JP2001324866A - Developing device - Google Patents

Developing device

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Publication number
JP2001324866A
JP2001324866A JP2000144559A JP2000144559A JP2001324866A JP 2001324866 A JP2001324866 A JP 2001324866A JP 2000144559 A JP2000144559 A JP 2000144559A JP 2000144559 A JP2000144559 A JP 2000144559A JP 2001324866 A JP2001324866 A JP 2001324866A
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JP
Japan
Prior art keywords
roller
toner supply
toner
developing
supply roller
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000144559A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirotaka Yamazaki
博貴 山崎
Junji Sakata
純二 坂田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Bridgestone Corp filed Critical Bridgestone Corp
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Priority to US09/803,899 priority patent/US6480692B2/en
Publication of JP2001324866A publication Critical patent/JP2001324866A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Dry Development In Electrophotography (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developing device on which a toner supply roller consisting of an elastic foam is mounted and which can obtain an image having no failure such as irregular pitch or irregular density. SOLUTION: In this developing device having a toner cartridge storing toner as developer, the toner supply roller and a developing roller and forming a toner image by supplying the toner to an electrostatic latent image on the surface of a photoreceptor, the compression spring constant of the toner supply roller consisting of the elastic foam is 0.25 to 5.0 N/mm and is smaller than that of the developing roller. The deformation of the developing roller when the toner supply roller is made to abut on the developing roller, is cased by the deformation of the toner supply roller substantially, and the toner supply roller is disposed so that biting amount by the developing roller may be 0.5 to 2 mm and its pressing force to the developing roller may be <=6.0 N.

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、電子写真・静電記
録等のプリンターにおける現像装置に関し、更に詳しく
は、現像剤としてのトナーを収納したトナーカートリッ
ジ、トナー供給ローラおよび現像ローラを有し、トナー
を感光体表面の静電潜像に供給してトナー像を形成する
現像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a developing device for a printer for electrophotography, electrostatic recording, etc. The present invention relates to a developing device that forms a toner image by supplying toner to an electrostatic latent image on the surface of a photoconductor.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、電子複写機,レーザービームプリ
ンター、ファクシミリなどの電子写真装置における現像
プロセスに配置される現像装置に用いられる現像ロー
ラ、トナー供給ローラに導電性ローラ方式が広く取り入
れられてきている。このような方式では、現像ローラに
トナー供給ローラを擦りつけることによりトナーを摩擦
帯電させるため、トナー供給ローラには、現像ローラと
の安定した摩擦性(押し付け力)、摩擦部位への高いト
ナー供給性が要求される。而して、従来この種のトナー
供給ローラには、ゴムやウレタン等を発泡させた発泡弾
性体材料が一般に用いられている。
2. Description of the Related Art In recent years, a conductive roller system has been widely adopted as a developing roller and a toner supply roller used in a developing device arranged in a developing process in an electrophotographic apparatus such as an electrophotographic copying machine, a laser beam printer, and a facsimile. I have. In such a method, the toner is frictionally charged by rubbing the toner supply roller against the developing roller. Therefore, the toner supply roller has a stable friction property (pressing force) with the developing roller and a high toner supply to the frictional portion. Is required. Conventionally, a foamed elastic material obtained by foaming rubber, urethane, or the like is generally used for this type of toner supply roller.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者らが、発泡弾性体からなる従来のトナー供給ローラの
性能を検討したところ、現像した画像にピッチむらや濃
度むら等による不具合を発生する場合があることが分か
った。本発明はこのような従来の事情に鑑みてなされた
もので、発泡弾性体からなるトナー供給ローラを搭載し
た現像装置において、ピッチむらや濃度むらなどの不具
合のない画像を得ることのできる現像装置を提供するこ
とを目的とする。
However, the present inventors have examined the performance of a conventional toner supply roller made of a foamed elastic body, and found that a problem occurs in a developed image due to pitch unevenness or density unevenness. It turned out that there was. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a conventional situation, and a developing apparatus capable of obtaining an image free from defects such as pitch unevenness and density unevenness in a developing apparatus equipped with a toner supply roller made of a foamed elastic body. The purpose is to provide.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記のよ
うな画像不具合を発生させたトナー供給ローラについて
調べた結果、現像ローラへのトナー供給ローラの押し付
け力が大きすぎると、現像ローラの回転トルクが変動し
て画像にピッチむらが発生すること、現像ローラへのト
ナー供給ローラの押し付け力が小さすぎると、トナーを
現像ローラに十分に供給することができないため、画像
に濃度むらが発生することを発見した。さらに研究を重
ねた結果、トナー供給ローラの硬度が適切であるにもか
かわらず、トナー供給ローラに対する現像ローラの食込
み量が適切でないために適切な押し付け力が得られずに
安定した摩擦力が得られない結果、画像にピッチむらを
発生させたり、トナー供給性が変動して画像の濃度むら
等の画像不具合が発生していることを発見した。そし
て、トナー供給ローラの硬度および現像ローラのトナー
供給ローラへの食込み量を適正なものとし、かつトナー
供給ローラの現像ローラへの押し付け力を適正なものと
した場合に、不具合のない画像を形成することができる
ことを見出した。本発明はかかる知見に基づいてなされ
たものである。
The inventors of the present invention have investigated the toner supply roller which has caused the above-mentioned image defects. As a result, if the pressing force of the toner supply roller against the developing roller is too large, the developing roller If the rotational torque of the toner fluctuates and pitch unevenness occurs in the image, and if the pressing force of the toner supply roller against the developing roller is too small, the toner cannot be sufficiently supplied to the developing roller. Found to occur. As a result of further research, despite the hardness of the toner supply roller being appropriate, the amount of biting of the developing roller into the toner supply roller was not appropriate, so that an appropriate pressing force was not obtained and a stable frictional force was obtained. As a result, it has been found that unevenness in pitch is generated in the image, and image defects such as unevenness in the density of the image due to fluctuations in the toner supply property have occurred. Then, when the hardness of the toner supply roller and the amount of biting of the developing roller into the toner supply roller are made appropriate and the pressing force of the toner supply roller against the developing roller is made appropriate, an image without trouble is formed. I found that I can do it. The present invention has been made based on such findings.

【0005】すなわち、本発明は、現像剤としてのトナ
ーを収納したトナーカートリッジ、トナー供給ローラお
よび現像ローラを有し、トナーを感光体表面の静電潜像
に供給してトナー像を形成する現像装置において、発泡
弾性体からなるトナー供給ローラの圧縮バネ定数が0.2
5〜5.0N/mmで、かつ現像ローラの圧縮バネ定数よ
りも小さく、トナー供給ローラを現像ローラに当接した
ときのローラの変形が実質的にトナー供給ローラの変形
によるものであって、該トナー供給ローラを、現像ロー
ラによる食込み量が0.5〜2mm、かつ現像ローラへの
押し付け力が6.0N以下となるように配設したことを特
徴とする現像装置、および該現像剤装置を装着した画像
形成装置を提供するものである。
That is, the present invention comprises a toner cartridge containing a toner as a developer, a toner supply roller and a development roller, and supplies toner to an electrostatic latent image on the surface of a photoreceptor to form a toner image. In the apparatus, the compression spring constant of the toner supply roller made of foamed elastic material is 0.2.
5 to 5.0 N / mm and smaller than the compression spring constant of the developing roller, and the deformation of the roller when the toner supply roller contacts the developing roller is substantially due to the deformation of the toner supply roller; A developing device, wherein the toner supply roller is disposed such that the amount of bite by the developing roller is 0.5 to 2 mm and the pressing force against the developing roller is 6.0 N or less; and the developer device. The present invention provides an image forming apparatus equipped with a.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】図1は、本発明に係る現像装置の
一例であるレーザープリンターの現像部の概略図であ
る。図中の符号1は感光体であり、その表面を1次帯電
器2で一様に帯電した後、図示しない制御部から送信さ
れてくる画像信号をLEDアレイプリントヘッド3を用
いて光信号に変換して、これを感光体1の表面に露光し
て静電潜像を形成する。この静電潜像は、トナーカート
リッジ4に収納されており、トナー供給ローラ5および
現像ローラ6を介して感光体1に供給されるトナーによ
って現像されてトナー像が形成される。感光体1の表面
に形成されたトナー像は、ペーパーマガジン7から供給
されるペーパー面に転写帯電器8によって転写され、熱
定着器9により定着され、ペーパーは矢印方向に搬送、
排出される。転写後の感光体1はクリーニングユニット
10によって初期状態に戻る。
FIG. 1 is a schematic view of a developing section of a laser printer which is an example of a developing apparatus according to the present invention. Reference numeral 1 in the figure denotes a photoconductor, whose surface is uniformly charged by a primary charger 2, and then an image signal transmitted from a control unit (not shown) is converted into an optical signal using an LED array print head 3. After conversion, this is exposed on the surface of the photoreceptor 1 to form an electrostatic latent image. This electrostatic latent image is stored in a toner cartridge 4 and is developed by toner supplied to the photoconductor 1 via a toner supply roller 5 and a developing roller 6 to form a toner image. The toner image formed on the surface of the photoreceptor 1 is transferred to a paper surface supplied from a paper magazine 7 by a transfer charger 8 and fixed by a heat fixing device 9, and the paper is transported in the direction of the arrow.
Is discharged. The photoreceptor 1 after the transfer is returned to the initial state by the cleaning unit 10.

【0007】本発明に係るトナー供給ローラは、圧縮バ
ネ定数が0.25〜5.0N/mmのものであるが、この圧
縮バネ定数は0.4〜4.0N/mmであることが好まし
く、特に好ましくは0.7〜3.0N/mmである。圧縮バ
ネ定数が0.25N/mm未満であると、トナーが十分に
摩擦帯電されないという不都合があり、5.0N/mmを
超えると、トナーが十分に搬送されないという不都合が
ある。また、本発明に係るトナー供給ローラの圧縮バネ
定数は、現像ローラの圧縮バネ定数よりも小さいことを
要するが、トナー供給ローラの圧縮バネ定数が現像ロー
ラの圧縮バネ定数以上であると、トナー供給ローラを現
像ローラに当接したときに現像ローラが変形して、一定
量のトナーが反応されないという不都合がある。現像ロ
ーラの圧縮バネ定数とトナー供給ローラの圧縮バネ定数
との差は30N/mm以上とすることが好ましい。本発
明の現像装置において、トナー供給ローラは、これを現
像ローラに当接したときの現像ローラの変形が実質的に
トナー供給ローラの変形によるものであって、トナー供
給ローラを、現像ローラによる食込み量が0.5〜2m
m、好ましくは0.5〜1.5mm、かつ現像ローラへの押
し付け力が6.0N以下、好ましくは5.0N以下となるよ
うに配設する。トナー供給ローラの現像ローラによる食
込み量が0.5mm未満であると、現像ローラに残存した
トナーを十分掻き取ることかできないという不都合が生
じ、2mmを超えると、現像ローラにトナーが十分に搬
送されないという不都合が生じる。また、トナー供給ロ
ーラの現像ローラへの押し付け力が6.0Nを超えると、
現像ローラの回転トルクが変動するという不都合が生じ
る。
The toner supply roller according to the present invention has a compression spring constant of 0.25 to 5.0 N / mm, and preferably has a compression spring constant of 0.4 to 4.0 N / mm. And particularly preferably 0.7 to 3.0 N / mm. If the compression spring constant is less than 0.25 N / mm, there is a disadvantage that the toner is not sufficiently frictionally charged, and if it exceeds 5.0 N / mm, there is a disadvantage that the toner is not sufficiently conveyed. Further, the compression spring constant of the toner supply roller according to the present invention needs to be smaller than the compression spring constant of the developing roller. However, if the compression spring constant of the toner supply roller is equal to or greater than the compression spring constant of the development roller, the toner supply When the roller comes into contact with the developing roller, the developing roller is deformed, so that a certain amount of toner is not reacted. The difference between the compression spring constant of the developing roller and the compression spring constant of the toner supply roller is preferably 30 N / mm or more. In the developing device of the present invention, the deformation of the developing roller when the toner supplying roller is brought into contact with the developing roller is substantially due to the deformation of the toner supplying roller. 0.5 to 2m
m, preferably 0.5 to 1.5 mm, and the pressing force against the developing roller is 6.0 N or less, preferably 5.0 N or less. If the amount of bite by the developing roller of the toner supply roller is less than 0.5 mm, there is a problem that the toner remaining on the developing roller cannot be sufficiently scraped off. If the amount exceeds 2 mm, the toner is not sufficiently conveyed to the developing roller. Inconvenience occurs. When the pressing force of the toner supply roller against the developing roller exceeds 6.0 N,
There is a disadvantage that the rotational torque of the developing roller fluctuates.

【0008】このようなトナー供給ローラを形成する発
泡弾性体としては、上記特性を具備するものであればよ
く、例えばエステル系ポリウレタンフォーム,エーテル
系ポリウレタンフォームやニトリルゴム,エチレンプロ
ピレンゴム,エチレンプロピレンジエンゴム,スチレン
ブタジエンゴム,ブタジエンゴム,イソプレンゴム,天
然ゴム,シリコーンゴム,アクリルゴム,クロロプレン
ゴム,ブチルゴム,エピクロルヒドリンゴムなどのゴム
材料のフォームを挙げることができる。これらは単独で
用いてもよく二種以上を組み合わせて発泡体としてもよ
い。これらの中で特にエステル系ポリウレタンフォー
ム,エーテル系ポリウレタンフォーム,ニトリルゴムフ
ォーム,エチレンプロピレンゴムフォーム,エチレンプ
ロピレンジエンゴムフォーム,シリコーンゴムフォーム
が好適である。発泡弾性体のセル数は25mm当たり5
0〜1200個が好ましい。
The foamed elastic body forming such a toner supply roller may be any foamed elastic body having the above characteristics, such as ester-based polyurethane foam, ether-based polyurethane foam, nitrile rubber, ethylene propylene rubber, and ethylene propylene diene. Examples include foams of rubber materials such as rubber, styrene butadiene rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, natural rubber, silicone rubber, acrylic rubber, chloroprene rubber, butyl rubber, and epichlorohydrin rubber. These may be used alone or in combination of two or more to form a foam. Of these, ester polyurethane foam, ether polyurethane foam, nitrile rubber foam, ethylene propylene rubber foam, ethylene propylene diene rubber foam, and silicone rubber foam are particularly preferred. The number of cells of the foamed elastic body is 5 per 25 mm.
0 to 1200 pieces are preferred.

【0009】また、本発明に係るトナー供給ローラは、
導電性であってもよく、従来、導電性トナー供給ローラ
として通常に用いられているものと同様に、良導電性シ
ャフトの外側に導電性発泡弾性層を形成して作製するこ
とができる。上記導電性発泡弾性層には、適当な発泡弾
性体に導電剤を添加して導電性を付与した発泡弾性材料
が用いられる。導電性発泡弾性体の場合もそのセル数は
25mm当たり50〜1200個が好ましい。
Further, the toner supply roller according to the present invention comprises:
It may be conductive, and can be produced by forming a conductive foamed elastic layer on the outside of a good conductive shaft in the same manner as conventionally used as a conductive toner supply roller. For the conductive foamed elastic layer, a foamed elastic material obtained by adding a conductive agent to an appropriate foamed elastic body and imparting conductivity is used. Also in the case of the conductive foamed elastic body, the number of cells is preferably 50 to 1200 per 25 mm.

【0010】また、発泡弾性体に導電性を付与する場合
に加える導電剤としては、イオン導電剤や電子導電剤が
用いられる。イオン導電剤の例としては、テトラエチル
アンモニウム,テトラブチルアンモニウム,ドデシルト
リメチルアンモニウム(例えばラウリルトリメチルアン
モニウム),へキサデシルトリメチルアンモニウム,オ
クタデシルトリメチルアンモニウム(例えばステアリル
トリメチルアンモニウム),ベンジルトリメチルアンモ
ニウム,変性脂肪酸ジメチルエチルアンモニウムなどの
過塩素酸塩,塩素酸塩,塩酸塩,臭素酸塩,ヨウ素酸
塩,ホウフッ化水素酸塩,硫酸塩,エチル硫酸塩,カル
ボン酸塩,スルホン酸塩などのアンモニウム塩、リチウ
ム,ナトリウム,カリウム,カルシウム,マグネシウム
などのアルカリ金属やアルカリ土類金属の過塩素酸塩,
塩素酸塩,塩酸塩,臭素酸塩,ヨウ素酸塩,ホウフッ化
水素酸塩,トリフルオロメチル硫酸塩,スルホン酸塩な
どが挙げられる。
As the conductive agent to be added when imparting conductivity to the foamed elastic body, an ionic conductive agent or an electronic conductive agent is used. Examples of the ionic conductive agent include tetraethylammonium, tetrabutylammonium, dodecyltrimethylammonium (eg, lauryltrimethylammonium), hexadecyltrimethylammonium, octadecyltrimethylammonium (eg, stearyltrimethylammonium), benzyltrimethylammonium, and a modified fatty acid dimethylethylammonium. Ammonium salts such as perchlorate, chlorate, hydrochloride, bromate, iodate, borofluoride, sulfate, ethyl sulfate, carboxylate and sulfonate, lithium and sodium Perchlorates of alkali metals and alkaline earth metals such as, potassium, calcium, magnesium,
Chlorate, hydrochloride, bromate, iodate, borofluoride, trifluoromethyl sulfate, sulfonate and the like can be mentioned.

【0011】また、電子導電剤の例としては、ケッチェ
ンブラック,アセチレンブラック等の導電性カーボン;
SAF,ISAF,HAF,FEF,GPF,SRF,
FT,MT等のゴム用カーボン;酸化処理を施したイン
ク用カーボン,熱分解カーボン,天然グラファイト,人
造グラファイト;酸化スズ,酸化チタン,酸化亜鉛等の
導電性金属酸化物;ニッケル,銅,銀,ゲルマニウム等
の金属などを挙げることができる。
Examples of the electronic conductive agent include conductive carbon such as Ketjen black and acetylene black;
SAF, ISAF, HAF, FEF, GPF, SRF,
Rubber carbon such as FT and MT; carbon for oxidation-treated ink, pyrolytic carbon, natural graphite, artificial graphite; conductive metal oxides such as tin oxide, titanium oxide and zinc oxide; nickel, copper, silver, Examples thereof include metals such as germanium.

【0012】これらの導電剤は単独で用いてもよく、二
種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その添加量
は特に制限はないが、上記イオン導電剤の場合、前記発
泡法弾性体100重量部に対して、通常0.01〜5重量
部、好ましくは0.05〜2重量部の範囲で選ばれる。一
方、電子導電剤の場合、ゴム系弾性体100重量部に対
して、1〜50重量部、好ましくは5〜40重量部の範
囲で選ばれる。なお、この導電性弾性層には、前記導電
剤以外に必要に応じて公知の充填剤や架橋剤など、他の
ゴム用添加剤を適宜添加することができる。
These conductive agents may be used alone or in combination of two or more. The amount of addition is not particularly limited, but in the case of the ionic conductive agent, usually 0.01 to 5 parts by weight, preferably 0.05 to 2 parts by weight, based on 100 parts by weight of the foamed elastic body. Selected by range. On the other hand, in the case of the electronic conductive agent, it is selected in the range of 1 to 50 parts by weight, preferably 5 to 40 parts by weight, based on 100 parts by weight of the rubber-based elastic body. Note that, in addition to the conductive agent, other rubber additives such as a known filler and a crosslinking agent can be appropriately added to the conductive elastic layer as needed.

【0013】また、本発明においては、トナー供給ロー
ラの導電性発泡弾性体をポリウレタンフォームで形成す
る場合、該ローラ表面への析出物がトナーを融着させる
ことがないように、ポリウレタンフォームのアセトン抽
出率を5重量%以下とすることが好ましいので、添加す
る導電剤の配合量を十分に吟味することが必要である。
すなわち、揮発量の多いカーボンブラック(例えばチャ
ンネルブラック)を多量配合するとアセトン抽出率が増
大し、一方、吸油量の大きいカーボンブラック(例えば
アセチレンブラックや高ストラクチャのオイルファーネ
スブラック)を配合するとアセトン抽出率を低下させる
ことができる。
Further, in the present invention, when the conductive foamed elastic body of the toner supply roller is formed of polyurethane foam, the acetone foam of the polyurethane foam is used so that the deposit on the surface of the roller does not fuse the toner. Since the extraction rate is preferably 5% by weight or less, it is necessary to sufficiently examine the amount of the conductive agent to be added.
That is, if a large amount of carbon black (for example, channel black) having a large amount of volatilization is blended, the acetone extraction ratio is increased. Can be reduced.

【0014】本発明の現像装置において、現像ローラの
圧縮バネ定数は上述したように、トナー供給ローラの圧
縮バネ定数以上であることを要するものである。本発明
の現像装置に使用する現像ローラは、導電性であり、従
来導電性現像ローラとして通常用いられているものと同
様に、良導電性シャフトの外側に導電性弾性層を形成し
たものである。上記導電性弾性層には、適当なゴム状弾
性体に上記のような導電剤を添加して導電性を付与した
弾性材料が用いられる。ここで、ゴム状弾性体について
は特に制限はなく、従来導電性現像ローラにおいて慣用
されているものの中から任意に選択して用いることがで
きる。このゴム状弾性体としては、例えばニトリルゴ
ム,エチレンプロピレンゴム,エチレンプロピレンジエ
ンゴム,スチレンブタジエンゴム,ブタジエンゴム,イ
ソプレンゴム,天然ゴム,シリコーンゴム,ウレタンゴ
ム,アクリルゴム,クロロプレンゴム,ブチルゴム,エ
ピクロルヒドリンゴムなどを挙げることができる。これ
らは単独で用いてもよく二種以上を組み合わせて用いて
もよいが、これらの中で特にニトリルゴム,ウレタンゴ
ム,エピクロルヒドリンゴム,エチレンプロピレンゴ
ム,エチレンプロピレンジエンゴム,シリコーンゴムが
好適である。
In the developing device of the present invention, as described above, the compression spring constant of the developing roller needs to be equal to or greater than the compression spring constant of the toner supply roller. The developing roller used in the developing device of the present invention is conductive, and has a conductive elastic layer formed on the outside of a good conductive shaft, similarly to those conventionally used as a conventional conductive developing roller. . The conductive elastic layer is made of an elastic material obtained by adding a conductive agent as described above to an appropriate rubber-like elastic body to impart conductivity. Here, the rubber-like elastic body is not particularly limited, and can be arbitrarily selected from those conventionally used in conductive developing rollers. Examples of the rubbery elastic body include nitrile rubber, ethylene propylene rubber, ethylene propylene diene rubber, styrene butadiene rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, natural rubber, silicone rubber, urethane rubber, acrylic rubber, chloroprene rubber, butyl rubber, and epichlorohydrin rubber. And the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, nitrile rubber, urethane rubber, epichlorohydrin rubber, ethylene propylene rubber, ethylene propylene diene rubber, and silicone rubber are particularly preferable.

【0015】本発明に係る現像ローラにおいては、感光
体の汚染防止などのために、例えばアルキッド樹脂,フ
ェノール樹脂,メラミン樹脂およびそれらの混合物など
の架橋性樹脂からなる厚さ1〜100μmの樹脂被覆層
がローラ表面に設けることが好ましい。これらの架橋性
樹脂には、所望により、荷電制御剤,滑剤,導電剤,そ
の他の樹脂など、種々の添加剤を含有させることができ
る。樹脂被覆層は、通常は、架橋性樹脂,架橋剤及び各
種添加剤を溶解又は分散させてなる塗工液(溶媒として
メタノールのアルコール系溶媒、メチルエチルケトン等
のケトン系溶媒などを使用)をディッピング法,ロール
コーター法,ドクターブレード法,スプレー法などによ
り、弾性層上に塗布したのち、常温あるいは50〜17
0℃程度の温度で乾燥し、架橋硬化させて形成すること
ができる。
In the developing roller according to the present invention, a resin coating having a thickness of 1 to 100 μm made of a cross-linkable resin such as an alkyd resin, a phenol resin, a melamine resin and a mixture thereof for preventing contamination of the photoreceptor. Preferably, a layer is provided on the roller surface. These crosslinkable resins may contain various additives such as a charge control agent, a lubricant, a conductive agent, and other resins, if desired. The resin coating layer is usually formed by dipping a coating liquid (using an alcoholic solvent such as methanol and a ketone-based solvent such as methyl ethyl ketone as a solvent) in which a crosslinkable resin, a crosslinking agent and various additives are dissolved or dispersed. , Roll coater method, doctor blade method, spray method, etc.
It can be formed by drying at a temperature of about 0 ° C. and crosslinking and curing.

【0016】[0016]

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明の主旨を超えない限り、本実施例に
限定されるものではない。 実施例1〜3および比較例1〜5 図1に示したプリンターに、現像ローラXと、ローラ径
の異なるトナー供給ローラA,B,C,DまたはEとを
組み合わせて、あるいは、これらとは圧縮バネ定数の異
なるトナー供給ローラFまたはGとを組み合わせて組み
込み、低温・低湿(15℃・10%RH)の環境にて画
像を作像し、その画像の画質評価を行った。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, which should not be construed as limiting the scope of the present invention. Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5 In the printer shown in FIG. 1, a developing roller X and toner supply rollers A, B, C, D or E having different roller diameters are combined, or An image was formed in a low-temperature, low-humidity (15 ° C., 10% RH) environment, and the image quality of the image was evaluated.

【0017】ここで用いた現像ローラXは、以下に示し
た方法で作製した。グリセリンにプロピレンオキシドと
エチレンオキシドとを付加し、分子量5000としたポ
リエーテルポリオール(OH価:33mgKOH/g)
100部(重量部、以下同じ)に、1,4−ブタンジオ
ール1.0部、ニッケルアセチルアセトナト0.5部、ジブ
チルチンジラウレート0.01部および過塩素酸ナトリウ
ム0.005部を加え、混合機を用い混合してポリオール
組成物を調製した。このポリオール組成物を減圧下に撹
拌して脱泡した後、ウレタン変性MDI(ジフェニルメ
タンジイソシアネート)を17.5部加えて2分間撹拌し
た。次に、これを、金属シャフトを予め110℃に加熱
した金型に注型し、110℃で2時間硬化させて金属シ
ャフトの外周に導電性弾性層を形成してローラを得た。
得られたローラの表面を研磨して、表面をJIS 10
点平均粗さ4.0μmRzに調整した。
The developing roller X used here was produced by the following method. Polyether polyol having a molecular weight of 5,000 by adding propylene oxide and ethylene oxide to glycerin (OH value: 33 mgKOH / g)
To 100 parts (parts by weight, hereinafter the same), 1.0 part of 1,4-butanediol, 0.5 part of nickel acetylacetonate, 0.01 part of dibutyltin dilaurate and 0.005 part of sodium perchlorate were added, The polyol composition was prepared by mixing using a mixer. After stirring and defoaming the polyol composition under reduced pressure, 17.5 parts of urethane-modified MDI (diphenylmethane diisocyanate) was added and stirred for 2 minutes. Next, this was cast into a mold in which the metal shaft was heated to 110 ° C. in advance, and cured at 110 ° C. for 2 hours to form a conductive elastic layer on the outer periphery of the metal shaft to obtain a roller.
The surface of the obtained roller is polished, and the surface is JIS 10
The point average roughness was adjusted to 4.0 μmRz.

【0018】次に、樹脂被覆層を形成する樹脂として、
オイルフリーアルキッド樹脂(大日本インキ社製、M6
402)およびメラミン樹脂(大日本インキ社製、スー
パーベッカミンL−145−60、固形分率60重量
%)を用い、オイルフリーアルキッド樹脂とメラミン樹
脂とを固形分重量比80/20となるように溶媒である
メチルエチルケトンに混合し、固形分濃度が20重量%
となるように調整した。この混合物の固形分100重量
部に対して20重量部(20phr)のカーボン(De
gussa社製、PrintexL6:平均粒子径18
nm)を混合し、ペイントシェーカーを用いて分散さ
せ、塗工液を調製した。この塗工液中に、上記ローラを
浸漬し引き上げ、これを130℃にて3時間加熱し、硬
化した樹脂被覆層を有する現像ローラXを作製した。得
られた現像ローラXのローラ外径は16.0mm、圧縮バ
ネ定数は45N/mmであった。なお、圧縮バネ定数の
測定法については後述する。
Next, as a resin for forming the resin coating layer,
Oil-free alkyd resin (manufactured by Dainippon Ink, M6
402) and a melamine resin (manufactured by Dai Nippon Ink Co., Ltd., Super Beckamine L-145-60, solid content ratio 60% by weight) so that the oil-free alkyd resin and the melamine resin have a solid content weight ratio of 80/20. Mixed with methyl ethyl ketone as a solvent, and the solid concentration is 20% by weight.
It was adjusted to be. 20 parts by weight (20 phr) of carbon (De) per 100 parts by weight of the solid content of this mixture
Gussa, Printex L6: average particle size 18
nm) and dispersed using a paint shaker to prepare a coating solution. The roller was immersed in the coating liquid, pulled up, and heated at 130 ° C. for 3 hours to produce a developing roller X having a cured resin coating layer. The outer diameter of the obtained developing roller X was 16.0 mm, and the compression spring constant was 45 N / mm. The method of measuring the compression spring constant will be described later.

【0019】また、ここで用いたトナー供給ローラA,
B,C,D,E,FおよびGは、その主原料となるポリ
オールプレポリマーを以下に示した方法で調製し、作製
した。グリセリンにエチレンオキシド15重量%とプロ
ピレンオキシド85重量%を付加した分子量5000で
あるポリエーテルポリオールをべ一スポリオールとした
固形分約28%のポリマーポリオール20重量部と、グ
リセリンにエチレンオキシド75重量%とプロピレンオ
キシド25重量%を付加した分子量3400である親水
性ポリエーテルポリオール40重量部と、グリセリンに
エチレンオキシド15重量%とプロピレンオキシド85
重量%を付加した分子量4800であるポリエーテルポ
リオール40重量部とを組み合わせてトータル重量で9
0gとしたものに、2,4−トリレンジイソシアネート
と2,6−トリレンジイソシアネートを重量比で8:2
の混合物20gを混合し、十分に攪拌した後、60℃に
保温し、12時間ごとに攪拌を繰り返し、48時間後に
ポリエーテルポリオールのプレポリマーを得た。このプ
レポリマー110gに、水20g、テトラメチルエチレ
ンジアミン( アミン触媒) 0.1g、末端に水酸基を導入
したシリコーン整泡剤2.5g、アセチレンブラック2.5
gを混合した。
Further, the toner supply rollers A,
B, C, D, E, F and G were prepared by preparing a polyol prepolymer as a main raw material by the following method. 20% by weight of a polymer polyol having a solid content of about 28% and a polyether polyol having a molecular weight of 5000 to which 15% by weight of ethylene oxide and 85% by weight of propylene oxide are added to glycerin; 40% by weight of a hydrophilic polyether polyol having a molecular weight of 3400 to which 25% by weight of an oxide is added, and 15% by weight of ethylene oxide and 85% of propylene oxide in glycerin.
9% by weight in combination with 40 parts by weight of a polyether polyol having a molecular weight of 4800 to which
0 g and 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate in a weight ratio of 8: 2.
After stirring sufficiently, the mixture was kept at 60 ° C., and the stirring was repeated every 12 hours to obtain a polyether polyol prepolymer after 48 hours. To 110 g of this prepolymer were added 20 g of water, 0.1 g of tetramethylethylenediamine (amine catalyst), 2.5 g of a silicone foam stabilizer having a hydroxyl group introduced into a terminal, and 2.5 g of acetylene black.
g were mixed.

【0020】硬化したポリウレタンフォームを脱型し、
ロールを通過させてグラッシング処理を施した。次い
で、円筒の端面において円の中心に内径5mmの穴を開
け、接着剤を塗布した外径6.0mmで長さが240mm
の硫黄快削鋼に亜鉛メッキを施したシャフトを圧入し
た。60℃のオープン中で15分聞加熱接着処理した
後、円筒の外径が、11.4mm、12.0mm、13.0m
m、15.0mm、16.0mm、13.0mmおよび15.0
mmとなるように砥石で研磨してトナー供給ローラA,
B,C,D,E,FおよびGを作製した。作製したトナ
ー供給ローラA,B,C,DおよびEのセル数はいずれ
も25mm当たり120〜160個、圧縮バネ定数はい
ずれも1.5N/mmであった。また、トナー供給ローラ
FおよびGのセル数はいずれも25mm当たり100〜
150個、圧縮バネ定数は4.5N/mmであった。トナ
ー供給ローラA,B,C,DおよびEを作製するための
混合物の型への注入量およびローラ外径を表1に示す。
The cured polyurethane foam is released from the mold,
A glassing treatment was performed by passing through a roll. Next, a hole having an inner diameter of 5 mm was made at the center of the circle at the end face of the cylinder, and an outer diameter of 6.0 mm with an adhesive applied and a length of 240 mm
A zinc-coated shaft was press-fitted into a sulfur free-cutting steel. After heating and bonding for 15 minutes in an open at 60 ° C., the outer diameter of the cylinder is 11.4 mm, 12.0 mm, 13.0 m
m, 15.0 mm, 16.0 mm, 13.0 mm and 15.0
mm and the toner supply rollers A,
B, C, D, E, F and G were prepared. The number of cells of the toner supply rollers A, B, C, D and E was 120 to 160 per 25 mm, and the compression spring constant was 1.5 N / mm. Further, the number of cells of each of the toner supply rollers F and G is 100 to 25 mm.
150 compression spring constants were 4.5 N / mm. Table 1 shows the injection amount of the mixture into the mold and the outer diameter of the rollers for producing the toner supply rollers A, B, C, D and E.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】トナー供給ローラA〜Gは、図2に示すよ
うに、金属製の回転軸11の周囲に発泡弾性体のローラ
12を配した発泡弾性ローラに構成されている、本実施
例では、このトナー供給ローラを図1に示したプリンタ
ーのトナー供給ローラ5として配置して、画像形成テス
トを行った。このプリンターにおける現像ローラ6とト
ナー供給ローラ5との軸間距離は13.5mmに固定され
ており、現像ローラXの外径が16.0mmなので、外径
が11.4mm(ローラA)、12.0mm(ローラB)、
13.0mm(ローラC)、15.0mm(ローラD)、1
6.0mm(ローラE)、13.0mm(ローラF)または
15.0mm(ローラG)のトナー供給ローラを配設した
場合、現像ローラXのトナー供給ローラへの食込み量
は、0.2mm(ローラA)、0.5mm(ローラB)、1.
0mm(ローラC)、2.0mm(ローラD)、2.5mm
(ローラE)、1.0mm(ローラF)および2.0mm
(ローラG)となる。また、本実施例では、図3に示す
測定方法によって、現像ローラおよびトナー供給ローラ
の圧縮バネ定数を、ローラの周方向およびローラの長手
方向に亘って測定した。図3に示すように、トナー供給
ローラ5または現像ローラ6の回転軸11をVブロック
13にて水平に同定し、ローラ12上部に設置したフォ
ースゲージ14を下方向に一定速度(0.1mm/se
c)で移動させて、フォースゲージ14の先端部に設け
た直径13mmの円板状圧縮治具(円板圧子)15によ
って約1.0mmの深さまで圧縮し、測定された応力−歪
曲線から、バネ定数を算出する方法にて行った。本測定
は、ローラ長手方向に対しては30mm間隔で、ローラ
周方向に対しては30度間隔で行い、平均値として算出
した。本実施例に用いたトナー供給ローラは、図3に示
した方法によって、圧縮バネ定数測定を実施してから、
図1に示したプリンターのトナー供給ローラ5として配
置して、画像形成テストを行った。また、現像ローラ6
として、現像ローラXを配置した。また本実施例におけ
る画像形成テストは、画像不具合の発現しやすい条件と
して低温・低湿度(15℃・10%RH)環境下で行っ
た。結果を表2に示す。
As shown in FIG. 2, the toner supply rollers A to G are foamed elastic rollers in which a foamed elastic roller 12 is arranged around a metal rotating shaft 11, and in this embodiment, This toner supply roller was arranged as the toner supply roller 5 of the printer shown in FIG. 1, and an image forming test was performed. In this printer, the axial distance between the developing roller 6 and the toner supply roller 5 is fixed at 13.5 mm, and the outer diameter of the developing roller X is 16.0 mm, so that the outer diameter is 11.4 mm (roller A), 12 0.0mm (roller B),
13.0mm (roller C), 15.0mm (roller D), 1
When a 6.0 mm (roller E), 13.0 mm (roller F) or 15.0 mm (roller G) toner supply roller is provided, the amount of penetration of the developing roller X into the toner supply roller is 0.2 mm ( Roller A), 0.5 mm (roller B), 1.
0mm (roller C), 2.0mm (roller D), 2.5mm
(Roller E), 1.0 mm (Roller F) and 2.0 mm
(Roller G). In this embodiment, the compression spring constants of the developing roller and the toner supply roller were measured in the circumferential direction of the roller and in the longitudinal direction of the roller by the measuring method shown in FIG. As shown in FIG. 3, the rotating shaft 11 of the toner supply roller 5 or the developing roller 6 is horizontally identified by a V-block 13, and the force gauge 14 installed above the roller 12 is moved downward at a constant speed (0.1 mm / se
c) and compressed to a depth of about 1.0 mm by a disc-shaped compression jig (disc indenter) 15 having a diameter of 13 mm provided at the tip of the force gauge 14. From the measured stress-strain curve, And a method of calculating a spring constant. This measurement was performed at intervals of 30 mm in the longitudinal direction of the roller, and at intervals of 30 degrees in the circumferential direction of the roller, and was calculated as an average value. The toner supply roller used in this embodiment measures the compression spring constant by the method shown in FIG.
An image forming test was performed by arranging the toner supply roller 5 of the printer shown in FIG. 1. The developing roller 6
, The developing roller X was disposed. The image forming test in this example was performed in a low-temperature and low-humidity (15 ° C., 10% RH) environment as a condition in which an image defect easily occurs. Table 2 shows the results.

【0023】[0023]

【表2】 [Table 2]

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明によれば、トナー供給ローラによ
るトナーの供給と掻き取りが適正に行われ、かつ現像ロ
ーラの回転トルクの変動が引き起こされず、感光体現像
部へのトナー搬送が好適に行われるので、ピッチむらや
濃度むらなどの欠陥のない良好な画像を形成することが
できる。
According to the present invention, the supply and scraping of the toner by the toner supply roller are performed properly, and the fluctuation of the rotation torque of the developing roller is not caused. As a result, a good image free from defects such as uneven pitch and uneven density can be formed.

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

【図1】 本発明に係る現像装置の一例であるレーザー
プリンターの現像部の概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a developing unit of a laser printer which is an example of a developing device according to the present invention.

【図2】 本発明に係るトナー供給ローラの概略斜視図
である。
FIG. 2 is a schematic perspective view of a toner supply roller according to the present invention.

【図3】 実施例に示した現像ローラおよびトナー供給
ローラの圧縮バネ定数の測定法を示す概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a method of measuring a compression spring constant of the developing roller and the toner supply roller described in the embodiment.

【符号の説明】 1:感光体 2:1次帯電器 3:LEDアレイプリントヘッド 4:トナーカートリッジ 5:トナー供給ローラ 6:現像ローラ 7:ペーパーマガジン 8:転写帯電器 9:熱定着器 10:クリーニングユニット 11:回転軸 12:発泡弾性体ローラ 13:Vブロック 14:フォースゲージ 15:圧縮治具(円板圧子)[Description of Signs] 1: Photoreceptor 2: Primary charger 3: LED array print head 4: Toner cartridge 5: Toner supply roller 6: Developing roller 7: Paper magazine 8: Transfer charger 9: Thermal fixing device 10: Cleaning unit 11: Rotary shaft 12: Foam elastic roller 13: V block 14: Force gauge 15: Compression jig (disc indenter)

───────────────────────────────────────────────────── 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) F16C 13/00 G03G 15/08 507E ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F16C 13/00 G03G 15/08 507E

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 現像剤としてのトナーを収納したトナー
カートリッジ、トナー供給ローラおよび現像ローラを有
し、トナーを感光体表面の静電潜像に供給してトナー像
を形成する現像装置において、発泡弾性体からなるトナ
ー供給ローラの圧縮バネ定数が0.25〜5.0N/mm
で、かつ現像ローラの圧縮バネ定数よりも小さく、トナ
ー供給ローラを現像ローラに当接したとき該ローラの変
形が実質的にトナー供給ローラの変形によるものであっ
て、該トナー供給ローラを、現像ローラによる食込み量
が0.5〜2mm、かつ現像ローラへの押し付け力が6.0
N以下となるように配設したことを特徴とする現像装
置。
1. A developing device comprising: a toner cartridge containing a toner as a developer; a toner supply roller; and a developing roller, and supplies toner to an electrostatic latent image on the surface of a photoreceptor to form a toner image. The compression spring constant of the toner supply roller made of an elastic material is 0.25 to 5.0 N / mm.
And when the toner supply roller is in contact with the development roller, the deformation of the roller is substantially due to the deformation of the toner supply roller. The amount of biting by the roller is 0.5 to 2 mm, and the pressing force against the developing roller is 6.0.
A developing device, wherein the developing device is arranged to be N or less.
【請求項2】 トナー供給ローラの圧縮バネ定数と現像
ローラの圧縮バネ定数との差が30N/mm以上である
請求項1記載の現像装置。
2. The developing device according to claim 1, wherein a difference between a compression spring constant of the toner supply roller and a compression spring constant of the developing roller is 30 N / mm or more.
【請求項3】 前記トナー供給ローラが、シャフトの外
側にセル数が25mm当たり50〜1200個である発
泡弾性層を形成してなるものである請求項1または2記
載の現像装置。
3. The developing device according to claim 1, wherein the toner supply roller has a foamed elastic layer having a cell number of 50 to 1200 per 25 mm outside the shaft.
【請求項4】 シャフトが良導電性シャフトであり、発
泡弾性層が導電性発泡弾性層である請求項3記載の現像
装置。
4. The developing device according to claim 3, wherein the shaft is a good conductive shaft, and the foamed elastic layer is a conductive foamed elastic layer.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の現像装
置を装着した画像形成装置。
5. An image forming apparatus equipped with the developing device according to claim 1.
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