【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像形成装置の現像剤担持体を回転させない状態で所定時間以上放置した時、その後の印字において画像上に濃度むらが現れるのを低減させる画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現像カートリッジを装着する画像形成装置において、現像カートリッジに収容された現像剤（以下、トナー）に偏りが生じた場合にも、常にトナーを適正な状態に復帰させるべく、現像カートリッジが新品の場合には、新品現像器立ち上げモードを実施してトナーの均一化とトナーを帯電するために必要な時間だけ空回転を行い、新品でない場合にはトナー均一化モードを実施し、トナーの均一化に必要な時間だけ空回転を行うことが引用文献１に記載されている。
【０００３】
【引用文献１】特開２００１−５６６０１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
画像形成装置の現像ローラを回転させない状態で所定時間以上放置しておき、その後印字を開始すると画像上に現像ローラ周期の濃度むらが現れる（以下、これを放置バンディングと呼ぶ）。放置バンディングは放置された状態での現像ローラの現像器に対する相対的な位置関係により決定される。例えば、感光体と対向する現像器ハウジング開口部に設けられる現像ローラの下側に規制ブレード、上側にシールが設けられている構造の現像器では、現像ローラを回転させないで放置したときに現像ローラ周方向で下規制ブレードと上シール間で現像室側（ハウジング内）に該当する部分（以下、現像室部と呼ぶ）の画像濃度が、放置状態でハウジング外部に露出していた該当部分（以下、露出部と呼ぶ）に比べて高濃度となり、現像ローラ周期でバンド状の濃度むらとして現れる。この放置バンディングは恒常的に続く現象ではなく、放置直後の印字１枚目に最も強く現れ、印字枚数毎に濃度むらは目立たなくなり、数枚の印字で解消される。
【０００５】
放置バンディングは放置時間の長さ、トナーの劣化度合い、環境条件によりその程度が変化する。放置時間が長くなればなるほどバンディングは顕著になり、特に高温・高湿環境ではバンディングは顕著になる。
しかし、上記引用文献１では、トナーの均一化とトナー帯電に必要な時間だけ空回転を行うことは提案しているが、放置バンディングについて何ら考慮していない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決しようとするもので、画像上への放置バンディングの出現を抑制しようとするものである。
本発明は、現像室部と露出部を有する現像剤担持体を像担持体に対向させて画像形成する方法において、非印字中に現像ローラの停止位置を変動させることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本実施形態に用られる画像形成装置の要部断面図である。
本実施形態においては、像担持体である感光体７に形成された静電潜像を現像する現像器は、ハウジング１の感光体７と対向する開口部に現像剤担持体である現像ローラ２が設けられ、現像ローラ２との接触部（ニップ部）において同方向（図の矢印方向）に回転する供給ローラ３がハウジング内に設けられ、供給ローラ３によりハウジング内に収容されたトナー４を現像ローラ２の表面に供給している。現像ローラ２の上側にはシール材５が、下側には規制ブレード６がそれぞれ設けられている。
【０００８】
供給ローラ３の回転により現像ローラ２とのニップ部にトナーが供給されると両ローラ間に圧接された状態で搬送され、その過程で摩擦帯電され、さらに規制ブレード６で多層規制されるとともに摩擦帯電され、現像ローラ２と感光体７の対向部に搬送されてＡＣジャンピング現像が行われる。印字休止時に現像ローラ２のシール材５と規制ブレード６間のハウジング内に位置する部分が現像室部２ａであり、感光体側に露出している部分が露出部２ｂである。
【０００９】
次に、放置バンディング発生のメカニズムについて考察すると、放置終了から現像ローラ回転を行った際の現像ローラ上トナー表面電位を表面電位計で測定した場合、表面電位（絶対値）が低いピークが現像ローラ周期で見られる。なお、このとき現像ローラは接地されている。この表面電位の低いピークの現れる箇所は現像室部に相当する。回転を続けるつれてこのピークは小さくなり、最終的に全体が均一な表面電位となる。同様に、放置バンディング発生時の現像ローラ上のトナー帯電量（μＣ／ｇ）と搬送量（ｍｇ／ｃｍ２ ）を現像室部と露出部のそれぞれの該当箇所について測定したところ、現像室部は高画像濃度部で、露出部は低画像濃度であり、現像室部と露出部でトナー搬送量はほぼ同じであったが、トナー帯電量は現像室部に対して露出部がほぼ倍の大きさであった。
【００１０】
この結果から、放置終了から現像ローラ回転開始直後に見られる現像室部と露出部の表面電位の違いは、トナー帯電量の違いによるものと考えることができ、放置バンディングは現像ローラ上のトナー帯電量の違い、その結果のトナー飛翔性の差によって現れるものと考えられる。回転が進むと、トナー帯電量が均一化され、放置バンディングも解消される。放置終了から回転開始初期の場所によって帯電量に差が生じ、その後均一化されるということは、現像室部と露出部では、現像ローラ上のトナー帯電量の立ち上がりに差が生じていることを示しており、これが放置バンディングの直接原因となっていると考えられる。
【００１１】
トナー帯電量の立ち上がりを直接支配している要因としては、トナーを摩擦帯電させる現像ローラ最表面の状態が最も効いている可能性が高い。具体的には、トナー微粉（粒径の小さいトナー）が現像ローラの最表面に付着しているが、その付着量や水分量等の場所による違いが現像ローラとトナーの摩擦帯電の違いを産み、ひいては放置バンディングを引き起こすものと考えられる。実際に放置バンディングが発生する現像ローラの最表面をみると、トナー微粉が付着している様子が観測された。
【００１２】
前述したように、図１の画像形成装置に用いられる現像器では、現像時に規制ブレードが現像ローラの下側に来る下規制方式であり、現像ローラと供給ローラはそのニップ部でお互い同方向に回転している。また、現像室は現像ローラに接触する規制ブレードとシール材とで外空間から隔てられ、現像ローラの露出部に保持されているトナーと、感光体との間で非接触のＡＣジャンピング現像方式で現像が行われている。また、この現像器は攪拌部材を有しておらず、後述するように、ロータリー現像装置に保持されてロータリー回転動作が行われる際にトナーの攪拌が行われ、現像器内は内部に現像ローラ軸方向とほぼ平行に形成されている内壁で仕切られ、この内壁により現像室内トナーに対流が生まれることにより、攪拌効果が促進されると共に、劣化トナーの対流を抑制しており、現像部は比較的狭く、放置時には現像ローラと供給ローラとの間でトナーは圧接された状態となる。
【００１３】
また、現像ローラ表面のうち、現像室部の画像濃度が露出部の画像濃度に比べて高濃度で、現像室部ではトナーが多く存在し、前述したように、供給ローラと現像ローラの間でトナーが圧接された状態になっている。これに対して露出部では規制ブレードで規制された分の少量のトナーが現像ローラ上に存在する。このような状態の違いにより、放置中に現像ローラ上に付着するトナー微粉やトナー外添剤を含めてその量や固着力が異なっており、これらが帯電の立ち上がりに違いを生じさせて放置バンディングの発生に至っていると考えられる。なお、放置バンディングは、特にハーフ画像で目立ち、ベタ画像ではトナー現像量が十分多いので目立たない。画像濃度値の平均値（ハーフ画像では約０．７）に対し、隣接する高濃度部と低濃度部の濃淡差が７％以上（画像濃度値の平均が０．７の場合では０．０５以上）であると、放置バンディングとして問題のあるレベルとなる。このことはＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋでの色間差はない。
【００１４】
そこで、本実施形態では、非印字中に、現像ローラの停止位置を変動させることにより放置バンディングを低減ないしは抑制する。
放置バンディングは、特に現像ローラとして金属製ローラを使用した場合に顕著に現れ、また、比較的粒度分布が広く、微粉体積率が多い粉砕トナーを使用し、トナーの添加成分として酸化チタン粉末、オイルレス定着を実現するためにトナーにワックス成分を含ませた場合にも顕著となる。これらの要因が放置バンディングにどのように影響を及ぼすかを考えると、以下のようなメカニズムが考えられる。
【００１５】
金属ローラは導電性で、鏡像力によりその表面にトナー微粉を吸着しやすい。こうしたトナー付着がトナー帯電部材としての現像ローラ表面に影響を及ぼすと考えられる。放置後に現像ローラ露出部と、現像室部で帯電の立ち上がりが異なるのは、前述したように、現像ローラ露出部では放置直前に規制ブレードを通って規制された少量のトナーが現像ローラ上に存在しているのに対し、現像室部では現像ローラと供給ローラの間に多量のトナーが存在し、かつ現像ローラと供給ローラのニップ間でトナーが圧接されているという状態に違いがあり、また、規制ブレードとシールで密閉された空間にあるので、温度・湿度とも露出部とは異なる。こうしたことから、現像室部と露出部とでは、金属露出最表面に付着するトナー微粉（添加剤を含めて）の量、固着力、水分量等が異なっており、これらが帯電量の立ち上がりの違いを生じさせているからである。
【００１６】
また、最近の画像形成装置の印字速度は従来に比べて高速になっている。このため、現像ローラ、供給ローラの耐久性を考慮した現像ローラと供給ローラの回転は、それらのニップ部において同方向回転となっている。しかし、ニップ部において同方向回転とした場合は、現像ローラ上のトナーのリセット性（剥離性）が、ニップ部において逆方向に回転する場合に比べて劣るという欠点がある。前述したように、放置バンディングの主因は現像ローラ上表面のトナー微粉の付着と、その状態の相違によるものと考えられるため、このようなニップ部での同方向回転でのリセット性の悪さが付着トナー微粉の掻き取り力を弱め、放置バンディングを出やすくしていると考えられる。
【００１７】
特に、多層規制のために金属現像ローラに比較的粗いディンプルを形成してある場合には、ディンプルの底部にあるトナーほどリセットされにくいという欠点も生じる。また、トナー成分の中で帯電量を制御するための添加剤として酸化チタンの微粉末を添加しており、この粉末が現像ローラ最表面に付着している可能性も高い。さらにオイルレス定着を実現するために、ワックス成分を添加しているが、ワックス成分が微粉末として存在していると、水分等の影響で現像ローラに付着しやすく、これがトナー帯電量の立ち上がりに差を生じさせている可能性もある。
【００１８】
次に、放置バンディングを抑制する現像ローラ停止位置の変動を行う画像形成装置についてさらに説明する。
表面に導電性表層が形成されている現像ローラを使用する現像器では、前述したように、放置バンディングの発生が起こり易くなる。ここで、導電性表層とは、体積抵抗率が１×１０−２Ω・ｍ以下である材質からなるものを指し、主として金属、あるいは金属酸化物、窒化物等の化合物、その他グラファイト等の導電性物質からなるものである。
【００１９】
このようなローラとしては、以下のようなものが上げられる。
▲１▼金属製のスリーブ、またはローラで、表層も金属からなるローラである。単体の金属または合金でも良く、表層の材質がそれ以外の金属と異なる金属または合金からなっていても良い。
▲２▼表層にメッキ、物理蒸着、化学蒸着、圧着、溶射などで金属層、その他の導電性層が形成されたローラである。
▲３▼表層以外の材質が金属でなくとも表層のみが導電性層からなっているローラである。例えば表層以外の主材がゴムでできており、表層に金属層が設けられているローラである。
▲４▼表層に導電性物質が分散された状態が存在し、表層を形成しているローラである。
【００２０】
このように表層が導電性であると、トナーを形成する各成分からなる微粉末とローラ表面の間に微粉末の持つ電荷に起因する強い鏡像力が引力として働き、微粉末が現像ローラ上に強固に付着する。ローラ表面に微粉が付着した状態では、ローラとトナー間での接触帯電・摩擦帯電の立ち上がりに変化が生じるが、その付着状態が現像室部と露出部で異なることで、放置バンディングが発生すると考えられる。
【００２１】
さらに、印刷速度の高速化を狙ってトナー搬送量の増加をもくろむ場合、例えば、前述したように、金属からなるローラの表面にブラスト処理を施して表面にディンプルを形成して数μｍ程度の面粗さとし、現像ローラの実表面積を増やす場合がある。このような場合、ブラストにより形成されるディンプルの底部にあるトナーほどリセットされにくくなるので、濃度むらが出やすくなる傾向がある。また、高速化のために現像ローラとトナー供給ローラの回転方向をニップ部において同方向となるような構成とした場合も現像ローラ上にリセット性が劣ってしまう場合がある。
【００２２】
次に、本実施形態における現像ローラーの一具体例を上げる。
母材質：炭素鋼（ＳＴＫＭ材）
ブラスト処理：画像印字相当部のみブラスト処理によりディンプル形成
メッキ：ブラスト処理後ＮｉＰ無電界メッキを行う（メッキ厚：約１０μｍ）
面粗さ：メッキ後表面のＲｚ３〜６μｍ
外形：φ１８ｍｍ
このような現像ローラを用いた画像形成装置において、非印字中に現像ローラの停止位置を変動することにより、放置バンディングを抑制することができる。
【００２３】
次に、放置バンディングを抑制可能なトナーについて説明する。
トナーの基本成分は表１に示す通りである。
【００２４】
【表１】
上記のトナー成分のうち、放置バンディング発生に大きく関与するのは微粉として存在する成分である。そこで、以下の３つパラメータについていろいろ検討した結果、以下のような範囲を規定することで、放置バンディングの抑制ができることが判明した。
▲１▼粒径５μｍ以下のトナー微粉体積率を１０％以下、好ましくは５％以下
粒径が５μｍ以下のトナー、遊離外添剤、ワックス微粉を全て含む微粉の体積率を１０％以下、好ましくは５％以下とすることで放置バンディングを抑制することができる。
▲２▼遊離外添剤（ＴｉＯ２ 、ＳｉＯ２ ）の存在比率を個数比率で８％以下
母粒子に付着しているトナー表面から遊離した粒径が１０〜１００ｎｍの外添剤が現像ローラに付着し、放置バンディングを発生させるので、全外添剤に対する遊離外添剤の存在比率（個数比率）を８％以下とすることにより、その発生を抑えることが可能となる。
▲３▼ワックス含有率を４ｗｔ％以下
ワックスを添加したトナーでは、特に微粉トナーの場合にワックス部分で粉砕時に割れることで、ワックスからなる微粉が発生する。特に、高湿環境ではワックスの現像ローラへの付着力が水架橋力により増すため、放置バンディングの発生がより顕著になる。そこで、ワック含有率を４％ｗｔ以下とすることにより、ワックス微粉の発生が少なくなり、このため、放置時に現像ローラ表面に付着するワックスの量が少なくなり、放置バンディングが抑制される。
【００２５】
トナー成分の具体例を表２に示す。
【００２６】
【表２】
なお、平均粒径、微粉体積率はマルチサイザーを用い、遊離外添剤の個数比率はＰＴ−１０００を使用して測定した値である。このトナーを用いることにより放置バンディングを抑制することができた。
【００２７】
次に非印字中の現像ローラの停止位置変動の動作フローについて説明する。
図２は現像室部と露出の放置状態により生ずる濃度むらを生じさせないように現像ローラ停止位置を非印字時に逐次変える動作フローを説明する図である。
放置バンディングは現像器放置中の相対的位置に依存するので、同じ位置で放置する時間を短縮させることで濃度むらを生じさせないようにする。すなわち、印字要求がない間、現像ローラを所定時間間隔で間欠的に回転させる制御を行うことにより、放置バンディングが発生しないようにする。この場合の現像ローラの回転スピードは十分低速でよく、１回の回転で直前に現像室部にあったローラ表面が露出部に出てくるように回転させることが望ましい。
【００２８】
図２において、非印字時間が３０分経過したとき、現像ローラを１／３周回転し（ステップＳ２）、さらに３０分経過すると現像ローラを１／３周回転する（ステップＳ３）。この処理を継続して印字要求があった場合には印字動作を行う（ステップＳ４，Ｓ５）。この例において、非印字時間３０分、回転量１／３周は１例であり、必要に応じて適宜変更すればよい。
【００２９】
図３はロータリー現像器を説明する図である。
ラック式の保持部材からなるロータリーフレーム１１は、４室を有していて、それぞれＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色の現像カートリッジを各室に収容できるようになっている。ロータリーフレーム１１は停止時にはホームポジションにあって、駆動出力歯車１３を有するワンウエイクラッチ１２により矢印に示す一方向に回転し、各色の現像ローラ２を感光体７と対向する現像位置に順次もたらす構造になっている。
【００３０】
このようなロータリー現像器は、例えば、４色の現像器を感光体に対して並列に配置した場合等に比べ、現像位置が１箇所で済み、画像形成装置の小型化が可能となる。ロータリー式現像器では各色現像器を現像位置にもたらすために回転しているが、その回転時に現像器内に存在するトナーが攪拌される。この攪拌効果により内部に攪拌部材のない現像器を用いた場合（図１の画像形成装置）でも、トナーの滞留を防ぎ、かつ攪拌効果によりトナー帯電の立ち上がりを助長する効果も有している。
【００３１】
次に、ロータリー式現像器非印字中における停止位置変動動作を説明する。
図４は現像ローラの停止位置変動動作フローを説明する図である。
本実施形態のロータリー現像器においては、駆動歯車が１つであり、ロータリーの回転と現像ローラの回転を切り換えて行っている。そのため現像ローラの停止位置変動を行うためには、現像位置にもってくる必要がある。非印字状態では、停止位置変動要求が発っせられるように構成して放置バンディングを抑制する。すなわち、ステップＳ４１のスタンバイ状態では、ロータリーがホームポジションにある。ここで、停止位置変動要求があると（ステップＳ４２）、ロータリーを回転し、一色目の現像器を現像位置へ回転させる（ステップＳ４３）。次いで、現像位置において、一色目の現像器の停止位置を変動する（ステップＳ４４）。次に、ロータリーを９０°回転させ、次の色の現像器を現像位置へもたらし（ステップＳ４５）、二色目の現像器の停止位置変動を行う（ステップＳ４６）。以上の動作を四色目の現像器まで繰り返し行う。このような停止位置変動動作により放置バンディングを抑制することができる。なお、ステップ４２の次に、トナー攪拌のためにロータリーのみ回転させる動作ステップを入れてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、現像ローラの停止位置を変動させることにより、放置バンディングの発生を抑制する事が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に用られる画像形成装置の要部断面図である。
【図２】現像室部と露出の放置状態により生ずる濃度むらを生じさせないように現像ローラ停止位置を非印字時に逐次変える動作フローを示す図である。
【図３】ロータリー現像器を説明する図である。
【図４】現像ローラの停止位置変動動作フローを説明する図である。
【符号の説明】
【符号の説明】
１…ハウジング、２…現像ローラ、３…供給ローラ、４…トナー、５…シール材、６…規制ブレード、７…感光体、１０…現像カートリッジ、１１…ロータリーフレーム、１２ワンウエイクラッチ、１３…駆動出力歯車。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming method for reducing the appearance of density unevenness on an image in subsequent printing when a developer carrying member of an image forming apparatus is left unrotated for a predetermined time or more.
[0002]
[Prior art]
In an image forming apparatus in which a developing cartridge is mounted, even if the developer (hereinafter referred to as toner) contained in the developing cartridge is biased, it is necessary to always return the toner to an appropriate state. In the new developing unit startup mode, idle rotation is performed for the time necessary to equalize the toner and charge the toner, and if it is not new, the toner uniforming mode is executed and the toner is uniformed. Patent Document 1 describes that idle rotation is performed for a necessary time.
[0003]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-56601
[Problems to be solved by the invention]
When the developing roller of the image forming apparatus is left unrotated for a predetermined period of time or more, and then printing is started, density unevenness in the cycle of the developing roller appears on the image (hereinafter, this is referred to as leaving banding). Leaving banding is determined by the relative positional relationship of the developing roller to the developing device in the neglected state. For example, in a developing device having a structure in which a regulating blade is provided below a developing roller provided at an opening of a developing device housing facing a photoreceptor and a seal is provided above the developing roller, when the developing roller is left without rotating, the developing roller In the circumferential direction, the image density of a portion corresponding to the developing chamber side (inside the housing) between the lower regulating blade and the upper seal (hereinafter referred to as a developing chamber portion) is exposed to the outside of the housing in the unattended state (hereinafter, the corresponding portion) , Exposed portions), and appears as band-shaped density unevenness in the cycle of the developing roller. This leaving banding is not a phenomenon that continues constantly, but appears most strongly on the first print immediately after leaving, and the density unevenness becomes inconspicuous every print number, and is eliminated by printing several sheets.
[0005]
The degree of the leaving banding changes depending on the length of the leaving time, the degree of deterioration of the toner, and environmental conditions. The longer the standing time, the more remarkable the banding becomes, especially in a high temperature and high humidity environment.
However, the above cited reference 1 proposes that idle rotation is performed only for the time required for toner uniformity and toner charging, but does not take any consideration into leaving banding.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve the above-described problem and to suppress the appearance of leaving banding on an image.
According to the present invention, in a method of forming an image by causing a developer carrying member having a developing chamber portion and an exposed portion to face an image carrying member, the stop position of the developing roller is changed during non-printing.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
FIG. 1 is a sectional view of a main part of an image forming apparatus used in the present embodiment.
In the present embodiment, a developing device that develops an electrostatic latent image formed on a photoconductor 7 serving as an image carrier is provided with a developing roller 2 serving as a developer carrier in an opening of the housing 1 facing the photoconductor 7. Is provided in the housing at the contact portion (nip portion) with the developing roller 2, and the supply roller 3 is rotated in the same direction (the direction of the arrow in the drawing), and the toner 4 accommodated in the housing by the supply roller 3 is provided. It is supplied to the surface of the developing roller 2. A seal member 5 is provided above the developing roller 2, and a regulating blade 6 is provided below the developing roller 2.
[0008]
When the toner is supplied to the nip portion between the developing roller 2 and the supply roller 3 by rotation of the supply roller 3, the toner is conveyed in a state where the toner is brought into pressure contact between the two rollers, and is triboelectrically charged in the process. The toner is charged and conveyed to the opposing portion between the developing roller 2 and the photoconductor 7, where AC jumping development is performed. The portion of the developing roller 2 located in the housing between the sealing material 5 and the regulating blade 6 when printing is stopped is the developing chamber portion 2a, and the portion exposed to the photoconductor is the exposed portion 2b.
[0009]
Next, considering the mechanism of the occurrence of leaving banding, when the surface potential of the toner on the developing roller is measured with a surface voltmeter when the developing roller is rotated from the end of leaving, the peak of the surface potential (absolute value) is low. Seen in cycles. At this time, the developing roller is grounded. The location where the low peak of the surface potential appears corresponds to the developing chamber. As the rotation is continued, this peak becomes smaller, and finally the entire surface potential becomes uniform. Similarly, when the amount of toner charged (μC / g) and the amount of conveyance (mg / cm 2 ) on the developing roller when leaving banding occurred were measured for the corresponding portions of the developing chamber portion and the exposed portion, the developing chamber portion was In the high image density portion, the exposed portion had low image density, and the toner transport amount was almost the same in the developing chamber portion and the exposed portion, but the toner charge amount was almost twice as large in the exposed portion as in the developing chamber portion. It was.
[0010]
From this result, it can be considered that the difference in the surface potential between the developing chamber portion and the exposed portion, which is observed immediately after the end of the idle state and immediately after the start of the rotation of the developing roller, is due to the difference in the toner charge amount. This is considered to be caused by the difference in the amount and the resulting difference in the toner flying property. As the rotation proceeds, the charge amount of the toner is made uniform, and the banding during leaving is eliminated. The difference in the charge amount depending on the location of the initial rotation start from the end of the standing, and then uniformity means that the difference in the rise in the charge amount of the toner on the developing roller occurs between the developing chamber and the exposed portion. This is considered to be the direct cause of neglected banding.
[0011]
As a factor directly controlling the rise of the toner charge amount, there is a high possibility that the state of the outermost surface of the developing roller that frictionally charges the toner is most effective. Specifically, toner fine powder (toner having a small particle diameter) adheres to the outermost surface of the developing roller, but the difference in the amount of adhesion and the amount of water depending on the location causes a difference in frictional charging between the developing roller and the toner. It is considered that this may cause banding when neglected. Looking at the outermost surface of the developing roller where the banding actually occurs, it was observed that toner fine powder had adhered.
[0012]
As described above, the developing device used in the image forming apparatus of FIG. 1 employs a lower regulating system in which the regulating blade comes below the developing roller at the time of development, and the developing roller and the supply roller move in the same direction at the nip. It is rotating. In addition, the developing chamber is separated from the outer space by a regulating blade and a sealing material that come into contact with the developing roller, and is a non-contact AC jumping developing method between the toner held at the exposed portion of the developing roller and the photoconductor. Development is taking place. Further, this developing device does not have a stirring member, and as described later, the toner is stirred when the rotary rotation operation is performed while being held by the rotary developing device, and the developing roller is internally provided with the developing roller. The partition is separated by an inner wall that is formed substantially parallel to the axial direction. This inner wall generates convection in the toner in the developing chamber, thereby promoting the stirring effect and suppressing the convection of the deteriorated toner. The toner is pressed between the developing roller and the supply roller when left unattended.
[0013]
Further, the image density of the developing chamber portion is higher than the image density of the exposed portion on the surface of the developing roller, and there is a lot of toner in the developing chamber portion. As described above, between the supply roller and the developing roller, The toner is in a pressed state. On the other hand, in the exposed portion, a small amount of toner regulated by the regulating blade exists on the developing roller. Due to this difference in state, the amount and fixation force of the toner, including toner fine powder and toner external additives, adhering to the developing roller during standing are different. It is thought that the outbreak has occurred. It should be noted that the leaving banding is particularly noticeable in a half image, and is not noticeable in a solid image because the toner development amount is sufficiently large. With respect to the average value of the image density value (about 0.7 in the half image), the difference in density between the adjacent high-density part and low-density part is 7% or more (0.05 when the average image density value is 0.7). Above), there will be a problematic level of neglected banding. This means that there is no color difference between Y, M, C, and K.
[0014]
Thus, in the present embodiment, the non-printing band is reduced or suppressed by changing the stop position of the developing roller during non-printing.
Leaving banding is particularly noticeable when a metal roller is used as a developing roller.In addition, a pulverized toner having a relatively wide particle size distribution and a large fine powder volume ratio is used, and titanium oxide powder, oil This is also remarkable when a wax component is included in the toner in order to realize the low-fixing. Considering how these factors affect neglected banding, the following mechanism can be considered.
[0015]
The metal roller is conductive and easily adsorbs the toner fine powder on its surface by the image force. It is considered that such toner adhesion affects the surface of the developing roller as a toner charging member. As described above, a small amount of toner regulated through the regulating blade immediately before leaving the developing roller is present on the developing roller at the developing roller exposed part and the developing chamber part after charging as described above. On the other hand, in the developing chamber, there is a large amount of toner between the developing roller and the supply roller, and there is a difference in a state in which the toner is pressed against the nip between the developing roller and the supply roller. Since it is in a space sealed by the regulating blade and the seal, the temperature and humidity are different from the exposed portion. For this reason, the amount of toner fine powder (including additives), the fixing power, the amount of water, and the like adhering to the outermost surface of the exposed metal are different between the developing chamber and the exposed portion. This is because it makes a difference.
[0016]
Further, the printing speed of recent image forming apparatuses is higher than in the past. For this reason, the rotations of the developing roller and the supply roller in consideration of the durability of the developing roller and the supply roller are in the same direction at their nip portion. However, when the nip portion is rotated in the same direction, there is a disadvantage that the resetting property (peeling property) of the toner on the developing roller is inferior to the case where the nip portion is rotated in the opposite direction. As described above, the main cause of leaving banding is considered to be the adhesion of toner fine powder on the upper surface of the developing roller and the difference in the state. It is considered that the scraping force of the toner fine powder was weakened and banding was easily caused.
[0017]
In particular, when relatively coarse dimples are formed on the metal developing roller due to multilayer regulation, there is a disadvantage that the toner at the bottom of the dimple is harder to be reset. In addition, a fine powder of titanium oxide is added as an additive for controlling the charge amount in the toner component, and it is highly possible that this powder is attached to the outermost surface of the developing roller. To achieve oil-less fixing, a wax component is added, but if the wax component is present as fine powder, it tends to adhere to the developing roller due to the effects of moisture, etc. There may be differences.
[0018]
Next, an image forming apparatus that changes the stop position of the developing roller that suppresses leaving banding will be further described.
In a developing device using a developing roller having a conductive surface layer formed on the surface, as described above, the occurrence of leaving banding is likely to occur. Here, the conductive surface layer refers to a material having a volume resistivity of 1 × 10 −2 Ω · m or less, and is mainly composed of a metal, a compound such as a metal oxide or a nitride, or a conductive material such as graphite. It is made of a sexual substance.
[0019]
Examples of such a roller include the following.
{Circle around (1)} A metal sleeve or roller, the surface of which is a roller made of metal. A single metal or alloy may be used, or the material of the surface layer may be made of a metal or alloy different from other metals.
{Circle around (2)} A roller having a metal layer and other conductive layers formed on the surface layer by plating, physical vapor deposition, chemical vapor deposition, pressure bonding, thermal spraying, or the like.
{Circle around (3)} Even if the material other than the surface layer is not metal, the roller has only the surface layer made of a conductive layer. For example, a roller in which a main material other than the surface layer is made of rubber and a metal layer is provided on the surface layer.
{Circle around (4)} A roller in which a conductive material is dispersed in the surface layer and which forms the surface layer.
[0020]
When the surface layer is conductive as described above, a strong image force due to the electric charge of the fine powder between the fine powder composed of each component forming the toner and the roller surface acts as an attractive force, and the fine powder is deposited on the developing roller. Adheres firmly. When the fine powder adheres to the roller surface, the rise of the contact charge and frictional charge between the roller and the toner changes.However, it is considered that the banding occurs because the adhesion state differs between the developing chamber and the exposed part. Can be
[0021]
Further, in the case where the toner transport amount is to be increased in order to increase the printing speed, for example, as described above, the surface of a roller made of metal is subjected to blast processing to form dimples on the surface, and a surface of about several μm is formed. In some cases, the actual surface area of the developing roller is increased due to the roughness. In such a case, the lower the toner at the bottom of the dimple formed by the blast, the more difficult it is to reset the toner. Therefore, density unevenness tends to occur. Also, in the case where the rotation direction of the developing roller and the toner supply roller is set to be the same direction in the nip portion in order to increase the speed, the resetting property on the developing roller may be inferior.
[0022]
Next, a specific example of the developing roller in the present embodiment will be described.
Base material: carbon steel (STKM material)
Blasting process: Dimple formation by blasting process only in the part corresponding to image printing Plating: NiP electroless plating after blasting process (plating thickness: about 10 μm)
Surface roughness: Rz 3 to 6 μm on the surface after plating
Outline: φ18mm
In the image forming apparatus using such a developing roller, by changing the stop position of the developing roller during non-printing, leaving banding can be suppressed.
[0023]
Next, a toner capable of suppressing leaving banding will be described.
The basic components of the toner are as shown in Table 1.
[0024]
[Table 1]
Among the toner components described above, components which are significantly involved in the occurrence of standing banding are components present as fine powder. Therefore, as a result of various studies on the following three parameters, it has been found that by defining the following ranges, it is possible to suppress leaving banding.
{Circle around (1)} The volume fraction of toner fine particles having a particle size of 5 μm or less is 10% or less, preferably 5% or less. By setting it to 5% or less, it is possible to suppress leaving banding.
▲ 2 ▼ free external additive (TiO 2, SiO 2) liberated particle size of 10~100nm external additive existence ratio from the toner surface adhering to 8% or less mother particles by the number ratio of the developing roller Since the adhering and leaving banding occur, the occurrence ratio can be suppressed by setting the content ratio (number ratio) of the free external additive to all the external additives to 8% or less.
{Circle around (3)} In the case of a toner to which a wax having a wax content of 4 wt% or less is added, particularly in the case of a fine powder toner, the wax portion is broken at the time of pulverization, so that a fine powder of wax is generated. In particular, in a high-humidity environment, the adhesion of the wax to the developing roller is increased by the water cross-linking force, so that the occurrence of leaving banding becomes more remarkable. Therefore, by setting the content of the wax to 4% wt or less, the generation of fine wax powder is reduced, and therefore, the amount of wax adhering to the surface of the developing roller at the time of standing is reduced, and banding during standing is suppressed.
[0025]
Table 2 shows specific examples of the toner components.
[0026]
[Table 2]
The average particle diameter and the volume ratio of the fine powder were measured using a Multisizer, and the ratio of the number of free external additives was measured using PT-1000. By using this toner, it was possible to suppress leaving banding.
[0027]
Next, an operation flow of the fluctuation of the stop position of the developing roller during non-printing will be described.
FIG. 2 is a diagram for explaining an operation flow in which the developing roller stop position is sequentially changed during non-printing so as to prevent the occurrence of density unevenness caused by a state where the developing chamber and the exposure are left unattended.
Since the leaving banding depends on the relative position during the leaving of the developing device, the time for leaving at the same position is shortened so that the density unevenness does not occur. That is, while there is no print request, by performing control to intermittently rotate the developing roller at predetermined time intervals, it is possible to prevent the occurrence of idle banding. In this case, the rotation speed of the developing roller may be sufficiently low, and it is desirable that the roller be rotated so that the roller surface that was in the developing chamber immediately before comes out to the exposed portion by one rotation.
[0028]
In FIG. 2, when the non-printing time has elapsed for 30 minutes, the developing roller rotates 1/3 turn (step S2), and when the non-printing time has further elapsed 30 minutes, the developing roller rotates 1/3 turn (step S3). If there is a print request by continuing this process, a print operation is performed (steps S4 and S5). In this example, the non-printing time of 30 minutes and the rotation amount of 1/3 turn are only examples, and may be changed as needed.
[0029]
FIG. 3 is a diagram illustrating a rotary developing device.
The rotary frame 11 composed of a rack-type holding member has four chambers, and can accommodate developing cartridges of each color of Y, M, C, and K in each chamber. The rotary frame 11 is at the home position when stopped, is rotated in one direction indicated by an arrow by a one-way clutch 12 having a drive output gear 13, and sequentially brings the developing rollers 2 of each color to a developing position facing the photoconductor 7. Has become.
[0030]
Such a rotary developing device requires only one development position, as compared with, for example, a case where four color developing devices are arranged in parallel with the photoconductor, and thus the image forming apparatus can be downsized. In the rotary developing device, each color developing device is rotated to bring it to a developing position, and at the time of rotation, the toner present in the developing device is agitated. Due to the stirring effect, even when a developing device having no stirring member therein is used (the image forming apparatus in FIG. 1), there is an effect that the toner is prevented from staying and the toner charge is promoted by the stirring effect.
[0031]
Next, the stop position changing operation during non-printing of the rotary developing device will be described.
FIG. 4 is a diagram for explaining the operation flow for changing the stop position of the developing roller.
In the rotary developing device of the present embodiment, there is one drive gear, and the rotation of the rotary and the rotation of the developing roller are switched. Therefore, in order to change the stop position of the developing roller, it is necessary to bring the developing roller to the developing position. In a non-printing state, a stop position change request is configured to be issued to suppress banding while being left. That is, in the standby state of step S41, the rotary is at the home position. Here, if there is a stop position change request (step S42), the rotary is rotated to rotate the first color developing device to the developing position (step S43). Next, at the developing position, the stop position of the developing device for the first color is changed (step S44). Next, the rotary is rotated 90 ° to bring the next color developing device to the developing position (step S45), and the stop position of the second color developing device is varied (step S46). The above operation is repeated up to the fourth color developing device. By such a stop position changing operation, leaving banding can be suppressed. An operation step of rotating only the rotary for stirring the toner may be inserted after step 42.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of leaving banding by changing the stop position of the developing roller.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of an image forming apparatus used in an embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating an operation flow in which a developing roller stop position is sequentially changed during non-printing so as to prevent density unevenness caused by a state where the developing chamber and the exposure are left unattended.
FIG. 3 is a diagram illustrating a rotary developing device.
FIG. 4 is a diagram illustrating a flow of a stop position changing operation of a developing roller.
[Explanation of symbols]
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Housing, 2 ... Development roller, 3 ... Supply roller, 4 ... Toner, 5 ... Sealing material, 6 ... Restriction blade, 7 ... Photoconductor, 10 ... Development cartridge, 11 ... Rotary frame, 12 One-way clutch, 13 ... Drive Output gear.