JP2003057948A - Image forming apparatus and process cartridge - Google Patents

Image forming apparatus and process cartridge

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JP2003057948A
JP2003057948A JP2001245251A JP2001245251A JP2003057948A JP 2003057948 A JP2003057948 A JP 2003057948A JP 2001245251 A JP2001245251 A JP 2001245251A JP 2001245251 A JP2001245251 A JP 2001245251A JP 2003057948 A JP2003057948 A JP 2003057948A
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JP
Japan
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developer
toner
voltage
roller
developing
Prior art date
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Application number
JP2001245251A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuyuki Ishii
保之 石井
Shinji Uehara
慎司 上原
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To keep an amount of charged toner constant by steadily charging toner regardless of a change in the resistance of a toner electrifying roller. SOLUTION: A developing roller 11 is in contact with a photoreceptor 1. A toner electrifying roller 17 is located upstream from a developing area where the developing roller 11 is in contact with the photoreceptor 1. A voltage applying means S2 is provided for applying a DC voltage to the toner 14, the DC voltage being equal to or higher than a discharge initiation voltage and having the polarity that is the same as the polarity of the toner 14. The voltage applying means is controlled in accordance with the detection result of a current detecting means 171.

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、例えば電子写真複
写機、電子写真プリンター等の画像形成装置の現像装置
及び少なくとも現像装置からなるプロセスカートリッジ
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a developing device of an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine and an electrophotographic printer, and a process cartridge including at least the developing device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子写真法としては光導電性物質
を利用し、種々の方法により感光体上に電気的潜像を形
成し、次いで潜像をトナーで現像し可視像とし、必要に
応じて紙などの転写材にトナー画像を転写した後、熱や
圧力等により定着させ、複写物を得ていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of electrophotography, a photoconductive material is used, an electric latent image is formed on a photoconductor by various methods, and then the latent image is developed with a toner to form a visible image. According to the method, a toner image is transferred to a transfer material such as paper and then fixed by heat or pressure to obtain a copy.

【0003】しかるに画像の解像力、鮮明度等の向上が
求められている現在、トナーの薄層形成方法及びその装
置に関する開発は必須となっており、またこれに対して
いくつかの方策が提案されている。
At the present time, however, it is essential to develop a method for forming a thin layer of a toner and an apparatus therefor, which requires improvement in the resolution and definition of an image, and several measures have been proposed for this. ing.

【0004】近年、半導電性の現像ローラ、または表面
に誘電層を形成した現像ローラ上のトナーに対し、トナ
ー帯電ローラにおける放電による電荷付与を行い、その
後、トナーを感光体表面層に接触させて現像を行う、非
磁性一成分DC接触現像方法が提案されている。
In recent years, a toner on a semi-conductive developing roller or a developing roller having a dielectric layer formed on the surface thereof is charged by electric discharge from a toner charging roller, and then the toner is brought into contact with a surface layer of a photoreceptor. A non-magnetic one-component DC contact development method has been proposed in which development is performed by means of a non-magnetic method.

【0005】ここで、図10にトナー帯電ローラを用い
た非磁性一成分DC接触現像方式を示す。この方式は、
感光体1と現像ローラ81が当接しそれぞれ矢印A、B
の方向に回転している。帯電ローラ2によって感光体1
が帯電し、露光ユニット5からのレーザー光により感光
体1上に潜像が形成される。
FIG. 10 shows a non-magnetic one-component DC contact developing system using a toner charging roller. This method
When the photoconductor 1 and the developing roller 81 come into contact with each other, arrows A and B respectively
Is rotating in the direction of. Photoconductor 1 by charging roller 2
Are charged, and a latent image is formed on the photoconductor 1 by the laser light from the exposure unit 5.

【0006】そして、現像装置80によって潜像が可視
化される。その後、感光体1に現像された現像ローラ8
1上のトナー84は、転写ローラ6により転写材9に転
写され、定着装置7で定着される。
Then, the latent image is visualized by the developing device 80. After that, the developing roller 8 developed on the photoconductor 1
The toner 84 on 1 is transferred to the transfer material 9 by the transfer roller 6 and fixed by the fixing device 7.

【0007】また、転写されずに感光体1上に残存した
トナー84は、クリーニングブレード3によってはぎ取
られ、クリーニング容器4に収容される。
The toner 84 that has not been transferred and remains on the photosensitive member 1 is stripped off by the cleaning blade 3 and stored in the cleaning container 4.

【0008】この現像装置80は、一成分現像剤として
トナー84を収容した現像容器86を有する。該現像容
器86は、弾性ローラ82が、弾性ブレード83と現像
ローラ81が当接する位置よりも現像ローラ81の回転
方向上流側の位置で圧接するよう配置されている。その
ため、弾性ローラ82が矢印Dの方向に回転することに
より、現像ローラ81上にトナー84を供給することが
可能となる。
The developing device 80 has a developing container 86 containing a toner 84 as a one-component developer. The developing container 86 is arranged so that the elastic roller 82 is in pressure contact at a position on the upstream side in the rotation direction of the developing roller 81 with respect to the position at which the elastic blade 83 and the developing roller 81 abut. Therefore, by rotating the elastic roller 82 in the direction of arrow D, the toner 84 can be supplied onto the developing roller 81.

【0009】この現像ローラ81上に供給されたトナー
84は、現像ローラ81の回転に伴い搬送され、弾性ブ
レード83と現像ローラ81の当接部で摩擦により電荷
を付与され、薄層化される。
The toner 84 supplied onto the developing roller 81 is conveyed by the rotation of the developing roller 81, and is charged by friction at the contact portion between the elastic blade 83 and the developing roller 81 to be thinned. .

【0010】そして、薄層化されたトナー84は、トナ
ー層に対し、放電開始電圧以上(ここで、「以上」と
は、絶対値が大きいことを意味する。以下特に断りがな
ければ同じ。)の電圧が印加されたトナー帯電ローラ8
5によって電荷付与され、均一に帯電される。
Further, the thinned toner 84 has a discharge starting voltage or more (here, “above” or more) having a large absolute value with respect to the toner layer. The same applies hereinafter unless otherwise specified. ) The toner charging roller 8 to which the voltage of
An electric charge is given by 5 and is uniformly charged.

【0011】均一な帯電電荷量に揃えられたトナー84
は、現像ローラ81によって搬送され、感光体1との当
接部で静電潜像を現像化するために供給される。
Toner 84 having a uniform charge amount
Are conveyed by the developing roller 81 and supplied for developing the electrostatic latent image at the contact portion with the photoconductor 1.

【0012】その後、感光体1と現像ローラ81の当接
部で現像されず残存したトナー84は、弾性ローラ82
に剥ぎ取られる。また、上述したように、弾性ローラ8
2により新たなトナー84が現像ローラ81に供給さ
れ、上述作用を繰り返す。
Thereafter, the toner 84 left undeveloped at the contact portion between the photosensitive member 1 and the developing roller 81 is elastic roller 82.
Torn off. In addition, as described above, the elastic roller 8
2, new toner 84 is supplied to the developing roller 81, and the above operation is repeated.

【0013】本現像方式により、ライン画像とソリッド
画像のトナー高さを同等にできるトナーの帯電電荷量
が、適正範囲に制御できることによって、飛び散りのな
いシャープなライン、ドットが再現可能になる。また、
ライン画像において必要最小限なトナー高さに制御でき
るためトナー消費量を低減し、現像装置の高寿命かつ低
ランニングコスト対応を可能とする等のメリットがあげ
られる。
By this developing method, the amount of charged electric charge of the toner that can make the toner height of the line image and that of the solid image the same can be controlled within an appropriate range, so that sharp lines and dots without scattering can be reproduced. Also,
Since the line image can be controlled to the minimum required toner height, the toner consumption amount can be reduced, the life of the developing device can be extended, and the running cost can be reduced.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課頴】しかしながら、上記の
ような従来技術の場合には、画像形成を繰り返すことに
より、トナー帯電ローラの抵抗が上昇することで、現像
ローラ上のトナーに対し安定した電荷付与が行えなくな
るという問題があった。本発明は上記の従来技術の課題
を解決するためになされたもので、その目的とするとこ
ろは、トナー帯電ローラにより現像ローラ上のトナーに
対して長期に安定して電荷付与を行うことが可能である
現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提
供することにある。
However, in the case of the prior art as described above, the resistance of the toner charging roller is increased by repeating the image formation, so that the toner on the developing roller is stabilized. There was a problem that charge cannot be applied. The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to enable a toner charging roller to stably apply an electric charge to toner on a developing roller for a long period of time. To provide a developing device, a process cartridge, and an image forming apparatus.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の画像形成装置にあっては、静電潜像を担
持する像担持体に接触または近接し、前記静電潜像に現
像剤を搬送し可視化する現像剤担持体と、前記現像剤担
持体の回転方向に対して現像領域上流側に、現像剤を介
して前記現像剤担持体に圧接するよう設けられた規制部
材と、前記現像剤担持体の回転方向に対して現像領域上
流側に、かつ、前記現像剤担持体と前記規制部材の圧接
部下流側に、前記現像剤に近接または接触するよう設け
られた現像剤帯電部材と、を有する現像装置が設けら
れ、前記現像剤帯電部材に放電開始電圧の絶対値以上、
かつ、前記現像剤の帯電極性と同極性である電圧を印加
する電圧印加手段と、前記電圧印加時に前記現像剤帯電
部材へ流れる電流を検出する電流検出手段と、を有し、
前記電流検出手段の検出結果に応じて前記電圧印加手段
を制御することを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the image forming apparatus of the present invention, the electrostatic latent image is brought into contact with or in proximity to an image bearing member carrying an electrostatic latent image. A developer carrying member that conveys and visualizes the developer, and a regulating member provided on the upstream side of the developing region with respect to the rotation direction of the developer carrying member so as to come into pressure contact with the developer carrying member via the developer. And a developing device provided on the upstream side of the developing region with respect to the rotation direction of the developer carrying member and on the downstream side of the pressure contact portion between the developer carrying member and the regulating member so as to be close to or in contact with the developer. A developing device having a developer charging member is provided, and the developer charging member has an absolute value of discharge starting voltage or more,
And, it has a voltage applying means for applying a voltage having the same polarity as the charging polarity of the developer, and a current detecting means for detecting a current flowing to the developer charging member at the time of applying the voltage,
The voltage applying unit is controlled according to the detection result of the current detecting unit.

【0016】前記現像剤帯電部材は複数の層からなる弾
性ローラであることが好適である。
The developer charging member is preferably an elastic roller composed of a plurality of layers.

【0017】前記現像剤帯電部材はフッ素樹脂を表層に
設けた弾性ローラであることが好適である。
The developer charging member is preferably an elastic roller provided with a fluororesin on the surface layer.

【0018】前記電流検出手段は非画像形成時に動作す
ることが好適である。
It is preferable that the current detecting means operates during non-image formation.

【0019】また、本発明のプロセスカートリッジにお
いては静電潜像を担持する像担持体に接触または近接
し、前記静電潜像に現像剤を搬送し可視化する現像剤担
持体と、前記現像剤担持体の回転方向に対して現像領域
上流側に、現像剤を介して前記現像剤担持体に圧接する
よう設けられた規制部材と、前記現像剤担持体の回転方
向に対して現像領域上流側に、かつ、前記現像剤担持体
と前記規制部材の圧接部下流側に、前記現像剤に近接ま
たは接触するよう設けられた現像剤帯電部材と、を有す
る現像装置が設けられ、前記現像剤帯電部材に放電開始
電圧の絶対値以上、かつ、前記現像剤の帯電極性と同極
性である電圧が印加され、前記電圧印加時に前記現像剤
帯電部材へ流れる電流を検出する電流検出手段と、を有
することを特徴とする。
Further, in the process cartridge of the present invention, a developer carrying member which comes into contact with or comes close to an image carrying member carrying an electrostatic latent image and conveys a developer to the electrostatic latent image to visualize the developer, and the developer. A regulating member provided on the upstream side of the developing region with respect to the rotating direction of the carrier so as to come into pressure contact with the developer bearing body via a developer, and on the upstream side of the developing region with respect to the rotating direction of the developer bearing body. A developing device having a developer charging member provided so as to be close to or in contact with the developer is provided on the downstream side of the pressure contact portion between the developer carrying member and the regulating member. A voltage that is equal to or higher than the absolute value of the discharge start voltage and has the same polarity as the charging polarity of the developer is applied to the member, and a current detection unit that detects a current flowing to the developer charging member when the voltage is applied, Characterized by .

【0020】前記現像剤帯電部材は複数の層からなる弾
性ローラであることが好適である。
The developer charging member is preferably an elastic roller composed of a plurality of layers.

【0021】前記現像剤帯電部材はフッ素樹脂を表層に
設けた弾性ローラであることが好適である。
The developer charging member is preferably an elastic roller provided with a fluororesin on the surface layer.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が
ない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣
旨のものではない。図1、図2を参照して、実施の形態
にかかる現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成
装置について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of the present invention will be illustratively described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions of the components described in this embodiment,
Unless otherwise specified, the material, the shape, the relative arrangement, and the like are not intended to limit the scope of the present invention thereto. A developing device, a process cartridge, and an image forming apparatus according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

【0023】図1、図2は、実施の形態における画像形
成装置及び現像装置の断面図である。図1において、潜
像担持体としての感光体1(φ30mm)は、矢印A方
向に60rpm(1rps)で回転する。感光体1は直
流電圧−1300Vに印加された帯電ローラ2によって
一様に暗部電位−700Vに帯電され、感光体1に静電
潜像を書き込む露光ユニット5からのレーザー光によ
り、その表面に静電潜像が形成される。レーザー光が全
面露光した場合−150Vになるようレーザーパワーは
調整されている。
1 and 2 are cross-sectional views of the image forming apparatus and the developing apparatus in the embodiment. In FIG. 1, a photoreceptor 1 (φ30 mm) as a latent image carrier rotates in the direction of arrow A at 60 rpm (1 rps). The photoconductor 1 is uniformly charged to a dark part potential of -700V by the charging roller 2 applied to a DC voltage of -1300V, and the surface of the photoconductor 1 is statically irradiated by laser light from an exposure unit 5 that writes an electrostatic latent image on the photoconductor 1. A latent image is formed. The laser power is adjusted so that it becomes −150 V when the entire surface of the laser light is exposed.

【0024】この静電潜像を感光体1に対して近接配置
された現像装置10により現像し、トナー像として可視
化する。本実施の形態では感光体1、現像装置10はプ
ロセスカートリッジとして構成され、画像形成装置に対
し着脱可能である。なお、本実施の形態では露光部にト
ナー像を形成する、いわゆる反転現像を行っている。
This electrostatic latent image is developed by the developing device 10 arranged close to the photoconductor 1 and visualized as a toner image. In the present embodiment, the photoconductor 1 and the developing device 10 are configured as a process cartridge and can be attached to and detached from the image forming apparatus. In this embodiment, so-called reversal development is performed to form a toner image on the exposed portion.

【0025】可視化された感光体1上のトナー像は、転
写ローラ6によって記録媒体である紙9に転写され、転
写されずに感光体1上に残存した転写残トナーはクリー
ニングブレード3によりかきとられ、廃トナー収容容器
4に収納される。
The visualized toner image on the photosensitive member 1 is transferred onto the paper 9 as a recording medium by the transfer roller 6, and the transfer residual toner remaining on the photosensitive member 1 without being transferred is scraped off by the cleaning blade 3. And is stored in the waste toner container 4.

【0026】クリーニングされた感光体1は、再び帯電
が行われ上記作用を繰り返す。一方トナー像が転写され
た紙9は、定着装置7により定着処理され、装置外に排
紙されプリント動作が終了する。
The cleaned photoconductor 1 is charged again and the above-mentioned operation is repeated. On the other hand, the paper 9 on which the toner image has been transferred is fixed by the fixing device 7, discharged to the outside of the device, and the printing operation ends.

【0027】次に、本実施の形態にかかる現像装置10
について図2に基づいてさらに説明する。
Next, the developing device 10 according to the present embodiment.
Will be further described with reference to FIG.

【0028】図2において、現像装置10は一成分現像
剤として非磁性トナー14を収容した現像容器16と、
現像容器16内の長手方向に延在する開口部に位置し感
光体1と対向設置された直径16mmの現像ローラ11
と、を備えている。感光体1上の静電潜像は、感光体1
と現像ローラ11の対向部である現像領域において現像
され、トナー像として可視化される。この時、現像ロー
ラ11は感光体1と当接幅を持って矢印B方向に回転し
接触している。
In FIG. 2, the developing device 10 comprises a developing container 16 containing a non-magnetic toner 14 as a one-component developer,
A developing roller 11 having a diameter of 16 mm, which is located in an opening extending in the longitudinal direction in the developing container 16 and is installed to face the photoconductor 1.
And are equipped with. The electrostatic latent image on the photoconductor 1 is the photoconductor 1
And is developed in a developing area, which is an opposing portion of the developing roller 11, and visualized as a toner image. At this time, the developing roller 11 rotates in contact with the photosensitive member 1 in the direction of arrow B with a contact width and is in contact therewith.

【0029】上記現像装置10において、弾性ローラ1
2は、上記弾性ブレード13と現像ローラ11表面との
当接部に対し、現像ローラ11の回転方向に対して上流
側に当接され、かつ回転可能に支持されている。この構
造としては、発泡骨格状スポンジ構造や芯金上にレーヨ
ン、ナイロン等の繊維を植毛したファーブラシ構造のも
のが、現像ローラ11に対するトナー14の供給及び未
現像トナーの剥ぎ取りの点から好ましい。
In the developing device 10, the elastic roller 1
2 is abutted on the upstream side in the rotation direction of the developing roller 11 with respect to the abutting portion between the elastic blade 13 and the surface of the developing roller 11, and is rotatably supported. As this structure, a foam skeletal sponge structure or a fur brush structure in which fibers such as rayon and nylon are planted on a core metal is preferable from the viewpoint of supplying the toner 14 to the developing roller 11 and stripping the undeveloped toner. .

【0030】弾性ローラ12は、本実施の形態において
は、芯金上にポリウレタンフォームを設け直径16mm
のローラを用いた。この弾性ローラ12の現像ローラ1
1に対する当接幅としては、1〜6mmが有効であり、
また、弾性ローラ12は現像ローラ11に対してその当
接部において相対速度をもたせることが好ましく、本実
施の形態においては、当接幅を4mmに設定し、弾性ロ
ーラ12の周速として現像動作時に80mm/sとなる
ように、不図示の駆動手段により所定タイミングで矢印
D方向に回転駆動させている。
In the present embodiment, the elastic roller 12 has a diameter of 16 mm with polyurethane foam provided on the core metal.
Roller was used. The developing roller 1 of this elastic roller 12
The effective contact width for 1 is 1 to 6 mm,
Further, it is preferable that the elastic roller 12 has a relative speed with respect to the developing roller 11 at its abutting portion. In the present embodiment, the abutting width is set to 4 mm, and the developing speed is set as the peripheral speed of the elastic roller 12. The driving means (not shown) is rotationally driven in the direction of arrow D at a predetermined timing so that the speed becomes 80 mm / s.

【0031】かかる相対速度を持たせることで、より効
率よくトナーを現像ローラに供給し、また未現像トナー
を現像ローラから剥ぎ取ることが可能となる。
By providing such a relative speed, it becomes possible to more efficiently supply the toner to the developing roller and strip the undeveloped toner from the developing roller.

【0032】弾性ブレード13は、ブレード支持板金に
支持され、自由端側の先端近傍を現像ローラ11の外周
面に面接触にて当接されるよう弾性ローラ12の下流側
に設けられている。弾性ブレード13の構造は、シリコ
ン、ウレタン等のゴム材料か、バネ弾性を有するSU
S、リン青銅等の金属薄板を基体とし、現像ローラ11
への当接面側にゴム材料を接着したもの等からなってい
る。
The elastic blade 13 is supported by a blade supporting sheet metal, and is provided on the downstream side of the elastic roller 12 so that the vicinity of the tip on the free end side is brought into surface contact with the outer peripheral surface of the developing roller 11. The structure of the elastic blade 13 is a rubber material such as silicon or urethane, or a SU having spring elasticity.
The developing roller 11 has a thin metal plate such as S or phosphor bronze as a base.
It is made of a material such as a rubber material bonded to the contact surface side.

【0033】また、当接方向としては、当接部に対して
先端側が現像ローラ11の回転方向上流側に位置するい
わゆるカウンター方向になっている。
The contact direction is a so-called counter direction in which the tip end side is located upstream of the developing roller 11 in the rotation direction with respect to the contact portion.

【0034】本実施の形態において弾性ブレードは、厚
さ1.0mmの板状のウレタンゴムをブレード支持板金
に接着した構成になっている。また、現像ローラ11に
対する当接圧は、0.245〜0.343N/cm(2
5〜35gF/cm)(線圧の測定は、摩擦係数が既知
の金属薄板を3枚当接部に挿入し、中央の一枚をばねば
かりで引き抜いた値から換算した。)に設定した。
In the present embodiment, the elastic blade has a structure in which a plate-shaped urethane rubber having a thickness of 1.0 mm is adhered to the blade supporting sheet metal. The contact pressure with respect to the developing roller 11 is 0.245 to 0.343 N / cm (2
5 to 35 gF / cm) (the linear pressure was measured by inserting three thin metal plates having a known friction coefficient into the abutting part and converting one of the central plates with a spring only).

【0035】また、前記現像ローラ11は、上記開口部
にて右略半周面を現像容器16内に突入し、左略半周面
を現像容器16外に露出して横設されている。この現像
容器16外へ露出した面は、現像装置10の左方に位置
する感光体1に接触して対向している。
The developing roller 11 has a right half-peripheral surface projecting into the developing container 16 at the opening, and a left substantially half-peripheral surface is exposed outside the developing container 16 and is horizontally provided. The surface exposed to the outside of the developing container 16 contacts and opposes the photoconductor 1 located on the left side of the developing device 10.

【0036】現像ローラ11は矢印B方向に回転駆動さ
れ、その表面は、トナー14との摺擦確率を高くし、か
つ、トナー14の搬送を良好に行うための適度な凹凸を
有している。
The developing roller 11 is driven to rotate in the direction of arrow B, and the surface thereof has appropriate irregularities for increasing the probability of rubbing against the toner 14 and favorably carrying the toner 14. .

【0037】本実施の形態においては、直径16mm、
長さ240mm、肉厚4mmのシリコンゴム層上にアク
リル・ウレタン系をコートした現像ローラ11を用い、
ローラの抵抗を104〜106Ω、表面粗さRzを0.5
〜0.9μm、硬度はアスカーC硬度で45°(加重
9.8N)とした。
In the present embodiment, the diameter is 16 mm,
A developing roller 11 having a length of 240 mm and a thickness of 4 mm coated with an acrylic / urethane-based silicone rubber layer is used.
Roller resistance 10 4 to 10 6 Ω, surface roughness Rz 0.5
.About.0.9 .mu.m, and the hardness was 45.degree. In Asker C hardness (weighted 9.8 N).

【0038】また、感光体1と圧接し、現像ローラ11
の対感光体の侵入量は70μmとし、現像ローラ11の
周速は、感光体1の周速94.2mm/sに対して、周
速170mm/sである。
Further, the developing roller 11 is brought into pressure contact with the photosensitive member 1 and
The invasion amount of the photosensitive member is 70 μm, and the peripheral speed of the developing roller 11 is 170 mm / s, whereas the peripheral speed of the photosensitive member 1 is 94.2 mm / s.

【0039】ここで抵抗値の測定は、直径φ30mmの
アルミローラと現像ローラを当接荷重4.9N(500
gF)で長手全域当接させ、アルミ素管を30rpm
(0.5rps)で回転させる。次に現像ローラに40
0Vの直流電圧を印加する。アース側に10kΩの抵抗
を配置し、その両端の電圧を測定し、電流を算出し、現
像ローラ11の抵抗を算出する。
Here, the resistance value was measured by contacting an aluminum roller having a diameter of 30 mm and the developing roller with a contact load of 4.9 N (500 N).
gF) abuts the entire length and the aluminum tube is 30 rpm
Rotate at (0.5 rps). Next, apply 40 to the developing roller.
A DC voltage of 0V is applied. A resistance of 10 kΩ is arranged on the ground side, the voltage across the resistance is measured, the current is calculated, and the resistance of the developing roller 11 is calculated.

【0040】本実施の形態では、トナー14は非磁性一
成分現像剤を用いている。トナーとしては球形であり、
かつ表面が平滑であるものが好ましい。かかるトナーは
球形であるため、感光体1との付着力が従来の非球形ト
ナーと比較して小さく、紙等の転写材に対する転写性に
優れている。
In this embodiment, the toner 14 is a non-magnetic one-component developer. It has a spherical shape as toner,
Further, it is preferable that the surface is smooth. Since such toner has a spherical shape, the adhesion to the photoconductor 1 is smaller than that of the conventional non-spherical toner, and the transferability to a transfer material such as paper is excellent.

【0041】また、転写されずに感光体1上に残存した
転写残トナーを、ブレード、ファーブラシ等のクリーニ
ング手段によってクリーニングする際にも、潤滑性が高
いことから感光体1の摩耗が少ない等の利点を有する。
Further, when the transfer residual toner which is not transferred and remains on the photoconductor 1 is cleaned by a cleaning means such as a blade or a fur brush, the photoconductor 1 is less worn due to its high lubricity. Have the advantage of.

【0042】本実施の形態おいては、トナー体積抵抗率
としては1014Ω・cm以上である。
In the present embodiment, the toner volume resistivity is 10 14 Ω · cm or more.

【0043】かかるトナー体積抵抗率の測定条件は以下
の通りである。
The conditions for measuring the toner volume resistivity are as follows.

【0044】 測定電極板面積:φ6mm=0.238cm2、 圧力:1500gの錘を用い、96.1kPa(980
gF/cm2)の圧力、 測定時粉体層厚:0.5〜1.0mm、 400Vの直流電圧を印加微小電流計(YHP4140
pA METER/DCVOLTAGE SOUCE)
で電流量を測定し、抵抗値より体積抵抗率(比抵抗)を
算出する。
Measurement electrode plate area: φ6 mm = 0.238 cm 2 , pressure: 1500 g, using a weight of 96.1 kPa (980
Pressure of gF / cm 2 ), powder layer thickness during measurement: 0.5 to 1.0 mm, DC voltage of 400 V applied Micro ammeter (YHP4140)
pA METER / DCVOLTAGE SOURCE)
The current amount is measured with and the volume resistivity (specific resistance) is calculated from the resistance value.

【0045】本実施の形態におけるトナーは、形状係数
として、SF−1が100〜180であり、SF−2が
100〜140であるものを用いている。
As the toner in this embodiment, as the shape factor, SF-1 of 100 to 180 and SF-2 of 100 to 140 are used.

【0046】このSF−1、SF−2は、日立製作所F
E−SEM(S−800)を用いトナー像を無作為に1
00個サンプリングし、その画像情報をインターフェイ
スを介してニコレ社製画像解析装置(Luzex3)に
導入し解析を行い、下式の定義より算出されたものであ
る。
These SF-1 and SF-2 are Hitachi F
Randomly toner image 1 using E-SEM (S-800)
00 pieces were sampled, the image information was introduced into an image analysis device (Luzex3) manufactured by Nikole Co. through an interface and analyzed, and the image information was calculated from the definition of the following formula.

【0047】SF−1=(MXLNG)2/AREA×
(π/4)×100 SF−2=(PERI)2/AREA×(1/4π)×
100 (AREA:トナー投影面積、MXLNG:トナー粒子
の絶対最大長、PERI:トナー粒子の周長) このトナーの形状係数SF−1は球形度合を示し、10
0から大きくなるにつれて球形から徐々に不定形とな
る。また、SF−2はトナー表面の凹凸度合を示し、1
00から大きくなるにつれてトナー表面の凹凸が顕著に
なる。
SF-1 = (MXLNG) 2 / AREA ×
(Π / 4) × 100 SF-2 = (PERI) 2 / AREA × (1 / 4π) ×
100 (AREA: toner projected area, MXLNG: absolute maximum length of toner particles, PERI: peripheral length of toner particles) The shape factor SF-1 of this toner indicates a spherical degree, and 10
As it increases from 0, it gradually changes from a spherical shape to an amorphous shape. SF-2 indicates the degree of unevenness of the toner surface, which is 1
As it increases from 00, the unevenness of the toner surface becomes more remarkable.

【0048】トナーの製造方法としては、上記形状係数
の範囲内であれば、いわゆる粉砕方法による製造方法の
他に、特開昭36−10231号公報、特開昭59−5
3856号公報に述べられている懸濁重合方法を用いて
直接トナーを生成する方法、単量体には可溶で、得られ
る重合体が不溶な水系有機溶剤を用い直接トナーを生成
する分散重合方法、または水溶性極性重合開始剤存在下
で直接重合しトナーを生成するソープフリー重合方法に
代表される乳化重合方法等を用いてトナーを製造するこ
とは可能である。
With respect to the method for producing the toner, in addition to the so-called pulverization method, if the toner has a shape factor within the above-mentioned range, it is also possible to use the method described in JP-A-36-10231 and JP-A-59-5.
A method of directly producing a toner using the suspension polymerization method described in Japanese Patent No. 3856, a dispersion polymerization in which a toner is directly produced using an aqueous organic solvent which is soluble in a monomer and in which the obtained polymer is insoluble. The toner can be produced by a method, an emulsion polymerization method represented by a soap-free polymerization method in which the toner is directly polymerized in the presence of a water-soluble polar polymerization initiator, or the like.

【0049】本実施の形態においては、トナーの形状係
数SF−1を100〜180に、SF−2を100〜1
40の範囲で容易にコントロールでき、比較的容易に粒
度分布がシャープで4〜8μm粒径の微粒子トナーが得
られる常圧下での、または加圧下での懸濁重合方法を用
い、モノマーとしてスチレンとn−ブチルアクリレー
ト、荷電制御剤としてサリチル酸金属化合物、極性レジ
ンとして飽和ポリエステル、さらに着色剤を加え、重量
平均粒径7μmの着色懸濁粒子を製造した。
In this embodiment, the toner shape factor SF-1 is 100 to 180 and SF-2 is 100 to 1.
It can be easily controlled in the range of 40, and a suspension polymerization method under atmospheric pressure or under pressure is used to obtain a fine particle toner having a sharp particle size distribution and a particle size of 4 to 8 μm with relative ease. n-Butyl acrylate, a salicylic acid metal compound as a charge control agent, a saturated polyester as a polar resin, and a coloring agent were further added to produce colored suspension particles having a weight average particle diameter of 7 μm.

【0050】そして、これに疎水性シリカを1.5wt
%外添することによって、前述したような転写性に優
れ、感光体1のクリーニング時における磨耗の少ない負
極性のトナー14を製造した。
Then, 1.5 wt% of hydrophobic silica is added to this.
% By external addition, a negative-polarity toner 14 having excellent transferability as described above and less wear during cleaning of the photoconductor 1 was manufactured.

【0051】以上のような現像装置10において、現像
動作時に、現像容器16内のトナー14は、撹拌部材1
5の矢印C方向の回転に伴い弾性ローラ12方向に送ら
れる。次にこのトナー14は、弾性ローラ12が矢印D
方向に回転することにより現像ローラ11近傍に運ば
れ、現像ローラ11と弾性ローラ12との当接部におい
て摺擦されることによって、摩擦帯電をうけ現像ローラ
11上に付着する。その後、現像ローラ11の矢印B方
向の回転に伴い、弾性ブレード13の圧接下に送られ、
現像ローラ11上に薄層形成される。
In the developing device 10 as described above, the toner 14 in the developing container 16 is agitated during the developing operation.
5 is fed in the direction of the elastic roller 12 as the arrow C rotates. Next, in the toner 14, the elastic roller 12 has an arrow D.
When the developing roller 11 is rotated in the direction, it is carried to the vicinity of the developing roller 11 and is rubbed against the abutting portion between the developing roller 11 and the elastic roller 12, so that the developing roller 11 is frictionally charged and adheres to the developing roller 11. After that, as the developing roller 11 rotates in the direction of arrow B, it is sent under pressure contact with the elastic blade 13,
A thin layer is formed on the developing roller 11.

【0052】本実施の形態においては、良好な帯電電荷
量として−60〜−20μC/g、良好なトナーコート
量として0.4〜1.0mg/cm2、トナー層厚とし
て10〜20μmの範囲の値が得られるように設定して
いる。上述したトナー14の帯電電荷量を安定化するた
めに、トナー帯電ローラ17は現像ローラ11に当接
し、放電によりトナーを帯電する。
In the present embodiment, a good charge amount is −60 to −20 μC / g, a good toner coat amount is 0.4 to 1.0 mg / cm 2 , and a toner layer thickness is 10 to 20 μm. Is set so that the value of can be obtained. In order to stabilize the charge amount of the toner 14 described above, the toner charging roller 17 contacts the developing roller 11 and charges the toner by discharging.

【0053】トナー帯電ローラ17は、直径7mmのゴ
ムローラであり、特に複数の層からなり、表層にトナー
付着を低減化するためのフッ素樹脂等の表層を設けた弾
性ローラで構成されていることが好ましい。複数の層か
らなることでトナー付着を低減する表層を設けつつ所望
の抵抗に調整することが可能となる。これにより、現像
剤に汚染されることがなく、長期安定に現像剤に対しト
ナー帯電ローラによる電荷付与を可能にし、現像剤の帯
電電荷量を安定に維持することができる。
The toner charging roller 17 is a rubber roller having a diameter of 7 mm, and is composed of a plurality of layers, in particular, an elastic roller having a surface layer made of fluororesin or the like for reducing toner adhesion on the surface layer. preferable. By comprising a plurality of layers, it is possible to adjust the resistance to a desired value while providing a surface layer that reduces toner adhesion. As a result, the developer is not contaminated, and it is possible to stably apply the charge to the developer by the toner charging roller, and it is possible to stably maintain the charge amount of the developer.

【0054】不図示の押圧部材による現像ローラ11上
の当接荷重は0.49〜1.96N(50〜200g
F)である。トナーは、トナー帯電ローラ17の当接に
より、細密充填され均一にコートされる。弾性ブレード
13とトナー帯電ローラ17の長手位置関係は現像ロー
ラ11上の弾性ブレード13当接全域を確実に覆うこと
ができるよう配置されるのが好ましい。
The contact load on the developing roller 11 by the pressing member (not shown) is 0.49 to 1.96 N (50 to 200 g).
F). The toner is closely packed and uniformly coated by the contact of the toner charging roller 17. The longitudinal positional relationship between the elastic blade 13 and the toner charging roller 17 is preferably arranged so as to surely cover the entire contact area of the elastic blade 13 on the developing roller 11.

【0055】次に電荷付与の方法について以下に述べ
る。
Next, a method of applying charges will be described below.

【0056】図3に示す通り、トナー帯電ローラ17の
抵抗108Ωである場合、実線に示すような挙動を示
す。ただし、トナー表面電位は印加電圧0Vにおいても
−20V程度の表面電位を持つ。これは弾性ブレード1
3で摩擦帯電を受けたためである。
As shown in FIG. 3, when the resistance of the toner charging roller 17 is 10 8 Ω, the behavior shown by the solid line is exhibited. However, the toner surface potential has a surface potential of about -20V even when the applied voltage is 0V. This is an elastic blade 1
This is because it was subjected to triboelectric charging in No. 3.

【0057】この摩擦帯電による表面電位を除外する
と、図3の実線に示すように、トナー帯電ローラ17に
印加する電圧が−600V程度になった時点でトナーへ
の放電が開始されており、その後トナー表面電位はトナ
ー帯電ローラ17の印加電圧の変化に対し、傾きが約1
で立ち上がっており、感光体に対するDC放電帯電と同
様な挙動を示す。
If the surface potential due to this frictional charging is excluded, as shown by the solid line in FIG. 3, the discharge to the toner is started when the voltage applied to the toner charging roller 17 reaches about -600 V, and thereafter. The inclination of the toner surface potential is about 1 with respect to the change of the voltage applied to the toner charging roller 17.
The behavior is similar to DC discharge charging of the photoconductor.

【0058】ここで、放電が開始する時点における、現
像剤帯電部材であるトナー帯電ローラ17と現像剤であ
るトナー14の間の空隙間電圧Vgは、下記に示す式
(1)、(2)の交点で決まり、その時点でトナー帯電
ローラに印加されている電圧Vaを放電開始電圧とす
る。
Here, the void voltage Vg between the toner charging roller 17 which is the developer charging member and the toner 14 which is the developer at the time when the discharge starts is expressed by the following equations (1) and (2). The voltage Va applied to the toner charging roller at that time is defined as the discharge start voltage.

【0059】ただし、パッシェン則の近似式(1)は正
の電圧の場合しか想定していないため、式(2)におい
てはVa−Vcの絶対値のみを考えVgを求めている。
従って、本実施の形態では印加電圧が負である場合につ
いて詳述しているが、もちろん正である場合であっても
式(1)、(2)より放電開始電圧を求めることができ
る。
However, since the approximate expression (1) of the Paschen's rule is assumed only for a positive voltage, in the expression (2), Vg is calculated by considering only the absolute value of Va-Vc.
Therefore, although the case where the applied voltage is negative is described in detail in this embodiment, the discharge start voltage can be obtained from the equations (1) and (2) even when the applied voltage is positive.

【0060】 Vb=312+6.2g‥‥‥‥‥(1) Vg=g(│Va−Vc│)/{(Lt/Kt)+g}‥‥‥‥‥(2) 上式において、 g:空隙間距離 Vb:g>8μm時のパッシェン則の近似式 Vg:トナー帯電ローラ、トナー層表面の空隙間電圧 Va:トナー帯電ローラ印加電圧 Vc:トナー層表面電位 Lt:トナー層厚み Kt:トナー層比誘電率 である。[0060] Vb = 312 + 6.2g (1) Vg = g (│Va-Vc│) / {(Lt / Kt) + g} ... (2) In the above formula, g: Gap distance Approximate expression of Paschen's law when Vb: g> 8 μm Vg: Void voltage on toner charging roller and toner layer surface Va: voltage applied to the toner charging roller Vc: toner layer surface potential Lt: toner layer thickness Kt: relative permittivity of toner layer Is.

【0061】本実施の形態で使用しているトナー14は
粒度分布に優れ、形状が球形であるため、トナー層中の
トナーと空気の割合が一定であり、式(2)中のKtの
値が安定する。
Since the toner 14 used in this embodiment has an excellent particle size distribution and a spherical shape, the ratio of toner to air in the toner layer is constant, and the value of Kt in the equation (2) is Is stable.

【0062】トナーの電荷付与には他の方法として注入
帯電がある。この場合、トナー帯電ローラ印加電圧とト
ナー表面電位は図4に示したような挙動になる。以上の
結果から、本実施の形態における電荷付与の方法は放電
を用いていると考えられる。
Injection charging is another method for imparting a charge to the toner. In this case, the voltage applied to the toner charging roller and the toner surface potential behave as shown in FIG. From the above results, it is considered that the method of applying charges in the present embodiment uses discharge.

【0063】上記実験はトナー帯電ローラ17の長手全
域がトナーコート部に当接した場合である。
The above experiment is for the case where the entire length of the toner charging roller 17 is in contact with the toner coat portion.

【0064】次にトナー帯電ローラ17がトナーに対し
放電可能なローラ抵抗の範囲を調べた。トナー帯電ロー
ラ17のローラ抵抗が107Ω以下の場合、トナーに対
し放電可能なトナー帯電ローラ17とトナーコート部間
の電圧が得られず、1012Ω以上の場合、現像バイアス
からトナー帯電ローラ17のバイアスを得る本実施の形
態のような構成では放電開始電圧が大きすぎ適当ではな
い。従って、トナー帯電ローラ17のローラ抵抗の適正
範囲は107〜1012Ω・cmである。
Next, the range of roller resistance at which the toner charging roller 17 can discharge the toner was examined. When the roller resistance of the toner charging roller 17 is 10 7 Ω or less, the voltage between the toner charging roller 17 and the toner coat portion capable of discharging the toner cannot be obtained, and when it is 10 12 Ω or more, the toner charging roller is changed from the developing bias. In the configuration of this embodiment in which the bias of 17 is obtained, the discharge starting voltage is too large and is not suitable. Therefore, the proper range of the roller resistance of the toner charging roller 17 is 10 7 to 10 12 Ω · cm.

【0065】抵抗測定法は以下の通りである。直径16
φmmのアルミローラとトナー帯電ローラを当接荷重
1.67N(170gF)で長手全域当接させ、直径1
6mmのアルミローラを30rpm(0.5rps)で
回転させる。
The resistance measuring method is as follows. Diameter 16
φmm aluminum roller and toner charging roller are brought into contact with the entire area in the longitudinal direction with a contact load of 1.67N (170gF), and the diameter is 1
A 6 mm aluminum roller is rotated at 30 rpm (0.5 rps).

【0066】次にトナー帯電ローラに−400Vの直流
電圧を印加する。アース側に100kΩの抵抗を配置
し、その両端の電圧を測定し、電流を算出し、トナー帯
電ローラの抵抗を算出する。また、長手方向の長さを2
20mmとした。
Next, a DC voltage of -400 V is applied to the toner charging roller. A resistance of 100 kΩ is arranged on the ground side, the voltage across the resistance is measured, the current is calculated, and the resistance of the toner charging roller is calculated. The length in the longitudinal direction is 2
It was set to 20 mm.

【0067】現像ローラ11とトナー帯電ローラ17間
の電圧と、現像ローラ11上のトナー帯電電荷量の関係
を図5に示す。
FIG. 5 shows the relationship between the voltage between the developing roller 11 and the toner charging roller 17 and the toner charge amount on the developing roller 11.

【0068】弾性ブレード13を通過したトナー14の
トナーの帯電電荷量が−30μC/gの場合、印加電圧
が−1300V以上で−60μC/gに飽和する。
When the toner charge amount of the toner 14 that has passed through the elastic blade 13 is -30 μC / g, the applied voltage is saturated to -60 μC / g when the applied voltage is -1300 V or more.

【0069】また、弾性ブレード13を通過したトナー
14のトナーの帯電電荷量が−60μC/gの場合、印
加電圧に関係なくトナーの飽和帯電電荷量−60μC/
gで一定である。従って、トナー帯電ローラ17の使用
により、高温高湿下、低温低湿下のトナーの帯電電荷量
が異なるような場合においても帯電電荷量を安定化でき
る。
When the toner charge amount of the toner 14 passing through the elastic blade 13 is −60 μC / g, the toner saturated charge amount is −60 μC / g regardless of the applied voltage.
It is constant in g. Therefore, by using the toner charging roller 17, it is possible to stabilize the charge amount even when the charge amount of the toner is different under high temperature and high humidity and under low temperature and low humidity.

【0070】しかしながら、図6に示すようにトナー帯
電ローラ17と現像ローラ11上のトナー帯電電荷量の
関係はトナー帯電ローラ17の耐久による抵抗変動によ
り変動する。
However, as shown in FIG. 6, the relationship between the toner charge amount on the toner charging roller 17 and the developing roller 11 varies due to the resistance variation due to the durability of the toner charging roller 17.

【0071】本実施の形態の制御について説明する。The control of the present embodiment will be described.

【0072】トナー帯電ローラ17の抵抗を正確に測定
するためには、トナー帯電ローラ17に定電圧電源S2
より−1300Vの電圧を印加し、現像ローラ11に定
電圧電源S1より0Vの電圧を印加し、電流検出回路1
71により電流を検知し、電流が一定になるような電圧
を決定し定電圧電源S2より印加する電圧を制御する。
In order to accurately measure the resistance of the toner charging roller 17, a constant voltage power source S2 is applied to the toner charging roller 17.
From the constant voltage power source S1 to the developing roller 11, and the current detection circuit 1
The current is detected by 71, a voltage that makes the current constant is determined, and the voltage applied from the constant voltage power source S2 is controlled.

【0073】ここで、画像形成中は現像ローラ11上で
トナー帯電ローラ17上流側のトナー表面電位がトナー
消費により変動するため電流検出回路171により検出
される電流は不安定になり、精度が落ちる場合がある。
従って、トナーを消費することのない非画像形成時に電
流を検知することが好ましい。
Here, during image formation, the toner surface potential on the upstream side of the toner charging roller 17 on the developing roller 11 fluctuates due to toner consumption, so that the current detected by the current detection circuit 171 becomes unstable and the accuracy decreases. There are cases.
Therefore, it is preferable to detect the current during non-image formation without consuming the toner.

【0074】次に電流検出回路171により電流を検知
し、電流値を20μAに制御する場合について述べる。
Next, the case where the current is detected by the current detection circuit 171 and the current value is controlled to 20 μA will be described.

【0075】現像装置の初期においては、トナー帯電ロ
ーラ17に定電圧電源S2より−1300Vの電圧を印
加し、現像ローラ11に定電圧電源S1より0Vの電圧
を印加し、電流検出回路171により電流を検知した電
流値は20μA(トナー帯電ローラ17の抵抗:6.5
×107Ω)である。
In the initial stage of the developing device, a voltage of -1300V is applied to the toner charging roller 17 from the constant voltage power source S2, a voltage of 0V is applied to the developing roller 11 from the constant voltage power source S1, and the current detection circuit 171 causes the current to flow. Is 20 μA (resistance of toner charging roller 17: 6.5
× 10 7 Ω).

【0076】従って、電流値を20μAにするために
は、現像ローラ11とトナー帯電ローラ17の電位差は
1300V必要であり、現像ローラ11には定電圧電源
S1より現像コントラストを確保するため−300Vが
印加され、トナー帯電ローラ17には電源S2より定電
圧制御で−1600Vを印加する。
Therefore, in order to set the current value to 20 μA, the potential difference between the developing roller 11 and the toner charging roller 17 needs to be 1300 V, and -300 V is applied to the developing roller 11 to secure the developing contrast by the constant voltage power source S1. The toner charging roller 17 is applied with -1600 V from the power source S2 under constant voltage control.

【0077】A4サイズで5000ページプリント後、
定電圧電源S2より、電圧−1300Vの電圧を印加
し、現像ローラ11に定電圧電源S1より電圧0Vの電
圧を印加し、電流検出回路171により検出した電流値
は図7に示すように10μA(トナー帯電ローラ17の
抵抗:1.3×107Ω)である。この場合、電流値を
20μAにするために、図7より電源S2から定電圧制
御により、−2100Vを印加する。
After printing 5000 pages in A4 size,
A voltage of -1300V is applied from the constant voltage power source S2, a voltage of 0V is applied to the developing roller 11 from the constant voltage power source S1, and the current value detected by the current detection circuit 171 is 10 μA (as shown in FIG. The resistance of the toner charging roller 17 is 1.3 × 10 7 Ω). In this case, in order to set the current value to 20 μA, −2100 V is applied from the power source S2 by constant voltage control from FIG.

【0078】ここで、例えば図8のような定電流制御の
場合、トナー帯電ローラ17による電荷付与前におい
て、現像ローラ回転方向によりトナー表面電位が不安定
であると、トナー帯電ローラ17による電荷付与後の現
像ローラ回転方向によりトナー表面電位も不安定とな
る。従って、本実施の形態では図9で示すように定電圧
制御が最適である。
Here, in the case of constant current control as shown in FIG. 8, for example, if the toner surface potential is unstable depending on the rotation direction of the developing roller before the charge is applied by the toner charging roller 17, the charge is applied by the toner charging roller 17. The toner surface potential becomes unstable depending on the rotation direction of the developing roller. Therefore, in this embodiment, the constant voltage control is optimal as shown in FIG.

【0079】前記制御を行わない場合、A4サイズで5
000ページプリントを行うと図6に示すようにトナー
帯電ローラ17により電荷付与された後の現像ローラ上
のトナー帯電電荷量は40μC/gに低下する。
If the above control is not performed, A4 size is 5
When 000 pages are printed, as shown in FIG. 6, the toner charge amount on the developing roller after being charged by the toner charging roller 17 is reduced to 40 μC / g.

【0080】これに対し、前記制御を行うことにより、
A4サイズで5000ページプリントを行った後もトナ
ー帯電ローラ17により電荷付与された後の現像ローラ
上のトナー帯電電荷量は60μC/gとなり現像装置初
期と同様となる。
On the other hand, by performing the above control,
Even after printing 5000 pages in A4 size, the toner charge amount on the developing roller after being charged by the toner charging roller 17 is 60 μC / g, which is the same as in the initial stage of the developing device.

【0081】従って、本条件下においてトナー帯電ロー
ラ17により電荷付与されたトナーは−60μC/gに
揃えられ、一様に感光体1との対向部である現像部へ搬
送される。当接部において、現像ローラ11上に薄層形
成されたトナー層は、電源S1から現像ローラ11へ印
加された−300Vの直流電圧によって感光体1上の静
電潜像にトナー像として現像される。
Therefore, under this condition, the toner charged by the toner charging roller 17 is made uniform to −60 μC / g and is uniformly transported to the developing section, which is the section facing the photoconductor 1. At the contact portion, the thin toner layer formed on the developing roller 11 is developed as a toner image on the electrostatic latent image on the photoconductor 1 by the −300V DC voltage applied from the power source S1 to the developing roller 11. It

【0082】現像部において消費されなかった未現像ト
ナーは、現像ローラ11の回転とともに現像ローラ11
の下部より回収される。この回収された現像ローラ11
上の未現像トナーは、弾性ローラ12と現像ローラ11
との当接部において、現像ローラ11表面から剥ぎ取ら
れる。この剥ぎ取られたトナーの大部分は、弾性ローラ
12の回転に伴い搬送され現像容器16内のトナー14
と混ざりあい、トナー14の帯電電荷が分散される。同
時に弾性ローラ12の回転により現像ローラ11上に新
たなトナーが供給され前述の作用を繰り返す。
The undeveloped toner that is not consumed in the developing section is rotated by the rotation of the developing roller 11 and the developing roller 11
Will be collected from the bottom. This collected developing roller 11
The undeveloped toner on the upper side is the elastic roller 12 and the developing roller 11
Is peeled off from the surface of the developing roller 11 at the contact portion with. Most of the peeled toner is conveyed along with the rotation of the elastic roller 12 and the toner 14 in the developing container 16 is conveyed.
And the charge of the toner 14 is dispersed. At the same time, new toner is supplied onto the developing roller 11 by the rotation of the elastic roller 12, and the above-described operation is repeated.

【0083】上述したように電源S2上流に電流検知回
路171を設け、トナー帯電ローラ17の電流を検知
し、トナー帯電ローラの抵抗に応じてトナー帯電ローラ
17に定電圧制御により電源S2から電圧を印加するこ
とにより、トナー帯電ローラ17の通電による抵抗アッ
プが生じても、トナー14の帯電電荷量を安定化し、反
転かぶりを低減することができ、トナーの使用効率を大
幅にアップさせかつライン、ドットの鮮明な画質を得る
ことができる。
As described above, the current detection circuit 171 is provided upstream of the power source S2, the current of the toner charging roller 17 is detected, and the voltage from the power source S2 is controlled by the constant voltage control of the toner charging roller 17 according to the resistance of the toner charging roller. By applying the voltage, even if the resistance is increased by energizing the toner charging roller 17, it is possible to stabilize the charge amount of the toner 14 and reduce the reversal fog, thereby significantly improving the toner use efficiency and the line, A clear image quality of dots can be obtained.

【0084】さらに本実施の形態では、担持装置本体に
着脱可能な現像装置からなるプロセスカートリッジとし
て用いたが、担持装置本体内に固定され、トナーのみを
補給するような構成の現像装置として用いてもよく、ま
た現像装置と感光体、クリーニングブレード、廃トナー
収容容器、帯電装置を一体で形成し担持装置本体に対し
着脱可能なプロセスカートリッジとして用いても良い。
これによりユーザーフレンドリーな取り扱いに優れた構
成となる。
Further, in the present embodiment, the process cartridge is composed of the developing device which is attachable to and detachable from the carrying device main body, but it is used as the developing device which is fixed in the carrying device main body and supplies only the toner. Alternatively, the developing device, the photoconductor, the cleaning blade, the waste toner container, and the charging device may be integrally formed and used as a process cartridge that is attachable to and detachable from the carrying device body.
This results in an excellent user-friendly handling structure.

【0085】[0085]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の現像装置
にあっては、現像剤帯電部材へ流れる電流を検出し、検
出結果から現像剤帯電部材に印加する電圧を制御するこ
とで、長期安定に前記現像剤帯電部材による現像剤に対
する電荷付与を可能にし、現像剤の帯電電荷量を安定に
維持できる画像形成装置及びプロセスカートリッジを提
供することができる。
As described above, in the developing device of the present invention, by detecting the current flowing to the developer charging member and controlling the voltage applied to the developer charging member from the detection result, long-term It is possible to provide an image forming apparatus and a process cartridge capable of stably providing an electric charge to the developer by the developer charging member and stably maintaining the charged amount of the developer.

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

【図1】本発明の実施の形態にかかる現像装置を用いた
画像形成装置の概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view of an image forming apparatus using a developing device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態にかかる現像装置の概略断
面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view of the developing device according to the embodiment of the present invention.

【図3】トナー帯電ローラのローラ抵抗が108Ωの場
合における、トナー帯電ローラ印加電圧とトナー表面電
位との関係を表した図である。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the voltage applied to the toner charging roller and the toner surface potential when the roller resistance of the toner charging roller is 10 8 Ω.

【図4】注入帯電の場合における、トナー帯電ローラ印
加電圧とトナー表面電位との関係を表した図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a voltage applied to a toner charging roller and a toner surface potential in the case of injection charging.

【図5】本発明の実施の形態における、現像ローラとト
ナー帯電ローラ間の電圧と帯電電荷量の関係を表した図
である。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the voltage between the developing roller and the toner charging roller and the amount of charge in the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態における、現像装置初期と
5000ページプリント後の現像ローラとトナー帯電ロ
ーラ間の電圧と帯電電荷量の関係を表した図である。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the voltage between the developing roller and the toner charging roller and the amount of charged electric charge at the initial stage of the developing device and after printing 5000 pages in the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施の形態における、現像装置初期と
5000ページプリント後の現像ローラとトナー帯電ロ
ーラ間の電圧と電流検知回路に流れる電流値の関係を表
した図である。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the voltage between the developing roller and the toner charging roller and the value of the current flowing in the current detection circuit at the initial stage of the developing device and after printing 5000 pages in the embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施の形態において定電流制御した場
合における、トナーコート域の現像ローラ回転方向とト
ナー表面電位の関係を表した図である。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the developing roller rotation direction in the toner coat area and the toner surface potential when constant current control is performed in the embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施の形態において定電圧制御した場
合における、トナーコート域の現像ローラ回転方向とト
ナー表面電位の関係を表した図である。
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the developing roller rotation direction in the toner coat area and the toner surface potential when constant voltage control is performed in the embodiment of the present invention.

【図10】従来例の現像装置を用いた画像形成装置の概
略断面図である。
FIG. 10 is a schematic sectional view of an image forming apparatus using a conventional developing device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、21 感光体 2、22 帯電ローラ 3 クリーニングブレード 4 廃トナー収容容器 5 露光ユニット 6 転写ローラ 7 定着装置 9 紙(転写材) 10、80 現像装置 11、81 現像ローラ 12、82 弾性ローラ 13、83 弾性ブレード 14、84 トナー 15 撹拌部材 16 現像容器 17、85 トナー帯電ローラ 171 電流検出回路 S1、S2 電源 1,21 photoconductor 2.22 charging roller 3 cleaning blade 4 Waste toner container 5 Exposure unit 6 Transfer roller 7 Fixing device 9 Paper (transfer material) 10,80 Development device 11, 81 Development roller 12, 82 Elastic roller 13,83 Elastic blade 14,84 toner 15 Stirring member 16 developer container 17,85 toner charging roller 171 Current detection circuit S1, S2 power supply

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H073 AA01 BA01 BA13 BA22 BA45 CA02 2H077 AD06 AD13 AD35 AE02 DA24 DA42 DB08 DB14 EA11 EA15 EA16 FA13 FA22    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 2H073 AA01 BA01 BA13 BA22 BA45                       CA02                 2H077 AD06 AD13 AD35 AE02 DA24                       DA42 DB08 DB14 EA11 EA15                       EA16 FA13 FA22

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】静電潜像を担持する像担持体に接触または
近接し、前記静電潜像に現像剤を搬送し可視化する現像
剤担持体と、 前記現像剤担持体の回転方向に対して現像領域上流側
に、現像剤を介して前記現像剤担持体に圧接するよう設
けられた規制部材と、 前記現像剤担持体の回転方向に対して現像領域上流側
に、かつ、前記現像剤担持体と前記規制部材の圧接部下
流側に、前記現像剤に近接または接触するよう設けられ
た現像剤帯電部材と、を有する現像装置が設けられ、 前記現像剤帯電部材に放電開始電圧の絶対値以上、か
つ、前記現像剤の帯電極性と同極性である電圧を印加す
る電圧印加手段と、 前記電圧印加時に前記現像剤帯電部材へ流れる電流を検
出する電流検出手段と、を有し、 前記電流検出手段の検出結果に応じて前記電圧印加手段
を制御することを特徴とする画像形成装置。
1. A developer carrying body which is in contact with or close to an image carrying body carrying an electrostatic latent image and which conveys a developer to the electrostatic latent image to visualize the developer, and a rotational direction of the developer carrying body. And a regulating member provided on the upstream side of the developing area so as to be in pressure contact with the developer carrying body via the developer, and on the upstream side of the developing area with respect to the rotation direction of the developer carrying body, and the developer. A developing device having a developer charging member provided so as to be close to or in contact with the developer is provided on the downstream side of the pressure contact portion between the carrier and the regulating member, and the absolute value of the discharge start voltage is provided to the developer charging member. A value or more, and a voltage applying means for applying a voltage having the same polarity as the charging polarity of the developer, and a current detecting means for detecting a current flowing to the developer charging member at the time of applying the voltage, and According to the detection result of the current detection means, Image forming apparatus and controls the applying means.
【請求項2】前記現像剤帯電部材は複数の層からなる弾
性ローラであることを特徴とする請求項1に記載の画像
形成装置。
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the developer charging member is an elastic roller including a plurality of layers.
【請求項3】前記現像剤帯電部材はフッ素樹脂を表層に
設けた弾性ローラであることを特徴とする請求項1また
は2に記載の画像形成装置。
3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the developer charging member is an elastic roller provided with a fluororesin on a surface layer.
【請求項4】前記電流検出手段は非画像形成時に動作す
ることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記
載の画像形成装置。
4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the current detecting unit operates during non-image formation.
【請求項5】静電潜像を担持する像担持体に接触または
近接し、前記静電潜像に現像剤を搬送し可視化する現像
剤担持体と、 前記現像剤担持体の回転方向に対して現像領域上流側
に、現像剤を介して前記現像剤担持体に圧接するよう設
けられた規制部材と、 前記現像剤担持体の回転方向に対して現像領域上流側
に、かつ、前記現像剤担持体と前記規制部材の圧接部下
流側に、前記現像剤に近接または接触するよう設けられ
た現像剤帯電部材と、を有する現像装置が設けられ、 前記現像剤帯電部材に放電開始電圧の絶対値以上、か
つ、前記現像剤の帯電極性と同極性である電圧が印加さ
れ、 前記電圧印加時に前記現像剤帯電部材へ流れる電流を検
出する電流検出手段と、を有することを特徴とするプロ
セスカートリッジ。
5. A developer carrying member which is in contact with or in close proximity to an image carrying member carrying an electrostatic latent image and conveys a developer to the electrostatic latent image to visualize the developer, and a developer carrying member with respect to a rotation direction of the developer carrying member. And a regulating member provided on the upstream side of the developing area so as to be in pressure contact with the developer carrying body via the developer, and on the upstream side of the developing area with respect to the rotation direction of the developer carrying body, and the developer. A developing device having a developer charging member provided so as to be close to or in contact with the developer is provided on the downstream side of the pressure contact portion between the carrier and the regulating member, and the absolute value of the discharge start voltage is provided to the developer charging member. A process cartridge to which a voltage equal to or more than a value and having the same polarity as the charging polarity of the developer is applied, and a current detecting unit that detects a current flowing to the developer charging member when the voltage is applied. .
【請求項6】前記現像剤帯電部材は複数の層からなる弾
性ローラであることを特徴とする請求項5に記載のプロ
セスカートリッジ。
6. The process cartridge according to claim 5, wherein the developer charging member is an elastic roller including a plurality of layers.
【請求項7】前記現像剤帯電部材はフッ素樹脂を表層に
設けた弾性ローラであることを特徴とする請求項5また
は6に記載のプロセスカートリッジ。
7. The process cartridge according to claim 5, wherein the developer charging member is an elastic roller having a surface layer made of fluororesin.
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