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JP3483479B2 - Developing device - Google Patents

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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を用
いた複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ、
印刷装置等に用いられる現像装置に関する。 【0002】 【従来の技術】従来、静電潜像担持体上に一様帯電を行
った後、アナログ露光又は半導体レーザー或はLEDに
より画像露光を行って静電潜像担持体上に静電潜像を形
成した後、この静電潜像を現像装置により現像剤像とし
て可視像化し、この現像剤像を転写材に転写した後、転
写材を静電潜像担持体より分離して定着装置に送り、定
着装置において現像剤像を転写材に定着して画像として
出力する画像形成装置が知られている。 【0003】ここで、図14を用いて画像形成工程を説
明する。 【0004】図14は画像形成装置要部の断面図であ
り、該画像形成装置は静電潜像担持体として例えば感光
ドラム1を有しており、該感光ドラム1は表面にOP
C、a−Si等の光導電層を備え、矢印A方向に回転駆
動される。この感光ドラム1の表面を一次帯電器3によ
り例えば−700Vに一様帯電する。次いで、画像信号
情報による画像露光12を行って感光ドラム1上の露光
部の表面電位を例えば−200Vに減衰させ、感光ドラ
ム1上に画像の画像信号に応じた潜像を形成する。尚、
画像露光12には例えば半導体レーザー或はLEDアレ
ーが用いられる。 【0005】次に、潜像を1成分現像器である現像装置
2により現像してトナー像として可視化する。尚、乾式
1成分現像剤を用いた現像装置は簡易でキャリア等の交
換が不要であるために高耐久・高寿命であり、現像方式
として例えば磁性1成分トナーを用いたジャンピング現
像等が採用される。 【0006】而して、現像装置2は負に帯電した黒トナ
ーを用いており、現像時に現像剤担持体には現像バイア
スとして−500V程度の直流バイアスを印加して潜像
を反転現像してトナー像として可視化する。その後、必
要に応じてチャージャー10を用いて転写前処理(通常
はDC若しくはACによるコロナの付与又は光除電等を
組み合わせたりする)を施し、感光ドラム1に供給され
た転写材上にトナー像を転写帯電器4によって転写す
る。そして、トナー像が転写された転写材を定着装置7
に送ってトナー像を転写材に定着することによって所望
の画像を得る。尚、感光ドラム1上の転写残トナーはク
リーニング装置6によって除去され、次の画像形成に備
えられる。 【0007】ところで、画像形成装置の高速化に対して
は、現像装置においては2成分磁気ブラシを用いた現像
装置の現像ロールを複数にして対応したり(特開平3−
204084号公報参照)、現像スリーブと感光体の距
離を下流の現像スリーブ程近づけて現像スリーブからの
トナーの補給量の均一化を図っている(特開平2−18
8778号公報参照)。 【0008】又、小型化した複数の現像スリーブを有す
る現像装置も提案されている(特公平3−5579号公
報参照)。 【0009】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の現像装置には以下のような問題があった。 【0010】即ち、複数現像剤担持体(現像スリーブ)
を有する現像装置は濃度維持の点で優れ、複数現像スリ
ーブの間にトナー層厚規制部材を設けないものはコンパ
クト性に優れて省スペース化が図られるものの、これら
の現像システムには以下のような問題があった。 【0011】1.複数の現像スリーブを有する現像装置
においては、上流の現像スリーブのトナー層厚規制には
磁性ブレード等が用いられるのに対して、下流の現像ス
リーブは上流の現像スリーブでトナー層厚規制を行う。
このため、上流の現像スリーブは通常の層厚規制に加え
てもう一度下部でトナー層厚規制を行うため、下流の現
像スリーブに比べてトナー層厚規制部材を通る回数が多
くなってスリーブ表面が受ける摩擦の程度が大きくな
り、結果としてコート材の削れ具合が下流の現像スリー
ブと上流の現像スリーブとで異なってしまい、両現像ス
リーブの寿命が異なっていた。このため、現像スリーブ
の交換メンテナンス間隔が異なり、サービスマンが度々
ユーザーを訪れる必要があり、サービスコストを浪費し
ていた。 【0012】2.又、下流の現像スリーブのトナー層厚
規制を上流の現像スリーブによって行う現像方式では、
上流の現像スリーブの層厚規制方法と下流の現像スリー
ブの層厚規制方法が異なり、下流の現像スリーブは回転
する上流の現像スリーブに対してカウンター回転して層
厚規制を行うためにトナーは激しく擦られ、同じトナー
でもトリボが上流に比べて可成り高くなっていた。この
ため、上流の現像スリーブと下流の現像スリーブで現像
性が異なり、省スペース化やコスト低減のために共通現
像バイアスを用いていると、現像スリーブ毎に現像性が
異なってしまい、濃度制御に困難を伴っていた。これは
近年のデジタル画像やグラフィック化に対応した画像の
諧調性と諧調性安定性の要求に相反することであった。
この現象はトナー帯電量が小さくて現像性の低い磁性1
成分トナーを用いた場合に特にひどい。 【0013】3.SUS等のコートをしていないスリー
ブではスリーブピッチで前の画像の残像が残るスリーブ
ゴースト画像が生じていた。又、高速機はそのスピード
が速いために現像時間が短くなり、現像時間が十分に確
保されないために結果として現像性が不安定で濃度の変
動が大きくなっていた。 【0014】而して、以上の問題を同時に解決すること
は困難であった。 【0015】従って、本発明の第1の目的とする処は、
トナー担持体の寿命を共通化することによってサービス
マンによるメンテナンスの手間を省き、サービスコスト
を低減することができる現像装置を提供することにあ
る。 【0016】又、本発明の第2の目的とする処は、トナ
ー担持体毎の現像性の違いを解消して近年のデジタル画
像やグラフィック化に対応した画像の諧調性及び諧調性
安定性の要求を満たすことができる現像装置を提供する
ことにある。 【0017】更に、本発明の第3の目的とする処は、ス
リーブゴーストがなく、高速化に対して現像性及び濃度
の安定化を図ることができる現像装置を提供することに
ある。 【0018】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、発明は、静電潜像担持体の回転方向に沿って並設
され同方向に回転自在な上流側及び下流側のトナー担持
体と、上流側のトナー担持体上のトナーの層厚規制を行
うブレードと、を有し、各々のトナー担持体を内部の磁
性部材の周りに非磁性部材とこれを覆うコーティング部
とで構成し、下流側のトナー担持体上のトナーの層厚
規制を上流側のトナー担持体によって行うよう構成した
現像装置において、前記コーティング部材を構成する樹
の重量をB、樹脂と混合する結晶性グラファイト及び
導電性カーボン若しくは酸化チタン及び導電性カーボン
の重量をPとしたとき、下流側のトナー担持体のコーテ
ィング部材の重量比P/Bを上流側のトナー担持体のコ
ーティング部材の重量比P/Bよりも大きくしたことを
特徴とする。 【0019】 【0020】 【0021】 【0022】 【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。 【0023】<実施の形態1>図3は本発明に係る現像
装置を備える画像形成装置要部の断面図であり、図示の
画像形成装置はプロセススピード460mm/secで
毎分92枚の出力が可能な白黒デジタル複写機であっ
て、感光体として直径φ108mmのa−Si感光ドラ
ム1を用いている。a−Siは有機感光体に比べて比誘
電率が10程度と大きく、帯電電位が比較的低くてOP
Cに比べ潜像電位が十分に取れないが、高耐久で寿命が
300万枚以上あるために高速機に向いているという特
徴を有している。 【0024】感光ドラム1は帯電器3によって例えば+
500Vに一様帯電された後、600dpiで画像露光
12がなされる。画像露光12は半導体レーザーを光源
として第1の画像信号により変調された第1のレーザー
ビームであり、該第1のレーザービームはモータにより
一定の回転数で回転する多面鏡により偏光され、結像レ
ンズを経て折り返しミラーで反射された後に感光ドラム
1上をラスタ走査され、その露光部の表面電位を例えば
+100Vに減衰して感光ドラム1上に像状の潜像を形
成する。尚、レーザービームの波長は680nmであ
る。 【0025】その後、感光ドラム1上に形成された潜像
を現像装置2によって正規現像してトナー像として顕像
化する。そして、現像装置2で静電潜像を現像してトナ
ー像として顕像化した後、ポスト帯電器10で総電流
(AC+DC)−200μAを流してトナー像を帯電さ
せた後、矢印方向に進む転写材に転写帯電器4によって
トナー像を転写し、トナー像が転写された転写材を定着
装置7に送ってトナー像を転写材上に定着する。尚、感
光ドラム1上の転写残トナーはクリーニング装置6によ
って除去され、次の画像形成に備えられる。 【0026】本実施の形態では、現像装置2において簡
易で現像スリーブ寿命2000k枚までメンテナンスが
不要な高耐久な現像方式である黒の磁性1成分現像剤を
用いた現像を行う。 【0027】而して、本実施の形態では、複数の現像剤
担持体(現像スリーブ)20,30を用いた正規現像を
行う。トナー補給の動作は図1に示す2B付近のトナー
が無くなると、圧電素子22からの信号によってマグネ
ットロール24が回転駆動され、このマグネットロール
24の回転によってホッパー9Bからトナーが現像装置
2内に補給される。 【0028】次に、本発明に係る前記現像装置2の詳細
を図1及び図2について説明する。尚、図1は本発明に
係る現像装置の断面図、図2は同現像装置の現像スリー
ブの斜視図である。 【0029】本実施の形態に係る現像装置2では、現像
剤として簡易でメンテナンスが不要な高耐久・高信頼性
で生産性の高い負極性の1成分磁性トナーを用いた。ト
ナーはネガトナーで粒径は7.0μm、外添剤としてS
iO2 が重量%で1.0%含まれている。 【0030】而して、現像装置2には図1に示すように
現像剤担持体として2本の現像スリーブ)20,30が
設けられており、第1の現像スリーブ20は非磁性部材
である直径φ30mmのアルミニウムA2017の上に
FGB#300でブラスト処理をした後、図2に示すよ
うにコーティングを行って構成されている。又、第2の
現像スリーブ30も同様に非磁性部材である直径φ20
mmのアルミニウムA2017の上にFGB#300で
ブラスト処理してコーティングを行って構成されてい
る。尚、このコーティングはA1表面を保護する膜を形
成するものであって、スリーブ周期で発生するスリーブ
ゴースト画像を防止するとともに、スリーブ表面の耐久
性を高めるために施される。スリーブ素管の材質として
は、a−Siドラムを用いる場合はヒータを併用するた
めにSUS等の熱伝導性の悪いものであるとスリーブの
熱偏心を生じてスリーブピッチムラ画像が生じ易いた
め、Al等の熱伝導性の良いものが好ましい。 【0031】次に、磁気シール部材について説明する。 【0032】図4及び図5に示すように、第1現像スリ
ーブ20と第2現像スリーブ30は共に内部に6極(N
1〜N3,S1〜S3)の磁極を有し、両現像スリーブ
20,30の外周に沿って図示のような形状を有する磁
気シール部材13が現像スリーブ20,30の両端近傍
に設けられている。そして、現像スリーブ20,30の
表面と磁気シール部材13とのギャップは420μm±
100μmに設定されている。尚、磁気シール部材13
は主に鉄から成るモルダロイ(KNメッキ、透磁率1
0.6)で構成されている。又、第1及び第2マグネッ
ト長は共に305mmに設定されている。 【0033】磁気シール部材13の取付位置については
マグネットに対する磁気シールの適切な位置は磁性シー
ルの外側の端部の位置とマグネットの端部を一致させる
のが最も好ましい。これは磁気シールの外側よりマグネ
ットが外に出ると長手方向の外にも磁力が存在するため
にその磁力でトナーが外に運ばれてしまい、トナー漏れ
を引き起こすためである。又、逆に磁気シールの外側に
対してマグネットの端部が中に入り過ぎると、本来、磁
性シールとマグネットの間で磁気ブラシを形成してトナ
ー漏れを無くす磁性シールが、磁気シールの外端部では
磁力が存在しないにも拘らず、現像スリーブ上には磁気
シールの幅で磁気ブラシを形成するため、外側のトナー
は端部に漏れると同時にトナー層厚も大きくなり、ボタ
落ちする場合もある。長手方向には現像スリーブ20,
30とマグネットとの関係等でガタがあるため、それら
を考慮して図6に示すようにマグネット端から1mm内
側に入った所に磁性シール部材13が位置するようにし
た。 【0034】ところで、第1の現像スリーブ20内には
図4、図5及び表1に示すような6極(N1〜N3,S
1〜3)の磁場パターンを有する固定マグネットが内蔵
されている。 【0035】 又、第1の現像スリーブ20は感光ドラム1に対して1
20%の速度で回転し、該現像スリーブ20上に担持さ
れたトナーは磁気ブレード20Aで層厚を規制され、現
像スリーブ20と磁気ブレード20Aとの隙間S−Bga
p は250μmに設定されている。そして、第1の現像
スリーブ20と感光ドラム1との隙間S−Dgap は23
0μmに設定され、現像スリーブ20には+200Vの
DCバイアスと図7に示すようにVpp1400V、周波
数2.7kHzの矩形波がACバイアスとして印加され
て磁性1成分非接触現像が行われる。従って、現像コン
トラストは飛翔方向に300V、かぶり取り(トナー引
き戻し)コントラストが100Vとなる。 【0036】第2の現像スリーブ30としては非磁性部
材である直径φ30mmのアルミニウムA2017に膜
を形成したものが用いられ、その内部には図4、図5及
び表2に示す6極(N1〜N3,S1〜S3)の磁場パ
ターンより成るマグネットが設けられている。 【0037】第2の現像スリーブ30には+200VのDCバイアス
と図7に示すVpp1400V、周波数2.7kHzの矩
形波が印加されるが、この第2の現像スリーブ30は第
1の現像スリーブ20と同一で共通であり、電源は1つ
で良いためにコストダウンが図られ、電源のスペースが
少なくて済むというメリットがある。 【0038】第2の現像スリーブ30は感光ドラム1に
対して150%の速度で回転し、該現像スリーブ30と
感光ドラム1との隙間S−Dgap は230μmに設定さ
れている。 【0039】ところで、磁気ブレード20A,30Aは
共に厚さ1.0mmの板状磁性ブレードであって、第2
現像スリーブ30上のトナーの層厚規制は上流の現像ス
リーブ20により行う。第1現像スリーブ20と第2現
像スリーブ30間の距離は300μmに設定される。こ
の値は第1及び第2現像スリーブ20,30でのトナー
供給量が等しくなるようにするための値である。このよ
うにすることによって現像スリーブ20,30上のトナ
ーコート量(M/S)を約1.0mg/cm2とした。
第2現像スリーブ30のS−Dgap は230μmであ
る。単位時間当たりのトナー供給量を揃えることは複数
現像スリーブの現像特性を一致させ、諧調性を安定させ
る制御を可能にする上で最も重要である。 【0040】而して、近年のデジタル画像やグラフィッ
ク化に対応した画像の諧調性と階調性安定性の要求に応
えるためには、現像スリーブ20,30による現像特性
(第1と第2の現像特性)を一致させることが最も重要
な課題である。両現像スリーブ20,30についてトナ
ー供給量は等しく、又、第1の現像スリーブ20の現像
極はS1であり、両者の磁力と半値幅も同じである。し
かし、30k枚耐久の現像特性は図8に示すように異な
る(上が第2現像、下が第1現像)。 【0041】このことについて以下に説明する。 【0042】これは第1現像スリーブ20は磁性ブレー
ド20Aでのトナー規制であるのに対して、第2現像ス
リーブ30は第1現像スリーブ20による規制であると
ともに、第1現像スリーブ20は第2現像スリーブ30
のトナー規制部でトナーの進行方向とは逆方向に回転す
る。このため、第2現像スリーブ30と第1現像スリー
ブ20間でトナーは強く圧縮且つ擦られ、トナーの摩擦
帯電能力が通常の磁性ブレード規制に比べて高くなる。
つまり、第1現像に比べて第2現像はトリボ(Q/M)
が大きくなる。 【0043】一般に現像特性はトリボ(Q/M)×トナ
ー供給量(M/S)に依存するため、トリボ(Q/M)
の差が図8に示すような現像特性の差としてV−Dカー
ブに現れる。この傾向はプロセススピード400mm/
s以上の高速機のように現像時間が十分確保できない場
合で、且つ、現像スリーブ回転速度が速くてトナー層厚
規制部材部でトナーへの摩擦力が大きい場合に顕著であ
る。そして、この差が図8に示す現像特性(30k枚
時)の違いを生じさせる。尚、図8は横軸がコントラス
ト電位Vcont(V)で縦軸が濃度であるV−D特性を示
すものである。 【0044】次に、第2の問題点である現像スリーブの
寿命について説明する。 【0045】本発明に係る現像装置2は現像スリーブ2
0,30間に部材を有さないためによりコンパクトな構
成となっている。この方式では第1現像スリーブ20は
磁性ブレード20Aでのトナー規制を行った後、第2現
像スリーブ30のトナーを規制する。即ち、現像スリー
ブ20が1回転する間にトナーとのシェアを2回受け
る。これに対して第2現像スリーブ30は規制部でシェ
アを1回受ける。つまり、画像形成耐久において第1現
像スリーブ20の表面は第2現像スリーブ30の表面に
比べて約2倍程のシェアを受け、コートの削れ量も第1
現像スリーブ20の方が多くなる。このことが第1現像
スリーブ20と第2現像スリーブ30のコート寿命(ス
リーブ寿命)が異なる原因となっている。 【0046】そこで、一方の現像スリーブの寿命は未だ
あるにも拘らず他方の現像スリーブを先に交換しなけれ
ばならず、その後、別の現像スリーブを交換するとサー
ビスマンのコストが嵩むことになり、現像スリーブ寿命
の共通化が望まれる。 【0047】本実施の形態は以上のことに鑑みて実施し
たものである。 【0048】表3に従来系での膜処方、削れ量、トリボ
(Q/M)、トナー供給量(M/S)及びトリボ(Q/
M)×トナー供給量(M/S)の値を示す。 【0049】 膜の処方はA1スリーブ表面にフェノール樹脂と結晶性
グラファイト及びカーボンを100:36:4の重量比
割合で混合し、膜厚10μmで温度150℃環境で硬化
させた膜を用いた。安定且つ均一な膜を形成するための
膜厚は10μm程度が適当である。この場合、P/B比
は1/2.5である。尚、Bは樹脂の重量、Pは樹脂以
外のピグメント(結晶性グラファイト+カーボン)の重
量である。 【0050】表3から分かるように、従来系では500
k枚において、第2現像スリーブが6.4μm削れる間
に第1現像スリーブの削れ量は9.9μmになってしま
う。そして、現像スリーブ間のgap の調整によりトナー
供給量(M/S)を一定に保つことはできたが、現像特
性の指標であるトリボ(Q/M)×トナー供給量(M/
S)は両者異なった値を示す。これは前述のトリボ(Q
/M)の差によるものである。 【0051】それに対して、本実施の形態では、表4に
示す構成を採用することによって以上の問題を解決し
た。 【0052】 膜の処方は表5に示す通りである。樹脂(B)とピグメ
ント(P)の重量比P/Bについては上流よりも下流を
大きく設定した。因に、グラファイトとカーボンの比は
カーボンの分散性より9:1が好ましい。 【0053】以上のように構成にした際の効果を表4に示す。 【0054】先ず、500k枚における削れ量は第2現
像スリーブが6.4μmであるのに対して第1現像スリ
ーブは6.6μmとほぼ同程度であった。これは図10
に示すような性質を有するためである。即ち、図10は
P/B比と膜の削れ量との関係を示し、P/B比が大き
くなると膜は削れ易くなり、逆に小さくすると削れづら
くなる特性を応用した。 【0055】次に、トリボ(Q/M)については第2現
像スリーブは第1現像スリーブによる規制で且つ第1現
像スリーブはトナー規制部でトナーの進行方向とは逆方
向に回転するために生じる第1現像と第2現像のトリボ
(Q/M)の差を各々10.2と10.5μC/gと同
程度にすることができた。これは図11に示すP/B比
とトリボ(Q/M)との関係から分かるように、P/B
比を大きくするとトリボ(Q/M)が小さくなり、P/
B比を小さくするとトリボ(Q/M)が大きくなる特性
を利用したものである。その結果として、従来は図8に
示すような現像特性であるV−Dカーブ(30k枚時)
に差があったものが、図9に示すようにほぼ同一曲線に
することができた。この結果、画像の階調性と階調性安
定性の制御が可能となるとともに、現像スリーブの耐久
寿命の共通化を図ることができた。 【0056】以上のように構成することによって、高速
機対応の小型現像システムであるとともに、第1の目的
である複数の現像スリーブを有する現像装置において、
現像スリーブ毎に現像性が異なるのを防ぐことができ、
近年のデジタル画像やグラフィック化に対応した画像の
階調性と階調性安定性の要求を満たすことができ、又、
第2の目的である複数の現像スリーブを有する現像装置
において、現像スリーブの寿命を共通化することがで
き、サービスマンのメンテナンスの手間を省くことによ
ってサービスコストも低減することができ、スリーブゴ
ースト画像がなく、濃度が高濃度で且つ安定した現像装
置を提供することができた。 【0057】<実施の形態2>次に、本発明の実施の形
態2について説明する。 【0058】本発明に係る画像形成装置は実施の形態1
と同様である。 【0059】本実施の形態の特徴は更に削れづらくて帯
電性の高い材料を用いることによって、現像スリーブの
更なる小径化を図り、省スペース化を実現した点にあ
る。 【0060】本実施の形態で用いた現像装置2について
詳しく説明する。 【0061】現像剤としては負極性の1成分磁性トナー
を用いた。図1に示すように現像装置2は2本の現像ス
リーブ20,30を有し、第1の現像スリーブ20は非
磁性部材であるφ20mmのアルミニウムA2017の
上にFGB#600でブラスト処理をした後、コーティ
ングを行って構成されている。又、第2の現像スリーブ
30も同様に非磁性部材であるφ20mmのアルミニウ
ムA2017の上にFGB#600でブラスト処理し、
コーティングを行って構成されている。コーティングは
スリーブ周期で発生するスリーブゴースト画像を防止す
るとともにスリーブ表面の耐久性を高めるために行われ
る。 【0062】第1の現像スリーブ20は感光ドラム1に
対して150%の速度で回転する。トナーは磁気ブレー
ド20Aによって層厚が規制され、S−Bgap は250
μmに設定されている。第1の現像スリーブ20と感光
ドラム1との距離S−Dgapは230μmとし、現像ス
リーブ20には+200VのDCバイアスと図7に示す
ようにVpp1400V、周波数2.7kHzの矩形波を
ACバイアスとして印加した磁性1成分非接触現像を行
う。従って、現像コントラストは飛翔方向に300V、
かぶり取りコントラストが100Vとなる。 【0063】第2の現像スリーブ30としては非磁性部
材であるφ20mmのアルミニウムA2017に膜を形
成したものが用いられる。この現像スリーブ30には+
200VのDCバイアスと図7に示すようなVpp140
0V、周波数2.7kHzの矩形波を印加するが、電圧
印加手段は第1現像スリーブ20と同一であるために共
通化され、電源は1つで済むためにコストダウンが図ら
れるとともに、電源のスペースが少なくて済むメリット
がある。現像スリーブ30は感光ドラム1に対して15
0%の速度で回転し。該現像スリーブ30と感光ドラム
1との距離S−Dgap は230μmに設定される。尚、
磁気ブレード20Aは実施の形態1と同様である。 【0064】次に、本実施の形態の特徴について説明す
る。 【0065】本実施の形態で用いた材料は樹脂(B)と
してエポキシ樹脂、ピグメント(P)としてTiO2
カーボンを用いた。この膜は実施の形態1で用いた膜よ
りも耐久性が高く、且つ、ネガ帯電に対して帯電付与性
の高い特徴がある。この材料を用いた際の結果を次に示
す。 【0066】表6に従来系での膜処方、削れ量、トリボ
(Q/M)、トナー供給量(M/S)及びトリボ(Q/
M)×トナー供給量(M/S)の値を示す。 【0067】 【表6】 【0068】表6から分かるように、従来系では500
k枚において第2現像スリーブが6.8μm削れる間に
第1現像スリーブは10.0μm削れる(前記実施の形
態1の場合よりも値が全体的に大きいのはスリーブ径が
小さくなったためである)。そして、現像特性の指標で
あるトナー供給量(M/S)×トリボ(Q/M)は両者
異なった値を示す。 【0069】これに対して、本実施の形態では、表7に
示す構成を採用することによって以上の問題を解決し
た。 【0070】 膜の処方は表8に示す通りである。樹脂(B)とピグメ
ント(P)の重量比P/Bについては現像スリーブ速度
の速い方を速度の遅い方よりも小さく設定した。因に、
TiO2 とカーボンの比はカーボンの分散性より9:1
が好ましい。 【0071】 このような構成にした際の効果を表7に示す。 【0072】先ず、500k枚における削れ量は第2現
像スリーブが6.8μmであるのに対して第1現像スリ
ーブが6.9μmとほぼ同程度にできた。これはスリー
ブを小径化したにも拘らず削られなくなったことを意味
する。同様に、P/B比が大きくなると膜は削れ易くな
り、逆にP/B比を小さくすると削れづらくなる特性を
応用した。 【0073】次に、トリボ(Q/M)については第2現
像スリーブは第1現像スリーブによる規制によって、
又、第1現像スリーブはトナー規制部でトナーの進行方
向とは逆方向に回転するために生じる第1現像スリーブ
と第2現像スリーブのトリボ(Q/M)の差を各々1
0.9,11.1μC/gと同程度にすることができ
た。これは図11に示すP/B比とQ/M(30k)と
の関係から明らかなように、P/B比を大きくするとト
リボ(Q/M)が小さくなり、P/B比を小さくすると
トリボ(Q/M)が大きくなる特性を利用したものであ
る。このようにすることによって現像特性の指標である
トリボ(Q/M)×トナー供給量(M/S)の値をほぼ
同等にすることができ、その結果として、現像特性であ
るV−Dカーブをほぼ同一曲線にすることができた。こ
のことによって、画像の階調性と階調性安定性の制御が
可能になるとともに、耐久寿命の共通化を図ることがで
き、更にはこのような材料を選択することによって現像
装置2の省スペース化が可能となった。 【0074】以上のように構成にすることによって、高
速機対応の現像システムであるとともに、第1の目的で
ある複数の現像スリーブを有する小型現像装置におい
て、現像スリーブ毎に現像性が異なるのを防ぐことがで
き、近年のデジタル画像やグラフィック化に対応した画
像の階調性と階調性安定性の要求を満たすことができ、
又、第2の目的である複数の現像スリーブを有する現像
装置において、現像スリーブの寿命を共通化することが
でき、サービスマンのメンテナンスの手間を省くことで
サービスコストも低減することができ、濃度が高濃度で
安定した現像装置を提供することができた。 【0075】又、第3の目的である高速化に対して濃度
が高濃度で安定し、省スペース化を図ることができ、7
0万枚の寿命の現像装置を提供することができた。 【0076】<実施の形態3>次に、本発明の実施の形
態3について説明する。 【0077】本実施の形態の特徴はリユース画像形成装
置に本発明に係る現像装置を適用した点にある。 【0078】リユース系は基本的には転写されないで残
りクリーニングで回収された廃トナーであるために、劣
化でNewトナーと比較してトリボが極端に小さいため
に現像性が落ち、且つ、廃トナーの凝集度が高くなり、
S−Bgap でのシェアが高まり、膜の削れも多くなる。
これを示したのが図12のリユース系の現像特性であ
る。Newトナーの場合と比較して全体的に濃度が低
く、更に現像スリーブ差が大きくなっていることが分か
る。本実施の形態はこれらのことに鑑みて実施したもの
である。 【0079】本実施の形態では、図13に示す画像形成
装置で感光ドラム201としてa−Siドラムを用いた
デジタル複写機について説明する。 【0080】デジタル複写機のプロセススピードは57
0mm/sの110枚/分であり、感光ドラム201の
表面を一次帯電器203により+500Vに一様帯電す
る。次いで、波長680μmの半導体レーザーで600
dpiでPWMによる露光212を行って感光ドラム2
01上に静電潜像を形成する。 【0081】次に、現像装置202により正規現像して
静電潜像をトナー像として可視化する。現像剤として磁
性1成分ネガトナーを用いてジャンピング現像する。ト
ナー粒径は6.0μmである。従来の2成分現像剤では
キャリアの交換を10万枚毎にサービスマンが行わねば
ならず、メンテナンスフリーではないためにリユースの
利点が余り反映できない。それに対して、耐久性が無視
できノーメンテナンスで済む乾式磁性1成分トナーを用
いた。現像バイアスは第1、第2共に2400Hz,1
500Vpp,Duty50%の交流電圧に+200Vの直流
電圧を重畳したバイアス電圧を印加する。S−Bgap は
共に250μm、S−Dgap は250μmとした。その
後、ポスト帯電器210で総電流−200μAを流して
トナー像を帯電させた後、矢印方向に進む転写材にトナ
ー像を転写帯電器204によって転写し、トナー像が転
写された転写材を定着装置207に送ってトナー像を定
着する。 【0082】一方、感光ドラム201上の転写残トナー
をクリーニング装置206により除去・回収して搬送パ
イプ208を経て廃トナー(リユーストナー)を現像ホ
ッパー209Bに戻す。搬送パイプ208内にはスクリ
ュー状の搬送部材が設けられており、この搬送部材が回
転することによってリユーストナーが搬送される。そし
て、リユーストナーは現像ホッパー209Bに回収され
て再利用される。 【0083】又、Newトナーはホッパー209Aに収
容されており、マグネットローラ21A,21Bの磁力
でそれぞれ引き付けられ、マグネットローラ21A,2
1Bが回転することによって現像装置202に搬送され
る。本実施の形態では、リユーストナーとnewトナー
を現像装置202内で混ぜる方法を採用したが、ホッパ
ー内に混合するスペースを設けて混ぜても構わない。 【0084】而して、現像装置202内で混ぜられたト
ナーは再び現像スリーブに送られ、感光ドラム201上
に形成された静電潜像の現像に供される。マグネットロ
ーラ21Aの通常の回転速度は2回転/分であり、マグ
ネットローラ21Bの回転速度を変化させる。現像装置
202内のピエゾセンサー(TDK製)にトナーの自重
が掛らなくなり、ピエゾセンサーが振動するとトナー供
給信号が発せられる。通常は、マグネットローラ21B
はマグネットローラ21Aに対して10/90(マグネ
ットローラ21A:マグネットローラ21B=9:1)
にする。 【0085】本実施の形態に係る現像装置202の構成
は前記実施の形態2と同様にエポキシ樹脂とTiO2
カーボンを用いた膜でスリーブ径は共にφ20mmであ
る。 【0086】表9に本実施の形態の効果を示す。 【0087】 【表9】 表9に示すように、500k枚における削れ量は第1現
像スリーブが7.4μmであるのに対して第2現像スリ
ーブが7.3μmとほぼ同程度にできた。これはリユー
で廃トナーの凝集にも拘らず寿命が600k程度もつ
ことを意味する。 【0088】次に、トリボ(Q/M)は現像スリーブ速
度が速い方が機械的なシェアにより劣化するのに対し、
劣化した方のトナーの帯電性を更に上げることができ
た。即ち、第1現像スリーブのトリボ(Q/M)を第2
現像スリーブのそれと同程度にすることができた。この
ようにすることによって全体的に帯電性の低いリユース
系において、現像特性の指標であるトリボ(Q/M)×
トナー供給量(M/S)の値をほぼ同等にすることがで
き、その結果として、現像特性であるV−Dカーブをほ
ぼ同一曲線にすることができた。このことによって画像
の階調性と階調性安定性の制御が可能になるとともに、
耐久寿命の共通化が図れたユリース系を実現することが
できた。 【0089】以上のような構成により、リユース対応の
現像システムであるとともに、第1の目的である複数の
現像スリーブを有する小型現像装置において現像スリー
ブ毎に現像性が異なるのを防ぐことができ、近年のデジ
タル画像やグラフィック化に対応した画像の階調性と階
調性安定性の要求を満たすことができ、又、第2の目的
である複数の現像スリーブを有する現像装置において現
像スリーブの寿命を共通化することができ、サービスマ
ンのメンテナンスの手間を省くことによってサービスコ
ストも低減することができ、濃度が高濃度で安定した現
像装置を提供することができた。 【0090】又、第3の目的であるスリーブゴスト画像
がなく、高速化に対して濃度が高濃度で安定し、省スペ
ース化が履かれるとともにリユースで環境性に優れた現
像装置を提供することができた。 【0091】 【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、トナー担持体の寿命を共通化することによって
サービスマンによる手間を省き、サービスコストを低減
することができるとともに、トナー担持体毎の現像性の
違いを解消して近年のデジタル画像やグラフィック化に
対応した画像の諧調性と諧調性安定性の要求を満たすこ
とができるという効果が得られる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
Copier, laser beam printer, facsimile,
The present invention relates to a developing device used for a printing device or the like. [0002] 2. Description of the Related Art Conventionally, uniform charging has been performed on an electrostatic latent image carrier.
After exposure to analog exposure or semiconductor laser or LED
Image exposure to form an electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier
After the formation, this electrostatic latent image is converted into a developer image by a developing device.
After the developer image is transferred to a transfer material,
The material is separated from the electrostatic latent image carrier and sent to the fixing device.
The developer image is fixed on the transfer material in the
2. Description of the Related Art An image forming apparatus that outputs an image is known. Here, the image forming process will be described with reference to FIG.
I will tell. FIG. 14 is a sectional view of a main part of the image forming apparatus.
The image forming apparatus is, for example, a photosensitive
The photosensitive drum 1 has an OP on its surface.
A photoconductive layer of C, a-Si, etc.
Be moved. The surface of the photosensitive drum 1 is
For example, it is uniformly charged to, for example, -700V. Then, the image signal
Exposure on photosensitive drum 1 by performing image exposure 12 based on information
Attenuates the surface potential of the section to, for example, -200 V
A latent image corresponding to the image signal of the image is formed on the system 1. still,
The image exposure 12 includes, for example, a semiconductor laser or an LED array.
Is used. Next, a developing device which is a one-component developing device for developing a latent image
2 and visualized as a toner image. In addition, dry type
A developing device using a one-component developer is simple and exchanges a carrier or the like.
It has a high durability and a long service life because no replacement is required.
For example, jumping current using magnetic one-component toner
An image or the like is employed. [0006] The developing device 2 has a negatively charged black toner.
Is used, and the developer vial is
Latent image by applying a DC bias of about -500 V
Is visualized as a toner image by reversal development. After that,
Pre-transfer treatment (usually using a charger 10 if necessary)
Is to apply DC or AC corona or remove electricity
Is combined) and supplied to the photosensitive drum 1.
Transfer toner image onto the transferred transfer material by the transfer charger 4
You. Then, the transfer material on which the toner image has been transferred is fixed to the fixing device 7.
To fix the toner image on the transfer material
To get the image. The transfer residual toner on the photosensitive drum 1 is
Removed by the cleaning device 6 to prepare for the next image formation
available. [0007] By the way, in order to increase the speed of the image forming apparatus,
Indicates the development using a two-component magnetic brush in the developing device.
A plurality of developing rolls of the apparatus can be used (Japanese Unexamined Patent Publication No.
204084), the distance between the developing sleeve and the photosensitive member.
Move the separation closer to the downstream developing sleeve and
The toner supply amount is made uniform (Japanese Patent Laid-Open No. 2-18 / 1990).
8778). [0008] Further, there are a plurality of miniaturized developing sleeves.
Developing device (Japanese Patent Publication No. 3-5579)
Report). [0009] SUMMARY OF THE INVENTION
The conventional developing device has the following problems. That is, a plurality of developer carriers (developing sleeves)
A developing device having excellent development density is excellent in maintaining the density.
If there is no toner layer thickness regulating member between the
Although they are highly efficient and save space,
Has the following problems. 1. Developing device having a plurality of developing sleeves
In, the regulation of the toner layer thickness of the upstream developing sleeve
While a magnetic blade or the like is used,
Reeve controls the toner layer thickness at the upstream developing sleeve.
For this reason, the upstream developing sleeve is in addition to the normal thickness regulation.
To regulate the toner layer thickness at the bottom
More passes through the toner layer thickness regulating member than the image sleeve
And the degree of friction on the sleeve surface increases.
As a result, the shaving degree of the coating material is
Is different between the developing sleeve and the upstream developing sleeve.
The life of the leave was different. Therefore, the developing sleeve
Service intervals are different and service personnel frequently
Need to visit users, waste service costs
I was 2. Also, the toner layer thickness of the downstream developing sleeve
In the development method where regulation is performed by the upstream development sleeve,
Upstream developing sleeve layer thickness regulation method and downstream developing three
The method of regulating the layer thickness of
Counter rotation with respect to the upstream developing sleeve
The toner is rubbed violently to enforce thickness regulation, and the same toner
But the tribo was considerably higher than the upstream. this
For this reason, develop with the upstream developing sleeve and the downstream developing sleeve.
Characteristics, and are common for space saving and cost reduction.
When image bias is used, developability is
It was different, and it was difficult to control the concentration. this is
Recent digital images and images compatible with graphics
This was in conflict with the demand for gradation and gradation stability.
This phenomenon is caused by the fact that the magnetic charge amount is small and the magnetic property is low.
This is particularly severe when a component toner is used. 3. Three not coated with SUS etc.
In sleeves, a sleeve that retains the afterimage of the previous image at the sleeve pitch
A ghost image has occurred. In addition, high-speed machine
The development time is short because
Is not maintained, resulting in unstable developability and a change in density.
The movement was growing. Thus, solving the above problems simultaneously
Was difficult. Therefore, the first object of the present invention is to
Toner carrierService by sharing the service life of
Service costs are reduced by eliminating the need for manual maintenance
To provide a developing device that can reduce
You. The second object of the present invention is as follows.Tona
-CarrierDigital images of recent years have been eliminated
Gradation and gradation of images corresponding to images and graphics
Provide a developing device that can meet the requirements for stability
It is in. Further, the third object of the present invention is as follows.
No leave ghost, developability and density for high speed
To provide a developing device that can stabilize
is there. [0018] Means for Solving the Problems To achieve the above object,
,BookThe invention is directed to the rotation direction of the electrostatic latent image carrier.Side by side
And carry the upstream and downstream toner rotatable in the same direction.
And the toner layer thickness on the toner carrier on the upstream side
Blade andAnd each toner carrier is
Non-magnetic member around the conductive member and coating part covering it
LumberAnd inMake up,Toner on downstream toner carrierLayer thickness
RegulationsIt is configured to be performed by the toner carrier on the upstream side
In the developing device,SaidTrees that make up the coating material
FatB, crystalline graphite mixed with resin, and
Conductive carbon or titanium oxide and conductive carbon
Where P is the weight of the toner carrier on the downstream side,
The weight ratio P / B of the carrying member is
Of theGreater than weight ratio P / BdidThat
Features. [0019] [0020] [0021] [0022] Embodiments of the present invention are attached below.
Description will be given based on the drawings. <Embodiment 1> FIG. 3 shows a developing device according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of the image forming apparatus including the apparatus,
The image forming apparatus has a process speed of 460 mm / sec.
A black-and-white digital copier capable of outputting 92 sheets per minute.
A-Si photosensitive drum having a diameter of 108 mm
1 is used. a-Si is more attractive than organic photoreceptor
OP is as large as about 10 and the charging potential is relatively low.
Although latent image potential is not sufficient compared to C, high durability and long life
It is suitable for high-speed machines because there are more than 3 million
Have signs. The photosensitive drum 1 is, for example,
After being uniformly charged to 500 V, image exposure at 600 dpi
12 is made. Image exposure 12 uses semiconductor laser as light source
As a first laser modulated by a first image signal
The first laser beam is driven by a motor.
Polarized by a polygonal mirror rotating at a constant rotation speed,
After being reflected by the turning mirror
1 is raster-scanned, and the surface potential of the exposed portion is
Attenuates to + 100V to form an image-like latent image on photosensitive drum 1.
To achieve. The wavelength of the laser beam is 680 nm.
You. Thereafter, the latent image formed on the photosensitive drum 1
Is developed by the developing device 2 to form a visible image as a toner image.
Become Then, the electrostatic latent image is developed by the developing device 2 and the toner
-After being visualized as an image, the total current is
(AC + DC) -200 μA flows to charge the toner image
After the transfer, the transfer charger 4 moves the transfer material in the direction of the arrow.
Transfers the toner image and fixes the transfer material on which the toner image has been transferred.
The toner image is sent to the device 7 and fixed on the transfer material. In addition, feeling
The transfer residual toner on the optical drum 1 is removed by the cleaning device 6.
To prepare for the next image formation. In this embodiment, the developing device 2 has a simple structure.
Easy maintenance with up to 2000k development sleeve life
Unnecessary and highly durable black magnetic one-component developer
The used development is performed. In this embodiment, a plurality of developers are used.
Regular development using the carrier (developing sleeve) 20, 30
Do. The operation of toner replenishment is performed in the vicinity of 2B shown in FIG.
Is lost, the signal from the piezoelectric element 22 causes
The roll 24 is driven to rotate, and this magnet roll
24 rotates the toner from the hopper 9B to the developing device.
It is replenished in 2. Next, details of the developing device 2 according to the present invention will be described.
Will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of the developing device, and FIG.
FIG. In the developing device 2 according to the present embodiment,
High durability and high reliability with simple maintenance and no maintenance required
And a one-component magnetic toner having high productivity and a negative polarity was used. G
The toner is a negative toner having a particle size of 7.0 μm and S as an external additive.
iOTwo 1.0% by weight. As shown in FIG.
The two developer sleeves 20 and 30 are used as developer carriers.
The first developing sleeve 20 is provided with a non-magnetic member.
On aluminum A2017 with a diameter of 30 mm
After blasting with FGB # 300,
It is constructed by coating. Also, the second
The developing sleeve 30 is also a non-magnetic member having a diameter of φ20.
mm aluminum A2017 on FGB # 300
It is composed by blasting and coating
You. This coating forms a film that protects the A1 surface.
Which is formed in the sleeve cycle
Prevents ghost images and durable sleeve surface
It is applied to enhance sex. As the material of the sleeve tube
Means that a heater is also used when an a-Si drum is used.
For example, if the heat conductivity is poor such as SUS,
Thermal eccentricity tends to cause sleeve pitch unevenness images.
Therefore, a material having good thermal conductivity such as Al is preferable. Next, the magnetic seal member will be described. As shown in FIG. 4 and FIG.
The sleeve 20 and the second developing sleeve 30 both have 6 poles (N
1 to N3, S1 to S3), and both developing sleeves
A magnet having a shape as shown in FIG.
The air seal member 13 is located near both ends of the developing sleeves 20 and 30
It is provided in. Then, the developing sleeves 20 and 30
The gap between the surface and the magnetic seal member 13 is 420 μm ±
It is set to 100 μm. The magnetic seal member 13
Is a moldalloy made mainly of iron (KN plating, permeability 1)
0.6). In addition, the first and second magnets
The lengths are both set to 305 mm. Regarding the mounting position of the magnetic seal member 13,
The proper position of the magnetic seal with respect to the magnet
Align the outer edge of the magnet with the edge of the magnet
Is most preferred. This is a magnet from outside the magnetic seal
When the unit goes out, magnetic force exists outside the longitudinal direction.
The magnetic force will cause the toner to be carried out, causing toner leakage.
Is to cause. Conversely, outside the magnetic seal
On the other hand, if the end of the magnet is too
Forming a magnetic brush between the conductive seal and the magnet
-A magnetic seal that eliminates leakage is located at the outer end of the magnetic seal.
Despite the absence of magnetic force, magnetic
To form a magnetic brush with the width of the seal, the outer toner
Is leaked to the edge and the toner layer thickness increases at the same time.
It may fall. In the longitudinal direction, the developing sleeve 20,
Because there is backlash due to the relationship between 30 and the magnet,
1 mm from the magnet end as shown in FIG.
Side so that the magnetic seal member 13 is located
Was. By the way, in the first developing sleeve 20,
As shown in FIGS. 4 and 5 and Table 1, 6 poles (N1 to N3, S
Built-in fixed magnet with magnetic field pattern of 1-3)
Have been. [0035] Further, the first developing sleeve 20 is
It rotates at a speed of 20% and is carried on the developing sleeve 20.
The thickness of the toner is regulated by the magnetic blade 20A.
Gap S-Bga between image sleeve 20 and magnetic blade 20A
p is set to 250 μm. And the first development
The gap S-Dgap between the sleeve 20 and the photosensitive drum 1 is 23
0 μm, and +200 V
DC bias and Vpp 1400V as shown in FIG.
A square wave of several 2.7 kHz is applied as an AC bias.
The magnetic one-component non-contact development is performed. Therefore,
Trust fog removal (300V in the flight direction)
(Return) The contrast becomes 100V. As the second developing sleeve 30, a non-magnetic portion
Film on aluminum A2017 with diameter of φ30mm
Is used, and the inside thereof is shown in FIGS.
And 6-pole (N1-N3, S1-S3) magnetic fields shown in Table 2.
A magnet consisting of turns is provided. [0037]+200 V DC bias is applied to the second developing sleeve 30
And Vpp 1400V shown in FIG.
Although a shape wave is applied, the second developing sleeve 30
One developing sleeve 20 is the same and common, and has one power supply.
Cost can be reduced and space for power supply can be reduced.
It has the advantage of requiring less. The second developing sleeve 30 is attached to the photosensitive drum 1.
The developing sleeve 30 rotates at a speed of 150% with respect to the developing sleeve 30.
The gap S-Dgap with the photosensitive drum 1 is set to 230 μm.
Have been. By the way, the magnetic blades 20A, 30A
Both are plate-like magnetic blades having a thickness of 1.0 mm.
The regulation of the toner layer thickness on the developing sleeve 30 is based on the upstream developing sleeve.
Performed by leave 20. The first developing sleeve 20 and the second developing sleeve
The distance between the image sleeves 30 is set to 300 μm. This
Is the value of the toner in the first and second developing sleeves 20 and 30.
This is a value for making the supply amounts equal. This
The toner on the developing sleeves 20 and 30
-Coating amount (M / S) is about 1.0mg / cmTwoAnd
The S-Dgap of the second developing sleeve 30 is 230 μm.
You. There are several ways to equalize the toner supply per unit time.
Match the developing characteristics of the developing sleeve to stabilize gradation
This is the most important in enabling control. In recent years, digital images and graphics
To meet the requirements of image gradation and gradation stability
In order to obtain the characteristics, the developing characteristics of the developing sleeves 20 and 30 are required.
It is most important that the (first and second development characteristics) match.
Is an important task. Toner for both developing sleeves 20 and 30
The supply amount is equal, and the developing amount of the first developing sleeve 20 is
The pole is S1, and the magnetic force and half width of both are the same. I
However, as shown in FIG.
(The upper is the second development and the lower is the first development). This will be described below. This is because the first developing sleeve 20 has a magnetic brake
20A, while the second development
Leave 30 is regulated by first developing sleeve 20.
In both cases, the first developing sleeve 20 is the second developing sleeve 30
Rotation in the direction opposite to the toner
You. Therefore, the second developing sleeve 30 and the first developing three
The toner is strongly compressed and rubbed between the brushes 20, and the friction of the toner is
The charging ability is higher than that of normal magnetic blade regulation.
That is, compared with the first development, the second development is tribo (Q / M)
Becomes larger. Generally, the developing characteristics are tribo (Q / M) × toner
-Tribo (Q / M) because it depends on supply amount (M / S)
The difference between the VD car and the development characteristic as shown in FIG.
Appear on the screen. This tendency is at a process speed of 400 mm /
If the development time is not sufficient, such as a high-speed machine
And the developing sleeve rotation speed is high and the toner layer thickness
This is noticeable when the frictional force on the toner is large at the regulating member.
You. Then, this difference corresponds to the development characteristics (30 k sheets) shown in FIG.
Time). In FIG. 8, the horizontal axis is contrast.
The vertical axis indicates the V-D characteristic, in which the vertical axis represents the concentration at the potential Vcont (V).
It is something. Next, the second problem, that of developing sleeve
The life will be described. The developing device 2 according to the present invention comprises a developing sleeve 2
Compact structure because there is no member between 0 and 30
It has become. In this method, the first developing sleeve 20
After restricting the toner with the magnetic blade 20A, the second current
The toner of the image sleeve 30 is regulated. That is, the development three
Receives two shares with toner during one rotation of valve 20
You. On the other hand, the second developing sleeve 30 is a shell at the regulating portion.
Take a once. That is, in the image forming durability,
The surface of the image sleeve 20 is on the surface of the second developing sleeve 30
Received about twice the market share and the first amount of shaved coat
The number of developing sleeves 20 increases. This is the first development
Coat life of sleeve 20 and second developing sleeve 30
Life is different. Therefore, the life of one developing sleeve has not been reached yet.
Despite that, the other developing sleeve must be replaced first.
After that, if another developing sleeve is replaced,
The cost of Bisman increases, and the life of the developing sleeve
Is expected to be common. The present embodiment has been implemented in view of the above.
It is something. Table 3 shows the film formulation, the amount of shaving, and the tribo for the conventional system.
(Q / M), toner supply amount (M / S) and tribo (Q / M
M) × Toner supply amount (M / S). [0049] The formula of the film is A1 sleeve surface with phenolic resin and crystalline
100: 36: 4 weight ratio of graphite and carbon
Mix in proportions and cure at a temperature of 150 ° C with a film thickness of 10μm
The film was used. To form a stable and uniform film
The film thickness is suitably about 10 μm. In this case, the P / B ratio
Is 1 / 2.5. B is the weight of the resin, and P is less than the resin.
Weight of outer pigment (crystalline graphite + carbon)
Quantity. As can be seen from Table 3, in the conventional system, 500
While the second developing sleeve is shaved by 6.4 μm on k sheets
However, the shaving amount of the first developing sleeve is 9.9 μm.
U. The toner is adjusted by adjusting the gap between the developing sleeves.
Although the supply amount (M / S) could be kept constant,
(Q / M) x toner supply amount (M /
S) shows different values. This is the tribo (Q
/ M). On the other hand, in this embodiment, Table 4
The above problem is solved by adopting the configuration shown
Was. [0052] The formulation of the membrane is as shown in Table 5. Resin (B) and Pygme
(P) weight ratio P / B
Set large. By the way, the ratio of graphite to carbon is
9: 1 is preferable from the dispersibility of carbon. [0053]Table 4 shows the effects of the above configuration. First, the shaving amount of 500k sheets is determined by the second current.
While the image sleeve is 6.4 μm,
The diameter was almost the same as 6.6 μm. This is shown in FIG.
This is because they have the properties shown in FIG. That is, FIG.
The relationship between the P / B ratio and the shaving amount of the film is shown.
When it gets smaller, the film becomes easier to scrape
I applied the characteristic that becomes. Next, regarding the tribo (Q / M), the second current
The image sleeve is regulated by the first developing sleeve and
The image sleeve is opposite to the toner advance direction at the toner regulating section.
Of the first and second developments caused by rotation in the opposite directions
(Q / M) differences were 10.2 and 10.5 μC / g, respectively.
Could be on the order. This is the P / B ratio shown in FIG.
And the tribo (Q / M), P / B
As the ratio increases, the tribo (Q / M) decreases and P /
Characteristics that tribo (Q / M) increases when B ratio is reduced
It is a thing using. As a result, FIG.
VD curve with development characteristics as shown (at 30k sheets)
However, as shown in FIG.
We were able to. As a result, the gradation of the image and the gradation
Qualitative control is possible and the durability of the developing sleeve
The service life can be standardized. By configuring as described above, high speed
The first purpose is to be a compact development system for
In a developing device having a plurality of developing sleeves,
It is possible to prevent the developing property from being different for each developing sleeve,
Recent digital images and images compatible with graphics
It can meet the requirements of gradation and gradation stability,
Developing device having a plurality of developing sleeves as a second object
, The life of the developing sleeve can be shared.
To reduce the maintenance work of service personnel.
Service cost can be reduced
High-density and stable developing equipment with no rust image
Could be provided. <Embodiment 2> Next, an embodiment of the present invention will be described.
State 2 will be described. Embodiment 1 of the image forming apparatus according to the present invention
Is the same as The feature of this embodiment is that it is harder to
By using a highly conductive material, the developing sleeve
The point is that the diameter has been further reduced to save space.
You. The developing device 2 used in the present embodiment
explain in detail. As a developer, a one-component magnetic toner of negative polarity
Was used. As shown in FIG. 1, the developing device 2 has two developing switches.
Leaves 20 and 30, and the first developing sleeve 20
Of aluminum A2017 of φ20mm which is a magnetic member
After blasting with FGB # 600 above,
It is configured to perform. Also, the second developing sleeve
30 is also a non-magnetic member made of aluminum of φ20 mm.
Blast processing with FGB # 600 on
It is constructed by coating. The coating is
Prevents sleeve ghost images that occur in the sleeve cycle
And to increase the durability of the sleeve surface
You. The first developing sleeve 20 is attached to the photosensitive drum 1
It rotates at a speed of 150%. Toner is magnetic
The thickness of the layer is regulated by the gap 20A, and the S-Bgap is 250
It is set to μm. First developing sleeve 20 and photosensitive
The distance S-Dgap from the drum 1 was 230 μm,
Leave 20 has a DC bias of + 200V and is shown in FIG.
Like this, a rectangular wave with Vpp of 1400V and frequency of 2.7kHz
Performs magnetic one-component non-contact development applied as an AC bias.
U. Therefore, the development contrast is 300 V in the flight direction,
The fog removal contrast becomes 100V. As the second developing sleeve 30, a non-magnetic portion
Formed on aluminum A2017 of φ20mm
What has been used is used. This developing sleeve 30 has +
200V DC bias and Vpp140 as shown in FIG.
A rectangular wave of 0 V and a frequency of 2.7 kHz is applied.
Since the application means is the same as the first developing sleeve 20,
And reduced costs because only one power source is needed.
And reduced power supply space
There is. The developing sleeve 30 is 15
Rotate at 0% speed. The developing sleeve 30 and the photosensitive drum
The distance S-Dgap from 1 is set to 230 μm. still,
The magnetic blade 20A is the same as in the first embodiment. Next, the features of this embodiment will be described.
You. The material used in the present embodiment is a resin (B)
Epoxy resin and TiO as pigment (P)Two When
Carbon was used. This film is different from the film used in the first embodiment.
With high durability and chargeability against negative charging
There are high features. The results of using this material are shown below.
You. Table 6 shows the film formulation, amount of shaving, and triboelectricity in the conventional system.
(Q / M), toner supply amount (M / S) and tribo (Q / M
M) × Toner supply amount (M / S). [0067] [Table 6] As can be seen from Table 6, in the conventional system, 500
While 6.8 μm of the second developing sleeve is cut on k sheets
The first developing sleeve is shaved by 10.0 μm.
The overall value is larger than in the case of state 1 because the sleeve diameter is
Because it has become smaller). And with the index of development characteristics
A certain toner supply amount (M / S) x tribo (Q / M)
Shows different values. On the other hand, in the present embodiment, Table 7
The above problem is solved by adopting the configuration shown
Was. [0070] The formulation of the membrane is as shown in Table 8. Resin (B) and Pygme
(P) weight ratio P / B is the developing sleeve speed
The faster one was set smaller than the slower one. By the way,
TiOTwo And the ratio of carbon to carbon is 9: 1 due to the dispersibility of carbon.
Is preferred. [0071] Table 7 shows the effects of such a configuration. First, the shaving amount for 500k sheets is the second current value.
While the image sleeve is 6.8 μm,
The diameter was almost the same as 6.9 μm. This is three
Meaning that it was not cut even though the diameter was reduced
I do. Similarly, as the P / B ratio increases, the film becomes easier to scrape.
Conversely, if the P / B ratio is reduced,
Applied. Next, regarding the tribo (Q / M),
The image sleeve is regulated by the first developing sleeve.
In addition, the first developing sleeve is provided with a toner regulating section for controlling the progress of toner.
Developing sleeve caused by rotation in the opposite direction
The difference between the tribo (Q / M) of the
0.9, 11.1 μC / g
Was. This corresponds to the P / B ratio and Q / M (30 k) shown in FIG.
As is clear from the relationship, when the P / B ratio is increased,
When the ribo (Q / M) decreases and the P / B ratio decreases,
It utilizes the property of increasing tribo (Q / M).
You. By doing so, it is an index of development characteristics
Tribo (Q / M) × Toner supply amount (M / S)
Can be equalized, and as a result,
VD curves could be made substantially the same. This
Control of image gradation and gradation stability
Not only is possible, but also the durable life can be shared.
And development by selecting such materials
Space saving of the device 2 has become possible. With the above configuration, high
The development system is compatible with high-speed machines.
A small developing device having a plurality of developing sleeves
Therefore, it is possible to prevent the developing property from being different for each developing sleeve.
Images compatible with recent digital images and graphics
It can meet the requirements of image gradation and gradation stability,
Further, a second object of the present invention is to provide a developing device having a plurality of developing sleeves.
In the device, the life of the developing sleeve can be shared.
And eliminate the need for maintenance for service personnel.
Service costs can be reduced, and high
A stable developing device could be provided. The third object, ie, high speed operation, is
Is stable at a high concentration and can save space.
A developing device having a life of 100,000 sheets could be provided. <Embodiment 3> Next, an embodiment of the present invention will be described.
State 3 will be described. This embodiment is characterized by a reuse image forming apparatus.
That is, the developing device according to the present invention is applied to the apparatus. The reuse system is basically not transferred but remains.
Cleaning is waste toner.
Tribo is extremely small compared to New toner
And the cohesion of waste toner increases,
The share of S-Bgap increases, and the amount of film shaving increases.
This is shown in the developing characteristics of the reuse system shown in FIG.
You. The overall density is lower than that of the new toner.
And the difference between the developing sleeves is larger
You. This embodiment has been implemented in view of the above.
It is. In the present embodiment, the image formation shown in FIG.
A-Si drum was used as the photosensitive drum 201 in the apparatus
The digital copying machine will be described. The process speed of the digital copying machine is 57
0 mm / s at 110 sheets / min.
The surface is uniformly charged to +500 V by the primary charger 203
You. Next, 600 nm with a semiconductor laser having a wavelength of 680 μm.
Exposure 212 by PWM at the dpi
1 to form an electrostatic latent image. Next, regular development is performed by the developing device 202.
The electrostatic latent image is visualized as a toner image. Magnetic as developer
Jumping development using a neutral one-component negative toner. G
The particle size of the toner is 6.0 μm. With a conventional two-component developer
A service person must replace the carrier every 100,000
Is not maintenance-free.
The benefits cannot be reflected much. On the other hand, durability is ignored
Uses dry magnetic one-component toner that requires no maintenance
Was. The developing bias is 2400 Hz, 1 for both the first and second.
500Vpp, Duty 50% AC voltage + 200V DC
A bias voltage on which a voltage is superimposed is applied. S-Bgap is
Both were 250 μm, and S-Dgap was 250 μm. That
Then, a total current of -200 μA is passed through the post charger 210.
After charging the toner image, the toner
Image is transferred by the transfer charger 204, and the toner image is transferred.
The transferred transfer material is sent to the fixing device 207 to define the toner image.
To wear. On the other hand, the transfer residual toner on the photosensitive drum 201
Is removed and collected by the cleaning device 206, and
The waste toner (reuse toner) is developed through
Return to upper 209B. There is no screw inside the transport pipe 208.
A transfer member in the form of a menu is provided.
By rotating, the reused toner is transported. Soshi
And the reused toner is collected in the developing hopper 209B.
And reused. The new toner is stored in the hopper 209A.
And the magnetic force of the magnet rollers 21A and 21B.
And the magnet rollers 21A, 21A
1B is conveyed to the developing device 202 by rotation.
You. In this embodiment, the reuse toner and the new toner
Was mixed in the developing device 202.
It is permissible to provide a mixing space inside the room. Thus, the toner mixed in the developing device 202
The toner is sent to the developing sleeve again, and
Is used for development of the electrostatic latent image formed on the substrate. Magnetro
The normal rotation speed of the roller 21A is 2 revolutions / minute,
The rotation speed of the net roller 21B is changed. Developing device
Self-weight of toner on piezo sensor (made by TDK) in 202
Is not applied, and when the piezo sensor vibrates, the toner
A supply signal is issued. Normally, the magnet roller 21B
Is 10/90 (magnet) with respect to the magnet roller 21A.
Roller 21A: magnet roller 21B = 9: 1)
To Configuration of developing device 202 according to the present embodiment
Is an epoxy resin and TiO, as in the second embodiment.Two ,
Both sleeve diameters are φ20mm with a membrane using carbon.
You. Table 9 shows the effects of the present embodiment. [0087] [Table 9] As shown in Table 9, the amount of shaving on 500k sheets was
While the image sleeve is 7.4 μm,
The diameter was almost the same as 7.3 μm. this isRieux
SLife is about 600k despite the aggregation of waste toner
Means that. Next, the tribo (Q / M) is the developing sleeve speed.
While the faster one is deteriorated by the mechanical share,
The chargeability of the deteriorated toner can be further increased
Was. That is, the tribo (Q / M) of the first developing sleeve is changed to the second
It could be comparable to that of the developing sleeve. this
So that the overall charge is low
In the system, tribo (Q / M) ×
It is possible to make the toner supply amount (M / S) almost equal.
As a result, the VD curve which is the development characteristic is almost
The curves could be almost identical. This allows the image
Control of the gradation and gradation stability of
The realization of a Ulysse system with a common durable life
did it. With the above-described configuration, reuse compatible
Development system, and the first purpose
In a small developing device having a developing sleeve, a developing three
Can be prevented from being different for each
Image gradation and image gradation corresponding to
The requirement of tonal stability can be satisfied, and the second object
In a developing device having a plurality of developing sleeves.
The service life of the image sleeve can be
Service maintenance.
Cost can be reduced, and the stable
An imaging device could be provided. The third object, a sleeve ghost image
There is no
Current and environmentally friendly with reuse
An imaging device could be provided. [0091] As is apparent from the above description, the present invention
According toToner carrierBy sharing a common life span
Eliminates the need for service personnel and reduces service costs
Be able toToner carrierEvery developability
Eliminate the differences to digital images and graphics in recent years
It is necessary to satisfy the requirements for gradation and gradation stability of the corresponding image.
The effect that can be obtained is obtained.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明に係る現像装置の断面図である。 【図2】本発明に係る現像装置の現像スリーブの斜視図
である。 【図3】本発明に係る現像装置を備える画像形成装置要
部の断面図である。 【図4】本発明に係る現像装置の磁極配置を示す断面図
である。 【図5】本発明に係る現像装置の磁極配置を示す断面図
である。 【図6】本発明に係る現像装置の現像スリーブの配置と
磁気シール部材との関係を示す図である。 【図7】現像バイアス波形を示す図である。 【図8】従来の現像装置の現像特性を示す図である。 【図9】従来の現像装置の現像特性を示す図である。 【図10】膜組成のP/B比と膜の削れ量との関係を示
す図である。 【図11】膜組成のP/B比とトリボ(Q/M)との関
係を示す図である。 【図12】従来のリユース画像形成装置の現像特性を示
す図である。 【図13】本発明の実施の形態3に係る現像装置を備え
るリユース画像形成装置要部の断面図である。 【図14】従来の現像装置を備える画像形成装置要部の
断面図である。 【符号の説明】 1 感光ドラム(静電潜像担持体) 2 現像装置 3 一次帯電器 4 転写帯電器 6 クリーニング装置 7 定着装置 10 ポスト帯電器 12 画像露光 20 第1の現像スリーブ(上流の現像剤担持体) 30 第2の現像スリーブ(下流の現像剤担持体)
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a sectional view of a developing device according to the present invention. FIG. 2 is a perspective view of a developing sleeve of the developing device according to the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of an image forming apparatus including a developing device according to the present invention. FIG. 4 is a sectional view showing a magnetic pole arrangement of the developing device according to the present invention. FIG. 5 is a sectional view showing a magnetic pole arrangement of the developing device according to the present invention. FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between an arrangement of a developing sleeve of the developing device according to the present invention and a magnetic seal member. FIG. 7 is a diagram showing a developing bias waveform. FIG. 8 is a diagram illustrating development characteristics of a conventional developing device. FIG. 9 is a diagram showing development characteristics of a conventional developing device. FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the P / B ratio of the film composition and the amount of film shaving. FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the P / B ratio of film composition and tribo (Q / M). FIG. 12 is a diagram showing development characteristics of a conventional reuse image forming apparatus. FIG. 13 is a sectional view of a main part of a reuse image forming apparatus including a developing device according to a third embodiment of the present invention. FIG. 14 is a cross-sectional view of a main part of an image forming apparatus including a conventional developing device. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photosensitive drum (electrostatic latent image carrier) 2 Developing device 3 Primary charger 4 Transfer charger 6 Cleaning device 7 Fixing device 10 Post charger 12 Image exposure 20 First developing sleeve (upstream developing Developer carrier) 30 Second developing sleeve (downstream developer carrier)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 静電潜像担持体の回転方向に沿って並設
され同方向に回転自在な上流側及び下流側のトナー担持
体と、上流側のトナー担持体上のトナーの層厚規制を行
うブレードと、を有し、各々のトナー担持体を内部の磁
性部材の周りに非磁性部材とこれを覆うコーティング部
とで構成し、下流側のトナー担持体上のトナーの層厚
規制を上流側のトナー担持体によって行うよう構成した
現像装置において、前記 コーティング部材を構成する樹脂の重量をB、樹脂
と混合する結晶性グラファイト及び導電性カーボン若し
くは酸化チタン及び導電性カーボンの重量をPとしたと
き、下流側のトナー担持体のコーティング部材の重量比
P/Bを上流側のトナー担持体のコーティング部材の
量比P/Bよりも大きくしたことを特徴とする現像装
置。
(57) [Claims] 1. An electrostatic latent image carrier is juxtaposed along the rotation direction.
And carry the upstream and downstream toner rotatable in the same direction.
And the toner layer thickness on the toner carrier on the upstream side
Blades, and each toner carrier is constituted by a non-magnetic member around the internal magnetic member and a coating member covering the same, and the layer thickness regulation of the toner on the downstream toner carrier is regulated by the upstream. in <br/> developing device configured to perform the toner carrier side, B the weight of the resin constituting the coating member, a resin
Graphite and conductive carbon mixed with water
If the weight of titanium oxide and conductive carbon is P
Weight ratio of the coating member of the toner carrier on the downstream side
P / B development apparatus, wherein a is larger than the weight <br/> weight ratio P / B of the coating member of the upstream side toner carrying member.
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