JP2005099394A - Developing device - Google Patents
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Abstract
Description
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、印刷装置などに用いられる現像装置に関するものである。 The present invention relates to a developing device used for a copying machine, a laser beam printer, a facsimile, a printing apparatus, and the like using an electrophotographic system.
従来、静電潜像担持体上に一様帯電を行った後、アナログ露光または半導体レーザーないしはLEDにより画像露光を行い、静電潜像担持体上に静電潜像を形成した後、これを現像装置により現像剤像として可視像化し、転写材にこの可視像を転写した後、転写材を静電潜像担持体より分離し定着装置により定着された画像として出力する画像形成装置が知られている。図15を用いてその工程について説明する。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、感光度ドラム1は表面にOPC、a−Si等の光導電層を備え、矢印A方向に回転される。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。ついで、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に減衰し、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。画像露光12には、たとえば半導体レーザーあるいはLEDアレーが用いられる。次に、潜像を1成分現像器である現像器2により現像して、トナー像として可視化する。乾式一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要らないため高耐久高寿命であり、例えば磁性一成分トナーを用いたジャンピング現像等がある。現像器2は負に帯電した黒トナーを用いる。現像時、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、潜像を反転現像する。この後、必要に応じてチャージャー10を用いて転写前処理を施し、(通常はDCもしくはACによるコロナの付与、または光除電などを組み合わせたりする)感光ドラム1に供給された転写材上に転写帯電器4により転写する。その後、定着器7に送ってトナー像を定着し画像が得られる。一方、感光ドラム1上に転写残りのトナーをクリーニング装置11により除去し、次の画像形成に備える。画像形成装置の高速化に対しては現像装置においては特開平03−204084に記載されているように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ていたり、また、特開平02−188778に記載されているようにスリーブと感光体の距離を下流のスリーブほど近づけてスリーブからのトナーの補給量の均一化を図っている。また、小型化した複数現像スリーブを有する現像装置としては特公平3−5579に示されるような現像装置も提案されている。
Conventionally, after the electrostatic latent image carrier is uniformly charged, image exposure is performed by analog exposure or semiconductor laser or LED, and an electrostatic latent image is formed on the electrostatic latent image carrier. An image forming apparatus that visualizes a developer image by a developing device, transfers the visible image to a transfer material, and then separates the transfer material from the electrostatic latent image carrier and outputs the image as a fixed image by a fixing device. Are known. The process will be described with reference to FIG. The image forming apparatus has, for example, a
一方、特開平1−112253号公報や特開平2−284158号公報等には、高画質化、高精細化のために、粒径の小さいトナーを用いることが提案されている。ネガ帯電性でこのような粒径の小さいトナーでは、単位重量当りの表面積が大きくなるために、表面電荷が大きくなり易く、所謂チャージアップ現象によりトナーが現像剤担持体に固着し、その結果、新たに現像剤担持体上に供給されてきた現像剤が帯電されにくくなり、現像剤の帯電量が不均一となり易い。このため、画像上にスリーブゴーストが発生し易く、得られる画像が、ベタ画像やハーフトーン画像等にスジ状画像やモヤ状画像等の不均一な画像になり易い。 On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-112253, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-284158, and the like propose to use a toner having a small particle diameter in order to achieve high image quality and high definition. In such a negatively charged toner having such a small particle size, the surface area per unit weight is large, so that the surface charge tends to be large, and the toner is fixed to the developer carrying member by a so-called charge-up phenomenon. The developer newly supplied onto the developer carrying member becomes difficult to be charged, and the charge amount of the developer tends to be non-uniform. For this reason, a sleeve ghost is likely to occur on the image, and the obtained image tends to be a non-uniform image such as a streak-like image or a haze-like image such as a solid image or a halftone image.
これに対し、特開平1−277256号公報、特開平3−36570号公報等に、このような過剰な電荷を有する現像剤の発生や、現像剤担持体への現像剤の強固な付着を防止するため、樹脂中に、カーボン、グラファイトのごとき導電性物質や固体潤滑剤を分散させた樹脂組成物からなる被膜を現像剤担持体上に形成する方法が提案されている。 On the other hand, in JP-A-1-277256, JP-A-3-36570, etc., the generation of the developer having such an excessive charge and the strong adhesion of the developer to the developer carrier are prevented. Therefore, a method has been proposed in which a film made of a resin composition in which a conductive material such as carbon or graphite or a solid lubricant is dispersed in a resin is formed on a developer carrier.
しかしながら、複数現像剤担持体(現像スリーブ)を有した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別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省スペースであるものの、これらの現像システムでは以下のような問題点があった。 However, a developing device having a plurality of developer carriers (developing sleeves) is excellent in terms of density maintenance, and a device that does not have a separate toner layer thickness regulating member between the developing sleeves is excellent in compactness and saves space. These development systems have the following problems.
1.下流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り行う現像方式では、同様に上流現像スリーブの層厚規制と下流現像スリーブの層厚規制方法が異なり、下流は回転する上流スリーブと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、同じトナーでもトナーのトリボが上流と下流の現像スリーブで異なっていた。そこで下流の現像スリーブでは最近の高画質化にともない7μm以下のトナーを用いるとトナーコート不良が生じ均一にトナー層を形成できなかった。 1. In the developing method in which the toner layer thickness of the downstream developing sleeve is regulated by the upstream developing sleeve, similarly, the layer thickness regulation of the upstream developing sleeve and the layer thickness regulating method of the downstream developing sleeve are different, and the downstream is counter-rotated with the rotating upstream sleeve. In order to regulate the layer thickness, the toner was rubbed vigorously, and even with the same toner, the toner tribo was different between the upstream and downstream developing sleeves. Therefore, in the downstream developing sleeve, when a toner of 7 μm or less is used in accordance with the recent improvement in image quality, a toner coat defect occurs and the toner layer cannot be formed uniformly.
2.また、上流に比べ下流が高く、そのため上流現像スリーブと下流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、現像性が現像スリーブごとに異なることで濃度制御を困難にしていた。これ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並びに階調性安定性の要求に対して相反しており、この現象はトナー帯電量が比較的大きい負極性トナーを用いた場合特にひどい。 2. Also, the downstream is higher than the upstream, so the developability differs between the upstream development sleeve and the downstream development sleeve, and if a common development bias is used for space saving and cost reduction, the developability differs for each development sleeve. Therefore, it was difficult to control the concentration. This is in contradiction to the recent demand for gradation and stability of digital images corresponding to digital images and graphics, and this phenomenon is caused when negative polarity toner with a relatively large toner charge amount is used. Especially terrible.
3.上記の複数の現像スリーブを有する現像装置においては、上流スリーブのトナー層厚規制には磁性ブレードなど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。そこで、上流の現像スリーブは通常の層厚規制に加えもう一度下部でトナー層厚規制を行うために、下流現像スリーブに比べ、トナー層厚規制部材を通る回数が多くなるためにトナーからスリーブ表面の受ける摩擦程度が大きくなり、結果として下流スリーブ表面が削れ易く、下流と上流とで寿命が異なっていた。そのため更に、現像スリーブの交換メンテ間隔が異なり、サービスマンが度々ユーザーを訪れる必要があり、サービスコストも浪費していた。 3. In the developing device having a plurality of developing sleeves described above, a magnetic blade or the like is used for regulating the toner layer thickness of the upstream sleeve, whereas the downstream developing sleeve regulates the toner layer thickness with the upstream developing sleeve. Therefore, since the upstream developing sleeve performs the toner layer thickness regulation once again in addition to the normal layer thickness regulation, the number of times it passes through the toner layer thickness regulating member is larger than that of the downstream development sleeve. The degree of friction received increased, and as a result, the surface of the downstream sleeve was easily scraped, and the life was different between downstream and upstream. Therefore, the development sleeve replacement maintenance interval is different, and it is necessary for the service person to visit the user frequently, and the service cost is wasted.
以上のことを同時に満たすことは困難であった。 It was difficult to satisfy the above simultaneously.
本出願に係る第一の目的は複数の現像スリーブを有する小型現像装置において、下流スリーブのトナーコート不良を防止することである。 A first object of the present application is to prevent a toner coat defect of a downstream sleeve in a small developing device having a plurality of developing sleeves.
本出願に係る第二の目的は現像スリーブごとで現像性が異なるのを防ぐことにより、近年のデジタル画像やグラフィ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である。 The second object of the present application is to satisfy the demands of gradation and gradation stability of digital images and images corresponding to recent graphics by preventing development properties from being different for each developing sleeve. is there.
本出願に係る第三の目的は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であり、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である。 A third object of the present application is to make the life of the developing sleeve common in a developing device having a plurality of developing sleeves, and to reduce the service cost by eliminating the maintenance work of a serviceman.
本発明によれば、静電潜像担持体上に形成された静電潜像を負極性現像剤によって可視像化する現像装置において該現像装置は複数の現像剤担持体を有し、静電潜像担持体の回転方向に対して下流現像剤担持体の現像剤層厚規制を上流の現像剤担持体により行う現像装置において、該複数の現像剤担持体は内部に磁性部材を有し、その表面がフェノール樹脂によるコーティング部材で被覆され、現像剤を静電潜像担持体に現像を行うことを特徴とし、かつ該現像剤担持体のコーティング部材表面が、下流現像剤担持体のみに4級アンモニウム塩を有することを特徴とすることにより本出願に係る第一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、下流スリーブのトナーコート不良を防止すること。 According to the present invention, in a developing device that visualizes an electrostatic latent image formed on an electrostatic latent image carrier with a negative developer, the developing device includes a plurality of developer carriers. In the developing device in which the developer layer thickness of the downstream developer carrier is regulated by the upstream developer carrier relative to the rotation direction of the electrostatic latent image carrier, the plurality of developer carriers have a magnetic member inside. The surface of the developer carrier is coated with a phenol resin coating member, and the developer is developed on the electrostatic latent image carrier, and the coating member surface of the developer carrier is only on the downstream developer carrier. By having a quaternary ammonium salt, in the small developing device having a plurality of developing sleeves which is the first object of the present application, it is possible to prevent toner coating defects on the downstream sleeve.
本出願に係る第二の目的である現像スリーブごとで現像性が異なるのを防ぐことにより、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。 By satisfying the requirements of gradation and gradation stability of digital images and images corresponding to recent graphics by preventing development performance from differing among the development sleeves, which is the second object of this application, .
本出願に係る第三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であり、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。 In the developing apparatus having a plurality of developing sleeves, which is the third object of the present application, the service life of the developing sleeve is made common, and the service cost is also reduced by eliminating the maintenance work of the service person.
以上を同時に実現することに成功したものである。 It succeeded in realizing the above simultaneously.
以上説明したように、本発明によれば、本発明に係る第一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、下流スリーブのトナーコート不良を防止すること。 As described above, according to the present invention, in the small-sized developing device having a plurality of developing sleeves which is the first object of the present invention, it is possible to prevent a toner coat defect of the downstream sleeve.
本出願に係る第二の目的である現像スリーブごとで現像性が異なるのを防ぐことにより、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。 By satisfying the requirements of gradation and gradation stability of digital images and images corresponding to recent graphics by preventing development performance from differing among the development sleeves, which is the second object of this application, .
本出願に係る第三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であり、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。 In the developing apparatus having a plurality of developing sleeves, which is the third object of the present application, the service life of the developing sleeve is made common, and the service cost is also reduced by eliminating the maintenance work of the service person.
以上を同時に実現することに成功した。 We succeeded in realizing the above simultaneously.
(実施例1)
図2に、本発明にかかる画像形成装置の概略を図示する。
(Example 1)
FIG. 2 schematically shows an image forming apparatus according to the present invention.
画像形成装置は感光体にφ108のOPCドラム感光体を用いた。プロセススピードは500mm/secで毎分102枚の白黒デジタル複写機である。 The image forming apparatus used an OPC drum photoconductor of φ108 as the photoconductor. The process speed is 500 mm / sec and 102 black and white digital copying machines per minute.
該感光体は帯電器3により例えば−600V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レーザービームであり、該レーザービームはモーター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、感光体1上をラスタ走査されその露光部の表面電位を例えば−200Vに減衰させて像状の潜像を形成する。波長は780nmである。その後、現像を行い、ポスト帯電器10でトナーをマイナスに帯電させると共に感光体とトナー間の吸着力を弱め、転写、分離しやすようにする。その後、矢印方向に進む転写材に転写帯電器4により転写し、定着器7に送ってトナー像を定着する。本実施例では簡易で現像スリーブ寿命1000枚までメンテの要らない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。そして本実施例では複数の現像剤担持体(現像スリーブ)を用いた反転現像を行う。トナー補給の動作は図1Aの2B付近のトナーがなくなると圧電素子22信号によりマグロール24を回転させるような信号を出し、マグロール24の回転によりホッパー9Bよりトナーが現像器内に補給される。
The photosensitive member is uniformly charged to, for example, −600 V by the
次に本実施例で用いた現像装置2について詳しく説明する。
Next, the developing
現像剤は簡易でメンテの要らなく高耐久高信頼性で生産性の高い負極性の一成分磁性トナーを用いた。トナー粒径は6.8μmで、外添剤としてSiO2が1.0%まぶされている。図1Aに示すように現像スリーブは2本よりなり、第一の現像剤担持体(現像スリーブ)20は非磁性部材であるφ30のアルミA2017の上にFGB#300でブラスト処理をした後、図1Bに示すようにコーティングをおこなったものである。第二のスリーブも同様で現像剤担持体(現像スリーブ)30は非磁性部材であるφ30のアルミA2017の上にFGB#300でブラスト処理し、図1bに示すようにコーティングを行った。のコーティングはスリーブ表面の耐久性を高めるためである。(A1表面を保護する膜である)
次に磁気シール部材について説明する。図5に示すように、第一現像スリーブは内部に6極の磁極を有する現像スリーブと第二現像スリーブは6極の極性を有する現像スリーブであり、両スリーブの外周に沿って図のような形をした2本スリーブ用の主に鉄よりなるモルダロイ(KNメッキ、透磁率10−6)で作製した磁気シール部材を図6に示すように現像スリーブ両端近傍に設けた。現像スリーブ表面と磁気シール部材とのギャップは420μm±100μmに周全体がなるようにした。
As the developer, a one-component magnetic toner having a negative polarity with high durability, high reliability, and high productivity was used. The toner has a particle size of 6.8 μm and is coated with 1.0% of SiO 2 as an external additive. As shown in FIG. 1A, there are two developing sleeves, and the first developer carrier (developing sleeve) 20 is blasted with FGB # 300 on φ30 aluminum A2017, which is a nonmagnetic member. The coating is performed as shown in 1B. The same applies to the second sleeve. The developer carrying member (developing sleeve) 30 was blasted with FGB # 300 on φ30 aluminum A2017, which is a non-magnetic member, and coated as shown in FIG. 1b. This coating is to increase the durability of the sleeve surface. (It is a film that protects the surface of A1)
Next, the magnetic seal member will be described. As shown in FIG. 5, the first developing sleeve is a developing sleeve having a magnetic pole of 6 poles inside, and the second developing sleeve is a developing sleeve having a polarity of 6 poles. As shown in FIG. 6, magnetic seal members made of Moldaroy (KN plating, permeability 10-6) mainly made of iron for the two-shaped sleeves were provided in the vicinity of both ends of the developing sleeve. The gap between the surface of the developing sleeve and the magnetic seal member was set to 420 μm ± 100 μm so that the entire circumference was formed.
第一のマグネット長はL1=305mm、第二のマグネット長はL2=305mmとした。磁性シールの取り付け位置についてはマグネットに対する磁性シールの適切な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一番好ましい。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。また、逆に磁性シールの外端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のにもかかわらず、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に、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有る。また、長手方向には、スリーブとマグネットの関係等でガタがあるために、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内側に入ったところに磁性シールの端部が位置するようにした。
The first magnet length was L1 = 305 mm, and the second magnet length was L2 = 305 mm. As for the magnetic seal mounting position, it is most preferable that the position of the outer end of the appropriate magnetic seal with respect to the magnet matches the end of the magnet. This is because when the magnet comes out from the outside of the magnetic seal, a magnetic force is also present in the longitudinal direction, so that the toner is carried out by the magnetic force and causes toner leakage. On the other hand, if the end of the magnet enters too much into the outer end of the magnetic seal, the magnetic seal that originally forms a magnetic brush between the magnetic seal and the magnet to eliminate toner leakage is In spite of the absence of magnetic force at the outer end, the outer toner leaks to the end and the toner layer thickness increases to form a magnetic brush with the width of the magnetic seal on the sleeve. Sometimes it falls. In addition, since there is a backlash in the longitudinal direction due to the relationship between the sleeve and the magnet, the end of the magnetic seal is located at a
第一の現像スリーブの内部には図3、表1に示すような6極の磁場パターンを有する固定マグネットを備えている。現像スリーブは対ドラムに対して120%の速度で回転する。トナーは磁気ブレードで層厚を規制し、S−Bgapは250μmとした。第一現像スリーブと感光ドラムとの距離S−Dgapは250μmとし、現像スリーブには−500VのDCバイアスと図4に示すようにVpp1500V、周波数2.7kHzの矩形波をACバイアスとして印加した磁性一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、かぶりとりコントラストが100Vとなる。 A fixed magnet having a six-pole magnetic field pattern as shown in FIG. 3 and Table 1 is provided inside the first developing sleeve. The developing sleeve rotates at a speed of 120% with respect to the counter drum. The layer thickness of the toner was regulated by a magnetic blade, and S-Bgap was 250 μm. The distance S-Dgap between the first developing sleeve and the photosensitive drum was 250 μm, and a DC bias of −500 V and a rectangular wave of Vpp 1500 V and frequency 2.7 kHz were applied to the developing sleeve as an AC bias as shown in FIG. Component non-contact development is performed. Accordingly, the development contrast is 300V in the flight direction, and the fog removal contrast is 100V.
第二の現像スリーブ30は現像剤担持体(現像スリーブ)は非磁性部材であるφ30のアルミA2017に膜を形成したものを用いる。その内部には図3、表2に示す6極の磁場パターンよりなるマグネットを有する。現像スリーブには−500VのDCバイアスと図4に示すようにVpp1500V、周波数2.7kHzの矩形波を印加する。第一現像スリーブと同一なので共通であり、電源は1つでよいのでコストダウンになり、かつ電源のスペースが少なくて済むメリットがある。現像スリーブは対ドラムに対して120%の速度で回転する。ブレードは第一の現像スリーブは厚さ1.0mmの板状磁性ブレードであり、第二現像スリーブ上のトナー層厚規制は上流の現像スリーブにより行う。第一現像スリーブと第二現像スリーブ間の距離は500μmにした。これは第一と第二の現像スリーブのトナー供給量を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でスリーブ上のトナーコート量(M/S)を約1.0mg/cm2にした。第二現像スリーブのS−Dgapは250μmである。単位時間あたりのトナー供給量をそろえることは、複数現像スリーブの現像特性を一致させ、階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。
As the second developing
その上、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の答えるためには第一と第二の現像特性を一致させることが、重要な課題である。上述のように単位時間あたりのトナー供給量は等しい。また、第一現像スリーブの現像極はN2、第二現像スリーブの現像極はN2であり、極力、半値幅も同じである。しかし、1000枚耐久後の現像特性は図9に示すように異なる。(上が第二現像、下が第一現像)このことについて説明する。 In addition, it is important to match the first and second development characteristics in order to meet the demands of gradation and stability of gradation corresponding to recent digital images and graphics. . As described above, the toner supply amount per unit time is equal. Further, the developing electrode of the first developing sleeve is N 2 , the developing electrode of the second developing sleeve is N 2 , and the half width is as much as possible. However, the development characteristics after the endurance of 1000 sheets are different as shown in FIG. (Upper is second development, lower is first development) This will be described.
これは第一現像スリーブは磁性ブレードでのトナー規制であるのに対して、第二現像スリーブは第一現像スリーブによる規制でかつ第一現像スリーブはトナー規制部でトナーの進行方向と逆方向に回転する。そのため第二現像スリーブと第一現像スリーブ間でトナーは強く擦られ、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。つまり第一現像に比べて第二現像はトリボ(Q/M)が大きくなる。一般に現像特性はトリボ(Q/M)に依存するために、Q/Mの差が現像特性の差としてV−Dカーブに現れてくるのである。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の十分とれない場合でかつ、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。この差が図9の現像特性(1k枚時)の違いを生じさせる。(図9は横軸がコントラスト電位で縦軸が濃度を示すV−D特性を呼ばれる)また、トナーの選択によっては下流スリーブのトリボが高すぎるため、トナーの帯電が極端に高いものが存在し、トナーコート不良がおき不均一なため、画像的には極端な濃度むらを生じていた。ここでは磁性粒子を樹脂中に分散した磁性トナーが使用される。トナー樹脂をポリエステルとして、磁性体90重量部のトナーに対してSiO2量を0.5%−1.0%と変化させた通常の場合のトナーコート不良のレベルを表6に示す。レベルは主観評価である。また、表5に示すようにトナー粒径が7μm以下の場合、この現象は顕著である。高画質化のためには粒径を小さくすることが今後も望まれるため、これを解決することは重要なテーマとなる。本実施例は以上のことを鑑みて実施したものである。 This is because the first developing sleeve is regulated by toner with a magnetic blade, whereas the second developing sleeve is regulated by the first developing sleeve, and the first developing sleeve is in the direction opposite to the toner traveling direction at the toner regulating portion. Rotate. For this reason, the toner is rubbed strongly between the second developing sleeve and the first developing sleeve, and the triboelectric charging ability of the toner becomes higher than that of the normal magnetic blade regulation. That is, the tribo (Q / M) is larger in the second development than in the first development. In general, since the development characteristics depend on tribo (Q / M), the difference in Q / M appears in the VD curve as the difference in development characteristics. This tendency is conspicuous when the development time is not sufficient as in a high-speed machine having a process speed of 400 mm / s or more, and when the developing sleeve rotation speed is high and the frictional force on the toner is large at the toner layer thickness regulating member. It is. This difference causes the difference in development characteristics (at the time of 1k sheets) in FIG. (In FIG. 9, the horizontal axis is called the VD characteristic where the horizontal axis is the contrast potential and the vertical axis is the density.) Also, depending on the choice of toner, the tribo of the downstream sleeve is too high, and there are some toners that are extremely charged. The toner coat was poor and non-uniform, resulting in extreme density unevenness in terms of image. Here, a magnetic toner in which magnetic particles are dispersed in a resin is used. Table 6 shows the level of toner coat failure in a normal case where the toner resin is polyester and the amount of SiO 2 is changed from 0.5% to 1.0% with respect to the toner of 90 parts by weight of the magnetic material. Level is a subjective assessment. In addition, as shown in Table 5, this phenomenon is remarkable when the toner particle size is 7 μm or less. In order to improve the image quality, it is desired to reduce the particle size in the future, and solving this will be an important theme. The present embodiment was implemented in view of the above.
膜の処方はAlスリーブ表面にフェノール樹脂と結晶性グラファイトおよびカーボンを混合して、膜厚10μmで150℃環境で硬化させた膜を用いた。膜の厚さは安定かつ均一な膜を形成するための厚さは20μm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は樹脂以外のものの重量(結晶性グラファイト+カーボン)を表す。 The film was formulated by mixing a phenol resin, crystalline graphite and carbon on the surface of the Al sleeve and curing the film in a 150 ° C. environment with a film thickness of 10 μm. The thickness of the film is about 20 μm for forming a stable and uniform film. In this case, the P / B ratio is 1 / 2.5. B represents the weight of the resin, and P represents the weight of the material other than the resin (crystalline graphite + carbon).
本構成のように上流のスリーブで下流スリーブとトナーコート量を規制する場合に、負極性トナーに対しての帯電特性が高すぎるために第二スリーブのみに4級アンモニウム塩を070重量部有するフェノール樹脂を用いた。 When the upstream sleeve and the toner coating amount are regulated in the upstream sleeve as in this configuration, the charge characteristic for the negative polarity toner is too high, so that only the second sleeve has 070 parts by weight of a quaternary ammonium salt. Resin was used.
第4級アンモニウム塩化合物は、添加されるとフェノール樹脂中に均一に分散され、更に、加熱硬化して被膜を形成する際にフェノール樹脂の構造中に取り込まれ、その結果、上記化合物を有するフェノール樹脂組成物自身が負帯電性を有する物質へと変化する。従って、このような材料を用いて形成された被覆層を有する現像剤担持体を用いれば、現像剤を好適に正極性に帯電させることが可能となる。 When added, the quaternary ammonium salt compound is uniformly dispersed in the phenolic resin, and further taken into the structure of the phenolic resin when it is cured by heating to form a film. The resin composition itself changes to a material having negative chargeability. Therefore, if a developer carrier having a coating layer formed using such a material is used, the developer can be suitably charged positively.
本発明において好適に使用される、上記した機能を有する第4級アンモニウム塩化合物としては、例えば、下記一般式で表わされる化合物が挙げられる。 Examples of the quaternary ammonium salt compound having the functions described above that are preferably used in the present invention include compounds represented by the following general formula.
(式中のR1、R2、R3、R4は、夫々置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、アルアルキル基を表わし、R1〜R4は夫々同一でも或いは異なっていてもよい。X−は、酸の陰イオンを表わす。)
上記の一般式において、X−の酸イオンの具体例としては、有機硫酸イオン、有機スルホン酸イオン、有機リン酸イオン、モリブデン酸イオン、タングステン酸イオン、モリブデン原子或いはタングステン原子を含むヘテロポリ酸等が挙げられる。
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 represent an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, and an aralkyl group, respectively, and R 1 to R 4 may be the same or different, and X − represents an anion of an acid.)
In the above general formula, X - Specific examples of the acid ions, organic sulfate ions, organic sulfonate ions, organic phosphate ions, molybdate ions, tungstate ions, such as heteropoly acid containing molybdenum atoms or tungsten atoms Can be mentioned.
(1)のようにフェノール樹脂に、本発明で用いる特定の第4級アンモニウム塩化合物を添加した樹脂組成物を使用して被覆層を形成すると、先に述べたように、結着樹脂であるフェノール樹脂を加熱硬化させて被覆層を形成した場合に、該第4級アンモニウム塩化合物がフェノール樹脂の構造中に取り込まれる。このため、前記したネガ性シリカ粒子或いはネガ性テフロン(登録商標)粒子等のような粒子添加系の場合と異なり、部分的にではなく、被覆層全体として正帯電性現像剤に対する正摩擦帯電付与性が向上する。更に、粒子添加系の被膜と異なり、加工性が損なわれたり、被覆層の強度低下を生じることもない。 When a coating layer is formed using a resin composition obtained by adding a specific quaternary ammonium salt compound used in the present invention to a phenol resin as in (1), as described above, it is a binder resin. When the phenol resin is cured by heating to form a coating layer, the quaternary ammonium salt compound is incorporated into the structure of the phenol resin. For this reason, unlike the case of the particle addition system such as the negative silica particles or the negative Teflon (registered trademark) particles described above, positive frictional charge is imparted to the positively chargeable developer as a whole, not partially, as the coating layer. Improves. Further, unlike the particle-added coating, the processability is not impaired and the strength of the coating layer is not reduced.
本発明に好適に用いられる、第4級アンモニウム塩化合物としては、具体的には、以下のようなものが挙げられるが、勿論、本発明は、これらに限定されるものではない。 Specific examples of the quaternary ammonium salt compound suitably used in the present invention include the following, but the present invention is of course not limited thereto.
本発明において使用する結着樹脂を構成するフェノール樹脂として、その製造工程において、触媒として含窒素化合物を用いて製造されたものを用いると、特に、加熱硬化時に第4級アンモニウム塩化合物がフェノール樹脂の構造中に取り込まれ易く、トナーのチャージアップ防止に好ましいことがわかった。従って、本発明においては、このような作用を有する、その製造工程において触媒として含窒素化合物を用いて製造されたフェノール樹脂を現像剤担持体上の被覆層を構成する材料の1つとして用いれば、トナーのチャージアップを防止する現像装置の実現が可能となる。 As the phenol resin constituting the binder resin used in the present invention, a quaternary ammonium salt compound is used in the production process, particularly when a quaternary ammonium salt compound is used during the heat curing. It was found that it was easy to be incorporated into the structure of the toner and preferable for preventing charge-up of the toner. Therefore, in the present invention, if a phenol resin having such an action and produced using a nitrogen-containing compound as a catalyst in the production process is used as one of the materials constituting the coating layer on the developer carrier. Therefore, it is possible to realize a developing device that prevents the toner from being charged up.
本発明で好適に使用し得る、フェノール樹脂の製造工程において触媒として用いられる含窒素化合物としては、例えば、酸性触媒としては、硫酸アンモニウム、燐酸アンモニウム、スルファミド酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、マレイン酸アンモニウムといったアンモニウム塩又はアミン塩類が挙げられ、塩基性触媒としては、アンモニア、或は、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジイソブチルアミン、ジアミルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリn−ブチルアミン、トリアミルアミン、ジメチルベンジルアミン、ジエチルベンジルアミン、ジメチルアニリン、ジエチルアニリン、N,N−ジn−ブチルアニリン、N,N−ジアミルアニリン、N,N−ジt−アミルアニリン、N−メチルエタノールアミン、N−エチルエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、エチルジエタノールアミン、n−ブチルジエタノールアミン、ジn−ブチルエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンテトラミン等のアミノ化合物、ピリジン、α−ピコリン、β−ピコリン、γ−ピコリン、2,4−ルチジン、2,6−ルチジン等のピリジン及びその誘導体、キノリン化合物、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2,4−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール等のイミダゾール及びその誘導体等の含窒素複素環式化合物等が挙げられる。 Examples of the nitrogen-containing compound used as a catalyst in the phenol resin production process that can be suitably used in the present invention include, for example, ammonium sulfate, ammonium phosphate, ammonium sulfamate, ammonium carbonate, ammonium acetate, and ammonium maleate. Examples of the basic catalyst include ammonia, dimethylamine, diethylamine, diisopropylamine, diisobutylamine, diamylamine, trimethylamine, triethylamine, tri-n-butylamine, triamylamine, dimethylbenzylamine. , Diethylbenzylamine, dimethylaniline, diethylaniline, N, N-di-n-butylaniline, N, N-diamilaniline, N, N-di-t-amylaniline N-methylethanolamine, N-ethylethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, dimethylethanolamine, diethylethanolamine, ethyldiethanolamine, n-butyldiethanolamine, di-n-butylethanolamine, triisopropanolamine, ethylenediamine, hexamethylene Amino compounds such as tetramine, pyridine, α-picoline, β-picoline, γ-picoline, pyridine such as 2,4-lutidine, 2,6-lutidine and derivatives thereof, quinoline compounds, imidazole, 2-methylimidazole, 2, Imidazo such as 4-dimethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 2-heptadecylimidazole And nitrogen-containing heterocyclic compounds such as derivatives.
本発明において、被覆層の抵抗値を、上記の値に調整するためには、下記に挙げる導電性物質を被覆層中に含有させることが好ましい。この際に使用される導電性物質としては、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、銀等の金属粉体、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化スズ等の金属酸化物、カーボンファイバー、カーボンブラック、グラファイト等の炭素物等が挙げられる。本発明においては、これらのうち、カーボンブラック、とりわけ導電性のアモルファスカーボンは、特に電気伝導性に優れ、高分子材料に充填して導電性を付与したり、その添加量をコントロールするだけで、ある程度任意の導電度を得ることができるため好適に用いられる。 In this invention, in order to adjust the resistance value of a coating layer to said value, it is preferable to contain the electroconductive substance mentioned below in a coating layer. Examples of the conductive material used at this time include metal powders such as aluminum, copper, nickel, and silver, metal oxides such as antimony oxide, indium oxide, and tin oxide, carbon fiber, carbon black, and graphite. Examples include carbon materials. In the present invention, among these, carbon black, in particular conductive amorphous carbon, is particularly excellent in electrical conductivity, and it can be filled with a polymer material to impart conductivity, or only by controlling the amount of addition. Since arbitrary conductivity can be obtained to some extent, it is preferably used.
最終的な膜の処方はフェノール樹脂250重量部に対して平均粒径6.5μmのグラファイト90重量部、カーボン10重量部、4級アンモニウム70部である。ちなみに、グラファイトとカーボンの比は膜全体の抵抗の安定化のため、グラファイトをカーボンの3倍以上にすることが好ましい。膜は吹き付け法によりスリーブに塗布後、150℃で30分間乾燥させる。 The final film formulation is 90 parts by weight of graphite with an average particle size of 6.5 μm, 10 parts by weight of carbon, and 70 parts of quaternary ammonium with respect to 250 parts by weight of phenol resin. Incidentally, the ratio of graphite to carbon is preferably at least 3 times that of carbon in order to stabilize the resistance of the entire film. The film is applied to the sleeve by spraying and then dried at 150 ° C. for 30 minutes.
その結果を表6の実施例1として示す。このように常温/常湿のみでなく、トナーのチャージアップに厳しい常温/低温でもトナーコート不良を起こさないことがわかる。表3に従来系での耐久1000枚時のトリボを示す。これに対して本実施例の場合を表4に示す。このようにトリボの値をかなり同じにでき、かつトナーコート不良のない均一で高画質な画像を得ることができた。また、結果として現像特性(V−Dカーブも)図11のように上流と下流のスリーブに対してかなり近い特性にすることができた。 The result is shown as Example 1 in Table 6. Thus, it can be seen that the toner coat defect does not occur not only at room temperature / normal humidity but also at room temperature / low temperature, which is severe for charging up the toner. Table 3 shows the tribo with a durability of 1000 sheets in the conventional system. In contrast, Table 4 shows the case of this example. In this way, the tribo value could be made substantially the same, and a uniform and high-quality image without a toner coat defect could be obtained. As a result, the development characteristics (VD curve) can be made to be quite close to the upstream and downstream sleeves as shown in FIG.
(Q/M(トリボ)は現像剤担持体上の吸引法トリボ値の測定については、以下の方法で行った。即ち、現像剤担持体表面の形状に沿った金属製の吸引口を取付けた、円筒濾紙を有する測定容器を用いて、画像形成直後の現像剤担持体表面上の現像剤層を過不足なく一様に吸引できるように吸引圧を調整して、現像剤担持体表面上の現像剤を吸引する。このとき吸引された現像剤の電荷Qを616ディジタルエレクトロメーター(KEITHLEY製)で測定し、又、この現像剤の質量Mを測定し、Q/M(μC/g)により現像剤のトリボ値を計算した。)
以上の構成にすることで高速機対応の小型現像装置において、第一の目的である下流スリーブのトナーコート不良を防止すること、第二の目的である、現像スリーブごとで現像性が異なるのを防ぐことにより、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、濃度が高濃度でかつ安定した現像装置を提供することができた。
(実施例2)
次に現像スリーブの寿命について説明する。表7より上流スリーブはP/B 1:2.5フェノール樹脂250重量部とグラファイト90重量部、カーボン10重量部で構成されたもの、下流はこれに4級アンモニウム塩を70重量部いれたものである。4級アンモニウム塩を入れたコート材は若干ではあるが、なにも入れない系に対して耐久による膜削れが多いことがわかる。本発明の現像方式は現像スリーブ間に部材がないために、よりコンパクトな構成になっている。このことが、第一現像と第二現像のコート寿命(スリーブ寿命)を異なるものとしている。そこで、一方のスリーブの寿命はまだあるのに先に他方のスリーブを交換しなければならず、その後、別のスリーブを交換するとサービスマンのコストがかさむことになり、現像スリーブ寿命の共通化が望まれる。
(Q / M (tribo) was measured by the following method for the measurement of the suction method tribo value on the developer carrier: a metal suction port was attached along the shape of the surface of the developer carrier. Using a measuring container having a cylindrical filter paper, the suction pressure is adjusted so that the developer layer on the surface of the developer carrier immediately after image formation can be uniformly sucked without excess or deficiency, and the surface of the developer carrier is adjusted. The developer is sucked in. The charge Q of the developer sucked at this time is measured with a 616 digital electrometer (manufactured by KEITHLEY), and the mass M of the developer is measured by Q / M (μC / g). The tribo value of the developer was calculated.)
With the above configuration, in a small-sized developing device compatible with a high-speed machine, the first purpose is to prevent a toner coat failure of the downstream sleeve, and the second purpose is that developability differs depending on the developing sleeve. By preventing this, it has been possible to satisfy the demands of gradation and gradation stability of images corresponding to recent digital images and graphics, and to provide a developing device having a high density and a stable density. .
(Example 2)
Next, the life of the developing sleeve will be described. From Table 7, the upstream sleeve is composed of 250 parts by weight of P / B 1: 2.5 phenolic resin, 90 parts by weight of graphite, and 10 parts by weight of carbon, and the downstream is 70 parts by weight of a quaternary ammonium salt. It is. Although the coating material containing the quaternary ammonium salt is slight, it can be seen that there is much film scraping due to durability compared to a system in which nothing is added. The developing system of the present invention has a more compact configuration because there is no member between the developing sleeves. This makes the coating life (sleeve life) different between the first development and the second development. Therefore, the life of one sleeve still has to be replaced first, and then the other sleeve must be replaced. After that, replacing another sleeve increases the cost of service personnel, and makes the life of the developing sleeve common. desired.
本実施例はこの耐久性の共通化について鑑みたものである。そこで耐久によってスリーブの耐久性が低下するのを防ぐために炭素化または黒鉛化した球状粒子をいれたコート材を用いた。 In this embodiment, the durability is shared. Therefore, a coating material containing spherical particles carbonized or graphitized was used in order to prevent the durability of the sleeve from decreasing due to durability.
炭素化または黒鉛化した球状粒子は日本カーボン社のカーボンマイクロビーズ(PC)で本実施例では粒径5μmで抵抗が図7のような測定で10-4−10-2Ωcmのものである。粒径はコールターカウンタにより計測し、重量平均粒径(D4)で表している。 The carbonized or graphitized spherical particles are carbon micro beads (PC) manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd., and in this example, have a particle diameter of 5 μm and a resistance of 10 −4 −10 −2 Ωcm when measured as shown in FIG. The particle size was measured with a Coulter counter and expressed as a weight average particle size (D4).
次に本実施例の形態について説明する。 Next, the form of a present Example is demonstrated.
本発明にかかる画像形成装置は実施例1と同様である。 The image forming apparatus according to the present invention is the same as that of the first embodiment.
次に本実施例で用いた現像装置2について詳しく説明する。
Next, the developing
現像剤は負極性の一成分磁性トナーを用いた。 As the developer, a negative-polarity one-component magnetic toner was used.
評価に用いた現像剤としては、下記の構成材料を溶融混練、粉砕及び分散して得られた。 The developer used for the evaluation was obtained by melt-kneading, pulverizing and dispersing the following constituent materials.
・ポリエステル系樹脂(Tg58℃) 100質量部
・マグネタイト 90質量部
・負電荷制御剤 2質量部
図1Aに示すように現像スリーブは2本よりなり、第一の現像剤担持体(現像スリーブ)20は非磁性部材であるφ20のアルミA2017の上にFGB#600でプラスト処理をした後、コーティングをおこなったものである。第二のスリーブも同様で現像剤担持体(現像スリーブ)30は非磁性部材であるφ20のアルミA2017の上にFGB#600でブラスト処理し、コーティングをおこなった。この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である。
Polyester resin (Tg 58 ° C.) 100 parts by mass Magnetite 90 parts by mass Negative
第一の現像スリーブは対ドラムに対して120%の速度で回転する。トナーは磁気ブレードで層厚を規制し、S−Bgapは250μmとした。第一現像スリーブと感光ドラムとの距離S−Dgapは250μmとし、現像スリーブには−500VのDCバイアスと図4に示すようにVpp1500V、周波数2.7kHzの矩形波をACバイアスとして印加した磁性一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、かぶりとりコントラストが100Vとなる。 The first developing sleeve rotates at a speed of 120% with respect to the counter drum. The layer thickness of the toner was regulated by a magnetic blade, and S-Bgap was 250 μm. The distance S-Dgap between the first developing sleeve and the photosensitive drum was 250 μm, and a DC bias of −500 V and a rectangular wave of Vpp 1500 V and frequency 2.7 kHz were applied to the developing sleeve as an AC bias as shown in FIG. Component non-contact development is performed. Accordingly, the development contrast is 300V in the flight direction, and the fog removal contrast is 100V.
第二の現像スリーブ30は現像剤担持体(現像スリーブ)は非磁性部材であるφ20のアルミA2017に膜を形成したものを用いる。現像スリーブには−500VのDCバイアスと図4に示すようにVpp1500V、周波数2.7kHzの矩形波を印加する。第一現像スリーブと同一なので共通であり、電源は1つでよいのでコストダウンになり、かつ電源のスペースが少なくて済むメリットがある。現像スリーブは対ドラムに対して120%の速度で回転する。ブレードは実施例1と同様である。
As the second developing
次に本実施例の特徴を述べる。 Next, features of the present embodiment will be described.
本実施例で用いた材料は、上流のコート材として樹脂(B)として(化学式5の)4級アンモニウム塩70部を有するフェノール樹脂250部(全体で320部)、ピグメント(P)としてカーボン10重量部と平均粒径3μmの小径のグラファイト90重量部、平均粒径5μmの炭素化または黒鉛化した球状粒子75重量部を用いた。
The materials used in this example were 250 parts of phenol resin (320 parts in total) having 70 parts of quaternary ammonium salt (of formula 5) as the resin (B) as the upstream coating material, and
耐久性の効果の差は表7に示すとおりである。これは、この球状の粒子は膜内でミクロ的に膜内の骨格となりその間に樹脂、カーボンが分散された形となっているため、耐久性が向上していると考えられる。また、球状なのでコート内での分散性がよく、均一にこれらの耐久性にたいして骨格となる構造を作っているのである。球状粒子の粒径は1−10μmが好ましい。 The difference in durability effect is as shown in Table 7. This is because the spherical particles are microscopically formed into a skeleton within the film, and the resin and carbon are dispersed between the spheres. Therefore, it is considered that the durability is improved. In addition, since it is spherical, it has good dispersibility within the coat, and a structure that becomes a skeleton for these durability is made uniformly. The particle size of the spherical particles is preferably 1-10 μm.
このようにすることで現像特性の指標であるQ/M(トリボ)の値をほぼ同等にすることができ、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。 In this way, the value of Q / M (tribo), which is an index of development characteristics, can be made substantially equal, and the VD curves, which are development characteristics, can be made almost the same curve.
このことで、画像の階調性並びに階調性安定性の制御が可能になり、かつ耐久寿命の共通化が図れた。 This makes it possible to control the gradation of the image and the stability of the gradation, and to share the durability life.
以上の構成にすることで高速機対応の現像システムであるとともに小型現像装置において、第一の目的である下流スリーブのトナーコート不良を防止すること、第二の目的である、現像スリーブごとで現像性が異なるのを防ぐことにより、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、また、第三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であり、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、濃度が高濃度でかつ安定し省スペース化すると共に100万枚の寿命の現像装置を提供できた。
(実施例3)
本実施例の特徴は実施例1に対してコートのグラファイトをMoS2にしたことである。これは図14に示すように4級アンモニウム塩のみでなくグラファイトも若干ではあるが負極性トナーのチャージアップ防止に効果があり、よりのぞましいことを見出した。このことを図14に示す。図14はグラファイトとMoS2の仕事関数である。仕事関数は理研の表面分析装置(AC−1)で測定した。これは紫外線励起による光電子を計測するものである。
With the above configuration, the development system is compatible with a high-speed machine, and in the small development device, the first purpose is to prevent toner coat failure of the downstream sleeve, and the second purpose is development for each development sleeve. By preventing the difference in characteristics, it is possible to satisfy the demands of gradation and gradation stability of recent digital images and images corresponding to graphics, and a plurality of developing sleeves, which is the third purpose In the developing apparatus having the above, the service life of the developing sleeve is made common, and the service cost can be reduced by eliminating the maintenance work of the serviceman, and the density is high and stable and space saving is achieved. It was possible to provide a developing device having a life of 1 million sheets.
(Example 3)
The feature of this example is that the coating graphite is MoS2 compared to Example 1. As shown in FIG. 14, it was found that not only the quaternary ammonium salt but also the graphite, although slightly effective in preventing charge-up of the negative polarity toner, is more desirable. This is shown in FIG. FIG. 14 is a work function of graphite and MoS 2 . The work function was measured with a RIKEN surface analyzer (AC-1). This measures photoelectrons by ultraviolet excitation.
この仕事関数が大きいとその材質が負極性になりやすい、すなわち接触するトナーに対しては負帯電するのを防止することを意味する。そこでグラファイトも若干ではあるが負極性トナーのチャージアップ防止に効果があるのである。このことを利用して本実施例で用いた材料は膜の処方はAlスリーブ表面に4級アンモニウム塩(化学式2)を有するフェノール樹脂と結晶性のMoS2、カーボンを320:90:10の重量比割合で混合して、膜厚20μmで150℃環境で硬化させた膜を用いた。本体の構成は実施例1と同様である。その結果、トナーコート不良のない均一で高画質な画像を得ることができた。 When this work function is large, the material tends to be negative, that is, it prevents the toner in contact from being negatively charged. Therefore, graphite is also effective in preventing charge-up of the negative polarity toner, although it is slight. Utilizing this fact, the material used in this example is a film having a weight of 320: 90: 10 of phenol resin having a quaternary ammonium salt (chemical formula 2) on the surface of Al sleeve, crystalline MoS 2 and carbon. A film that was mixed at a specific ratio and cured in a 150 ° C. environment with a film thickness of 20 μm was used. The configuration of the main body is the same as that of the first embodiment. As a result, a uniform and high-quality image without a toner coat defect could be obtained.
また、結果として現像特性(V−Dカーブも)同様に上流と下流のスリーブに対してかなり近い特性にすることができた。 As a result, similar to the development characteristics (VD curve), it was possible to make the characteristics quite similar to the upstream and downstream sleeves.
以上の構成にすることで高速機対応の小型現像装置において、第一の目的である下流スリーブのトナーコート不良を防止すること、第二の目的である、現像スリーブごとで現像性が異なるのを防ぐことにより、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、濃度が高濃度でかつ安定した現像装置を提供することができた。
(実施例4)
本実施例の特徴はリュース画像形成装置に本発明の現像装置を適用したことである。リュース系トナーは基本的には転写されずに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、か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。これはリュース径の現像特性である。Newトナーの場合と比較して全体的に濃度が低く、さらに現像スリーブ間の差が大きくなっていることがわかる。本実施例はこれらのことを鑑みて実施したものである。
With the above configuration, in a small-sized developing device compatible with a high-speed machine, the first purpose is to prevent a toner coat failure of the downstream sleeve, and the second purpose is that developability differs depending on the developing sleeve. By preventing this, it has been possible to satisfy the demands of gradation and gradation stability of images corresponding to recent digital images and graphics, and to provide a developing device having a high density and a stable density. .
Example 4
The feature of this embodiment is that the developing device of the present invention is applied to the image forming apparatus. Since the Ruus toner is basically a waste toner that is not transferred and is collected by cleaning, the developing toner is deteriorated due to deterioration and the developing performance is reduced compared to the New toner. The degree of aggregation is increased, the share of S-Bgap is increased, and the film is shaved. This is the development characteristic of the Ruth diameter. It can be seen that the density is lower overall compared to the case of New toner, and the difference between the developing sleeves is larger. The present embodiment was implemented in view of these matters.
本実施例では図10に示す画像形成システムで感光体としてa−Siドラムを用いたアナログ複写機について説明する。プロセススピードは600mm/sの120枚/分である。この感光ドラム201の表面を、一次帯電器203により+500Vに一様帯電する。ついで、アナログ露光212を行って、感光ドラム201上に静電潜像を形成する。次に、現像器202により正規現像し、トナー像として可視化する。現像剤は磁性一成分ポジトナーを用いジャンピング現像をする。トナー粒径は6.0μmである。これは従来の2成分現像剤ではキャリアの交換を10万枚ごとにサービスマンが行わねばならずメンテフリーでないためリュースの利点があまり繁栄できない。それに対して耐久性が無限でノーメンテで済む乾式磁性一成分トナーを用いた。現像バイアスは第一、第二共に2400Hz、1500Vpp、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は第一が250μm、でS−Dgapは共に250μmとした。その後、ポスト帯電器で総電流−200μA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204により転写し、定着器7に送ってトナー像を定着する。一方、感光ドラム1上の転写残りの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を通して廃トナー(リューストナー)を現像ホッパー209Bに戻す。搬送パイプにはスクリュー状の搬送部材が内部にあり、回転することでリューストナーを運ぶ。更に詳細を述べると図10に示すように運ばれたリューストナーは現像ホッパー209Bに入れられ再利用される。また別にNewトナーはホッパー209Aに入れられ、マグローラ21A、21Bにより磁力でそれぞれのトナーは引きつけられ、マグローラ21A、21Bが回転することにより現像器内にトナーは運ばれる。本実施例ではリューストナーとNewトナーを現像器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混ぜても構わない。現像器内で混ぜられたトナーは再び現像スリーブに送られ、感光体上に現像される。マグローラ21Aの通常の回転速度は2回転/分でマグローラ21Bの回転速度を変化させる。マグローラ回転の信号は現像器内のピエゾセンサー(TDK製)にトナーの自重がかからなくなり、振動するとトナー供給信号が発せられる。通常はマグローラ21Bはマグローラ21Aに対して10/90(マグローラ21A:マグローラ21B=9:1)にする。
In this embodiment, an analog copying machine using an a-Si drum as a photoreceptor in the image forming system shown in FIG. 10 will be described. The process speed is 120 mm / min at 600 mm / s. The surface of the
本実施例の現像器構成は実施例2と同様で、フェノール樹脂と結晶性グラファイト、カーボン、球状炭素粒子を用いた膜で、スリーブ径は共にφ20である。 The configuration of the developing device of this example is the same as that of Example 2, and is a film using phenol resin, crystalline graphite, carbon, and spherical carbon particles, and the sleeve diameter is both φ20.
本方式をリュース系に適用することによって、通常、現像性が低いために図12のように更に現像特性に差があったものが図13のように全体の濃度は若干低いものの、第2現像スリーブのトリボ(Q/M)を第1現像と同程度にすることができ、下流スリーブの穴とコート不良を防止することができた。ちなみに第一が9.0μ C/g、第二が9.4μ C/gである。このようにすることで、現像特性の指標であるQ/M(トリボ)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。リュース系ははじめはNewトナーのみで現像するため、廃トナーとNewトナーが混合した状態は帯電性が低い。このような差の大きい現像系に本方式を実施することでとあな−コート不良を防ぎ、現像特性を上下で合わせかつ上流と下流のスリーブの耐久性をほぼ同じにすることでサービスコストを低減することができた。 By applying this method to the Ruth system, the development performance is usually low, and the development characteristics are further different as shown in FIG. 12, but the overall density is slightly lower as shown in FIG. The tribo (Q / M) of the sleeve can be made the same level as in the first development, and the hole in the downstream sleeve and coating failure can be prevented. Incidentally, the first is 9.0 μC / g and the second is 9.4 μC / g. In this way, the value of Q / M (tribo) that is an index of development characteristics can be made substantially equal, and as a result, the VD curves that are development characteristics can be made substantially the same curve. did it. Since the Ruus system is initially developed with only New toner, a state where waste toner and New toner are mixed has low chargeability. By implementing this method on development systems with such a large difference, it is possible to prevent poor coating, match development characteristics up and down, and reduce the service cost by making the upstream and downstream sleeves substantially the same in durability. We were able to.
このことで、画像の階調性並びに階調性安定性の制御が可能になり、かつ耐久寿命の共通化が図れたリュース系にできた。 As a result, it was possible to control the gradation of the image and the stability of the gradation, and it was possible to obtain a Ruth system that can share the durability life.
以上のような構成により、リュース対応の現像システムであるとともに小型現像装置において、第一の目的である下流スリーブのトナーコート不良を防止すること、第二の目的である、現像スリーブごとで現像性が異なるのを防ぐことにより、近年のデジタル画像やグラフ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、また、第三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であり、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、濃度が高濃度でかつ安定し省スペース化すると共に、リュースで環境性に優れた現像装置を提供できた。 With the configuration as described above, the development system is compatible with a slime, and in a small-sized developing device, the first purpose is to prevent the toner coating failure of the downstream sleeve, and the second purpose is developability for each developing sleeve. By preventing the difference in image quality, it is possible to satisfy the demands of gradation and stability of gradation corresponding to recent digital images and graphics, and a plurality of developing sleeves, which is the third purpose, are provided. In the developing device, the life of the developing sleeve is made common, the service cost can be reduced by eliminating the maintenance work of the service man, the density is high and stable, and space saving is achieved. We were able to provide a developing device with excellent environmental characteristics.
1 ドラム感光体
2 現像器
3 一次帯電器
4 転写帯電器
5 分離帯電器
6 クリーニング装置
7 定着装置
9 現像器ホッパー
10 ポスト帯電器
12 画像露光
20 第一の現像スリーブ
30 第二の現像スリーブ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
4. A developing device according to claim 1, wherein the developer has a weight average particle size of 7 [mu] m or less.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003332676A JP2005099394A (en) | 2003-09-25 | 2003-09-25 | Developing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003332676A JP2005099394A (en) | 2003-09-25 | 2003-09-25 | Developing device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005099394A true JP2005099394A (en) | 2005-04-14 |
Family
ID=34460903
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003332676A Withdrawn JP2005099394A (en) | 2003-09-25 | 2003-09-25 | Developing device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2005099394A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012008334A (en) * | 2010-06-24 | 2012-01-12 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Developing device and image forming apparatus |
-
2003
- 2003-09-25 JP JP2003332676A patent/JP2005099394A/en not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012008334A (en) * | 2010-06-24 | 2012-01-12 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Developing device and image forming apparatus |
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Legal Events
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