JP4945034B2 - Developing device, process cartridge, and image forming apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は現像装置、この現像装置を一体的に備えたプロセスカートリッジおよび、この現像装置を適用した画像形成装置に関し、特に現像剤プリセットケースを現像装置にセットする場合に、初期セットアップ作業時の現像剤の偏りを無くすようにした現像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、トナーを用いて静電潜像を現像する方法の一つとして、二成分現像法が知られている。二成分現像法は、現像剤に含まれる比較的大きな磁性キャリアと微小なトナーとの摩擦で発生した静電気力によって該磁性キャリアの表面にトナーが保持されており、静電潜像に接近すると、静電潜像が形成する電界によるトナーに対する静電潜像方向への吸引力が、トナーと磁性キャリアとの間の結合力に打ち勝って、トナーは静電潜像上に吸引付着されて静電潜像を可視化するものである。この二成分現像法で用いる現像剤は、現像によって消費したトナーを補充しながら反復使用される。
【0003】
図9は従来の二成分現像法を用いた現像装置GSの側断面図、図10(A),(B)は該現像装置に適用する現像剤プリセットケースの側断面図である。
従来の現像装置GSは、図9,図10(A),(B)に示すように、ユーザが現像剤収容室7の上側に設置された現像剤プリセットケース30のシール31を引き抜き、現像剤収容室7内に現像剤3aを落下させる。次いで、現像装置GSを、複写機,FAX,プリンタ等の画像形成装置本体(図示省略)にセットし、駆動がかかることで、現像スリーブ4に現像剤収容室7の現像剤3aが現像ドクタ(ドクタブレード)6aを抜けて、現像スリーブ4上を搬送される。そして、プレドクタ6b上流に滞留し、現像剤滞留部3bの形成が始まり、画像形成装置の制御が始まる。
ここに、符号1は感光体ドラム、2は現像ケーシング、11aはトナー、13は攪拌部材、21は帯電手段、23はクリーニング手段である。
【0004】
図10(A)は、現像剤プリセットケース30から現像剤プリセットシール31を引き抜く際の状態(矢印方向に引き抜く)を示し、図10(B)は、該シール31を引き抜いた後の現像剤3aの様子を示す。
この現像装置GSでは、現像剤滞留部3bの形成によって、トナー11aの補給を制限してトナー濃度(磁性キャリアとトナーとの混合比)の安定化を行う必要があるために、水平に現像剤プリセットシール31を引き抜くと(図10(A)参照)、現像剤3aが現像剤収容室7内に均一にセットされる(図10(B)参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図11(A)に示すように、現像剤プリセットケース30の長手方向で傾斜するように片側を上げてシール引き抜き操作を行うと、図11(B)に示すように、現像剤3aが現像剤収容室7内で低い側に偏ってしまう。
この状態で現像装置の初期動作を実行すると、図12(A)に示すように、現像剤プリセットケース30の長手方向において、現像剤収容室7内の現像剤量とプレドクタ6b上流部に形成される現像剤滞留部3bの現像剤量に大きく偏りが生じてしまう。このような状態では、現像スリーブ4上の現像剤のトナー濃度に大きく偏りができてしまう。その結果、図12(B),(C)のグラフに示すように、現像スリーブ4長手方向で低い側はトナー濃度が減少し、画像濃度不足やひどい場合には、キャリア付着のような不具合を発生させてしまう。
【0006】
一方、長手方向で高い側は、現像剤が不足し、プレドクタ6b前に十分な現像剤滞留部3bを形成できないため、トナー濃度が上昇し、ひどい場合には、地汚れが発生してしまう。角度θが20〜30度程度であれば、ほとんど影響を受けずに初期セットアップ作業中に現像剤収容室内でほぼ均一にされてしまうが、特に角度θが60度以上になると顕著に地汚れ等の不具合が発生する。
【0007】
そこで本発明の課題は、現像剤プリセットケースを現像装置にセットする場合に、初期セットアップ作業時の現像剤の偏りを無くすようにした現像装置、この現像装置を一体的に備えたプロセスカートリッジおよび、この現像装置を適用した画像形成装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために請求項1の発明は、予め現像剤を封止した現像剤プリセットケースを上方に配置する現像剤収容室と、該現像剤収容室にトナーを供給するホッパーとを備えてなり、現像剤プリセットケース内の現像剤を現像剤収容室に落下させた現像剤に、ホッパーから供給されたトナーを混合し現像剤担持体の表面に担持させた後、感光体上の静電潜像をトナーにより顕像化した後、該トナー像を転写用紙上に転写するための現像装置において、前記プリセットケースに設けられた開口を予め閉鎖しているプリセットシールと、前記開口を閉鎖可能に設定されている現像剤滞留高さ規制シールとを有し、前記プリセットシールに前記現像剤滞留高さ規制シールが連結しており、前記プリセットシールの移動方向と同一方向に前記現像剤滞留高さ規制シールが移動可能で、前記プリセットシールの移動に伴い前記現像剤滞留高さ規制シールも移動を行なうとともに、前記現像剤滞留高さ規制シールが前記開口を閉鎖可能位置に移動し、前記プリセットシールと前記現像剤滞留高さ規制シールとの間に現像剤が落下可能な開口部が設けられていることを特徴とする。
【0009】
このようにすれば、現像剤収容室に落下した現像剤の高さが規制され、初期セットアップ操作時に現像装置が衝撃や誤操作等を受けても現像剤が偏ることがなくなり、地汚れや画像濃度低下のない画像が得られる。
【0010】
また、現像装置を画像形成装置にセットする際に、シール開封と現像剤滞留高さ規制とを、ワンアクション(一回の動作)で終了させることができる。
【0011】
また、請求項2の発明は、現像剤の封止機能と現像剤滞留高さ規制機能とを一つの部材で達成することができるので、コストダウンおよび自然環境の保護(例えば、封止機能のみのシールのような無駄な廃材を出さない)に寄与することができる。
【0012】
また、請求項3の発明は、画像形成に供する感光体と帯電手段とクリ−ニング手段の内の少なくとも何れか1つを、請求項1又は2に記載の現像装置と一体に構成し、画像形成装置本体に着脱自在としたことを特徴とするプロセスカートリッジである。このようにすれば、画像形成装置本体にセットして使用する現像剤およびトナーを備えた現像装置に、感光体と帯電手段とクリ−ニング手段の内の少なくとも何れか1つを一体に構成するので、部品点数が減少し、ユーザの操作性を向上させることができる。
【0013】
また、請求項4の発明は、請求項1又は2に記載の現像装置に適用する現像剤の重量平均径を、4〜15μmとしたことを特徴とする。このようにすれば、現像剤の重量平均径を4〜15μmとすることにより、得られる画像の解像度を向上させることができる。
【0014】
また、請求項5の発明は、請求項1、2、または4の何れか1つに記載の現像装置を適用する画像形成装置であって、前記感光体上に静電潜像を現像する際に、交互電界を印加することを特徴とする。このようにすれば、現像装置によって感光体上の潜像を現像する際に、直流電圧に交流電圧を重畳した振動バイアス電圧を印加するので、ざらつきのない高精細な画像を得ることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
図1は、本実施の形態にかかわる現像装置GSの概略図である。なお、図1と前記図9との相違点は、現像剤プリセットケースのシールを引き抜いた状態か否かの点であり、現像装置GSそのものの機械的構成は同一である。
【0016】
図1に示すように、現像装置GSは、現像部Gと感光体部Kとからなる。
現像部Gは、感光体部Kを構成する感光体ドラム1の側方に配置され、該感光体ドラム1に向けて開口部が形成された現像ケーシング2の内部に、該開口部から一部が露出した、トナー及び磁性キャリアからなる現像剤3aを表面に担持する現像剤担持体としての非磁性材質からなる現像スリーブ4、該現像スリーブ4の内部に固定配置された磁界発生手段としてマグネットローラ5、現像スリーブ4上に担持されて搬送されている現像剤の量を規制する現像剤規制部材としてのドクタブレード6a、現像剤収容室7、トナー収容部としてのトナーホッパ8等を備えてなる。
感光体部Kは、複写機(画像形成装置)に用いられる潜像担持体である円筒状の感光体ドラム1と、感光体ドラム1に帯電する帯電手段21と、感光体ドラム1上の不要物を除去するクリーニング手段23とを備えてなる。
【0017】
現像剤収容室7は、現像スリーブ4との間に、感光体ドラム1との対向部の現像位置に供給されずにドクタブレード6aで進行が阻止された現像剤を収容する現像剤収容部A(図9参照)を形成している。そして、現像剤スリーブ4の内部に固定配置されているマグネットローラ5のうち、現像剤収容部Aに対向する位置には、現像剤収容室7内の現像剤3aを現像スリーブ4上に担持させるための磁極5aを配置している。
【0018】
また、トナーホッパ8は、現像剤搬送方向における現像剤収容部Aの上流側に隣接して現像スリーブ4表面と対向するトナー補給口8aを有し、このトナー補給口8aに隣り合ったスペースには、トナーホッパ8内のトナー11aをトナー補給口8aに向けて攪拌しながら送り出すトナー攪拌部材としてのアジテータ9が配置されている。そして、このアジテータ9は、回転軸の位置,羽の長さが調節され、アジテータの最外周軌道が現像剤に触れないように設定されている。
【0019】
上記構成の現像装置GSにおいて、現像スリーブ4上に担持された現像剤3aは、図中矢印a方向(反時計方向)に回転する現像スリーブ4の回転に伴ってスリーブ上をドクタブレード6a側に搬送され、ドクタブレード6aにより規制されて薄層化される。薄層化された現像剤3aは、図中矢印b方向(時計方向)に回転している感光体ドラム1と対向する現像領域に搬送される。そして、現像領域では、感光体ドラム1上に形成されている静電潜像にトナー11aが接触あるいは非接触で供給され、該静電潜像の可視化が行われる。
【0020】
その後、現像剤3aは現像スリーブ4の回転に伴ってスリーブ上を現像剤補給口としての現像剤第2の規制部材であるプレドクタブレード6b側に搬送され、トナーホッパ8内のアジテータ9で送り出されてトナー補給口8aから供給された新しいトナー11aを取り込んだあと、現像剤収容部Aに戻る。そして、新しいトナー11aを含んだ現像剤3aはドクタブレード6aによる規制部での内圧が増加し、現像剤3aのトナーが摩擦帯電される。このように現像剤収容部Aにおける現像剤の内圧により、現像スリーブ4上の現像剤3a中のトナーを帯電することができるので、現像剤を帯電あるいは攪拌するためのパドルやスクリュー等を用いた複雑な攪拌搬送機構が不要となる。
【0021】
一方、上記現像領域に供給されずにドクタブレード6aで進行が阻止された現像剤3aの一部は、現像剤収容部A内で現像剤3a自身の内圧及び重力によって、トナーホッパ8のトナー補給口8aに向かって移動する。トナー補給口8a付近まで移動してきた現像剤3aは、磁極5aの磁力により現像スリーブ4側に引き寄せられ、現像スリーブ4の回転に伴って、ドクタブレード6a側に搬送されることにより、現像剤収容部A内を循環する。更に現像剤収容部A内の現像剤3aの攪拌を活発化させるために現像剤収容部A内に攪拌部材13を設置してある。この攪拌部材13は現像スリーブ4上の現像剤規制部材の役割も果たすために、現像スリーブと同回転方向(反時計方向)である。
【0022】
また、上記構成の現像装置GSにおいては、現像剤3aに補給されたトナーが多くなってトナー濃度が高まると、それに従って現像剤3aの嵩が増加するため、現像剤3aがトナー補給口8aで現像剤収容室7内から溢れ、プレドクタブレード6bを塞ぐ。このため、現像スリーブ4上の現像剤3aへの取り込み量が少なくなる。このトナー取り込み量の減少により、現像剤3aのトナー濃度が常に一定濃度以下に保たれる。
逆に、現像剤3aのトナー濃度が低くなると現像剤3aの嵩が減少するため、現像剤3aがプレドクタブレード6bを塞がなくなるので、現像スリーブ4上の現像剤3aへ所定量のトナーが取り込まれ、現像剤3aのトナー濃度が常に一定濃度以上に保たれる。このようにトナー濃度をほぼ一定範囲内にコントロールできるので、トナー濃度センサや補給部材などを用いた複雑なトナー濃度制御が不要である。
【0023】
以下に本現像システムの現像条件の具体例を示す。
【0024】
【0025】
【0026】
(1)第1の実施の形態…請求項1に対応
第1の実施の形態を説明する。
通常、本プロセスカートリッジ(現像装置)GSを水平状態にし、現像剤プリセットシール31を引き抜くと、現像剤プリセットケース30内の現像剤はすべて現像剤収容室7内に移動する。このとき、プリセットケース内にセットされているトナー濃度が5wt%で、現像剤量は64gである。
図2(A)〜(C)に示すように、現像剤プリセットケース30と現像剤収容室7との間を仕切るための、「現像剤滞留高さ規制手段」である現像剤収容室規制シール32を配置する。このようにすれば、プロセスカートリッジが傾斜していても、現像剤プリセットシール31を開封作業後に、現像装置GSの傾斜の影響で、現像剤3aが現像剤プリセットケース30内へ落下することによる、現像剤収容室7内における現像剤の高さの大きな変化を規制することができる(図2(B))。
【0027】
即ち、現像剤プリセットシール31を引き抜く以前は図2(A)に示す状態であり、現像剤3aは該シール31の上方に収納されている。次いで、図2(B)に示すように、現像剤プリセットシール31を半分ほど引き抜くと、収納された現像剤3aの半分ほどが下方に落下し、更に該シール31を引き抜くと残りの現像剤3aが落下する。従って、図2(C)に示すように、現像装置GSが傾斜していた場合であっても、現像剤3aは現像剤収容室7にほぼ均一に落下する。
また、具体的には図3(A),(B)に示すように、現像剤プリセットケース30の内部は6つに仕切られているので、現像剤プリセットケース30内での現像剤3aの移動は規制され、それぞれの仕切りないの現像剤3aは、ほぼ真下の現像剤収容室7に落下する。
【0028】
(2)第2の実施の形態…請求項2に対応
第2の実施の形態を説明する。
現像剤3aを現像剤収容室7に落下させた後に(図1参照)、例えば現像装置GSを傾斜させると、現像剤3aも斜めになってしまい、従来技術で説明したように、画像濃度不足やひどい場合にはキャリア付着のような不具合を起こす場合がある。本実施の形態は、かかる事態を防止する。
【0029】
この防止手段としては、図4に示すように、プリセットケース30の下面側と現像剤収容室7の上部側との間に、現像剤収容室7の空間部を規制する空間規制手段としての現像剤プリセットシール32を配置すればよい。
即ち、図5(A),(B),(C)に示すように、ロール状に巻いた現像剤収容室規制シール32の先端部と、現像剤プリセットシール31の折り返し部とを糸状部材34で連結し、現像剤プリセットシール31の引き抜き動作と同時に現像剤収容室7の上部側に現像剤収容室規制シール32が介在するようにする。
このようにすれば、現像装置を画像形成装置にセットする際に、シール開封と現像剤滞留高さ規制とを、ワンアクション(一回の動作)で終了させることができる。また、現像装置GSあるいは画像形成装置(図示省略)を傾斜させた場合であっても、現像剤3aが斜めになるのを防止することができ、従って、画像濃度不足等の不具合を防止できる。
また、現像剤収容室規制シール32は現像剤プリセットシール31の引き抜き側と反対側に配置しておくことが望ましい。このようにすれば、ユーザが該シール31の引き抜き時に、引き抜き側を上げて操作することができ、操作性が良くなる。
【0030】
(3)第3の実施の形態…請求項3に対応第3の実施の形態を説明する。前記第2の実施の形態では、現像剤プリセットシール31と現像剤収容室規制シール32とを別体に構成していた(図5における現像剤プリセットケース31と現像剤プリセットシール32)。これに対し本実施の形態は、現像剤プリセットケースと現像剤収容室規制シールとを一体に構成した場合である。図6(A)に示すように、現像剤プリセットケース30の長手方向周囲に、ベルト状の現像剤プリセットシール35を回転自在に巻回配置する。現像剤プリセットケース35の一部に現像剤落下口36を形成する。
【0031】
そして、図6(B)に示すように、現像剤プリセットシール35を回転させることにより、現像剤3aを現像剤収容室7に落下させると同時に、現像剤収容室7の上部側を規制することができる(図4参照)。なお、現像剤プリセットケース30と現像剤収容室7の間は、該ケースと現像剤収容室の対向部分がガード(位置決め)の役割をするので、現像剤プリセットシール35がずれることはない。
【0032】
(4)第4の実施の形態…請求項4に対応
第4の実施の形態を説明する。
図7に画像形成装置にセットする本発明の現像装置(プロセスカ−トリッジ)の要部構成を示す。
図7において、符号21は帯電手段、22は現像手段(図1の現像部G)、23はクリーニング手段である。
本実施の形態においては、感光体ドラム1、帯電装置手段21、現像手段22及びクリ−ニング手段23等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカ−トリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカ−トリッジを複写機やプリンタ−等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成する。
【0033】
かかるプロセスカ−トリッジをセットした画像形成装置は、感光体ドラム1が所定の周速度で回転駆動される。感光体ドラム1は回転過程において、帯電手段21によりその周面に正または負の所定電位の均一帯電を受け、次いで、スリット露光やレ−ザ−ビ−ム走査露光等の像露光手段(図示省略)からの画像露光光を受け、感光体ドラム1の周面に静電潜像が順次形成され、形成された静電潜像は、現像手段22によりトナ−現像される。現像されたトナ−像は、給紙部(図示省略)から感光体ドラム1と転写手段(図示省略)との間に感光体ドラム1の回転と同期されて給送された転写材に、転写手段により順次転写されていく。
【0034】
像転写を受けた転写材は感光体ドラム面から分離されて像定着手段(図示省略)へ導入されて像定着され、複写物(コピ−)として装置外へプリントアウトされる。像転写後の感光体ドラム1の表面は、クリ−ニング手段23によって転写残りトナ−の除去を受けて清浄面化され、更に除電された後、繰り返し画像形成に使用される。
【0035】
(5)第5の実施の形態…請求項5に対応
第5の実施の形態を説明する。
本実施の形態は画像の解像度を向上させる場合である。現像剤の重量平均径が4〜15μmであれば、得られる画像の解像度が向上する。
重量平均径の測定方法は、以下の手順にて行う。
まず、電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1〜5ml加える。ここで、電解液とは1級塩化ナトリウムを用いて約1%NaCl水溶液を調製したもので、例えばISOTON−II(コールター社製)が使用できる。
【0036】
ここで、更に測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの重量平均粒径(D4)、個数平均粒径を求めることができる。
【0037】
チャンネルとしては、2.00〜2.52μm未満;2.52〜3.17μm未満;3.17〜4.00μm未満;4.00〜5.04μm未満;5.04〜6.35μm未満;6.35〜8.00μm未満;8.00〜10.08μm未満;10.08〜12.70μm未満;12.70〜16.00μm未満;16.00〜20.20μm未満;20.20〜25.40μm未満;25.40〜32.00μm未満;32.00〜40.30μm未満の13チャンネルを使用し、粒径2.00μm以上乃至40.30μm未満の粒子を対象とする。
【0038】
「現像剤を構成する材料」
一成分、二成分いずれにも通じる記載とする。トナーを構成する結着樹脂や着色剤などの材料を挙げる。
トナー全体に占める割合は、結着樹脂が75%〜93%、着色剤が3%〜10%、離型剤が3%〜8%、その他の成分は1%〜7%である。
使用される結着樹脂としては、例えば、ポリスチレン、ポリ−p−クロルスチレン、ポリビニルトルエンの如きスチレン及びその置換体の単重合体;スチレン−p−クロルスチレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトンなどが挙げられる。
【0039】
着色剤としては、従来より知られている無機又は有機の染料/顔料が使用可能であり、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、アセチレンブラック、ナフトールイエロー、ハンザイエロー、ローダムンレーキ、アリザリンレーキ、ベンガラ、フタロシアニンブルー、インダスレンブルーがあげられる。
【0040】
必要に応じて着色剤として磁性材料を用いることも可能である。
磁性材料としては、マグネタイト、γ−酸化鉄、フェライト鉄、過剰型フェライトの如き酸化鉄;鉄、コバルト、ニッケルの如き磁性金属;酸化鉄又は磁性金属と、コバルト、スズ、チタン、銅、鉛、亜鉛、マグネシウム、マンガン、アルミニウム、珪素の如き金属との複合金属酸化物合金又は、混合物が挙げられる。
これら磁性粒子は、平均粒径が0.05乃至1.0μmの範囲内であることが好ましく、より好ましくは0.1乃至0.6μmの範囲内、さらに好ましくは、0.1乃至0.4μmの範囲内であることが良い。
これらの磁性粒子は、窒素吸着法によるBET比表面積が好ましくは1乃至20m2 /gの範囲内、特に2.5乃至12m2 /gの範囲内であることが良く、更にモース硬度が5〜7の範囲内であることが良い。
【0041】
磁性粒子の形状としては、8面体、6面体、球形、針状、鱗片状があるが、8面体、6面体、球形の異方性の少ないものが好ましい。"
磁性トナーとして用いる場合、磁性材料を含有する磁性トナー粒子は、結着樹脂100質量部に対し10〜150質量部、好ましくは20〜120質量部磁性材料を含有することが良い。
【0042】
本発明のトナーには、実質的な悪影響を与えない範囲内で添加剤を少量用いることができる。
この添加剤としては、例えばテフロン粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末の如き滑剤粉末;酸化セリウム粉末、炭化硅素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末の如き研磨剤;例えば酸化チタン粉末、酸化アルミニウム粉末の如き流動性付与剤又はケーキング防止剤;例えばカーボンブラック粉末、酸化亜鉛粉末、酸化スズ粉末の如き導電性付与剤;及び逆極性の有機微粒子又は無機微粒子が挙げられる。
【0043】
また、定着性などを改善するために離型剤を添加することもできる。
離型剤としては、パラフィンワックス及びその誘導体、マイクロクリスタリンワックス及びその誘導体、フィッシャートロプシュワックス及びその誘導体、ポリオレフィンワックス及びその誘導体、カルナバワックス及びその誘導体が挙げられる。誘導体は、酸化物、ビニル系モノマーとのブロック共重合体、ビニル系モノマーのグラフト変性物を含む。
その他、アルコール、脂肪酸、酸アミド、エステル、ケトン、硬化ヒマシ油及びその誘導体、植物系ワックス、動物性ワックス、鉱物系ワックス、ペトロラクタムも利用できる。
【0044】
そして、トナーを負荷電性に制御する荷電制御剤としては、例えば有機金属錯体、キレート化合物が有効であり、モノアゾ金属錯体、アセチルアセトン金属錯体、芳香族ハイドロキシカルボン酸系金属錯体、芳香族ダイカルボン酸系金属錯体があげられる。他には、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩、その無水物、そのエステル類、ビスフェノールの如きフェノール誘導体類がある。
【0045】
トナーを正荷電性に制御する荷電制御剤としては、ニグロシン及び脂肪酸金属塩による変性物;トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレートの如き四級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩の如きオニウム塩及びこれらのレーキ顔料、トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料(レーキ化剤としては、燐タングステン酸、燐モリブデン酸、燐タングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物)が挙げられる。
この微粒子状の荷電制御剤の個数平均粒径は好ましくは、4μm以下、より好ましくは、3μm以下が良い。
【0046】
これらの荷電制御剤をトナー粒子中に内添する場合には、トナー粒子は、結着樹脂100質量部に対して好ましくは、0.1〜20質量部、より好ましくは、0.2〜10質量部含有することが良い。
これらのトナーは、必要に応じて、一般に広く使用されているトナー用の添加剤、例えばコロイダルシリカのような流動化剤、酸化チタン、酸化アルミニウム等の金属酸化物や、炭化ケイ素等の研磨剤、脂肪酸金属塩などの滑剤等を含有させてもよい。
【0047】
無機微粉体はトナーに対して0.1〜2重量%使用されるのが好ましい。0.1重量%未満では、トナー凝集を改善する効果が乏しくなり、2重量%を超える場合は、細線間のトナー飛び散り,機内の汚染,感光体の傷や摩耗等の問題が生じやすい傾向がある。
添加剤をトナーに混合する方法としては、従来公知の方法でよく、ヘンシェルミキサー、スピードニーダー等の装置により混合することができる。
トナー混練・冷却後のトナー粉の製造方法としては、従来公知の方法でよく、例えば混練・冷却した後、これをジェットミルで粉砕し、分級して得られる。
【0048】
このようにして製造される静電荷像現像用トナーは、乾式一成分現像及び乾式二成分現像剤として使用できる。
二成分現像剤として用いる場合、トナーとキャリアとの混合割合は、一般にキャリア100重量部に対しトナー0.5〜6.0重量部程度が適当である。
乾式二成分現像剤として使用する場合、キャリア並びに本発明のトナーの使用量としては、トナー粒子がキャリア粒子のキャリア表面に付着して、その表面積の30〜90%を占める程度に両粒子を混合するのが好ましい。
【0049】
本発明に用いる現像剤を構成するキャリアの核体粒子としては、従来より公知のものでよく例えば鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性金属;マグネタイト、ヘマタイト、フェライトなどの合金や化合物;前記強磁性体微粒子と樹脂との複合体等が挙げられる。
これら本発明で用いられるキャリアはより耐久性を長くする目的で、表面を樹脂で被覆することが好ましい。
【0050】
被覆層を形成する樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂;ポリスチレン、アクリル(例えばポリメチルメタクリレート)、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル、ポリビリケトン等のポリビニル及びポリビニリデン系樹脂;塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体;;オルガノシロキサン結合からなるシリコーン樹脂またはその変成品(例えばアルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン等による変成品);ポリテトラフルオロエチレン、ポリ弗化ビニル、ポリ弗化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン等の弗素樹脂;ポリアミド;ポリエステル;ポリウレタン;ポリカーボネート;尿素−ホルムアルデヒド樹脂等のアミノ樹脂;エポキシ樹脂等が挙げられる。
中でもトナースペントを防止する点で好ましいのはシリコーン樹脂またはその変成品、弗素樹脂、特にシリコーン樹脂またはその変成品である。
【0051】
被覆層の形成法としては、従来と同様、キャリア核体粒子の表面に被覆層形成液を噴霧法、浸漬法等の手段で塗布すればよい。
被覆層の厚さは0.1〜20μmが好ましい。
具体例
二成分現像剤としての製造例
上記組成の混合物を、溶融混練し、その後、粉砕、分級した。
【0052】
さらに、母体着色粒子100重量部に対して、疎水性シリカ0.3重量部を混合し、平均粒径9.0μmのトナーを得た。
また、湿式法により作成したマグネタイト100重量部に対してポリビニルアルコール2重量部、水60重量部をボールミルに入れ12時間混合してマグネタイトのスラリーを調整した。
このスラリーをスプレードライヤーにて噴霧造粒し、球形粒子とした。
この粒子を窒素雰囲気中で1000℃の温度で3時間焼成後冷却し核体粒子1を得た。
上記混合物をホモミキサーで20分間分散し、被覆層形成液1を調整した。
この被覆層形成液を流動床型コーティング装置を用いて核体粒子1を1000重量部の表面にコーティングして、シリコーン樹脂被覆キャリアを得た。
上記磁性キャリアを97.5重量部に対し、トナー2.5重量部の割合で混合し、二成分現像剤を作成した。
【0053】
(6)第6の実施の形態…請求項6に対応
第6の実施の形態を説明する。
図8において、現像時、現像スリーブ4には、電源26により現像バイアスとして、直流電圧に交流電圧を重畳した振動バイアス電圧が印加される。背景部電位と画像部電位は、上記振動バイアス電位の最大値と最小値の間に位置している。これによって現像手段24に向きが交互に変化する交互電界が形成される。この交互電界中で現像剤のトナーとキャリアが激しく振動し、トナーが現像スリーブ4およびキャリアへの静電的拘束力を振り切って感光体ドラム1に飛翔し、感光体ドラム1の潜像に対応して付着する。
【0054】
振動バイアス電圧の最大値と最小値の差(ピーク間電圧)は、0.5〜5kVが好ましく、周波数は1〜10kHzが好ましい。振動バイアス電圧の波形は、矩形波、サイン波、三角波等が使用できる。振動バイアスの直流電圧成分は、上記したように背景部電位と画像部電位の間の値であるが、画像部電位よりも背景部電位に近い値である方が、背景部電位領域へのかぶりトナーの付着を防止する上で好ましい。
【0055】
振動バイアス電圧の波形が矩形波の場合、デューティ比を50%以下とすることが望ましい。ここでデューティ比とは、振動バイアスの1周期中でトナーが感光体に向かおうとする時間の割合である。このようにすることにより、トナーが感光体に向かおうとするピーク値とバイアスの時間平均値との差を大きくすることができるので、トナーの運動がさらに活発化し、トナーが潜像面の電位分布に忠実に付着してざらつき感や解像力を向上させることができる。またトナーとは逆極性の電荷を有するキャリアが感光体に向かおうとするピーク値とバイアスの時間平均値との差を小さくすることができるので、キャリアの運動を沈静化し、潜像の背景部にキャリアが付着する確率を大幅に低減することができる。
【0056】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、以下の効果を発揮することができる。請求項1によれば、現像剤収容室に落下した現像剤の高さが規制され、初期セットアップ操作時に現像装置が衝撃や誤操作等を受けても現像剤が偏ることがなくなり、地汚れや画像濃度低下のない画像が得られる。また、現像装置を画像形成装置にセットする際に、シール開封と現像剤滞留高さ規制とを、ワンアクション(一回の動作)で終了させることができる。
【0057】
請求項2によれば、例えば、現像剤プリセットケースの外周部に円環状の現像剤プリセットシールを配置することにより、現像剤の封止機能と現像剤滞留高さ規制機能とを一つの部材で達成することができるので、コストダウンおよび自然環境の保護に寄与することができる。請求項3によれば、画像形成装置本体にセットして使用する現像剤およびトナーを備えた現像装置に、感光体と帯電手段とクリ−ニング手段の内の少なくとも何れか1つを一体に構成するので、部品点数が減少し、ユーザの操作性を向上させることができる。
【0058】
請求項4によれば、現像剤の重量平均径が4〜15μmなので、得られる画像の解像度が向上する。請求項5によれば、現像装置によって像担持体上の潜像を現像する際に、直流電圧に交流電圧を重畳した振動バイアス電圧が印加するので、ざらつきのない高精細な画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の側断面図である。
【図2】同第1の実施の形態の作用を説明する図であって、(A)は現像剤プリセットケースを斜めにした状態、(B)は現像剤プリセットシールを半分引き抜いた状態、(C)は現像剤プリセットシールを全て引き抜いた状態である。
【図3】同第1の実施の形態において、(A)は現像剤プリセットケースの内部を6つに仕切った側断面図、(B)は現像剤プリセットシールを半分引き抜いた状態を示す側断面図である。
【図4】同第2の実施の形態において、現像剤滞留高さ規制の原理を示す側断面図である。
【図5】同第3の実施の形態における図であって、(A)は現像剤プリセットシールを半分引き抜いた状態の側断面図、(B)は現像剤プリセットシールと現像剤収容室規制シールとを連結した状態の斜視図、(C)は前記連結状態の平面図である。
【図6】同第3の実施の形態における別の例の図であって、(A)は環状のプリセットシールの側断面図、(B)は環状のプリセットシールを回転させて現像剤の一部を落下させる際の側断面図である。
【図7】同第4の実施の形態の側断面図である。
【図8】同第5の実施の形態の側断面図である。
【図9】従来例の側断面図である。
【図10】従来例の正常な作用を示す図であって、(A)は現像剤プリセットケースを水平状態に保った側断面図、(B)は前記水平状態で現像剤を落下させた側断面図である。
【図11】従来例の不具合な作用を示す図であって、(A)は現像剤プリセットケースが斜めの状態の側断面図、(B)は斜めの状態で現像剤プリセットシールを引き抜いた場合に、落下した現像剤に偏りが生じる状態を示す側断面図である。
【図12】従来例の不具合を説明する図であって、(A)は落下した現像剤の偏りを示す側断面図および正面図、(B)は現像スリーブの周方向における現像剤量を示すグラフ、(C)は現像スリーブの周方向におけるトナー濃度を示すグラフである。
【符号の説明】
A …現像剤収容部
G …現像部
GS…現像装置
K …感光体
1 …感光体ドラム
2 …現像ケーシング
3a…現像剤
3b…現像剤滞留部
4 …現像スリーブ
5 …マグネットローラ
5a…磁極
6a…現像ドクタ
6b…プレドクタ
7 …現像剤収容室
8 …トナーホッパ
8a…トナー補給口
9 …アジテータ
11a…トナー
13…攪拌部材
21…帯電手段
22…現像手段
23…クリーニング手段
26…電源
30…現像剤プリセットケース
31…現像剤プリセットシール
32…現像剤収容室規制シール
34…糸状部材
35…環状現像剤プリセットケース[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a developing device, a process cartridge integrally provided with the developing device, and an image forming apparatus to which the developing device is applied. In particular, when a developer preset case is set in the developing device, development at an initial setup operation is performed. The present invention relates to a developing device that eliminates unevenness of the agent.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a two-component development method is known as one of methods for developing an electrostatic latent image using toner. In the two-component development method, the toner is held on the surface of the magnetic carrier by the electrostatic force generated by the friction between the relatively large magnetic carrier contained in the developer and the minute toner, and when approaching the electrostatic latent image, The attracting force in the direction of the electrostatic latent image with respect to the toner by the electric field formed by the electrostatic latent image overcomes the coupling force between the toner and the magnetic carrier, and the toner is attracted and adhered to the electrostatic latent image by electrostatic force. The latent image is visualized. The developer used in this two-component development method is repeatedly used while replenishing the toner consumed by the development.
[0003]
FIG. 9 is a side sectional view of a developing device GS using a conventional two-component developing method, and FIGS. 10A and 10B are side sectional views of a developer preset case applied to the developing device.
In the conventional developing device GS, as shown in FIGS. 9, 10A and 10B, the user pulls out the
Here, reference numeral 1 is a photosensitive drum, 2 is a developing casing, 11a is toner, 13 is a stirring member, 21 is a charging means, and 23 is a cleaning means.
[0004]
10A shows a state when the
In this developing device GS, it is necessary to stabilize the toner concentration (mixing ratio of the magnetic carrier and the toner) by limiting the replenishment of the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, as shown in FIG. 11A, when the seal pull-out operation is performed by raising one side so as to incline in the longitudinal direction of the
When the initial operation of the developing device is executed in this state, as shown in FIG. 12A, the developer amount in the
[0006]
On the other hand, on the higher side in the longitudinal direction, the developer is insufficient, and a sufficient
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a developing device that eliminates the bias of the developer during the initial setup operation when the developer preset case is set in the developing device, a process cartridge integrally provided with the developing device, and An object of the present invention is to provide an image forming apparatus to which the developing device is applied.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the invention of claim 1 includes a developer storage chamber in which a developer preset case in which a developer has been sealed in advance is disposed above, and a hopper that supplies toner to the developer storage chamber. After the developer in the developer preset case has been dropped into the developer storage chamber, the toner supplied from the hopper is mixed and carried on the surface of the developer carrying member, and then the static on the photosensitive member. In a developing device for developing an electrostatic latent image with toner and then transferring the toner image onto a transfer sheet, a preset seal for previously closing an opening provided in the preset case, and closing the opening A developer retention height restriction seal that can be set, and the developer retention height restriction seal is connected to the preset seal, and the developer retention height restriction seal is connected in the same direction as the movement direction of the preset seal. Image agent retaining height regulating seal movable, performs a movement also the developer retaining height regulating seal in accordance with the movement of the preset seal, The developer retention height restriction seal moves to the position where the opening can be closed, An opening through which the developer can drop is provided between the preset seal and the developer retention height regulation seal.
[0009]
If you do this , The height of the developer dropped in the developer storage chamber is regulated, and even if the developing device is subjected to impact or misoperation during the initial setup operation, the developer will not be biased, and an image free from background stains and image density reduction will be obtained. It is done.
[0010]
Also , When the developing device is set in the image forming apparatus, the seal opening and the developer retention height restriction can be completed with one action (one operation).
[0011]
Claims The invention of 2 Since the developer sealing function and the developer retention height regulating function can be achieved with a single member, cost reduction and protection of the natural environment (for example, wasteful waste such as a seal with only a sealing function) Can not contribute).
[0012]
Claims 3 According to the present invention, at least one of a photoconductor, a charging unit, and a cleaning unit used for image formation is provided. Or 2 Described in of A process cartridge which is integrated with a developing device and is detachable from a main body of an image forming apparatus. According to this configuration, at least one of the photosensitive member, the charging unit, and the cleaning unit is integrally configured in the developing device that includes the developer and toner that is set and used in the main body of the image forming apparatus. As a result, the number of parts is reduced, and user operability can be improved.
[0013]
[0014]
Claims 5 The invention of
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiments.
FIG. 1 is a schematic diagram of a developing device GS according to the present embodiment. The difference between FIG. 1 and FIG. 9 is whether or not the seal of the developer preset case is pulled out, and the mechanical configuration of the developing device GS itself is the same.
[0016]
As shown in FIG. 1, the developing device GS includes a developing unit G and a photoconductor unit K.
The developing unit G is disposed on the side of the photosensitive drum 1 constituting the photosensitive unit K, and a part of the developing unit G is formed inside the developing
The photosensitive member K is unnecessary for the cylindrical photosensitive drum 1 which is a latent image carrier used in a copying machine (image forming apparatus), charging means 21 for charging the photosensitive drum 1, and unnecessary on the photosensitive drum 1. And a cleaning means 23 for removing objects.
[0017]
The
[0018]
Further, the toner hopper 8 has a toner replenishing port 8a facing the surface of the developing
[0019]
In the developing device GS having the above-described configuration, the
[0020]
Thereafter, with the rotation of the developing
[0021]
On the other hand, a part of the
[0022]
In the developing device GS having the above configuration, when the toner replenished to the
On the contrary, when the toner concentration of the
[0023]
Specific examples of development conditions of this development system are shown below.
[0024]
[0025]
[0026]
(1) First embodiment ... corresponding to claim 1
A first embodiment will be described.
Normally, when the process cartridge (developing device) GS is set in a horizontal state and the developer preset
As shown in FIGS. 2A to 2C, a developer storage chamber regulation seal that is a “developer retention height regulating means” for partitioning between the developer preset
[0027]
That is, before the developer preset
Specifically, as shown in FIGS. 3A and 3B, the developer preset
[0028]
(2) Second embodiment ... corresponding to claim 2
A second embodiment will be described.
After the
[0029]
As this prevention means, as shown in FIG. 4, development as a space restriction means for regulating the space portion of the
That is, as shown in FIGS. 5A, 5 </ b> B, and 5 </ b> C, the tip of the developer storage
In this way, when the developing device is set in the image forming apparatus, the opening of the seal and the restriction of the developer retention height can be completed with one action (one operation). Further, even when the developing device GS or the image forming apparatus (not shown) is tilted, it is possible to prevent the
Further, it is desirable that the developer storage
[0030]
(3) Third Embodiment A third embodiment corresponding to claim 3 will be described. In the second embodiment, the developer preset
[0031]
And figure 6 As shown in (B), by rotating the developer preset
[0032]
(4) Fourth embodiment ... corresponding to claim 4
A fourth embodiment will be described.
FIG. 7 shows a main configuration of the developing device (process cartridge) of the present invention set in the image forming apparatus.
In FIG. 7, reference numeral 21 denotes a charging unit, 22 denotes a developing unit (developing unit G in FIG. 1), and 23 denotes a cleaning unit.
In the present embodiment, among the constituent elements such as the photosensitive drum 1, the charging device means 21, the developing means 22, and the cleaning means 23, a plurality of them are integrally coupled as a process cartridge, The process cartridge is configured to be detachable from an image forming apparatus main body such as a copying machine or a printer.
[0033]
In the image forming apparatus in which such a process cartridge is set, the photosensitive drum 1 is rotationally driven at a predetermined peripheral speed. In the rotating process, the photosensitive drum 1 is uniformly charged with a predetermined positive or negative potential on the peripheral surface thereof by the charging unit 21, and then image exposure unit (illustrated) such as slit exposure or laser beam scanning exposure. The electrostatic latent images are sequentially formed on the peripheral surface of the photosensitive drum 1 in response to the image exposure light (not shown), and the formed electrostatic latent images are toner developed by the developing means 22. The developed toner image is transferred to a transfer material fed in synchronization with the rotation of the photosensitive drum 1 between the photosensitive drum 1 and a transfer unit (not shown) from a paper feeding unit (not shown). It is sequentially transferred by means.
[0034]
The transfer material that has received the image transfer is separated from the surface of the photosensitive drum, introduced into an image fixing means (not shown), fixed on the image, and printed out as a copy (copy). The surface of the photosensitive drum 1 after the image transfer is cleaned by removing the transfer residual toner by the cleaning means 23, and after being further neutralized, it is repeatedly used for image formation.
[0035]
(5) Fifth embodiment ... corresponding to claim 5
A fifth embodiment will be described.
This embodiment is a case where the resolution of an image is improved. When the weight average diameter of the developer is 4 to 15 μm, the resolution of the obtained image is improved.
The weight average diameter is measured by the following procedure.
First, 0.1 to 5 ml of a surfactant (preferably alkylbenzene sulfonate) is added as a dispersant to 100 to 150 ml of an aqueous electrolytic solution. Here, the electrolytic solution is a solution prepared by preparing a 1% NaCl aqueous solution using primary sodium chloride. For example, ISOTON-II (manufactured by Coulter) can be used.
[0036]
Here, 2 to 20 mg of a measurement sample is further added. The electrolytic solution in which the sample is suspended is subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes. Volume distribution and number distribution are calculated. From the obtained distribution, the weight average particle diameter (D4) and the number average particle diameter of the toner can be obtained.
[0037]
As channels, 2.00 to less than 2.52 μm; 2.52 to less than 3.17 μm; 3.17 to less than 4.00 μm; 4.00 to less than 5.04 μm; 5.04 to less than 6.35 μm; 6.35 to less than 8.00 μm; Less than 12.70 to less than 16.00 μm; less than 16.00 to less than 20.20 μm; less than 20.20 to less than 25.40 μm; less than 25.40 to less than 32.00 μm; using 13 channels less than 32.00 to less than 40.30 μm, and particles having a particle size of 2.00 μm to less than 40.30 μm set to target.
[0038]
"Materials that make up the developer"
It is a description that leads to both one component and two components. Materials such as a binder resin and a colorant constituting the toner are listed.
The proportion of the total toner is 75% to 93% for the binder resin, 3% to 10% for the colorant, 3% to 8% for the release agent, and 1% to 7% for the other components.
Examples of the binder resin to be used include homopolymers of styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, and polyvinyltoluene, and substituted products thereof; styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer Polymer, styrene-vinyl naphthalene copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer, styrene-methacrylic acid ester copolymer, styrene-α-chloromethyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl Examples thereof include a methyl ether copolymer, a styrene-vinyl ethyl ether copolymer, and a styrene-vinyl methyl ketone.
[0039]
As the colorant, conventionally known inorganic or organic dyes / pigments can be used. For example, carbon black, aniline black, acetylene black, naphthol yellow, Hansa Yellow, Rhodamun Lake, Alizarin Lake, Bengala, Examples include phthalocyanine blue and indanthrene blue.
[0040]
If necessary, a magnetic material can be used as a colorant.
Magnetic materials include magnetite, γ-iron oxide, ferritic iron, iron oxide such as excess ferrite; magnetic metal such as iron, cobalt and nickel; iron oxide or magnetic metal and cobalt, tin, titanium, copper, lead, Examples thereof include a composite metal oxide alloy or a mixture with a metal such as zinc, magnesium, manganese, aluminum, and silicon.
These magnetic particles preferably have an average particle diameter in the range of 0.05 to 1.0 μm, more preferably in the range of 0.1 to 0.6 μm, and still more preferably in the range of 0.1 to 0.4 μm.
These magnetic particles preferably have a BET specific surface area by nitrogen adsorption method of 1 to 20 m. 2 / G, especially 2.5 to 12 m 2 / G is preferable, and the Mohs hardness is preferably in the range of 5-7.
[0041]
The shape of the magnetic particles includes octahedrons, hexahedrons, spheres, needles, and scales, but octahedrons, hexahedrons, and spheres with less anisotropy are preferred. "
When used as a magnetic toner, the magnetic toner particles containing the magnetic material may contain 10 to 150 parts by mass, preferably 20 to 120 parts by mass of the magnetic material, based on 100 parts by mass of the binder resin.
[0042]
In the toner of the present invention, a small amount of an additive can be used within a range that does not have a substantial adverse effect.
Examples of the additives include lubricant powders such as Teflon powder, zinc stearate powder and polyvinylidene fluoride powder; abrasives such as cerium oxide powder, silicon carbide powder and strontium titanate powder; for example, titanium oxide powder and aluminum oxide powder. Examples of such fluidity-imparting agents or anti-caking agents; conductivity-imparting agents such as carbon black powder, zinc oxide powder and tin oxide powder; and organic or inorganic fine particles having opposite polarity.
[0043]
Further, a release agent can be added to improve the fixing property.
Examples of the release agent include paraffin wax and derivatives thereof, microcrystalline wax and derivatives thereof, Fischer-Tropsch wax and derivatives thereof, polyolefin wax and derivatives thereof, and carnauba wax and derivatives thereof. Derivatives include oxides, block copolymers with vinyl monomers, and graft modified products of vinyl monomers.
In addition, alcohols, fatty acids, acid amides, esters, ketones, hydrogenated castor oil and derivatives thereof, plant waxes, animal waxes, mineral waxes, and petrolactams can also be used.
[0044]
As the charge control agent for controlling the toner to be negatively charged, for example, organometallic complexes and chelate compounds are effective, and monoazo metal complexes, acetylacetone metal complexes, aromatic hydroxycarboxylic acid metal complexes, aromatic dicarboxylic acids. -Based metal complexes. Others include aromatic hydroxycarboxylic acids, aromatic mono and polycarboxylic acids and their metal salts, their anhydrides, their esters, and phenol derivatives such as bisphenol.
[0045]
Examples of charge control agents for controlling the toner to be positively charged include modified products of nigrosine and fatty acid metal salts; quaternary ammonium salts such as tributylbenzylammonium-1-hydroxy-4-naphthosulfonate and tetrabutylammonium tetrafluoroborate. And onium salts such as phosphonium salts which are analogs thereof, and lake pigments thereof, triphenylmethane dyes and lake pigments thereof. Acid, lauric acid, gallic acid, ferricyanide, ferrocyanide).
The number average particle diameter of the particulate charge control agent is preferably 4 μm or less, more preferably 3 μm or less.
[0046]
When these charge control agents are internally added to the toner particles, the toner particles are preferably 0.1 to 20 parts by weight, more preferably 0.2 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. It is good to contain a mass part.
These toners are generally used as toner additives, for example, fluidizing agents such as colloidal silica, metal oxides such as titanium oxide and aluminum oxide, and abrasives such as silicon carbide. Further, a lubricant such as a fatty acid metal salt may be contained.
[0047]
The inorganic fine powder is preferably used in an amount of 0.1 to 2% by weight based on the toner. If it is less than 0.1% by weight, the effect of improving toner aggregation is poor, and if it exceeds 2% by weight, problems such as toner scattering between fine wires, contamination in the machine, scratches and abrasion of the photoreceptor tend to occur. is there.
As a method of mixing the additive with the toner, a conventionally known method may be used, and the additive may be mixed by an apparatus such as a Henschel mixer or a speed kneader.
As a method for producing toner powder after toner kneading and cooling, a conventionally known method may be used. For example, kneading and cooling may be followed by pulverizing with a jet mill and classification.
[0048]
The electrostatic image developing toner thus produced can be used as a dry one-component developer and a dry two-component developer.
When used as a two-component developer, the mixing ratio of toner and carrier is generally about 0.5 to 6.0 parts by weight of toner with respect to 100 parts by weight of carrier.
When used as a dry two-component developer, the carrier and toner of the present invention are used in such a manner that the toner particles adhere to the carrier surface of the carrier particles and occupy 30 to 90% of the surface area. It is preferable to do this.
[0049]
The carrier core particles constituting the developer used in the present invention may be those conventionally known, such as ferromagnetic metals such as iron, cobalt and nickel; alloys and compounds such as magnetite, hematite and ferrite; And a composite of fine body particles and a resin.
The carrier used in the present invention is preferably coated with a resin for the purpose of increasing durability.
[0050]
Examples of the resin that forms the coating layer include polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, chlorinated polyethylene, and chlorosulfonated polyethylene; polystyrene, acrylic (eg, polymethyl methacrylate), polyacrylonitrile, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, Polyvinyl and polyvinylidene resins such as polyvinyl chloride, polyvinyl carbazole, polyvinyl ether, and polybiliketones; vinyl chloride-vinyl acetate copolymers; silicone resins composed of organosiloxane bonds or modified products thereof (eg, alkyd resins, polyester resins, epoxies) Modified products by resin, polyurethane, etc.); polytetrafluoroethylene, polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, polychlorotrifluoro Fluorine resins such as styrene, polyamides, polyesters, polyurethanes, polycarbonates; - urea amino resins such as formaldehyde resins, epoxy resins and the like.
Of these, silicone resin or a modified product thereof, or a fluorine resin, particularly a silicone resin or a modified product thereof is preferable in terms of preventing toner spent.
[0051]
As a method for forming the coating layer, the coating layer forming liquid may be applied to the surface of the carrier core particle by means of a spraying method, a dipping method, or the like, as in the past.
The thickness of the coating layer is preferably from 0.1 to 20 μm.
Concrete example
Production example as a two-component developer
The mixture having the above composition was melt-kneaded and then pulverized and classified.
[0052]
Furthermore, 0.3 part by weight of hydrophobic silica was mixed with 100 parts by weight of the base coloring particles to obtain a toner having an average particle size of 9.0 μm.
Further, 2 parts by weight of polyvinyl alcohol and 60 parts by weight of water were placed in a ball mill with respect to 100 parts by weight of magnetite prepared by a wet method to prepare a magnetite slurry.
This slurry was sprayed and granulated with a spray dryer to obtain spherical particles.
The particles were fired in a nitrogen atmosphere at a temperature of 1000 ° C. for 3 hours and then cooled to obtain core particles 1.
The said mixture was disperse | distributed for 20 minutes with the homomixer, and the coating layer forming liquid 1 was prepared.
This coating layer forming liquid was coated on the surface of 1000 parts by weight of the core particles 1 using a fluidized bed coating apparatus to obtain a silicone resin-coated carrier.
The magnetic carrier was mixed at a ratio of 2.5 parts by weight of toner to 97.5 parts by weight to prepare a two-component developer.
[0053]
(6) Sixth embodiment ... corresponding to claim 6
A sixth embodiment will be described.
In FIG. 8, during development, a vibration bias voltage in which an AC voltage is superimposed on a DC voltage is applied to the developing
[0054]
The difference (the peak-to-peak voltage) between the maximum value and the minimum value of the vibration bias voltage is preferably 0.5 to 5 kV, and the frequency is preferably 1 to 10 kHz. As the waveform of the vibration bias voltage, a rectangular wave, a sine wave, a triangular wave, or the like can be used. As described above, the DC voltage component of the vibration bias is a value between the background part potential and the image part potential, but the value closer to the background part potential than the image part potential is more likely to cover the background part potential region. This is preferable for preventing toner adhesion.
[0055]
When the vibration bias voltage waveform is a rectangular wave, the duty ratio is preferably 50% or less. Here, the duty ratio is a ratio of time during which the toner is directed to the photosensitive member during one period of the vibration bias. By doing so, the difference between the peak value at which the toner is directed to the photoreceptor and the time average value of the bias can be increased, so that the movement of the toner is further activated and the potential of the latent image surface is increased. It can adhere to the distribution and improve the roughness and resolution. In addition, since the difference between the peak value of the carrier having a charge opposite to that of the toner and the time average value of the bias toward the photosensitive member can be reduced, the movement of the carrier is reduced, and the background portion of the latent image is reduced. The probability of carriers adhering to the substrate can be greatly reduced.
[0056]
【Effect of the invention】
As described above, according to the present invention, the following effects can be exhibited. According to claim 1 , The height of the developer dropped in the developer storage chamber is regulated, and even if the developing device is subjected to impact or misoperation during the initial setup operation, the developer will not be biased, and an image free from background stains and image density reduction will be obtained. It is done. Also, When the developing device is set in the image forming apparatus, the seal opening and the developer retention height restriction can be completed with one action (one operation).
[0057]
[0058]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view of a first embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are diagrams for explaining the operation of the first embodiment, in which FIG. 2A is a state in which a developer preset case is slanted, FIG. 2B is a state in which a developer preset seal is half-drawn; C) is a state where all the developer preset seals are pulled out.
3A is a side cross-sectional view of the interior of a developer preset case divided into six parts, and FIG. 3B is a side cross-sectional view illustrating a state in which the developer preset seal is pulled out halfway. FIG.
FIG. 4 is a side sectional view showing the principle of developer retention height regulation in the second embodiment.
5A is a side sectional view of the third embodiment in which a developer preset seal is half-drawn, and FIG. 5B is a developer preset seal and a developer storage chamber regulation seal. The perspective view of the state which connected with (C) is a top view of the said connection state.
6A and 6B are diagrams showing another example in the third embodiment, in which FIG. 6A is a side sectional view of an annular preset seal, and FIG. It is a sectional side view at the time of dropping a part.
FIG. 7 is a side sectional view of the fourth embodiment.
FIG. 8 is a side sectional view of the fifth embodiment.
FIG. 9 is a sectional side view of a conventional example.
10A and 10B are diagrams showing normal operation of a conventional example, in which FIG. 10A is a side sectional view of a developer preset case kept in a horizontal state, and FIG. 10B is a side where the developer is dropped in the horizontal state. It is sectional drawing.
FIGS. 11A and 11B are diagrams showing a malfunction of the conventional example, in which FIG. 11A is a side sectional view of a developer preset case in an oblique state, and FIG. 11B is a case where the developer preset seal is pulled out in an oblique state; FIG. 6 is a side cross-sectional view showing a state in which the developer that has fallen is biased.
FIGS. 12A and 12B are diagrams for explaining a problem in the conventional example, in which FIG. 12A is a side sectional view and a front view showing a bias of the dropped developer, and FIG. 12B is a developer amount in the circumferential direction of the developing sleeve; Graph (C) is a graph showing the toner density in the circumferential direction of the developing sleeve.
[Explanation of symbols]
A: Developer container
G ... Developer
GS ... Developing device
K: Photoconductor
1 ... Photosensitive drum
2 ... Developing casing
3a: Developer
3b: developer retaining part
4 ... Developing sleeve
5 ... Magnet roller
5a ... Magnetic pole
6a ... Development doctor
6b ... Predoctor
7: Developer chamber
8 ... Toner hopper
8a ... Toner supply port
9… Agitator
11a ... Toner
13: Stirring member
21: Charging means
22: Developing means
23. Cleaning means
26 ... Power supply
30 ... Developer preset case
31 ... Developer preset seal
32 ... Developer chamber restriction seal
34 ... thread-like member
35 ... Annular developer preset case
Claims (5)
前記プリセットケースに設けられた開口を予め閉鎖しているプリセットシールと、
前記開口を閉鎖可能に設定されている現像剤滞留高さ規制シールと
を有し、
前記プリセットシールに前記現像剤滞留高さ規制シールが連結しており、前記プリセットシールの移動方向と同一方向に前記現像剤滞留高さ規制シールが移動可能で、前記プリセットシールの移動に伴い前記現像剤滞留高さ規制シールも移動を行なうとともに、前記現像剤滞留高さ規制シールが前記開口を閉鎖可能位置に移動し、前記プリセットシールと前記現像剤滞留高さ規制シールとの間に現像剤が落下可能な開口部が設けられていることを特徴とする現像装置。A developer storage chamber in which a developer preset case in which a developer has been sealed in advance is disposed; and a hopper for supplying toner to the developer storage chamber. The developer in the developer preset case is After the toner supplied from the hopper is mixed with the developer dropped in the storage chamber and carried on the surface of the developer carrying member, the electrostatic latent image on the photoreceptor is visualized with the toner, and then the toner In a developing device for transferring an image onto transfer paper,
A preset seal that pre-closes the opening provided in the preset case;
A developer retention height restriction seal that is set so that the opening can be closed;
The developer retention height restriction seal is connected to the preset seal, and the developer retention height restriction seal can be moved in the same direction as the movement of the preset seal. The developer staying height restriction seal also moves, the developer staying height restriction seal moves to a position where the opening can be closed, and the developer is placed between the preset seal and the developer staying height restriction seal. A developing device comprising a dropable opening.
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