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JP4703951B2 - Developing apparatus and electrophotographic apparatus - Google Patents

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JP4703951B2 JP2003271401A JP2003271401A JP4703951B2 JP 4703951 B2 JP4703951 B2 JP 4703951B2 JP 2003271401 A JP2003271401 A JP 2003271401A JP 2003271401 A JP2003271401 A JP 2003271401A JP 4703951 B2 JP4703951 B2 JP 4703951B2
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  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Description

本発明は、プリンタや複写機等に利用される電子写真装置、及びその電子写真装置において静電潜像をトナー現像するための現像装置に関する。   The present invention relates to an electrophotographic apparatus used for a printer, a copying machine, and the like, and a developing device for developing toner on an electrostatic latent image in the electrophotographic apparatus.

プリンタや複写機等に利用される電子写真装置では、感光体ドラム(静電潜像担持体)に形成された静電潜像を、トナーにより現像する。現像方法の一つに、非磁性のトナーを用い、キャリアを用いずに行う、いわゆる非磁性一成分現像法がある。従来より、この非磁性一成分現像法に対応した現像装置が提案されている(例えば、特許文献1〜6参照)。   In an electrophotographic apparatus used for a printer, a copying machine, or the like, an electrostatic latent image formed on a photosensitive drum (electrostatic latent image carrier) is developed with toner. As one of the developing methods, there is a so-called non-magnetic one-component developing method that uses a non-magnetic toner and does not use a carrier. Conventionally, developing devices corresponding to this non-magnetic one-component developing method have been proposed (for example, see Patent Documents 1 to 6).

特開平7−44007号公報(第5頁、図1)Japanese Patent Laid-Open No. 7-44007 (5th page, FIG. 1) 特開平7−64394号公報(第3頁、図3)JP 7-64394 A (page 3, FIG. 3) 特開平9−80905号公報(第5−6頁、図1)Japanese Patent Laid-Open No. 9-80905 (page 5-6, FIG. 1) 特開平10−153910号公報(第6−8頁、図3)JP-A-10-153910 (page 6-8, FIG. 3) 特開平12−98740号公報(第3−4頁、図1)JP-A-12-98740 (page 3-4, FIG. 1) 特開平13−56605号公報(第3−4頁、図1)Japanese Patent Laid-Open No. 13-56605 (page 3-4, FIG. 1)

図16に、特開平7−44007号公報に開示された現像装置を示す。この現像装置は、感光体ドラム110に対向配置された現像ローラ100と、この現像ローラ100の外周面にトナーを供給する供給ローラ101とを備えている。現像ローラ100の図中上側には、現像ローラ100の外周面に付着するトナーの厚さを規制するためのトナー規制ローラ102が対向配置されている。トナー規制ローラ102の外周面には、この外周面に付着したトナーを掻き落とすブレード103が当接している。現像ローラ100の外周面に付着し、トナー規制ローラ102により厚さが規制されたトナーは、感光体ドラム110に形成された静電潜像に引き付けられ、当該静電潜像に付着する。現像ローラ100の外周面に付着したトナーのうち、感光体ドラム110に転写されなかったトナー(符号Aで示す。)は、現像ローラ100の下側に設けられた回収ローラ104又は上述した供給ローラ101によって回収される。上記の他の文献に記載された現像装置の基本構成も、ほぼ同様である。   FIG. 16 shows a developing device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-44007. The developing device includes a developing roller 100 disposed opposite to the photosensitive drum 110 and a supply roller 101 that supplies toner to the outer peripheral surface of the developing roller 100. On the upper side of the developing roller 100 in the figure, a toner regulating roller 102 for regulating the thickness of the toner adhering to the outer peripheral surface of the developing roller 100 is disposed oppositely. A blade 103 that scrapes off the toner adhering to the outer peripheral surface is in contact with the outer peripheral surface of the toner regulating roller 102. The toner that adheres to the outer peripheral surface of the developing roller 100 and whose thickness is regulated by the toner regulating roller 102 is attracted to the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 110 and adheres to the electrostatic latent image. Of the toner adhering to the outer peripheral surface of the developing roller 100, the toner that is not transferred to the photosensitive drum 110 (denoted by reference symbol A) is the collection roller 104 provided below the developing roller 100 or the above-described supply roller. 101. The basic configuration of the developing apparatus described in the other documents is almost the same.

しかしながら、このような従来の現像装置では、供給ローラ101から現像ローラ100に供給されたトナーを、現像ローラ100とトナー規制ローラ102との間を通過させて感光体ドラム110側に搬送するためには、現像ローラ100の外周面の摩擦係数をトナー規制ローラ102の外周面の摩擦係数よりも大きくしなければならない。そのため、従来の現像装置では、現像ローラ100の外周面の摩擦係数が比較的大きく、従ってトナーに対する離型性が低いため、現像ローラ100の外周面に残存するトナーAを供給ローラ101等によって完全に除去できない場合がある。現像ローラ100の外周面にこのような残存トナーAがあると、その残存トナーAの上に更にトナーが付着して局所的に厚さが増し、現像ローラ100が一回転したときに感光体ドラム110の静電潜像以外の部分に付着していわゆる残像を形成する。これにより、記録紙(印刷媒体)には、本来形成されるべき画像以外の部分に汚れが生じ、画像品質が低下することとなる。   However, in such a conventional developing device, the toner supplied from the supply roller 101 to the developing roller 100 passes between the developing roller 100 and the toner regulating roller 102 and is conveyed to the photosensitive drum 110 side. Therefore, the friction coefficient of the outer peripheral surface of the developing roller 100 must be larger than the friction coefficient of the outer peripheral surface of the toner regulating roller 102. For this reason, in the conventional developing device, the coefficient of friction of the outer peripheral surface of the developing roller 100 is relatively large, and therefore the releasability with respect to the toner is low. May not be removed. If such residual toner A is present on the outer peripheral surface of the developing roller 100, the toner further adheres on the residual toner A and the thickness thereof increases locally. When the developing roller 100 rotates once, the photosensitive drum A so-called afterimage is formed by adhering to a portion other than the electrostatic latent image 110. As a result, the recording paper (printing medium) is smudged in portions other than the image that should be originally formed, and the image quality is degraded.

また、ブレード103は、トナー規制ローラ102に対して比較的強い力で押し当てられているため、摩擦熱によりトナーが溶融し、トナー規制ローラ102等の外周面に固着する、いわゆるフィルミング現象が発生する可能性もある。このようなフィルミング現象が発生すると、現像ローラ100の外周面に形成されるトナー層の厚さが不均一になるため、記録紙には、本来形成されるべき画像の一部が欠け、あるいは本来形成されるべき画像以外の部分に汚れが生じ、画像品質が低下することとなる。   Further, since the blade 103 is pressed against the toner regulation roller 102 with a relatively strong force, a so-called filming phenomenon occurs in which the toner melts due to frictional heat and adheres to the outer peripheral surface of the toner regulation roller 102 or the like. It may occur. When such a filming phenomenon occurs, the thickness of the toner layer formed on the outer peripheral surface of the developing roller 100 becomes non-uniform, so that a part of the image to be originally formed is missing on the recording paper, or The portion other than the image that should be originally formed is soiled and the image quality is deteriorated.

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、画像品質の低下を防止することができる現像装置及び電子写真装置を提供することにある。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a developing device and an electrophotographic apparatus that can prevent deterioration in image quality.

上記の課題を解決するため、本発明に係る現像装置は、静電潜像担持体に形成された静電潜像に非磁性トナーを付着させることにより前記静電潜像を現像する現像部材と、前記現像部材と接触して設けられ、前記現像部材に非磁性トナーを供給するトナー供給部材と、前記現像部材に接触する外周面を有し、弾性を有するトナー層形成部材と、前記トナー層形成部材の前記外周面に付着したトナー層の厚さを規制するトナー層規制部材とを備え、前記現像部材の外周面の離型性は、前記トナー層形成部材の前記外周面の離型性よりも高く、前記トナー層形成部材の前記外周面に付着し前記トナー層規制部材により厚さが規制されたトナー層を、前記トナー層形成部材と前記現像部材との接触部を通過した前記現像部材上のトナー層に転移させることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a developing device according to the present invention includes a developing member that develops the electrostatic latent image by attaching nonmagnetic toner to the electrostatic latent image formed on the electrostatic latent image carrier. , provided in contact with said developing member, and the toner supply member for supplying the nonmagnetic toner to the developing member, have a peripheral surface in contact with said developing member, a toner layer forming member having elasticity, the toner layer A toner layer regulating member that regulates the thickness of the toner layer attached to the outer peripheral surface of the forming member, and the releasability of the outer peripheral surface of the developing member is that of the outer peripheral surface of the toner layer forming member. The developing layer that passes through the contact portion between the toner layer forming member and the developing member through a toner layer that is higher than the toner layer and adheres to the outer peripheral surface of the toner layer forming member and whose thickness is regulated by the toner layer regulating member. by transferring the toner layer on the member It is characterized in.

本発明に係る電子写真装置は、上述した現像装置と、この現像装置により現像される静電潜像担持体と、前記現像装置により現像された前記静電潜像担持体上のトナー像を印刷媒体に転写する転写装置とを備えたものである。   The electrophotographic apparatus according to the present invention prints the above-described developing device, the electrostatic latent image carrier developed by the developing device, and the toner image on the electrostatic latent image carrier developed by the developing device. And a transfer device for transferring to a medium.

本発明によれば、トナー層形成部材の外周面に厚さを規制したトナー層を形成し、このトナー層を現像部材に転移させるよう構成したので、現像部材の外周面の摩擦係数を小さくしても、現像部材の外周面に均一で且つ十分な厚さのトナー層を転移により形成することができる。現像部材の外周面の摩擦係数を小さくすることによりトナーに対する離型性が向上するため、現像部材の外周面に残った不要なトナーを確実に除去することが可能になる。従って、現像部材の外周面に残った不要なトナーに起因する残像の発生を防止し、画像品質の低下を防止することができる。また、トナー層形成部材の外周面のトナーを全て掻き落とすのではないため、トナー層規制部材を比較的弱い力でトナー層形成部材に押し当てることができ、これにより、摩擦熱によりトナーが溶融して生じるフィルミング現象を防止し、画像品質の低下を防止することができる。加えて、現像部材及びトナー層形成部材の摩擦係数、印加電圧等を変化させることにより、現像部材の外周面に形成されるトナー層の厚さを自在に変化させることができるため、画像の濃淡の調節が可能になる。   According to the present invention, since the toner layer having a regulated thickness is formed on the outer peripheral surface of the toner layer forming member and this toner layer is transferred to the developing member, the friction coefficient of the outer peripheral surface of the developing member is reduced. However, a uniform and sufficient toner layer can be formed on the outer peripheral surface of the developing member by transfer. Since the releasability with respect to the toner is improved by reducing the friction coefficient of the outer peripheral surface of the developing member, unnecessary toner remaining on the outer peripheral surface of the developing member can be surely removed. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of an afterimage due to unnecessary toner remaining on the outer peripheral surface of the developing member, and to prevent the image quality from deteriorating. Further, since not all of the toner on the outer peripheral surface of the toner layer forming member is scraped off, the toner layer regulating member can be pressed against the toner layer forming member with a relatively weak force, whereby the toner is melted by frictional heat. Thus, the filming phenomenon that occurs can be prevented, and deterioration of image quality can be prevented. In addition, the thickness of the toner layer formed on the outer peripheral surface of the developing member can be freely changed by changing the friction coefficient of the developing member and the toner layer forming member, the applied voltage, etc. Can be adjusted.

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る現像装置4を含む電子写真装置の要部を示す図である。この電子写真装置は、非磁性一成分現像方式によるものであり、外周面に感光層を備えた感光体ドラム1(静電潜像担持体)を備えている。感光体ドラム1の感光層は、露光されていない時には絶縁性を有し、露光された時には導電性を有して帯電電荷を逃がすものである。感光体ドラム1は、一方向(図中時計回り)に回転する。感光体ドラム1の周囲には、その回転方向に沿って、帯電ローラ2、LEDヘッド3、現像装置4、転写ローラ5及びクリーニング装置6が順に配置されている。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a main part of an electrophotographic apparatus including a developing device 4 according to Embodiment 1 of the present invention. This electrophotographic apparatus is based on a non-magnetic one-component developing system, and includes a photosensitive drum 1 (electrostatic latent image carrier) having a photosensitive layer on an outer peripheral surface. The photosensitive layer of the photosensitive drum 1 has an insulating property when not exposed, and has a conductivity when exposed to release charged charges. The photosensitive drum 1 rotates in one direction (clockwise in the figure). Around the photosensitive drum 1, a charging roller 2, an LED head 3, a developing device 4, a transfer roller 5, and a cleaning device 6 are sequentially arranged along the rotation direction.

帯電ローラ2は、一定の電位が与えられた導電性のローラであり、感光体ドラム1の外周面に押し当てられ、その外周面の感光層を一様に帯電させるものである。LEDヘッド3は、一様に帯電した感光体ドラム1の感光層を、アレイ状に配列したLED(発光ダイオード)により画像情報に応じて選択的に露光するものである。感光体ドラム1の感光層のうち、露光された部分は帯電電荷が除去されるが、露光されなかった部分は帯電電荷が残って静電潜像となる。現像装置4は、後述するように、感光体ドラム1の外周面に形成された静電潜像にトナーを付着させ、いわゆるトナー現像を行うものである。転写ローラ5は、感光体ドラム1との間で図示しない記録紙(印刷媒体)を挟み込み、感光体ドラム1の外周面に形成されたトナー像を記録紙に転写するものである。クリーニング装置6は、クリーニングブレード60を備え、転写後に感光体ドラム1の外周面に残った不要なトナーを除去するものである。   The charging roller 2 is a conductive roller to which a constant potential is applied, and is pressed against the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1 to uniformly charge the photosensitive layer on the outer peripheral surface. The LED head 3 selectively exposes the uniformly charged photosensitive layer of the photosensitive drum 1 according to image information by LEDs (light emitting diodes) arranged in an array. Of the photosensitive layer of the photosensitive drum 1, the charged portion is removed from the exposed portion, but the charged portion remains in the unexposed portion to form an electrostatic latent image. As will be described later, the developing device 4 attaches toner to the electrostatic latent image formed on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1 and performs so-called toner development. The transfer roller 5 sandwiches a recording paper (print medium) (not shown) between the photosensitive drum 1 and transfers a toner image formed on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1 to the recording paper. The cleaning device 6 includes a cleaning blade 60 and removes unnecessary toner remaining on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1 after transfer.

図2は、現像装置4を拡大して示す図である。この現像装置4は、感光体ドラム1に対向配置された現像ローラ(現像部材)10と、この現像ローラ10に供給されるトナーを収容するトナー収容室15とを備えている。現像ローラ10は、トナー収容室15の底部に設けられている。現像ローラ10の外周面のうち、図中右側の部分はトナー収容室15内に位置し、図中左側の部分はトナー収容室15外に突出して感光体ドラム1に対向している。現像ローラ10の回転軸は、感光体ドラム1の回転軸と平行である。現像ローラ10は、感光体ドラム1の回転方向と反対の方向に回転し、その外周面のトナーを感光体ドラム1に付着させるものである。   FIG. 2 is an enlarged view of the developing device 4. The developing device 4 includes a developing roller (developing member) 10 disposed opposite to the photosensitive drum 1 and a toner storage chamber 15 that stores toner supplied to the developing roller 10. The developing roller 10 is provided at the bottom of the toner storage chamber 15. Of the outer peripheral surface of the developing roller 10, the right portion in the drawing is located in the toner storage chamber 15, and the left portion in the drawing protrudes out of the toner storage chamber 15 and faces the photosensitive drum 1. The rotation axis of the developing roller 10 is parallel to the rotation axis of the photosensitive drum 1. The developing roller 10 rotates in the direction opposite to the rotation direction of the photosensitive drum 1 and adheres toner on the outer peripheral surface thereof to the photosensitive drum 1.

この現像ローラ10は、半導電性の弾性体(具体的には、ゴム)からなるローラ10bの外周面に樹脂(例えば、ポリイミド樹脂、ウレタン樹脂又はフッ素樹脂)よりなるコーティング層10aを形成したものである。コーティング層10aを設けた理由は、現像ローラ10の外周面の摩擦係数を小さくし、トナーに対する離型性(すなわち、トナーの離れ易さ)を向上するためである。ローラ10bのゴム硬度は、JISのC硬度で30〜60度である。なお、現像ローラ10は、連続気泡を有する樹脂(スポンジ)よりなるローラの周囲に、ポリイミド樹脂等よりなるチューブを被せた構成でもよい。   This developing roller 10 has a coating layer 10a made of a resin (for example, polyimide resin, urethane resin, or fluorine resin) formed on the outer peripheral surface of a roller 10b made of a semiconductive elastic body (specifically, rubber). It is. The reason why the coating layer 10a is provided is to reduce the coefficient of friction of the outer peripheral surface of the developing roller 10 and to improve the releasability with respect to the toner (that is, the ease of separation of the toner). The rubber hardness of the roller 10b is 30 to 60 degrees as JIS C hardness. The developing roller 10 may have a configuration in which a tube made of polyimide resin or the like is covered around a roller made of resin (sponge) having open cells.

図3は、現像ローラ10の外周面の摩擦係数(ここでは、静止摩擦係数)の測定方法を示す図である。この測定方法では、アクリル樹脂により形成された平均表面粗さ(Rz)が約2μmの傾斜板31を用いる。この傾斜板31の上に、現像ローラ10を、軸方向が傾斜板31の傾斜方向と一致するように載置し、傾斜板31の傾斜角度を徐々に大きくする。現像ローラ10が滑り出したときの傾斜板31の傾斜角度を滑り角θ(θ>0度)とすると、この滑り角θと静止摩擦係数μとの間には、μ=tanθの関係がある。現像ローラ10の外周面の傾斜板31の表面に対する静止摩擦係数μは、好ましくは0.58以下(すなわち、滑り角θが30度以下)であり、より好ましくは0.36以下(すなわち、滑り角θが20以下)である。   FIG. 3 is a diagram illustrating a method for measuring the friction coefficient (here, the static friction coefficient) of the outer peripheral surface of the developing roller 10. In this measurement method, an inclined plate 31 having an average surface roughness (Rz) of about 2 μm formed of an acrylic resin is used. The developing roller 10 is placed on the inclined plate 31 so that the axial direction coincides with the inclined direction of the inclined plate 31, and the inclination angle of the inclined plate 31 is gradually increased. Assuming that the inclination angle of the inclined plate 31 when the developing roller 10 starts to slide is the sliding angle θ (θ> 0 degrees), there is a relationship μ = tan θ between the sliding angle θ and the static friction coefficient μ. The coefficient of static friction μ with respect to the surface of the inclined plate 31 on the outer peripheral surface of the developing roller 10 is preferably 0.58 or less (that is, the sliding angle θ is 30 degrees or less), more preferably 0.36 or less (that is, slipping). The angle θ is 20 or less.

図2に示すように、トナー収容室15内には、現像ローラ10に隣接して、この現像ローラ10の回転軸に平行な回転軸を有する供給ローラ(トナー供給部材)11が設けられている。供給ローラ11は、連続気泡を有する半導電性の樹脂により形成されたものであり、その外周面は、現像ローラ10の外周面に接している。供給ローラ11の回転方向は、現像ローラ10の回転方向と同じである。   As shown in FIG. 2, a supply roller (toner supply member) 11 having a rotation axis parallel to the rotation axis of the developing roller 10 is provided in the toner storage chamber 15 adjacent to the developing roller 10. . The supply roller 11 is formed of a semiconductive resin having open cells, and the outer peripheral surface thereof is in contact with the outer peripheral surface of the developing roller 10. The rotation direction of the supply roller 11 is the same as the rotation direction of the developing roller 10.

現像ローラ10及び供給ローラ11の間には、電源(電位付与手段)40,41によりそれぞれ電位VD,VSが与えられており、これらの電位VD,VS間には、トナーを現像ローラ10側に引き付ける電位差が設定されている。具体的には、トナーが摩擦帯電(後述)により負に帯電する場合には、電位VD,VSを共に負電位とし、トナーが正に帯電する場合には、電位VD,VSを共に正電位とする。電位VD,VSは、|VD|≦|VS|の関係を満足するようになっている。ここでは、トナーが負に帯電するものとし、例えば、電位VDを−300Vとし、VSを−450Vとする。なお、トナーが正に帯電する場合には、例えば、電位VDを+300Vとし、VSを+450Vとする。   Potentials VD and VS are respectively applied between the developing roller 10 and the supply roller 11 by power sources (potential applying means) 40 and 41. Between these potentials VD and VS, toner is supplied to the developing roller 10 side. The potential difference to be attracted is set. Specifically, when the toner is negatively charged by frictional charging (described later), the potentials VD and VS are both negative potentials. When the toner is positively charged, the potentials VD and VS are both positive potentials. To do. The potentials VD and VS satisfy the relationship | VD | ≦ | VS |. Here, it is assumed that the toner is negatively charged. For example, the potential VD is set to −300V and VS is set to −450V. When the toner is positively charged, for example, the potential VD is set to + 300V and VS is set to + 450V.

トナー収容室15の下部には、供給ローラ11に向けて傾斜する傾斜板15aが形成されている。これは、トナー収容室15内のトナーが少なくなった状態でも、トナーが供給ローラ11の周囲に集まるようにするためである。   An inclined plate 15 a that is inclined toward the supply roller 11 is formed in the lower portion of the toner storage chamber 15. This is for the purpose of collecting toner around the supply roller 11 even when the toner in the toner storage chamber 15 is low.

現像ローラ10の回転方向に沿って供給ローラ11から感光体ドラム1までの区間(すなわち、図2において現像ローラ10の上側)には、現像ローラ10の回転軸と平行な回転軸を有するトナー層形成ローラ(トナー層形成部材)12が設けられている。トナー層形成ローラ12は、半導電性の弾性ゴムよりなるローラであり、その外周面が現像ローラ10の外周面に接している。トナー層形成ローラ12の外周面のうち、図中右側の部分はトナー収容室15内に位置し、図中左側の部分はトナー収容室15外に突出している。トナー層形成ローラ12の回転方向は、現像ローラ10の回転方向と同方向である。また、トナー層形成ローラ12の回転周速は、現像ローラ10よりも遅いか又は同じ(例えば、現像ローラ10の回転周速の0.5〜1.0倍)に設定されている。   In a section from the supply roller 11 to the photosensitive drum 1 along the rotation direction of the developing roller 10 (that is, the upper side of the developing roller 10 in FIG. 2), a toner layer having a rotation axis parallel to the rotation axis of the developing roller 10 A forming roller (toner layer forming member) 12 is provided. The toner layer forming roller 12 is a roller made of semiconductive elastic rubber, and its outer peripheral surface is in contact with the outer peripheral surface of the developing roller 10. Of the outer peripheral surface of the toner layer forming roller 12, the right portion in the drawing is located in the toner storage chamber 15, and the left portion in the drawing protrudes outside the toner storage chamber 15. The rotation direction of the toner layer forming roller 12 is the same as the rotation direction of the developing roller 10. The rotational peripheral speed of the toner layer forming roller 12 is set to be slower than or the same as that of the developing roller 10 (for example, 0.5 to 1.0 times the rotational peripheral speed of the developing roller 10).

図4は、現像装置4におけるトナーの搬送状態を模式的に表す図である。トナー層形成ローラ12は、その外周面に、供給ローラ11から現像ローラ10に供給されたトナーの少なくとも一部を付着させるようになっている。トナー層形成ローラ12の外周面は、現像ローラ10の外周面よりも摩擦係数が大きい(すなわちトナーに対する離型性が低い)ことが好ましい。トナー層形成ローラ12の外周面に付着するトナー層を厚くできるからである。トナー層形成ローラ12には、電源42により、電位VLが与えられている。上述した現像ローラ10の電位VDとトナー層形成ローラ12の電位VLとの間には、トナーを現像ローラ10側に引き付ける電位が設けられている。具体的には、電位VD,VLは、|VD|≦|VL|の関係を満足するように定められる。トナーが負に帯電する場合、例えば、電位VDを−300Vとし、電位VLを−450Vとする。   FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a toner conveyance state in the developing device 4. The toner layer forming roller 12 adheres at least a part of the toner supplied from the supply roller 11 to the developing roller 10 on the outer peripheral surface thereof. The outer peripheral surface of the toner layer forming roller 12 preferably has a larger coefficient of friction than the outer peripheral surface of the developing roller 10 (that is, the releasability with respect to the toner is low). This is because the toner layer adhering to the outer peripheral surface of the toner layer forming roller 12 can be thickened. The toner layer forming roller 12 is given a potential VL by a power source 42. Between the above-described potential VD of the developing roller 10 and the potential VL of the toner layer forming roller 12, a potential for attracting toner to the developing roller 10 side is provided. Specifically, the potentials VD and VL are determined so as to satisfy the relationship | VD | ≦ | VL |. When the toner is negatively charged, for example, the potential VD is set to −300V and the potential VL is set to −450V.

トナー層形成ローラ12の現像ローラ10と略反対の側(図中上側)には、ブレード(トナー層規制部材)13が設けられている。このブレード13は、トナー層形成ローラ12の外周面に形成されるトナー層の厚さを規制するものである。ブレード13は、例えば燐青銅により形成された板状部材であり、その厚さは0.06〜0.15mmである。また、ブレード13のトナー層形成ローラ12に対向する接触面14は、トナー層形成ローラ12の軸方向と平行に延びている。   A blade (toner layer regulating member) 13 is provided on the toner layer forming roller 12 on the side substantially opposite to the developing roller 10 (upper side in the drawing). The blade 13 regulates the thickness of the toner layer formed on the outer peripheral surface of the toner layer forming roller 12. The blade 13 is a plate-like member made of phosphor bronze, for example, and has a thickness of 0.06 to 0.15 mm. The contact surface 14 of the blade 13 facing the toner layer forming roller 12 extends in parallel with the axial direction of the toner layer forming roller 12.

図5は、ブレード13の先端部を拡大して示す図である。ブレード13の上端部はトナー収容室15の側壁の内側に固定され、ブレード13の下端部はトナー層形成ローラ12の外周面の近傍に達し、当該外周面から離れる方向に屈曲している。ブレード13の屈曲部分のトナー層形成ローラ12側の接触面14は、このブレード13の長手方向に直交する面内において半径が0.3〜0.5mmの円弧を形成している。このブレード13の接触面14は、10〜50g/cmの力で、トナー層形成ローラ12の外周面に押し当てられている。ブレード13は、トナー層形成ローラ12の外周面から離れる方向に弾性変形可能であり、図4に示したように、トナー層形成ローラ12の外周面とブレード13の接触面14との間を一定の厚さのトナーが通過するよう構成されている。これにより、トナー層形成ローラ12の外周面には、一定の厚さのトナー層が形成される。 FIG. 5 is an enlarged view showing the tip of the blade 13. The upper end of the blade 13 is fixed inside the side wall of the toner storage chamber 15, and the lower end of the blade 13 reaches the vicinity of the outer peripheral surface of the toner layer forming roller 12 and is bent in a direction away from the outer peripheral surface. The contact surface 14 on the toner layer forming roller 12 side of the bent portion of the blade 13 forms an arc having a radius of 0.3 to 0.5 mm in a plane orthogonal to the longitudinal direction of the blade 13. The contact surface 14 of the blade 13 is pressed against the outer peripheral surface of the toner layer forming roller 12 with a force of 10 to 50 g / cm 2 . The blade 13 can be elastically deformed in a direction away from the outer peripheral surface of the toner layer forming roller 12, and a constant distance between the outer peripheral surface of the toner layer forming roller 12 and the contact surface 14 of the blade 13 as shown in FIG. 4. The thickness of the toner is configured to pass through. As a result, a toner layer having a certain thickness is formed on the outer peripheral surface of the toner layer forming roller 12.

次に、このように構成された現像装置4の作用について、図4を参照して説明する。なお、トナー収容室15の内部には、少なくとも供給ローラ11が埋まる程度のトナー(図4にはトナーの一部のみを示す)が充填されているものとする。供給ローラ11は、その外周面に、トナー収容室15内のトナーを付着させながら回転する。供給ローラ11の外周面に付着したトナーは、供給ローラ11の回転により、供給ローラ11と現像ローラ10との接触部の近傍に搬送される。ここで、トナーは、トナー同士の摩擦により、又は供給ローラ11若しくは現像ローラ10との摩擦により負に帯電する。帯電したトナーは、供給ローラ11と現像ローラ10との電位差により現像ローラ10に引き付けられ、その外周面に付着する。これにより、現像ローラ10の外周面にトナーが供給される。   Next, the operation of the developing device 4 configured as described above will be described with reference to FIG. It is assumed that the toner storage chamber 15 is filled with at least toner that can be filled with the supply roller 11 (only a part of the toner is shown in FIG. 4). The supply roller 11 rotates while adhering the toner in the toner storage chamber 15 to the outer peripheral surface thereof. The toner adhering to the outer peripheral surface of the supply roller 11 is conveyed to the vicinity of the contact portion between the supply roller 11 and the developing roller 10 by the rotation of the supply roller 11. Here, the toner is negatively charged by friction between the toners or by friction with the supply roller 11 or the developing roller 10. The charged toner is attracted to the developing roller 10 by the potential difference between the supply roller 11 and the developing roller 10 and adheres to the outer peripheral surface thereof. As a result, the toner is supplied to the outer peripheral surface of the developing roller 10.

現像ローラ10の外周面に供給されたトナーは、現像ローラ10の回転により、現像ローラ10とトナー層形成ローラ12との接触部の近傍に搬送される。トナーの一部は、現像ローラ10とトナー層形成ローラ12との電位差により、現像ローラ10の外周面に付着し、現像ローラ10の回転により、現像ローラ10とトナー層形成ローラ12との間を通過して感光体ドラム1側に搬送される。一方、トナーの他の一部は、トナー層形成ローラ12の外周面に付着し、トナー層形成ローラ12の回転により、トナー層形成ローラ12の外周面とブレード13との間を通過し、トナー層形成ローラ12の外周面において均一な厚さのトナー層を形成する。   The toner supplied to the outer peripheral surface of the developing roller 10 is conveyed to the vicinity of the contact portion between the developing roller 10 and the toner layer forming roller 12 by the rotation of the developing roller 10. Part of the toner adheres to the outer peripheral surface of the developing roller 10 due to a potential difference between the developing roller 10 and the toner layer forming roller 12, and between the developing roller 10 and the toner layer forming roller 12 by the rotation of the developing roller 10. It passes through and is conveyed to the photosensitive drum 1 side. On the other hand, another part of the toner adheres to the outer peripheral surface of the toner layer forming roller 12 and passes between the outer peripheral surface of the toner layer forming roller 12 and the blade 13 by the rotation of the toner layer forming roller 12. A toner layer having a uniform thickness is formed on the outer peripheral surface of the layer forming roller 12.

なお、現像ローラ10とトナー層形成ローラ12との接触部において、現像ローラ10に付着するトナーと、トナー層形成ローラ12に付着するトナーとの割合は、現像ローラ10及びトナー層形成ローラ12の摩擦係数、回転周速及び両者の電位差等によって決まる。ここでは、トナー層形成ローラ12の回転周速を現像ローラ10の例えば0.5〜1.0倍に設定し、トナー層形成ローラ12の外周面に形成されるトナー層の厚さ及び帯電量を好ましい範囲に収めている。   Note that the ratio of the toner adhering to the developing roller 10 and the toner adhering to the toner layer forming roller 12 at the contact portion between the developing roller 10 and the toner layer forming roller 12 is the ratio between the developing roller 10 and the toner layer forming roller 12. It depends on the friction coefficient, the rotational peripheral speed, the potential difference between the two, and the like. Here, the rotational peripheral speed of the toner layer forming roller 12 is set to, for example, 0.5 to 1.0 times that of the developing roller 10, and the thickness and charge amount of the toner layer formed on the outer peripheral surface of the toner layer forming roller 12 are set. Is within a preferable range.

ブレード13により厚さが規制されたトナー層は、トナー層形成ローラ12の回転により、トナー収容室15の外部に搬送され、当該外部において、トナー層形成ローラ12と現像ローラ10との接触部の近傍に搬送される。ここで、トナー層は、トナー層形成ローラ12と現像ローラ10との電位差により、現像ローラ10の感光体ドラム1側の外周面に転移する。現像ローラ10の感光体ドラム1側の外周面では、トナー層形成ローラ12から転移したトナー層と、トナー層形成ローラ12と現像ローラ10との間を通過したトナー層とが加え合わされ、十分な厚さのトナー層が形成される。このようにして現像ローラ10の感光体ドラム1側の外周面に形成されるトナー層の厚さは、現像ローラ10及びトナー層形成ローラ12の摩擦係数、回転周速若しくは印加電圧、又はブレード13のトナー層ローラ12への押し当て圧力を調整することにより、自在に変化させることができる。   The toner layer whose thickness is regulated by the blade 13 is conveyed to the outside of the toner storage chamber 15 by the rotation of the toner layer forming roller 12, and outside the contact portion between the toner layer forming roller 12 and the developing roller 10. It is transported to the vicinity. Here, the toner layer is transferred to the outer peripheral surface of the developing roller 10 on the photosensitive drum 1 side due to a potential difference between the toner layer forming roller 12 and the developing roller 10. On the outer peripheral surface of the developing roller 10 on the photosensitive drum 1 side, the toner layer transferred from the toner layer forming roller 12 and the toner layer that has passed between the toner layer forming roller 12 and the developing roller 10 are added together. A thick toner layer is formed. Thus, the thickness of the toner layer formed on the outer peripheral surface of the developing roller 10 on the photosensitive drum 1 side is the friction coefficient, rotational peripheral speed or applied voltage of the developing roller 10 and the toner layer forming roller 12, or the blade 13. The pressure can be freely changed by adjusting the pressure applied to the toner layer roller 12.

現像ローラ10の外周面に形成されたトナー層は、感光体ドラム1に形成された静電潜像に引き付けられ、当該静電潜像に付着する。すなわち、トナー現像が行われる。感光体ドラム1に付着せず、現像ローラ10の外周面に残ったトナーは、現像ローラ10の回転に伴って供給ローラ11と現像ローラ10との接触部の近傍に搬送され、供給ローラ11によって回収される。現像ローラ10の外周面に摩擦係数の小さいコーティング層10aを有しているので、現像ローラ10の外周面のトナーに対する離型性が向上し、供給ローラ11によるトナーの回収が確実に行われる。   The toner layer formed on the outer peripheral surface of the developing roller 10 is attracted to the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1 and adheres to the electrostatic latent image. That is, toner development is performed. The toner that does not adhere to the photosensitive drum 1 and remains on the outer peripheral surface of the developing roller 10 is conveyed to the vicinity of the contact portion between the supply roller 11 and the developing roller 10 as the developing roller 10 rotates, and is supplied by the supply roller 11. To be recovered. Since the coating layer 10a having a small friction coefficient is provided on the outer peripheral surface of the developing roller 10, the releasability of the outer peripheral surface of the developing roller 10 with respect to the toner is improved, and the toner is reliably collected by the supply roller 11.

次に、現像装置4を含む電子写真装置の作用について、図1を参照して簡単に説明する。感光体ドラム1は、帯電ローラ2により一様に帯電したのちLEDヘッド3により露光され、静電潜像が形成される。感光体ドラム1の外周面に形成された静電潜像は、上述したように現像装置4によりトナー現像され、感光体ドラム1の外周面にトナー像が形成される。感光体ドラム1の外周面に形成されたトナー像は、感光体ドラム1と転写ローラ5との間で図示しない記録紙に転写され、図示しない定着装置により記録紙に定着される。感光体ドラム1の外周面に残った不要なトナーは、クリーニング装置6により除去される。   Next, the operation of the electrophotographic apparatus including the developing device 4 will be briefly described with reference to FIG. The photosensitive drum 1 is uniformly charged by the charging roller 2 and then exposed by the LED head 3 to form an electrostatic latent image. The electrostatic latent image formed on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1 is developed with toner by the developing device 4 as described above, and a toner image is formed on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1. The toner image formed on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1 is transferred to a recording sheet (not shown) between the photosensitive drum 1 and the transfer roller 5 and fixed on the recording sheet by a fixing device (not shown). Unnecessary toner remaining on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1 is removed by the cleaning device 6.

以上説明した電子写真装置により、懸濁重合法により製造した平均粒径7μmのトナーを用いて、連続して2万枚の印刷試験を行った。その結果、得られた印刷物には、残像は観察されなかった。また、トナーが溶融してトナー層形成ローラ12等に固着するフィルミング現象も生じなかった。   Using the electrophotographic apparatus described above, a printing test of 20,000 sheets was continuously performed using toner having an average particle diameter of 7 μm manufactured by suspension polymerization. As a result, no afterimage was observed in the obtained printed matter. Further, there was no filming phenomenon in which the toner melted and fixed to the toner layer forming roller 12 or the like.

次に、本実施の形態1における残像発生の防止効果について説明する。残像発生を防止するには、現像ローラ10の外周面の摩擦係数を小さくし、当該外周面のトナーに対する離型性を高くする必要がある。しかしながら、仮に、図16に示す従来の現像装置において現像ローラ100の外周面の摩擦係数を小さくすると、現像ローラ100により感光体ドラム110側に搬送されるトナーが不足することから、転写不良を生じることとなる。これに対し、本実施の形態1では、図4に示すように、トナー層形成ローラ12の外周面にトナー層を形成し、このトナー層を現像ローラ10の感光体ドラム1側の外周面に転移させるようにしたので、現像ローラ10の外周面の摩擦係数が小さくても、現像ローラ10の感光体ドラム1側の外周面に十分な量のトナーを搬送することができ、転写不良を防止することができる。これにより、現像ローラ10の外周面のトナーに対する離型性を向上し、残存トナーの回収を確実に行うことができる。   Next, the effect of preventing afterimage generation in the first embodiment will be described. In order to prevent the afterimage from occurring, it is necessary to reduce the friction coefficient of the outer peripheral surface of the developing roller 10 and to increase the releasability of the outer peripheral surface with respect to the toner. However, if the coefficient of friction on the outer peripheral surface of the developing roller 100 is reduced in the conventional developing device shown in FIG. 16, the toner conveyed to the photosensitive drum 110 side by the developing roller 100 becomes insufficient, resulting in a transfer failure. It will be. In contrast, in the first embodiment, as shown in FIG. 4, a toner layer is formed on the outer peripheral surface of the toner layer forming roller 12, and this toner layer is formed on the outer peripheral surface of the developing roller 10 on the photosensitive drum 1 side. Since the transfer is performed, even if the friction coefficient of the outer peripheral surface of the developing roller 10 is small, a sufficient amount of toner can be conveyed to the outer peripheral surface of the developing roller 10 on the photosensitive drum 1 side, thereby preventing transfer failure. can do. Thereby, the releasability with respect to the toner on the outer peripheral surface of the developing roller 10 can be improved, and the remaining toner can be reliably collected.

ここで、現像ローラ10の摩擦係数と残像発生との関係について説明する。図6は、現像ローラ10の静止摩擦係数μを変化させて残像の発生状態を調べた結果を示すグラフである。図6において、横軸には、図3に示した傾斜板31を用いて測定した現像ローラ10の滑り角θ及び静止摩擦係数μを示す。縦軸には、静止摩擦係数μが異なる現像ローラ10を用いて印刷された印刷物において観察された残像の有無及び濃淡を評価した残像評価レベルを示す。残像評価レベルは、残像が肉眼で全く観察されないレベルを10とし、濃い残像が観察されたものほど小さい数値で表すものとする。残像が僅かに観察されるが通常の印刷物としては問題にならないレベルを9とする。   Here, the relationship between the friction coefficient of the developing roller 10 and the afterimage generation will be described. FIG. 6 is a graph showing the results of examining the state of occurrence of afterimages by changing the static friction coefficient μ of the developing roller 10. In FIG. 6, the horizontal axis represents the sliding angle θ and the static friction coefficient μ of the developing roller 10 measured using the inclined plate 31 illustrated in FIG. 3. The vertical axis indicates the afterimage evaluation level that evaluates the presence or absence and density of afterimages observed in the printed matter printed using the developing roller 10 having different static friction coefficients μ. The afterimage evaluation level is assumed to be a level at which no afterimage is observed with the naked eye, and is expressed by a smaller numerical value as the afterimage is observed. A level at which an afterimage is slightly observed but does not cause a problem as a normal printed matter is set to 9.

図6から、通常の印刷物として問題にならないレベル9以上が得られるのは、現像ローラ10の外周面の、傾斜板31の表面(すなわち、アクリル樹脂よりなる平均表面粗さRzが約2μmの平面)に対する静止摩擦係数μが0.58以下(滑り角θが30度以下)の場合であることが分かる。静止摩擦係数μがこの範囲であれば、現像ローラ10の外周面のトナーに対する離型性が十分に高く、現像ローラ10の外周面に残った不要なトナーが供給ローラ11により確実に除去されるためである。また、さらに良好なレベル9.5以上が得られるのは、静止摩擦係数μが0.36以下(滑り角θが20度以下)である。このことから、現像ローラ10の外周面の、アクリル樹脂よりなる平均表面粗さRzが約2μmの平面に対する静止摩擦係数μは、0.58以下であることが好ましく、0.36以下であればより好ましいことが分かる。なお、図6の測定を行う際に使用したトナー層形成ローラ12の外周面の傾斜板31の表面に対する静止摩擦係数μは、0.58(滑り角θが30度)とした。   From FIG. 6, level 9 or higher which does not cause a problem as a normal printed matter is obtained because the surface of the inclined plate 31 on the outer peripheral surface of the developing roller 10 (that is, a plane having an average surface roughness Rz made of acrylic resin of about 2 μm) It can be seen that the static friction coefficient μ is 0.58 or less (slip angle θ is 30 degrees or less). If the static friction coefficient μ is within this range, the releasability of the outer peripheral surface of the developing roller 10 from the toner is sufficiently high, and unnecessary toner remaining on the outer peripheral surface of the developing roller 10 is reliably removed by the supply roller 11. Because. Further, a better level of 9.5 or more is obtained when the static friction coefficient μ is 0.36 or less (slip angle θ is 20 degrees or less). Therefore, the static friction coefficient μ with respect to a plane having an average surface roughness Rz made of acrylic resin of the outer peripheral surface of the developing roller 10 of about 2 μm is preferably 0.58 or less, and is 0.36 or less. It turns out that it is more preferable. The static friction coefficient μ of the outer peripheral surface of the toner layer forming roller 12 used for the measurement of FIG. 6 with respect to the surface of the inclined plate 31 was 0.58 (slip angle θ was 30 degrees).

次に、本実施の形態1におけるフィルミング現象の防止効果について説明する。図16に示される従来の現像装置のように、トナー規制ローラ102に付着したトナーをブレード103で掻き落とす構成では、ブレード103をトナー規制ローラ102に強く押し当てるため、摩擦熱によりトナーが溶融してトナー規制ローラ102等に固着するフィルミング現象が発生する可能性がある。これに対し、本実施の形態1では、図4に示すように、ブレード13とトナー層形成ローラ12との間を一定厚さのトナーが通過する程度の比較的弱い力でブレード13をトナー層形成ローラ12に押し当てればよいため、摩擦による発熱が少なく、上記のフィルミング現象の発生を防止することが可能になる。特に、トナー層形成ローラ12の外周面をゴム材料で形成すれば、フィルミング現象の発生をより確実に防止することができる。   Next, the effect of preventing the filming phenomenon in the first embodiment will be described. In the configuration in which the toner adhering to the toner regulating roller 102 is scraped off by the blade 103 as in the conventional developing device shown in FIG. 16, the blade 103 is strongly pressed against the toner regulating roller 102, so that the toner is melted by frictional heat. Therefore, there is a possibility that a filming phenomenon that adheres to the toner regulating roller 102 or the like may occur. On the other hand, in the first embodiment, as shown in FIG. 4, the blade 13 is moved to the toner layer with a relatively weak force that allows a certain thickness of toner to pass between the blade 13 and the toner layer forming roller 12. Since it suffices to press against the forming roller 12, heat generation due to friction is small, and the occurrence of the filming phenomenon can be prevented. In particular, if the outer peripheral surface of the toner layer forming roller 12 is formed of a rubber material, the occurrence of a filming phenomenon can be prevented more reliably.

以上説明したように、本実施の形態1によれば、トナー層形成ローラ12の外周面に厚さを規制したトナー層を形成し、このトナー層を、現像ローラ10の感光体ドラム1側の外周面に転移させるようにしたので、現像ローラ10の外周面の摩擦係数を小さくしても、現像ローラ10の感光体ドラム1側の外周面に十分な量のトナーを搬送することができる。これにより、現像ローラ10の外周面のトナーに対する離型性を向上することができる。従って、現像ローラ10の外周面に残った不要なトナーを供給ローラ11により確実に回収することが可能になり、残像の発生を防止して画像品質の低下を防止することができる。   As described above, according to the first embodiment, a toner layer with a regulated thickness is formed on the outer peripheral surface of the toner layer forming roller 12, and this toner layer is formed on the photosensitive drum 1 side of the developing roller 10. Since the toner is transferred to the outer peripheral surface, a sufficient amount of toner can be conveyed to the outer peripheral surface of the developing roller 10 on the photosensitive drum 1 side even if the friction coefficient of the outer peripheral surface of the developing roller 10 is reduced. Thereby, the releasability of the outer peripheral surface of the developing roller 10 with respect to the toner can be improved. Therefore, unnecessary toner remaining on the outer peripheral surface of the developing roller 10 can be reliably collected by the supply roller 11, and the occurrence of a residual image can be prevented and deterioration of image quality can be prevented.

また、現像ローラ10及びトナー層形成ローラ12の摩擦係数、回転周速若しくは印加電圧、又はブレード13のトナー層形成ローラ12への押し当て圧力を変化させることにより、現像ローラ10の感光体ドラム1側の外周面に形成されるトナー層の厚さを自在に変化させることができる。従って、感光体ドラム1の静電潜像に付着するトナーの厚さを調節し、これにより、記録紙に転写される画像の濃淡を調整することが可能になる。   Further, the photosensitive drum 1 of the developing roller 10 is changed by changing the friction coefficient of the developing roller 10 and the toner layer forming roller 12, the rotational peripheral speed or applied voltage, or the pressing pressure of the blade 13 against the toner layer forming roller 12. The thickness of the toner layer formed on the outer peripheral surface can be freely changed. Therefore, it is possible to adjust the thickness of the toner attached to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 and thereby adjust the density of the image transferred to the recording paper.

さらに、本実施の形態1では、ブレード13をトナー層形成ローラ12に対して比較的弱い力で押し当てるだけでよいため、摩擦熱によりトナーが溶融してトナー層形成ローラ12等に固着するフィルミング現象の発生を防止することができ、画像品質の低下を防止することができる。   Further, in the first embodiment, since the blade 13 only needs to be pressed against the toner layer forming roller 12 with a relatively weak force, the toner melted by the frictional heat and fixed to the toner layer forming roller 12 or the like. It is possible to prevent the occurrence of a ming phenomenon and to prevent a decrease in image quality.

また、トナー層形成ローラ12の外周面に形成したトナー層を、トナー層形成ローラ12の回転によりトナー収容室15の外部に搬送し、当該外部において現像ローラ10に転移させるよう構成することにより、ブレード13により厚さが規制されたトナー層の上にさらに他のトナーが付着することが防止され、トナー層の厚さを均一に保つことができる。   Further, the toner layer formed on the outer peripheral surface of the toner layer forming roller 12 is transported to the outside of the toner storage chamber 15 by the rotation of the toner layer forming roller 12, and transferred to the developing roller 10 outside the toner layer. It is possible to prevent other toner from adhering to the toner layer whose thickness is regulated by the blade 13 and to keep the thickness of the toner layer uniform.

さらに、現像ローラ10の外周面のトナーに対する離型性を、トナー層形成ローラ12の外周面のトナーに対する離型性よりも高くすることにより、トナー層形成ローラ12によるトナーの搬送能力を大きくしつつ、現像ローラ10からのトナーの除去を容易にし、より確実に残像の発生を防止することができる。   Further, by making the releasability of the outer peripheral surface of the developing roller 10 with respect to the toner higher than the releasability of the toner layer forming roller 12 with respect to the toner, the toner transport capability of the toner layer forming roller 12 is increased. On the other hand, it is possible to easily remove the toner from the developing roller 10 and to prevent the afterimage from occurring more reliably.

また、現像ローラ10の外周面に樹脂コーティング層10aを設け、アクリル樹脂よりなる平均表面粗さRzが約2μmの平面に対する静止摩擦係数μを0.58以下(より好ましくは0.36以下)とすることにより、実用上問題になるような残像の発生を確実に防止することができる。   Further, a resin coating layer 10a is provided on the outer peripheral surface of the developing roller 10, and a static friction coefficient μ with respect to a plane having an average surface roughness Rz made of acrylic resin of about 2 μm is 0.58 or less (more preferably 0.36 or less). By doing so, it is possible to reliably prevent the occurrence of an afterimage that causes a practical problem.

さらに、トナー層形成ローラ12に接するブレード13を設けることにより、簡単な構成で、トナー層形成ローラ12の外周面に形成されるトナー層の厚さを規制することができる。特に、ブレード13の接触面14の曲率半径を0.3〜0.5mmとし、10〜50g/cmの力でトナー層形成ローラ12に押し当てることにより、トナー層形成ローラ12の外周面に均一な厚さのトナー層を形成することができる。 Further, by providing the blade 13 in contact with the toner layer forming roller 12, the thickness of the toner layer formed on the outer peripheral surface of the toner layer forming roller 12 can be regulated with a simple configuration. In particular, the radius of curvature of the contact surface 14 of the blade 13 is set to 0.3 to 0.5 mm, and pressed against the toner layer forming roller 12 with a force of 10 to 50 g / cm 2 , so that the outer peripheral surface of the toner layer forming roller 12 is applied. A toner layer having a uniform thickness can be formed.

加えて、現像ローラ10及びトナー層形成ローラ12に、トナーを現像ローラ10に転移させる電位をそれぞれ付与することにより、トナー層形成ローラ12の外周面の摩擦係数を現像ローラ10の外周面の摩擦係数よりも大きくした場合でも、トナー層形成ローラ12に形成したトナー層を現像ローラ10に確実に転移させることができる。   In addition, by applying a potential to transfer the toner to the developing roller 10 to the developing roller 10 and the toner layer forming roller 12, the friction coefficient of the outer peripheral surface of the toner layer forming roller 12 is set to the friction of the outer peripheral surface of the developing roller 10. Even when the coefficient is larger than the coefficient, the toner layer formed on the toner layer forming roller 12 can be reliably transferred to the developing roller 10.

さらに、トナー層形成ローラ12の回転周速を現像ローラ10よりも遅く(例えば0.5〜1.0倍)することにより、現像ローラ10の外周面に形成されるトナー層の厚さを好ましい範囲に収めることができる。   Furthermore, the thickness of the toner layer formed on the outer peripheral surface of the developing roller 10 is preferable by making the rotational peripheral speed of the toner layer forming roller 12 slower than the developing roller 10 (for example, 0.5 to 1.0 times). Can be in range.

実施の形態2.
図7は、本発明の実施の形態2に係る現像装置4Aを示す図である。この実施の形態2に係る現像装置4Aは、実施の形態1に係る現像装置4(図2)の各構成要素に加え、トナー層形成ローラ12に隣接配置した補助供給ローラ(補助供給部材)16を備えたものである。この現像装置4Aは、補助供給ローラ16を設けたことを除き、実施の形態1に係る現像装置4と同様に構成されている。また、この現像装置4Aは、実施の形態1で説明した電子写真装置(図1)に組み込まれるものである。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 7 is a diagram showing a developing device 4A according to Embodiment 2 of the present invention. The developing device 4A according to the second embodiment includes an auxiliary supply roller (auxiliary supply member) 16 disposed adjacent to the toner layer forming roller 12 in addition to the components of the developing device 4 (FIG. 2) according to the first embodiment. It is equipped with. The developing device 4A is configured in the same manner as the developing device 4 according to the first embodiment except that the auxiliary supply roller 16 is provided. The developing device 4A is incorporated in the electrophotographic apparatus (FIG. 1) described in the first embodiment.

補助供給ローラ16は、トナー収容室15内に配置され、トナー層形成ローラ12の図中右側の外周面に接している。この補助供給ローラ16は、トナー層形成ローラ12の回転軸と平行な回転軸を有し、且つトナー層形成ローラ12と同方向に回転する。補助供給ローラ16は、例えば、連続気泡を有するシリコン樹脂(いわゆるシリコンスポンジ)からなり、半導電性を有している。補助供給ローラ16には、電源43により、電位VHが与えられる。補助供給ローラ16の電位VHと上述したトナー層形成ローラ12の電位VLとの間には、トナーをトナー層形成ローラ12側に引き付ける電位差が設定されている。具体的には、電位VH,VLは、|VH|≧|VL|の関係を満足するように定められる。電位VH,VLの正負は、トナーの帯電と同じになるように定められる。   The auxiliary supply roller 16 is disposed in the toner storage chamber 15 and is in contact with the outer peripheral surface on the right side of the toner layer forming roller 12 in the drawing. The auxiliary supply roller 16 has a rotation axis parallel to the rotation axis of the toner layer forming roller 12 and rotates in the same direction as the toner layer forming roller 12. The auxiliary supply roller 16 is made of, for example, a silicon resin having an open cell (so-called silicon sponge) and is semiconductive. The auxiliary supply roller 16 is given a potential VH by a power source 43. A potential difference that attracts toner to the toner layer forming roller 12 side is set between the potential VH of the auxiliary supply roller 16 and the potential VL of the toner layer forming roller 12 described above. Specifically, the potentials VH and VL are determined so as to satisfy the relationship | VH | ≧ | VL |. The positive and negative of the potentials VH and VL are determined to be the same as the charging of the toner.

この補助供給ローラ16は、トナー収容室15内のトナーを外周面に付着させ、トナー層形成ローラ12に接しながら回転する。補助供給ローラ16の外周面に付着したトナーは、補助供給ローラ16とトナー層形成ローラ12との接触部の近傍に搬送され、トナー同士の摩擦等により負に帯電する。帯電したトナーは、補助供給ローラ16とトナー層形成ローラ12との電位差により、トナー層形成ローラ12に引き付けられ、その外周面に付着する。これにより、トナー層形成ローラ12の外周面には、現像ローラ10により搬送されたトナーが付着するのに加えて、補助供給ローラ16により搬送されたトナーが付着する。トナー層形成ローラ12の外周面に付着したトナーは、実施の形態1と同様、ブレード13により厚さが規制されてトナー層を形成し、トナー収容室15の外部に搬送され、現像ローラ10の感光体ドラム1側の外周面に転移する。現像ローラ10の感光体ドラム1側の外周面に転移したトナーは、感光体ドラム1の潜像に付着する。   The auxiliary supply roller 16 rotates while adhering the toner in the toner storage chamber 15 to the outer peripheral surface and in contact with the toner layer forming roller 12. The toner adhering to the outer peripheral surface of the auxiliary supply roller 16 is conveyed to the vicinity of the contact portion between the auxiliary supply roller 16 and the toner layer forming roller 12, and is negatively charged by friction between the toners. The charged toner is attracted to the toner layer forming roller 12 due to the potential difference between the auxiliary supply roller 16 and the toner layer forming roller 12, and adheres to the outer peripheral surface thereof. As a result, the toner transported by the auxiliary supply roller 16 adheres to the outer peripheral surface of the toner layer forming roller 12 in addition to the toner transported by the developing roller 10. The toner adhering to the outer peripheral surface of the toner layer forming roller 12 is regulated in thickness by the blade 13 to form a toner layer, and is conveyed to the outside of the toner storage chamber 15 as in the first embodiment. Transition to the outer peripheral surface on the photosensitive drum 1 side. The toner transferred to the outer peripheral surface of the developing roller 10 on the photosensitive drum 1 side adheres to the latent image on the photosensitive drum 1.

このように、実施の形態2に係る現像装置4Aでは、トナー層形成ローラ12の外周面に、現像ローラ10から搬送されるトナーに加えて補助供給ローラ16から搬送されるトナーが付着するため、供給ローラ11から現像ローラ10へのトナー供給量が何らかの理由(例えばトナー収容室15内におけるトナーの偏在)により少なくなった場合であっても、現像ローラ10の外周面には十分な量のトナーが供給される。従って、トナー不足による転写不良を防止することができる。   As described above, in the developing device 4A according to the second embodiment, the toner conveyed from the auxiliary supply roller 16 in addition to the toner conveyed from the developing roller 10 adheres to the outer peripheral surface of the toner layer forming roller 12. Even when the amount of toner supplied from the supply roller 11 to the developing roller 10 decreases for some reason (for example, uneven distribution of toner in the toner storage chamber 15), a sufficient amount of toner is present on the outer peripheral surface of the developing roller 10. Is supplied. Therefore, transfer failure due to toner shortage can be prevented.

特に、現像ローラ10の外周面のトナーが不足すると、前回印刷した画像パターンに対応する部分が薄く印刷される、いわゆる反転残像が発生する場合もあるが、この実施の形態2では、現像ローラ10の外周面にトナーが十分に供給されるため、反転残像の発生を最小限に抑えることができる。   In particular, when the toner on the outer peripheral surface of the developing roller 10 is insufficient, a portion corresponding to the previously printed image pattern may be thinly printed, so-called reverse afterimage may occur. In the second embodiment, the developing roller 10 Since the toner is sufficiently supplied to the outer peripheral surface of the toner, the occurrence of a reversal afterimage can be minimized.

また、実施の形態1と同様、現像ローラ10の外周面の摩擦係数を小さくできるため、現像ローラ10の外周面に残った不要なトナーを確実に除去できるようになり、残像の発生を防止することができる。また、ブレード13をトナー層形成ローラ12に押し当てる力を比較的弱くできるため、摩擦熱によりトナーが溶融して生じるフィルミング現象の発生を防止することができる。すなわち、画像品質の低下を防止することができる。   Further, as in the first embodiment, since the friction coefficient of the outer peripheral surface of the developing roller 10 can be reduced, unnecessary toner remaining on the outer peripheral surface of the developing roller 10 can be reliably removed, and the occurrence of afterimages is prevented. be able to. Further, since the force that presses the blade 13 against the toner layer forming roller 12 can be made relatively weak, it is possible to prevent the occurrence of a filming phenomenon caused by melting of the toner due to frictional heat. That is, it is possible to prevent the image quality from being deteriorated.

実施の形態3.
図8は、本発明の実施の形態3に係る現像装置4Bを示す図である。実施の形態3に係る現像装置4Bは、実施の形態1に係る現像装置4(図2)の各構成要素に加え、供給ローラ11に隣接配置された追加供給ローラ(追加供給部材)17を備えたものである。この現像装置4Bは、追加供給ローラ17を設けたことを除き、実施の形態1に係る現像装置4と同様に構成されている。また、この現像装置4Bは、実施の形態1で説明した電子写真装置(図1)に組み込まれるものである。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 8 shows a developing device 4B according to Embodiment 3 of the present invention. The developing device 4B according to the third embodiment includes an additional supply roller (additional supply member) 17 disposed adjacent to the supply roller 11 in addition to the components of the developing device 4 (FIG. 2) according to the first embodiment. It is a thing. The developing device 4B is configured in the same manner as the developing device 4 according to Embodiment 1 except that an additional supply roller 17 is provided. The developing device 4B is incorporated in the electrophotographic apparatus (FIG. 1) described in the first embodiment.

追加供給ローラ17は、トナー収容室15内に配置され、供給ローラ11の図中上側の外周面に接している。この追加供給ローラ17は、供給ローラ11の回転軸と平行な回転軸を有し、供給ローラ11と同方向に回転する。追加供給ローラ17は、供給ローラ11と同様、連続気泡を有するウレタン樹脂(いわゆるウレタンスポンジ)からなり、半導電性を有している。追加供給ローラ17には、電源44により電位VTが与えられている。追加供給ローラ17の電位VTと上述した供給ローラ11の電位VSとの間には、トナーを供給ローラ11側に引き付ける電位差が設定されている。具体的には、電位VT,VSは、|VT|≧|VS|の関係を満足するように定められる。電位VT,VSの正負は、トナーの帯電と同じになるように定められる。   The additional supply roller 17 is disposed in the toner storage chamber 15 and is in contact with the upper outer peripheral surface of the supply roller 11 in the drawing. The additional supply roller 17 has a rotation axis parallel to the rotation axis of the supply roller 11 and rotates in the same direction as the supply roller 11. Similar to the supply roller 11, the additional supply roller 17 is made of urethane resin having a continuous cell (so-called urethane sponge) and has semiconductivity. The additional supply roller 17 is given a potential VT by a power supply 44. A potential difference that attracts toner to the supply roller 11 side is set between the potential VT of the additional supply roller 17 and the potential VS of the supply roller 11 described above. Specifically, the potentials VT and VS are determined so as to satisfy the relationship | VT | ≧ | VS |. The positive and negative of the potentials VT and VS are determined to be the same as the charging of the toner.

この追加供給ローラ17は、トナー収容室15内のトナーを外周面に付着させ、供給ローラ11に接しながら回転する。追加供給ローラ17の外周面に付着したトナーは、追加供給ローラ17と供給ローラ11との接触部の近傍に搬送され、トナー同士の摩擦等により負に帯電する。帯電したトナーは、追加供給ローラ17と供給ローラ11との電位差により、供給ローラ11に引き付けられ、その外周面に付着する。これにより、供給ローラ11の外周面には、十分な量のトナーが供給される。   The additional supply roller 17 rotates while adhering the toner in the toner storage chamber 15 to the outer peripheral surface and in contact with the supply roller 11. The toner adhering to the outer peripheral surface of the additional supply roller 17 is conveyed to the vicinity of the contact portion between the additional supply roller 17 and the supply roller 11 and is negatively charged due to friction between the toners. The charged toner is attracted to the supply roller 11 due to the potential difference between the additional supply roller 17 and the supply roller 11 and adheres to the outer peripheral surface thereof. As a result, a sufficient amount of toner is supplied to the outer peripheral surface of the supply roller 11.

このように、実施の形態3に係る現像装置4Bでは、供給ローラ11の外周面に、追加供給ローラ17によりトナーが供給されるため、供給ローラ11の周囲のトナーが何らかの理由(例えばトナー収容室15内におけるトナーの偏在)により少なくなった場合に、供給ローラ11によるトナー供給能力の低下を防止することができる。従って、トナー不足による転写不良を防止することができ、また、トナー不足に起因する反転残像の発生も抑えることができる。   As described above, in the developing device 4B according to the third embodiment, the toner is supplied to the outer peripheral surface of the supply roller 11 by the additional supply roller 17, and therefore the toner around the supply roller 11 is caused by some reason (for example, the toner storage chamber). When the toner is reduced due to the uneven distribution of toner in the toner 15, it is possible to prevent the toner supply capability of the supply roller 11 from being lowered. Accordingly, transfer failure due to toner shortage can be prevented, and occurrence of reversal afterimages due to toner shortage can also be suppressed.

更に、実施の形態1及び2と同様、現像ローラ10の外周面の摩擦係数を小さくできるため、現像ローラ10の外周面に残った不要なトナーを確実に除去できるようになり、残像の発生を防止することができる。また、ブレード13をトナー層形成ローラ12に押し当てる力を比較的弱くできるため、摩擦熱によりトナーが溶融して生じるフィルミング現象の発生を防止することができる。すなわち、画像品質の低下を防止することができる。   Further, as in the first and second embodiments, the friction coefficient of the outer peripheral surface of the developing roller 10 can be reduced, so that unnecessary toner remaining on the outer peripheral surface of the developing roller 10 can be reliably removed, and an afterimage is generated. Can be prevented. Further, since the force that presses the blade 13 against the toner layer forming roller 12 can be made relatively weak, it is possible to prevent the occurrence of a filming phenomenon caused by melting of the toner due to frictional heat. That is, it is possible to prevent the image quality from being deteriorated.

実施の形態4.
実施の形態4では、トナー層形成ローラ12を現像ローラ10に対して押圧付勢する押圧付勢力の最適範囲を決定する。
Embodiment 4 FIG.
In the fourth embodiment, the optimum range of the pressing force for pressing the toner layer forming roller 12 against the developing roller 10 is determined.

現像ローラ10が感光体ドラム1又はトナー層形成ローラ12に接触した状態で長時間停止していると、現像ローラ10の外周面が接触圧力により部分的に変形し、現像ローラ10の軸方向に長い溝状の凹部が形成される可能性がある。現像ローラ10の感光体ドラム1側の外周面に形成されるトナー層の厚さは、現像ローラ10とトナー層形成ローラ12との間のギャップを通過するトナーの量に影響されるため、現像ローラ10の外周面に凹部が形成されると、現像ローラ10の感光体ドラム1側の外周面に形成されるトナー層の厚さが不均一になり、その結果、画像に横筋(現像ローラ10の軸方向に長いむら)が生じる可能性がある。また、連続印刷に伴ってトナー層形成ローラ12の外径が摩耗により変化すると、現像ローラ10上のトナー層の厚さの経時変化を生じる可能性もある。実施の形態4では、横筋の発生を防止し、且つトナー層の厚さの経時変化を抑制できるように上記の押圧付勢力を決定する。   When the developing roller 10 is stopped for a long time in contact with the photosensitive drum 1 or the toner layer forming roller 12, the outer peripheral surface of the developing roller 10 is partially deformed by the contact pressure, and the axial direction of the developing roller 10 is increased. Long groove-like recesses may be formed. Since the thickness of the toner layer formed on the outer peripheral surface of the developing roller 10 on the photosensitive drum 1 side is affected by the amount of toner passing through the gap between the developing roller 10 and the toner layer forming roller 12, When the concave portion is formed on the outer peripheral surface of the roller 10, the thickness of the toner layer formed on the outer peripheral surface of the developing roller 10 on the photosensitive drum 1 side becomes non-uniform, and as a result, the horizontal stripe (developing roller 10 in the image) Long unevenness in the axial direction) may occur. Further, when the outer diameter of the toner layer forming roller 12 changes due to wear with continuous printing, there is a possibility that the thickness of the toner layer on the developing roller 10 may change over time. In the fourth embodiment, the above pressing force is determined so as to prevent the occurrence of horizontal stripes and to suppress the change with time of the thickness of the toner layer.

図9に、横筋の発生についての実験結果を示す。トナー層形成ローラ12の現像ローラ10に対する押圧付勢力は、トナー層形成ローラ12の現像ローラ10に対する「押し込み量」により表す。図10に模式的に示すように、この「押し込み量」は、トナー層形成ローラ12を現像ローラ10を弾性変形させながら現像ローラ10に押し込む量(符号B)である。このトナー層形成ローラ12は、図示しない支持部材により回転可能に支持されており、この支持部材の位置を調節することにより上記の押し込み量を変化させる。ここでは、押し込み量を0〜0.5mmの範囲で変化させている。   FIG. 9 shows the experimental results for the generation of the transverse muscle. The pressing urging force of the toner layer forming roller 12 against the developing roller 10 is represented by the “push amount” of the toner layer forming roller 12 with respect to the developing roller 10. As schematically shown in FIG. 10, this “push amount” is an amount (reference numeral B) of pushing the toner layer forming roller 12 into the developing roller 10 while elastically deforming the developing roller 10. The toner layer forming roller 12 is rotatably supported by a support member (not shown), and the pushing amount is changed by adjusting the position of the support member. Here, the pushing amount is changed in the range of 0 to 0.5 mm.

また、図9では、現像ローラ10に予め凹部を形成し、その凹部の深さを0〜10μmの範囲で変化させている。この凹部は、現像ローラ10をトナー層形成ローラ12に接触させた状態で長時間停止させることにより形成する。また、凹部の深さは、現像ローラ10をトナー層形成ローラ12に接触させた状態で停止させる時間を調節することによって変化させている。印刷物における横筋の有無は、肉眼により観察する。   In FIG. 9, a recess is formed in advance in the developing roller 10, and the depth of the recess is changed in the range of 0 to 10 μm. The concave portion is formed by stopping the developing roller 10 for a long time in a state where the developing roller 10 is in contact with the toner layer forming roller 12. Further, the depth of the concave portion is changed by adjusting the time for stopping the developing roller 10 in a state where the developing roller 10 is in contact with the toner layer forming roller 12. The presence or absence of transverse stripes in the printed material is observed with the naked eye.

図9に示すように、押し込み量が0.1mmのときには、現像ローラ10に予め凹部を形成していない場合には横筋は観察されないが、現像ローラ10に予め深さ3〜10μmの凹部を形成した場合には横筋が観察される。   As shown in FIG. 9, when the pushing amount is 0.1 mm, no horizontal streak is observed unless a recess is formed in advance in the developing roller 10, but a recess having a depth of 3 to 10 μm is formed in the developing roller 10 in advance. If you do, you can see the horizontal stripes.

押し込み量が0.2mmのときには、現像ローラ10の凹部の深さが0〜8μmの範囲にある場合には横筋が観察されない。一方、現像ローラ10の凹部の深さが10μmの場合には僅かな横筋が観察されるが、この横筋は実用上問題のないレベルである。   When the pushing amount is 0.2 mm, no horizontal stripe is observed when the depth of the concave portion of the developing roller 10 is in the range of 0 to 8 μm. On the other hand, when the depth of the concave portion of the developing roller 10 is 10 μm, a slight horizontal streak is observed, but this horizontal streak is at a level causing no practical problem.

押し込み量が0.3mm及び0.4mmのときには、現像ローラ10の凹部の深さが0〜10μmのいずれの場合も、横筋は観察されない。   When the pushing amount is 0.3 mm and 0.4 mm, no horizontal stripe is observed in any case where the depth of the concave portion of the developing roller 10 is 0 to 10 μm.

押し込み量が0.5mmのときには、トナー層形成ローラ12を回転させるために必要なトルクが大きくなり、トナー層形成ローラ12が回転不能の状態になる。   When the push-in amount is 0.5 mm, the torque necessary for rotating the toner layer forming roller 12 becomes large, and the toner layer forming roller 12 becomes non-rotatable.

図9に示した結果から、押し込み量を0.2mm以上とすることにより、横筋のない良好な画像が得られることが分かる。これは、押し込み量がこの範囲内にあれば、現像ローラ10の外周面に凹部が形成されていたとしても、トナー層形成ローラ12がトナー層を介して現像ローラ10の外周面に十分に接触することができるからである。   From the results shown in FIG. 9, it can be seen that a good image without lateral stripes can be obtained by setting the pushing amount to 0.2 mm or more. This is because the toner layer forming roller 12 is sufficiently in contact with the outer peripheral surface of the developing roller 10 through the toner layer, even if a concave portion is formed on the outer peripheral surface of the developing roller 10 as long as the pushing amount is within this range. Because it can be done.

図11に、現像ローラ10の感光体ドラム1側の外周面に形成されるトナー層の厚さの経時変化についての実験結果を示す。現像ローラ10上のトナー層の厚さ測定は、0、5000頁、10000頁、15000頁、20000頁の印刷を行った後にそれぞれ行う。なお、トナー層の厚さは、現像ローラ10の外周面における単位面積当たりのトナーの量(重量)で表す。   FIG. 11 shows the experimental results of the change over time in the thickness of the toner layer formed on the outer peripheral surface of the developing roller 10 on the photosensitive drum 1 side. The thickness of the toner layer on the developing roller 10 is measured after printing 0, 5000 pages, 10000 pages, 15000 pages, and 20000 pages. The thickness of the toner layer is represented by the amount (weight) of toner per unit area on the outer peripheral surface of the developing roller 10.

図11に示すように、押し込み量が0.2mm及び0.3mmのときには、現像ローラ10上のトナー層の厚さは、印刷枚数に関わらず一定である。一方、押し込み量が0.1mmのときには、印刷枚数の増加と共に、現像ローラ10上のトナー層の厚さが増加する。この結果から、押し込み量を0.2mm以上とすることにより、トナー層の厚さの経時変化を抑制できることが分かる。   As shown in FIG. 11, when the pushing amount is 0.2 mm and 0.3 mm, the thickness of the toner layer on the developing roller 10 is constant regardless of the number of printed sheets. On the other hand, when the pressing amount is 0.1 mm, the thickness of the toner layer on the developing roller 10 increases as the number of printed sheets increases. From this result, it can be seen that the change with time in the thickness of the toner layer can be suppressed by setting the pushing amount to 0.2 mm or more.

以上説明したように、実施の形態4によれば、トナー層形成ローラ12の現像ローラ10への押し込み量を0.2mm以上とすることにより、横筋の発生を抑制して画像品質を向上することができ、また、連続印刷を行った場合の現像ローラ10上のトナー層の厚さの経時変化を抑制することができる。   As described above, according to the fourth embodiment, the amount of pushing of the toner layer forming roller 12 into the developing roller 10 is 0.2 mm or more, thereby suppressing the occurrence of horizontal stripes and improving the image quality. In addition, it is possible to suppress a change with time in the thickness of the toner layer on the developing roller 10 when continuous printing is performed.

実施の形態5.
図12は、本発明の実施の形態5に係る現像装置を含む電子写真装置を示す図である。この実施の形態5では、トナー層形成ローラ12は、現像ローラ10に対して、ばね(弾性押圧手段)20により弾性的に押圧付勢されている。
Embodiment 5 FIG.
FIG. 12 is a view showing an electrophotographic apparatus including a developing device according to Embodiment 5 of the present invention. In the fifth embodiment, the toner layer forming roller 12 is elastically pressed and urged against the developing roller 10 by a spring (elastic pressing means) 20.

図13は、実施の形態5に係る電子写真装置における現像ローラ10、トナー層形成ローラ12及びブレード13を正面から見た図である。トナー層形成ローラ12の主軸の両端部12aは、一対の可動フレーム21により回転可能に支持されている。この可動フレーム21には、さらにブレード13が取り付けられており、トナー層形成ローラ12とブレード13とが一つのユニットを構成している。フレーム21は現像ローラ10の外周面に対して接近及び離間する方向に移動可能であり、且つ、ばね20により現像ローラ10に接近する方向に付勢されている。   FIG. 13 is a front view of the developing roller 10, the toner layer forming roller 12, and the blade 13 in the electrophotographic apparatus according to the fifth embodiment. Both ends 12 a of the main shaft of the toner layer forming roller 12 are rotatably supported by a pair of movable frames 21. A blade 13 is further attached to the movable frame 21, and the toner layer forming roller 12 and the blade 13 constitute a single unit. The frame 21 is movable in a direction approaching and separating from the outer peripheral surface of the developing roller 10, and is biased in a direction approaching the developing roller 10 by a spring 20.

実施の形態5では、トナー層形成ローラ12が現像ローラ10に対して接近及び離間する方向に移動可能であり、且つばね20により現像ローラ10側に付勢されているため、現像ローラ10の外周面に凹部が形成されていたとしても、トナー層形成ローラ12を現像ローラ10の外周面に追従させることができる。従って、現像ローラ10の外周面に形成されるトナー層の厚さを一定にすることができ、画像中の横筋の発生を防止することができる。すなわち、画像品質を向上することができる。また、長時間の連続印刷によって現像ローラ10の表面に摩擦等による凹部が形成された場合でも、現像ローラ10の外周面に形成されるトナー層の厚さを一定にし、画像品質を向上することができる。   In the fifth embodiment, since the toner layer forming roller 12 can move in the direction approaching and separating from the developing roller 10 and is biased toward the developing roller 10 by the spring 20, the outer periphery of the developing roller 10 is Even if a concave portion is formed on the surface, the toner layer forming roller 12 can follow the outer peripheral surface of the developing roller 10. Therefore, the thickness of the toner layer formed on the outer peripheral surface of the developing roller 10 can be made constant, and the occurrence of horizontal stripes in the image can be prevented. That is, the image quality can be improved. Further, even when a concave portion due to friction or the like is formed on the surface of the developing roller 10 by continuous printing for a long time, the thickness of the toner layer formed on the outer peripheral surface of the developing roller 10 is made constant, and the image quality is improved. Can do.

図14に、横筋の発生についての実験結果を示す。実施の形態4でも説明したように、現像ローラ10上の凹部の深さは、0〜10μmの範囲で変化させる。トナー層形成ローラ12は、ばね20により、押し込み量(図10)が0.1〜0.4mmの範囲内となるような押圧付勢力で現像ローラ10に押圧付勢されている。比較のため、図14には、実施の形態4において押し込み量を0.2mmとした場合の実験結果を合わせて示す。図14に示すように、実施の形態5によれば、現像ローラ10の凹部の深さが0〜10μmのいずれの場合も、横筋は観察されない。これに対し、実施の形態4において押し込み量を0.2mmとしたときには、現像ローラ10に深さ10μmの凹部を形成した場合に僅かな横筋が観察されている。すなわち、実施の形態5によれば、トナー層形成ローラ12を現像ローラ10に対して弾性的に押圧付勢する構成によって、より効果的に横筋の発生を抑制している。   FIG. 14 shows the results of an experiment on the occurrence of lateral stripes. As described in the fourth embodiment, the depth of the recess on the developing roller 10 is changed in the range of 0 to 10 μm. The toner layer forming roller 12 is urged against the developing roller 10 by a spring 20 with a pressing urging force such that the pressing amount (FIG. 10) is within a range of 0.1 to 0.4 mm. For comparison, FIG. 14 also shows the experimental results when the pushing amount is 0.2 mm in the fourth embodiment. As shown in FIG. 14, according to the fifth embodiment, no horizontal stripe is observed in any case where the depth of the concave portion of the developing roller 10 is 0 to 10 μm. On the other hand, when the pressing amount is 0.2 mm in the fourth embodiment, slight lateral streaks are observed when a concave portion having a depth of 10 μm is formed on the developing roller 10. That is, according to the fifth embodiment, the configuration in which the toner layer forming roller 12 is elastically pressed and urged against the developing roller 10 suppresses the generation of lateral stripes more effectively.

図15に、現像ローラ10の感光体ドラム1側の外周面に形成されるトナー層の厚さの経時変化についての実験結果を示す。実施の形態4でも説明したように、現像ローラ10上のトナー層の厚さ測定は、0、5000頁、10000頁、15000頁、20000頁の印刷を行った後にそれぞれ行う。トナー層形成ローラ12は、ばね20により、押し込み量が0.1〜0.4mmの範囲内となるような押圧付勢力で現像ローラ10に対して押圧付勢されている。比較のため、図14には、実施の形態4において押し込み量を0.2mmとした場合の実験結果を合わせて示す。図15に示すように、実施の形態5によれば、実施の形態4の場合と同様、現像ローラ10上のトナー層の厚さは、印刷枚数に関わらず一定である。   FIG. 15 shows the experimental results regarding the change with time of the thickness of the toner layer formed on the outer peripheral surface of the developing roller 10 on the photosensitive drum 1 side. As described in the fourth embodiment, the thickness of the toner layer on the developing roller 10 is measured after printing 0, 5000 pages, 10000 pages, 15000 pages, and 20000 pages. The toner layer forming roller 12 is urged against the developing roller 10 by a spring 20 with a pressing urging force such that the pressing amount is within a range of 0.1 to 0.4 mm. For comparison, FIG. 14 also shows the experimental results when the pushing amount is 0.2 mm in the fourth embodiment. As shown in FIG. 15, according to the fifth embodiment, as in the fourth embodiment, the thickness of the toner layer on the developing roller 10 is constant regardless of the number of printed sheets.

最後に、実施の形態5に係る現像装置においてトナー層形成ローラ12を回転させるために必要なトルクについて説明する。トナー層形成ローラ12を、ばね20により、押し込み量が0.1〜0.4mmの範囲内となるような押圧付勢力で現像ローラ10に対して押圧付勢すると、このトナー層形成ローラ12を回転させるために必要なトルクは3.5kgfとなる。これに対し、実施の形態4において押し込み量を0.2mmとした場合、トナー層形成ローラ12を回転させるために必要なトルクは4.7kgfである。   Finally, the torque required to rotate the toner layer forming roller 12 in the developing device according to the fifth embodiment will be described. When the toner layer forming roller 12 is urged against the developing roller 10 by the spring 20 with a pressing urging force such that the pushing amount is within a range of 0.1 to 0.4 mm, the toner layer forming roller 12 is moved. The torque required for rotation is 3.5 kgf. On the other hand, when the pushing amount is 0.2 mm in the fourth embodiment, the torque required to rotate the toner layer forming roller 12 is 4.7 kgf.

以上説明したように、実施の形態5によれば、ばね20によりトナー層形成ローラ12を現像ローラ10に対して押圧付勢する構成により、横筋の発生を抑制し画像品質を向上することができる。また、トナー層形成ローラ12を比較的小さいトルクで回転させることも可能になる。   As described above, according to the fifth embodiment, the configuration in which the toner layer forming roller 12 is pressed and urged against the developing roller 10 by the spring 20 can suppress the occurrence of horizontal stripes and improve the image quality. . It is also possible to rotate the toner layer forming roller 12 with a relatively small torque.

なお、上述した各実施の形態において説明した現像ローラ10、供給ローラ11、トナー層形成ローラ12、補助供給ローラ16及び追加供給ローラ17は、必ずしもその全体を回転させるローラである必要はなく、外周面のみを回転させる円筒形スリーブや無端ベルト等であってもよい。   Note that the developing roller 10, the supply roller 11, the toner layer forming roller 12, the auxiliary supply roller 16, and the additional supply roller 17 described in each of the above-described embodiments do not necessarily have to rotate as a whole. It may be a cylindrical sleeve or an endless belt that rotates only the surface.

本発明の実施の形態1に係る現像装置を含む電子写真装置を示す図である。1 is a diagram showing an electrophotographic apparatus including a developing device according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1に係る現像装置を示す図である。It is a figure which shows the developing device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 現像ローラの摩擦係数の測定方法を示す図である。It is a figure which shows the measuring method of the friction coefficient of a developing roller. 現像装置におけるトナーの搬送状態を模式的に示す図である。FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a toner conveyance state in the developing device. ブレードの形状を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the shape of a braid | blade. 現像ローラの摩擦係数と残像発生との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the friction coefficient of a developing roller, and afterimage generation. 本発明の実施の形態2に係る現像装置を示す図である。It is a figure which shows the developing device which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3に係る現像装置を示す図である。It is a figure which shows the developing device which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4における横筋の発生状態についての実験結果を示す表である。It is a table | surface which shows the experimental result about the generation | occurrence | production state of a horizontal muscle in Embodiment 4 of this invention. トナー層形成ローラの押し込み量の概念を説明するための概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a concept of a pressing amount of a toner layer forming roller. 本発明の実施の形態4における現像ローラ上のトナー層の厚さの変化についての実験結果を示す表である。10 is a table showing experimental results on changes in the thickness of a toner layer on a developing roller in Embodiment 4 of the present invention. 本発明の実施の形態5に係る現像装置を含む電子写真装置を示す図である。It is a figure which shows the electrophotographic apparatus containing the developing device which concerns on Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態5に係る現像装置の主要部を示す正面図である。It is a front view which shows the principal part of the developing device which concerns on Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態5における横筋の発生についての実験結果を示す表である。It is a table | surface which shows the experimental result about generation | occurrence | production of a horizontal stripe in Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態5における現像ローラ上のトナー層の厚さの変化についての実験結果を示す表である。10 is a table showing experimental results on changes in the thickness of a toner layer on a developing roller in Embodiment 5 of the present invention. 従来の現像装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional developing device.

符号の説明Explanation of symbols

1 感光体ドラム
2 帯電ローラ
3 LEDヘッド
4 現像装置
5 転写ローラ
6 クリーニング装置
10 現像ローラ
11 供給ローラ
12 トナー層形成ローラ
13 ブレード
14 接触面
15 トナー収容室
16 補助供給ローラ
17 追加供給ローラ
20 ばね
21 フレーム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photosensitive drum 2 Charging roller 3 LED head 4 Developing device 5 Transfer roller 6 Cleaning device 10 Developing roller 11 Supply roller 12 Toner layer forming roller 13 Blade 14 Contact surface 15 Toner storage chamber 16 Auxiliary supply roller 17 Additional supply roller 20 Spring 21 flame

Claims (25)

静電潜像担持体に形成された静電潜像に非磁性トナーを付着させることにより前記静電潜像を現像する現像部材と、
前記現像部材と接触して設けられ、前記現像部材に非磁性トナーを供給するトナー供給部材と、
前記現像部材に接触する外周面を有し、弾性を有するトナー層形成部材と、
前記トナー層形成部材の前記外周面に付着したトナー層の厚さを規制するトナー層規制部材とを備え、
前記現像部材の外周面の離型性は、前記トナー層形成部材の前記外周面の離型性よりも高く、
前記トナー層形成部材の前記外周面に付着し前記トナー層規制部材により厚さが規制されたトナー層を、前記トナー層形成部材と前記現像部材との接触部を通過した前記現像部材上のトナー層に転移させることを特徴とする現像装置。
A developing member for developing the electrostatic latent image by attaching a non-magnetic toner to the electrostatic latent image formed on the electrostatic latent image carrier;
A toner supply member that is provided in contact with the developing member and supplies non-magnetic toner to the developing member;
Have a peripheral surface in contact with said developing member, a toner layer forming member having elasticity,
A toner layer regulating member that regulates the thickness of the toner layer attached to the outer peripheral surface of the toner layer forming member,
The releasability of the outer peripheral surface of the developing member is higher than the releasability of the outer peripheral surface of the toner layer forming member,
The toner on the developing member that has passed through the contact portion between the toner layer forming member and the developing member passes through the toner layer that adheres to the outer peripheral surface of the toner layer forming member and whose thickness is regulated by the toner layer regulating member. A developing device for transferring to a layer .
トナーを収容するトナー収容室を備え、
前記トナー収容室の内部で、前記トナー供給部材が前記現像部材にトナーを供給し、前記トナー層形成部材がその外周面にトナー層を付着させ、且つ、前記トナー層規制部材が前記トナー層形成部材に付着したトナー層の厚さを規制するよう構成し、
前記トナー層形成部材に付着し前記トナー層規制部材により厚さが規制されたトナー層を、前記トナー層形成部材の回転により、前記トナー収容室の外部に搬送し、当該外部において前記現像部材に転移させることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
A toner storage chamber for storing toner;
Inside the toner storage chamber, the toner supply member supplies toner to the developing member, the toner layer forming member causes a toner layer to adhere to the outer peripheral surface, and the toner layer regulating member forms the toner layer. Configured to regulate the thickness of the toner layer attached to the member,
The toner layer that adheres to the toner layer forming member and whose thickness is regulated by the toner layer regulating member is transported to the outside of the toner storage chamber by the rotation of the toner layer forming member, and outside the toner containing chamber, The developing device according to claim 1, wherein transfer is performed.
前記現像部材は一定の方向に回転し、前記トナー層形成部材は前記現像部材と同じ方向に回転し、
前記トナー供給部材から前記現像部材に供給されたトナーの一部を、前記現像部材の回転により、前記現像部材と前記トナー層形成部材との間を前記現像部材の回転方向に通過させ、前記トナー層形成部材から前記現像部材に転移したトナー層に加え合わせることを特徴とする請求項1又は2に記載の現像装置。
The developing member rotates in a certain direction, the toner layer forming member rotates in the same direction as the developing member,
A part of the toner supplied from the toner supply member to the developing member is passed between the developing member and the toner layer forming member in the rotating direction of the developing member by rotating the developing member, and the toner The developing device according to claim 1, wherein the developing device adds the toner layer transferred from the layer forming member to the developing member.
前記トナー層形成部材に付着したトナー層を前記現像部材に転移させる電位を、前記現像部材及び前記トナー層形成部材にそれぞれ付与する電位付与手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の現像装置。   4. The apparatus according to claim 1, further comprising a potential applying unit that applies a potential to transfer the toner layer attached to the toner layer forming member to the developing member, to the developing member and the toner layer forming member, respectively. The developing device according to any one of the above. 前記現像部材、前記トナー層形成部材及び前記トナー供給部材が、いずれも、ローラにより構成されていることを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の現像装置。   5. The developing device according to claim 1, wherein each of the developing member, the toner layer forming member, and the toner supplying member is configured by a roller. 前記現像部材の外周面の表面粗さは、前記トナー層形成部材の前記外周面の表面粗さよりも小さいことを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の現像装置。   6. The developing device according to claim 1, wherein a surface roughness of the outer peripheral surface of the developing member is smaller than a surface roughness of the outer peripheral surface of the toner layer forming member. 前記現像部材の外周面は、樹脂により構成されていることを特徴とする請求項1乃至6の何れかに記載の現像装置。   The developing device according to claim 1, wherein an outer peripheral surface of the developing member is made of a resin. 前記トナー層形成部材の前記外周面は、ゴムにより構成されていることを特徴とする請求項1乃至7の何れかに記載の現像装置。   The developing device according to claim 1, wherein the outer peripheral surface of the toner layer forming member is made of rubber. 前記トナー層形成部材は、前記現像部材に押し込まれており、当該押し込み量が0.2mm以上であることを特徴とする請求項1乃至8の何れかに記載の現像装置。   The developing device according to claim 1, wherein the toner layer forming member is pressed into the developing member, and the pressing amount is 0.2 mm or more. 前記トナー層形成部材を前記現像部材に対して弾性的に押圧付勢する弾性押圧手段を更に備えたことを特徴とする請求項1乃至9の何れかに記載の現像装置。   The developing device according to claim 1, further comprising an elastic pressing unit that elastically presses and urges the toner layer forming member against the developing member. 前記現像部材の外周面の、アクリル樹脂よりなる平均表面粗さが約2μmの平面に対する静止摩擦係数が、0より大きく0.58以下であることを特徴とする請求項1乃至10の何れかに記載の現像装置。   The static friction coefficient with respect to a plane having an average surface roughness made of acrylic resin of an outer peripheral surface of the developing member of about 2 μm is greater than 0 and 0.58 or less. The developing device described. 前記現像部材の外周面の、アクリル樹脂よりなる平均表面粗さが約2μmの平面に対する静止摩擦係数が、0より大きく0.36以下であることを特徴とする請求項11に記載の現像装置。   12. The developing device according to claim 11, wherein a static friction coefficient of an outer peripheral surface of the developing member with respect to a plane having an average surface roughness made of acrylic resin of about 2 [mu] m is greater than 0 and equal to or less than 0.36. 前記トナー層形成部材の前記外周面の回転周速は、前記現像部材の外周面の回転周速よりも遅いことを特徴とする請求項1乃至12の何れかに記載の現像装置。   The developing device according to claim 1, wherein a rotational peripheral speed of the outer peripheral surface of the toner layer forming member is slower than a rotational peripheral speed of the outer peripheral surface of the developing member. 前記トナー層規制部材は、前記トナー層形成部材の前記外周面に接するように設けられたブレードであり、当該ブレードの前記トナー層形成部材に対向する接触面が当該トナー層形成部材の中心軸線に平行に延びていることを特徴とする請求項1乃至13の何れかに記載の現像装置。   The toner layer regulating member is a blade provided so as to be in contact with the outer peripheral surface of the toner layer forming member, and a contact surface of the blade facing the toner layer forming member is a center axis of the toner layer forming member. The developing device according to claim 1, wherein the developing device extends in parallel. 前記ブレードの前記トナー層形成部材に対向する接触面は、当該ブレードの長手方向に直交する面内において0.3mm以上0.5mm以下の曲率半径を有することを特徴とする請求項14に記載の現像装置。   The contact surface of the blade facing the toner layer forming member has a radius of curvature of 0.3 mm or more and 0.5 mm or less in a plane orthogonal to the longitudinal direction of the blade. Development device. 前記ブレードは、10g/cm以上50g/cm以下の力で、前記トナー層形成部材に押し当てられていることを特徴とする請求項14又は15に記載の現像装置。 The developing device according to claim 14, wherein the blade is pressed against the toner layer forming member with a force of 10 g / cm 2 or more and 50 g / cm 2 or less. 前記現像部材、前記トナー供給部材及び前記トナー層形成部材にそれぞれ電位VD,VS,VLを与え、当該電位VD,VS,VLが、以下の式(1)及び式(2)を満足することを特徴とする請求項1乃至16の何れかに記載の現像装置。
|VD|≦|VS| ・・・(1)
|VD|≦|VL| ・・・(2)
The potentials VD, VS, and VL are applied to the developing member, the toner supply member, and the toner layer forming member, respectively, and the potentials VD, VS, and VL satisfy the following expressions (1) and (2). The developing device according to any one of claims 1 to 16,
| VD | ≦ | VS | (1)
| VD | ≦ | VL | (2)
前記トナー層形成部材にトナーを供給する補助供給部材を更に備えたことを特徴とする請求項1乃至17の何れかに記載の現像装置。   The developing device according to claim 1, further comprising an auxiliary supply member that supplies toner to the toner layer forming member. 前記補助供給部材は、前記トナー層形成部材の前記外周面に接触し、前記トナー層形成部材と同方向に回転することを特徴とする請求項18に記載の現像装置。   The developing device according to claim 18, wherein the auxiliary supply member contacts the outer peripheral surface of the toner layer forming member and rotates in the same direction as the toner layer forming member. 前記補助供給部材及び前記トナー層形成部材にそれぞれ電位VH,VLを与え、当該電位VH,VLが以下の式(3)を満足することを特徴とする請求項18又は19に記載の現像装置。
|VH|≧|VL| ・・・(3)
The developing device according to claim 18 or 19, wherein potentials VH and VL are respectively applied to the auxiliary supply member and the toner layer forming member, and the potentials VH and VL satisfy the following expression (3).
| VH | ≧ | VL | (3)
前記トナー供給部材にトナーを供給する追加供給部材を更に備えたことを特徴とする請求項1乃至20の何れかに記載の現像装置。   21. The developing device according to claim 1, further comprising an additional supply member that supplies toner to the toner supply member. 前記追加供給部材は、前記トナー供給部材の外周面に接触し、前記トナー供給部材の回転方向と同方向に回転することを特徴とする請求項21に記載の現像装置。   The developing device according to claim 21, wherein the additional supply member contacts an outer peripheral surface of the toner supply member and rotates in the same direction as the rotation direction of the toner supply member. 前記追加供給部材及び前記トナー供給部材にそれぞれ電位VT,VSを与え、当該電位VT,VSが以下の式(4)を満足することを特徴とする請求項21又は22に記載の現像装置。
|VT|≧|VS| ・・・(4)
23. The developing device according to claim 21, wherein potentials VT and VS are applied to the additional supply member and the toner supply member, respectively, and the potentials VT and VS satisfy the following expression (4).
| VT | ≧ | VS | (4)
前記現像部材は一定の方向に回転し、
前記トナー層形成部材は、前記現像部材と同じ方向に回転することを特徴とする請求項1、2、4乃至23の何れかに記載の現像装置。
The developing member rotates in a certain direction,
The developing device according to claim 1, wherein the toner layer forming member rotates in the same direction as the developing member.
請求項1乃至24の何れかに記載の現像装置と、
前記現像装置により現像される静電潜像担持体と、
前記現像装置により現像された前記静電潜像担持体上のトナー像を印刷媒体に転写する転写装置と、
を備えた電子写真装置。
A developing device according to any one of claims 1 to 24;
An electrostatic latent image carrier to be developed by the developing device;
A transfer device for transferring a toner image on the electrostatic latent image carrier developed by the developing device to a print medium;
An electrophotographic apparatus comprising:
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