JP4198368B2 - Image forming apparatus - Google Patents

Description

この結果から、保存温度が高いほどトナーの凝集度が大きくなることがいえる。また、保存期間においても、保存期間が長いとトナーの凝集度が悪化していることがわかる。そして、トナーの凝集度が大きくなることで、本発明の現像装置では、黒ベタ画像のような高画像面積率の画像の追従性が低下することがある。
【０００５】
図８は、凝集度と黒ベタ追従性の関係を示すグラフである。現像剤初期セットアップ直後の黒ベタ追従性は、図８に示すように、凝集度と明確な相関がある。黒ベタ追従性は、X−ｒｉｔｅ社製の５０８シリーズの画像濃度測定装置において、１．０以上である枚数（Ａ３サイズ）を示す。この結果より、本現像装置では、トナーの凝集度が大きくなると高画像面積率画像の追従性が劣る。しかし、トナーの帯電量はほとんど変化していないことから、凝集度を復帰させることが必要となる。また、４５℃で保管されたトナーでは、地肌汚れなどの画質的な不具合は発生しないことから、高画像面積率画像の追従性の劣化を防ぐことができればトナーを用いた現像装置の保証温度領域も拡大することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の現像装置では、温度の検知手段を持たないで、トナー濃度を自己制御で行っているためにトナーの物性、特にトナーの凝集度がトナー濃度制御に大きく影響を及ぼしていた。
そこで、本発明では、上記事情に鑑みて、現像装置の製造時からユーザー先までの輸送および保管環境の変化によって、様々な温度履歴によりトナーの物性が変化しても、初期から安定した画像を形成する現像装置を配置するプロセスカートリッジ及びこの現像装置に使用される現像剤を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、請求項１に記載の発明は、内部に磁界発生手段を有し、トナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、現像剤の量を規制する第１の現像剤規制部材と、第１の現像剤規制部材より掻き落とされた現像剤を収容する現像剤収容室と、現像剤収容室に隣接して配置され現像剤担持体にトナーを供給するトナーホッパと、現像剤収容室上部に設けられ、かつ、出荷時に現像剤を封止するシールを有する現像剤プリセットケースと、第１の現像剤規制部材よりも現像剤担持体上の現像剤の搬送方向上流側に配置された第２の現像剤規制部材と、を有し、現像剤担持体上のトナー濃度の変化により、第２の現像剤規制部材とトナーの接触状態を変化させて、現像剤担持体上の現像剤のトナー取り込み状態を変化させトナー濃度を自己制御させる現像装置、を備えるプロセスカートリッジが装着されてなる画像形成装置において、現像装置は、プロセスカートリッジの製造後からプロセスカートリッジが画像形成装置本体に装着されるまでの間のトナーの温度を検知する温度検知手段を有し、プロセスカートリッジは、装着されるプロセスカートリッジが新品であることを示すプロセスカートリッジ情報が記憶された記憶手段を有し、プロセスカートリッジを画像形成装置本体に装着すると、画像形成装置本体がプロセスカートリッジ情報を読み取り、プロセスカートリッジが新品であることを画像形成装置本体が検知した場合、トナーホッパ内の攪拌部材によってトナーホッパ内のトナーを攪拌する現像剤セットアップモードに入り、前記記憶手段にプロセスカートリッジの温度履歴情報を書きこみ、画像形成装置本体が前記温度履歴情報を読み取ることで画像形成装置本体が現像剤セットアップモード時のトナー攪拌時間の設定を行う構成にされている画像形成装置とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態であるプロセスカートリッジの構成を示す概略図である。図２は、本発明の一実施形態であるプロセスカートリッジの外観を示す斜視図である。
このプロセスカートリッジに配置される現像装置は、複写機に用いられる潜像担持体である円筒状の感光体ドラム１の側方に配置され、この感光体ドラム１に向けて開口部が形成された現像ケーシング２の内部に、該開口部から一部が露出した、トナー及び磁性キャリアからなる現像剤３を表面に担持する現像剤担持体としての非磁性材質からなる現像スリーブ４、現像スリーブ４の内部に固定配置された磁界発生手段としてマグネットローラ５、現像スリーブ４上に担持されて搬送されている現像剤の量を規制する現像剤規制部材としてのドクタブレード６ａ、現像剤収容室７、トナー収容部としてのトナーホッパ８等を備えている。
【０００９】
現像剤収容室７は、現像スリーブ４との間に、感光体ドラム１との対向部の現像位置に供給されずにドクタブレード６ａで進行が阻止された現像剤を収容する現像剤収容部Ａを形成している。そして、現像剤スリーブ４の内部に固定配置されているマグネットローラ５のうち、現像剤収容部Ａに対向する位置には、現像剤収容室７内の現像剤３ａを現像スリーブ４上に担持させるための磁極を配置している。また、トナーホッパ８は、現像剤搬送方向における現像剤収容部Ａの上流側に隣接して現像スリーブ４表面と対向するトナー補給口８ａを有し、このトナー補給口８ａに隣り合ったスペースには、符号ａで示したトナーホッパ８内のトナーをトナー補給口８ａに向けて攪拌しながら送り出すトナー攪拌部材としてのアジテータ９が配置されている。そして、このアジテータ９は、回転軸の位置、羽の長さが調節され、図中破線で示すように、アジテータ９の最外周軌道が現像剤に振れないように設定されている。
【００１０】
上記構成の現像装置において、現像スリーブ４上に担持された現像剤３ａは、図中矢印ａ方向に回転する現像スリーブ４の回転に伴ってスリーブ上をドクタブレード６ａ側に搬送され、ドクタブレード６により規制されて薄層化される。薄層化された現像剤３ａは、図中矢印ｂ方向に回転している感光体ドラム１と対向する現像領域に搬送される。そして、現像領域では、感光体ドラム１上に形成されている静電潜像にトナーが接触あるいは非接触で供給され、該静電潜像の可視化が行われる。その後、現像剤３は現像スリーブ４の回転に伴ってスリーブ上を現像剤補給口である現像剤第２の規制部材であるプレドクタブレード６ｂ側に搬送され、トナーホッパ８内のアジテータ９で送り出されてトナー補給口８ａから供給された新しいトナー１１を取り込んだあと、現像剤収容部Ａに戻る。そして、新しいトナー１１を含んだ現像剤３ａはドクタブレード６ａによる規制部での内圧が増加し、現像剤３ａのトナーが摩擦帯電される。このように現像剤収容部Ａにおける現像剤の内圧により、現像スリーブ４上の現像剤３ａ中のトナーを帯電することができるので、現像剤を帯電あるいは攪拌するためのパドルやスクリュー等を用いた複雑な攪拌搬送機構が不要となる。
【００１１】
一方、上記現像領域に供給されずにドクタブレード６ａで進行が阻止された現像剤３ａの一部は、現像剤収容部Ａ内で現像剤３自身の内圧及び重力によって、トナーホッパ８のトナー補給口８ａに向かって移動する。トナー補給口８ａ付近まで移動してきた現像剤３ａは、磁極の磁力により現像スリーブ４側に引き寄せられ、現像スリーブ４の回転に伴なって、ドクタブレード６ａ側に搬送されることにより、現像剤収容部Ａ内を循環する。さらに現像剤収容部Ａ内の現像剤３ａの攪拌を活発化させるために現像剤収容部Ａ内に攪拌部材１３を設置した。この攪拌部材１３は現像スリーブ4上の現像剤規制部材の役割も果たすために、現像スリーブと同回転方向である。
また、上記構成の現像装置においては、現像剤３ａに補給されたトナーが多くなってトナー濃度が高まると、それに従って現像剤３ａの嵩が増加するため、現像剤３ａがトナー補給口８ａで現像剤収容室７内からあふれ、プレドクタブレード６ｂをふさぐ。このため、現像スリーブ４上の現像剤３ａへの取り込み量が少なくなる。このトナー取り込み量の減少により、現像剤３ａのトナー濃度が常に一定濃度以下に保たれる。逆に、現像剤３ａのトナー濃度が低くなると現像剤３ａの嵩が減少するため、現像剤３ａがプレドクタブレード６ｂをふさがなくなるので、現像スリーブ４上の現像剤３ａへ所定量のトナーが取り込まれ、現像剤３ａのトナー濃度が常に一定濃度以上に保たれる。このようにトナー濃度をほぼ一定範囲内にコントロールできるので、トナー濃度センサや補給部材などを用いた複雑なトナー濃度制御が不要である。
【００１２】
次に、以下に本現像システムの現像条件の実施例を示す。
＜現像条件＞
感光体線速：１２０ｍｍ／ｓｅｃ
感光体と現像スリーブの線速比：２．５
現像スリーブ線速：３００ｍｍ／ｓｅｃ
攪拌部材線速と現像スリーブの線速比：１．７
感光体径：３０ｍｍ
現像ローラ径：１６ｍｍ
現像剤攪拌部材径：７ｍｍ
現像スリーブ−感光体ギャップ（Ｇｐ）：０．２〜０．５ｍｍ
現像スリーブ−第一規制部材（ドクタブレード）ギャップ（Ｇ１）：０．３５〜０．４５ｍｍ
現像スリーブ−第二規制部材（プレドクタ）ギャップ（Ｇ２）：０．７〜１．１ｍｍ
ドクタブレード後汲み上げ量：４０〜８０ｍｇ／ｃｍ^２
帯電電位（Ｖｄ）：８００〜９００Ｖ
現像バイアス（Ｖｂ）：６００〜７５０Ｖ
【００１３】
＜現像剤＞
キャリアセット量：６０．８ｇ
トナー濃度（ＴＣ）：７〜１３ｗｔ％（初期剤：５ｗｔ％）
Ｑ／Ｍ：１０〜３０μＣ／ｇ
＜キャリア＞
材質：マグネタイト系
平均粒径：５０μｍ
真比重：５．０ｇ／ｃｍ^３
＜トナー＞
平均粒径：７．２μｍ
磁性体量：２３％
ＣＣＡ：１部
添加剤（シリカ）：０．７部
添加剤（チタン）：０．３部
【００１４】
このプロセスカートリッジは、製造時からユーザー先の本体にセットされるまで温度検知を行う。この温度検知手段１２はトナーホッパ内のトナーの温度状況を確認するためにトナーホッパ８に隣接したところに設置する必要がある。この場合、温度が高い場合に凝集度が大きくなり、高画像面積率画像の追従性が低下するという不具合から、最高温度を検知できればよい。そして、表１からトナーの物性は４０℃程度から変化が見られ、特に本発明で採用しているトナーは、４５℃（保存期間：３０日）で高画像面積率画像の追従性が低下することから、４０℃以上を検知できることが望ましい。
【００１５】
また、このプロセスカートリッジには、新品情報や仕向け地等の情報を製造時に記憶した記憶手段２６が設置されており、本体にセットすることで本体に接続部２７で接続されプロセスカートリッジ情報を本体が読み取る。そこで、本体が新品を検知した場合、現像剤セットアップモードに入る。そして、この記憶手段にプロセスカートリッジの温度履歴情報を書きこみ、本体が読み取ることで、現像剤セットアップモード時の動作の変更を行うことが可能となる。このとき、温度履歴情報を記憶手段２６に記憶させるためには、プロセスカートリッジ自身に電源手段を持たせておく必要がある。そして、プロセスカートリッジと本体の接続部２７を図２に示す。
【００１６】
本体に新品のプロセスカートリッジがセットされると本体が新品であることを検知し現像剤セットアップモードを実施する。現状では、現像剤セットアップモードは５６ｓｅｃである。これは、初期現像剤の帯電量を立ち上げるとともに狙いのトナー濃度にすることを目的である。この現像剤セットアップモードでは、現像剤の帯電が立ちあがっていないために、現像剤の嵩が小さく一時的に急激にトナーが補給されてしまう。そこで、この現像剤セットアップモードでは、トナーと消費しながら現像剤の攪拌を行っている。同時にトナーホッパ内に設置されたアジテータ９も回転させることで、トナーホッパ８内のトナーをほぐす。
しかし、図３は、トナー凝集度と攪拌時間との関係を示すグラフである。図３に示すように、４５℃や５０℃で３０日間保存されたトナーは凝集度が大きく、通常の現像剤セットアップ時間の５６秒では、十分に凝集度が回復していないといえる。このために４５℃で保存されたトナーでは、初期の高画像面積率画像の追従性が劣る。そこで、トナーホッパ８内の凝集度が常温保存と同等の凝集度付近に戻るまでトナーホッパ８内のトナーの攪拌を行うために、アジテータ９の回転によるトナーの攪拌時間を変更する。検知された温度４５℃では１００ｓｅｃ、５０℃では２００ｓｅｃ程度が望ましい。図４は、制御系のブロック図である。
【００１７】
図５は、プロセスカートリッジから新品情報を検知し現像剤セットアップモードに入る制御を示したフローチャートである。図６は、フローチャートの制御を実施する制御系のブロック図である。
また、表１の結果より、同温度で保存期間が長いほうがトナーの凝集度が悪化していることから、トナーは高温下での保存時間によっても物性の変化が異なっているので検知された温度とその温度であった時間を知ることができれば、より正確なトナー物性を予想することができ、最適なトナー攪拌時間を設定することができる。そして、温度と時間からトナーに与えられた熱容量を算出し、トナーの攪拌時間を決定してもよい。
【００１８】
図７は、本発明の現像装置を有するプロセスカ−トリッジを有する画像形成装置の構成を示す概略図である。
図７において、２０はプロセスカ−トリッジ全体を示し、１は感光体、２１は帯電手段、２２は現像手段、２３はクリーニング手段を示す。
ここでは、感光体１、帯電装置手段２１、現像手段２２及びクリ−ニング手段２３等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカ−トリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカ−トリッジを複写機やプリンタ−等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成する。
現像剤搬送補助部材を有するプロセスカ−トリッジを有する画像形成装置は、感光体１が所定の周速度で回転駆動される。感光体１は回転過程において、帯電手段によりその周面に正または負の所定電位の均一帯電を受け、次いで、スリット露光やレ−ザ−ビ−ム走査露光等の像露光手段からの画像露光光を受け、こうして感光体の周面に静電潜像が順次形成され、形成された静電潜像は、次いで現像手段２２によりトナ−現像され、現像されたトナ−像は、給紙部から感光体１と転写手段との間に感光体の回転と同期されて給送された転写材に、転写手段により順次転写されていく。像転写を受けた転写材は感光体面から分離されて像定着手段へ導入されて像定着され、複写物（コピ−）として装置外へプリントアウトされる。像転写後の感光体１の表面は、クリ−ニング手段２３によって転写残りトナ−の除去を受けて清浄面化され、更に除電された後、繰り返し画像形成に使用される。
【００１９】
現像剤のトナー重量平均径が４〜１５μｍであれば、得られる画像の解像度が向上する。重量平均径の測定方法は、以下の手順にて行う。まず、電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５ｍｌ加える。ここで、電解液とは１級塩化ナトリウムを用いて約１％ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、例えばＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）が使用できる。ここで、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの重量平均粒径（Ｄ４）、個数平均粒径を求めることができる。
チャンネルとしては、２．００〜２．５２μｍ未満；２．５２〜３．１７μｍ未満；３．１７〜４．００μｍ未満；４．００〜５．０４μｍ未満；５．０４〜６．３５μｍ未満；６．３５〜８．００μｍ未満；８．００〜１０．０８μｍ未満；１０．０８〜１２．７０μｍ未満；１２．７０〜１６．００μｍ未満；１６．００〜２０．２０μｍ未満；２０．２０〜２５．４０μｍ未満；２５．４０〜３２．００μｍ未満；３２．００〜４０．３０μｍ未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００μｍ以上乃至４０．３０μｍ未満の粒子を対象とする。
【００２０】
トナーの構成は、結着樹脂が７５％〜９３％、着色剤が３％〜１０％、離型剤が３％〜８％、その他の成分は１％〜７％である。
使用される結着樹脂としては、例えば、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロルスチレン、ポリビニルトルエンの如きスチレン及びその置換体の単重合体；スチレン−ｐ−クロルスチレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトンなどがあげられる。
着色剤としては、従来より知られている無機又は有機の染料／顔料が使用可能であり、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、アセチレンブラック、ナフトールイエロー、ハンザイエロー、ローダムンレーキ、アリザリンレーキ、ベンガラ、フタロシアニンブルー、インダスレンブルーがあげられる。
必要に応じて着色剤として磁性材料を用いることも可能である。磁性材料としては、マグネタイト、γ−酸化鉄、フェライト鉄、過剰型フェライトの如き酸化鉄；鉄、コバルト、ニッケルの如き磁性金属；酸化鉄又は磁性金属と、コバルト、スズ、チタン、銅、鉛、亜鉛、マグネシウム、マンガン、アルミニウム、珪素の如き金属との複合金属酸化物合金又は、混合物が挙げられる。これら磁性粒子は、平均粒径が０．０５乃至１．０μｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは０．１乃至０．６μｍの範囲内、さらに好ましくは、０．１乃至０．４μｍの範囲内であることが良い。これらの磁性粒子は、窒素吸着法によるＢＥＴ比表面積が好ましくは１〜２０ｍ^２／ｇの範囲内、特に２．５〜１２ｍ^２／ｇの範囲内であることが良く、更にモース硬度が５〜７の範囲内であることが良い。磁性粒子の形状としては、８面体、６面体、球形、針状、鱗片状があるが、８面体、６面体、球形の異方性の少ないものが好ましい。
【００２１】
磁性トナーとして用いる場合、磁性材料を含有する磁性トナー粒子は、結着樹脂１００質量部に対し１０〜１５０質量部、好ましくは２０〜１２０質量部磁性材料を含有することが良い。
本発明のトナーには、実質的な悪影響を与えない範囲内で添加剤を少量用いることができる。この添加剤としては、例えばテフロン粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末の如き滑剤粉末；酸化セリウム粉末、炭化硅素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末の如き研磨剤；例えば酸化チタン粉末、酸化アルミニウム粉末の如き流動性付与剤又はケーキング防止剤；例えばカーボンブラック粉末、酸化亜鉛粉末、酸化スズ粉末の如き導電性付与剤；及び逆極性の有機微粒子又は無機微粒子が挙げられる。
【００２２】
また、定着性などを改善するために離型剤を添加することもできる。離型剤としては、パラフィンワックス及びその誘導体、マイクロクリスタリンワックス及びその誘導体、フィッシャートロプシュワックス及びその誘導体、ポリオレフィンワックス及びその誘導体、カルナバワックス及びその誘導体が挙げられる。誘導体は、酸化物、ビニル系モノマーとのブロック共重合体、ビニル系モノマーのグラフト変性物を含む。その他、アルコール、脂肪酸、酸アミド、エステル、ケトン、硬化ヒマシ油及びその誘導体、植物系ワックス、動物性ワックス、鉱物系ワックス、ペトロラクタムも利用できる。
【００２３】
また、帯電性などを改善するために荷電制御材を添加することもできる。トナーを負荷電性に制御する荷電制御剤としては、例えば有機金属錯体、キレート化合物が有効であり、モノアゾ金属錯体、アセチルアセトン金属錯体、芳香族ハイドロキシカルボン酸系金属錯体、芳香族ダイカルボン酸系金属錯体があげられる。他には、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩、その無水物、そのエステル類、ビスフェノールの如きフェノール誘導体類がある。トナーを正荷電性に制御する荷電制御剤としては、ニグロシン及び脂肪酸金属塩による変性物；トリブチルベンジルアンモニウム−１−ヒドロキシ−４−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレートの如き四級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩の如きオニウム塩及びこれらのレーキ顔料、トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料（レーキ化剤としては、燐タングステン酸、燐モリブデン酸、燐タングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物）が挙げられる。この微粒子状の荷電制御剤の個数平均粒径は好ましくは、４μｍ以下、より好ましくは、３μｍ以下が良い。これらの荷電制御剤をトナー粒子中に内添する場合には、トナー粒子は、結着樹脂１００質量部に対して好ましくは、０．１〜２０質量部、より好ましくは、０．２〜１０質量部含有することが良い。
【００２４】
また、トナーは、例えばコロイダルシリカのような流動化剤、酸化チタン、酸化アルミニウム等の金属酸化物や、炭化ケイ素等の研磨剤、脂肪酸金属塩などの滑剤等を含有させてもよい。無機微粉体はトナーに対して０．１〜２重量％使用されるのが好ましい。０．１重量％未満では、トナー凝集を改善する効果が乏しくなり、２重量％を超える場合は、細線間のトナー飛び散り、機内の汚染、感光体の傷や摩耗等の問題が生じやすい傾向がある。添加剤をトナーに混合する方法としては、従来公知の方法でよく、ヘンシェルミキサー、スピードニーダー等の装置により混合することができる。
トナー混練・冷却後のトナー粉の製造方法としては、従来公知の方法でよく、例えば混練・冷却した後、これをジェットミルで粉砕し、分級して得られる。
【００２５】
本発明にて製造される静電荷像現像用トナーは、乾式一成分現像及び乾式二成分現像剤として使用できる。
二成分現像剤として用いる場合、トナーとキャリアとの混合割合は、一般にキャリア１００重量部に対しトナー０．５〜６．０重量部程度が適当である。
乾式二成分現像剤として使用する場合、キャリア並びに本発明のトナーの使用量としては、トナー粒子がキャリア粒子のキャリア表面に付着して、その表面積の３０〜９０％を占める程度に両粒子を混合するのが好ましい。
本発明において現像剤を構成するキャリアの核体粒子としては、従来より公知のものでよく例えば鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性金属；マグネタイト、ヘマタイト、フェライトなどの合金や化合物；前記強磁性体微粒子と樹脂との複合体等が挙げられる。
【００２６】
これら本発明で用いられるキャリアはより耐久性を長くする目的で、表面を樹脂で被覆することが好ましい。被覆層を形成する樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂；ポリスチレン、アクリル（例えばポリメチルメタクリレート）、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル、ポリビリケトン等のポリビニル及びポリビニリデン系樹脂；塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体；；オルガノシロキサン結合からなるシリコーン樹脂またはその変成品（例えばアルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン等による変成品）；ポリテトラフルオロエチレン、ポリ弗化ビニル、ポリ弗化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン等の弗素樹脂；ポリアミド；ポリエステル；ポリウレタン；ポリカーボネート；尿素−ホルムアルデヒド樹脂等のアミノ樹脂；エポキシ樹脂等が挙げられる。中でもトナースペントを防止する点で好ましいのはシリコーン樹脂またはその変成品、弗素樹脂、特にシリコーン樹脂またはその変成品である。
被覆層の形成法としては、従来と同様、キャリア核体粒子の表面に被覆層形成液を噴霧法、浸漬法等の手段で塗布すればよい。被覆層の厚さは０．１〜２０μmが好ましい。
【００２７】
【実施例】
（実施例１）
二成分現像剤としての製造例を示す。
ポリエステル樹脂（重量平均粒径：３００μｍ、軟化温度：８０．２℃）：１００重量部
カーボンブラック：１０重量部
ポリプロピレン （重量平均粒径：１８０μｍ）：５重量部
四級アンモニウム塩：２重量部
上記組成の混合物を、溶融混練し、その後、粉砕、分級した。さらに、母体着色粒子１００重量部に対して、疎水性シリカ０．３重量部を混合し、平均粒径９．０μｍのトナーを得た。
また、湿式法により作成したマグネタイト１００重量部に対してポリビニルアルコール２重量部、水６０重量部をボールミルに入れ１２時間混合してマグネタイトのスラリーを調整した。このスラリーをスプレードライヤーにて噴霧造粒し、球形粒子とした。この粒子を窒素雰囲気中で１０００℃の温度で３時間焼成後冷却し核体粒子１を得た。
【００２８】
シリコーン樹脂溶液：１００重量部
トルエン：１００重量部
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン：１５重量部
カーボンブラック：２０重量部
上記混合物をホモミキサーで２０分間分散し、被覆層形成液１を調整した。この被覆層形成液を流動床型コーティング装置を用いて核体粒子１を１０００重量部の表面にコーティングして、シリコーン樹脂被覆キャリアを得た。
上記磁性キャリアを９７．５重量部に対し、トナー２．５重量部の割合で混合し、二成分現像剤を作成した。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置では、製造時からユーザー先の本体セット時までの輸送時や保管時の本プロセスカートリッジがさらされた環境状態を把握することができ、プロセスカートリッジ付近の雰囲気に合わせた条件を選択することができ、初期から安定した画像を得ることができる。そして、プロセスカートリッジに異常が発生した場合にも原因をつかむことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるプロセスカートリッジの構成を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態であるプロセスカートリッジの外観を示す斜視図である。
【図３】トナー凝集度と攪拌時間との関係を示すグラフである。
【図４】制御系のブロック図である。
【図５】プロセスカートリッジから新品情報を検知し現像剤セットアップモードに入る制御を示したフローチャートである。
【図６】図６は、フローチャートの制御を実施する制御系のブロック図である。
【図７】本発明の現像装置を有するプロセスカ−トリッジを有する画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図８】凝集度と黒ベタ追従性の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 像担持体（感光体ドラム）
２ 現像ケーシング
３ 現像剤
４ 現像剤担持体（現像スリーブ）
５ マグネットローラ
６ａ 第１の現像剤規制部材（ドクターブレード）
６ｂ 第２の現像剤規制部材（プレドクターブレード）
７ 現像剤収納室
８ トナーホッパー
８ａ トナー補給口
９ トナー攪拌部材（アジテータ）
１１ 新しいトナー
１２ 温度検知手段
１３ 攪拌部材
２０ プロセスカートリッジ
２１ 帯電手段
２２ 現像手段
２３ クリーニング手段
２４ 転写手段
２５ 転写手段
２６ 記憶手段
２７ 接続部
３１ 給紙カセット
３２ ピックアップローラ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a process cartridge in which a developing device used in an image forming apparatus such as an electrophotographic printer and a facsimile is disposed, and a developer used therefor, and more particularly, to an electrophotographic photosensitive member or an electrostatic recording dielectric. The present invention relates to a process cartridge in which a two-component developing system developing device for forming a latent image on an image carrier such as the above and developing the latent image and a developer used therefor.
[0002]
[Prior art]
In a developing device used in an image forming apparatus, toner density control is an important issue for improving image quality. As a toner density control method, a first regulating member that regulates the amount of developer is provided upstream of a development position developed by a developing sleeve as a developing carrier and a photosensitive member as a latent image carrier, and a toner hopper There is a method of providing a second regulating member at the toner replenishing opening connecting the developing sleeve and the toner sleeve and performing toner density control without a sensor. This is a so-called TACT developing method known today. In the above method, the second doctor blade as the second restricting member is provided at the downstream side in the developing sleeve rotation direction at the toner replenishment opening, and the volume of the developer regulated by the second doctor blade changes according to the toner concentration. It is what you use. The developer forms a magnetic brush by the magnetic force generated by the magnetic field generating means incorporated in the developing sleeve, and the developer that has failed to pass through the second doctor blade is separated from the toner by gravity and the magnetic force of the magnetic field generating means. Convection at supply opening.
[0003]
In the low-volume developer development system, the volume of the developer in the developer storage chamber located upstream of the second doctor blade changes due to the increase or decrease of the toner concentration, and the volume of the developer staying in front of the pre-doctor changes. The toner density is controlled by supplying toner from the toner hopper according to the volume. For this reason, in this system, since the toner density sensor can be simplified and the toner replenishing mechanism can be simplified, the system can be reduced in size. Further, from the viewpoint of energy saving, there is a demand for an image forming apparatus that lowers the fixing temperature in order to reduce power consumption, and a low-melting-point toner is often used on the toner side to cope with the lowering of temperature.
However, the cartridge may be placed in a high temperature environment during the transportation process from the time of manufacture to delivery to the user or the storage process in a warehouse or the like. In such a high temperature environment, the degree of toner aggregation increases due to the wax that is a component of the toner exuding from the toner. In particular, when the toner is stored at a high temperature of 40 ° C. or higher, the degree of aggregation of the toner in the hopper increases.
[0004]
Accordingly, Table 1 shows each storage temperature / number of storage days in the toner hopper, the degree of aggregation of the toner, and the charge amount.
[Table 1]
<Table 1: Storage temperature, storage days, degree of toner aggregation and charge amount>

From this result, it can be said that the higher the storage temperature, the greater the degree of aggregation of the toner. In addition, it can be seen that the toner aggregation degree deteriorates when the storage period is long. Then, the toner cohesion degree increases, and in the developing device of the present invention, the followability of an image with a high image area ratio such as a black solid image may be lowered.
[0005]
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the degree of aggregation and the solid black followability. The solid black followability immediately after the initial developer setup has a clear correlation with the degree of aggregation as shown in FIG. The black solid followability indicates a number of sheets (A3 size) which is 1.0 or more in the 508 series image density measuring apparatus manufactured by X-rite. From this result, in the present developing device, the followability of the high image area ratio image is inferior when the toner aggregation degree increases. However, since the charge amount of the toner has hardly changed, it is necessary to restore the aggregation degree. In addition, since the toner stored at 45 ° C. does not cause image quality problems such as background stains, the guaranteed temperature range of the developing device using the toner can be prevented if deterioration of the followability of the high image area ratio image can be prevented. Can also be enlarged.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional developing device does not have a temperature detecting means, and the toner density is controlled by self-control. Therefore, the physical properties of the toner, particularly the degree of aggregation of the toner, greatly affects the toner density control. It was.
Therefore, in the present invention, in view of the above circumstances, even if the physical properties of the toner change due to various temperature histories due to changes in transport and storage environment from the time of manufacture of the developing device to the user's destination, stable images can be obtained from the beginning. It is an object of the present invention to provide a process cartridge in which a developing device to be formed is disposed and a developer used in the developing device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a developer carrier having a magnetic field generating means therein and carrying and conveying a two-component developer containing toner and a magnetic carrier, and development. A first developer regulating member for regulating the amount of the developer, a developer containing chamber for containing the developer scraped off from the first developer regulating member, and a developer disposed adjacent to the developer containing chamber A toner hopper that supplies toner to the carrier, a developer preset case that is provided in the upper portion of the developer storage chamber and seals the developer at the time of shipment, and a developer carrier than the first developer regulating member A second developer regulating member disposed on the upstream side of the developer conveyance direction on the body, and contact between the second developer regulating member and the toner due to a change in toner density on the developer carrying member. Change the state of the developer toner on the developer carrier. In an image forming apparatus equipped with a process cartridge having a developing device that changes the loading state and self-controls the toner density, the developing device is provided after the process cartridge is manufactured until the process cartridge is mounted on the image forming apparatus main body. Temperature detection means for detecting the temperature of the toner during the process, and the process cartridge has storage means for storing process cartridge information indicating that the process cartridge to be mounted is new, and forms an image on the process cartridge. When installed in the apparatus main body, the image forming apparatus main body reads the process cartridge information, and when the image forming apparatus main body detects that the process cartridge is new, the developer setup for stirring the toner in the toner hopper by the stirring member in the toner hopper To mode Ri, write the temperature history information of the process cartridge, the image forming apparatus main body by the image forming apparatus main body reads the temperature history information is configured to perform the setting of the toner agitation time when the developer setup mode in the storage means Image forming apparatus.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a process cartridge according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing an appearance of a process cartridge according to an embodiment of the present invention.
The developing device disposed in the process cartridge is disposed on the side of a cylindrical photosensitive drum 1 that is a latent image carrier used in a copying machine, and an opening is formed toward the photosensitive drum 1. The developing sleeve 4 and the developing sleeve 4 are made of a non-magnetic material as a developer carrying member that bears a developer 3 made of toner and a magnetic carrier on the surface, partly exposed from the opening. Magnet roller 5 as a magnetic field generating means fixedly disposed inside, doctor blade 6a as a developer regulating member for regulating the amount of developer carried and carried on developing sleeve 4, developer accommodating chamber 7, toner A toner hopper 8 or the like as a storage unit is provided.
[0009]
The developer accommodating chamber 7 is located between the developing sleeve 4 and the developer accommodating portion A that accommodates the developer that is not supplied to the developing position opposite to the photosensitive drum 1 and is prevented from advancing by the doctor blade 6a. Is forming. In the magnet roller 5 fixedly arranged inside the developer sleeve 4, the developer 3 a in the developer accommodating chamber 7 is carried on the developing sleeve 4 at a position facing the developer accommodating portion A. Magnetic poles are arranged for this purpose. Further, the toner hopper 8 has a toner replenishing port 8a facing the surface of the developing sleeve 4 adjacent to the upstream side of the developer accommodating portion A in the developer transport direction, and in a space adjacent to the toner replenishing port 8a. An agitator 9 is disposed as a toner agitating member for agitating the toner in the toner hopper 8 indicated by symbol a toward the toner replenishing port 8a. The agitator 9 is set so that the position of the rotating shaft and the length of the wing are adjusted, and the outermost orbit of the agitator 9 is not swung to the developer as shown by the broken line in the figure.
[0010]
In the developing device having the above-described configuration, the developer 3a carried on the developing sleeve 4 is transported to the doctor blade 6a side on the sleeve as the developing sleeve 4 rotates in the direction of arrow a in the drawing. Is regulated and thinned. The thinned developer 3a is conveyed to a developing area facing the photosensitive drum 1 rotating in the direction of arrow b in the figure. In the developing area, toner is supplied to the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1 in contact or non-contact, and the electrostatic latent image is visualized. Thereafter, as the developing sleeve 4 rotates, the developer 3 is transported on the sleeve to the side of the predoctor blade 6b that is the developer second regulating member that is the developer supply port, and is sent out by the agitator 9 in the toner hopper 8. After taking in the new toner 11 supplied from the toner supply port 8a, the process returns to the developer accommodating portion A. The developer 3a containing the new toner 11 is increased in internal pressure at the restricting portion by the doctor blade 6a, and the toner of the developer 3a is frictionally charged. As described above, the toner in the developer 3a on the developing sleeve 4 can be charged by the internal pressure of the developer in the developer accommodating portion A. Therefore, a paddle, a screw or the like for charging or stirring the developer is used. A complicated stirring and conveying mechanism is not required.
[0011]
On the other hand, a part of the developer 3a which is not supplied to the developing area and is prevented from advancing by the doctor blade 6a is part of the toner replenishing port of the toner hopper 8 due to the internal pressure and gravity of the developer 3 itself in the developer container A. Move towards 8a. The developer 3a that has moved to the vicinity of the toner supply port 8a is attracted to the developing sleeve 4 side by the magnetic force of the magnetic pole, and is conveyed to the doctor blade 6a side with the rotation of the developing sleeve 4, thereby containing the developer. Circulate in part A. Further, in order to activate the stirring of the developer 3a in the developer accommodating portion A, the agitating member 13 is installed in the developer accommodating portion A. Since the stirring member 13 also serves as a developer regulating member on the developing sleeve 4, it is in the same rotational direction as the developing sleeve.
Further, in the developing device having the above configuration, when the toner replenished to the developer 3a increases and the toner density increases, the volume of the developer 3a increases accordingly, so that the developer 3a is developed at the toner replenishing port 8a. It overflows from the inside of the agent storage chamber 7 and closes the predoctor blade 6b. For this reason, the amount of the developer 3a on the developing sleeve 4 is reduced. Due to the reduction of the toner intake amount, the toner concentration of the developer 3a is always kept below a certain concentration. On the contrary, when the toner concentration of the developer 3a is lowered, the volume of the developer 3a is reduced, so that the developer 3a does not block the predoctor blade 6b, so that a predetermined amount of toner is taken into the developer 3a on the developing sleeve 4. As a result, the toner density of the developer 3a is always kept at a certain density or higher. Thus, since the toner density can be controlled within a substantially constant range, complicated toner density control using a toner density sensor, a replenishing member, or the like is unnecessary.
[0012]
Next, examples of development conditions of the present development system are shown below.
<Development conditions>
Photoconductor linear velocity: 120 mm / sec
Linear speed ratio of photoconductor to developing sleeve: 2.5
Development sleeve linear velocity: 300 mm / sec
Stirring member linear velocity to developing sleeve linear velocity ratio: 1.7
Photoconductor diameter: 30 mm
Developing roller diameter: 16 mm
Developer stirring member diameter: 7 mm
Development sleeve-photoreceptor gap (Gp): 0.2 to 0.5 mm
Development sleeve-first regulating member (doctor blade) gap (G1): 0.35 to 0.45 mm
Development sleeve-second regulating member (predoctor) gap (G2): 0.7 to 1.1 mm
Pumping amount after doctor blade: 40-80 mg / cm ²
Charging potential (Vd): 800-900V
Development bias (Vb): 600-750V
[0013]
<Developer>
Carrier set amount: 60.8g
Toner concentration (TC): 7 to 13 wt% (initial agent: 5 wt%)
Q / M: 10-30 μC / g
<Career>
Material: Magnetite average particle size: 50 μm
True specific gravity: 5.0 g / cm ³
<Toner>
Average particle diameter: 7.2 μm
Magnetic material amount: 23%
CCA: 1 part additive (silica): 0.7 part additive (titanium): 0.3 part
This process cartridge performs temperature detection from the time of manufacture until it is set in the user's main body. This temperature detection means 12 needs to be installed at a location adjacent to the toner hopper 8 in order to confirm the temperature state of the toner in the toner hopper. In this case, it is only necessary to be able to detect the maximum temperature from the problem that the degree of aggregation increases when the temperature is high and the followability of the high image area ratio image decreases. As shown in Table 1, the physical properties of the toner change from about 40 ° C., and in particular, the toner employed in the present invention deteriorates the followability of the high image area ratio image at 45 ° C. (storage period: 30 days). Therefore, it is desirable that 40 ° C. or higher can be detected.
[0015]
The process cartridge is provided with storage means 26 for storing new product information, destination information and the like at the time of manufacture. When the process cartridge is set in the main body, it is connected to the main body by a connecting portion 27 and the process cartridge information is stored in the main body. read. Therefore, when the main body detects a new article, the developer setup mode is entered. Then, the temperature history information of the process cartridge is written in this storage means, and the main body reads it, so that the operation in the developer setup mode can be changed. At this time, in order to store the temperature history information in the storage means 26, the process cartridge itself needs to have a power supply means. The connection part 27 between the process cartridge and the main body is shown in FIG.
[0016]
When a new process cartridge is set in the main body, it is detected that the main body is new and the developer setup mode is executed. At present, the developer setup mode is 56 sec. The purpose of this is to increase the charge amount of the initial developer and to achieve a target toner concentration. In the developer setup mode, since the developer is not charged, the volume of the developer is small and the toner is replenished temporarily and rapidly. Therefore, in this developer setup mode, the developer is stirred while consuming the toner. At the same time, the toner in the toner hopper 8 is loosened by rotating the agitator 9 installed in the toner hopper.
However, FIG. 3 is a graph showing the relationship between the toner aggregation degree and the stirring time. As shown in FIG. 3, the toner stored for 30 days at 45 ° C. or 50 ° C. has a high degree of aggregation, and it can be said that the degree of aggregation is not sufficiently recovered at 56 seconds, which is a normal developer setup time. For this reason, the toner stored at 45 ° C. is inferior in the followability of the initial high image area ratio image. Therefore, in order to stir the toner in the toner hopper 8 until the agglomeration degree in the toner hopper 8 returns to the vicinity of the agglomeration degree equivalent to storage at room temperature, the toner agitation time by the rotation of the agitator 9 is changed. It is desirable that the detected temperature is 45 ° C., 100 sec, and 50 ° C., about 200 sec. FIG. 4 is a block diagram of the control system.
[0017]
FIG. 5 is a flowchart showing control for detecting new information from the process cartridge and entering the developer setup mode. FIG. 6 is a block diagram of a control system that performs the control of the flowchart.
Further, from the results of Table 1, since the toner cohesion degree is worse when the storage period is longer at the same temperature, the change in physical properties of the toner varies depending on the storage time at a high temperature. If the temperature at that temperature can be known, more accurate toner physical properties can be predicted, and an optimum toner agitation time can be set. Then, the heat capacity given to the toner may be calculated from the temperature and time, and the stirring time of the toner may be determined.
[0018]
FIG. 7 is a schematic view showing the configuration of an image forming apparatus having a process cartridge having the developing device of the present invention.
In FIG. 7, reference numeral 20 denotes the entire process cartridge, 1 denotes a photosensitive member, 21 denotes a charging means, 22 denotes a developing means, and 23 denotes a cleaning means.
Here, among the constituent elements such as the photosensitive member 1, the charging device means 21, the developing means 22, and the cleaning means 23, a plurality of them are integrally coupled as a process cartridge, and this process cartridge is formed. Is configured to be detachable from a main body of an image forming apparatus such as a copying machine or a printer.
In an image forming apparatus having a process cartridge having a developer conveying auxiliary member, the photosensitive member 1 is rotationally driven at a predetermined peripheral speed. In the rotating process, the photoreceptor 1 is uniformly charged with a predetermined positive or negative potential on its peripheral surface by the charging means, and then image exposure from image exposure means such as slit exposure or laser beam scanning exposure. The electrostatic latent image is sequentially formed on the peripheral surface of the photoreceptor in this way, and the formed electrostatic latent image is then toner developed by the developing means 22, and the developed toner image is supplied to the paper feeding unit. From the photoconductor 1 to the transfer unit, the transfer unit sequentially transfers the transfer material fed in synchronization with the rotation of the photoconductor. The transfer material that has received the image transfer is separated from the surface of the photosensitive member, introduced into the image fixing means, and fixed on the image, and printed out as a copy (copy). The surface of the photoreceptor 1 after the image transfer is cleaned by removing the transfer residual toner by the cleaning means 23, and after being further neutralized, it is repeatedly used for image formation.
[0019]
When the toner weight average diameter of the developer is 4 to 15 μm, the resolution of the obtained image is improved. The weight average diameter is measured by the following procedure. First, 0.1 to 5 ml of a surfactant (preferably alkylbenzene sulfonate) is added as a dispersant to 100 to 150 ml of an aqueous electrolytic solution. Here, the electrolytic solution is a solution prepared by preparing a 1% NaCl aqueous solution using primary sodium chloride. For example, ISOTON-II (manufactured by Coulter) can be used. Here, 2 to 20 mg of a measurement sample is further added. The electrolytic solution in which the sample is suspended is subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and the measurement device is used to measure the volume and number of toner particles or toner using a 100 μm aperture as an aperture. Volume distribution and number distribution are calculated. From the obtained distribution, the weight average particle diameter (D4) and the number average particle diameter of the toner can be obtained.
As channels, 2.00 to less than 2.52 μm; 2.52 to less than 3.17 μm; 3.17 to less than 4.00 μm; 4.00 to less than 5.04 μm; 5.04 to less than 6.35 μm; 6 Less than 35 to 8.00 μm; less than 8.00 to less than 10.08 μm; less than 10.08 to less than 12.70 μm; less than 12.70 to less than 16.00 μm; less than 16.00 to less than 20.20 μm; Uses 13 channels of less than 40 μm; 25.40 to less than 32.00 μm; 32.00 to less than 40.30 μm, and targets particles having a particle size of 2.00 μm to less than 40.30 μm.
[0020]
The toner composition is 75% to 93% for the binder resin, 3% to 10% for the colorant, 3% to 8% for the release agent, and 1% to 7% for the other components.
Examples of the binder resin to be used include homopolymers of styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, and polyvinyltoluene, and substituted products thereof; styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer Polymer, styrene-vinyl naphthalene copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer, styrene-methacrylic acid ester copolymer, styrene-α-chloromethyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl Examples thereof include a methyl ether copolymer, a styrene-vinyl ethyl ether copolymer, and a styrene-vinyl methyl ketone.
As the colorant, conventionally known inorganic or organic dyes / pigments can be used. For example, carbon black, aniline black, acetylene black, naphthol yellow, Hansa Yellow, Rhodamun Lake, Alizarin Lake, Bengala, Examples include phthalocyanine blue and indanthrene blue.
If necessary, a magnetic material can be used as a colorant. Magnetic materials include magnetite, γ-iron oxide, ferritic iron, iron oxide such as excess ferrite; magnetic metal such as iron, cobalt and nickel; iron oxide or magnetic metal and cobalt, tin, titanium, copper, lead, Examples thereof include a composite metal oxide alloy or a mixture with a metal such as zinc, magnesium, manganese, aluminum, and silicon. These magnetic particles preferably have an average particle size in the range of 0.05 to 1.0 μm, more preferably in the range of 0.1 to 0.6 μm, and still more preferably 0.1 to 0.4 μm. It is good to be within the range. These magnetic particles is in the range BET specific surface area by nitrogen adsorption method is preferably from 1-20 m ² / g, often in the range particularly 2.5~12m ² / g, further Mohs hardness 5 It is preferable to be within the range of 7. The shape of the magnetic particles includes octahedrons, hexahedrons, spheres, needles, and scales, but octahedrons, hexahedrons, and spheres with less anisotropy are preferred.
[0021]
When used as a magnetic toner, the magnetic toner particles containing the magnetic material may contain 10 to 150 parts by mass, preferably 20 to 120 parts by mass of the magnetic material, based on 100 parts by mass of the binder resin.
In the toner of the present invention, a small amount of an additive can be used within a range that does not have a substantial adverse effect. Examples of the additives include lubricant powders such as Teflon powder, zinc stearate powder and polyvinylidene fluoride powder; abrasives such as cerium oxide powder, silicon carbide powder and strontium titanate powder; for example, titanium oxide powder and aluminum oxide powder. Examples of such fluidity-imparting agents or anti-caking agents; conductivity-imparting agents such as carbon black powder, zinc oxide powder and tin oxide powder; and organic or inorganic fine particles having opposite polarity.
[0022]
Further, a release agent can be added to improve the fixing property. Examples of the release agent include paraffin wax and derivatives thereof, microcrystalline wax and derivatives thereof, Fischer-Tropsch wax and derivatives thereof, polyolefin wax and derivatives thereof, and carnauba wax and derivatives thereof. Derivatives include oxides, block copolymers with vinyl monomers, and graft modified products of vinyl monomers. In addition, alcohols, fatty acids, acid amides, esters, ketones, hydrogenated castor oil and derivatives thereof, plant waxes, animal waxes, mineral waxes, and petrolactams can also be used.
[0023]
In addition, a charge control material can be added in order to improve chargeability. As the charge control agent for controlling the toner to be negatively charged, for example, organometallic complexes and chelate compounds are effective. Monoazo metal complexes, acetylacetone metal complexes, aromatic hydroxycarboxylic acid metal complexes, aromatic dicarboxylic acid metals Complex. Others include aromatic hydroxycarboxylic acids, aromatic mono and polycarboxylic acids and their metal salts, their anhydrides, their esters, and phenol derivatives such as bisphenol. Examples of charge control agents for controlling the toner to be positively charged include modified products of nigrosine and fatty acid metal salts; quaternary ammonium salts such as tributylbenzylammonium-1-hydroxy-4-naphthosulfonate and tetrabutylammonium tetrafluoroborate. And onium salts such as phosphonium salts which are analogs thereof, and lake pigments thereof, triphenylmethane dyes and lake pigments thereof. Acid, lauric acid, gallic acid, ferricyanide, ferrocyanide). The number average particle diameter of the particulate charge control agent is preferably 4 μm or less, more preferably 3 μm or less. When these charge control agents are internally added to the toner particles, the toner particles are preferably 0.1 to 20 parts by weight, more preferably 0.2 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. It is good to contain a mass part.
[0024]
The toner may contain a fluidizing agent such as colloidal silica, a metal oxide such as titanium oxide or aluminum oxide, an abrasive such as silicon carbide, a lubricant such as a fatty acid metal salt, and the like. The inorganic fine powder is preferably used in an amount of 0.1 to 2% by weight based on the toner. If it is less than 0.1% by weight, the effect of improving toner aggregation is poor, and if it exceeds 2% by weight, problems such as toner scattering between fine wires, contamination in the machine, scratches and abrasion of the photoreceptor tend to occur. is there. As a method of mixing the additive with the toner, a conventionally known method may be used, and the additive may be mixed by an apparatus such as a Henschel mixer or a speed kneader.
As a method for producing toner powder after toner kneading and cooling, a conventionally known method may be used. For example, kneading and cooling may be followed by pulverizing with a jet mill and classification.
[0025]
The electrostatic image developing toner produced in the present invention can be used as a dry one-component developer and a dry two-component developer.
When used as a two-component developer, the mixing ratio of toner and carrier is generally about 0.5 to 6.0 parts by weight of toner with respect to 100 parts by weight of carrier.
When used as a dry two-component developer, the carrier and toner of the present invention are used in such a manner that the toner particles adhere to the carrier surface of the carrier particles and occupy 30 to 90% of the surface area. It is preferable to do this.
The carrier core particles constituting the developer in the present invention may be those conventionally known, such as ferromagnetic metals such as iron, cobalt and nickel; alloys and compounds such as magnetite, hematite and ferrite; Examples include a composite of fine particles and a resin.
[0026]
The carrier used in the present invention is preferably coated with a resin for the purpose of increasing durability. Examples of the resin forming the coating layer include polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, chlorinated polyethylene, and chlorosulfonated polyethylene; polystyrene, acrylic (for example, polymethyl methacrylate), polyacrylonitrile, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, Polyvinyl and polyvinylidene resins such as polyvinyl chloride, polyvinyl carbazole, polyvinyl ether, and polybiliketones; vinyl chloride-vinyl acetate copolymers; silicone resins composed of organosiloxane bonds or modified products thereof (eg, alkyd resins, polyester resins, epoxies) Modified products by resin, polyurethane, etc.); polytetrafluoroethylene, polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, polychlorotrifluoro Fluorine resins such as styrene, polyamides, polyesters, polyurethanes, polycarbonates; - urea amino resins such as formaldehyde resins, epoxy resins and the like. Of these, silicone resin or a modified product thereof, or a fluorine resin, particularly a silicone resin or a modified product thereof is preferable in terms of preventing toner spent.
As a method for forming the coating layer, the coating layer forming liquid may be applied to the surface of the carrier core particle by means of a spraying method, a dipping method, or the like, as in the past. The thickness of the coating layer is preferably from 0.1 to 20 μm.
[0027]
【Example】
(Example 1)
A production example as a two-component developer will be shown.
Polyester resin (weight average particle size: 300 μm, softening temperature: 80.2 ° C.): 100 parts by weight Carbon black: 10 parts by weight polypropylene (weight average particle size: 180 μm): 5 parts by weight Quaternary ammonium salt: 2 parts by weight The composition mixture was melt kneaded and then pulverized and classified. Furthermore, 0.3 part by weight of hydrophobic silica was mixed with 100 parts by weight of the base coloring particles to obtain a toner having an average particle size of 9.0 μm.
Further, 2 parts by weight of polyvinyl alcohol and 60 parts by weight of water were placed in a ball mill with respect to 100 parts by weight of magnetite prepared by a wet method to prepare a magnetite slurry. This slurry was sprayed and granulated with a spray dryer to obtain spherical particles. The particles were fired in a nitrogen atmosphere at a temperature of 1000 ° C. for 3 hours and then cooled to obtain core particles 1.
[0028]
Silicone resin solution: 100 parts by weight Toluene: 100 parts by weight γ-aminopropyltrimethoxysilane: 15 parts by weight Carbon black: 20 parts by weight The above mixture was dispersed with a homomixer for 20 minutes to prepare coating layer forming liquid 1. This coating layer forming liquid was coated on the surface of 1000 parts by weight of the core particles 1 using a fluidized bed coating apparatus to obtain a silicone resin-coated carrier.
The magnetic carrier was mixed at a ratio of 2.5 parts by weight of toner to 97.5 parts by weight to prepare a two-component developer.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, in the image forming apparatus of the present invention, it is possible to grasp the environmental condition to which the process cartridge is exposed during transportation and storage from the time of manufacture to the time of setting the user's main body. The conditions suitable for the atmosphere can be selected, and a stable image can be obtained from the beginning. The cause can be grasped even when an abnormality occurs in the process cartridge.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a process cartridge according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing an appearance of a process cartridge according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a graph showing a relationship between toner aggregation degree and stirring time.
FIG. 4 is a block diagram of a control system.
FIG. 5 is a flowchart showing control for detecting new information from a process cartridge and entering a developer setup mode.
FIG. 6 is a block diagram of a control system that performs the control of the flowchart.
FIG. 7 is a schematic view showing a configuration of an image forming apparatus having a process cartridge having the developing device of the present invention.
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the degree of aggregation and the solid black followability.
[Explanation of symbols]
1 Image carrier (photosensitive drum)
2 Developing casing 3 Developer 4 Developer carrier (developing sleeve)
5 Magnet roller 6a First developer regulating member (doctor blade)
6b Second developer regulating member (pre-doctor blade)
7 Developer storage chamber 8 Toner hopper 8a Toner replenishment port 9 Toner stirring member (agitator)
11 New toner 12 Temperature detection means 13 Stirring member 20 Process cartridge 21 Charging means 22 Developing means 23 Cleaning means 24 Transfer means 25 Transfer means 26 Storage means 27 Connection section 31 Paper feed cassette 32 Pickup roller

Claims (1)

A developer carrier having a magnetic field generating means therein and carrying and transporting a two-component developer containing toner and a magnetic carrier;
A first developer regulating member that regulates the amount of developer;
A developer storage chamber for storing the developer scraped off from the first developer regulating member;
A toner hopper disposed adjacent to the developer storage chamber and supplying toner to the developer carrier;
A developer preset case provided at the top of the developer storage chamber and having a seal for sealing the developer at the time of shipment;
A second developer regulating member disposed on the upstream side in the transport direction of the developer on the developer carrying member relative to the first developer regulating member;
And the toner contact state of the developer on the developer carrier is changed by changing the toner concentration on the developer carrier, thereby changing the toner contact state of the developer on the developer carrier. Development device to self-control,
In an image forming apparatus in which a process cartridge comprising:
The developing device has a temperature detecting means for detecting the temperature of the toner after the process cartridge is manufactured until the process cartridge is mounted on the image forming apparatus main body.
The process cartridge has storage means for storing process cartridge information indicating that the process cartridge to be mounted is new.
When the process cartridge is mounted on the main body of the image forming apparatus, the main body of the image forming apparatus reads the process cartridge information, and when the main body of the image forming apparatus detects that the process cartridge is new, the toner in the toner hopper is removed by the stirring member in the toner hopper. Enter the developer setup mode for stirring, write the temperature history information of the process cartridge into the storage means, and the image forming apparatus main body reads the temperature history information so that the image forming apparatus main body is in the toner setup time in the developer setup mode An image forming apparatus characterized in that the setting is performed.

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