JP2013077015A - Developing device, process cartridge and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置に用いられる現像装置、その現像装置を備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a developing device used in an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, and a copying machine, a process cartridge including the developing device, and an image forming apparatus.
従来、トナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤を用いる現像装置として、図３０に示す構造ものが知られている。この現像装置１０４では、供給回収スクリュー１０７を備える供給回収搬送路１０５と攪拌スクリュー１０６を備える攪拌搬送路１０６との２つの現像剤搬送路を備える。そして、この２つの現像剤搬送路で現像剤を互いに逆方向に搬送することにより現像剤を循環させている。この現像装置１０４では供給回収搬送路１０５内の現像剤が現像ローラ１０３の表面に供給され、現像ローラ１０３と不図示の感光体との対向部である現像領域で現像に用いられる。そして、現像領域を通過しトナーが消費された現像ローラ１０３上の現像剤は、供給回収搬送路１０５に回収される。
この現像装置１０４では、現像ローラ１０３に現像剤を供給する搬送路と、現像ローラ１０３に供給され現像領域を通過しトナーが消費された現像剤を回収する搬送路とが共通である。よって、現像ローラ１０３に供給する搬送路の搬送方向下流側ほど現像ローラ１０３に供給する現像剤のトナー濃度が低下するという問題があった。現像ローラに供給するトナー濃度が低下すると、現像時の画像濃度も低下する。
Conventionally, a developing device using a two-component developer composed of toner and a magnetic carrier has a structure shown in FIG. The developing
In the developing
特許文献１に記載の現像装置においては、現像ローラに現像剤を供給する供給搬送路と現像領域を通過しトナーが消費された現像剤を回収する回収搬送路とを分けて設けている。供給搬送路は、仕切り部材を挟んで回収搬送路の上方に位置している。仕切り部材は現像ローラの軸方向の両端部に供給搬送路と回収搬送路とを連通する開口部を備え、供給搬送路と回収搬送路とで現像剤を互いに逆方向に搬送することにより現像剤を循環させている。回収搬送路は、現像ローラから回収する現像剤とともに、供給搬送路の搬送方向下流端に到達した現像剤を供給搬送路の搬送方向上流端に搬送する循環搬送路としての機能を備える。
このような現像装置では、現像領域を通過しトナーが消費された現像剤を回収搬送路で回収するため、供給搬送路に混入することがない。これにより、供給搬送路内の現像剤に現像領域を通過しトナーが消費された現像剤が混入することでトナー濃度が変化するようなことがなく、現像ローラに供給される現像剤のトナー濃度が一定となるとされている。
In the developing device described in
In such a developing device, the developer that has passed through the developing region and has consumed the toner is collected in the collection conveyance path, so that it does not enter the supply conveyance path. As a result, the toner concentration of the developer supplied to the developing roller is not changed by mixing the developer that has passed through the developing region and consumed the toner into the developer in the supply conveyance path, and the developer concentration supplied to the developing roller. Is supposed to be constant.
しかしながら、特許文献１に記載の現像装置においては、回収搬送路の搬送方向下流側で回収された現像剤ほど攪拌する時間が短くなる。回収搬送路の搬送方向下流側端部に到達した現像剤は供給搬送路の搬送方向上流側端部に受け渡されるため、回収搬送路の搬送方向下流側で回収された現像剤は、すぐに供給搬送路に受け渡されることになる。そのため、攪拌が不十分で現像剤中のトナーとキャリアとがよく混ざり合っておらずトナー濃度にムラのある現像剤が供給搬送路から現像ローラに供給されてしまい、現像後の画像に画像濃度ムラが発生するといった問題が生じる。
However, in the developing device described in
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、現像剤担持体に供給される現像剤のトナー濃度ムラを低減できる現像装置、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 the above problems, and an object of the present invention is to provide a developing device, a process cartridge, and an image forming apparatus that can reduce toner density unevenness of the developer supplied to the developer carrying member. is there.
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、内部に備えた複数の磁極により磁性キャリアとトナーとからなる現像剤を表面上に担持し、その表面が回転して潜像担持体と対向する箇所で該潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給する現像剤担持体と、該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給搬送部材と、該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された回収現像剤及び該現像剤担持体に供給されずに該現像剤供給搬送部材の搬送方向の最下流側まで搬送された余剰現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、該現像剤供給搬送部材とは逆方向に攪拌しながら搬送し、該現像剤を該現像剤供給搬送部材の搬送方向最上流側に渡す現像剤回収搬送部材とを有し、該現像剤回収搬送部材及び該現像剤供給搬送部材の２つの現像剤搬送部材を配置する各空間はケーシングによって仕切られて２つの現像剤搬送路を形成し、該２つの現像剤搬送路は、該現像剤回収搬送部材を配置する現像剤回収搬送路及び該現像剤供給搬送部材を配置する現像剤供給搬送路から成り、該現像剤回収搬送路の搬送方向下流側端部と該現像剤供給搬送路の搬送方向上流側端部とが第１開口部を介して連通し、該現像剤供給搬送路の搬送方向下流側端部と該現像剤回収搬送路の搬送方向上流側端部とが第２開口部を介して連通した現像装置において、該第１開口部を介して該現像剤回収搬送路から該現像剤供給搬送路に向かって送り込まれている現像剤中のトナーの分散を促進させる分散促進手段を該第１開口部に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記分散促進手段として、上記第１開口部の内壁を、少なくとも該内壁の近傍を通過している現像剤の流れを乱すような形状で構成したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の現像装置において、上記第１開口部を複数設けることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１の現像装置において、上記分散促進手段として、第１開口部に分散促進部材を配設したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の現像装置において、上記分散促進部材が単一または複数の線状部材からなることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項４または５の現像装置において、上記分散促進部材は、上記第１開口部の開口面に、所定の間隔をあけて配設された複数の上記線状部材からなり、隣り合う該線状部材の間隔が全て一定でないことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項４、５または６の現像装置において、上記分散促進部材は、上記第１開口部の開口面に、所定の間隔をあけて配設された複数の上記線状部材からなり、各線状部材を互いに非平行で配設したことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項４、５、６または７の現像装置において、上記分散促進部材は、上記第１開口部の開口面に、所定の間隔をあけて配設された複数の上記線状部材からなり、該第１開口部の上記現像剤担持体側における上記間隔が該第１開口部の該現像剤担持体から離れる側における上記間隔よりも大きいことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項４、５、６、７または８の現像装置において、上記分散促進部材は、上記第１開口部の開口面に、所定の間隔をあけて配設された複数の上記線状部材からなり、該第１開口部の上記現像剤回収搬送路における現像剤搬送方向下流側の上記間隔が該現像剤回収搬送路における現像剤搬送方向上流側の上記間隔よりも大きいことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の現像装置において、現像剤中のキャリアの体積平均粒径が、２０［μｍ］〜６０［μｍ］であることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の現像装置において、トナー母体に平均一次粒径が５［ｎｍ］〜５０［ｎｍ］の無機微粒子を、上記数１により求められる無機微粒子の被覆率Ａの値が、４０〜２００となるように被覆させたトナーを用いることを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１の現像装置において、上記数２により求められる被覆率Ｂの値が４０〜９０となるように、キャリア表面をトナーが被覆した現像剤を用いることを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２の現像装置において、上記現像剤供給搬送路は上記現像剤回収搬送路の上方に設けられており、上記第２開口部を介して該現像剤供給搬送路側から該現像剤回収搬送路側に落下する現像剤の１秒間当りの量が、５［ｇ／ｓ］〜１０［ｇ／ｓ］であることを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２または１３の現像装置において、上記現像剤量規制手段を通過する現像剤担持体上の現像剤の量が、２０［ｍｇ／ｃｍ２］〜７０［ｍｇ／ｃｍ２］であることを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３または１４の現像装置において、上記現像剤供給搬送路からあふれた現像剤が、重力によって現像剤担持体上に落下し、その落下した現像剤を現像剤担持体の内部に配置された磁界発生手段の磁力によって保持し汲み上げることを特徴とするものである。
また、請求項１６の発明は、現像手段と、像担持体、帯電手段またはクリーニング手段の少なくとも１つと一体に形成され、画像形成装置に対して着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、該現像手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４または１５の現像装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項１７の発明は、潜像を担持する像担持体と、該像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備えた画像形成装置において、該現像手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４または１５の現像装置を用いたことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention according to
Further, the invention of
According to a third aspect of the present invention, in the developing device of the second aspect, a plurality of the first openings are provided.
According to a fourth aspect of the present invention, in the developing device of the first aspect, a dispersion promoting member is disposed in the first opening as the dispersion promoting means.
According to a fifth aspect of the present invention, in the developing device of the fourth aspect, the dispersion promoting member is composed of a single or a plurality of linear members.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the developing device according to the fourth or fifth aspect, wherein the dispersion promoting member is a plurality of the linear shapes arranged at predetermined intervals on the opening surface of the first opening. It consists of members, and the intervals between the adjacent linear members are not all constant.
According to a seventh aspect of the present invention, in the developing device according to the fourth, fifth, or sixth aspect, the dispersion promoting member is a plurality of the above-described plurality of members disposed at predetermined intervals on the opening surface of the first opening. It consists of a linear member, and each linear member was arrange | positioned mutually non-parallel, It is characterized by the above-mentioned.
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the developing device according to the fourth, fifth, sixth, or seventh aspect, wherein the dispersion promoting member is provided in a plurality at a predetermined interval on the opening surface of the first opening. And the gap on the developer carrier side of the first opening is larger than the gap on the side away from the developer carrier of the first opening. is there.
According to a ninth aspect of the present invention, in the developing device of the fourth, fifth, sixth, seventh, or eighth aspect, the dispersion promoting member is disposed on the opening surface of the first opening with a predetermined interval. A plurality of the linear members, and the interval on the downstream side in the developer conveyance direction in the developer collection conveyance path of the first opening is greater than the interval on the upstream side in the developer conveyance direction in the developer collection conveyance path. Is also large.
The invention of
The invention according to
According to a twelfth aspect of the present invention, in the developing device of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, or eleventh aspect, the value of the coverage B obtained by the
The invention according to
The invention according to
Further, the invention of
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the process cartridge formed integrally with the developing means and at least one of the image carrier, the charging means and the cleaning means, and detachable from the image forming apparatus, the developing means is claimed as the developing means.
According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided an image carrier that carries a latent image, 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 image carrier. The developing device according to
本発明においては、第１開口部を介して回収搬送路から供給搬送路に送り込まれている現像剤中のトナーの分散を分散促進手段によって促進させることができる。これにより、現像剤中のトナーの分散性が向上するので、その分、現像剤中のトナーとキャリアとがよく混ざり合い、供給搬送路から現像剤担持体に供給される現像剤のトナー濃度ムラを低減させることができる。 In the present invention, the dispersion promoting means can promote the dispersion of the toner in the developer fed from the recovery conveyance path to the supply conveyance path via the first opening. As a result, the dispersibility of the toner in the developer is improved, so that the toner in the developer and the carrier mix well, and the toner density unevenness of the developer supplied from the supply conveyance path to the developer carrier is increased. Can be reduced.
以上、本発明によれば、現像剤担持体に供給される現像剤のトナー濃度ムラを低減できるという優れた効果がある。 As described above, according to the present invention, there is an excellent effect that toner density unevenness of the developer supplied to the developer carrying member can be reduced.
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that it is easy for a person skilled in the art to make other embodiments by changing or correcting the present invention within the scope of the claims, and these changes and modifications are included in the scope of the claims. The following description is an example of the best mode of the present invention, and does not limit the scope of the claims.
本実施形態に係る画像形成装置である、ブラック（Ｋ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の各色トナーをそれぞれ用いて作像する作像ユニット１Ｋ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｙなどによりフルカラー画像を形成するプリンタの概略構成を図２に示す。まず、プリンタの概略構成及び動作について説明する。図３は、本実施形態に係るプリンタの作像ユニット１の概略構成図である。なお、作像ユニット１の構成はどの色についても同じであるので色を示す符号（Ｋ，Ｍ，Ｃ，Ｙ）は省いて説明する。本実施形態のプリンタにおいては、図３に示すように、像担持体としての感光体１４の周囲に、帯電装置５、露光装置６、現像装置７、転写装置８、クリーニング補助装置９、クリーニング装置１０、潤滑剤１１、潤滑剤塗布装置１２及び潤滑剤均し装置１３が図中時計回り方向に順に配設されている。
Image forming units 1K, 1M, 1C, and 1Y that use the respective color toners of black (K), magenta (M), cyan (C), and yellow (Y) as image forming apparatuses according to the present embodiment. FIG. 2 shows a schematic configuration of a printer that forms a full-color image by the above. First, the schematic configuration and operation of the printer will be described. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the
帯電手段である帯電装置５は、感光体１４に帯電装置５を接触又は近接させて電圧を印加する帯電方式により感光体１４の表面を一様帯電する。露光装置６は、画像情報に基づいて変調されたレーザー光線等を一様に帯電された感光体１４に照射して静電潜像を形成する。露光方法としては、ＬＤ、ＬＥＤランプ、キセノンランプ等が挙げられる。現像手段である現像装置７は、現像ローラ１５に担持した現像剤を感光体１４に対向する現像領域に搬送して、感光体１４に形成された静電潜像に付着させることでトナー像を形成する。現像方式としては、トナーとキャリアとを混合して現像に用いる２成分現像方式が挙げられる。転写手段である転写装置８は、感光体１４上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２を介して転写材である印刷用紙に転写する。クリーニング手段及び劣化潤滑剤除去手段を兼ねるクリーニングブレードは、感光体１４上に残ったトナーなどを除去する。潤滑剤塗布手段である潤滑剤塗布装置１２は、固形の潤滑剤１１及びブラシローラ１２ａを備え、感光体１４上に潤滑剤１１を塗布する。潤滑剤塗布装置１２では、ブラシローラ１２ａにより潤滑剤１１を感光体１４に塗布しているが、ローラやベルト部材などによって潤滑剤を感光体１４に塗布する方法や、潤滑剤の粉体を直接、感光体１４に塗布する方法であってもよい。また、本実施形態のプリンタは、図２に示すように、給紙トレイ等から印刷用紙を所定のタイミングで給紙・搬送する給紙装置３や、トナー像を印刷用紙に定着する定着装置４等を備えている。
The charging device 5 serving as a charging unit uniformly charges the surface of the
ここで、本実施形態のプリンタで適用可能な、感光体、帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置、クリーニング補助装置、潤滑剤、潤滑剤塗布装置及び潤滑剤均し装置などについて説明する。 Here, a photoconductor, a charging device, an exposure device, a developing device, a transfer device, a cleaning device, a cleaning auxiliary device, a lubricant, a lubricant application device, a lubricant leveling device, and the like that can be applied to the printer of this embodiment. explain.
（感光体）
像担持体である感光体としては、どのような感光体を使用しても良く、従来から広く用いられている、例えば直径３０［ｍｍ］〜１２０［ｍｍ］程度のアルミニウム円筒表面に光導電性物質である有機感光層（ＯＰＣ）を形成したものを用いることができる。また、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層を形成した感光体も採用可能である。
(Photoconductor)
Any photosensitive member may be used as the photosensitive member as the image bearing member. For example, a photoconductive material is used on a surface of an aluminum cylinder having a diameter of about 30 [mm] to 120 [mm] which has been widely used. What formed the organic photosensitive layer (OPC) which is a substance can be used. In addition, a photoreceptor on which an amorphous silicon (a-Si) layer is formed can be used.
（帯電装置）
帯電手段である帯電装置としては、どのような帯電装置を使用しても良く、従来から広く用いられている、ＤＣ或いはＤＣにＡＣを重畳した、近接帯電方式、接触帯電方式、または、コロナ帯電方式などを採用した帯電装置を用いることができる。また、コロナ帯電方式としては、コロトロン帯電器やスコロトロン帯電器などを用いたものがある。
(Charging device)
Any type of charging device may be used as the charging means, such as a proximity charging method, a contact charging method, or a corona charging, in which AC is superimposed on DC or DC. A charging device employing a method or the like can be used. As a corona charging method, there is a method using a corotron charger or a scorotron charger.
（露光装置）
露光手段である露光装置としては、どのような露光装置を使用しても良く、従来から広く用いられている、ＬＤ、ＬＥＤランプ、または、キセノンランプによる露光方法を採用した露光装置を用いることができる。
(Exposure equipment)
Any exposure apparatus may be used as the exposure apparatus as the exposure means, and an exposure apparatus that employs an exposure method using an LD, an LED lamp, or a xenon lamp that has been widely used in the past is used. it can.
（現像装置）
現像手段である現像装置としては、トナーとキャリアとを混合して現像に用いる二成分現像方式による現像方法を採用した現像装置を用いることができる。本実施形態で用いる現像装置の詳細については後述する。
(Developer)
As the developing device as the developing means, a developing device employing a developing method based on a two-component developing method in which toner and carrier are mixed and used for development can be used. Details of the developing device used in this embodiment will be described later.
（転写装置）
転写手段である転写装置としては、どのような転写装置を使用しても良く、従来から広く用いられている、転写ベルト、転写チャージャ、または、転写ローラによる転写方法を採用した転写装置を用いることができる。
(Transfer device)
Any transfer device may be used as the transfer device as the transfer means, and a transfer device that employs a transfer method using a transfer belt, a transfer charger, or a transfer roller, which has been widely used conventionally, is used. Can do.
（クリーニング装置）
クリーニング手段であるクリーニング装置としては、どのようなクリーニング装置を使用しても良く、従来から広く用いられている、ポリウレタンゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、または、クロロプレンゴム等から成る、ブレード形状のクリーニングブレードや、ファーブラシ、弾性ローラ、チューブ被覆ローラ、または、不織布などが挙げられる。クリーニングブレードを採用したクリーニング装置を用いた場合には、クリーニングブレードを感光体に対してトレーリングまたはカウンタで当接させるようになっている。
(Cleaning device)
Any cleaning device may be used as a cleaning device as a cleaning means, and a blade-shaped cleaning made of polyurethane rubber, silicone rubber, nitrile rubber, chloroprene rubber or the like that has been widely used conventionally. Examples thereof include a blade, a fur brush, an elastic roller, a tube coating roller, and a nonwoven fabric. When a cleaning device employing a cleaning blade is used, the cleaning blade is brought into contact with the photosensitive member by trailing or a counter.
（クリーニング補助装置）
上述したようなクリーニング装置のみで感光体上のクリーニングを十分に行うことができる場合、クリーニング補助手段であるクリーニング補助装置を用いる必要は無い。しかしながら、上述したようなクリーニング装置のみでは、感光体上のトナーのクリーニングが不十分な場合、転写装置よりも感光体回転方向下流側でクリーニング装置よりも感光体回転方向上流側に、クリーニング補助装置を搭載し、クリーニング性を向上させても良い。クリーニング補助装置としては、ファーブラシ、弾性ローラ、チューブ被覆ローラ、または、不織布などのクリーニング補助部材を備えた、従来から知られているクリーニング補助装置を用いることができる。なお、クリーニング補助部材に電圧を印加し、感光体上のトナーの極性を制御してクリーニング性を向上させてもよい。
(Cleaning auxiliary device)
When the cleaning on the photosensitive member can be sufficiently performed only by the cleaning device as described above, it is not necessary to use a cleaning assisting device which is a cleaning assisting means. However, in the case where the cleaning of the toner on the photoconductor is insufficient with only the cleaning device as described above, the cleaning auxiliary device is provided downstream of the transfer device in the rotation direction of the photoconductor and upstream of the cleaning device in the rotation direction of the photoconductor. May be installed to improve the cleaning property. As the cleaning auxiliary device, a conventionally known cleaning auxiliary device including a cleaning auxiliary member such as a fur brush, an elastic roller, a tube covering roller, or a nonwoven fabric can be used. Note that the cleaning property may be improved by applying a voltage to the cleaning auxiliary member and controlling the polarity of the toner on the photoreceptor.
（潤滑剤）
潤滑剤としては、従来から広く用いられている潤滑剤を用いることができる。特に画像形成装置に広く用いられてきた潤滑剤としては脂肪酸金属塩からなり、この脂肪酸金属塩は、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、オレイン酸の群から選択される１以上の脂肪酸を含有し、亜鉛、アルミニウム、カルシウム、マグネシウム、鉄、リチウムの群から選択される１以上の金属を含有し、粉体状の脂肪酸金属塩を固形化して形成されている。固形化する前の粉体としては、より微小の粉体であることが好適である。ステアリン酸亜鉛は代表的なラメラ結晶紛体であるが、このような物質を潤滑剤として使用することは好適である。ラメラ結晶は両親媒性分子が自己組織化した層状構造を有しており、剪断力が加わると層間に沿って結晶が割れて滑りやすい。この作用が低摩擦係数化に効果があり、剪断力を受けて均一に感光体表面を覆っていくラメラ結晶の特性は、少量の潤滑剤によって効果的に感光体表面を覆うことができる。脂肪酸金属塩は、直鎖状の炭化水素の構造を持つ為、層間のすべりが起こりやすく、良好な潤滑性を発揮する。また、このような直鎖状の脂肪酸金属塩の場合、金属を選択することにより、良好な耐候性を持つことできる。
(lubricant)
As the lubricant, conventionally used lubricants can be used. In particular, a lubricant that has been widely used in image forming apparatuses is composed of a fatty acid metal salt, and this fatty acid metal salt contains one or more fatty acids selected from the group of stearic acid, palmitic acid, myristic acid, and oleic acid. It contains one or more metals selected from the group consisting of zinc, aluminum, calcium, magnesium, iron, and lithium, and is formed by solidifying a powdered fatty acid metal salt. The powder before solidification is preferably a finer powder. Zinc stearate is a typical lamellar crystal powder, but it is preferred to use such materials as lubricants. A lamellar crystal has a layered structure in which amphiphilic molecules are self-organized, and when a shearing force is applied, the crystal is broken and slips along the layers. This action is effective in reducing the friction coefficient, and the characteristic of the lamellar crystal that uniformly covers the surface of the photoconductor by receiving a shearing force can effectively cover the surface of the photoconductor with a small amount of lubricant. Since the fatty acid metal salt has a linear hydrocarbon structure, slippage between layers is likely to occur, and good lubricity is exhibited. Moreover, in the case of such a linear fatty acid metal salt, it can have favorable weather resistance by selecting a metal.
ただし、画像形成装置によっては潤滑剤を塗布することは必ずしも必要ではない。その場合、下記に示す潤滑剤塗布装置や潤滑剤均し装置などは不要となる。 However, it is not always necessary to apply a lubricant depending on the image forming apparatus. In that case, the lubricant application device and lubricant leveling device described below are not necessary.
（潤滑剤塗布装置）
潤滑剤塗布手段である潤滑剤塗布装置としては、ファーブラシ、ループブラシ、ローラ、または、ベルト部材などの潤滑剤塗布部材によって感光体に潤滑剤を塗布する方法を採用した従来から知られている潤滑剤塗布装置を用いることができる。潤滑剤塗布部材としては、毛先がループ状になるように構成されたループブラシを用いてもよい。また、潤滑剤塗布装置は、クリーニング装置よりも感光体回転方向下流側、且つ、帯電装置よりも感光体回転方向上流側に設置すれば良い。
(Lubricant application device)
2. Description of the Related Art Conventionally, as a lubricant application device as a lubricant application means, a method in which a lubricant is applied to a photoreceptor by a lubricant application member such as a fur brush, a loop brush, a roller, or a belt member is known. A lubricant application device can be used. As a lubricant application member, you may use the loop brush comprised so that a hair end may become a loop shape. The lubricant application device may be installed downstream of the cleaning device in the rotation direction of the photoconductor and upstream of the charging device in the rotation direction of the photoconductor.
なお、潤滑剤塗布装置は、従来から知られているようにクリーニング装置よりも感光体回転方向上流側に設置されるクリーニング補助装置が備える上述したようなクリーニング補助部材に潤滑剤を押し当てることにより潤滑剤を感光体表面に塗布するといった、クリーニング補助装置と潤滑剤塗布装置とを併用させる形態としてもよい。 In addition, the lubricant application device, as is conventionally known, presses the lubricant against the cleaning auxiliary member provided in the cleaning auxiliary device installed upstream of the cleaning device in the rotation direction of the photosensitive member. A cleaning auxiliary device and a lubricant application device, such as applying a lubricant to the surface of the photoreceptor, may be used in combination.
（潤滑剤均し装置）
上述したような潤滑剤塗布装置のみでは、感光体表面への潤滑剤塗布が不十分となる場合がある。そのため、潤滑剤塗布装置によって感光体表面に塗布された潤滑剤を感光体表面へ引き伸ばし均すために、潤滑剤均し部材を備えた潤滑剤均し装置を設ければ良い。しかしながら、潤滑剤塗布装置のみでも感光体表面への潤滑剤塗布が十分であった場合、潤滑剤均し装置は必ずしも必要ではない。
(Lubricant leveling device)
The lubricant application on the surface of the photoconductor may be insufficient with only the lubricant application device as described above. Therefore, a lubricant leveling device including a lubricant leveling member may be provided in order to stretch and level the lubricant applied to the photoreceptor surface by the lubricant coating device. However, the lubricant leveling device is not necessarily required when the lubricant coating on the surface of the photoreceptor is sufficient even with the lubricant coating device alone.
潤滑剤均し装置が備える潤滑剤均し部材としては、従来から知られているような、ポリウレタンゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、または、クロロプレンゴム等からなる、ブレード形状のものが適用できる。このときのブレードの形状としては、カウンタで当接する場合、感光体に接触するブレードエッジの先端を鈍角形状（９０［°］〜１８０［°］）にしたブレードを適用することができる。このような形状とすることにより、感光体へのブレード当接圧を増加させ、潤滑剤均し効率の向上を図ることができる。また、感光体へのブレードの当接は、感光体の回転方向に対してトレーリングでもカウンタでもよい。 As a lubricant leveling member provided in the lubricant leveling device, a blade-shaped member made of polyurethane rubber, silicone rubber, nitrile rubber, chloroprene rubber, or the like as conventionally known can be used. As the shape of the blade at this time, a blade having an obtuse angle shape (90 [°] to 180 [°]) at the tip of the blade edge that contacts the photosensitive member can be applied when contacting with the counter. By adopting such a shape, it is possible to increase the blade contact pressure to the photoreceptor and improve the lubricant leveling efficiency. Further, the contact of the blade with the photosensitive member may be trailing or countering with respect to the rotation direction of the photosensitive member.
潤滑剤均し装置は、クリーニング装置と併用させても良いが、潤滑剤塗布装置がクリーニング装置の感光体回転方向下流側にある場合には、潤滑剤均し装置を潤滑剤塗布装置よりも感光体回転方向下流側且つ帯電装置よりも感光体回転方向上流側に設置することが望ましい。 The lubricant leveling device may be used in combination with the cleaning device. However, when the lubricant coating device is located downstream of the cleaning device in the rotation direction of the photosensitive member, the lubricant leveling device is more sensitive than the lubricant coating device. It is desirable to install it on the downstream side in the rotation direction of the body and on the upstream side in the rotation direction of the photoconductor relative to the charging device.
図４は、作像ユニット１を、現像装置７と少なくとも感光体１４とが一体に形成され、プリンタ本体に対して装着自在なプロセスカートリッジとして構成した場合の一例である。このプロセスカートリッジとしては、現像装置７を感光体１４だけではなく、例えば、帯電装置、クリーニング装置、クリーニング補助装置、潤滑剤、潤滑剤塗布装置、潤滑剤均し装置１３などの他の部材などと一体に形成することも可能である。このようにプロセスカートリッジとして、現像装置７と、感光体１４や上記他の部材などとを可能な限り多く一体で形成することによって、現像装置７などの各部材のメンテナンス性を向上させたり、プリンタの駆動振動などによる各部材間の位置ズレなどを抑制することができるため好ましい。プリンタの駆動振動などによる各部材間の位置ズレが抑制されることで、例えば、感光体１４と現像ローラ１５とが対向する現像領域における両部材表面間のギャップである現像ギャップが変化して画像濃度が変動してしまうのを抑制することができる。
FIG. 4 shows an example in which the
ところで、従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる現像装置には、２成分現像方式や１成分現像方式などがある。２成分現像方式は、高速現像に非常に適しており、現在の中速や高速の画像形成装置の主流方式である。ここで、従来から知られている２成分方式を採用した現像装置について説明する。 Conventionally, developing devices used in image forming apparatuses such as copying machines, printers, and facsimiles include a two-component developing method and a one-component developing method. The two-component development method is very suitable for high-speed development, and is the mainstream method for current medium-speed and high-speed image forming apparatuses. Here, a developing device employing a conventionally known two-component system will be described.
２成分現像方式を採用した現像装置においては、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いて像担持体上に形成された潜像を現像し可視像化している。このような現像装置に用いられる現像剤は、安定したトナー像を得るために、所定のトナー濃度と帯電量とを維持する必要がある。トナー濃度は現像で消費したトナーと補給トナー分布とにより決定されるものであり、また、帯電量はキャリアとトナーとの混合時の摩擦帯電により決定されるものである。そのため、従来より上記現像装置においては、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤の攪拌を充分に行って、トナー濃度分布を均一化するとともに、トナーに付与する帯電量を飽和させて、トナー像の安定化を図っている。 In a developing device employing a two-component development system, a latent image formed on an image carrier is developed and visualized using a two-component developer composed of toner and carrier. The developer used in such a developing apparatus needs to maintain a predetermined toner density and charge amount in order to obtain a stable toner image. The toner density is determined by the toner consumed in the development and the replenishment toner distribution, and the charge amount is determined by frictional charging during mixing of the carrier and the toner. Therefore, conventionally, in the above-described developing device, the two-component developer composed of the toner and the carrier is sufficiently stirred to uniformize the toner concentration distribution and saturate the charge amount applied to the toner, so that the toner image We are trying to stabilize.
特開２００３−２６３０２５号公報（図５）、特開平１１−１６７２６０号公報（図６）、特開２００１−２４９５４５号公報（図７）に記載の現像装置においては、現像ローラに現像剤を供給する供給搬送路と現像領域を通過した現像剤を回収する回収搬送路とを分けて設けている。さらに、供給搬送路の最下流側まで搬送された現像剤と回収搬送路の最下流側まで搬送された回収現像剤とを攪拌しながら供給搬送路とは逆方向に現像剤を搬送する攪拌搬送路を備えている。このような現像装置では、現像済みの現像剤は回収搬送路に送られるため、供給搬送路に混入することがない。これにより、供給搬送路内の現像剤のトナー濃度が変化することなく、現像ローラに供給される現像剤のトナー濃度も一定となる。さらに、回収現像剤をすぐに供給搬送路に供給するのではなく、攪拌搬送路で攪拌した後で供給搬送路に現像剤を供給するため、十分に攪拌された状態の現像剤を供給搬送路に供給することができる。これにより、現像時の画像濃度の不均一や画像濃度の低下を防止することができる。 In the developing devices described in JP-A No. 2003-263025 (FIG. 5), JP-A No. 11-167260 (FIG. 6), and JP-A No. 2001-249545 (FIG. 7), a developer is supplied to the developing roller. The supply conveyance path for collecting the developer and the collection conveyance path for collecting the developer that has passed through the development region are separately provided. Further, the agitation conveyance that conveys the developer in the direction opposite to the supply conveyance path while stirring the developer conveyed to the most downstream side of the supply conveyance path and the collected developer conveyed to the most downstream side of the recovery conveyance path. It has a road. In such a developing device, the developed developer is sent to the recovery conveyance path, so that it does not enter the supply conveyance path. Accordingly, the toner concentration of the developer supplied to the developing roller is constant without changing the toner concentration of the developer in the supply conveyance path. Furthermore, the developer that has been sufficiently agitated is supplied to the supply conveyance path in order to supply the developer to the supply conveyance path after being agitated in the agitation conveyance path instead of immediately supplying the recovered developer to the supply conveyance path. Can be supplied to. Thereby, it is possible to prevent non-uniform image density and a decrease in image density during development.
ところが、近年、画像形成装置の小型化が進められており、特開２００３−２６３０２５号公報、特開平１１−１６７２６０号公報、及び、特開２００１−２４９５４５号公報に記載の現像装置のように、供給搬送路、回収搬送路及び攪拌搬送路の３つの現像剤搬送路を有していると現像装置の小型化が困難となり、如いては画像形成装置の小型化が困難となる。 However, in recent years, downsizing of image forming apparatuses has been promoted. Like the developing apparatuses described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2003-263025, 11-167260, and 2001-249545, When the three developer transport paths, ie, the supply transport path, the recovery transport path, and the stirring transport path, are provided, it is difficult to reduce the size of the developing device, and thus it is difficult to reduce the size of the image forming apparatus.
特許第３１２７５９４号公報（図８）、特開平１１−１８４２４９号公報（図９）、特開平１１−０２４３８２号公報（図１０）、特開２００３−２６３０１２号公報（図１１）、特開平５−３３３６９１号公報（図１２）、特開平１１−２７２０６２号公報（図１３）に記載の現像装置などが知られている。 Japanese Patent No. 3127594 (FIG. 8), Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-184249 (FIG. 9), Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-024382 (FIG. 10), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-263012 (FIG. 11), Japanese Patent Application Laid-Open No. 5- A developing device described in Japanese Patent No. 333691 (FIG. 12) and Japanese Patent Laid-Open No. 11-272062 (FIG. 13) is known.
このような現像装置においては、現像ローラに現像剤を供給する供給搬送路と現像領域を通過しトナーが消費された現像剤を回収する回収搬送路とを分けて設けている。また、仕切り部材を挟んで供給搬送路と回収搬送路とが現像ローラと対向し、供給搬送路が仕切り部材を挟んで回収搬送路の上方に位置する。仕切り部材は現像ローラの軸方向の両端部に供給搬送路と回収搬送路とを連通する開口部を備え、供給搬送路と回収搬送路とで現像剤を互いに逆方向に搬送することにより現像剤を循環させている。回収搬送路は、現像ローラから回収する現像剤とともに、供給搬送路の搬送方向下流端に到達した現像剤を供給搬送路の搬送方向上流端に搬送する循環搬送路としての機能を備える。このような現像装置では、現像領域を通過しトナーが消費された現像剤を回収搬送路で回収するため、供給搬送路に混入することがない。これにより、供給搬送路内の現像剤に現像領域を通過しトナーが消費された現像剤が混入することでトナー濃度が変化するようなことがなく、現像ローラに供給される現像剤のトナー濃度が一定となる。
また、現像剤搬送路として供給搬送路と回収搬送路との２つの現像剤搬送路を有し、上述した攪拌搬送路を有しておらず、さらに、供給搬送路を回収搬送路の上方に設けているため、現像装置の水平方向の大きさを小さくすることができ、その分、現像装置の小型化を図ることができる。
In such a developing apparatus, a supply conveyance path for supplying the developer to the developing roller and a collection conveyance path for collecting the developer that has passed through the development area and consumed the toner are separately provided. In addition, the supply conveyance path and the collection conveyance path are opposed to the developing roller with the partition member interposed therebetween, and the supply conveyance path is positioned above the collection conveyance path with the partition member interposed therebetween. The partition member includes openings at both ends in the axial direction of the developing roller that connect the supply conveyance path and the recovery conveyance path, and the developer is conveyed in the opposite direction between the supply conveyance path and the collection conveyance path, thereby developing the developer. Is circulating. The collection conveyance path has a function as a circulation conveyance path for conveying the developer that has reached the downstream end in the conveyance direction of the supply conveyance path to the upstream end in the conveyance direction of the supply conveyance path together with the developer collected from the developing roller. In such a developing device, the developer that has passed through the developing region and has consumed the toner is collected in the collection conveyance path, so that it does not enter the supply conveyance path. As a result, the toner concentration of the developer supplied to the developing roller is not changed by mixing the developer that has passed through the developing region and consumed the toner into the developer in the supply conveyance path, and the developer concentration supplied to the developing roller. Is constant.
In addition, the developer transport path has two developer transport paths, a supply transport path and a recovery transport path, does not have the above-described stirring transport path, and further, the supply transport path is located above the recovery transport path. Therefore, the size of the developing device in the horizontal direction can be reduced, and the developing device can be downsized accordingly.
しかしながら、このような現像装置においては、回収搬送路の搬送方向下流側で回収された現像剤ほど攪拌する時間が短くなる。回収搬送路の搬送方向下流側端部に到達した現像剤は供給搬送路の搬送方向上流側端部に受け渡されるため、回収搬送路の搬送方向下流側で回収された現像剤は、すぐに供給搬送路に受け渡されることになる。そのため、回収搬送路から供給搬送路に受け渡された攪拌の不十分な現像剤が供給搬送路から現像ローラに供給されることで、現像時の画像濃度ムラや画像濃度低下などの問題が生じる。 However, in such a developing device, the developer collected on the downstream side in the conveyance direction of the collection conveyance path has a shorter stirring time. Since the developer that has reached the downstream end of the recovery transport path in the transport direction is transferred to the upstream end of the supply transport path in the transport direction, the developer recovered immediately downstream of the recovery transport path in the transport direction It will be delivered to the supply conveyance path. Therefore, the insufficiently stirred developer delivered from the recovery conveyance path to the supply conveyance path is supplied from the supply conveyance path to the developing roller, thereby causing problems such as image density unevenness and image density reduction during development. .
さらに、このような２軸一方向循環方式の現像装置においては、次のような問題が発生する。すなわち、２軸一方向循環方式の現像装置では、３軸一方向循環方式を用いた現像装置よりもスクリュー数が減少することにより、スクリューによる搬送時間が短くなる。そのため、現像剤中にトナーを分散させる時間が短くなり、トナーの攪拌が不十分であることがある。十分に攪拌されていない現像剤が回収搬送路から供給搬送路に送り込まれ現像ローラに供給されると、現像ローラの軸方向でトナー濃度偏差が生じ、像担持体へのトナー現像ムラが発生する。また、トナー飛散や像担持体表面の地汚れなどが発生し、最終的に画像品質が悪化する。 Furthermore, the following problems occur in such a developing device of the biaxial unidirectional circulation type. That is, in the developing device of the biaxial unidirectional circulation system, the number of screws is reduced as compared with the developing device using the triaxial unidirectional circulation system, thereby shortening the conveying time by the screw. Therefore, the time for dispersing the toner in the developer is shortened, and the toner may not be sufficiently stirred. When the developer that has not been sufficiently stirred is fed from the recovery conveyance path to the supply conveyance path and supplied to the development roller, a toner density deviation occurs in the axial direction of the development roller, and toner development unevenness occurs on the image carrier. . In addition, toner scattering, background smearing on the surface of the image carrier, etc. occur, and the image quality eventually deteriorates.
また、一般に、２軸一方向循環方式の現像装置では、回収搬送路の搬送方向最上流側に画像形成を行うごとに消費されるトナーの補給が行われる。これにより、回収搬送路内で最も攪拌時間を長くとることができ、画像濃度ムラに最も影響が出にくくすることができる。しかしながら、本願発明者らが鋭意研究を行った結果、初期的に画像濃度ムラを抑えることができても、経時的に画像濃度ムラが発生してしまい、長期にわたって安定した画像濃度を得られないことが明らかになった。その原因としては、現像装置内の現像剤の劣化によって、現像剤中における補給トナーの分散性が経時で悪くなり、トナーの分散性が悪いまま現像剤が現像ローラに供給されることが挙げられる。 In general, in the developing device of the biaxial unidirectional circulation system, toner that is consumed is replenished each time image formation is performed on the most upstream side in the transport direction of the collection transport path. As a result, the longest stirring time can be taken in the collection conveyance path, and the influence on the image density unevenness can be made most difficult. However, as a result of intensive studies by the inventors of the present application, even if the image density unevenness can be suppressed initially, the image density unevenness occurs over time, and a stable image density cannot be obtained over a long period of time. It became clear. The cause is that the developer in the developing device deteriorates, so that the dispersibility of the replenishment toner in the developer deteriorates with time, and the developer is supplied to the developing roller while the toner dispersibility is poor. .
また、特開平１１−３０９１３号公報（図１４）に記載の現像装置においては、供給搬送路の搬送方向下流側端部と回収搬送路の搬送方向上流側端部とを連通する開口部に、その開口部を介して供給搬送路から回収搬送路に送り込まれる現像剤や現像剤中のトナーなどを拡散させる現像剤拡散手段として例えばメッシュ状のふるいを設けている。これにより、上記開口部を介して回収搬送路の搬送方向上流側にトナーを補給する際に、トナーが上記ふるいよって拡散されながら現像剤中に取り込まれるので、現像剤中の補給トナーの分散性を向上させることができるとされている。ところが、トナー補給装置などから新たに現像装置内へ補給される補給トナーが凝集していると、補給トナーが上記ふるいを通過するのが困難であったり、上記ふるいのメッシュにトナーが詰まるメッシュ詰まりが早期に起きたりして、現像剤中のトナー分散性が悪化するだけではなく、現像装置としての寿命を縮めてしまう虞がある。 Further, in the developing device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-30913 (FIG. 14), an opening communicating the downstream end portion in the transport direction of the supply transport path and the upstream end portion in the transport direction of the recovery transport path For example, a mesh-like sieve is provided as developer diffusing means for diffusing the developer or the toner in the developer sent from the supply conveyance path to the collection conveyance path through the opening. As a result, when toner is replenished to the upstream side in the transport direction of the recovery transport path through the opening, the toner is taken into the developer while being diffused by the sieve, so that the dispersibility of the replenished toner in the developer It is said that can be improved. However, if the replenished toner newly replenished into the developing device from the toner replenishing device or the like is aggregated, it is difficult for the replenished toner to pass through the sieve, or the mesh of the sieve is clogged with the mesh. May occur at an early stage, which not only deteriorates the dispersibility of the toner in the developer but also shortens the life of the developing device.
つまり、経時で画像濃度ムラを抑えられるように、回収搬送路から供給搬送路に送り込まれる現像剤中のトナーを十分に分散させておくことが重要である。 That is, it is important to sufficiently disperse the toner in the developer sent from the collection conveyance path to the supply conveyance path so that image density unevenness can be suppressed over time.
［構成例１］
本発明の特徴部である現像装置７を図１、図１５及び図１６に示す。図１は感光体１４側から見た現像装置７の断面図であり、図１５は現像装置７の斜視図であり、図１６は現像ローラ軸方向に直交する方向から見た現像装置７の断面図である。
[Configuration example 1]
A developing
現像装置７は、感光体１４に対向して配置され内部に備えた複数の磁極により磁性キャリアとトナーとからなる現像剤を表面上に担持する現像剤担持体である現像ローラ１５と、現像ローラ１５に担持される現像剤量を規制するための現像剤量規制手段であるドクタ１６と、現像ローラ１５の回転軸方向に沿って現像剤を搬送して現像ローラ１５に現像剤を供給する供給スクリュー１７と、その供給スクリュー１７を有する供給スクリュー攪拌室１９と、感光体１４と現像ローラ１５とが対向する現像領域を通過しトナーが消費された現像剤を回収し、現像ローラ１５の回転軸方向に沿って現像剤を搬送する回収スクリュー２０と、その回収スクリュー２０を有する回収スクリュー攪拌室２２と、回収スクリュー攪拌室２２と供給スクリュー攪拌室１９とに連通し回収スクリュー攪拌室２２の現像剤搬送方向下流側端部から供給スクリュー攪拌室１９の現像剤搬送方向上流側端部に現像剤を受け渡しさせるための第１開口部２３と、供給スクリュー攪拌室１９と回収スクリュー攪拌室２２とに連通し供給スクリュー攪拌室１９の現像剤搬送方向下流側端部から回収スクリュー攪拌室２２の現像剤搬送方向上流側端部に現像剤を受け渡しさせるための第２開口部２４と、を備えている。また、現像装置７には、画像形成装置本体に設けた図示しないトナー補給装置によって現像装置７内にトナーを補給するためのトナー補給口２５が設けられている。このトナー補給口２５から第２開口部２４を介して回収スクリュー攪拌室２２の現像剤搬送方向上流側に新しいトナーが補給され、回収スクリュー２０によって回収スクリュー攪拌室２２内にある現像剤と撹拌されながら搬送される。
The developing
次に、現像装置７における現像剤の循環について説明する。
供給スクリュー１７によって、供給スクリュー攪拌室１９内を攪拌搬送される現像剤が供給スクリュー攪拌室１９から溢れ、重力によって現像ローラ１５に落下し、その落下した現像剤を現像ローラ１５の磁力によって保持し汲み上げる。現像ローラ１５上に汲み上げられた現像剤は、磁力によって現像ローラ１５上に保持されつつ現像ローラ１５の回転によって感光体１４と現像ローラ１５とが対向する現像領域まで搬送され、その現像領域で感光体１４上に形成された潜像を現像剤中のトナーによって現像する。現像が終わり、現像領域を通過した現像剤は、現像領域よりも現像ローラ回転方向下流側で、且つ、供給スクリュー攪拌室１９から現像ローラ１５に現像剤が供給される箇所よりも現像ローラ回転方向上流側にある、上記磁極による磁力が無くなる領域で現像ローラ１５から離れる。現像ローラ１５から離れた現像剤は、回収スクリュー攪拌室２２に収容され、回収スクリュー２０により回収スクリュー攪拌室２２内で攪拌搬送される。また、現像ローラ１５に供給されず供給スクリュー攪拌室１９の現像剤搬送方向下流側端部まで搬送された現像剤は、第２開口部２４を通過し回収スクリュー攪拌室２２の現像剤搬送方向上流側端部に搬送される。回収スクリュー２０によって現像剤が搬送される方向は、供給スクリュー１７による現像剤搬送方向とは逆方向であり、供給スクリュー１７の現像剤搬送方向上流側に向かって搬送される。回収スクリュー２０によって搬送された現像剤は、回収スクリュー攪拌室２２内の現像剤搬送方向下流側端部で持上げられ、第１開口部２３を通過し供給スクリュー攪拌室１９の現像剤搬送方向上流側端部に搬送される。供給スクリュー攪拌室１９内に搬送された現像剤は、供給スクリュー１７によって供給スクリュー攪拌室１９内を攪拌搬送され、再度、現像ローラ１５上に汲み上げられる。現像装置７では、このようなサイクルによって現像剤が循環している。
Next, the developer circulation in the developing
The developer stirred and conveyed in the supply
ここで、現像装置７に設けられた第１開口部２３の内壁の壁面は、第１開口部２３を通過する現像剤に速度差を発生させ、現像剤中のトナーの分散を促進させるような形状、言い換えれば、少なくとも上記内壁の近傍を通過している現像剤の流れを乱し、例えば、第１開口部２３の開口面内における上記内壁の近傍と上記内壁から離れた箇所との間で上記速度差を発生させるような形状となっている。第１開口部２３を介して回収スクリュー攪拌室２２から供給スクリュー攪拌室１９に受け渡された攪拌の不十分な現像剤が供給スクリュー攪拌室１９から現像ローラ１５に汲み上げられることで、現像時の画像濃度ムラや画像濃度低下などの問題が生じる。そのため、本構成例の現像装置７のように、第１開口部通過時の現像剤中に速度差を与えることで、現像剤中のキャリアとトナーとが相互に位置を変えるのを促進させることができるため、第１開口部２３を介して回収スクリュー攪拌室２２から供給スクリュー攪拌室１９に受け渡された現像剤が現像ローラ１５に汲み上がるまでに、現像剤中のトナーを十分に分散させるような現像剤の攪拌を行うことができる。これにより、供給スクリュー攪拌室１９から現像ローラ１５に汲み上げられる現像剤のトナー濃度均一性を向上させることができ、現像時の画像濃度ムラや画像濃度低下を抑制することができる。
Here, the wall surface of the inner wall of the
第１開口部２３の断面形状としては、一部もしくは全てが直線で構成される断面形状（例えば多角形など）や、一部もしくは全てが曲線で構成される断面形状（例えば円形など）の、どちらでも良いが、第１開口部２３の開口面積に対して断面周長がより大きい方が、現像剤に速度差を発生させる効果がより大きい。そのため、必要となる分散促進効果を得るためには、トナー補給量、現像剤搬送速度、スクリュー回転数及び現像剤量などを考慮した上で、対象となる現像装置においてそれぞれ最適な形状を用いるのがよい。
As the cross-sectional shape of the
例えば、図１７に示すように、第１開口部２３の壁面は、第１開口部２３を現像剤が通過する際の進行方向に対して、所定の角度を持っていることが望ましい。この所定の角度は、できるだけ大きい方が好ましいが、角度が大きくなるほどに現像剤中に発生する速度差が大きくなり、このことは逆に現像剤の循環性を阻害する影響を持つため、正常な現像剤循環状態を維持できなくなる虞がある。そのため、第１開口部２３の壁面を設置する角度は、現像剤循環状態を正常に維持できる範囲で大きくすることがより望ましい。
For example, as shown in FIG. 17, the wall surface of the
また、図１８に示すように、第１開口部２３の壁面を単一の直線のみではなく複数の直線で角度を持たせて構成したり、第１開口部２３の壁面の一部または全てを曲線で構成したりしてもよい。この場合、上記壁面の一部が、第１開口部２３を通過する現像剤の進行方向と平行になる箇所があっても現像剤中のトナーの分散効果は得ることができる。このような構成の場合、第１開口部２３を通過する現像剤の進行方向に対して曲率もしくは角度が変わる領域にて、現像剤中に速度差を発生させることができる。そのため、より効果的に現像剤中のトナーの分散を行う必要がある現像装置７においては、上記壁面の上記角度や上記曲線の曲率などをより大きくし、さらに、それらの数を増やすのが、現像剤中のトナーの分散に対してより効果的となる。
In addition, as shown in FIG. 18, the wall surface of the
また、図１９に示すように、第１開口部２３の回収スクリュー攪拌室２２に面する側の開口面積と、供給スクリュー攪拌室１９に面する側の開口面積とを変化させてもよい。このとき、第１開口部２３の回収スクリュー攪拌室２２に面した側の開口面積を、供給スクリュー攪拌室１９に面した側の開口面積よりも大きくすることがより望ましい。
Further, as shown in FIG. 19, the opening area of the
また、第１開口部２３を複数設置して、現像剤中に速度差を発生させる箇所を多くしても良い。上述したような現像剤中に速度差を発生させる第１開口部２３を複数設置することで、現像剤中のトナーの分散をより効率的に行うことができる。この場合、さらに、現像剤循環性も向上するため、現像剤搬送速度（供給スクリュー１７や回収スクリュー２０などの回転数）を低減することができ、現像剤へのストレスを低減し、より長寿命を達成できる現像装置７を実現することができるため、より好ましい。
In addition, a plurality of
［構成例２］
本構成例の現像装置７においては、図２０や図２１に示すように、第１開口部２３に現像剤中のトナーの分散を促進させる分散促進手段２６を設けている。なお、分散促進手段２６は、図２０や図２１などに示したように、第１開口部２３に合わせて設置することが望ましい。その理由は、第１開口部２３に分散促進手段２６を設置することによって、第１開口部２３を通過している現像剤中のトナーの分散性をより効果的に向上させることができるためである。
[Configuration example 2]
In the developing
また、分散促進手段２６は現像装置７のケーシングと一体に形成しても、現像装置７のケーシングと取り外し可能に設置してもよいが、より構成を簡略化し組立時の効率を上げるためには、現像装置７のケーシングと分散促進手段２６とを一体に構成することがより望ましい。
Further, the
また、分散促進手段２６は必ずしも第１開口部２３内に設置する必要はなく、図２２や図２３に示すように分散促進手段２６の一部もしくは全ての設置箇所が第１開口部２３が設けられている箇所と異なっても良い。ただし、このように分散促進手段２６を設置した場合、分散促進手段２６を設置するためのスペースとして、第１開口部２３内に分散促進手段２６の全てを設置した場合よりも、より広いスペースが必要となるだけでなく、得られる現像剤中のトナーの分散促進効果は、第１開口部２３内に分散促進手段２６の全てを設置（第１開口部２３に合わせて分散促進手段２６を設置）した場合よりも小さくなる傾向にある。さらに、分散性促進部材全てを第１開口部２３の設置箇所と異なる場所に設置した場合、より大きなスペースが必要となり現像装置７の小型化を狙う場合にはより不向きになってしまう。
Further, the
なお、分散促進手段２６の一部もしくは全てが第１開口部２３の設置箇所と異なり、第１開口部２３よりも回収スクリュー攪拌室２２側に分散促進手段２６を設置する場合、第１開口部２３を通過する現像剤を全て、分散促進手段２６を通過させるという点から、図２２に示すように分散促進手段２６を現像装置７内に設置することが望ましい。ところが、回収スクリュー攪拌室２２の現像剤搬送方向下流側端部で分散促進手段２６を通過する現像剤の現像剤通過速度が低下する領域にて現像剤が圧縮され現像剤の滞留が顕著になり現像剤の劣化が促進される。そのために、図２３示すように、第１開口部２３よりも供給スクリュー攪拌室１９側に分散促進手段２６を設置するのがより望ましい。
In addition, when a part or all of the
分散促進手段２６は、単一または複数の板状部材などによって構成することができる。板状部材で分散促進手段２６を構成する場合、その使用される板状部材の材質としては、金属（ＳＵＳ、銅、アルミニウムなど、その他広く使用されている金属）、または、樹脂（ポリカーボネート、アクリルなど、その他広く使用されている樹脂）が適用可能である。さらに、板状部材を現像装置７のケーシングと同じ材質とすることにより、ケーシング成型時に分散促進手段２６も同時に成型、設置することができるようになる。そのため、、板状部材を現像装置７のケーシングと同じ材質とし、ケーシング成型時に同時に成型、設置することがより望ましい。
The dispersion promoting means 26 can be configured by a single or a plurality of plate-like members. When the
分散促進手段２６として用いる板状部材の厚さとしては、材質として金属を用いた場合０．０２［ｍｍ］〜１．０［ｍｍ］、材質として樹脂を用いた場合０．５［ｍｍ］〜２．０［ｍｍ］が適当であるが、板状部材の厚さは、現像剤から受ける力（搬送される現像剤の搬送速度、使用される現像剤の総量、現像剤の嵩密度、または、第１開口部２３の大きさなど）により左右されるため、これらの値は設計項目であり、分散促進手段２６に必要となる板状部材の材質や厚さなどを適宜選択することが望ましい。
The thickness of the plate-like member used as the
また、分散促進手段２６を板状部材で構成する場合、現像剤の循環を妨げ、せきとめてしまう効果も大きいため、現像装置７から現像剤が漏れるという不具合が発生する虞がある。そのため、分散促進手段２６として板状部材を用いる場合には、現像剤が通過するための穴を板状部材に設けておくことが必要となる。その穴の大きさ、数または隣り合う穴の間隔などは、第１開口部２３を設置する位置や、第１開口部２３を通過する現像剤の量とその分布などによって適宜設定することが望ましい。一般に、現像剤の通過量が多い領域にある板状部材の部分に、より細かな穴をより多く設けることで、分散促進効果を効果的に得ることができるようになる。
Further, when the
また、分散促進手段２６として、第１開口部２３内、もしくは、その近傍に現像剤による磁気穂を形成する磁力発生手段を用いたものでもよい。上記磁気穂を形成するための磁力発生手段としては、永久磁石や電磁石などを用いればよい。このとき、磁力発生手段は、現像装置７のケーシングの外部に設置することが望ましい。また、現像装置７のケーシングの外部、且つ、第１開口部２３付近及び現像ローラ１５からできるだけ離れた箇所に設置することがより望ましく、さらに、供給スクリュー１７から現像ローラ１５に現像剤を供給する領域に磁力の影響が及ばないようにして設置することが必要である。ただし、形成する磁気穂は、大きすぎると現像剤の循環を阻害し、一方、小さすぎると現像剤中に速度差を発生させることができず、分散促進効果が小さくなる。そのため、形成する磁気穂の大きさ、それを決める磁力などは、対象とする現像装置７（現像剤量、装置内循環速度など）により適宜設定することが必要となる。
Further, as the
また、分散促進手段２６として、回転軸を中心に回転可能なプロペラ状（羽根形状）部材を第１開口部２３内に設置しても良い。回収スクリュー攪拌室２２から第１開口部２３を通過し供給スクリュー攪拌室１９に受け渡される際の現像剤の流れによってプロペラ状部材が回転し、この回転により現像剤中に速度差が発生して上述したように現像剤中のトナーの分散促進効果を得ることができる。なお、第１開口部通過前後の現像剤を攪拌するために、プロペラ状部材の位置を第１開口部２３よりも回収スクリュー攪拌室２２側や供給スクリュー攪拌室１９側などにずらして設置しても良いが、第１開口部２３内にプロペラ状部材を設置したほうが、より効率的に現像剤中に速度差を発生させることができるため、より望ましい。
Further, as the
また、分散促進手段２６として、回転軸を中心に回転可能な分散促進スクリューを第１開口部２３内に設置しても良い。この場合、現像ローラ１５、回収スクリュー２０もしくは供給スクリュー１７に駆動力を伝達するギアなどを介して分散促進スクリューに対し駆動を取るように構成すれば良く、回収スクリュー２０、供給スクリュー１７または現像ローラ１５のいずれかの回転軸と平行に分散促進スクリューの回転軸を設置させる。現像ローラ１５、回収スクリュー２０もしくは供給スクリュー１７に駆動力を伝達するギアなどを介して分散促進スクリューに対し駆動を取るような構成にしない場合、分散促進スクリューを回転させる機構が別途必要になり、スペース的にもあまり実用的ではない。また、分散促進スクリューの仕様としては、スクリューピッチが大きいほど、現像剤中のトナーの分散効果を得ることができ、さらに、分散促進スクリューが現像剤を搬送する効果も持つことから、現像装置７内における現像剤の循環性を大きく悪化させることがなく、現像剤の循環性を向上させる効果も得られるため、より好ましい。
Further, as the
また、分散促進スクリューにフィンを付けることで、より大きな分散効果を得ることができるだけでなく、上記フィンにより現像剤が搬送される効果も持つことから、現像装置７内における現像剤の循環性を同時に向上させることもでき、より望ましい。
Further, by attaching fins to the dispersion promoting screw, not only can a greater dispersion effect be obtained, but also the effect that the developer is conveyed by the fins, the developer circulation in the developing
また、分散促進スクリューの現像剤搬送方向は、現像剤を速やかに第１開口部２３を通過させるという点から、供給スクリュー１７による現像剤の搬送方向と同一方向に搬送することが望ましい。そのため、分散促進スクリューの羽根の巻き方としては、現像剤の搬送方向や駆動源による回転方向などの点を考慮して決定することが必要となる。しかし、回収スクリュー２０の現像剤搬送方向最下流箇所の１部分において、他の部分とは逆巻きにスクリューが巻かれたような回収スクリュー２０であった場合には、分散促進スクリューの現像剤搬送方向を回収スクリュー２０の上記他の部分における現像剤の搬送方向と同一にしてもよい。その理由は、回収スクリュー２０の現像剤搬送方向最下流箇所の１部分にけるスクリューの羽根が他の部分とは逆巻きに巻かれている場合、その箇所では現像剤が上記他の部分における搬送方向とは逆方向に搬送される。そのため、分散促進スクリューによる現像剤の搬送方向を回収スクリュー２０の上記他の部分と同一の搬送方向とすることによって、分散促進スクリューと回収スクリュー２０の上記１部分との間で、現像剤が循環するような現像剤循環状態を再現することができるようになる。このような状態を再現することにより、現像剤中のトナーの分散促進効果を高めるだけでなく、回収スクリュー攪拌室２２の現像剤搬送方向最下流域で滞留しやすい現像剤も搬送できるようになり、現像剤循環性も向上させることができる。
Further, it is desirable that the developer-accelerating direction of the dispersion promoting screw is conveyed in the same direction as the developer conveying direction by the
［構成例３］
本構成例の現像装置７においては、現像剤中のトナーの分散を促進させる分散促進手段２６を、単一の線部材から構成している。
[Configuration example 3]
In the developing
図２４（ａ）、図２４（ｂ）、図２４（ｃ）及び図２４（ｄ）は、第１開口部２３に単一の線部材で構成した分散促進手段２６を設けた場合の例を、現像装置７の上側から見た図である。
24 (a), 24 (b), 24 (c), and 24 (d) are examples in the case where the dispersion promoting means 26 composed of a single line member is provided in the
図２４（ａ）は、供給スクリュー攪拌室１９における現像剤搬送方向上流側と下流側、且つ、現像ローラ１５に向かって、現像装置手前側と現像装置奥側で第１開口部２３を分けるように、線部材からなる分散促進手段２６を斜めに設置した例である。
FIG. 24A shows that the
このように、第１開口部２３に分散促進手段２６を設けることで、第１開口部通過時の現像剤中に剪断力を発生させることができる。そして、その発生した剪断力によって現像剤中に速度差が発生し、その速度差によって現像剤中のキャリアとトナーとが相互に位置を変えるのを促進させることができる。そのため、第１開口部２３を介して回収スクリュー攪拌室２２から供給スクリュー攪拌室１９に受け渡された現像剤が現像ローラ１５に汲み上がるまでに、現像剤中のトナーを十分に分散させるような現像剤の攪拌を行うことができる。よって、供給スクリュー攪拌室１９から現像ローラ１５に汲み上げられる現像剤のトナー濃度均一性を向上させることができ、現像時の画像濃度ムラや画像濃度低下を抑制することができる。
Thus, by providing the dispersion promoting means 26 in the
なお、回収スクリュー攪拌室２２から第１開口部２３に突入する現像剤の速度は、第１開口部２３の開口面内全面で均一ではなくバラつきがある。そのため、より効率的に現像剤中のトナーの分散を促進させるには、図２４（ｂ）に示した構成、つまり、後述するような現像剤の通過量がより多い領域に分散促進手段２６を設置することが望ましい。図２４（ｂ）に示す構成は、回収スクリュー攪拌室２２から第１開口部２３に突入する現像剤の速度が速い領域の第１開口部２３の開口面内に分散促進手段２６を設置した例である。第１開口部２３の形状や設けられる位置などにより、回収スクリュー攪拌室２２から第１開口部２３に突入する現像剤の速度が異なる場合、その現像装置７に合わせるように分散促進手段２６を配置することが必要となる。
Note that the speed of the developer entering the
また、図２４（ｃ）に示すように、分散促進手段２６によって第１開口部２３の開口を現像ローラ１５に向かって現像装置手前側と現像装置奥側とに分けるように分散促進手段２６を設置してもよい。また、図２４（ｄ）に示すように、分散促進手段２６によって第１開口部２３の開口を現像剤搬送方向上流側と下流側とに分けるように分散促進手段２６を設置してもよい。
Further, as shown in FIG. 24C, the
ここで、回収スクリュー攪拌室２２から第１開口部２３に突入する現像剤の第１開口部２３の開口面内における速度分布が発生する理由を説明する。第１開口部２３の開口面内全領域において、回収スクリュー攪拌室２２から第１開口部２３に突入する現像剤の速度は一定ではなく第１開口部２３内でも分布（バラつき）がある。
Here, the reason why the speed distribution in the opening surface of the
具体的には、第１開口部２３近傍において、回収スクリュー攪拌室２２の現像剤搬送方向最下流で滞留する現像剤が多く、一方、上記最下流側よりも現像剤搬送方向上流側で滞留する現像剤は少ない。そのため、滞留する現像剤が多い上記最下流側よりも滞留する現像剤が少ない上記上流側のほうが、回収スクリュー攪拌室２２から第１開口部２３に突入する現像剤の速度が速くなる。また、通常、本実施形態の現像装置７のように２軸一方向循環方式を採用した現像装置においては、現像装置７内から現像剤が溢れないように回収スクリュー２０が現像ローラ１５に向かって現像装置奥側で現像剤を持上げるよう回転している。そのため、回収スクリュー２０の羽根（フィン）により回収スクリュー攪拌室２２の現像剤は持上げられて第１開口部２３を通過するため、現像ローラ１５に向かって現像装置奥側では、回収スクリュー攪拌室２２から第１開口部２３に突入する現像剤の速度が速くなる。一方、現像ローラ１５に向かって現像装置手前側では、回収スクリュー攪拌室２２から第１開口部２３に突入する現像剤の速度が遅くなる。なお、現像ローラ１５に向かって現像装置手前側で現像剤を持上げるように回収スクリュー２０が回転している２軸一方向循環方式を採用した現像装置の場合、現像装置手前側で回収スクリュー攪拌室２２から第１開口部２３に突入する現像剤の速度が速くなる。
Specifically, in the vicinity of the
分散促進手段２６として使用される線部材の材質としては、金属（ＳＵＳ、銅、アルミニウムなど、その他広く使用されている金属）、または、樹脂（ポリカーボネート、アクリルなど、その他広く使用されている樹脂）が適用可能である。さらに、線部材を現像装置７のケーシングと同じ材質とすることにより、現像装置７のケーシング成型時に分散促進手段２６として用いる線部材も同時に成型、設置することができるようになるので、分散促進手段２６として用いる線部材を現像装置７のケーシングと同じ材質とすることがより望ましい。
The material of the wire member used as the
また、分散促進手段２６として使用される線部材の断面形状としては、断面の一部に曲面を持つ断面形状（円形形状含む）や、曲面を持たない多角形など、特に問わない。上記線部材の断面形状が多角形であると、現像剤中のトナーの分散促進効果は向上するが、一方で現像剤の滞留による第１開口部２３での圧力上昇や各スクリューのモータトルク上昇のみならず、第１開口部２３を通過する現像剤に対しても不必要に負荷を与えることになってしまう。そのため、現像装置７の設定する現像剤寿命やモータトルクなどにより、上記断面形状が多角形状の上記線部材を選択、使用してもよいが、より好ましくは、第１開口部２３を通過する現像剤の進行を必要以上に妨げることがない、断面の一部に曲面を持つ断面形状（円形形状含む）の上記線部材を用いるのが望ましい。
Further, the cross-sectional shape of the wire member used as the
また、分散促進手段２６として用いる線部材として、断面の一部に曲面を持つ形状と多角形状とを組み合わせたものを使用してもよい。このとき、より好ましくは、上記線状部材を第１開口部２３に設置した際に、供給スクリュー攪拌室１９における現像剤搬送方向上流側に上記曲面が向かって設置されるようにすることが望ましい。
Moreover, as a linear member used as the
また、分散促進手段２６は現像剤の衝突による力に耐える必要がある。この現像剤から受ける力は、搬送される現像剤の搬送速度、使用される現像剤の総量、現像剤の嵩密度、または、第１開口部２３の大きさなどにより左右される。そのため、分散促進手段２６に必要となる線部材の材質、太さを適宜選択することが望ましい。一方、線部材が太すぎると、現像剤循環性を妨げてしまうため、現像装置７に応じた適当な太さの線部材を適宜選択することが必要である。また、本願発明者らが鋭意実験を行った結果、材質が金属（ＳＵＳ）からなる線部材では０．１［ｍｍ］〜１．５［ｍｍ］程度の太さであることが望ましく、材質が樹脂（ポリカーボネート）からなる線部材では０．５［ｍｍ］〜３．０［ｍｍ］程度の太さであることが望ましい。なお、これら線部材の太さは設計項目であり、対象となる現像装置７により適宜設定するのが望ましい。また、線部材の太さは、第１開口部２３に設置する線部材の数によっても左右される。そのため、目的とする現像剤中のトナーの分散効果と現像剤循環性とのバランスを取りながら、線部材の太さや設置本数などを適宜決定することがよい。
Further, the dispersion promoting means 26 needs to withstand the force caused by the developer collision. The force received from the developer depends on the transport speed of the transported developer, the total amount of developer used, the bulk density of the developer, the size of the
［構成例４］
図２５（ａ）及び図２５（ｂ）は、分散促進手段２６を複数の線部材でメッシュ状に構成した場合の例を、現像装置７上側から見た図である。なお、分散促進の効果は若干劣るが、分散促進手段２６を複数の線部材でメッシュ状に構成せず、図２５（ｃ）に示すように、複数の線部材によって第１開口部２３を現像剤搬送方向上流側と下流側とで複数に分けるように分散促進手段２６を設置してもよい。また、図２５（ｄ）に示すように、複数の線部材によって第１開口部２３を現像ローラ１５に向かって現像装置手前側と現像装置奥側とで複数に分けるように複数の線部材を設置してもよい。
[Configuration Example 4]
FIG. 25A and FIG. 25B are diagrams of an example in which the
分散促進手段２６として用いる線部材としては、構成例３で説明した上記線部材を用いることができる。また、複数の線部材それぞれの材質、断面形状または太さなどは、全て同じもので構成される必要はなく、その全てもしくは一部が異なってもよい。
As the wire member used as the
また、分散促進手段２６として用いる複数の線部材を現像装置７のケーシングと同じ材質とし、ケーシング成型時と同時に分散促進手段２６を成型、設置することによって、複数の線部材でメッシュ状（網目状）に分散促進手段２６を構成した際に、線部材同士の絡み合いを無くすことができる。このように線部材同士の絡み合いが無くなることによって、その絡み合いの隙間に現像剤中のキャリアやトナーなどが引っかかることが無くなり、より長く、安定した現像剤循環性を維持することができる。
Further, a plurality of wire members used as the
図２６には、回収スクリュー攪拌室２２から第１開口部２３への現像剤突入速度が速い、第１開口部２３の開口面内での回収スクリュー攪拌室２２における現像剤搬送方向上流側、及び、現像ローラ１５に向かって現像装置奥側で、第１開口部２３を通過する現像剤中のトナーの分散促進効果をより効果的に行えるように構成した、現像装置７上側から第１開口部２３を見た場合のメッシュ状の分散促進手段２６の構成例を示している。
In FIG. 26, the developer entry speed from the collection
上述したように回収スクリュー攪拌室２２から第１開口部２３へ突入する現像剤の速度が、第１開口部２３の開口面内全面で均一ではなくバラつきがあることから、図２６に示すように隣り合う線部材の間隔を変化させて複数の線部材を第１開口部２３に配設することで、上述した回収スクリュー攪拌室２２から第１開口部２３へ突入する現像剤の速度が速い領域で、より効率よく現像剤中のトナーの分散促進効果を得ることができる。
As described above, the speed of the developer entering the
また、図２７に示すように、第１開口部２３の縁に対する線部材の取り付け角度をそれぞれ異ならせて、第１開口部２３の開口面内で、回収スクリュー攪拌室２２における現像剤搬送方向下流側から現像剤搬送方向上流側になるに従い、且つ、現像ローラ１５に向かって現像装置手前側から現像装置奥側になるに従って、複数の線部材で構成されるメッシュ状の分散促進手段２６のメッシュの大きさが小さくなるようにすることでも、上述したように回収スクリュー攪拌室２２から第１開口部２３へ突入する現像剤の速度が速い領域で、より効率よく現像剤中のトナーの分散促進効果を得ることができる。
In addition, as shown in FIG. 27, the attachment angle of the line member to the edge of the
次に、本実施形態の現像装置７で用いられる現像剤に含まれるキャリアについて説明する。現像装置７で用いられる現像剤中のキャリアは、体積平均粒径が２０［μｍ］〜１００［μｍ］のものであり、より好ましくは、体積平均粒径が２０［μｍ］〜６０［μｍ］であり、さらに好ましくは、２０［μｍ］〜４０［μｍ］である。このような体積平均粒径のキャリアを使用することによって、現像剤中のキャリア表面積をより大きくすることができる。そのため、新たに現像装置７内に補給したトナーなどの現像剤中へのトナーの分散をより良好に行うことができるようになる。
Next, the carrier contained in the developer used in the developing
また、小粒径のキャリアを用いることで、現像能力を低下させることなく、現像ローラ１５に汲み上げられる現像剤の汲み上げ量を低減することができ、現像装置７内を循環する現像剤量を低減することができる。これにより、特に現像剤にストレスを与えるドクタ１６を通過する現像剤量が少なくなることから、現像剤の長寿命化を図ることができる。また、キャリアの低容量化がなされるため、キャリア貯蔵部等の装置の小型化が図れる。さらには、感光体１４と現像ローラとが対向する現像領域における現像ローラ１５上に形成される現像剤による磁気ブラシが、より緻密になるため高画質化や画質の安定性が達成される。
Further, by using a carrier having a small particle diameter, the amount of developer pumped up to the developing
なお、キャリア粒径を小さくしすぎるとキャリアの表面積が増えるために、トナーにかかるストレスが大きくなって、現像剤の劣化や流動性の悪化などを促進させてしまう。そのため、現像剤中におけるトナーの分散性が悪くなる。特に、現像剤中に新しいトナーを補給した際などには、ある程度まとまった量でトナーが現像剤中に取り込まれるので、現像剤中におけるトナーの分散性の悪化が顕著となる。 If the carrier particle size is too small, the surface area of the carrier increases, so that the stress applied to the toner increases, which promotes deterioration of the developer and fluidity. Therefore, the dispersibility of the toner in the developer is deteriorated. In particular, when a new toner is replenished in the developer, the toner is taken into the developer in a certain amount, so that the dispersibility of the toner in the developer is significantly deteriorated.
キャリアの平均粒径測定については、マイクロトラック粒度分析計（日機装株式会社）のＳＲＡタイプを使用し、０．７［μｍ］以上、１２５［μｍ］以下のレンジ設定で行うことができる。 The average particle size of the carrier can be measured using a SRA type of a Microtrac particle size analyzer (Nikkiso Co., Ltd.) with a range setting of 0.7 [μm] or more and 125 [μm] or less.
＜使用トナーについて＞
次に、本実施形態の現像装置７で用いられる現像剤に含まれるトナーについて説明する。現像装置７で用いられる現像剤中のトナーは、体積平均粒径（Ｄｖ）が３［μｍ］〜１０［μｍ］である。好ましくは、トナーの体積平均粒径（Ｄｖ）が、３［μｍ］〜６［μｍ］の小粒径トナーである。また、トナーの体積平均粒径（Ｄｖ）を個数平均粒径（Ｄｎ）で除した値が、１．４以下となるトナーを用いることが望ましい。
<About used toner>
Next, the toner contained in the developer used in the developing
粒径が小さく、且つ、粒径分布のシャープなトナーを用いることで、トナー粒子間の間隙が小さくなるため、色再現性を損なうことなくトナーの必要付着量を低減することができ、現像時における濃度変動を小さくすることができる。また、微小なドット画像の安定再現性が向上し、長期間安定した高画質を得ることができる。なお、体積平均粒径（Ｄｖ）が３［μｍ］未満では、転写効率の低下やブレードクリーニング性の低下などといった不具合が発生しやすい。体積平均粒径（Ｄｖ）が１０［μｍ］を超えると、現像剤の流動性が悪化するとともに、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しく長期間画質を安定に維持することが困難となる。 By using a toner having a small particle size and a sharp particle size distribution, the gap between the toner particles is reduced, so that the required amount of toner can be reduced without impairing the color reproducibility. The density fluctuation in can be reduced. Further, the stable reproducibility of a minute dot image is improved, and a stable high image quality can be obtained for a long time. If the volume average particle size (Dv) is less than 3 [μm], problems such as a decrease in transfer efficiency and a decrease in blade cleaning properties are likely to occur. When the volume average particle diameter (Dv) exceeds 10 [μm], the fluidity of the developer is deteriorated, and it is difficult to suppress scattering of characters and lines, and it is difficult to stably maintain image quality for a long period of time.
また、トナーの形状としては、その平均円形度が０．９４〜０．９８であることが望ましい。上記平均円形度のトナーを使用することで、トナー１粒子に付着する外添剤の量を増加することができる。すなわち、トナー１粒子に付着する、キャリアとの衝突などによる外部ストレスからトナー母体表面を保護する無機微粒子を増加させることができる。 Further, as the shape of the toner, it is desirable that the average circularity is 0.94 to 0.98. By using the toner having the above average circularity, the amount of the external additive attached to one toner particle can be increased. That is, it is possible to increase the amount of inorganic fine particles that adhere to one toner particle and protect the toner base surface from external stress due to collision with the carrier.
また、トナーの形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の値を取り、形状係数ＳＦ−２が１００〜１５０の値を取ることが望ましい。上記範囲の値を取る形状係数ＳＦ−１及び形状係数ＳＦ−２のトナーを使用することで、トナー１粒子に付着する外添剤の量を増加することができる。すなわち、トナー１粒子に付着する、キャリアとの衝突などによる外部ストレスからトナー母体表面を保護する無機微粒子を増加させることができる。 Further, it is desirable that the shape factor SF-1 of the toner takes a value of 100 to 180, and the shape factor SF-2 takes a value of 100 to 150. By using the toner having the shape factor SF-1 and the shape factor SF-2 that take a value in the above range, the amount of the external additive adhering to one toner particle can be increased. That is, it is possible to increase the amount of inorganic fine particles that adhere to one toner particle and protect the toner base surface from external stress due to collision with the carrier.
また、トナー中に含有される２［μｍ］以下のトナー微粉が、３０［％］以下であることが望ましい。トナー中にトナー微粉が３０［％］以上含有されると、トナー１粒子に付着する無機微粒子の個数が減少する。これにより、トナー間の凝集力が増大し現像剤の流動性が悪化し、現像剤中におけるトナーの分散性が悪くなる。特に、現像剤中に新しいトナーを補給した際などには、ある程度まとまった量でトナーが現像剤中に取り込まれるので、現像剤中におけるトナーの分散性の悪化が顕著となる。 Further, it is desirable that the toner fine powder of 2 [μm] or less contained in the toner is 30 [%] or less. When toner fine powder is contained in the toner in an amount of 30% or more, the number of inorganic fine particles adhering to one toner particle is reduced. As a result, the cohesive force between the toners increases, the flowability of the developer deteriorates, and the dispersibility of the toner in the developer deteriorates. In particular, when a new toner is replenished in the developer, the toner is taken into the developer in a certain amount, so that the dispersibility of the toner in the developer is significantly deteriorated.
＜トナー粒径測定方法＞
トナーの体積平均粒径（Ｄｖ）及び個数平均粒径（Ｄｎ）は、粒度測定器（「マルチサイザーＩＩＩ」、ベックマンコールター社製）を用い、アパーチャー径１００［μｍ］で測定し、解析ソフト（Ｂｅｃｋｍａｎ Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｍｕｔｌｉｓｉｚｅｒ３ Ｖｅｒｓｉｏｎ３．５１）にて解析を行った。
<Toner particle size measurement method>
The volume average particle diameter (Dv) and the number average particle diameter (Dn) of the toner are measured with a particle size measuring device (“Multisizer III”, manufactured by Beckman Coulter, Inc.) with an aperture diameter of 100 [μm], and analysis software ( Analysis was performed with a
具体的には、ガラス製１００［ｍｌ］ビーカーに１０［ｗｔ％］界面活性剤（アルキルベンゼンスフォン酸塩ネオゲンＳＣ−Ａ；第一工業製薬製）を０．５［ｍｌ］添加し、各トナー０．５［ｇ］添加しミクロスパーテルでかき混ぜ、次いでイオン交換水８０［ｍｌ］を添加した。得られた分散液を超音波分散器（Ｗ−１１３ＭＫ−ＩＩ本多電子社製）で１０分間分散処理した。上記分散液を上記マルチサイザーＩＩＩを用い、測定用溶液としてアイソトンＩＩＩ（ベックマンコールター製）を用いて測定を行った。測定は装置が示す濃度が８±２［％］に成るように前記トナーサンプル分散液を滴下した。本測定法は粒径の測定再現性の点から上記濃度を８±２［％］にすることが重要である。この濃度範囲であれば粒径に誤差は生じない。 Specifically, 0.5 [ml] of 10 [wt%] surfactant (alkylbenzene sulfonate Neogen SC-A; manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) is added to a glass 100 [ml] beaker, and each toner is added. 0.5 [g] was added, and the mixture was mixed with a micropartel, and then 80 [ml] of ion-exchanged water was added. The obtained dispersion was subjected to a dispersion treatment for 10 minutes with an ultrasonic disperser (W-113MK-II, manufactured by Honda Electronics Co., Ltd.). The dispersion was measured using the Multisizer III and Isoton III (manufactured by Beckman Coulter) as the measurement solution. In the measurement, the toner sample dispersion was dropped so that the concentration indicated by the apparatus was 8 ± 2 [%]. In this measurement method, it is important that the concentration is 8 ± 2 [%] from the viewpoint of the reproducibility of the particle size. Within this concentration range, no error occurs in the particle size.
＜トナーの平均円形度及び２［μｍ］以下の粒径の測定方法＞
トナーの２［μｍ］以下の粒子率及び円形度はフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２０００（東亜医用電子株式会社製）により計測できる。
<Measuring Method of Average Circularity of Toner and Particle Size of 2 [μm] or Less>
The particle ratio and circularity of the toner of 2 [μm] or less can be measured by a flow type particle image analyzer FPIA-2000 (manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd.).
具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水１００［ｍｌ］〜１５０［ｍｌ］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フォン酸塩を０．１［ｍｌ］〜０．５［ｍｌ］加え、さらに測定試料を０．１［ｇ］〜０．５［ｇ］程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、分散液濃度を３０００〜１００００［個／μｌ］として上記装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって得られる。 As a specific measuring method, 0.1 [ml] surfactant, preferably alkylbenzene sulfonate, is used as a dispersant in 100 [ml] to 150 [ml] of water from which impure solids have been removed in advance. ] To 0.5 [ml], and about 0.1 [g] to 0.5 [g] of a measurement sample is further added. The suspension in which the sample is dispersed is obtained by performing dispersion treatment for about 1 to 3 minutes with an ultrasonic disperser, and measuring the shape and distribution of the toner with the above apparatus at a dispersion concentration of 3000 to 10,000 [pieces / μl]. It is done.
＜形状係数ＳＦ−１及び形状係数ＳＦ−２について＞
図２８は、形状係数ＳＦ−１を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、数３で表される。すなわち、トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの２乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。形状係数ＳＦ−１の値が１００の場合、トナーの形状は真球となり、形状係数ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。
FIG. 28 is a diagram schematically showing the shape of the toner in order to explain the shape factor SF-1. The shape factor SF-1 indicates the ratio of the roundness of the toner shape, and is expressed by
また、図２９は、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数ＳＦ−２は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、数４で表される。すなわち、トナーを２次元平面に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの２乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００／４πを乗じた値である。形状係数ＳＦ−２の値が１００の場合、トナー表面に凹凸が存在しなくなり、形状係数ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
トナーの形状係数ＳＦ−１や形状係数ＳＦ−２などの測定は、走査型電子顕微鏡（Ｓ−８００：日立製作所製）でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入して解析し計算して行った。 The toner shape factor SF-1 and shape factor SF-2 are measured by taking a photograph of the toner with a scanning electron microscope (S-800: manufactured by Hitachi, Ltd.), and using this image analysis device (LUSEX 3: manufactured by Nireco). It was introduced and analyzed and calculated.
ここで、上述したような諸性質を有するトナーを製造するにあたり、その最適な粒径や形状などを得るためには、トナーの製法として従来の粉砕法よりも重合法の方がより適している。 Here, in producing a toner having various properties as described above, the polymerization method is more suitable as a toner production method than the conventional pulverization method in order to obtain the optimum particle size and shape. .
次に、重合法を用いたトナーの製造方法について説明する。なお、ここでは、具体例を示すものとし、本実施形態で適用するトナーの製造方法としては、ここで説明する製造方法に限定されるものではない。 Next, a toner production method using a polymerization method will be described. Here, a specific example is shown, and the toner manufacturing method applied in the present embodiment is not limited to the manufacturing method described here.
（ａ）着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。 (A) A toner material solution is prepared by dispersing a colorant, unmodified polyester, a polyester prepolymer having an isocyanate group, and a release agent in an organic solvent.
有機溶媒は、沸点が１００［℃］未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等を、単独あるいは２種以上組み合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好適である。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー１００重量部に対し、通常０〜３００重量部、好ましくは０〜１００重量部、さらに好ましくは２５〜７０重量部である。 The organic solvent is preferably volatile with a boiling point of less than 100 [° C.] from the viewpoint of easy removal after toner base particle formation. Specifically, toluene, xylene, benzene, carbon tetrachloride, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, trichloroethylene, chloroform, monochlorobenzene, dichloroethylidene, methyl acetate, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, Methyl isobutyl ketone or the like can be used alone or in combination of two or more. In particular, aromatic solvents such as toluene and xylene and halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, 1,2-dichloroethane, chloroform and carbon tetrachloride are suitable. The usage-amount of an organic solvent is 0-300 weight part normally with respect to 100 weight part of polyester prepolymers, Preferably it is 0-100 weight part, More preferably, it is 25-70 weight part.
（ｂ）トナー材料液を界面活性剤、樹脂微粒子の存在下、水系媒体中で乳化させる。水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール（メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど）、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類（メチルセルソルブなど）、低級ケトン類（アセトン、メチルエチルケトンなど）などの有機溶媒を含むものであってもよい。トナー材料液１００重量部に対する水系媒体の使用量は、通常５０〜２０００重量部、好ましくは１００〜１０００重量部である。５０重量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。２００００重量部を超えると経済的でない。 (B) The toner material liquid is emulsified in an aqueous medium in the presence of a surfactant and resin fine particles. The aqueous medium may be water alone or an organic solvent such as alcohol (methanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, etc.), dimethylformamide, tetrahydrofuran, cellosolves (methyl cellosolve, etc.), lower ketones (acetone, methyl ethyl ketone, etc.). It may be included. The amount of the aqueous medium used relative to 100 parts by weight of the toner material liquid is usually 50 to 2000 parts by weight, preferably 100 to 1000 parts by weight. If the amount is less than 50 parts by weight, the dispersion state of the toner material liquid is poor, and toner particles having a predetermined particle diameter cannot be obtained. If it exceeds 20000 parts by weight, it is not economical.
また、水系媒体中の分散を良好にするために、界面活性剤、樹脂微粒子等の分散剤を適宜加える。 Further, in order to improve the dispersion in the aqueous medium, a dispersant such as a surfactant and resin fine particles is appropriately added.
界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの４級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ（アミノエチル）グリシン、ジ（オクチルアミノエチル）グリシンやＮ−アルキル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウムべタイン等の両性界面活性剤が挙げられる。 As surfactants, anionic surfactants such as alkylbenzene sulfonates, α-olefin sulfonates, phosphate esters, alkylamine salts, amino alcohol fatty acid derivatives, polyamine fatty acid derivatives, amine salt types such as imidazoline, Quaternary ammonium salt type cationic surfactants such as alkyltrimethylammonium salts, dialkyldimethylammonium salts, alkyldimethylbenzylammonium salts, pyridinium salts, alkylisoquinolinium salts, benzethonium chloride, fatty acid amide derivatives, polyhydric alcohols Nonionic surfactants such as derivatives, for example, amphoteric surfactants such as alanine, dodecyldi (aminoethyl) glycine, di (octylaminoethyl) glycine and N-alkyl-N, N-dimethylammonium betaine It is below.
また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果を発揮することができる。好適なフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数２〜１０のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、３−［ω−フルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１１）オキシ］−１−アルキル（Ｃ３〜Ｃ４）スルホン酸ナトリウム、３−［ω−フルオロアルカノイル（Ｃ６〜Ｃ８）−Ｎ−エチルアミノ］−１−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル（Ｃ１１〜Ｃ２０）カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸（Ｃ７〜Ｃ１３）及びその金属塩、パーフルオロアルキル（Ｃ４〜Ｃ１２）スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、Ｎ−プロピル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）−Ｎ−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１６）エチルリン酸エステル等が挙げられる。 Moreover, the effect can be exhibited in a very small amount by using a surfactant having a fluoroalkyl group. Suitable anionic surfactants having a fluoroalkyl group include fluoroalkylcarboxylic acids having 2 to 10 carbon atoms and metal salts thereof, disodium perfluorooctanesulfonyl glutamate, 3- [ω-fluoroalkyl (C6-C11). Oxy] -1-alkyl (C3-C4) sodium sulfonate, 3- [ω-fluoroalkanoyl (C6-C8) -N-ethylamino] -1-propanesulfonic acid sodium, fluoroalkyl (C11-C20) carboxylic acid And metal salts, perfluoroalkyl carboxylic acids (C7 to C13) and metal salts thereof, perfluoroalkyl (C4 to C12) sulfonic acids and metal salts thereof, perfluorooctane sulfonic acid diethanolamide, N-propyl-N- (2 -Hydroxyethyl) perfluorooctane Sulfonamide, perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt, perfluoroalkyl (C6-C10) -N-ethylsulfonylglycine salt, monoperfluoroalkyl (C6-C16) ethyl phosphate, etc. .
商品名としては、サーフロンＳ−１１１、Ｓ−１１２、Ｓ−１１３（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−９３、ＦＣ−９５、ＦＣ−９８、ＦＣ−１２９（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−１０１、ＤＳ−１０２（ダイキン工業社製）、メガファックＦ−１１０、Ｆ−１２０、Ｆ−１１３、Ｆ−１９１、Ｆ−８１２、Ｆ−８３３（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１０２、１０３、１０４、１０５、１１２、１２３Ａ、１２３Ｂ、３０６Ａ、５０１、２０１、２０４、（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−１００、Ｆ１５０（ネオス社製）等が挙げられる。 Product names include Surflon S-111, S-112, S-113 (Asahi Glass Co., Ltd.), Florard FC-93, FC-95, FC-98, FC-129 (Sumitomo 3M Co., Ltd.), Unidyne DS-101. DS-102 (manufactured by Daikin Industries, Ltd.), Megafac F-110, F-120, F-113, F-191, F-812, F-833 (manufactured by Dainippon Ink, Inc.), Xtop EF-102, 103, 104, 105, 112, 123A, 123B, 306A, 501, 201, 204 (manufactured by Tochem Products), and Fgentent F-100, F150 (manufactured by Neos).
また、カチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を右する脂肪族１級、２級もしくは２級アミン酸、パーフルオロアルキル（Ｃ６−Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩等の脂肪族４級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンＳ−１２１（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−１３５（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−２０２（ダイキンエ業杜製）、メガファックＦ−１５０、Ｆ−８２４（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１３２（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−３００（ネオス社製）等が挙げられる。 In addition, as the cationic surfactant, aliphatic quaternary ammonium such as aliphatic primary, secondary or secondary amic acid, perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt which has a fluoroalkyl group right Salt, benzalkonium salt, benzethonium chloride, pyridinium salt, imidazolinium salt, trade names include Surflon S-121 (manufactured by Asahi Glass), Florard FC-135 (manufactured by Sumitomo 3M), Unidyne DS-202 (Daikin Industries) Smoke), Megafuck F-150, F-824 (Dainippon Ink Co., Ltd.), Xtop EF-132 (Tochem Products Co., Ltd.), Footgent F-300 (Neos Co., Ltd.) and the like.
樹脂微粒子は、水系媒体中で形成されるトナー母体粒子を安定化させるために加えられる。このために、トナー母体粒子の表面上に存在する被覆率が１０〜９０［％］の範囲になるように加えられることが好ましい。 The resin fine particles are added to stabilize the toner base particles formed in the aqueous medium. For this reason, it is preferable to add so that the coverage which exists on the surface of a toner base particle becomes the range of 10-90 [%].
例えば、ポリメタクリル酸メチル微粒子１［μｍ］及び３［μｍ］、ポリスチレン微粒子０．５［μｍ］及び２［μｍ］、ポリ（スチレン―アクリロニトリル）微粒子１［μｍ］、商品名では、ＰＢ−２００Ｈ（花王社製）、ＳＧＰ（総研社製）、テクノポリマーＳＢ（積水化成品工業社製）、ＳＧＰ−３Ｇ（総研社製）、ミクロパール（積水ファインケミカル社製）等がある。 For example, polymethyl methacrylate fine particles 1 [μm] and 3 [μm], polystyrene fine particles 0.5 [μm] and 2 [μm], poly (styrene-acrylonitrile) fine particles 1 [μm], and trade names are PB-200H (Manufactured by Kao Corporation), SGP (manufactured by Sokensha), technopolymer SB (manufactured by Sekisui Plastics Co., Ltd.), SGP-3G (manufactured by Sokensha), micropearl (manufactured by Sekisui Fine Chemical Co., Ltd.) and the like.
また、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等の無機化合物分散剤も用いることができる。 In addition, inorganic compound dispersants such as tricalcium phosphate, calcium carbonate, titanium oxide, colloidal silica, and hydroxyapatite can also be used.
上記の樹脂微粒子と無機化合物分散剤とを併用して使用可能な分散剤として、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。 As a dispersant that can be used in combination with the above resin fine particles and an inorganic compound dispersant, the dispersed droplets may be stabilized by a polymer protective colloid.
例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸等の酸類、あるいは水酸基を含有する（メタ）アクリル系単量体、例えばアクリル酸−β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−β−ヒドロキシエチル、アクリル酸−β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−３−クロロ２−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド等、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテル等、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル等、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライド等の酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミン等の含窒素化合物、またはその複素環を有するもの等のホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類等が使用できる。 For example, acrylic acid, methacrylic acid, α-cyanoacrylic acid, α-cyanomethacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, fumaric acid, maleic acid or maleic anhydride and other (meth) acrylic monomers containing hydroxyl groups Bodies such as acrylic acid-β-hydroxyethyl, methacrylic acid-β-hydroxyethyl, acrylic acid-β-hydroxypropyl, methacrylic acid-β-hydroxypropyl, acrylic acid-γ-hydroxypropyl, methacrylic acid-γ-hydroxy Propyl, acrylic acid-3-chloro-2-hydroxypropyl, methacrylic acid-3-chloro-2-hydroxypropyl, diethylene glycol monoacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, glycerol monoacrylate, glycerol monomethacrylate Acid esters, N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide, etc., vinyl alcohol or ethers with vinyl alcohol, such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl propyl ether, etc., or compounds containing vinyl alcohol and a carboxyl group Esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, acrylamide, methacrylamide, diacetone acrylamide or their methylol compounds, acid chlorides such as acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride, vinyl pyridine, vinyl pyrrolidone, vinyl imidazole , Nitrogen-containing compounds such as ethyleneimine, or homopolymers or copolymers such as those having a heterocyclic ring thereof, polyoxyethylene, polyoxypropylene , Polyoxyethylene alkylamine, polyoxypropylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamide, polyoxypropylene alkylamide, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene lauryl phenyl ether, polyoxyethylene stearyl phenyl ester, polyoxyethylene nonyl Polyoxyethylenes such as phenyl esters, celluloses such as methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and hydroxypropyl cellulose can be used.
分散方法としては、特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波等の公知の方式をいずれも適用できる。 The dispersion method is not particularly limited, and any of known methods such as a low-speed shear method, a high-speed shear method, a friction method, a high-pressure jet method, and an ultrasonic wave can be applied.
この中でも、分散体の粒径を２［μｍ］〜２０［μｍ］にするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常１０００〜３００００［ｒｐｍ］、好ましくは５０００〜２００００［ｒｐｍ］である。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常０．１〜５分である。分散時の温度としては、通常、０［℃］〜１５０［℃］（加圧下）、好ましくは４０［℃］〜９８［℃］である。 Among these, in order to make the particle size of the dispersion 2 [μm] to 20 [μm], the high speed shearing method is preferable. When a high-speed shearing disperser is used, the number of rotations is not particularly limited, but is usually 1000 to 30000 [rpm], preferably 5000 to 20000 [rpm]. The dispersion time is not particularly limited, but in the case of a batch method, it is usually 0.1 to 5 minutes. The temperature at the time of dispersion is usually 0 [° C.] to 150 [° C.] (under pressure), preferably 40 [° C.] to 98 [° C.].
（ｃ）乳化液の作製と同時に、アミン類（Ｂ）を添加し、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）との反応を行わせる。この反応は、分子鎖の架橋及び／又は伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー（Ａ）の有するイソシアネート基構造とアミン類（Ｂ）との反応性により選択されるが、通常１０分〜４０時間、好ましくは２時間〜２４時間である。反応温度は、通常、０［℃］〜１５０［℃］、好ましくは４０［℃］〜９８［℃］である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレート等が挙げられる。 (C) At the same time as the preparation of the emulsion, the amines (B) are added to cause a reaction with the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group. This reaction involves molecular chain crosslinking and / or elongation. The reaction time is selected depending on the reactivity of the isocyanate group structure of the polyester prepolymer (A) with the amines (B), but is usually 10 minutes to 40 hours, preferably 2 hours to 24 hours. The reaction temperature is usually 0 [° C.] to 150 [° C.], preferably 40 [° C.] to 98 [° C.]. Moreover, a well-known catalyst can be used as needed. Specific examples include dibutyltin laurate and dioctyltin laurate.
（ｄ）上記反応終了後、乳化分散体（反応物）から有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥してトナー母体粒子を得る。有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。 (D) After completion of the above reaction, the organic solvent is removed from the emulsified dispersion (reactant), washed and dried to obtain toner base particles. In order to remove the organic solvent, the temperature of the entire system is gradually raised in a laminar stirring state, and after giving strong stirring in a certain temperature range, the solvent base is removed to produce spindle-shaped toner base particles. .
また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗する等の方法によって、トナー母体粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解等の操作によっても除去できる。 Further, when an acid such as calcium phosphate salt or an alkali-soluble material is used as the dispersion stabilizer, the calcium phosphate salt is dissolved from the toner base particles by a method such as washing with water after dissolving the calcium phosphate salt with an acid such as hydrochloric acid. Remove. It can also be removed by an operation such as degradation with an enzyme.
以下、各項目の測定方法について記述する。 The measurement methods for each item are described below.
＜２［μｍ］以下粒経＞
本発明のトナーの２［μｍ］以下粒子率及び円形度はフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２０００（東亜医用電子株式会社製）により計測できる。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水１００［ｍｌ］〜１５０［ｍｌ］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フォン酸塩を０．１［ｍｌ］〜０．５［ｍｌ］加え、更に測定試料を０．１［ｇ］〜０．５［ｇ］程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、分散液濃度を３０００〜１００００［個／μｌ］として前記装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって得られる。
<2 [μm] grain size>
The particle ratio and circularity of 2 [μm] or less of the toner of the present invention can be measured by a flow type particle image analyzer FPIA-2000 (manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd.). As a specific measuring method, 0.1 [ml] surfactant, preferably alkylbenzene sulfonate, is used as a dispersant in 100 [ml] to 150 [ml] of water from which impure solids have been removed in advance. ] To 0.5 [ml], and about 0.1 [g] to 0.5 [g] of a measurement sample is further added. The suspension in which the sample is dispersed is obtained by performing dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes and measuring the shape and distribution of the toner with the above apparatus with the dispersion concentration being 3000 to 10000 [pieces / μl]. It is done.
＜分子量＞
本発明による分子量はＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）により次のように測定される。４０℃のヒートチャンバー中でカラムを安定させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてＴＨＦを毎分１［ｍｌ］の流速で流し、試料濃度として０．０５［重量％］〜０．６［重量％］に調製した樹脂のＴＨＦ試料溶液を５０［μｌ］〜２００［μｌ］注入して測定する。試料の分子量測定に当たっては、試料の有する分子量分布を、数種の単分散ポリスチレン標準試料により、作成された検量線の対数値とカウント数との関係から算出した。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、例えば、Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．あるいは東洋ソーダ工業社製の分子量が６×１０２、２．１×１０３、４×１０３、１．７５×１０４、５．１×１０４、１．１×１０５、３．９×１０５、８．６×１０５、２×１０６、４．４８×１０６のものを用い、少なくとも１０点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。また、検出器にはＲＩ（屈折率）検出器を用いる。
<Molecular weight>
The molecular weight according to the present invention is measured by GPC (gel permeation chromatography) as follows. The column was stabilized in a heat chamber at 40 ° C., and THF as a solvent was passed through the column at this temperature at a flow rate of 1 [ml] per minute, and the sample concentration was 0.05 [wt%] to 0.6 [wt%]. ] 50 μL to 200 μL of the prepared THF sample solution of the resin is measured. In measuring the molecular weight of the sample, the molecular weight distribution of the sample was calculated from the relationship between the logarithmic value of the prepared calibration curve and the count using several types of monodisperse polystyrene standard samples. As a standard polystyrene sample for preparing a calibration curve, for example, Pressure Chemical Co. Or molecular weight made by Toyo Soda Industry Co., Ltd. is 6 × 10 2 , 2.1 × 10 3 , 4 × 10 3 , 1.75 × 10 4 , 5.1 × 10 4 , 1.1 × 10 5 , 3.9. It is suitable to use x10 5 , 8.6 × 10 5 , 2 × 10 6 , 4.48 × 10 6 , and use at least about 10 standard polystyrene samples. An RI (refractive index) detector is used as the detector.
＜酸価＞
ＪＩＳＫ００７０−１９９２に記載の測定方法に準拠して以下の条件で測定を行う。 試料調整：ポリエステル０．５［ｇ］（酢酸エチル可溶成分では０．３［ｇ］）をトルエン１２０［ｍｌ］に添加して室温（２３［℃］）で約１０時間攪拌して溶解する。更にエタノール３０［ｍｌ］を添加して試料溶液とする。
<Acid value>
Measurement is performed under the following conditions in accordance with the measurement method described in JISK0070-1992. Sample preparation: 0.5 [g] of polyester (0.3 [g] for ethyl acetate-soluble component) is added to 120 [ml] of toluene and dissolved by stirring for about 10 hours at room temperature (23 [° C.]). . Further, 30 [ml] of ethanol is added to prepare a sample solution.
測定は上記記載の装置にて計算することが出来るが、具体的には次のように計算する。あらかじめ標定されたＮ／１０苛性カリ〜アルコール溶液で滴定し、アルコールカリ液の消費量から数５を用いた計算によって酸価を求める。
＜水酸基価＞
試料０．５［ｇ］を１００［ｍｌ］のメスフラスコに精秤し、これにアセチル化試薬５［ｍｌ］を正しく加える。その後１００±５［℃］の浴中に浸して加熱する。１〜２時間後フラスコを浴から取り出し、放冷後水を加えて振り動かして無水酢酸を分解する。更に分解を完全にするため再びフラスコを浴中で１０分間以上加熱し放冷後、有機溶剤でフラスコの壁を良く洗う。この液を前記電極を用いてＮ／２水酸化カリウムエチルアルコール溶液で電位差滴定を行いＯＨ価を求める（ＪＩＳＫ００７０−１９６６に準ずる）。
<Hydroxyl value>
Sample 0.5 [g] is precisely weighed into a 100 [ml] volumetric flask, and acetylating reagent 5 [ml] is correctly added thereto. Then, it is immersed in a 100 ± 5 [° C.] bath and heated. After 1-2 hours, the flask is removed from the bath, allowed to cool, water is added and shaken to decompose acetic anhydride. Furthermore, in order to complete the decomposition, the flask is again heated in a bath for 10 minutes or more and allowed to cool, and then the wall of the flask is thoroughly washed with an organic solvent. This solution is subjected to potentiometric titration with an N / 2 potassium hydroxide ethyl alcohol solution using the electrode to determine the OH value (according to JISK0070-1966).
＜ガラス転移点＞
ガラス転移点Ｔｇを測定する装置として、理学電機社製ＴＧ−ＤＳＣシステムＴＡＳ−１００を使用する。まず試料約１０［ｍｇ］をアルミ製試料容器に入れ、それをホルダユニットにのせ、電気炉中にセットする。室温から昇温速度１０［℃／ｍｉｎ］で１５０［℃］まで加熱した後、１５０［℃］で１０［ｍｉｎ］間放置、室温まで試料を冷却して１０［ｍｉｎ］放置、窒素雰囲気下で再度１５０［℃］まで昇温速度１０［℃／ｍｉｎ］で加熱してＤＳＣ測定を行う。ガラス転移点Ｔｇは、ＴＡＳ−１００システム中の解析システムを用いて、ガラス転移点Ｔｇ近傍の吸熱カーブの接線とベースラインとの接点から算出する。
<Glass transition point>
As a device for measuring the glass transition point Tg, a TG-DSC system TAS-100 manufactured by Rigaku Corporation is used. First, about 10 mg of a sample is put in an aluminum sample container, placed on a holder unit, and set in an electric furnace. After heating from room temperature to 150 [° C.] at a heating rate of 10 [° C./min], the sample is allowed to stand for 10 [min] at 150 [° C.], and the sample is cooled to room temperature and left for 10 [min] under a nitrogen atmosphere The DSC measurement is performed again by heating to 150 [° C.] at a heating rate of 10 [° C./min]. The glass transition point Tg is calculated from the contact point between the tangent line and the base line of the endothermic curve near the glass transition point Tg using the analysis system in the TAS-100 system.
＜トナーについて＞
本実施形態で使用されるトナーとしては、トナー母体に平均一次粒径が５［ｎｍ］〜５０［ｎｍ］の無機微粒子を、数６により求められる無機微粒子被覆率Ａの値が４０〜２００となるように被覆させたものが好ましい。より好ましくは、無機微粒子被覆率Ａの値が７０〜１８０、さらに好ましくは、無機微粒子被覆率Ａの値が１３０〜１５０であることが望ましい。
<About toner>
As the toner used in the present embodiment, inorganic fine particles having an average primary particle size of 5 nm to 50 nm are formed on the toner base, and the value of the inorganic fine particle coverage A obtained by
また、トナーに被覆される無機微粒子としては、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＢａＯ、ＣａＯ、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ＺｒＯ２、ＣａＯ・ＳｉＯ２、Ｋ２Ｏ（ＴｉＯ２）ｎ、Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２、ＣａＣＯ３、ＭｇＣＯ３、ＢａＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＳｒＴｉＯ３等を例示することができ、好ましくは、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３が挙げられる。特に、これら無機化合物は各種のカップリング剤、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルジクロロシラン、オクチルトリメトキシシラン等で疎水化処理が施されていてもよい。さらに具体的には、ＳｉＯ２にはクラリアントジャパン社製酸化シリカ（Ｈ３００４、Ｈ２０００、Ｈ１３０３）などを用いることができ、ＴｉＯ２には、テイカ社製酸化チタン（ＪＭＴ１５０ＩＢ、ＳＭＴ１５０ＡＩ、ＳＭＴ１５０ＡＦＭ）などを用いることができるが、ここに示したものはほんの一例であり、上記記述に限定されるものではない。 Examples of the inorganic fine particles coated with the toner include SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , MgO, CuO, ZnO, SnO 2 , CeO 2 , Fe 2 O 3 , BaO, CaO, K 2 O, Na 2. O, ZrO 2 , CaO · SiO 2 , K 2 O (TiO 2 ) n, Al 2 O 3 · 2SiO 2 , CaCO 3 , MgCO 3 , BaSO 4 , MgSO 4 , SrTiO 3 and the like can be exemplified, and preferably Includes SiO 2 , TiO 2 , and Al 2 O 3 . In particular, these inorganic compounds may be hydrophobized with various coupling agents, hexamethyldisilazane, dimethyldichlorosilane, octyltrimethoxysilane, and the like. More specifically, the SiO 2 can be used as manufactured by Clariant silica oxide (H3004, H2000, H1303), the TiO 2, is used by Tayca titanium oxide (JMT150IB, SMT150AI, SMT150AFM) and However, this is only an example and is not limited to the above description.
また、トナーと感光体間の付着力低減のため、トナーに平均一次粒径が６０〜５００［ｎｍ］の微粒子を添加しても良い。 Further, fine particles having an average primary particle size of 60 to 500 [nm] may be added to the toner in order to reduce the adhesion between the toner and the photoreceptor.
平均一次粒径が６０［ｎｍ］〜５００［ｎｍ］の微粒子が無機微粒子であった場合、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＢａＯ、ＣａＯ、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ＺｒＯ２、ＣａＯ・ＳｉＯ２、Ｋ２Ｏ（ＴｉＯ２）ｎ、Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２、ＣａＣＯ３、ＭｇＣＯ３、ＢａＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＳｒＴｉＯ３等を用いることができ、好ましくは、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３があげられる。特に、これら無機化合物は各種のカップリング剤、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルジクロロシラン、オクチルトリメトキシシラン等で疎水化処理が施されていてもよい。さらに具体的には、ＳｉＯ２には信越化学社製酸化シリカ（Ｘ２４）、デンカ社製酸化シリカ（ＵＦＰ３０ＨＨ、ＵＦＰ３５ＨＨ、ＵＦＰ４０ＨＨ）、トクヤマ社製酸化シリカ（ＮＨＭ−３Ｎ）などを用いることができるが、ここに示したものはほんの一例であり、上記記述に限定されるものではない。
If the average primary particle size of fine particles of 60 [nm] ~500 [nm] was inorganic particles, SiO 2, TiO 2, Al 2
また、平均一次粒径が６０［ｎｍ］〜５００［ｎｍ］の微粒子が樹脂微粒子であった場合、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよく、例えばビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。樹脂微粒子としては、上記の樹脂を２種以上併用しても差し支えない。このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びそれらの併用が好ましい。ビニル系樹脂の具体的な例としては、ビニル系モノマーを単独重合また共重合したポリマーで、例えば、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、（メタ）アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体等が挙げられる。さらに具体的には、綜研化学社製アクリル非架橋型単分散樹脂粒子（ＭＰ−１４５１、ＭＰ３００、ＭＰ２２００、ＭＰ２７０１、ＭＰ５０００、ＭＰ５５００、ＭＰ４００９）などを用いることができるが、ここに示したものはほんの一例であり、上記記述に限定されるものではない。 Further, when the fine particles having an average primary particle size of 60 [nm] to 500 [nm] are resin fine particles, they may be thermoplastic resins or thermosetting resins, for example, vinyl resins, polyurethane resins, epoxy resins, polyester resins. , Polyamide resin, polyimide resin, silicon resin, phenol resin, melamine resin, urea resin, aniline resin, ionomer resin, polycarbonate resin and the like. As the resin fine particles, two or more of the above resins may be used in combination. Of these, vinyl resins, polyurethane resins, epoxy resins, polyester resins, and combinations thereof are preferred because an aqueous dispersion of fine spherical resin particles is easily obtained. Specific examples of vinyl resins include polymers obtained by homopolymerization or copolymerization of vinyl monomers, such as styrene- (meth) acrylic acid ester copolymers, styrene-butadiene copolymers, (meth) acrylic acid. -Acrylic ester copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer, styrene- (meth) acrylic acid copolymer, and the like. More specifically, acrylic non-crosslinked monodispersed resin particles (MP-1451, MP300, MP2200, MP2701, MP5000, MP5500, MP4009) manufactured by Soken Chemical Co., Ltd. can be used. It is an example and is not limited to the above description.
＜現像剤のトナー濃度について＞
本実施形態で使用される現像剤としては、数７により求められる被覆率Ｂの値が４０〜９０となるようにキャリア表面をトナーで被覆させたものが好ましい。
<Toner concentration in developer>
The developer used in this embodiment is preferably one in which the carrier surface is coated with toner so that the value of the coverage ratio B obtained by
被覆率Ｂの値が４０より小さくなってしまうと、キャリア間に存在するトナー個数が減少してしまうため、トナー１粒子にかかるストレスが大きくなり、トナーが劣化しやすい、つまり、現像剤の流動性が悪化しやすくなり、現像剤中におけるトナーの分散性が悪くなるので好ましくない。特に、現像剤中に新しいトナーを補給した際などには、ある程度まとまった量でトナーが現像剤中に取り込まれるので、現像剤中におけるトナーの分散性の悪化が顕著となる。一方、被覆率Ｂの値が９０を超えた場合、キャリアのトナー保持能力が極度に減少するため、保持しきれなかったトナーが飛散トナーとなって感光体１４に付着し、画像品質の劣化を引き起こす。
When the value of the coverage B is less than 40, the number of toners existing between the carriers decreases, so that the stress applied to one toner particle increases and the toner easily deteriorates, that is, the developer flows. This is not preferable because the toner tends to deteriorate and the dispersibility of the toner in the developer deteriorates. In particular, when a new toner is replenished in the developer, the toner is taken into the developer in a certain amount, so that the dispersibility of the toner in the developer is significantly deteriorated. On the other hand, when the value of the coverage ratio B exceeds 90, the toner holding ability of the carrier is extremely reduced, so that the toner that could not be held becomes scattered toner and adheres to the
本実施形態の現像装置７において、第２開口部２４から回収スクリュー攪拌室２２に向かって落下する１秒間当りの現像剤量は、多ければ多いほど、現像剤中へのトナーの分散する効果は向上する。特に本実施形態の現像装置７のように、第２開口部２４の上方から第２開口部２４を介して回収スクリュー攪拌室２２の現像剤搬送方向上流側端部にトナー補給を行う構成においては、現像剤中への補給トナーの分散効果が向上する。
In the developing
しかしながら、第２開口部２４から回収スクリュー攪拌室２２に向かって落下する現像剤の量を増やしすぎると、現像剤循環のための条件（スクリュー回転数など）の成立範囲が狭まり、安定した現像を行うための現像剤循環性の余裕度が低下してしまう。特に、トナー濃度が低い領域（トナー濃度３［％］〜５［％］）では、現像ローラ１５の供給スクリュー攪拌室１９における現像剤搬送方向下流側の終端まで現像剤を搬送できなくなってしまう問題が発生する。この問題に対して、各スクリューの回転数や条数などを増やすことで対応可能ではあるが、その分、現像剤の劣化を促進させてしまう。そのため、第２開口部２４から回収スクリュー攪拌室２２に向かって落下する現像剤の落下量を安易に増やすことはできない。本実施形態の現像装置７を用いて本願発明者らが行った鋭意実験の結果、上記落下する現像剤の量が１０［ｇ／ｓ］を超えると、現像剤の劣化が顕著に促進されることがわかった。また、上記落下する現像剤の量が少なすぎる場合、例えば、本願発明者らが行った鋭意実験の結果、５［ｇ／ｓ］よりも上記落下する現像剤の量が少ないと、現像剤中のトナーの分散性、特に補給したトナーの現像剤中の分散性が極度に悪くなり、トナーが現像剤中に分散できず現像装置７外へ飛散するといった不具合が極端に現れることがわかった。
However, if the amount of the developer that falls from the
上述したことから、本実施形態の現像装置７においては、第２開口部２４から回収スクリュー攪拌室２２に向かって落下する１秒間当りの現像剤の量が、５［ｇ／ｓ］〜１０［ｇ／ｓ］であることが適正であることがわかる。
As described above, in the developing
現像ローラ１５上に担持された現像剤の量を規制するドクタ１６を通過する現像剤量は多いほど、現像剤中のトナーを分散させる効果は大きい。これは、現像剤中に含まれるキャリアの表面積をより多く確保できるためである。しかしながら、ドクタ１６を通過する現像剤が多いほど、現像剤循環のための条件（各スクリューの回転数など）の成立範囲が狭まり、安定した現像を行うための現像装置７の構成の余裕度が低下してしまう。
The greater the amount of developer that passes through the
本実施形態の現像装置７を用いて本願発明者らが行った鋭意実験の結果、本実施形態の現像装置７においては、現像ローラ１５により汲み上げられ、ドクタ１６を通過する現像剤の量が、３０［ｍｇ／ｃｍ２］〜７０［ｍｇ／ｃｍ２］であることが適正であることが明らかになった。
As a result of intensive experiments conducted by the inventors of the present invention using the developing
ドクタ１６を通過する現像剤の量が３０［ｍｇ／ｃｍ２］より少ないと、トナーを保持できるキャリア表面を確保できないためにトナーの分散性が悪くなる。一方、ドクタ１６を通過する現像剤の量が７０［ｍｇ／ｃｍ２］を超えると、上述したように、現像剤循環のための条件（各スクリューの回転数など）の成立範囲が狭まり、安定した現像を行うための現像装置７の構成の余裕度が低下してしまう。これに対して、各スクリューの回転数や条数などを増加することで対応可能ではあるが、その分、現像剤の劣化を促進してしまう。そのため、汲み上げ量を単に増加させることはできない。本実施形態の現像装置７を用いて本願発明者らが行った鋭意実験の結果、ドクタ１６を通過する現像剤の量が、７０［ｍｇ／ｃｍ２］以上であると、現像剤の劣化が促進される傾向にあることがわかった。
When the amount of the developer passing through the
上述したことから、本実施形態の現像装置７においては、現像ローラ１５に汲み上げられ、ドクタ１６を通過する現像剤の量が、３０［ｍｇ／ｃｍ２］〜７０［ｍｇ／ｃｍ２］であることが適正であることがわかる。
As described above, in the developing
また、経時で安定した現像剤中のトナーの分散性を確保するためには、本実施形態の現像装置７のように、供給スクリュー攪拌室１９から溢れた現像剤が、重力によって現像ローラ１５に落下し、その落下した現像剤を現像ローラ１５の磁力によって保持し汲み上げる構成が適している。現像装置７をこのような構成にすることにより、現像ローラ１５の内部に設けた磁極の磁力によって供給スクリュー攪拌室１９から現像剤を現像ローラ１５へ汲み上げ、現像ローラ１５に担持された現像剤がドクタ１６を通過する時に、大きな圧縮力を現像剤にかけることがないために、安定した現像剤の汲み上げ量を維持しながら、かつ、現像剤へかかるストレスをより低減することができる。このように現像剤へかかるストレスを低減させることができることで、結果として、現像剤の劣化や現像剤の流動性の悪化などを低減することができるため、経時で安定した現像剤中のトナーの分散性を確保することができる。
Further, in order to ensure stable dispersibility of the toner in the developer over time, the developer overflowing from the supply
［実験］
次に、本実施形態の現像装置７を用いて行った実験について説明する。本実験においては、後述する方法によって製造したトナーＡとキャリアとからなる現像剤が投入された、後述する実施例１〜１１及び比較例１〜７の現像装置７などを用いる画像形成装置（リコー製 Ｉｍａｇｉｏ ｎｅｏ Ｃ６００を改造したもの）によって、下記の方法や条件などに画像形成を行い、形成された画像の画像濃度ＩＤの検証を行った。
[Experiment]
Next, an experiment performed using the developing
１．実験に用いるサンプルトナー、装置を全て２５［℃］、５０［％］環境室に１日放置。
２．現像装置７を画像形成装置内に設置出来るように、Ｉｍａｇｉｏ ｎｅｏ Ｃ６００市販品ＰＣＵを改造した。
３．現像装置７内にサンプルとなる現像剤を４００［ｇ］を投入する。
４．Ｉｍａｇｉｏ ｎｅｏ Ｃ６００本体に、改造したＰＣＵを装着し、現像ローラ線速６００［ｍｍ／ｓ］で、現像装置７のみを１分間空回り駆動させる。
５．現像ローラを６００［ｍｍ／ｓ］、感光体１４を３００［ｍｍ／ｓ］で、互いの回転方向がトレーリング方向となるように回転させ、また、感光体１４上のトナー付着量が０．４５±０．０５［ｍｇ／ｃｍ２］となるように感光体１４の帯電電位や現像バイアスなどを調整した。
６．上記「５．」で示した現像条件において、転写率が９６±２［％］となるよう、転写電流を調整した。
７．Ａ３全面ベタ画像２枚出力相当のトナー量（約０．５６［ｇ］）を、画像形成装置本体に設けたトナー補給装置によって現像装置７のトナー補給口２５から第２開口部２４を介して回収スクリュー攪拌室２２の現像剤搬送方向上流側に補給し、上記設定値を用いて、画像面積率１００［％］のＡ３全面ベタ画像を２枚連続して印刷した。
８．２枚目の画像後端側１［ｃｍ］内の、左端、中央、右端の画像濃度ＩＤをＸ−Ｒｉｔｅにより測定した。
９．上記３箇所の画像濃度ＩＤのズレを求め、その画像濃度ＩＤの差が０．１以内であった場合を「◎」、０．２以内であった場合を「○」、０．２より大きい場合を「×」として評価した。なお、この評価で「◎」及び「○」が実使用上問題無い画像濃度ＩＤのズレとし、「×」が実使用上許容できない画像濃度ＩＤのズレとする。
1. All the sample toner and apparatus used in the experiment are left in an environmental room at 25 [° C.] and 50 [%] for one day.
2. The Imagio neo C600 commercial product PCU was modified so that the developing
3. 400 [g] of developer as a sample is put into the developing
4). The modified PCU is mounted on the Imageo neo C600 main body, and only the developing
5. The developing roller is 600 [mm / s] and the
6). The transfer current was adjusted so that the transfer rate was 96 ± 2 [%] under the development conditions indicated in “5.”.
7). A toner amount equivalent to the output of two A3 full-color images (about 0.56 [g]) is supplied from the
8. Image density IDs at the left end, the center, and the right end within 1 [cm] on the second image rear end side were measured by X-Rite.
9. The deviation of the image density IDs at the three locations is obtained, and when the difference between the image density IDs is within 0.1, “◎”, when the difference is within 0.2, “◯”, larger than 0.2. Cases were evaluated as “x”. In this evaluation, “◎” and “◯” are deviations in image density ID that are not problematic in actual use, and “x” is deviations in image density ID that are not acceptable in actual use.
ここで、実施例１〜１１及び比較例１〜７の現像装置７はＩｍａｇｉｏ ｎｅｏ Ｃ６００で使用されている現像装置７を図１や図２０などに示した２軸の一方向循環方式の構成となるように改造したものである。本実験で用いる現像装置７においては、第１開口部２３及び第２開口部２４の開口部の大きさ（開口面の大きさ）を、縦幅１２［ｍｍ］、幅幅３０［ｍｍ］としている。また、現像ローラ１５の現像剤汲み上げ量は３５［ｍｇ／ｃｍ２］、第２開口部２４からの回収スクリュー攪拌室２２に落下する現像剤の量は７［ｇ／ｓｅｃ］、供給スクリュー攪拌室１９から溢れた現像剤が重力により現像ローラ１５上に落ちて現像ローラ１５に汲み上げられるよう、現像ローラ１５と供給スクリュー攪拌室１９の壁面高さとの位置を調整した。
Here, the developing
＜実験に用いるトナーＡの製造方法＞
本実験に用いるトナーＡの製造方法などについて説明する。
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物２２９部、ビスフェノールＡプロピオンオキサイド３モル付加物５２９部、テレフタル酸２０８部、アジピン酸４６部及びジブチルスズオキシド２部を投入し、常圧下、２３０［℃］で８時間反応させた。次に、１０［ｍｍＨｇ］〜１５［ｍｍＨｇ］の減圧下で５時間反応させた後、反応槽中に無水トリメリット酸４４部を添加し、常圧下、１８０［℃］で２時間反応させて、未変性ポリエステル樹脂を合成した。得られた未変性ポリエステル樹脂は、数平均分子量が２５００、重量平均分子量が６７００、ガラス転移温度が４３［℃］、酸価が２５［ｍｇＫＯＨ／ｇ］であった。
<Method for Producing Toner A Used in Experiment>
A method for producing toner A used in this experiment will be described.
229 parts of bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct, 529 parts of bisphenol A propion oxide 3-mole adduct, 208 parts of terephthalic acid, 46 parts of adipic acid and
水１２００部、カーボンブラックＰｒｉｎｔｅｘ３５（デクサ社製；ＤＢＰ吸油量＝４２［ｍｌ／１００ｍｇ］、ｐＨ＝９．５）５４０部及び未変性ポリエステル樹脂１２００部を、ヘンシェルミキサー（三井鉱山社製）を用いて混合した。二本ロールを用いて、得られた混合物を１５０［℃］で３０分混練した後、圧延冷却し、パルペライザー（ホソカワミクロン社製）で粉砕して、マスターバッチを調製した。 1200 parts of water, 540 parts of carbon black Printex 35 (manufactured by Dexa; DBP oil absorption = 42 [ml / 100 mg], pH = 9.5) and 1200 parts of unmodified polyester resin were used with a Henschel mixer (manufactured by Mitsui Mining). And mixed. The obtained mixture was kneaded at 150 [° C.] for 30 minutes using two rolls, then rolled and cooled, and pulverized with a pulverizer (manufactured by Hosokawa Micron Corporation) to prepare a master batch.
攪拌棒及び温度計をセットした反応容器中に、未変性ポリエステル樹脂３７８部、カルナバワックス１１０部、サリチル酸金属錯体Ｅ−８４（オリエント化学工業社製）２２部及び酢酸エチル９４７部を仕込み、攪拌下、８０［℃］まで昇温し、８０［℃］で５時間保持した後、１時間かけて３０［℃］まで冷却した。次に、反応容器中に、マスターバッチ５００部及び酢酸エチル５００部を仕込み、１時間混合して原料溶解液を得た。 In a reaction vessel equipped with a stirrer and a thermometer, 378 parts of unmodified polyester resin, 110 parts of carnauba wax, 22 parts of salicylic acid metal complex E-84 (manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.) and 947 parts of ethyl acetate were charged and stirred. The temperature was raised to 80 [° C.], held at 80 [° C.] for 5 hours, and then cooled to 30 [° C.] over 1 hour. Next, 500 parts of a master batch and 500 parts of ethyl acetate were charged into the reaction vessel and mixed for 1 hour to obtain a raw material solution.
得られた原料溶解液１３２４部を反応容器に移し、ビーズミルのウルトラビスコミル（アイメックス社製）を用いて、０．５［ｍｍ］ジルコニアビーズを８０［体積％］充填し、送液速度が１［ｋｇ／時］、ディスク周速度が６［ｍ／秒］の条件で３パスして、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド及びカルナバワックスを分散させ、ワックス分散液を得た。 1324 parts of the obtained raw material solution was transferred to a reaction vessel, and filled with 80 [volume%] of 0.5 [mm] zirconia beads using an ultra visco mill (manufactured by Imex Co., Ltd.), a bead mill, and the liquid feeding speed was 1. [Kg / hr], disk pass speed is 6 [m / sec], 3 passes, C.I. I. Pigment Red and carnauba wax were dispersed to obtain a wax dispersion.
次に、ワックス分散液に未変性ポリエステル樹脂の６５［重量％］酢酸エチル溶液１３２４部を添加した。上記と同様の条件でウルトラビスコミルを用いて１パスして得られた分散液２００部に、少なくとも一部をベンジル基を有する第４級アンモニウム塩で変性した層状無機鉱物モンモリロナイト（クレイトンＡＰＡ Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｃｌａｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社製）３部を添加し、Ｔ．Ｋ．ホモディスパー（特殊機化工業社製）を用いて、３０分間攪拌し、トナー材料の分散液を得た。 Next, 1324 parts of a 65% by weight ethyl acetate solution of unmodified polyester resin was added to the wax dispersion. A layered inorganic mineral montmorillonite (Clayton APA Southern Clay modified at least partly with a quaternary ammonium salt having a benzyl group) was added to 200 parts of a dispersion obtained by one pass using Ultraviscomyl under the same conditions as above. 3 parts) (manufactured by Products) are added. K. The mixture was stirred for 30 minutes using a homodisper (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) to obtain a toner material dispersion.
得られたトナー材料の分散液の粘度を、以下のようにして測定した。
直径２０［ｍｍ］のパラレルプレートを備えたパラレルプレート型レオメータＡＲ２０００（ディー・エイ・インスツルメント・ジャパン社製）を用いて、ギャップを３０［μｍ］にセットし、トナー材料の分散液に対して、２５［℃］において、せん断速度３００００［秒−１］で３０秒間せん断力を加えた後、せん断速度を０［秒−１］から７０［秒−１］まで２０秒間で変化させた時の粘度（粘度Ａ）を測定した。また、パラレルプレート型レオメータＡＲ２０００を用いて、トナー材料の分散液に対して、２５［℃］において、せん断速度３００００［秒−１］で３０秒間せん断力を加えた時の粘度（粘度Ｂ）を測定した。
The viscosity of the obtained dispersion of toner material was measured as follows.
Using a parallel plate type rheometer AR2000 (made by D.A. Instruments Japan Co., Ltd.) equipped with a parallel plate having a diameter of 20 [mm], the gap was set to 30 [μm] and the toner material dispersion was used. When a shear force was applied at 25 [° C.] at a shear rate of 30000 [seconds- 1 ] for 30 seconds, and then the shear rate was changed from 0 [seconds- 1 ] to 70 [seconds- 1 ] in 20 seconds. The viscosity (viscosity A) of was measured. Further, using a parallel plate rheometer AR2000, the viscosity (viscosity B) when a shearing force is applied to the dispersion liquid of the toner material at 25 [° C.] at a shear rate of 30000 [second −1 ] for 30 seconds. It was measured.
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物６８２部、ビスフェノールＡプロピレンオキサイド２モル付加物８１部、テレフタル酸２８３部、無水トリメリット酸２２部及びジブチルスズオキシド２部を仕込み、常圧下、２３０［℃］で８時間反応させた。次に、１０［ｍＨｇ］〜１５［ｍＨｇ］の減圧下で、５時間反応させて、中間体ポリエステル樹脂を合成した。 In a reaction vessel equipped with a condenser, a stirrer and a nitrogen introduction tube, 682 parts of bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct, 81 parts of bisphenol A propylene oxide 2-mole adduct, 283 parts of terephthalic acid, 22 parts of trimellitic anhydride, 2 parts of dibutyltin oxide was charged and reacted at 230 [° C.] under normal pressure for 8 hours. Next, it was reacted for 5 hours under a reduced pressure of 10 [mHg] to 15 [mHg] to synthesize an intermediate polyester resin.
得られた中間体ポリエステル樹脂は、数平均分子量が２１００、重量平均分子量が９５００、ガラス転移温度が５５［℃］、酸価が０．５［ｍｇＫＯＨ／ｇ］、水酸基価が５１［ｍｇＫＯＨ／ｇ］であった。 The obtained intermediate polyester resin has a number average molecular weight of 2100, a weight average molecular weight of 9,500, a glass transition temperature of 55 [° C.], an acid value of 0.5 [mg KOH / g], and a hydroxyl value of 51 [mg KOH / g. ]Met.
次に、冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、中間体ポリエステル樹脂４１０部、イソホロンジイソシアネート８９部及び酢酸エチル５００部を仕込み、１００［℃］で５時間反応させて、プレポリマーを合成した。得られたプレポリマーの遊離イソシアネート含有量は、１．５３［重量％］であった。 Next, 410 parts of the intermediate polyester resin, 89 parts of isophorone diisocyanate, and 500 parts of ethyl acetate are charged into a reaction vessel equipped with a cooling pipe, a stirrer, and a nitrogen introduction pipe, and reacted at 100 [° C.] for 5 hours. A polymer was synthesized. The free isocyanate content of the obtained prepolymer was 1.53 [% by weight].
攪拌棒及び温度計をセットした反応容器中に、イソホロンジアミン１７０部及びメチルエチルケトン７５部を仕込み、５０［℃］で５時間反応させ、ケチミン化合物を合成した。得られたケチミン化合物のアミン価は、４１８［ｍｇＫＯＨ／ｇ］であった。 In a reaction vessel equipped with a stir bar and a thermometer, 170 parts of isophoronediamine and 75 parts of methyl ethyl ketone were charged and reacted at 50 [° C.] for 5 hours to synthesize a ketimine compound. The amine value of the obtained ketimine compound was 418 [mg KOH / g].
反応容器中に、トナー材料の分散液７４９部、プレポリマー１１５部及びケチミン化合物２．９部を仕込み、ＴＫ式ホモミキサー（特殊機化製）を用いて５０００［ｒｐｍ］で１分間混合して、油相混合液を得た。 In a reaction container, 749 parts of a dispersion of toner material, 115 parts of a prepolymer and 2.9 parts of a ketimine compound are charged and mixed for 1 minute at 5000 [rpm] using a TK homomixer (made by Tokushu Kika). An oil phase mixture was obtained.
攪拌棒及び温度計をセットした反応容器中に、水６８３部、反応性乳化剤（メタクリル酸のエチレンオキシド付加物の硫酸エステルのナトリウム塩）エレミノールＲＳ−３０（三洋化成工業社製）１１部、スチレン８３部、メタクリル酸８３部、アクリル酸ブチル１１０部及び過硫酸アンモニウム１部を仕込み、４００［ｒｐｍ］で１５分間攪拌し、乳濁液を得た。乳濁液を加熱して、７５［℃］まで昇温して５時間反応させた。次に、１［重量％］過硫酸アンモニウム水溶液３０部を添加し、７５［℃］で５時間熟成して、樹脂粒子分散液を調製した。 In a reaction vessel equipped with a stirring bar and a thermometer, 683 parts of water, 11 parts of reactive emulsifier (sodium salt of methacrylic acid ethylene oxide adduct) Eleminol RS-30 (manufactured by Sanyo Chemical Industries), styrene 83 Part, 83 parts of methacrylic acid, 110 parts of butyl acrylate and 1 part of ammonium persulfate were stirred for 15 minutes at 400 [rpm] to obtain an emulsion. The emulsion was heated to 75 [° C.] and reacted for 5 hours. Next, 30 parts of a 1% by weight aqueous ammonium persulfate solution was added and aged at 75 [° C.] for 5 hours to prepare a resin particle dispersion.
（トナー材料液の分散質粒子の粒径及び分散粒子径の分布）
トナー材料液の分散質粒径、分散粒径分布の測定に「マイクロトラックＵＰＡ−１５０」（日機装社製）を用いて測定し、解析ソフト「マイクロトラック パーティクルサイズ アナライザ−Ｖｅｒ．１０．１．２−０１６ＥＥ」（日機装社製）を用いて解析を行った。具体的にはガラス製３０［ｍｌ］サンプル瓶にトナー材料液、次いでトナー材料液作製に用いた溶媒を添加し、１０［質量％］の分散液を調製した。得られた分散液を「超音波分散器Ｗ−１１３ＭＫ−ＩＩ」（本多電子社製）で２分間分散処理した。
(Dispersion particle size and dispersion particle size distribution of toner material liquid)
The measurement of the dispersoid particle size and dispersion particle size distribution of the toner material liquid was performed using “Microtrac UPA-150” (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.), and the analysis software “Microtrac Particle Size Analyzer-Ver. -016EE "(manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) was used for analysis. Specifically, the toner material liquid and then the solvent used for preparation of the toner material liquid were added to a glass 30 [ml] sample bottle to prepare a 10 [mass%] dispersion. The obtained dispersion was subjected to a dispersion treatment for 2 minutes with an “ultrasonic wave disperser W-113MK-II” (manufactured by Honda Electronics Co., Ltd.).
測定するトナー材料液に用いた溶媒でバックグラウンドを測定した後、上記分散液を滴下し、測定器のサンプルローディングの値が１〜１０の範囲となる条件で分散粒子径を測定した。本測定法は分散粒子径の測定再現性の点から測定器のサンプルローディングの値が１〜１０の範囲となる条件で測定することが重要である。上記サンプルローディングの値を得るために上記分散液の滴下量を調節する必要がある。測定・解析条件は以下のように設定した。 After measuring the background with the solvent used for the toner material liquid to be measured, the dispersion was dropped, and the dispersed particle size was measured under the condition that the sample loading value of the measuring device was in the range of 1-10. In this measurement method, it is important to measure under the condition that the sample loading value of the measuring device is in the range of 1 to 10 from the viewpoint of measurement reproducibility of the dispersed particle size. In order to obtain the sample loading value, it is necessary to adjust the dripping amount of the dispersion. Measurement and analysis conditions were set as follows.
分布表示：体積、粒径区分選択：標準、チャンネル数：４４、測定時間：６０［ｓｅｃ］、測定回数：１回、粒子透過性：透過、粒子屈折率：１．５、粒子形状：非球形、密度：１［ｇ／ｃｍ３］、溶媒屈折率の値は日機装社発行の「測定時の入力条件に関するガイドライン」に記載されている値のうちトナー材料液に用いた溶媒の値を用いた。 Distribution display: volume, particle size classification selection: standard, number of channels: 44, measurement time: 60 [sec], number of measurements: once, particle permeability: transmission, particle refractive index: 1.5, particle shape: non-spherical , Density: 1 [g / cm 3 ], and the solvent refractive index is the value of the solvent used in the toner material liquid among the values described in “Guidelines on Input Conditions at Measurement” published by Nikkiso Co., Ltd. .
水９９０部、樹脂粒子分散液８３部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの４８．５［重量％］水溶液エレミノールＭＯＮ−７（三洋化成工業社製）３７部、高分子分散剤カルボキシメチルセルロースナトリウムの１［重量％］水溶液セロゲンＢＳ−Ｈ−３（第一工業製薬社製）１３５部及び酢酸エチル９０部を混合攪拌し、水系媒体を得た。水系媒体１２００部に、油相混合液８６７部を加え、ＴＫ式ホモミキサーを用いて、１３０００［ｒｐｍ］で２０分間混合して、分散液（乳化スラリー）を調製した。 990 parts of water, 83 parts of resin particle dispersion, 48.5 [wt%] aqueous solution of sodium dodecyl diphenyl ether disulfonate 37 parts of Eleminol MON-7 (manufactured by Sanyo Chemical Industries), 1 [weight of sodium carboxymethylcellulose polymer dispersant %] Aqueous solution Serogen BS-H-3 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) 135 parts and ethyl acetate 90 parts were mixed and stirred to obtain an aqueous medium. To 1200 parts of the aqueous medium, 867 parts of the oil phase mixed liquid was added and mixed for 20 minutes at 13000 [rpm] using a TK homomixer to prepare a dispersion (emulsified slurry).
次に、攪拌機及び温度計をセットした反応容器中に、乳化スラリーを仕込み、３０［℃］で８時間脱溶剤した後、４５［℃］で４時間熟成を行い、分散スラリーを得た。分散スラリー１００部を減圧濾過した後、濾過ケーキにイオン交換水１００部を添加し、ＴＫ式ホモミキサーを用いて１２０００［ｒｐｍ］で１０分間混合した後、濾過した。得られた濾過ケーキに１０［重量％］塩酸を加えて、ｐＨを２．８に調整し、ＴＫ式ホモミキサーを用いて１２０００［ｒｐｍ］で１０分間混合した後、濾過した。さらに、得られた濾過ケーキにイオン交換水３００部を添加し、ＴＫ式ホモミキサーを用いて１２０００［ｒｐｍ］で１０分間混合した後、濾過する操作を２回行い、最終濾過ケーキを得た。得られた最終濾過ケーキを、循風乾燥機を用いて４５［℃］で４８時間乾燥し、目開き７５［μｍ］メッシュで篩い、トナーを製造した。 Next, the emulsified slurry was charged into a reaction vessel equipped with a stirrer and a thermometer, and after removing the solvent at 30 [° C.] for 8 hours, aging was performed at 45 [° C.] for 4 hours to obtain a dispersed slurry. After filtering 100 parts of the dispersion slurry under reduced pressure, 100 parts of ion-exchanged water was added to the filter cake, mixed for 10 minutes at 12000 [rpm] using a TK homomixer, and then filtered. 10 [wt%] hydrochloric acid was added to the obtained filter cake to adjust the pH to 2.8, and the mixture was mixed for 10 minutes at 12000 [rpm] using a TK homomixer, and then filtered. Furthermore, 300 parts of ion-exchanged water was added to the obtained filter cake, mixed for 10 minutes at 12000 [rpm] using a TK homomixer, and then filtered twice to obtain a final filter cake. The obtained final filter cake was dried at 45 [° C.] for 48 hours using a circulating dryer, and sieved with a mesh of 75 [μm] to produce a toner.
得られたトナー母体は、体積平均粒径（Ｄｖ）が５．８［μｍ］、Ｄｖ／Ｄｎが１．３、２［μｍ］以下の微粒子含有率が１３．４［％］、平均円形度が０．９５７、形状係数ＳＦ−１が１３８、形状係数ＳＦ−２が１２７である。 The obtained toner base has a volume average particle size (Dv) of 5.8 [μm], a Dv / Dn of 1.3, a fine particle content of 2 [μm] or less, 13.4 [%], and an average circularity. Is 0.957, the shape factor SF-1 is 138, and the shape factor SF-2 is 127.
このトナー母体に対し、平均一次粒径が１２［ｎｍ］の無機微粒子（クラリアントジャパン製酸化シリカＨ２０００）を１．０部、平均一次粒径が１５［ｎｍ］の無機微粒子（テイカ社製酸化チタンＳＭＴ１５０ＡＩ）を０．５部添加し、無機微粒子によるトナー表面被覆率が約９３［％］となるよう、ヘンシェルミキサーを用いて混合を行い、トナーＡを得た。 1.0 part of inorganic fine particles having an average primary particle diameter of 12 [nm] (silica oxide H2000 manufactured by Clariant Japan) and inorganic fine particles having an average primary particle diameter of 15 [nm] (titanium oxide manufactured by Teica) are used. Toner A was obtained by adding 0.5 part of SMT150AI) and mixing using a Henschel mixer so that the toner surface coverage with inorganic fine particles was about 93%.
本実験に用いるキャリアはリコー製画像形成装置ｉｍａｇｉｏ ｎｅｏ Ｃ６００搭載のキャリア（体積平均粒径３５［μｍ］）を使用した。そして、トナーのキャリア被覆率が約５５［％］になるよう、トナーとキャリアとを混合し、実験に用いる現像剤として準備した。 The carrier used in this experiment was a carrier (volume average particle size 35 [μm]) mounted on an image forming apparatus “imageo neo C600” manufactured by Ricoh. Then, the toner and the carrier were mixed so that the carrier coverage of the toner was about 55%, and prepared as a developer used in the experiment.
次に本実験に係る実施例１〜１１及び比較例１〜７の現像装置７の特徴的な部分の構成について示す。
Next, configurations of characteristic portions of the developing
［実施例１］
図１や図１６などに示す装置構成にて、図２４（ｂ）に示すような構成で線部材を配設し分散促進手段２６を構成した。すなわち、太さ０．３［ｍｍ］のＳＵＳからなり断面形状が円形状の線部材を、図２４（ｂ）に示すように、第１開口部２３内に斜め４５［°］の角度になるよう接着した。なお、線部材の長さは１０［ｍｍ］である。
[Example 1]
In the apparatus configuration shown in FIG. 1, FIG. 16, etc., the line member is arranged in the configuration as shown in FIG. That is, a wire member made of SUS having a thickness of 0.3 [mm] and having a circular cross section has an angle of 45 [°] in the
［実施例２］
図２０や図２１などに示す装置構成にて、図２４（ｂ）に示すような構成で線部材を配設し分散促進手段２６を構成した。すなわち、縦幅１２［ｍｍ］、横幅３０［ｍｍ］の第１開口部２３に対し、太さ０．５［ｍｍ］の断面形状が円形状の線部材を、図２４（ｂ）に示すように、斜め４５［°］の角度となるよう現像装置７と一体で成型した。なお、線部材の長さはおよそ１０［ｍｍ］である。
[Example 2]
In the apparatus configuration shown in FIG. 20 and FIG. That is, as shown in FIG. 24B, a linear member having a circular cross section of 0.5 [mm] in thickness with respect to the
［実施例３］
図２０や図２１などに示す装置構成にて、図２５に示すような構成で複数の線部材を配設し分散促進手段２６を構成した。すなわち、縦幅１２［ｍｍ］、横幅３０［ｍｍ］の第１開口部２３に対し、太さ０．３［ｍｍ］のＳＵＳからなる断面形状が円形状の線部材を、図２５に示すように接着した。このとき、第１開口部２３の現像装置奥側端面からの距離を２［ｍｍ］毎に間隔をあけて各線部材を設置した。また、第１開口部２３の回収スクリュー攪拌室２２における現像剤搬送方向上流側端面からの距離を３［ｍｍ］毎に間隔をあけて第１開口部２３の幅方向に８本の線部材を設置した。
[Example 3]
In the apparatus configuration shown in FIG. 20, FIG. 21, etc., a plurality of line members are arranged in the configuration as shown in FIG. That is, FIG. 25 shows a line member having a circular cross-sectional shape made of SUS having a thickness of 0.3 [mm] with respect to the
［実施例４］
図２０や図２１などに示す装置構成にて、図２５に示すような構成で複数の線部材を配設し分散促進手段２６を構成した。すなわち、縦幅１２［ｍｍ］、横幅３０［ｍｍ］の第１開口部２３に対し、太さ０．５［ｍｍ］の断面形状が円形状の複数の線部材を現像装置７のケーシングと一体に成型した。このとき、第１開口部２３の現像装置奥側端面からの距離を３［ｍｍ］毎に間隔をあけて各線部材を設置した。また、第１開口部２３の回収スクリュー攪拌室２２における現像剤搬送方向上流側端面からの距離を５［ｍｍ］毎に間隔をあけて第１開口部２３の幅方向に８本の線部材を設置した。
[Example 4]
In the apparatus configuration shown in FIG. 20, FIG. 21, etc., a plurality of line members are arranged in the configuration as shown in FIG. That is, with respect to the
［実施例５］
図２０や図２１などに示す装置構成にて、図２６に示すような構成で複数の線部材を配設し分散促進手段２６を構成した。すなわち、縦幅１２［ｍｍ］、横幅３０［ｍｍ］の第１開口部２３に対し、太さ０．３［ｍｍ］のＳＵＳからなる断面形状が円形状の複数の線部材を接着した。このとき、第１開口部２３の現像装置奥側端面からの距離を２［ｍｍ］、４［ｍｍ］、８［ｍｍ］となるように間隔をあけて第１開口部２３の縦方向に３本の線部材を設置した。また、第１開口部２３の回収スクリュー攪拌室２２における現像剤搬送方向上流側端面からの距離を２［ｍｍ］、４［ｍｍ］、６［ｍｍ］、８［ｍｍ］、１２［ｍｍ］、１６［ｍｍ］、２０［ｍｍ］、２５［ｍｍ］となるように間隔をあけて、第１開口部２３の幅方向に８本の線部材を設置した。
[Example 5]
In the apparatus configuration shown in FIG. 20, FIG. 21, etc., a plurality of line members are arranged in the configuration as shown in FIG. That is, a plurality of line members having a circular cross-sectional shape made of SUS having a thickness of 0.3 [mm] were bonded to the
［実施例６］
図２０や図２１などに示す装置構成にて、図２６に示すような構成で複数の線部材を配設し分散促進手段２６を構成した。すなわち、縦幅１２［ｍｍ］、横幅３０［ｍｍ］の第１開口部２３に対し、太さ０．５［ｍｍ］の断面形状が円形状の複数の線部材を現像装置７のケーシングと一体に成型した。このとき、第１開口部２３の現像装置奥側端面からの距離を３［ｍｍ］、７［ｍｍ］となるように間隔をあけて第１開口部２３の縦方向に２本の線部材を設置した。また、第１開口部２３の回収スクリュー攪拌室２２における現像剤搬送方向上流側端面からの距離を３［ｍｍ］、６［ｍｍ］、９［ｍｍ］、１４［ｍｍ］、１９［ｍｍ］、２５［ｍｍ］となるように間隔をあけて第１開口部２３の横方向に６本の線部材を設置した。
[Example 6]
In the apparatus configuration shown in FIG. 20, FIG. 21, etc., a plurality of line members are arranged in the configuration as shown in FIG. That is, with respect to the
［実施例７］
実施例１に示す構成にて、キャリア芯材の体積平均粒径が２５［μｍ］のキャリアに変更した現像剤を使用した（３５［μｍ］で使用したキャリアと同等のコーティングを施し、トナーのキャリア被覆率が約５５［％］になるよう、トナーとキャリアとを混合した）。
[Example 7]
In the configuration shown in Example 1, a developer having a carrier core material having a volume average particle diameter of 25 [μm] was used as a developer (the same coating as the carrier used in 35 [μm] was applied, and the toner The toner and the carrier were mixed so that the carrier coverage was about 55%).
［実施例８］
実施例１に示す構成にて、無機微粒子のトナー被覆率Ａの値が約１５０［％］になるよう、酸化シリカを１．８５部添加に変更してトナーを作成し、そのトナーとキャリアと混合した現像剤を用いた。
[Example 8]
In the configuration shown in Example 1, the toner was prepared by adding 1.85 parts of silica oxide so that the value of the toner coverage A of the inorganic fine particles was about 150 [%]. A mixed developer was used.
［実施例９］
実施例１に示す構成にて、トナーのキャリア被覆率が約８５［％］になるよう、トナーとキャリアとを混合した現像剤を用いた。
[Example 9]
In the configuration shown in Example 1, a developer in which a toner and a carrier are mixed so that the carrier coverage of the toner is about 85% is used.
［実施例１０］
実施例１に示す構成にて、現像ローラ１５での現像剤の汲み上げ量を６０［ｍｇ／ｃｍ２］とした。
[Example 10]
In the configuration shown in Example 1, the amount of developer pumped up by the developing
［実施例１１］
実施例１に示す構成にて、第２開口部２４から回収スクリュー攪拌室２２へ１秒間当たりに落下する現像剤の量を９［ｇ／ｓｅｃ］とした。
[Example 11]
In the configuration shown in Example 1, the amount of developer falling from the
［比較例１］
図１や図１６などに示す装置構成にて、第１開口部２３に分散促進手段２６を設置しない。
[Comparative Example 1]
In the apparatus configuration shown in FIGS. 1 and 16, the
［比較例２］
実施例１に示す構成にて、キャリア芯材の体積平均粒径が１８［μｍ］のキャリアに変更した現像剤を使用した（３５［μｍ］で使用したキャリアと同等のコーティングを施し、トナーのキャリア被覆率が約５５［％］になるよう、トナーとキャリアを混合した）。
[Comparative Example 2]
In the configuration shown in Example 1, a developer having a carrier core material having a volume average particle size of 18 [μm] was used as a developer (the same coating as the carrier used in 35 [μm] was applied, and the toner The toner and the carrier were mixed so that the carrier coverage was about 55%).
［比較例３］
実施例１に示す構成にて、トナーＡを分級し、トナーの体積平均粒径が２．６［μｍ］、Ｄｖ／Ｄｎが１．３８のトナーに変更した現像剤を使用した（無機微粒子によるトナー表面被覆率が約９３［％］になるよう、トナーに無機微粒子を添加した）。
[Comparative Example 3]
In the configuration shown in Example 1, toner A was classified, and a developer in which the toner had a volume average particle diameter of 2.6 [μm] and a Dv / Dn of 1.38 was used (based on inorganic fine particles). Inorganic fine particles were added to the toner so that the toner surface coverage was about 93 [%].
［比較例４］
実施例１に示す構成にて、無機微粒子のトナー被覆率Ａの値が約３６．４［％］になるよう、酸化シリカを０．１５部添加に変更してトナーを作成し、そのトナーとキャリアと混合した現像剤を用いた。
[Comparative Example 4]
In the configuration shown in Example 1, a toner was prepared by adding 0.15 parts of silica oxide so that the value of the toner coverage A of the inorganic fine particles was about 36.4 [%]. A developer mixed with a carrier was used.
［比較例５］
実施例１に示す構成にて、トナーのキャリア被覆率が約１００［％］になるよう、トナーとキャリアとを混合した現像剤を用いた。
[Comparative Example 5]
In the configuration shown in Example 1, a developer in which the toner and the carrier are mixed so that the carrier coverage of the toner is about 100% is used.
［比較例６］
実施例１に示す構成にて、現像ローラ１５での現像剤の汲み上げ量を２５［ｍｇ／ｃｍ２］とした。
[Comparative Example 6]
In the configuration shown in Example 1, the amount of developer pumped up by the developing
［比較例７］
実施例１に示す構成にて、第２開口部２４から回収スクリュー攪拌室２２へ１秒間当たりに落下する現像剤の量を３［ｇ／ｓｅｃ］とした。
[Comparative Example 7]
In the configuration shown in Example 1, the amount of the developer that falls from the
実験結果を、表１に示す。
表１からわかるように、実施例１〜１１の現像装置７のいずれにおいても、実使用上問題無い画像濃度ＩＤのズレとなった。つまり、実施例１〜１１の現像装置７においては、現像装置７内を循環する現像剤が供給スクリュー攪拌室１９から現像ローラ１５へ供給されるまでに、現像剤中のトナーが十分に分散し、トナー濃度ムラが低減された現像剤が現像ローラ１５に供給されたため、形成した画像の画像濃度ムラを低減できたと考えられる。
As can be seen from Table 1, in any of the developing
これに対し、比較例１〜７の現像装置７のいずれにおいても、実使用上許容できない画像濃度ＩＤのズレとなった。
On the other hand, in any of the developing
比較例１においては、現像剤中のトナーの分散を促進させる分散促進手段２６を設置しないことにより、トナーに実質的に接触できる現像剤中のキャリア表面積が減少したためだと考えられる。比較例２においては、キャリア表面積が大きくなり、現像剤の劣化が非常に促進され流動性が悪化したため、現像剤中のトナーの分散性が悪くなったためと考えられる。比較例３においては、トナー粒径が小さすぎることにより、トナー同士の凝集力が増大して現像剤の流動性が悪化し、現像剤中のトナーの分散性が悪くなったためだと考えられる。比較例４においては、無機微粒子の被覆量が小さすぎたため、現像剤の流動性が悪く、現像剤中のトナーの分散性が悪くなったためだと考えられる。比較例５においては、トナーを保持できるキャリア表面積がないため、現像剤中のトナーを分散できなかったためだと考えられる。比較例６においては、現像剤中に含まれるキャリアの表面積が減少したためだと考えられる。比較例７においては、形成した画像の全面に濃度ムラが発生しており、現像剤中のトナーの分散性の悪化だけではなく、トナーが現像装置７外へ飛散した影響も入っていると考えられる。
In Comparative Example 1, it is considered that the carrier surface area in the developer that can substantially contact the toner is reduced by not providing the dispersion promoting means 26 that promotes the dispersion of the toner in the developer. In Comparative Example 2, it is considered that the dispersibility of the toner in the developer is deteriorated because the carrier surface area is increased, the deterioration of the developer is greatly accelerated and the fluidity is deteriorated. In Comparative Example 3, it is considered that the toner particle size is too small, the cohesive force between the toners increases, the developer fluidity deteriorates, and the dispersibility of the toner in the developer deteriorates. In Comparative Example 4, it is considered that the coating amount of the inorganic fine particles was too small, so that the fluidity of the developer was poor and the dispersibility of the toner in the developer was poor. In Comparative Example 5, it is considered that the toner in the developer could not be dispersed because there was no carrier surface area capable of holding the toner. In Comparative Example 6, it is considered that the surface area of the carrier contained in the developer is decreased. In Comparative Example 7, density unevenness occurs on the entire surface of the formed image, and it is considered that not only the dispersibility of the toner in the developer is deteriorated, but also the influence of the toner scattering outside the developing
以上、本実施形態によれば、内部に備えた複数の磁極により磁性キャリアとトナーとからなる現像剤を表面上に担持し、その表面が回転して潜像担持体である感光体１４と対向する箇所で感光体１４の表面の潜像にトナーを供給する現像剤担持体である現像ローラ１５と、現像ローラ１５の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、現像ローラ１５に現像剤を供給する現像剤供給搬送部材である供給スクリュー１７と、感光体１４と対向する箇所を通過後の現像ローラ１５上から回収された回収現像剤及び現像ローラ１５に供給されずに供給スクリュー１７の搬送方向の最下流側まで搬送された余剰現像剤を現像ローラ１５の軸線方向に沿って、且つ、攪拌しながら供給スクリュー１７とは逆方向に搬送し、上記現像剤を供給スクリュー１７の搬送方向最上流側に渡す現像剤回収搬送部材である回収スクリュー２０とを有し、回収スクリュー２０及び供給スクリュー１７の２つの現像剤搬送部材を配置する各空間はケーシングによって仕切られて２つの現像剤搬送路を形成し、上記２つの現像剤搬送路は、回収スクリュー２０を配置する現像剤回収搬送路である回収スクリュー攪拌室２２及び供給スクリュー１７を配置する現像剤供給搬送路である供給スクリュー攪拌室１９から成り、回収スクリュー攪拌室２２の搬送方向下流側端部と供給スクリュー攪拌室１９の搬送方向上流側端部とが第１開口部２３を介して連通し、供給スクリュー攪拌室１９の搬送方向下流側端部と回収スクリュー攪拌室２２の搬送方向上流側端部とが第２開口部２４を介して連通した現像装置７において、第１開口部２３を介して回収スクリュー攪拌室２２から供給スクリュー攪拌室１９に向かって送り込まれている現像剤中のトナーの分散を促進させる分散促進手段２６を第１開口部２３に設けた。これにより、第１開口部２３を介して回収スクリュー攪拌室２２から供給スクリュー攪拌室１９に送り込まれている現像剤中のトナーの分散が分散促進手段２６によって促進される。よって、現像剤中のトナーの分散性が向上するので、その分、現像剤中のトナーとキャリアとがよく混ざり合い、供給スクリュー攪拌室１９から現像ローラ１５体に供給される現像剤のトナー濃度ムラを低減させることができる。したがって、この現像装置７を用いて感光体１４上の潜像を現像することで、現像された画像の画像濃度ムラや画像濃度低下などを低減することができる。
また、本実施形態によれば、分散促進手段２６として、第１開口部２３の内壁を、少なくとも上記内壁の近傍を通過している現像剤の流れを乱すような形状で構成したことで、上述したように第１開口部通過時の現像剤に速度差を与えることができ、現像剤中のキャリアとトナーとが相互に位置を変えるのを促進させることができる。そのため、第１開口部２３を介して回収スクリュー攪拌室２２から供給スクリュー攪拌室１９に受け渡された現像剤が現像ローラ１５に汲み上がるまでに、現像剤中のトナーを十分に分散させるような現像剤の攪拌を行うことができる。これにより、供給スクリュー攪拌室１９から現像ローラ１５に汲み上げられる現像剤のトナー濃度均一性を向上させることができ、現像時の画像濃度ムラや画像濃度低下を抑制することができる。
また、本実施形態によれば、第１開口部２３を複数設けることで、より現像剤中のトナーの分散性を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、分散促進手段２６として、第１開口部２３に分散促進部材である線部材などを配設した。これにより、第１開口部通過時の現像剤中に剪断力を発生させることができる。そして、その発生した剪断力によって現像剤中に速度差が発生し、その速度差によって現像剤中のキャリアとトナーとが相互に位置を変えるのを促進させることができる。そのため、第１開口部２３を介して回収スクリュー攪拌室２２から供給スクリュー攪拌室１９に受け渡された現像剤が現像ローラ１５に汲み上がるまでに、現像剤中のトナーを十分に分散させるような現像剤の攪拌を行うことができる。よって、供給スクリュー攪拌室１９から現像ローラ１５に汲み上げられる現像剤のトナー濃度均一性を向上させることができ、現像時の画像濃度ムラや画像濃度低下を抑制することができる。
また、本実施形態によれば、分散促進手段２６は、第１開口部２３の開口面に、所定の間隔をあけて配設された複数の線部材からなり、隣り合う線部材の間隔が全て一定でないことで、上述したようにより効果的に現像剤中のトナーの分散性を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、分散促進手段２６は、第１開口部２３の開口面に、所定の間隔をあけて配設された複数の線部材からなり、各線部材を互いに非平行で配設したことで、上述したようにより効果的に現像剤中のトナーの分散性を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、分散促進手段２６は、第１開口部２３の開口面に、所定の間隔をあけて配設された複数の線部材からなり、第１開口部２３の現像ローラ側における上記間隔が第１開口部２３の現像ローラから離れる側における上記間隔よりも大きいことで、上述したように、第１開口部突入時の現像剤速度の速い領域において、より効果的に現像剤中に速度差を発生させることができ、より効果的に現像剤中のトナーの分散性を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、分散促進手段２６は、第１開口部２３の開口面に、所定の間隔をあけて配設された複数の線部材からなり、第１開口部２３の回収スクリュー攪拌室２２における現像剤搬送方向下流側の上記間隔が回収スクリュー攪拌室２２における現像剤搬送方向上流側の上記間隔よりも大きいことで、上述したように、第１開口部突入時の現像剤速度の速い領域において、より効果的に現像剤中に速度差を発生させることができ、より効果的に現像剤中のトナーの分散性を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、現像剤中のキャリアの体積平均粒径が、２０［μｍ］〜６０［μｍ］であることで、上述したように、トナーの劣化速度を抑えつつ、現像剤中のキャリア表面積をより多く確保することができる。その結果、上述したように現像剤中のトナーの分散性を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、トナー母体に平均一次粒径が５［ｎｍ］〜５０［ｎｍ］の無機微粒子を、上記数６により求められる無機微粒子の被覆率Ａの値が、４０〜２００となるように被覆させたトナーを用いる。これにより、長時間の攪拌を行った場合においても、現像剤の流動性が悪化するのを抑制することができる。よって、このような現像剤を用いることにより、初期から経時にわたり現像剤中のトナーの分散性の良い状態を保つことができる。また、被覆率Ａの値が４０〜２００の範囲であることで、キャリア表面に無機微粒子が膜となって形成されないため、トナーがキャリア表面に付着することができ、現像剤中のトナーの分散性の良い状態を安定して維持することができる。
また、本実施形態によれば、上記数７により求められる被覆率Ｂの値が４０〜９０となるように、キャリア表面をトナーが被覆した現像剤を用いる。これにより、現像剤の劣化や流動性の悪化を抑えることができ、現像剤中のトナーの分散性を維持することができる。また、トナーが付着できるキャリア表面が存在するため、キャリアの移動に合わせてトナーも移動できるため、現像剤中のトナーの分散性を良い状態で保つことができる。
また、本実施形態によれば、供給スクリュー攪拌室１９が回収スクリュー攪拌室２２の上方に設けられており、第２開口部２４を介して供給スクリュー攪拌室１９側から回収スクリュー攪拌室２２側に落下する現像剤の１秒間当りの量が、５［ｇ／ｓ］〜１０［ｇ／ｓ］である。これにより、第２開口部２４から回収スクリュー攪拌室２２に落下する現像剤の量が増え、新たに補給したトナーなどが保持される、落下している現像剤中のキャリア表面が増加し、新たに補給したトナーなどをキャリア表面に保持し易くすることができる。
また、本実施形態によれば、ドクタ１６を通過する現像ローラ１５上の現像剤の量が、２０［ｍｇ／ｃｍ２］〜７０［ｍｇ／ｃｍ２］であることで、現像領域を通過した後、回収スクリュー攪拌室２２に回収された現像剤中のキャリア表面を確保することができ、現像剤中のトナーの分散性を確保することができる。
また、本実施形態によれば、供給スクリュー攪拌室１９からあふれた現像剤が、重力によって現像ローラ１５上に落下し、その落下した現像剤を現像ローラ１５の内部に配置された磁界発生手段である磁極の磁力によって保持し汲み上げるように現像装置７を構成することで、現像剤へのストレスを減少させ、現像剤中のトナーの分散性が良好な状態を、より長く保つことができる。
また、本実施形態によれば、現像手段と、感光体１４、帯電装置５またはクリーニング装置１０の少なくとも１つと一体に形成され、画像形成装置に対して着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、上記現像手段として、本発明の現像装置７を用いることで上述したような現像剤中のトナーの分散性を向上させる種々の効果をえることができる。また、現像装置７を感光体１４と一体にプロセスカートリッジとして形成することで、外乱となる駆動振動によって感光体１４と現像装置７との相対位置が変化し現像ギャップが変動するなどの影響を限りなく小さくすることができる。これにより、上記影響などによる画像濃度変動を抑えることができる。
また、本実施形態によれば、潜像を担持する感光体１４と、感光体１４上の潜像を現像する現像手段とを備えた画像形成装置において、上記現像手段として、本発明の現像装置７を用いることにより、現像剤中のトナーの分散性を向上し現像ローラ１５に供給される現像剤のトナー濃度ムラを低減できるので、形成した画像の画像濃度ムラや画像濃度変動などを抑えることができる。
As described above, according to the present embodiment, the developer composed of the magnetic carrier and the toner is carried on the surface by the plurality of magnetic poles provided inside, and the surface rotates to face the
Further, according to the present embodiment, as the
Further, according to the present embodiment, the dispersibility of the toner in the developer can be further improved by providing a plurality of
Further, according to the present embodiment, as the
Further, according to the present embodiment, the
In addition, according to the present embodiment, the
In addition, according to the present embodiment, the
In addition, according to the present embodiment, the
Further, according to the present embodiment, the volume average particle diameter of the carrier in the developer is 20 [μm] to 60 [μm], and as described above, the developer is suppressed while suppressing the toner deterioration rate. More carrier surface area can be secured. As a result, as described above, the dispersibility of the toner in the developer can be improved.
Further, according to the present embodiment, the inorganic primary particles having an average primary particle diameter of 5 nm to 50 nm are formed on the toner base, and the value A of the inorganic fine particle coverage A obtained by the
Further, according to the present embodiment, a developer whose toner is coated on the carrier surface is used so that the value of the coverage B obtained by the
Further, according to the present embodiment, the supply
Further, according to the present embodiment, the amount of the developer on the developing
Further, according to the present embodiment, the developer overflowing from the supply
In addition, according to the present embodiment, in the process cartridge that is integrally formed with the developing unit and at least one of the
In addition, according to the present embodiment, in the image forming apparatus including the
なお、本実施形態においては、感光体を各色ごとに１つずつ使用するタンデム方式の画像形成装置を例示して説明したが、感光体を１つのみ持ち、その感光体で各色について画像を形成するリボルバ方式の画像形成装置であっても、本実施形態の現像装置７を用いることにより、上述したような現像剤中のトナーの分散性を向上させ画像濃度ムラの低減を図ることができる。なお、リボルバ方式の画像形成装置ではコストが安く、また、タンデム方式の画像形成装置ではコストが高くなってしまうが、高速印刷を行うことができる。
In this embodiment, the tandem type image forming apparatus that uses one photoconductor for each color has been described as an example. However, only one photoconductor is provided, and an image is formed for each color using the photoconductor. Even in the revolver type image forming apparatus, by using the developing
１ 作像ユニット
２ 中間転写ベルト
３ 給紙装置
４ 定着装置
５ 帯電装置
６ 露光装置
７ 現像装置
８ 転写装置
９ クリーニング補助装置
１０ クリーニング装置
１１ 潤滑剤
１２ａ ブラシローラ
１２ 潤滑剤塗布装置
１３ 潤滑剤均し装置
１４ 感光体
１５ 現像ローラ
１６ ドクタ
１７ 供給スクリュー
１９ 供給スクリュー攪拌室
２０ 回収スクリュー
２２ 回収スクリュー攪拌室
２３ 第１開口部
２４ 第２開口部
２５ トナー補給口
２６ 分散促進手段
１０３ 現像ローラ
１０４ 現像装置
１０５ 供給回収搬送路
１０６ 攪拌スクリュー
１０６ 攪拌搬送路
１０７ 供給回収スクリュー
DESCRIPTION OF
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、内部に備えた複数の磁極により磁性キャリアとトナーとからなる現像剤を表面上に担持し、その表面が回転して潜像担持体と対向する箇所で該潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給する現像剤担持体と、該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給搬送部材と、該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された回収現像剤及び該現像剤担持体に供給されずに該現像剤供給搬送部材の搬送方向の下流側まで搬送された余剰現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、該現像剤供給搬送部材とは逆方向に攪拌しながら搬送し、該現像剤を該現像剤供給搬送部材の搬送方向上流側に渡す現像剤回収搬送部材とを有し、該現像剤回収搬送部材及び該現像剤供給搬送部材の２つの現像剤搬送部材を配置する各空間はケーシングによって仕切られて２つの現像剤搬送路を形成し、該２つの現像剤搬送路は、該現像剤回収搬送部材を配置する現像剤回収搬送路及び該現像剤供給搬送部材を配置する現像剤供給搬送路から成り、該現像剤回収搬送路の搬送方向下流側と該現像剤供給搬送路の搬送方向上流側とが第１開口部を介して連通し、該現像剤供給搬送路の搬送方向下流側と該現像剤回収搬送路の搬送方向上流側とが第２開口部を介して連通した現像装置において、該第１開口部を介して該現像剤回収搬送路から該現像剤供給搬送路に向かって送り込まれている現像剤中のトナーの分散を促進させる分散促進手段を該第１開口部に設けており、該分散促進手段として、該第１開口部に分散促進部材を配設したことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記分散促進部材が単一または複数の線状部材からなることを特徴とするものである。
また、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、上記分散促進部材は、上記第１開口部の開口面に、所定の間隔をあけて配設された複数の上記線状部材からなり、隣り合う該線状部材の間隔が全て一定でないことを特徴とするものである。
また、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、上記分散促進部材は、上記第１開口部の開口面に、所定の間隔をあけて配設された複数の上記線状部材からなり、各線状部材を互いに非平行で配設したことを特徴とするものである。
また、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、上記分散促進部材は、上記第１開口部の開口面に、所定の間隔をあけて配設された複数の上記線状部材からなり、該第１開口部の上記現像剤担持体側における上記間隔が該第１開口部の該現像剤担持体から離れる側における上記間隔よりも大きいことを特徴とするものである。
また、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、上記分散促進部材は、上記第１開口部の開口面に、所定の間隔をあけて配設された複数の上記線状部材からなり、該第１開口部の上記現像剤回収搬送路における現像剤搬送方向下流側の上記間隔が該現像剤回収搬送路における現像剤搬送方向上流側の上記間隔よりも大きいことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５または６の現像装置において、現像剤中のキャリアの体積平均粒径が、２０［μｍ］〜６０［μｍ］であることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１、２、３、４、５、６または７の現像装置において、トナー母体に平均一次粒径が５［ｎｍ］〜５０［ｎｍ］の無機微粒子を、数１により求められる無機微粒子の被覆率Ａの値が、４０〜２００となるように被覆させたトナーを用いることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７または８の現像装置において、数２により求められる被覆率Ｂの値が４０〜９０となるように、キャリア表面をトナーが被覆した現像剤を用いることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の現像装置において、上記現像剤供給搬送路は上記現像剤回収搬送路の上方に設けられており、上記第２開口部を介して該現像剤供給搬送路側から該現像剤回収搬送路側に落下する現像剤の１秒間当りの量が、５［ｇ／ｓ］〜１０［ｇ／ｓ］であることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の現像装置において、上記現像剤量規制手段を通過する現像剤担持体上の現像剤の量が、２０［ｍｇ／ｃｍ２］〜７０［ｍｇ／ｃｍ２］であることを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１の現像装置において、上記現像剤供給搬送路からあふれた現像剤が、重力によって現像剤担持体上に落下し、その落下した現像剤を現像剤担持体の内部に配置された磁界発生手段の磁力によって保持し汲み上げることを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２の現像装置において、上記現像剤回収搬送路の搬送方向下流側端部と該現像剤供給搬送路の搬送方向上流側端部とが第１開口部を介して連通し、該現像剤供給搬送路の搬送方向下流側端部と該現像剤回収搬送路の搬送方向上流側端部とが第２開口部を介して連通しており、上記現像剤回収搬送部材は、上記現像剤供給搬送部材の搬送方向の最下流側まで搬送された上記余剰現像剤と上記回収現像剤とを該現像剤供給搬送部材の搬送方向最上流側に渡すことを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、現像手段と、像担持体、帯電手段またはクリーニング手段の少なくとも１つと一体に形成され、画像形成装置に対して着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、該現像手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２または１３の現像装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、潜像を担持する像担持体と、該像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備えた画像形成装置において、該現像手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３または１４の現像装置を用いることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention according to
The invention of
According to a third aspect of the present invention, there is provided the developing device according to the first or second aspect , wherein the dispersion promoting member is a plurality of the linear shapes arranged at predetermined intervals on the opening surface of the first opening. It consists of members, and the intervals between the adjacent linear members are not all constant.
According to a fourth aspect of the present invention, in the developing device according to the first , second, or third aspect , the dispersion promoting member includes a plurality of the above-described dispersion members disposed at predetermined intervals on the opening surface of the first opening. It consists of a linear member, and each linear member was arrange | positioned mutually non-parallel, It is characterized by the above-mentioned.
The invention according to claim 5 is the developing device according to
According to a sixth aspect of the present invention, in the developing device of the first , second , third , fourth, or fifth aspect , the dispersion promoting member is disposed on the opening surface of the first opening with a predetermined interval. A plurality of the linear members, and the interval on the downstream side in the developer conveyance direction in the developer collection conveyance path of the first opening is greater than the interval on the upstream side in the developer conveyance direction in the developer collection conveyance path. Is also large.
The invention of
The invention of claim 8 is, in the developing apparatus according to
Further, in the invention of claim 9 , in the developing device of
According to a tenth aspect of the present invention, in the developing device according to the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth or ninth aspect , the developer supply conveyance path is provided above the developer collection conveyance path. The amount of the developer falling from the developer supply / conveyance path side to the developer recovery / conveyance path side through the second opening is 5 [g / s] to 10 [g / s]. ].
The invention of
The invention according to
The invention according to
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the process cartridge formed integrally with the developing means and at least one of the image carrier, the charging means and the cleaning means, and detachable from the image forming apparatus, the developing means is claimed as the developing means.
According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided an image carrier that carries a latent image, 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 image carrier. In the image forming apparatus having the above, the developing device according to
以上、本実施形態によれば、内部に備えた複数の磁極により磁性キャリアとトナーとからなる現像剤を表面上に担持し、その表面が回転して潜像担持体である感光体１４と対向する箇所で感光体１４の表面の潜像にトナーを供給する現像剤担持体である現像ローラ１５と、現像ローラ１５の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、現像ローラ１５に現像剤を供給する現像剤供給搬送部材である供給スクリュー１７と、感光体１４と対向する箇所を通過後の現像ローラ１５上から回収された回収現像剤及び現像ローラ１５に供給されずに供給スクリュー１７の搬送方向の下流側まで搬送された余剰現像剤を現像ローラ１５の軸線方向に沿って、且つ、攪拌しながら供給スクリュー１７とは逆方向に搬送し、上記現像剤を供給スクリュー１７の搬送方向上流側に渡す現像剤回収搬送部材である回収スクリュー２０とを有し、回収スクリュー２０及び供給スクリュー１７の２つの現像剤搬送部材を配置する各空間はケーシングによって仕切られて２つの現像剤搬送路を形成し、上記２つの現像剤搬送路は、回収スクリュー２０を配置する現像剤回収搬送路である回収スクリュー攪拌室２２及び供給スクリュー１７を配置する現像剤供給搬送路である供給スクリュー攪拌室１９から成り、回収スクリュー攪拌室２２の搬送方向下流側と供給スクリュー攪拌室１９の搬送方向上流側とが第１開口部２３を介して連通し、供給スクリュー攪拌室１９の搬送方向下流側と回収スクリュー攪拌室２２の搬送方向上流側とが第２開口部２４を介して連通した現像装置７において、第１開口部２３を介して回収スクリュー攪拌室２２から供給スクリュー攪拌室１９に向かって送り込まれている現像剤中のトナーの分散を促進させる分散促進手段２６を第１開口部２３に設けた。これにより、第１開口部２３を介して回収スクリュー攪拌室２２から供給スクリュー攪拌室１９に送り込まれている現像剤中のトナーの分散が分散促進手段２６によって促進される。よって、現像剤中のトナーの分散性が向上するので、その分、現像剤中のトナーとキャリアとがよく混ざり合い、供給スクリュー攪拌室１９から現像ローラ１５体に供給される現像剤のトナー濃度ムラを低減させることができる。したがって、この現像装置７を用いて感光体１４上の潜像を現像することで、現像された画像の画像濃度ムラや画像濃度低下などを低減することができる。
また、分散促進手段２６として、第１開口部２３に分散促進部材である線部材などを配設することで、第１開口部通過時の現像剤中に剪断力を発生させることができる。そして、その発生した剪断力によって現像剤中に速度差が発生し、その速度差によって現像剤中のキャリアとトナーとが相互に位置を変えるのを促進させることができる。そのため、第１開口部２３を介して回収スクリュー攪拌室２２から供給スクリュー攪拌室１９に受け渡された現像剤が現像ローラ１５に汲み上がるまでに、現像剤中のトナーを十分に分散させるような現像剤の攪拌を行うことができる。よって、供給スクリュー攪拌室１９から現像ローラ１５に汲み上げられる現像剤のトナー濃度均一性を向上させることができ、現像時の画像濃度ムラや画像濃度低下を抑制することができる。
また、本実施形態によれば、分散促進手段２６は、第１開口部２３の開口面に、所定の間隔をあけて配設された複数の線部材からなり、隣り合う線部材の間隔が全て一定でないことで、上述したようにより効果的に現像剤中のトナーの分散性を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、分散促進手段２６は、第１開口部２３の開口面に、所定の間隔をあけて配設された複数の線部材からなり、各線部材を互いに非平行で配設したことで、上述したようにより効果的に現像剤中のトナーの分散性を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、分散促進手段２６は、第１開口部２３の開口面に、所定の間隔をあけて配設された複数の線部材からなり、第１開口部２３の現像ローラ側における上記間隔が第１開口部２３の現像ローラから離れる側における上記間隔よりも大きいことで、上述したように、第１開口部突入時の現像剤速度の速い領域において、より効果的に現像剤中に速度差を発生させることができ、より効果的に現像剤中のトナーの分散性を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、分散促進手段２６は、第１開口部２３の開口面に、所定の間隔をあけて配設された複数の線部材からなり、第１開口部２３の回収スクリュー攪拌室２２における現像剤搬送方向下流側の上記間隔が回収スクリュー攪拌室２２における現像剤搬送方向上流側の上記間隔よりも大きいことで、上述したように、第１開口部突入時の現像剤速度の速い領域において、より効果的に現像剤中に速度差を発生させることができ、より効果的に現像剤中のトナーの分散性を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、現像剤中のキャリアの体積平均粒径が、２０［μｍ］〜６０［μｍ］であることで、上述したように、トナーの劣化速度を抑えつつ、現像剤中のキャリア表面積をより多く確保することができる。その結果、上述したように現像剤中のトナーの分散性を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、トナー母体に平均一次粒径が５［ｎｍ］〜５０［ｎｍ］の無機微粒子を、上記数６により求められる無機微粒子の被覆率Ａの値が、４０〜２００となるように被覆させたトナーを用いる。これにより、長時間の攪拌を行った場合においても、現像剤の流動性が悪化するのを抑制することができる。よって、このような現像剤を用いることにより、初期から経時にわたり現像剤中のトナーの分散性の良い状態を保つことができる。また、被覆率Ａの値が４０〜２００の範囲であることで、キャリア表面に無機微粒子が膜となって形成されないため、トナーがキャリア表面に付着することができ、現像剤中のトナーの分散性の良い状態を安定して維持することができる。
また、本実施形態によれば、上記数７により求められる被覆率Ｂの値が４０〜９０となるように、キャリア表面をトナーが被覆した現像剤を用いる。これにより、現像剤の劣化や流動性の悪化を抑えることができ、現像剤中のトナーの分散性を維持することができる。また、トナーが付着できるキャリア表面が存在するため、キャリアの移動に合わせてトナーも移動できるため、現像剤中のトナーの分散性を良い状態で保つことができる。
また、本実施形態によれば、供給スクリュー攪拌室１９が回収スクリュー攪拌室２２の上方に設けられており、第２開口部２４を介して供給スクリュー攪拌室１９側から回収スクリュー攪拌室２２側に落下する現像剤の１秒間当りの量が、５［ｇ／ｓ］〜１０［ｇ／ｓ］である。これにより、第２開口部２４から回収スクリュー攪拌室２２に落下する現像剤の量が増え、新たに補給したトナーなどが保持される、落下している現像剤中のキャリア表面が増加し、新たに補給したトナーなどをキャリア表面に保持し易くすることができる。
また、本実施形態によれば、ドクタ１６を通過する現像ローラ１５上の現像剤の量が、２０［ｍｇ／ｃｍ２］〜７０［ｍｇ／ｃｍ２］であることで、現像領域を通過した後、回収スクリュー攪拌室２２に回収された現像剤中のキャリア表面を確保することができ、現像剤中のトナーの分散性を確保することができる。
また、本実施形態によれば、供給スクリュー攪拌室１９からあふれた現像剤が、重力によって現像ローラ１５上に落下し、その落下した現像剤を現像ローラ１５の内部に配置された磁界発生手段である磁極の磁力によって保持し汲み上げるように現像装置７を構成することで、現像剤へのストレスを減少させ、現像剤中のトナーの分散性が良好な状態を、より長く保つことができる。
また、本実施形態によれば、現像手段と、感光体１４、帯電装置５またはクリーニング装置１０の少なくとも１つと一体に形成され、画像形成装置に対して着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、上記現像手段として、本発明の現像装置７を用いることで上述したような現像剤中のトナーの分散性を向上させる種々の効果をえることができる。また、現像装置７を感光体１４と一体にプロセスカートリッジとして形成することで、外乱となる駆動振動によって感光体１４と現像装置７との相対位置が変化し現像ギャップが変動するなどの影響を限りなく小さくすることができる。これにより、上記影響などによる画像濃度変動を抑えることができる。
また、本実施形態によれば、潜像を担持する感光体１４と、感光体１４上の潜像を現像する現像手段とを備えた画像形成装置において、上記現像手段として、本発明の現像装置７を用いることにより、現像剤中のトナーの分散性を向上し現像ローラ１５に供給される現像剤のトナー濃度ムラを低減できるので、形成した画像の画像濃度ムラや画像濃度変動などを抑えることができる。
As described above, according to the present embodiment, the developer composed of the magnetic carrier and the toner is carried on the surface by the plurality of magnetic poles provided inside, and the surface rotates to face the
Further, as a distributed promoting
Further, according to the present embodiment, the
In addition, according to the present embodiment, the
In addition, according to the present embodiment, the
In addition, according to the present embodiment, the
Further, according to the present embodiment, the volume average particle diameter of the carrier in the developer is 20 [μm] to 60 [μm], and as described above, the developer is suppressed while suppressing the toner deterioration rate. More carrier surface area can be secured. As a result, as described above, the dispersibility of the toner in the developer can be improved.
Further, according to the present embodiment, the inorganic primary particles having an average primary particle diameter of 5 nm to 50 nm are formed on the toner base, and the value A of the inorganic fine particle coverage A obtained by the
Further, according to the present embodiment, a developer whose toner is coated on the carrier surface is used so that the value of the coverage B obtained by the
Further, according to the present embodiment, the supply
Further, according to the present embodiment, the amount of the developer on the developing
Further, according to the present embodiment, the developer overflowing from the supply
In addition, according to the present embodiment, in the process cartridge that is integrally formed with the developing unit and at least one of the
In addition, according to the present embodiment, in the image forming apparatus including the
Claims (17)
該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給搬送部材と、
該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された回収現像剤及び該現像剤担持体に供給されずに該現像剤供給搬送部材の搬送方向の最下流側まで搬送された余剰現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、該現像剤供給搬送部材とは逆方向に攪拌しながら搬送し、該現像剤を該現像剤供給搬送部材の搬送方向最上流側に渡す現像剤回収搬送部材とを有し、
該現像剤回収搬送部材及び該現像剤供給搬送部材の２つの現像剤搬送部材を配置する各空間はケーシングによって仕切られて２つの現像剤搬送路を形成し、該２つの現像剤搬送路は、該現像剤回収搬送部材を配置する現像剤回収搬送路及び該現像剤供給搬送部材を配置する現像剤供給搬送路から成り、
該現像剤回収搬送路の搬送方向下流側端部と該現像剤供給搬送路の搬送方向上流側端部とが第１開口部を介して連通し、該現像剤供給搬送路の搬送方向下流側端部と該現像剤回収搬送路の搬送方向上流側端部とが第２開口部を介して連通した現像装置において、
該第１開口部を介して該現像剤回収搬送路から該現像剤供給搬送路に向かって送り込まれている現像剤中のトナーの分散を促進させる分散促進手段を該第１開口部に設けたことを特徴とする現像装置。 A developer composed of a magnetic carrier and toner is carried on the surface by a plurality of magnetic poles provided inside, and the surface rotates to form a latent image on the surface of the latent image carrier at a location facing the latent image carrier. A developer carrier for supplying toner;
A developer supply transport member that transports the developer along the axial direction of the developer carrier and supplies the developer to the developer carrier;
The collected developer recovered from the developer carrier after passing through the portion facing the latent image carrier, and the most downstream side in the transport direction of the developer supply transport member without being supplied to the developer carrier The excess developer conveyed to the developer carrying member is conveyed while being stirred along the axial direction of the developer carrying member and in the direction opposite to the developer supplying and conveying member, and the developer is conveyed to the developer supplying and conveying member. A developer recovery transport member that passes to the most upstream side in the transport direction;
Each space in which the two developer transport members of the developer recovery transport member and the developer supply transport member are arranged is partitioned by a casing to form two developer transport paths, and the two developer transport paths are A developer recovery transport path for disposing the developer recovery transport member and a developer supply transport path for disposing the developer supply transport member;
The downstream end in the transport direction of the developer recovery transport path and the upstream end in the transport direction of the developer supply transport path are communicated via the first opening, and the downstream in the transport direction of the developer supply transport path. In the developing device in which the end and the upstream end in the transport direction of the developer recovery transport path communicate with each other through the second opening,
Dispersion promoting means for accelerating the dispersion of the toner in the developer fed from the developer recovery conveyance path toward the developer supply conveyance path through the first opening is provided in the first opening. A developing device.
上記分散促進手段として、上記第１開口部の内壁を、少なくとも該内壁の近傍を通過している現像剤の流れを乱すような形状で構成したことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1.
2. A developing device according to claim 1, wherein the dispersion promoting means is configured such that the inner wall of the first opening is configured to disturb the flow of the developer passing at least in the vicinity of the inner wall.
上記第１開口部を複数設けることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 2.
A developing device comprising a plurality of the first openings.
上記分散促進手段として、上記第１開口部に分散促進部材を配設したことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1.
A developing device comprising a dispersion promoting member disposed in the first opening as the dispersion promoting means.
上記分散促進部材が単一または複数の線状部材からなることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 4.
The developing device, wherein the dispersion promoting member is composed of a single or a plurality of linear members.
上記分散促進部材は、上記第１開口部の開口面に、所定の間隔をあけて配設された複数の上記線状部材からなり、隣り合う該線状部材の間隔が全て一定でないことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 4 or 5,
The dispersion promoting member is composed of a plurality of the linear members arranged at predetermined intervals on the opening surface of the first opening, and the intervals between the adjacent linear members are not all constant. A developing device.
上記分散促進部材は、上記第１開口部の開口面に、所定の間隔をあけて配設された複数の上記線状部材からなり、各線状部材を互いに非平行で配設したことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 4, 5 or 6,
The dispersion promoting member comprises a plurality of the linear members disposed at predetermined intervals on the opening surface of the first opening, and the linear members are disposed non-parallel to each other. Developing device.
上記分散促進部材は、上記第１開口部の開口面に、所定の間隔をあけて配設された複数の上記線状部材からなり、該第１開口部の上記現像剤担持体側における上記間隔が該第１開口部の該現像剤担持体から離れる側における上記間隔よりも大きいことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 4, 5, 6 or 7,
The dispersion promoting member includes a plurality of linear members disposed at predetermined intervals on the opening surface of the first opening, and the distance on the developer carrier side of the first opening is A developing device characterized in that the first opening is larger than the above-mentioned distance on the side away from the developer carrying member.
上記分散促進部材は、上記第１開口部の開口面に、所定の間隔をあけて配設された複数の上記線状部材からなり、該第１開口部の上記現像剤回収搬送路における現像剤搬送方向下流側の上記間隔が該現像剤回収搬送路における現像剤搬送方向上流側の上記間隔よりも大きいことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 4, 5, 6, 7 or 8,
The dispersion promoting member is composed of a plurality of the linear members disposed at predetermined intervals on the opening surface of the first opening, and the developer in the developer recovery conveyance path of the first opening The developing device, wherein the interval on the downstream side in the conveyance direction is larger than the interval on the upstream side in the developer conveyance direction in the developer collection conveyance path.
現像剤中のキャリアの体積平均粒径が、２０［μｍ］〜６０［μｍ］であることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, or 9.
A developing device, wherein the carrier has a volume average particle diameter of 20 [μm] to 60 [μm].
トナー母体に平均一次粒径が５［ｎｍ］〜５０［ｎｍ］の無機微粒子を、数１により求められる無機微粒子の被覆率Ａの値が、４０〜２００となるように被覆させたトナーを用いることを特徴とする現像装置。
A toner is used in which inorganic fine particles having an average primary particle size of 5 [nm] to 50 [nm] are coated on a toner base so that the value of the coverage A of the inorganic fine particles obtained by Equation 1 is 40 to 200. A developing device.
数２により求められる被覆率Ｂの値が４０〜９０となるように、キャリア表面をトナーが被覆した現像剤を用いることを特徴とする現像装置。
A developing device using a developer having a carrier surface coated with toner so that the value of the coverage ratio B obtained by Equation 2 is 40 to 90.
上記現像剤供給搬送路は上記現像剤回収搬送路の上方に設けられており、
上記第２開口部を介して該現像剤供給搬送路側から該現像剤回収搬送路側に落下する現像剤の１秒間当りの量が、５［ｇ／ｓ］〜１０［ｇ／ｓ］であることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 or 12.
The developer supply transport path is provided above the developer recovery transport path,
The amount of developer per second that falls from the developer supply conveyance path side to the developer collection conveyance path side through the second opening is 5 [g / s] to 10 [g / s]. A developing device.
上記現像剤量規制手段を通過する現像剤担持体上の現像剤の量が、２０［ｍｇ／ｃｍ２］〜７０［ｍｇ／ｃｍ２］であることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, or 13.
The developing device, wherein the amount of the developer on the developer carrying member that passes through the developer amount regulating means is 20 [mg / cm 2 ] to 70 [mg / cm 2 ].
上記現像剤供給搬送路からあふれた現像剤が、重力によって現像剤担持体上に落下し、その落下した現像剤を現像剤担持体の内部に配置された磁界発生手段の磁力によって保持し汲み上げることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 or 14.
The developer overflowing from the developer supply conveyance path falls onto the developer carrier by gravity, and the dropped developer is held and pumped up by the magnetic force of the magnetic field generating means disposed inside the developer carrier. A developing device.
該現像手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４または１５の現像装置を用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。 In a process cartridge formed integrally with at least one of a developing unit and an image carrier, a charging unit, or a cleaning unit and detachable from an image forming apparatus,
A process cartridge using the developing device of claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 or 15 as the developing means.
該像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、
該像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備えた画像形成装置において、
該現像手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４または１５の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier for carrying a latent image;
Latent image forming means for forming a latent image on the image carrier;
In an image forming apparatus comprising a developing means for developing a latent image on the image carrier,
An image forming apparatus using the developing device of claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 or 15 as the developing means.
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