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JP3483480B2 - Developing device - Google Patents
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JP3483480B2 - Developing device - Google Patents

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JP3483480B2 JP34370798A JP34370798A JP3483480B2 JP 3483480 B2 JP3483480 B2 JP 3483480B2 JP 34370798 A JP34370798 A JP 34370798A JP 34370798 A JP34370798 A JP 34370798A JP 3483480 B2 JP3483480 B2 JP 3483480B2
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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13を用いて画像形成工程を説
明する。 【0004】図13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である現像スリ
ーブ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、必要に応じてポスト帯電器(チャージ
ャー)10を用いて転写前処理(通常はDC若しくはA
C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】 【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。 【0009】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るものの、通常
の複数現像装置はφ30mmとφ20mm又はφ20m
mとφ16mmの組み合わせというように外径の異なる
現像スリーブを用いた場合が多い。これは主に現像する
ものと副で現像するものとに機能分離しているためであ
り、副現像は主を補うことを目的としている。そのた
め、コストを出来るだけ安くするために現像スリーブが
小径となっており、このような系では以下のような問題
があった。 【0010】1.上流の現像スリーブと下流の現像スリ
ーブの径の差による現像ニップの違いによって現像特性
が異なり、省スペース化やコスト低減のために共通現像
バイアスを用いると現像スリーブ毎に現像性が異なって
しまい、現像性が現像スリーブ毎に異なるために濃度制
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階調性並びに階調性安定
性の要求に対して相反することであった。この現像性の
違いは現像スリーブ径が大きい程現像スリーブと感光体
の間に形成される現像領域の幅が大きくなるからであ
る。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顕著に現れる。 【0011】2.又、複数の現像スリーブを有する現像
装置においては、現像スリーブの外径が異なると各々の
現像スリーブでトナー層厚規制部材を通る回数が異なる
ためにスリーブ表面の受ける摩擦程度が異なり、結果と
してコート材の削れ度合いが違うために寿命が異なって
いた(径が小さい方がブレード通過回数が多いために寿
命も短い)。そのため、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
必要があるためにサービスコストも高騰していた。 【0012】3.現像スリーブピッチで生じるスリーブ
ゴースト画像に加え、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。 【0013】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。 【0014】従って、本発明の第1の目的とする処は、
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
階調性並びに階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。 【0015】又、本発明の第2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】更に、本発明の第3の目的とする処は、ス
リーブゴースト画像の発生を防ぐとともに、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。 【0017】 【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外径の異なる複数のトナー担持
体と、複数のトナー担持体に対応して複数設けられトナ
ー担持体上のトナーの層厚を規制するブレードと、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材とで構成し、各ト
ナー担持体の回転速度を等しくした現像装置において、
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、外径が小さいトナー担持体のコーティング部材の重
量比P/Bを外径が大きいトナー担持体のコーティング
部材の重量比P/Bよりも小さくしたことを特徴とす
る。 【0018】 【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450mm/secで
毎分82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。このように現像装置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(図3参
照)で総電流(AC+DC)−200μAを流してトナ
ー像を帯電させた後、転写材が転写及び分離し易いよう
にし、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。 【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。尚、トナーはネガトナーであって、
その粒径は8.5μmである。 【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。トナーの補給動作において、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。 【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#600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#600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アルミニウム(Al)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。 【0031】ところで、第1の現像スリーブ20には図
及び表1に示すような6極(N1〜N3,S1〜
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。 【0032】又、第1の現像スリーブ20は感光ドラム1に対して1
50%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20
0μmに設定され、現像スリーブ20には+200Vの
DCバイアスと図5に示すようにVpp1200V、周波
数2.5kHz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。 【0033】第2の現像スリーブ30としては非磁性部
材である直径φ20mmのアルミニウムA2017に膜
を形成したものが用いられ、その内部には図及び表2
に示す4極(N1,N2,S1,S2)の磁場パターン
より成るマグネットが設けられている。 【0034】 第2の現像スリーブ30には+200VのDCバイアス
と図5に示すVpp1200V、周波数2.5kHz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。 【0035】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上
に担持されたトナーの層厚規制は磁気ブレード30Aに
よって行われる。そして、第2の現像スリーブ30と磁
気ブレード30Aとの隙間S−Bgap は250μm、現
像スリーブ30と感光ドラム1との隙間S−Dgap は2
00μmにそれぞれ設定されている。 【0036】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、これ
らの磁気ブレード20A,30Aを同じように構成する
ことによって現像条件を出来るだけ同じに設定すること
ができ、環境や耐久によって濃度変動が生じた場合の補
正が可能となる。 【0037】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S−Bgap は
同じであるため、これらの現像スリーブ20,30上の
トナーコート量(M/S)も約1.0mg/cm2 と同
じになる。又、第1の現像スリーブ20の現像極はN
2、第2の現像スリーブ30の現像極はS1であり、両
者の磁力と半値幅も同じである。 【0038】ところが、両現像スリーブ20,30の周
速も同じであるにも拘らず、実際の現像特性は図6に示
すように異なる。このことについて以下に説明する。 【0039】これは図12に示すように、複数の現像ス
リーブを用いた場合に外径が異なると現像領域(現像ニ
ップ)の大きさがスリーブ径によって異なるためであ
り、外径が大きくなると現像ニップも大きくなる。 【0040】現像性は基本的にトナーの供給量(M/
S)と単位重量当たりの帯電量であるトリボ(Q/M)
及び現像ニップに比例する。即ち、現像スリーブの周速
比が等しい場合、トナーの供給量(M/S)×トリボ
(Q/M)×現像ニップに比例する。従って、前記現像
条件の場合の現像ニップは第1現像で5.7mm、第2
現像で5.0mmであり、この差が図6に示す現像特性
の違いを生じさせる。尚、図6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。 【0041】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。 【0042】外径が異なる現像スリーブにおいては、外
径が大きい方が単位コピー(単位時間)にブレード部を
通過する回数が減るためにスリーブ上の膜の削れ量は少
ない。従って、径が本実施の形態の場合のようにφ20
mmとφ30mmではφ20mmのものはφ30mmの
ものに比べて約1.6倍多く削れるため、φ30mmの
現像スリーブは未だ寿命に達していないにも拘らずφ2
0mmの現像スリーブを先に交換しなければならず、そ
の後、φ30mm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。 【0043】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。 【0044】表3に従来系での膜処方(P/B)、削れ
量、トリボ(Q/M)、トナー供給量(M/S)、現像
ニップ及びトナー供給量(M/S)×トリボ(Q/M)
×現像ニップの値をそれぞれ示す。 【0045】 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。 【0046】表3から分かるように、従来系では500
k枚において、φ30スリーブが6.7μm削れる間に
φ20スリーブは寿命10μmを超えてしまう。そし
て、現像ニップが異なり、現像特性の指標であるトナー
供給量(M/S)×トリボ(Q/M)×現像ニップは両
者異なった値を示す。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。 【0047】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については外径の小さい方の
コーティング部材の値を外径の大きい方のコーティング
部材のそれよりも小さく設定した。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。 【0048】 以上のように構成にした際の効果を表4に示す。 【0049】先ず、500k枚における削れ量はφ30
スリーブが6.7μmであるのに対してφ20スリーブ
は6.8μmとほぼ同程度であった。これは図8に示す
ような性質を有するためである。即ち、図8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。 【0050】次に、トリボ(Q/M)については現像ニ
ップが小さくて現像性が劣るφ20スリーブの方を大き
くすることができた。これは図9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。このようにすることによって現像特性
の指標であるトナー供給量(M/S)×トリボ(Q/
M)×現像ニップの値をほぼ同等にすることができ、そ
の結果として、従来図6に示すように現像特性であるV
−Dカーブに差があったものが、図7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。 【0051】以上のように構成することによって、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、本発明の第3の目
的であるスリーブゴースト画像の発生を防ぐとともに、
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。 【0052】<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。 【0053】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。 【0054】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。 【0055】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。 【0056】現像剤としては負極性の1成分磁性トナー
を用い正規現像を行う。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φ15mm
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。 【0057】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200μmとし、現像ス
リーブ20には+200VのDCバイアスと図5に示す
ようにVpp1200V、周波数2.5kHz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(トナー引き戻し)コントラストが100V
となる。 【0058】第2の現像スリーブ30としては非磁性部
材であるφ15mm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5に示すようなVpp120
0V、周波数2.5kHz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%の速度で回転する。トナーの層厚規制には磁気ブレ
ード30Aを用い、S−Bgap は250μm、S−Dga
p は200μmにそれぞれ設定される。尚、磁気ブレー
ド20A,30Aは実施の形態1と同様である。 【0059】次に、本実施の形態の特徴について説明す
る。 【0060】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)として酸化チタン
(TiO2 )とカーボンを用いた。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。 【0061】表6に従来系での膜処方(P/B)、削れ
量、トリボ(Q/M)、トナー供給量(M/S)、現像
ニップ及びトナー供給量(M/S)×トリボ(Q/M)
×現像ニップの値をそれぞれ示す。 【0062】 膜の処方はA1スリーブ表面にエポキシ樹脂とTiO2
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厚さは10
μm程度である。この場合、P/B比は1/2.5であ
る。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。 【0063】表6から分かるように、従来系では500
k枚においてφ20スリーブが5.2μm削れる間にφ
15スリーブは7.0μm削れる。そして、現像ニップ
が異なり、現像特性の指標であるトナー供給量(M/
S)×トリボ(Q/M)×現像ニップは両者異なった値
を示す。 【0064】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。 【0065】 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については外径の小さい方の
コーティング部材を外径の大きい方のコーティング部材
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。 【0066】 このような構成にした際の効果を表7に示す。 【0067】先ず、500k枚における削れ量はφ20
スリーブが5.2μmであるのに対してφ15スリーブ
が5.4μm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。 【0068】次に、トリボ(Q/M)は現像ニップが小
さくて現像性が劣るφ15スリーブの方が大きくでき
た。これは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ナー供給量(M
/S)×トリボ(Q/M)×現像ニップの値をほぼ同等
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。 【0069】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。 【0070】又、第3の目的であるスリーブゴーストを
無くすとともに、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、90万枚の寿命の
現像装置を提供することができた。 【0071】<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。 【0072】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。 【0073】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10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。 【0074】本実施の形態では、図11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。 【0075】デジタル複写機のプロセススピードは56
0mm/sの115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。 【0076】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2000Hz,1500V
pp,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25
0μm、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。 【0077】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。 【0078】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。 【0079】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。 【0080】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φ20mmとφ15
mmである。 【0081】表9に本実施の形態の効果を示す。 【0082】 【表9】表9に示すように、500k枚における削れ量はφ20
スリーブが6.0μmであるのに対してφ15スリーブ
が6.2μmとほぼ同程度にできた。これはリユース
廃トナーの凝集にも拘らず寿命が800k程度もつこと
を意味する。 【0083】次に、トリボ(Q/M)は現像ニップが小
さくて現像性が劣るφ15スリーブの方を大きくでき、
劣化したトナーにも拘らず7.5、8.5とできた。こ
のようにすることによって現像特性の指標であるトナー
供給量(M/S)×トリボ(Q/M)×現像ニップの値
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。 【0084】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。 【0085】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。 【0086】 【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、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
できるという効果が得られる。 【0087】又、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という効果
が得られる。 【0088】更に、スリーブゴースト画像の発生を防ぐ
とともに、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. 13 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 for development, and the developer
DC bias of about -500V as a developing bias.
Apply latent image to reverse develop latent image and visualize as toner image
Become Then, if necessary, post-charger (charge
Pretreatment (usually DC or A)
Addition of corona by C or combination with light elimination etc.
The toner image on the transfer material supplied to the photosensitive drum 1.
The image is transferred by the transfer charger 4. And toner
The transfer material on which the image has been transferred is sent to the fixing device 7 to form a toner image.
A desired image is obtained by fixing to a transfer material. still,
The transfer residual toner on the photosensitive drum 1 is transferred to the cleaning device 6.
Therefore, it is removed and prepared for the next image formation. [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] SUMMARY OF THE INVENTION
The conventional developing device has the following problems. That is, a plurality of developer carriers (developing sleeves)
Although a developing device having a
Multiple developing devices are φ30mm and φ20mm or φ20m
Different outer diameters such as a combination of m and φ16mm
In many cases, a developing sleeve is used. This is mainly developed
This is because the functions are separated into those for development and those for secondary development.
The auxiliary development is intended to supplement the main. That
Development sleeve to reduce costs as much as possible
It has a small diameterAsThe following problems occur in a simple system
was there. [0010] 1. Upstream developing sleeve and downstream developing sleeve
Development characteristics due to differences in development nip due to differences in diameter
But common development for space saving and cost reduction
When using a bias, the developability differs for each developing sleeve.
In other words, since the developability differs for each developing sleeve, the density
He had difficulties. This is because digital images and
Gradation of images and stabilization of gradations corresponding to roughening
It was at odds with sexual demands. This developability
The difference is that the larger the developing sleeve diameter, the
This is because the width of the development area formed between
You. This phenomenon is due to the low charge amount of toner
This is particularly noticeable when a one-component toner is used. 2. Also, developing with a plurality of developing sleeves
When the outer diameter of the developing sleeve is different,
The number of times of passing through the toner layer thickness regulating member in the developing sleeve is different
The degree of friction on the sleeve surface is different
And the service life is different due to the different degree of shaving of the coating material
(The smaller the diameter, the more times the blade passes
Life is short). Therefore, maintenance of replacement of the developing sleeve
Service intervals are different, and servicemen frequently visit users
Service costs were also rising because of the need. 3. Sleeve generated by developing sleeve pitch
In addition to ghost images, high-speed aircraft are fast
The development time is too short and the development time is not sufficient
As a result, the developability is unstable and the density varies greatly.
Had become. [0013] Therefore, solving the above problems simultaneously
Was difficult. Therefore, the first object of the present invention is to
Recent digital images and images compatible with graphics
Can meet the requirements of gradation and gradation stability
An object of the present invention is to provide a developing device. The second object of the present invention is as follows.Tona
-CarrierServiceman by standardizing the service life of
Maintenance costs and service costs
An object of the present invention is to provide a developing device capable of reducing the number of developing devices. Further, a third object of the present invention is that
While preventing the occurrence of leave ghost images,
Developing device that can stabilize developability and density
To provide a location. [0017] 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 can rotate in the same directionMultiple outside diametersToner carrying
And a plurality of toners corresponding to the plurality of toner carriers.
A blade for regulating the layer thickness of the toner on the carrier,With
AndEach toner carrierNon-magnetic around the inner magnetic member
Material and coating material covering itAnd each
The rotation speed of the carrierIn the developing device,
PreviousNoteResin constituting the printing memberWeight of B, resin
Graphite and conductive carbon mixed with water
If the weight of titanium oxide and conductive carbon is P
Weight of the coating member of the toner carrier with a small outer diameter
Coating of toner carrier having a large outer diameter with a quantity ratio of P / B
The weight ratio of the members was smaller than P / B.Characterized by
You. [0018] [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 450 mm / sec.
A black and white digital copier capable of outputting 82 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 Thus, the electrostatic latent image is developed by the developing device 2 and
After being visualized as a toner image, the post charger 10 (see FIG. 3)
), The total current (AC + DC) -200μA
-After the image is charged, the transfer material is easily transferred and separated.
And a toner image is formed on the transfer material supplied to the photosensitive drum 1.
The transfer is performed by the transfer charger 4. Then, the toner image is transferred.
The transferred transfer material is sent to the fixing device 7 to transfer the toner image to the transfer material.
To obtain a desired image. In addition, photosensitive
The transfer residual toner on the ram 1 is removed by the cleaning device 6.
It is removed and prepared 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. Incidentally, the toner is a negative toner,
Its particle size is 8.5 μm. In this embodiment, a plurality of developers are used.
Regular development using the carrier (developing sleeve) 20, 30
Do. In the toner supply operation, the vicinity of 2B shown in FIG.
When the toner runs out, the signal from the piezoelectric element 22
The magnet roll 24 is driven to rotate, and this magnet
By the rotation of the troll 24, the toner is discharged from the hopper 9B.
It is supplied into the developing device 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. 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 # 600,
It is constructed by coating. Also, the second
The developing sleeve 30 is also a non-magnetic member having a diameter of φ20.
mm A2017 on FGB # 600
It is composed by blasting and coating
You. In addition, this coating is aluminum (Al) surface
Forming a film that protects the
While preventing sleeve ghost images from occurring,
It is applied to increase the durability of the leave surface. Incidentally, the first developing sleeve 20 is
4And 6 poles (N1 to N3, S1 toS
3) Built-in fixed magnet with magnetic field pattern
ing. [0032]Further, the first developing sleeve 20 is
It rotates at a speed of 50% 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 20
0 μm, and +200 V
DC bias and Vpp 1200V as shown in FIG.
A square wave of several 2.5 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 φ20mm
Is used, and inside it is a figure4And Table 2
Magnetic field pattern of 4 poles (N1, N2, S1, S2) shown in
Is provided. [0034] +200 V DC bias is applied to the second developing sleeve 30
And Vpp of 1200V and frequency of 2.5kHz 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 at a speed of 150%
The thickness regulation of the toner carried on the magnetic blade 30A
This is done. Then, the second developing sleeve 30 and the magnetic
The gap S-Bgap with the air blade 30A is 250 μm,
The gap S-Dgap between the image sleeve 30 and the photosensitive drum 1 is 2
It is set to 00 μm. By the way, the magnetic blades 20A and 30A
Both are 1.0 mm thick plate-like magnetic blades,
These magnetic blades 20A and 30A are configured in the same manner.
Setting the same development conditions as possible
To compensate for concentration fluctuations caused by the environment and durability.
Positive becomes possible. Thus, digital images and graphics in recent years have
To meet the demand for gradation stability of images corresponding to
The developing characteristics of the developing sleeves 20 and 30 (first and
The most important issue is to match the (second development characteristics).
is there. For both developing sleeves 20 and 30, S-Bgap is
Since these are the same, these developing sleeves 20 and 30
The toner coat amount (M / S) is also about 1.0mg / cmTwo Same as
Be the same. The developing pole of the first developing sleeve 20 is N
2, the developing pole of the second developing sleeve 30 is S1,
The same is true for the magnetic force and half-value width. However, the circumference of both developing sleeves 20 and 30
Although the speed is the same, the actual developing characteristics are shown in FIG.
So different. This will be described below. This is shown in FIG.
If the outer diameter is different when using a leave, the developing area (developing
The size of the tip varies depending on the sleeve diameter.
As the outer diameter increases, the developing nip also increases. The developability is basically based on the toner supply amount (M /
S) and triboelectric charge per unit weight (Q / M)
And the development nip. That is, the peripheral speed of the developing sleeve
If the ratios are equal, the toner supply amount (M / S) × the tribo
(Q / M) x It is proportional to the development nip. Therefore, the development
In the case of the condition, the development nip is 5.7 mm in the first development,
The difference is 5.0 mm in the development, and this difference is the development characteristic shown in FIG.
Make a difference. In FIG. 6, the horizontal axis represents the contrast current.
The V-D characteristic shows the density in the vertical axis at the position Vcont (V).
It is. Next, the second problem, which is the development sleeve
The life will be described. In a developing sleeve having a different outer diameter,
The larger the diameter, the more the blade part
Because the number of passages is reduced, the amount of film shaving on the sleeve is small.
Absent. Therefore, the diameter is φ20 as in the case of the present embodiment.
mm and φ30mm, φ20mm is φ30mm
It can be cut about 1.6 times more than the
Although the developing sleeve has not yet reached the end of its life,
The 0 mm developing sleeve must be replaced first,
Service after replacing φ30mm developing sleeve
Costs for the developer and increase the life of the developing sleeve.
It is hoped that this will be done. This embodiment is implemented in view of the above.
It is something. Table 3 shows the film formulation (P / B) and the shaving in the conventional system.
Amount, tribo (Q / M), toner supply amount (M / S), development
Nip and toner supply amount (M / S) x tribo (Q / M)
X Indicates the value of the development nip. [0045] 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
In k sheets, while φ30 sleeve can be cut 6.7μm
The service life of the φ20 sleeve exceeds 10 μm. Soshi
The development nip is different and the toner
Supply amount (M / S) x tribo (Q / M) x development nip
Different values. In contrast, in the present embodiment,
Has the above problem by adopting the configuration shown in Table 4.
Was solved. [0047]The formulation of the membrane is as shown in Table 5. Resin (B) and Pygme
(P) weight ratio P / B of smaller outer diameter
Coating material with larger outer diameter
It was set smaller than that of the member. By the way, graphite
The ratio of carbon to carbon is preferably 9: 1 over the dispersibility of carbon.
No. [0048] Table 4 shows the effects of the above configuration. First, the shaving amount of 500k sheets is φ30
Φ20 sleeve, while the sleeve is 6.7 μm
Was about the same as 6.8 μm. This is shown in FIG.
This is because it has such properties. That is, FIG. 8 shows the P / B ratio
Shows the relationship between and the amount of shaving of the film. As the P / B ratio increases,
The film is easy to scrape, and on the contrary, it is hard to
I applied the nature. Next, regarding tribo (Q / M),
Φ20 sleeve, which has a small gap and poor developability, is larger
Could be done. This corresponds to the P / B ratio and
As can be seen from the relationship with the
The tribo (Q / M) becomes smaller as the pitch increases, and the P / B ratio decreases.
Uses the characteristic that the tribo (Q / M) increases when the value is reduced
It was done. By doing so, the development characteristics
Toner supply amount (M / S) x tribo (Q /
M) × Development nip value can be made almost equal.
As a result, as shown in FIG.
-There was a difference in the D curve, as shown in FIG.
The same curve could be obtained. As a result, the gradation of the image
Control of gradation stability and
The endurance life of the probe can be shared. By configuring as described above, high speed
Development system compatible with the
Developing device having a plurality of developing sleeves,
The development property can be prevented from being different for each sleeve.
Of digital image and image corresponding to graphic conversion
And the stability of the gradation can be satisfied.
Developing device having a plurality of developing sleeves
The development sleeve can have a common life,
Servicemen by eliminating the need for maintenance.
Service cost can be reduced, and the third aspect of the present invention
While preventing the appearance of sleeve ghost images,
It is possible to provide a developing device having a high density and a stable density.
did it. <Embodiment 2> Next, an embodiment of the present invention will be described.
State 2 will be described. The image forming apparatus according to the present invention is the first embodiment.
Is the same as The feature of the present 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
Is used for regular development. As shown in FIG. 1, the developing device 2
A first developing sleeve having two developing sleeves 20 and 30;
The probe 20 is a non-magnetic member made of aluminum of φ20 mm.
Blasted with AGB # 600 on A2017
After that, the coating is performed. Also, the second
The developing sleeve 30 is also a non-magnetic member of φ15 mm
Bra with FGB # 600 over aluminum A2017
It is configured by a strike treatment and coating. Ko
Ghosting occurs in the sleeve cycle
Prevents image and increases durability of sleeve surface
Done for. 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 set to 200 μm,
Leave 20 has a DC bias of + 200V and is shown in FIG.
So, a square wave with Vpp 1200V and frequency 2.5kHz
Performs magnetic one-component non-contact development applied as an AC bias.
U. Therefore, the development contrast is 300 V in the flight direction,
Fog removal (toner pullback) contrast is 100V
Becomes As the second developing sleeve 30, a non-magnetic portion
Formed on aluminum A2017 of φ15mm
What has been used is used. This developing sleeve 30 has +
200V DC bias and Vpp120 as shown in FIG.
A rectangular wave of 0 V and a frequency of 2.5 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. Magnetic blur is required to regulate toner layer thickness.
S-Bgap is 250 μm, S-Dga
p is set to 200 μm, respectively. The magnetic break
The nodes 20A and 30A are the same as in the first embodiment. Next, the features of this embodiment will be described.
You. The material used in this embodiment is resin (B) and
And epoxy resin, titanium oxide as pigment (P)
(TiOTwo ) And carbon. This film is an embodiment
Durability is higher than that of the film used in 1
And has a high charge-imparting property. When using this material
The results of are shown below. Table 6 shows the film formulation (P / B) and shaving in the conventional system.
Amount, tribo (Q / M), toner supply amount (M / S), development
Nip and toner supply amount (M / S) x tribo (Q / M)
X Indicates the value of the development nip. [0062] The formulation of the film is epoxy resin and TiO2 on the A1 sleeve surface.Two
And carbon in a weight ratio of 100: 36: 4
And a film cured at a temperature of 150 ° C. with a thickness of 10 μm.
Using. The thickness for forming a stable and uniform film is 10
It is about μm. In this case, the P / B ratio is 1 / 2.5.
You. B is the weight of the resin, P is the pigment other than the resin (crystal
Weight of graphite (carbon). As can be seen from Table 6, in the conventional system, 500
While the φ20 sleeve can cut 5.2 μm in k sheets, φ
The 15 sleeve can be cut to 7.0 μm. And the development nip
Are different, and the toner supply amount (M /
S) x tribo (Q / M) x development nip are different values
Is shown. On the other hand, in the present embodiment, Table 7
The above problem is solved by adopting the configuration shown
Was. [0065] The formulation of the membrane is as shown in Table 8. Resin (B) and Pygme
(P) weight ratio P / B of smaller outer diameter
Coating member with larger outer diameter
It was set smaller than. By the way, TiOTwo And carbon ratio
Is preferably 9: 1 from the dispersibility of carbon. [0066] Table 7 shows the effects of such a configuration. First, the shaving amount of 500k sheets is φ20.
Φ15 sleeves compared to 5.2μm sleeves
Was almost the same as 5.4 μm. This is the sleeve
It means that it can no longer be cut in spite of the smaller diameter
You. Similarly, as the P / B ratio increases, the film becomes easier to scrape.
Conversely, if the P / B ratio is reduced,
Applied. Next, the tribo (Q / M) has a small developing nip.
Φ15 sleeve with poor developability can be made larger
Was. This is because when the P / B ratio is increased, the tribo (Q / M)
When the P / B ratio is reduced, tribo (Q / M)
Is used. Like this
The toner supply amount (M
/ S) x tribo (Q / M) x development nip
And as a result, the development characteristic V
The -D curve could be made substantially the same. this child
Enables control of image gradation and gradation stability
At the same time, the durability life can be shared,
Furthermore, by selecting such a material, the developing device
2 space saving has become possible. With the above-described configuration, a high
The development system is compatible with high-speed machines.
In a developing device having a plurality of developing sleeves, the current
Developing properties can be prevented from being different for each image sleeve,
Digital image of the year and image floor corresponding to graphic
It can meet the requirements for tonality and gradation stability.
In the developing device having a plurality of developing sleeves, which is the second object,
Therefore, the life of the developing sleeve can be shared,
Service can be saved by eliminating maintenance work for service personnel
Cost can be reduced and the concentration is stable at high concentration.
The developing device can be provided. Also, the third object, sleeve ghost,
High density and stable for high speed
And saves space.
A developing device 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 density is lower than that of the new toner,
It can be seen that the image sleeve difference has increased. This implementation
The embodiment is implemented in view of these. In this embodiment, the image forming apparatus 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 56
0 mm / s at 115 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
Development using a one-component negative toner. Tona
The particle size is 6.0 μm; With conventional two-component developers,
Servicemen have to replace carriers every 100,000 copies
And the benefits of reuse are not
Cannot be reflected. On the other hand, durability can be ignored and no
A dry magnetic one-component toner requiring only maintenance was used. Present
The image bias is 2000 Hz, 1500 V for both the first and second.
pp, Duty 50% AC voltage + 200V DC voltage
Apply the folded bias voltage. S-Bgap is 25
0 μm and S-Dgap were 250 μm. Then pos
The total current of -200 μA in the charging device 210 to form a toner image
After charging, the toner image is transferred to the transfer material that moves in the direction of the arrow.
The toner image is transferred by the transfer charger 204.
The transfer material is sent to the fixing device 207 to fix the toner image. 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 ,
Diameter of sleeve is φ20mm and φ15 with membrane using carbon
mm. Table 9 shows the effects of the present embodiment. [0082] [Table 9]As shown in Table 9, the shaving amount at 500k sheets was φ20.
Φ15 sleeve compared to 6.0μm sleeve
Was almost the same as 6.2 μm. this isReuseso
Life is about 800k despite the aggregation of waste toner
Means Next, the tribo (Q / M) has a small developing nip.
Φ15 sleeve with poor developability can be made larger,
Despite the deteriorated toner, 7.5 and 8.5 were obtained. This
The toner which is an index of the development characteristics
Supply amount (M / S) x tribo (Q / M) x development nip value
Can be made almost equal, and as a result,
VD curve, which is the characteristic, can be made almost the same curve.
Was. This makes it possible to control image gradation and gradation stability.
Control, and a durable life
A lease system was realized. With the above configuration, the reuse compatible
Development system, and the first purpose
For each developing sleeve in a developing device having a developing sleeve
Can be prevented from differing in developability.
Gradation and gradation of images corresponding to images and graphics
The requirements of stability can be satisfied, and
Developing device having a plurality of developing sleeves.
The service life of the serviceman can be standardized.
Service costs by eliminating maintenance
Developing equipment with high density and stable density
Could be provided. In addition, the third object, which is to increase the speed
Is stable at high concentration, saving space and
It is possible to provide a developing device with excellent use and environment.
Was. [0086] As is apparent from the above description, the present invention
According to recent digital images and graphics
To meet the requirements of image gradation and gradation stability.
The effect that can be obtained is obtained. Also,Toner carrierCommon life
Saves maintenance work by service personnel
And service costs can be reduced
Is obtained. Further, generation of a sleeve ghost image is prevented.
At the same time, stabilize developability and density against high speed
The effect that it 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現像スリーブの磁極配
置を示す断面図である。 【図5】現像バイアス波形を示す図である。 【図6】従来の現像装置の現像特性を示す図である。 【図7】従来の現像装置の現像特性を示す図である。 【図8】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9】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10】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11】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12】スリーブ外径と現像ニップの大きさとの関係
を示す図である。 【図13】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 現像スリーブ(現像剤担持体) 30 現像スリーブ(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 a developing sleeve of the developing device according to the present invention. FIG. 5 is a diagram showing a developing bias waveform. FIG. 6 is a diagram illustrating development characteristics of a conventional developing device. FIG. 7 is a diagram illustrating development characteristics of a conventional development device. FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the P / B ratio of the film composition and the amount of film shaving. FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the P / B ratio of film composition and tribo (Q / M). FIG. 10 is a diagram illustrating development characteristics of a conventional reuse image forming apparatus. FIG. 11 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. 12 is a diagram illustrating a relationship between an outer diameter of a sleeve and a size of a developing nip. FIG. 13 is a 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 Developing sleeve (developer carrier) 30 Developing sleeve (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外径の異なる複数のトナー担持
体と、複数のトナー担持体に対応して複数設けられトナ
ー担持体上のトナーの層厚を規制するブレードと、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材とで構成し、各ト
ナー担持体の回転速度を等しく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、外径が小さいトナー担持体のコーティング部材の重
量比P/Bを外径が大きいトナー担持体のコーティング
部材の重量比P/Bよりも小さ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.
Carrying multiple toners with different outer diameters that are rotatable in the same direction
And a plurality of toners corresponding to the plurality of toner carriers.
A blade that regulates the layer thickness of the toner on the carrier, wherein each toner carrier comprises a non-magnetic member around a magnetic member inside and a coating member covering the non-magnetic member .
In the developing apparatus equal rotation speed of the toner carrying member, the weight of the resin before configuring the logger computing member B, the resin
Graphite and conductive carbon mixed with water
If the weight of titanium oxide and conductive carbon is P
Weight of the coating member of the toner carrier with a small outer diameter
Coating of toner carrier having a large outer diameter with a quantity ratio of P / B
A developing device wherein the weight ratio of the members is smaller than P / B.
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