JP2006099029A - Developing device, and process cartridge and image forming apparatus using the same - Google Patents

Developing device, and process cartridge and image forming apparatus using the same Download PDF

Info

Publication number
JP2006099029A
JP2006099029A JP2004329393A JP2004329393A JP2006099029A JP 2006099029 A JP2006099029 A JP 2006099029A JP 2004329393 A JP2004329393 A JP 2004329393A JP 2004329393 A JP2004329393 A JP 2004329393A JP 2006099029 A JP2006099029 A JP 2006099029A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
developer
carrier
toner
developing
developing device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004329393A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideki Yoshinami
英樹 善波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2004329393A priority Critical patent/JP2006099029A/en
Publication of JP2006099029A publication Critical patent/JP2006099029A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the occurrence of density unevenness attributed to the pitch of a developer stirring/transporting means as well as to maintain high image quality with high sharpness and high density without progressing carrier adhesion. <P>SOLUTION: A developing device is provided with: a developing roller 51 which scoops up, carries and transports a two-component developer comprising a toner and carrier in a developing case 55 stirred and transported by a first stirring/transporting screw 53; and a doctor blade 52 for regulating the amount of the two-component developer on the developing roller, wherein a maximum value of surface magnetic flux density in a normal line direction of a magnetic pole P5 which scoops up the two-component developer and transports it to a position opposite to the doctor blade in a magnetic field generating means of the developing roller is 75-95 mT, an average particle diameter of the carrier is 35-55 μm, and a carbon black is contained in a surface coating layer of the carrier. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、複写機、ファックス、プリンタ等に用いられる現像装置並びにこれを用いたプロセスカートリッジおよび画像形成装置に関する。   The present invention relates to a developing device used for a copying machine, a fax machine, a printer, and the like, and a process cartridge and an image forming apparatus using the developing device.

従来、複写機、ファックス、プリンタ等の画像形成装置において、像担持体上に形成された潜像を顕像化するために現像剤としてトナーとキャリアとからなる二成分現像剤(以下、現像剤という)を用いた二成分現像装置が採用されている。このような二成分現像装置の一例が特許文献1に開示されている。特許文献1に実施例として開示される現像装置は、現像剤収容器内に現像剤攪拌搬送手段としての十字羽根を設け、現像剤攪拌搬送手段により現像剤を攪拌することで現像剤を摩擦帯電させるとともに、現像剤担持体近傍へ現像剤を搬送する。この現像剤を、内部に磁石を有する非磁性の現像スリーブからなる現像剤担持体が磁気力によって汲み上げてその表面に担持し、非磁性スリーブの回転により像担持体と対向する位置まで搬送する。途中、現像剤担持体上の現像剤は現像剤規制部材によりその量を規制される。像担持体と対向する現像領域では、現像剤担持体上に磁気力により現像剤の穂を形成し、現像剤の穂より像担持体上の静電潜像にトナーを供給することによりこれを現像する。   2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine, a fax machine, or a printer, a two-component developer (hereinafter referred to as a developer) composed of a toner and a carrier as a developer for developing a latent image formed on an image carrier. Is used. An example of such a two-component developing device is disclosed in Patent Document 1. In the developing device disclosed as an example in Patent Document 1, a cross blade is provided as a developer agitating and conveying means in a developer container, and the developer is agitated by the developer agitating and conveying means, so that the developer is triboelectrically charged. In addition, the developer is transported to the vicinity of the developer carrying member. A developer carrying member comprising a non-magnetic developing sleeve having a magnet therein is pumped up by the magnetic force and carried on the surface of the developer, and is conveyed to a position facing the image carrying member by rotation of the non-magnetic sleeve. On the way, the amount of the developer on the developer carrying member is regulated by the developer regulating member. In the development area facing the image carrier, developer spikes are formed on the developer carrier by magnetic force, and toner is supplied from the developer spikes to the electrostatic latent image on the image carrier. develop.

このような二成分現像装置において、ベタ画像を連続して印字した場合、現像剤攪拌搬送手段のピッチムラに起因する画像濃度ムラが発生する場合があった。この原因は、以下ように考えられる。トナー消費の多いベタ画像を連続して印字する場合、継続して充分な量のトナーを補給した現像剤を現像剤担持体に汲み上げて現像剤規制部材との対向部へ送り込み現像領域へ搬送する必要がある。現像に寄与した後に現像剤担持体から現像剤収容器内に戻ったトナー濃度の低い現像剤は、現像剤攪拌搬送手段によって搬送されるトナーをたくさん含んだ新しい現像剤とが攪拌されて、再び現像剤担持体に汲み上げられる。現像剤攪拌搬送手段としては特許文献1のような十字羽根や、スクリュウ羽根が用いられている。ところが、これらの現像剤攪拌搬送手段では、羽根のある部分と羽根のない部分、または、羽根の形状の差により現像剤攪拌搬送手段のピッチによる攪拌搬送能力の差が生じている。現像剤攪拌搬送手段の攪拌搬送能力の低い部分では、新しい現像剤との攪拌が不充分になる。さらには、現像剤担持体近傍への現像剤搬送量が少なくなる。このため、現像剤攪拌搬送部材のピッチにより、現像剤担持体近傍への現像剤供給量に差ができてしまう。ここで、現像剤担持体表面に現像剤を汲み上げる磁石(以下、汲み上げ極という)の磁気力が大きい場合は多量の現像剤を汲み上げることができるので、現像剤担持体の担持量に上記現像剤攪拌搬送手段のピッチによる現像剤供給量の差はあまり影響を与えない。しかしながら、汲み上げ極の磁気力が弱めの場合、上記現像剤攪拌搬送手段のピッチによる現像剤供給量の差が、現像剤担持体の担持量に大きな影響を与えてしまう。このように現像剤担持体が汲み上げて担持した現像剤量にピッチムラがある状態で、現像剤規制部材との対向部へ送り込まれると、現像領域へ搬送される現像剤量にもピッチムラができ、これが原因で画像濃度ムラが顕れてしまう。特許文献1に開示される現像装置では、汲み上げ極の法線方向の表面磁束密度の最大値は650ガウスであり、磁気力が比較的弱めのためピッチムラによる画像濃度ムラが顕れ易い。また、この現像装置では、現像剤攪拌搬送手段は十字羽根形状なので現像剤担持体の軸方向への攪拌搬送能力がなく、軸方向の画像濃度ムラを増大させる原因ともなっている。   In such a two-component developing device, when solid images are continuously printed, image density unevenness due to pitch unevenness of the developer agitating / conveying means may occur. The cause is considered as follows. When continuously printing solid images that consume a lot of toner, the developer continuously replenished with a sufficient amount of toner is pumped up to the developer carrying member, sent to the portion facing the developer regulating member, and conveyed to the development area. There is a need. The low-concentration developer returned from the developer carrier to the developer container after contributing to the development is agitated with a new developer containing a lot of toner conveyed by the developer agitating and conveying means, and again. It is pumped up to the developer carrier. As the developer agitating and conveying means, a cross blade or a screw blade as disclosed in Patent Document 1 is used. However, in these developer stirring / conveying means, a difference in stirring / conveying ability due to the pitch of the developer stirring / conveying means is caused by the difference in the shape of the blade and the part without the blade or the blade. In the part where the stirring and conveying capability of the developer stirring and conveying means is low, stirring with a new developer becomes insufficient. Furthermore, the amount of developer transport to the vicinity of the developer carrying member is reduced. For this reason, there is a difference in the amount of developer supplied to the vicinity of the developer carrying member depending on the pitch of the developer stirring and conveying member. Here, a large amount of developer can be pumped up when the magnetic force of a magnet (hereinafter referred to as “pumping pole”) that pumps the developer onto the surface of the developer carrier is large. The difference in the developer supply amount due to the pitch of the agitating / conveying means does not have much influence. However, when the magnetic force of the pumping pole is weak, the difference in the developer supply amount due to the pitch of the developer agitating / conveying means greatly affects the amount of the developer carrying member. When the developer amount pumped up and carried by the developer carrier in this way has pitch unevenness and is sent to the portion facing the developer regulating member, the developer amount conveyed to the development area can also be uneven in pitch. This causes uneven image density. In the developing device disclosed in Patent Document 1, the maximum value of the surface magnetic flux density in the normal direction of the pumping pole is 650 gauss, and the magnetic force is relatively weak, so image density unevenness due to pitch unevenness is likely to appear. Further, in this developing apparatus, the developer agitating / conveying means has a cross-blade shape, so that there is no ability to agitate and convey the developer carrying member in the axial direction, which causes an increase in image density unevenness in the axial direction.

なお、特許文献1の他の実施例として開示される現像装置は、トナー送り部材を備え、トナー送り部材がトナーを現像剤担持体上のキャリアに振り掛けることでトナーを補充するものである。これは、現像剤搬送攪拌手段を有しない構成であり、上記現像剤攪拌搬送手段に起因するムラは生じない。   The developing device disclosed as another embodiment of Patent Document 1 includes a toner feeding member, and the toner feeding member replenishes the toner by sprinkling the toner on the carrier on the developer carrying member. This is a configuration that does not have the developer conveying and stirring means, and does not cause unevenness due to the developer stirring and conveying means.

また、このような現像剤攪拌搬送手段のピッチムラの発生を抑制するために、現像剤担持体の磁界発生手段の磁界の強さを規定するものが、特許文献2、特許文献3で提案されている。   Further, in order to suppress the occurrence of pitch unevenness in the developer agitating / conveying means, those which define the magnetic field strength of the magnetic field generating means of the developer carrier are proposed in Patent Document 2 and Patent Document 3. Yes.

特許公報2644489号公報Japanese Patent No. 2644489 特開2001−194911号公報JP 2001-194911 A 特開2002−148941号公報JP 2002-148941 A

また、二成分現像装置において、鮮鋭感の高い画質を得るために小粒径キャリアを用いる方法がある。小粒径キャリアを用いると、現像直後に現像剤の穂でトナー像をかすり採る作用が少なくなり、画像全体のかすれが少なくなるため、ボソツキ感がなく、鮮鋭感を高くすることができる。しかしながら、キャリアの粒径を小さくしていくと、キャリア付着に対しての余裕が低下してまう。キャリア付着がおこると、転写抜けによる白抜け画像の発生や、転写装置、定着装置に傷を与えて装置全体が短寿命化する等の不具合が発生する。特に4色のトナーを重ね合わせるフルカラー画像形成装置では、上記不具合の発生する可能性が単色画像形成装置に較べて4倍と多くなるため、画像形成装置のカラー化の流れに伴い重要な問題となっている。   In a two-component developing apparatus, there is a method using a small particle size carrier in order to obtain a sharp image quality. When a small particle size carrier is used, the action of rubbing the toner image with the developer spike immediately after development is reduced, and the overall image is less blurred. Therefore, there is no blurring feeling and the sharpness can be enhanced. However, as the particle size of the carrier is reduced, the margin for carrier adhesion decreases. When the carrier adheres, problems such as generation of a white-out image due to transfer loss and damage to the transfer device and the fixing device to shorten the entire life of the device occur. In particular, in a full-color image forming apparatus that superimposes four color toners, the possibility of occurrence of the above problems is four times as large as that in a single-color image forming apparatus. It has become.

また、二成分現像装置において上述の現像剤攪拌搬送手段による濃度ムラを抑制するために、現像剤量規制部材に現像剤を搬送するための磁気力を強くしていくと、規制部における現像剤のしごきが強くなり摩擦帯電効果が大きくなる。摩擦帯電効果が大きくなり過ぎると、キャリア付着に関しては悪化する傾向にある。また、摩擦帯電効果が大きくなり現像剤中のトナーの帯電量が大きくなり過ぎると、現像能力が低下する傾向にあり、画像濃度不足が発生するおそれあある。   Further, in the two-component developing device, in order to suppress density unevenness due to the developer stirring and conveying means described above, when the magnetic force for conveying the developer to the developer amount regulating member is increased, the developer in the regulating unit The ironing becomes stronger and the frictional charging effect is increased. If the frictional charging effect becomes too large, carrier adhesion tends to deteriorate. Further, if the triboelectric charging effect is increased and the charge amount of the toner in the developer is excessively increased, the developing ability tends to be lowered, and the image density may be insufficient.

このように、二成分現像装置においては、高画質化のために種々の要求がなされているが、上述の特許文献の現像装置等の従来現像装置では、これらの要求をすべて満足することはできなかった。   As described above, in the two-component developing device, various demands are made to improve the image quality. However, the conventional developing devices such as the developing device described in the above-mentioned patent document cannot satisfy all of these requirements. There wasn't.

本発明はこのような背景に鑑みなされたものである。その目的とするところは、キャリア付着を悪化させることなく鮮鋭度の高く高濃度の高画質を維持すると共に、現像剤攪拌搬送手段のピッチに起因する濃度ムラを抑制できる現像装置、並びにこれを用いたプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することである。   The present invention has been made in view of such a background. The purpose is to use a developing device capable of maintaining high image quality with high sharpness and high density without deteriorating carrier adhesion, and suppressing density unevenness due to the pitch of the developer agitating and conveying means, and the use thereof. The present invention provides a process cartridge and an image forming apparatus.

上記目的を達成するために、請求項1の発明は、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、該現像剤収容部内の二成分現像剤を攪拌搬送する現像剤攪拌搬送手段と、複数の磁極を形成するための磁石を有する磁界発生手段を内包する回転可能な非磁性スリーブを有し、該現像剤収容部内の二成分現像剤を汲み上げて担持搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体表面と一定の間隙をもって対向するよう配置され、該現像剤担持体上の二成分現像剤の量を規制する現像剤規制部材とを備えた現像装置において、上記現像剤担持体の磁界発生手段の二成分現像剤を汲み上げて上記現像剤量規制部材との対向部に搬送する磁極の法線方向の表面磁束密度の最大値が75〜95mTであり、上記キャリアの平均粒径が35〜55μmであり、該キャリアの表面コート層にカーボンブラックが含まれていることを特徴とするものである。尚、表面磁束密度の表面とは非磁性スリーブの表面を指すものである。
請求項2の発明は、請求項1の現像装置において、上記キャリアは、キャリア単体で直流1000Vの電圧を印加したときの体積抵抗をR[Ω・cm]とすると、logRが10〜15乗であることを特徴とするものである。
請求項3の発明は、請求項1または2の現像装置において、上記現像剤攪拌搬送手段は、上記現像剤担持体と並列に配置され、該現像剤担持体の回転軸方向に二成分現像剤を搬送しながら該現像剤担持体近傍に二成分現像剤を供給する回転可能な剤搬送供給部材を有し、該現像剤担持体の表面移動速度Aと該剤搬送供給部材の表面移動速度Bの比率B/Aが0.32≦B/A≦1.86であることを特徴とするものである。
請求項4の発明は、請求項1、2または3の現像装置において、上記キャリアの表面コート層の樹脂に対するカーボンブラックの重量比が3%以下であることを特徴とするものである。
請求項5の発明は、請求項1、2、3または4の現像装置において、上記トナーの重量平均粒径が3〜10μmであることを特徴とするものである。
請求項6の発明は、請求項1、2、3、4または5の現像装置において、上記トナーが紡錘形状であることを特徴とするものである。
請求項7の発明は、請求項6の現像装置において、上記トナーの長軸r1と短軸r2との比(r2/r1)が0.5〜0.8で、厚さr3と短軸r2との比(r3/r2)が0.7〜1.0であることを特徴とするものである。
請求項8の発明は、像担持体と、帯電手段、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を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジにおいて、上記現像手段として、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、該現像剤収容部内の二成分現像剤を攪拌搬送する現像剤攪拌搬送手段と、複数の磁極を形成するための磁石を有する磁界発生手段を内包する回転可能な非磁性スリーブを有し、該現像剤収容部内の二成分現像剤を汲み上げて担持搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体表面と一定の間隙をもって対向するよう配置され、該現像剤担持体上の二成分現像剤の量を規制する現像剤規制部材とを備え、該現像剤担持体の磁界発生手段の二成分現像剤を汲み上げて上記現像剤量規制部材との対向部に搬送する磁極の法線方向の表面磁束密度の最大値が75〜95mTであり、該キャリアの平均粒径が35〜55μmであり、該キャリアの表面コート層にカーボンブラックが含まれていることを特徴とするものである。
請求項9の発明は、請求項8のプロセスカートリッジにおいて、上記キャリアは、キャリア単体で直流1000Vの電圧を印加したときの体積抵抗をR[Ω・cm]とすると、logRが10〜15乗であることを特徴とするものである。
請求項10の発明は、請求項8または9のプロセスカートリッジにおいて、上記現像剤攪拌搬送手段は、上記現像剤担持体と並列に配置され、該現像剤担持体の回転軸方向に二成分現像剤を搬送しながら該現像剤担持体近傍に二成分現像剤を供給する回転可能な剤搬送供給部材を有し、該現像剤担持体の表面移動速度Aと該剤搬送供給部材の表面移動速度Bの比率B/Aが0.32≦B/A≦1.86であることを特徴とするものである。
請求項11の発明は、請求項8、9または10のプロセスカートリッジにおいて、上記キャリアの表面コート層の樹脂に対するカーボンブラックの重量比が3%以下であることを特徴とするものである。
請求項12の発明は、請求項8、9、10または11のプロセスカートリッジにおいて、上記トナーの重量平均粒径が3〜10μmであることを特徴とするものである。
請求項13の発明は、請求項8、9、10、11または12の現像装置において、上記トナーが紡錘形状であることを特徴とするものである。
請求項14の発明は、請求項13のプロセスカートリッジにおいて、上記トナーの長軸r1と短軸r2との比(r2/r1)が0.5〜0.8で、厚さr3と短軸r2との比(r3/r2)が0.7〜1.0であることを特徴とするものである。
請求項15の発明は、像担持体と、該像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置において、上記現像手段として請求項1、2、3、4、5、6又は7の現像装置を備えることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a developer containing portion that contains a two-component developer containing toner and a carrier, and a developer that stirs and conveys the two-component developer in the developer containing portion. A developer having a rotatable non-magnetic sleeve containing a stirring and conveying means and a magnetic field generating means having a magnet for forming a plurality of magnetic poles, and pumping and carrying the two-component developer in the developer accommodating portion In a developing device comprising a carrier and a developer regulating member that is disposed so as to face the surface of the developer carrier with a certain gap and regulates the amount of the two-component developer on the developer carrier. The maximum value of the surface magnetic flux density in the normal direction of the magnetic pole that pumps up the two-component developer of the magnetic field generating means of the developer carrying member and conveys it to the opposed portion to the developer amount regulating member is 75 to 95 mT. The average particle size of 35 to 35 A 5 [mu] m, and is characterized in that it contains carbon black in the surface coating layer of the carrier. Note that the surface magnetic flux density surface refers to the surface of the nonmagnetic sleeve.
According to a second aspect of the present invention, in the developing device of the first aspect, when the carrier has a volume resistance of R [Ω · cm] when a DC voltage of 1000 V is applied as a single carrier, the logR is 10 to 15th power. It is characterized by being.
According to a third aspect of the present invention, in the developing device according to the first or second aspect, the developer agitating / conveying means is disposed in parallel with the developer carrying member, and the two-component developer is arranged in the rotation axis direction of the developer carrying member. A developer transport and supply member capable of rotating the two-component developer in the vicinity of the developer carrier while transporting the developer, and a surface movement speed A of the developer carrier and a surface movement speed B of the developer transport member. The ratio B / A is 0.32 ≦ B / A ≦ 1.86.
According to a fourth aspect of the present invention, in the developing device of the first, second, or third aspect, the weight ratio of the carbon black to the resin of the surface coat layer of the carrier is 3% or less.
According to a fifth aspect of the present invention, in the developing device of the first, second, third, or fourth aspect, the toner has a weight average particle diameter of 3 to 10 μm.
A sixth aspect of the present invention is the developing apparatus according to the first, second, third, fourth or fifth aspect, wherein the toner has a spindle shape.
According to a seventh aspect of the present invention, in the developing device of the sixth aspect, the ratio (r2 / r1) of the major axis r1 to the minor axis r2 of the toner is 0.5 to 0.8, and the thickness r3 and the minor axis r2. (R3 / r2) is 0.7 to 1.0.
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a process cartridge which integrally supports an image carrier and at least one means selected from a charging means, a developing means, and a cleaning means, and is detachable from an image forming apparatus main body. As the developing means, a developer accommodating portion for accommodating a two-component developer containing toner and a carrier, a developer agitating / conveying means for agitating and conveying the two-component developer in the developer accommodating portion, and a plurality of magnetic poles A developer carrier having a rotatable non-magnetic sleeve containing a magnetic field generating means having a magnet for forming, pumping up and carrying the two-component developer in the developer container, and the developer carrier; A two-component developer that is disposed so as to face the surface with a certain gap and regulates the amount of the two-component developer on the developer-carrying member; Draw on The maximum value of the surface magnetic flux density in the normal direction of the magnetic pole conveyed to the portion facing the developer amount regulating member is 75 to 95 mT, the average particle size of the carrier is 35 to 55 μm, and the surface of the carrier The coating layer contains carbon black.
According to a ninth aspect of the present invention, in the process cartridge according to the eighth aspect, if the carrier has a volume resistance of R [Ω · cm] when a DC voltage of 1000 V is applied as a single carrier, the logR is 10 to the 15th power. It is characterized by being.
According to a tenth aspect of the present invention, in the process cartridge according to the eighth or ninth aspect, the developer agitating / conveying means is disposed in parallel with the developer carrying member, and the two-component developer is arranged in the rotation axis direction of the developer carrying member. A developer transport and supply member capable of rotating the two-component developer in the vicinity of the developer carrier while transporting the developer, and a surface movement speed A of the developer carrier and a surface movement speed B of the developer transport member. The ratio B / A is 0.32 ≦ B / A ≦ 1.86.
An eleventh aspect of the invention is the process cartridge according to the eighth, ninth or tenth aspect, wherein the weight ratio of the carbon black to the resin of the surface coat layer of the carrier is 3% or less.
According to a twelfth aspect of the present invention, in the process cartridge according to the eighth, ninth, tenth, or eleventh aspect, the toner has a weight average particle diameter of 3 to 10 μm.
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the developing device according to the eighth, ninth, tenth, eleventh or twelfth aspect, the toner has a spindle shape.
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the process cartridge of the thirteenth aspect, the ratio (r2 / r1) of the major axis r1 to the minor axis r2 of the toner is 0.5 to 0.8, and the thickness r3 and the minor axis r2. (R3 / r2) is 0.7 to 1.0.
An image forming apparatus comprising: an image carrier; a latent image forming unit that forms a latent image on the image carrier; and a developing unit that develops the latent image on the latent image carrier. The developing device includes the developing device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7.

請求項1乃至15の発明においては、現像剤担持体の磁界発生手段の二成分現像剤を汲み上げて現像剤量規制部材との対向部に搬送する磁極の法線方向の表面磁束密度の最大値、キャリアの平均粒径、キャリアの材質を規定する。これにより、キャリア付着を悪化させることなく、鮮鋭度の高い高濃度な高画質を維持すると共に、現像剤攪拌搬送手段のピッチに起因する濃度ムラを抑制するという複数の要求を満たすことのできる条件を見出した。詳しくは、表1〜表8を用いて後述する実験により以下のことが判明した。まず、現像剤担持体の磁界発生手段の二成分現像剤を汲み上げて現像剤量規制部材との対向部に搬送する磁極の磁気力が小さいと、現像剤担持体が担持する現像剤量は、現像剤攪拌搬送手段のピッチによる現像剤搬送量の差の影響を受けやすい。この磁極の法線方向の表面磁束密度の最大値が75mT以上であれば、現像剤担持体は多量の現像剤を担持できるので現像剤攪拌搬送手段のピッチによる現像剤搬送量の差の影響を受け難くなる。よって、現像剤担持体はむらが少ない状態で現像剤規制部材との対向部に現像剤を搬送することができ、現像剤攪拌搬送手段のピッチに起因する画像ピッチムラを発生しないことが判明した。また、キャリアの平均粒径に関しては、55μm以下にすれば鮮鋭度の高い高画質を維持できることが判明した。しかしながら、上記法線方向の表面磁束密度を高くしていくと、規制部での現像剤のしごきが強くなり現像剤の摩擦帯電効果が大きくなるので、キャリア付着の程度が悪化したり、画像濃度が低下したりする。また、キャリアの平均粒径を小さくしていくと、キャリア付着に対しては悪化する傾向にある。キャリアの平均粒径が30μm以下の範囲ではキャリア付着を満足する条件は見出せなかった。また、上記磁極の法線方向の表面磁束密度の最大値が95mTより大きな範囲では、キャリア付着余裕度は顕著に悪くなった。さらに、キャリアの材質に関してみると、表1〜表3の表層コートカーボンレスのキャリアに較べ、表4〜表8の表面コート層にカーボンブラックを含むキャリアでは、キャリア付着の余裕度が格段に向上する。これは、キャリアのコート層にカーボンを少量添加することで、キャリアの抵抗を極めて局所的に下げる効果が発生し、適度な放電が逐次行われて、キャリア付着に対する余裕度を向上させていると考えられる。このようなコート層にカーボンブラックを添加したキャリアを用いた場合には、上記法線方向の表面磁束密度の最大値が75〜95mT、キャリアの平均粒径が35〜55μmの範囲で、現像剤攪拌搬送手段のピッチに起因する画像濃度ムラ、キャリア付着がほぼ抑制された鮮鋭度の高く、高濃度な高画質な画像を得ることができた。   According to the first to fifteenth aspects of the present invention, the maximum value of the surface magnetic flux density in the normal direction of the magnetic pole that pumps up the two-component developer of the magnetic field generating means of the developer carrying member and conveys it to the portion facing the developer amount regulating member. The average particle diameter of the carrier and the material of the carrier are defined. As a result, it is possible to satisfy a plurality of requirements of maintaining high sharpness and high density high image quality without deteriorating carrier adhesion and suppressing density unevenness due to the pitch of the developer stirring and conveying means. I found. Specifically, the following was found by experiments described later using Tables 1 to 8. First, when the magnetic force of the magnetic pole that draws up the two-component developer of the magnetic field generating means of the developer carrying member and conveys it to the opposed portion to the developer amount regulating member is small, the amount of developer carried by the developer carrying member is: It is easily affected by the difference in developer conveyance amount due to the pitch of the developer agitating and conveying means. If the maximum value of the surface magnetic flux density in the normal direction of the magnetic pole is 75 mT or more, the developer carrier can carry a large amount of developer, so the influence of the difference in the developer conveyance amount due to the pitch of the developer agitating and conveying means is affected. It becomes difficult to receive. Therefore, it has been found that the developer carrying member can convey the developer to the portion facing the developer regulating member with little unevenness, and image pitch unevenness due to the pitch of the developer agitating and conveying means does not occur. Further, it has been found that when the average particle size of the carrier is 55 μm or less, high image quality with high sharpness can be maintained. However, when the surface magnetic flux density in the normal direction is increased, the ironing of the developer at the restricting portion becomes stronger and the triboelectric charging effect of the developer increases, so that the degree of carrier adhesion deteriorates or the image density Or drop. Further, when the average particle diameter of the carrier is reduced, the carrier adhesion tends to be deteriorated. In the range where the average particle diameter of the carrier is 30 μm or less, no conditions satisfying the carrier adhesion could be found. Further, when the maximum value of the surface magnetic flux density in the normal direction of the magnetic pole is larger than 95 mT, the carrier adhesion margin is remarkably deteriorated. Furthermore, regarding the carrier material, the carrier adhesion margin is significantly improved in the carrier containing carbon black in the surface coat layer in Tables 4 to 8 as compared to the surface-coated carbonless carrier in Tables 1 to 3. To do. This is because the addition of a small amount of carbon to the carrier coat layer has the effect of extremely reducing the resistance of the carrier, and appropriate discharge is sequentially performed to improve the margin for carrier adhesion. Conceivable. In the case where a carrier in which carbon black is added to such a coat layer is used, the developer has a maximum surface magnetic flux density in the normal direction of 75 to 95 mT and an average particle diameter of the carrier of 35 to 55 μm. It was possible to obtain a high-definition and high-definition image with high sharpness in which unevenness in image density and carrier adhesion due to the pitch of the stirring and conveying means were substantially suppressed.

本発明によれば、キャリア付着を悪化させることなく鮮鋭度の高く高濃度の高画質を維持すると共に、現像剤攪拌搬送手段のピッチに起因する濃度ムラを抑制できるという優れた効果がある。   According to the present invention, there is an excellent effect that high sharpness and high density high image quality can be maintained without deteriorating carrier adhesion, and density unevenness due to the pitch of the developer stirring and conveying means can be suppressed.

以下、本発明を画像形成装置に適用した場合の実施形態について説明する。図1は、この画像形成装置の概略構成を示す構成図である。この画像形成装置の中央部には、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンダ(M)、黒(K)の各色のトナー像を形成するための画像ステーション15Y、15C、15M、15Kを備えている。以下、各符号の添字Y、C、M、Kは、それぞれイエロー、シアン、マゼンダ、黒用の部材であることを示す。各画像ステーション15Y、15C、15M、15Kは、ドラム状の感光体20Y、20C、20M、20Kにレーザ光を照射可能な露光手段としての光学ユニット8を備えている。画像ステーション15の上方には、各画像ステーション15により形成されたトナー画像が2次転写される中間転写ベルト11を備えた中間転写ユニット10を備えている。また、中間転写ベルト11に転写されたトナー画像を転写紙2に定着する定着ユニット6を備えている。また、画像形成装置上部には、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、黒(K)の各色のトナーを収容するトナーボトル9Y、9C、9M、9Kが装填されている。   Hereinafter, an embodiment when the present invention is applied to an image forming apparatus will be described. FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of the image forming apparatus. The central portion of the image forming apparatus includes image stations 15Y, 15C, 15M, and 15K for forming toner images of each color of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K). ing. Hereinafter, the subscripts Y, C, M, and K of the respective symbols indicate members for yellow, cyan, magenta, and black, respectively. Each of the image stations 15Y, 15C, 15M, and 15K includes an optical unit 8 as an exposure unit that can irradiate the drum-shaped photoconductors 20Y, 20C, 20M, and 20K with laser light. Above the image station 15, an intermediate transfer unit 10 including an intermediate transfer belt 11 to which a toner image formed by each image station 15 is secondarily transferred is provided. Further, a fixing unit 6 for fixing the toner image transferred to the intermediate transfer belt 11 to the transfer paper 2 is provided. In addition, toner bottles 9Y, 9C, 9M, and 9K that store toner of each color of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K) are loaded on the upper portion of the image forming apparatus.

各画像ステーション15Y、15C、15M、15Kの構造は同一であるので、ひとつの画像ステーション15について説明する。図2は、画像ステーションの内部構成を示す構成図である。画像ステーション15は、図2に示すように、感光体20、感光体20を帯電する帯電装置30、感光体4に形成された潜像を現像する現像装置50、感光体20上の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置40を備えている。上記帯電装置30は帯電ローラであり、帯電ローラ表面をクリーニングするクリーニングローラ31を備えている。上記現像装置40は、開口部を有する現像剤収容部としての現像ケース55内に、感光体20表面に近接対向するように配置された現像剤担持体としての現像ローラ51を備える。上記クリーニング装置40は、開口部を有するクリーニングケース43、感光体20の表面をクリーニングするクリーニングブレード41、クリーニングした廃トナーを図示しない廃トナーボトルに搬送するための廃トナースクリュウ42等より構成される。   Since the image stations 15Y, 15C, 15M, and 15K have the same structure, only one image station 15 will be described. FIG. 2 is a block diagram showing the internal configuration of the image station. As shown in FIG. 2, the image station 15 includes a photosensitive member 20, a charging device 30 that charges the photosensitive member 20, a developing device 50 that develops a latent image formed on the photosensitive member 4, and residual toner on the photosensitive member 20. A cleaning device 40 for cleaning is provided. The charging device 30 is a charging roller, and includes a cleaning roller 31 that cleans the surface of the charging roller. The developing device 40 includes a developing roller 51 as a developer carrying member disposed in a developing case 55 as a developer containing portion having an opening so as to face and face the surface of the photoreceptor 20. The cleaning device 40 includes a cleaning case 43 having an opening, a cleaning blade 41 for cleaning the surface of the photoreceptor 20, a waste toner screw 42 for transporting the cleaned waste toner to a waste toner bottle (not shown), and the like. .

また、中間転写ユニット10は、図1に示すように、複数のローラに張架される中間転写ベルト11、感光体20Y、20C、20M、20Kに形成されたトナー像を中間転写ベルト11上に転写する一次転写ローラ12Y、12C、12M、12Kを備えている。これらの部品は、中間転写ベルトケース14によって一体に支持されている。また、中間転写ユニット10は、中間転写ベルト11上に転写されたトナー像を転写紙2に転写する二次転写ローラ5、転写紙2上に転写されなかった中間転写ベルト11上の転写残トナーをクリーニングするベルトクリーニング装置13を備えている。   Further, as shown in FIG. 1, the intermediate transfer unit 10 transfers toner images formed on the intermediate transfer belt 11 and the photoconductors 20Y, 20C, 20M, and 20K stretched by a plurality of rollers onto the intermediate transfer belt 11. Primary transfer rollers 12Y, 12C, 12M, and 12K for transferring are provided. These parts are integrally supported by the intermediate transfer belt case 14. The intermediate transfer unit 10 includes a secondary transfer roller 5 that transfers the toner image transferred onto the intermediate transfer belt 11 to the transfer paper 2, and a transfer residual toner on the intermediate transfer belt 11 that has not been transferred onto the transfer paper 2. A belt cleaning device 13 is provided.

給紙カセット1内の転写紙2は、給紙カセット2の近傍に配設された給紙ローラ3によって、中間転写ベルト11と2次転写ローラ5との間の二次転写部へ搬送される。給紙ローラ3と二次転写ローラ5の間の転写紙搬送経路には、給紙された転写紙2の二次転写部への送り出しタイミングを図るジストローラ対4が配置されている。   The transfer paper 2 in the paper feed cassette 1 is conveyed to a secondary transfer portion between the intermediate transfer belt 11 and the secondary transfer roller 5 by a paper feed roller 3 disposed in the vicinity of the paper feed cassette 2. . In the transfer paper conveyance path between the paper supply roller 3 and the secondary transfer roller 5, a pair of dies rollers 4 is arranged for timing the delivery of the supplied transfer paper 2 to the secondary transfer portion.

定着ユニット8は、転写紙P上に転写されたトナー像に熱と圧を加えることで定着を行う。そして、定着を終えた転写紙Pを排出ローラ対7により機外に排出する。   The fixing unit 8 performs fixing by applying heat and pressure to the toner image transferred onto the transfer paper P. Then, the transfer sheet P that has been fixed is discharged out of the apparatus by the discharge roller pair 7.

次に、上記構成の画像形成装置において、カラー画像を得る工程について説明する。まず、画像ステーション15Y、15C、15M、15Kにおいて、感光体20が帯電装置30によって一様に帯電される。その後、光学ユニット8により、画像情報に基づきレーザ光が走査露光されて感光体20表面に潜像が形成される。感光体20上の潜像は、現像装置50の現像ローラ51に担持された各色のトナーによって現像されてトナー像として可視像化される。感光体20上のトナー像は、各一次転写バイアスローラ12の作用によって反時計回りに回転駆動される転写ベルト11上に順次重ねて転写される。このときの各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト11上の同じ位置に重ねて転写されるように、中間転写ベルト11の移動方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。一次転写終了後の感光体20は、クリーニング装置40によってその表面がクリーニングされ、次の画像形成に備えられる。   Next, a process of obtaining a color image in the image forming apparatus having the above configuration will be described. First, in the image stations 15Y, 15C, 15M, and 15K, the photoconductor 20 is uniformly charged by the charging device 30. Thereafter, the optical unit 8 scans and exposes the laser beam based on the image information to form a latent image on the surface of the photoconductor 20. The latent image on the photoconductor 20 is developed with each color toner carried on the developing roller 51 of the developing device 50 to be visualized as a toner image. The toner image on the photoconductor 20 is sequentially transferred onto the transfer belt 11 that is rotated counterclockwise by the action of each primary transfer bias roller 12. The image forming operation of each color at this time is shifted in timing from the upstream side toward the downstream side in the moving direction of the intermediate transfer belt 11 so that the toner image is transferred to the same position on the intermediate transfer belt 11. Executed. The surface of the photoreceptor 20 after the primary transfer is finished is cleaned by the cleaning device 40 and is prepared for the next image formation.

一方、上記給紙カセット1内の転写紙2は、給紙カセット1の近傍に配設された給紙ローラ3によって搬送され、レジストローラ対4によって所定のタイミングで2次転写部に搬送される。そして、二次転写部において、中間転写ベルト11上に形成されたトナー画像が転写紙2に転写される。トナー画像が転写された転写紙2は、定着ユニット6を通過することで画像定着が行われ、排出ローラ7によって機外に排出される。感光体20と同様に、転写ベルト11上に残った転写残のトナーは、中間転写ベルト11に接触するベルトクリーニング装置13によってクリーニングされる。また、トナーボトル9に充填されているトナーは、必要性に応じて図示しない搬送経路によって各現像装置50に所定量補給される。   On the other hand, the transfer paper 2 in the paper feed cassette 1 is transported by a paper feed roller 3 disposed in the vicinity of the paper feed cassette 1 and is transported to a secondary transfer section by a registration roller pair 4 at a predetermined timing. . In the secondary transfer portion, the toner image formed on the intermediate transfer belt 11 is transferred to the transfer paper 2. The transfer paper 2 onto which the toner image has been transferred passes through the fixing unit 6 to be fixed, and is discharged out of the apparatus by a discharge roller 7. Similar to the photoconductor 20, the untransferred toner remaining on the transfer belt 11 is cleaned by a belt cleaning device 13 that contacts the intermediate transfer belt 11. Further, a predetermined amount of toner filled in the toner bottle 9 is supplied to each developing device 50 through a conveyance path (not shown) according to necessity.

次に、現像装置50について詳細に説明する。現像装置50Y、50M、50C、50Kは、トナー色が異なる以外は同一構成になっているので、ひとつの現像装置50について構成を説明する。図3は、現像装置の内部構成を示す構成図である。図3に示すように、現像装置50は、現像ケース55内に、現像ケース55の開口部を介して感光体20と対向するように配置された現像ローラ51と、現像ローラ51上の現像剤担持量を規制するドクタブレード52とを備える。現像ローラ51は、回転可能な非磁性アルミ製の現像スリーブ内に複数個の固定した磁石からなる磁界発生手段としてのマグネットローラを内包するものである。また、現像ケース55内には、現像ローラ51と対向する位置に、現像剤攪拌搬送手段として、第1攪拌搬送スクリュウ53と第2攪拌搬送スクリュウ54とを備える。図3に示すように、ピーク磁気力が感光体ドラム20の中心へ向かうように設定されて対向配置された極が主極(P1極)であり、P1極から現像ローラ51の回転方向順にP2極、P3極、P4極、P5極の順に磁極が配置されている。現像位置で現像に使用された現像剤を現像ローラ51の回転との相乗作用によって現像ケース55側に引き寄せるのがP2極であり、第1攪拌搬送スクリュウ53から現像剤を現像ローラ51に引き寄せるのがP4極である。P4極と同極の磁気力で構成してP2極とP4極の間に位置し、P4極の磁気力との反発磁界によってP2極で引き寄せられた現像剤を現像ローラ51から離脱させるのがP3極である。なお、P4極の磁気力で現像ローラ表面に拘束されている現像剤を、現像剤の厚み(量)を規制するドクタブレード52まで引き寄せて移動するのがP5極である。なお、このP5極は第1攪拌搬送スクリュウ53により搬送される現像剤を搬送過程で汲み上げる機能も併せ持つ。また、現像ローラ51の中心と現像ローラ51が感光体20に最も近接した点とを結ぶ直線Lから現像ローラ51の回転方向上流側に主極の中心をずらした角度を主極角度と呼ぶ。本実施形態の場合、感光体20がドラム状なので、直線Lは現像ローラ51の中心と感光体20の中心とを結ぶ直線で、この直線と主極の中心をずらした角度が主極角度となる。   Next, the developing device 50 will be described in detail. Since the developing devices 50Y, 50M, 50C, and 50K have the same configuration except that the toner colors are different, the configuration of one developing device 50 will be described. FIG. 3 is a configuration diagram showing an internal configuration of the developing device. As shown in FIG. 3, the developing device 50 includes a developing roller 51 disposed in the developing case 55 so as to face the photoconductor 20 through an opening of the developing case 55, and a developer on the developing roller 51. And a doctor blade 52 that regulates the amount carried. The developing roller 51 includes a magnet roller as a magnetic field generating means including a plurality of fixed magnets in a rotatable nonmagnetic aluminum developing sleeve. Further, in the developing case 55, a first agitating and conveying screw 53 and a second agitating and conveying screw 54 are provided as developer agitating and conveying means at a position facing the developing roller 51. As shown in FIG. 3, the pole disposed so as to face the center of the photosensitive drum 20 with the peak magnetic force is the main pole (P1 pole), and P2 in order of the rotation direction of the developing roller 51 from the P1 pole. The magnetic poles are arranged in the order of pole, P3 pole, P4 pole, and P5 pole. The P2 pole draws the developer used for development at the development position to the developing case 55 side by a synergistic action with the rotation of the developing roller 51, and draws the developer from the first agitating and conveying screw 53 to the developing roller 51. Is the P4 pole. It is constituted by the magnetic force of the same polarity as the P4 pole, and is located between the P2 pole and the P4 pole, and the developer attracted by the P2 pole by the repulsive magnetic field with the magnetic force of the P4 pole is separated from the developing roller 51. P3 pole. It is the P5 pole that draws and moves the developer restrained on the surface of the developing roller by the magnetic force of the P4 pole to the doctor blade 52 that regulates the thickness (amount) of the developer. The P5 pole also has a function of pumping up the developer conveyed by the first agitating and conveying screw 53 in the conveying process. Further, an angle obtained by shifting the center of the main pole from the straight line L connecting the center of the developing roller 51 and the point where the developing roller 51 is closest to the photoconductor 20 to the upstream side in the rotation direction of the developing roller 51 is referred to as a main pole angle. In this embodiment, since the photoconductor 20 is in a drum shape, the straight line L is a straight line connecting the center of the developing roller 51 and the center of the photoconductor 20, and an angle obtained by shifting the straight line from the center of the main pole is a main pole angle. Become.

本実施形態の画像形成装置の具体的な構成・現像条件を示す。現像スリーブ径を18mm、主極角度を7°とする。また、キャリアの芯材はフェライト芯材質で印加磁場5KOeでの飽和磁化72Am/kg、キャリアの表面コート層としてシリコーン樹脂を主成分とした。キャリアの直流抵抗をR[Ω・cm]とすると、logRで13乗となるようにした。トナーは平均粒径6.8μmで、現像剤に占めるトナー濃度は5〜10重量%とした。ここで、直流抵抗R[Ω・cm]とは、実際に使用する画像形成装置において、感光体20の代わりにアースされたアルミ素管を用いた構成において、現像スリーブに1000Vの電圧を印加したときの体積抵抗を測定した結果である。直流抵抗R[Ω・cm]は表面コート層の処方で調整できるが、製造工程においても2〜3乗程度はバラツキやすい値である。よって、歩留りを良くしてコストを下げる意味においても、この値が振れてしまってもなお安定した高画質を得られることが重要である。ここでのシリコーン樹脂としては、従来から知られているいずれのシリコーン樹脂であってもよく、オルガノシロキサン結合のみからなるストレートシリコーンおよびアルキド、ポリエステル、エポキシ、ウレタン等で変成したシリコーン樹脂等が挙げられる。また、ドクタブレード52と現像ローラ51のギャップは0.45mm、現像ローラ51表面と感光体20表面のギャップ(現像ギャップ)は0.30mm、P1極の法線方向の表面磁束密度の最大値は105mTとした。また、現像スリーブは、図3において反時計回り方向に表面速度が295mm/s(回転数313rpm)とした。また、感光体20の直径は30mm、線速度は155mm/secとした。 A specific configuration and development conditions of the image forming apparatus according to the present exemplary embodiment will be described. The developing sleeve diameter is 18 mm, and the main pole angle is 7 °. The core material of the carrier is a ferrite core material, and a saturation magnetization of 72 Am 2 / kg at an applied magnetic field of 5 KOe, and a silicone resin as a main component as a surface coat layer of the carrier. When the direct current resistance of the carrier is R [Ω · cm], the logR is set to the 13th power. The toner had an average particle size of 6.8 μm, and the toner concentration in the developer was 5 to 10% by weight. Here, the direct current resistance R [Ω · cm] means that a voltage of 1000 V was applied to the developing sleeve in an image forming apparatus that was actually used in a configuration using a grounded aluminum tube instead of the photoreceptor 20. It is the result of measuring the volume resistance at the time. The direct current resistance R [Ω · cm] can be adjusted by the prescription of the surface coat layer, but in the manufacturing process, about 2 to 3 is a value that tends to vary. Therefore, in terms of improving the yield and reducing the cost, it is important to obtain a stable high image quality even if this value fluctuates. The silicone resin here may be any conventionally known silicone resin, and includes straight silicone consisting only of an organosiloxane bond and silicone resin modified with alkyd, polyester, epoxy, urethane or the like. . The gap between the doctor blade 52 and the developing roller 51 is 0.45 mm, the gap (developing gap) between the surface of the developing roller 51 and the surface of the photoreceptor 20 is 0.30 mm, and the maximum value of the surface magnetic flux density in the normal direction of the P1 pole is 105 mT. The developing sleeve had a surface speed of 295 mm / s (rotation speed: 313 rpm) in the counterclockwise direction in FIG. The diameter of the photoconductor 20 was 30 mm, and the linear velocity was 155 mm / sec.

図4は、現像ケース55内部の概略構成を示す図である。図4に示すように、第1攪拌搬送スクリュウ53及び第2攪拌搬送スクリュウ54が現像ローラ51と平行に延設され、現像ケース55に設けられた図示しない軸受部材によって回転自在に支持されている。無論、現像ローラ51も図示しない軸受部材を介して現像ケース55に回転自在に支持されている。第1攪拌搬送スクリュウ53と第2攪拌搬送スクリュウ54とは、仕切壁56によって仕切られている。第1攪拌搬送スクリュウ53は、現像ローラ51への現像剤の供給側に位置する第1空間部57に配置され、図3中反時計方向に回転して第1空間部57内の現像剤を図4中右方から左方に向かって長手方向に搬送する。第2攪拌搬送スクリュウ54は、図示しないトナー補給口からトナーの補給を受ける第2空間部58側に配置され、図3中反時計方向に回転して第2空間部58内の現像剤を図4中左方から右方に向かって長手方向に搬送する。仕切壁56の一端と現像ケース55の内側面の間には、第1空間部57から第2空間部58へ現像剤を送る受け渡し部59aが形成される。仕切壁56の他端と現像ケース55に内側面の間には、第2空間部58から第1空間部57へ現像剤を送る受け渡し部59bが形成されている。なお、本実施形態に係る第1攪拌搬送スクリュウ53及び第2攪拌搬送スクリュウ54の直径は15mmに形成される。また、第1攪拌搬送スクリュウ53の表面速度が333mm/sec(回転数424rpm)とした。これより(第1搬送スクリュー表面速度)/(現像スリーブ表面速度)=1.13となる。   FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration inside the developing case 55. As shown in FIG. 4, the first agitating and conveying screw 53 and the second agitating and conveying screw 54 extend in parallel with the developing roller 51 and are rotatably supported by a bearing member (not shown) provided in the developing case 55. . Of course, the developing roller 51 is also rotatably supported by the developing case 55 via a bearing member (not shown). The first agitating and conveying screw 53 and the second agitating and conveying screw 54 are partitioned by a partition wall 56. The first agitating and conveying screw 53 is disposed in the first space portion 57 located on the developer supply side to the developing roller 51 and rotates counterclockwise in FIG. 3 to remove the developer in the first space portion 57. In FIG. 4, it is conveyed in the longitudinal direction from the right to the left. The second agitating / conveying screw 54 is disposed on the second space 58 side that receives toner replenishment from a toner replenishing port (not shown), and rotates counterclockwise in FIG. 3 to show the developer in the second space 58. 4 Convey in the longitudinal direction from left to right in the middle. Between the one end of the partition wall 56 and the inner side surface of the developing case 55, a transfer portion 59a for sending the developer from the first space portion 57 to the second space portion 58 is formed. Between the other end of the partition wall 56 and the inner surface of the developing case 55, a transfer part 59b for sending the developer from the second space part 58 to the first space part 57 is formed. In addition, the diameter of the 1st stirring conveyance screw 53 and the 2nd stirring conveyance screw 54 which concern on this embodiment is formed in 15 mm. Moreover, the surface speed of the 1st stirring conveyance screw 53 was 333 mm / sec (rotation speed 424 rpm). Accordingly, (first conveying screw surface speed) / (developing sleeve surface speed) = 1.13.

このような構成の現像装置50における現像剤の動きについて説明する。現像ケース55内の2成分現像剤は、第1攪拌搬送スクリュウ53によって攪拌されつつ図4において右方から左方へと搬送され、仕切壁56の受け渡し部59aから第2攪拌搬送スクリュウ54が配置された第2空間部58へと送られる。第2空間部58に送られた2成分現像剤は、第2攪拌搬送スクリュウ54により攪拌されると同時に図4中左方から右方へと搬送された後、受け渡し部59bから第1空間部57側に送られる。第1空間部57に送られた現像剤は、再び第1攪拌搬送スクリュウ53により攪拌されると同時に左方向に搬送される。このように現像剤を攪拌しながら搬送することで、現像剤は現像ケース55内を循環しながらトナーとキャリアが攪拌により摩擦帯電する。   The movement of the developer in the developing device 50 having such a configuration will be described. The two-component developer in the developing case 55 is conveyed from the right to the left in FIG. 4 while being agitated by the first agitating and conveying screw 53, and the second agitating and conveying screw 54 is disposed from the transfer portion 59a of the partition wall 56. Is sent to the second space 58. The two-component developer sent to the second space 58 is agitated by the second agitating and conveying screw 54 and simultaneously conveyed from the left to the right in FIG. Sent to 57 side. The developer sent to the first space portion 57 is again stirred by the first stirring and conveying screw 53 and simultaneously conveyed to the left. By transporting the developer while stirring in this way, the toner and the carrier are frictionally charged by stirring while the developer circulates in the developing case 55.

そして、第1攪拌搬送スクリュウ53は第1空間部57内の現像剤の一部をその回転作用でP5極近傍の現像ローラ51表面近傍に供給し、現像ローラ51はその現像剤を磁気的に担持して搬送する。現像ローラ51上の現像剤は、図3に示すように、ドクタブレード52によりその高さ(担持量)が規制され、感光体20と対向する現像領域に搬送される。これにより、感光体20上の静電潜像は、現像ローラ51との対向部で現像されてトナー像となる。現像に寄与した後の現像ローラ51上の現像剤は、現像ローラ51内の磁極P2、P3の反発力によって現像ローラ51上から引き剥がされて現像ケース55の第1空間部57内に戻される。第1空間部57内に戻された現像剤は、再び第1攪拌搬送スクリュウ53により搬送され、仕切壁56の受け渡し部59aを介して再び第2攪拌搬送スクリュウ54が配置された第2空間部58へと送られる。そして、現像ケース55内の現像剤のトナー濃度が所定濃度以下になると、トナーが図示しないトナー補給口から第2空間部58側に補給される。このトナーは第2攪拌搬送スクリュウ54による攪拌で現像剤と混合される。所定濃度に調整された現像剤は、現像ローラ51に担持され、ドクタブレード52を通過して薄層化され、以上のサイクルを繰り返す。   The first agitating / conveying screw 53 supplies a part of the developer in the first space portion 57 to the vicinity of the surface of the developing roller 51 near the P5 pole by its rotating action, and the developing roller 51 magnetically supplies the developer. Carry and carry. As shown in FIG. 3, the height (carrying amount) of the developer on the developing roller 51 is regulated by the doctor blade 52, and is conveyed to the developing area facing the photoconductor 20. As a result, the electrostatic latent image on the photoconductor 20 is developed at a portion facing the developing roller 51 to become a toner image. The developer on the developing roller 51 after contributing to the development is peeled off from the developing roller 51 by the repulsive force of the magnetic poles P2 and P3 in the developing roller 51 and returned to the first space portion 57 of the developing case 55. . The developer returned into the first space portion 57 is again transported by the first stirring and transporting screw 53, and the second space portion in which the second stirring and transporting screw 54 is disposed again via the transfer portion 59a of the partition wall 56. 58. When the toner concentration of the developer in the developing case 55 becomes a predetermined concentration or less, the toner is supplied from the toner supply port (not shown) to the second space 58 side. This toner is mixed with the developer by stirring by the second stirring and conveying screw 54. The developer adjusted to a predetermined concentration is carried on the developing roller 51, passes through the doctor blade 52, is thinned, and the above cycle is repeated.

このような現像装置50で、本発明者らは、第1攪拌搬送スクリュウ53のピッチによる濃度ムラ、キャリア付着を抑制して、鮮鋭度の高い高画質な画像を得るために、以下の実験をおこない、適正なキャリアの材質、粒径、および、現像ローラ51のP5極の磁束密度の条件を求めた。   In such a developing device 50, the present inventors conducted the following experiment in order to obtain high-quality images with high sharpness by suppressing density unevenness and carrier adhesion due to the pitch of the first stirring and conveying screw 53. The conditions of the proper carrier material, particle size, and P5 pole magnetic flux density of the developing roller 51 were obtained.

まず、このような現像装置50で、P5極の法線方向の表面磁束密度の最大値を55mT、65mT、75mT、85mT、95mT、105mT、115mTにした。なお、表面磁束密度の表面とは非磁性スリーブの表面を指すものである。また、キャリアの平均粒径を30μm、35μm、40μm、50μm、55μm、60μmとした。これらの条件で、第一攪拌搬送スクリュウ53によるスクリュウピッチムラ、キャリア付着、ぼそつき感、画像濃度について評価した。キャリアの平均粒径は、種々の方法で測定可能であるが、ここでは通常の篩分けによる方法や光学顕微鏡から得られる画像からランダムに抽出した200〜400個を、画像処理解析装置により解析する方法を用いた。なお、この確認実験においては、トナー濃度は5重量%とした。トナー濃度が低い方が、スクリュウピッチムラ、キャリア付着、画像濃度不足共に発生し易く、良し悪しの判定を感度良く調べられる為である。なお、スクリュウピッチムラの評価方法としては、トナー濃度5重量%を維持しつつA4サイズの全面ベタ画像を連続30枚通紙して、そのときの画像をみてスクリュウピッチムラの程度をランク判定した。ランク5は全くムラが無く、ランクが低いほどムラの程度が悪い。また、キャリア付着の評価方法としては、実機にて感光体20上のキャリア付着個数を計数する方法を用いた。感光体地肌電位と現像電位でつくられる地肌ポテンシャル画像(非露光白画像)を現像させた後にメイン電源をオフする。ここで現像後かつ転写前の領域において、感光体20上のキャリア付着個数を計数して実機地肌ポテンシャル制御範囲での該個数を75cm当たりに換算する。この作業を地肌ポテンシャルを振りつつ実施し、地肌ポテンシャル制御範囲での感光体上キャリア付着個数(75cmあたり)の最悪値が30個以下の場合は○、31個〜50個の場合は△、51個以上の場合は×と判定した。画像濃度の低下については、10℃/15%環境下にて連続100枚プリントを行ったときのベタ部画像濃度をX−Rite938にて測定した結果が、1.2未満の場合をNGとし、表中の破線領域で示した。なお、キャリアの直流抵抗R[Ω・cm]は製造においてバラツキやすい値であり、余裕度を検討するために、logRで12、13、14乗の三種類について調べた。 First, in such a developing device 50, the maximum value of the surface magnetic flux density in the normal direction of the P5 pole was set to 55 mT, 65 mT, 75 mT, 85 mT, 95 mT, 105 mT, and 115 mT. The surface having the surface magnetic flux density refers to the surface of the nonmagnetic sleeve. The average particle size of the carrier was 30 μm, 35 μm, 40 μm, 50 μm, 55 μm, and 60 μm. Under these conditions, the screw pitch unevenness by the first stirring / conveying screw 53, carrier adhesion, feeling of blur, and image density were evaluated. The average particle diameter of the carrier can be measured by various methods. Here, 200 to 400 randomly extracted from an image obtained from a normal sieving method or an optical microscope is analyzed by an image processing analyzer. The method was used. In this confirmation experiment, the toner concentration was 5% by weight. This is because when the toner density is low, screw pitch unevenness, carrier adhesion, and insufficient image density are likely to occur, and good / bad judgment can be made with high sensitivity. As an evaluation method for screw pitch unevenness, 30 continuous A4 size solid images were continuously passed while maintaining a toner concentration of 5% by weight, and the degree of screw pitch unevenness was determined by observing the image at that time. . Rank 5 has no unevenness, and the lower the rank, the worse the degree of unevenness. Further, as a method for evaluating the carrier adhesion, a method of counting the number of carrier adhesions on the photoconductor 20 with an actual machine was used. After the background potential image (non-exposed white image) created by the photoreceptor background potential and the development potential is developed, the main power supply is turned off. Here, in the area after development and before transfer, the number of carriers attached on the photoconductor 20 is counted, and the number in the actual machine background potential control range is converted per 75 cm 2 . This operation is carried out while shaking the ground potential. When the worst value of the number of carriers adhered on the photoreceptor (per 75 cm 2 ) in the background potential control range is 30 or less, ○, and when 31 to 50, Δ, In the case of 51 or more, it determined with x. Regarding the decrease in image density, when the result of measuring the solid image density with X-Rite 938 when printing 100 sheets continuously at 10 ° C./15% environment is less than 1.2, NG It is indicated by a broken line area in the table. Note that the DC resistance R [Ω · cm] of the carrier is a value that is likely to vary in manufacturing, and in order to examine the margin, three types of logR, 12, 13, and 14th power, were examined.

Figure 2006099029
Figure 2006099029
Figure 2006099029
この結果を表1〜表3にしめす。表1〜表3によると、平均キャリア粒径が60μmより大きい場合は画像のボソツキが目立ち鮮鋭性に欠けるものとなった。一方、平均キャリア粒径が30μmを下回った範囲ではキャリア付着余裕度を満足する範囲は見出せなかった。また、P5極が75mTを下回ると、P5極による現像剤の汲み上げが不十分になり、認識できるレベルのスクリュウピッチムラが発生した。一方、P5極を75mT以上にすると、スクリュウピッチムラは解消する。ただし、P5極の上昇に伴って規制部での現像剤のしごきが強くなり、トナーの摩擦帯電効果が大きくなる。そのため、P5極の磁気力を大きくするほどキャリア付着の程度が悪化したり、画像濃度が低下したりする結果となった。
Figure 2006099029
Figure 2006099029
Figure 2006099029
The results are shown in Tables 1 to 3. According to Tables 1 to 3, when the average carrier particle size is larger than 60 μm, the blur of the image is conspicuous and lacks sharpness. On the other hand, in the range where the average carrier particle size was less than 30 μm, a range satisfying the carrier adhesion margin could not be found. Further, when the P5 pole was less than 75 mT, the developer pumping by the P5 pole was insufficient, and a recognizable level of screw pitch unevenness occurred. On the other hand, when the P5 pole is 75 mT or more, screw pitch unevenness is eliminated. However, as the P5 pole increases, the ironing of the developer at the restricting portion becomes stronger, and the frictional charging effect of the toner increases. Therefore, as the magnetic force of the P5 pole is increased, the degree of carrier adhesion is deteriorated and the image density is decreased.

また、キャリアの直流抵抗とキャリア付着との関係について検討する。キャリアを高抵抗化することで静電誘導し難くして、現像領域でキャリアが現像電界から受ける力が弱めて、キャリア付着に対する余裕を向上させることができると考えられる。しかしながら、キャリアの直流抵抗を高くしすぎるとトナーの摩擦帯電効果が大きくなり、逆にキャリア付着し易くなってしまう。また、トナーの摩擦帯電効果がおおきくなりすぎると、現像能力が低下し、画像濃度不足という問題が発生してしまう。上記表1〜表3の実験においては、鮮鋭度が良いとされるキャリア平均粒径55μm以下では、logRで12、13、14の範囲では、キャリア付着個数程度が○を満たす部分が狭い。また、最も鮮鋭度が良いとされるキャリア平均粒径35μm〜40μm近傍では、キャリア付着個数程度が○を満たす部分がない。このように、表1〜表3にしめすように、表層コートカーボンレスのキャリアを用いた場合、スクリュウピッチムラ、キャリア付着、ボソツキ、IDを全て満足する図中の□領域は狭い。すなわち、キャリア直流抵抗、キャリア粒径、P5極の法線方向の表面磁束密度等のバラツキに対して弱い結果となっている。   In addition, the relationship between the direct current resistance of the carrier and the carrier adhesion is examined. It is considered that by increasing the resistance of the carrier, it is difficult to induce electrostatic induction, and the force that the carrier receives from the developing electric field in the developing region can be weakened, and the margin for carrier adhesion can be improved. However, if the direct current resistance of the carrier is too high, the effect of frictional charging of the toner is increased, and conversely, the carrier is likely to adhere. Further, if the toner triboelectric charging effect becomes too great, the developing ability is lowered, and the problem of insufficient image density occurs. In the experiments shown in Tables 1 to 3, when the carrier average particle size is 55 μm or less, which is considered to have good sharpness, in the range of 12, 13, and 14 with log R, the portion where the number of adhered carriers satisfies the circle is narrow. Further, in the vicinity of the carrier average particle diameter of 35 μm to 40 μm, which is considered to have the highest sharpness, there is no portion where the number of adhered carriers satisfies the circle. Thus, as shown in Tables 1 to 3, when a surface-coated carbonless carrier is used, the □ region in the figure satisfying all of the screw pitch unevenness, carrier adhesion, bumpiness, and ID is narrow. That is, the results are weak against variations such as the carrier DC resistance, the carrier particle size, and the surface magnetic flux density in the normal direction of the P5 pole.

そこで、本発明者は、表面コート層にカーボンブラックを添加したキャリアについても同様の実験を行い、第1攪拌搬送スクリュウ53によるスクリュウピッチムラ、キャリア付着、ぼそつき感、画像濃度について評価した。キャリアの表面コート層の樹脂に対するカーボンブラックの重量比が3%のものを用いた。また、キャリアの直流抵抗R[Ω・cm]については、logRで9〜16乗の広範囲を振って調べた。これは、表面コート層にカーボンブラックを添加することで、カーボンブラックを添加しないものに較べ、直流抵抗を比較的容易に振ることができる。このため、広い範囲の直流抵抗を有するキャリアについて余裕度を確認するために行ったものである。   Therefore, the present inventor conducted the same experiment for the carrier in which carbon black was added to the surface coat layer, and evaluated the screw pitch unevenness, carrier adhesion, feeling of blur, and image density by the first stirring and conveying screw 53. The weight ratio of carbon black to resin of the surface coat layer of the carrier was 3%. Further, the direct current resistance R [Ω · cm] of the carrier was examined by changing the logR over a wide range of 9 to 16th power. By adding carbon black to the surface coat layer, the direct current resistance can be made relatively easy as compared with the case where no carbon black is added. For this reason, it was performed to confirm the margin for carriers having a wide range of DC resistance.

Figure 2006099029
Figure 2006099029
Figure 2006099029
Figure 2006099029
Figure 2006099029
この結果を表4〜表8にしめす。表5〜表7によると、キャリアの表面コート層にカーボンブラックを添加した場合、スクリュウピッチムラ、キャリア付着、ボソツキ、IDを全て満足する表5〜7中の領域は、表面コート層にカーボンブラックを添加しない場合と比較して広い。これは、キャリアの表面コート層にカーボンブラックを少量添加することで、キャリアの抵抗を極めて局所的に下げる効果が発生し、適度な放電が逐次行われて、キャリア付着に対する余裕度を向上させると考えられる。また、直流抵抗R[Ω・cm]に着目しても、logRで10〜15乗の広い範囲でスクリュウピッチムラ、キャリア付着、ボソツキ、IDを満足することができる。これは、キャリア製造上の抵抗バラツキに対する高画質という意味で余裕度が向上しているとも言える。ただし、表4に示すように、キャリアの直流抵抗R[Ω・cm]が、logRで9乗まで低くなると、スクリュウピッチムラ、キャリア付着、ボソツキ、IDを全て満足する領域は狭くなり、キャリア平均粒径のバラツキに対しては弱い結果となっている。また、キャリアの直流抵抗R[Ω・cm]が、LogRで16乗まで上昇してしまうとスクリュウピッチムラ、キャリア付着、ボソツキ、IDを全て満足する領域は急激に狭くなり、P5磁気力のバラツキに対しては弱い結果となっている。以上のことから、ピッチムラがなく、ボソツキ感がなく鮮鋭感の高い、高濃度の高画質を高寿命で得つつ、キャリア付着に対して余裕度の高いシステムを得るためには、P5極の法線方向の表面磁束密度の最大値を75mT以上、95mT以下として、かつ平均粒径が35〜55μmの小粒径キャリアを用いて、かつ上記キャリアが少なくともシリコーン樹脂とカーボンブラックを主成分としたコート層から成るものを用いることが有効であることが判明した。さらに、キャリアの製造時の抵抗のばらつきを考慮すると、キャリアに1000Vを印加したときの直流抵抗R[Ω・cm]を、logRで10〜15乗の範囲に収めることが効果的であることが判明した。
Figure 2006099029
Figure 2006099029
Figure 2006099029
Figure 2006099029
Figure 2006099029
The results are shown in Tables 4-8. According to Tables 5 to 7, when carbon black is added to the surface coat layer of the carrier, the regions in Tables 5 to 7 that satisfy all of the screw pitch unevenness, carrier adhesion, blur, and ID are carbon black in the surface coat layer. Compared to the case where no is added. This is because when a small amount of carbon black is added to the surface coat layer of the carrier, the effect of lowering the resistance of the carrier extremely locally occurs, and appropriate discharge is sequentially performed to improve the margin for carrier adhesion. Conceivable. Further, even if attention is paid to the direct current resistance R [Ω · cm], screw pitch unevenness, carrier adhesion, squeeze, and ID can be satisfied in a wide range of logR in the 10th to 15th power. This can be said that the margin is improved in the sense of high image quality against resistance variations in carrier manufacturing. However, as shown in Table 4, when the DC resistance R [Ω · cm] of the carrier decreases to the 9th power in logR, the region satisfying all screw pitch unevenness, carrier adhesion, bumpiness, and ID becomes narrower, and the carrier average This is a weak result against particle size variation. In addition, if the DC resistance R [Ω · cm] of the carrier rises to the 16th power of LogR, the region satisfying all of the screw pitch unevenness, carrier adhesion, bumpiness, and ID becomes abruptly narrow, and the P5 magnetic force varies. Is a weak result. From the above, in order to obtain a system with a high margin for carrier adhesion while obtaining a high density and high image quality with a long life without pitch unevenness, sharpness and sharpness, the P5 pole method is used. Coat in which the maximum value of the surface magnetic flux density in the linear direction is 75 mT or more and 95 mT or less, and a small particle carrier having an average particle diameter of 35 to 55 μm is used, and the carrier is composed mainly of at least silicone resin and carbon black. It has been found effective to use a layer. Furthermore, considering the variation in resistance during the manufacture of the carrier, it is effective to keep the DC resistance R [Ω · cm] when 1000 V is applied to the carrier in the range of 10 to 15 in terms of logR. found.

また、キャリアのコート層にカーボンを少量混ぜることによって、キャリアの抵抗調整が容易になる効果もある。ただし、カーボンブラックの添加量を、キャリアの表面コート層の樹脂に対する重量比で3%以下になるようにする。これより多くすると、トナー収支の少ない画像面積率1%のプリントを繰返し実施した場合に、キャリアのカーボン色がトナーへ移ってしまうことによる混色が発生してしまう。すなわち、このカーボン添加量を3%以下に留めることによって、キャリアコート層のカーボンブラックのカラートナーへの色移りが抑制できるため、ブラック以外のカラートナーと組み合わせて使用することが可能である。これらのカーボンブラックは粒径が0.01〜10μm程度のものが好ましく、被覆樹脂100重量部に対して、2〜30mm重量部添加させられことが多く、さらには5〜20mm重量部が好ましい。   Further, by mixing a small amount of carbon in the carrier coat layer, there is an effect that the resistance of the carrier can be easily adjusted. However, the amount of carbon black added is set to 3% or less by weight ratio of the surface coat layer of the carrier to the resin. If it is more than this, when printing with an image area ratio of 1% with a small toner balance is repeatedly performed, color mixing occurs due to the transfer of the carbon color of the carrier to the toner. That is, by keeping the amount of carbon added to 3% or less, the color transfer of the carbon black of the carrier coat layer to the color toner can be suppressed, so that it can be used in combination with a color toner other than black. These carbon blacks preferably have a particle size of about 0.01 to 10 μm, and are often added in an amount of 2 to 30 mm by weight, more preferably 5 to 20 mm by weight with respect to 100 parts by weight of the coating resin.

また、第1攪拌搬送スクリュウ53の設定余裕度の検討のため、第1攪拌搬送スクリュウ53の表面速度を94.2〜549mm/sec(回転数で120〜700rpm)の範囲で変化させて実験を行った。この結果、スクリュウピッチムラ及び他の画像不具合等が発生しないことを確認した。なお、この範囲より速度が遅い場合には補給トナーの攪拌混合が不十分となって地汚れ画像や濃度ムラ画像が発生した。また、この範囲より速度が速い場合には、スクリュウ回転による内圧の増加や現像機外へのトナー飛散の不具合が発生した。また、経時的にはキャリアのカーボンブラックコートに損傷を与え、キャリア劣化によるキャリア付着の増加に至ることも確認されてある。   Further, in order to examine the setting margin of the first stirring and conveying screw 53, the experiment was conducted by changing the surface speed of the first stirring and conveying screw 53 in the range of 94.2 to 549 mm / sec (120 to 700 rpm in rotation speed). went. As a result, it was confirmed that screw pitch unevenness and other image defects did not occur. When the speed was slower than this range, the replenished toner was not sufficiently stirred and mixed, resulting in a background image or density unevenness image. Further, when the speed was higher than this range, problems such as an increase in internal pressure due to screw rotation and toner scattering outside the developing machine occurred. It has also been confirmed that the carbon black coat of the carrier is damaged over time, leading to an increase in carrier adhesion due to carrier deterioration.

次に、本実施形態に係る現像装置50に好適に用いられるトナーについて説明する。まず、トナーの重量平均粒径は、3〜10μmであることが好ましい。トナーの重量平均粒径が上記範囲にあるトナーは、微小な潜像ドットに対して、十分に小さい粒径のトナー粒子を有していることから、ドット再現性に優れる。重量平均粒径が3μm未満では、転写効率の低下、ブレードクリーニング性の低下といった現象が発生しやすい。重量平均粒径が10μmを超えると、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しい。   Next, the toner suitably used for the developing device 50 according to the present embodiment will be described. First, the weight average particle diameter of the toner is preferably 3 to 10 μm. A toner having a toner weight average particle diameter in the above range has toner particles having a sufficiently small particle diameter with respect to a minute latent image dot, and thus has excellent dot reproducibility. When the weight average particle diameter is less than 3 μm, phenomena such as a decrease in transfer efficiency and a decrease in blade cleaning properties tend to occur. When the weight average particle size exceeds 10 μm, it is difficult to suppress scattering of characters and lines.

次に、トナー粒子の粒度分布の測定方法について説明する。トナー粒子の粒度分布は、コールターカウンター法による測定装置、例えば、コールターカウンターTA−IIやコールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)により測定することができる。具体的には、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。電解水溶液とは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)を使用できる。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、個数平均粒径を求めることができる。ここでは、粒径2.00μm以上、40.30μm未満の粒子を対象とし、次の13チャンネルを使用する。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   Next, a method for measuring the particle size distribution of toner particles will be described. The particle size distribution of the toner particles can be measured by a measuring device using a Coulter counter method, for example, a Coulter counter TA-II or Coulter Multisizer II (both manufactured by Coulter). Specifically, first, 0.1 to 5 ml of a surfactant (preferably alkylbenzene sulfonate) is added as a dispersant to 100 to 150 ml of the electrolytic aqueous solution. The electrolytic aqueous 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 the aperture. Volume distribution and number distribution are calculated. From the obtained distribution, the weight average particle diameter and the number average particle diameter of the toner can be obtained. Here, the following 13 channels are used for particles having a particle size of 2.00 μm or more and less than 40.30 μm. 2.00 to less than 2.52 μm; 2.52 to less than 3.17 μm; 3.17 to less than 4.00 μm; 4.00 to less than 5.04 μm; 5.04 to less than 6.35 μm; 6.35 to 8 Less than 0.000; less than 8.00 to 10.08 μm; 10.08 to less than 12.70 μm; 12.70 to less than 16.00 μm; 16.00 to less than 20.20 μm; less than 20.20 to 25.40 μm; .40 to less than 32.00 μm; 32.00 to less than 40.30 μm

さらに、本実施形態に用いられるトナーは、紡錘形状であることが好ましい。形状が一定しない不定形、又は扁平形状のトナーは、粉体流動性が悪いことから、次のような課題を持つ。摩擦帯電が円滑に行えないことから地肌汚れ等の問題が発生しやすい。微小な潜像ドットを現像する際には、緻密で均一なトナー配置をとりにくいことから、ドット再現性に劣る。静電転写方式では、電気力線の影響を受けにくく、転写効率が劣る。また、真球に近いトナーでは、粉体流動性が良すぎて、外力に対して過度に作用してしまうことから、現像及び転写の際に、ドットの外側にトナー粒子が飛び散りやすいといった問題がある。また、球形のトナーでは、感光体上で転がりやすいため、感光体とクリーニング部材との間に潜り込みクリーニング不良になることが多いという問題点がある。一方、紡錘形状のトナーは、粉体流動性が適度に調節されているために、摩擦帯電が円滑に行われて地肌汚れを発生させることがない。また、紡錘形状のトナーは、微小な潜像ドットに対して整然と現像され、その後効率よく転写されてドット再現性に優れる。その際の飛び散りに対しては、粉体流動性が適度にブレーキをかけて飛び散りを防いでいる。さらに、紡錘形状のトナーは球形トナーに比べて、転がる軸が限られていることから、クリーニング部材の下に潜り込むようなクリーニング不良が発生しにくい。   Furthermore, it is preferable that the toner used in this embodiment has a spindle shape. An irregular or flat toner having a non-uniform shape has the following problems due to poor powder flowability. Since frictional charging cannot be performed smoothly, problems such as background stains are likely to occur. When developing a minute latent image dot, the dot reproducibility is inferior because it is difficult to obtain a dense and uniform toner arrangement. In the electrostatic transfer method, the transfer efficiency is inferior due to being hardly affected by the lines of electric force. In addition, toner close to a true sphere has too good powder fluidity and excessively acts on external force, so that there is a problem that toner particles are likely to be scattered outside the dots during development and transfer. is there. Further, since the spherical toner easily rolls on the photoconductor, there is a problem that the toner often sinks between the photoconductor and the cleaning member, resulting in poor cleaning. On the other hand, the spindle-shaped toner has the powder flowability adjusted appropriately, so that the triboelectric charging is smoothly performed and the background stains are not generated. Further, the spindle-shaped toner is developed in an orderly manner with respect to a minute latent image dot, and then transferred efficiently, and the dot reproducibility is excellent. In this case, the powder flowability is moderately braked to prevent scattering. Further, the spindle-shaped toner has a limited rolling axis as compared with the spherical toner, and therefore, it is difficult to cause a cleaning failure such as to sink under the cleaning member.

図5(a)は、トナーの形状を座標軸x、y、z上に示す模式図、(b)トナーの形状を座標軸x、z上に示す模式図、(c)はトナーの形状を座標軸y、z上に示す模式図である。上述したトナーは、図7(a)(b)(c)に示すように、長軸r1と短軸r2との比(r2/r1)が0.5〜0.8で、厚さr3と短軸r2との比(r3/r2)が0.7〜1.0で表される紡錘形状であることが好ましい。これに近い紡錘状形状にすることで不定形・扁平形状でもなく真球状でもない形状であって、摩擦帯電性、ドット再現性、転写効率、飛び散りの防止性、クリーニング性の全てを満足させる形状となる。長軸r1と短軸r2との比(r2/r1)が0.5未満では、真球形状から離れるためにクリーニング性が高いが、ドット再現性及び転写効率が劣るために高品位な画質が得られなくなる。長軸r1と短軸r2との比(r2/r1)が0.8を越えると、球形に近づくために、低温低湿の環境下では特にクリーニング不良が発生することがある。また、厚さr3と短軸r2との比(r3/r2)が0.7未満では、扁平形状に近く、不定形トナーのように飛び散りは少ないが、球形トナーのような高転写率は得られない。特に、厚さr3と短軸r2との比(r3/r2)が1.0を超えると、長軸を回転軸とする回転体となり、クリーニング不良が発生しやすくなる。このような紡錘状形状にすることで不定形・扁平形状でもなく真球状でもない形状であって、双方の形状が有する摩擦帯電性、ドット再現性、転写効率、飛び散りの防止性、クリーニング性の全てを満足させることができる。   5A is a schematic diagram showing the toner shape on the coordinate axes x, y, and z, FIG. 5B is a schematic diagram showing the toner shape on the coordinate axes x, z, and FIG. 5C is a schematic diagram showing the toner shape on the coordinate axes y. , Z is a schematic diagram shown on z. As shown in FIGS. 7A, 7B, and 7C, the toner described above has a ratio (r2 / r1) of the major axis r1 to the minor axis r2 of 0.5 to 0.8 and a thickness r3. A spindle shape with a ratio (r3 / r2) to the minor axis r2 of 0.7 to 1.0 is preferable. By adopting a spindle-like shape close to this, it is a shape that is neither an irregular shape, a flat shape nor a true spherical shape, and it satisfies all of triboelectric chargeability, dot reproducibility, transfer efficiency, splash prevention, and cleaning properties. It becomes. When the ratio of the major axis r1 to the minor axis r2 (r2 / r1) is less than 0.5, the separation from the true spherical shape is high, but the cleaning property is high, but the dot reproducibility and the transfer efficiency are inferior, resulting in high quality image quality. It can no longer be obtained. When the ratio (r2 / r1) between the major axis r1 and the minor axis r2 exceeds 0.8, the shape approaches a spherical shape, so that cleaning failure may occur particularly in a low temperature and low humidity environment. Further, when the ratio of the thickness r3 to the minor axis r2 (r3 / r2) is less than 0.7, it is close to a flat shape and less scattered like an irregular toner, but a high transfer rate like a spherical toner is obtained. I can't. In particular, when the ratio (r3 / r2) between the thickness r3 and the minor axis r2 exceeds 1.0, a rotating body having the major axis as the rotation axis is formed, and cleaning failure is likely to occur. By making such a spindle shape, it is a shape that is neither an irregular shape, a flat shape nor a spherical shape, and both shapes have triboelectric chargeability, dot reproducibility, transfer efficiency, splash prevention, cleaning properties All can be satisfied.

図6は、プロセスカートリッジの構成を示す構成図である。上記画像ステーション15は、図6に示すように、感光体20、帯電装置30、現像装置50、クリーニング装置40を一体に支持し、装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジ60として構成されている。図7は、装置本体70からプロセスカートリッジ60Y、60C、60M、60Kを抜き取る状態を示す斜視図である。ユーザーは、プロセスカートリッジ60を装置本体70から簡単に抜き取ることができ、ユーザーはカートリッジ形態で感光体20、現像装置50、または帯電装置30、クリーニング装置40を交換することができる。   FIG. 6 is a configuration diagram showing the configuration of the process cartridge. As shown in FIG. 6, the image station 15 is configured as a process cartridge 60 that integrally supports the photosensitive member 20, the charging device 30, the developing device 50, and the cleaning device 40 and is detachable from the apparatus main body. FIG. 7 is a perspective view illustrating a state where the process cartridges 60Y, 60C, 60M, and 60K are removed from the apparatus main body 70. FIG. The user can easily remove the process cartridge 60 from the apparatus main body 70, and the user can replace the photosensitive member 20, the developing device 50, the charging device 30, or the cleaning device 40 in the form of a cartridge.

以上、本実施形態に係る画像形成装置によれば、上述した実験により表面コート層にカーボンブラックが含まれているキャリアを用い、現像剤を汲み上げドクタブレード52に搬送する磁極P5の法線方向の表面磁束密度、キャリアの平均粒径を上述のように規定する。これにより、キャリア付着、鮮鋭度の高い高濃度な高画質を維持すると共に、現像剤攪拌搬送手段のピッチに起因する濃度ムラを抑制するという要求を満足させることができる。
また、キャリアは、キャリア単体で直流1000Vの電圧を印加したときの体積抵抗をR[Ω・cm]とすると、logRで10〜15乗であるものを用いる。表面コート層にカーボンブラックが含まれているキャリアを用いることで、このようなキャリアの直流抵抗範囲でも確実にキャリア付着を抑制できる。よって、キャリア製造上の抵抗のばらつきに対する余裕度向上を図ることあできる。
また、現像剤攪拌搬送手段は、現像ローラ51と並列に配置され、現像ローラの回転軸方向に現像剤を搬送しながら現像ローラ近傍に二成分現像剤を供給する回転可能な剤搬送供給部材としてのとして第1攪拌搬送スクリュウ53を用いる。そして、現像ローラの表面移動速度Aと第1攪拌搬送スクリュウの表面移動速度Bの比率B/Aが0.32≦B/A≦1.86とする。上述した実験により、上記範囲より比率B/Aが遅い場合にはトナーの攪拌混合が不十分となって地汚れ画像や濃度ムラ画像が発生する虞がある。また、上記範囲より比率B/Aが速い場合には、スクリュウ回転による内圧の増加や現像機外へのトナー飛散の不具合が発生する虞がある。また、経時的にはキャリアのカーボンブラックコートに損傷を与え、キャリア劣化によるキャリア付着の増加に至ることも確認されてある。このような副作用を防ぐために、第1攪拌搬送スクリュウ53の表面移動速度が比率B/Aで上記範囲を満たすものとする。
また、キャリアの表面コート層の樹脂に対するカーボンブラックの重量比が3%以下とする。これより多くすると、トナー収支の少ない画像面積率1%のプリントを繰返し実施した場合に、キャリアのカーボン色がトナーへ移ってしまうことによる混色が発生してしまう。すなわち、このカーボン添加量を3%以下に留めることによって、キャリアコート層のカーボンブラックのカラートナーへの色移りが抑制できるため、ブラック以外のカラートナーと組み合わせて使用することが可能である。
また、トナーの重量平均粒径が3〜10μmとする。トナーの重量平均粒径が上記範囲にあるトナーは、微小な潜像ドットに対して、十分に小さい粒径のトナー粒子を有していることから、ドット再現性に優れる。重量平均粒径が3μm未満では、転写効率の低下、ブレードクリーニング性の低下といった現象が発生しやすい。重量平均粒径が10μmを超えると、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しい。
また、トナーを紡錘形状とする。紡錘形状のトナーは、粉体流動性が適度に調節されているために、摩擦帯電が円滑に行われて地肌汚れを発生させることがない。また、紡錘形状のトナーは、微小な潜像ドットに対して整然と現像され、その後効率よく転写されてドット再現性に優れる。その際の飛び散りに対しては、粉体流動性が適度にブレーキをかけて飛び散りを防いでいる。さらに、紡錘形状のトナーは球形トナーに比べて、転がる軸が限られていることから、クリーニング部材の下に潜り込むようなクリーニング不良が発生しにくい。
また、紡錘形状のトナーの長軸r1と短軸r2との比(r2/r1)が0.5〜0.8で、厚さr3と短軸r2との比(r3/r2)が0.7〜1.0とする。このような紡錘状形状にすることで不定形・扁平形状でもなく真球状でもない形状であって、摩擦帯電性、ドット再現性、転写効率、飛び散りの防止性、クリーニング性の全てを満足させる形状となる。長軸r1と短軸r2との比(r2/r1)が0.5未満では、真球形状から離れるためにクリーニング性が高いが、ドット再現性及び転写効率が劣るために高品位な画質が得られなくなる。長軸r1と短軸r2との比(r2/r1)が0.8を越えると、球形に近づくために、低温低湿の環境下では特にクリーニング不良が発生することがある。また、厚さr3と短軸r2との比(r3/r2)が0.7未満では、扁平形状に近く、不定形トナーのように飛び散りは少ないが、球形トナーのような高転写率は得られない。特に、厚さr3と短軸r2との比(r3/r2)が1.0を超えると、長軸を回転軸とする回転体となり、クリーニング不良が発生しやすくなる。このような紡錘状形状にすることで不定形・扁平形状でもなく真球状でもない形状であって、双方の形状が有する摩擦帯電性、ドット再現性、転写効率、飛び散りの防止性、クリーニング性の全てを満足させることができる。
また、本実施形態に係るプロセスカートリッジ60は、感光体20と、帯電装置30と、現像装置50と、クリーニング装置40手段とが一体になって画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されている。そのため、長期使用においても保守性、交換性を向上することができる。
As described above, according to the image forming apparatus according to the present embodiment, the carrier in which the surface coat layer contains carbon black is used in the experiment described above, and the developer is pumped up and conveyed to the doctor blade 52 in the normal direction of the magnetic pole P5. The surface magnetic flux density and the average particle diameter of the carrier are defined as described above. As a result, it is possible to satisfy the requirement of maintaining high image quality with high carrier adhesion and high sharpness and suppressing density unevenness due to the pitch of the developer agitating and conveying means.
Further, a carrier having a logR in the 10th to 15th power is used, where R [Ω · cm] is a volume resistance when a DC voltage of 1000 V is applied as a single carrier. By using a carrier containing carbon black in the surface coat layer, carrier adhesion can be reliably suppressed even in the DC resistance range of such a carrier. Therefore, it is possible to improve the margin with respect to variation in resistance in manufacturing the carrier.
The developer agitating and conveying means is arranged in parallel with the developing roller 51 as a rotatable agent conveying and supplying member that supplies the two-component developer to the vicinity of the developing roller while conveying the developer in the rotation axis direction of the developing roller. The first stirring / conveying screw 53 is used. The ratio B / A between the surface movement speed A of the developing roller and the surface movement speed B of the first stirring and conveying screw is 0.32 ≦ B / A ≦ 1.86. According to the above-described experiment, when the ratio B / A is slower than the above range, the toner is not sufficiently stirred and mixed, and there is a possibility that a background image or a density unevenness image is generated. Further, when the ratio B / A is faster than the above range, there is a possibility that the internal pressure increases due to the screw rotation or the toner scatters outside the developing machine. It has also been confirmed that the carbon black coat of the carrier is damaged over time, leading to an increase in carrier adhesion due to carrier deterioration. In order to prevent such a side effect, the surface moving speed of the first stirring and conveying screw 53 is assumed to satisfy the above range at the ratio B / A.
Further, the weight ratio of carbon black to the resin of the surface coat layer of the carrier is 3% or less. If it is more than this, when printing with an image area ratio of 1% with a small toner balance is repeatedly performed, color mixing occurs due to the transfer of the carbon color of the carrier to the toner. That is, by keeping the amount of carbon added to 3% or less, the color transfer of the carbon black of the carrier coat layer to the color toner can be suppressed, so that it can be used in combination with a color toner other than black.
The weight average particle diameter of the toner is 3 to 10 μm. A toner having a toner weight average particle diameter in the above range has toner particles having a sufficiently small particle diameter with respect to a minute latent image dot, and thus has excellent dot reproducibility. When the weight average particle diameter is less than 3 μm, phenomena such as a decrease in transfer efficiency and a decrease in blade cleaning properties tend to occur. When the weight average particle size exceeds 10 μm, it is difficult to suppress scattering of characters and lines.
Further, the toner has a spindle shape. In the spindle-shaped toner, the powder fluidity is appropriately adjusted, so that the triboelectric charging is smoothly performed and the background stain is not generated. Further, the spindle-shaped toner is developed in an orderly manner with respect to a minute latent image dot, and then transferred efficiently, and the dot reproducibility is excellent. In this case, the powder flowability is moderately braked to prevent scattering. Further, the spindle-shaped toner has a limited rolling axis as compared with the spherical toner, and therefore, it is difficult to cause a cleaning failure such as to sink under the cleaning member.
Further, the ratio (r2 / r1) between the major axis r1 and the minor axis r2 of the spindle-shaped toner is 0.5 to 0.8, and the ratio (r3 / r2) between the thickness r3 and the minor axis r2 is 0. 7 to 1.0. By making such a spindle shape, it is a shape that is neither an irregular shape, a flat shape nor a spherical shape, and it satisfies all of triboelectric chargeability, dot reproducibility, transfer efficiency, splash prevention, and cleaning properties It becomes. When the ratio of the major axis r1 to the minor axis r2 (r2 / r1) is less than 0.5, the separation from the true spherical shape is high, but the cleaning property is high, but the dot reproducibility and the transfer efficiency are inferior, resulting in high quality image quality. It can no longer be obtained. When the ratio (r2 / r1) between the major axis r1 and the minor axis r2 exceeds 0.8, the shape approaches a spherical shape, so that cleaning failure may occur particularly in a low temperature and low humidity environment. Further, when the ratio of the thickness r3 to the minor axis r2 (r3 / r2) is less than 0.7, it is close to a flat shape and less scattered like an irregular toner, but a high transfer rate like a spherical toner is obtained. I can't. In particular, when the ratio (r3 / r2) between the thickness r3 and the minor axis r2 exceeds 1.0, a rotating body having the major axis as the rotation axis is formed, and cleaning failure is likely to occur. By making such a spindle shape, it is a shape that is neither an irregular shape, a flat shape nor a spherical shape, and both shapes have triboelectric chargeability, dot reproducibility, transfer efficiency, splash prevention, cleaning properties All can be satisfied.
Further, the process cartridge 60 according to the present embodiment is configured such that the photosensitive member 20, the charging device 30, the developing device 50, and the cleaning device 40 are integrated with each other so as to be detachable from the image forming apparatus main body. Yes. Therefore, maintainability and exchangeability can be improved even in long-term use.

本実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す構成図。1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of an image forming apparatus according to an embodiment. 同画像形成装置の画像ステーションの内部構成を示す構成図。2 is a configuration diagram showing an internal configuration of an image station of the image forming apparatus. FIG. 同画像形成装置の現像装置の概略構成を示す構成図。FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of a developing device of the image forming apparatus. 同画像形成装置の現像装置の内部構成を示す平面図。FIG. 2 is a plan view showing an internal configuration of a developing device of the image forming apparatus. (a)トナーの形状を座標軸x、y、z上に示す模式図。 (b)トナーの形状を座標軸x、z上に示す模式図。 (c)トナーの形状を座標軸y、z上に示す模式図。(A) Schematic diagram showing the shape of the toner on the coordinate axes x, y, z. (B) A schematic diagram showing the shape of the toner on the coordinate axes x and z. (C) A schematic diagram showing the shape of the toner on the coordinate axes y and z. 同画像形成装置のプロセスカートリッジ概略構成を示す構成図。FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of a process cartridge of the image forming apparatus. 同画像形成装置本体へプロセスカートリッジを装着した状態を示す斜視図。FIG. 3 is a perspective view showing a state where a process cartridge is mounted on the image forming apparatus main body.

符号の説明Explanation of symbols

1 給紙カセット
2 転写紙
3 給紙ローラ
4 レジストローラ
5 二次転写ローラ
8 光学ユニット
8 定着ユニット
9 トナーボトル
10 中間転写ユニット
11 中間転写ベルト
12 一次転写ローラ
13 ベルトクリーニング装置
15 画像ステーション
20 感光体
30 帯電装置
40 クリーニング装置
50 現像装置
51 現像ローラ
52 ドクタブレード
53 第1攪拌搬送スクリュウ
54 第2攪拌搬送スクリュウ
55 現像ケース
56 仕切壁
57 第1空間部
58 第2空間部
59a,b 受け渡し部
60 プロセスカートリッジ
70 装置本体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Paper feed cassette 2 Transfer paper 3 Paper feed roller 4 Registration roller 5 Secondary transfer roller 8 Optical unit 8 Fixing unit 9 Toner bottle 10 Intermediate transfer unit 11 Intermediate transfer belt 12 Primary transfer roller 13 Belt cleaning device 15 Image station 20 Photoconductor DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 Charging apparatus 40 Cleaning apparatus 50 Developing apparatus 51 Developing roller 52 Doctor blade 53 1st stirring conveyance screw 54 2nd stirring conveyance screw 55 Developing case 56 Partition wall 57 1st space part 58 2nd space part 59a, b Delivery part 60 Process Cartridge 70 Main unit

Claims (15)

トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、該現像剤収容部内の二成分現像剤を攪拌搬送する現像剤攪拌搬送手段と、複数の磁極を形成するための磁石を有する磁界発生手段を内包する回転可能な非磁性スリーブを有し、該現像剤収容部内の二成分現像剤を汲み上げて担持搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体表面と一定の間隙をもって対向するよう配置され、該現像剤担持体上の二成分現像剤の量を規制する現像剤規制部材とを備えた現像装置において、
上記現像剤担持体の磁界発生手段の二成分現像剤を汲み上げて上記現像剤量規制部材との対向部に搬送する磁極の法線方向の表面磁束密度の最大値が75〜95mTであり、上記キャリアの平均粒径が35〜55μmであり、該キャリアの表面コート層にカーボンブラックが含まれていることを特徴とする現像装置。
A developer accommodating portion for accommodating a two-component developer containing toner and a carrier, developer agitating / conveying means for agitating and conveying the two-component developer in the developer accommodating portion, and a magnet for forming a plurality of magnetic poles A developer carrier having a rotatable non-magnetic sleeve containing the magnetic field generating means, pumping up and carrying the two-component developer in the developer container, and having a certain gap from the surface of the developer carrier; In a developing device provided with a developer regulating member that is disposed so as to oppose and regulates the amount of the two-component developer on the developer carrying member,
The maximum value of the surface magnetic flux density in the normal direction of the magnetic pole that draws up the two-component developer of the magnetic field generating means of the developer carrying member and conveys it to the opposed portion to the developer amount regulating member is 75 to 95 mT, A developing device characterized in that the carrier has an average particle size of 35 to 55 μm, and the surface coat layer of the carrier contains carbon black.
請求項1の現像装置において、上記キャリアは、キャリア単体で直流1000Vの電圧を印加したときの体積抵抗をR[Ω・cm]とすると、logRが10〜15乗であることを特徴とする現像装置。   2. The developing device according to claim 1, wherein the carrier has a logR of 10 to 15th power, where R [Ω · cm] is a volume resistance when a DC voltage of 1000 V is applied to the carrier alone. apparatus. 請求項1または2の現像装置において、上記現像剤攪拌搬送手段は、上記現像剤担持体と並列に配置され、該現像剤担持体の回転軸方向に二成分現像剤を搬送しながら該現像剤担持体近傍に二成分現像剤を供給する回転可能な剤搬送供給部材を有し、該現像剤担持体の表面移動速度Aと該剤搬送供給部材の表面移動速度Bの比率B/Aが0.32≦B/A≦1.86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 developer agitating and conveying means is arranged in parallel with the developer carrier, and the developer is conveyed while conveying the two-component developer in the rotation axis direction of the developer carrier. A rotatable agent conveyance supply member for supplying a two-component developer in the vicinity of the carrier is provided, and a ratio B / A between the surface movement speed A of the developer carrier and the surface movement speed B of the agent conveyance supply member is 0. ..32 ≦ B / A ≦ 1.86. 請求項1、2または3の現像装置において、上記キャリアの表面コート層の樹脂に対するカーボンブラックの重量比が3%以下であることを特徴とする現像装置。   4. The developing device according to claim 1, wherein a weight ratio of carbon black to resin of the surface coat layer of the carrier is 3% or less. 請求項1、2、3または4の現像装置において、上記トナーの重量平均粒径が3〜10μmであることを特徴とする現像装置。   5. The developing device according to claim 1, wherein the toner has a weight average particle diameter of 3 to 10 [mu] m. 請求項1、2、3、4または5の現像装置において、上記トナーが紡錘形状であることを特徴とする現像装置。   6. The developing device according to claim 1, wherein the toner has a spindle shape. 請求項6の現像装置において、上記トナーの長軸r1と短軸r2との比(r2/r1)が0.5〜0.8で、厚さr3と短軸r2との比(r3/r2)が0.7〜1.0であることを特徴とする現像装置。   7. The developing device according to claim 6, wherein a ratio (r2 / r1) between the major axis r1 and the minor axis r2 of the toner is 0.5 to 0.8, and a ratio (r3 / r2) between the thickness r3 and the minor axis r2. ) Is 0.7 to 1.0. 像担持体と、帯電手段、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を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジにおいて、
上記現像手段として、
トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、
該現像剤収容部内の二成分現像剤を攪拌搬送する現像剤攪拌搬送手段と、
複数の磁極を形成するための磁石を有する磁界発生手段を内包する回転可能な非磁性スリーブを有し、該現像剤収容部内の二成分現像剤を汲み上げて担持搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体表面と一定の間隙をもって対向するよう配置され、該現像剤担持体上の二成分現像剤の量を規制する現像剤規制部材とを備え、
上記現像剤担持体の磁界発生手段の二成分現像剤を汲み上げて上記現像剤量規制部材との対向部に搬送する磁極の法線方向の表面磁束密度の最大値が75〜95mTであり、該キャリアの平均粒径が35〜55μmであり、該キャリアの表面コート層にカーボンブラックが含まれていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
In a process cartridge that integrally supports an image carrier and at least one means selected from a charging means, a developing means, and a cleaning means, and is detachable from an image forming apparatus main body,
As the developing means,
A developer containing portion for containing a two-component developer containing toner and a carrier;
Developer agitating and conveying means for agitating and conveying the two-component developer in the developer container;
A developer carrying member having a rotatable non-magnetic sleeve containing a magnetic field generating means having a magnet for forming a plurality of magnetic poles, pumping up and carrying the two-component developer in the developer containing portion; and A developer regulating member that is disposed so as to face the surface of the developer carrying body with a certain gap and regulates the amount of the two-component developer on the developer carrying body,
The maximum value of the surface magnetic flux density in the normal direction of the magnetic pole that draws up the two-component developer of the magnetic field generating means of the developer carrying member and conveys it to the opposed portion to the developer amount regulating member is 75 to 95 mT, A process cartridge, wherein the carrier has an average particle size of 35 to 55 μm, and the surface coat layer of the carrier contains carbon black.
請求項8のプロセスカートリッジにおいて、上記キャリアは、キャリア単体で直流1000Vの電圧を印加したときの体積抵抗をR[Ω・cm]とすると、logRが10〜15乗であることを特徴とするプロセスカートリッジ。   9. The process cartridge according to claim 8, wherein the carrier has a logR of 10 to 15th power, where R [Ω · cm] is a volume resistance when a DC voltage of 1000 V is applied to the carrier alone. cartridge. 請求項8または9のプロセスカートリッジにおいて、上記現像剤攪拌搬送手段は、上記現像剤担持体と並列に配置され、該現像剤担持体の回転軸方向に二成分現像剤を搬送しながら該現像剤担持体近傍に二成分現像剤を供給する回転可能な剤搬送供給部材を有し、該現像剤担持体の表面移動速度Aと該剤搬送供給部材の表面移動速度Bの比率B/Aが0.32≦B/A≦1.86であることを特徴とするプロセスカートリッジ。   10. The process cartridge according to claim 8, wherein the developer agitating / conveying means is arranged in parallel with the developer carrying member and conveys the two-component developer in the direction of the rotation axis of the developer carrying member. A rotatable agent conveyance supply member for supplying a two-component developer in the vicinity of the carrier is provided, and a ratio B / A between the surface movement speed A of the developer carrier and the surface movement speed B of the agent conveyance supply member is 0. Process cartridge characterized in that 32 ≦ B / A ≦ 1.86. 請求項8、9または10のプロセスカートリッジにおいて、上記キャリアの表面コート層の樹脂に対するカーボンブラックの重量比が3%以下であることを特徴とするプロセスカートリッジ。   11. The process cartridge according to claim 8, wherein the weight ratio of carbon black to resin of the surface coat layer of the carrier is 3% or less. 請求項8、9、10または11のプロセスカートリッジにおいて、上記トナーの重量平均粒径が3〜10μmであることを特徴とするプロセスカートリッジ。   12. The process cartridge according to claim 8, wherein the toner has a weight average particle diameter of 3 to 10 [mu] m. 請求項8、9、10、11または12の現像装置において、上記トナーが紡錘形状であることを特徴とするプロセスカートリッジ。   13. The process cartridge according to claim 8, wherein the toner has a spindle shape. 請求項13のプロセスカートリッジにおいて、上記トナーの長軸r1と短軸r2との比(r2/r1)が0.5〜0.8で、厚さr3と短軸r2との比(r3/r2)が0.7〜1.0であることを特徴とするプロセスカートリッジ。   14. The process cartridge according to claim 13, wherein a ratio (r2 / r1) between the major axis r1 and the minor axis r2 of the toner is 0.5 to 0.8, and a ratio (r3 / r2) between the thickness r3 and the minor axis r2. ) Is 0.7 to 1.0. 像担持体と、
該像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、
該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置において、
上記現像手段として請求項1、2、3、4、5、6又は7の現像装置を備え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;
In an image forming apparatus comprising: a developing unit that develops a latent image on the latent image carrier.
An image forming apparatus comprising the developing device according to claim 1 as the developing means.
JP2004329393A 2004-08-31 2004-11-12 Developing device, and process cartridge and image forming apparatus using the same Pending JP2006099029A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004329393A JP2006099029A (en) 2004-08-31 2004-11-12 Developing device, and process cartridge and image forming apparatus using the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004252265 2004-08-31
JP2004329393A JP2006099029A (en) 2004-08-31 2004-11-12 Developing device, and process cartridge and image forming apparatus using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006099029A true JP2006099029A (en) 2006-04-13

Family

ID=36238873

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004329393A Pending JP2006099029A (en) 2004-08-31 2004-11-12 Developing device, and process cartridge and image forming apparatus using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006099029A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007322696A (en) * 2006-05-31 2007-12-13 Fuji Xerox Co Ltd Developing device, image forming cartridge and image forming apparatus
JP2008003110A (en) * 2006-06-20 2008-01-10 Ricoh Co Ltd Charger, process cartridge, and image forming apparatus
US7587159B2 (en) 2006-09-15 2009-09-08 Ricoh Company, Ltd. Image forming method and apparatus including a relationship between secondary roller diameter and recording medium ingress position
US7769327B2 (en) 2007-07-03 2010-08-03 Sharp Kabushiki Kaisha Developing device and image forming apparatus having a developing roller with a grooved sleeve

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10123755A (en) * 1996-10-24 1998-05-15 Fuji Xerox Co Ltd Electrostatic charge image developer and image forming method
JP2000019821A (en) * 1998-06-29 2000-01-21 Konica Corp Developing device and method, and image forming device
JP2003202757A (en) * 2002-01-09 2003-07-18 Ricoh Co Ltd Developing device, image forming apparatus and image forming processing unit
JP2004219764A (en) * 2003-01-15 2004-08-05 Ricoh Co Ltd Two-component developer and image forming method using the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10123755A (en) * 1996-10-24 1998-05-15 Fuji Xerox Co Ltd Electrostatic charge image developer and image forming method
JP2000019821A (en) * 1998-06-29 2000-01-21 Konica Corp Developing device and method, and image forming device
JP2003202757A (en) * 2002-01-09 2003-07-18 Ricoh Co Ltd Developing device, image forming apparatus and image forming processing unit
JP2004219764A (en) * 2003-01-15 2004-08-05 Ricoh Co Ltd Two-component developer and image forming method using the same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007322696A (en) * 2006-05-31 2007-12-13 Fuji Xerox Co Ltd Developing device, image forming cartridge and image forming apparatus
JP2008003110A (en) * 2006-06-20 2008-01-10 Ricoh Co Ltd Charger, process cartridge, and image forming apparatus
US7587159B2 (en) 2006-09-15 2009-09-08 Ricoh Company, Ltd. Image forming method and apparatus including a relationship between secondary roller diameter and recording medium ingress position
US7769327B2 (en) 2007-07-03 2010-08-03 Sharp Kabushiki Kaisha Developing device and image forming apparatus having a developing roller with a grooved sleeve

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5825912B2 (en) Development device
JP5375452B2 (en) Image forming apparatus
JP4642529B2 (en) Development device
JP4860967B2 (en) Development device
JP4600529B2 (en) Developing device and image forming apparatus
US7502579B2 (en) Developing device using developer of particular properties suitable therefore
JP2006047886A (en) Developing device, cartridge, and image forming apparatus
JP2005091797A (en) Developing method and developing device
JP2006251301A (en) Developing device, process cartridge and image forming apparatus using the same, and toner
JP2005315909A (en) Image forming apparatus
JP2006301463A (en) Developing device, process cartridge, image forming apparatus, and toner
JP4951223B2 (en) Development device
JP4465226B2 (en) Developing device, process cartridge and image forming apparatus using the same
JP2006099029A (en) Developing device, and process cartridge and image forming apparatus using the same
JPH09251237A (en) Developing device
JP2009151120A (en) Image forming apparatus and replenishment developer
JP2004029574A (en) Developing device and image forming device
JP2008145533A (en) Developing device and image forming apparatus
JP2006308732A (en) Developing device
JP4731218B2 (en) Development device
JP2003195639A (en) Developing device and image forming apparatus
JP2001125366A (en) Developing device
JP2006106027A (en) Developing device
JP6677930B2 (en) Developing device and image forming device
JP2016218145A (en) Development device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070416

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100122

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100205

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100406

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100514