JP2988663B2 - Developing device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は電子写真装置や静電記録装置等に用いられる
静電潜像を可視像化する現像装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial application field) The present invention relates to a developing device for visualizing an electrostatic latent image used in an electrophotographic apparatus, an electrostatic recording apparatus, or the like.

（従来の技術） 一般に、現像電極を用いた一成分トナー現像方式にお
いては、現像電極に感光体表面の地肌電位より一定の電
位だけ高いバイアス電位を印加することにより、ライン
画像もベタ画像も同様に良好な画像を得ることが行われ
ている。また、現像電極としては導体の現像剤担持体を
使用することが多いので、この現像剤担持体にバイアス
電圧を印加する場合、可動部との導電性を保つための特
別な機構や部材等が必要であった。(Prior Art) In general, in a one-component toner developing method using a developing electrode, a line potential and a solid image are similarly applied by applying a bias potential which is higher than the background potential of the photoconductor surface by a certain potential to the developing electrode. To obtain a good image. In addition, since a conductive developer carrier is often used as a developing electrode, when a bias voltage is applied to the developer carrier, a special mechanism or member for maintaining conductivity with the movable portion is required. Was needed.

このような現像剤担持体に対するバイアス電圧の印加
方式としては、一般的には、第２図に示すような装置が
用いられていた。As a method of applying a bias voltage to such a developer carrying member, an apparatus as shown in FIG. 2 is generally used.

この装置では、同図に示すように、導体からなる現像
剤担持体１は静電潜像保持体２に対向して配置されてお
り、そのシャフト部分1aに摺接する電極４を介して直流
電源５に接続されている。現像剤容器６の中には現像剤
７が入っており、現像剤担持体１は図中矢印方向に回転
するとともにその表面に現像剤塗布部材８によって現像
剤７の薄膜が形成される。In this apparatus, as shown in FIG. 1, a developer carrier 1 made of a conductor is arranged to face an electrostatic latent image carrier 2, and a DC power supply is provided via an electrode 4 which is in sliding contact with a shaft portion 1a. 5 is connected. A developer container 6 contains a developer 7. The developer carrier 1 rotates in the direction of the arrow in the figure, and a thin film of the developer 7 is formed on the surface thereof by a developer coating member 8.

本発明によって、前述の従来技術におけるような欠点
を解消することができる。すなわち、現像剤担持体の構
成材料の選択の幅が広く、他の機能も容易に付与するこ
とができ、また、現像剤の帯電特性にあった現像剤薄層
形成装置の材料選択ができるとともに、良好な現像バイ
アス効果が得られ、特に地カブリのない鮮明な画像を得
ることができる。According to the present invention, the above-mentioned disadvantages in the related art can be solved. In other words, the range of selection of the constituent material of the developer carrier is wide, other functions can be easily provided, and the material of the developer thin layer forming apparatus suitable for the charging characteristics of the developer can be selected. A good developing bias effect can be obtained, and a clear image free of background fog can be obtained.

しかしながら、この場合、現像体担持体１の表面以外
も導電材料で形成しなくてはならないという制約があっ
た。However, in this case, there is a restriction that the surface other than the surface of the developer carrier 1 must be formed of a conductive material.

また、特公昭57−56074号公報に示されている現像装
置においては、現像担持体とドクタブレード間にトナー
を介して電圧を印加し、現像剤に現像バイアスを誘起す
るようにした現像装置が開示されている。この現像装置
によれば、現像剤担持体の構造等に制約が無く、現像担
持体にバイアス電位を印加するのに現像剤担持体を導電
性に保つための特別な機構や部材等を特に必要としな
い。Further, in a developing device disclosed in Japanese Patent Publication No. 57-56074, a developing device in which a voltage is applied between a developing carrier and a doctor blade via toner to induce a developing bias in a developer is known. It has been disclosed. According to this developing device, there is no restriction on the structure of the developer carrier, and special mechanisms and members for keeping the developer carrier conductive for applying a bias potential to the developer carrier are particularly required. And not.

しかし、この現像装置においては、現像剤担持体表面
とドクタブレード（現像剤担持体と絶縁された導体）間
の絶縁性を保たなければならない。However, in this developing device, it is necessary to maintain insulation between the surface of the developer carrier and the doctor blade (conductor insulated from the developer carrier).

一方、一成分トナー現像方式においては、現像ローラ
表面上にトナーの薄層を形成する必要があるため、現像
剤担持体表面とドクタブレードの距離はトナーが介在し
た状態でトナー粒径の１〜２倍程度であり、この方式を
一成分トナー現像方式に適用した場合、絶縁を保つため
には、この微小な距離を保たなければならない。また、
実際には、現像剤担持体とドクタブレードは圧接状態に
あり、トナーを介しても両者が接触することもあり得
る。したがって、特公昭57−56074号公報に開示されて
いる現像装置は、一成分トナー現像方式に適用すること
は困難であった。On the other hand, in the one-component toner developing method, since it is necessary to form a thin layer of toner on the surface of the developing roller, the distance between the surface of the developer carrier and the doctor blade is 1 to 1 of the toner particle size with the toner interposed. When this method is applied to a one-component toner developing method, this minute distance must be maintained in order to maintain insulation. Also,
Actually, the developer carrier and the doctor blade are in pressure contact with each other, and they may come into contact with each other via toner. Therefore, it was difficult to apply the developing device disclosed in Japanese Patent Publication No. 57-56074 to a one-component toner developing system.

また、スポンジのような発泡体を用いた弾性体ローラ
の外周に、表面に導電層を有する可撓性チューブを被覆
することによって現像剤担持体ローラを構成し、その表
面にトナー薄層を形成して潜像の可視像化を行う現像装
置が提案されているが、前記のように現像剤担持体ロー
ラの芯金にバイアスを印加する方法では、スポンジにカ
ーボン等を含浸することによって導電性にする必要があ
り、高価となるばかりか、十分な弾性を得ることができ
ないという欠点があった。In addition, a developer carrier roller is formed by coating a flexible tube having a conductive layer on the surface on the outer periphery of an elastic roller using a foam such as sponge, and forming a thin toner layer on the surface. There has been proposed a developing device that visualizes a latent image by applying a bias to the core metal of the developer carrier roller as described above, by impregnating the sponge with carbon or the like. This has the drawback that not only is it expensive, but it is not possible to obtain sufficient elasticity.

本発明は上記の問題点に鑑み、新規で優れた現像装置
を提供すべくなされたもので、一成分トナー現像方式に
容易に適用でき、かつ装置の複雑化を招くことなく、安
価に現像バイアス電圧の印加ができ、これによって地カ
ブリのない良好な画像が得られる現像装置を提供するこ
とを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and has been made to provide a novel and excellent developing device. The developing device can be easily applied to a one-component toner developing system, and can be developed at a low cost without complicating the device. It is an object of the present invention to provide a developing device capable of applying a voltage and thereby obtaining a good image without background fog.

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、一成分系非磁性現像剤を担持して搬送する
導電性を有する現像剤担持体と、該現像剤担持体に一成
分系非磁性現像剤を供給する現像剤供給装置と、前記現
像剤担持体に圧接された導電性を有する現像剤塗布部材
とを有する現像装置において、 前記現像剤担持体表面が、可撓性を有する導電性チュ
ーブにより構成されており、この導電性チューブに一成
分系非磁性現像剤を介して前記現像剤塗布部材を圧接
し、かつこの現像剤塗布部材に現像バイアス電圧を印加
するように構成したことを特徴としている。[Constitution of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention provides an electroconductive developer carrier for supporting and transporting a one-component non-magnetic developer, and a one-component developer carrier for the developer carrier. In a developing device having a developer supply device for supplying a non-magnetic developer and a conductive developer applying member pressed against the developer carrier, the surface of the developer carrier has flexibility The developer application member is press-contacted to the conductive tube via a one-component non-magnetic developer, and a developing bias voltage is applied to the developer application member. It is characterized by:

なお、現像剤塗布部材と現像剤担持体間の接触抵抗値
は、10⁹Ω以下の場合に良好な現像バイアス効果が得ら
れるが、特に10⁶Ω以下とすることがより好ましい結果
が得られる。Incidentally, the contact resistance value between the developer coating member and the developer carrier can obtain a good developing bias effect when the contact resistance is 10 ⁹ Ω or less, and more preferably, the result is more preferably 10 ⁶ Ω or less. .

（作用） 従来、現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加する場
合には、現像剤担持体の全体を導体構造にしたり、現像
剤担持体とドクタブレード間にトナーを安定的に保持さ
せるための機構が必要になり、そのため現像ローラの材
料や構造が制約を受けるという問題があったが、本発明
によれば、一般的な一成分現像方式に用いられる現像剤
塗布部材を用い、かつ特別な現像バイアス電圧を印加す
るための部材を設けることなく、安価に、かつ容易に現
像バイアス電圧を印加することができる。(Operation) Conventionally, when a developing bias voltage is applied to a developer carrier, the whole of the developer carrier has a conductor structure, or toner is stably held between the developer carrier and the doctor blade. However, according to the present invention, a developer applying member used in a general one-component developing system is used, and a special mechanism is required. The developing bias voltage can be applied easily at low cost without providing a member for applying the developing bias voltage.

これによって、ライン画像もベタ画像も良好に現像す
ることができる。さらに、現像剤担持体の素材が制約を
受けないので、現像剤担持体ローラを弾性体で形成した
り、あるいは表面近傍に誘電層を設ける等の多機能をも
った現像剤担持体ローラ、たとえば表面の導電層を可撓
性部材で構成し現像剤担持体ローラ基体をカーボンを含
まないスポンジ材料等の柔軟な構造とした現像剤担持体
ローラを実現できる。Thereby, both the line image and the solid image can be developed well. Further, since the material of the developer carrier is not restricted, the developer carrier roller having a multi-function such as forming the developer carrier roller with an elastic body, or providing a dielectric layer near the surface, for example, It is possible to realize a developer carrying roller in which the conductive layer on the surface is formed of a flexible member and the developer carrying roller base has a flexible structure made of a sponge material or the like containing no carbon.

したがって静電潜像保持体として、たとえばアルミド
ラムの表面に光導電体層を塗布したハードドラムを用い
た場合でも、トナー薄層を柔軟に接触させることができ
一成分接触現像にも適用することができる。Therefore, even when a hard drum having a photoconductor layer coated on the surface of an aluminum drum, for example, is used as the electrostatic latent image holding member, the thin toner layer can be flexibly contacted, and the present invention is also applied to one-component contact development. Can be.

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

実施例 第１図は本発明の実施例を示す概略図である。この実
施例の現像ローラ11は、たとえば、ステンレスのシャフ
トからなる支持体11aに、ウレタンゴムやスポンジ［END
UR（井上MTPの商品名）］からなる弾性体11bをローラ状
に設け、表面に比抵抗10²Ω〜10⁷Ωcm程度導電性のチュ
ーブからなる可撓性導電層11cを被覆して構成されてい
る。Embodiment FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of the present invention. The developing roller 11 of this embodiment is formed, for example, by urethane rubber or sponge [END] on a support 11a made of a stainless steel shaft.
UR (trade name of Inoue MTP)] is provided in the form of a roller, and the surface thereof is covered with a flexible conductive layer 11c formed of a conductive tube having a specific resistance of about 10 ² Ω to 10 ⁷ Ωcm. ing.

弾性体ブレード12は、厚さ0.2mmのリン青銅からな
り、図のようにブレード12のエッジが現像ローラ11に圧
接されている。この圧力は３〜30g/cmである。弾性体ブ
レード12は固定部材13に、現像バイアス印加用リード線
14とともにねじにより固定されている。この状態（現像
剤の無い状態）で、弾性体ブレード12と現像ローラ11と
は、少なくとも一部が接触して導通状態にある。一成分
現像剤15は現像剤容器16の内部に収納されている。17は
スポンジからなる現像剤供給ローラ、18は撹拌羽であ
る。The elastic blade 12 is made of phosphor bronze having a thickness of 0.2 mm, and the edge of the blade 12 is pressed against the developing roller 11 as shown in the figure. This pressure is between 3 and 30 g / cm. The elastic blade 12 is connected to the fixing member 13 by a lead wire for applying a developing bias.
It is fixed by screws together with 14. In this state (the state without the developer), at least a part of the elastic body blade 12 and the developing roller 11 are in contact with each other and are in a conductive state. The one-component developer 15 is housed inside a developer container 16. Reference numeral 17 denotes a developer supply roller formed of a sponge, and reference numeral 18 denotes a stirring blade.

現像ローラ11を図中の矢印の向きに周速180mm/sで回
転させたところ、現像ローラ11の表面に一成分現像剤の
均一な薄層を形成することができた。ここで、一成分現
像剤の均一薄層の層厚は現像剤平均粒径程度であった。
なお、ここでは、一成分現像剤として、ポリスチレン、
ポリエステル、スチレン／アクリル系樹脂等の樹脂と、
カーボン、帯電制御剤等より成る平均粒径10μｍの非磁
性トナーを使用した。When the developing roller 11 was rotated at a peripheral speed of 180 mm / s in the direction of the arrow in the figure, a uniform thin layer of the one-component developer could be formed on the surface of the developing roller 11. Here, the thickness of the uniform thin layer of the one-component developer was about the average particle size of the developer.
Here, polystyrene,
Resins such as polyester and styrene / acrylic resins,
A non-magnetic toner composed of carbon, a charge controlling agent and the like and having an average particle diameter of 10 μm was used.

この実施例の装置では、後述する第３図に示した参考
例と比べて、弾性体ブレード12の圧力が小さくても現像
剤の薄層を形成することができた。この現像装置を表面
電位−500V〜−600Vの有機感光体ドラム19に図のように
接触させ、図の矢印向きに各々を回転させ、現像バイア
ス電圧として−300Vの電圧を直流電源20から弾性体ブレ
ード12に印加したところ、良好な画像が得られた。な
お、このときの感光体ドラム19の周速は47mm/secであ
る。弾性体ブレード12を腹で圧接させた場合も同等の画
像が得られた。In the apparatus of this embodiment, a thin layer of the developer could be formed even when the pressure of the elastic blade 12 was small as compared with a reference example shown in FIG. The developing device is brought into contact with the organic photoreceptor drum 19 having a surface potential of -500 V to -600 V as shown in the figure, and each is rotated in the direction of the arrow in the figure. When a voltage was applied to the blade 12, a good image was obtained. The peripheral speed of the photosensitive drum 19 at this time is 47 mm / sec. Similar images were obtained when the elastic blade 12 was pressed against the belly.

第１図に示したように、弾性体ブレード12をエッジで
現像ローラ11に圧接した場合、圧力が小さくても現像剤
の薄層が形成でき、現像装置の駆動力を小さくすること
ができた。また、現像時において、弾性体ブレード12と
現像ローラ11の表面との抵抗値は接触長さが21cmのとき
10⁶Ω以下で、弾性体ブレード12を腹で圧接した場合に
は109⁵Ω以下であり、いずれの場合も前述のように良好
な画像が得られた。As shown in FIG. 1, when the elastic blade 12 was pressed against the developing roller 11 by the edge, a thin layer of the developer could be formed even with a small pressure, and the driving force of the developing device could be reduced. . During development, the resistance value between the elastic blade 12 and the surface of the developing roller 11 is determined when the contact length is 21 cm.
10 ⁶ Omega below, not more than 109 ⁵ Omega is when pressed against the elastic blade 12 in the belly, in any case were good images can be obtained as described above.

なお、この実施例においては、ブレード12を剛体とす
ることもできる。また、上記実施例においては、現像バ
イアス電圧として直流電圧を用いた例について説明した
が、交番電圧を印加することもできる。In this embodiment, the blade 12 may be made rigid. Further, in the above-described embodiment, an example in which a DC voltage is used as the developing bias voltage has been described, but an alternating voltage may be applied.

参考例 第３図は、従来の現像装置の概略構成を示す断面図で
ある。REFERENCE EXAMPLE FIG. 3 is a sectional view showing a schematic configuration of a conventional developing device.

同図において、現像剤担持体である現像ローラ21は、
ステンレス等の少なくとも表面が導電性に構成された円
筒であって、図中の矢印の向きに回転可能に支持されて
いる。現像剤塗布部材である少なくとも表面が導電性と
された弾性体ブレード22は、導電処理されたゴムや金属
等の弾性体より成っている。In the figure, a developing roller 21 as a developer carrier is
At least the surface is made of a conductive material such as stainless steel, and is supported rotatably in the direction of the arrow in the figure. The elastic member blade 22 having at least a surface made conductive, which is a developer applying member, is made of an elastic material such as rubber or metal subjected to conductive treatment.

この参考例では、厚さ0.2mmのリン青銅のブレードが
使用され、図示のようにその腹の面で現像ローラ21に10
〜50g/cmの圧力で圧接されている。弾性体ブレード22は
固定部材23に、現像バイアス印加用リード線24とともに
ねじにより固定されている。なお、リード線24はハンダ
付等の手段によって固定部材23に固定してもよい。In this reference example, a phosphor bronze blade having a thickness of 0.2 mm is used, and as shown in FIG.
It is pressed at a pressure of ~ 50g / cm. The elastic blade 22 is fixed to the fixing member 23 by screws together with the lead wire 24 for applying the developing bias. The lead wire 24 may be fixed to the fixing member 23 by means such as soldering.

この状態（現像剤の無い状態）で弾性体ブレード22と
現像ローラ21とは少なくとも一部が接触し、導通状態に
ある。一成分現像剤25は現像剤容器26の内部に収納され
ている。なお、ここでは、一成分現像剤として、ポリス
チレン、ポリエステル、スチレン／アクリル系樹脂等の
樹脂と、カーボン、帯電制御剤等より成る平均粒径10μ
ｍの非磁性トナーを使用した。In this state (the state without the developer), at least a part of the elastic blade 22 and the developing roller 21 are in contact with each other and are in a conductive state. The one-component developer 25 is housed inside a developer container 26. Here, as a one-component developer, a resin such as polystyrene, polyester, styrene / acrylic resin, carbon, a charge controlling agent, etc., having an average particle diameter of 10 μm.
m of non-magnetic toner was used.

上記の構成で、現像ローラ21を図中の矢印の向きに周
速150mm/秒で回転させたところ、現像ローラ21の表面に
一成分現像剤の均一な薄層を形成することができた。こ
の層厚は10μｍ〜20μｍであった。なお、このときの現
像ローラ21の周速は感光ドラム27の周速に対して1.5倍
〜７倍がよく、必要な画像濃度によって決めることがで
きる。この現像装置を表面電位800Vのセレン感光体ドラ
ム27に対し、150μｍの間隙を置いて図のように設置
し、矢印の向きに各々を回転させて、直流電源28から弾
性体ブレード22を介して周知の現像バイアス電圧を現像
ローラ21に印加したところ、良好な画像が得られた。こ
のときの現像バイアスは100〜200Vである。With the above configuration, when the developing roller 21 was rotated at a peripheral speed of 150 mm / sec in the direction of the arrow in the figure, a uniform thin layer of the one-component developer could be formed on the surface of the developing roller 21. This layer thickness was 10 μm to 20 μm. The peripheral speed of the developing roller 21 at this time is preferably 1.5 to 7 times the peripheral speed of the photosensitive drum 27, and can be determined according to the required image density. This developing device was installed on the selenium photosensitive drum 27 having a surface potential of 800 V with a gap of 150 μm as shown in FIG. When a well-known developing bias voltage was applied to the developing roller 21, a good image was obtained. The developing bias at this time is 100 to 200V.

なお、現像時において、弾性ブレード22と現像ローラ
21の表面間の抵抗値は、接触長さが21cmのとき106Ω以
下であった。抵抗値が10⁶Ωを越えると地カブリ等が発
生することがあり、良好な画像が得られなかった。During development, the elastic blade 22 and the developing roller
The resistance value between the surfaces of 21 was 106Ω or less when the contact length was 21 cm. If the resistance exceeds 10 ⁶ Ω, fog and the like may occur, and a good image cannot be obtained.

［発明の効果］ 本発明によれば、現像バイアスを印加するための特別
な部材を設けることなく、安価に、かつ容易に現像バイ
アスの印加できる一成分現像装置が実現でき、これによ
り、ライン画像もベタ画像も地カブリのない高濃度の良
好な画像も良好に現像することができる。さらに、現像
ローラが制約されないので、現像ローラを弾性体で形成
する、あるいは誘電層を設ける等の多機能をもった現像
ローラが実現できる。また、これにより接触現像にも適
用できる。[Effects of the Invention] According to the present invention, it is possible to realize a one-component developing apparatus capable of easily applying a developing bias at a low cost without providing a special member for applying a developing bias. A solid image and a high-density good image without background fog can be developed well. Furthermore, since the developing roller is not limited, a developing roller having multiple functions such as forming the developing roller with an elastic body or providing a dielectric layer can be realized. In addition, this can be applied to contact development.

本願によれば、現像バイアス電圧が確実に印加でき、
現像ローラが多機能の部材ではなく、機能を持ったもの
の重ね合せや組合せで構成でき、容易に安価なものが実
現できる。これにより実用が可能となる。According to the present application, the developing bias voltage can be reliably applied,
The developing roller is not a multifunctional member, but can be configured by superimposing or combining functional members, so that an inexpensive one can be easily realized. This makes practical use possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図は本発明に係る現像装置の概略図、第２図は従来
の現像装置の概略図、第３図は参考例に係る現像装置の
概略図である。 11……現像ローラ 12……弾性体ブレード 14……リード線 15……一成分現像剤 16……現像剤容器 19……感光体ドラム 20……直流電源、FIG. 1 is a schematic diagram of a developing device according to the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram of a conventional developing device, and FIG. 3 is a schematic diagram of a developing device according to a reference example. 11 developing roller 12 elastic blade 14 lead wire 15 one-component developer 16 developer container 19 photosensitive drum 20 DC power supply

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 光治 静岡県三島市南町６―78 東京電気株式 会社技術研究所内 (72)発明者 細矢 雅弘 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１ 株式 会社東芝総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−185769（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−223469（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−113949（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−104339（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−130129（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−61148（ＪＰ，Ａ) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Koji Endo 6-78 Minamicho, Mishima-shi, Shizuoka Prefecture Within the Technical Research Institute of Tokyo Electric Co., Ltd. (72) Masahiro Hosoya 1 Toshiba Komukai Toshiba-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture (56) References JP-A-61-185769 (JP, A) JP-A-59-223469 (JP, A) JP-A-58-113949 (JP, A) JP-A-56-104339 (JP, A) A) JP-A-56-130129 (JP, A) JP-A-48-61148 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】一成分系非磁性現像剤を担持して搬送する
導電性を有する現像剤担持体と、該現像剤担持体に一成
分系非磁性現像剤を供給する現像剤供給装置と、前記現
像剤担持体に圧接された導電性を有する現像剤塗布部材
とを有する現像装置において、 前記現像剤担持体表面が、可撓性を有する導電性チュー
ブにより構成されており、この導電性チューブに一成分
系非磁性現像剤を介して前記現像剤塗布部材を圧接し、
かつこの現像剤塗布部材に現像バイアス電圧を印加する
ように構成したことを特徴とする現像装置。An electroconductive developer carrier for supporting and transporting a one-component non-magnetic developer; a developer supply device for supplying the one-component non-magnetic developer to the developer carrier; A developing device having a conductive developer application member pressed against the developer carrier, wherein the surface of the developer carrier is constituted by a flexible conductive tube, and the conductive tube The developer application member is pressed into contact with a one-component non-magnetic developer via
And a developing bias voltage applied to the developer applying member.