JPH0968869A - Image forming device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming device applying proper quantities of charge and toner for development, with excellent developer flowability, reducing the scattering of the toner and a load applied to the developer so as to suppress a deterioration in the developer and executing a high-image-quality developing operation for 30 to 200 printing service hours, regardless of a compact device. SOLUTION: The image forming device uses magnetic carriers having 50 to 130μm average grain size and the toner having 6 to 10μm average grain size and is provided with the developer obtained by mixing the toner with the magnetic carriers at a covering rate of 0.3 to 1.0, a developing roll whose diameter is 10 to 30mm, a means for stirring/mixing the developer with fresh toner supplied to the developer, a developing device 4 having a developer storage capacity of 0.2 to 0.8kg and a photoreceptor 1 rotated at a circumferential speed ratio of 0.7 to 4 with respect to the developing roll. Each value of the developer, the developing device 4 and the photoreceptor 1 is set to obtain conditions satisfying a process speed of 80 to 300mm/s and 30 to 200 printing service hours of the developing device 4, to form an image.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus.

【０００２】[0002]

【従来の技術】電子写真技術を利用した画像形成装置に
おいて、従来、特開平６−４３７０６号公報等に示され
ているように、感光体、現像剤、クリーナ等の消耗品と
して交換される部位を、低速機（毎分２０頁以下）では
感光体、帯電器、現像機、転写器、クリーナ等を１つ、
もしくは２つのユニットとして交換する方法が通常とら
れている。また、中・高速機（毎分２０頁以上）では例
えば特開平６−６７４７８号公報に示されているよう
に、感光体単体、現像機単体等単体を交換する方法がと
られている。2. Description of the Related Art In an image forming apparatus utilizing electrophotography, a portion which is conventionally replaced as a consumable item such as a photoconductor, a developer, a cleaner, etc., as disclosed in JP-A-6-43706. For a low speed machine (20 pages or less per minute), one photoconductor, charger, developing machine, transfer machine, cleaner, etc.
Alternatively, the method of exchanging as two units is usually adopted. Further, in a medium / high speed machine (20 pages or more per minute), for example, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 6-67478, a method of replacing a single body of a photoreceptor, a single body of a developing machine or the like is adopted.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術で、１〜
２ユニットで交換する方法は、装置の保守、消耗品の交
換がしやすい反面、従来ユニットは寿命が短く、１頁当
りのコストが高価であり、低速領域で印刷枚数の少ない
用途には良いが、２０〜６０頁／分（ｐｐｍ）、とくに
３０〜５０ｐｐｍの領域では印刷枚数が多くなることか
ら、交換頻度が多くなり、かつ印刷コストが増大する欠
点があった。SUMMARY OF THE INVENTION In the above prior art,
The two-unit replacement method facilitates maintenance of the device and replacement of consumables, while the conventional unit has a short service life and a high cost per page. In the region of 20 to 60 pages / minute (ppm), especially 30 to 50 ppm, the number of printed sheets is large, so that there are drawbacks that the replacement frequency is high and the printing cost is high.

【０００４】本発明は、かかる２０〜６０ｐｐｍの速度
をもつプリンタがワークステーションやネットワークシ
ステムに使用される場合に、その印刷枚数が月平均５千
頁〜２万頁であることに鑑み、迅速な印刷出力を実現
し、低価格な印刷装置で低い印刷コストにおさえ、かつ
保守が容易で消耗品交換頻度を少なくすることを目的と
する。When the printer having the speed of 20 to 60 ppm is used for a workstation or a network system, the present invention is quick in view of the average number of printed sheets of 5,000 to 20,000 pages per month. An object of the present invention is to realize a print output, reduce a printing cost with a low-priced printing device, facilitate maintenance, and reduce the frequency of exchanging consumables.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的は、平均粒径５
０〜１３０μｍの磁性キャリアと、平均粒径６〜１０μ
ｍのトナーを用い、前記トナーを前記磁性キャリアに対
し被覆率０.３〜１.０の割合で混合させた現像剤と、直
径１０〜３０ｍｍの現像ロールと、前記現像剤と現像剤
に補給された新トナーとを混合撹拌する手段を有すると
ともに、前記現像剤を容量０.２〜０.８ｋｇ収容する現
像装置と、前記現像ロールに対し周速比０.７〜４で回
転する感光体とを備え、プロセス速度８０〜３００ｍｍ
／ｓ、現像装置の印刷耐用時間３０〜２００時間を満足
する条件に前記現像剤、現像装置および感光体の前記各
値を設定して、画像を形成することにより達成される。[Means for Solving the Problems] The above object is to achieve an average particle size of 5
Magnetic carrier of 0 to 130 μm and average particle size of 6 to 10 μm
m toner, a developer obtained by mixing the toner with the magnetic carrier at a coverage ratio of 0.3 to 1.0, a developing roll having a diameter of 10 to 30 mm, and the developer and the developer are replenished. A developing device having means for mixing and agitating the generated new toner and containing the developer in a capacity of 0.2 to 0.8 kg; and a photoconductor rotating at a peripheral speed ratio of 0.7 to 4 with respect to the developing roll. And a process speed of 80 to 300 mm
/ S, and the above-mentioned respective values of the developer, the developing device and the photoconductor are set to the conditions satisfying the printing durability time of the developing device of 30 to 200 hours, and this is achieved by forming an image.

【０００６】[0006]

【作用】上述のごとく構成された本発明の画像形成装置
によれば、現像剤の流れが良好で現像に対して適正な電
荷量とトナー量を与えかつトナーの飛散が少なく、現像
剤に与える負荷が少ないために現像剤劣化を抑止し小型
であっても印刷耐用時間３０〜２００時間の高画質な現
像動作をする。According to the image forming apparatus of the present invention constructed as described above, the flow of the developer is good, and the proper amount of charge and the amount of toner are applied to the development and the scattering of the toner is small and it is applied to the developer. Since the load is small, the deterioration of the developer is suppressed, and even if the size is small, a high image quality developing operation with a printing life of 30 to 200 hours is performed.

【０００７】[0007]

【実施例】図１は、本発明を用いた現像装置の一例を示
す概略図である。図において１は感光体を示しており、
２は帯電手段を、４は現像装置を、８はクリーナを、各
々示している。交換対象となる現像装置ユニットは、現
像装置４もしくは現像装置４とトナーホッパ５とからな
る。帯電手段２により負に帯電（−４００〜−８００
Ｖ）した感光体（有機光導電体等）上を露光する事によ
り形成された潜像は、現像装置４を通過時、マイナスに
帯電したトナーによって反転現像により可視化される。
更に転写部６で用紙７裏面にプラスの電荷が与えられ、
感光体上のトナー像は用紙７上に転写される。このと
き、用紙７上に転写されなかったトナーは感光体１上に
残留トナーとして残るが、クリーナ８によって感光体上
より清掃される。クリーナ８を通過した後、除電部１１
において感光体上の除電が行われる。これら帯電から除
電の各工程を１周期として感光体周囲の像形成が繰り返
される。かかる電子写真技術を利用した画像形成装置に
おいては、現像装置中の現像剤量は、現像装置の大き
さ、コスト、寿命、現像剤中のトナーの帯電、現像ムラ
等に影響を及ぼす。すなわち、現像剤量が多いときには
現像装置は大型となり、駆動負荷が大きくなり高価にな
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic view showing an example of a developing device using the present invention. In the figure, 1 indicates a photoconductor,
2 is a charging means, 4 is a developing device, and 8 is a cleaner. The developing device unit to be replaced includes the developing device 4 or the developing device 4 and the toner hopper 5. Negatively charged by the charging means 2 (-400 to -800
V) The latent image formed by exposing the exposed photoconductor (organic photoconductor or the like) is visualized by reversal development by the negatively charged toner when passing through the developing device 4.
Further, a positive charge is applied to the back surface of the sheet 7 at the transfer section 6,
The toner image on the photoconductor is transferred onto the sheet 7. At this time, the toner that has not been transferred onto the sheet 7 remains on the photoconductor 1 as residual toner, but is cleaned by the cleaner 8 from the photoconductor. After passing through the cleaner 8, the static eliminator 11
At, the charge on the photoconductor is removed. Image formation around the photoconductor is repeated with each process from the charging to the charge elimination as one cycle. In the image forming apparatus using the electrophotographic technique, the amount of developer in the developing device affects the size, cost, life of the developing device, charging of toner in the developer, uneven development, and the like. That is, when the amount of the developer is large, the developing device becomes large in size, the driving load becomes large, and the cost becomes high.

【０００８】また、現像剤量が少ないものでは、小型化
できる反面、寿命（性能劣化）に対しては、撹拌時に特
定キャリアが衝突劣化を受ける割合が大きくなる。ま
た、熱的なダメージにより寿命が短くなる。しかし、本
発明は２０〜６０ｐｐｍの中・高速機でも現像装置が小
型であり、現像剤容量の少ないものでありながら長寿命
な現像ユニットを提供するものである。現像装置ユニッ
トの寿命に対する熱的ダメージは、プロセス速度によっ
て左右される。高速機に於いては、トナーの補給速度も
速く、これを帯電させるための、混合撹拌機構に於ける
速度も高速となる。同一容量の現像剤を有する現像装置
に於いては、撹拌時の速度が速くなるほど現像剤に与え
るダメ−ジが大きくなる。更に、トナーの軟化点Ｔｓ
ｐ、ガラス転移点Ｔｇを低くした低温定着トナーであっ
てかつ高精細記録を目的とした小粒径トナーにあって
は、キャリア表面にトナーが融着し劣化するスペントが
高速撹拌時に特に起こり易く、この点からも、現像剤寿
命は短くなる。従って本発明では、現像剤としてトナー
の帯電立ち上がりが速やかで、流動性が良いものとする
ために、キャリアの粒径を適正にし、かつ現像装置の撹
拌効率の向上、低負荷化とによりかかる不具合を回避す
るものである。Further, when the amount of the developer is small, the size can be reduced, but the ratio of the specific carrier to the collision deterioration at the time of stirring is large with respect to the life (performance deterioration). Also, thermal damage shortens the life. However, the present invention provides a developing unit that has a small developing device even in a medium to high speed machine of 20 to 60 ppm, has a small developer capacity, and has a long life. Thermal damage to the life of the developer unit depends on the process speed. In a high speed machine, the replenishment speed of the toner is high, and the speed of the mixing and stirring mechanism for charging the toner is also high. In a developing device having the same volume of developer, the higher the stirring speed, the larger the damage given to the developer. Further, the softening point Ts of the toner
In the case of a low-temperature fixing toner having a low p and glass transition point Tg, and a small particle size toner for the purpose of high-definition recording, the toner which is fused and deteriorated on the carrier surface is apt to occur during high-speed stirring. From this point as well, the life of the developer is shortened. Therefore, in the present invention, in order to make the charge of the toner as the developer rise quickly and to have good fluidity, the particle size of the carrier is made appropriate, and the stirring efficiency of the developing device is improved, and the load is reduced. Is to avoid.

【０００９】長時間にわたり使用し、寿命を過ぎた（性
能劣化が進んだ）現像剤や現像ユニットを用いること
は、当然、画像品質の低下を招くことになる。このた
め、画質の保持には寿命を過ぎた現像装置ユニットを交
換する。ここで現像装置ユニットとは、以下の実施例で
述べるように現像ロ−ルと撹拌部材ならびに現像剤とを
主構成とするものを意味するが、これにトナーホッパを
付加したもの、或いは現像ロ−ル部を除いたものでも良
い。The use of a developer or a developing unit which has been used for a long time and whose life has expired (performance deterioration has progressed) naturally causes deterioration of image quality. Therefore, in order to maintain the image quality, the developing device unit whose life has expired is replaced. Here, the developing device unit means a unit mainly composed of a developing roll, an agitating member and a developer as described in the following embodiments, and a developing hopper unit to which a toner hopper is added, or a developing roll. It may be the one without the loop part.

【００１０】次に、本発明現像装置ユニットの各工程に
おける動作についてさらに詳細に述べる。図２（イ）
は、本発明における現像装置ユニットの一実施例を示す
側面図の略図である。現像剤と補給トナーとの混合撹
拌、及び帯電は、螺旋もしくは板状の羽根部に切り込み
がなされた１〜２本のオーガによって行われる。図２
（イ）の実施例は１本のオーガの例であり、現像装置ユ
ニットの一層の小型、低コスト化を実現している。現像
ロール１６の直径は１０〜３０ｍｍ、オーガ１５の直径
は１０〜２５ｍｍである。現像ロール１６は図２（ロ）
に示す様に固定磁気ロール１６１と回転するスリーブロ
ール１６２とからなる。オーガ１５の構造は後述の図４
〜図６に示すごときもので、回転すると現像剤は中央に
向かって搬送される。ここで、オーガ１５の周上には切
り欠き部が設けられており、単純に中央部に向かうだけ
の流れとはならず、軸と直角方向の流れが発生し、現像
ロールへ現像剤を供給するとともに、切り欠き部で現像
剤の流れが一部逃げることにより、その周囲でより複雑
な流れが起こり、キャリアとトナーとが均一に撹拌混合
され、通常よりオーガの回転数を下げても良好な摩擦帯
電が得られる。また、切り欠きから流れが逃げることに
より、現像剤撹拌時の負荷は軽減され、摩擦による温度
上昇、表面の剥離、摩耗の進行が軽減されることにな
り、現像剤の寿命が延びる。尚、現像剤１９のトナー濃
度は、トナー濃度センサ１４によって検知され、一定ト
ナー濃度となるように制御される。Next, the operation of each step of the developing device unit of the present invention will be described in more detail. Figure 2 (a)
FIG. 3 is a schematic side view showing an embodiment of the developing device unit according to the present invention. The mixing and stirring of the developer and the replenishment toner, and the charging are performed by one or two augers having a spiral or plate-shaped blade cut. FIG.
The embodiment (a) is an example of one auger, and realizes further downsizing and cost reduction of the developing device unit. The developing roll 16 has a diameter of 10 to 30 mm, and the auger 15 has a diameter of 10 to 25 mm. The developing roll 16 is shown in FIG.
As shown in the figure, it comprises a fixed magnetic roll 161 and a rotating sleeve roll 162. The structure of the auger 15 is shown in FIG.
As shown in FIG. 6, when rotated, the developer is conveyed toward the center. Here, a cutout is provided on the periphery of the auger 15, so that the flow does not simply go to the central part, but a flow in the direction perpendicular to the axis occurs, and the developer is supplied to the developing roll. In addition, part of the developer flow escapes at the notch, which causes a more complicated flow around it, and the carrier and toner are evenly agitated and mixed. Triboelectric charging can be obtained. Further, since the flow escapes from the notch, the load at the time of stirring the developer is reduced, the temperature rise due to friction, the peeling of the surface, and the progress of wear are reduced, and the life of the developer is extended. The toner concentration of the developer 19 is detected by the toner concentration sensor 14 and is controlled so as to be a constant toner concentration.

【００１１】現像ロール上の現像剤は、現像剤規制部材
であるドクターブレード１７を通過し、適量が現像部位
に搬送される。ここで、図２（ロ）に示すごとくドクタ
ーブレード１７の先端部（現像ロール１６の感光体１と
のギャップ０.５〜１ｍｍ、ドクターブレード１７の先
端部と現像ロール１６とのギャップ０.３〜１ｍｍで、
両者のギャップ差０〜０.３ｍｍ）が、現像ロール１６
の周上の接線となす角θは、現像ロール上での現像剤の
均一安定搬送、現像剤に負荷を与える現像ロール回転ト
ルク等の面から、本現像装置ユニットのごとく、直径１
０〜３０ｍｍである小径の現像ロールを用いる場合に
は、２５゜〜４０゜の範囲にあることが好ましい。これ
は３０ｍｍ以上の現像ロールを用いる場合とは異なり、
ドクターブレード１７と現像ロール１６との隙間がロー
ル円周上で急激に広くなるためであり、２５゜より狭い
と回転トルクが増大し、４０゜より大きいと搬送量がば
らつくため安定しないことが実験により確かめられた。The developer on the developing roll passes through the doctor blade 17, which is a developer regulating member, and an appropriate amount is conveyed to the developing site. Here, as shown in FIG. 2B, the tip portion of the doctor blade 17 (gap between the developing roller 16 and the photosensitive member 1 is 0.5 to 1 mm, and the gap between the tip portion of the doctor blade 17 and the developing roller 16 is 0.3). ~ 1 mm,
The gap between the two is 0 to 0.3 mm), and the developing roll 16
The angle θ with the tangential line on the circumference of the developing roller is equal to that of the developing device unit in terms of the uniform and stable conveyance of the developer on the developing roller and the developing roller rotation torque that applies a load to the developer.
When a developing roller having a small diameter of 0 to 30 mm is used, it is preferably in the range of 25 ° to 40 °. This is different from using a developing roll of 30 mm or more,
This is because the gap between the doctor blade 17 and the developing roll 16 suddenly widens on the circumference of the roll. If it is less than 25 °, the rotational torque increases, and if it is greater than 40 °, the carry amount varies and it is unstable. Was confirmed by.

【００１２】さらに、図２（ロ）に示すドクターブレー
ドの後端面が磁極間に対して位置する適正角度ψ1は磁
極間角度ψ2の１／２〜１／４で、ψ2／２より大きいと
トルクの増大や搬送不良を起こし、ψ2／４より小さい
と搬送量の低下や不均一な磁気ブラシになってしまうこ
とがわかった。従って、磁極の着磁ばらつきや現像装置
ユニットの組立ばらつきを考慮すると（ψ2／４）≦ψ1
≦（ψ2／２）−５゜が好ましい。Further, the proper angle ψ1 at which the rear end face of the doctor blade shown in FIG. 2 (b) is located between the magnetic poles is 1/2 to 1/4 of the magnetic pole angle ψ2, and if it is larger than ψ2 / 2, the torque is increased. It has been found that when the value is smaller than ψ2 / 4, the carrying amount is reduced and the magnetic brush becomes non-uniform. Therefore, considering the variation in the magnetization of the magnetic poles and the variation in the assembly of the developing device unit, (ψ2 / 4) ≦ ψ1
≦ (φ2 / 2) −5 ° is preferable.

【００１３】また、現像部位を通過した後、現像ロール
上の現像剤は、アッパースクレパ１８によって掻き落と
されるが、図４に示されるような、アッパースクレパ上
に設けられた整流板群１８２、１８３によって外側に流
されるので中央部への現像剤の過剰集中が抑制される。
さらにまた、整流板群１８２と１８３とが相隣合う部位
１８１とオーガ１５の中心部１５１とは一致しない位置
関係にするのが良い。これはずれた位置に現像剤が落ち
ることになり、オーガより中央部に集められた現像剤と
上記部位１８１より落ちた現像剤との軸方向に関する混
合を促進するので、現像槽内におけるトナー濃度の均一
性が良くなる。尚、オーガの形状については、図４に示
すように螺旋部に切り込みがなされたもの、図５、図６
に示すように板状の羽根部に切り込みがなされたもの等
を用いることができる。また、切り込み個所について
は、図４に示されるような軸の周上１個所だけではな
く、多数個所であってもよい。図５、図６の例において
も軸に対して同一平面上の軸に関する対象の位置２個所
への切り込みに限定されるものではなく、同一平面上の
１個所への切り込みであってもよい。また、軸方向に相
前後する他の平面部の切り込みが、図６のように軸に対
して１／２回転ずれている等、同一個所への切り込みで
なくてもよい。図４ではオーガ１５を中央集中型とし、
整流板群１８２、１８３を外側に流れが向かうようにし
ているが、ともに一方向に移動するようになし、その方
向が互いに逆方向となる構成にしても良い。オーガを２
本用いるときには中央集中型でなく、搬送方向が互いに
異なるように平行して設ければよい。 一般に現像ロー
ルに用いる磁気ロール（ＭＧＲ）には現像極が１極のも
の（以下Ｓ着磁ＭＧＲと略す）と、同極を複数個用いた
ものがあり、後者では代表的なものは２極（以下Ｗ着磁
ＭＧＲと略す）である。現像効率を上げるためにはＷ着
磁が好ましい。Ｗ着磁ＭＧＲはさらにその作製法によ
り、従来、磁石の先端に溝を設けることにより同極２
極とするもの、磁石の間に非磁性部材を挿入すること
によって同極２極とするもの、同極磁石を埋め込むも
の、同極ブロック磁石を隣接して設けるもの等があ
る。しかし、いずれも磁気特性や製作コスト上不満足な
ものであった。すなわちでは充分な同極磁気特性が得
られず、ではコスト高であった。After passing through the developing portion, the developer on the developing roll is scraped off by the upper scraper 18, but as shown in FIG. 4, a straightening plate group 182 provided on the upper scraper. , 183, the excessive concentration of the developer in the central portion is suppressed.
Furthermore, it is preferable that the position 181 where the straightening vane groups 182 and 183 are adjacent to each other and the central portion 151 of the auger 15 are not aligned. The developer drops to a position deviated from this, and promotes axial mixing of the developer collected in the central portion from the auger and the developer dropped from the portion 181. Improves uniformity. Regarding the shape of the auger, a spiral part is cut as shown in FIG.
It is possible to use, for example, a plate-shaped blade part having a notch as shown in FIG. Further, the number of cuts is not limited to one on the circumference of the shaft as shown in FIG. 4, and may be a large number of cuts. Also in the example of FIGS. 5 and 6, the cut is not limited to two target positions on the axis on the same plane with respect to the axis, and may be one cut on the same plane. Further, it is not necessary that the notches are formed in the same place, for example, the notches in the other planar portions that are arranged in succession in the axial direction are displaced by 1/2 rotation with respect to the axis as shown in FIG. In FIG. 4, the auger 15 is a centralized type,
Although the flow rectification plate groups 182 and 183 are designed to flow outward, they may be configured to move in one direction, and the directions may be opposite to each other. 2 augers
When this is used, it is not a centralized type, but may be provided in parallel so that the transport directions are different from each other. Generally, magnetic rolls (MGR) used for developing rolls include one having one developing pole (hereinafter abbreviated as S-magnetized MGR) and one using a plurality of the same poles, and the latter typically has two poles. (Hereinafter abbreviated as W magnetized MGR). W magnetization is preferable in order to improve the development efficiency. The W-magnetized MGR is further manufactured by the same manufacturing method as in the prior art, by forming a groove at the tip of the magnet.
There are those having poles, those having two poles having the same pole by inserting a non-magnetic member between the magnets, those having the magnets having the same pole embedded therein, and those having the same pole block magnets provided adjacently. However, all were unsatisfactory in terms of magnetic properties and manufacturing costs. That is, sufficient homopolar magnetic characteristics could not be obtained, and the cost was high.

【００１４】本実施例における磁気ロールには、図７に
示すように前記〜のＷ着磁ＭＧＲとは異なり、ロー
ル状磁材２０の現像磁極部に軸２０１にまで達する幅２
〜５ｍｍの切り込みを設けることによって現像極としと
したものを用いる。その結果、同極磁極間の磁束密度の
落ち込み量を２００〜６００ガウスとすることができる
ので、好ましい磁気特性が得られ、現像効率が上がるた
め、現像ロールの感光体に対する周速比を０.７〜２と
低くしても高濃度画像が得られる。また、より現像効率
が上がる好ましい落ち込み量は４００〜６００ガウスで
ある。尚、Ｓ着磁ＭＧＲを図２の現像装置ユニットに用
いても良いが、そのときの適正周速比は２〜３である。As shown in FIG. 7, in the magnetic roll of this embodiment, unlike the above-mentioned W-magnetized MGR, the width 2 which reaches the shaft 201 at the developing magnetic pole portion of the roll-shaped magnetic material 20.
Used as a developing electrode by providing a notch of ~ 5 mm. As a result, the amount of drop in the magnetic flux density between the magnetic poles of the same polarity can be set to 200 to 600 Gauss, and favorable magnetic characteristics can be obtained, and the developing efficiency can be improved. Therefore, the peripheral speed ratio of the developing roller to the photosensitive member is 0. A high-density image can be obtained even if it is as low as 7 to 2. Further, the preferable drop amount for further improving the developing efficiency is 400 to 600 gauss. The S-magnetized MGR may be used in the developing device unit of FIG. 2, but the appropriate peripheral speed ratio at that time is 2 to 3.

【００１５】また、図８に示すような構成要素にスリー
ブがない多極の磁気ロール、いわゆるスリ−ブレスＭＧ
Ｒを現像ロールとして用いることも可能である。この場
合は、現像ギャップを０.２〜０.５ｍｍ、通過極数が５
〜５０極／ｃｍ、好ましくは１０〜３０極／ｃｍであ
る。通過極数がこれより少ない場合は現像むらが発生し
やすく、多い場合は搬送不良や現像剤の飛散が生じやす
い。周速比としては２〜４となるように現像ロール径、
極数を選定するとよい。スリーブレスＭＧＲを用いると
きは、ＭＧＲの一部が現像剤中に埋まるようにすると連
続して安定な搬送ができる。かかる現像ロールには磁性
体として、プラスチックもしくはゴム材中に磁性体を分
散せしめたいわゆるプラスチック磁石やゴム磁石を用い
ることができ、低コスト現像ロールとなりうるので、感
光体ドラムと一体化し、現像ギャップを精度良く設定し
たものとして、ドラムユニットを構成できる。A multi-pole magnetic roll having no sleeve as shown in FIG. 8, a so-called three-breath MG.
It is also possible to use R as a developing roll. In this case, the development gap is 0.2 to 0.5 mm and the number of passing poles is 5.
〜50 poles / cm, preferably 10-30 poles / cm. If the number of passing poles is less than this, uneven development is likely to occur, and if the number of passing poles is more than that, poor conveyance and developer scattering are likely to occur. The developing roll diameter so that the peripheral speed ratio is 2 to 4,
It is good to select the number of poles. When using the sleeveless MGR, if a part of the MGR is buried in the developer, continuous and stable transportation can be performed. A so-called plastic magnet or rubber magnet in which a magnetic material is dispersed in a plastic or a rubber material can be used as a magnetic material for such a developing roll, and it can be a low-cost developing roller. It is possible to configure the drum unit by accurately setting the.

【００１６】図２の実施例は、現像ロール１６とオーガ
１５との位置関係が縦方向にある場合であるが、図３に
示すように、現像ロール１６とオーガ１５との位置関係
を横方向にすれば偏平な現像装置ユニットとすることが
できる。図２、図３で述べた実施例における現像剤容量
は、現像ロール径、オーガ径、及び本数でも異なるが、
０.２〜０.８ｋｇで、１本オーガでは０.２〜０.６ｋｇ
である。現像剤ライフとの関係から０.３〜０.６ｋｇに
設定することが望ましい。体積平均粒径（コールターカ
ウンターにて測定）４〜１２μｍ、好ましくは６〜１０
μｍ、最適には６〜８μｍのトナーと、体積平均粒径５
０〜１３０μｍのキャリアとによる被覆率０.３〜１.０
の範囲で調合された現像剤を本発明現像装置ユニットに
適用し、小粒径トナーを用いながら流動性を損なうこと
なく、良好な撹拌性能、高濃度低カブリ現像を得て、高
画質長寿命現像装置ユニットを実現することができる。
尚、被覆率Ｃｔは次式によって求めたものである。即
ち、 Ｃｔ＝（Ｔｃ・Ｒｃ³・ρｃ）／｛ｎ・Ｒｔ³・ρｔ・
（１−Ｔｃ）｝ ｎ＝２π｛１＋（Ｒｃ／Ｒｔ）｝²／３^1/2 但し、Ｔｃ：トナー濃度、Ｒｃ：キャリア粒径、Ｒｔ：
トナー粒径、ρｃ：キャリア真比重、ρｔ：トナー真比
重である。In the embodiment of FIG. 2, the positional relationship between the developing roll 16 and the auger 15 is vertical, but as shown in FIG. 3, the positional relationship between the developing roll 16 and the auger 15 is horizontal. If so, the developing device unit can be made flat. The developer capacity in the examples described in FIGS. 2 and 3 differs depending on the developing roll diameter, the auger diameter, and the number of rollers,
0.2-0.8 kg, 0.2-0.6 kg for one auger
It is. From the relationship with the developer life, it is desirable to set it to 0.3 to 0.6 kg. Volume average particle size (measured by Coulter counter) 4 to 12 μm, preferably 6 to 10
μm, optimally 6-8 μm toner, and volume average particle size 5
Coverage with carrier of 0 to 130 μm 0.3 to 1.0
By applying the developer prepared in the range of the above to the developing device unit of the present invention, good stirring performance, high density and low fog development can be obtained without damaging the fluidity while using a small particle size toner, and high image quality and long life can be obtained. A developing device unit can be realized.
The coverage Ct is obtained by the following equation. That is, Ct = (Tc · Rc ³ · ρc) / {n · Rt ³ · ρt ·
(1-Tc)} n = 2π {1+ (Rc / Rt)} 2/3 1/2 where, Tc: toner density, Rc: carrier particle diameter, Rt:
Toner particle size, ρc: true carrier specific gravity, ρt: true toner specific gravity.

【００１７】この現像剤において、帯電の立ち上がりを
迅速にし、かつ比較的低帯電で連続安定帯電特性を得、
また高濃度現像が可能な低抵抗現像剤とするために、ト
ナー抵抗は１０¹⁰〜１０¹³Ωcm（トナーを圧力３００kg
f／ｃｍ²で、厚さ２ｍｍの板状に成形し、インピーダン
スメータにて体積抵抗を測定）、動的現像剤抵抗は１０
⁸〜１０¹²Ωcm、好ましくは１０⁸〜１０¹⁰Ωcm（実際の
現像装置ユニットで現像剤を搬送し、感光体の代わりに
金属ドラムを対向させ、ドラムを停止した状態で電圧１
００Ｖを印加して測定）が適正である。また、タービュ
ラミキサー（スイスＷＡＢ社製、Ｔ２Ｃ型）による撹拌
（回転数４２ｒｐｍ、５分間撹拌）時のトナー帯電電荷
量は１０〜３０μＣ／ｇ、新トナー補給後の帯電立ち上
がりは１０〜２０秒以下とすることで、高濃度画像が得
られ、現像装置周辺へのトナー飛散、カブリを抑止でき
る。さらにまた、一般に言われるところのトナー軟化点
Ｔｓｐ（高化式フローテスタで、ノズル径１ｍｍ、ノズ
ル長さ１ｍｍ、荷重３０ｋｇｆで測定）については、１
００〜１３０℃、好ましくは１１０〜１２０℃、ガラス
転移点Ｔｇ（示差走査熱量計で測定）については、４５
〜６５℃、好ましくは５０〜６０℃である。In this developer, a rapid rise of charging and a continuous stable charging characteristic with a relatively low charging are obtained.
To obtain a low resistance developer capable of high density development, the toner resistance is 10 ¹⁰ to 10 ¹³ Ωcm (toner pressure 300 kg).
Molded into a plate with a thickness of 2 mm at f / cm ² and measuring the volume resistance with an impedance meter), the dynamic developer resistance was 10
⁸ to 10 ¹² Ωcm, preferably 10 ⁸ to 10 ¹⁰ Ωcm (the developer is conveyed by an actual developing device unit, the metal drum is opposed to the photoconductor, and the voltage is 1 when the drum is stopped.
(Measurement by applying 00V) is appropriate. In addition, the amount of charge on the toner during stirring (rotation speed: 42 rpm, stirring for 5 minutes) using a Turbula mixer (T2C type manufactured by Swiss WAB) is 10 to 30 μC / g, and the charging rise after replenishment with new toner is 10 to 20. When the time is less than or equal to 2 seconds, a high-density image can be obtained, and toner scattering and fogging around the developing device can be suppressed. Furthermore, the so-called toner softening point Tsp (measured with a high flow tester at a nozzle diameter of 1 mm, a nozzle length of 1 mm and a load of 30 kgf) is 1
0 to 130 ° C., preferably 110 to 120 ° C., and a glass transition point Tg (measured by a differential scanning calorimeter) of 45.
~ 65 ° C, preferably 50 ~ 60 ° C.

【００１８】本実施例においては、Ｔｇより１０℃以上
低い温度で現像装置ユニットを動作せしめることで現像
剤の劣化を抑止する。例えば該現像剤の現像装置中の温
度を温度センサ１３によって検知し、Ｔｇより１０℃低
い温度に達した場合リミッタによって現像動作を停止す
ることにより、各部位の被害増大を防止する。温度セン
サ１３については、図２の例に見られるように現像剤と
接して現像剤の温度を検知するものであっても良く、ま
た、図３の例に見られるように現像装置本体の温度を検
知することにより現像剤の温度を検知するものであって
も良い。また、連続印刷を制限する方法などをとれば、
温度センサ１３は省略できる。In this embodiment, the deterioration of the developer is suppressed by operating the developing device unit at a temperature lower than Tg by 10 ° C. or more. For example, the temperature sensor 13 detects the temperature of the developer in the developing device, and when the temperature reaches 10 ° C. lower than Tg, the limiter stops the developing operation to prevent the damage on each part from increasing. The temperature sensor 13 may be one that contacts the developer to detect the temperature of the developer as shown in the example of FIG. 2, and the temperature of the developing device main body as shown in the example of FIG. The temperature of the developer may be detected by detecting the temperature. Also, if you take a method such as limiting continuous printing,
The temperature sensor 13 can be omitted.

【００１９】図９は、現像ロール１６を感光体ドラム１
とクリーナ８と一体化、現像装置４は現像ロール１６を
除いたものとして、クリーナ８、感光体１、現像装置
４、トナーホッパ５が略同一軸上に配置された一例であ
る。２１は排トナー容器である。クリーナ８、感光体
１、現像ロール１６は、交換品としてのユニット２２を
構成している。この構成に適する現像ロールは図８で述
べたような現像ギャップが狭いものや、現像ロールの寿
命が感光体寿命と略等しいものに好適である。この様に
感光体と現像ロールとを一体化することにより、現像ギ
ャップの精度を高め、互いの位置決め調整時の煩わしさ
がなくなる。また、ユニット交換時の作業も容易にな
る。以上のような本発明現像装置ユニットを直径１５〜
５０ｍｍの感光体ドラムと組み合わせて、記録速度８０
〜３００ｍｍ／ｓ（Ａ４ヨコ送り換算２０〜６０ｐｐ
ｍ）、より良好な画像がより速い速度で得られる望まし
い速度１２０〜２５０ｍｍ／ｓ（３０〜４０ｐｐｍ）で
用いたところ、実使用時間３０〜２００時間に対し実用
的な画像が得られ、このときの実質印刷耐用枚数６万〜
３０万頁に設定できた。より好ましい耐用枚数はこのク
ラスのプリンタでは１０万〜３０万頁であり、これを満
足する装置構成、材料であることが分かった。この耐用
枚数によれば交換周期を気にすることなく稼働できる。
交換は、印刷時間もしくは枚数の積算表示機構であるカ
ウンタ１２による初期、または交換後からカウント表示
により行えば良い。この時、交換は感光体やクリーナと
現像装置ユニットが同時期に行えるのが好ましい。In FIG. 9, the developing roll 16 is connected to the photosensitive drum 1.
This is an example in which the cleaner 8, the photoconductor 1, the developing device 4, and the toner hopper 5 are arranged on substantially the same axis, except that the developing device 16 does not include the developing roller 16. 21 is a waste toner container. The cleaner 8, the photoconductor 1, and the developing roll 16 constitute a unit 22 as a replacement. The developing roll suitable for this constitution is suitable for a developing roll having a narrow developing gap as shown in FIG. 8 and a developing roll having a life substantially equal to that of the photoconductor. By integrating the photosensitive member and the developing roll in this way, the accuracy of the developing gap is increased, and the troublesome adjustment of the mutual positioning is eliminated. Further, the work at the time of unit replacement becomes easy. The developing device unit of the present invention as described above has a diameter of 15 to
Recording speed of 80 when combined with a 50 mm photosensitive drum
~ 300mm / s (A4 horizontal feed conversion 20-60pp
m), when used at a desired speed of 120 to 250 mm / s (30 to 40 ppm) where a better image can be obtained at a higher speed, a practical image is obtained for an actual operating time of 30 to 200 hours. Actual printing life of 60,000 ~
I was able to set it to 300,000 pages. The more preferable durable sheet number is 100,000 to 300,000 pages in this class of printers, and it was found that the apparatus configuration and material satisfy this. With this durable sheet number, it is possible to operate without worrying about the replacement cycle.
The replacement may be performed at the initial stage by the counter 12 which is a cumulative display mechanism of the printing time or the number of sheets, or by the count display after the replacement. At this time, it is preferable that the photoconductor, the cleaner and the developing device unit can be replaced at the same time.

【００２０】[0020]

【発明の効果】本発明によれば、現像剤の流動性が良好
で現像に対して適正な電荷量とトナー量を与えかつトナ
ーの飛散が少なく、現像剤に与える負荷が少ないために
現像剤劣化を抑止し、小型であっても印刷耐用時間３０
〜２００時間の高画質な現像動作を与える画像形成装置
が得られる。また、保守が容易で消耗品交換頻度が少な
くり、かつ低価格な画像形成装置で低い印刷コストにお
さえられるという効果がある。According to the present invention, since the developer has a good fluidity and gives an appropriate amount of charge and toner for development, less toner scattering, and less load on the developer, the developer is Prevents deterioration, print life 30
It is possible to obtain an image forming apparatus that gives a high-quality developing operation for up to 200 hours. Further, there is an effect that maintenance is easy, consumables are less frequently replaced, and a low-priced image forming apparatus can suppress the printing cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明を用いた画像形成装置の一実施例の概略
図である。FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of an image forming apparatus using the present invention.

【図２】本発明の現像装置一実施例の部分を示した側面
図の略図である。FIG. 2 is a schematic side view showing a part of an embodiment of the developing device of the present invention.

【図３】現像装置の他の実施例である。FIG. 3 is another embodiment of the developing device.

【図４】オーガの一実施例である。FIG. 4 is an example of an auger.

【図５】オーガの他の実施例である。FIG. 5 is another embodiment of the auger.

【図６】オーガの他の実施例である。FIG. 6 is another embodiment of the auger.

【図７】本発明の現像ロールの磁性材料部の一実施例を
模式的に示した断面図である。FIG. 7 is a sectional view schematically showing an example of the magnetic material portion of the developing roll of the present invention.

【図８】スリーブレス現像ロールを模式的に示した断面
図である。FIG. 8 is a sectional view schematically showing a sleeveless developing roll.

【図９】本発明を用いた画像形成装置の他の実施例の概
略図である。FIG. 9 is a schematic view of another embodiment of the image forming apparatus using the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１は感光体、４は現像装置、５はトナーホッパ、１５は
オーガ、１６は現像ロールを示す。1 is a photoconductor, 4 is a developing device, 5 is a toner hopper, 15 is an auger, and 16 is a developing roll.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】平均粒径５０〜１３０μｍの磁性キャリア
と、平均粒径６〜１０μｍのトナーを用い、前記トナー
を前記磁性キャリアに対し被覆率０.３〜１.０の割合で
混合させた現像剤と、 直径１０〜３０ｍｍの現像ロールと、前記現像剤と現像
剤に補給された新トナーとを混合撹拌する手段を有する
とともに、前記現像剤を容量０.２〜０.８ｋｇ収容する
現像装置と、 前記現像ロールに対し周速比０.７〜４で回転する感光
体とを備え、 プロセス速度８０〜３００ｍｍ／ｓ、 現像装置の印刷耐用時間３０〜２００時間を満足する条
件に前記現像剤、現像装置および感光体の前記各値を設
定して、画像を形成することを特徴とする画像形成装
置。1. A magnetic carrier having an average particle diameter of 50 to 130 μm and a toner having an average particle diameter of 6 to 10 μm are used, and the toner is mixed at a coverage ratio of 0.3 to 1.0 with respect to the magnetic carrier. A developing device having a developer, a developing roll having a diameter of 10 to 30 mm, a means for mixing and stirring the developer and a new toner replenished to the developer, and containing the developer in a volume of 0.2 to 0.8 kg. An apparatus and a photoconductor that rotates at a peripheral speed ratio of 0.7 to 4 with respect to the developing roll, and the developing is performed under the conditions that the process speed is 80 to 300 mm / s and the printing life of the developing apparatus is 30 to 200 hours. An image forming apparatus, wherein an image is formed by setting the respective values of the developer, the developing device, and the photoconductor. 【請求項２】前記混合撹拌手段が、螺旋もしくは板状の
羽根部に切り込みがなされた１本以上のオーガであるこ
とを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the mixing and stirring means is one or more augers in which spiral or plate-shaped blade portions are cut. 【請求項３】前記トナーは、１００〜１３０℃の範囲に
軟化点を有し、４５〜６５℃の範囲にガラス転移点を有
するものであって、ガラス転移点に対し約１０℃以上低
い温度で現像動作に用いられることを特徴とする請求項
１記載の画像形成装置。3. The toner has a softening point in the range of 100 to 130 ° C., a glass transition point in the range of 45 to 65 ° C., and a temperature lower than the glass transition point by about 10 ° C. or more. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is used in a developing operation. 【請求項４】前記現像剤は、トナー抵抗１０¹⁰〜１０¹³
Ωcm、動的現像剤抵抗１０⁸〜１０¹²Ωcmであり、現像
装置内の動作時のトナー帯電電荷量の大きさが１０〜３
０μＣ／ｇ、新トナー補給後のトナーの帯電立ち上がり
時間が２０秒以下であることを特徴とする請求項１記載
の画像形成装置。4. The developer has a toner resistance of 10 ¹⁰ to 10 ^13.
Ωcm, the resistance of the dynamic developer is 10 ⁸ to 10 ¹² Ωcm, and the magnitude of the charge amount of the toner during operation in the developing device is 10 to 3
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the charging start-up time of the toner after replenishment with new toner is 0 μC / g, and is 20 seconds or less. 【請求項５】前記感光体と現像ロールは同一ユニット内
に設けられ、前記ユニットと現像剤供給ユニットとを結
合して現像動作させ、各々のユニットを個別に交換でき
ることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。5. The photosensitive member and the developing roll are provided in the same unit, and the unit and the developer supplying unit are combined to perform a developing operation, and each unit can be individually replaced. The image forming apparatus described.