JP2000172064A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 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と
ともに、現像剤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。 【構成】 静電潜像担持体の回転方向に対して上流と下
流に配置される外径の異なる複数の現像スリーブ（現像
剤担持体）２０，３０を有し、各現像スリーブ２０，３
０を内部の磁性部材の周りに非磁性部材とこれを覆うコ
ーティング部材を形成して構成した現像装置２におい
て、前記現像スリーブ２０，３０表面の各々のコーティ
ング部材を構成する樹脂（Ｂ）とピグメント部材（Ｐ）
の重量比Ｐ／Ｂを異ならせる。具体的には、外径が小さ
い方の現像スリーブ３０のコーティング部材の重量比Ｐ
／Ｂを外径が大きい方の現像スリーブ２０のコーティン
グ部材のそれよりも小さく設定する。

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、現像
剤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、請求項１記載の発明は、静電潜像担持体の回転方向
に対して上流と下流に配置される外径の異なる複数の現
像剤担持体を有し、各現像剤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を形成
して構成した現像装置において、前記現像剤担持体表面
の各々のコーティング部材を構成する樹脂（Ｂ）とピグ
メント部材（Ｐ）の重量比Ｐ／Ｂを異ならせたことを特
徴とする。

【００１８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、外径が小さい方の現像剤担持体のコーティ
ング部材の重量比Ｐ／Ｂを外径が大きい方の現像剤担持
体のコーティング部材のそれよりも小さく設定したこと
を特徴とする。

【００１９】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記コーティング部材を構成する樹
脂はフェノール樹脂又はエポキシ樹脂であることを特徴
とする。

【００２０】請求項４記載の発明は、請求項１，２又は
３記載の発明において、前記コーティング部材を構成す
るピグメントを導電性カーボン、結晶性グラファイト、
酸化チタンの少なくとも１つ以上より構成することを特
徴とする。

【００２１】請求項５記載の発明は、請求項１〜３又は
４記載の発明において、負極性の磁性１成分現像剤を用
いた現像方法を採用することを特徴とする。

【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
３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３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。これはユリースで
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、現像剤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。

【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）

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H031 AA17 AB02 AC10 AC11 AC19 AC31 AD03 BA03 BB01 BC01 CA11 EA07 2H077 AA12 AA15 AA25 AA37 AB02 AB07 AB22 AC02 AD02 AD06 AD13 AD24 AD36 AE03 DA42 DA75 EA13 EA16 EA21 FA13 FA19 FA27 GA04

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電潜像担持体の回転方向に対して上流
   と下流に配置される外径の異なる複数の現像剤担持体を
   有し、各現像剤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を形成して構成した
   現像装置において、 前記現像剤担持体表面の各々のコーティング部材を構成
   する樹脂（Ｂ）とピグメント部材（Ｐ）の重量比Ｐ／Ｂ
   を異ならせたことを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 外径が小さい方の現像剤担持体のコーテ
   ィング部材の重量比Ｐ／Ｂを外径が大きい方の現像剤担
   持体のコーティング部材のそれよりも小さく設定したこ
   とを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 【請求項３】 前記コーティング部材を構成する樹脂は
   フェノール樹脂又はエポキシ樹脂であることを特徴とす
   る請求項１又は２記載の現像装置。
4. 【請求項４】 前記コーティング部材を構成するピグメ
   ントを導電性カーボン、結晶性グラファイト、酸化チタ
   ンの少なくとも１つ以上より構成することを特徴とする
   請求項１，２又は３記載の現像装置。
5. 【請求項５】 負極性の磁性１成分現像剤を用いた現像
   方法を採用することを特徴とする請求項１〜３又は４記
   載の現像装置。