JP2001013779A - Image forming device - Google Patents

Image forming device

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JP2001013779A
JP2001013779A JP18643699A JP18643699A JP2001013779A JP 2001013779 A JP2001013779 A JP 2001013779A JP 18643699 A JP18643699 A JP 18643699A JP 18643699 A JP18643699 A JP 18643699A JP 2001013779 A JP2001013779 A JP 2001013779A
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JP
Japan
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developing roller
toner
roller
photoreceptor
developing
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JP18643699A
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Japanese (ja)
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Makoto Yamazaki
誠 山崎
Rinichiro Kurachi
麟一郎 倉地
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Katsuragawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Katsuragawa Electric Co Ltd
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  • Developing For Electrophotography (AREA)
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  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming device with such optimum developing conditions as to give an image of the best quality even in the case of a high- speed image forming device with >=200 mm/sec process speed. SOLUTION: A photoreceptor 1 with an amorphous silicon photosensitive layer and a nonmagnetic one-component toner formed by polymerization are used. A developing roller 52 which supplies the toner to the photoreceptor 1 is an elastic roller having 104-109 Ω.cm volume resistance and 1-3 uniform thin layers comprising the toner are formed on the surface of the roller. The developing roller with the formed thin layers is brought into contact with the surface of the photoreceptor in 1-10 mm nip width, and developing is carried out under developing bias set at a value lower by 100-500 V absolute value than the potential by electrification on the surface of the photoreceptor.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プロセススピード
が200mm/sec以上のプリンタ、複写機等の画像形成装
置に関し、特には、アモルファスシリコン感光体と非磁
性一成分重合トナーを用いた電子写真方式による高速画
像形成装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus such as a printer or a copying machine having a process speed of 200 mm / sec or more, and more particularly, to an electrophotographic system using an amorphous silicon photoreceptor and a non-magnetic one-component polymerization toner. A high-speed image forming apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】デジタル技術の急速な発展およびデジタ
ル環境の整備に伴い、その出力装置の一つであるプリン
タ、複写機といった画像形成装置においてもその用途は
拡大し、単に良質な画像の再生ができれば良いといった
画質中心のみの時代は終焉し、パーソナル、オフィス、
印刷、エンジニアリングと、それぞれの分野に適した種
々の付加価値を備えた装置が期待されている。中でも、
オフィスまたは印刷分野の装置においては、プリント速
度、即ち、プロセススピードがより高速なものが求めら
れている。
2. Description of the Related Art With the rapid development of digital technology and the development of a digital environment, the use of image forming apparatuses such as printers and copiers, which are one of the output devices, has been expanded, and the reproduction of high-quality images has been simple. The era of only image quality, which is best if possible, is over and personal, office,
Devices with various added values suitable for printing and engineering, respectively, are expected. Among them,
In apparatuses in the office or printing field, higher printing speed, that is, higher processing speed is required.

【0003】一般に、プロセススピードが200mm/sec
以上となる高速機では、それ以下の低速機または中速機
においてはさほど問題とならなかった感光体に対する耐
刷性や感度、解像力、現像能力がそれぞれ特有の課題と
して再浮上し、それら課題の全てを満足させるプロセス
の設計は困難とされてきた。例えば、高感度を有するO
PC感光層を塗布したドラムまたはシートよりなる感光
体は、環境や価格面からみて非常に有効なものとして広
く使用されているが、かかるOPC感光体を用いて高速
プロセス機を開発した場合、従来知られるトナー・キャ
リア型二成分現像方式や、磁性トナー型一成分現像方式
では、OPC感光体の固有の特性や、プロセスの高速化
に対する現像能力が不足であった。それを補うために、
感光体周りに現像手段(例えば現像ローラ)を二連、三
連と並べて配置した構成が提案されているが、その分、
装置の全体構成が大きくなり、商品をコンパクト化する
という市場のニーズに逆らうものであった。また、OP
C感光層であるがゆえに、依然として感光体の耐刷性に
おいて問題が残るものであった。
Generally, the process speed is 200 mm / sec.
In the high-speed machines described above, printing durability, sensitivity, resolution, and developing capability for photoconductors, which did not cause much problems in low-speed machines and medium-speed machines below, re-emerged as unique issues. Designing a process that satisfies all has been difficult. For example, O with high sensitivity
Photoconductors composed of drums or sheets coated with a PC photosensitive layer are widely used as very effective from the viewpoint of environment and cost. However, if a high-speed process machine using such OPC The known toner-carrier type two-component developing method and the magnetic toner type one-component developing method lacked the inherent characteristics of the OPC photoreceptor and the developing ability to speed up the process. To make up for it,
A configuration in which developing means (for example, a developing roller) are arranged side by side in two or three rows around the photoreceptor has been proposed.
The overall configuration of the apparatus has been increased, and this has been against the market needs for compact products. Also, OP
Because of the C photosensitive layer, problems still remain in the printing durability of the photosensitive member.

【0004】これに対し、例えば、特開平7−2953
88号公報において、耐刷性に優れたアモルファスシリ
コン感光体と、感光体に接触して使用される弾性の現像
ローラと、転写性に優れた重合トナーとを組み合わせた
装置が提案されている。この装置によれば、耐刷性およ
び転写性に関して良好な特性を得ることができ、更に、
感光体上の残留トナーのクリーニングを現像装置により
兼用することによりクリーナーレス装置を実現できると
いう利点を有するが、上述したようなプロセスの高速化
に対する対応を課題としてはおらず、従って、上記刊行
物に示される条件をにわかに高速プロセス機に適用させ
たとしても前述のように中速機、低速機と同等またはそ
れ以上に満足し得る高品質な画像を得ることは困難であ
る。例えば、現像ローラのみをとっても、弾性であり、
導電性であるといった大概な開示のみでは、上記した高
速化への対応と言った課題を解決することはできない。
On the other hand, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-2953
No. 88 proposes an apparatus combining an amorphous silicon photoreceptor excellent in printing durability, an elastic developing roller used in contact with the photoreceptor, and a polymerized toner excellent in transferability. According to this apparatus, good characteristics regarding printing durability and transferability can be obtained.
It has the advantage that a cleaner-less device can be realized by also using the developing device for cleaning the residual toner on the photoreceptor.However, the above-mentioned publication does not deal with the problem of increasing the speed of the process. Even if the conditions shown are applied to a high-speed process machine, it is difficult to obtain a high-quality image which is as good as or higher than that of a medium-speed machine or a low-speed machine as described above. For example, taking only the developing roller is elastic,
Only the general disclosure of being conductive cannot solve the above-mentioned problem of responding to high speed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明が解決
しようとする課題は、200mm/sec以上のプロセススピ
ードを有する高速画像形成装置においても最良の画像を
得ることができる最適な現像条件を備えた装置を提供す
ることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an optimum image forming apparatus having a process speed of 200 mm / sec or more, with an optimum developing condition capable of obtaining the best image. Device is provided.

【0006】また更に、本発明は、コンパクト化が可能
であり、且つ唯一の現像装置によって、200mm/sec以
上のプロセススピードの画像装置でも、十分な画像濃
度、画質を得ることを可能とした画像形成装置を提供す
ることを課題とする。
Further, the present invention provides an image which can be made compact and which can obtain a sufficient image density and image quality even with an image apparatus having a process speed of 200 mm / sec or more by using only a developing device. It is an object to provide a forming apparatus.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明は、電子写真感光体と、感光体の表面を特定
極性に一様帯電する帯電器と、帯電された感光体表面を
露光して静電潜像を形成する露光手段と、感光体に形成
された潜像に対し選択的にトナーを付着させて反転現像
を行う現像ローラとを有し、プロセススピードが200
mm/sec以上である画像形成装置において、前記感光体は
基体上にアモルファスシリコン感光層を有し、前記トナ
ーは重合法により生成された非磁性一成分トナーよりな
り、前記現像ローラは体積抵抗値10〜10Ω・c
mの弾性ローラからなり、このローラの表面に前記トナ
ーからなる1〜3層の均一な薄層を形成し、該薄層を形
成した現像ローラを1〜10mmのニップ幅で感光体表面
に接触させ、感光体表面の帯電電位よりも絶対値で10
0〜500V低い値に設定された現像バイアスの下で現
像を行うようにしたことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an electrophotographic photoreceptor, a charger for uniformly charging the surface of the photoreceptor to a specific polarity, and exposing the charged photoreceptor surface to light. Exposure means for forming an electrostatic latent image by performing the reversal development by selectively adhering toner to the latent image formed on the photoreceptor.
mm / sec or more, the photosensitive member has an amorphous silicon photosensitive layer on a substrate, the toner is a non-magnetic one-component toner produced by a polymerization method, and the developing roller has a volume resistance value. 10 4 to 10 9 Ω · c
m, formed on the surface of the roller, a uniform thin layer of the above-mentioned toner of 1 to 3 layers is formed, and the developing roller having the thin layer is brought into contact with the surface of the photoreceptor with a nip width of 1 to 10 mm. And the absolute value of the charge potential on the photoreceptor surface is 10
The development is performed under a development bias set to a value lower by 0 to 500 V.

【0008】このような構成において、現像ローラとし
てアスカーA硬度で25〜60°のゴム硬度を有するゴ
ムローラを用いる。これに好適なトナーは平均粒径7μ
m以下で且つ50μC/g以上の帯電量を有する小粒径の
重合トナーである。
In such a configuration, a rubber roller having a rubber hardness of 25 to 60 ° in Asker A hardness is used as a developing roller. A suitable toner has an average particle diameter of 7 μm.
m and having a charge amount of 50 μC / g or more.

【0009】また、現像領域における前記現像ローラと
感光体との速度比が1.0〜3.0倍であることを特徴
とし、更には、現像ローラと接触して配置され且つ現像
ローラに対するバイアス電位よりも高い電位のバイアス
を印加した供給ローラを有する。
The speed ratio between the developing roller and the photosensitive member in the developing area is 1.0 to 3.0 times, and furthermore, the speed ratio between the developing roller and the photosensitive member is set in contact with the developing roller and the bias to the developing roller is increased. A supply roller to which a bias having a higher potential than the potential is applied;

【0010】また更には、前記現像ローラは感光体上に
残留するトナーのクリーニングを兼ね、前記現像ローラ
および供給ローラへ印加するバイアス電圧の極性を、現
像時には前記感光体表面の帯電と同極性に、クリーニン
グ時には前記感光体表面の帯電と逆極性になるように切
り替えることを特徴とする。
Still further, the developing roller also serves to clean toner remaining on the photoreceptor, and sets the polarity of a bias voltage applied to the developing roller and the supply roller to the same polarity as the charging of the surface of the photoreceptor during development. In the cleaning, switching is performed so that the polarity of the surface of the photoreceptor is opposite to that of the charging.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について図面を参照として説明する。図1は、本発明が
適用される画像形成装置の概略説明図である。図中、符
号1は矢印Aで示す方向、即ち反時計周りに回転する感
光ドラムであり、その周面には正帯電型アモルファスシ
リコン感光体を備えている。好ましくは、感光ドラム1
は、ドラム状の基板上に、注入阻止層(アンダーコー
ト)、アモルファスシリコン感光層、表面保護層を順次
積層した構成よりなる。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic explanatory view of an image forming apparatus to which the present invention is applied. In the figure, reference numeral 1 denotes a photosensitive drum which rotates in the direction indicated by arrow A, that is, counterclockwise, and has a positively charged amorphous silicon photosensitive member on its peripheral surface. Preferably, the photosensitive drum 1
Has a configuration in which an injection blocking layer (undercoat), an amorphous silicon photosensitive layer, and a surface protection layer are sequentially laminated on a drum-shaped substrate.

【0012】感光ドラム1の周囲には、回転方向Aに沿
って感光体の残留電荷を消去するためのイレーサランプ
2、感光体を特定極性、例えば正極性に一様に400〜
800Vの表面電位となるように帯電する帯電器3(図
示例では、複数のコロナ帯電器を用いているが、これに
限定されず、唯一のコロナ帯電器であっても良いし、ま
た帯電ローラ、帯電ブラシ等の帯電手段であっても良
い。)、帯電された感光体表面に再生すべき画像のため
のデジタル光情報を入射して感光体に静電潜像を形成さ
せる露光用のLEDヘッド等の露光装置4、感光体にト
ナーを供給して前記静電潜像を反転現像、即ち露光部分
にトナーを付着させてトナー像を形成する現像装置5、
トナー像を担持した感光体表面を一様に露光して感光体
およびトナーを一様に除電して転写効率の向上を助勢す
るポストランプ6、感光体上のトナー像を紙等の転写材
上に転写させる転写ローラ7が配置されている。
Around the photosensitive drum 1, an eraser lamp 2 for erasing the residual charge of the photosensitive member along the rotation direction A, and the photosensitive member is uniformly charged to a specific polarity, for example, a positive polarity of 400-400.
A charger 3 that charges to a surface potential of 800 V (in the illustrated example, a plurality of corona chargers are used, but the present invention is not limited to this, and a single corona charger may be used. And a charging means such as a charging brush.), And an exposure LED for forming an electrostatic latent image on the photoconductor by inputting digital light information for an image to be reproduced onto the charged photoconductor surface. An exposure device 4 such as a head, a developing device 5 that supplies toner to a photoreceptor and reversely develops the electrostatic latent image, that is, a toner image that is formed by attaching toner to an exposed portion;
A post lamp 6 for uniformly exposing the surface of the photoreceptor carrying the toner image to uniformly remove the charge of the photoreceptor and toner and to help improve transfer efficiency; and transferring the toner image on the photoreceptor to a transfer material such as paper. A transfer roller 7 for transferring the image to the printer is disposed.

【0013】かかる配置において現像装置5は、図3に
示すように、重合法により生成された非磁性一成分トナ
ー(以下「重合トナー」という。)50が収容された現
像容器51と、弾性体からなる現像ローラ52と、現像
ローラ52と適宜な圧力で接触して配置され現像ローラ
52上のトナー層厚を規制するブレードまたはローラ等
の層厚規制部材53と、現像ローラ52と接触して設け
られ現像ローラ52にトナーを供給する供給ローラ54
と、供給ローラ54の後方に配置された撹拌部材55等
を備え、現像ローラ52、供給ローラ54、現像ブレー
ド53は、後述するように、適当なバイアス電源に接続
されてそれぞれ所定の極性および値のバイアス電圧が印
加されている。
In this arrangement, as shown in FIG. 3, the developing device 5 includes a developing container 51 containing a non-magnetic one-component toner (hereinafter referred to as “polymerized toner”) 50 produced by a polymerization method, and an elastic body. And a layer thickness regulating member 53 such as a blade or a roller which is disposed in contact with the developing roller 52 with an appropriate pressure and regulates the toner layer thickness on the developing roller 52, and is in contact with the developing roller 52. Supply roller 54 for supplying toner to developing roller 52 provided
And a stirring member 55 disposed behind the supply roller 54. The development roller 52, the supply roller 54, and the development blade 53 are connected to an appropriate bias power supply and have predetermined polarities and values, respectively, as described later. Bias voltage is applied.

【0014】これらについて詳細に述べる。現像容器5
1内には所定量の非磁性一成分重合トナー50が収容さ
れており、感光ドラム1と対向する位置には、そこに形
成された開口56からその周面の一部を露出するように
現像ローラ52が配置されている。トナーの収容量は、
例えば、図3に示すように、現像容器51の後壁に設け
たセンサー57により監視され、所定量以下となった時
にはトナーを補給すべく指示信号を発する。
These will be described in detail. Developing container 5
A predetermined amount of non-magnetic one-component polymerized toner 50 is contained in the photosensitive drum 1, and is developed at a position facing the photosensitive drum 1 so as to expose a part of the peripheral surface through an opening 56 formed therein. A roller 52 is provided. The toner capacity is
For example, as shown in FIG. 3, it is monitored by a sensor 57 provided on the rear wall of the developing container 51, and when the amount becomes less than a predetermined amount, an instruction signal is issued to supply toner.

【0015】現像ローラ52はステンレス等の導電性の
剛体からなる中心軸52aの周りに弾性中間層52bを
形成し、更に中間層52bの外周に弾性表面層52cを
形成した弾性ローラよりなり、表面層52a、中間層5
2bを弾性変形して表面層52cが1〜5mmのニップ幅
Xで感光ドラム1の表面に軸線方向に沿ってほぼ均一に
圧接するように配置保持され、図示しない駆動源により
中心軸52aに伝達される駆動力により感光ドラム1の
回転に伴って矢印Bで示す方向、即ち時計方向に回転す
るようになっている。
The developing roller 52 includes an elastic intermediate layer 52b formed around a central axis 52a made of a conductive rigid body such as stainless steel, and an elastic roller having an elastic surface layer 52c formed on the outer periphery of the intermediate layer 52b. Layer 52a, middle layer 5
2b is elastically deformed so that the surface layer 52c is disposed and held so as to be almost uniformly pressed against the surface of the photosensitive drum 1 along the axial direction with a nip width X of 1 to 5 mm, and is transmitted to the central shaft 52a by a drive source (not shown). Due to the applied driving force, the photosensitive drum 1 is rotated in a direction indicated by an arrow B, that is, clockwise with the rotation of the photosensitive drum 1.

【0016】図2に示すように、現像ローラ52の中心
軸52aはスイッチ58を介してバイアス電源部59に
接続されている。バイアス電源部59により後述する現
像時において画像の背景部分へのトナーのかぶり現象を
防止するためのバイアス電圧を中心軸52aに印加する
ようになっている。かかるバイアス電圧は、感光体表面
の帯電位よりも絶対値で100〜500V低い値に設定
されている。
As shown in FIG. 2, the center shaft 52a of the developing roller 52 is connected to a bias power source 59 via a switch 58. The bias power supply 59 applies a bias voltage to the central axis 52a for preventing the fogging phenomenon of the toner on the background portion of the image during the later-described development. Such a bias voltage is set to a value that is 100 to 500 V lower in absolute value than the charged potential on the photoconductor surface.

【0017】図示のようにバイアス電源部59は正負異
なる方向の電源AおよびBを備え、連動する2つの接点
a,bを有するスイッチ58により現像ローラ52への
バイアス極性を正負に切り替える。この切り替えは、現
像ローラ52が現像に寄与する時と、クリーニングに寄
与する時とにより所定のタイミングで切り替えられ、即
ち、現像時には感光ドラム1の感光体表面の帯電電位と
同極性に、クリーニング時には感光体表面の帯電電位と
逆極性になるように切り替えられる。
As shown in the figure, the bias power supply section 59 has power supplies A and B of different directions, and switches the bias polarity to the developing roller 52 between positive and negative by a switch 58 having two interlocking contacts a and b. This switching is performed at a predetermined timing depending on when the developing roller 52 contributes to the development and when the developing roller 52 contributes to the cleaning. That is, the developing roller 52 has the same polarity as the charged potential of the photosensitive member surface of the photosensitive drum 1 during the development, and the cleaning potential during the cleaning. Switching is performed so that the polarity is opposite to the charging potential of the photoconductor surface.

【0018】再び現像ローラ52の構成に戻ると、中心
軸52aの外側に形成されている中間層52bは、NB
Rゴム(アクリロニトリルブタジエン共重合ゴム)等の
弾性を有する多孔質発泡体により形成され、また中間層
52bの外周に形成されている表面層52cは、ウレタ
ンゴム等の弾性体により形成されている。
Returning to the structure of the developing roller 52, the intermediate layer 52b formed outside the central shaft 52a is
The surface layer 52c formed of an elastic porous foam such as R rubber (acrylonitrile butadiene copolymer rubber) or the like, and the outer surface of the intermediate layer 52b is formed of an elastic material such as urethane rubber.

【0019】現像ローラ52の中間層52bおよび表面
層52cからなる弾性層の体積抵抗は10〜10Ω
・cmの範囲内が好ましく、またゴム硬度はアスカーAで
25〜60°からなり、特に、表面層52cは、トナー
搬送力を得るために微小な凹凸を表面に有し、且つトナ
ーとの離型性が良く且つトナーに対して摩擦帯電系列が
離れた材料によって形成されることが望ましい。
The volume resistance of the elastic layer composed of the intermediate layer 52b and the surface layer 52c of the developing roller 52 is 10 4 to 10 9 Ω.
Cm is preferable, and the rubber hardness of Asker A is 25 to 60 °. In particular, the surface layer 52c has minute irregularities on the surface to obtain toner conveying force, and separates from the toner. It is preferable that the toner is formed of a material having good moldability and a frictional charge series separated from the toner.

【0020】前述したように現像ローラ52は、感光ド
ラム1の感光体に1〜5mmのニップ幅Xで摺擦するとと
もに、摺擦位置、即ち現像領域では感光ドラムと同方向
に回転する。接触位置での周速差は感光ドラムに対して
1.0〜3.0倍の速さに設定されている。
As described above, the developing roller 52 rubs against the photoreceptor of the photosensitive drum 1 with a nip width X of 1 to 5 mm, and rotates in the same direction as the photosensitive drum at the rubbing position, that is, in the developing area. The peripheral speed difference at the contact position is set to be 1.0 to 3.0 times the speed of the photosensitive drum.

【0021】現像ローラ52の後方位置にある供給ロー
ラ54は、現像ローラ52の軸線と平行に延びて配置さ
れ、現像ローラ52と全長にわたって接触している。現
像ローラ52は、例えばカーボン微粉末が混入されたウ
レタンゴムの発泡体からなり、現像ローラ52に対して
所定の圧力で接しながら現像ローラ52とは異なる速度
で回転し、現像容器51内のトナーを現像ローラ54に
供給すると共に、摩擦帯電により現像ローラ52上のト
ナーを荷電する。現像ローラ52と供給ローラ54間で
の帯電は現像品質に大きく影響し、帯電が不足した場合
には、カブリや濃度ムラが発生する。
A supply roller 54 located at a position rearward of the developing roller 52 extends parallel to the axis of the developing roller 52 and is in contact with the developing roller 52 over its entire length. The developing roller 52 is made of, for example, urethane rubber foam mixed with fine carbon powder, and rotates at a different speed from the developing roller 52 while contacting the developing roller 52 with a predetermined pressure. Is supplied to the developing roller 54, and the toner on the developing roller 52 is charged by frictional charging. The electrification between the developing roller 52 and the supply roller 54 greatly affects the development quality. If the electrification is insufficient, fog and density unevenness occur.

【0022】また、供給ローラ54の中心軸54aはス
イッチ61を介してバイアス電源部62に接続されてい
る。供給ローラ54の中心軸54aにはバイアス電源部
62によりバイアス電圧が印加される。バイアス電源部
62は正負異なる方向の電源CおよびDを備え、連動す
る2つの接点c、dを有するスイッチ61によりバイア
ス極性を正負に切り替える。この切り替えは、前記した
現像ローラ52へのバイアス電圧の切り替えと同期して
行われ、現像ローラ52へのバイアス電圧と同極性の電
源となるように切り替えられる。なお、供給ローラ54
へのバイアス電位は、現像ローラ52のバイアス電位よ
りも100〜200V高い電位に設定されており、この
電位差によりトナーが供給ローラから現像ローラへと移
転する。
Further, a center shaft 54a of the supply roller 54 is connected to a bias power supply 62 via a switch 61. A bias voltage is applied to a center shaft 54 a of the supply roller 54 by a bias power supply unit 62. The bias power supply unit 62 includes power supplies C and D of different directions, and switches the bias polarity between positive and negative by a switch 61 having two interlocking contacts c and d. This switching is performed in synchronization with the switching of the bias voltage to the developing roller 52 described above, and is switched so that the power supply has the same polarity as the bias voltage to the developing roller 52. The supply roller 54
Is set to a potential 100 to 200 V higher than the bias potential of the developing roller 52, and the toner is transferred from the supply roller to the developing roller due to this potential difference.

【0023】供給ローラ54の後方に設けられた撹拌部
材55は、現像ローラ52と同方向に延びる中心軸55
aに軸線方向の複数箇所において設けられた複数の撹拌
翼を有し、その回転により現像容器51内のトナーを撹
拌すると共にトナーを供給ローラ54へと搬送する。
A stirring member 55 provided behind the supply roller 54 has a central shaft 55 extending in the same direction as the developing roller 52.
A has a plurality of agitating blades provided at a plurality of positions in the axial direction. The rotation of the agitating blade agitates the toner in the developing container 51 and conveys the toner to the supply roller 54.

【0024】一方、現像ローラ52上に供給されたトナ
ーは層厚規制部材53により層厚が規制される。層厚規
制部材53は、現像ローラ52と感光ドラム1との接触
部、即ち現像領域の下流位置に配置され、ステンレスま
たはウレタンゴム等からなる可撓なブレード状の部材よ
りなり、その腹部が現像ローラ52の表面層と所定の圧
力でもって当接するように適宜な固定手段により現像容
器に保持されており、その腹部で摺擦することにより現
像ローラ52の表面上にトナーの1〜3層の均一な薄層
を形成するように作用する。層厚規制部材53の材質
は、現像ローラ52の表面層の材質と同様に、トナーに
対して摩擦帯電系列が離れたものが望ましい。
On the other hand, the layer thickness of the toner supplied onto the developing roller 52 is regulated by the layer thickness regulating member 53. The layer thickness regulating member 53 is disposed at a contact portion between the developing roller 52 and the photosensitive drum 1, that is, at a downstream position of the developing region, and is formed of a flexible blade-shaped member made of stainless steel or urethane rubber. The toner is held in the developing container by an appropriate fixing means so as to come into contact with the surface layer of the roller 52 with a predetermined pressure. It acts to form a uniform thin layer. The material of the layer thickness regulating member 53 is desirably a material whose frictional charging series is separated from the toner, similarly to the material of the surface layer of the developing roller 52.

【0025】なお、図示していないが、層厚規制部材5
3としては、ブレード形状の他、ローラ形状のものであ
っても良い。また、層厚規制部材53を導電性材料とし
た場合には、前出の供給ローラ54とほぼ同じ値の同極
性のバイアスを印加することが好ましい。
Although not shown, the thickness regulating member 5
The roller 3 may have a roller shape in addition to a blade shape. When the layer thickness regulating member 53 is made of a conductive material, it is preferable to apply a bias having substantially the same value and the same polarity as the supply roller 54 described above.

【0026】次に、作用について説明すると、まず感光
ドラム1が矢印A方向に回転している状態において、感
光ドラム1の感光体の残留電位がイレーサランプ2より
除去され、次いで幅広または複数のコロナ帯電器3によ
り感光体表面が一様に帯電される。続いて露光装置4に
よりデジタル露光が行われて、感光体上に静電潜像が形
成され、該潜像は感光ドラム1の回転により現像装置5
の現像ローラ52と接触する位置、即ち現像領域へと搬
送される。
Next, the operation will be described. First, while the photosensitive drum 1 is rotating in the direction of arrow A, the residual potential of the photosensitive member of the photosensitive drum 1 is removed from the eraser lamp 2, and then the wide or plural coronas are removed. The surface of the photoconductor is uniformly charged by the charger 3. Subsequently, digital exposure is performed by the exposure device 4 to form an electrostatic latent image on the photoreceptor.
Is transported to a position in contact with the developing roller 52, that is, a developing area.

【0027】一方、現像装置5では、感光ドラム1の回
転と同時に現像ローラ52、供給ローラ54、撹拌部材
55が図示しない駆動源によりそれぞれ矢印で示した方
向へ回転し、且つ現像ローラ52の中心軸52aおよび
供給ローラ54の中心軸54aにはそれぞれバイアス電
源部59,62からバイアス電圧が印加される。
On the other hand, in the developing device 5, at the same time as the rotation of the photosensitive drum 1, the developing roller 52, the supply roller 54, and the agitating member 55 rotate in the directions indicated by arrows by a driving source (not shown). A bias voltage is applied to the shaft 52a and the center shaft 54a of the supply roller 54 from bias power supply units 59 and 62, respectively.

【0028】撹拌部材55および供給ローラ54の回転
により、現像容器51内のトナーが撹拌され且つ供給さ
れて現像ローラ52上にトナー層が形成される。トナー
層は層厚規制部材53によりトナーの1〜3層の均一な
薄層となるように規制され、層厚を規制されたトナーは
現像ローラ52の表面層に付着して、現像ローラ52の
回転により現像領域へと搬送される。
The rotation of the stirring member 55 and the supply roller 54 stirs and supplies the toner in the developing container 51 to form a toner layer on the developing roller 52. The toner layer is regulated by the layer thickness regulating member 53 so as to be a uniform thin layer of 1 to 3 layers of toner. The toner whose layer thickness is regulated adheres to the surface layer of the developing roller 52 and It is transported to the developing area by rotation.

【0029】この薄層化されたトナーは現像領域におい
て感光ドラム1の静電潜像に供給され、吸引付着するこ
とで現像が行われ、可視トナー像が形成される。
The thinned toner is supplied to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 in the developing area, and is developed by being attracted and adhered to form a visible toner image.

【0030】トナー像は感光ドラム1の回転により転写
領域まで搬送されて、ここで転写ローラ7の作用により
紙等の転写材に転写された後、図示しない定着部で転写
材上に定着される。
The toner image is conveyed to the transfer area by the rotation of the photosensitive drum 1, where it is transferred to a transfer material such as paper by the action of the transfer roller 7, and then fixed on the transfer material by a fixing unit (not shown). .

【0031】一方、転写材に転写されない残留トナー
は、現像ローラ52に再度運ばれる。連続プリントの場
合、現像ローラ52に印加されているバイアス電圧の極
性は切り替えられず、現像ローラ52は感光ドラム1と
の接触位置において、感光ドラム1上の残留トナーを擦
り落とし現像装置5へと回収するとともに、新しいトナ
ーが感光体の表面の潜像を現像する。
On the other hand, the residual toner not transferred to the transfer material is transported to the developing roller 52 again. In the case of continuous printing, the polarity of the bias voltage applied to the developing roller 52 cannot be switched, and the developing roller 52 scrapes off the residual toner on the photosensitive drum 1 at the contact position with the photosensitive drum 1 to the developing device 5. Upon collection, the new toner develops the latent image on the photoreceptor surface.

【0032】プリント終了時には、感光ドラム1を最終
クリーニングのために更に1回転回転するように加算す
ることが好ましい。この時、現像ローラ52と供給ロー
ラ54および層厚規制部材53に印加しているバイアス
電圧の極性を切り替え、それにより現像ローラ52への
感光ドラム1からのトナーの吸着を促進させる。
At the end of printing, it is preferable that the addition is performed so that the photosensitive drum 1 is further rotated one rotation for final cleaning. At this time, the polarity of the bias voltage applied to the developing roller 52, the supply roller 54, and the layer thickness regulating member 53 is switched, thereby promoting the adsorption of the toner from the photosensitive drum 1 to the developing roller 52.

【0033】本発明は、感光体と現像ローラが接触式で
あるために、抵抗値が低過ぎるとリークする関係上、ト
ナーは重合トナーであって10Ω・cm以上の高抵抗ま
たは絶縁性のものが用いられ、特には、粒径が5〜8μ
mの球形で且つ帯電量が50μC/g以上のものが好まし
い。
In the present invention, since the photosensitive member and the developing roller are of a contact type, the toner is a polymerized toner and has a high resistance of 10 6 Ω · cm or more or an insulating property because the toner leaks when the resistance is too low. Are used, and in particular, the particle size is 5 to 8 μm.
m and a charge amount of 50 μC / g or more are preferable.

【0034】[0034]

【実施例】以上の様な構成で、各装置および部材の材質
および条件について以下のように設定した。感光ドラム
1としては、アモルファスシリコン感光体ドラムを用
い、これを1000mm/secで回転させ、帯電器3として
コロナ帯電、露光装置4として600dpiのLEDヘッ
ド、現像ローラ52として体積固有抵抗1.3×10
Ω・cm、ゴム硬度50°のNBRゴムからなる中間層
に、ウレタンゴムからなる表面層を形成した直径100
mm、表面粗さ7.0μmRzの弾性ローラを用い、該ロー
ラを感光ドラム1の表面に約10mmのニップ幅(接触
幅)で押しつけ、また、層規制部材53である現像ブレ
ードを現像ローラ52の回転方向Bに対して対向する方
向に接線に対して約30°で、現像ローラ52に対して
約1.0mm食い込むように配置した。現像ローラ52の
周速度は、感光ドラム1の周速に比して、1.05倍と
した。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS With the above configuration, the materials of each device and members
The conditions were set as follows. Photosensitive drum
For 1, use an amorphous silicon photosensitive drum
Then, rotate it at 1000mm / sec and use it as a charger 3.
Corona charging, 600 dpi LED head as exposure unit 4
And the developing roller 52 has a volume resistivity of 1.3 × 10 7
Intermediate layer made of NBR rubber with Ω · cm and rubber hardness of 50 °
Has a surface layer made of urethane rubber having a diameter of 100
mm and an elastic roller with a surface roughness of 7.0 μmRz.
A nip width of about 10 mm (contact
Width), and the development blur
Is opposite to the rotation direction B of the developing roller 52.
About 30 ° to the tangent, and
It was arranged so as to bite about 1.0 mm. Of the developing roller 52
The peripheral speed is 1.05 times the peripheral speed of the photosensitive drum 1.
did.

【0035】一方、供給ローラ54として、体積固有抵
抗2.3×104Ω・cmの、カーボン入りウレタンゴム
からなる発泡体からなる直径70mmのスポンジローラを
用い、トナーは重合法により生成したスチレン−アクリ
ル系樹脂で、外添剤として疎水性シリカを添加したもの
を用いた。供給ローラ54の周速度は、現像ローラ52
の周速度に比して、約0.5倍とした。
On the other hand, as the supply roller 54, the volume resistivity 2.3 × 10 4 Ω · cm, using a sponge roller with a diameter of 70mm composed of a foam made of carbon reinforced urethane rubber, styrene toner produced by a polymerization method -An acrylic resin to which hydrophobic silica was added as an external additive was used. The peripheral speed of the supply roller 54 is
About 0.5 times as much as the peripheral speed.

【0036】プロセスの設定は、帯電器3による帯電後
のドラム上帯電電位が約580V、露光装置4後の露光
部(明部)電位が約40V、現像ローラ52へのバイア
ス電圧を300V、供給ローラ54へのバイアス電圧を
500V、層厚規制部材53へのバイアス電圧を300
Vとした。
The process is set such that the charging potential on the drum after charging by the charger 3 is about 580 V, the potential of the exposed portion (light portion) after the exposure device 4 is about 40 V, and the bias voltage to the developing roller 52 is 300 V. The bias voltage to the roller 54 is 500 V, and the bias voltage to the layer thickness regulating member 53 is 300
V.

【0037】このような構成および条件において作像し
たトナー像を−1500V〜−3000Vのバイアスが
印加された10〜10Ω・cmの体積抵抗値を持つス
ポンジローラからなる転写ローラ7を用いて紙からなる
転写材上に接触転写させ、次いで加熱定着装置により定
着した。その結果、解像力600dpiにおいて、かぶり
が無く、画像濃度が良好な再生画像を得ることができ
た。
A toner image formed under such a configuration and conditions is transferred to a transfer roller 7 composed of a sponge roller having a volume resistance of 10 6 to 10 9 Ω · cm to which a bias of -1500 V to -3000 V is applied. And transferred to a transfer material made of paper, and then fixed by a heat fixing device. As a result, at a resolution of 600 dpi, it was possible to obtain a reproduced image having no fog and a good image density.

【0038】上記構成において、現像ローラ52の体積
抵抗値、ゴム硬度、現像ローラ52と感光ドラム1との
接触部のニップ幅、現像ローラと感光ドラムとの速度比
等を可変して実施したところ、現像ローラ52の体積抵
抗値については10〜10 Ω・cmの範囲、ゴム硬度
はアスカーA硬度で25〜60°、現像ローラ52と感
光ドラム1との接触部のニップ幅は1〜5mm、現像ロー
ラと感光ドラムとの速度比は1.0〜3.0の範囲であ
る場合に好適な結果を得ることができ、特にかかる範囲
においては、プロセススピードが1000mm/secであっ
ても、上記200mm/secの場合と同様な良質な再生画像
を得ることができた。
In the above configuration, the volume of the developing roller 52 is
Resistance value, rubber hardness, and the distance between the developing roller 52 and the photosensitive drum 1
Nip width of contact area, speed ratio between developing roller and photosensitive drum
And the like, the volume resistance of the developing roller 52 was changed.
10 for resistance4-10 9Ωcm range, rubber hardness
Is 25-60 ° in Asker A hardness and feels like developing roller 52
The nip width of the contact area with the optical drum 1 is 1 to 5 mm,
And the speed ratio of the photosensitive drum to the photosensitive drum is in the range of 1.0 to 3.0.
Suitable results can be obtained when
The process speed is 1000 mm / sec.
High quality reproduced image similar to the above 200mm / sec
Could be obtained.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アモルファスシリコンドラムを用いた非磁性一成分現像
方式において、カブリ、ドット抜け、濃度不足のない鮮
明な画像を得ることができる。
As described above, according to the present invention,
In a non-magnetic one-component developing method using an amorphous silicon drum, a clear image free from fog, missing dots, and insufficient density can be obtained.

【0040】また更に、現像ローラ52等へのバイアス
電圧の極性を現像時とクリーニング時に切り替えること
により効率的な現像およびクリーニングを行うことがで
きる。
Further, by switching the polarity of the bias voltage to the developing roller 52 and the like during development and during cleaning, efficient development and cleaning can be performed.

【0041】[0041]

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

【図1】 本発明による画像形成装置の好適な一例を示
す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a preferred example of an image forming apparatus according to the present invention.

【図2】 図1の装置における現像ローラと供給ローラ
へのバイアス切り替えを説明するための図である。
FIG. 2 is a view for explaining bias switching to a developing roller and a supply roller in the apparatus of FIG. 1;

【図3】 図1の装置におけるトナーの移転を表す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram illustrating toner transfer in the apparatus of FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 感光ドラム 2 イレーサランプ 3 帯電器 4 露光装置 5 現像装置 6 ポストランプ 7 転写ローラ 50 非磁性一成分トナー 51 現像容器 52 現像ローラ 53 層厚規制部材 54 供給ローラ 55 撹拌部材 REFERENCE SIGNS LIST 1 photosensitive drum 2 eraser lamp 3 charger 4 exposing device 5 developing device 6 post lamp 7 transfer roller 50 non-magnetic one-component toner 51 developing container 52 developing roller 53 layer thickness regulating member 54 supply roller 55 stirring member

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03G 15/06 101 G03G 15/08 507L 507B Fターム(参考) 2H005 AB06 DA01 EA01 EA05 FA07 2H068 DA00 2H073 AA05 BA02 BA09 BA13 BA21 BA41 BA43 BA45 CA02 2H077 AA15 AB01 AB14 AC03 AC04 AD02 AD06 AD35 AE03 BA03 CA02 DB08 EA14 FA22 GA17──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G03G 15/06 101 G03G 15/08 507L 507B F term (Reference) 2H005 AB06 DA01 EA01 EA05 FA07 2H068 DA00 2H073 AA05 BA02 BA09 BA13 BA21 BA41 BA43 BA45 CA02 2H077 AA15 AB01 AB14 AC03 AC04 AD02 AD06 AD35 AE03 BA03 CA02 DB08 EA14 FA22 GA17

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電子写真感光体と、感光体の表面を特定
極性に一様帯電する帯電器と、帯電された感光体表面を
露光して静電潜像を形成する露光手段と、感光体に形成
された潜像に対し選択的にトナーを付着させて反転現像
を行う現像ローラとを有し、プロセススピードが200
mm/sec以上である画像形成装置において、前記感光体は
基体上にアモルファスシリコン感光層を有し、前記トナ
ーは重合法により生成された非磁性一成分トナーよりな
り、前記現像ローラは体積抵抗値10〜10Ω・c
mの弾性ローラからなり、このローラの表面に前記トナ
ーからなる1〜3層の均一な薄層を形成し、該薄層を形
成した現像ローラを1〜10mmのニップ幅で感光体表面
に接触させ、感光体表面の帯電電位よりも絶対値で10
0〜500V低い値に設定された現像バイアスの下で現
像を行うようにしたことを特徴とする画像形成装置。
An electrophotographic photoreceptor; a charger for uniformly charging the surface of the photoreceptor to a specific polarity; an exposure unit for exposing the charged photoreceptor surface to form an electrostatic latent image; And a developing roller for performing reversal development by selectively adhering toner to the latent image formed at the process speed of 200.
mm / sec or more, the photosensitive member has an amorphous silicon photosensitive layer on a substrate, the toner is a non-magnetic one-component toner produced by a polymerization method, and the developing roller has a volume resistance value. 10 4 to 10 9 Ω · c
m, formed on the surface of the roller, a uniform thin layer of the above-mentioned toner of 1 to 3 layers is formed, and the developing roller having the thin layer is brought into contact with the surface of the photoreceptor with a nip width of 1 to 10 mm. And the absolute value of the charge potential on the photoreceptor surface is 10
An image forming apparatus wherein development is performed under a development bias set to a value lower by 0 to 500 V.
【請求項2】 前記現像ローラがアスカーA硬度で25
〜60°のゴム硬度を有するゴムローラからなることを
特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
2. The developing roller has an Asker A hardness of 25.
2. The image forming apparatus according to claim 1, comprising a rubber roller having a rubber hardness of about 60 [deg.].
【請求項3】 前記トナーが平均粒径7μm以下で且つ
50μC/g以上の帯電量を有する小粒径の重合トナーで
あることを特徴とする請求項1または2記載の画像形成
装置。
3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the toner is a polymerized toner having a small particle diameter having an average particle diameter of 7 μm or less and a charge amount of 50 μC / g or more.
【請求項4】 現像領域における前記現像ローラと感光
体との速度比が1.0〜3.0倍であることを特徴とす
る請求項1乃至3いずれか記載の画像形装置。
4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a speed ratio between the developing roller and the photosensitive member in a developing area is 1.0 to 3.0 times.
【請求項5】 前記現像ローラと接触して配置され且つ
現像ローラに対するバイアス電位よりも高い電位のバイ
アスを印加した供給ローラを有することを特徴とする請
求項1乃至4いずれか記載の画像形成装置。
5. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a supply roller disposed in contact with said developing roller and to which a bias having a higher potential than a bias potential applied to said developing roller is applied. .
【請求項6】 前記現像ローラは感光体上に残留するト
ナーのクリーニングを兼ね、前記現像ローラおよび供給
ローラへ印加するバイアス電圧の極性を、現像時には前
記感光体表面の帯電と同極性に、クリーニング時には前
記感光体表面の帯電と逆極性になるように切り替えるこ
とを特徴とする請求項1乃至5記載の画像形成装置。
6. The developing roller also serves to clean toner remaining on the photoreceptor, and sets the polarity of a bias voltage applied to the developing roller and the supply roller to the same polarity as the charging of the surface of the photoreceptor during development. 6. The image forming apparatus according to claim 1, wherein switching is performed such that the polarity of the photosensitive member surface is opposite to the polarity of the charged photosensitive member.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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