JP4401606B2

JP4401606B2 - Developing device, image forming apparatus, and process cartridge

Info

Publication number: JP4401606B2
Application number: JP2001255147A
Authority: JP
Inventors: 秀男吉沢
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-08-24
Filing date: 2001-08-24
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2021-08-24
Also published as: JP2003066726A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に用いられる現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジに関し、詳しくは、像担持体上に形成された潜像を現像するトナー及び磁性粒子（磁性キャリア）からなる二成分現像剤のトナー濃度を自己制御して、該現像剤のトナー濃度を所定濃度に維持する機能を備えた現像装置、該現像装置を備えた画像形成装置、及び、像担持体と、帯電手段、該現像装置からなる現像手段、クリ−ニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段とが、一体に支持され且つ画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたプロセスカ−トリッジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式の複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に用いられる現像装置として、像担持体上に形成された潜像を現像するトナー及び磁性キャリアからなる二成分現像剤のトナー濃度を自己制御して、該現像剤のトナー濃度を所定濃度に維持する機能を備えたトナー濃度自己制御方式の現像装置が知られている。
【０００３】
図１に、この種のトナー濃度自己制御方式の現像装置の一例を示す。
この現像装置２は、静電潜像担持体である円筒状の感光体ドラム１の側方に配設されており、該感光体ドラム１に対向するように開口部が形成された現像ケーシング２ａを備えている。この現像ケーシング２ａには、トナー及び磁性キャリアからなる現像剤３を表面に担持する現像剤担持体としての非磁性体からなる現像スリーブ４が、その一部を該開口部から露出させて、図１の矢印方向に回転するように回転自在に配設されている。この現像スリーブ４の内部には、固定磁界発生手段としての周面に複数の磁極が形成されたマグネットローラ５が固定配置されている。
【０００４】
また、上記現像ケーシング２ａには、その開口部に向けて上記現像スリーブ４により担持搬送される現像剤３の層厚を規制するための第１の現像剤規制部材としての第１ドクタ６が、該現像ケーシング２ａの上方側の開口部を塞ぐように配設されている。該第１ドクタ６の端部は、該現像スリーブ４の表面に対して略直交し（又は一定角度を形成するように配置され）、且つ、該第１ドクタ６の端部と該現像スリーブ４の表面とで所定の隙間（この隙間の大きさによって該現像スリーブ４により担持搬送される現像剤３の層厚が決定される）を形成するように延出されている。
【０００５】
更に、上記現像ケーシング２ａには、上記第１ドクタ６によって掻き落とされた現像剤３を収容する現像剤収容部Ａが形成されている。この現像剤収容部Ａには、該現像スリーブ４の回転方向と同一方向に回転する磁性部材で構成された撹拌ローラ１１が配設されている。また、該現像ケーシング２ａには、該現像剤収容部Ａに向けて上記現像スリーブ４により担持搬送される現像剤３の量を規制するための第２の現像剤規制部材としての第２ドクタ７が、該現像剤収容部Ａへの現像剤取入れ口７ａ、及び該現像ケーシング２ａ内へのトナー補給路１３を形成するように配設されている。
【０００６】
また、上記現像ケーシング２ａの上記感光体ドラム１と反対側の部位には、上記トナー補給路１３を通して上記現像スリーブ４に向けて供給するトナー３ａを収容したトナー収容部であるトナーホッパ８が配設されている。このトナーホッパ８には、該トナーホッパ８内に収容されているトナー３ａを攪拌・搬送するためのアジテータ９が配設されている。また、このトナーホッパ８の上記現像ケーシング２ａのトナー補給路１３と対面する部位には、該アジテータ９の回転により攪拌・搬送されるトナー３ａを、該トナー補給路１３に向けて吐出するトナー補給口８ａが形成されている。
【０００７】
ここで、上記現像装置２が未使用の状態では、上記トナーホッパ８内のトナー３ａが、そのトナー補給口８ａから漏れでないようにするために、該トナーホッパ８のトナー補給口８ａがシール部材１０ａで密封されている。そして、該現像装置２の使用に際し、オペレータが該シール部材１０ａを引き剥がして該トナー補給口８ａを開放することにより、該トナー補給口８ａ及び上記トナー補給路１３を通して、該トナーホッパ８内のトナー３ａが上記現像ケーシング２ａ内に取り込まれるようになる。
【０００８】
また、上記現像装置２が未使用の状態では、上記現像剤３が上記現像ケーシング２ａの上部に着脱自在に配設された現像剤ケース１２内に収容されている。この現像剤ケース１２の上記現像剤収容部Ａと対面する部位には、該現像剤ケース１２内の現像剤３を、該現像剤収容部Ａに向けて吐出するための現像剤補給口１２ａが形成されており、未使用の状態では、該現像剤ケース１２の現像剤補給口１２ａがシール部材１０によって密封されている。そして、該現像装置２の使用に際し、オペレータが該シール部材１０を引き剥がして該現像剤補給口１２ａを開放することにより、該現像剤補給口１２ａを通して、該現像剤ケース１２内に収容されている現像剤３が上記現像ケーシング２ａの現像剤収容部Ａ内に収容される。
【０００９】
図２に、上述のようにして、上記現像剤ケース１２の現像剤３が上記現像ケーシング２ａの現像剤収容部Ａ内に収容された状態の現像装置２を示す。
図２において、上記アジテータ９の回転によって上記トナーホッパ８の内部から送り出されたトナー３ａは、該トナーホッパ８のトナー補給口８ａ、及び上記現像ケーシング２ａのトナー補給路１３を通って、上記現像スリーブ４に担持された現像剤に供給され、上記現像剤収容部Ａへ運ばれる。
該現像剤収容部Ａ内の現像剤３は、該現像スリーブ４に担持搬送されることにより、上記第１ドクタにより所定の層厚に薄層化された後、上記感光体ドラム１の外周面と対向する位置（現像部位）に向けて搬送される。そして、該現像部位において、該現像剤３中のトナーのみが、該感光体ドラム１上に予め形成された静電潜像と静電的に結合することにより、該感光体ドラム１上にトナー像が形成される。
【００１０】
ここで、上記現像スリーブ４の回転により連れ回っている現像剤３は、上記現像剤収容部Ａを通過するときに、該現像剤収容部Ａ内に滞留している現像剤によってブレーキをかけられる。これにより、該現像剤３の搬送速度が低下して、上記第２ドクタ付近の現像スリーブ４上の現像剤の層厚が増してくる。そして、上記トナーホッパ８のトナー補給口８ａからのトナー３ａの取り込みにより、該現像剤３のトナー濃度が上昇してくると、現像剤同士の摩擦力が低下する。この結果、該現像剤３の搬送速度が更に低下され、該現像剤３の層厚が更に増して、該第２ドクタにより、該現像剤３の進行が阻止された状態となる。そして、このような状態になると、上記現像ケーシング２ａのトナー補給路１３が、進行を阻止された滞留現像剤によって閉塞され、該トナーホッパ８のトナー補給口８ａからのトナー３ａの取り込みが停止する。
【００１１】
一方、上述とは逆に、上記トナー像の形成に伴うトナー消費により、上記現像剤３のトナー濃度が低下してくると、現像剤同士の摩擦力が増す。これにより、上記滞留現像剤を上記現像剤収容部Ａの内部に取り込むための現像スリーブ４に連れ回りしている現像剤と、トナー補給路１３内のトナーとが接触して、該トナー補給路１３に停滞していたトナーが現像ケーシング２ａ内に取り込まれる。以上のような作用によって、該現像剤収容部Ａ内に収容されている現像剤３のトナー濃度が自動的に自己制御される。
【００１２】
また、トナー濃度が自動的に自己制御されるメカニズムとして、次のような現象も発生している。現像剤３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、それに伴って現像剤収容部Ａ内の現像剤３の嵩が増加するため、現像剤３がトナー補給口８ａまでダレてきて、トナー補給口８ａの開口を覆ってしまう。このため、現像スリーブ４上の現像剤３へのトナー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３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３のトナー濃度が低くなると現像剤収容部Ａ内の現像剤の３の嵩が減少するため、現像剤３がトナー補給口８ａを塞がなくなるので、現像スリーブ４上の現像剤３へ所定量のトナーが取り込まれ、現像剤３のトナー濃度が常に一定濃度以上に保たれる。
【００１３】
図２において、上記感光体ドラム１上に形成されている静電潜像をトナー像化してトナーが消費された現像剤３は、上記現像スリーブ４の回転に伴って更に搬送され、上記第２ドクタにより進行を規制されている現像剤と合流する。ここで、該現像スリーブ４により担持搬送されている現像剤の層を可動層と呼称し、該第２ドクタにより進行を規制されている現像剤の層を不動層と呼称することとする。
【００１４】
上記可動層の現像剤は、上記不動層の現像剤の下側を潜り込むようにして、上記現像スリーブ４の回転に伴って更に搬送される。そして、該可動層の現像剤と該不動層の現像剤との境目で、上記トナー補給路１３を通して上記現像ケーシング２ａ内に送り出されたトナー３ａは、該可動層の現像剤と接触する。そして、上記第２ドクタをすり抜けた現像剤３は、上記現像剤取入れ口７ａを通して現像剤収容部Ａ内へ搬送される。
【００１５】
ここで、上記攪拌ローラ１１と上記現像ローラ４とは共に同一方向に回転しているので、該攪拌ローラ１１と該現像ローラ４との対向部では、それぞれの周面の回転方向が異なる。これにより、上記現像スリーブ４により担持搬送された現像剤３が、該攪拌ローラ１１と該現像ローラ４との対向部で、該現像スリーブ４の周面から引き離される。この引き離された現像剤３は、該撹拌ローラ１１の回転方向に沿って、上記第１ドクタ６側へ搬送され、再度、上記マグネットローラ５の磁性の影響を受けて、該現像スリーブ４により担持搬送される。
【００１６】
図３に、現像スリーブ４及びその周辺部の拡大図を示す。
感光体の現像位置に対向して形成される磁極（Ｎ１）と、第２の規制部材７に対向する磁極（Ｎ２）と、撹拌ローラ１１に対向する磁極（Ｓ１）などのように、マグネットローラ５に各磁極が形成されている。なお、このマグネットローラ５には一般的な現像装置におけると同様に、現像スリーブ４上に現像剤を担持し続けながら搬送できるように適宜位置に搬送磁極が形成されている（図３の法線磁束密度分布参照）。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、現像ケーシング２ａと現像スリーブ４の間は可動層の現像剤３を搬送するためには、図３に示すような隙間が必要となる。
しかも、トナー収容部８のトナー補給口８ａから現像スリーブ４へのトナーを補給するためのトナー補給路１３（特に現像スリーブ４の近傍のトナー補給路）が現像スリーブ４とほぼ水平状態となっているため、現像装置に衝撃等が加わると、トナー補給口８ａから送りこまれたトナー３ａは、上記隙間から現像ケーシング２ａの外へトナーなどが流出するという問題が発生していた。
【００１８】
また、図１乃至３に示した現像剤のトナー濃度を自動的に自己制御する現像装置においては、従来のトナー濃度制御のように、トナー濃度センサ、現像剤の現像能力を知るために感光体ドラム１上に形成した基準トナー像の画像濃度を検知する光学的画像濃度センサ、トナー補給部材などの複雑なトナー濃度制御機構が不要となる。このため、現像装置の小型化が可能であり、例えば、ユーザー交換可能なプロセスカートリッジに用いるとより効果的と言える。
しかしながら、プロセスカートリッジは、ユーザーが直接取り扱うため、急激な動作などにより衝撃等の負荷が加わりやすく、上述したような上記隙間から現像ケーシング２ａの外へトナーなどが流出するという問題がより発生し易くなっていた。
【００１９】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像装置の現像ケーシングと現像スリーブとの間隙から、トナーなどが不必要に流出するのを防止する現像装置及び画像形成装置、並びにプロセスカートリッジを提供することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、内部に固定磁界発生手段を有し、トナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤を担持して搬送する円筒状の現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持されて搬送される現像剤の量を規制する第1の規制部材と、該第１の規制部材により掻き落とされた現像剤を収容する現像剤収容部と、該現像剤収容部に隣接し、該現像剤担持体に向けて供給するトナーを収容したトナー収容部と、該現像剤収容部と該トナー収容部との間に配置され、該現像剤担持体と所定の間隙を隔てて配置された第２の規制部材と、該現像剤収容部内で該現像剤担持体に近接して配置され、該現像剤担持体と同一回転方向に回転する円筒もしくは円柱状の磁性部材とを備えた現像装置であり、該第２の規制部材よりも該現像剤担持体上の現像剤の搬送方向の上流側に位置し、該現像剤担持体が該トナー収容部からトナーを取り込むためのトナー取込口部が設けられ、該トナー取込口部には該現像剤担持体の最下点部より高い位置に突起部を設け、該突起部に磁性体材料を用いたことを特徴とする。
【００２１】
請求項１の発明によれば、トナーの取込口部に現像剤担持体の最下点部（垂直方向の最下点部）より高い位置に突起部（突起部の先端位置が前記最下点部より高い位置にある）を設けているため、急激な動作等でトナーが現像担持体側へ流れたとしても、該突起部で受け止めることにより、トナーなどが現像ケーシングの外に流出を防ぐことができる。さらに、前記突起部に磁性体を設けることにより、現像剤担持体の内部からの固定磁界発生手段からの磁力が該磁性体へと向かう構成をとることが可能となるため、トナー又は磁性キャリアが該突起部の磁性体部分にも留まり、トナーなどの流出を防ぐ効果をより高めることが可能となる。
【００２４】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の現像装置において、該現像剤担持体表面の法線方向の磁束密度分布が、該突起部と対向する位置において下限値（ゼロ点、変極点）となることを特徴とした。
【００２５】
請求項２の発明によれば、前記突起部に対向する前記現像剤担持体表面の位置において、該現像剤担持体表面の法線方向の磁束密度分布が下限値となっているため、該現像剤担持体で搬送されている現像剤の穂立ち状態を維持することが可能となり、該穂立ちした現像剤と該突起部とが協働して、現像スリーブと現像ケーシングとの間に形成される間隙を塞ぎ（シャッタ効果）、トナーなどの機外への流出を防止することができる。
【００２６】
また、請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の現像装置において、該トナーの重量平均径が４〜１５μmであることを特徴とする。
【００２７】
請求項３の発明によれば、本発明が適用されるような、現像剤のトナー濃度を自動的に自己制御する現像装置においては、トナーの重量平均径が４〜１５μｍであるため、地汚れがなく、高解像度な画像が得られる。
【００２８】
また、請求項４の発明は、像担持体と、像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体上の潜像を現像しトナー像を形成する現像手段と、該像担持体上のトナー像を転写材上に転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、上記現像手段として、請求項１乃至３のいずれかに記載された現像装置を用いることを特徴とする。
【００２９】
請求項４の発明によれば、現像装置の現像ケーシングからトナーなどが機外に流出ことが防止されるため、現像時に像担持体に余分なトナーが付着せず、適正な画像が得られるだけでなく、人体に有害なトナーなどが画像形成装置内又は装置外へ流出しないため、ユーザーにとってより安全な画像形成装置が提供できる。
【００３０】
また、請求項５の発明は、請求項４に記載の画像形成装置において、該像担持体上の潜像を現像する時に、該像担持体と該現像剤担持体との間の現像部位に、交互電界を印加することを特徴とする。
【００３１】
請求項５の発明によれば、像担持体上の潜像を現像する時に、該像担持体と現像剤担持体との間の現像部位に、交互電界（直流電圧に交流電圧を重畳した振動バイアス電圧）を印加するため、トナー像の背景部電位領域へのかぶりトナーの付着を防止することができ、高品質の画像（ざらつきのない高精細な画像）を得られる。しかも、本発明の現像装置は余分なトナーが現像装置外に流出することを抑制しているため、上記交互電界を印加しても現像装置側から像担持体へ余分なトナーが付着することも防止される。
【００３２】
また、請求項６の発明は、表面に潜像が形成される像担持体と、該像担持体の表面を一様に帯電するための帯電手段、該潜像を現像するための現像手段、該像担持体の表面をクリーニングするクリ−ニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段とが、一体に支持され且つ画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたプロセスカ−トリッジであって、上記現像手段として、請求項１乃至３のいずれかに記載された現像装置を用いることを特徴とする。
【００３３】
請求項６の発明によれば、本発明の現像装置をプロセスカートリッジに組み込んでいるため、プロセスカートリッジに急激な動作などによる衝撃等の負荷が加わっても、現像装置からトナーなどの流出が抑制される。このため、ユーザーにとって、取り扱いが容易でありかつトナーなどの飛散が無い安全なプロセスカートリッジを提供することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真複写機に用いる現像装置に適用した実施形態について説明する。
図４は、本発明の現像装置に係るの現像スリーブ４及びその周辺部の拡大図である。ここで、該現像装置の各構成部材のうち、図３に示した現像装置の各構成部材と同一構成もしくは同一機能を有する部材については、同一の符号を付して、それらの説明を省略する。
【００３５】
図４に示すように本発明の特徴は、トナー補給口８ａから現像スリーブ４に至るトナー補給路１３において、特に現像スリーブ４の近傍のトナー補給路（「トナー取込口部」という）に、突起部２０を設けたこととである。
該突起部２０は現像ケーシング２ａ上に形成されている。
突起部２０を現像スリーブ４の最下点より高く設け、現像スリーブ４と現像ケーシング２ａとの間隙からトナー３ａが流出するの防止する。
また、突起部２０の先端部に磁性体２０ａを設けた場合、マグネットロール５の放線磁力成分は、磁性体２０ａと向かう成分が発生する。この結果、現像スリーブ４と磁性体２０ａの間に現像剤３が積層されることにより、現像剤３によるシャッタの様な効果が発生し、よりトナー３ａの流出を防止することが可能となる。
また、マグネットローラ５の放線磁力成分の変極点に磁性体２０ａを対向させた場合、磁力線に沿った現像剤３の穂立ち状態が長く維持できることにより、シャッタ効果がさらに期待できる。また、隣り合う磁極が均等に割り付けられることにより、磁極の磁力の変化量が最小限に押さえられることとなる。
【００３６】
図５に、本発明の現像装置を備えたプロセスカートリッジ３０の概略構成を示す。
図５において、像担持体である感光体ドラム１の周囲には、上記現像装置２以外に、帯電手段２３、廃トナー収容ケースを含むクリーニング手段２５などが配設されている。
本発明の実施例としては、図５に示したプロセスカートリッジ３０の形態に限らず、本発明が適用された現像装置を含むプロセスカートリッジであれば良く、例えば、現像装置のみ、現像装置と感光体、現像装置と感光体及びクリーニング手段、などのように種々の組み合わせによるプロセスカートリッジに本発明は適用される。
【００３７】
図６に、現像装置を備えたプロセスカ−トリッジ３０を有する画像形成装置の概略構成を示す。
この画像形成装置は、図６に示すように、上記プロセスカ−トリッジ３０が、画像形成装置本体に対して着脱可能に装着されている。図６において、プロセスカ−トリッジ３０の感光体ドラム１は、所定の周速度で回転駆動される。そして、該感光体ドラム１は、その回転過程において、帯電手段２３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る。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３１からの画像露光光を受ける。これにより、該感光体ドラム１の周面に静電潜像が順次形成される。
【００３８】
上記感光体ドラム１上に形成された静電潜像は、上記プロセスカートリッジ３０の現像手段（上記現像装置２）により現像される。これにより、該感光体ドラム１の表面に形成されたトナ−像は、該感光体ドラム１と転写手段との間に、該感光体ドラム１の回転と同期して、給紙部３２から給送された転写材に、該転写手段により順次転写されていく。トナー像の転写を受けた転写材は、該感光体ドラム１の表面から分離されて、定着手段３３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。また、トナー像転写後の感光体ドラム１の表面は、上記プロセスカートリッジ３０のクリ−ニング手段２５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。
【００３９】
また、本実施形態に係るの現像装置においては、上記感光体ドラム１上に形成された静電潜像の現像時に、その現像スリーブ４に、図示しない電源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。感光体ドラム１上に形成された静電潜像の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、上記現像部位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３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。
【００４０】
上記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。また、該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。更に、該振動バイアスの直流電圧成分は、上述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。ここで、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。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。
【００４１】
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を抑え、また解像力も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。
【００４２】
トナーの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。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。
トナーの重量平均径は、４〜１５μｍが好適である。この理由は、４μｍ未満の場合はトナーの帯電不足が発生し字汚れの原因となる。また１５μｍより大きくなると、画像の解像度が低下することとなるためである。
【００４３】
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。
【００４４】
また、上記現像剤３の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あげられる。
【００４５】
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。
【００４６】
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２０ｍ^２／ｇの範囲内、特に２．５乃至１２ｍ^２／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。
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。
【００４７】
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。
本実施形態で用いるトナーには、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（登録商標）の粉末、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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
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）がある。
【００５０】
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。
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。
また、上記トナーは、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。
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。
【００５１】
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。
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。
【００５２】
現像剤３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。
これらの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。
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。
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。
【００５３】
上記二成分現像剤としては、
ポリエステル樹脂（重量平均粒径３００μｍ軟化温度８０．２℃）１００重量部
カーボンブラック１０重量部
ポリプロピレン（重量平均粒径１８０μｍ）５重量部
四級アンモニウム塩２重量部
上記組成の混合物を、溶融混練し、その後、粉砕、分級した。
【００５４】
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。
【００５５】
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を得た。
シリコーン樹脂溶液１００重量部
トルエン１００重量部
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン１５重量部
カーボンブラック２０重量部
上記混合物をホモミキサーで２０分間分散し、被覆層形成液を調整した。
【００５６】
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。
【００５７】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、トナーの取込口部に現像剤担持体の最下点部（垂直方向の最下点部）より高い位置に突起部（突起部の先端位置が前記最下点部より高い位置にある）を設けているため、急激な動作等でトナーが現像担持体側へ流れたとしても、該突起部で受け止めることにより、トナーなどが現像ケーシングの外に流出を防ぐことができる。さらに、前記突起部に磁性体を設けることにより、現像剤担持体の内部からの固定磁界発生手段からの磁力が該磁性体へと向かう構成をとることが可能となるため、トナー又は磁性キャリアが該突起部の磁性体部分にも留まり、トナーなどの流出を防ぐ効果をより高めることが可能となる。
【００５９】
また、請求項２の発明によれば、前記突起部に対向する前記現像剤担持体表面の位置において、該現像剤担持体表面の法線方向の磁束密度分布が下限値となっているため、該現像剤担持体で搬送されている現像剤の穂立ち状態を維持することが可能となり、該穂立ちした現像剤と該突起部とが協働して、現像スリーブと現像ケーシングとの間に形成される間隙を塞ぎ（シャッタ効果）、トナーなどの機外への流出を防止することができる。
【００６０】
また、請求項３の発明によれば、本発明が適用されるような、現像剤のトナー濃度を自動的に自己制御する現像装置においては、トナーの重量平均径が４〜１５μｍであるため、字汚れがなく、高解像度な画像が得られる。
【００６１】
また、請求項４の発明によれば、現像装置の現像ケーシングからトナーなどが機外に流出ことが防止されるため、現像時に像担持体に余分なトナーが付着せず、適正な画像が得られるだけでなく、人体に有害なトナーなどが画像形成装置内又は装置外へ流出しないため、ユーザーにとってより安全な画像形成装置が提供できる。
【００６２】
また、請求項５の発明によれば、像担持体上の潜像を現像する時に、該像担持体と現像剤担持体との間の現像部位に、交互電界（直流電圧に交流電圧を重畳した振動バイアス電圧）を印加するため、トナー像の背景部電位領域へのかぶりトナーの付着を防止することができ、高品質の画像（ざらつきのない高精細な画像）を得られる。しかも、本発明の現像装置は余分なトナーが現像装置外に流出することを抑制しているため、上記交互電界を印加しても現像装置側から像担持体へ余分なトナーが付着することも防止される。
【００６３】
また、請求項６の発明によれば、本発明の現像装置をプロセスカートリッジに組み込んでいるため、プロセスカートリッジに急激な動作などによる衝撃等の負荷が加わっても、現像装置からトナーなどの流出が抑制される。このため、ユーザーにとって、取り扱いが容易でありかつトナーなどの飛散が無い安全なプロセスカートリッジを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の現像装置の使用前の状態を示す概略構成図。
【図２】従来の現像装置の使用時の状態を示す概略構成図。
【図３】従来の現像装置の現像スリーブ及びその周辺部の拡大図。
【図４】本発明の現像装置の現像スリーブ及びその周辺部の拡大図。
【図５】本発明の現像装置を適用したプロセスカートリッジの概略構成図。
【図６】上記プロセスカートリッジを搭載した画像形成装置の概略構成図。
【符号の説明】
１感光体ドラム
２現像装置
２ａ現像ケーシング
３現像剤
３ａトナー
４現像スリーブ
５マグネットローラ
６第１ドクタ
７第２ドクタ
７ａ現像剤取り入れ口
８トナーホッパ
８ａトナー補給口
９アジテータ
１０シール部材
１０ａシール部材
１１攪拌ローラ
１２現像剤ケース
１３トナー補給路
２０突起部
２０ａ突起部の磁性体
２３帯電手段
２５クリーニング手段
３０プロセスカートリッジ
３１露光手段
３２給紙手段
３３定着手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a developing device, an image forming device, and a process cartridge used in an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, and a printer. More specifically, the present invention relates to a toner and magnetic particles that develop a latent image formed on an image carrier ( A developing device having a function of self-controlling the toner concentration of a two-component developer comprising a magnetic carrier and maintaining the toner concentration of the developer at a predetermined concentration, an image forming apparatus including the developing device, and an image A process car in which a carrier and at least one means selected from a charging means, a developing means comprising the developing device, and a cleaning means are integrally supported and configured to be detachable from the image forming apparatus main body. It is about the bridge.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a developing device used in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a facsimile machine, a printer, etc., the toner concentration of a two-component developer comprising a toner for developing a latent image formed on an image carrier and a magnetic carrier A toner density self-control type developing device having a function of self-controlling and maintaining the toner density of the developer at a predetermined density is known.
[0003]
FIG. 1 shows an example of this type of toner density self-control developing device.
The developing device 2 is disposed on the side of a cylindrical photosensitive drum 1 that is an electrostatic latent image carrier, and a developing casing 2 a having an opening formed so as to face the photosensitive drum 1. It has. In the developing casing 2a, a developing sleeve 4 made of a non-magnetic material as a developer carrying member carrying a developer 3 made of toner and a magnetic carrier on the surface thereof is partially exposed from the opening. It is rotatably arranged to rotate in the direction of the arrow 1. Inside the developing sleeve 4, a magnet roller 5 having a plurality of magnetic poles formed on a peripheral surface as a fixed magnetic field generating means is fixedly arranged.
[0004]
The developing casing 2a has a first doctor 6 as a first developer regulating member for regulating the layer thickness of the developer 3 carried and conveyed by the developing sleeve 4 toward the opening. It arrange | positions so that the opening part of the upper side of this developing casing 2a may be plugged up. The end of the first doctor 6 is substantially orthogonal to the surface of the developing sleeve 4 (or arranged so as to form a certain angle), and the end of the first doctor 6 and the developing sleeve 4 And a predetermined gap (the thickness of the developer 3 carried and conveyed by the developing sleeve 4 is determined by the size of the gap).
[0005]
Further, a developer accommodating portion A for accommodating the developer 3 scraped off by the first doctor 6 is formed in the developing casing 2a. In the developer accommodating portion A, a stirring roller 11 made of a magnetic member that rotates in the same direction as the rotation direction of the developing sleeve 4 is disposed. The developing casing 2a has a second doctor 7 as a second developer regulating member for regulating the amount of the developer 3 carried and conveyed by the developing sleeve 4 toward the developer accommodating portion A. However, they are arranged so as to form a developer inlet 7a into the developer accommodating portion A and a toner supply path 13 into the developing casing 2a.
[0006]
In addition, a toner hopper 8 that is a toner accommodating portion that accommodates toner 3a to be supplied toward the developing sleeve 4 through the toner replenishment path 13 is disposed in a portion of the developing casing 2a opposite to the photosensitive drum 1. Has been. The toner hopper 8 is provided with an agitator 9 for stirring and transporting the toner 3a accommodated in the toner hopper 8. A toner replenishing port for discharging the toner 3 a stirred and conveyed by the rotation of the agitator 9 toward the toner replenishment path 13 is disposed at a portion of the toner hopper 8 facing the toner replenishment path 13 of the developing casing 2 a. 8a is formed.
[0007]
Here, when the developing device 2 is not used, the toner replenishing port 8a of the toner hopper 8 is a seal member 10a so that the toner 3a in the toner hopper 8 does not leak from the toner replenishing port 8a. Sealed. When the developing device 2 is used, the operator peels off the seal member 10a to open the toner supply port 8a, whereby the toner in the toner hopper 8 passes through the toner supply port 8a and the toner supply path 13. 3a is taken into the developing casing 2a.
[0008]
When the developing device 2 is not used, the developer 3 is accommodated in a developer case 12 that is detachably disposed on the upper portion of the developing casing 2a. A developer replenishing port 12a for discharging the developer 3 in the developer case 12 toward the developer accommodating portion A is provided at a portion of the developer case 12 facing the developer accommodating portion A. In the unused state, the developer supply port 12 a of the developer case 12 is sealed by the seal member 10. When the developing device 2 is used, the operator peels off the seal member 10 to open the developer supply port 12a, so that the developer case 12 is accommodated in the developer case 12 through the developer supply port 12a. The developer 3 that is present is accommodated in the developer accommodating portion A of the developing casing 2a.
[0009]
FIG. 2 shows the developing device 2 in a state where the developer 3 of the developer case 12 is accommodated in the developer accommodating portion A of the developing casing 2a as described above.
In FIG. 2, the toner 3a sent from the inside of the toner hopper 8 by the rotation of the agitator 9 passes through the toner supply port 8a of the toner hopper 8 and the toner supply path 13 of the developing casing 2a, and the developing sleeve 4a. Is supplied to the developer carried on the toner and is carried to the developer accommodating portion A.
The developer 3 in the developer accommodating portion A is carried and conveyed by the developing sleeve 4, and is thinned to a predetermined layer thickness by the first doctor, and then the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1. Is conveyed toward a position (development site) opposite to. At the development site, only the toner in the developer 3 is electrostatically coupled to the electrostatic latent image formed in advance on the photoconductive drum 1, thereby causing the toner on the photoconductive drum 1. An image is formed.
[0010]
Here, when the developer 3 being rotated by the rotation of the developing sleeve 4 passes through the developer accommodating portion A, the developer 3 is braked by the developer staying in the developer accommodating portion A. . As a result, the transport speed of the developer 3 is decreased, and the layer thickness of the developer on the developing sleeve 4 near the second doctor is increased. When the toner concentration of the developer 3 increases due to the incorporation of the toner 3a from the toner supply port 8a of the toner hopper 8, the frictional force between the developers decreases. As a result, the transport speed of the developer 3 is further reduced, the layer thickness of the developer 3 is further increased, and the progress of the developer 3 is prevented by the second doctor. In such a state, the toner replenishment path 13 of the developing casing 2a is blocked by the stagnant developer that has been prevented from proceeding, and the toner 3a from the toner replenishing port 8a of the toner hopper 8 stops being taken in.
[0011]
On the other hand, contrary to the above, when the toner concentration of the developer 3 decreases due to toner consumption accompanying the formation of the toner image, the frictional force between the developers increases. As a result, the developer rotating around the developing sleeve 4 for taking the staying developer into the developer accommodating portion A and the toner in the toner replenishing path 13 come into contact with each other, and the toner replenishing path The toner stagnating at 13 is taken into the developing casing 2a. By the operation as described above, the toner concentration of the developer 3 accommodated in the developer accommodating portion A is automatically self-controlled.
[0012]
In addition, the following phenomenon has occurred as a mechanism in which the toner density is automatically self-controlled. As the amount of toner replenished to the developer 3 increases and the toner density increases, the volume of the developer 3 in the developer accommodating portion A increases accordingly, and the developer 3 sags to the toner replenishing port 8a. The toner supply opening 8a is covered. For this reason, the amount of toner taken into the developer 3 on the developing sleeve 4 is reduced. Due to the reduction in the toner intake amount, the toner concentration of the developer 3 is always kept below a certain concentration. On the contrary, when the toner concentration of the developer 3 is lowered, the volume of the developer 3 in the developer accommodating portion A is reduced, so that the developer 3 does not block the toner supply port 8a. A predetermined amount of toner is taken into the agent 3, and the toner concentration of the developer 3 is always kept above a certain concentration.
[0013]
In FIG. 2, the developer 3 in which the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1 is converted into a toner image and the toner is consumed is further conveyed along with the rotation of the developing sleeve 4, and the second Merges with the developer whose progress is restricted by the doctor. Here, the developer layer carried and conveyed by the developing sleeve 4 is referred to as a movable layer, and the developer layer whose progress is restricted by the second doctor is referred to as a non-movable layer.
[0014]
The developer of the movable layer is further conveyed along with the rotation of the developing sleeve 4 so as to sink under the developer of the stationary layer. Then, at the boundary between the developer of the movable layer and the developer of the non-movable layer, the toner 3a sent into the developing casing 2a through the toner supply path 13 comes into contact with the developer of the movable layer. Then, the developer 3 that has passed through the second doctor is conveyed into the developer accommodating portion A through the developer intake port 7a.
[0015]
Here, since both the agitating roller 11 and the developing roller 4 are rotating in the same direction, the rotation directions of the respective peripheral surfaces are different at the facing portion between the agitating roller 11 and the developing roller 4. As a result, the developer 3 carried and conveyed by the developing sleeve 4 is pulled away from the peripheral surface of the developing sleeve 4 at the facing portion between the stirring roller 11 and the developing roller 4. The separated developer 3 is conveyed to the first doctor 6 side along the rotation direction of the stirring roller 11, and is again carried by the developing sleeve 4 under the influence of magnetism of the magnet roller 5. Be transported.
[0016]
FIG. 3 shows an enlarged view of the developing sleeve 4 and its peripheral part.
Magnet rollers such as a magnetic pole (N1) formed facing the developing position of the photosensitive member, a magnetic pole (N2) facing the second regulating member 7, and a magnetic pole (S1) facing the stirring roller 11 5, each magnetic pole is formed. As in a general developing device, the magnet roller 5 is provided with a transport magnetic pole at an appropriate position so that it can be transported while continuing to carry the developer on the developing sleeve 4 (normal line in FIG. 3). (Refer to the magnetic flux density distribution).
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
Here, a gap as shown in FIG. 3 is required between the developing casing 2a and the developing sleeve 4 in order to transport the developer 3 of the movable layer.
In addition, the toner replenishment path 13 (particularly the toner replenishment path near the developing sleeve 4) for replenishing toner from the toner replenishing port 8a of the toner accommodating portion 8 to the developing sleeve 4 is substantially horizontal with the developing sleeve 4. Therefore, when an impact or the like is applied to the developing device, the toner 3a fed from the toner replenishing port 8a has a problem that the toner or the like flows out of the developing casing 2a from the gap.
[0018]
In the developing device that automatically self-controls the toner density of the developer shown in FIGS. 1 to 3, as in the conventional toner density control, in order to know the developing ability of the toner density sensor and developer, the photosensitive member. A complicated toner density control mechanism such as an optical image density sensor for detecting the image density of the reference toner image formed on the drum 1 and a toner supply member becomes unnecessary. For this reason, it is possible to reduce the size of the developing device. For example, it can be said that the developing device is more effective when used for a user-replaceable process cartridge.
However, since the process cartridge is directly handled by the user, a load such as an impact is easily applied due to an abrupt operation or the like, and the problem that the toner flows out of the developing casing 2a from the gap as described above is more likely to occur. It was.
[0019]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a developing device for preventing toner and the like from unnecessarily flowing out from a gap between a developing casing and a developing sleeve of the developing device. An image forming apparatus and a process cartridge are provided.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a cylindrical developer carrier having a fixed magnetic field generating means therein and carrying and transporting a two-component developer containing toner and a magnetic carrier. A first restricting member that restricts the amount of developer carried and conveyed by the developer carrying member, a developer containing portion that contains the developer scraped off by the first restricting member, A toner container that is adjacent to the developer container and contains toner to be supplied toward the developer carrier, and is disposed between the developer container and the toner container; A second regulating member disposed at a predetermined gap, and a cylinder or a columnar shape that is disposed in the developer accommodating portion in the vicinity of the developer carrier and rotates in the same rotational direction as the developer carrier. A developing device including the magnetic member, and the developer more than the second regulating member. Located on the upstream side of the developer conveying direction on the carrier, the developer carrier is provided with a toner intake port for taking in the toner from the toner container, and the toner intake port Protrusion is provided at a position higher than the lowest point of the developer carrier, Magnetic material is used for the protrusionIt is characterized by that.
[0021]
  According to the first aspect of the present invention, the protrusion (the tip position of the protrusion is at the lowest position) at a position higher than the lowest point (vertical lowest point) of the developer carrying member at the toner intake port. Even if the toner flows to the developing carrier side due to an abrupt operation, the toner is prevented from flowing out of the developing casing by receiving it at the projection. Can do.Further, by providing a magnetic material on the protrusion, it is possible to adopt a configuration in which the magnetic force from the fixed magnetic field generating means from the inside of the developer carrying member is directed to the magnetic material. It also stays on the magnetic part of the protrusion, and the effect of preventing the outflow of toner or the like can be further enhanced.
[0024]
  Claims2The invention of claim1In the developing device described above, the magnetic flux density distribution in the normal direction on the surface of the developer carrying member is a lower limit (zero point, inflection point) at a position facing the protrusion.
[0025]
  Claim2According to the invention, since the magnetic flux density distribution in the normal direction of the surface of the developer carrier is the lower limit at the position of the surface of the developer carrier facing the protrusion, the developer carrier It is possible to maintain the rising state of the developer being conveyed by the developer, and the protruding developer and the protrusion cooperate to form a gap formed between the developing sleeve and the developing casing. Blocking (shutter effect) and outflow of toner and the like can be prevented.
[0026]
  Claims3The invention of claim 1Or 2In the developing device described in (1), the weight average diameter of the toner is 4 to 15 μm.
[0027]
  Claim3According to the invention, in the developing device that automatically self-controls the toner concentration of the developer to which the present invention is applied, the toner has a weight average diameter of 4 to 15 μm, so there is no background stain. A high-resolution image can be obtained.
[0028]
  Claims4The invention includes an image carrier, a latent image forming unit that forms a latent image on the image carrier, a developing unit that develops the latent image on the image carrier to form a toner image, and the image carrier. And a transfer unit that transfers the toner image onto a transfer material as the developing unit.3The developing device described in any of the above is used.
[0029]
  Claim4According to the invention, since toner and the like are prevented from flowing out from the developing casing of the developing device, excess toner does not adhere to the image carrier at the time of development, and not only an appropriate image can be obtained, Since toner harmful to the human body does not flow into or out of the image forming apparatus, an image forming apparatus safer for the user can be provided.
[0030]
  Claims5The invention of claim4In the image forming apparatus described in (1), when developing a latent image on the image carrier, an alternating electric field is applied to a development site between the image carrier and the developer carrier.
[0031]
  Claim5According to the invention, when developing a latent image on the image carrier, an alternating electric field (vibration bias voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage) is applied to the development portion between the image carrier and the developer carrier. Therefore, the fog toner can be prevented from adhering to the background potential region of the toner image, and a high-quality image (a high-definition image without roughness) can be obtained. Moreover, since the developing device of the present invention suppresses the excess toner from flowing out of the developing device, even if the alternating electric field is applied, the excessive toner may adhere to the image carrier from the developing device side. Is prevented.
[0032]
  Claims6The invention includes an image carrier on which a latent image is formed, a charging unit for uniformly charging the surface of the image carrier, a developing unit for developing the latent image, At least one means selected from cleaning means for cleaning the surface is a process cartridge that is integrally supported and detachable from the main body of the image forming apparatus. Item 1 to3The developing device described in any of the above is used.
[0033]
  Claim6According to this invention, since the developing device of the present invention is incorporated in the process cartridge, even if a load such as an impact due to an abrupt operation or the like is applied to the process cartridge, the outflow of toner or the like from the developing device is suppressed. For this reason, it is possible for the user to provide a safe process cartridge that is easy to handle and does not scatter toner.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a developing device used in an electrophotographic copying machine as an image forming apparatus will be described.
FIG. 4 is an enlarged view of the developing sleeve 4 and its peripheral portion according to the developing device of the present invention. Here, among the constituent members of the developing device, members having the same configuration or the same function as the constituent members of the developing device shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. .
[0035]
As shown in FIG. 4, the feature of the present invention is that in the toner replenishment path 13 from the toner replenishment port 8a to the developing sleeve 4, particularly in the toner replenishment path near the developing sleeve 4 (referred to as "toner intake port"). That is, the protrusion 20 is provided.
The protrusion 20 is formed on the developing casing 2a.
The protrusion 20 is provided higher than the lowest point of the developing sleeve 4 to prevent the toner 3a from flowing out from the gap between the developing sleeve 4 and the developing casing 2a.
Further, when the magnetic body 20a is provided at the tip of the protrusion 20, the component of the magnet roll 5 that is directed toward the magnetic body 20a is generated. As a result, by laminating the developer 3 between the developing sleeve 4 and the magnetic body 20a, an effect like a shutter by the developer 3 is generated, and the outflow of the toner 3a can be further prevented.
Further, when the magnetic body 20a is opposed to the inflection point of the parabolic magnetic force component of the magnet roller 5, the shutter 3 can be maintained in a long state along the magnetic field lines, so that a shutter effect can be further expected. Further, since the adjacent magnetic poles are evenly allocated, the amount of change in magnetic force of the magnetic poles can be minimized.
[0036]
FIG. 5 shows a schematic configuration of a process cartridge 30 provided with the developing device of the present invention.
In FIG. 5, in addition to the developing device 2, a charging unit 23, a cleaning unit 25 including a waste toner storage case, and the like are disposed around the photosensitive drum 1 serving as an image carrier.
Embodiments of the present invention are not limited to the form of the process cartridge 30 shown in FIG. 5, and may be any process cartridge including a developing device to which the present invention is applied. For example, only the developing device, the developing device and the photoconductor The present invention is applied to process cartridges having various combinations such as a developing device, a photosensitive member, and a cleaning unit.
[0037]
FIG. 6 shows a schematic configuration of an image forming apparatus having a process cartridge 30 provided with a developing device.
In this image forming apparatus, as shown in FIG. 6, the process cartridge 30 is detachably attached to the main body of the image forming apparatus. In FIG. 6, the photosensitive drum 1 of the process cartridge 30 is rotationally driven at a predetermined peripheral speed. The photosensitive drum 1 is uniformly charged at a predetermined positive or negative potential on its peripheral surface by the charging means 23 during the rotation process. Next, the image exposure light from the image exposure means 31 such as slit exposure or laser beam scanning exposure is received. Thereby, electrostatic latent images are sequentially formed on the peripheral surface of the photosensitive drum 1.
[0038]
The electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1 is developed by the developing means (the developing device 2) of the process cartridge 30. As a result, the toner image formed on the surface of the photosensitive drum 1 is fed from the paper feed unit 32 in synchronization with the rotation of the photosensitive drum 1 between the photosensitive drum 1 and the transfer unit. The transferred transfer material is sequentially transferred to the transferred transfer material. The transfer material that has received the transfer of the toner image is separated from the surface of the photosensitive drum 1, introduced into the fixing means 33, fixed on the image, and printed out as a copy (copy). Further, the surface of the photosensitive drum 1 after the transfer of the toner image is cleaned by the cleaning means 25 of the process cartridge 30 to remove the transfer residual toner, and after being discharged, the image is repeatedly displayed. Used for forming.
[0039]
Further, in the developing device according to the present embodiment, when developing the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1, the developing sleeve 4 is supplied with a power source (not shown) as a developing bias to a DC voltage to an AC voltage. A vibration bias voltage in which is superimposed is applied. The background portion potential and the image portion potential of the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1 are located between the maximum value and the minimum value of the vibration bias potential. As a result, an alternating electric field whose direction changes alternately is formed at the development site. In this alternating electric field, the toner of the developer 3 and the carrier vibrate vigorously, and the toner flies to the photosensitive drum 1 while shaking off the electrostatic binding force to the developing sleeve 4 and the carrier, and forms a latent image on the photosensitive drum 1. Correspondingly adheres.
[0040]
The difference (maximum 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. Further, a rectangular wave, a sine wave, a triangular wave, or the like can be used as the waveform of the vibration bias voltage. Further, as described above, the DC voltage component of the vibration bias is a value between the background portion potential and the image portion potential, but the background portion potential region is closer to the background portion potential than the image portion potential. This is preferable for preventing the fog toner from adhering to the surface. Here, when the waveform of the vibration bias voltage is a rectangular wave, the duty ratio is desirably 50% or less. 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.
[0041]
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 faithfully to suppress the feeling of roughness and improve the 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 photoconductor can be reduced, the movement of the carrier is calmed down, and the background portion of the latent image is reduced. The probability of carriers adhering to the substrate can be greatly reduced.
[0042]
The method for measuring the weight average diameter of the toner is as follows. 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. 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, and the measurement device is used to measure the volume and number of toner particles or toner using a 100 μm aperture as an aperture. 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.
The weight average diameter of the toner is preferably 4 to 15 μm. The reason for this is that when the thickness is less than 4 μm, the toner is insufficiently charged and causes character smearing. Further, if it is larger than 15 μm, the resolution of the image is lowered.
[0043]
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 Less than 35 to 8.00 μm; less than 8.00 to less than 10.08 μm; less than 10.08 to less than 12.70 μm; less than 12.70 to less than 16.00 μm; less than 16.00 to less than 20.20 μm; Uses 13 channels of less than 40 μm; 25.40 to less than 32.00 μm; 32.00 to less than 40.30 μm, and targets particles having a particle size of 2.00 μm to less than 40.30 μm.
[0044]
Further, the ratio of the developer 3 to the whole 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 other components. 7%.
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.
[0045]
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.
[0046]
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 size 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 0.1 to 0.4 μm. It is good to be within the range.
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 m² / G is preferable, and the Mohs hardness is preferably in the range of 5-7.
The shape of the magnetic particles includes octahedrons, hexahedrons, spheres, needles, and scales, but octahedrons, hexahedrons, and spheres with less anisotropy are preferred.
[0047]
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.
In the toner used in the exemplary embodiment, a small amount of an additive can be used within a range that does not have a substantial adverse effect.
Examples of the additive include lubricant powders such as Teflon (registered trademark) 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 a fluidity imparting agent such as an aluminum oxide powder or an anti-caking agent; for example, a conductivity imparting agent such as a carbon black powder, a zinc oxide powder and a tin oxide powder; and organic or inorganic fine particles having a reverse polarity.
[0048]
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.
[0049]
As the charge control agent for controlling the toner to be negatively charged, for example, an organometallic complex and a chelate compound are effective, and a monoazo metal complex, an acetylacetone metal complex, an aromatic hydroxycarboxylic acid metal complex, an aromatic dicarboxylic acid metal Complex. Others include aromatic hydroxycarboxylic acids, aromatic mono and polycarboxylic acids and their metal salts, their anhydrides, their esters, and phenol derivatives such as bisphenol.
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).
[0050]
The number average particle diameter of the particulate charge control agent is preferably 4 μm or less, more preferably 3 μm or less.
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.
In addition, the above-mentioned toner may be used as a general additive for toner, for example, a fluidizing agent such as colloidal silica, a metal oxide such as titanium oxide or aluminum oxide, or a polishing material such as silicon carbide. Agents, lubricants such as fatty acid metal salts, and the like may be included.
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.
[0051]
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.
The toner for developing an electrostatic image 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.
[0052]
The carrier core particles constituting the developer 3 may be those conventionally known, such as ferromagnetic metals such as iron, cobalt and nickel; alloys and compounds such as magnetite, hematite and ferrite; Examples include composites with resins.
These carriers are preferably covered with a resin for the purpose of increasing durability.
Examples of the resin forming the coating layer include polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, chlorinated polyethylene, and chlorosulfonated polyethylene; polystyrene, acrylic (for example, 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.
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.
[0053]
As the two-component developer,
100 parts by weight of polyester resin (weight average particle size 300 μm, softening temperature 80.2 ° C.)
10 parts by weight of carbon black
5 parts by weight of polypropylene (weight average particle size 180 μm)
Quaternary ammonium salt 2 parts by weight
The mixture having the above composition was melt-kneaded and then pulverized and classified.
[0054]
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.
[0055]
The particles were fired in a nitrogen atmosphere at a temperature of 1000 ° C. for 3 hours and then cooled to obtain core particles.
100 parts by weight of silicone resin solution
100 parts by weight of toluene
γ-aminopropyltrimethoxysilane 15 parts by weight
20 parts by weight of carbon black
The mixture was dispersed with a homomixer for 20 minutes to prepare a coating layer forming solution.
[0056]
This coating layer forming liquid was coated on the surface of 1000 parts by weight of the core particles using a fluid bed type 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.
[0057]
【The invention's effect】
  According to the first aspect of the present invention, the protrusion (the tip position of the protrusion is at the lowest position) at a position higher than the lowest point (vertical lowest point) of the developer carrying member at the toner intake port. Even if the toner flows to the developing carrier side due to an abrupt operation, the toner is prevented from flowing out of the developing casing by receiving it at the projection. Can do.Further, by providing a magnetic material on the protrusion, it is possible to adopt a configuration in which the magnetic force from the fixed magnetic field generating means from the inside of the developer carrying member is directed to the magnetic material. It also stays on the magnetic part of the protrusion, and the effect of preventing the outflow of toner or the like can be further enhanced.
[0059]
  Claims2According to the invention, since the magnetic flux density distribution in the normal direction of the surface of the developer carrier is the lower limit at the position of the surface of the developer carrier facing the protrusion, the developer carrier It is possible to maintain the rising state of the developer being conveyed by the developer, and the protruding developer and the protrusion cooperate to form a gap formed between the developing sleeve and the developing casing. Blocking (shutter effect) and outflow of toner and the like can be prevented.
[0060]
  Claims3According to the invention, in the developing device that automatically self-controls the toner density of the developer to which the present invention is applied, the weight average diameter of the toner is 4 to 15 μm, so there is no character smearing, A high-resolution image can be obtained.
[0061]
  Claims4According to the invention, since toner and the like are prevented from flowing out from the developing casing of the developing device, excess toner does not adhere to the image carrier at the time of development, and not only an appropriate image can be obtained, Since toner harmful to the human body does not flow into or out of the image forming apparatus, an image forming apparatus safer for the user can be provided.
[0062]
  Claims5According to the invention, when developing a latent image on the image carrier, an alternating electric field (vibration bias voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage) is applied to the development portion between the image carrier and the developer carrier. Therefore, the fog toner can be prevented from adhering to the background potential region of the toner image, and a high-quality image (a high-definition image without roughness) can be obtained. Moreover, since the developing device of the present invention suppresses the excess toner from flowing out of the developing device, even if the alternating electric field is applied, the excessive toner may adhere to the image carrier from the developing device side. Is prevented.
[0063]
  Claims6According to this invention, since the developing device of the present invention is incorporated in the process cartridge, even if a load such as an impact due to an abrupt operation or the like is applied to the process cartridge, the outflow of toner or the like from the developing device is suppressed. For this reason, it is possible for the user to provide a safe process cartridge that is easy to handle and does not scatter toner.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a state before use of a conventional developing device.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a state in use of a conventional developing device.
FIG. 3 is an enlarged view of a developing sleeve of a conventional developing device and a peripheral portion thereof.
FIG. 4 is an enlarged view of a developing sleeve and its peripheral portion of the developing device of the present invention.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a process cartridge to which the developing device of the present invention is applied.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus equipped with the process cartridge.
[Explanation of symbols]
1 Photosensitive drum
2 Development device
2a Development casing
3 Developer
3a Toner
4 Development sleeve
5 Magnet roller
6 First Doctor
7 Second Doctor
7a Developer inlet
8 Toner Hopper
8a Toner supply port
9 Agitator
10 Seal member
10a Seal member
11 Stirring roller
12 Developer case
13 Toner supply path
20 Protrusion
20a Magnetic material of protrusion
23 Charging means
25 Cleaning means
30 Process cartridge
31 Exposure means
32 Paper feeding means
33 Fixing means

Claims

内部に固定磁界発生手段を有し、トナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤を担持して搬送する円筒状の現像剤担持体と、
該現像剤担持体に担持されて搬送される現像剤の量を規制する第1の規制部材と、
該第１の規制部材により掻き落とされた現像剤を収容する現像剤収容部と、
該現像剤収容部に隣接し、該現像剤担持体に向けて供給するトナーを収容したトナー収容部と、
該現像剤収容部と該トナー収容部との間に配置され、該現像剤担持体と所定の間隙を隔てて配置された第２の規制部材と、
該現像剤収容部内で該現像剤担持体に近接して配置され、該現像剤担持体と同一回転方向に回転する円筒もしくは円柱状の磁性部材とを備えた現像装置であり、
該第２の規制部材よりも該現像剤担持体上の現像剤の搬送方向の上流側に位置し、該現像剤担持体が該トナー収容部からトナーを取り込むためのトナー取込口部が設けられ、該トナー取込口部には該現像剤担持体の最下点部より高い位置に突起部を設け、該突起部に磁性体材料を用いたことを特徴とする現像装置。A cylindrical developer carrier having a fixed magnetic field generating means therein and carrying and conveying a two-component developer containing toner and a magnetic carrier;
A first regulating member that regulates the amount of developer carried and conveyed by the developer carrying member;
A developer containing portion for containing the developer scraped off by the first regulating member;
A toner container that contains toner to be supplied toward the developer carrier, adjacent to the developer container;
A second regulating member disposed between the developer accommodating portion and the toner accommodating portion, and disposed with a predetermined gap from the developer carrier;
A developing device including a cylindrical or columnar magnetic member disposed in the developer accommodating portion in the vicinity of the developer carrier and rotating in the same rotational direction as the developer carrier;
A toner intake port portion is provided on the upstream side in the transport direction of the developer on the developer carrying member relative to the second regulating member, and the developer carrying member takes in the toner from the toner containing portion. A developing device characterized in that a protrusion is provided at a position higher than the lowest point of the developer carrying member at the toner intake port, and a magnetic material is used for the protrusion.

請求項１に記載の現像装置において、該現像剤担持体表面の法線方向の磁束密度分布が、該突起部と対向する位置において下限値（ゼロ点、変極点）となることを特徴とした現像装置。The developing device according to claim 1, wherein a magnetic flux density distribution in a normal direction on the surface of the developer carrying member is a lower limit value (zero point, inflection point) at a position facing the protrusion. Development device.

請求項１又は２に記載の現像装置において、該トナーの重量平均径が４〜１５μmであることを特徴とする現像装置。 3. The developing device according to claim 1, wherein the toner has a weight average diameter of 4 to 15 [mu] m.

像担持体と、像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体上の潜像を現像しトナー像を形成する現像手段と、該像担持体上のトナー像を転写材上に転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、
上記現像手段として、請求項１乃至３のいずれかに記載された現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。An image carrier, latent image forming means for forming a latent image on the image carrier, developing means for developing a latent image on the image carrier to form a toner image, and a toner image on the image carrier. In an image forming apparatus provided with a transfer means for transferring onto a transfer material,
As the developing means, the image forming apparatus, which comprises using a developing apparatus according to any one of claims 1 to 3.

請求項４に記載の画像形成装置において、
該像担持体上の潜像を現像する時に、該像担持体と該現像剤担持体との間の現像部位に、交互電界を印加することを特徴とする画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 4 .
An image forming apparatus, wherein an alternating electric field is applied to a developing portion between the image carrier and the developer carrier when developing a latent image on the image carrier.

表面に潜像が形成される像担持体と、該像担持体の表面を一様に帯電するための帯電手段、該潜像を現像するための現像手段、該像担持体の表面をクリーニングするクリ−ニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段とが、一体に支持され且つ画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたプロセスカ−トリッジであって、
上記現像手段として、請求項１乃至３のいずれかに記載された現像装置を用いることを特徴とするプロセスカ−トリッジ。An image carrier on which a latent image is formed, a charging unit for uniformly charging the surface of the image carrier, a developing unit for developing the latent image, and a surface of the image carrier are cleaned. At least one means selected from the cleaning means is a process cartridge which is integrally supported and configured to be detachable from the image forming apparatus main body;
As the developing means, process mosquitoes characterized by using a developing apparatus according to any one of claims 1 to 3 - cartridge.