JP2006308732A - Developing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられるトナーと
キャリアとからなる2成分現像剤を用いた現像装置に関するものである。
The present invention relates to a developing device using a two-component developer composed of toner and a carrier used in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine.
従来、一様に帯電した静電潜像保持体である感光体を露光し、静電潜像を形成し、これを着色粒子であるトナーによって可視化する電子写真方式の画像形成装置は、高速な画像形成が可能であることからディジタル方式のプリンタや複写機などに広く採用されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an electrophotographic image forming apparatus that exposes a uniformly charged photoreceptor, which is an electrostatic latent image holding member, forms an electrostatic latent image, and visualizes it with toner, which is colored particles, has a high speed. Since image formation is possible, it is widely used in digital printers and copiers.
近年、特にカラー化に対する要求が高まり、電子写真方式の画像形成装置においても、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの4色のトナー像からなるフルカラー画像形成装置が実現している。このような電子写真方式の画像形成装置においては、近年、高速化、高画質化に加え、省スペースを達成するための装置本体の小型化への要求が高まっている。 In recent years, there has been a particularly increasing demand for colorization, and even in an electrophotographic image forming apparatus, a full-color image forming apparatus composed of toner images of four colors of cyan, magenta, yellow and black has been realized. In such an electrophotographic image forming apparatus, in recent years, there is an increasing demand for downsizing of the apparatus main body in order to achieve space saving in addition to high speed and high image quality.
一方、静電潜像の現像に用いる現像剤としては、高画質、低ランニングコストの実現が可能な、磁性キャリアとトナーとから成る二成分系現像剤が広く使用されており、マグネット内蔵の現像スリーブを備えた現像剤坦持体からなる現像装置により、前記現像剤を磁気ブラシの形で感光体ドラム表面へ摺擦して、前記ドラム表面に形成される静電潜像の現像が行われている。
このなかで装置の小型化を実現するためには、現像装置に対する小型化への要望が高まっている。この小型化に伴い、現像装置内の現像剤を少量化する必要が発生する。現像剤量をM(g)とし、前記現像剤坦持体上の現像剤を坦持している軸方向の長さをL(cm)としたときにM/Lが9g/cm以下である、例えばA4縦送りの印字幅を持つ現像装置では現像像剤量が200g以下となる少量な現像剤の実現が望まれている。
On the other hand, as a developer used for developing an electrostatic latent image, a two-component developer composed of a magnetic carrier and a toner capable of realizing high image quality and low running cost is widely used. A developing device comprising a developer carrying member having a sleeve slides the developer onto the surface of the photosensitive drum in the form of a magnetic brush to develop the electrostatic latent image formed on the drum surface. ing.
In order to realize downsizing of the apparatus, there is a growing demand for downsizing of the developing device. With this miniaturization, it is necessary to reduce the amount of developer in the developing device. M / L is 9 g / cm or less when the amount of developer is M (g) and the axial length carrying the developer on the developer carrier is L (cm). For example, in a developing device having a printing width of A4 vertical feed, it is desired to realize a small amount of developer with a developed image amount of 200 g or less.
また、トナーにおいては離型成分であるワックスをトナー中に内包し、表面の離形性の高い樹脂で被覆することによりトナー表面を平滑にし、静電潜像保持体から転写部材への転写性能を向上させ、また、形状制御によってブレード等によるクリーニング性の確保が容易であることから乳化重合凝集法によるトナーが近年多く使われている。 In addition, in the toner, wax, which is a release component, is encapsulated in the toner, and the surface of the toner is smoothed by coating with a resin having a high releasability on the surface, and transfer performance from the electrostatic latent image holding member to the transfer member In recent years, toners using an emulsion polymerization aggregation method have been frequently used because it is easy to ensure cleaning performance with a blade or the like by controlling the shape.
また、表面の離形性を確保するためには離型剤成分の表面での存在を少なくすることはもちろんであるが、更に、従来から用いられてきた電荷制御剤を減量することも重要である。 Further, in order to ensure the surface releasability, it is of course important to reduce the presence of the release agent component on the surface, but it is also important to reduce the amount of charge control agent that has been used conventionally. is there.
また、低コスト化の目的からも高いコストを有する電荷制御剤を1wt%以下に減量したトナーが望まれている。 Further, for the purpose of cost reduction, a toner in which the amount of the charge control agent having a high cost is reduced to 1 wt% or less is desired.
しかしながら、従来においては、上述のように現像剤を少量化した場合、特に印字率が高い画像を連続して印字すると多くのトナーが消費され、キャリアに対するトナーの割合であるトナー濃度が急激に低下するため、急速にトナーを補給することが必要となる。 However, conventionally, when the amount of the developer is reduced as described above, a large amount of toner is consumed particularly when an image with a high printing rate is continuously printed, and the toner density, which is the ratio of the toner to the carrier, rapidly decreases. Therefore, it is necessary to replenish toner rapidly.
このとき、上述した乳化重合凝集法によるトナーや電荷制御剤が1wt%以下のトナーを用いるとトナー自体の帯電能力が低いので、この急速トナー補給によってトナーの帯電量が低下し、非画像部へのトナー付着であるカブリ、現像剤坦持体の回転とともにトナーが空気中を浮遊するトナー飛散、画像濃度の上昇の問題が発生する。また、画像部以外へのトナー消費によって、トナー消費量が増える問題や不用なトナーである廃トナー回収部分の交換頻度が多くなる問題も発生する。 At this time, if the toner by the above-described emulsion polymerization aggregation method or the toner having a charge control agent of 1 wt% or less is used, the charging ability of the toner itself is low. As a result, fogging of toner adhesion, rotation of the developer carrying member, scattering of toner floating in the air, and an increase in image density occur. In addition, there is a problem that the toner consumption amount increases other than the image area, and a problem that the frequency of replacement of the waste toner collecting portion which is an unnecessary toner increases.
一方、トナーの急速補給を防止するために、キャリアに対するトナーの比率を高く設定して使用する方法が考えられるが、トナーの摩擦帯電機会が減少して逆帯電トナーや低帯電量トナーが発生し、上記同様のカブリ、トナー飛散、濃度上昇の問題の解決にはならない。 On the other hand, in order to prevent rapid replenishment of toner, it is conceivable to use a toner with a high ratio of toner to carrier. However, it does not solve the problem of fogging, toner scattering, and density increase as described above.
その中で、少量の現像剤による小型現像器において、高印字率の画像を連続印字した際のトナー補給後のトナー帯電量を確保しつつ、カブリやトナー飛散や濃度上昇が発生しないための各種方法が多く検討されている。 Among them, in a small developing device with a small amount of developer, various toners are used to prevent fogging, toner scattering and density increase while ensuring the toner charge amount after toner replenishment when continuously printing images with a high printing rate. Many methods have been studied.
(特許文献1)の現像剤および現像装置では、トナーおよびキャリアの平均粒径で計算したキャリア表面上のトナー被覆率を30〜65%とし、かつ、導電性シリカを外添する現像剤が提案されている。この現像装置によれば、導電性シリカの効果によってキャリアとトナー間の電荷授受速度を早くすることができ、弱帯電トナーの発生を防止することによって画像濃度を確保しつつ、カブリ、トナー飛散を防止することができる。 In the developer and the developing device of (Patent Document 1), a developer is proposed in which the toner coverage on the carrier surface calculated by the average particle diameter of the toner and carrier is 30 to 65%, and conductive silica is externally added. Has been. According to this developing device, the charge transfer speed between the carrier and the toner can be increased by the effect of the conductive silica, and the fog and toner scattering can be prevented while ensuring the image density by preventing the generation of weakly charged toner. Can be prevented.
(特許文献2)の現像装置では、現像剤を混合攪拌するものとしてスクリュー以外に特定の構成を用いたパドルを配置した現像装置が提案されている。パドルの機能によって現像剤の混合攪拌性が向上されると記載されている。 In the developing device of (Patent Document 2), a developing device in which a paddle using a specific configuration other than a screw is arranged as a device for mixing and stirring a developer has been proposed. It is described that the mixing and stirring property of the developer is improved by the function of the paddle.
(特許文献3)の現像装置では、スクリューに針形状の攪拌部材を設けた現像装置が提案されている。針形状の攪拌部材によって現像剤の混合攪拌を促進するものである。 In the developing device of (Patent Document 3), a developing device in which a needle-shaped stirring member is provided on a screw has been proposed. The mixing stirring of the developer is promoted by the needle-shaped stirring member.
(特許文献4)の現像装置ではスクリューにメッシュ上のスクリーン部材が取り付けられており、現像剤の攪拌が行われるとともにトナーとキャリアとの摩擦によって適切な帯電が行われる。 In the developing device of (Patent Document 4), a screen member on a mesh is attached to a screw, and the developer is agitated and appropriately charged by friction between the toner and the carrier.
(特許文献5)の現像装置ではスクリューに対し特定の突起部材を設けることによって現像剤の攪拌が行われるとともにトナーとキャリアとの摩擦によって適切な帯電が行われる。
しかしながら、上述の先行技術に開示された(特許文献1)で、導電剤シリカを添加して、高いトナー濃度の現像剤を使いこなす場合、明らかな未帯電トナーや低帯電トナーを減らすことはできる一方で、トナーとキャリア間での電荷の移動が早くなり、高い帯電量が得られず、トナーを静電潜像保持体から転写部材に移動する際に、トナーが飛び散り易くなり、微小ドットである孤立ドットの再現性が悪くなる問題が発生する。また、トナー濃度が高い場合には、補給したトナーはキャリアとの接触確率が小さくなり、導電剤の効果による電荷授受の促進にも限界がある。そのため、急速にトナー補給を行った際には、トナー飛散やカブリの問題が発生する。 However, in the above-mentioned prior art (Patent Document 1), when the conductive agent silica is added to make full use of the developer having a high toner concentration, it is possible to reduce obvious uncharged toner and low-charged toner. Thus, the movement of the charge between the toner and the carrier is accelerated, a high charge amount cannot be obtained, and when the toner is moved from the electrostatic latent image holding member to the transfer member, the toner is likely to scatter and is a minute dot. There arises a problem that the reproducibility of isolated dots is deteriorated. Further, when the toner concentration is high, the replenished toner has a small contact probability with the carrier, and there is a limit to the promotion of charge transfer due to the effect of the conductive agent. Therefore, when toner is replenished rapidly, problems such as toner scattering and fogging occur.
また、(特許文献2)にて、パドルを配置した場合、構成部品が増えることにより現像器が大型化する問題が発生する。また、トナーが急速に補給された現像剤が、トナーが補給される側のスクリューから現像剤坦持体側のスクリューに移動した直後の部分では、現像剤が十分に攪拌されておらずにトナー帯電量が低くなり、カブリやトナー飛散、画像濃度上昇を発生させる。 Further, when the paddle is arranged in (Patent Document 2), there is a problem that the size of the developing device increases due to an increase in the number of components. In addition, in the portion immediately after the developer rapidly replenished with toner moves from the screw on the toner replenishment side to the screw on the developer carrier side, the developer is not sufficiently agitated and the toner is charged. The amount decreases, causing fogging, toner scattering, and an increase in image density.
さらに、(特許文献3)、(特許文献4)、(特許文献5)ではキャリアとトナーとの混合攪拌性を強くする技術であるが、スクリューに搬送と攪拌の両機能を持たせ、攪拌機能を高めると、スクリュー回転方向に現像剤を押す力が大きくなり、現像剤は搬送力を弱められ、循環速度が遅くなる。この場合、連続ベタ印字を行うと、現像剤坦持体近傍の現像剤の現像に寄与する確率が上昇し、トナー濃度が急速に下がるとともに、画像濃度が低下する問題が発生する。トナー補給側のスクリューのみ攪拌性能を向上させる方法も考えられるが、この場合、現像剤はトナー補給側スクリュー部分に多く滞留し、その結果、現像剤坦持体側の現像剤が減少し、ベタ画像等を印字すると急速にトナー濃度が低下し、画像濃度が低下する上記同様の問題が発生する。 Furthermore, in (Patent Document 3), (Patent Document 4), and (Patent Document 5), a technique for enhancing the mixing and stirring properties of a carrier and a toner is used. Is increased, the force to push the developer in the screw rotation direction is increased, the developer is weakened in the conveying force, and the circulation speed is decreased. In this case, when continuous solid printing is performed, the probability of contributing to the development of the developer in the vicinity of the developer carrying member increases, causing a problem that the toner density decreases rapidly and the image density decreases. A method of improving the stirring performance of only the screw on the toner supply side is also conceivable, but in this case, a large amount of developer stays in the screw portion on the toner supply side, and as a result, the developer on the developer carrier side decreases, and a solid image Etc., the toner density rapidly decreases, and the same problem as described above that the image density decreases occurs.
本発明は、以上の技術的課題を解決するものであり、乳化重合凝集法でのトナーや電荷制御剤が1wt%以下の小型現像器において、トナーの急速補給時においても非画像部へのカブリやトナー飛散や画像濃度上昇が起こることなく、ドットの再現性も良好な高画質な2成分現像装置を提供するものである。 The present invention solves the above technical problem, and in a small developing device containing 1 wt% or less of toner and charge control agent in the emulsion polymerization aggregation method, fogging to a non-image portion is performed even when toner is rapidly replenished. The present invention provides a two-component developing device with high image quality that has good dot reproducibility without causing toner scattering and image density increase.
この課題を解決するために、請求項1記載の発明は乳化重合凝集法により作成されたトナー、あるいは、電荷制御剤の含有率が1wt%以下のトナーと、キャリアからなる現像剤と、表面に静電潜像を形成し回転可能な静電潜像保持体と、複数の磁界発生手段を有し、前記静電潜像を可視化するために前記現像剤より形成される磁気ブラシを保持して前記静電潜像保持体に接触する現像剤坦持体とを具備し、装置内での前記現像剤の総重量をM(g)とし、前記現像剤坦持体上の現像剤を坦持している軸方向の長さをL(cm)としたときにM/Lが3g/cm以上9g/cm以下で有り、かつ、前記静電潜像保持体と前記現像剤坦持体の最近接距離DSDをd(mm)、現像位置において前記静電潜像保持体を対向させない状態での前記現像剤坦持体上の前記磁気ブラシの平均穂立ち高さをh(mm)としたときに2≦h/d≦3.5の関係を満たすことを特徴とする現像装置を提供するものである。 In order to solve this problem, the invention according to claim 1 is a toner prepared by an emulsion polymerization aggregation method, or a toner having a charge control agent content of 1 wt% or less, a developer comprising a carrier, An electrostatic latent image holder that forms and rotates an electrostatic latent image, and a plurality of magnetic field generating means, and holds a magnetic brush formed of the developer for visualizing the electrostatic latent image. A developer carrying member that contacts the electrostatic latent image holding member, wherein the total weight of the developer in the apparatus is M (g), and the developer on the developer carrying member is carried. M / L is 3 g / cm or more and 9 g / cm or less when the length in the axial direction is L (cm), and the electrostatic latent image holding member and the developer carrier The current distance DSD is d (mm) and the electrostatic latent image holder is not opposed to the developing position. Provided is a developing device characterized by satisfying a relationship of 2 ≦ h / d ≦ 3.5, where h (mm) is an average spike height of the magnetic brush on the agent carrier. .
磁気ブラシ平均穂立ち高さと、静電潜像保持体とスリーブとの最近接距離との間に特定の関係を持たせることによって、現像ニップ部の回転上流部に現像剤の溜まりが発生する。 By providing a specific relationship between the average brush height of the magnetic brush and the closest distance between the electrostatic latent image holding member and the sleeve, a developer pool is generated in the upstream portion of the development nip.
この部分で現像剤が攪乱し十分にトナーの帯電の促進が行われる。これによってトナー濃度確保のために急速にトナーを補給した際も、トナー飛散やカブリや画像濃度の上昇の発生を防止することができる。 At this portion, the developer is disturbed and the charging of the toner is sufficiently promoted. As a result, even when the toner is replenished rapidly in order to secure the toner concentration, it is possible to prevent the occurrence of toner scattering, fogging and an increase in image density.
また、h/dが2未満であると現像ニップ上流側に現像剤溜まりが形成されず、現像剤の攪乱効果が小さくなり、トナー帯電量を向上させる効果が少なくなる。一方、h/dが3.5を越えると現像剤溜まり部で現像剤に大きなストレスが加わり、現像剤が劣化する問題が発生する。 On the other hand, if h / d is less than 2, a developer pool is not formed on the upstream side of the development nip, the effect of disturbing the developer is reduced, and the effect of improving the toner charge amount is reduced. On the other hand, if h / d exceeds 3.5, a large stress is applied to the developer in the developer pool portion, causing a problem that the developer deteriorates.
また、請求項2記載の発明は静電潜像保持体より上方に現像剤坦持体が位置し、静電潜像保持体と現像剤坦持体の中心を結ぶ線と水平線がなす角度が30度以上かつ150度以下であることを特徴とする現像装置を提供するものである。 According to the second aspect of the present invention, the developer carrying member is positioned above the electrostatic latent image holding member, and the angle formed between the line connecting the center of the electrostatic latent image holding member and the developer carrying member and the horizontal line is The present invention provides a developing device characterized by being 30 degrees or more and 150 degrees or less.
現像剤坦持体は静電潜像保持体より上部の水平方向から30度以上150度以下の上方に位置することによって、重力により現像剤は静電潜像保持体に乗りかかる形となり、現像ニップ部上流に形成された現像剤溜まりがより攪乱され、トナーの帯電が促進する。これによって急速にトナーを補給した際も、トナー飛散やカブリや画像濃度の上昇の発生を防止することができる。 The developer carrying member is positioned above 30 ° to 150 ° from the horizontal direction above the electrostatic latent image holding member, so that the developer gets on the electrostatic latent image holding member by gravity, and is thus developed. The developer pool formed upstream of the nip portion is further disturbed, and toner charging is promoted. As a result, even when the toner is replenished rapidly, it is possible to prevent the occurrence of toner scattering, fogging and an increase in image density.
このとき、30度未満や150度を超える場合には現像剤は重力によって静電潜像保持体に寄りかかることが無くなり、静電潜像保持体からの攪乱効果は少なく、トナー帯電量向上効果が少なくなる。 At this time, when the angle is less than 30 degrees or exceeds 150 degrees, the developer does not lean against the electrostatic latent image holding body due to gravity, and the disturbance effect from the electrostatic latent image holding body is small, and the toner charge amount improving effect is improved. Less.
また、請求項3記載の発明は、静電潜像保持体に対し、現像剤坦持体の周速度比は1.3倍以上かつ3.0倍以下であることを特徴とする現像装置を提供するものである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the developing device characterized in that the developer carrying member has a peripheral speed ratio of 1.3 times or more and 3.0 times or less with respect to the electrostatic latent image holding member. It is to provide.
また、静電潜像保持体と現像剤坦持体との間に1.3倍〜3.0倍の速度差ができることで、現像ニップ部上流に形成された現像剤溜まりがより攪乱されトナーの帯電が促進される。これによって急速にトナーを補給した際も、トナー飛散やカブリや画像濃度の上昇の発生を防止することができる。 In addition, since a speed difference of 1.3 to 3.0 times can be generated between the electrostatic latent image holding member and the developer carrier, the developer pool formed upstream of the developing nip is further disturbed. Charging is promoted. As a result, even when the toner is replenished rapidly, it is possible to prevent the occurrence of toner scattering, fogging and an increase in image density.
このとき、周速比が1.3倍より低いと速度差による攪乱効果は得られにくい。また、周速比が3倍を超える場合には、現像剤溜まり部で現像剤に大きなストレスが加わり、現像剤が劣化する問題が発生する。 At this time, if the peripheral speed ratio is lower than 1.3 times, it is difficult to obtain the disturbance effect due to the speed difference. Further, when the peripheral speed ratio exceeds three times, a large stress is applied to the developer in the developer accumulation portion, causing a problem that the developer deteriorates.
また、請求項4記載の発明は現像剤坦持体の主極ピーク位置は、静電潜像保持体との対向位置から回転上流側に1度以上かつ10度以下であることを特徴とする現像装置を提供するものである。 According to a fourth aspect of the present invention, the main pole peak position of the developer carrier is not less than 1 degree and not more than 10 degrees upstream from the position facing the electrostatic latent image holding body. A developing device is provided.
本発明の現像装置において、主極のピーク位置を回転上流方向に位置させることにより、現像剤溜まりが現像ニップ部上流により形成し易くなる。現像剤溜まり量が増えるために、より現像剤の攪乱時間が増加し、トナーの帯電を促進することができる。 In the developing device of the present invention, the developer reservoir can be easily formed upstream of the developing nip portion by positioning the peak position of the main pole in the upstream direction. Since the developer accumulation amount increases, the developer disturbance time increases, and the charging of the toner can be promoted.
10度を越える場合には、逆に磁気ブラシの長い部分が回転上流側に位置し、現像剤溜まりが小さくなる。この結果、トナーの帯電促進効果は小さくなる。 On the other hand, when the angle exceeds 10 degrees, the long portion of the magnetic brush is positioned upstream of the rotation, and the developer pool becomes small. As a result, the toner charge promoting effect is reduced.
また、請求項5記載の発明は磁気ブラシの現像剤を吸引する磁界発生手段を少なくとも静電潜像保持体内部の現像剤坦持体近傍に有することを特徴とする現像装置を提供するものである。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a developing device comprising magnetic field generating means for attracting the developer of the magnetic brush at least in the vicinity of the developer carrying member inside the electrostatic latent image holding member. is there.
本発明の現像装置において、現像剤が静電潜像保持体側に吸引され、現像剤溜まり量が増えるために、より現像剤の攪乱時間が増加し、トナーの帯電を促進することができる。 In the developing device of the present invention, since the developer is attracted to the electrostatic latent image holding member side and the amount of developer accumulation increases, the disturbance time of the developer is further increased, and toner charging can be promoted.
また、請求項6記載の発明は樹脂キャリアの表面に少なくともフッ素変性シリコーン樹脂、または、フッ素変性アクリル樹脂を有することを特徴とする現像装置を提供するものである。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a developing device having at least a fluorine-modified silicone resin or a fluorine-modified acrylic resin on the surface of a resin carrier.
キャリア表面にフッ素で変性された樹脂を用いることによって、現像剤の流動性を高くすることができ、その結果、現像剤溜まりの現像剤は動きやすくなり、トナーの帯電は促進される。 By using a resin modified with fluorine on the surface of the carrier, the flowability of the developer can be increased. As a result, the developer in the developer pool is easily moved, and charging of the toner is promoted.
また、請求項7記載の発明は少なくとも、表面に静電潜像を形成し回転可能な静電潜像保持部材と、
前記静電潜像を可視化するために、粉体投影面積をA、粉体の絶対最大長をMとし、粉体の形状係数(SF−1)を前記(数1)で表した場合に、前記形状係数(SF−1)が100以上150以下であるトナーを用いることを特徴とする現像装置を提供するものである。
Further, the invention according to claim 7 is at least an electrostatic latent image holding member capable of rotating by forming an electrostatic latent image on the surface;
In order to visualize the electrostatic latent image, when the powder projection area is A, the absolute maximum length of the powder is M, and the shape factor (SF-1) of the powder is expressed by (Expression 1), The present invention provides a developing device using toner having a shape factor (SF-1) of 100 or more and 150 or less.
本発明の現像装置においては球形形状のトナーが現像剤溜まり部にて、コロの機能を発揮してより現像剤が攪乱されトナーの帯電が促進される。形状係数(SF−1)値が150を越えると、トナーがコロとして機能しにくくなる。 In the developing device of the present invention, the spherical toner exhibits a roller function in the developer reservoir, and the developer is further disturbed to promote toner charging. When the shape factor (SF-1) value exceeds 150, it becomes difficult for the toner to function as a roller.
以上説明したように、現像剤量をM(g)とし、現像剤坦持体上の現像剤を坦持している軸方向の長さをL(cm)としたときにM/Lが3g/cm以上9g/cm以下で有る小型の2成分方式の現像装置と乳化重合凝集法トナーあるいは電荷制御剤が1wt%以下のトナーを用いた現像装置において、
磁気ブラシの平均穂立ち高さと静電潜像保持体と現像剤坦持体との特定な距離を持たせることによって、現像部上流位置に現像剤溜まりを形成し、現像剤を攪乱することによって、トナーの帯電を促進し、ベタ画像を印字してトナーを急速補給した際も、トナー帯電が促進し、カブリやトナー飛散や画像濃度の上昇を防止できる高画質な小型2成分現像装置を提供するものである。
As described above, when the developer amount is M (g) and the axial length carrying the developer on the developer carrier is L (cm), the M / L is 3 g. In a developing device using a small two-component developing device having a density of / cm or more and 9 g / cm or less and an emulsion polymerization aggregation toner or a toner having a charge control agent of 1 wt% or less,
By providing an average height of the magnetic brush and a specific distance between the electrostatic latent image holder and the developer carrier, a developer pool is formed at the upstream position of the developing unit, and the developer is disturbed. Provides a high-quality small two-component developing device that promotes toner charging, promotes toner charging even when a solid image is printed and toner is rapidly replenished, and prevents fogging, toner scattering, and increase in image density To do.
以下、本発明に係る現像装置について好適な実施例に基づいて添付の図面を参照して説明する。 Hereinafter, a developing device according to the present invention will be described based on preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1における画像形成装置は、図1に示すように感光体ドラム1Y、1Mの間に、支持具2Yによって保持され上流側の感光体ドラム1Yの周面に接触して感光体ドラム1Y表面に残存するトナーの除去を行うクリーニングブレード3Yを配置し、隣接下流の感光体ドラム1Mの周面にトナーを付着させる現像ローラ4Mを、その軸芯が支持具2Yの上方であって隣接上流の感光体ドラム1Yの軸芯から支持具2Y側に傾斜する線分上に位置するように配置しており、他色の部材についても同様に配置している。このような配置とすることにより、感光体ドラム1Y、1M、1C、1K間のピッチを短くして、装置の小型化を実現している。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention is held between the
以下、マゼンタの現像装置8Mを用いて、その構成について説明するが、他の色の現像装置8Y、8C、8Kについても同様であるので、それらの説明は省略する。感光体ドラム1Mは外径24mmの積層型有機感光体で、周速度100mm/sで回転している。感光体ドラム1Mには、感光体ドラム1Mに従動回転しながら感光体ドラム1Mの帯電を行う帯電ローラ5M、及び、感光体ドラム1Mに形成されたトナー像を中間転写ベルト11に転写する為の第一転写ローラ6Mが配置されている。帯電ローラ5Mは外径10mmで金属シャフトにエピクロルヒドリンゴムを形成したもの、第一転写ローラ6Mは外径12mmで金属シャフトに導電性ウレタンスポンジを形成したものを使用している。中間転写ベルト11は電気抵抗が1×109Ω・cmのポリカーボネートシートを使用した。
Hereinafter, the configuration thereof will be described using the
帯電ローラ5Mにより一様に帯電された感光体ドラム1M表面に、画像情報に応じてレーザー光(図示せず)を照射して静電潜像が形成された後、現像ローラ4Mによって現像域(現像ローラ4Mと感光体ドラム1Mとの間)に搬送された現像剤の磁気ブラシが静電潜像に摺擦され、トナーのみが感光体ドラム1Mの表面に移行しトナー像が形成される。レーザーパワーは280μWで、帯電ローラ5Mには1.2kVのDC電圧が印加されており、感光体ドラム1Mの帯電電位V0と露光後電位VLを測定したところ、それぞれ−650Vと−100Vであった。現像ローラ4Mには、−500VのDC電圧に、周波数3kHzでピーク・トゥ・ピーク電圧が1.5kVの矩形波のAC電圧を重畳したバイアス電圧を印加している。
An electrostatic latent image is formed by irradiating the surface of the
感光体ドラム上1Mに形成されたトナー像は、+600Vの電圧が印加された第一転写ローラ6Mにより、中間転写ベルト11表面に転写される。以上の動作をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの現像装置8Y、8M、8C、8Kと感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kからなる画像形成ユニットについて行い、中間転写ベルト11上に4色の合成トナー像を形成する。その後合成トナー像は記録紙トレイ9から搬送されてきた記録紙10上に第二転写ローラ7により一括転写され、記録紙10の排出経路上に設けられている定着器12により、熱、圧力等の公知の手段により、記録紙10表面に定着される。一方、トナー像の転写が終了した後のそれぞれの感光体ドラム1Mの表面は、ウレタンゴムをシート状に成形したクリーニングブレード3Mにより感光体ドラム1M表面に残存するトナーが除去され、これにより、画像形成の1サイクルが完了する。
The toner image formed on the
以下、図2を用いて、本発明の実施の形態1における現像装置について、現像装置8Mを用いてさらに詳細に説明する。以下の内容は、他の色の現像装置8Y、8C、8Kについても同様である。
Hereinafter, the developing device according to Embodiment 1 of the present invention will be described in more detail using the developing
検討で用いたマゼンタトナーは、スチレンブチルアクリレート樹脂85wt%、オレフィン系ワックス10wt%、キナクリドン系顔料5wt%を主成分としたものを乳化重合凝集法にて作成し、体積平均粒径が5.5μmの非磁性のトナー母体粒子を得た。このトナー母体粒子98.5重量%に外添剤として疎水性シリカ1.0重量%と疎水性のチタニア0.5重量%を外添(混合)処理したものである。前記(数1)にて算出されるトナーの形状係数SF値は160であった。 The magenta toner used in the study was prepared by an emulsion polymerization aggregation method using 85 wt% of styrene butyl acrylate resin, 10 wt% of olefin wax, and 5 wt% of quinacridone pigment, and the volume average particle size was 5.5 μm. Non-magnetic toner base particles were obtained. The toner base particles 98.5% by weight were externally added (mixed) with 1.0% by weight of hydrophobic silica and 0.5% by weight of hydrophobic titania as external additives. The shape factor SF value of the toner calculated in the above (Equation 1) was 160.
キャリアはコア材である体積平均粒径35μmのMn系フェライトの表面にジメチルシリコーン樹脂をコートした。体積抵抗値2×1010Ω・cm、比重5.0g/cm3、磁化が61.9Am2/kgであった。 As a carrier, a dimethyl silicone resin was coated on the surface of a Mn ferrite having a volume average particle diameter of 35 μm as a core material. The volume resistance value was 2 × 10 10 Ω · cm, the specific gravity was 5.0 g / cm 3 , and the magnetization was 61.9 Am 2 / kg.
キャリアとトナーを混合して88gの現像剤を作成した。現像剤はキャリア81gとトナー7gとしてトナー濃度は8%とし、100ccの容器を用意してボ−ルミル10分間混合を行った。 The carrier and the toner were mixed to prepare 88 g of developer. The developer was 81 g of carrier and 7 g of toner, the toner concentration was 8%, and a 100 cc container was prepared and mixed for 10 minutes in a ball mill.
本実施の形態1にかかる現像装置は、図2に示すように、仕切り壁13Mにより2個の現像剤搬送路に区画されており、仕切り壁13Mによりも上側で現像ローラ4Mから遠距離側に位置する第一現像剤搬送路14Mと、仕切り壁13Mによりも下側で現像ローラ4Mから近距離側に位置する第二現像剤搬送路15Mを備えている。第二現像剤搬送路15Mには外側への張り出し部16Mが形成されており、この張り出し部16M内には、現像ローラ4Mが突出して設けられている。ここで、現像ローラ4Mは、表面粗さRzが5μmの回転自在なアルミ製の現像スリーブ26M内に、7個のマグネットを固定配置されたものから構成されている。これら7個のマグネットは、現像ローラ4Mと感光体ドラム1Mが近接する現像領域で磁力のピークが形成され、穂切り軸25M周辺では磁力の谷間が形成されるように配置されている。本実施の形態では、現像領域にN極を配置して主極磁力を90mTとし、穂切り軸25MをS極とN極で挟む構成とした。さらに第二現像剤搬送路15Mが近接する領域には、現像後の現像剤の剥離を効果的に行えるように、S極同士を隣接させて磁力が殆どゼロとなる領域を設けている。この領域の磁力をできるだけゼロに近づけるためには、同極のマグネット間の距離をできるだけ大きくとることが重要である。この剥離領域における磁力を測定し、5mT以下の低磁力となっていることを確認した。
As shown in FIG. 2, the developing device according to the first embodiment is divided into two developer transport paths by a
また、現像主極の中心を感光体の最近接部に位置させた。現像主極の中心部が感光体に対し、最近接に位置したときに主極磁極角度0度とし、スリーブ回転下流方向に位置する時ときの角度を+で表現し、回転上流側の場合を−で表現した。本現像装置では主極磁極角度0度と設定した。 In addition, the center of the development main electrode is positioned at the closest part of the photoreceptor. When the central part of the developing main pole is located closest to the photoreceptor, the main pole magnetic pole angle is 0 degree, and the angle when the developing main pole is located in the downstream direction of the sleeve is expressed by +, and the case of the upstream side of the rotation is expressed. - In this developing apparatus, the main pole magnetic pole angle was set to 0 degree.
現像ローラ4Mの外径は14mm、現像剤を坦持している部分の軸方向の長さは220mmであり、現像スリーブ26Mは周速度120mm/sで感光体ドラム1Mの回転方向に対してウィズ方向に回転しており、感光体ドラム1Mに対して1.2の周速度比を持つ。現像ローラ4Mと感光体ドラム1Mは対面するように配置され、現像ローラ4Mと感光体ドラム1Mのギャップは現像ローラ4Mの両サイドに設けられたコロ18Mの径を変更することで調整できる。本発明の実施の形態1では現像領域での現像ローラ4Mと感光体ドラム1Mのギャップは0.4mmに調整されている。現像剤量をM(g)、前記現像剤坦持体上の現像剤を坦持している軸方向の長さをL(cm)としたときのM/Lは4g/cmとなった。
The outer diameter of the developing
また、感光体ドラム1Mの中心と現像ローラ4Mの中心を結ぶ線と水平線の作り出す角度θは20度とした。
Further, the angle θ created by the line connecting the center of the
また、現像装置8Mの下側に位置する第二現像剤搬送路15M内には、その軸方向に沿って延びる第二搬送スクリュー17Mが設けられている。
In addition, a second conveying
さらに、現像装置8Mの第一現像剤搬送路14M内には、やはり現像ローラ4Mの軸方向に沿って延びている第一搬送スクリュー19Mが設けられている。
Furthermore, a first conveying
また、図4に示すように、第二現像剤搬送路15M内の第二搬送スクリュー17Mと、第一現像剤搬送路14M内の第一搬送スクリュー19Mとは、現像ローラ4Mの軸方向に沿って互いに反対方向に現像剤を搬送するように、その羽根或いは回転方向が設定されており、例えば第一搬送スクリュー19Mは、図4中の矢印Xの方向に現像剤の攪拌搬送を行い、第二搬送スクリュー17Mは、図4中の矢印Yの方向に現像剤の搬送を行うように設定されている。
As shown in FIG. 4, the second conveying
さらに、現像装置8Mの長手方向の両端部には、第一現像剤搬送路14Mと第二現像剤搬送路15Mを連通する連通口20M、21Mが形成されている。第一搬送スクリュー19Mの現像剤搬送方向(X方向)の先端部分に位置する連通口20Mにおいては、仕切り壁13Mに適切な大きさの開口が形成されており、この開口を介して、第一搬送スクリュー19Mによって攪拌搬送されてきた現像剤が重力により、第一現像剤搬送路14Mから第二現像剤搬送路15M内に落下するようになっている。本発明の実施の形態では、2組の搬送スクリューによるトナーの循環が良好に行われるように、第一搬送スクリュー19M、第二搬送スクリュー17Mとも、外径、軸径、スクリューピッチ、回転数を、それぞれ12mm、5mm、25mm、150rpmとしている。
Furthermore,
一方、第二搬送スクリュー17Mの現像剤搬送方向(Y方向)の先端部分に位置する連通口21M上方には、前記第一搬送スクリュー19M端部に連結される形で磁石ローラ22Mが設置されている。この磁石ローラ22Mは、その軸が前記第一搬送スクリュー19Mの回転軸と同軸になるように連結されており、その外径を第一搬送スクリュー19Mの外径と略一致させている。そして、図4に示すように、磁石ローラ22Mを前記第一搬送スクリュー19Mの回転と共に同方向に回転し、第二現像剤搬送路15M内の現像剤を磁気ブラシの形で第一現像剤搬送路14M内に汲み上げている。なお、本実施の形態における磁石ローラ22Mは、フェライトや磁性粉含有プラスチックをローラ状に成形し、これにN極、S極をそれぞれ交互に(おおよそ90°毎に)2極ずつ着磁したゴム磁石を使用している。また、その両端面には、SUS400系などの磁性部材(図示せず)を貼り付けてあり、現像剤が磁石ローラ22Mの両端面に付着することと、それに伴う現像剤のつまりや滞留を防止している。
On the other hand, a
また、磁石ローラ22Mの回転方向に対し、磁石ローラ22Mと近接して分離板(図示せず)が、第一現像剤搬送路14Mと一体的に形成されている。更に、この分離板はその分離面を、第一搬送スクリュー19Mの回転軸方向に対し傾斜するように形成されている。これにより、分離面により磁石ローラ22M上から分離された現像剤は、スムーズに第一搬送スクリュー19M方向へ移動される。以上のような構成により、下側に位置する第二現像剤搬送路15Mと上側に位置する第一現像剤搬送路14Mとの間で現像剤の循環が行われる。
Further, a separation plate (not shown) is formed integrally with the first
また、第一現像剤搬送路14M内には、現像剤の透磁率から現像剤中のトナー濃度を検知するトナー濃度センサー23Mが配置されおり、印字によりトナー濃度が減少した場合はトナー補給口24Mよりトナーが補給されて、常に8%のトナー濃度となるようにコントロールされている。
Further, a
第二現像剤搬送路15M内の現像剤は、現像ローラ4Mからの磁界によって、回転する現像スリーブ26M表面に付着して磁気ブラシを形成し、現像スリーブ26M表面を転がりながら外径5mmのアルミシャフトよりなる穂切り軸25Mが設置してある箇所まで搬送される。現像ローラと補切り軸の距離は0.3mmとした。磁気ブラシは穂切り軸25Mを通過する際に、平均穂立ち高さhが1.0mmの長さに調整された後に現像領域に到達し、感光体ドラム1Mに形成された静電潜像に応じて感光体ドラム1Mへトナーが移動し現像が行われる。
The developer in the second
現像によってトナーが消費されてトナー濃度が減少した現像剤は、現像スリーブ26Mの回転とともにS極同士のマグネット対を配置された剥離領域に搬送され、現像スリーブ26Mに対する磁気的な拘束力から開放されるとともに、第二搬送スクリュー17Mによって除去搬送された後、第一現像剤搬送路14M及び第二現像剤搬送路15M内を循環しながら8%のトナー濃度に再び調整される。
The developer whose toner density is reduced due to toner consumption by development is transported to the separation region where the magnet pair of the S poles is arranged along with the rotation of the developing
本発明において現像剤の平均穂立ち高さh(mm)は、現像剤単体を回転させながら磁気ブラシを形成し、現像スリーブ表面を基準として現像極部の平均穂立ち高さをマイクロスコープ(キーエンス社製:VHX−100)にて測定した。スリーブ基準面からの平均穂立ち先端までの平均距離を平均穂立ち高さhとした。 In the present invention, the average spike height h (mm) of the developer is obtained by forming a magnetic brush while rotating the developer alone, and using the microscope (keyence) It was measured by the company make: VHX-100). The average distance from the sleeve reference surface to the average tip end was defined as the average tip height h.
本発明において、トナーの粒度分布はコールターカウンター(コールターカウンター社製)を用いて測定した。 In the present invention, the particle size distribution of the toner was measured using a Coulter counter (manufactured by Coulter Counter).
本発明のキャリアの磁化の強さを測定するために振動試料型磁力計(VSM-P7-15型:東英工業株式会社)を用いた。測定磁界は79.58kA/m(1kOe)、測定環境は温度を23℃、湿度を50%とした。 In order to measure the magnetization intensity of the carrier of the present invention, a vibrating sample magnetometer (VSM-P7-15 type: Toei Industry Co., Ltd.) was used. The measurement magnetic field was 79.58 kA / m (1 kOe), and the measurement environment was a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50%.
本発明におけるキャリア抵抗測定装置として極超絶縁抵抗計SM−8210(東亜DKK(株)製)を用いた。電極間距離を0.4mmとし、電極のそれぞれの外側部分に幅30mm×13mmの断面積を有する磁石を貼り付けて対向させた。電極内部の磁力はガウスメータ(HGM8900:東洋磁気工業(株)製)で測定したところ60mTであった。電極間に0.2gのキャリアを投入し、50Vの電圧を印加し、30秒後の抵抗値を測定した。電極面積と電極間距離から体積抵抗率を計算した。測定環境は温度を23℃、湿度を50%とした。 As a carrier resistance measuring device in the present invention, a super insulation resistance meter SM-8210 (manufactured by Toa DKK Co., Ltd.) was used. The distance between the electrodes was set to 0.4 mm, and magnets having a cross-sectional area of 30 mm × 13 mm were attached to the outer portions of the electrodes so as to face each other. The magnetic force inside the electrode was 60 mT as measured with a gauss meter (HGM8900: manufactured by Toyo Magnetic Industry Co., Ltd.). 0.2 g of carrier was put between the electrodes, a voltage of 50 V was applied, and the resistance value after 30 seconds was measured. The volume resistivity was calculated from the electrode area and the distance between the electrodes. The measurement environment was a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50%.
本発明のキャリアの粒度分布測定には、測定装置としてレーザー回折/散乱の原理を使用したLA−920(堀場製作所製)を用いた。界面活性剤ラウリル硫酸ナトリウムを添加した分散液中でキャリア粒径の測定を行った。 For measuring the particle size distribution of the carrier of the present invention, LA-920 (manufactured by Horiba, Ltd.) using the principle of laser diffraction / scattering was used as a measuring device. The carrier particle size was measured in a dispersion to which the surfactant sodium lauryl sulfate was added.
本発明のトナーの形状係数SF値は、画像解析装置により、光学顕微鏡による各トナー粒子の投影面積(A)と最大長(ML)から、前記(数1)により算出した。実際には500個を計測後に平均値を求めた。 The shape factor SF value of the toner of the present invention was calculated by the above (Equation 1) from the projected area (A) and maximum length (ML) of each toner particle by an optical microscope by an image analysis apparatus. Actually, the average value was obtained after measuring 500 pieces.
また、現像剤坦持体上の帯電量評価し、トナー帯電性能の評価を行った。795meshのステンレス製の金属メッシュを用いて、トナーのみを吸引し、エレクトロメーター6517A(KEITHLEY社製)で電荷量を測定し、電荷量と重量変化量から帯電量Q/m(μC/g)を算出した。 In addition, the charge amount on the developer carrying member was evaluated, and the toner charging performance was evaluated. Using a 795 mesh stainless steel metal mesh, only the toner is sucked and the charge amount is measured with an electrometer 6517A (manufactured by KEITHLEY), and the charge amount Q / m (μC / g) is calculated from the charge amount and the weight change amount. Calculated.
ベタ画像濃度は画像上から10点を抽出して反射濃度計RD914(マクベス社製)で測定を行った。 The solid image density was measured with a reflection densitometer RD914 (manufactured by Macbeth) by extracting 10 points from the image.
非画像部へのトナー付着であるカブリはフォトボルトMODEL577(米国フォトボルト社製)を用いて評価を行った。印字後の白部の反射率と新しい紙の反射率の差を求めた。 Fogging, which is toner adhesion to the non-image area, was evaluated using a photovolt MODEL 577 (manufactured by Photovolta Inc., USA). The difference between the reflectance of the white part after printing and the reflectance of the new paper was determined.
カブリと帯電量を測定した箇所は、現像剤が第一現像剤搬送路14Mのトナー補給側のスクリューから第二現像剤搬送路15Mの現像剤坦持体側へ移動した直後の部分である連通口20M(本検討では画像右端部)周辺のカブリと、その部分に対応する現像ニップ部での帯電量を評価した。画像右端より20mmの部分のカブリと画像右端部20±10mmの現像剤をサンプリングして帯電量を測定した。
The position where the fog and the charge amount are measured is a communication port which is a portion immediately after the developer moves from the screw on the toner supply side of the first
また、初期調整として現像バイアスのDC電圧を調整し、画像濃度を1.5とした後に、感光体表面電位は現像DCバイアスとの電位差を150Vと調整した。 Further, as an initial adjustment, the DC voltage of the developing bias was adjusted to set the image density to 1.5, and then the photoreceptor surface potential was adjusted to 150 V with respect to the developing DC bias.
カブリ、画像濃度、帯電量評価はベタ画像を連続10枚印字前後に行った。前後の評価データの比較を行った。 The evaluation of fog, image density, and charge amount was performed before and after continuous printing of 10 solid images. The evaluation data before and after were compared.
連続ベタ10枚印字後において、カブリは2%以内で○、1%以内を◎、2%を越えると×とし、画像濃度は1.5±0.15の範囲で○、1.5±0.07の範囲を◎、それ以外を×とした。
(実施の形態1)
以上のような現像装置を用い、現像剤の平均穂立ち高さと感光体とスリーブ間の距離Dを0.4mmと固定し、穂切り部材と現像ローラの距離条件を変更し、磁気ブラシの平均穂立ち高さh(mm)を変更しながらh/dを1.3から4.0まで変化させた。初期調整時点ではそれぞれの条件でカブリ0.7〜0.9%、画像濃度は1.5±0.02、帯電量は−26.0±1.0μC/gであった。また、初期に連続してベタ画像を10枚連続でベタ印字した後のカブリと画像濃度と帯電量、また、3万枚の印字後に10枚連続でベタ印字した後のカブリと画像濃度と帯電量の試験の結果を(表1)に示す。
After printing 10 sheets of continuous solids, fog is within 2%, ○, within 1% is ◎, over 2% is x, image density is within a range of 1.5 ± 0.15, 1.5 ± 0 The range of .07 was marked with ◎, and the others were marked with ×.
(Embodiment 1)
Using the developing device as described above, the average height of the head of the developer and the distance D between the photosensitive member and the sleeve are fixed to 0.4 mm, the distance condition between the ear cutting member and the developing roller is changed, and the average of the magnetic brush The h / d was changed from 1.3 to 4.0 while changing the head height h (mm). At the time of initial adjustment, the fog was 0.7 to 0.9% under the respective conditions, the image density was 1.5 ± 0.02, and the charge amount was −26.0 ± 1.0 μC / g. In addition, fog, image density, and charge amount after continuous solid printing of 10 solid images in the initial stage, and fog, image density, and charge after continuous printing of 10 sheets after 30,000 printing. The results of the quantity test are shown in (Table 1).
初期はh/dが2.0〜4.0の以上の条件で、カブリが2.0%以下となり、カブリが減少し、また、帯電量が上昇することが判る。つまり、現像ニップ手前部分に溢れを形成することによって帯電量が高くなり、カブリの低減が実現できたものである。さらに、これらの条件で3万枚の印字試験を行ったが、h/dが2.0〜3.5の範囲でカブリも少なく、帯電量、画像濃度の変動を少なく押さえることができた。一方、h/dが3.5を越えると帯電量が低くなり、カブリの増加、画像濃度上昇が発生していることが判る。 It can be seen that initially, h / d is 2.0 to 4.0 or more, fog is 2.0% or less, fog is reduced, and charge amount is increased. That is, by forming an overflow in the front portion of the developing nip, the charge amount is increased, and the reduction of fog can be realized. Further, a print test of 30,000 sheets was performed under these conditions, and h / d was in the range of 2.0 to 3.5, so that fog was small and fluctuations in charge amount and image density could be suppressed. On the other hand, when h / d exceeds 3.5, the charge amount decreases, and it can be seen that an increase in fog and an increase in image density occur.
h/Dが3.5を越えると現像剤溜まりでの現像剤へのストレスが高くなりキャリアへトナーの外添剤成分が付着して、帯電性能が低下したものと考える。 When h / D exceeds 3.5, the stress on the developer in the developer pool is increased, and the external additive component of the toner adheres to the carrier, and the charging performance is considered to be deteriorated.
本発明において、4色の画像形成ユニットを並列に配置したタンデム方式(1パス)のカラー画像形成装置を例として取り上げたが、1個の感光体に4色の現像装置を配置した4パスのカラー画像形成装置やモノクロ画像形成装置であっても構わない。 In the present invention, a tandem (one-pass) color image forming apparatus in which four-color image forming units are arranged in parallel has been taken as an example, but a four-pass developing apparatus in which four-color developing devices are arranged on one photoconductor. It may be a color image forming apparatus or a monochrome image forming apparatus.
また、本発明においては、2組の現像剤搬送スクリューが上下に配置され、現像装置内で現像剤を縦方向に循環する構成としたが、2組の現像剤搬送スクリューが水平に配置されて、現像剤の循環が水平に行われる場合であってもよい。 Further, in the present invention, two sets of developer conveying screws are arranged vertically, and the developer is circulated in the vertical direction in the developing device. However, the two sets of developer conveying screws are arranged horizontally. The developer may be circulated horizontally.
また、本発明において負帯電極性を有する有機積層型感光体を用いたが、電荷輸送層と電荷発生層が同一層となっている単層型有機感光体やa−Si材料を用いた構成の感光体等でも構わず、感光体自身の帯電極性も負帯電や正帯電のいずれでも構わない。形状についてもドラム形状でなくベルト形状であってもよい。 Further, in the present invention, an organic laminated type photoconductor having a negatively charged polarity is used, but a structure using a single layer type organic photoconductor or an a-Si material in which the charge transport layer and the charge generation layer are the same layer. It may be a photoconductor or the like, and the charge polarity of the photoconductor itself may be either negative charge or positive charge. The shape may be a belt shape instead of a drum shape.
また、本発明においてはエピクロルヒドリンゴムからなる帯電ローラにDC電圧を印加する方式を用いたが、正弦波または矩形波のAC電圧を印加した方式であっても構わない。帯電ローラとしてウレタンゴム、シリコーンゴム、NBRゴム、アクリルゴム、フッ素ゴムなどを使用することができ、必要に応じて表面コート等の表面処理を行うことも可能である。また、従来から多く用いているワイヤー、グリッドを用いたスコロトロン方式や固体帯電素子を用いた方式でも構わない。 In the present invention, the DC voltage is applied to the charging roller made of epichlorohydrin rubber, but a sine wave or rectangular wave AC voltage may be applied. Urethane rubber, silicone rubber, NBR rubber, acrylic rubber, fluorine rubber, or the like can be used as the charging roller, and surface treatment such as surface coating can be performed as necessary. Further, a scorotron method using a wire and a grid that have been conventionally used or a method using a solid charging element may be used.
また、現像ローラに印加するバイアス電圧については、必要に応じて画像濃度等を調整しながらDC電圧を50〜650Vに設定することが望ましい。また、トナー移動の促進のために周波数1〜6kHz、振幅0.2〜3kV程度の矩形波や正弦波のAC電圧を印加することによって更にトナー移動が容易となる。AC電圧の印加によって、必要画像濃度の確保、非画像部へのトナー付着の防止、微小ドット再現性の向上が実現できる。 As for the bias voltage applied to the developing roller, it is desirable to set the DC voltage to 50 to 650 V while adjusting the image density or the like as necessary. Further, the toner movement is further facilitated by applying a rectangular wave or sine wave AC voltage having a frequency of 1 to 6 kHz and an amplitude of about 0.2 to 3 kV to promote toner movement. By applying the AC voltage, it is possible to secure the necessary image density, prevent toner adhesion to the non-image area, and improve the fine dot reproducibility.
また、本発明では現像ローラ内部のマグネットの個数を7個としたが、それ以外の複数個であっても構わない。現像スリーブについても、アルミ製で表面粗さRzが5μmとしたが、他の非磁性材料を用いてもよい。表面粗さRzについては、画像の均一性と現像剤の搬送性の観点から、3〜15μmの範囲が望ましい。 In the present invention, the number of magnets inside the developing roller is seven, but a plurality of other magnets may be used. The developing sleeve is also made of aluminum and has a surface roughness Rz of 5 μm, but other nonmagnetic materials may be used. The surface roughness Rz is preferably in the range of 3 to 15 μm from the viewpoint of image uniformity and developer transportability.
また、本発明では外径5mmの非磁性のアルミシャフトよりなる穂切り軸を設けた。なお、磁性の層規制部材を用いても構わない。また、非磁性や磁性の金属板からなる層規制部材を使用することも可能である。更に、非磁性板に磁性部材を貼り付けた層規制部材も使用することができる。 Further, in the present invention, a panning shaft made of a nonmagnetic aluminum shaft having an outer diameter of 5 mm is provided. A magnetic layer regulating member may be used. It is also possible to use a layer regulating member made of a nonmagnetic or magnetic metal plate. Furthermore, a layer regulating member in which a magnetic member is attached to a nonmagnetic plate can also be used.
また、本発明では、現像ローラ、第一搬送スクリュー、第二搬送スクリューの外径、及び各搬送スクリューのスクリューピッチ、回転数に関しても、記載の値に限定されるものではない。 In the present invention, the outer diameter of the developing roller, the first conveying screw, the second conveying screw, the screw pitch of each conveying screw, and the number of rotations are not limited to the described values.
また、本発明では透磁率センサーを用いたトナー濃度コントロール方式を用いたが、印字する画像からトナー消費量をあらかじめ予測し、トナーを補給するピクセルカウント方式を用いても構わない。また、トナー濃度コントロール方式とピクセルカウント方式を併用する方法なども考えられる。 In the present invention, a toner density control method using a magnetic permeability sensor is used. However, a pixel count method in which toner consumption is predicted in advance from an image to be printed and toner is supplied may be used. Further, a method using both the toner density control method and the pixel count method can be considered.
また、本発明では現像剤量をM(g)とし、前記現像剤坦持体上の現像剤を坦持している軸方向の長さをL(cm)としたときにM/Lが4g/cmとしたが、M/Lが3g/cm未満となると現像剤が少なくスクリューの送りムラが現像剤坦持体表面に現れ、画像にスクリューむらが現れてしまう。一方、M/Lを9g/cmを超えると現像剤量が200g以上となり、ベタ画像を連続印字してもトナー濃度の低下幅も少なく、急速補給した際のカブリやトナー飛散の問題も少ないものの、装置が大型化する。 In the present invention, when the developer amount is M (g) and the axial length carrying the developer on the developer carrier is L (cm), the M / L is 4 g. However, when M / L is less than 3 g / cm, there is little developer, and screw feed unevenness appears on the surface of the developer carrier, and screw unevenness appears in the image. On the other hand, if the M / L exceeds 9 g / cm, the developer amount is 200 g or more, and even if solid images are continuously printed, there is little decrease in toner density, and there are few problems of fogging and toner scattering when rapidly replenished. The device becomes larger.
なお、本発明においては結着樹脂としてスチレンブチルアクリレート樹脂を用いたが、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、または、これらを組み合わせた樹脂等を用いても構わない。 In the present invention, the styrene butyl acrylate resin is used as the binder resin, but a polyester resin, an epoxy resin, or a combination of these may be used.
また、本発明においては使用可能な顔料としては、カーボンブラック、鉄黒、グラファイト、ニグロシン、アゾ染料の金属錯体の黒顔料、C.I.ピグメント・イエロー1,3,74,97,98等のアセト酢酸アリールアミド系モノアゾ黄色顔料、C.I.ピグメント・イエロー12,13,14,17等のアセト酢酸アリールアミド系ジスアゾ黄色顔料、C.I.ソルベントイエロー19,77,79、C.I.ディスパース・イエロー164、C.I.ピグメント・レッド48,49:1,53:1,57,57:1,81,122,5等の赤色顔料、C.I.ソルベント・レッド49,52,58,8等の赤色染料、C.I.ピグネント・ブルー15:3等のフタロシアニン及びその誘導体の青色染顔料が1種類又は2種類以上で配合される。添加量は結着樹脂100重量部に対し、3〜15重量部が好ましい。 In the present invention, usable pigments include carbon black, iron black, graphite, nigrosine, azo dye metal complex black pigment, C.I. I. Acetoacetic acid arylamide monoazo yellow pigments such as CI Pigment Yellow 1,3,74,97,98; I. Acetoacetic acid arylamide disazo yellow pigments such as C.I. Pigment Yellow 12, 13, 14, and 17; I. Solvent Yellow 19, 77, 79, C.I. I. Disperse Yellow 164, C.I. I. Red pigments such as CI Pigment Red 48, 49: 1, 53: 1, 57, 57: 1, 81, 122, 5; I. Red dyes such as Solvent Red 49, 52, 58, 8; I. One or two or more kinds of blue dyed pigments of phthalocyanine and derivatives thereof such as Pigment Blue 15: 3 are blended. The addition amount is preferably 3 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
また、トナーを帯電させる目的で必要に応じて1種類以上の帯電制御剤を添加してもよい。1重量%程度以下の材料を負帯電、正帯電の目的に応じて添加を行うことができる。 One or more kinds of charge control agents may be added as necessary for the purpose of charging the toner. About 1% by weight or less of material can be added depending on the purpose of negative charging and positive charging.
また、トナーの帯電や流動性の向上を目的としてシリカ、アルミナ、チタニア等の平均粒径が5〜200nmの微粒子の添加を行う。必要に応じて微粒子表面に疎水化処理を行うことができる。 Further, fine particles having an average particle diameter of 5 to 200 nm, such as silica, alumina, and titania, are added for the purpose of improving the charging and fluidity of the toner. If necessary, the surface of the fine particles can be hydrophobized.
また、トナー平均粒径は3〜12μmが望ましい。粒径が大きいと高解像度の実現が難しくなる。また、粒径が小さすぎるとトナー流動性が悪く、安定な層形成ができず画像濃度むらが発生する。 The average toner particle size is desirably 3 to 12 μm. When the particle size is large, it is difficult to achieve high resolution. On the other hand, if the particle size is too small, the toner fluidity is poor and a stable layer cannot be formed, resulting in uneven image density.
なお、本発明においてはフェライトコアに樹脂コートを行ったキャリアを用いていたが、熱硬化性のバインダーに磁性粉を分散させた樹脂キャリアを用いても構わない。 In the present invention, a carrier in which a ferrite core is coated with a resin is used. However, a resin carrier in which magnetic powder is dispersed in a thermosetting binder may be used.
なお、樹脂キャリアの熱硬化性バインダーとしては、フェノール樹脂以外に尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等が用いることができる。熱硬化性樹脂は、熱可塑性樹脂に比べ、耐久性、耐衝撃性、耐熱性に優れているので、これらの利点を生かした磁性体と熱硬化性樹脂とからなる樹脂キャリアが望まれる。 As the thermosetting binder of the resin carrier, urea resin, melamine resin, polyester resin, epoxy resin and the like can be used in addition to the phenol resin. Since the thermosetting resin is superior in durability, impact resistance, and heat resistance as compared with the thermoplastic resin, a resin carrier composed of a magnetic body and a thermosetting resin taking advantage of these advantages is desired.
また、本発明に用いる磁性粉末としては、マグネタイト、マグヘマイト等の強磁性酸化鉄粒子粉末、鉄以外の金属(Mn,Ni,Zn,Mg,Cu等)を一種又は二種以上含有するスピネルフェライト粒子粉末、バリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライト粒子粉末、表面に酸化被膜を有する鉄や鉄合金の微粒子粉末を用いることができる。好ましくはマグネタイト等の強磁性酸化鉄粒子粉末である。前記強磁性鉄化合物粒子の粒径は、0.02〜5μmであることが望ましい。その形状は、粒状、球状、針状のいずれであってもよい。さらに、熱硬化樹脂中の磁性体添加量は50〜90重量%が望ましい。90重量%を越えると樹脂中への分散が困難になり磁性体が離脱する。一方、50重量%に満たない場合、キャリアの磁気力が小さくなりトナー保持部材へキャリアが付着しやすくなる問題が発生する。
(実施の形態2)
実施の形態1の現像装置を用い、現像剤の平均穂立ち高さと感光体とスリーブ間の距離Dを0.3mmと固定し、穂切り部材と現像ローラの距離条件を変更し、磁気ブラシの平均穂立ち高さh(mm)を変更しながらh/dを1.5から3.9まで変化させた。初期調整時点ではそれぞれの条件でカブリ0.6〜0.8%、画像濃度は1.5±0.03、帯電量は−25.5±1.0μC/gであった。また、初期に連続してベタ画像を10枚連続でベタ印字した後のカブリと画像濃度と帯電量、また、3万枚の印字後に10枚連続でベタ印字した後のカブリと画像濃度と帯電量の試験の結果を(表2)に示す。
The magnetic powder used in the present invention includes ferromagnetic iron oxide particles such as magnetite and maghemite, and spinel ferrite particles containing one or more metals other than iron (Mn, Ni, Zn, Mg, Cu, etc.). A powder, a magnetoplumbite type ferrite particle powder such as barium ferrite, or a fine particle powder of iron or iron alloy having an oxide film on its surface can be used. Ferromagnetic iron oxide particles such as magnetite are preferred. The ferromagnetic iron compound particles preferably have a particle size of 0.02 to 5 μm. The shape may be any of granular, spherical and acicular. Furthermore, the addition amount of the magnetic substance in the thermosetting resin is desirably 50 to 90% by weight. If it exceeds 90% by weight, dispersion in the resin becomes difficult and the magnetic substance is detached. On the other hand, if it is less than 50% by weight, the magnetic force of the carrier becomes small, and there is a problem that the carrier tends to adhere to the toner holding member.
(Embodiment 2)
Using the developing device of the first embodiment, the average heading height of the developer and the distance D between the photosensitive member and the sleeve are fixed to 0.3 mm, the distance condition between the cutting member and the developing roller is changed, and the magnetic brush The h / d was changed from 1.5 to 3.9 while changing the average head height h (mm). At the time of initial adjustment, the fog was 0.6 to 0.8% under the respective conditions, the image density was 1.5 ± 0.03, and the charge amount was −25.5 ± 1.0 μC / g. In addition, fog, image density, and charge amount after continuous solid printing of 10 solid images in the initial stage, and fog, image density, and charge after continuous printing of 10 sheets after 30,000 printing. The results of the quantity test are shown in (Table 2).
初期はh/dが2.0〜3.9の以上の条件で、カブリが2.0%以下となり、カブリが減少し、また、帯電量が上昇することが判る。つまり、現像ニップ手前部分に溢れを形成することによって帯電量が高くなり、カブリの低減が実現できたものである。さらに、これらの条件で3万枚の印字試験を行ったが、h/dが2.0〜3.5の範囲でカブリも少なく、帯電量、画像濃度の変動を少なく押さえることができた。一方、h/dが3.5を越えると帯電量が低くなり、カブリの増加、画像濃度上昇が発生していることが判る。 Initially, it can be seen that the fog becomes 2.0% or less, the fog is reduced, and the charge amount is increased under the condition that h / d is 2.0 to 3.9 or more. That is, by forming an overflow in the front portion of the developing nip, the charge amount is increased, and the reduction of fog can be realized. Further, a print test of 30,000 sheets was performed under these conditions, and h / d was in the range of 2.0 to 3.5, so that fog was small and fluctuations in charge amount and image density could be suppressed. On the other hand, when h / d exceeds 3.5, the charge amount decreases, and it can be seen that fogging increases and image density increases.
(実施の形態3)
実施の形態1における現像装置において感光体中心位置とスリーブ中心位置の角度θを20度としたが、この角度を変更し−30度〜180度までとした。初期はそれぞれの条件でカブリ0.7〜0.9%、画像濃度は1.5±0.02、帯電量は−26.2±0.9μC/gであった。また、続けて初期に連続してベタ画像を10枚連続でベタ印字した後のカブリと画像濃度と帯電量、また3万枚の印字後に10枚連続でベタ印字した後のカブリと画像濃度と帯電量の試験の結果を(表3)に示す。30度以上150度以下において、特にカブリに対して良好な結果が得られ、帯電量も高くなっていることが確認できた。更にこの良好な条件の30度から150度の条件に対し、3万枚の印字テストを行った。3万枚印字後も高い帯電量を維持し、カブリも少なく、画像濃度も安定していた。以上の感光体と現像ローラの位置関係により、特に現像ローラが上方に位置するときに帯電が促進し、カブリが減少したことから現像ニップ手前の現像剤溢れ部分が、重力によって感光体と接触し易くなり帯電が促進したものと考えられる。
(Embodiment 3)
In the developing device according to the first embodiment, the angle θ between the photosensitive member center position and the sleeve center position is set to 20 degrees, but this angle is changed to -30 degrees to 180 degrees. Initially, the fog was 0.7 to 0.9% under each condition, the image density was 1.5 ± 0.02, and the charge amount was −26.2 ± 0.9 μC / g. Further, fog and image density and charge amount after continuously printing 10 solid images continuously in the initial stage, and fog and image density after continuously printing 10 sheets after printing 30,000 sheets. The results of the charge amount test are shown in Table 3. From 30 degrees to 150 degrees, it was confirmed that particularly good results were obtained with respect to fog and that the charge amount was also high. Furthermore, a printing test of 30,000 sheets was performed under the favorable conditions of 30 ° to 150 °. Even after printing 30,000 sheets, a high charge amount was maintained, fog was small, and image density was stable. Due to the positional relationship between the photosensitive member and the developing roller, charging is promoted particularly when the developing roller is positioned upward, and fog is reduced. Therefore, the developer overflow portion before the developing nip comes into contact with the photosensitive member by gravity. It is considered that the charging is facilitated and charging is promoted.
(実施の形態4)
実施の形態1における現像装置において現像スリーブ26Mは周速度120mm/sで感光体ドラム1Mの回転方向に対してウィズ方向に回転しており、感光体ドラム1Mに対して1.2の周速度比としたが、現像スリーブの周速を変更し、1.1〜3.5とした。初期調整時点ではそれぞれの条件でカブリ0.7〜0.9%、画像濃度は1.5±0.02、帯電量は−25.8±1.1μC/gであった。また、続けて初期に連続してベタ画像を10枚連続でベタ印字した後のカブリと画像濃度と帯電量、また3万枚の印字後に10枚連続でベタ印字した後のカブリと画像濃度と帯電量の試験の結果を(表4)に示す。周速度比1.3以上3.5以下において初期的にカブリに対して良好な結果が得られ、帯電量も高くなっていることが確認できた。更にこの良好な1.3〜3.5の周速度比のものに対し、3万枚の印字テストを行った。1.3〜3.0の周速度比で3万枚印字後も高い帯電量を維持し、カブリも少なく、画像濃度も安定していた。感光体と現像スリーブの周速度比を持たせることによってトナー帯電が促進し、カブリが減少したことから、現像ニップ手前の現像剤溢れ部分が周速度差によって攪乱され、現像剤の帯電が促進したものと考えられる。
(Embodiment 4)
In the developing device according to the first embodiment, the developing
一方、周速度比3.0を越えると帯電量が低下し、カブリの増加と画像濃度の上昇の問題が発生した。これは現像剤に圧力が加わり外添剤等がキャリアに付着するいわゆる現像剤劣化が発生したものと考える。 On the other hand, when the peripheral speed ratio exceeds 3.0, the amount of charge is reduced, causing problems of increased fog and increased image density. This is considered to be caused by so-called developer deterioration in which pressure is applied to the developer and an external additive or the like adheres to the carrier.
(実施の形態5)
実施の形態1における現像装置において主極磁極角度0度に対し、−2度〜13度と条件を変更し、実験を行った。初期調整時点ではそれぞれの条件でカブリ0.7〜0.8%、画像濃度は1.5±0.02、帯電量は−25.7±0.8μC/gであった。また、続けて初期に連続してベタ画像を10枚連続でベタ印字した後のカブリと画像濃度と帯電量、また、3万枚の印字後に10枚連続でベタ印字した後のカブリと画像濃度と帯電量の試験の結果を(表5)に示す。
(Embodiment 5)
In the developing device according to the first embodiment, the experiment was performed by changing the conditions from −2 degrees to 13 degrees with respect to the main pole magnetic pole angle of 0 degrees. At the time of initial adjustment, the fog was 0.7 to 0.8% under the respective conditions, the image density was 1.5 ± 0.02, and the charge amount was −25.7 ± 0.8 μC / g. Further, fog and image density and charge amount after continuously printing 10 solid images continuously in the initial stage, and fog and image density after continuously printing 10 sheets after printing 30,000 sheets. The results of the charge amount test are shown in Table 5.
主極磁極角度が1〜10度範囲において、主極角度0度に比較して初期的にカブリに対して良好な結果が得られ、帯電量も高くなっていることが確認できた。更に、この良好な主極磁極角度1〜10度の条件に対し、3万枚の印字テストを行った。3万枚印字後も高い帯電量を維持し、カブリも少なく、画像濃度も安定していた。主極の磁極中心をスリーブ回転下流側に位置することで、より大きな現像剤溜まりが形成できトナー帯電が促進したものと考えられる。 When the main pole magnetic pole angle is in the range of 1 to 10 degrees, it was confirmed that initially good results were obtained with respect to fog and that the charge amount was higher than that of the main pole angle of 0 degrees. Further, 30,000 printing tests were performed on the condition of this good main pole magnetic pole angle of 1 to 10 degrees. Even after printing 30,000 sheets, a high charge amount was maintained, fog was small, and image density was stable. By positioning the magnetic pole center of the main pole on the downstream side of the sleeve rotation, it is considered that a larger developer pool can be formed and toner charging is promoted.
(実施の形態6)
図5に示すように、実施の形態1における現像装置において、感光体内部に表面磁力が60mTの固定磁石M51を内包した。磁力のピーク位置を現像ニップより回転上流側に3度ほど移動した位置に設置した。初期調整時点ではそれぞれの条件でカブリ0.7〜0.9%、画像濃度は1.5±0.02、帯電量は−25.4±1.0μC/gであった。また、続けて初期に連続してベタ画像を10枚連続でベタ印字した後のカブリと画像濃度と帯電量、また3万枚の印字後に10枚連続でベタ印字した後のカブリと画像濃度と帯電量の試験の結果を(表6)に示す。磁石を内包した感光体を用いることによって、実施の形態1と比較して、初期的にカブリに対して良好な結果が得られ、帯電量も高くなっていることが確認できた。更に3万枚の印字テストを行ったところ、3万枚印字後も高い帯電量を維持し、カブリも少なく、画像濃度も安定していた。感光体内部に磁石を内包することによって、より大きな現像剤溜まりが形成できトナー帯電が促進したものと考えられる。
(Embodiment 6)
As shown in FIG. 5, in the developing device in the first embodiment, a fixed magnet M51 having a surface magnetic force of 60 mT is included inside the photoconductor. The peak position of the magnetic force was set at a position moved about 3 degrees upstream of the development nip. At the time of initial adjustment, the fog was 0.7 to 0.9% under the respective conditions, the image density was 1.5 ± 0.02, and the charge amount was −25.4 ± 1.0 μC / g. Further, fog and image density and charge amount after continuously printing 10 solid images continuously in the initial stage, and fog and image density after continuously printing 10 sheets after printing 30,000 sheets. The results of the charge amount test are shown in Table 6. By using a photoconductor including a magnet, it was confirmed that a good result with respect to fog was initially obtained and the amount of charge was high as compared with the first embodiment. Further, when a printing test of 30,000 sheets was performed, a high charge amount was maintained after printing 30,000 sheets, fog was small, and the image density was stable. It is considered that inclusion of a magnet inside the photosensitive member can form a larger developer reservoir and promote toner charging.
(実施の形態7)
実施の形態1でのジメチルシリコーン樹脂をコートしたキャリアに対して、フッ素変性シリコーン樹脂とフッ素変性アクリル樹脂コートしたキャリアを作成した。それぞれ体積抵抗値1.8×1010Ω・cm、比重5.0g/cm3、磁化が61.9Am2/kgと体積抵抗値2.1×1010Ω・cm、比重5.0g/cm3、磁化が61.9Am2/kgの2種類のキャリアを作成した。初期調整時点ではそれぞれの条件でカブリ0.7〜0.8%、画像濃度は1.5±0.02、帯電量は−26.0±1.0μC/gであった。また、続けて初期に連続してベタ画像を10枚連続でベタ印字した後のカブリと画像濃度と帯電量、また3万枚の印字後に10枚連続でベタ印字した後のカブリと画像濃度と帯電量の試験の結果を(表7)に示す。
(Embodiment 7)
A carrier coated with a fluorine-modified silicone resin and a fluorine-modified acrylic resin was prepared for the carrier coated with the dimethyl silicone resin in the first embodiment. Volume resistivity 1.8 × 10 10 Ω · cm, specific gravity 5.0 g / cm 3 , magnetization 61.9 Am 2 / kg, volume resistivity 2.1 × 10 10 Ω · cm, specific gravity 5.0 g / cm 3. Two types of carriers having a magnetization of 61.9 Am 2 / kg were prepared. At the time of initial adjustment, the fog was 0.7 to 0.8% under the respective conditions, the image density was 1.5 ± 0.02, and the charge amount was −26.0 ± 1.0 μC / g. Further, fog and image density and charge amount after continuously printing 10 solid images continuously in the initial stage, and fog and image density after continuously printing 10 sheets after printing 30,000 sheets. The results of the charge amount test are shown in Table 7.
フッ素変性シリコーン樹脂とフッ素アクリル変性樹脂とを用いることによって、実施の形態1と比較して、初期的にカブリに対して良好な結果が得られ、帯電量も高くなっていることが確認できた。更に3万枚の印字テストを行ったところ、3万枚印字後も高い帯電量を維持し、カブリも少なく、画像濃度も安定していた。表面離形性の高いキャリアを用いることによって、現像剤溜まり部での現像剤の動きが良くなり、トナーの帯電が促進したものと考えられる。 By using a fluorine-modified silicone resin and a fluorine-acrylic-modified resin, it was confirmed that a favorable result was initially obtained with respect to fog and that the charge amount was also higher than in the first embodiment. . Further, when a printing test of 30,000 sheets was performed, a high charge amount was maintained after printing 30,000 sheets, fog was small, and the image density was stable. By using a carrier having high surface releasability, it is considered that the movement of the developer in the developer reservoir is improved and the charging of the toner is promoted.
(実施の形態8)
実施の形態1の乳化重合凝集法のトナーに対して、凝集条件を変更しつつ、101〜160のSF1値を有するトナーを作成した。
(Embodiment 8)
A toner having an SF1 value of 101 to 160 was prepared while changing the aggregation conditions with respect to the toner of the emulsion polymerization aggregation method of the first embodiment.
初期調整時点ではそれぞれの条件でカブリ0.6〜0.9%、画像濃度は1.5±0.03、帯電量は−26.0±1.5μC/gであった。また、続けて初期に連続してベタ画像を10枚連続でベタ印字した後のカブリと画像濃度と帯電量、また3万枚の印字後に10枚連続でベタ印字した後のカブリと画像濃度と帯電量の試験の結果を(表8)に示す。 At the time of initial adjustment, the fog was 0.6 to 0.9% under the respective conditions, the image density was 1.5 ± 0.03, and the charge amount was −26.0 ± 1.5 μC / g. Further, fog and image density and charge amount after continuously printing 10 solid images continuously in the initial stage, and fog and image density after continuously printing 10 sheets after printing 30,000 sheets. The results of the charge amount test are shown in (Table 8).
SF1値を150以下とすることによって、実施の形態1と比較して、初期的にカブリに対して良好な結果が得られ、帯電量も高くなっていることが確認できた。更に3万枚の印字テストを行ったところ、3万枚印字後も高い帯電量を維持し、カブリも少なく、画像濃度も安定していた。球形形状のトナーを用いることによって、トナーがコロとして作用して、現像剤溜まり部での現像剤の動きが良くなり、トナーの帯電が促進したものと考えられる。 By setting the SF1 value to 150 or less, it was confirmed that, compared to the first embodiment, an initial favorable result for fogging was obtained and the charge amount was also increased. Further, when a printing test of 30,000 sheets was performed, a high charge amount was maintained after printing 30,000 sheets, fog was small, and the image density was stable. By using the spherical toner, it is considered that the toner acts as a roller, and the movement of the developer in the developer reservoir is improved, and the charging of the toner is promoted.
なお、本発明において球形化度SF1値として101〜160を得るために乳化重合法を用いたが、必要に応じて懸濁重合法、粉砕後に熱処理を行う方法等によっても球形化は可能である。 In the present invention, the emulsion polymerization method is used to obtain 101 to 160 as the spheroidization degree SF1 value. However, the spheroidization can be performed by a suspension polymerization method, a method of performing heat treatment after pulverization, or the like as necessary. .
本発明の縦型循環現像装置は、複写機、ファクシミリ、レーザプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に適用が可能である。 The vertical circulation developing apparatus of the present invention can be applied to electrophotographic image forming apparatuses such as copying machines, facsimiles, and laser printers.
1M 感光体ドラム
4M 現像ローラ
8M 現像装置
13M 仕切り壁
14M 第一現像剤搬送路
15M 第二現像剤搬送路
16M 張り出し部
17M 第二搬送スクリュー
19M 第一搬送スクリュー
23M トナー濃度センサー
24M トナー補給口
25M 穂切り軸
26M 現像スリーブ
1M
Claims (7)
装置内での前記現像剤の総重量をM(g)とし、前記現像剤坦持体上の現像剤を坦持している軸方向の長さをL(cm)としたときにM/Lが3g/cm以上9g/cm以下で有り、かつ、前記静電潜像保持体と前記現像剤坦持体の最近接距離DSDをd(mm)、現像位置において前記静電潜像保持体を対向させない状態での前記現像剤坦持体上の前記磁気ブラシの平均穂立ち高さをh(mm)としたときに2≦h/d≦3.5の関係を満たすことを特徴とする現像装置。 Toner prepared by emulsion polymerization aggregation method, or toner having a charge control agent content of 1 wt% or less, developer composed of carrier, and electrostatic latent image holding capable of rotating by forming an electrostatic latent image on the surface A developer carrying body having a body and a plurality of magnetic field generating means, and holding a magnetic brush formed from the developer to visualize the electrostatic latent image and contacting the electrostatic latent image holding body And
M / L when the total weight of the developer in the apparatus is M (g) and the axial length carrying the developer on the developer carrier is L (cm). Is 3 g / cm or more and 9 g / cm or less, the closest distance DSD between the electrostatic latent image holding body and the developer carrying body is d (mm), and the electrostatic latent image holding body is The development satisfying the relationship of 2 ≦ h / d ≦ 3.5, where h (mm) is the average ear height of the magnetic brush on the developer carrier in a state where they are not opposed to each other. apparatus.
前記静電潜像を可視化するために、粉体投影面積をA、粉体の絶対最大長をMとし、粉体の形状係数(SF−1)を(数1)で表した場合に、前記形状係数(SF−1)が100以上150以下であるトナーを用いることを特徴とする特許請求の範囲にある第1項から第6項のいずれかに記載の現像装置。
In order to visualize the electrostatic latent image, when the powder projection area is A, the absolute maximum length of the powder is M, and the shape factor (SF-1) of the powder is expressed by (Equation 1), The developing device according to any one of claims 1 to 6, wherein a toner having a shape factor (SF-1) of 100 or more and 150 or less is used.
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- 2005-04-27 JP JP2005129299A patent/JP2006308732A/en active Pending
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