面の移動速度に略差がない速度比を形成するための電流値であることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。   The calculated current value is a current value for forming a speed ratio in which there is substantially no difference between the moving speed of the surface of the image carrier and the moving speed of the surface of the developer carrier. 5. The image forming apparatus according to 4. 前記制御手段は、
前記電流検知手段に検知される直流電流の電流値の変化と、前記像担持体の表面の移動速度と前記現像剤担持体の表面の移動速度との速度比の変化との関係を表す関係式を算出
し、
前回算出した前記関係式と新たに算出した前記関係式との間における、同じ電流値の直流電流が検知されるときのそれぞれの前記速度比のシフト量を算出し、
前記シフト量に応じて、画像形成時において前記一方を回転させる前記駆動電流の電流値を補正することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
The control means includes
Relational expression representing the relationship between the change in the current value of the direct current detected by the current detection means and the change in the speed ratio between the moving speed of the surface of the image carrier and the moving speed of the surface of the developer carrier To calculate
Calculating a shift amount of each speed ratio when a direct current of the same current value is detected between the previously calculated relational expression and the newly calculated relational expression;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein a current value of the drive current that rotates the one is corrected during image formation according to the shift amount.
前記電流検知手段が直流電流を検知するときにおける前記像担持体と前記現像剤担持体との間の電位差の絶対値は、画像形成時よりも大きく、放電閾値よりも小さい値であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像形成装置。   The absolute value of the potential difference between the image carrier and the developer carrier when the current detector detects a direct current is larger than that during image formation and smaller than a discharge threshold. The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 6.
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