JP3535681B2 - Image forming device - Google Patents

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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、例えば複写機ある
いはプリンター等とされる電子写真方式等の画像形成装
置に関し、特に、現像手段がクリーニング手段を兼ねる
クリーナレス形式の画像形成装置に関する。 【0002】 【従来の技術】最近の複写機、あるいはプリンターにお
いては、フルカラー化、システム化に伴ってデジタル化
が進んでいる。 【0003】例えば、レーザー光を走査し、このレーザ
ー光のON、OFFにより感光ドラム上に潜像を形成し
て所望の画像を記録するレーザービームプリンター等が
広く知られるようになってきている。その代表的な用途
は、文字、図形等の2値記録であり、文字、図形等の記
録が中間調を必要としないので、プリンターの構造も簡
単化することができる。 【0004】このような2値記録方式であっても中間調
が形成できるプリンターがあり、かかるプリンターとし
ては、ディザ法、濃度パターン法等を採用したものがよ
く知られている。しかし、周知のごとく、ディザ法、濃
度パターン法等を採用したプリンターでは、高解像度が
得られない。そこで、近年、高記録密度を低下させずに
各画素において中間調画素を形成する方法が提案されて
いる。これはレーザービームを画像信号でパルス幅(P
WM)変調することにより、中間調形成を行なうもの
で、この方式によれば、高解像度且つ高階調性の画像を
形成することができる。 【0005】ここで、上記の方式を採用した画像形成装
置の一例について、図4により説明する。 【0006】同図において、コピー開始信号が入力され
ると感光ドラム201が帯電器203により所定の電位
になるように帯電される。一方、原稿台210上におか
れた原稿200Gに対し原稿照射用ランプ、短焦点レン
ズアレイ、CCDセンサーが一体とされたユニット20
9が原稿を照射しながら走査することにより、その照明
走査光の原稿面反射光が短焦点レンズアレイによって結
像されてCCDセンサーに入射される。 【0007】CCDセンサーは受光部、転送部、出力部
より構成されている。受光部において光信号が電荷信号
に変えられ、転送部でクロックパルスに同期して順次出
力部へ転送され、出力部において電荷信号を電圧信号に
変換し、増幅、低インピーダンス化して出力する。この
ようにして得られたアナログ信号を周知の画像処理を行
ないデジタル信号に変換してプリンター部に送る。 【0008】プリンター部においては、図5に示すよう
に、上記の画像信号を受けてON、OFF発光される固
体レーザー素子102の光を高速で回転する回転多面鏡
104によって走査することにより感光ドラム1面上
に、原稿画像に対応した静電潜像を形成する。 【0009】更に、レーザー光を走査するレーザー走査
部100について図5により説明する。 【0010】このレーザー走査部100によりレーザー
光を走査する場合には、先ず入力された画像信号に基づ
き発光信号発生器101により、固体レーザー素子10
2を所定タイミングで明滅させる。そして固体レーザー
素子102から放射されたレーザー光は、コリメーター
レンズ系103により略平行な光束に変換され、更に矢
印b方向に回転する回転多面鏡104により矢印C0
向に走査されるとともにfθレンズ群105a、105
b、105cにより被走査面106にスポット状に結像
される。 【0011】このようなレーザー光の走査により感光体
ドラム201の被走査面106上には画像1走査分の露
光分布が形成され、更に各走査毎に各走査面106を前
記走査方向とは垂直に所定量だけスクロールさせれば、
該被走査面106上に画像信号に応じた露光分布が得ら
れる。 【0012】次にこの静電潜像をトナー粒子とキャリア
粒子を有するいわゆる2成分現像剤を収容した現像器2
04にて現像し、感光ドラム1上にトナー像を得る。 【0013】ここで、現像工程に関して説明を加える。
一般的に現像方法は、非磁性トナーについてはブレード
等で現像スリーブ上にコーティングし、又、磁性トナー
は磁気力によってコーティングして搬送し感光ドラムに
対して非接触状態で現像する2つの方法(1成分非接触
現像)と、更に、トナー粒子に対して磁性キャリア粒子
を混合したものを現像剤として用い、磁気力により搬送
し、感光ドラムに対して接触状態で現像する方法(2成
分接触現像)と、上記2成分現像剤を感光ドラムに対し
て非接触状態で現像する方法(2成分非接触現像)との
4種類に大別される。尚、画像の高画質化、高安定性の
面から2成分接触現像法が多く用いられている。 【0014】図6は本従来例において用いた2成分磁気
ブラシ現像用の現像装置204の概略図である。 【0015】現像装置204は、現像容器216の開口
部に感光ドラム201に対向して現像スリーブ211が
配置され、現像スリーブ211内にはマグネットローラ
ー12が固定配置される。又、現像スリーブ11に現像
剤を薄層形成するための規制ブレード15が設けられて
いる。 【0016】現像容器216は、隔壁220により現像
室R1、撹拌室R2に区画され、それぞれ撹拌スクリュ
ー13、14が配設されている。又、撹拌室R2の上部
にはトナーの貯蔵室R3が設けられている。 【0017】現像スリーブ211は感光ドラム201に
対して最近接領域が約500μmになるように配置さ
れ、図中に示されるように、感光ドラム201と順方向
回転をなし、現像剤が感光ドラム201に対して接触す
る状態で現像できるように設定されている。そして、現
像スリーブ211の感光ドラム201に対する周速比は
通常1.5〜2倍に設定されている。 【0018】このようにして、感光ドラム201上に形
成されたトナー像は、転写帯電器207によって転写材
上に静電転写される。その後転写材は、分離帯電器20
8によって静電分離されて定着器206へと搬送され、
熱定着されて画像が出力される。 【0019】一方、トナー像転写後の感光ドラム201
の面は、クリーナー205によって転写残り等の付着汚
染物の除去を受けて繰り返し画像形成に使用される。 【0020】尚、本構成は、一例であって、帯電器20
3はコロナ帯電器ではなく、帯電ローラであったり、転
写帯電器207も転写ローラであったりと、様々な方式
があるが、基本的には上記のように、帯電、露光、現
像、転写、定着、クリーニングの工程で画像形成され
る。 【0021】ところで、近年、このような装置の小型化
が進んできたが、上述のような帯電、露光、現像、転
写、定着、クリーニングの工程を実施する各手段がそれ
ぞれ小型になるだけでは限界があった。また、上述の転
写残トナーはクリーナー205に回収されるが、この廃
トナーは環境保護の面からも出ないことが好ましい。 【0022】そこで、上記のクリーナー205を取外
し、現像装置204によって現像同時クリーニングを行
なうクリーナーレス装置も出現してきている。現像同時
クリーニングとは、転写後に感光ドラム上に若干残留し
たトナーを次工程以後の現像時にカブリ取りバイアスV
backによって回収する方法である。 【0023】この方法によれば、転写残トナーは回収さ
れて次工程以後用いられるため、廃トナーをなくすこと
ができ、また、廃トナー容器が不要となることからスペ
ースの面での利点も大きく、装置の大幅な小型化が可能
となる。 【0024】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
のような複写機において、クリーナー205を取外し、
現像同時回収を試みたところ、画像のない部分に感光ド
ラム周期で前画像のポジゴーストが発生してしまった。
このポジゴーストは、前画像の転写残トナーが現像領域
において回収できなかったために、本来ならば白地部で
あるところにトナーが転写されて発生する現象である。
この現象を防止するためには、現像工程時に転写残トナ
ーをカブリ取りバイアスによって100%回収しなけれ
ばならない。 【0025】従って、本発明の目的は、像担持体上の転
写残トナーを100%回収できるクリーナーレス方式の
画像形成装置を提供することである。 【0026】 【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
潜像を担持する像担持体と、非磁性トナーと磁性キャリ
アを含む現像剤を収容する現像容器と、前記現像容器内
の現像剤を担持して前記像担持体との対向部へ搬送する
現像剤担持体と、を有し、前記像担持体上の潜像を前記
現像剤担持体上の磁気ブラシにて接触現像すると共に前
記像担持体上の転写残トナーを前記現像容器へ回収する
画像形成装置において、前記像担持体と前記現像剤担持
体が前記対向部にて互いに逆方向へ移動するよう構成す
ると共に、前記像担持体の周速をV dr (mm/se
c)、前記現像剤担持体の周速をV sl (mm/se
c)、前記像担持体に磁気ブラシが接触する領域の前記
像担持体の移動方向長さをL(mm)、磁気ブラシの断
面積をm(mm2)、磁気ブラシ密度をα(本/mm2
としたとき、 (|Vsl−Vdr|/|Vdr|)×L×m×α≧7 但し、|Vsl−Vdr|は各々の周速のベクトル和の絶対
値を満たすことを特徴とする画像形成装置である。 【0027】 【0028】 【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
を図面に則して更に詳しく説明する。 【0029】実施例1 本発明に係る画像形成装置の実施例1について図1によ
り説明する。 【0030】まず、原稿台10上に原稿Gを複写すべき
面を下側にしてセットする。次にコピーボタンを押すこ
とにより複写が開始される。原稿照射用ランプ、短焦点
レンズアレイ、CCDセンサーが一体とされたユニット
9が原稿Gを照射しながら走査することにより、その照
明走査光の原稿面反射光が、短焦点レンズアレイによっ
て結像されてCCDセンサーに入射される。 【0031】CCDセンサーは受光部、転送部、出力部
より構成されており、受光部において光信号が電気信号
に変えられ、転送部でクロックパルスに同期して順次出
力部へ転送され、出力部において電荷信号を電圧信号に
変換し、増幅、低インピーダンス化して出力する。この
ようにして得られたアナログ信号を周知の画像処理を行
なってデジタル信号に変換してプリンター部に送られ
る。 【0032】プリンター部においては、上記の画像信号
を受けて以下のようにして静電潜像を形成する。感光ド
ラム1は、中心支軸を中心に所定の周速度で回転駆動さ
れ、その回転過程で帯電器3により正極性または負極性
の一様な帯電処理を受け、その一様帯電面に、前出の図
5に示したと同様に、画像信号に対応してON、OFF
発光される固体レーザー素子103の光を高速で回転す
る回転多面鏡104によって走査することにより感光ド
ラム1面には、原稿画像に対応した静電潜像が順次に形
成されていく。 【0033】この静電潜像を現像装置4によって現像し
感光ドラム1上にトナー像を形成する。感光ドラム1上
に形成されたトナー像は、転写帯電器7によって転写材
上に静電転写される。その後転写材は、分離帯電器8に
よって静電分離されて定着器6へと搬送され、熱定着さ
れて画像が出力される。 【0034】一方、トナー像転写後の感光ドラム1の面
には転写残残りトナーが残されるがこの転写残トナー
は、次の回転時に現像装置4によって回収される。 【0035】尚、本実施例の構成は一例であって、上述
したように、例えば帯電器3はコロナ帯電器の代わりに
帯電ローラでもよく、転写帯電器7も転写ローラであっ
たりと、様々な方式が適用可能であり、基本的には上記
ように帯電、露光、現像、転写、定着の工程で画像が形
成され、転写残トナーは現像装置により回収される。 【0036】以下に、本発明の画像形成工程が実施され
る現像装置の一実施例について図2を参照しながら説明
する。 【0037】図2において、現像容器16の内部は、隔
壁17によって現像室(第1室)R1と撹拌室(第2
室)R2とに区画され、撹拌室R2の上方にはトナー貯
蔵室R3が形成され、トナー貯蔵室R3内には補給用ト
ナー(非磁性トナー)18が収容されている。又、現像
室R1、撹拌室R2にはそれぞれ撹拌スクリュー13、
14が配置されている。なお、トナー貯蔵室R3の底部
には補給口20が設けられ、補給口20を経て、消費さ
れたトナーに見合った量の補給用トナー18が撹拌室R
2内に落下補給される。 【0038】これに対し、現像室R1及び撹拌室R2内
には現像剤19が収容されている。現像剤19は、平均
粒径20nmの酸化チタンを重量比1%外添した、粉砕
法によって製造された平均粒径8μmの非磁性トナー
と、飽和磁化が205emu/cm3 の平均粒径50μ
mの磁性粒子(キャリア)とからなる二成分現像剤であ
る。尚、混合比は、重量比で非磁性トナーが約5%にな
るようにした。 【0039】現像容器16の感光ドラム1に近接する部
位には開口部が設けられ、該開口部から現像スリーブ1
1が外部に突出するように、現像容器16内に回転可能
に組込まれている。現像スリーブ11は非磁性材からな
り、その内部には磁性発生手段である磁石12が固定さ
れている。 【0040】磁石12は、現像磁極N1、その下流に位
置する磁極S3、及び現像剤19を搬送するための磁極
N2、S2、S1を有する。磁石12は、現像磁極N1
が感光ドラム1に対向するように現像スリーブ11内に
配置されている。 【0041】現像磁極N1は、現像スリーブ11と感光
ドラム1との間の現像部の近傍に磁界を形成し、該磁界
によって磁気ブラシが形成される。この位置において、
現像スリーブ11の回転とともに、矢印の方向に運ばれ
てきた現像剤が感光ドラム1と接触し、感光ドラム1上
の静電潜像が現像される。このとき、現像スリーブ11
と感光ドラム1の近接位置(現像部)においては、現像
スリーブ11と感光ドラム1は互いに逆方向(カウンタ
ー方向)に移動する。 【0042】尚、現像スリーブ11には、電源21によ
り交流電圧に直流電圧を重畳した振動バイアス電圧が印
加される。潜像の暗部電位(非露光部電位)と明部電位
(露光部電位)は、上記振動バイアス電位の最大値と最
小値の間に位置している。これによって現像部に向きが
交互に変化する交番電界が形成される。この交番電界中
でトナーとキャリアが激しく振動し、トナーが現像スリ
ーブ11及びキャリアへの静電的拘束を振り切って潜像
電位に対応した量のトナー量が感光ドラム1に付着す
る。 【0043】振動バイアス電圧の最大値と最小値の差
(ピーク間電圧)は、1〜5kVが好ましく、また、周
波数は1〜15kHzが好ましい。振動バイアス電圧の
波形は、矩形波、サイン波、三角波等が使用できる。そ
して、上記直流電圧成分は潜像の暗部電位と明部電位の
間のものであるが絶対値で最小の明部電位よりも暗部電
位の方により近い値であることが、暗部電位領域へのカ
ブリトナーの付着を防止する上で好ましい。 【0044】現像スリーブ11の下方には、ブレード1
5が現像スリーブ11と所定の間隔、例えば本実施例の
場合500μmの間隔をおいて配置されている。ブレー
ド15は、アルミニウム、SUS316などの非磁性材
からなり、現像容器16に固定されており、現像スリー
ブ11上の現像剤19の層厚を規制する。 【0045】現像室R1内の搬送スクリュー13は図中
の矢印が示す方向に回転され、搬送スクリュー13の回
転駆動によって現像室R1内の現像剤19は現像スリー
ブ11の長手方向に向けて搬送されている。 【0046】貯蔵室R2内の搬送スクリュー14はその
回転によってトナーを現像スリーブ11の長手方向に沿
って搬送し、そのトナーはトナー貯蔵室R3の補給口2
0から撹拌室R2内に自由落下する。 【0047】また本実施例の粉砕トナーは摩擦帯電量が
約2.0×10-2c/kgのものを用いた。 【0048】ここで、以下にトナーの摩擦帯電量(二成
分現像剤)の測定方法について、図3を用いて説明す
る。 【0049】図3には、トナーのトリボ電荷量を測定す
る装置が示される。まず、摩擦帯電量を測定しようとす
る二成分現像剤を50〜100ml容量のポリエチレン
製の瓶に入れ、約10〜40秒間手で振盪し、該現像剤
を500メッシュのスクリーン43が設けられた金属製
の測定容器42に約0.5〜1.5g入れて金属製の蓋
44をする。この時の測定容器42全体の重量を量りW
1(kg)とする。 【0050】次に、測定容器42と接する部分は少なく
とも絶縁体とされた吸引機41において、吸引口47か
ら吸引し風量調節弁46を調節して真空計45の圧力を
250mmAqとする。この状態で十分、好ましくは2
分間吸引を行ない樹脂を吸引除去する。このときの電位
計49の電位をV(ボルト)とする。ここで、48はコ
ンデンサーであり、その容量をC(F)とする。また、
吸引後の測定容器42全体の重量を量りW2(kg)と
する。このトナーの摩擦帯電量は下式のごとく計算され
る。 樹脂の摩擦帯電量(c/kg)=C×V×10-3/(W1−W2)・・(1) 本実施例においては、前記のようなクリーナーがなく現
像時に転写残トナーを回収する構成の画像形成装置にお
いて、従来例で挙げた感光ドラムと現像スリーブが、順
方向に回転する場合と、本実施例で挙げたようなカウン
ター方向に回転する場合とで、現像スリーブ、及び感光
ドラムの周速を様々変えて、ポジゴーストが発生するか
否かの評価を行なった。 【0051】本検討においては、現像スリーブの直径を
16mm、感光ドラムの直径を30mmとし、現像スリ
ーブと感光ドラムの最近接距離は400μmに設定し
た。そして、トナーの摩擦帯電量を2.0×10-2c/
kgとし、現像スリーブ上に、単位面積(cm2 )当た
り32mgの現像剤[キャリアの真密度:5.1g/c
3 、トナーの真密度:1.1g/cm3 ]をコート
し、かぶり取りバイアスVbackを150Vに固定し、現
像バイアスとして2kV、2kHzの交流バイアスを重
畳した。Vback値は、小さすぎると白地部のかぶりをと
ることができず、大きすぎるとキャリア付着が発生して
しまうので、本検討においては、Vbackの適正値とし
て、150Vに固定した。 【0052】下記の表1は、感光ドラム速度(Vdr)が
50mm/secのときの結果であり、表2、表3は、
それぞれ、感光ドラム速度が200mm/sec、30
0mm/secの場合の結果である。表中の、評価基準
としては、ポジゴーストが目視できた場合Y、ポジゴー
ストが目視できなかった場合Nとして評価した。極めて
薄く発生した場合を(Y)とした。 【0053】尚、表中において、現像スリーブの速度を
Vsl(mm/sec)、感光ドラムの速度をVdr(mm
/sec)とした。 【0054】 【表1】 【0055】 【表2】 【0056】 【表3】【0057】表1、2、3に因れば、順方向・現像スリ
ーブ回転の場合、感光ドラムと現像スリーブの周速比
(Vsl/Vd:表には記載せず)が3.5倍以上の時、
カウンター方向・現像スリーブ回転の場合、1.5倍以
上で、上記条件を固定した場合、ポジゴーストが目視で
きなかった。 【0058】幾つかの実験の結果、転写残トナーの現像
時に回収性は、感光ドラム表面性、トナーの諸物性(ト
ナー摩擦帯電量も含める)、Vback、現像バイアス等が
一定の条件下では、以下の式(1)のように、単位時間
に、感光ドラム上の単位面積当たりを接触する磁気ブラ
シの面積に比例することがわかった。 【0059】 (|Vsl−Vdr|/|Vdr|)×L×m×α≧7 ・・・・・ (1) Vsl:現像スリーブ速度(mm/sec) Vdr:感光ドラム速度(mm/sec) L:接触NIP(mm) m:磁気ブラシ断面積(mm2 ) α:磁気ブラシ密度(本/mm2 ) 但し、|Vsl−Vdr|は各々の周速のベクトル和の絶対
値 【0060】感光ドラム上の単位面積当たりを接触する
磁気ブラシ面積について、簡単に説明する。現像スリー
ブ速度(磁気ブラシ速度)をVsl(mm/sec)、感
光ドラム速度をVdr(mm/sec)とし、現像スリー
ブと感光ドラムの最近接部における相対速度|Vsl−V
dr|を磁気ブラシと感光ドラムが接触している領域(以
後接触NIPと称す)において、常に一定であり、この
間、磁気ブラシが同じ太さで感光体と接触する、と近似
した場合、感光ドラム上の長手方向単位長さ当たりに付
着した転写残トナーが接触NIP内を通過する時間t
(sec)は、接触NIP長(感光ドラム周方向)をL
(mm)としたとき、L/Vdr(sec)であり、単位
時間に感光ドラム上単位面積当たりを磁気ブラシが接触
する(磁気ブラシの)面積は、現像磁極の磁気ブラシ密
度をα(本/mm2 )とし、磁気ブラシ太さ(断面積)
をmとしたとき、m×α×|Vsl−Vdr|(本・mm・
sec)である。従って、感光ドラム上の単位面積当た
りに付着した転写残トナーに対して、接触する磁気ブラ
シの面積は、L/Vdr×m×α×|Vsl−Vdr|と表さ
れる。 【0061】表1、2、3においては、接触NIP長L
を7mm、磁気ブラシ断面積mを0.125mm2 、磁
気ブラシ密度αを4本/mm2 としたときの結果であ
る。 【0062】表1、2、3の結果から、転写残トナーを
現像部において100%回収するためには、現像方式の
順方向・スリーブ回転の現像方式の場合、感光ドラムの
速度に対して、約3.5倍の速度の現像スリーブ回転が
必要となるが、このことは、現像剤が劣化し易く、トナ
ー飛散という問題点も生じる。 【0063】それに対して、現像方式を、カウンター現
像にすることで、現像スリーブを高速回転することな
く、現像スリーブ(磁気ブラシ)と感光ドラムの周速差
を大きくすることが可能となり、クリーナーレス/現像
同時回収のシステム前提の場合には、トナー飛散と現像
剤劣化の点で、順方向現像に比して有利である。 【0064】また、複写画像の画像の画像比率にもよる
が、一般的に、カウンター現像は、転写残トナーが現像
領域に到達したときに、現像スリーブ上の、現像後にT
/C比が低下した現像剤が出会うことより、帯電的に残
トナーを回収にすることが容易である。 【0065】以上のように、感光ドラムと現像スリーブ
との対向部で、前記現像スリーブの移動速度をVsl(m
m/sec)、前記感光ドラムの移動速度をVdr(mm
/sec)とし、前記2成分現像剤が該現像スリーブに
接触する領域[現像部]の、該像担持体の移動方向の長
さをL[接触NIP](mm)、磁気ブラシの断面積を
m(mm2 )、磁気ブラシ密度をα(本/mm2 )とし
たとき、 (|Vsl−Vdr|/|Vdr|)×L×m×α≧7 ・・・・・ (1) 但し、|Vsl−Vdr|は各々の周速のベクトル和の絶対
値 を満たす構成をとることにより、転写残トナーを100
%回収し、良好な画像を得ることが可能となる。また、
感光ドラムと現像スリーブとの対向部で2成分現像剤と
該感光ドラムが互いに逆方向に移動する(カウンター方
向)構成をとることにより、順方向に比べて低い周速比
(感光ドラム速度に対する、現像スリーブの速度比)
で、上記式(1)を満足することが可能となる。このこ
とは、現像器構成においても、長寿命且つ低飛散量の高
安定現像器の提供につながる。 【0066】実施例2 実施例1においては、トナー粒子として粉砕法で生成さ
れたトナーを用いたが、実施例2においては、懸濁重合
法によって生成された平均粒径6μmの球形トナーに対
して平均粒径20nmの酸化チタンを重量比1%外添し
たものを用いた。また磁性キャリアとしては飽和磁化が
205emu/cm2 の平均粒径35μmの磁性キャリ
アを用いた。 【0067】またこのトナーをキャリアを重量比7:9
3で混合したものを現像剤として用いた。重合法で生成
されたトナーは球形に近い形状であるため外添剤が均一
にコートされる。このため、感光ドラムに対する離型性
が極めてよい。例えば、上記のような粉砕トナーと重合
トナーで転写効率(紙上に転写された単位面積当たりの
トナー量/感光ドラム上の単位面積当たりのトナー量)
を比べた場合、粉砕トナーが90%であったので対し
て、重合トナーを用いた場合には97%と高効率であっ
た。 【0068】このような重合トナーを用いた場合には、
転写残トナーが極微量であることに加え、高離型性であ
るため、クリーナーがなく現像時に転写残トナーを回収
する構成をとった場合、より回収性が向上し、ポジゴー
ストは発生しにくくなる。 【0069】トナーを重合トナーとし、感光ドラム速度
を100mm/secとしたとき、トナー以外の条件
を、実施例の表2の検討と同一とした場合のポジゴース
トの評価結果を下記の表4に示す。 【0070】 【表4】 【0071】表4の結果は、転写残トナーを現像部にお
いて100%回収するためには、現像方式を順方向・ス
リーブ回転の現像方式の場合、感光ドラムの速度に対し
て、最低約3.0倍の速度の現像スリーブ回転が必要と
なり、カウンター方向スリーブ回転の現像方式の場合、
約1.0倍の速度が必要となることを示している。実施
例1における、粉砕トナーと比較すると、重合トナーを
用いることで、より低い周速比で転写残トナーを100
%回収することができる。 【0072】よって、本実施例のように重合法で生成さ
れたトナーを用いた場合、像担持体と現像剤支持手段と
の対向部で、前記現像剤担持体の移動速度をVsl(mm
/sec)、前記像担持体の移動速度をVdr(mm/s
ec)とし、前記2成分現像剤が該現像剤担持体に接触
する領域[現像部]の、該像担持体の移動方向の長さを
L[接触NIP](mm)、磁気ブラシの断面積をm
(mm2 )、磁気ブラシ密度をα(本/mm2 )とした
とき、 |Vsl−Vdr|/|Vdr|)×L×m×α≧7 ・・・・・ (1) 但し、|Vsl−Vdr|は各々の周速のベクトル和の絶対
値 を満たす構成をとることにより、転写残トナーを100
%回収し、良好な画像を得ることが可能となる。また、
像担持体と現像剤支持手段との対向部で2成分現像剤と
該像担持体が互いに逆方向に移動する(カウンター方
向)構成をとることにより、順方向に比べてより低い周
速比(感光ドラム速度に対する、現像スリーブの速度
比)で、上記式(1)を満足することが可能となる。こ
のことは、現像器構成においても、長寿命且つ低飛散量
の高安定現像器の提供につながる。 【0073】 【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、像担持体と現像剤担持体が対向部にて互いに
逆方向へ移動するよう構成すると共に、像担持体の周速
をV dr (mm/sec)、現像剤担持体の周速をV sl
(mm/sec)、像担持体に磁気ブラシが接触する領
域の像担持体の移動方向長さをL(mm)、磁気ブラシ
の断面積をm(mm2)、磁気ブラシ密度をα(本/m
2)としたとき、 (|Vsl−Vdr|/|Vdr|)×L×m×α≧7 但し、|Vsl−Vdr|は各々の周速のベクトル和の絶対
値を満たすことにより、前記像担持体上の転写残トナー
を100%回収でき、よって、装置の小型化を達成でき
るとともに、ポジゴーストの発生を防止でき、良好な画
像を得ることができる画像形成装置を提供できる。
に、本発明によれば、上記構成とすることにより、ポジ
ゴーストの発生を防止するにあたって現像剤担持体の周
速の絶対値を低くすることができるので、現像剤の劣化
や現像剤の飛散といった問題を解消して現像器の長寿命
化を達成することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a copying machine, for example.
Image forming apparatus such as an electrophotographic type
In particular, the developing means also serves as the cleaning means
The present invention relates to a cleanerless image forming apparatus. [0002] 2. Description of the Related Art Recent copiers and printers
Digitalization with full-color and systematization
Is progressing. For example, a laser beam is scanned and this laser beam is scanned.
-A latent image is formed on the photosensitive drum by turning on and off the light.
Laser beam printer etc. to record the desired image
It is becoming widely known. Typical applications
Is a binary record of characters, figures, etc.
Since the recording does not require halftones, the structure of the printer is simple.
Can be singulated. [0004] Even in such a binary recording system, halftone
There are printers that can form
It is better to use dither method, density pattern method, etc.
Well known. However, as is well known, the dither method
With printers that adopt the degree pattern method, high resolution
I can't get it. Therefore, in recent years, without lowering the high recording density
A method for forming a halftone pixel at each pixel has been proposed.
I have. This means that the laser beam is pulsed (P
WM) halftone formation by modulation
According to this method, a high-resolution and high-gradation image can be obtained.
Can be formed. Here, an image forming apparatus employing the above method
An example of the arrangement will be described with reference to FIG. In FIG. 1, a copy start signal is input.
Then, the photosensitive drum 201 is moved to a predetermined potential by the charger 203.
To be charged. On the other hand,
Original illumination lamp and short focal length lens
Unit 20 with integrated array and CCD sensor
9 scans the document while irradiating it,
The reflected light of the scanning light on the original surface is connected by the short focus lens array.
The image is formed and incident on the CCD sensor. The CCD sensor is a light receiving section, a transfer section, and an output section.
It is composed of The light signal is a charge signal at the light receiving section
And sequentially output in synchronization with the clock pulse in the transfer unit.
The charge signal is converted to a voltage signal at the output
Convert, amplify, lower impedance and output. this
The analog signal obtained in this way is subjected to well-known image processing.
Digital signal and send it to the printer. In the printer section, as shown in FIG.
In the meantime, the ON / OFF light is emitted in response to the above image signal.
Rotating polygon mirror that rotates the light of the body laser element 102 at high speed
Scanning by 104 on the photosensitive drum 1 surface
Then, an electrostatic latent image corresponding to the original image is formed. Further, laser scanning for scanning a laser beam
The unit 100 will be described with reference to FIG. [0010] The laser scanning unit 100
When scanning light, first, based on the input image signal,
The solid-state laser element 10
2 blinks at a predetermined timing. And solid laser
The laser light emitted from the element 102 is collimated
The light is converted into a substantially parallel light beam by the lens system 103, and
Arrow C by the rotating polygon mirror 104 rotating in the direction of the mark b.0 One
Lens group 105a, 105
b and 105c form a spot-like image on the scanned surface 106
Is done. The photosensitive member is scanned by the laser beam scanning.
On the scanned surface 106 of the drum 201, the exposure for one scan of the image is performed.
A light distribution is formed and each scan plane 106 is moved forward with each scan.
If you scroll by a predetermined amount perpendicular to the scanning direction,
An exposure distribution according to an image signal is obtained on the scanned surface 106.
It is. Next, the electrostatic latent image is transferred to a toner particle and a carrier.
Developing device 2 containing so-called two-component developer having particles
In step 04, the toner image is obtained on the photosensitive drum 1. Here, the developing step will be described.
Generally, the development method is blade for non-magnetic toner.
Coating on the developing sleeve with etc.
Is coated by magnetic force and transported to the photosensitive drum.
Two methods of developing in a non-contact state (one-component non-contact
Development), and further, magnetic carrier particles with respect to the toner particles.
Is transported by magnetic force using a mixture of
And developing in contact with the photosensitive drum (2
Minute contact development) and applying the two-component developer to the photosensitive drum.
With non-contact developing method (two-component non-contact development)
It is roughly divided into four types. In addition, high image quality and high stability
The two-component contact developing method is often used from the surface. FIG. 6 shows a two-component magnet used in the conventional example.
FIG. 2 is a schematic diagram of a developing device 204 for brush development. The developing device 204 has an opening in the developing container 216.
The developing sleeve 211 faces the photosensitive drum 201
A magnet roller is disposed inside the developing sleeve 211.
-12 are fixedly arranged. Also, the developing sleeve 11
A regulating blade 15 for forming a thin layer of the agent is provided.
I have. The developing container 216 is developed by the partition 220.
Chamber R1 and stirring chamber R2.
-13 and 14 are provided. The upper part of the stirring chamber R2
Is provided with a toner storage chamber R3. The developing sleeve 211 is attached to the photosensitive drum 201.
On the other hand, the closest area is about 500 μm.
As shown in FIG.
Rotates and the developer contacts the photosensitive drum 201
It is set so that it can be developed in a state where And now
The peripheral speed ratio of the image sleeve 211 to the photosensitive drum 201 is
Usually, it is set to 1.5 to 2 times. In this manner, the shape on the photosensitive drum 201 is
The formed toner image is transferred to a transfer material by a transfer charger 207.
It is electrostatically transferred on top. Thereafter, the transfer material is transferred to the separation charger 20.
8 and is conveyed to the fixing device 206 by electrostatic separation.
The image is output after being heat-fixed. On the other hand, the photosensitive drum 201 after the transfer of the toner image
Is adhered to the transfer surface by the cleaner 205.
It is used repeatedly for image formation after removal of dye. This configuration is an example, and the charger 20
3 is not a corona charger, but a charging roller or a roller.
Various methods such as the photo-charging device 207 is also a transfer roller
However, basically, as described above, charging, exposure, and current
Image is formed in the process of image, transfer, fixing, cleaning
You. Incidentally, in recent years, such devices have been downsized.
Charging, exposure, development, and transfer as described above.
Each means for carrying out the process of copying, fixing and cleaning
There was a limit just to miniaturization. In addition,
The residual toner is collected by the cleaner 205.
It is preferable that the toner is not emitted from the viewpoint of environmental protection. Therefore, the cleaner 205 is removed.
Then, simultaneous cleaning with development is performed by the developing device 204.
Nana cleanerless devices are also emerging. Simultaneous development
Cleaning means that some toner remains on the photosensitive drum after transfer.
Fogging bias V when developing toner
It is a method of collecting by back. According to this method, the transfer residual toner is collected.
Used after the next process, eliminating waste toner
And no waste toner container is required.
The advantages in terms of source are also large, and the equipment can be significantly reduced in size.
It becomes. [0024] However, the conventional example
Remove the cleaner 205 from a copying machine such as
Attempt to collect at the same time as development
Positive ghost of the previous image occurred in the ram cycle.
In this positive ghost, the transfer residual toner of the previous image is
Could not be collected at
This is a phenomenon that occurs when toner is transferred to a certain place.
To prevent this phenomenon, transfer residual toner should be used during the development process.
100% must be recovered by fog removal bias
Must. Accordingly, an object of the present invention is to provide an image bearing member on an image carrier.
Cleaner-less system that can recover 100% of residual toner
An object of the present invention is to provide an image forming apparatus. [0026] SUMMARY OF THE INVENTION The above objects are attained by the present invention.
This is achieved by an image forming apparatus. In summary, the present invention provides:
An image carrier for carrying a latent image, a non-magnetic toner and a magnetic carrier;
A developing container containing a developer containing
Carrying the developer and transporting the developer to a portion facing the image carrier
Developer carrier, and the latent image on the image carrier is
Contact development with a magnetic brush on the developer carrier
Collecting the transfer residual toner on the image bearing member to the developing container
In the image forming apparatus,The image carrier and the developer carrier
The body is configured to move in opposite directions at the facing portion.
And the peripheral speed of the image carrier is V dr (Mm / se
c), the peripheral speed of the developer carrier is V sl (Mm / se
c) the area where the magnetic brush contacts the image carrier;Said
Moving the image carrierDirection lengthIs L (mm), magnetic brush break
The area is m (mmTwo), The density of the magnetic brush is α (pieces / mmTwo)
And when (| Vsl−Vdr | / | Vdr |) × L × m × α ≧ 7 Where | Vsl−Vdr | is the absolute value of the vector sum of each peripheral speed.
An image forming apparatus characterized by satisfying a value. [0027] [0028] DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an image forming apparatus according to the present invention will be described.
Will be described in more detail with reference to the drawings. Embodiment 1 Embodiment 1 of the image forming apparatus according to the present invention is shown in FIG.
Will be described. First, the original G should be copied on the original platen 10.
Set with the side down. Then press the copy button
Starts copying. Original illumination lamp, short focus
Unit with integrated lens array and CCD sensor
9 scans while irradiating the original G,
The light reflected from the original surface of the bright scanning light is
To form an image and enter the CCD sensor. The CCD sensor includes a light receiving section, a transfer section, and an output section.
The optical signal is converted into an electrical signal at the light receiving section.
And sequentially output in synchronization with the clock pulse in the transfer unit.
The charge signal is converted to a voltage signal at the output
Convert, amplify, lower impedance and output. this
The analog signal obtained in this way is subjected to well-known image processing.
Is converted to a digital signal and sent to the printer
You. In the printer section, the image signal
In response, an electrostatic latent image is formed as follows. Exposure
The ram 1 is driven to rotate around a center support shaft at a predetermined peripheral speed.
During the rotation process, the positive or negative polarity is obtained by the charger 3.
After the uniform charging process, the uniform charging surface
As shown in FIG. 5, ON and OFF corresponding to the image signal
The light emitted from the solid-state laser element 103 is rotated at a high speed.
Scanning by the rotating polygon mirror 104
An electrostatic latent image corresponding to the original image is sequentially formed on one side of the ram.
It is formed. The electrostatic latent image is developed by the developing device 4.
A toner image is formed on the photosensitive drum 1. On the photosensitive drum 1
Is transferred to a transfer material by a transfer charger 7.
It is electrostatically transferred on top. Thereafter, the transfer material is transferred to the separation charger 8.
Therefore, the toner is conveyed to the fixing device 6 after being electrostatically separated, and
The image is output. On the other hand, the surface of the photosensitive drum 1 after the transfer of the toner image
Transfer residual toner is left on the
Is collected by the developing device 4 at the next rotation. The configuration of the present embodiment is an example, and
As described above, for example, the charger 3 is replaced with a corona charger.
A charging roller may be used, and the transfer charger 7 is also a transfer roller.
Various methods can be applied.
The image is formed in the charging, exposure, development, transfer,
The transfer residual toner is collected by the developing device. Hereinafter, the image forming step of the present invention is performed.
One embodiment of a developing device will be described with reference to FIG.
I do. In FIG. 2, the inside of the developing container 16 is
The developing chamber (first chamber) R1 and the stirring chamber (second chamber)
R2), and toner is stored above the stirring chamber R2.
A storage chamber R3 is formed, and a toner supply chamber is provided in the toner storage chamber R3.
And a toner (non-magnetic toner) 18. Also, development
The chamber R1 and the stirring chamber R2 have a stirring screw 13,
14 are arranged. The bottom of the toner storage chamber R3
Is provided with a supply port 20, through which it is consumed.
The replenishing toner 18 in an amount corresponding to the collected toner is supplied to the stirring chamber R.
It is dropped and replenished inside 2. On the other hand, in the developing chamber R1 and the stirring chamber R2,
Contains a developer 19. Developer 19 is average
Externally added 1% by weight of titanium oxide with a particle size of 20 nm, pulverized
Non-magnetic toner having an average particle size of 8 μm manufactured by the method
And the saturation magnetization is 205 emu / cmThree Average particle size of 50μ
m two-component developer comprising magnetic particles (carrier)
You. The mixing ratio of the non-magnetic toner is about 5% by weight.
It was to so. A portion of the developing container 16 close to the photosensitive drum 1
An opening is provided at the upper end of the developing sleeve 1.
It can rotate inside the developer container 16 so that 1 projects outside
It is built in. The developing sleeve 11 is made of a non-magnetic material.
The magnet 12 is fixed inside the magnet 12
Have been. The magnet 12 is located downstream of the developing magnetic pole N1.
Magnetic pole S3 to be placed and a magnetic pole for transporting the developer 19
N2, S2, and S1. The magnet 12 has a developing magnetic pole N1.
In the developing sleeve 11 so as to face the photosensitive drum 1.
Are located. The developing magnetic pole N1 is in contact with the developing sleeve 11
A magnetic field is formed in the vicinity of the developing section between the drum 1 and the magnetic field.
Forms a magnetic brush. In this position,
As the developing sleeve 11 rotates, it is carried in the direction of the arrow.
Developer comes in contact with the photosensitive drum 1 and is on the photosensitive drum 1
Is developed. At this time, the developing sleeve 11
At the position (developing section) close to the photosensitive drum 1
The sleeve 11 and the photosensitive drum 1 are in opposite directions (counter
Direction). The power supply 21 is connected to the developing sleeve 11.
The vibration bias voltage that is obtained by superimposing the DC voltage on the AC voltage
Be added. Latent image dark potential (non-exposed area potential) and bright area potential
(Exposure portion potential) is the maximum value and the maximum value of the oscillation bias potential.
Located between the lows. As a result, the orientation of the developing unit
Alternating alternating electric fields are formed. In this alternating electric field
Causes the toner and carrier to vibrate violently, causing toner to
Latent image by shaking off electrostatic restraint on the probe 11 and carrier
An amount of toner corresponding to the potential adheres to the photosensitive drum 1
You. Difference between maximum value and minimum value of oscillation bias voltage
(Peak-to-peak voltage) is preferably 1 to 5 kV.
The wave number is preferably 1 to 15 kHz. Oscillation bias voltage
As the waveform, a rectangular wave, a sine wave, a triangular wave, or the like can be used. So
Thus, the DC voltage component is the difference between the dark potential and the bright potential of the latent image.
Between dark but darker than the smallest bright potential in absolute value
The closer the value to the position, the higher the power to the dark potential region.
It is preferable for preventing the adhesion of britoner. A blade 1 is provided below the developing sleeve 11.
5 is a predetermined distance from the developing sleeve 11, for example, of the present embodiment.
In this case, they are arranged at intervals of 500 μm. Bray
Non-magnetic material such as aluminum and SUS316
And is fixed to the developing container 16 and is
The thickness of the developer 19 on the block 11 is regulated. The transport screw 13 in the developing chamber R1 is shown in FIG.
Is rotated in the direction indicated by the arrow of FIG.
The developer 19 in the developing chamber R1 is moved to the developing three
The belt 11 is conveyed in the longitudinal direction. The transport screw 14 in the storage room R2 is
By rotation, the toner moves along the longitudinal direction of the developing sleeve 11.
And the toner is supplied to the supply port 2 of the toner storage chamber R3.
It falls freely from 0 into the stirring chamber R2. The pulverized toner of this embodiment has a triboelectric charge amount.
About 2.0 × 10-2c / kg was used. Here, the amount of triboelectric charge of the toner (the
The method of measuring (developer) will be described with reference to FIG.
You. FIG. 3 shows the measurement of the triboelectric charge of the toner.
Devices are shown. First, try to measure the triboelectric charge
50 to 100 ml volume of two-component developer
And shake it by hand for about 10 to 40 seconds.
Made of metal with a screen 43 of 500 mesh
Approximately 0.5 to 1.5 g is placed in the measuring container 42 of
Do 44. At this time, the entire measuring container 42 is weighed and W
1 (kg). Next, the portion in contact with the measuring container 42 is small.
In the suction machine 41, both of which are insulators, the suction port 47
And adjust the air volume control valve 46 to reduce the pressure of the vacuum gauge 45.
It is 250 mmAq. This state is sufficient, preferably 2
Aspirate for a minute to remove the resin by suction. Potential at this time
The potential of a total 49 is set to V (volt). Here, 48
And its capacity is C (F). Also,
The whole measuring container 42 after suction is weighed and is expressed as W2 (kg).
I do. The triboelectric charge of this toner is calculated as
You. Amount of triboelectric charge of resin (c / kg) = C × V × 10-3/ (W1-W2) ・ ・ (1) In the present embodiment, there is no cleaner as described above, and
An image forming apparatus configured to collect transfer residual toner during image formation
The photosensitive drum and developing sleeve mentioned in the
Direction and the counter as described in this embodiment.
The developing sleeve and the photosensitive
Varying the peripheral speed of the drum, whether positive ghosts occur
An evaluation was made as to whether or not it was acceptable. In this study, the diameter of the developing sleeve was
16 mm, the photosensitive drum diameter was 30 mm,
The closest distance between the probe and the photosensitive drum was set to 400 μm.
Was. Then, the frictional charge amount of the toner is set to 2.0 × 10-2c /
kg and the unit area (cmTwo Hit
32 mg of developer [True density of carrier: 5.1 g / c
mThree , True density of toner: 1.1 g / cmThree ] The coat
The fog removal bias Vback is fixed at 150 V,
An AC bias of 2 kV and 2 kHz is used as an image bias.
I folded it. If the Vback value is too small, the fog on the white background
If it is too large, carrier adhesion will occur.
Therefore, in this study, the appropriate value of Vback
And fixed at 150V. Table 1 below shows that the photosensitive drum speed (Vdr) is
Table 2 and Table 3 show the results at 50 mm / sec.
The photosensitive drum speed was 200 mm / sec and 30 respectively.
It is a result in the case of 0 mm / sec. Evaluation criteria in the table
When the positive ghost is visible, Y
When the strike was not visually observed, it was evaluated as N. extremely
The case where the lightening occurred was defined as (Y). In the table, the speed of the developing sleeve is
Vsl (mm / sec) and the speed of the photosensitive drum
/ Sec). [0054] [Table 1] [0055] [Table 2] [0056] [Table 3]According to Tables 1, 2, and 3, the forward / developing
In the case of rotation, the peripheral speed ratio between the photosensitive drum and the developing sleeve
When (Vsl / Vd: not described in the table) is 3.5 times or more,
1.5 times or more in case of counter direction and rotation of developing sleeve
Above, when the above conditions are fixed, the positive ghost is visually
I didn't come. As a result of some experiments, it was found that
Sometimes the recoverability depends on the surface properties of the photosensitive drum and various physical properties of the toner
Toner charge), Vback, developing bias, etc.
Under certain conditions, as shown in the following equation (1), the unit time
And a magnetic brush that contacts per unit area on the photosensitive drum.
It was found to be proportional to the area of the sieve. [0059]   (| Vsl−Vdr | / | Vdr |) × L × m × α ≧ 7 (1) Vsl: developing sleeve speed (mm / sec) Vdr: photosensitive drum speed (mm / sec) L: Contact NIP (mm) m: magnetic brush cross-sectional area (mmTwo ) α: Magnetic brush density (number / mmTwo ) Where | Vsl−Vdr | is the absolute value of the vector sum of each peripheral speed.
value Contact per unit area on photosensitive drum
The area of the magnetic brush will be briefly described. Development Three
Speed (magnetic brush speed) Vsl (mm / sec)
The light drum speed is set to Vdr (mm / sec), and the development three
Velocity | Vsl-V
dr | to the area where the magnetic brush and the photosensitive drum are in contact (hereinafter
In this case, it is always constant.
The magnetic brush contacts the photoreceptor with the same thickness
The unit length in the longitudinal direction on the photosensitive drum.
Time t during which the transferred transfer residual toner passes through the contact NIP.
(Sec) indicates that the contact NIP length (the circumferential direction of the photosensitive drum) is L
(Mm), L / Vdr (sec), unit
Magnetic brush contacts per unit area on photosensitive drum at time
The area of the magnetic brush (magnetic brush)
Degree is α (book / mmTwo ) And magnetic brush thickness (cross-sectional area)
Is m × α × | Vsl−Vdr | (this · mm ·
sec). Therefore, the unit area on the photosensitive drum
Magnetic brush that contacts the transfer residual toner
The area of the sheet is expressed as L / Vdr × m × α × | Vsl−Vdr |
It is. In Tables 1, 2 and 3, the contact NIP length L
7 mm, magnetic brush cross section m 0.125 mmTwo , Magnetic
Air brush density α 4 pcs / mmTwo Is the result of
You. From the results in Tables 1, 2 and 3, the residual toner after transfer was
In order to collect 100% in the developing section,
In the case of the forward / sleeve rotation developing method, the photosensitive drum
The rotation of the developing sleeve is about 3.5 times faster than the speed.
Although this is necessary, this is because the developer is liable to
-There is also the problem of scattering. On the other hand, the developing method is
By rotating the developing sleeve into an image,
The peripheral speed difference between the developing sleeve (magnetic brush) and the photosensitive drum
Can be increased, cleaner-less / development
In the case of a simultaneous recovery system, toner scattering and development
In terms of agent deterioration, it is more advantageous than forward development. Also, it depends on the image ratio of the copied image.
However, in general, in counter development, the residual toner after transfer is developed.
When the area is reached, T on the developing sleeve after development
/ C ratio of the developer decreases,
It is easy to collect the toner. As described above, the photosensitive drum and the developing sleeve
And the moving speed of the developing sleeve at Vsl (m
m / sec) and the moving speed of the photosensitive drum is Vdr (mm
/ Sec), and the two-component developer is applied to the developing sleeve.
Length of the contact area [developing section] in the moving direction of the image carrier
Is L [contact NIP] (mm) and the cross-sectional area of the magnetic brush is
m (mmTwo ), The density of the magnetic brush is α (pieces / mmTwo )age
When   (| Vsl−Vdr | / | Vdr |) × L × m × α ≧ 7 (1) Where | Vsl−Vdr | is the absolute value of the vector sum of each peripheral speed.
value Is satisfied, the transfer residual toner is reduced to 100%.
%, And a good image can be obtained. Also,
A two-component developer is used at the opposing portion of the photosensitive drum and the developing sleeve.
The photosensitive drums move in opposite directions (counter direction
Direction) configuration, lower peripheral speed ratio compared to the forward direction
(Speed ratio of developing sleeve to photosensitive drum speed)
Thus, the above expression (1) can be satisfied. this child
Means a long life and low scattering amount
This leads to the provision of a stable developing device. Embodiment 2 In Example 1, the toner particles were formed by a pulverization method as toner particles.
In Example 2, the suspension polymerization was used.
To spherical toner with an average particle size of 6 μm
And externally adding 1% by weight of titanium oxide having an average particle size of 20 nm.
Was used. As a magnetic carrier, the saturation magnetization is
205 emu / cmTwo Magnetic carrier with an average particle size of 35 μm
A. Further, this toner was mixed with a carrier at a weight ratio of 7: 9.
The mixture obtained in 3 was used as a developer. Produced by polymerization method
The external additive is uniform because the toner is almost spherical
To be coated. Therefore, the releasability from the photosensitive drum
Is very good. For example, polymerization with pulverized toner as described above
Transfer efficiency with toner (per unit area transferred on paper
Toner amount / toner amount per unit area on photosensitive drum)
Was compared with 90% of the pulverized toner.
Therefore, when polymerized toner is used, the efficiency is as high as 97%.
Was. When such a polymerized toner is used,
In addition to the extremely small amount of transfer residual toner,
Because there is no cleaner, transfer residual toner is collected during development
In this configuration, recoverability is further improved and positive
Strikes are less likely to occur. The toner is polymerized toner and the photosensitive drum speed
Is 100 mm / sec, conditions other than toner
Is the same as in the study in Table 2 of the embodiment.
Table 4 below shows the results of the evaluation. [0070] [Table 4] The results in Table 4 show that the transfer residual toner is transferred to the developing section.
To achieve 100% recovery, the development method must be
In the case of the development method of leave rotation, the speed of the photosensitive drum
It is necessary to rotate the developing sleeve at least about 3.0 times faster
In the case of the developing method of counter-sleeve rotation,
This indicates that about 1.0 times the speed is required. Implementation
As compared with the pulverized toner in Example 1, the polymerized toner was
By using this, the transfer residual toner can be reduced to 100% at a lower peripheral speed ratio.
% Can be recovered. Therefore, the polymer produced by the polymerization method as in this example was used.
When the used toner is used, the image carrier and the developer support
At the opposing portion, the moving speed of the developer carrying member is set to Vsl (mm
/ Sec), and the moving speed of the image carrier is Vdr (mm / s).
ec), the two-component developer contacts the developer carrier
The length of the area [developing section] in the moving direction of the image carrier is
L [contact NIP] (mm), the cross-sectional area of the magnetic brush is m
(MmTwo ), The density of the magnetic brush is α (pieces / mmTwo )
When   | Vsl−Vdr | / | Vdr |) × L × m × α ≧ 7 (1) Where | Vsl−Vdr | is the absolute value of the vector sum of each peripheral speed.
value Is satisfied, the transfer residual toner is reduced to 100%.
%, And a good image can be obtained. Also,
A two-component developer is provided at an opposing portion between the image carrier and the developer supporting means.
The image carriers move in opposite directions (counter direction
Direction), the lower circumference compared to the forward direction
Speed ratio (speed of developing sleeve to speed of photosensitive drum)
Ratio), the above expression (1) can be satisfied. This
This means long life and low scattering amount
To provide a highly stable developing device. [0073] As is apparent from the above description, the present invention
According toThe image carrier and the developer carrier are mutually
It is configured to move in the opposite direction and the peripheral speed of the image carrier
To V dr (Mm / sec), the peripheral speed of the developer carrier is V sl
(Mm / sec), the area where the magnetic brush contacts the image carrier
RegionalMoving the image carrierDirection lengthIs L (mm), magnetic brush
M (mmTwo), The density of the magnetic brush is α (book / m
mTwo), (| Vsl−Vdr | / | Vdr |) × L × m × α ≧ 7 Where | Vsl−Vdr | is the absolute value of the vector sum of each peripheral speed.
Value, the transfer residual toner on the image carrier
100% can be collected, and the device can be downsized.
As well as preventing the occurrence of positive ghosts,
An image forming apparatus capable of obtaining an image can be provided.Special
According to the present invention, the positive
In order to prevent ghosting, the developer
The absolute value of the speed can be reduced, so that the deterioration of the developer
Longer life of developing unit by eliminating problems such as developer and developer scattering
Can be achieved.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施例1の画像形成装置を示す概略構
成図である。 【図2】図1の画像形成装置に用いた2成分現像装置を
示す構成図である。 【図3】2成分現像剤の摩擦帯電量を測定するための装
置を示す模式図である。 【図4】従来の画像形成装置の一例を示す概略構成図で
ある。 【図5】図4の画像形成装置のレーザー走査部を示す説
明図である。 【図6】図4の画像形成装置の2成分現像装置を示す構
成図である。 【符号の説明】 1 感光ドラム(像担持体) 4 現像装置 11 現像スリーブ(現像剤担持体)
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a two-component developing device used in the image forming apparatus of FIG. FIG. 3 is a schematic diagram showing an apparatus for measuring a triboelectric charge amount of a two-component developer. FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a conventional image forming apparatus. FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a laser scanning unit of the image forming apparatus of FIG. 4; 6 is a configuration diagram illustrating a two-component developing device of the image forming apparatus of FIG. [Description of Signs] 1 Photosensitive drum (image carrier) 4 Developing device 11 Developing sleeve (developer carrier)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−200178(JP,A) 特開 平7−295389(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/08 507 G03G 15/08 501 G03G 15/09 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-3-200178 (JP, A) JP-A-7-295389 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G03G 15/08 507 G03G 15/08 501 G03G 15/09

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 潜像を担持する像担持体と、非磁性トナ
ーと磁性キャリアを含む現像剤を収容する現像容器と、
前記現像容器内の現像剤を担持して前記像担持体との対
向部へ搬送する現像剤担持体と、を有し、前記像担持体
上の潜像を前記現像剤担持体上の磁気ブラシにて接触現
像すると共に前記像担持体上の転写残トナーを前記現像
容器へ回収する画像形成装置において、前記像担持体と前記現像剤担持体が前記対向部にて互い
に逆方向へ移動するよう構成すると共に、前記像担持体
の周速をV dr (mm/sec)、前記現像剤担持体の周
速をV sl (mm/sec)、前記像担持体に磁気ブラシ
が接触する領域の 前記像担持体の移動方向長さをL(m
m)、磁気ブラシの断面積をm(mm2)、磁気ブラシ
密度をα(本/mm2)としたとき、 (|Vsl−Vdr|/|Vdr|)×L×m×α≧7 但し、|Vsl−Vdr|は各々の周速のベクトル和の絶対
値を満たすことを特徴とする画像形成装置。
(57) [Claim 1] An image carrier for carrying a latent image and a non-magnetic toner
And a developing container containing a developer containing a magnetic carrier,
A pair of the developer holding the developer in the developing container and the image carrier.
A developer carrier conveyed to the opposite portion, and the image carrier
The upper latent image is contacted with a magnetic brush on the developer carrier.
Developing the transfer residual toner on the image carrier while forming an image.
In the image forming apparatus that collects the toner in a container, the image carrier and the developer carrier are mutually opposed at the facing portion.
And the image carrier is moved in the opposite direction.
Is the peripheral speed of V dr (mm / sec),
The speed is V sl (mm / sec).
There the moving direction length of the image bearing member in the region of contact L (m
m), the sectional area of the magnetic brush is m (mm 2 ), and the density of the magnetic brush is α (pieces / mm 2 ): (| Vsl−Vdr | / | Vdr |) × L × m × α ≧ 7 , | Vsl−Vdr | satisfy the absolute value of the vector sum of each peripheral speed.
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