Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP4254161B2 - Developing device and image forming apparatus - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP4254161B2 - Developing device and image forming apparatus - Google Patents

Developing device and image forming apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP4254161B2
JP4254161B2 JP2002243634A JP2002243634A JP4254161B2 JP 4254161 B2 JP4254161 B2 JP 4254161B2 JP 2002243634 A JP2002243634 A JP 2002243634A JP 2002243634 A JP2002243634 A JP 2002243634A JP 4254161 B2 JP4254161 B2 JP 4254161B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
developer
toner
replenisher
carrier
container
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2002243634A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004085701A (en
Inventor
明彦 野田
善史 尾崎
正太 大場
正彰 山浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd, Fujifilm Business Innovation Corp filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP2002243634A priority Critical patent/JP4254161B2/en
Publication of JP2004085701A publication Critical patent/JP2004085701A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4254161B2 publication Critical patent/JP4254161B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気的性質が異なるトナーおよびキャリアからなる現像剤を、該現像剤全体としての磁気的性質に応じて選択的に搬送することでトナー濃度を調整する機能を有する、複写機、プリンター等電子写真式の現像装置および画像形成装置である。
【0002】
【従来の技術】
電子写真方式に用いられる現像方式は、現像剤として着色剤粒子であるトナーのみを用いる1成分現像方式と、現像剤として磁性体粒子からなるキャリアおよび着色剤粒子であるトナーとを混合攪拌したものを用いる2成分現像方式に大きく分けられる。
【0003】
1成分現像方式には、磁性体粒子を含有する磁性トナーを用いる磁性1成分現像方式と、含有しない非磁性1成分現像方式とが有って、磁性トナーは、含まれる磁性体粒子によって光を透過し得ないため黒トナーとしてのみ主に用いられている。非磁性1成分現像方式は、カラー化に適しているが、トナーの維持性が短いという問題があり、今のところ低速機を中心に用いられている。
【0004】
2成分現像方式は、磁性体粒子からなるキャリアを媒介してトナーを取り扱うため磁気吸引力を用いることができ、非磁性トナーに関しても取り扱いが容易であると共に、特に維持性に優れていることから、フルカラー機や高速機を中心に広く用いられている。
【0005】
従来、電子写真方式の2成分現像装置を用いた画像形成装置としては、図13に示すものが一般的なものとして挙げられる。ここで図13は、一般的な2成分現像装置を用いた画像形成装置の概略構成図である。図13において、101は矢印A方向に回転駆動する潜像担持体であり、その周囲に順に、潜像担持体101表面を均一帯電する帯電器102と、潜像担持体101表面に像様の光を照射して静電潜像を形成する書き込み装置103と、トナーおよびキャリアからなる2成分現像剤を収容し、これを現像剤担持体111により潜像担持体101表面に供給して静電潜像を現像してトナー画像を得る2成分現像装置104と、潜像担持体101表面に形成されたトナー画像を被記録材110に転写する転写器106と、潜像担持体101表面に残存するトナーを除去するクリーニング装置108と、潜像担持体101表面の静電潜像を除去する除電器109と、が配されてなる。
【0006】
図13に示す画像形成装置における2成分現像装置の模式断面図を図14に示す。図14において、現像剤担持体111は、内部に固定磁石117を有すると共に外側に円筒形で矢印B方向に回動自在なスリーブ118を有している。このスリーブ118の表面にキャリアおよびトナーを混合攪拌した現像剤119を磁気吸引力により担持して搬送し、規制部材120によって量を規制して層を形成して、現像部において潜像担持体101と対向させて、現像剤119中のトナーを潜像担持体101に供給し現像させ、トナー画像を得る。現像が終了してトナーの一部を失った現像剤119は、現像剤担持体111下部に搬送され、同極(N)の固定磁石121、122によって、そのスリーブ118回転方向の中間に磁気的吸引力の弱いまたは無い部分を設け、重力の働きによって現像剤119を現像剤担持体111表面から落下させる。落下した現像剤111は、搬送部材123によってスクリューオーガー124に運ばれ、スクリューオーガー124の回転軸方向に運ばれて、図示しない受け渡し部でスクリューオーガー125に渡されそこでトナー送り機構114から新しいトナーが追加されて、攪拌を受けながら先ほどとは反対方向に送られて逆の受け渡し部でスクリューオーガー124に再び受け渡されて軸方向に運ばれると共に徐々に搬送部材123によって現像剤担持体111付近に搬送されて磁気的吸引力によって現像剤担持体111表面に付着し、再び搬送、層形成、現像される工程を繰り返す。
【0007】
トナーの補給については、現像剤119中のトナー濃度変化を検知するセンサー115によってトナー濃度を電気信号に換え、この信号がCPU116に送られ、ここで上記電気信号から、基準値と比較してトナー濃度が不足と判断されるとトナー補給用モーター113に駆動信号が送られてトナーボックス112内のトナーがトナー送り機構114によって現像器内に送られる。
【0008】
2成分現像方式におけるトナーとキャリアとの間の吸着には、トナーとキャリアとを混合攪拌する際の摩擦帯電によって、トナーおよびキャリアの表面がそれぞれ逆極性に帯電する結果、静電的に吸着し合うことを利用している。そのため、上記例のようにトナーを補給した現像剤119を搬送しながら混合攪拌することが必要となる。現像部においては、現像剤119が潜像担持体101に程よく接触しかつ詰まり等を起こさないように現像剤搬送量を一定範囲内に制御する必要がある。そのため、規制部材120を設けてスリーブ118表面に担持される現像剤119の層を形成している。
【0009】
また、現像部においては潜像担持体101と現像剤担持体111および現像剤119との間に形成される電界によってトナーが現像されるため、一般的に現像剤担持体111には、電源装置105によって現像バイアス電圧が印加される。その時に現像されるトナー量(現像トナー量)は、画像濃度を決定するため、画質に関わる諸特性の中でも特に重要である。現像トナー量は、上記現像部の電界をトナーの電荷により中和することによって決定されるため、トナーの電荷を一定に保つことが非常に重要である。図15に示すように、2成分現像方式においては、現像剤中のトナー濃度とトナー電荷量との間に反比例関係が有るので、トナーの消費量に合わせて補給量を調節することによってトナー濃度を制御し、トナー電荷量をほぼ一定にすることが求められる。
【0010】
トナーの消費量に合わせて補給量を調節するため、現像剤中のトナー濃度や現像トナー量を検知してその検知信号に応じてトナー補給用のモーターを動かしてトナーを補給する方法(例えば、図13に示される画像形成装置の方法)においては、検知するためのセンサー(図13においてはセンサー115)やトナー補給用のモーター(同トナー補給用モーター113)などのコストが比較的大きな割合を占めている。4色のトナーを用いてそれぞれを現像するカラー機では、これらのコストアップ分が4倍になることもあって、コストアップの1つの大きな要因となっている。
【0011】
そこで、特開昭61−80181号公報、特開昭63−225266号公報、特開平8−185052号公報、特開2000−284595号公報などに開示されているように、トナー濃度を検知するセンサーや、トナー補給用のモーターを別途設けずに自律的にトナーを補給し、一定のトナー濃度を保つ方法が提案されている。
【0012】
しかしながら、これらはいずれも現像剤の体積がトナー濃度によって変化する現象を用いているため、現像剤中のキャリアが何らかの理由でこぼれたり感光体に付着する等により持ち出されて減少してしまうと、現像剤全体の体積が減少してトナーを過剰に取り込んでしまう。一般に経時によってトナー帯電量は劣化し、下降する傾向があるが、トナー過剰取り込みによってトナーの帯電はより低下し、かぶりやトナークラウドになり易いという欠点があった。
【0013】
また、これらの方法はキャリアに接触するトナーだけでなくキャリアの隙間に入ったトナーをも搬送してしまうためにトナーの取り込みが過剰になりやすいという特徴を持っている。この結果、トナーの帯電は低く、逆極性トナーも多くなりやすい。磁性トナーでは、マグネットロール上においてはキャリアから離れにくいため低帯電でもかぶりやトナークラウドになり難いが、非磁性トナーでは防止しきれない。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明は、トナーおよびキャリアからなる現像剤について、センサーや粉体補給用のモーターなどを用いずに、これら2種類の粒子の混合割合を一定に保持することが可能であるとともに、現像剤の構成粒子の量変動に左右されず(例えば、キャリアの減少に左右されず)、一部の粒子を過剰に取り込むことのない濃度調整機能を備えた現像装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、以下の本発明により達成される。
すなわち、本発明の現像装置は、少なくとも磁性体粒子からなるキャリアおよびキャリアに静電的吸着力で吸着するトナーを含む現像剤担持して潜像担持体の潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤を収容し、それを前記現像剤担持体に供給する現像剤収容部と、前記キャリアおよび前記トナーからなり現像剤収容部に収容された現像剤よりもトナー濃度の高い補給剤を収容する補給剤収容部と、該補給剤収容部と前記現像剤収容部との間でそれぞれに収容された前記現像剤および前記補給剤磁気的性質により表面に吸着して相互に搬送する搬送部材を有し、
前記搬送部材の表面が、前記現像剤収容部で前記現像剤を吸着した後、略鉛直方向に保持され、該搬送部材表面への前記現像剤の吸着力と前記混合粉体に作用する重力との関係で搬送/非搬送が選択されることで、前記現像剤収容部に収容された前記現像剤のうち前記トナーの濃度が低い現像剤が選択され、さらに略水平方向に保持されるように移動して、前記補給剤を収容する前記補給剤収容部に搬送し、該補給剤収容部で引き離されるとともに、
前記搬送部材の表面が、前記補給剤収容部で前記補給剤を吸着し、略鉛直状態に保持されること無く移動して、前記現像剤収容部に搬送し、前記吸着した補給剤が該現像剤収容部で引き離されることを特徴とする。
【0016】
以上の構成の本発明によれば、前記現像剤を吸着した搬送部材の表面が略鉛直方向に保持されると、前記現像剤には、磁気的性質による吸着力と、前記搬送部材表面と平行方向下方に落ちようとする重力とが作用する。この時、磁気的性質による吸着力が前記重力に勝るとそのまま保持され、そのまま略水平方向に保持されて搬送される。逆に、磁気的性質による吸着力が前記重力に劣ると前記現像剤は落下し、搬送されずに残ることとなる。つまり、磁気的性質による吸着力が一定水準よりも大きいと搬送され、小さいと搬送されないという、選択的な搬送が実現できる。
【0017】
磁気的性質が異なるキャリアおよびトナーを含む現像剤の、該現像剤全体としての前記磁気的性質は、結局のところ、これら2種類の粒子の混合割合により決するため、本発明による搬送は、前記現像剤中における前記2種類の粒子の混合割合に応じて、選択的に行われる。
【0018】
このように本発明によれば、センサーや粉体補給用のモーターなどを用いずに、キャリアおよびトナーの粒子の混合割合を一定に保持することが可能であるとともに、現像剤の構成粒子の量変動に左右されず、一部の粒子を過剰に取り込むことがない。
本発明においては、このような前記現像剤収容室から前記補給剤収容室への粉体搬送機能と共に、前記補給剤収容室から前記現像剤収容室への粉体搬送機能を併せ持つ。
【0019】
本発明の現像装置は、前記搬送部材において、その表面が略鉛直方向に保持される位置よりも、前記現像剤を吸着する位置の方が、磁気的性質による前記現像剤の表面吸着力が大きくなるように構成されていることが好ましい。前記現像剤を吸着する位置(以下、「(ピックアップ位置)」という場合がある。)で表面吸着力が大きければ、有効に前記現像剤をピックアップすることができ、前記搬送部材の表面が略鉛直方向に保持される位置(以下、「選択位置」という場合がある。)での選択に、前記現像剤を確実に供することができる。例えば、ピックアップ位置において、前記現像剤の表面が鉛直方向よりも下方を向いている場合、重力は選択位置と同じないしそれ以上に作用し、選択位置まで搬送される前に前記現像剤が落下してしまう懸念があるが、ピックアップ位置での、磁気的性質による前記現像剤の表面吸着力が大きくなるように構成しておけば、前記現像剤が確実に選択位置まで搬送され、ここで正確に搬送の可否が選択される。
【0020】
本発明の現像装置においては、前記搬送部材の表面が略水平方向に保持される位置、ないしその前記搬送部材の移動方向下流において、前記磁気的性質による前記混合粉体の表面吸着力が小さくなるように構成され、その位置で前記搬送部材表面から前記現像剤が引き離され前記補給剤収容部に収容されることが好ましい。前記搬送部材の表面が略水平方向に保持される位置、ないしその前記搬送部材の移動方向下流で、選択的に搬送された前記現像剤が引き離されることで(前記現像剤が引き離される位置を「脱離位置」という場合がある。)、前記現像剤を前記補給剤収容部に移動して収容させることができる。
【0021】
本発明において、前記現像剤中のキャリアとトナーとは相互に磁気的性質が異なり(強磁性と弱磁性、磁性と非磁性等)、これを搬送部材が磁力により吸着する構成となる
【0022】
本発明においては、磁気的性質が異なるキャリアおよびトナーを含む現像剤について、前記搬送部材の表面における磁場を調整することにより、選択的な搬送の条件を適宜制御することができる。
【0023】
前記搬送部材としては、軸が略水平に保持された回転体であることが好ましい。前記搬送部材として回転体を用いることで、本発明の現像装置を簡便かつ低コストで制作することができる。また、前記搬送部材として回転体を用いることで、ピックアップ位置、選択位置および脱離位置を周囲に配置して、装置のコンパクト化を図ることができ、回転を連続的に行うことで、本発明の現像装置による一連の搬送動作を連続的に、停止することなく行うことができる。
【0024】
特に、前記搬送部材としての回転体非磁性の材質の物を用い、その内部に磁石を配置することで最適な搬送部材とすることができる。すなわち、ピックアップ位置や選択位置での磁場を最適なものとし、かつ、脱離位置で磁場を小さくないしゼロにする等、内部の磁石の極、磁力、回転体との距離、個数等を適切に選択することにより、所望の磁場を形成することができる。
【0025】
本発明の現像装置において、前記搬送部材として回転体を採用した場合、前記回転体の下方ないしその回転方向周辺のいずれかの領域が、前記現像剤を吸着する位置(ピックアップ位置)、その回転方向下流直近の鉛直部周辺が、前記表面が略鉛直方向に保持される位置(選択位置)、その回転方向下流であって、前記現像剤を吸着する位置よりも上流のいずれかの領域が、前記搬送部材表面から前記現像剤が引き離される位置(脱離位置)、とすることができる。
【0026】
また、前記回転体として長めの物を用いれば、当該回転体の軸方向のいずれかの領域の周面に、前記現像剤収容部から前記補給剤収容部への前記現像剤の搬送能を発揮する構成を担わせ、前記回転体の軸方向の他の領域の周面において、前記補給剤収容部から前記 現像剤収容部への前記補給剤の搬送機能を発揮する範囲とすることもできる。このとき、前記回転体の下方ないしその回転方向上流の領域で磁気的性質による前記現像剤の表面吸着力が大きくなり、その下流で前記表面吸着力が小さくなるように構成して、前記補給剤収容部から前記現像剤収容部への前記補給剤の搬送機能を発揮するように構成することができる。前記補給剤収容部から前記現像剤収容部への前記補給剤の搬送機能は、条件にかかわらず吸着−脱離が行われるため、選択的な搬送ではないが、2つの場所の間で前記現像剤乃至前記補給剤を往来させることができる。
【0027】
本発明の現像装置において、前記現像剤は、電子写真用のトナーとキャリアとを含む2成分系現像剤である。2成分系現像剤において、キャリアは磁性体の粒子であり、トナーは非磁性の粒子であることから磁気的性質が異なる粒子の混合粉体に相当し、本発明の混合粉体濃度調整装置により適切に選択的な搬送を実現することができる。
【0028】
本発明の現像装置では、前記本発明のトナー濃度調整機能を備えることによって、現像剤の状態に応じて、現像剤を分離することが可能となる。例えば、前記現像剤収容部中の前記現像剤における、非磁性体であるトナーの混合割合が小さくなり、磁性体を含むキャリアの割合が増えると、現像剤全体としての磁気的性質が変化する(強磁性になる)ので、この性質変化を利用してかかる場合にのみ、前記現像剤収容部から前記補給剤収容部へと選択的に前記現像剤を搬送することができる。したがって、トナー濃度の低下した現像剤をトナー濃度の低下していない現像剤と分離することができる。
【0029】
前記搬送部材によって搬送された前記現像剤については、前記補給剤と接触混合され補給剤となり、再び前記現像剤収容部に戻るように構成されることが望ましい。このように構成することによって、通常現像剤に必要とされるトナー送り機構やトナー供給用モーター、センサーなどを省略でき、低コスト化することができる。
【0030】
本発明の現像装置においては、前記現像剤収容部内に前記現像剤を流動させる流動手段を有し、前記搬送装置が配されて前記現像剤を吸着する位置の下部周辺が、前記現像剤の流動経路となっており、該流動経路の少なくとも一部にその上下方向を仕切る仕切り部材が配されてなることが好ましい。かかる仕切り部材を配することによって、ピックアップ位置での前記現像剤のピックアップ量を均一化することができ、トナー濃度の低下した現像剤をトナー濃度の低下していない現像剤と分離する条件を安定化させることができる。
【0031】
そして、本発明の画像形成装置は、少なくとも、潜像担持体と、該潜像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像担持体表面に形成された静電潜像を可視像化する現像手段と、を含む画像形成装置であって、
前記現像手段として、上記本発明の現像装置を用いたことを特徴とする。上記本発明の現像装置を含む画像形成装置とすることによって、低コストでかぶり等がなく安定した画像形成装置とすることができる。
【0032】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を好ましい実施形態を挙げて図に基づき説明する。
<本発明の作用機構>
まず、本発明の作用機構について説明する。本説明においては、搬送部材として回転体を用いた例により説明する。図1に本発明の作用機構を説明するための模式説明図を示す。図1において、1は、内部に配された固定磁石3,3’の周りを非接触で矢印A方向に回転する搬送部材であり、非磁性体(例えばアルミニウム)で構成され、固定磁石3,3’の磁力の影響で、その表面に磁場が形成されている。2は、磁気的特性の異なる2種以上の粒子からなる混合粉体であり、詳しくは、磁性体を含むキャリアと非磁性体のトナーとからなる現像剤である。固定磁石3,3’は、固定磁石3がN極を固定磁石3’がS極を搬送部材1内周面に向けて配置され、固定磁石3が強磁界を固定磁石3’が弱磁界を生成している。
【0033】
混合粉体2が収容された不図示の容器(主として現像剤収容部)の上に、軸が略水平に保持された状態である程度離間して搬送部材1が配された態様を想定する。その状態で搬送部材1が矢印A方向に回転すると、まず、不図示の容器に近接し、かつ、固定磁石3が内周面に配された位置の周辺(ピックアップ位置(a))では、固定磁石3による強磁界に混合粉体2が引き寄せられ、吸着する(ピックアップされる)。ピックアップ位置(a)での力の関係を詳しく見ると、当該位置における混合粉体2には、固定磁石3の強磁界による磁気吸引力Maと重力Gaとが作用する。ピックアップ位置(a)では、磁気吸引力Maの垂直成分Ma’が重力Gaよりも十分に大きく、混合粉体2は搬送部材1表面に吸い寄せられた状態のまま搬送される。
【0034】
搬送部材1の矢印A方向への回転によって、吸着した混合粉体2は、搬送部材1表面が略鉛直方向に保持される位置(選択位置(b))まで搬送される。ここで、選択位置(b)よりも上方に混合粉体2を搬送しようとする力は、混合粉体2に対する搬送部材1表面方向への磁気吸引力Mb、および、混合粉体2と搬送部材1表面または混合粉体2同士の摩擦係数を掛けあわせて得られる搬送力Hbであり、逆向きの力は重力Gbとなる。搬送力Hbが重力Gbより大きければさらに搬送され、小さければ混合粉体2はここで矢印B方向に落下する。すなわち、混合粉体2の磁気的性質、さらには粉体流動性や搬送部材1の表面粗さに基づく摩擦係数に応じて、この選択位置(b)において、搬送/非搬送が選択される。
【0035】
さらに搬送部材1が矢印A方向へ回転すると、その表面に付着し搬送された混合粉体2が受ける重力Gcのうち、一部が搬送部材1に引きつける力(重力分力Gc’)に加わり、しかも回転と共に大きくなるため、搬送力Hcは強くなり、その分逆向きの力(重力分力Gc”)は徐々に弱くなる。したがって、選択位置(b)以降、搬送部材1表面が略水平方向に保持される位置(真上)までの間で、混合粉体2が搬送部材1表面から離脱することはない。
【0036】
そして、搬送部材1が矢印A方向へ回転して表面が略水平方向に保持される位置(真上)まで来ると、磁気吸引力に頼らずに重力のみで混合粉体2が搬送部材1表面に保持され、搬送される。したがって、搬送部材1表面が略水平方向に保持される位置以降は、混合粉体2が脱離して不図示の容器に戻ってしまう心配が無く、この選択的に搬送された混合粉体2を適宜引き離し、これを他の場所(補給剤収容部)に移動して用いることができる。
【0037】
このようなメカニズムに沿って考えると、選択位置(b)における搬送と非搬送の選択は、磁気吸引力Mbおよび摩擦係数によって生じる搬送力Hbと、重力Gbとのバランスによって決まるので、前記搬送と非搬送の選択を、混合粉体2の磁気的性質の状態変化によって生じさせるためには、磁気吸引力、摩擦係数、重力などを調整すればよく、混合粉体2中の2種以上の各粒子の粒径(摩擦係数、重力)、形状(摩擦係数)、流動性(摩擦係数)、比重(重力)、磁気特性(磁気吸引力)、混合割合(磁気吸引力、摩擦係数)、量(重力)、固定磁石3,3’の磁極条件(磁気吸引力)、搬送部材の表面粗さ(摩擦係数)などを、それぞれの条件に応じて調整して、搬送と非搬送の選択を制御してやればよい(括弧内は、その条件により特に影響を与える性質)。したがって、これらの条件は、本発明において特に固定されるものではない。ただし、これらの中でも、現像剤中のトナー濃度変化によって搬送/非搬送を作り出すために、トナーの磁気特性とキャリアの磁気特性とが異なることが必須条件となる。
【0038】
以上説明した本発明の作用機構においては、搬送部材として回転体を用いた例で説明したが、搬送部材の形状としてはこのような回転体に限定されず、表面が略鉛直および略水平に保持され得る形状であれば問題ない。特に、表面が保持される状態を、略鉛直、略水平その他の角度に連続的に変え得る形状であることが好ましく、具体的には例えば、本例の如き回転体の他、無端ベルト状などが挙げられる。
【0039】
また、磁石は固定磁石2つの態様で説明したが、磁石は固定磁石に限定されるものではなく、またその数に関しても2個に限定されず、装置の設計条件に応じて必要な個数、形状、磁極等を適宜制御してやればよい。
【0040】
<本発明の実施形態>
次に、本発明の好ましい実施形態をいくつか挙げて、本発明をより詳細に説明する。
図2は、本発明の現像装置の効果を確認するための試験装置を示す、概略断面図である。図2において、混合粉体12が収容された収容容器(現像剤収容部)14内には、スクリューオーガー16a,16bが配され、これによって混合粉体12が収容容器14内で搬送される。なお、本試験装置においては、本発明の現像装置に必須の構成である補給剤収容部や現像剤担持体は省略されている。
収容容器14内の搬送経路の一部の上方には、軸が略水平に保持された非磁性の回転体である搬送ロール20と、その内部に配置された固定磁石18とからなる搬送部材10が配される。固定磁石18は、所定の磁極パターンMpを有するものが用いられ、軸22を中心にして、基準となる角度から+方向(図面上右回り方向)または−方向(図面上左回り方向)に回転させることができ、この回転による微調整で、磁極パターンMpを変化させて、搬送ロール20表面の磁場を制御することができる構成になっている。一方、搬送ロール20は、非磁性の円筒体であり、固定磁石18とは独立に回動自在であって、矢印C方向(図面上反時計周り方向)に回転する。
【0041】
磁極パターンMpの異なる2つの固定磁石を、搬送ロール20内部にある固定磁石18に適用して、搬送試験を行った。具体的には、ピックアップ磁極Mpの強い磁極パターンMpである図3(a)の固定磁石と、ピックアップ磁極Mpの弱い磁極パターンMpである図3(b)の固定磁石と、の2つである。なお、図中Mhは、搬送極である。
【0042】
さらに、搬送ロール20として、その表面粗さRzが、1μm以下(以下、説明の容易化のため、単に「0μm」と表記する。)である極めて平滑な物と、20μmである表面の粗い物とを用意した。なお、当該搬送試験には、混合粉体12として、体積平均粒径35μmのフェライトキャリアと体積平均粒径5.8μmの樹脂トナーとを混合攪拌した現像剤を用いた。
【0043】
まず、「ピックアップ磁極Mpの強い固定磁石と、表面粗さRz=20μmの搬送ロールとの組み合わせ」、「ピックアップ磁極Mpの弱い固定磁石と、表面粗さRz=20μmの搬送ロールとの組み合わせ」および「ピックアップ磁極Mpの弱い固定磁石と、表面粗さRz=0μmの搬送ロールとの組み合わせ」の3水準で試験を行った。この時、各水準においては、トナー濃度(TC)3質量%の現像剤が確実に層形成するように、固定磁石18の回転角度を調整した。 この状態でトナー濃度を振って、搬送量(搬送ロール20の矢印C方向への回転により、選択位置(b)で重力により落とされずに上方に搬送される量)を測定した。結果を図4(a)に示す。
【0044】
次に、上記3水準に「ピックアップ磁極Mpの強い固定磁石と、表面粗さRz=0μmの搬送ロールとの組み合わせ」を加えた4水準で、各水準において、トナー濃度(TC)15質量%の現像剤が確実に辛うじて搬送されないように、固定磁石18の回転角度を調整して、同様に試験を行った。結果を図4(b)に示す。
【0045】
なお、図4(a)および(b)において、横軸はこの混合粉体12である現像剤中におけるトナー濃度(質量%)、縦軸は搬送ロール20にピックアップされて矢印C方向への回転により、ピックアップされた側から反対側(図2における搬送ロール20の左側)に搬送された混合粉体12の単位面積当たり質量(搬送量)である。また図中、凡例の括弧内には、各グラフの条件のうち、搬送ロール20の表面粗さと、基準となるある角度から、軸22を中心に固定磁石18を回転させた角度である(+や−の符号は、既述の説明の通りである)。
【0046】
図4(a)および(b)の各グラフに示される結果から、磁極パターンや角度、搬送ロール20表面の表面粗さなどの調整によって、混合粉体12である現像剤中のトナー濃度の違いに応じて、自立的に混合粉体の搬送と非搬送の状態を作れることが確認される。
【0047】
次に、図2と同様の装置において、スクリューオーガー16a,16bを除去し、収容容器14内における混合粉体12がピックアップされる付近に仕切り板24を設けた、図5に示される試験装置を用いて搬送試験を行った。また、固定磁石18の磁極パターンは、図6に示すように、ピックアップ磁極Mpの強いものとした。なお、本試験装置においても、本発明の現像装置に必須の構成である補給剤収容部や現像剤担持体は省略されている。
【0048】
仕切り板24は、基準の高さxからyだけ高さを変動させ(マイナス符号は、xよりも位置が低いことを示す。)、その上に一定量の混合粉体12を載せて、上記と同様に、搬送ロール20により搬送される混合粉体12の搬送量を測定した。その結果を図7に示す。
【0049】
図7に示されるグラフからわかるように、y=−14mmのときにトナー濃度の違いによって搬送/非搬送を完全に分けることができている。また、他の条件によっても、ある程度搬送/非搬送を分けることができている。以上のことから、混合粉体12を搬送ロール20にピックアップできる高さによっても搬送、非搬送を制御できることがわかる。
【0050】
図8は、現像剤収容部でピックアップした混合粉体を補給剤収容部にピックオフすることができる本発明の現像装置の効果を確認するための他の試験装置の例である。本試験装置においては、本発明の現像装置に必須の構成である現像剤担持体は省略されている。本例の混合粉体濃度調整装置は、トナー濃度の低い現像剤32を収容する収容容器(現像剤収容部)42と、それに隣接して配置された、トナー濃度の高い現像剤34を収容する収容容器(補給剤収容部)44と、これらの間の上方に配置された搬送部材30とからなる。搬送部材30は、矢印D方向に回転する非磁性の回転体である搬送ロール40と、その内部に配された固定磁石38とにより構成される。ピックアップ位置や選択位置における磁極パターンは、既述の図2や図5に示される試験装置と同様であるが、収容容器42と収容容器44との間の位置における磁極パターンは、磁極として双方N極である同一の極性が隣接する部分が形成されている。このような磁極パターンとすることによって、選択的に搬送された現像剤32が、当該磁気パターンの領域(脱離位置)で引き離され、収容容器44へと搬送される。つまり、本例の混合粉体濃度調整装置によれば、磁性粒子であるキャリアを含む現像剤のピックアップとピックオフとを制御することができる。
【0051】
脱離位置におけるピックオフを確実に実現するためには、同極(N−N極)中央部の磁束密度絶対値が十分小さくなるようにする必要がある。一般的には、7mT以下程度にすることが好ましい。
【0052】
図9は、図8に示される試験装置にさらに改造を加えたものを用いて、自律的にトナー濃度が一定となるようにした現像装置のトナー濃度制御部分の例であり、図9(a)は平面図、図9(b)は図9(a)におけるE−E矢視断面図である。本例の試験装置は、トナー濃度の低い現像剤52を収容する収容容器(現像剤収容部)62と、それに隣接して配置された、トナーまたはトナー濃度の高い現像剤54が循環する搬送路(補給剤収容部)64と、これらの間の上方に配置された搬送部材50とからなる。搬送部材50は、矢印F方向に回転する非磁性の回転体である搬送ロール60と、その内部に配された固定磁石(不図示)とにより構成される。
【0053】
収容容器62内では、スクリューオーガー56,58により、現像剤52が矢印J1,J2,J3,J4の方向に循環されている。一方、搬送路64内では、スクリューオーガー66により、現像剤54が矢印I1,I2,I3の方向に搬送されている。
【0054】
搬送部材50内部に配された固定磁石は、軸方向の中央で異なる磁極パターンに分れるように配され、搬送部材50を、実質的に搬送方向の異なる搬送部50Aと50Bとに機能分離させている。図10に搬送部50Aにおける磁極パターン[パターンA]および搬送部50Bにおける磁極パターン[パターンB]を示す。この磁気パターンは、図9(b)と同一の方向から見たものである。搬送部50Aでは、[パターンA]に示されるように、図8と同様の磁極パターンである固定磁石68Aが搬送ロール60内に配され、搬送部50Bでは、[パターンB]に示されるように、搬送部50Aとは全く異なる磁極パターンの固定磁石68Bが搬送ロール60内に配されている。
【0055】
搬送部50Aでは、[パターンA]に示されるように、ピックアップ位置(a)である搬送部50A下方かつ収容容器62の上方の位置で、トナー濃度の低い現像剤52がピックアップされ矢印G’方向に搬送され、選択位置(b)で搬送/非搬送が選択される。トナー濃度が低い、すなわちキャリア濃度が高いことから磁性の強い現像剤52は、かなりの量がそのまま搬送され、矢印G,G”の方向に搬送されていく。そして、N−Nの同極が隣り合って磁界が消えた脱離位置(c)で、搬送されてきた現像剤52が引き離され搬送路64に送られる。
【0056】
一方、搬送部50Bでは、[パターンB]に示されるように、搬送部50B下方かつ搬送路64の上方の位置で、トナーまたはトナー濃度の高い現像剤54がピックアップされる。そして、N−Nの同極が隣り合って磁界が消えた位置で引き離され、収容容器62に送られる。すなわち、現像剤54は矢印Hに示される経路を辿って搬送される。ここでは、選択的な搬送は為されない。
【0057】
このように、搬送部50Aと搬送部50Bとで、逆方向の搬送が行われる。すなわち、搬送ロール60が矢印F方向に回転すると、トナー濃度の低下した現像剤52が搬送ロール60の下方を通過するときに、搬送部50Aにおいてピックアップされ、搬送路64のトナーまたはトナー濃度の高い現像剤54の流れの中にピックオフされる。この現像剤は、スクリューオーガー66によってしばらく搬送されることによってトナーが十分に追加されトナー濃度の高い現像剤54となる。そして、搬送部50Bの下方に差し掛かるとこれにピックアップされ、トナー濃度の低下した現像剤52の流れの中に戻される。戻された現像剤54は周囲の現像剤52よりも過剰にトナー濃度が高くなっているが、スクリューオーガー56,58により攪拌・循環されるに従って、周囲に拡散され、適切なトナー濃度に自立的に調整される。
【0058】
最後に、図9に示される装置構成適用した現像装置の実施形態を図11に示す。なお、図11において、図9に示される試験装置と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。なお、本現像装置においては、収容容器62が本発明にいう現像剤収容部、搬送路64が本発明にいう補給剤収容部となる。
【0059】
搬送部材50を含む装置構成により、自立的にトナー濃度が制御された現像剤52は、スクリューオーガー58,56、および攪拌羽根74により現像ロール(現像剤担持体)70近傍に送られる。現像ロール70で磁気的に引き寄せられた現像剤52が、矢印K方向に回転する現像ロール70により搬送されると、規制部材72により層厚が制御されながら、いわゆる磁気ブラシを形成しつつ、矢印L方向に回転する感光体(潜像担持体)76に対向する位置まで送られる。そこで、現像剤52中のトナーにより感光体76表面に形成された静電潜像が可視像化され、トナーが消費される。そして、トナーが消費されトナー濃度が低くなった現像剤52は、攪拌羽根74、およびスクリューオーガー56,58により搬送部材50を含む混合粉体濃度調整装置近傍まで送られ、再びトナー濃度が自立的に調整される。
【0060】
本発明の画像形成装置は、少なくとも、潜像担持体と、該潜像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像担持体表面に形成された静電潜像を可視像化する現像手段と、を含む画像形成装置であって、現像手段が、例えば図11に示すような構成のものである。具体的な構成は、図13に示すものと同様のものが挙げられ、本発明に特徴的な現像装置以外の構成は、特に限定されるものではない。
【0061】
図11に示される現像装置を含む電子写真方式の画像形成装置を用いて走行テストを行った。この時用いた画像形成装置の諸元は、以下の通りである。
(画像形成装置の諸元)
・プロセススピード: 108mm/sec.
・現像ロールの周速: 215mm/sec.
・現像ロール−感光体間のギャップ: 0.4mm
・現像ロール表面の現像剤搬送量: 350g/m2
・現像ロール径: 18mm
・感光体径: 84mm
・感光体の帯電電位: −650V
・感光体の画像部位の電位: −200V
・現像ロールのバイアス電位: VP-P=1.5kV、VDC=−500V、Duty=50%、f=2kHz
・トナー: 粉砕トナーで、分級により体積平均粒径6.5μmに揃えたもの、Black、外添剤処理品、負帯電
・キャリア: 体積平均粒径50μm、フェライトコアに樹脂コートしたもの
・現像剤量: 350g
【0062】
当該走行テストでは、A4用紙を用い、印字密度5%、20%、50%、100%(面積比)の全面ハーフトーンまたはベタ画像のプリントを各20枚ずつ印字し、白紙を20枚流した後、紙面上の位置で左半分、右半分、上半分、下半分の半面ベタ画像を各20枚ずつ印字し、最後に白紙を20枚流した。これを1セットとして、合計5セット繰り返し、計1000枚の走行テストを行った。
【0063】
上記走行テストにおける、用紙の進行方向左右での画像濃度の推移を、図12に示す。図12のグラフからわかるように、本発明の画像形成装置において、濃度再現性は非常に安定しており、かつ、かぶりなども全く見られなかった。
【0064】
【発明の効果】
以上説明したように本発明よれば、キャリアおよびトナーからなる現像剤について、センサーや粉体補給用のモーターなどを用いずに、現像剤の粒子の混合状態(トナー濃度)に応じて選択的に搬送/非搬送が自立的に選択され、トナー濃度を一定に保持することが可能であるとともに、現像剤構成粒子の量変動に左右されず、一部の粒子を過剰に取り込むことのない現像装置および画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の作用機構を説明するための模式説明図である。
【図2】 本発明の現像装置の効果を確認するための試験装置を示す概略断面図である。
【図3】 図2の試験装置に適用した2種の固定磁石の磁極パターンを示す模式図であり、(a)はピックアップ磁極の強い磁極パターンの固定磁石のもの、(b)はピックアップ磁極の弱い磁極パターンの固定磁石のものである。
【図4】 図2の試験装置を用いて行った搬送試験の結果を表すグラフである。
【図5】 本発明の現像装置の効果を確認するための他の試験装置を示す概略断面図である。
【図6】 図5の試験装置に適用した固定磁石の磁極パターンを示す模式図である。
【図7】 図5の試験装置を用いて行った搬送試験の結果を表すグラフである。
【図8】 本発明の現像装置の効果を確認するための他の試験装置のさらに他の一例を示す概略断面図である。
【図9】 図8に示される試験装置にさらに改造を加えた試験装置の一例を示し、(a)は平面図、(b)は(a)におけるE−E矢視断面図である。
【図10】 図9の試験装置における、2つの搬送部における磁極パターンを示す模式図である。
【図11】 本発明の現像装置の一例を示す概略断面図である。
【図12】 図11の現像装置を含む電子写真方式の画像形成装置を用いて行った走行テストの結果(画像濃度の推移)を示すグラフである。
【図13】 一般的な2成分現像装置を用いた画像形成装置の概略構成図である。
【図14】 図13に示す画像形成装置における2成分現像装置の模式断面図である。
【図15】 2成分現像方式の現像剤におけるトナー濃度とトナー電荷量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1,10,30,50 搬送部材、
2 混合粉体(現像剤)
3,3’,38,68A,68B 固定磁石(磁石)、
10,30,50 搬送部材、
12 混合粉体(現像剤)
14 収容容器(現像剤収容部)、
16a,16b,56,58 スクリューオーガー、
18 固定磁石、
20,40,60 搬送ロール(回転体)、
24 仕切り板、
32,34,52,54 現像剤(混合粉体)、
42,62 収容容器(現像剤収容部)
44 収容容器(補給剤収容部)
64 搬送路(補給剤収容部)
70 現像ロール(現像剤担持体)、
74 攪拌羽根、
76 感光体(潜像担持体)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present inventionMagneticDifferent natureToner and carrierConsist ofDeveloperTheDeveloperAs a wholeMagneticBy selectively transporting according to the physical propertiestonerAdjust the densityHave the functionElectrophotographic development equipment such as copying machines and printersPlaceAnd an image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
  The development system used in the electrophotographic system is a one-component development system that uses only toner that is colorant particles as a developer, and a carrier composed of magnetic particles and toner that is colorant particles as a developer. Can be roughly divided into two-component development systems using
[0003]
  The one-component development method includes a magnetic one-component development method using a magnetic toner containing magnetic particles and a non-magnetic one-component development method that does not contain magnetic toner. Since it cannot transmit, it is mainly used only as black toner. The non-magnetic one-component development method is suitable for colorization, but has a problem that toner maintenance is short, and is currently used mainly for low-speed machines.
[0004]
  The two-component development method can use a magnetic attraction force because the toner is handled through a carrier made of magnetic particles, and it is easy to handle a non-magnetic toner and is particularly excellent in maintainability. Widely used mainly in full-color machines and high-speed machines.
[0005]
  Conventionally, as an image forming apparatus using an electrophotographic two-component developing device, the one shown in FIG. 13 is generally used. FIG. 13 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus using a general two-component developing device. In FIG. 13, reference numeral 101 denotes a latent image carrier that is rotationally driven in the direction of arrow A. A charger 102 that uniformly charges the surface of the latent image carrier 101 and an image-like image on the surface of the latent image carrier 101 in that order. A writing device 103 that irradiates light to form an electrostatic latent image and a two-component developer composed of toner and carrier are accommodated and supplied to the surface of the latent image carrier 101 by a developer carrier 111 to electrostatically A two-component developing device 104 that develops a latent image to obtain a toner image, a transfer device 106 that transfers a toner image formed on the surface of the latent image carrier 101 to a recording material 110, and a residual image on the surface of the latent image carrier 101 A cleaning device 108 that removes the toner to be removed and a static eliminator 109 that removes the electrostatic latent image on the surface of the latent image carrier 101 are arranged.
[0006]
  FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of a two-component developing device in the image forming apparatus shown in FIG. In FIG. 14, the developer carrier 111 has a fixed magnet 117 inside, and a sleeve 118 that is cylindrical and rotatable in the direction of arrow B on the outside. A developer 119 in which a carrier and toner are mixed and stirred is carried on the surface of the sleeve 118 by a magnetic attraction force and conveyed, and the amount is regulated by a regulating member 120 to form a layer, and the latent image carrier 101 is formed in the developing unit. The toner in the developer 119 is supplied to the latent image carrier 101 and developed to obtain a toner image. The developer 119 that has lost a part of the toner after completion of the development is transported to the lower part of the developer carrier 111 and is magnetically intermediate in the rotation direction of the sleeve 118 by the fixed magnets 121 and 122 having the same polarity (N). A portion having a weak or no suction force is provided, and the developer 119 is dropped from the surface of the developer carrier 111 by the action of gravity. The dropped developer 111 is conveyed to the screw auger 124 by the conveying member 123, conveyed in the direction of the rotation axis of the screw auger 124, and passed to the screw auger 125 by a delivery unit (not shown), where new toner is received from the toner feeding mechanism 114. In addition, while being agitated, it is fed in the opposite direction to the previous one, and is again delivered to the screw auger 124 at the opposite delivery portion and conveyed in the axial direction, and gradually brought near the developer carrier 111 by the conveying member 123. The steps of being transported and attached to the surface of the developer carrier 111 by magnetic attraction, and transporting, layer formation, and development are repeated.
[0007]
  For toner replenishment, the sensor 115 that detects a change in toner density in the developer 119 changes the toner density into an electric signal, which is sent to the CPU 116, where the toner is compared with the reference value from the electric signal. When it is determined that the density is insufficient, a drive signal is sent to the toner supply motor 113 and the toner in the toner box 112 is sent into the developing device by the toner feeding mechanism 114.
[0008]
  In the two-component development system, the toner and the carrier are adsorbed electrostatically as a result of charging the toner and the carrier to opposite polarities by frictional charging when the toner and the carrier are mixed and stirred. Uses to fit. Therefore, it is necessary to mix and stir the developer 119 supplied with toner as in the above example. In the developing unit, it is necessary to control the developer transport amount within a certain range so that the developer 119 comes into proper contact with the latent image carrier 101 and does not cause clogging. Therefore, a regulating member 120 is provided to form a developer 119 layer carried on the surface of the sleeve 118.
[0009]
  Further, since the toner is developed by an electric field formed between the latent image carrier 101, the developer carrier 111, and the developer 119 in the developing unit, the developer carrier 111 generally includes a power supply device. A development bias voltage is applied by 105. The amount of toner developed at that time (development toner amount) determines the image density, and is particularly important among the various characteristics relating to image quality. Since the amount of the developed toner is determined by neutralizing the electric field of the developing portion with the charge of the toner, it is very important to keep the charge of the toner constant. As shown in FIG. 15, in the two-component development method, since the toner concentration in the developer and the toner charge amount have an inversely proportional relationship, the toner concentration can be adjusted by adjusting the replenishment amount according to the toner consumption amount. And controlling the toner charge amount to be substantially constant.
[0010]
  In order to adjust the replenishment amount in accordance with the toner consumption amount, a method of replenishing toner by detecting the toner concentration or the development toner amount in the developer and moving the toner replenishing motor according to the detection signal (for example, In the method of the image forming apparatus shown in FIG. 13, the cost of the sensor for detecting (sensor 115 in FIG. 13), the toner replenishing motor (the toner replenishing motor 113), etc. is relatively large. is occupying. In a color machine that develops each using four color toners, the cost increase is quadrupled, which is one major factor in the cost increase.
[0011]
  Therefore, as disclosed in JP-A-61-80181, JP-A-63-225266, JP-A-8-185052, JP-A-2000-284595, etc., a sensor for detecting the toner density is disclosed. Alternatively, a method has been proposed in which toner is replenished autonomously without a separate toner replenishing motor and a constant toner density is maintained.
[0012]
  However, since these all use a phenomenon in which the volume of the developer changes depending on the toner concentration, if the carrier in the developer is spilled for some reason or taken out due to adhesion to the photoreceptor, etc., it will decrease. The entire volume of the developer is reduced and toner is taken in excessively. In general, the toner charge amount tends to deteriorate and decrease with time, but there is a drawback that the toner charge is further lowered due to excessive toner intake, and it tends to become fog or toner cloud.
[0013]
  In addition, these methods have a feature that toner intake tends to be excessive because not only the toner contacting the carrier but also the toner in the gap of the carrier is transported. As a result, the toner charge is low, and the amount of reverse polarity toner tends to increase. With magnetic toner, it is difficult to be separated from the carrier on the magnet roll, so it is difficult to become fog or toner cloud even with low charge, but non-magnetic toner cannot prevent it.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
  Therefore, the present inventionConsists of toner and carrierThese two types of developers can be used without using sensors or powder replenishment motors.LikeIt is possible to keep the mixing ratio of particles constant,Of developerIt is not affected by fluctuations in the amount of constituent particles (for example, it is not affected by the decrease in carriers), and some particles are not taken in excessively.ThickDegree adjustmentFeaturesAnother object of the present invention is to provide a developing device and an image forming apparatus.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
  The above object is achieved by the present invention described below.
  That is, the present inventiondevelopingThe device is at leastA carrier comprising magnetic particles andTheToner that is attracted to the carrier by electrostatic attractionincludingDeveloperTheA developer carrying member for carrying and developing a latent image on the latent image carrying member, a developer containing portion for containing the developer and supplying the developer to the developer carrying member, the carrier and the toner. Use a replenisher with a higher toner concentration than the developer contained in the agent container.ContainA replenisher container, and between the replenisher container and the developer containerHoused in theDeveloper and said replenisherTheMagneticAdsorbed on the surfaceMutualHaving a conveying member for conveying to
  The surface of the conveying member isDeveloper containerIn the aboveDeveloperIs adsorbed and is held in a substantially vertical direction,DeveloperThe transfer / non-transfer is selected based on the relationship between the adsorbing force and the gravity acting on the mixed powder.Developer containerHoused in theDeveloperOf whichtonerLow concentrationDeveloperIs selected and moved to be held in a substantially horizontal direction,Said replenisherTo accommodate the aboveSupply agent storageTransported toAnd being separated at the replenishment container,
The surface of the conveying member adsorbs the replenisher in the replenisher container, moves without being held in a substantially vertical state, transports it to the developer container, and the adsorbed replenisher is developed. Separated by the agent containerIt is characterized by that.
[0016]
  According to the present invention having the above-described configuration, when the surface of the conveyance member that adsorbs the developer is held in a substantially vertical direction, the developer has an adsorption force due to magnetic properties and is parallel to the surface of the conveyance member. Gravity which is going to fall in the lower direction acts. At this time, if the attracting force due to the magnetic property is superior to the gravity, it is held as it is, and is held as it is in the substantially horizontal direction and conveyed. On the contrary, when the attractive force due to magnetic properties is inferior to the gravity, the developer falls and remains without being conveyed. That is, it is possible to realize a selective conveyance in which the conveyance is performed when the attractive force due to the magnetic property is larger than a certain level and the conveyance is not performed when the adsorption force is small.
[0017]
  Since the magnetic properties of the developer including the carrier and the toner having different magnetic properties as a whole are ultimately determined by the mixing ratio of these two kinds of particles, the transport according to the present invention is performed by the developer. This is selectively performed according to the mixing ratio of the two kinds of particles in the agent.
[0018]
  Thus, according to the present invention, without using a sensor or a powder replenishment motor,CareerandtonerThe mixing ratio of the particles can be kept constant,Of developerIt does not depend on fluctuations in the amount of constituent particles, and some particles are not taken in excessively.
  In the present invention, such aDeveloperFrom the containment chamberSupplementAlong with the function of conveying powder to the storage chamber,SupplementFrom the containment chamberDeveloperAlso has a function of conveying powder to the storage chamberOne.
[0019]
  Of the present inventiondevelopingapparatussoIs more than the position where the surface of the conveying member is held in a substantially vertical direction.DeveloperThe position that adsorbsMagneticSaid by natureDeveloperIt is preferable that the surface adsorbing force is increased. SaidDeveloperIf the surface adsorbing force is large at the position where it is adsorbed (hereinafter sometimes referred to as “(pickup position)”), the above-mentioned is effective.DeveloperIn the selection at a position where the surface of the conveying member is held in a substantially vertical direction (hereinafter sometimes referred to as “selection position”),DeveloperCan be reliably provided. For example, at the pickup position,DeveloperIf the surface of the material is directed downward from the vertical direction, gravity acts at or above the selected position, and before being transported to the selected position,DeveloperThere is a concern that will fall, but at the pickup position,MagneticSaid by natureDeveloperIf the surface adsorbing force is configured to be large,DeveloperIs surely transported to the selected position, and whether or not it can be transported accurately is selected here.
[0020]
  Of the present inventiondevelopingIn the apparatus, the position where the surface of the transport member is held in a substantially horizontal direction, or the downstream of the transport member in the moving direction,MagneticThe surface adsorbing force of the mixed powder due to mechanical properties is reduced, and the position from the surface of the conveying member isDeveloperIs pulled apartSupply agent storageIt is preferable to be accommodated in The transported member is selectively transported at a position where the surface of the transporting member is held in a substantially horizontal direction, or downstream in the moving direction of the transporting member.DeveloperIs pulled apart (saidDeveloperThe position at which is separated is sometimes referred to as “detachment position”. ), SaidDeveloperThe aboveSupply agent storageCan be moved and accommodated.
[0021]
  In the present inventionThe aboveDeveloperInCarrier and tonerHave different magnetic properties (ferromagnetism and weak magnetism, magnetism and non-magnetism, etc.), and this is configured so that the conveying member is attracted by magnetic force.
[0022]
  In the present invention, MagnetismDifferent temperamentCareerandtonerincludingDeveloperLastAndBy adjusting the magnetic field on the surface of the transport member, the selective transport conditions can be appropriately controlled.
[0023]
  The conveying member is preferably a rotating body whose shaft is held substantially horizontally. By using a rotating body as the conveying member,developingThe device can be produced easily and at low cost. In addition, by using a rotating body as the conveying member, the pickup position, the selection position, and the detachment position can be arranged around and the apparatus can be made compact., TimesBy continuously performing the rotation,developingA series of transport operations by the apparatus can be performed continuously without stopping.
[0024]
  In particular,As the conveying memberRotating bodyInAn optimal conveying member can be obtained by using a non-magnetic material and placing a magnet therein. In other words, the magnetic field at the pick-up position and the selected position is optimized, and the magnetic field is made small or zero at the desorption position. By selecting, a desired magnetic field can be formed.
[0025]
  Of the present inventiondevelopingIn the apparatus, when a rotating body is employed as the conveying member, any region below the rotating body or around the rotating direction thereof isDeveloperA position where the surface is picked up (pickup position), a position near the vertical portion immediately downstream in the rotation direction is a position where the surface is held in a substantially vertical direction (selection position), and the rotation direction is downstream.DeveloperAny region upstream of the position where theDeveloperCan be a position at which is separated (desorption position).
[0026]
  In addition, if a long object is used as the rotating body, the rotating body has a circumferential surface in any region in the axial direction., Transporting the developer from the developer container to the replenisher containerMachineNohIn the peripheral surface of the other region in the axial direction of the rotating body,From the replenisher container It can also be set as the range which exhibits the function of conveying the above-mentioned replenisher to the developer container. At this time,In the region below the rotating body or upstream in the rotational directionMagneticSaid by natureDeveloperThe surface adsorbing force is increased, and the surface adsorbing force is reduced downstream,It is configured to exhibit a function of transporting the replenisher from the replenisher container to the developer container.it can.The replenisher from the replenisher container to the developer containerThe transfer function is not selective transfer because adsorption-desorption is performed regardless of conditions, but the transfer function isDeveloper or replenisherCan be made to come and go.
[0027]
  Of the present inventiondevelopingapparatusInThe aboveDeveloper is, Including toner and carrier for electrophotographyMu 2Component developerInThe In a two-component developer, the carrier is a magnetic particleChildYes, the toner is non-magnetic particlesChildFor this reason, it corresponds to a mixed powder of particles having different magnetic properties, and appropriate and selective conveyance can be realized by the mixed powder concentration adjusting device of the present invention.
[0028]
  In the developing device of the present invention,tonerDensityMachineWith abilityRukoThus, the developer can be separated according to the state of the developer. For example, the developer storageClubOf the developmentTo the agentTona, a non-magnetic materialCarry containing a magnetic substance with a low mixing ratioAWhen the ratio increases, the magnetic property of the developer as a whole changes (becomes ferromagnetic), so that only when this property change is used, the replenisher is accommodated from the developer accommodating portion.To the departmentAnd the developer can be selectively conveyed. Therefore, the developer having a lowered toner concentration can be separated from the developer having no lowered toner concentration.
[0029]
  TransportElementIt is preferable that the developer conveyed by the above is configured to come into contact with and mixed with the replenisher to become a replenisher and to return to the developer container. With this configuration, it is possible to omit a toner feeding mechanism, a toner supply motor, a sensor, and the like that are normally required for a developer, and the cost can be reduced.
[0030]
  In the developing device of the present invention, the developing device has flow means for causing the developer to flow, and the lower periphery of the position where the transport device is arranged to adsorb the developer is the flow of the developer. It is preferable that a partition member for partitioning the vertical direction of the flow path is disposed at least in part of the flow path. By arranging the partition member, the pickup position isDeveloperThe pickup amount can be made uniform, and the condition for separating the developer having a lowered toner concentration from the developer having the lowered toner concentration can be stabilized.
[0031]
  The image forming apparatus of the present invention includes at least a latent image carrier, latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the surface of the latent image carrier, and an electrostatic image formed on the surface of the latent image carrier. An image forming apparatus comprising: a developing unit that visualizes the latent image;
  As the developing means, the developing device of the present invention is used. By using the image forming apparatus including the developing device of the present invention, a stable image forming apparatus can be obtained at low cost without fogging.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings with preferred embodiments.
<Action mechanism of the present invention>
  First, the operation mechanism of the present invention will be described. In this description, the rotating body is used as the conveying member.ForAn example will be described. FIG. 1 is a schematic explanatory diagram for explaining the operation mechanism of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a conveying member that rotates in the direction of arrow A in a non-contact manner around fixed magnets 3 and 3 'disposed therein, and is configured of a non-magnetic material (for example, aluminum). A magnetic field is formed on the surface due to the influence of 3 'magnetic force. 2 is a mixed powder composed of two or more kinds of particles having different magnetic properties,For more informationCarry containing magnetic materialA andDeveloper comprising non-magnetic tonerInThe The fixed magnets 3 and 3 ′ are arranged with the fixed magnet 3 facing the N pole and the fixed magnet 3 ′ facing the inner peripheral surface of the transport member 1, and the fixed magnet 3 generates a strong magnetic field and the fixed magnet 3 ′ generates a weak magnetic field. Is generated.
[0033]
  A container (not shown) containing mainly the mixed powder 2 (mainlyDeveloper container) Is assumed that the conveying member 1 is arranged at a certain distance with the shaft held substantially horizontally. When the conveying member 1 rotates in the direction of arrow A in this state, first, it is fixed in the vicinity of the container (not shown) and around the position where the fixed magnet 3 is arranged on the inner peripheral surface (pickup position (a)). The mixed powder 2 is attracted and attracted (pick up) by the strong magnetic field generated by the magnet 3. When the relationship between the forces at the pickup position (a) is examined in detail, the magnetic attractive force Ma and the gravity Ga due to the strong magnetic field of the fixed magnet 3 act on the mixed powder 2 at the position. At the pickup position (a), the vertical component Ma ′ of the magnetic attractive force Ma is sufficiently larger than the gravity Ga, and the mixed powder 2 is conveyed while being sucked to the surface of the conveying member 1.
[0034]
  Due to the rotation of the conveying member 1 in the direction of arrow A, the adsorbed mixed powder 2 is conveyed to a position (selected position (b)) where the surface of the conveying member 1 is held in a substantially vertical direction. Here, the force to convey the mixed powder 2 above the selected position (b) is the magnetic attractive force Mb toward the surface of the conveying member 1 with respect to the mixed powder 2, and the mixed powder 2 and the conveying member. This is a conveying force Hb obtained by multiplying the friction coefficient between one surface or the mixed powders 2, and the reverse force becomes gravity Gb. If the conveying force Hb is larger than the gravity Gb, it is further conveyed, and if it is smaller, the mixed powder 2 falls in the direction of arrow B here. That is, transfer / non-transfer is selected at this selection position (b) according to the magnetic properties of the mixed powder 2 and the friction coefficient based on the powder fluidity and the surface roughness of the transfer member 1.
[0035]
  When the conveying member 1 further rotates in the direction of arrow A, a part of the gravity Gc received by the mixed powder 2 adhered and conveyed on the surface thereof is added to the force attracting the conveying member 1 (gravity component force Gc ′), In addition, since it increases with rotation, the conveying force Hc increases, and the reverse force (gravity component force Gc ″) gradually decreases. Therefore, after the selected position (b), the surface of the conveying member 1 is substantially horizontal. The mixed powder 2 is not detached from the surface of the conveying member 1 until the position (right above) is held by.
[0036]
  When the conveying member 1 rotates in the direction of arrow A and reaches the position where the surface is held in a substantially horizontal direction (directly above), the mixed powder 2 is transferred to the surface of the conveying member 1 only by gravity without depending on the magnetic attractive force. Held and transported. Therefore, after the position where the surface of the conveying member 1 is held in a substantially horizontal direction, there is no fear that the mixed powder 2 is detached and returned to a container (not shown). Pull it away as needed and place it elsewhere(Supplement storage part)It can be used by moving to.
[0037]
  Considering such a mechanism, the selection of the conveyance and non-conveyance at the selected position (b) is determined by the balance between the magnetic attraction force Mb and the conveyance force Hb generated by the friction coefficient and the gravity Gb. In order to make the selection of non-conveyance by changing the state of the magnetic properties of the mixed powder 2, the magnetic attraction, friction coefficient, gravity, etc. can be adjusted. Particle size (friction coefficient, gravity), shape (friction coefficient), fluidity (friction coefficient), specific gravity (gravity), magnetic properties (magnetic attraction force), mixing ratio (magnetic attraction force, friction coefficient), quantity ( Gravity), magnetic pole conditions of fixed magnets 3 and 3 '(magnetic attraction force), surface roughness of the conveying member (friction coefficient), etc. are adjusted according to the respective conditions to control the selection of conveyance and non-conveyance. (The values in parentheses depend on the conditions. Affect thenature). Therefore, these conditions are not particularly fixed in the present invention. However, among these, in order to create transport / non-transport by changing the toner density in the developerTheIt is an essential condition that the magnetic properties of the toner and the carrier are different.
[0038]
  In the operation mechanism of the present invention described above, an example in which a rotating member is used as a conveying member has been described. However, the shape of the conveying member is not limited to such a rotating member, and the surface is held substantially vertically and substantially horizontally. There is no problem as long as it can be shaped. In particular, it is preferable that the surface is held in a shape that can be continuously changed to substantially vertical, substantially horizontal, or other angles. Specifically, for example, in addition to a rotating body such as this example, an endless belt shape, etc. Is mentioned.
[0039]
  In addition, although the magnet has been described in the form of two fixed magnets, the magnet is not limited to a fixed magnet, and the number of magnets is not limited to two, and the necessary number and shape according to the design conditions of the apparatus. The magnetic poles and the like may be appropriately controlled.
[0040]
<Embodiment of the present invention>
  The present invention will now be described in more detail with some preferred embodiments of the invention.
  FIG. 2 illustrates the present invention.developingIt is a schematic sectional drawing which shows the test apparatus for confirming the effect of an apparatus. In FIG. 2, a container (in which mixed powder 12 is stored)Developer container) 14, screw augers 16 a and 16 b are arranged, whereby the mixed powder 12 is conveyed in the container 14. In this test apparatus, the present invention isdevelopingThis is a required configuration for the deviceReplenisher container and developer carrierIs omitted.
  Above a part of the conveyance path in the storage container 14, a conveyance member 10 including a conveyance roll 20 that is a nonmagnetic rotating body whose axis is held substantially horizontally, and a fixed magnet 18 disposed therein. Is arranged. The fixed magnet 18 having a predetermined magnetic pole pattern Mp is used, and rotates in the + direction (clockwise direction on the drawing) or the-direction (clockwise direction on the drawing) from the reference angle around the shaft 22. The magnetic field pattern on the surface of the transport roll 20 can be controlled by changing the magnetic pole pattern Mp by fine adjustment by this rotation. On the other hand, the transport roll 20 is a non-magnetic cylindrical body, is rotatable independently of the fixed magnet 18, and rotates in the direction of arrow C (counterclockwise direction in the drawing).
[0041]
  Two conveyance magnets having different magnetic pole patterns Mp were applied to the stationary magnet 18 inside the conveyance roll 20 to perform a conveyance test. Specifically, the fixed magnet of FIG. 3A, which is a magnetic pole pattern Mp with a strong pickup magnetic pole Mp, and the fixed magnet of FIG. 3B, which is a magnetic pole pattern Mp with a weak pickup magnetic pole Mp. . In the figure, Mh is a transport pole.
[0042]
  Furthermore, as the transport roll 20, an extremely smooth object having a surface roughness Rz of 1 μm or less (hereinafter simply referred to as “0 μm” for ease of explanation), and a rough surface having a surface roughness of 20 μm. And prepared. In the conveyance test, a developer obtained by mixing and stirring a ferrite carrier having a volume average particle diameter of 35 μm and a resin toner having a volume average particle diameter of 5.8 μm as the mixed powder 12 was used.
[0043]
  First, “a combination of a fixed magnet having a strong pickup magnetic pole Mp and a transport roll having a surface roughness Rz = 20 μm”, “a combination of a fixed magnet having a weak pickup magnetic pole Mp and a transport roll having a surface roughness Rz = 20 μm” and The test was conducted at three levels, “a combination of a fixed magnet having a weak pickup magnetic pole Mp and a transport roll having a surface roughness Rz = 0 μm”. At this time, at each level, the rotation angle of the fixed magnet 18 was adjusted so that a developer having a toner concentration (TC) of 3% by mass reliably formed a layer. In this state, the toner density was shaken to measure the transport amount (the amount transported upward without being dropped by gravity at the selected position (b) by the rotation of the transport roll 20 in the direction of arrow C). The results are shown in FIG.
[0044]
  Next, in each of the three levels, a “combination of a fixed magnet with a strong pickup magnetic pole Mp and a transport roll having a surface roughness Rz = 0 μm” is added to each of the four levels. In each level, the toner concentration (TC) is 15% by mass. In order to prevent the developer from being barely conveyed, the rotation angle of the fixed magnet 18 was adjusted and the test was performed in the same manner. The results are shown in FIG.
[0045]
  4A and 4B, the horizontal axis represents the toner concentration (% by mass) in the developer, which is the mixed powder 12, and the vertical axis represents the rotation in the direction of arrow C after being picked up by the transport roll 20. The mass per unit area (conveyance amount) of the mixed powder 12 conveyed from the picked-up side to the opposite side (left side of the conveyance roll 20 in FIG. 2). In the figure, the parentheses in the legend indicate the angle obtained by rotating the fixed magnet 18 around the shaft 22 from the surface roughness of the transport roll 20 and a reference angle among the conditions of each graph (+ The signs of and are as described above).
[0046]
  From the results shown in the graphs of FIGS. 4A and 4B, the toner density difference in the developer that is the mixed powder 12 is adjusted by adjusting the magnetic pole pattern, the angle, the surface roughness of the surface of the transport roll 20, and the like. It is confirmed that the mixed powder can be conveyed and not conveyed independently.
[0047]
  Next, in the same apparatus as in FIG. 2, the screw auger 16a, 16b is removed, and the test apparatus shown in FIG. 5 is provided with a partition plate 24 in the vicinity of the mixed powder 12 picked up in the storage container 14. It was used to carry out a transport test. In addition, the magnetic pole pattern of the fixed magnet 18 has a strong pickup magnetic pole Mp as shown in FIG. It should be noted that this test apparatus also uses the present invention.developingThis is a required configuration for the deviceReplenisher container and developer carrierIs omitted.
[0048]
  The partition plate 24 is changed in height from the reference height x by y (the minus sign indicates that the position is lower than x), and a certain amount of the mixed powder 12 is placed thereon, Similarly to the above, the transport amount of the mixed powder 12 transported by the transport roll 20 was measured. The result is shown in FIG.
[0049]
  As can be seen from the graph shown in FIG. 7, conveyance / non-conveyance can be completely divided by the difference in toner density when y = −14 mm. Further, depending on other conditions, the conveyance / non-conveyance can be divided to some extent. From the above, it can be seen that conveyance and non-conveyance can be controlled by the height at which the mixed powder 12 can be picked up by the conveyance roll 20.
[0050]
  FIG.Developer containerThe mixed powder picked up inSupply agent storageOf the present invention that can be picked offOther tests to confirm the effectiveness of the development equipmentIt is an example of an apparatus.In this test apparatus, the developer carrying member, which is an essential component of the developing apparatus of the present invention, is omitted.The mixed powder concentration adjusting device of the present example is a container for storing a developer 32 having a low toner concentration (Developer container) 42 and a storage container (adjacent container) for storing the developer 34 having a high toner concentration, which is disposed adjacent to theSupply agent storage) 44 and a conveying member 30 disposed between them. The conveyance member 30 includes a conveyance roll 40 that is a non-magnetic rotating body that rotates in the direction of arrow D, and a fixed magnet 38 disposed inside the conveyance roll 40. The magnetic pole pattern at the pick-up position and the selected position is the same as that of the test apparatus shown in FIGS. 2 and 5 described above, but the magnetic pole pattern at the position between the container 42 and the container 44 is both N as a magnetic pole. The part which the same polarity which is a pole adjoins is formed. By adopting such a magnetic pole pattern, the selectively conveyed developer 32 is pulled away in the region (detachment position) of the magnetic pattern and conveyed to the storage container 44. That is, according to the mixed powder concentration adjusting apparatus of the present example, pick-up and pick-off of the developer containing the carrier that is the magnetic particle can be controlled.
[0051]
  In order to surely realize the pickoff at the desorption position, it is necessary to make the absolute value of the magnetic flux density at the central part of the same pole (N-N pole) sufficiently small. Generally, it is preferable to set it to about 7 mT or less.
[0052]
  FIG. 9 is shown in FIG.testFIG. 9A is an example of a toner density control portion of a developing device in which the toner density is autonomously made constant by using a further modification of the apparatus. FIG. 9A is a plan view, and FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line EE in FIG. Of this exampletestThe apparatus includes a storage container (a container for storing a developer 52 having a low toner concentrationDeveloper container) 62 and a conveyance path (adjacent to it) through which the toner 54 or the developer 54 having a high toner density circulatesSupply agent storage) 64 and a conveying member 50 disposed between them. The conveyance member 50 includes a conveyance roll 60 that is a non-magnetic rotating body that rotates in the direction of arrow F, and a fixed magnet (not shown) disposed therein.
[0053]
  In the storage container 62, the developer 52 is moved to the arrow J by the screw augers 56 and 58.1, J2, JThree, JFourIt is circulating in the direction of. On the other hand, in the transport path 64, the developer 54 is moved by the arrow I by the screw auger 66.1, I2, IThreeIt is conveyed in the direction of.
[0054]
  The fixed magnets arranged inside the conveying member 50 are arranged so as to be divided into different magnetic pole patterns at the center in the axial direction, and the conveying member 50 is functionally separated into conveying parts 50A and 50B having substantially different conveying directions. ing. FIG. 10 shows a magnetic pole pattern [pattern A] in the transport unit 50A and a magnetic pole pattern [pattern B] in the transport unit 50B. This magnetic pattern is viewed from the same direction as FIG. In the transport unit 50A, as shown in [Pattern A], a fixed magnet 68A having a magnetic pole pattern similar to that in FIG. 8 is arranged in the transport roll 60, and in the transport unit 50B, as shown in [Pattern B]. A fixed magnet 68B having a magnetic pole pattern completely different from that of the transport unit 50A is disposed in the transport roll 60.
[0055]
  In the transport unit 50A, as shown in [Pattern A], the developer 52 having a low toner density is picked up at a position below the transport unit 50A and above the storage container 62, which is the pickup position (a), and in the direction of arrow G ′. In the selected position (b), transfer / non-transfer is selected. Since the toner concentration is low, that is, the carrier concentration is high, a strong magnetic developer 52 is conveyed as it is, and is conveyed in the directions of arrows G and G ″. At the separation position (c) where the magnetic field disappears adjacently, the transported developer 52 is pulled away and sent to the transport path 64.
[0056]
  On the other hand, in the transport unit 50B, as shown in [Pattern B], toner or a developer 54 having a high toner concentration is picked up at a position below the transport unit 50B and above the transport path 64. Then, the N-N same poles are adjacent to each other and separated at a position where the magnetic field disappears, and sent to the container 62. That is, the developer 54 is conveyed along the path indicated by the arrow H. Here, selective conveyance is not performed.
[0057]
  In this way, conveyance in the reverse direction is performed by the conveyance unit 50A and the conveyance unit 50B. That is, when the transport roll 60 rotates in the direction of arrow F, when the developer 52 having a lowered toner density passes below the transport roll 60, it is picked up by the transport section 50A and the toner in the transport path 64 or the toner density is high. Picked off into developer 54 flow. The developer is transported for a while by the screw auger 66, so that a sufficient amount of toner is added to the developer 54 having a high toner concentration. Then, when it reaches the lower part of the conveyance unit 50B, it is picked up and returned to the flow of the developer 52 having a lowered toner density. The returned developer 54 has a toner concentration that is excessively higher than that of the surrounding developer 52, but as the developer agitates and circulates by the screw augers 56 and 58, the developer 54 diffuses to the surroundings and becomes independent at an appropriate toner concentration. Adjusted to
[0058]
  Finally, as shown in FIG.Device configurationTheApplyAn embodiment of the developing device is shown in FIG. In addition, in FIG. 11, it shows in FIG.testMembers having the same functions as those of the apparatus are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In the developing device, the container 62 contains the developer as referred to in the present invention.Part,The conveyance path 64 is the replenisher storage according to the present inventionDepartment andBecome.
[0059]
  Including conveying member 50Device configurationThus, the developer 52 whose toner concentration is independently controlled is sent to the vicinity of the developing roll (developer carrying member) 70 by the screw augers 58 and 56 and the stirring blade 74. When the developer 52 magnetically attracted by the developing roll 70 is conveyed by the developing roll 70 rotating in the direction of arrow K, the layer thickness is controlled by the regulating member 72 while forming a so-called magnetic brush. It is sent to a position facing a photoconductor (latent image carrier) 76 that rotates in the L direction. Therefore, the electrostatic latent image formed on the surface of the photoreceptor 76 is visualized by the toner in the developer 52, and the toner is consumed. Then, the developer 52 whose toner concentration has been lowered due to consumption of the toner is sent to the vicinity of the mixed powder concentration adjusting device including the conveying member 50 by the stirring blade 74 and the screw augers 56 and 58, and the toner concentration becomes autonomous again. Adjusted to
[0060]
  The image forming apparatus of the present invention includes at least a latent image carrier, latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the surface of the latent image carrier, and an electrostatic latent image formed on the surface of the latent image carrier. The image forming apparatus includes a developing unit that visualizes the image, and the developing unit has a configuration as shown in FIG. 11, for example. A specific configuration is similar to that shown in FIG. 13 and is characteristic of the present invention.developingThe configuration other than the apparatus is not particularly limited.
[0061]
  A running test was performed using an electrophotographic image forming apparatus including the developing device shown in FIG. The specifications of the image forming apparatus used at this time are as follows.
(Specifications of image forming apparatus)
Process speed: 108 mm / sec.
The peripheral speed of the developing roll: 215 mm / sec.
・ Gap between developing roll and photoreceptor: 0.4 mm
-Developer transport amount on the surface of the developing roll: 350 g / m2
・ Developing roll diameter: 18 mm
-Photoconductor diameter: 84mm
-Charge potential of photoconductor: -650V
-Potential of image part of photoconductor: -200V
・ Bias potential of developing roll: VPP= 1.5kV, VDC= -500V, Duty = 50%, f = 2kHz
・ Toner: Ground toner with a volume average particle size of 6.5 μm by classification, Black, processed external additive, negatively charged
Carrier: Volume average particle size 50 μm, ferrite core resin coated
・ Developer amount: 350g
[0062]
  In the running test, A4 paper was used, 20 half-tone or solid image prints each having a printing density of 5%, 20%, 50%, and 100% (area ratio) were printed 20 sheets each, and 20 blank sheets were flowed. Thereafter, 20 sheets of half-left solid images of the left half, right half, upper half, and lower half were printed at positions on the sheet, and finally 20 blank sheets were flowed. With this as one set, a total of 5 sets were repeated, and a total of 1000 running tests were conducted.
[0063]
  FIG. 12 shows the transition of the image density on the left and right of the paper traveling direction in the running test. As can be seen from the graph of FIG. 12, in the image forming apparatus of the present invention, the density reproducibility was very stable and no fogging was observed.
[0064]
【The invention's effect】
  As explained above, according to the present invention,Carrier and tonerKaraPresentFor image agents, without using sensors or powder replenishment motors,DeveloperParticle mixing state(GNanoEvery time)Depending on the condition, the conveyance / non-conveyance is selected independently.TheIt is possible to keep the toner concentration constant,DeveloperDo not overload some of the particles regardless of the amount of constituent particles.PresentAn image apparatus and an image forming apparatus can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram for explaining an operation mechanism of the present invention.
FIG. 2 of the present inventiondevelopingIt is a schematic sectional drawing which shows the test apparatus for confirming the effect of an apparatus.
3A and 3B are schematic diagrams showing magnetic pole patterns of two types of fixed magnets applied to the test apparatus of FIG. 2, wherein FIG. 3A is a fixed magnet having a magnetic pole pattern with a strong pickup magnetic pole, and FIG. It is a fixed magnet with a weak magnetic pole pattern.
4 is a graph showing a result of a conveyance test performed using the test apparatus of FIG.
FIG. 5 of the present inventiondevelopingIt is a schematic sectional drawing which shows the other test apparatus for confirming the effect of an apparatus.
6 is a schematic diagram showing a magnetic pole pattern of a fixed magnet applied to the test apparatus of FIG.
7 is a graph showing a result of a conveyance test performed using the test apparatus of FIG.
[Fig. 8] of the present inventionOther tests to confirm the effectiveness of the development equipmentEquipmentYet anotherIt is a schematic sectional drawing which shows an example.
FIG. 9 is shown in FIG.testMade further modifications to the devicetestAn example of the device(A) is a plan view, (b) is an EE arrow view in (a).It is sectional drawing.
FIG. 10 of FIG.testIt is a schematic diagram which shows the magnetic pole pattern in two conveyance parts in an apparatus.
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing an example of the developing device of the present invention.
12 is a graph showing a result of a running test (change in image density) performed using an electrophotographic image forming apparatus including the developing device of FIG.
FIG. 13 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus using a general two-component developing device.
14 is a schematic cross-sectional view of a two-component developing device in the image forming apparatus shown in FIG.
FIG. 15 is a graph showing a relationship between a toner concentration and a toner charge amount in a two-component developing type developer.
[Explanation of symbols]
  1,10, 30, 50  Conveying member,
  2 Mixed powder(Developer),
  3, 3 ', 38, 68A, 68B Fixed magnet (magnet),
  10, 30, 50 conveying member,
  12 Mixed powder(Developer),
  14 Container (Developer container),
  16a, 16b, 56, 58  Screw auger,
  18 fixed magnets,
  20, 40, 60 transport roll (rotary body),
  24 partition plate,
  32, 34, 52, 54 Developer (mixed powder),
  42,62 Container (Developer container)Part)
44 container (replenishment container)
  64 Conveyance path (supplement supply accommodationPart),
  70 developing roll (developer carrier),
74 stirring blades,
  76 photoconductor (latent image carrier)

Claims (10)

少なくとも磁性体粒子からなるキャリアおよびキャリアに静電的吸着力で吸着するトナーを含む現像剤担持して潜像担持体の潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤を収容し、それを前記現像剤担持体に供給する現像剤収容部と、前記キャリアおよび前記トナーからなり現像剤収容部に収容された現像剤よりもトナー濃度の高い補給剤を収容する補給剤収容部と、該補給剤収容部と前記現像剤収容部との間でそれぞれに収容された前記現像剤および前記補給剤磁気的性質により表面に吸着して相互に搬送する搬送部材を有し、
前記搬送部材の表面が、前記現像剤収容部で前記現像剤を吸着した後、略鉛直方向に保持され、該搬送部材表面への前記現像剤の吸着力と前記混合粉体に作用する重力との関係で搬送/非搬送が選択されることで、前記現像剤収容部に収容された前記現像剤のうち前記トナーの濃度が低い現像剤が選択され、さらに略水平方向に保持されるように移動して、前記補給剤を収容する前記補給剤収容部に搬送し、該補給剤収容部で引き離されるとともに、
前記搬送部材の表面が、前記補給剤収容部で前記補給剤を吸着し、略鉛直状態に保持されること無く移動して、前記現像剤収容部に搬送し、前記吸着した補給剤が該現像剤収容部で引き離されることを特徴とする現像装置。
A developer carrier for developing a latent image of the latent image carrier by carrying a developer including at least a carrier composed of magnetic particles and a toner adsorbed to the carrier by electrostatic attraction; and containing the developer. A developer container that supplies the developer carrier to the developer carrier, and a replenisher container that contains the carrier and the toner, and stores a replenisher having a higher toner concentration than the developer housed in the developer container. And a conveying member that adsorbs the developer and the replenisher accommodated between the replenisher accommodating portion and the developer accommodating portion to the surface due to magnetic properties and conveys them mutually .
The surface of the conveying member is held in a substantially vertical direction after the developer is adsorbed in the developer accommodating portion , and the adsorbing force of the developer on the surface of the conveying member and the gravity acting on the mixed powder by conveying / non transported in the relationship is selected, the concentration of the toner of the accommodated in the developer accommodating portion and the developer is low developer is selected, as will be further maintained in a substantially horizontal direction Go and then transported to the replenishing developer container for accommodating the supplement, with pulled apart in the replenishing developer container,
The surface of the conveying member adsorbs the replenisher in the replenisher container, moves without being held in a substantially vertical state, transports it to the developer container, and the adsorbed replenisher is developed. a developing device according to claim Rukoto pulled away by the developer container.
前記搬送部材において、その表面が略鉛直方向に保持される位置よりも、前記現像剤を吸着する位置の方が、前記磁気的性質による前記現像剤の表面吸着力が大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。In the transport member, the position where the surface thereof is held substantially vertically, towards the position for attracting the developer, is configured so that the surface adsorption force of the developer by the magnetic properties becomes large The developing device according to claim 1, wherein: 前記搬送部材の表面が略水平方向に保持される位置、ないしその前記搬送部材の移動方向下流において、前記磁気的性質による前記混合粉体の表面吸着力が小さくなるように構成され、その位置で前記搬送部材表面から前記現像剤が引き離され前記補給剤収容部に収容されることを特徴とする請求項1または2に記載の現像装置。At the position where the surface of the conveying member is held in a substantially horizontal direction, or at the downstream of the moving direction of the conveying member, the surface adsorbing force of the mixed powder due to the magnetic properties is reduced, and at that position the developing device according to claim 1 or 2, wherein the developer from the conveying member surface is accommodated in the replenishing developer container are pulled apart. 前記搬送部材が、軸が略水平に保持された回転体であることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の現像装置。The conveying member, a developing device according to any one of claims 1 to 3, wherein the shaft is a rotating body that is substantially horizontally held. 前記搬送部材が、軸が略水平に保持された非磁性の回転体と、その内部に配置された磁石とからなることを特徴とする請求項に記載の現像装置。The developing device according to claim 4 , wherein the transport member includes a non-magnetic rotating body whose shaft is held substantially horizontally and a magnet disposed therein. 前記回転体の下方ないしその回転方向周辺のいずれかの領域が、前記現像剤を吸着する位置であり、その回転方向下流直近の鉛直部周辺が、前記表面が略鉛直方向に保持される位置であり、その回転方向下流であって、前記現像剤を吸着する位置よりも上流のいずれかの領域が、前記搬送部材表面から前記現像剤が引き離される位置であることを特徴とする請求項またはに記載の現像装置。Any area below or around the rotation direction of the rotating body is a position where the developer is adsorbed, and the vicinity of the vertical portion immediately downstream of the rotation direction is a position where the surface is held in a substantially vertical direction. 5. The region according to claim 4 , wherein any one of the regions downstream of the rotation direction and upstream of the position where the developer is adsorbed is a position where the developer is separated from the surface of the conveying member. 5. The developing device according to 5 . 前記回転体の軸方向のいずれかの領域の周面が、前記現像剤収容部から前記補給剤収容部への前記現像剤の搬送機能を発揮する範囲であり、前記回転体の軸方向の他の領域の周面において、前記回転体の下方ないしその回転方向上流の領域で前記特定の物理的性質による前記混合粉体の表面吸着力が大きくなり、その下流で前記表面吸着力が小さくなる、前記補給剤収容部から前記現像剤収容部への前記補給剤の搬送機能を発揮することを特徴とする請求項に記載の現像装置。The peripheral surface of any region in the axial direction of the rotating body is in the range to exert the function of conveying the developer from the developer accommodating portion to said supply containing portion, the other axial direction of the rotary body The surface adsorbing force of the mixed powder due to the specific physical property increases in the area below the rotating body or in the upstream area in the rotation direction, and the surface adsorbing force decreases downstream thereof . The developing device according to claim 6 , wherein a function of conveying the replenisher from the replenisher accommodating portion to the developer accommodating portion is exhibited . 前記搬送部材が、前記現像剤収容部中の前記現像剤におけるトナーの混合割合が小さくなったときにのみ、当該現像剤収容部から前記補給剤収容部へと前記現像剤を搬送し、搬送された当該現像剤が、前記補給剤収容部に収容された補給剤と接触混合され補給剤となり、再び前記現像剤収容部に戻るように構成されることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の現像装置。The conveying member, only when the mixing ratio of the toner in the developer in said developer accommodating portion is reduced, the conveying the developer from the developer accommodating section to the replenishing developer container is transported The developer according to any one of claims 1 to 7, wherein the developer is contact-mixed with the replenisher accommodated in the replenisher accommodating portion to become a replenisher and return to the developer accommodating portion again. the developing device according to any. 前記現像剤収容部内に前記現像剤を流動させる流動手段を有し、前記搬送装置が配されて前記現像剤を吸着する位置の下部周辺が、前記現像剤の流動経路となっており、該流動経路の少なくとも一部にその上下方向を仕切る仕切り部材が配されてなることを特徴とする請求項のいずれかに記載の現像装置。There is a flow means for causing the developer to flow in the developer accommodating portion, and a lower periphery of a position where the conveying device is arranged to adsorb the developer serves as a flow path for the developer. The developing device according to any one of claims 1 to 8, wherein a partition member for partitioning the vertical direction of the path is disposed on at least a part of the path. 少なくとも、潜像担持体と、該潜像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像担持体表面に形成された静電潜像を可視像化する現像手段と、を含む画像形成装置であって、
前記現像手段として、請求項のいずれかに記載の現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
At least a latent image carrier, latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the surface of the latent image carrier, and developing means for visualizing the electrostatic latent image formed on the surface of the latent image carrier An image forming apparatus including:
Wherein as a developing unit, an image forming apparatus characterized by using the developing apparatus according to any one of claims 1-9.
JP2002243634A 2002-08-23 2002-08-23 Developing device and image forming apparatus Expired - Fee Related JP4254161B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002243634A JP4254161B2 (en) 2002-08-23 2002-08-23 Developing device and image forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002243634A JP4254161B2 (en) 2002-08-23 2002-08-23 Developing device and image forming apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004085701A JP2004085701A (en) 2004-03-18
JP4254161B2 true JP4254161B2 (en) 2009-04-15

Family

ID=32052345

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002243634A Expired - Fee Related JP4254161B2 (en) 2002-08-23 2002-08-23 Developing device and image forming apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4254161B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6102572B2 (en) * 2013-06-28 2017-03-29 富士ゼロックス株式会社 Developing device, assembly, and image forming apparatus
JP6699212B2 (en) * 2016-02-10 2020-05-27 富士ゼロックス株式会社 Developing device and image forming device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004085701A (en) 2004-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4254161B2 (en) Developing device and image forming apparatus
US7502579B2 (en) Developing device using developer of particular properties suitable therefore
US5752139A (en) Dual-component magnetic brush developing device
JP4387281B2 (en) Development device
JP2000214668A (en) Electrophotographic developing device
JP4731218B2 (en) Development device
JP2000250299A (en) Developing device
JPS6315882Y2 (en)
JP6992136B2 (en) Developer
JP2010176108A (en) Developing device and image forming apparatus
JP2001201927A (en) Developing device and image forming device
JP4673705B2 (en) Developing apparatus and electrostatic recording apparatus
JP3498522B2 (en) Developing device
JP3975356B2 (en) Developing device and image forming apparatus using the same
JP2609585B2 (en) Developing device
JPH04107485A (en) Developing device
JPH03252686A (en) Developing device
JP2026057852A (en) Developing device
JPH052340A (en) Developing device
JP2015004863A (en) Image forming apparatus
JP3920845B2 (en) Developing device and image forming apparatus
JP2006106600A (en) Development device
JP2022028933A (en) Development device
JPH0535112A (en) Image forming device
JP2007011079A (en) Developing device and image forming apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
RD05 Notification of revocation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425

Effective date: 20050509

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050725

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20071015

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071023

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071225

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080624

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080825

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090106

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090119

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120206

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130206

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130206

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140206

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees