JPS60670B2 - Electrostatic latent image developing device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は静電港像を一成分系現像剤を用いて現像する現
像装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a developing device for developing an electrostatic image using a one-component developer.

従来、一成分系現像剤を摩擦帯電プレードーこよって摩
擦帯電するようにした現像方式は公知である。Conventionally, a developing system in which a one-component developer is triboelectrically charged using triboelectrostatic play-doh is well known.

一般にトナーのみからなる現像剤を摩擦帯電させるブレ
ードの材質としては電気的導電度が低く、かつ耐摩耗性
の悪いものが多い。In general, the material of the blade that triboelectrically charges the developer consisting only of toner often has low electrical conductivity and poor abrasion resistance.

例えばテフロン「ポリィミド、ナイロン等があるが、こ
れらは絶縁性である為に摩擦帯電効率は極めて高い利点
を有するものであるが、ブレードの劣化即ち寿命が短い
ことやトナーをブレードで摩擬帯電させた場合、このブ
レードへの充電及びブレードからの電荷の放電がトナー
層を介して行われる事及びこのブレードは概して熱の不
良導体である為摩擦帯電時の熱の発生によって蓄熱され
摩耗現象を促進し、ブレードの摩耗が生じる事等によっ
て帯電効果が均一でなくなったり、劣化が顕著である。
従って、安定した良好な画像を得ることは困難であった
。一方、導電性の摩擦帯電ブレードを使用するものも知
られているが、これは例えばアルミニウム、鉄、ニッケ
ル、黄鋼等の材質から成っている為耐摩耗性が良好で帯
電効果のバラッキや劣化も非常に少ないので安定した画
像が得られるけれども、摩擦帯電効率が悪くトナーに付
与される電荷量は非常に少ない。従ってコピーの画質と
しては均一で安定しているが帯電量が少ないために十分
な画像濃度が得られず又は地肌汚れの著しいものとなり
良好な画像を得ることはやはり困難である。本発明は上
述の欠点を解消するもので長期間に亘つて安定した良好
な画質を得る静電潜隊の現像装置を提供することを目的
とする。For example, there are Teflon, polyimide, nylon, etc., but these have the advantage of extremely high triboelectric charging efficiency due to their insulating properties, but they also suffer from deterioration of the blade, which means a short life, and the fact that the toner is triboelectrically charged by the blade. In this case, the charging of this blade and the discharge of electric charge from the blade occur through the toner layer, and since this blade is generally a poor conductor of heat, heat is accumulated due to the generation of heat during frictional charging, accelerating the wear phenomenon. However, due to blade wear, etc., the charging effect becomes uneven and deterioration is significant.
Therefore, it has been difficult to obtain stable and good images. On the other hand, there are also known devices that use conductive friction charging blades, but these blades are made of materials such as aluminum, iron, nickel, yellow steel, etc., so they have good wear resistance, but the charging effect does not vary or deteriorate. Although a stable image can be obtained because the amount of charge is very small, the triboelectric charging efficiency is poor and the amount of charge imparted to the toner is very small. Therefore, although the image quality of the copy is uniform and stable, due to the small amount of charge, sufficient image density cannot be obtained or the background is heavily smudged, making it difficult to obtain a good image. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an electrostatic latent developing device which eliminates the above-mentioned drawbacks and provides stable and good image quality over a long period of time.

本発明は、摩擦帯電部材の少なくとも現像剤と接触する
部分に複数の電気的絶縁性材料及び導電性材料を隣接し
て形成したものを使用してトナーを摩擦帯電するように
した現像装置である。The present invention is a developing device that triboelectrically charges toner using a triboelectric charging member in which a plurality of electrically insulating materials and conductive materials are formed adjacent to each other in at least the portion that contacts the developer. .

以下本発明の実施例について図面を参照しながら説明す
ることにする。第１図は本発明の実施例を示すもので、
符号１は感光体で導電性支持体２、光導電体層３から構
成されており示矢方向に移動している。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
Reference numeral 1 denotes a photoreceptor, which is composed of a conductive support 2 and a photoconductor layer 3, and moves in the direction of the arrow.

光導電体層３上には静電潜像が形成されている。本実施
例においては光導電体として酸化亜鉛を使用した場合に
ついて説明する。現像ローラー４は導電性スリーブ５と
その上に形成された導電性ゴム層６から構成されており
、矢印方向に回転している。導電性ゴムとしては導電性
シリコンゴムのようにトナ−の付着し易い性質を有する
ものが適している。現像ローラー４の上部にはトナーの
みからなる一成分系非磁性現像剤Ｄを貯蔵しているホッ
パー７が配設されており、該ホッパー７の出口壁７ａの
下端部には摩擦帯電部材８が調節自在に取り付けられて
いる。今、現像装置の作用について説明すると、現象ロ
ーラー４が回転するとホッパー７内のトナーを導電性ゴ
ム層６のトナー付着力によってその移動方向に搬送する
。トナ−はホッパ−７の出口部に設けられた摩擦帯電部
材８によって静竜潜像の極性とは逆の極性（プラス）に
摩擦帯電される。現像ローラー４の導電・性ゴム層６は
トナー搬送中トナーをその表面に十分保持し得る粘着力
を有していると共に摩擦帯電時トナーを十分保持しなけ
ればならない。トナ−は体積固有抵抗値が１び４０肌以
上の高抵抗トナーである。摩擦帯電部材８は第２図に示
すように全体として導電性材料からなる導電性摩擦帯電
部分９と図中斜線で示す絶縁性材料からなる電気絶縁性
摩擦帯電部分１０とから構成されている。摩擦帯電部材
８の先端は図に示す如く小さい曲率半径の丸い形状を呈
しており、少なくともトナ−と接触する部分において、
上記導電性摩擦帯電部分９と電気絶縁性摩擦帯電部分１
０は互いに隣接しておりかつそれぞれ複数の隣接部分を
有している。摩擦帯電部材８は現像ローラー４の軸方向
に亘つて長く延びておりほぼそれと同じ長さの平板状の
ものである。導電性摩擦帯電部材としては、アルミニウ
ム、鉄「 ニッケル、黄鋼等の良導電性、良熱伝導体、
耐摩耗性のものが使用される。一方、電気絶縁性摩擦帯
電部材としては、テフロン、ポリィミド、ナイロン等が
使用され、何れも当然の事であるが使用されるトナーを
感光体の表面に形成された静電潜像の電荷と逆極性に帯
電するような摩擦帯電序列を考慮して選択されなければ
ならない。第２１図において導電性摩擦帯電部分９の厚
さをｄｃ、電気絶縁性摩擦帯電部分１０の厚さをｄ・と
したとき使用されるトナ−の粒径が１０〜２０仏のであ
ればｄｃ，ｄｌはトナー粒径以下則ち１０仏の以下が好
適であった。摩擦帯電部村８をこのように構成すれば「
電気絶縁性摩擦帯電部分１０でトナーを十分摩擦帯電さ
せ、導電性摩擦帯電部分９で摩擦帯電時発生した熱を逃
がし、摩擦帯電時の充放電もトナーを介さず同時に行わ
れかつ耐摩耗性に優れている。もちろん導電性摩擦帯電
部分は接地されている。而して摩擦帯電されたトナーは
現像ローラー４上に保持され現像部へ搬送される。現像
ローラーの導電性スリーブ５には光導電体層３上の非画
像部に残留する電位と同じかやや高めの同極性のバイア
ス電圧電源Ｅに接続されており「現像時、非画像部にト
ナーが付着するのを防止する。現像の完了した現像ロー
ラー４はさらに回転を続け、トナ−を再びホッパー７内
を通過させ新規なトナーを補充して以下これを繰り返す
。第３図乃至第５図は摩擦帯電部村８のトナーと接触す
る先端部分の形状を示すものである。第３図は第２図の
摩擦帯電部材８の底面図を示すものである。第４図は電
気絶縁性摩擦帯電部分１０が格子状に形成されているも
のである。第５図は導亀性摩擦帯電部分９内に円形の電
気絶縁性摩擦帯電部材１０が多数点在するよう構成され
たもので、必らずしも規則正しく配列する必要はない。
この導電性摩擦帯電部分９と電気絶縁性摩擦帯電部分１
０とはトナ−の進行方向において少なくともトナーが複
数回上記部分を通過するよう配列することは重要である
。これによってトナーは十分良好に摩擦帯電される。第
６図及び第７図は摩擦帯電部材８の変形実施例を示すも
のである。An electrostatic latent image is formed on the photoconductor layer 3. In this example, a case will be explained in which zinc oxide is used as the photoconductor. The developing roller 4 is composed of a conductive sleeve 5 and a conductive rubber layer 6 formed thereon, and rotates in the direction of the arrow. As the conductive rubber, one having a property to which toner easily adheres, such as conductive silicone rubber, is suitable. A hopper 7 storing a one-component non-magnetic developer D consisting only of toner is disposed above the developing roller 4, and a triboelectric charging member 8 is provided at the lower end of the outlet wall 7a of the hopper 7. It is installed in an adjustable manner. Now, to explain the operation of the developing device, when the roller 4 rotates, the toner in the hopper 7 is conveyed in the direction of movement by the toner adhesion force of the conductive rubber layer 6. The toner is triboelectrically charged by a triboelectric charging member 8 provided at the outlet of the hopper 7 to a polarity opposite to that of the static dragon latent image (positive). The conductive rubber layer 6 of the developing roller 4 must have adhesive strength sufficient to hold the toner on its surface while the toner is being conveyed, and must also hold the toner sufficiently during frictional charging. The toner is a high-resistance toner having a volume resistivity value of 1 to 40 or more. As shown in FIG. 2, the triboelectric charging member 8 is composed of an electrically conductive triboelectrifying portion 9 made of an electrically conductive material and an electrically insulating triboelectrifying portion 10 made of an insulating material shown by diagonal lines in the figure. The tip of the frictional charging member 8 has a round shape with a small radius of curvature as shown in the figure, and at least in the part that comes into contact with the toner,
The electrically conductive tribo-electrified portion 9 and the electrically insulating tribo-electrified portion 1
0 are adjacent to each other and each have a plurality of adjacent parts. The frictional charging member 8 is a flat plate-like member that extends in the axial direction of the developing roller 4 and has approximately the same length. Conductive triboelectric materials include aluminum, iron, nickel, yellow steel, and other good conductive and thermal conductors.
Abrasion resistant materials are used. On the other hand, Teflon, polyimide, nylon, etc. are used as the electrically insulating triboelectric charging member, and as a matter of course, they all charge the toner used in a way that is opposite to the charge of the electrostatic latent image formed on the surface of the photoreceptor. It must be selected in consideration of the triboelectrification order such that it is charged in polarity. In FIG. 21, when the thickness of the electrically conductive tribo-electrified portion 9 is dc, and the thickness of the electrically insulating tribo-electrified portion 10 is d., if the particle size of the toner used is between 10 and 20 mm, then dc, It was preferable that dl be equal to or less than the toner particle diameter, that is, equal to or less than 10 degrees. If the frictional charging section village 8 is configured in this way, "
The toner is sufficiently tribo-charged in the electrically insulating tribo-charging portion 10, and the heat generated during tribo-charging is released in the conductive tribo-charging portion 9, so that charging and discharging during tribo-charging are simultaneously performed without using the toner, and the toner is wear resistant. Are better. Of course, the conductive triboelectric charging portion is grounded. The frictionally charged toner is held on the developing roller 4 and conveyed to the developing section. The conductive sleeve 5 of the developing roller is connected to a bias voltage power source E with the same polarity as the potential remaining in the non-image area on the photoconductor layer 3 or slightly higher. After the development has been completed, the developing roller 4 continues to rotate, and the toner is passed through the hopper 7 again to be replenished with new toner, and the process is repeated. FIGS. 3 to 5 3 shows the shape of the tip of the friction charging member 8 that contacts the toner. FIG. 3 shows a bottom view of the friction charging member 8 shown in FIG. 2. FIG. The charging portion 10 is formed in a lattice shape. In FIG. It is not necessarily necessary to arrange them regularly.
The electrically conductive tribo-electrified portion 9 and the electrically insulating tribo-electrified portion 1
It is important that the toner be arranged so that the toner passes through the above portion at least multiple times in the toner traveling direction. As a result, the toner is triboelectrically charged sufficiently well. 6 and 7 show modified embodiments of the frictional charging member 8. FIG.

第６図は導電性摩擦帯電部分９の先端に複数条のＶ溝を
形成し、その部分に電気絶縁性の物質を埋め込み電気絶
縁性摩擦帯電部分１０としたものである。第７図は電気
絶縁性摩擦帯電部分１０をその先端をｄｇの距離だけ突
出せしめ、摩擦帯電効果をより向上させようとするもの
である。このｄｇはトナー粒径が１０〜２０仏のである
場合にはその粒径より小さい即ち１０ムの以下の値にし
なければならない。第８図は磁性トナーのみからなる一
成分系磁性現像剤を使用した電子写真複写装置を示すも
のである。FIG. 6 shows a structure in which a plurality of V-grooves are formed at the tip of a conductive tribo-electrified portion 9, and an electrically insulating material is embedded in the grooves to form an electrically insulating tribo-electrified portion 10. In FIG. 7, the tip of the electrically insulating tribo-charging portion 10 is made to protrude by a distance dg to further improve the tribo-charging effect. When the toner particle size is 10 to 20 mm, this dg must be smaller than the particle size, that is, 10 mm or less. FIG. 8 shows an electrophotographic copying apparatus using a one-component magnetic developer consisting only of magnetic toner.

図において符号１１はセレン、ＣｄＳ、有機光導電体等
の感光層を有する感光体ドラムであり示矢方向に速度Ｖ
で回転移動している。この感光体ドラム１１はまずコロ
ナ放電器よりなる帯電装置１２によって均一に帯電され
、次いで原稿載層台１３上の原稿を移動速度がＶで原稿
教置台１３と平行に移動走査する第１反射鏡１４と上記
速度の半分の速度１／２Ｖで平行移動する第２反射鏡１
５とィンミラーレンズ１６及び固定の反射鏡１７から光
学系によって露光し感光体ドラム１１上に静亀潜像を形
成する。静露潜像は現像装置１８によって可視像化され
る。現像装置１８は反時計方向に回転する非磁性の導電
性スリーブ１９とその内部に固定して設けられた磁石ロ
ーラー２０と、上記導電性スリーブ１９の上部に設けら
れたホッパ−２１と、該ホッパー２１の出口部に設けら
れた摩擦帯電部材２２とから構成されている。ホツパー
２１内には磁性トナーのみが貯蔵されておりスリーブ１
９表面に磁石ローラー２０の磁力によって磁気的に吸着
されて磁気ブラシを形成する。ホッパー２１からトナ−
が搬出される時摩擦帯電部材２２によって所定極性に帯
電される。この摩擦帯電部材２２の形状は第２図乃至第
７図に示すものが使用可能である。現像されて可視像化
されたトナー像は給紙装置２３から給紙される転写紙Ｔ
に重ね合わされコロナ転写装置２４によって静電的に転
写紙Ｔに転写される。転写紙Ｔは交流コロナ放電器又は
逆極性コロナ放電器よりなる除電分離装置２５によって
転写時転写紙Ｔの裏面に付与された電荷を除電して転写
紙Ｔの感光体ドラム１１への密着力を減じ転写紙Ｔを感
光体ドラム１１から分離させる。分離された転写紙Ｔは
定着装置２６によって定着され排紙トレー２７に画像面
を上向きにして排出される。一方転写後の感光体ドラム
１１表面には未転写のトナーが残留しており、これはク
リーニングブレード２８によって感光体ドラム１．１表
面から除去される。クリーニングブレード２８は図示す
るようにクリーニングブレード２８と感光体ドラム１１
とが接触する部分の接線とクリ−ニング作用面とが鋭角
をなしいわゆるトレーリング方向に押し当てられている
。このクリーニングブレード２８によって除去されたト
ナーは回収板２９の上を落下して回収容器３０に集めら
れる。この回収板２９はマィラーの如き薄い弾性体で感
光体ドラム１１の表面を傷付けないものが選択される。
回収容器３川こ集められたトナーは再使用のために図示
しないトナー搬送装置によって現像菱暦１８のホッパ−
２１内に自動的に補給されるようにしてもよい。一成分
現像剤であるのでトナー濃度を検知する必要もないので
再使用のための回収・補給も容易である。クリーニング
された感光体ドラム１１は除電装暦３１‘とよって残留
電荷を中和され、再び再使用のために供せられる。この
ようにして１回の複写プロセスが終了する。上述の実施
例において、現像剤を供給する供給ローラーが現像ロー
ラーの場合について説明したが、現像ローラーとは別に
供給ローラーを設け、この供給ローラーにトナーを摩擦
帯電させる部材を取り付けるようにすることもできる。In the figure, reference numeral 11 is a photosensitive drum having a photosensitive layer made of selenium, CdS, organic photoconductor, etc., and the speed is V in the direction of the arrow.
It is rotating and moving. The photosensitive drum 11 is first uniformly charged by a charging device 12 consisting of a corona discharger, and then a first reflecting mirror moves and scans the original on the document stacking table 13 at a moving speed of V in parallel with the document teaching table 13. 14 and a second reflecting mirror 1 that moves in parallel at a speed of 1/2V, which is half of the above speed.
5, a mirror lens 16, and a fixed reflecting mirror 17 are exposed by an optical system to form a static latent image on the photosensitive drum 11. The static exposure latent image is visualized by the developing device 18. The developing device 18 includes a non-magnetic conductive sleeve 19 that rotates counterclockwise, a magnet roller 20 fixedly provided inside the sleeve, a hopper 21 provided above the conductive sleeve 19, and the hopper. 21, and a frictional charging member 22 provided at the outlet portion of the charging member 21. Only magnetic toner is stored in the hopper 21, and the sleeve 1
9 is magnetically attracted to the surface by the magnetic force of the magnet roller 20 to form a magnetic brush. Toner from hopper 21
When it is carried out, it is charged to a predetermined polarity by the frictional charging member 22. The shapes of this frictional charging member 22 shown in FIGS. 2 to 7 can be used. The developed and visualized toner image is transferred to a transfer paper T fed from a paper feeding device 23.
are superimposed on each other and electrostatically transferred to the transfer paper T by the corona transfer device 24. The transfer paper T is charged by a charge removal/separation device 25 consisting of an AC corona discharger or a reverse polarity corona discharger to eliminate the charge applied to the back surface of the transfer paper T during transfer, thereby increasing the adhesion of the transfer paper T to the photoreceptor drum 11. The subtraction transfer paper T is separated from the photosensitive drum 11. The separated transfer paper T is fixed by a fixing device 26 and is discharged onto a paper discharge tray 27 with the image side facing upward. On the other hand, untransferred toner remains on the surface of the photoreceptor drum 11 after the transfer, and this is removed from the surface of the photoreceptor drum 1.1 by the cleaning blade 28. The cleaning blade 28 connects the cleaning blade 28 and the photosensitive drum 11 as shown in the figure.
The tangent of the contact area and the cleaning action surface form an acute angle and are pressed in the so-called trailing direction. The toner removed by the cleaning blade 28 falls on the collection plate 29 and is collected in the collection container 30. The collection plate 29 is made of a thin elastic material such as Mylar that does not damage the surface of the photoreceptor drum 11.
The collected toner is transferred to the hopper of the developer 18 by a toner conveying device (not shown) for reuse.
21 may be automatically replenished. Since it is a one-component developer, there is no need to detect toner concentration, so it is easy to collect and replenish for reuse. The cleaned photosensitive drum 11 has residual charges neutralized by a static eliminator 31', and is used again for reuse. In this way, one copying process is completed. In the above embodiment, the case where the supply roller that supplies the developer is a developing roller has been described, but a supply roller may be provided separately from the developing roller, and a member that triboelectrically charges the toner may be attached to this supply roller. can.

以上のように本発明によれば非磁性トナー、磁性トナー
の如き一成分現像剤を効率良く摩擦帯電を行わせること
が出来、摩擦帯電部村が耐摩耗性に優れているので長時
間にわたり安定した帯電を行わせることが出釆る。As described above, according to the present invention, one-component developers such as non-magnetic toner and magnetic toner can be tribo-charged efficiently, and the tribo-charging part has excellent wear resistance, so it is stable for a long time. It is possible to perform a certain amount of electrification.

またトナーに十分帯電させることが出来るので現像時バ
イアス電圧を印放して地肌汚れのない良好な画像を得る
ことが可能である。摩擦帯電部材として電気的絶縁性の
材質と導電性の材質とを互いに隣接させて設けたので両
者の利点のみを巧みに有するような優れた特質を持って
いる。そして極めて簡単でありかつ安価な現像装置を提
供することが出釆る。Further, since the toner can be sufficiently charged, it is possible to leave the bias voltage applied during development and obtain a good image free from background stains. Since an electrically insulating material and an electrically conductive material are provided adjacent to each other as a triboelectric charging member, it has an excellent characteristic that skillfully has only the advantages of both materials. Therefore, it is possible to provide an extremely simple and inexpensive developing device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の実施例を示す現像装置の横断面図、第
２図は摩擦帯電部材の部分断面図、第３図乃至第５図は
本発明の異なる実施例を示す摩擦帯電部材の底面図、第
６図及び第７図は本発明の別の実施例を示す摩擦帯電部
材の部分断面図、第８図は本発明の実施例を示す電子写
真複写装置の概略構成図である。 １……感光体、４，１８……現像ローフー、７，２１・
・・・・・ホッパー、８，２２・・・…摩擦帯電部材、
９・・・・・・導電性摩擦帯電部分、１０・・・・・・
電気絶縁性摩擦帯電部分、Ｄ・・・・・・一成分現像剤
、Ｔ…・・・転写紙。 椿イ図 席２図 麻３図 稀４図 橋５図 ／精６図 精７図 席８図FIG. 1 is a cross-sectional view of a developing device showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a triboelectric charging member, and FIGS. 3 to 5 are a cross-sectional view of a triboelectric charging member showing different embodiments of the present invention. The bottom view, FIGS. 6 and 7 are partial sectional views of a triboelectric charging member showing another embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an electrophotographic copying apparatus showing an embodiment of the present invention. 1... Photoreceptor, 4, 18... Developing roller, 7, 21.
... Hopper, 8, 22 ... Frictional charging member,
9... Conductive triboelectric charging part, 10...
Electrically insulating triboelectrically charged portion, D: one-component developer, T: transfer paper. Camellia, Seat 2, Hemp 3, Rare 4, Bridge 5/Season 6, Seat 7, Seat 8

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ 一成分系現像剤を表面に担持して搬送する供給ロー
ラーと、該供給ローラーに一成分系現像剤を供給する現
像剤供給装置と、上記供給ローラー上の一成分系現像剤
に所定極性の電荷を付与する摩擦帯電部材とを有する現
像装置において、上記摩擦帯電部材の少なくとも現像剤
と接触する部分に複数の電気的絶縁性材料及び導電性材
料を隣接して形成したことを特徴とする静電潜像の現像
装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の導電性材料は接地され
ていることを特徴とする静電潜像の現像装置。[Scope of Claims] 1. A supply roller that carries and conveys a one-component developer on its surface, a developer supply device that supplies the one-component developer to the supply roller, and a developer supply roller that carries a one-component developer on the supply roller. A developing device having a triboelectric charging member that applies a charge of a predetermined polarity to a developer, wherein a plurality of electrically insulating materials and conductive materials are formed adjacent to each other at least in a portion of the tribocharging member that contacts the developer. An electrostatic latent image developing device characterized by: 2. An electrostatic latent image developing device, wherein the conductive material according to claim 1 is grounded.