JP2008276089A - Developing device and image forming apparatus - Google Patents

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JP2008276089A JP2007122155A JP2007122155A JP2008276089A JP 2008276089 A JP2008276089 A JP 2008276089A JP 2007122155 A JP2007122155 A JP 2007122155A JP 2007122155 A JP2007122155 A JP 2007122155A JP 2008276089 A JP2008276089 A JP 2008276089A
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Shigeo Uetake
重夫 植竹
Kenji Maeyama
健志 前山
Jiyunya Hirayama
順哉 平山
Toshiya Natsuhara
敏哉 夏原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developing device using two-component developer, which achieves high-quality image formation over a long term by suppressing toner deterioration and carrier deterioration, and to provide an image forming apparatus. <P>SOLUTION: The developing device is equipped with a partition member arranged proximately to a developer carrier and partitioning between the developer carrier and space on a side to supply the developer to the developer carrier, and an opening/closing member controlling the supply amount of developer to the developer carrier by opening/closing a developer supply path to the developer carrier from the space partitioned by the partition member. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置、及びそこに使用される現像装置に関する。特に、キャリアとトナーとからなる二成分現像剤を使用し、静電潜像を現像するようにした現像装置及び画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a multifunction machine using the electrophotographic system, and a developing device used therefor. In particular, the present invention relates to a developing device and an image forming apparatus that use a two-component developer composed of a carrier and a toner to develop an electrostatic latent image.

従来より、電子写真方式を用いた画像形成装置において、像担持体上に形成された静電潜像の現像方式としては現像剤としてトナーのみを用いる一成分現像方式およびトナーとキャリアを用いる二成分現像方式が知られている。   Conventionally, in an image forming apparatus using an electrophotographic method, as a developing method of an electrostatic latent image formed on an image carrier, a one-component developing method using only toner as a developer and a two-component using a toner and a carrier Development methods are known.

一成分現像方式では、一般的にトナーを、トナー担持体とトナー担持体に押圧された規制板とによって形成される規制部を通過させることでトナーを帯電し、所望のトナー薄層を形成し静電潜像を現像する。一成分現像方式は、磁気ブラシによる画像のムラが発生せずドット再現性や画像の均一性に優れる、像担持体へのキャリアの消費が起こらない、装置の簡略化、小型化、低コスト化の面で有利である、などの特徴がある。しかし一方で、規制部の強いストレスによりトナーの劣化が促進され易く、トナーの電荷受容性が低下しやすい。さらに、トナー規制部材やトナー担持体表面がトナーや外添剤により汚染されることでトナーへの電荷付与性も低下して、かぶり等の問題を引き起こすため、結果として現像装置の寿命が短くなってしまう。このような一成分現像方式と比較すると、二成分現像方式では、トナーを、キャリアとの混合による摩擦帯電で帯電するため、ストレスが小さく、トナーの劣化に対して有利である。さらにトナーへの電荷付与部材であるキャリアも、その表面積が大きいため、トナーや外添剤による汚染に対しても相対的に強く、現像剤の長寿命化に関しては有利である。   In the one-component development system, the toner is generally charged by passing the toner through a regulating portion formed by a toner carrier and a regulation plate pressed against the toner carrier, and a desired toner thin layer is formed. Develop the electrostatic latent image. The one-component development method does not cause image unevenness due to the magnetic brush, and has excellent dot reproducibility and image uniformity, does not cause carrier consumption to the image carrier, simplifies the device, reduces size, and reduces costs It is advantageous in terms of However, on the other hand, the toner is easily deteriorated by the strong stress of the restricting portion, and the charge acceptability of the toner tends to be lowered. Further, the toner regulating member and the surface of the toner carrying member are contaminated with the toner and the external additive, so that the charge imparting property to the toner is lowered and causes problems such as fogging. As a result, the life of the developing device is shortened. End up. Compared to such a one-component development method, in the two-component development method, the toner is charged by frictional charging by mixing with the carrier, so that the stress is small and it is advantageous for the deterioration of the toner. Further, since the carrier as a charge imparting member to the toner has a large surface area, it is relatively resistant to contamination by the toner and external additives, and is advantageous in terms of extending the life of the developer.

しかしながら、二成分現像方式においてもマグネットローラ上で現像剤層を形成する必要があり、その現像剤層を形成する層厚規制部において、現像剤にストレスが加えられる。これはマグネットローラ表面に磁力によって担持、搬送される現像剤が層厚規制部材によって擦り切られる際に生じるストレスである。このストレスは、一成分現像方式の規制部に比べれば小さいものの、磁力によって凝集力を生じている現像剤を強引に擦り切るため、十分に小さいとはいえない。実際に二成分現像方式においても画像部比率の小さい印刷を連続して行った場合にはこのストレスが主要因となりトナー表面に外添剤が埋没したり、トナーの割れなどが生じ、トナー劣化を引き起こす。また、キャリアも長期にわたる使用において、キャリアの表面コート樹脂の磨耗やトナー微粉や外添剤の付着などによるキャリア劣化が発生する。このような現像剤の劣化により、トナー帯電量の低下や逆極性トナーの発生、未帯電トナーの発生などが起こり、背景部のカブリや粉塵となったトナーによる汚れなどが画像欠陥として現れる。このように二成分現像方式といえども現像剤へのストレスに起因する課題は残存しており、現像剤の長寿命化に対して、更なる低ストレス化が望まれている。   However, even in the two-component development method, it is necessary to form a developer layer on the magnet roller, and stress is applied to the developer at the layer thickness regulating portion that forms the developer layer. This is a stress generated when the developer carried and conveyed on the surface of the magnet roller by the magnetic force is scraped off by the layer thickness regulating member. Although this stress is small as compared with the restriction part of the one-component development system, it cannot be said that the stress is sufficiently small because the developer that generates cohesive force by the magnetic force is forcibly worn out. In fact, even in the two-component development system, when printing with a small image area ratio is performed continuously, this stress is the main factor, causing external additives to be buried in the toner surface, toner cracking, etc. cause. Further, when the carrier is used for a long period of time, the carrier deteriorates due to wear of the surface coat resin of the carrier or adhesion of toner fine powder or external additives. Such deterioration of the developer causes a decrease in toner charge amount, generation of reverse polarity toner, generation of uncharged toner, and the like, and fogging of the background portion and dirt due to dusty toner appear as image defects. As described above, even with the two-component development method, problems due to the stress on the developer remain, and further reduction in stress is desired in order to extend the life of the developer.

二成分現像剤を長寿命化する方法として、特許文献1には、トナーと共に、もしくは単独でキャリアを少量ずつ補給し、それに応じて、荷電性の低下した劣化現像剤を排出することで、キャリアの入れ替えを行い、劣化キャリア比率の増大を抑える現像装置が開示されている。この装置ではキャリアを入れ替えているため、キャリア劣化によるトナーの帯電量低下を一定のレベルで抑えることが可能となり、長寿命化に有利である。   As a method for extending the life of a two-component developer, Patent Document 1 discloses that a carrier is supplied by supplying a small amount of carrier together with toner or by itself and discharging a deteriorated developer having reduced chargeability accordingly. Has been disclosed to suppress the increase in the deteriorated carrier ratio. In this apparatus, since the carrier is replaced, it is possible to suppress a decrease in toner charge amount due to carrier deterioration at a certain level, which is advantageous in extending the service life.

また、特許文献2には現像剤担持体に対してすでに量規制された現像剤を受け渡す概念の現像装置が開示されている。像担持体を現像する第2のMagローラと、第2のMagローラへ現像剤を供給する第1のMagローラを備え、第1のMagローラ上で現像剤層厚規制部材によって現像剤を定量し、その現像剤を第2のMagロールへと受け渡す構成となっている。   Further, Patent Document 2 discloses a developing device having a concept of delivering a developer whose amount is already regulated to a developer carrying member. A second Mag roller for developing the image carrier and a first Mag roller for supplying the developer to the second Mag roller are provided, and the developer is quantified by the developer layer thickness regulating member on the first Mag roller. The developer is transferred to the second Mag roll.

また、特許文献3では、現像ローラに一定量の現像剤を供給する部材として、周囲に複数の凹部が配列された供給ローラを設け、この供給ローラですくい取った現像剤を現像ローラが磁気力により吸着する方法が提案されている。この方法を用いることで、現像ローラ上の現像剤の層厚を規制する規制部材が不要となり、現像剤へのストレスを低減することができるとしている。
特開昭59−100471号公報 特開2007−3851号公報 特開2001−125366号公報
Further, in Patent Document 3, a supply roller having a plurality of recesses arranged around is provided as a member for supplying a constant amount of developer to the developing roller, and the developer roller scoops up the developer scooped by the supply roller with a magnetic force. A method of adsorbing by the above has been proposed. By using this method, a regulating member that regulates the layer thickness of the developer on the developing roller becomes unnecessary, and stress on the developer can be reduced.
JP 59-1000047 A JP 2007-3851 A JP 2001-125366 A

しかしながら、特許文献1では、排出されたキャリアを回収する機構が必要であることや、キャリアが消耗品となることからコスト、環境面などに問題がある。また、キャリアの新旧比率が安定するまでに所定量の印刷を繰り返す必要があり、初期の画像特性が変化するという問題がある。さらに、この構成においては、キャリアの劣化に対しては一定の効果は得られるものの、トナーの劣化に対しては従来と比べなんら効果は得られず、画像部比率の小さい印刷を連続して行った場合にはトナー劣化が発生し画像品質が低下するという問題がある。また、特許文献2の構成においても、第1のMagロール上で磁力により拘束された現像剤を規制部材で層厚規制する構成であることに変わりなく、現像剤にかかるストレスによりキャリア劣化及びトナー劣化という問題が生じる。また、特許文献3の構成では、環境変動などにより現像剤槽の現像剤の流動性が変化すると、供給部材ですくい取る現像剤の量が変化し、安定した現像剤層を現像剤担持体上に形成できないと言う問題がある。また、高速な画像形成装置に用いると、供給部材ですくい取った現像剤が遠心力で供給部材から離脱し、安定供給できなくなり、低速の画像形成装置にしか使用できないという問題もある。さらに、現像剤槽から現像剤をすくい取る構成になるため、現像剤槽中の現像剤が供給部材の上部より下方に来るようにする必要がある。このため、現像装置の配置の自由度が制限され、装置が大型となる。   However, in Patent Document 1, there is a problem in terms of cost, environment, and the like because a mechanism for collecting the discharged carrier is necessary and the carrier becomes a consumable item. In addition, it is necessary to repeat a predetermined amount of printing until the new / old ratio of the carrier is stabilized, and there is a problem that the initial image characteristics change. Further, in this configuration, although a certain effect can be obtained with respect to carrier deterioration, no effect is obtained with respect to toner deterioration as compared with the conventional case, and printing with a small image portion ratio is continuously performed. In such a case, there is a problem that the toner is deteriorated and the image quality is lowered. In the configuration of Patent Document 2, the developer that is restrained by the magnetic force on the first Mag roll is controlled by the regulating member, and the carrier deterioration and toner are caused by the stress applied to the developer. The problem of deterioration arises. Further, in the configuration of Patent Document 3, when the flowability of the developer in the developer tank changes due to environmental changes or the like, the amount of developer scooped by the supply member changes, and a stable developer layer is formed on the developer carrier. There is a problem that it cannot be formed. Further, when used in a high-speed image forming apparatus, there is a problem that the developer scooped up by the supply member is detached from the supply member by a centrifugal force and cannot be stably supplied, and can only be used in a low-speed image forming apparatus. Furthermore, since the developer is scooped up from the developer tank, it is necessary that the developer in the developer tank comes below the upper part of the supply member. For this reason, the freedom degree of arrangement | positioning of a developing device is restrict | limited and an apparatus becomes large sized.

本発明は上記のような背景から、トナー劣化やキャリア劣化を抑制し、高画質な画像形成を長期にわたって実現することのできる現像装置および画像形成装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a developing device and an image forming apparatus capable of suppressing toner deterioration and carrier deterioration and realizing high-quality image formation over a long period of time.

上記の課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有するものである。   In order to solve the above problems, the present invention has the following features.

1.
トナーとキャリアを含む現像剤を磁力により表面に担持して搬送する現像剤担持体を備えた現像装置において、
前記現像剤担持体に近接して配置され、前記現像剤担持体と前記現像剤担持体に対して現像剤を供給する側の空間とを仕切る仕切り部材と、
前記仕切り部材によって仕切られた前記空間から前記現像剤担持体への現像剤供給経路を開閉することによって前記現像剤担持体への現像剤の供給量を制御する開閉部材とを備えることを特徴とする現像装置。
1.
In a developing device including a developer carrying member that carries and conveys a developer containing toner and a carrier on the surface by magnetic force,
A partition member disposed in the vicinity of the developer carrier, and partitioning the developer carrier and a space on the side where the developer is supplied to the developer carrier;
An opening / closing member that controls the amount of developer supplied to the developer carrier by opening and closing a developer supply path from the space partitioned by the partition member to the developer carrier. Developing device.

2.
前記現像剤担持体は、その内部に磁極を有するマグネットローラであることを特徴とする1に記載の現像装置。
2.
2. The developing device according to 1, wherein the developer carrying member is a magnet roller having a magnetic pole therein.

3.
前記マグネットローラは、当該マグネットローラによって搬送された現像剤が前記仕切り部材よりも現像剤搬送方向上流側で剥離されるように同極着磁部を有することを特徴とする2に記載の現像装置。
3.
3. The developing device according to 2, wherein the magnet roller has a homopolar magnetized portion so that the developer conveyed by the magnet roller is separated from the partition member on the upstream side in the developer conveying direction. .

4.
前記開閉部材は、一端が固定され、他端が揺動可能な自由端を有する弁であり、該弁を揺動し、前記現像剤槽から前記現像剤担持体への現像剤の供給を制御する開閉制御部材を備えることを特徴とする1乃至3の何れか1項に記載の現像装置。
4).
The opening / closing member is a valve having one end fixed and a free end that can be swung at the other end, and swings the valve to control the supply of the developer from the developer tank to the developer carrier. The developing device according to any one of claims 1 to 3, further comprising an opening / closing control member.

5.
前記開閉制御部材は、断面が多角形の回転体であることを特徴とする4に記載の現像装置。
5.
5. The developing device according to claim 4, wherein the opening / closing control member is a rotating body having a polygonal cross section.

6.
前記開閉制御部材は、断面が円弧と直線からなる回転体であることを特徴とする4に記載の現像装置。
6).
5. The developing device according to claim 4, wherein the opening / closing control member is a rotating body having a cross section of a circular arc and a straight line.

7.
前記開閉部材は、平行移動することにより前記現像剤担持体と前記現像剤槽との連通状態を制御するシャッタ部材であることを特徴とする1乃至3の何れか1項に記載の現像装置。
7).
The developing device according to any one of claims 1 to 3, wherein the opening / closing member is a shutter member that controls a communication state between the developer carrying member and the developer tank by moving in parallel.

8.
前記開閉部材は、回転により連通状態を切り替える断面が多角形の回転体であることを特徴とする1乃至3の何れか1項に記載の現像装置。
8).
The developing device according to any one of claims 1 to 3, wherein the opening / closing member is a rotary body having a polygonal cross section for switching a communication state by rotation.

9.
前記現像剤担持体と対向して配置され、前記現像剤担持体上の現像剤からトナーを分離し、表面に担持するトナー担持体を備えたことを特徴とする1乃至8の何れか1項に記載の現像装置。
9.
1. The device according to claim 1, further comprising a toner carrier that is disposed to face the developer carrier, separates the toner from the developer on the developer carrier, and carries the toner on the surface. The developing device according to 1.

10.
像担持体と、該像担持体上に静電潜像を形成する手段と、該像担持体上の静電潜像を現像するための1乃至9の何れか1項に記載の現像装置と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
10.
An image carrier, means for forming an electrostatic latent image on the image carrier, and the developing device according to any one of 1 to 9 for developing the electrostatic latent image on the image carrier. An image forming apparatus comprising:

本発明の現像装置によれば、像剤担持体に近接して配置され、現像剤担持体と現像剤担持体に対して現像剤を供給する側の空間とを仕切る仕切り部材と、仕切り部材によって仕切られた空間から現像剤担持体への現像剤供給経路を開閉することによって前記現像剤担持体への現像剤の供給量を制御する開閉部材とを備えた構成としている。このような構成を取ることで、開閉部材を断続的に制御し、所定量の現像剤を安定して現像剤担持体に供給することができる。よって、従来のように現像剤担持体上で、現像剤が磁気拘束力を受けた状態で層厚規制する必要が無く、キャリアやトナーに与えるストレスが少なくなり、キャリア劣化及びトナー劣化を抑制することができる。その結果、画像の安定性に優れかつ長寿命な現像装置及びこの現像装置を用いた画像形成装置を提供することができる。   According to the developing device of the present invention, the partition member that is disposed in the vicinity of the image carrier and partitions the developer carrier and the space on the developer supply side with respect to the developer carrier, and the partition member An opening / closing member that controls the amount of the developer supplied to the developer carrier by opening and closing the developer supply path to the developer carrier from the partitioned space is provided. By adopting such a configuration, the opening / closing member can be intermittently controlled, and a predetermined amount of developer can be stably supplied to the developer carrying member. Therefore, it is not necessary to regulate the layer thickness on the developer carrying member in a state where the developer is subjected to the magnetic binding force as in the conventional case, the stress applied to the carrier and toner is reduced, and carrier deterioration and toner deterioration are suppressed. be able to. As a result, it is possible to provide a developing device having excellent image stability and a long life, and an image forming apparatus using the developing device.

本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1に本発明の一実施形態による画像形成装置の主要部を示す。この画像形成装置は、電子写真方式により像担持体(感光体)1に形成されたトナー像を用紙等の転写媒体Pに転写して画像形成を行うプリンタである。この画像形成装置は画像を担持するための像担持体1を有しており、像担持体1の周辺には、像担持体1を帯電するための帯電手段としての帯電部材3、像担持体1上の静電潜像を現像する現像装置2a、像担持体1上のトナー像を転写するための転写ローラ4、及び像担持体1上の残留トナー除去用のクリーニングブレード5が、像担持体1の回転方向Aに沿って順に配置されている。   FIG. 1 shows a main part of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. This image forming apparatus is a printer that performs image formation by transferring a toner image formed on an image carrier (photoconductor) 1 to a transfer medium P such as paper by an electrophotographic method. This image forming apparatus has an image carrier 1 for carrying an image, and a charging member 3 as a charging unit for charging the image carrier 1 and an image carrier around the image carrier 1. A developing device 2a for developing the electrostatic latent image on the image 1, a transfer roller 4 for transferring the toner image on the image carrier 1, and a cleaning blade 5 for removing residual toner on the image carrier 1 It arranges in order along the rotation direction A of the body 1.

像担持体1は、帯電部材3で帯電された後に、図中のE点の位置でレーザ発光器などを備えた露光装置により露光されて、その表面上に静電潜像が形成される。現像装置2aは、この静電潜像をトナー像に現像する。転写ローラ4は、この像担持体1上のトナー像を転写媒体Pに転写した後、図中の矢印C方向に排出する。クリーニングブレード5は、転写後の像担持体1上の残留トナーを、その機械的な力で除去する。画像形成装置に用いられる像担持体1、帯電部材3、露光装置、転写ローラ4、クリーニングブレード5等は、周知の電子写真方式の技術を任意に使用してよい。例えば、帯電手段として図中、帯電ローラが示されているが、像担持体1と非接触の帯電装置であってもよい。また例えば、クリーニングブレードはなくてもよい。   The image carrier 1 is charged by the charging member 3 and then exposed by an exposure device equipped with a laser emitter or the like at the position E in the figure, and an electrostatic latent image is formed on the surface thereof. The developing device 2a develops the electrostatic latent image into a toner image. The transfer roller 4 transfers the toner image on the image carrier 1 to the transfer medium P, and then discharges it in the direction of arrow C in the figure. The cleaning blade 5 removes the residual toner on the image carrier 1 after the transfer with its mechanical force. The image carrier 1, the charging member 3, the exposure device, the transfer roller 4, the cleaning blade 5 and the like used in the image forming apparatus may arbitrarily use a known electrophotographic technique. For example, although a charging roller is shown in the drawing as the charging means, a charging device that is not in contact with the image carrier 1 may be used. Further, for example, there may be no cleaning blade.

本実施形態において現像装置2aは、現像剤23を収容する現像剤槽24、該現像剤槽24から現像剤取り込み領域7で供給された現像剤23を表面に担持して現像領域6に搬送する現像剤担持体11を有し、現像領域6を通過した後の現像剤を現像剤分離領域8において分離し現像剤槽24に戻す構成となっている。   In the present embodiment, the developing device 2 a carries a developer tank 24 containing the developer 23, the developer 23 supplied from the developer tank 24 in the developer taking-in area 7 on the surface, and transported to the developing area 6. The developer carrying member 11 is provided, and the developer after passing through the developing region 6 is separated in the developer separating region 8 and returned to the developer tank 24.

現像剤23はトナー、該トナーを帯電するためのキャリアを含んでなるものである。   The developer 23 includes toner and a carrier for charging the toner.

トナーとしては、特に限定されず、一般に使用されている公知のトナーを使用することができ、バインダー樹脂中に着色剤や必要に応じて、荷電制御剤や離型剤等を含有させ、外添剤を処理させたものを使用できる。トナー粒径としてはこれに限定されるものではないが、3〜15μm程度が好ましい。   The toner is not particularly limited, and a commonly used known toner can be used. The binder resin contains a colorant or, if necessary, a charge control agent or a release agent, and is added externally. What processed the agent can be used. The toner particle diameter is not limited to this, but is preferably about 3 to 15 μm.

このようなトナーを製造するにあたっては、一般に使用されている公知の方法で製造することができ、例えば、粉砕法、乳化重合法、懸濁重合法等を用いて製造することができる。   In manufacturing such a toner, it can be manufactured by a publicly known method, for example, a pulverization method, an emulsion polymerization method, a suspension polymerization method, or the like.

トナーに使用するバインダー樹脂としては、これに限定されるものではないが、例えば、スチレン系樹脂(スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体)やポリエステル樹脂、エポキシ系樹脂、塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。これらの樹脂単体もしくは複合体により、軟化温度が80〜160℃の範囲のものを、またガラス転移点が50〜75℃の範囲のものを用いることが好ましい。   The binder resin used in the toner is not limited to this. For example, styrene resin (monopolymer or copolymer containing styrene or a styrene-substituted product), polyester resin, epoxy resin, vinyl chloride Resins, phenol resins, polyethylene resins, polypropylene resins, polyurethane resins, silicone resins and the like can be mentioned. It is preferable to use those having a softening temperature in the range of 80 to 160 ° C. and those having a glass transition point in the range of 50 to 75 ° C., depending on the resin alone or the composite.

また、着色剤としては、一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、活性炭、マグネタイト、ベンジンイエロー、パーマネントイエロー、ナフトールイエロー、フタロシアニンブルー、ファーストスカイブルー、ウルトラマリンブルー、ローズベンガル、レーキーレッド等を用いることができ、一般に上記のバインダー樹脂100質量部に対して2〜20質量部の割合で用いることが好ましい。   Moreover, as a coloring agent, the publicly known well-known thing can be used, for example, carbon black, aniline black, activated carbon, magnetite, benzine yellow, permanent yellow, naphthol yellow, phthalocyanine blue, first sky blue, ultra Marine blue, rose bengal, lake red, or the like can be used, and it is generally preferable to use 2 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin.

また、上記の荷電制御剤としても、公知のものを用いることができ、正帯電性トナー用の荷電制御剤としては、例えばニグロシン系染料、4級アンモニウム塩系化合物、トリフェニルメタン系化合物、イミダゾール系化合物、ポリアミン樹脂などがある。負帯電性トナー用荷電制御剤としては、Cr、Co、Al、Fe等の金属含有アゾ系染料、サリチル酸金属化合物、アルキルサリチル酸金属化合物、カーリックスアレーン化合物などがある。荷電制御剤は一般に上記のバインダー樹脂100質量部に対して0.1〜10質量部の割合で用いることが好ましい。   As the charge control agent, known ones can be used. Examples of the charge control agent for positively chargeable toners include nigrosine dyes, quaternary ammonium salt compounds, triphenylmethane compounds, imidazoles. System compounds and polyamine resins. Examples of the charge control agent for negatively chargeable toners include metal-containing azo dyes such as Cr, Co, Al, and Fe, salicylic acid metal compounds, alkyl salicylic acid metal compounds, and curlyx arene compounds. In general, the charge control agent is preferably used at a ratio of 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin.

また、上記の離型剤としても、一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、カルナバワックス、サゾールワックス等を単独あるいは2種類以上組み合わせて使用することができ、一般に上記のバインダー樹脂100質量部に対して0.1〜10質量部の割合で用いることが好ましい。   In addition, as the above-mentioned mold release agent, known ones that are generally used can be used. For example, polyethylene, polypropylene, carnauba wax, sazol wax and the like can be used alone or in combination of two or more. In general, it is preferably used at a ratio of 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin.

また、上記の外添剤としても、一般に使用されている公知のものを用いることができ、流動性改善例えば、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム等の無機微粒子や、アクリル樹脂、スチレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂微粒子を使用することができ、特にシランカップリング剤やチタンカップリング剤やシリコーンオイル等で疎水化したものを用いるのが好ましい。そして、このような流動化剤を上記のトナー100質量部に対して0.1〜5質量部の割合で添加させて用いるようにする。外添剤の個数平均一次粒径は10〜100nmであることが好ましい。   Also, as the above external additives, publicly known ones can be used, and fluidity improvement, for example, inorganic fine particles such as silica, titanium oxide, aluminum oxide, acrylic resin, styrene resin, silicone resin In addition, resin fine particles such as a fluororesin can be used, and it is particularly preferable to use one that has been hydrophobized with a silane coupling agent, a titanium coupling agent, silicone oil or the like. Such a fluidizing agent is added at a ratio of 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the toner. The number average primary particle size of the external additive is preferably 10 to 100 nm.

さらに上記外添剤として、トナーと逆極性の荷電性を有する粒子を使用してもよい。好適に使用される逆極性粒子はトナーの帯電極性によって適宜選択される。トナーとして負帯電性トナーを用いる場合、逆極性粒子としては、正帯電性を有する微粒子が用いられ、例えば、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、アルミナ等の無機微粒子やアクリル樹脂、ベンゾグァナミン樹脂、ナイロン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等の熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂で構成された微粒子を使用することができ、また樹脂中に正帯電性を付与する正荷電制御剤を含有させたり、含窒素モノマーの共重合体を構成するようにしてもよい。ここで、上記の正荷電制御剤としては、例えば、ニグロシン染料、四級アンモニウム塩等を使用することができ、また上記の含窒素モノマーとしては、アクリル酸2−ジメチルアミノエチル、アクリル酸2−ジエチルアミノエチル、メタクリル酸2−ジメチルアミノエチル、メタクリル酸2−ジエチルアミノエチル、ビニールピリジン、N−ビニールカルバゾール、ビニールイミダゾール等を使用することができる。   Further, as the external additive, particles having a chargeability opposite to that of the toner may be used. The reverse polarity particles preferably used are appropriately selected depending on the charging polarity of the toner. When a negatively chargeable toner is used as the toner, fine particles having positive chargeability are used as the reverse polarity particles. For example, inorganic fine particles such as strontium titanate, barium titanate, and alumina, acrylic resin, benzoguanamine resin, and nylon resin are used. Fine particles composed of thermoplastic resin such as polyimide resin and polyamide resin or thermosetting resin can be used, and a positive charge control agent imparting positive charge property can be contained in the resin, or a nitrogen-containing monomer You may make it comprise the copolymer of these. Here, as said positive charge control agent, nigrosine dye, a quaternary ammonium salt, etc. can be used, for example, As said nitrogen-containing monomer, 2-dimethylaminoethyl acrylate, acrylic acid 2- Diethylaminoethyl, 2-dimethylaminoethyl methacrylate, 2-diethylaminoethyl methacrylate, vinylpyridine, N-vinylcarbazole, vinylimidazole, and the like can be used.

一方、正帯電性トナーを用いる場合、逆極性粒子としては、負帯電性を有する微粒子が用いられ、例えば、シリカ、酸化チタン等の無機微粒子に加え、フッ素樹脂、ポリオレフィン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂で構成された微粒子を使用することができ、また樹脂中に負帯電性を付与する負荷電制御剤を含有させたり、含フッ素アクリル系モノマーや含フッ素メタクリル系モノマーの共重合体を構成するようにしてもよい。ここで、上記の負荷電制御剤としては、例えば、サリチル酸系、ナフトール系のクロム錯体、アルミニウム錯体、鉄錯体、亜鉛錯体等を使用することができる。   On the other hand, in the case of using a positively chargeable toner, fine particles having negative chargeability are used as the reverse polarity particles. For example, in addition to inorganic fine particles such as silica and titanium oxide, fluorine resin, polyolefin resin, silicone resin, polyester resin Fine particles composed of thermoplastic resins such as thermoplastic resins or thermosetting resins can be used, and a negative charge control agent that imparts negative chargeability to the resin can be contained, or fluorine-containing acrylic monomers and fluorine-containing methacrylates can be used. You may make it comprise the copolymer of a system monomer. Here, as said negative charge control agent, a salicylic acid type, a naphthol type chromium complex, an aluminum complex, an iron complex, a zinc complex etc. can be used, for example.

また、逆極性粒子の帯電性および疎水性を制御するために、無機微粒子の表面をシランカップリング剤、チタンカップリング剤、シリコーンオイル等で表面処理するようにしてもよく、特に、無機微粒子に正帯電性を付与する場合には、アミノ基含有カップリング剤で表面処理することが好ましく、また負帯電性を付与する場合には、フッ素基含有カップリング剤で表面処理することが好ましい。   In order to control the chargeability and hydrophobicity of the reverse polarity particles, the surface of the inorganic fine particles may be surface-treated with a silane coupling agent, a titanium coupling agent, silicone oil, etc. When imparting positive chargeability, surface treatment with an amino group-containing coupling agent is preferred, and when imparting negative chargeability, surface treatment with a fluorine group-containing coupling agent is preferred.

逆極性粒子の個数平均粒径は、100〜1000nmであることが好ましい。トナー100質量部に対して0.1〜10質量部の割合で添加させて用いるようにする。   The number average particle diameter of the reverse polarity particles is preferably 100 to 1000 nm. It is used by adding 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of toner.

キャリアとしては、特に限定されず、一般に使用されている公知のキャリアを使用することができ、バインダー型キャリアやコート型キャリアなどが使用できる。キャリア粒径としてはこれに限定されるものではないが、15〜100μmが好ましい。   The carrier is not particularly limited, and a commonly used carrier can be used, and a binder type carrier, a coat type carrier, and the like can be used. Although it is not limited to this as a carrier particle size, 15-100 micrometers is preferable.

バインダー型キャリアは、磁性体微粒子をバインダー樹脂中に分散させたものであり、キャリア表面に正または負帯電性の帯電性微粒子を固着させたり、表面コーティング層を設けることもできる。バインダー型キャリアの極性等の帯電特性は、バインダー樹脂の材質、帯電性微粒子、表面コーティング層の種類によって制御することができる。   The binder type carrier is obtained by dispersing magnetic fine particles in a binder resin, and positive or negative chargeable fine particles can be fixed to the carrier surface or a surface coating layer can be provided. Charging characteristics such as polarity of the binder type carrier can be controlled by the material of the binder resin, the chargeable fine particles, and the type of the surface coating layer.

バインダー型キャリアに用いられるバインダー樹脂としては、ポリスチレン系樹脂に代表されるビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの熱可塑性樹脂、フェノール樹脂等の硬化性樹脂が例示される。   Examples of the binder resin used for the binder-type carrier include thermoplastic resins such as vinyl resins, polyester resins, nylon resins, polyolefin resins, and the like typified by polystyrene resins, and curable resins such as phenol resins. .

バインダー型キャリアの磁性体微粒子としては、マグネタイト、ガンマ酸化鉄等のスピネルフェライト、鉄以外の金属(Mn、Ni、Mg、Cu等)を一種または二種以上含有するスピネルフェライト、バリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライト、表面に酸化層を有する鉄や合金の粒子を用いることができる。その形状は粒状、球状、針状のいずれであってもよい。特に高磁化を要する場合には、鉄系の強磁性微粒子を用いることが好ましい。また、化学的な安定性を考慮すると、マグネタイト、ガンマ酸化鉄を含むスピネルフェライトやバリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライトの強磁性微粒子を用いることが好ましい。強磁性微粒子の種類及び含有量を適宜選択することにより、所望の磁化を有する磁性樹脂キャリアを得ることができる。磁性体微粒子は磁性樹脂キャリア中に50〜90質量%の量で添加することが適当である。   Magnetic fine particles of the binder type carrier include spinel ferrite such as magnetite and gamma iron oxide, and magnets such as spinel ferrite and barium ferrite containing one or more metals other than iron (Mn, Ni, Mg, Cu, etc.). Plumbite type ferrite, iron or alloy particles having an oxide layer on the surface can be used. The shape may be granular, spherical, or needle-shaped. In particular, when high magnetization is required, it is preferable to use iron-based ferromagnetic fine particles. In consideration of chemical stability, it is preferable to use ferromagnetic fine particles of magnetoplumbite type ferrite such as spinel ferrite and barium ferrite containing magnetite and gamma iron oxide. A magnetic resin carrier having a desired magnetization can be obtained by appropriately selecting the type and content of the ferromagnetic fine particles. The magnetic fine particles are suitably added in an amount of 50 to 90% by mass in the magnetic resin carrier.

バインダー型キャリアの表面コート材としては、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂等が用いられ、これらの樹脂を表面にコートし硬化させてコート層を形成することにより、帯電付与能力を向上させることができる。   Silicone resin, acrylic resin, epoxy resin, fluorine resin, etc. are used as the surface coating material of the binder type carrier, and these resins are coated on the surface and cured to form a coating layer, thereby providing a charge imparting ability. Can be improved.

バインダー型キャリアの表面への帯電性微粒子あるいは導電性微粒子の固着は、例えば、磁性樹脂キャリアと微粒子とを均一混合し、磁性樹脂キャリアの表面にこれら微粒子を付着させた後、機械的・熱的な衝撃力を与え、微粒子を磁性樹脂キャリア中に打ち込むようにして固定することにより行われる。この場合、微粒子は、磁性樹脂キャリア中に完全に埋設されるのではなく、その一部を磁性樹脂キャリア表面から突き出すようにして固定される。帯電性微粒子としては、有機、無機の絶縁性材料が用いられる。具体的には、有機系としては、ポリスチレン、スチレン系共重合物、アクリル樹脂、各種アクリル共重合物、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂およびこれらの架橋物などの有機絶縁性微粒子を用いることができ、帯電レベルおよび極性については、素材、重合触媒、表面処理等により、希望するレベルの帯電および極性を得ることができる。また、無機系としては、シリカ、二酸化チタン等の負帯電性の無機微粒子や、チタン酸ストロンチウム、アルミナ等の正帯電性の無機微粒子などが用いられる。   For example, the charging fine particles or the conductive fine particles can be fixed to the surface of the binder type carrier by, for example, mixing the magnetic resin carrier and the fine particles uniformly and adhering the fine particles to the surface of the magnetic resin carrier. By applying a strong impact force and fixing the fine particles so as to be driven into the magnetic resin carrier. In this case, the fine particles are not completely embedded in the magnetic resin carrier, but are fixed so that a part thereof protrudes from the surface of the magnetic resin carrier. As the chargeable fine particles, organic or inorganic insulating materials are used. Specifically, organic insulating fine particles such as polystyrene, styrene copolymers, acrylic resins, various acrylic copolymers, nylon, polyethylene, polypropylene, fluororesin, and cross-linked products thereof may be used as the organic type. Regarding the charge level and polarity, a desired level of charge and polarity can be obtained by a material, a polymerization catalyst, a surface treatment or the like. Further, as the inorganic type, negatively charged inorganic fine particles such as silica and titanium dioxide, and positively charged inorganic fine particles such as strontium titanate and alumina are used.

一方、コート型キャリアは磁性体からなるキャリアコア粒子に樹脂コートがなされてなるキャリアであり、コート型キャリアにおいてもバインダー型キャリア同様、キャリア表面に正または負帯電性の帯電性微粒子を固着させたりできる。コート型キャリアの極性等の帯電特性は、表面コーティング層の種類や帯電性微粒子により制御することができ、バインダー型キャリアと同様の材料を用いることができる。特にコート樹脂はバインダー型キャリアのバインダー樹脂と同様の樹脂が使用可能である。   On the other hand, a coated carrier is a carrier in which a carrier core particle made of a magnetic material is coated with a resin, and in a coated carrier, similarly to a binder-type carrier, positive or negatively chargeable fine particles are fixed to the carrier surface. it can. Charging characteristics such as polarity of the coat type carrier can be controlled by the type of the surface coating layer and the chargeable fine particles, and the same material as the binder type carrier can be used. In particular, the coating resin can be the same resin as the binder resin of the binder type carrier.

トナーとキャリアの混合比は所望のトナー帯電量が得られるよう調整されれば良く、トナー比はトナーとキャリアとの合計量に対して3〜50質量%、好ましくは6〜30質量%が適している。   The mixing ratio of the toner and the carrier may be adjusted so as to obtain a desired toner charge amount. The toner ratio is 3 to 50% by mass, preferably 6 to 30% by mass with respect to the total amount of the toner and the carrier. ing.

図1に示す現像装置2aにおいて、現像剤槽24は、ケーシング19により形成されており、内部に現像剤を混合・撹拌しながら循環させる混合撹拌部材17、18を収納している。ケーシング19の混合撹拌部材18に対向する位置には、好ましくは、トナー濃度検出用のATDC(Automatic Toner Density Control)センサ20が配設されている。   In the developing device 2a shown in FIG. 1, the developer tank 24 is formed by a casing 19, and accommodates mixing stirring members 17 and 18 for circulating the developer while mixing and stirring. An ATDC (Automatic Toner Density Control) sensor 20 for detecting the toner concentration is preferably disposed at a position of the casing 19 facing the mixing and agitating member 18.

現像装置2aは、現像領域6で消費される分のトナーを現像材槽24内に補給するためのトナー補給部21を有している。トナー補給部21において、補給トナーを収納した図示しないホッパから送られた補給トナーが現像剤槽24内へ補給される。   The developing device 2 a has a toner replenishment unit 21 for replenishing toner in the developer tank 24 for the amount of toner consumed in the development region 6. In the toner supply unit 21, supply toner sent from a hopper (not shown) that stores supply toner is supplied into the developer tank 24.

現像装置2aは、像担持体1と対向する現像剤担持体11を有している。現像剤担持体11は、固定して配置された磁石ローラ13と、これを内包する回転自在なスリーブローラ12とから構成され、静電潜像を現像するための現像バイアスが電源51により印加される。磁石ローラ13は、スリーブローラ12の回転方向Bに沿ってN1,S1,N2,N3,S2の5つの磁極を有する。これらの磁極のうち、主磁極N1は、像担持体1と対向する現像領域6の位置に配され、現像剤取り込み極N3は現像剤取り込み領域7近傍に配されている。また、スリーブローラ27上の現像剤を剥離するための反発磁界を発生させる同極部N2、N3は、現像剤槽24の内部に対向した位置に配置されている。   The developing device 2 a has a developer carrier 11 that faces the image carrier 1. The developer carrying member 11 includes a magnet roller 13 that is fixedly arranged and a rotatable sleeve roller 12 that includes the magnet roller 13. A developing bias for developing an electrostatic latent image is applied by a power source 51. The The magnet roller 13 has five magnetic poles N1, S1, N2, N3, and S2 along the rotation direction B of the sleeve roller 12. Of these magnetic poles, the main magnetic pole N1 is arranged at the position of the developing area 6 facing the image carrier 1, and the developer taking-in pole N3 is arranged in the vicinity of the developer taking-in area 7. Further, the same-polarity portions N <b> 2 and N <b> 3 that generate a repulsive magnetic field for peeling off the developer on the sleeve roller 27 are disposed at positions facing the inside of the developer tank 24.

現像装置2aは、現像剤担持体11に近接して配置され、現像剤担持体11と現像剤担持体11に対して現像剤を供給する側の空間とを仕切る仕切り部材14と、仕切り部材14によって仕切られた空間から現像剤担持体11への現像剤供給経路を開閉することによって現像剤担持体11への現像剤の供給量を制御する開閉部材15を備えている。   The developing device 2 a is disposed in the vicinity of the developer carrier 11, a partition member 14 that partitions the developer carrier 11 and a space on the developer supply side to which the developer is supplied, and the partition member 14. And an opening / closing member 15 that controls the amount of developer supplied to the developer carrier 11 by opening and closing the developer supply path to the developer carrier 11 from the space partitioned by.

仕切り部材14及び開閉部材15によって、現像剤槽24の混合攪拌部材17で攪拌されている空間部と現像剤担持体11側との連通状態を断続的に変化させることが可能になっている。開閉部材15の開閉により、現像剤取り込み領域7における混合攪拌部材17で攪拌されている空間部から現像剤担持体11へ供給する現像剤の供給量を制御する。このように、現像剤担持体11の表面に、現像領域6で必要な量の現像剤を開閉部材15の開閉により供給することで、従来、現像剤担持体上で、穂高規制し、必要な現像剤の層厚を形成する規制部材が必要なくなる。よって、従来、この規制部で発生していた現像剤への高ストレスが無くなり、トナー劣化及びキャリア劣化を低減することができる。   The partition member 14 and the opening / closing member 15 can intermittently change the communication state between the space portion stirred by the mixing stirring member 17 of the developer tank 24 and the developer carrier 11 side. By opening / closing the opening / closing member 15, the amount of developer supplied to the developer carrier 11 from the space stirred by the mixing stirring member 17 in the developer intake region 7 is controlled. In this way, by supplying the amount of developer necessary for the development region 6 to the surface of the developer carrier 11 by opening and closing the opening and closing member 15, the head height is conventionally regulated on the developer carrier and necessary. A regulating member for forming the developer layer thickness is not necessary. Therefore, the high stress on the developer that has conventionally occurred in the restricting portion is eliminated, and toner deterioration and carrier deterioration can be reduced.

本実施形態においては、スリーブローラ12上の現像剤を仕切り部材14よりも現像剤搬送方向上流側で剥離するために同極磁極N2、N3による反発磁界を形成し、現像領域6で使用した現像剤を現像剤槽24の攪拌領域(攪拌部材17、18で攪拌している空間部)に戻している。このような同極磁極を用いる代わりに、スクレーパなどの掻き取り部材を設けて、現像剤担持体11上の現像剤を剥離し、現像剤槽24に戻すようにしても良い。   In this embodiment, in order to peel off the developer on the sleeve roller 12 on the upstream side in the developer transport direction from the partition member 14, a repulsive magnetic field is formed by the homopolar magnetic poles N 2 and N 3, and the development used in the development region 6. The developer is returned to the stirring region of the developer tank 24 (the space portion stirred by the stirring members 17 and 18). Instead of using such a homopolar magnetic pole, a scraping member such as a scraper may be provided so that the developer on the developer carrier 11 is peeled off and returned to the developer tank 24.

図1に示す現像装置2aにおいてその動作を詳しく説明する。現像剤槽24内の現像剤23は、混合撹拌部材17、18の回転により混合撹拌され、摩擦帯電すると同時に現像剤槽24内で循環搬送される。現像剤槽24で摩擦帯電された現像剤23は現像剤取り込み領域7に設けられた仕切り部材14及び開閉部材15によって現像剤担持体11側への移行が制御される。開閉部材15が開いているときは、現像剤槽24の攪拌領域と現像剤担持体11間の連通状態が確保され、現像剤取り込み極N3の磁気吸引力により、現像剤槽24中の攪拌領域の現像剤が、現像剤担持体11表面のスリーブローラ12へと供給される。開閉部材15が閉じているときは、現像剤取り込み領域7において現像剤槽24の攪拌領域と現像剤担持体11とは仕切られた状態となり、現像剤担持体11への現像剤の供給は遮られる。開閉部材15の開閉状態が変化することにより断続的に現像剤供給が行われ、現像剤担持体11が像担持体1の静電潜像を現像するのに必要な現像剤量が現像剤担持体11へ供給される。断続的に供給された現像剤は、現像剤担持体11内部の磁石ローラ13の磁力によってスリーブローラ12の表面側に保持され、スリーブローラ12と共に回転移動して、像担持体1と対向する現像領域6へと搬送される。この現像剤が搬送される過程において磁石ローラ13に設けられた磁極S2による現像剤穂立ちの履歴を受けることで断続的に供給された現像剤は、現像スリーブ上で均質化される。現像領域6では磁石ローラ13の主磁極N1の磁力によって現像剤穂立ちが形成され、現像剤担持体11に印加された現像バイアスと像担持体1上の潜像電位とによって形成される電界がトナーに与える力により、現像剤中のトナーが像担担持体1へ供給され、静電潜像がトナー像へと現像される。現像方式は反転現像方式であってもよいし、または正規現像方式であってもよい。現像領域6でトナーを消費した現像剤は、磁石ローラ13の磁力によりスリーブローラ12の表面に保持されたまま、スリーブローラ12の回転に伴って現像剤分離領域8まで搬送され、磁石ローラ13の同極部N2、N3の反発磁界によって現像剤担持体11上から剥離され、現像剤槽24の攪拌領域へと回収される。ここで、現像剤槽24の攪拌領域と現像剤担持体11との間は、仕切り部材14と開閉部材15により区切られているため、現像剤剥離領域で剥離された現像剤は確実に現像剤槽24の攪拌領域へと回収され、現像剤担持体11の表面から、静電潜像を現像した使用済みの現像剤が除去される。トナー補給部21に設けられた不図示のトナー補給制御部は、ATDCセンサ20の出力値から現像剤23中のトナー濃度が画像濃度確保のための最低トナー濃度以下になったことを検出すると、非図示のトナー補給手段によってホッパ内に貯蔵された補給トナー22がトナー補給部21を介して現像剤槽24内へ供給される。   The operation of the developing device 2a shown in FIG. 1 will be described in detail. The developer 23 in the developer tank 24 is mixed and stirred by the rotation of the mixing and stirring members 17 and 18, and is frictionally charged and simultaneously circulated and conveyed in the developer tank 24. The developer 23 that has been frictionally charged in the developer tank 24 is controlled to move toward the developer carrier 11 by the partition member 14 and the opening / closing member 15 provided in the developer intake region 7. When the opening / closing member 15 is open, a communication state between the stirring region of the developer tank 24 and the developer carrier 11 is ensured, and the stirring region in the developer tank 24 is generated by the magnetic attraction force of the developer intake pole N3. The developer is supplied to the sleeve roller 12 on the surface of the developer carrier 11. When the opening / closing member 15 is closed, the agitation region of the developer tank 24 and the developer carrier 11 are separated from each other in the developer intake region 7, and supply of the developer to the developer carrier 11 is blocked. It is done. When the open / close state of the open / close member 15 changes, the developer is intermittently supplied, and the developer amount necessary for the developer carrier 11 to develop the electrostatic latent image on the image carrier 1 is the developer carrier. It is supplied to the body 11. The developer supplied intermittently is held on the surface side of the sleeve roller 12 by the magnetic force of the magnet roller 13 inside the developer carrier 11 and rotates together with the sleeve roller 12 so as to face the image carrier 1. It is conveyed to area 6. In the process of transporting the developer, the developer supplied intermittently by receiving the history of developer rising by the magnetic pole S2 provided on the magnet roller 13 is homogenized on the developing sleeve. In the development region 6, developer spikes are formed by the magnetic force of the main magnetic pole N 1 of the magnet roller 13, and an electric field formed by the development bias applied to the developer carrier 11 and the latent image potential on the image carrier 1. Due to the force applied to the toner, the toner in the developer is supplied to the image carrier 1 and the electrostatic latent image is developed into a toner image. The development method may be a reversal development method or a regular development method. The developer that has consumed toner in the developing region 6 is conveyed to the developer separating region 8 as the sleeve roller 12 rotates while being held on the surface of the sleeve roller 12 by the magnetic force of the magnet roller 13, The developer is peeled off from the developer carrier 11 by the repulsive magnetic fields of the same pole portions N2 and N3 and collected into the stirring region of the developer tank 24. Here, since the space between the stirring area of the developer tank 24 and the developer carrier 11 is partitioned by the partition member 14 and the opening / closing member 15, the developer peeled off in the developer peeling area is surely developed. The collected developer is recovered to the stirring region of the tank 24, and the used developer that has developed the electrostatic latent image is removed from the surface of the developer carrier 11. When a toner supply control unit (not shown) provided in the toner supply unit 21 detects from the output value of the ATDC sensor 20 that the toner concentration in the developer 23 has become equal to or lower than the minimum toner concentration for ensuring image density, Replenished toner 22 stored in the hopper by a toner replenishing means (not shown) is supplied into the developer tank 24 via the toner replenishing portion 21.

ここで、開閉部材15の動作について現像剤取り込み領域7を拡大した図2を用いて説明する。図2において開閉部材15は一端がケーシング19に固定され、他端が自由端となっており、固定端を支点として自由端が揺動可能ないわゆる弁の構成をなしている。さらに、図2では開閉部材15と接して断面が多角形(図では六角形)の開閉制御部材16が設けられている。   Here, the operation of the opening / closing member 15 will be described with reference to FIG. 2, the opening / closing member 15 has a so-called valve configuration in which one end is fixed to the casing 19 and the other end is a free end, and the free end can swing around the fixed end. Further, in FIG. 2, an opening / closing control member 16 having a polygonal cross section (hexagonal in the figure) is provided in contact with the opening / closing member 15.

開閉制御部材16が回転すると多角形の頂点で開閉部材15を押圧するように配置している。即ち、開閉制御部材16の回転によって開閉部材は図2(a)の状態から図2(b)の状態へと変化させることが可能となる。ここで、現像剤担持体11と現像剤槽24の攪拌領域との間に設けられた仕切り部材14は図2(a)の状態において開閉部材15と接するように設けられている。   When the opening / closing control member 16 rotates, the opening / closing member 15 is pressed at the polygonal apex. In other words, the opening / closing member can be changed from the state of FIG. 2A to the state of FIG. 2B by the rotation of the opening / closing control member 16. Here, the partition member 14 provided between the developer carrier 11 and the stirring region of the developer tank 24 is provided so as to contact the opening / closing member 15 in the state of FIG.

図2(a)の状態では、開閉制御部材16の多角形の頂点が開閉部材15を押す状態で、現像剤担持体11と撹拌槽24の攪拌領域とが仕切られた状態となり現像剤供給が遮断される。   In the state of FIG. 2A, the developer carrier 11 and the stirring area of the stirring tank 24 are separated from each other with the apex of the polygon of the opening / closing control member 16 pushing the opening / closing member 15, and the developer supply is performed. Blocked.

一方、図2(b)の状態では、開閉制御部材16の多角形の直線部が開閉部材15と接している状態となり、開閉部材15が現像剤担持体11側に倒れる方向に動く。よって、現像剤担持体11と撹拌槽24の攪拌領域とが連通した状態が形成され、磁石ローラ13の現像剤取り込み極N3の磁力によって、現像剤槽24の攪拌領域の現像剤は現像剤担持体11に吸引される。   On the other hand, in the state of FIG. 2B, the polygonal linear portion of the opening / closing control member 16 is in contact with the opening / closing member 15, and the opening / closing member 15 moves in a direction to tilt toward the developer carrier 11. Therefore, a state in which the developer carrier 11 and the stirring region of the stirring tank 24 communicate with each other is formed, and the developer in the stirring region of the developer tank 24 is loaded with the developer by the magnetic force of the developer intake pole N3 of the magnet roller 13. It is sucked into the body 11.

このように、開閉制御部材16の回転により図2(a)の閉状態と図2(b)の開状態が交互に変化し、現像剤槽24の攪拌領域から現像剤担持体11への断続的な現像剤供給が可能となる。   In this way, the closed state in FIG. 2A and the open state in FIG. 2B are alternately changed by the rotation of the opening / closing control member 16, and intermittently from the stirring region of the developer tank 24 to the developer carrier 11. Developer supply can be performed.

開閉部材15の開口面積や開口している時間は、現像剤担持体11が現像に必要な現像剤量を担持するように適宜設定すればよい。現像剤担持体11への現像剤供給は断続的に行われるため、供給直後の現像剤担持体11上の現像剤にはムラが生じる場合があるが、現像剤がスリーブローラ12の回転に伴って搬送される過程で、搬送極S2における穂立ちによって均す効果が得られる。さらに、開閉部材15の開閉周期を短くすることによっても搬送ムラを抑制することが可能である。   The opening area and the opening time of the opening / closing member 15 may be set as appropriate so that the developer carrier 11 carries a developer amount necessary for development. Since the developer supply to the developer carrier 11 is intermittently performed, the developer on the developer carrier 11 immediately after the supply may be uneven. However, the developer is accompanied by the rotation of the sleeve roller 12. In the process of being conveyed, the effect of leveling by the spikes at the conveying pole S2 is obtained. Further, the conveyance unevenness can be suppressed by shortening the opening / closing cycle of the opening / closing member 15.

また、図2においては開閉制御部材16の断面多角形の頂点が開閉部材15と当接した際に閉状態となるよう構成したが、開閉部材15、開閉制御部材16および仕切り部材14の配置によって、閉状態と開状態の比率を変えることも可能となる(例えば、図2(c)と図2(d)のように配置することで開閉制御部材16の断面多角形の頂点が開閉部材15と当接した際に開閉部材15が撓むようにする)。   Further, in FIG. 2, the opening / closing control member 16 is configured to be closed when the apex of the polygonal cross section of the opening / closing control member 16 comes into contact with the opening / closing member 15. It is also possible to change the ratio between the closed state and the open state (for example, by arranging as shown in FIG. 2C and FIG. 2D), the vertex of the cross-sectional polygon of the opening / closing control member 16 is changed to the opening / closing member 15. The opening / closing member 15 is bent when it comes into contact).

開閉部材15としては特に制限されるものではなく弾性を有し、板バネとして機能するものであれば金属や樹脂、ゴムなどを使用することができる。   The opening / closing member 15 is not particularly limited, and metal, resin, rubber, or the like can be used as long as it has elasticity and functions as a leaf spring.

図2においては開閉制御部材16として、断面多角形の部材を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、図3に示すような円弧と直線からなる断面形状のものを用いることも可能である。この構成では開閉制御部材16の円弧が開閉部材に当接した際に閉状態(図3(a))、辺(直線部)が当接した際に開状態(図3(b))となる。さらに開閉制御部材16は回転体に限定されるものはなく、開閉部材15の閉状態と開状態を制御できればいかなるものであっても良い。   In FIG. 2, a member having a polygonal cross section is used as the opening / closing control member 16. However, the member is not limited to this, and for example, a member having a cross sectional shape composed of an arc and a straight line as shown in FIG. Is possible. In this configuration, when the arc of the opening / closing control member 16 comes into contact with the opening / closing member, the closed state (FIG. 3A), and when the side (straight line portion) comes into contact, the open state (FIG. 3B) is obtained. . Further, the opening / closing control member 16 is not limited to a rotating body, and any member may be used as long as the opening / closing member 15 can be controlled to be closed.

また、開閉部材15も弁に限定されるものではなく、例えば図4に示すように平行移動によって開閉状態を切り替えるシャッタ部材26であってもよい。この構成ではシャッタ部材26が図4(a)の状態で閉状態を示し、シャッタ部材26が現像剤槽24の攪拌領域側に平行移動した図4(b)の状態で開状態となる。また、図5に示すように回転体であってもよい。図5(a)の状態は、断面が多角形の回転体27の頂点が仕切り部材14と接している状態で、閉状態を示し、図5(b)は、回転体27の直線部分と仕切り部材14との間に開口が形成された状態で、開状態を示す。   Further, the opening / closing member 15 is not limited to the valve, and may be a shutter member 26 that switches the opening / closing state by parallel movement as shown in FIG. 4, for example. In this configuration, the shutter member 26 is in the closed state in the state of FIG. 4A, and the shutter member 26 is in the open state in the state of FIG. 4B in which the shutter member 26 is translated to the stirring region side of the developer tank 24. Further, it may be a rotating body as shown in FIG. The state of FIG. 5A shows a closed state in which the vertex of the rotating body 27 having a polygonal cross section is in contact with the partition member 14, and FIG. An open state is shown with an opening formed between the member 14 and the member 14.

本発明では現像剤担持体11への現像剤供給が断続的に行われるため、条件によっては現像剤層にムラが生じる恐れがある。そのような場合には図6に示すように現像剤取り込み領域7から現像領域6までの間に均し部材28を設けてもよい。均し部材28は現像剤を堰き止め、規制するものではなく、断続的に供給される現像剤を平均化するためのもので、過大なストレスを現像剤に与えるものではない。均し部材26は固定部材であってもよいし、回転部材であってもよい。   In the present invention, since the developer supply to the developer carrier 11 is intermittently performed, the developer layer may be uneven depending on conditions. In such a case, a leveling member 28 may be provided between the developer taking-in area 7 and the developing area 6 as shown in FIG. The leveling member 28 is not intended to block and regulate the developer, but to average the developer supplied intermittently, and does not give excessive stress to the developer. The leveling member 26 may be a fixed member or a rotating member.

また、図7に本発明に係る別の実施形態を示す。図7においては、現像装置2bは、現像剤担持体11と対向して配置され、現像剤担持体11上の現像剤からトナーを分離し、表面に担持するトナー担持体30を備えている。トナー担持体30には、像担持体1上の静電潜像を現像するための現像バイアスを印加するための電源52が接続され、現像剤担持体11には、トナー担持体30にトナーを供給するためのトナー供給バイアスを印加するように電源53が接続されている。   FIG. 7 shows another embodiment according to the present invention. In FIG. 7, the developing device 2 b includes a toner carrier 30 that is disposed to face the developer carrier 11, separates the toner from the developer on the developer carrier 11, and carries the toner on the surface. A power source 52 for applying a developing bias for developing the electrostatic latent image on the image carrier 1 is connected to the toner carrier 30, and toner is applied to the toner carrier 30 to the developer carrier 11. A power supply 53 is connected so as to apply a toner supply bias for supply.

このような構成にすることで、トナー供給領域9において磁極N1による現像剤均し効果が得られるとともに、一旦トナー層を形成してから静電潜像を現像するため、現像剤搬送ムラの影響を更に低減する効果が得られる。   With such a configuration, the developer leveling effect by the magnetic pole N1 can be obtained in the toner supply region 9, and the electrostatic latent image is developed once the toner layer is formed. The effect which further reduces is acquired.

トナー担持体30は上記電圧を印加可能な限りいかなる材料からなっていてよく、例えば、表面処理を施したアルミローラが挙げられる。そのほかアルミ等の導電性基体上に、例えば、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポルスルホン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂コートやシリコーンゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム、天然ゴム、イソプレンゴム等のゴムコーティングを施したものを用いてもよい。コーティング材料としては、これに限定されるものではない。さらに上記コーティングのバルクもしくは表面に導電剤が添加されていてもよい。導電剤としては、電子導電剤もしくはイオン導電剤が挙げられる。電子導電剤として、ケッチンブラック、アセチレンブラック、ファーネスブラック等のカーボンブラックや、金属粉、金属酸化物の微粒子等が挙げられるが、これに制約されない。イオン導電剤として、四級アンモニウム塩等のカチオン性化合物や、両性化合物、その他イオン性高分子材料が挙げられるが、これにこだわらない。さらに、アルミ等の金属材料からなる導電性ローラであっても構わない。   The toner carrier 30 may be made of any material as long as the voltage can be applied. For example, an aluminum roller subjected to a surface treatment may be used. In addition, on a conductive substrate such as aluminum, for example, polyester resin, polycarbonate resin, acrylic resin, polyethylene resin, polypropylene resin, urethane resin, polyamide resin, polyimide resin, porsulfone resin, polyether ketone resin, vinyl chloride resin, vinyl acetate You may use what gave resin coatings, such as resin, a silicone resin, a fluororesin, and rubber coatings, such as silicone rubber, urethane rubber, nitrile rubber, natural rubber, and isoprene rubber. The coating material is not limited to this. Further, a conductive agent may be added to the bulk or surface of the coating. Examples of the conductive agent include an electronic conductive agent or an ionic conductive agent. Examples of the electronic conductive agent include carbon black such as kettin black, acetylene black, and furnace black, metal powder, and metal oxide fine particles, but are not limited thereto. Examples of the ionic conductive agent include cationic compounds such as quaternary ammonium salts, amphoteric compounds, and other ionic polymer materials. Furthermore, a conductive roller made of a metal material such as aluminum may be used.

以上のように、本発明の構成によれば、現像剤担持体に必要な現像剤を低ストレスで供給することができ、従来の二成分現像法おいて主な現像剤劣化要因であった現像剤担持体上での穂高規制が不要となる。よって、現像剤に高ストレスをかけることがなく、高画質な画像を長期にわたって得られる現像装置及び画像形成装置を提供することできる。   As described above, according to the configuration of the present invention, the developer necessary for the developer carrying member can be supplied with low stress, and the development that has been the main cause of developer deterioration in the conventional two-component development method. Restriction of head height on the agent carrier is not required. Therefore, it is possible to provide a developing device and an image forming apparatus that can obtain a high-quality image over a long period of time without applying high stress to the developer.

本発明に係る一実施形態による画像形成装置及び現像装置の主要部を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating a main part of an image forming apparatus and a developing device according to an embodiment of the present invention. 現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤取り込み領域を拡大した概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram in which a developer taking-in area for supplying a developer to a developer carrying member is enlarged. 現現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤取り込み領域を拡大した概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram in which a developer taking-in region for supplying a developer to a current developer carrying member is enlarged. 現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤取り込み領域を拡大した概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram in which a developer taking-in area for supplying a developer to a developer carrying member is enlarged. 現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤取り込み領域を拡大した概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram in which a developer taking-in area for supplying a developer to a developer carrying member is enlarged. 現像剤取り込み領域から現像領域までの間に均し部材を設けたことを示す概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing that a leveling member is provided between a developer intake area and a development area. 本発明に係る別の実施形態による画像形成装置及び現像装置の主要部を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the principal part of the image forming apparatus by another embodiment which concerns on this invention, and a developing device.

符号の説明Explanation of symbols

1 像担持体(感光体)
2a、2b 現像装置
3 帯電部材
4 転写ローラ
5 クリーナ
6 現像領域
7 現像剤取り込み領域
8 現像剤分離領域
9 トナー供給領域
11 現像剤担持体
12 スリーブローラ
13 磁石ローラ
14 仕切り部材
15 開閉部材
16 開閉制御部材
17 混合撹拌部材
18 混合撹拌部材
19 ケーシング
20 ATDCセンサ
21 トナー補給部
22 補給トナー
23 現像剤
24 現像剤槽
26 シャッタ部材
27 回転体
28 均し部材
30 トナー担持体
51、52、53 電源
A 像担持体回転方向
B スリーブローラ回転方向
C 通紙方向
D トナー担持体回転方向
E 露光位置
P 転写体
1 Image carrier (photoreceptor)
2a, 2b Developing device 3 Charging member 4 Transfer roller 5 Cleaner 6 Development area 7 Developer intake area 8 Developer separation area 9 Toner supply area 11 Developer carrier 12 Sleeve roller 13 Magnet roller 14 Partition member 15 Open / close member 16 Open / close control Member 17 Mixing and stirring member 18 Mixing and stirring member 19 Casing 20 ATDC sensor 21 Toner supply part 22 Supply toner 23 Developer 24 Developer tank 26 Shutter member 27 Rotating body 28 Leveling member 30 Toner carrier 51, 52, 53 Power source A image Carrier rotation direction B Sleeve roller rotation direction C Paper feeding direction D Toner carrier rotation direction E Exposure position P Transfer medium

Claims (10)

トナーとキャリアを含む現像剤を磁力により表面に担持して搬送する現像剤担持体を備えた現像装置において、
前記現像剤担持体に近接して配置され、前記現像剤担持体と前記現像剤担持体に対して現像剤を供給する側の空間とを仕切る仕切り部材と、
前記仕切り部材によって仕切られた前記空間から前記現像剤担持体への現像剤供給経路を開閉することによって前記現像剤担持体への現像剤の供給量を制御する開閉部材とを備えることを特徴とする現像装置。
In a developing device including a developer carrying member that carries and conveys a developer containing toner and a carrier on the surface by magnetic force,
A partition member disposed in the vicinity of the developer carrier, and partitioning the developer carrier and a space on the side where the developer is supplied to the developer carrier;
An opening / closing member that controls the amount of developer supplied to the developer carrier by opening and closing a developer supply path from the space partitioned by the partition member to the developer carrier. Developing device.
前記現像剤担持体は、その内部に磁極を有するマグネットローラであることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。 The developing device according to claim 1, wherein the developer carrying member is a magnet roller having a magnetic pole therein. 前記マグネットローラは、当該マグネットローラによって搬送された現像剤が前記仕切り部材よりも現像剤搬送方向上流側で剥離されるように同極着磁部を有することを特徴とする請求項2に記載の現像装置。 3. The magnetic magnet according to claim 2, wherein the magnet roller has a homopolar magnetized portion so that the developer conveyed by the magnet roller is separated from the partition member on the upstream side in the developer conveying direction. Development device. 前記開閉部材は、一端が固定され、他端が揺動可能な自由端を有する弁であり、該弁を揺動し、前記現像剤槽から前記現像剤担持体への現像剤の供給を制御する開閉制御部材を備えることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の現像装置。 The opening / closing member is a valve having one end fixed and a free end that can be swung at the other end, and swings the valve to control the supply of the developer from the developer tank to the developer carrier. The developing device according to claim 1, further comprising an opening / closing control member. 前記開閉制御部材は、断面が多角形の回転体であることを特徴とする請求項4に記載の現像装置。 The developing device according to claim 4, wherein the opening / closing control member is a rotating body having a polygonal cross section. 前記開閉制御部材は、断面が円弧と直線からなる回転体であることを特徴とする請求項4に記載の現像装置。 The developing device according to claim 4, wherein the opening / closing control member is a rotating body having a cross section of an arc and a straight line. 前記開閉部材は、平行移動することにより前記現像剤担持体と前記現像剤槽との連通状態を制御するシャッタ部材であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の現像装置。 4. The development according to claim 1, wherein the opening / closing member is a shutter member that controls a communication state between the developer carrying member and the developer tank by moving in parallel. 5. apparatus. 前記開閉部材は、回転により連通状態を切り替える断面が多角形の回転体であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の現像装置。 The developing device according to claim 1, wherein the opening / closing member is a rotating body having a polygonal cross section for switching a communication state by rotation. 前記現像剤担持体と対向して配置され、前記現像剤担持体上の現像剤からトナーを分離し、表面に担持するトナー担持体を備えたことを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の現像装置。 9. The toner carrier according to claim 1, further comprising a toner carrier that is disposed to face the developer carrier, separates the toner from the developer on the developer carrier, and carries the toner on the surface. 2. The developing device according to item 1. 像担持体と、該像担持体上に静電潜像を形成する手段と、該像担持体上の静電潜像を現像するための請求項1乃至9の何れか1項に記載の現像装置と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。 The development according to any one of claims 1 to 9, wherein the image carrier, means for forming an electrostatic latent image on the image carrier, and the electrostatic latent image on the image carrier are developed. And an image forming apparatus.
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