【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、潜像担持体上に形成された潜像に現像剤を付着させて可視像化する現像装置、及び、それを備えた、特に電子写真方式を用いた複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ、印刷装置等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式を用いた画像形成装置の現像装置は、大きく一成分現像方式と二成分現像方式による現像装置とに分けられる。一成分現像方式、つまり乾式一成分現像剤を用いた現像装置としては、例えば、磁性一成分トナーを用いたジャンピング現像等がある。又、二成分現像方式による現像装置としては、磁性キャリア及び非磁性トナーを含む現像剤を用いて、磁性キャリアによりトナーを現像領域に搬送し現像を行うものであり、通常は、現像剤を潜像担持体たる感光ドラムに接触させて現像工程を行う。
【０００３】
そして、特に有彩色の画像形成を行う画像形成装置においては、二成分現像剤を現像剤として使用する二成分現像方式が広く利用されている。二成分現像方式は現在提案されている他の現像方式に比較して、画質の安定性、装置の耐久性などの長所を備えている一方、長期の耐久による現像剤の劣化、特にキャリアの劣化が不可避であるため現像剤の交換が必要である。
【０００４】
ここで、この二成分現像方式を用いた現像装置について、図８に基づき説明する。
【０００５】
図８における二成分現像方式を用いた二成分現像装置１’は、現像容器２開口部に露出して設けられた現像剤担持体である現像スリーブ１０を有し、現像スリーブ１０内には固定配置された磁界発生手段たる磁石１０ａが設けられている。
又、現像容器２の底部には、攪拌搬送手段たる搬送スクリュー３、４が現像スリーブ１０の長手方向に沿って、水平方向に並べて配置されており、又、現像容器２の開口部には、現像剤を現像スリーブ１０表面に薄層形成するために、現像スリーブ１０に対向して配置された層厚規制部材たる規制ブレード５が設けられている。
【０００６】
ここで、感光ドラム１０３上に形成された静電像を、図８の現像装置１’を用いて二成分磁気ブラシ法により顕像化する現像工程と現像剤の循環系とについて説明する。
【０００７】
先ず、現像スリーブ１０の回転に伴い、現像スリーブ１０内部に設けられたローラ状の磁石１０ａの磁極Ｎ１によって、現像容器２内の現像剤が現像スリーブ１０上に汲み上げられ、汲み上げられた現像剤が磁石１０ａの磁極Ｎ１の位置から磁極Ｎ２の位置へと搬送される過程において、現像スリーブ１０に担持される現像剤量が規制ブレード５によって規制され、現像スリーブ１０上に薄層形成される。ここで、薄層形成された現像剤は、現像主極である、感光ドラム１０３に対向した磁極Ｓ１に搬送されると磁気力によって穂立ちが形成される。この穂状に形成された現像剤によって上記静電像が現像され、その後、現像容器２内部側に設けられた磁極Ｎ３及びＮ１による反発磁界によって現像スリーブ１０上の現像剤は、現像容器２内に戻される。このように、二成分現像法による現像装置１’においては、現像スリーブ１０内の磁石１０ａの磁極の配置において、現像容器２内部側に互いに同極性の磁極を並べて配置することにより、現像後の現像剤を一旦現像スリーブ１０から剥ぎ取り、前の画像履歴を残さない構成とするのが一般的である。
【０００８】
現像スリーブ１０には、電源（図示せず）から直流バイアス及び交流バイアスが印加されるようになっている。このように、交流バイアスを印加すると現像効率が増し、画像は高品位になるので、交流バイアスを直流バイアスに重畳することが一般的である。
【０００９】
ここで、現像スリーブ１０上の現像剤層厚を規制する層厚規制部材５として、一成分現像法式においては、接触部材を現像スリーブ１０に押し当てる弾性ブレードが用いられ、現像剤として磁性トナーを用いる一成分現像法式を採用する場合は、現像スリーブ１０と非接触でトナー規制を行う、磁性を有する板状のブレードが用いられることがある。
【００１０】
二成分現像方式において、非接触方式を採用した場合、層厚規制部材としては、非磁性ブレード等を用いることがあるが、現像剤層の均一性を安定化させることが課題となっている。
【００１１】
そこで、その課題に対して非磁性ブレードの一部に磁性板を貼る方法が特開昭５９−２３１５６５号公報、特開昭５９−２３１５６６号公報、米国特許４６３７７０６号公報に提案されている。
【００１２】
例えば、図８に示す現像装置１’において、層厚規制部材である規制ブレード５として、図９（ａ）の層厚規制部分５の拡大図に示すような、ブレード５１とブレード５１を支えるための固定部材である板金５２とを有し、ブレード５１に非磁性のものを使用した、規制ブレード５ｃを用いた場合、必要なコート量をするのにスリーブ１０とブレード５との距離（Ｓ−Ｂｇａｐ）を１００μｍ以下と小さくしなければならず、ｇａｐが狭いので異物等が詰まる可能も高く、又、コート量自体も不安定である。
【００１３】
これはコート量を決めているのが現像剤とスリーブの粗さとｇａｐであることによる。従って、上記の特開昭５９−２３１５６５号公報、特開昭５９−２３１５６６号公報に開示されている、図９（ｂ）に示すような、非磁性ブレード５１に磁性板５３を貼る方法作成された規制ブレード５ｄが有効的である。
【００１４】
こうして、コート安定性のために提案された規制ブレード５として、板金５２に支えられる非磁性ブレード５１に磁性板５３を溶接した規制ブレード５ｄを、図８の現像装置１’に設置することにする。
【００１５】
このことによって、現像磁極である磁極Ｓ１から出る磁束を集中させ、キャリアによる穂立ちが安定化し、穂が立つことで現像剤の圧縮が緩和され適切なコート量にするのに必要なスリーブ１０とブレード５の距離（Ｓ−Ｂｇａｐ）を広くでき、結果としてＳ−Ｂｇａｐの振れに対する許容範囲を広げる効果がある。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現像剤担持体である現像スリーブに対する現像剤のコート安定性のために図９（ｂ）に示すような、層厚規制部材として、非磁性ブレード５１に磁性板５３を溶接した規制ブレード５ｄは、磁性板５３を付けるのに、溶接やかしめ等の加工が必要で、図９（ａ）の規制ブレード５ｃに対して、価格が６倍程度となり高価なものになっている。又、図９（ｂ）に示す規制ブレード５ｄでは、ブレード５１最先端から磁性板５３の溶接位置間隔Ｄは、０．３ｍｍであるが、その磁性板５３の位置に対する取り付け精度も例えば０．３ｍｍ±０．１と微妙で正確に取り付けるのにも手間がかかった。
【００１７】
一方加工の必要としない現像剤規制部材である、図９（ａ）に示すような構成で、固定部材５２に、非磁性ブレードのみ又は磁性ブレードのみで形成されたブレード５１を取り付けた規制ブレード５ｃがあるが、これらはコストは安いものの、以下に説明するような要因で、現像剤自体が耐久によって劣化してしまうため、スリーブ１０上のコート安定性が悪い。
【００１８】
ここでいう劣化というのは現像剤層規制部でのキャリアの機械的なシェアによる劣化とキャリア表面へのトナースペントがある。これらの劣化を要因としてスリーブ１０上の剤の搬送力が低下する。又、特に、ブレード５１を磁性ブレードとした場合は、ブレード側に磁気力が働くために搬送力が減るとブレードの外に出てくる現像剤量が低下してしまう。それと対照に、コストのかかる図９（ｂ）に示す非磁性ブレード５１に磁性板５３を取り付けた規制ブレード５ｄではコート量の低下がほとんどない。
【００１９】
ここで、コストに関して、前記に説明したように、従来用いていた、非磁性ブレードに磁性板を貼ったものは高価格となっている現状がある。こうしたコストがかかる原因としては、非磁性ブレードに対する磁性板の取り付けには溶接等の加工が必要であり、その取り付けに関して取り付け精度が要求されるため、材料費に加工費が加わることが挙げられる。このような現像剤層厚規制部材がカラー複写機となると４色分の現像装置が必要なため更に４倍分のコストがかかっていた。
【００２０】
又、最近の白黒／カラープリンター、白黒／カラーコピーの小型化、低価格化に対して現像装置そのものの小型化、低価格化が要求されており、小さい現像装置で基本機能を維持することへの課題がある。
【００２１】
そして、その上に、特に現像装置自体を小さくしていった場合に以下のような問題が発生しやすい。その理由は、現像装置の小型化に伴い、搬送スクリュー自体も小さくなり、搬送性が弱くなるから、又、層厚規制部材が現像スリーブ上の余分な現像剤を除去していく層厚規制磁極にて、除去された現像剤が溜まることによって形成される現像剤溜まり部の容積が小さくなり、現像スリーブ上のコートが低下して現像剤層が薄層化した場合に、圧力ムラを拾いやすくなるからである。
【００２２】
又、磁気ブラシ現像方式の現像装置において濃度ムラのない一様な現像を行うためには、現像スリーブ上に担持され現像領域へ搬送される現像剤層の層厚が薄く均一な状態に維持されることが必要である。
【００２３】
ここで、磁性キャリアを含む磁性二成分現像剤を用いる現像装置では、磁性キャリアの粒径が大きく磁力が強いと、現像剤が層厚規制部を通過することが困難となり、均一な現像剤の層厚を得ることができない。
【００２４】
ところが、磁性キャリアの粒径が小さく磁化の強さが下がり磁力が弱いと、層厚の規制効果が小さくなり、これも均一な層厚を得ることができないという問題点がある。こうした低磁化、小粒径の磁性キャリアを用いた二成分現像剤は、キャリアの穂跡がなく画質的に優れているものの、例えば磁性キャリアの磁化の強さが３０Ａｍ２／ｋｇ〜１２０Ａｍ２／ｋｇ、特に３０Ａｍ２／ｋｇ〜７０Ａｍ２／ｋｇ程度のものでは、コートを均一に維持するのは難しい。そして、耐久によってスリーブ上のコート量が低下し、濃度変動や濃度ムラが発生しやすい等の問題があった。
【００２５】
従って、本発明の目的は、装置が小型化されても、粒径が小さい磁性キャリアを含む現像剤を使用しても、低コストで、耐久によってもそのコート量を変化させずに、現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を均一に規制し、濃度低下、濃度ムラを防止し、高画質画像が得られる現像装置、及びそれを備えた画像形成装置を提供することである。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る現像装置及び画像形成装置にて達成される。要約すれば、第１の本発明は、非磁性トナー及び磁性キャリアを含む現像剤を収容する現像容器と、固定された磁界発生手段を内包して移動し、現像剤を現像領域に担持搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体上の現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、を有し、像担持体上に形成された静電像を現像剤により可視画像化する現像装置において、
前記層厚規制部材は、先端厚さ部分を前記現像剤担持体に近接させた非磁性ブレード、及び該非磁性ブレードを先端から前記現像剤担持体方向に突出させて支持固定する磁性固定部材を有し、該磁性固定部材の前記非磁性ブレードを突出させた先端と前記非磁性ブレードの前記現像剤担持体方向の最先端との距離が０．１ｍｍ〜１．０ｍｍであることを特徴とする現像装置を提供する。
【００２７】
第１の本発明の一実施態様によると、前記磁性キャリアは粒径２０μｍ〜６０μｍであり、前記非磁性トナーは粒径４μｍ〜１０μｍである。
【００２８】
第１の本発明の他の実施態様によると、前記磁性固定部材が、先端厚さ部分を前記現像剤担持体に対向させ且つ前記非磁性ブレードと部分を重ねて配置される板状部分を有し、前記先端厚さ部分が鋭角に形成される。
【００２９】
第２の本発明は、表面に静電像が形成される像担持体と、前記静電像を現像剤により可視画像化する第１の本発明の現像装置と、を有することを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る現像装置及び画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００３１】
実施例１
本発明の実施例１について説明する。
【００３２】
図２に、本実施例の画像形成装置である電子写真方式のカラープリンタ１００の概略構成を示す。
【００３３】
斯かるプリンタ１００にあっては、図２に示すように、矢印方向に回転する潜像担持体たる電子写真感光ドラム１０３（以下、「感光ドラム１０３」と称す。
）を備え、感光ドラム１０３の周囲に配設された、帯電器である帯電ローラ１０４、現像ロータリー１０２、現像ロータリー１０２に設置された４個の現像装置１、一次転写ローラ１０９、クリーニング手段１０６、一次転写ローラ１０９の位置に設置された中間転写ベルト１０８、その中間転写ベルト１０８に備えられた二次転写ローラ１１０、及び感光ドラム１０３の上方に配設されたレーザービームスキャナ１０７、にて画像形成手段を構成している。
【００３４】
４個の現像装置１は、現像装置１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｋであり、各現像装置１Ｍ〜Ｋは、収容する現像剤の色以外は同様の構成であり、トナー粒子とキャリア粒子とを含有する現像剤（二成分現像剤）を感光ドラム３表面に供給するようになっている。尚、現像装置１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｋは、それぞれマゼンタトナー、シアントナー、イエロートナー、ブラックトナーを含有する現像剤を使用するようになっている。
【００３５】
画像形成動作の始めとして、被複写原稿を、不図示の原稿読みとり装置で読みとる。この読みとり装置はＣＣＤ等の原稿画像を電気信号に変換する光電変換素子を有しており、原稿のイエロー画像情報、マゼンタ画像情報、シアン画像情報、白黒画像情報に、それぞれ対応した画像信号を出力するようになっている。これらの画像信号に対応して、露光装置であるレーザービームスキャナ（ＬＳ）１０７に内蔵された半導体レーザーが制御され、レーザービームＬを照射する。
【００３６】
ここで、カラープリンタ全体の画像形成動作のシーケンスについて、フルカラーモードの場合を例として簡単に説明する。
【００３７】
先ず、感光ドラム１０３の表面が、帯電ローラ１０４によって一様に帯電される。画像形成は感光ドラム１０３が帯電ローラ１０４により例えば−６００Ｖに一様帯電された後、６００ｄｐｉで、レーザービームスキャナ１０７より、次のようにして、画像露光Ｌがなされる。
【００３８】
前記の現像読みとり装置によってＣＣＤ上に結像した原稿からの反射光をＡ／Ｄ変換して６００ｄｐｉ、８ｂｉｔ（２５６階調）の画像の輝度信号に変換し、半導体レーザーを作成するレーザビームスキャナ１０７のイメージプロセッサ部に送る。イメージプロセッサ部では、この輝度信号に対して周知の輝度−濃度変換（ｌｏｇ変換）を行い、輝度信号としての画像信号を濃度信号に変換した後、必要ならばエッジ強調やスムージングや高周波成分の除去等のフィルター処理を通し、その後濃度補正処理（γ変換）をかけてから、例えばディサ等の２値化処理や、ドット集中型のディザマトリックスによるスクリーン化処理を通して２値化（１ｂｉｔ）する。もちろん８ｂｉｔのままで周知のＰＷＭ（パルス巾変調）法等でレーザーを駆動し潜像を形成する方法もある。その後、画像信号はレーザドライバーに送られ信号に応じてレーザを駆動する。そのレーザ光が画像露光Ｌとして、コリメータレンズ、ポリスキャナー、ｆθレンズ、折り返しミラー、防塵ガラス等を介して感光ドラム３上に照射される。
【００３９】
感光ドラム１０３上でのスポット径は６００ｄｐｉの１画素＝４２．３μｍよりも若干大きい５５μｍ程度のスポットサイズであり、そのスポットサイズで感光ドラム１０３上に結像し、画像部を先に述べたように、＋５０Ｖ程度に除電して、静電像を形成する。
【００４０】
次に、こうしてイエロー画像信号により変調された画像露光Ｌを行って作成された静電像に対して、イエロー現像装置１Ｍによって反転現像され、イエローの現像像（トナー像）が作成される。
【００４１】
ここで、中間転写ベルト１０８は、感光ドラム１０３と同期して、感光ドラム１０３の回転方向に対して順方向である、図２に示す矢印方向に回転しており、イエロー現像装置１Ｍで現像されたイエロートナー像は、感光ドラム１０３と中間転写ベルト１０８との対向部である一次転写部において転写帯電器である一次転写ローラ１０９によって中間転写体１０８上に転写される。感光ドラム１０３はそのまま、回転を継続し、次の色（図２に示す本例においてはシアン）の画像の転写に備える。
【００４２】
一方、感光ドラム１０３はクリーニング手段１０６によってクリーニングされ、再び帯電ローラ１０４によって帯電され、レーザービームスキャナ１０７により上述したのと同様に、次のシアン画像信号により変調された露光Ｌを受け、静電像が形成される。この間に現像ロータリー１０２は回転して、シアン現像装置１Ｃが所定の現像位置に定置され、シアンに対応するドット分布静電像の反転現像を行い、シアントナー像を形成する。シアントナー像は中間転写ベルト１０８上に既に転写されているイエロートナー像上に重ねて、同様に一次転写ローラ１０９によって転写される。
【００４３】
続いて、上述したような工程を、それぞれマゼンタ画像信号及びブラック画像信号に対して行い、中間転写ベルト１０８上への４色の複合のトナー像の転写が終了すると、矢印の向きに搬送される転写材Ｐは二次転写ローラ部１１０で転写、分離され、その後、搬送ベルトで定着器（図示せず）に送られる。定着器は転写材Ｐ上に重なっている４色の複合トナー像を加熱及び加圧により定着する。
【００４４】
このような画像形成動作による、一連のフルカラープリントシーケンスが終了し、所望のフルカラープリント画像が形成される。
【００４５】
尚、本実施例に係る画像形成装置の構成は一例であって、例えば帯電器１０４はローラに限らず帯電ワイヤーであったり、一次転写ローラ１０９も転写ベルト、ワイヤーであったりと、様々な方式が適用可能であるが、基本的には上記したように帯電、露光、現像、転写、定着の工程で画像が形成される。
【００４６】
次に、本実施例に係る現像装置について、現像装置１として図１に基づき説明する。尚、現像装置１Ｃ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｋの構成に関しては、使用される現像剤の色のみが異なり、全て同様の構成であるので、現像装置１と総称して説明する。
【００４７】
現像装置１は、現像容器２を備え、後に詳しく説明する二成分現像剤を収容している。
【００４８】
現像容器２の内部は、隔壁８によって現像室（第１室）Ｒ１と攪拌室（第２室）Ｒ２とに区画され、攪拌室Ｒ２の上方には現像容器２の壁面を隔てて不図示のトナー貯蔵室が設置され、トナー貯蔵室内には、現像に共され消費された分のトナーを補給するための補給用トナー（非磁性トナー）が収容されている。尚、現像容器２の壁面には補給口（不図示）が設けられ、補給口を経て消費されたトナーに見合った量のトナーがＲ２内に落下補給される。
【００４９】
現像室Ｒ１及び攪拌室Ｒ２内に収容される現像剤は、後に詳しく説明するように、粉砕法によって製造された平均粒径８μｍの非磁性トナー（以下、トナーという）に対して平均粒径２０ｎｍの酸化チタンを重量比１％外添したものと、１００ｍＴにおける磁化の値が６０Ａｍ２／ｋｇの平均粒径３５μｍの磁性粒子である磁性キャリアとを含有する二成分現像剤である。尚、現像剤中にてのトナーと磁性キャリアとの混合比は、重量比でトナーが６％になるようにした。
【００５０】
現像容器２の感光ドラム１０３側の部位には開口部が形成され、現像剤担持体たる現像スリーブ１０が該開口部から外部に突出するように、現像スリーブ１０は現像容器１０の開口部近傍に回転可能に組み込まれている。尚、本実施例においては、現像スリーブ１０の直径は２０ｍｍのものを用いている。又、現像スリーブ１０は、例えばＳＵＳ３０５ＡＣのような非磁性部材で形成され、その内部には磁性発生手段たる磁石１０ａが固定配置されている。
【００５１】
磁石１０ａは、感光ドラム１０３と現像スリーブ１０との対向部である現像領域の近傍に配設される現像磁極である磁極Ｓ１と、現像スリーブ１０回転方向で現像領域の上流に位置する層厚規制磁極である第１磁極Ｎ１と、現像剤を現像スリーブ１０上に担持させながら搬送するための磁極Ｎ２、Ｓ２、Ｎ３とを有する。
【００５２】
又、磁石１０ａは、現像磁極である磁極Ｓ１が感光ドラム１０３に対してドラム１０３回転方向５°上流になるように現像スリーブ１０内に配置されている。
表１に磁極パターンのピークの位置、磁力を示す。角度の基準点はＮ１から現像スリーブ回転方向５°のところを０°とし、回転方向にプラスされた角度でそれぞれの磁極の位置を示す。
【００５３】
【表１】
【００５４】
磁極Ｓ１は、現像スリーブ１０と感光ドラム１０３との間の現像領域の近傍に磁界を形成させ、該磁界によって磁気ブラシを形成するようになっている現像磁極である。現像領域である、現像スリーブ１０と感光ドラム１０３との対向近接位置において、現像スリーブ１０と感光ドラム１０３とは互いに同方向（順方向）に移動するようになっており、現像装置１においては、現像スリーブ１０が現像領域を重力方向上から下に移動する。磁極Ｓ１で現像を終了した現像剤は、現像容器２内に搬送されて、現像容器２内部に位置する磁極Ｎ１及び磁極Ｎ３により形成された反発磁界によって現像スリーブ１０上から剥ぎとられ、現像室Ｒ１に落下し、その反発磁極の下流側の磁極Ｎ１の位置で層厚規制を行う軽負荷構成をとっている。
【００５５】
尚、現像スリーブ１０には不図示の電源により、交流電圧に直流電圧を重畳した振動バイアス電圧が印加される。感光ドラム１０３上の潜像の暗部電位（非露光部電位）と明部電位（露光部電位）とは、この振動バイアス電位の最大値と最小値との間に位置している。これによって現像領域に、向きが交互に変化する交番電解が形成される。この交番電界中でトナーと磁性キャリアとが激しく振動され、トナーが現像スリーブ１０及び磁性キャリアへの静電的拘束を振り切って潜像電位に対応した量のトナー量が感光ドラム１０３に付着する。
【００５６】
尚、本実施例においては、感光ドラム１０３上の暗部電位を−６００Ｖ、明部電位を−２００Ｖとし、現像スリーブ１０には、直流バイアスとして、−４５０Ｖの直流電圧が印加され、交流バイアスは、図４の模式図に示すように、Ｖｐｐ＝１．８ｋＶ、ｆｒｑ．＝２ｋＨｚ、ｄｕｔｙ比は現像飛翔側に３５％で、それを周期的に示すと、感光ドラム側：現像飛翔側であるＴ１：Ｔ２は６５：３５となるように、印加されている。図４は、この交流バイアスのバイアス値の変動を示す模式図であり、横線は直流バイアスの−４５０Ｖの高さを示す基準線を示し、交流電圧の基準線より上側Ｖｆが現像飛翔側、下側Ｖｂが感光ドラム方向への飛翔側のバイアス部分である。
【００５７】
ここで、本実施例で用いたトナーについて説明する。
【００５８】
トナーの体積平均粒径は、４〜１０μｍのものが好適に使用できる。ここでトナーの体積平均粒径は、例えば、次の測定法で測定されたものを使用する。
【００５９】
上記測定法においては、測定装置としてはコールターカウンターＴＡ−ＩＩ型（コールター社製）を用い、個数平均分布、体積平均分布を出力するインターフェイス（日科機製）及びＣＸ−ｉパーソナルコンピュータ（キヤノン製）を接続し、電解液は一級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調整する。
【００６０】
測定法としては、電界水溶液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ホン酸塩）を０．１〜５ｍｌ加え、更に測定試料１．５〜５０ｍｇを加える。
【００６１】
試料を懸濁した電解液は、超音波分散機で約１〜３分間分散処理を行い、上記コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型によりアパチャーとして１００μｍアパチャーを用いて２〜４０μｍの粒子の粒度分布を測定し体積分布を求める。これら求めた体積分布により、サンプルの体積平均粒径が得られる。
【００６２】
上述したようなトナーに対して、更には、（トナー）表面を外添剤で被覆することにより、ハード的に２つの効果がある。
【００６３】
一つは、流動性が向上し、補給トナーが現像容器２内の二成分現像剤と混合攪拌しやすくなることであり、もう一つは、外添剤がトナー表面に介在することにより、（感光ドラム３上で現像された）トナーの感光ドラム１０３に対する離型性があがり、転写効率が良化することである。
【００６４】
本発明に使用される外添剤としては、トナーに添加したときの耐久性の点から、トナー粒子の重量平均径に対して１／１０以下の粒径であることが好ましい。
この外添剤の粒径とは、電子顕微鏡におけるトナー粒子の表面観察により求めたその平均粒径を意味する。外添剤としては、例えば、金属酸化物（酸化アルミニウム、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化マグネシウム、酸化クロム、酸化錫、酸化亜鉛等）、窒化物（窒化ケイ素等）、炭化物（炭化ケイ素等）、金属塩（硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等）、脂肪酸金属塩（ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等）、カーボンブラック、シリカ等が用いられる。
【００６５】
外添剤は、トナー粒子１００重量部に対し、０．０１〜１０重量部が用いられ、好ましくは、０．０５〜５重量部が用いられる。これら外添剤は、単独で用いても、又、複数併用しても良い。それぞれ、疎水化処理を行ったものが、より好ましい。本実施例においては、平均粒径２０ｎｍの酸化チタンを重量比１％外添したものを用いている。
【００６６】
磁性キャリアは、磁性体として従来の磁性キャリアにおけると同様の、鉄、クロム、ニッケル、コバルト等の金属、或いはそれらの化合物や合金、例えば四三化鉄、γ酸化第二鉄、二酸化クロム、酸化マンガン、フェライト、マンガン銅系合金、といった強磁性体の粒子を球形化したり、又はそれらの磁性体粒子表面をスチレン系樹脂、ビニル系樹脂、エチル系樹脂、ロジン変性樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等の樹脂やパルミチン酸、ステアリン酸等の脂肪酸ワックスで球状に被覆するか、或いは、磁性体微粒子を分散して含有した樹脂や脂肪酸ワックスの給状粒子を作るかして得られた粒子を従来公知の平均粒径選別手段で粒径選別することによって得られる。
【００６７】
本実施例では、図１に示す現像装置１の現像容器２に、微粒フェライトを樹脂中の７０ｗｔ％分散した重量平均粒径が３５μｍ、磁化の強さが６０Ａｍ２／ｋｇ、抵抗率が１０１４Ωｃｍ以上の熱による球形化処理を行った磁性キャリアを用い、トナーにスチレン・アクリル樹脂（三洋化成製ハイマーｕｐ１１０）１００重量部、カーボンブラック（三洋化成製ＭＡ−１００）１０重量部、ニグロン５重量部を含む重量平均粒径が５μｍの粉砕造粒法によって得られた非磁性粒子からなるものを用いた。
【００６８】
こうした現像装置１において、現像容器２に収容されている現像剤のトナー比率がキャリアに対して６ｗｔ％になる条件で現像を行った。トナーの平均帯電量は２０μＣ／ｇであった。磁性キャリアとして、重量平均粒径が２０〜６０μｍが好ましく、更に好ましくは、２０〜５０μｍのものである。
【００６９】
ところが、従来例で説明したように、このような、磁性キャリアの粒径が小さく、磁化の強さが低下して磁力が弱いと、層厚の規制効果が小さくなり、均一な層厚を得ることができないという問題点がある。こうした低磁化、小粒径の磁性キャリアを用いた二成分現像剤は、キャリアの穂跡がなく画質的に優れているものの、例えば磁性キャリアの磁化の強さが３０Ａｍ２／ｋｇ〜１２０Ａｍ２／ｋｇ、特に３０Ａｍ２／ｋｇ〜７０Ａｍ２／ｋｇ程度のものでは、コートを均一に維持するのは難しい。そして、耐久によってスリーブ上のコート量が低下し、濃度変動や濃度ムラが発生しやすい等の問題があった。
【００７０】
そこで、本発明の特徴について説明する。
【００７１】
従来例では、図８に示す現像装置１’のように、層厚規制部材である規制ブレード５は、図９（ａ）に示す、加工の必要としない板のみのもので非磁性ブレードのみ、磁性ブレードのみを板金５２で支える規制ブレード５ｃがあるが、これらはコストは安いものの現像スリーブ１０上のコート安定性が悪い。又、図９（ｂ）に示す、非磁性ブレード５１に磁性板５３を溶接した規制ブレード５ｄが前述のようにコート安定性のために提案され用いられているが、溶接やかしめ等の加工が必要で高価で、手間がかかった。
【００７２】
図１に示す現像装置１において、ブレード５部の拡大図に示す、規制ブレード５を構成する固定部材であるブレード支持台５４は、従来は、非磁性体にするのが常識であり、このことは磁性トナー又はキャリアを有する二成分現像剤を扱う上で、現像剤の付着を防ぎ、又、現像剤自体の磁力が影響されないようにするために重要とされてきたが、これに対して本発明では、その考えを根底から覆し、本実施例では、ブレード支持台に磁性材料を用いて磁性固定部材５４とし、且つその先端をスリーブ５１に近接させた層厚規制部材である規制ブレード５ａを用いることで、上記、図９（ｂ）に示すような非磁性ブレード５１に磁性板５３をつけた規制ブレード５ｂと同等以上の性能を低コストで実現するものである。
【００７３】
つまり図１の規制ブレード５ａを構成する磁性固定部材（ブレード支持台）５４として、磁性を有するＳＵＳ４３０を用い、ブレード５１に非磁性であるＳＵＳ３１６を使った非磁性ブレード５１を用いた。更に、ブレード支持台５４はＣｒを含む磁性合金でもよく、非磁性ブレード５１は低コスト化するためにＡｌのＡ６０６３又はＡ２０１７を用いても良い。
【００７４】
規制ブレード５ａとしては、このブレード支持台５４がその先端から非磁性ブレード５１を現像スリーブ１０方向に突出させて支持固定し、非磁性ブレード５１先端厚さ部分を現像剤スリーブ１０に近接させたものが用いられる。ここで、ブレード支持台５４の非磁性ブレード５１を突出させた先端と非磁性ブレード５１の現像スリーブ方向の最先端との距離（ギャップ）Ａを３００μｍにした。ギャップＡの調整については、従来から工場で外径３ｍｍのビス締め５５で調整するので付加的にかかるコストはない。
【００７５】
画像形成における耐久性について、図１に示す本実施例の規制ブレード５ａと、図９（ａ）、（ｂ）に示す従来例である規制ブレード５ｃ、５ｄとの比較を図３に示す。初期のコート量は２５〜３０ｍｇ／ｃｍ２とし、横軸は耐久枚数、縦軸はスリーブ１０上の現像剤のコート量Ｍ／Ｓである。
【００７６】
従来の非磁性の固定部材５２に支持された磁性又は非磁性ブレード５１で構成される規制ブレード５ｃでは、このように耐久に伴ってコート量が低下していく。これは現像剤自体が耐久によって、現像剤層規制部でのキャリアの機械的なシェアによって劣化していくことやキャリア表面へのトナースペントが発生することが要因の一つである。又、非磁性ブレード５１に磁性板５３を取り付けた規制ブレード５ｄでは、コート量の低下がほとんどない。
【００７７】
そして、本実施例の規制ブレード５ａにおいても、規制ブレード５ｄ同様に、スリーブ１０上の現像剤コート量Ｍ／Ｓは、耐久にもかかわらずほぼ一定であることがわかる。
【００７８】
更に、表２に本実施例の規制ブレード５ａ、非磁性ブレードで構成される規制ブレード５ｃ’、磁性ブレードで構成される５ｃ、非磁性ブレードに磁性板をつけた規制ブレード５ｄの比較表を示す。
【００７９】
【表２】
【００８０】
このように、ブレード支持台の材料を選ぶこと及び支持台の先端がスリーブに近接した状態に配置することで最小コストにすることができた。このように本実施例では性能が優れ、ブレード板１枚を支持台に固定するだけのコストという最小コストを実現することができた。
【００８１】
ここで、現像スリーブ１０方向のブレード５１先端と支持台５４先端は近接させなければいけないが、そのギャップＡについて検討したところ０．１ｍｍ〜１．０ｍｍなら現像剤に対して支持台が集中させる効果があった。更に好ましくは０．１ｍｍ〜０．４ｍｍにすることでＳ−Ｂｇａｐを２００μｍ以上に設定することができる。
【００８２】
ここで支持台５４は、前記のギャップＡを設けて非磁性ブレード５１と平行に配置される板状部材であるが、その時、支持台５４の厚さＣ’に関しては、剛性がある程度必要なこと、厚すぎると剤の流れの妨げになることから１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下、更には１．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下が好ましい。本実施例の支持台５４の厚さＣ’は２．０ｍｍである。
【００８３】
又、通常、従来例で説明したように、現像装置（現像スリーブ、攪拌搬送スクリュー、現像容器を含む）を小型化し、反発磁極を構成する磁極の一つを現像剤層厚規制磁極として用いた軽負荷構成の場合、現像剤層厚規制磁極近傍に攪拌搬送スクリューが存在すると、スクリューピッチ状の濃度ムラが生じる虞があった。
【００８４】
上記濃度ムラのパターンの一つは、現像剤規制磁極によって形成される現像剤溜まり部に攪拌搬送スクリューが近接している場合、攪拌搬送スクリューの回転により、現像剤溜まり部に溜まっている現像剤に対する圧力ムラが生じて、スリーブ上の一定体積（面積）中の現像剤の重量が局所的に異なっている、現像剤の密度ムラ、所謂現像剤嵩密度ムラが、スクリューピッチ状の濃度ムラとして発生するパターンである。
【００８５】
もう一つの濃度ムラのパターンは、攪拌搬送スクリュー自体も小型化し、強度が弱くなり、現像剤層厚規制磁極によって形成された現像剤溜まりと攪拌搬送スクリューとがオーバーラップしていると、攪拌搬送スクリューが回転するときにたわみが生じることによって、現像後にトナーが消費された現像剤が剥ぎ取られた後に現像剤規制部に溜まっている現像剤と混じるときに、現像剤のトナー濃度ムラがスクリューピッチ状に発生するものである。
【００８６】
これに対しても、本実施例のように、ブレード台に磁性部材を使用した規制ブレード５ａは、従来の規制ブレード５ｃのような耐久によるＭ／Ｓダウンをせずに、より安定化できる。
【００８７】
又、前記に説明したように、磁化の小さいキャリアを用いると、現像剤層厚規制磁極における現像剤圧縮度が更に弱まり、現像剤寿命が更に延びる。ただし、磁化の小さいキャリアは前述の通りにトナーコートが不安定であるので、キャリアの磁化が３０Ａｍ２／ｋｇ〜１２０Ａｍ２／ｋｇ、特に３０Ａｍ２／ｋｇ〜７０Ａｍ２／ｋｇのもので、本方式は特に効果がある。
【００８８】
本実施例においては、図１に示すように、感光ドラム３と現像スリーブ１０とが現像部で順方向に回転する構成をとっているが、それに限られるものではない。又、現像剤担持体や現像容器の形状、攪拌搬送手段の数や構成はこれに限るものではない。
【００８９】
以上のように、二成分現像剤を収容する現像装置において、層厚規制部材として、非磁性ブレードを磁性固定部材によって先端から現像剤担持体方向に突出させて支持固定したもので、現像剤担持体方向の磁性固定部材の先端と非磁性ブレードの最先端との距離が０．１ｍｍ〜１．０ｍｍであるものを用いることで、低価格で、現像領域に搬送される現像スリーブ上の現像剤の層厚を一定に規制して耐久によってもコート量が変化しなく、長寿命で且つ濃度低下、ムラのない高画質画像を得る小型化された現像装置を提供することができた。
【００９０】
実施例２
本実施例では、実施例１で使用された各色の現像装置１において、現像スリーブの回転方向を現像領域を下から上へと通過する方向に変更し、それに従って、規制ブレードの位置や構成を変更したものである。
【００９１】
現像工程について説明する。図５は、本実施例において用いた二成分磁気ブラシ現像装置１ｂの概略図である。図５に示すように、現像装置１ｂは、二成分現像剤を収容した現像容器２に、現像スリーブ１０、現像容器２中の現像剤を攪拌して、現像スリーブ１０の表面に現像剤を搬送する攪拌スクリュー３、４及び現像スリーブ１０の表面に現像剤の薄層を形成する規制ブレード５を設置して構成されている。
【００９２】
ここでは、現像スリーブ１０は現像装置１とは逆方向であり、現像スリーブ１０は現像領域領域を下から上へと通過するように回転する。つまり磁石１０ａにおいて、反発磁極下流側の磁極Ｎ３が鉛直方向下方に設置されることとなり、このＮ３極に対向して層厚規制部材である規制ブレード５が、現像スリーブ１０と適当な間隔をとって配置される。このような構成の現像装置においては、現像スリーブ１０の鉛直方向最下点近傍が、現像スリーブ１０回転方向で現像領域の上流となり、規制ブレード５を配置可能である。そうした場合、現像スリーブ１０に近い方の搬送スクリュー４から現像剤を重力に逆らって汲み上げる必要がなく、搬送スクリュー４に存在する現像剤量が少なくても現像剤を汲み上げることができる。即ち、現像容器２内の現像剤量に依存せずに、安定した汲み上げができるため、規制された現像剤層の厚みムラを低減できる。
【００９３】
現像スリーブ１０は、少なくとも現像時には、感光ドラム１０３に対して最近接領域が約５００μｍとなるように配置され、現像剤が感光ドラム１０３に接触する状態で現像できるように設定されている。
【００９４】
本実施例で用いた二成分現像剤は、粉砕法によって製造した平均粒径６μｍのネガ帯電トナーに対して、平均粒径２０ｎｍの酸化チタンを１ｗｔ％外添し、これに飽和磁化が５０ｅｍｕ／ｃｍ３、平均粒径が３５μｍの磁性キャリアを混合して得た。トナーとキャリアの混合比は重量比で６：９４とした。尚、二成分現像剤のトナー及びキャリアの製造法、種類については、これに限るものではなく、実施例１と同様のものでも良い。
【００９５】
上記の現像装置１を用いて、二成分磁気ブラシ法により潜像を現像する現像工程とその時の現像剤の循環系について説明する。先ず、ここでは、感光ドラム１０３は上から下へと現像領域を通過するので、現像スリーブ１０をドラム１０３に対してカウンター回転させる。これに伴い磁石１０ａの磁極Ｎ３により現像剤が現像スリーブ１０表面に汲み上げられ、汲み上げられた現像剤は、Ｎ３極→Ｓ１極と搬送される過程で、現像スリーブ１０に対して配置された規制ブレード５によって層厚を規制され、現像スリーブ１０上に現像剤の薄層に形成される。薄層形成された現像剤は、現像主極Ｓ１に搬送されてくると、その磁気力によって穂立ちして磁気ブラシに形成される。この穂状の磁気ブラシに形成された現像剤によって、感光ドラム１０３上の静電像が現像され、その後、現像スリーブ１０上の現像剤は、現像容器２内に戻され、Ｎ１極、Ｎ３極の反発磁界によって剥離して、現像スリーブ１０から剥離され回収される。
【００９６】
本実施例のような現像装置１ｂにても、現像剤規制部材としての規制ブレード５として、非磁性ブレード５１を支えるブレード支持台に磁性材料５４を用いて、且つその先端をスリーブ５１に近接させることで、低コストで、コート性が均一で安定した現像剤層厚規制が実現できる。
【００９７】
そして、更に、本実施例においては、図２のブレード５部の拡大図に示すように、非磁性ブレード５１を支持する台５４の先端部をカットすることでブレード５１先端部と支持台５４のギャップを広くした規制ブレード５ｂを用いている。
ここでは、支持台５４はより安い材料である新日鐵製（製品名 ジンコート）を用いた。ブレード５１はＡ７０７３を用いた。又、カット極であるＮ３の磁極は６５ｍＴである。
【００９８】
図５を用いて規制ブレード５ｂの構成を説明すると、支持台５４の厚さＣ’は２．０ｍｍで、カット部の長さＢが３ｍｍとなるようにした。カット部Ｂにおいて、第５４の厚さ部分Ｃ’を斜めに削り、第５４最先端が薄くなるようにした。
このようにすることでブレード５１と支持台５４とのギャップＡの範囲を更に０．２ｍｍ大きくすることができた。
【００９９】
これは、先端部を鋭角化することで、磁束を集中させるためである。本実施例ではギャップＡは０．５ｍｍとした。この効果を表したのが表３である。表３に示すように、設定ギャップＡを大きくできることは、コートを均一にできる範囲を広げることであり、しいては工場での取り付け位置精度を緩和でき、より容易に製造できる現像装置が提供できる。
【０１００】
【表３】
【０１０１】
尚、実施例１に説明したような現像装置１においても、非磁性ブレードを支える支持台の先端の厚さ部分を斜めにカットし、鋭角とすることで、同様の効果を上げることができる。又、本実施例で説明した現像装置１ｂにおいて、実施例１で説明した規制ブレード５ａを設置しても良い。
【０１０２】
以上の構成にすることで、低価格で、小型化された、現像領域に搬送される現像スリーブ上の現像剤の層厚を一定に規制してコートを安定にでき、耐久によってもコート量が変化しなく、濃度低下、ムラのない高画質画像が得られ、更に製造に係る手間を省くことができ、低コスト化を実現する現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することができた。
【０１０３】
実施例３
本実施例では、図６に示すリユース画像形成システムで像担持体である感光体としてＡ−Ｓｉドラム１０３を用いたデジタル複写機２００について説明する。
プロセススピードは５５０ｍｍ／ｓｅｃの１２０枚／分である。この感光ドラム１０３の表面を、一次帯電器１０４により＋５００Ｖに一様帯電する。次いで、波長６８０μｍの半導体レーザー（不図示）で６００ｄｐｉでＰＷＭによる露光１０７を行って、感光ドラム１０３上に静電像を形成する。次に、現像装置１により正規現像し、トナー像として可視化する。
【０１０４】
現像剤はネガ帯電で二成分性現像をする。トナー粒径は６μｍでキャリアは３０μｍ樹脂に磁性体を分散させたものを用いる。本実施例においても、現像剤がこれに限らず、実施例１、２にて使用したものでも良い。
【０１０５】
現像バイアスは２００Ｈｚ、１５００Ｖｐｐ、Ｄｕｔｙ５０％の交流電圧に＋１５０Ｖの直流電圧を重畳したバイアス電圧を印加する。Ｓ−Ｂｇａｐは２５０μｍ、Ｓ−Ｄｇａｐは３００μｍとした。
【０１０６】
その後、ポスト帯電器１１３で層電流−２００μＡ流してトナー像を帯電させた後、矢印方向に進む転写材Ｐに転写帯電器１０９により転写し、定着器１１４に送ってトナー像を定着する。一方、感光ドラム１０３上の転写残りのトナーをクリーニング装置１０６により除去、回収する。
【０１０７】
この後、本実施例の画像形成装置においては、クリーニング装置１０６に回収された廃トナー（リユーストナー）を、搬送パイプ１１５を通して現像装置１の上方に設置された現像ホッパー６に戻す。搬送パイプ１１５にはスクリュー状の搬送部材（不図示）が内部にあり、回転することでリユーストナーを運ぶ。
【０１０８】
更に詳細を述べると、現像ホッパー６は第１室６ａと第２室６ｂに分割されており、現像ホッパー６ａに運ばれたリユーストナーは現像ホッパー６ｂに移動し、それが現像装置１内に搬送され、再利用される。
【０１０９】
一方、別のときに、新しいトナーがホッパー６ａに入れられ、ホッパー６ａ底部に設けられたマグローラ７ａ、ホッパー６ｂに設けられたマグローラ７ｂにより磁力でそれぞれのトナーは引きつけられ、マグローラ７ａ、７ｂが回転することにより現像装置１内にトナーは運ばれる。こうして、本実施例では、リユーストナーと新しいトナーを現像装置１内で混ぜる方法を採用したが、ホッパー６内に混合するスペースを設け混ぜても構わない。
【０１１０】
現像装置１内で混ぜられたトナーは再び現像スリーブ１０に送られ、感光体１０３上に現像される。マグローラ７ａの通常の回転速度は２回転／分であり、それに応じて、マグローラ７ｂの回転速度を変化させる。マグローラ７ａ、７ｂの回転の信号は現像装置１内のピエゾセンサー（ＴＤＫ製）にトナーの自重がかからなくなり、振動するとトナー供給信号が発せられる。通常はマグローラ７ｂはマグローラ７ａに対して１０／９０（マグローラ７ａ：マグローラ７ｂ＝９：１）の回転速度で回転するようにする。
【０１１１】
尚、この画像形成装置の構成で、複数色分の現像装置を設置するときは、例えば、図６に図示された感光ドラム１０３周囲の画像形成手段を一体化させ、１つの画像形成部として、感光ドラム１０３をそれぞれの色毎に複数設けた実施例４にて説明するようなインラインタンデム方式の画像形成装置とするか、感光ドラム１０３の周囲に現像装置１を複数個隣接させて設置する構成とするか、その他構成を工夫して複数色分の現像装置１を感光ドラム１０３の周囲に設置すれば、フルカラーの画像形成が可能となる。
【０１１２】
本実施例のようなリユース画像形成システムの画像形成装置２００においても、現像装置１に設けられる現像スリーブ１０上に担持される現像剤の層厚規制部材である規制ブレード５として、ブレード支持台５４に磁性材料を用いて、且つその先端を非磁性スリーブ５１に近接させ、更に、ブレード支持台５４の先端の一部のみをカットすることでブレード５１先端部と支持台のギャップＡを広くすることができる。
【０１１３】
本実施例の規制ブレード５ｂ’の拡大図に示すように、規制ブレード５ｂ’のカット部Ｅは、実施例２の規制ブレード５ｂのカット部Ｂに比べて、切り込みが少なく、支持台５４の非磁性ブレード５１と反対側の角部分をカットするのみで先端を鋭角化させない。それでも、ギャップＡを広くできる効果がある。
【０１１４】
そして、本実施例の規制ブレード５ｂ’においては、実施例２同様に、支持台５４はより安い材料である新日鐵製（製品名 ジンコート）を用いた。ブレード５１はＡ７０７３である。カット極であるＮ３の磁極は６５ｍＴである。カット部Ｅが３ｍｍで、支持台の厚さＣ’は１．５ｍｍである。このようにすることで実施例２と同様に、ギャップＡの範囲を更に０．２ｍｍ大きくすることができた。
【０１１５】
これは実施例２と同様に支持台先端部に磁束を集中させるのためである。本実施例ではギャップＡを０．５ｍｍとした。設定ギャップＡを大きくできることはコートを均一にできる範囲を広げることであり、強いては工場での取り付け位置精度を緩和でき、容易に製造ができるという効果がある。
【０１１６】
そして、実施例のようなリユースシステムでは、Ｓ−Ｂｇａｐ部での現像剤の凝集度が上がりやすく、又、現像剤の劣化も大きい。本発明は低価格で且つコート安定という意味でこのようなシステムにも有効である。
【０１１７】
尚、本実施例の規制ブレード５ｂ’の構成は、実施例１や実施例２の画像形成装置１００や現像装置１ｂの構成においても有効である。又、本実施例にて説明したリユースシステムの画像形成装置２００においても、実施例１の規制ブレード５ｂ及び実施例２の規制ブレード５ｂを適用することができる。
【０１１８】
以上の構成にすることで、リユース機においても、低価格で、更にコートを安定にでき現像領域に搬送される現像スリーブ上の現像剤の層厚を一定に規制して耐久によってもコート量が変化しなく、長寿命で且つ濃度低下、ムラのない高画質画像を得る小型化された現像装置を提供することができた。
【０１１９】
実施例４
図７は、本発明を適用できる画像形成装置の一例である、導電性を有する像担持体をタンデム式に配列した毎分２０枚の電子写真方式のカラー画像形成装置３００を示したものである。
【０１２０】
同図において、カラー画像形成装置２００は、装置本体内に例えばイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの可視画像を形成することができる第１、第２、第３、第４、の画像形成部Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋをタンデムに配列しており、各画像形成部Ｙ〜Ｋは、それぞれ光導電層を有するドラム上の像担持体（感光ドラム）１０３Ｙ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｋを備えている。各感光ドラム１０３Ｙ〜１０３Ｋは、その周囲に専用の画像形成手段である一次帯電器１０４Ｙ、１０４Ｃ、１０４Ｍ、１０４Ｋ、転写器１０９Ｙ、１０９Ｃ、１０９Ｍ、１０９Ｋ、現像装置１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ、露光器１０７Ｙ、１０７Ｃ、１０７Ｍ、１０７Ｋ等が配置されている。
【０１２１】
カラー画像形成を行うには、先ず、第１画像形成部Ｙにおいて、回転する感光ドラム１０３Ｙの表面に帯電器１０４Ｙによって均一に電荷を付与し、これに露光器１０７Ｙによって画像露光を施し、感光ドラム１０３Ｙ表面の光導電層上に静電像を形成する。次いで、潜像を現像装置１Ｙによりイエロー現像剤を用いて現像し、潜像をイエロー現像像（トナー像）として可視化する。
【０１２２】
一方、図７において、図示しない給紙部から転写媒体である用紙や樹脂シート等の転写材、例えば用紙が給紙され、その用紙は、駆動ローラ１１１と従動ローラ１１２によって駆動される転写ベルト１０８により第１の画像形成部Ｙに搬送され、転写ローラ１０９Ｙの作用により感光ドラム１０３Ｙ上のイエロートナー像が用紙上に転写される。感光ドラム１０３Ｙ上に残留した転写残りトナーは、現像同時方式により、次の回の現像時に現像装置１Ｙに回収される。
【０１２３】
第２の画像形成部Ｃにおいても同様な工程が行われ、２色目の例えば、シアントナー像が用紙上にイエロートナー像上から転写される。同様な工程を第３、第４の画像形成部Ｍ、Ｋにおいても行うことにより、用紙上にイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のトナー像を重畳転写したカラー画像が得られる。
【０１２４】
以上の構成の画像形成装置においても、実施例１〜３に説明した現像装置が適用でき、実施例３に説明したリユースシステムを各画像形成部においてそれぞれ適用することが可能である。
【０１２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の現像装置及び画像形成装置は、非磁性トナー及び磁性キャリアを含む現像剤を収容する現像容器と、固定された磁界発生手段を内包して移動し、現像剤を現像領域に担持搬送する現像剤担持体と、現像剤担持体上の現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、を有し、像担持体上に形成された静電像を現像剤により可視画像化する現像装置において、層厚規制部材は、先端厚さ部分を現像剤担持体に近接させた非磁性ブレード、及び非磁性ブレードを先端から現像剤担持体方向に突出させて支持固定する磁性固定部材を有し、磁性固定部材の非磁性ブレードを突出させた先端と非磁性ブレードの現像剤担持体方向の最先端との距離が０．１ｍｍ〜１．０ｍｍであり、磁性固定部材が非磁性ブレード先端近辺まで配置されているので、装置が小型化されても、粒径の小さい磁性キャリアを用いても、低コストで、現像領域に返送される現像スリーブ上の現像剤層厚を一定に均一に規制し、耐久によっても現像剤層厚を維持し、濃度低下、ムラのない高画質画像を作成できる現像装置及び画像形成装置が実現できる。又、磁性固定部材が、先端厚さ部分を現像剤担持体に対向させ且つ非磁性ブレードと部分を重ねて配置される板状部分を有し、先端厚さ部分が鋭角に形成されるので、非磁性ブレードの支持台に対する取り付け精度が緩和されるので、製造にかかる手間が省け、更なる低コスト画が実現できる、といった効果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る現像装置の一例を示す断面図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図３】本発明に係る層厚規制部材の一例と従来のものにおける、現像剤担持体上の現像剤量と耐久枚数との関係についての比較を示すグラフである。
【図４】現像バイアスの交流成分の印加方法の一例を示す模式図である。
【図５】本発明に係る現像装置の他の例を示す断面図である。
【図６】本発明に係る画像形成装置の他の例を示す概略構成図である。
【図７】本発明に係る画像形成装置の他の例を示す概略構成図である。
【図８】従来の現像装置の一例を示す断面図である。
【図９】従来の層厚規制部材の一例（図９（ａ））及び他の例（図９（ｂ））を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１、１ｂ、１’ 現像装置
２ 現像容器
３、４ 搬送スクリュー（攪拌搬送手段）
５ 規制ブレード（層厚規制部材）
６ａ、６ｂ 現像ホッパー
７ａ、７ｂ マグローラ
１０ 現像スリーブ（現像剤担持体）
１０ａ 磁石（磁界発生手段）
５１ 非磁性ブレード
５２ 支持台（非磁性固定部材）
５３ 磁性板
５４ 支持台（磁性固定部材）
５５ ビス締め
１００、２００、３００ 画像形成装置
１０３ 感光ドラム（像担持体）
１０６ クリーニング装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a developing device for attaching a developer to a latent image formed on a latent image carrier to form a visible image, and a copying machine and a laser beam printer using the same, particularly using an electrophotographic system. And an image forming apparatus such as a facsimile and a printing apparatus.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a developing device of an image forming apparatus using an electrophotographic method is roughly classified into a one-component developing method and a two-component developing method. As a developing device using a one-component developing method, that is, a dry one-component developer, for example, there is a jumping development using a magnetic one-component toner. A two-component developing device uses a developer containing a magnetic carrier and a non-magnetic toner, and transports the toner to a developing area by the magnetic carrier to perform development. The developing step is performed by bringing the photosensitive drum into contact with an image carrier.
[0003]
In particular, in an image forming apparatus for forming a chromatic image, a two-component developing method using a two-component developer as a developer is widely used. The two-component development method has advantages over other currently proposed development methods, such as stability of image quality and durability of the apparatus, but also deterioration of the developer due to long-term durability, especially deterioration of the carrier. Is inevitable, the developer needs to be replaced.
[0004]
Here, a developing device using the two-component developing method will be described with reference to FIG.
[0005]
A two-component developing device 1 ′ using the two-component developing system in FIG. 8 has a developing sleeve 10 which is a developer carrier provided to be exposed at an opening of the developing container 2, and is fixed in the developing sleeve 10. A magnet 10a as a magnetic field generating means is provided.
At the bottom of the developing container 2, conveying screws 3, 4 as agitation conveying means are arranged horizontally along the longitudinal direction of the developing sleeve 10, and at the opening of the developing container 2, In order to form a thin layer of the developer on the surface of the developing sleeve 10, a regulating blade 5 which is a layer thickness regulating member disposed opposite to the developing sleeve 10 is provided.
[0006]
Here, a description will be given of a developing step of visualizing an electrostatic image formed on the photosensitive drum 103 by a two-component magnetic brush method using the developing device 1 ′ of FIG. 8 and a developer circulation system.
[0007]
First, with the rotation of the developing sleeve 10, the developer in the developing container 2 is pumped onto the developing sleeve 10 by the magnetic pole N1 of the roller-shaped magnet 10a provided inside the developing sleeve 10, and the pumped developer is removed. In the process of transporting the magnet 10a from the position of the magnetic pole N1 to the position of the magnetic pole N2, the amount of the developer carried on the developing sleeve 10 is regulated by the regulating blade 5, and a thin layer is formed on the developing sleeve 10. Here, when the thin-layered developer is conveyed to the magnetic pole S1 facing the photosensitive drum 103, which is the main developing pole, the magnetic force forms ears. The electrostatic image is developed by the spike-shaped developer, and thereafter, the developer on the developing sleeve 10 is moved into the developing container 2 by the repulsive magnetic field generated by the magnetic poles N3 and N1 provided inside the developing container 2. Will be returned. As described above, in the developing device 1 ′ using the two-component developing method, the magnetic poles of the same polarity are arranged side by side on the inner side of the developing container 2 in the arrangement of the magnetic poles of the magnet 10 a in the developing sleeve 10. Generally, the developer is once peeled off from the developing sleeve 10 so that the previous image history is not left.
[0008]
A DC bias and an AC bias are applied to the developing sleeve 10 from a power supply (not shown). As described above, when the AC bias is applied, the development efficiency increases, and the image quality becomes high. Therefore, it is general that the AC bias is superimposed on the DC bias.
[0009]
Here, in the one-component developing method, an elastic blade that presses a contact member against the developing sleeve 10 is used as the layer thickness regulating member 5 that regulates the thickness of the developer layer on the developing sleeve 10, and a magnetic toner is used as the developer. When the one-component developing method used is adopted, a plate blade having magnetism, which controls toner without contacting the developing sleeve 10, may be used.
[0010]
When the non-contact method is adopted in the two-component developing method, a non-magnetic blade or the like may be used as the layer thickness regulating member, but there is a problem in stabilizing the uniformity of the developer layer.
[0011]
To solve the problem, a method of attaching a magnetic plate to a part of a non-magnetic blade has been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 59-231565, 59-231566, and US Pat. No. 4,637,706.
[0012]
For example, in the developing device 1 'shown in FIG. 8, as the regulating blade 5 as the layer thickness regulating member, the blade 51 and the blade 51 are supported as shown in an enlarged view of the layer thickness regulating portion 5 in FIG. When the regulating blade 5c having a non-magnetic blade 51 is used as the fixing member, the distance between the sleeve 10 and the blade 5 (S- Bgap) must be as small as 100 μm or less. Since the gap is narrow, there is a high possibility that foreign matter or the like is clogged, and the coating amount itself is unstable.
[0013]
This is because the amount of coating is determined by the roughness of the developer and the sleeve and the gap. Therefore, a method of sticking a magnetic plate 53 to a non-magnetic blade 51 as shown in FIG. 9B has been created, which is disclosed in the above-mentioned JP-A-59-231565 and JP-A-59-231566. The restricted blade 5d is effective.
[0014]
In this way, a regulating blade 5d obtained by welding a magnetic plate 53 to a non-magnetic blade 51 supported by a sheet metal 52 as the regulating blade 5 proposed for coat stability is installed in the developing device 1 'of FIG. .
[0015]
As a result, the magnetic flux emitted from the magnetic pole S1, which is the developing magnetic pole, is concentrated, and the rising of the carrier by the carrier is stabilized. The distance (S-Bgap) of the blade 5 can be widened, and as a result, there is an effect that the allowable range for the deflection of the S-Bgap is expanded.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
However, as shown in FIG. 9B, a regulating blade 5d formed by welding a magnetic plate 53 to a non-magnetic blade 51 as a layer thickness regulating member as shown in FIG. In order to attach the magnetic plate 53, processing such as welding and caulking is required, and the price is about six times as high as that of the regulating blade 5c in FIG. Further, in the regulating blade 5d shown in FIG. 9B, the welding position interval D of the magnetic plate 53 from the leading edge of the blade 51 is 0.3 mm, and the mounting accuracy with respect to the position of the magnetic plate 53 is, for example, 0.3 mm. It took a lot of trouble to attach it precisely and delicately at ± 0.1.
[0017]
On the other hand, a regulating blade 5c having a configuration as shown in FIG. 9A, which is a developer regulating member that does not require processing, and in which a fixed member 52 is attached with a blade 51 formed of only a non-magnetic blade or only a magnetic blade. However, although these are inexpensive, the developer itself deteriorates due to durability due to factors described below, and thus the coat stability on the sleeve 10 is poor.
[0018]
The deterioration here includes deterioration due to the mechanical share of the carrier in the developer layer regulating portion and toner spent on the carrier surface. Due to these deteriorations, the conveying force of the agent on the sleeve 10 decreases. In particular, when the blade 51 is a magnetic blade, a magnetic force acts on the blade side, so that if the conveying force is reduced, the amount of the developer coming out of the blade is reduced. In contrast, in the costly regulating blade 5d in which the magnetic plate 53 is attached to the non-magnetic blade 51 shown in FIG.
[0019]
Here, regarding the cost, as described above, there is a state in which a conventionally used non-magnetic blade with a magnetic plate adhered thereto is expensive. The reason for such a cost is that a process such as welding is required to attach the magnetic plate to the non-magnetic blade, and the attachment accuracy is required for the attachment. When such a developer layer thickness regulating member is a color copying machine, a developing device for four colors is required, so that the cost is further increased by four times.
[0020]
In addition, the size and cost of developing devices themselves have been required to reduce the size and cost of black-and-white / color printers and black-and-white / color copying in recent years. There is a problem.
[0021]
In addition, the following problems are likely to occur especially when the size of the developing device itself is reduced. The reason for this is that, with the downsizing of the developing device, the transport screw itself becomes smaller and the transportability becomes weaker, and the layer thickness regulating member removes excess developer on the developing sleeve by the layer thickness regulating pole. In the above, when the removed developer pools, the volume of the developer pool formed is reduced, and when the coating on the developing sleeve is reduced and the developer layer is thinned, it is easy to pick up pressure unevenness. Because it becomes.
[0022]
Further, in order to perform uniform development without density unevenness in a magnetic brush developing type developing device, the thickness of the developer layer carried on the developing sleeve and conveyed to the developing area is kept thin and uniform. It is necessary to
[0023]
Here, in a developing device using a magnetic two-component developer containing a magnetic carrier, if the particle size of the magnetic carrier is large and the magnetic force is strong, it becomes difficult for the developer to pass through the layer thickness regulating portion, and uniform developer The layer thickness cannot be obtained.
[0024]
However, if the particle size of the magnetic carrier is small, the strength of magnetization is reduced, and the magnetic force is weak, the effect of regulating the layer thickness is reduced, and there is also a problem that a uniform layer thickness cannot be obtained. A two-component developer using a magnetic carrier having such a low magnetization and a small particle diameter has no image of the carrier and is excellent in image quality. For example, the magnetization strength of the magnetic carrier is 30 Am. 2 / Kg-120Am 2 / Kg, especially 30 Am 2 / Kg ~ 70Am 2 / Kg, it is difficult to keep the coat uniform. In addition, there has been a problem that the coating amount on the sleeve is reduced due to durability, and density fluctuation and density unevenness are likely to occur.
[0025]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a low-cost, durable developer without changing the coating amount even when the apparatus is downsized or using a developer containing a magnetic carrier having a small particle size. An object of the present invention is to provide a developing device capable of uniformly controlling the layer thickness of a developer carried on a carrier, preventing a decrease in density and uneven density, and obtaining a high-quality image, and an image forming apparatus including the same. .
[0026]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by a developing device and an image forming apparatus according to the present invention. In summary, the first aspect of the present invention moves while enclosing a developing container containing a developer containing a non-magnetic toner and a magnetic carrier, and a fixed magnetic field generating means, and carries and transports the developer to a developing area. The image forming apparatus has a developer carrier and a layer thickness regulating member that regulates a layer thickness of the developer on the developer carrier, and visualizes an electrostatic image formed on the image carrier with the developer. In the developing device,
The layer thickness regulating member includes a non-magnetic blade having a tip end portion close to the developer carrying member, and a magnetic fixing member for supporting and fixing the non-magnetic blade by projecting the non-magnetic blade from the leading end toward the developer carrying member. The distance between the tip of the magnetic fixing member from which the non-magnetic blade protrudes and the leading end of the non-magnetic blade in the direction of the developer carrier is 0.1 mm to 1.0 mm. Provide equipment.
[0027]
According to one embodiment of the first invention, the magnetic carrier has a particle size of 20 μm to 60 μm, and the non-magnetic toner has a particle size of 4 μm to 10 μm.
[0028]
According to another embodiment of the first aspect of the present invention, the magnetic fixing member has a plate-shaped portion having a tip thickness portion facing the developer carrier and overlapping the non-magnetic blade. The tip thickness portion is formed at an acute angle.
[0029]
According to a second aspect of the present invention, there is provided an image carrier having an electrostatic image formed on a surface thereof, and a developing device according to the first aspect of the present invention for visualizing the electrostatic image with a developer. An image forming apparatus is provided.
[0030]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the developing device and the image forming apparatus according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
[0031]
Example 1
A first embodiment of the present invention will be described.
[0032]
FIG. 2 shows a schematic configuration of an electrophotographic color printer 100 which is an image forming apparatus of the present embodiment.
[0033]
In such a printer 100, as shown in FIG. 2, an electrophotographic photosensitive drum 103 (hereinafter, referred to as a "photosensitive drum 103") as a latent image carrier rotating in the direction of an arrow.
), A charging roller 104 serving as a charger, a developing rotary 102, four developing devices 1 installed on the developing rotary 102, a primary transfer roller 109, a cleaning unit 106, which are disposed around the photosensitive drum 103. Image formation by an intermediate transfer belt 108 installed at the position of the primary transfer roller 109, a secondary transfer roller 110 provided on the intermediate transfer belt 108, and a laser beam scanner 107 provided above the photosensitive drum 103 Means.
[0034]
The four developing devices 1 are developing devices 1M, 1C, 1Y, and 1K. Each of the developing devices 1M to 1K has the same configuration except for the color of the contained developer, and contains toner particles and carrier particles. Developer (two-component developer) is supplied to the surface of the photosensitive drum 3. The developing devices 1M, 1C, 1Y, and 1K use a developer containing a magenta toner, a cyan toner, a yellow toner, and a black toner, respectively.
[0035]
At the beginning of the image forming operation, a document to be copied is read by a document reading device (not shown). This reading device has a photoelectric conversion element for converting an original image such as a CCD into an electric signal, and outputs image signals corresponding to yellow image information, magenta image information, cyan image information, and black-and-white image information of the original, respectively. It is supposed to. A semiconductor laser incorporated in a laser beam scanner (LS) 107, which is an exposure device, is controlled according to these image signals, and emits a laser beam L.
[0036]
Here, the sequence of the image forming operation of the entire color printer will be briefly described by taking the case of the full color mode as an example.
[0037]
First, the surface of the photosensitive drum 103 is uniformly charged by the charging roller 104. In the image formation, after the photosensitive drum 103 is uniformly charged to, for example, -600 V by the charging roller 104, the image exposure L is performed by the laser beam scanner 107 at 600 dpi as follows.
[0038]
A laser beam scanner 107 for producing a semiconductor laser by converting the reflected light from the original image formed on the CCD by the above-mentioned developing / reading device into an A / D converter and converting it into a luminance signal of an image of 600 dpi and 8 bits (256 gradations). To the image processor. The image processor performs a well-known luminance-density conversion (log conversion) on the luminance signal, converts an image signal as a luminance signal into a density signal, and removes edge enhancement, smoothing, and high-frequency components if necessary. After that, the image data is subjected to density correction processing (γ conversion), and then binarized (1 bit) through, for example, binarization processing using a dither matrix or screen processing using a dot concentration type dither matrix. Of course, there is also a method of forming a latent image by driving a laser by a well-known PWM (pulse width modulation) method or the like while keeping the 8-bit data. Thereafter, the image signal is sent to the laser driver to drive the laser according to the signal. The laser beam is irradiated as an image exposure L onto the photosensitive drum 3 via a collimator lens, a polyscanner, an fθ lens, a return mirror, dustproof glass, and the like.
[0039]
The spot diameter on the photosensitive drum 103 is a spot size of about 55 μm, which is slightly larger than 42.3 μm per pixel at 600 dpi, and an image is formed on the photosensitive drum 103 at the spot size, and the image portion is as described above. Then, the charge is removed to about +50 V to form an electrostatic image.
[0040]
Next, the electrostatic image created by performing the image exposure L modulated by the yellow image signal is reversely developed by the yellow developing device 1M to create a yellow developed image (toner image).
[0041]
Here, the intermediate transfer belt 108 rotates in the direction of the arrow shown in FIG. 2 in synchronization with the photosensitive drum 103 and is forward with respect to the rotation direction of the photosensitive drum 103, and is developed by the yellow developing device 1M. The yellow toner image is transferred onto the intermediate transfer member 108 by a primary transfer roller 109 serving as a transfer charger at a primary transfer portion where the photosensitive drum 103 and the intermediate transfer belt 108 face each other. The photosensitive drum 103 continues to rotate as it is, and prepares for transfer of an image of the next color (cyan in this example shown in FIG. 2).
[0042]
On the other hand, the photosensitive drum 103 is cleaned by the cleaning unit 106, charged again by the charging roller 104, and receives the exposure L modulated by the next cyan image signal by the laser beam scanner 107 in the same manner as described above. Is formed. During this time, the developing rotary 102 rotates, and the cyan developing device 1C is fixed at a predetermined developing position, performs reversal development of the dot distribution electrostatic image corresponding to cyan, and forms a cyan toner image. The cyan toner image is superimposed on the yellow toner image already transferred on the intermediate transfer belt 108, and is similarly transferred by the primary transfer roller 109.
[0043]
Subsequently, the above-described steps are performed on the magenta image signal and the black image signal, respectively, and when the transfer of the four-color composite toner image onto the intermediate transfer belt 108 is completed, the toner image is conveyed in the direction of the arrow. The transfer material P is transferred and separated by the secondary transfer roller unit 110, and then sent to a fixing device (not shown) by a transport belt. The fixing device fixes the four color composite toner images superimposed on the transfer material P by heating and pressing.
[0044]
A series of full-color print sequences by such an image forming operation are completed, and a desired full-color print image is formed.
[0045]
The configuration of the image forming apparatus according to the present exemplary embodiment is an example. For example, the charger 104 is not limited to a roller, but may be a charging wire, and the primary transfer roller 109 may be a transfer belt or a wire. Can be applied, but basically, an image is formed by the steps of charging, exposure, development, transfer, and fixing as described above.
[0046]
Next, a developing device according to the present embodiment will be described as a developing device 1 with reference to FIG. The configurations of the developing devices 1C, 1Y, 1M, and 1K are different from each other only in the color of the developer used, and all have the same configuration.
[0047]
The developing device 1 includes a developing container 2 and contains a two-component developer described in detail later.
[0048]
The inside of the developing container 2 is partitioned by a partition 8 into a developing chamber (first chamber) R1 and a stirring chamber (second chamber) R2. Above the stirring chamber R2, a wall surface of the developing container 2 is not shown and is not shown. A toner storage chamber is provided, and replenishment toner (non-magnetic toner) for replenishing toner consumed for development with the toner storage chamber is stored in the toner storage chamber. A supply port (not shown) is provided on the wall surface of the developing container 2, and an amount of toner corresponding to the toner consumed through the supply port is dropped and supplied into R2.
[0049]
As described later in detail, the developer contained in the developing chamber R1 and the stirring chamber R2 has an average particle diameter of 20 nm with respect to a non-magnetic toner (hereinafter, referred to as toner) having an average particle diameter of 8 μm manufactured by a pulverization method. Of titanium oxide externally added at a weight ratio of 1%, and a magnetization value at 100 mT of 60 Am 2 / Kg of magnetic particles having an average particle size of 35 μm. The mixing ratio between the toner and the magnetic carrier in the developer was such that the toner was 6% by weight.
[0050]
An opening is formed in a portion of the developing container 2 on the photosensitive drum 103 side, and the developing sleeve 10 is positioned near the opening of the developing container 10 so that the developing sleeve 10 serving as a developer carrier protrudes outside from the opening. Built to be rotatable. In this embodiment, the diameter of the developing sleeve 10 is 20 mm. Further, the developing sleeve 10 is formed of a non-magnetic member such as SUS305AC, for example, and a magnet 10a as a magnetism generating means is fixed inside the developing sleeve.
[0051]
The magnet 10a is provided with a magnetic pole S1 which is a developing magnetic pole disposed in the vicinity of a developing area, which is an opposing portion between the photosensitive drum 103 and the developing sleeve 10, and a layer thickness regulation located upstream of the developing area in the rotating direction of the developing sleeve 10. It has a first magnetic pole N1, which is a magnetic pole, and magnetic poles N2, S2, and N3 for transporting the developer while supporting it on the developing sleeve 10.
[0052]
The magnet 10a is arranged in the developing sleeve 10 so that the magnetic pole S1 as a developing magnetic pole is located at a position 5 ° upstream of the photosensitive drum 103 in the rotation direction of the drum 103.
Table 1 shows the peak positions and magnetic forces of the magnetic pole patterns. The reference point of the angle is 0 ° at a position 5 ° in the developing sleeve rotation direction from N1, and the position of each magnetic pole is indicated by an angle added to the rotation direction.
[0053]
[Table 1]
[0054]
The magnetic pole S1 is a developing magnetic pole that forms a magnetic field near the developing area between the developing sleeve 10 and the photosensitive drum 103, and forms a magnetic brush by the magnetic field. At a position where the developing sleeve 10 and the photosensitive drum 103 are opposed to each other, that is, the developing area, the developing sleeve 10 and the photosensitive drum 103 move in the same direction (forward direction). The developing sleeve 10 moves the developing area from the top to the bottom in the direction of gravity. The developer that has been developed at the magnetic pole S1 is transported into the developing container 2 and is peeled off from the developing sleeve 10 by a repulsive magnetic field formed by the magnetic pole N1 and the magnetic pole N3 located inside the developing container 2, and the developing chamber It has a light load configuration in which it falls to R1 and regulates the layer thickness at the position of the magnetic pole N1 on the downstream side of the repulsive magnetic pole.
[0055]
An oscillating bias voltage obtained by superimposing a DC voltage on an AC voltage is applied to the developing sleeve 10 by a power supply (not shown). The dark portion potential (non-exposed portion potential) and the light portion potential (exposed portion potential) of the latent image on the photosensitive drum 103 are located between the maximum value and the minimum value of the vibration bias potential. As a result, alternating electrolysis in which the direction alternates is formed in the developing region. In this alternating electric field, the toner and the magnetic carrier vibrate violently, and the toner shakes off the electrostatic restraint on the developing sleeve 10 and the magnetic carrier, and the amount of toner corresponding to the latent image potential adheres to the photosensitive drum 103.
[0056]
In this embodiment, the dark portion potential on the photosensitive drum 103 is -600 V, the bright portion potential is -200 V, a DC voltage of -450 V is applied to the developing sleeve 10 as a DC bias, and the AC bias is As shown in the schematic diagram of FIG. 4, Vpp = 1.8 kV, frq. = 2 kHz, the duty ratio is 35% on the developing flight side, and when the duty ratio is periodically shown, T1: T2 which is the photosensitive drum side: developing flying side is applied so as to be 65:35. FIG. 4 is a schematic diagram showing the variation of the bias value of the AC bias. The horizontal line indicates a reference line indicating the height of −450 V of the DC bias, and Vf above the reference line of the AC voltage indicates the developing flight side, and The side Vb is a bias portion on the flying side in the direction of the photosensitive drum.
[0057]
Here, the toner used in this embodiment will be described.
[0058]
A toner having a volume average particle diameter of 4 to 10 μm can be suitably used. Here, as the volume average particle diameter of the toner, for example, the one measured by the following measurement method is used.
[0059]
In the above measurement method, a Coulter Counter TA-II type (manufactured by Coulter) is used as a measuring device, and an interface (manufactured by Nikkaki) for outputting a number average distribution and a volume average distribution and a CX-i personal computer (manufactured by Canon) And a 1% NaCl aqueous solution is prepared using primary sodium chloride as an electrolyte.
[0060]
As a measuring method, 0.1 to 5 ml of a surfactant (preferably an alkylbenzene sulfonate) is added as a dispersing agent to 100 to 150 ml of the electric field aqueous solution, and 1.5 to 50 mg of a measurement sample is further added.
[0061]
The electrolytic solution in which the sample was suspended was subjected to a dispersion treatment for about 1 to 3 minutes with an ultrasonic disperser, and the particle size distribution of particles of 2 to 40 μm was measured using a 100 μm aperture as the aperture by the Coulter Counter TA-II. Find the volume distribution. From these determined volume distributions, the volume average particle size of the sample is obtained.
[0062]
In addition to the above-described toner, by coating the (toner) surface with an external additive, there are two effects in terms of hardware.
[0063]
One is that the fluidity is improved, and the replenishment toner is easily mixed and stirred with the two-component developer in the developing container 2, and the other is that the external additive intervenes on the toner surface, That is, the releasability of the toner (developed on the photosensitive drum 3) from the photosensitive drum 103 is improved, and the transfer efficiency is improved.
[0064]
The external additive used in the present invention preferably has a particle size of 1/10 or less of the weight average particle size of the toner particles from the viewpoint of durability when added to the toner.
The particle diameter of the external additive means an average particle diameter thereof obtained by observing the surface of the toner particles with an electron microscope. Examples of the external additive include metal oxides (such as aluminum oxide, titanium oxide, strontium titanate, cerium oxide, magnesium oxide, chromium oxide, tin oxide, and zinc oxide), nitrides (such as silicon nitride), and carbides (such as carbonized). Silicon, etc., metal salts (calcium sulfate, barium sulfate, calcium carbonate, etc.), fatty acid metal salts (zinc stearate, calcium stearate, etc.), carbon black, silica and the like are used.
[0065]
The external additive is used in an amount of 0.01 to 10 parts by weight, preferably 0.05 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the toner particles. These external additives may be used alone or in combination of two or more. Those subjected to a hydrophobic treatment are more preferable. In this embodiment, titanium oxide having an average particle diameter of 20 nm is externally added by 1% by weight.
[0066]
The magnetic carrier is the same as a conventional magnetic carrier as a magnetic substance, such as iron, chromium, nickel, and cobalt, or a compound or alloy thereof, for example, ferric oxide, γ-ferric oxide, chromium dioxide, oxide Ferromagnetic particles such as manganese, ferrite, and manganese copper-based alloys can be made spherical, or their magnetic particle surfaces can be made of styrene-based resins, vinyl-based resins, ethyl-based resins, rosin-modified resins, acrylic resins, polyamide resins , Epoxy resin, polyester resin or other resin or palmitic acid, fatty acid wax such as stearic acid, or spherically coated, or resin-containing fatty acid wax containing dispersed fine particles or fatty acid wax feed particles The obtained particles can be obtained by selecting the particle size using a conventionally known average particle size selection means.
[0067]
In the present embodiment, in the developing container 2 of the developing device 1 shown in FIG. 1, fine ferrite was dispersed in a resin by 70 wt% in a weight average particle diameter of 35 μm and a magnetization intensity of 60 Am 2 / Kg, resistivity is 10 14 Using a magnetic carrier that has been subjected to a spherical treatment by heat of Ωcm or more, 100 parts by weight of styrene / acrylic resin (Hymer up110 manufactured by Sanyo Chemicals), 10 parts by weight of carbon black (MA-100 manufactured by Sanyo Chemicals), and 5 parts by weight of Niglon for toner The non-magnetic particles having a weight average particle size of 5 μm and containing non-magnetic particles obtained by a pulverization granulation method were used.
[0068]
In such a developing device 1, development was performed under the condition that the toner ratio of the developer contained in the developing container 2 was 6 wt% with respect to the carrier. The average charge amount of the toner was 20 μC / g. The magnetic carrier preferably has a weight average particle size of 20 to 60 μm, more preferably 20 to 50 μm.
[0069]
However, as described in the conventional example, when the particle diameter of the magnetic carrier is small, the strength of magnetization is reduced and the magnetic force is weak, the effect of regulating the layer thickness is reduced, and a uniform layer thickness is obtained. There is a problem that you can not. A two-component developer using a magnetic carrier having such a low magnetization and a small particle diameter has no image of the carrier and is excellent in image quality. For example, the magnetization strength of the magnetic carrier is 30 Am. 2 / Kg-120Am 2 / Kg, especially 30 Am 2 / Kg ~ 70Am 2 / Kg, it is difficult to keep the coat uniform. In addition, there has been a problem that the coating amount on the sleeve is reduced due to durability, and density fluctuation and density unevenness are likely to occur.
[0070]
Therefore, features of the present invention will be described.
[0071]
In a conventional example, as in a developing device 1 'shown in FIG. 8, a regulating blade 5 which is a layer thickness regulating member has only a plate which does not require processing as shown in FIG. Although there are regulating blades 5c that support only the magnetic blade with the sheet metal 52, these are inexpensive but have poor coat stability on the developing sleeve 10. A regulating blade 5d shown in FIG. 9 (b) in which a magnetic plate 53 is welded to a non-magnetic blade 51 is proposed and used for coating stability as described above. However, processing such as welding and caulking is performed. Necessary, expensive and time-consuming.
[0072]
In the developing device 1 shown in FIG. 1, the blade support 54, which is a fixing member constituting the regulating blade 5 shown in an enlarged view of the blade 5, is conventionally made of a non-magnetic material. Has been considered important in handling two-component developers having magnetic toners or carriers, in order to prevent the adhesion of the developer and to prevent the magnetic force of the developer itself from being affected. In the present invention, this idea is fundamentally overturned. In the present embodiment, a magnetic fixing member 54 is formed by using a magnetic material for the blade support, and a regulating blade 5a which is a layer thickness regulating member having its tip close to the sleeve 51 is used. By using this, performance equal to or higher than that of the regulating blade 5b in which the magnetic plate 53 is attached to the non-magnetic blade 51 as shown in FIG. 9B is realized at low cost.
[0073]
That is, SUS430 having magnetism was used as the magnetic fixing member (blade support base) 54 constituting the regulating blade 5a in FIG. 1, and the nonmagnetic blade 51 using SUS316, which is nonmagnetic, was used as the blade 51. Further, the blade support 54 may be made of a magnetic alloy containing Cr, and the nonmagnetic blade 51 may be made of A6063 or A2017 of Al in order to reduce the cost.
[0074]
As the regulating blade 5 a, the blade support 54 projects and fixes the non-magnetic blade 51 from the tip thereof in the direction of the developing sleeve 10, and supports and fixes the non-magnetic blade 51 to the developer sleeve 10. Is used. Here, the distance (gap) A between the tip of the blade support 54 from which the non-magnetic blade 51 protrudes and the tip of the non-magnetic blade 51 in the developing sleeve direction was set to 300 μm. As for the adjustment of the gap A, there is no additional cost since it is conventionally adjusted by screw tightening 55 having an outer diameter of 3 mm at the factory.
[0075]
FIG. 3 shows a comparison between the regulating blade 5a of the present embodiment shown in FIG. 1 and the regulating blades 5c and 5d of the conventional example shown in FIGS. 9A and 9B with respect to durability in image formation. Initial coat weight is 25-30mg / cm 2 The horizontal axis represents the number of durable sheets, and the vertical axis represents the coating amount M / S of the developer on the sleeve 10.
[0076]
In the conventional regulating blade 5c composed of the magnetic or non-magnetic blade 51 supported by the conventional non-magnetic fixing member 52, the coating amount decreases as the durability increases. One of the factors is that the developer itself is deteriorated due to durability, and deteriorates due to the mechanical share of the carrier in the developer layer regulating portion, and toner spent on the carrier surface occurs. Further, in the regulating blade 5d in which the magnetic plate 53 is attached to the non-magnetic blade 51, the coating amount hardly decreases.
[0077]
Also, in the regulating blade 5a of the present embodiment, similarly to the regulating blade 5d, the developer coating amount M / S on the sleeve 10 is substantially constant despite the durability.
[0078]
Further, Table 2 shows a comparison table of the regulating blade 5a of this embodiment, the regulating blade 5c 'composed of a non-magnetic blade, the regulating blade 5c composed of a magnetic blade, and the regulating blade 5d having a magnetic plate attached to the non-magnetic blade. .
[0079]
[Table 2]
[0080]
In this way, it was possible to minimize the cost by selecting the material of the blade support and disposing the tip of the support close to the sleeve. As described above, in this embodiment, the performance was excellent, and the minimum cost of fixing only one blade plate to the support table could be realized.
[0081]
Here, the tip of the blade 51 in the direction of the developing sleeve 10 and the tip of the support 54 must be close to each other, but when the gap A is examined, if the distance is 0.1 mm to 1.0 mm, the effect that the support is concentrated on the developer is obtained. was there. More preferably, S-Bgap can be set to 200 μm or more by setting the thickness to 0.1 mm to 0.4 mm.
[0082]
Here, the support 54 is a plate-shaped member provided with the gap A and arranged in parallel with the non-magnetic blade 51. At this time, a certain rigidity is required for the thickness C 'of the support 54. If it is too thick, it will hinder the flow of the agent, so that the thickness is preferably 1.0 mm or more and 3.0 mm or less, more preferably 1.5 mm or more and 2.5 mm or less. The thickness C 'of the support 54 in this embodiment is 2.0 mm.
[0083]
Further, as described in the conventional example, usually, the developing device (including the developing sleeve, the stirring and conveying screw, and the developing container) is miniaturized, and one of the magnetic poles constituting the repulsive magnetic pole is used as the developer layer thickness regulating magnetic pole. In the case of a light load configuration, if a stirring and conveying screw is present in the vicinity of the developer layer thickness regulating magnetic pole, there is a possibility that a screw pitch-like density unevenness may occur.
[0084]
One of the patterns of the density unevenness is that, when the stirring / conveying screw is close to the developer reservoir formed by the developer regulating magnetic pole, the rotation of the stirring / conveying screw causes the developer accumulated in the developer reservoir. Pressure unevenness occurs, and the weight of the developer in a certain volume (area) on the sleeve is locally different. The density unevenness of the developer, that is, the so-called developer bulk density unevenness, becomes a screw pitch-shaped density unevenness. This is the pattern that occurs.
[0085]
Another pattern of density unevenness is that the stirring / conveying screw itself is also reduced in size, its strength is weakened, and the stirring / conveying screw is overlapped with the developer reservoir formed by the developer layer thickness regulating magnetic pole and the stirring / conveying screw. When the screw rotates, deflection occurs, so that when the consumed toner is stripped off from the developer and mixed with the developer accumulated in the developer regulating section, the toner concentration unevenness of the developer causes the screw to be uneven. It occurs in the form of a pitch.
[0086]
On the other hand, as in the present embodiment, the regulating blade 5a using a magnetic member for the blade base can be further stabilized without M / S down due to durability unlike the conventional regulating blade 5c.
[0087]
As described above, when a carrier having a small magnetization is used, the degree of compression of the developer at the developer layer thickness regulating magnetic pole is further reduced, and the life of the developer is further extended. However, as described above, since the toner coat of a carrier having a small magnetization is unstable, the magnetization of the carrier is 30 Am 2 / Kg-120Am 2 / Kg, especially 30 Am 2 / Kg ~ 70Am 2 / Kg, this method is particularly effective.
[0088]
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the photosensitive drum 3 and the developing sleeve 10 are configured to rotate in the forward direction in the developing section, but the invention is not limited thereto. Further, the shapes of the developer carrier and the developing container, and the number and configuration of the stirring / transporting means are not limited thereto.
[0089]
As described above, in the developing device containing the two-component developer, the non-magnetic blade is supported and fixed as a layer thickness regulating member by protruding from the tip toward the developer carrying member by the magnetic fixing member. By using the one in which the distance between the tip of the magnetic fixing member in the body direction and the tip of the non-magnetic blade is 0.1 mm to 1.0 mm, the developer on the developing sleeve conveyed to the developing area at low cost The thickness of the coating was regulated to a constant value, and the coating amount did not change even during durability, so that a compact developing device having a long life and a high quality image without a decrease in density and unevenness could be provided.
[0090]
Example 2
In the present embodiment, in the developing device 1 of each color used in the first embodiment, the rotation direction of the developing sleeve is changed to a direction passing from the bottom to the top of the developing area, and the position and the configuration of the regulating blade are changed accordingly. It has been changed.
[0091]
The developing step will be described. FIG. 5 is a schematic diagram of the two-component magnetic brush developing device 1b used in this embodiment. As shown in FIG. 5, the developing device 1b transports the developer to the surface of the developing sleeve 10 by stirring the developing sleeve 10 and the developer in the developing container 2 into the developing container 2 containing the two-component developer. And a regulating blade 5 for forming a thin layer of developer on the surface of the developing sleeve 10.
[0092]
Here, the developing sleeve 10 is in the opposite direction to the developing device 1, and the developing sleeve 10 rotates so as to pass through the developing area from the bottom to the top. That is, in the magnet 10a, the magnetic pole N3 on the downstream side of the repulsive magnetic pole is installed vertically below, and the regulating blade 5 as a layer thickness regulating member faces the N3 pole at an appropriate distance from the developing sleeve 10. Placed. In the developing device having such a configuration, the vicinity of the lowest point in the vertical direction of the developing sleeve 10 is located upstream of the developing area in the rotating direction of the developing sleeve 10, and the regulating blade 5 can be disposed. In such a case, it is not necessary to pump the developer from the transport screw 4 closer to the developing sleeve 10 against the gravity, and the developer can be pumped even if the amount of the developer existing in the transport screw 4 is small. That is, since stable pumping can be performed without depending on the amount of the developer in the developing container 2, the regulated unevenness of the thickness of the developer layer can be reduced.
[0093]
At least at the time of development, the developing sleeve 10 is arranged so that the area closest to the photosensitive drum 103 is about 500 μm, and is set so that the developer can be developed while being in contact with the photosensitive drum 103.
[0094]
The two-component developer used in the present embodiment is obtained by externally adding 1 wt% of titanium oxide having an average particle diameter of 20 nm to a negatively charged toner having an average particle diameter of 6 μm manufactured by a pulverization method, and having a saturation magnetization of 50 emu / cm 3 And a magnetic carrier having an average particle diameter of 35 μm. The mixing ratio between the toner and the carrier was 6:94 by weight. The production method and types of the toner and the carrier of the two-component developer are not limited to those described above, and may be the same as those in the first embodiment.
[0095]
A developing process of developing a latent image by the two-component magnetic brush method using the developing device 1 and a circulating system of the developer at that time will be described. First, here, since the photosensitive drum 103 passes through the developing region from top to bottom, the developing sleeve 10 is counter-rotated with respect to the drum 103. Along with this, the developer is pumped to the surface of the developing sleeve 10 by the magnetic pole N3 of the magnet 10a, and the pumped developer is conveyed from the N3 pole to the S1 pole, and a regulating blade disposed on the developing sleeve 10 in the process. 5, the layer thickness is regulated, and a thin layer of the developer is formed on the developing sleeve 10. When the thin-layered developer is conveyed to the developing main pole S1, it is raised by its magnetic force to be formed on a magnetic brush. The electrostatic image on the photosensitive drum 103 is developed by the developer formed on the spike-shaped magnetic brush. Thereafter, the developer on the developing sleeve 10 is returned to the inside of the developing container 2, and the N1 pole and the N3 pole. It is peeled off by the repelling magnetic field and is peeled off from the developing sleeve 10 and collected.
[0096]
Also in the developing device 1b as in the present embodiment, a magnetic material 54 is used for a blade support for supporting the non-magnetic blade 51 as the regulating blade 5 as a developer regulating member, and the tip thereof is brought close to the sleeve 51. This makes it possible to realize a low-cost, uniform coating property and stable regulation of the developer layer thickness.
[0097]
Further, in this embodiment, as shown in the enlarged view of the blade 5 in FIG. 2, the tip of the base 54 that supports the non-magnetic blade 51 is cut so that the tip of the blade 51 and the support base 54 are separated. The regulating blade 5b having a wide gap is used.
Here, the support 54 was made of Nippon Steel (product name: Gincoat), which is a cheaper material. The blade 51 used was A7073. The magnetic pole of N3, which is a cut pole, is 65 mT.
[0098]
The configuration of the regulating blade 5b will be described with reference to FIG. 5. The thickness C 'of the support 54 is 2.0 mm, and the length B of the cut portion is 3 mm. In the cut portion B, the fifty-fourth thickness portion C ′ was cut diagonally so that the foremost part of the fifty-fourth was thinned.
By doing so, the range of the gap A between the blade 51 and the support 54 could be further increased by 0.2 mm.
[0099]
This is because the magnetic flux is concentrated by sharpening the tip. In this embodiment, the gap A is set to 0.5 mm. Table 3 shows this effect. As shown in Table 3, the fact that the setting gap A can be increased means that the range in which the coat can be made uniform is widened. As a result, the mounting position accuracy at the factory can be relaxed, and a developing device that can be manufactured more easily can be provided. .
[0100]
[Table 3]
[0101]
In the developing device 1 as described in the first embodiment, the same effect can be obtained by obliquely cutting the thickness portion of the tip of the support base supporting the non-magnetic blade so as to form an acute angle. Further, in the developing device 1b described in the present embodiment, the regulating blade 5a described in the first embodiment may be installed.
[0102]
With the above configuration, the coating thickness can be stabilized by regulating the layer thickness of the developer on the developing sleeve conveyed to the developing area at a low price and miniaturized, and the coating amount can be stabilized. It is possible to provide a developing device which can obtain a high-quality image without any change, density reduction, and unevenness, can further reduce the time and effort for manufacturing, and realize a low cost, and an image forming apparatus having the same. Was.
[0103]
Example 3
In this embodiment, a digital copying machine 200 using an A-Si drum 103 as a photoconductor as an image carrier in the reuse image forming system shown in FIG. 6 will be described.
The process speed is 550 mm / sec and 120 sheets / minute. The surface of the photosensitive drum 103 is uniformly charged to +500 V by the primary charger 104. Next, exposure 107 by PWM is performed at 600 dpi with a semiconductor laser (not shown) having a wavelength of 680 μm to form an electrostatic image on the photosensitive drum 103. Next, the toner is normally developed by the developing device 1 and visualized as a toner image.
[0104]
The developer performs two-component development by negative charging. The toner has a particle diameter of 6 μm and the carrier used is a resin in which a magnetic material is dispersed in a resin of 30 μm. Also in the present embodiment, the developer is not limited to this, and the developer used in the first and second embodiments may be used.
[0105]
As the developing bias, a bias voltage obtained by superimposing a DC voltage of +150 V on an AC voltage of 200 Hz, 1500 Vpp, and 50% duty is applied. S-Bgap was 250 μm, and S-Dgap was 300 μm.
[0106]
After that, the toner image is charged by applying a layer current of −200 μA by the post-charger 113, then transferred to the transfer material P traveling in the direction of the arrow by the transfer charger 109 and sent to the fixing device 114 to fix the toner image. On the other hand, the transfer residual toner on the photosensitive drum 103 is removed and collected by the cleaning device 106.
[0107]
Thereafter, in the image forming apparatus of this embodiment, the waste toner (reused toner) collected by the cleaning device 106 is returned to the developing hopper 6 installed above the developing device 1 through the transport pipe 115. The transport pipe 115 has a screw-shaped transport member (not shown) inside, and transports the reused toner by rotating.
[0108]
More specifically, the developing hopper 6 is divided into a first chamber 6a and a second chamber 6b, and the reused toner carried to the developing hopper 6a moves to the developing hopper 6b and is conveyed into the developing device 1. Are reused.
[0109]
On the other hand, at another time, new toner is put into the hopper 6a, and each toner is attracted by magnetic force by the mag roller 7a provided at the bottom of the hopper 6a and the mag roller 7b provided at the hopper 6b, and the mag rollers 7a, 7b rotate. By doing so, the toner is carried into the developing device 1. Thus, in the present embodiment, the method of mixing the reused toner and the new toner in the developing device 1 is adopted, but a space for mixing in the hopper 6 may be provided.
[0110]
The toner mixed in the developing device 1 is sent to the developing sleeve 10 again, and is developed on the photoconductor 103. The normal rotation speed of the mag roller 7a is 2 rotations / minute, and the rotation speed of the mag roller 7b is changed accordingly. The rotation signal of the mag rollers 7a and 7b does not apply the weight of the toner to the piezo sensor (manufactured by TDK) in the developing device 1, and when it vibrates, a toner supply signal is generated. Normally, the mag roller 7b rotates at a rotation speed of 10/90 (mag roller 7a: mag roller 7b = 9: 1) with respect to the mag roller 7a.
[0111]
When a developing device for a plurality of colors is installed in the configuration of the image forming apparatus, for example, the image forming units around the photosensitive drum 103 illustrated in FIG. An inline tandem type image forming apparatus as described in Embodiment 4 in which a plurality of photosensitive drums 103 are provided for each color, or a configuration in which a plurality of developing devices 1 are installed adjacent to the periphery of the photosensitive drum 103 Alternatively, if the developing device 1 for a plurality of colors is set around the photosensitive drum 103 by devising other configurations, a full-color image can be formed.
[0112]
Also in the image forming apparatus 200 of the reuse image forming system as in the present embodiment, the blade support 54 is used as the regulating blade 5 which is a member for regulating the layer thickness of the developer carried on the developing sleeve 10 provided in the developing device 1. The gap A between the tip of the blade 51 and the support table is widened by using a magnetic material and making its tip close to the non-magnetic sleeve 51, and further cutting only a part of the tip of the blade support 54. Can be.
[0113]
As shown in the enlarged view of the regulating blade 5b 'of this embodiment, the cut portion E of the regulating blade 5b' has less cuts than the cut portion B of the regulating blade 5b of the second embodiment, and Only the corner portion opposite to the magnetic blade 51 is cut, and the tip is not sharpened. Nevertheless, there is an effect that the gap A can be widened.
[0114]
In the regulating blade 5b 'of this embodiment, as in the second embodiment, the support 54 is made of a cheaper material, Nippon Steel (product name: Gincoat). The blade 51 is A7073. The magnetic pole of the cut pole N3 is 65 mT. The cut portion E is 3 mm, and the thickness C 'of the support is 1.5 mm. By doing so, the range of the gap A could be further increased by 0.2 mm as in the second embodiment.
[0115]
This is for concentrating the magnetic flux at the tip of the support base as in the second embodiment. In this embodiment, the gap A is set to 0.5 mm. To be able to increase the setting gap A is to widen the range in which the coat can be made uniform, and at the very least, it is possible to relax the mounting position accuracy at the factory, and it is easy to manufacture.
[0116]
In the reuse system as in the embodiment, the cohesion of the developer in the S-Bgap portion is easily increased, and the deterioration of the developer is large. The present invention is also effective for such a system in terms of low cost and coat stability.
[0117]
Note that the configuration of the regulating blade 5b 'of this embodiment is also effective in the configurations of the image forming apparatus 100 and the developing device 1b of the first and second embodiments. The regulating blade 5b of the first embodiment and the regulating blade 5b of the second embodiment can be applied to the image forming apparatus 200 of the reuse system described in the present embodiment.
[0118]
With the above configuration, even in a reuse machine, at low cost, the coating amount can be further stabilized by regulating the layer thickness of the developer on the developing sleeve conveyed to the developing area at a constant price. It is possible to provide a miniaturized developing device that obtains a high-quality image that does not change, has a long life, has a low density, and has no unevenness.
[0119]
Example 4
FIG. 7 shows an example of an image forming apparatus to which the present invention can be applied, that is, an electrophotographic color image forming apparatus 300 in which tandem-type conductive image carriers are arranged in a tandem manner. .
[0120]
In the figure, a color image forming apparatus 200 includes first, second, third, and fourth image forming units Y, which can form, for example, yellow, cyan, magenta, and black visible images in the apparatus main body. C, M, and K are arranged in tandem, and each of the image forming units Y to K includes an image carrier (photosensitive drum) 103Y, 103C, 103M, and 103K on a drum having a photoconductive layer. Each of the photosensitive drums 103Y to 103K has a primary charger 104Y, 104C, 104M, 104K, a transfer unit 109Y, 109C, 109M, 109K, a developing device 1Y, 1C, 1M, 1K around the periphery, which is a dedicated image forming unit. The containers 107Y, 107C, 107M, 107K and the like are arranged.
[0121]
In order to form a color image, first, in the first image forming unit Y, a charge is uniformly applied to the surface of the rotating photosensitive drum 103Y by the charger 104Y, and the image is exposed to the photosensitive drum 103Y by the exposure unit 107Y. An electrostatic image is formed on the photoconductive layer on the 103Y surface. Next, the latent image is developed by a developing device 1Y using a yellow developer, and the latent image is visualized as a yellow developed image (toner image).
[0122]
On the other hand, in FIG. 7, a transfer material such as a sheet or a resin sheet as a transfer medium, for example, a sheet is fed from a sheet feeding unit (not shown), and the sheet is transferred by a transfer belt 108 driven by a driving roller 111 and a driven roller 112. Is transferred to the first image forming portion Y, and the yellow toner image on the photosensitive drum 103Y is transferred onto the sheet by the action of the transfer roller 109Y. The transfer residual toner remaining on the photosensitive drum 103Y is collected by the developing device 1Y during the next development by the simultaneous development method.
[0123]
A similar process is performed in the second image forming section C, and a second color, for example, a cyan toner image is transferred onto a sheet from a yellow toner image. By performing the same process in the third and fourth image forming units M and K, a color image in which toner images of four colors of yellow, cyan, magenta, and black are superimposed and transferred on paper is obtained.
[0124]
The developing device described in the first to third embodiments can be applied to the image forming apparatus having the above configuration, and the reuse system described in the third embodiment can be applied to each image forming unit.
[0125]
【The invention's effect】
As described above, the developing device and the image forming apparatus of the present invention move while enclosing the developing container containing the developer containing the non-magnetic toner and the magnetic carrier, and the fixed magnetic field generating unit, and move the developer. A developer carrying member that carries and conveys the developer to the developing area; and a layer thickness regulating member that regulates a layer thickness of the developer on the developer carrying member. In the developing device that visualizes the image, the layer thickness regulating member supports and fixes the non-magnetic blade with the tip thickness portion close to the developer carrier and the non-magnetic blade protruding from the tip toward the developer carrier. The distance between the tip of the non-magnetic blade of the magnetic fixing member from which the non-magnetic blade protrudes and the foremost end of the non-magnetic blade in the developer carrier direction is 0.1 mm to 1.0 mm; Is located near the tip of the non-magnetic blade. Therefore, even if the apparatus is miniaturized, even if a magnetic carrier having a small particle diameter is used, at a low cost, the thickness of the developer layer on the developing sleeve returned to the developing area is regulated uniformly. A developing apparatus and an image forming apparatus that can maintain a developer layer thickness even during durability and can create a high-quality image without density reduction and unevenness can be realized. Also, since the magnetic fixing member has a plate-shaped portion in which the tip thickness portion faces the developer carrier and overlaps the nonmagnetic blade and the portion, and the tip thickness portion is formed at an acute angle, Since the mounting accuracy of the non-magnetic blade to the support table is eased, there is obtained an effect that labor required for manufacturing can be saved and a further low cost image can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a developing device according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a graph showing a comparison between the example of the layer thickness regulating member according to the present invention and the conventional one in the relationship between the amount of developer on the developer carrying member and the number of endurable sheets.
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of a method of applying an AC component of a developing bias.
FIG. 5 is a sectional view showing another example of the developing device according to the present invention.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing another example of the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram illustrating another example of the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating an example of a conventional developing device.
FIG. 9 is an enlarged sectional view showing an example (FIG. 9 (a)) and another example (FIG. 9 (b)) of a conventional layer thickness regulating member.
[Explanation of symbols]
1, 1b, 1 'developing device
2 Developing container
3, 4 conveying screw (stirring conveying means)
5 regulating blade (layer thickness regulating member)
6a, 6b Development hopper
7a, 7b Mag roller
10 Developing sleeve (developer carrier)
10a magnet (magnetic field generating means)
51 Non-magnetic blade
52 Support stand (non-magnetic fixing member)
53 magnetic plate
54 Support (magnetic fixing member)
55 Screw fastening
100, 200, 300 image forming apparatus
103 Photosensitive drum (image carrier)
106 Cleaning device
