JP2005070677A - Developing device - Google Patents

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辰男 奥野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simple and general purpose developing device which effectively prevents fogging or toner clouding, is hardly influenced by an environmental change or deterioration over time by improving electrostatic transferability and color aptitude which cause problems when conventional conductive toner is used. <P>SOLUTION: A toner feeding member 7 facing a toner carrier 4 and feeding conductive toner 3 to the toner carrier 4 is provided. A change injection electric field which is larger then the developing electric field, is made to act on between the toner carrier 4 and the toner feeding member 7 to thereby inject charge to the conductive toner 3, and charge injected conductive toner 3 is carried by the toner carrier 4. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、電子写真方式などを適用した複写機やプリンタ等の画像形成装置に用いられる現像装置に係り、特に、帯電された導電性トナーによって、静電潜像を可視像化する現像装置に関する。   The present invention relates to a developing device used in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer to which an electrophotographic system is applied, and in particular, a developing device that visualizes an electrostatic latent image with charged conductive toner. About.

特開平10−111604号公報JP-A-10-111604 特公昭58−26026号公報Japanese Patent Publication No.58-26026 特公昭63−10426号公報Japanese Patent Publication No. 63-10426 特開昭63−159870号公報JP-A 63-159870 特開平6−95518号公報JP-A-6-95518

従来、この種の電子写真方式などを適用した複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像剤として、絶縁性のトナーを使用し、当該絶縁性トナーを摩擦帯電することによって所定の極性の電荷を与え、静電潜像を現像する方法が一般に広く用いられている。ここで、上記絶縁性トナーを帯電させる方法としては、トナー中のバインダ樹脂や添加剤を適宜組合わせることにより、トナーの摩擦帯電特性を予め制御しておき、現像装置内でトナーが攪拌されたり搬送される際に、搬送経路の途中におけるトナーの攪拌動作や搬送動作によりトナー同士を摩擦させることで、摩擦帯電を生じやすい物質とトナーとの摩擦によってトナーを帯電させる方法が多く採用されている。   Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer to which this type of electrophotographic method is applied, an insulating property is used as a developer for developing an electrostatic latent image formed on an image carrier such as a photosensitive drum. In general, a method of developing a latent electrostatic image by applying a predetermined polarity by triboelectrically charging the insulating toner and applying a predetermined polarity to the insulating toner is widely used. Here, as a method of charging the insulating toner, the friction charging characteristic of the toner is controlled in advance by appropriately combining a binder resin and an additive in the toner, and the toner is stirred in the developing device. Many methods are used to charge toner by friction between the toner and a substance that easily causes triboelectric charging by rubbing the toners by agitating operation or conveying operation of the toner in the middle of the conveyance path during conveyance. .

このようなトナーの帯電方法においては、トナーの摩擦状態が個々のトナー粒子によって異なるため、摩擦によって帯電したトナーの帯電量には、ある程度の帯電分布が必然的に存在する。そのため、トナーには、帯電量が少ない低帯電トナーや、トナー全体の帯電極性とは逆極性に帯電した逆極性トナーが含まれることが多い。このうち、低帯電トナーは、現像装置内の現像ロール等のトナー担持体から離間して、画像形成装置内を漂う所謂トナークラウドとなりやすく、このトナークラウドは、画像形成装置の種々の不良発生の原因となるという不具合を有している。   In such a toner charging method, since the frictional state of the toner varies depending on individual toner particles, a certain amount of charge distribution inevitably exists in the charge amount of the toner charged by friction. Therefore, the toner often includes a low-charged toner with a small charge amount or a reverse polarity toner charged to a polarity opposite to the charge polarity of the whole toner. Among these, the low-charge toner tends to be a so-called toner cloud that floats in the image forming apparatus apart from a toner carrier such as a developing roll in the developing apparatus, and this toner cloud causes various defects in the image forming apparatus. It has a problem that causes it.

また、逆極性トナーは、像担持体上の静電潜像のうち、本来トナーが付着しない背景部に静電的に引きつけられ、背景部の一様な汚れである所謂かぶりを発生させるという不具合を有している。   Further, the reverse polarity toner is electrostatically attracted to a background portion where the toner is not originally attached to the electrostatic latent image on the image carrier, and causes a so-called fogging that is a uniform stain on the background portion. have.

更に、この種の摩擦帯電方法にあっては、温度や湿度等の環境変化や、現像装置の使用に伴う経時変化の影響を受けやすく、トナーや攪拌部材等の摩擦帯電機構の表面状態の変化に伴って、結果的に、トナーの帯電状態が不安定になり易いという不具合を有している。   Furthermore, this type of triboelectric charging method is susceptible to environmental changes such as temperature and humidity, and changes over time associated with the use of a developing device, and changes in the surface state of the triboelectric charging mechanism such as toner and stirring members. As a result, there is a problem that the charged state of the toner tends to become unstable as a result.

そこで、このような不具合を解消するために、絶縁性のトナーに代わって、導電性のトナーを使用する方法、具体的には、導電性トナーに電荷を注入して帯電させ、現像に使用する方法が知られている。   Therefore, in order to solve such problems, a method of using a conductive toner instead of an insulating toner, specifically, charging a conductive toner by injecting a charge and using it for development. The method is known.

この導電性トナーを用いた方法は、摩擦帯電を利用しないため、種々の利点を有している。特に、導電性トナーは、電荷が移動し易く、均一な電荷をトナーに与えることができるため、かぶりやトナークラウドの発生を防止することができ、環境変化や経時劣化の影響を受けにくいことが最大の特長である。また、この導電性トナーを用いた方法は、摩擦帯電機構が不要なため、現像装置の構造が簡単であり、小型化、低価格化が可能であることも、大きな魅力である。   This method using conductive toner has various advantages because it does not use frictional charging. In particular, the conductive toner easily moves the charge and can give the toner a uniform charge. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of fog and toner cloud, and it is difficult to be affected by environmental changes and deterioration over time. This is the biggest feature. In addition, since the method using the conductive toner does not require a frictional charging mechanism, the structure of the developing device is simple, and the size and cost can be reduced.

しかし、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記導電性トナーを用いた場合には、コロトロンやバイアスロールといった汎用的な静電転写方式を使用すると、記録紙が吸湿した場合に、当該記録紙へのトナー像の転写が困難となるという問題点を有している。また、カラー画像を形成する場合には、色材の異なるカラートナーを重ねて種々の色を再現する必要があるが、導電性トナーの場合には、トナーを重ね合わせることができず、カラー化に対応できないという問題点をも有している。   However, the above prior art has the following problems. That is, when the conductive toner is used, if a general-purpose electrostatic transfer system such as a corotron or a bias roll is used, when the recording paper absorbs moisture, it becomes difficult to transfer the toner image onto the recording paper. Has the problem. In addition, when forming a color image, it is necessary to reproduce various colors by superimposing color toners of different color materials. However, in the case of conductive toners, the toners cannot be superimposed and are colored. It also has a problem that it cannot cope with.

かかる問題点の原因は、トナーが導電性であるが故に、吸湿して低抵抗になった記録紙やトナー相互間で、トナー電荷の移動が発生してしまい、トナーへの静電吸着力が失われてしまうことにある。また、別の技術的課題として、導電性トナーは容易に電荷注入するため、静電潜像の電位が不安定になると、現像バイアスと静電潜像の背景部との間の小さな電位差(クリーニング電位と呼ばれる)でも、トナーに逆極性の電荷が注入されてしまい、かぶりの原因になり易い。   The cause of this problem is that the toner charge is transferred between the recording paper and the toner that have absorbed moisture and become low resistance because the toner is conductive, and the electrostatic attraction force to the toner is reduced. It is to be lost. As another technical problem, since conductive toner easily injects electric charge, if the potential of the electrostatic latent image becomes unstable, a small potential difference (cleaning) between the developing bias and the background portion of the electrostatic latent image. (Referred to as “potential”), a charge of reverse polarity is injected into the toner, which is likely to cause fogging.

このような技術的課題を解決するために、従来にあっては、特開平10−111604号公報や、特公昭58−26026号公報、特公昭63−10426号公報、特開昭63−159870号公報及び特開平6−95518号公報等に開示されている種々の技術が、既に提案されている。   In order to solve such technical problems, conventionally, Japanese Patent Laid-Open No. 10-111604, Japanese Patent Publication No. 58-26026, Japanese Patent Publication No. 63-10426, Japanese Patent Publication No. 63-159870 are conventionally used. Various techniques disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 6-95518 and the like have already been proposed.

上記特開平10−111604号公報に開示された技術は、トナーとして、正負両極性のうち一方の極性に帯電し易く、かつ、該極性に帯電した後は他方の極性に帯電し難い特性を具備させた提案、言い換えれば、電荷を注入しやすいが、リークしにくいトナー材料に関するものである。   The technique disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-111604 has a characteristic that the toner is easily charged to one of the positive and negative polarities and is difficult to be charged to the other polarity after being charged to the polarity. In other words, the present invention relates to a toner material that is easy to inject charges but does not leak easily.

また、上記特公昭58−26026号公報に開示された技術は、基体の少なくとも一方の面に絶縁性媒質を所定量塗工し、所定レベルの体積固有抵抗値を備えた記録紙(転写媒体)を用いることで、紙の電荷保持を安定且つ均一とするものである。   Further, the technique disclosed in the above Japanese Patent Publication No. 58-26026 is a recording paper (transfer medium) having a predetermined volume specific resistance value coated with a predetermined amount of an insulating medium on at least one surface of a substrate. Is used to make the charge retention of the paper stable and uniform.

さらに、上記特公昭63−10426号公報に開示された技術は、現像後かつ転写に先立ち、静電潜像の画像部電位を現像像の画像部電位の所定レベルまで低減させ、トナーの飛び散りを抑制するものである。   Further, the technique disclosed in the above Japanese Patent Publication No. 63-10426 reduces the image portion potential of the electrostatic latent image to a predetermined level of the image portion potential of the developed image after development and prior to transfer, thereby preventing toner scattering. It is to suppress.

又、上記特開昭63−159870号公報に開示された技術は、導電性トナーと絶縁性トナーとの混合により、転写時には、紙から導電性トナーへの電荷注入を絶緑性トナー(絶縁体)にて防ぎ、導電性トナーと紙との非接触化を図ることで、導電性トナーの電荷保持性を保つようにしたものである。   Further, the technique disclosed in the above Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-159870 is a mixture of a conductive toner and an insulating toner, and at the time of transfer, charges are injected from the paper into the conductive toner. ) To prevent the conductive toner and paper from coming into contact with each other, thereby maintaining the charge retention of the conductive toner.

更に、上記特開平6−95518号公報に開示された技術は、像担持体上の導電性トナーを加熱することでトナーを軟化・溶融し、軟化・溶融したトナーの粘着力を利用することにより、像担持体から被記録材への転写性を良好に保つようにした非静電転写技術に関するものである。   Further, the technique disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-95518 is such that the conductive toner on the image carrier is heated and softened and melted, and the adhesive force of the softened and melted toner is used. The present invention relates to a non-electrostatic transfer technique that maintains good transferability from an image carrier to a recording material.

しかしながら、上記特開平10−111604号公報や、特公昭58−26026号公報、特公昭63−10426号公報、特開昭63−159870号公報及び特開平6−95518号公報等に開示された先行技術の場合には、いずれも、絶縁性トナーと同等の転写性を得ることができないばかりでなく、例えば、特開平10−111604号公報及び特開昭63−159870号公報に開示された技術にあっては、特殊な材料を使用しなければならず、また、特公昭58−26026号公報に開示された技術にあっては、特殊な記録紙を使用しなければならず、更に、特公昭63−10426号公報及び特開平6−95518号公報に開示された技術にあっては、特殊な作像プロセスが必要不可欠になるため、いずれの先行技術においても、汎用性を大きく損なう懸念があり、現段階において実用化には至っていないのが実情である。   However, the prior art disclosed in JP-A-10-111604, JP-B-58-26026, JP-B-63-10426, JP-A-63-159870, JP-A-6-95518, etc. In the case of the technology, not only the transferability equivalent to that of the insulating toner cannot be obtained, but also, for example, in the technology disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 10-11604 and 63-159870. In this case, a special material must be used, and in the technique disclosed in Japanese Patent Publication No. 58-26026, a special recording paper must be used. In the techniques disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-10426 and Japanese Patent Laid-Open No. 6-95518, a special image forming process is indispensable. , There is a concern that significant loss versatility, it is fact is not put to practical use at this stage.

そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、従前の導電性トナーを使用する際の不具合である静電転写性の改善、カラー適性の改善を行い、かぶりやトナークラウドを有効に防止でき、環境変化や経時劣化の影響を受けにくく、簡単で且つ汎用性のある現像装置を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and the object is to improve electrostatic transferability, which is a problem when using a conventional conductive toner, An object of the present invention is to provide a simple and versatile developing device that can improve color suitability, effectively prevent fogging and toner clouding, is less susceptible to environmental changes and deterioration over time.

上記の課題を解決するため、請求項1に記載された発明は、図1(a)に示すように、静電潜像1を担持した像担持体2に対向配置され、帯電された導電性トナー3を担持搬送するトナー担持体4と、このトナー担持体4と像担持体2との間に現像電界を形成し、この現像電界領域にて像担持体2上の静電潜像を、導電性トナー3によって現像する現像電界形成手段5とを備え、前記導電性トナー3には、現像電界において高抵抗に変化し且つ現像電界より大きな電荷注入電界において低抵抗に変化する抵抗可変部6(図2参照)を具備させた現像装置において、前記トナー担持体4に対向し、当該トナー担持体4に導電性トナー3を供給するトナー供給部材7を設け、前記トナー担持体4とトナー供給部材7との間に、現像電界よりも大きな電荷注入電界を作用させ、前記導電性トナー3に電荷注入すると共に、当該電荷注入された導電性トナー3を、前記トナー担持体4に担持させることを特徴とする現像装置である。   In order to solve the above-mentioned problems, the invention described in claim 1 is configured such that, as shown in FIG. 1 (a), an electrically conductive material disposed opposite to an image carrier 2 carrying an electrostatic latent image 1 and charged. A developing electric field is formed between the toner carrying member 4 carrying and transporting the toner 3, and the toner carrying member 4 and the image carrying member 2, and the electrostatic latent image on the image carrier 2 is formed in this developing electric field region. A development electric field forming means 5 for developing with the conductive toner 3 is provided, and the conductive toner 3 has a resistance variable portion 6 that changes to a high resistance in the development electric field and changes to a low resistance in a charge injection electric field larger than the development electric field. (See FIG. 2), a developing device provided with a toner supply member 7 that faces the toner carrier 4 and supplies the conductive toner 3 to the toner carrier 4 is provided. Between member 7 and larger than development electric field By the action of the charge injection electric field, as well as charge injection to the conductive toner 3, the conductive toner 3 which is the charge injection, a developing device, characterized in that to be supported on the toner carrying member 4.

また、請求項2に記載された発明は、前記トナー供給部材が、導電性のフォームロールからなることを特徴とする請求項1記載の現像装置である。   The invention described in claim 2 is the developing device according to claim 1, wherein the toner supply member is made of a conductive foam roll.

さらに、請求項3に記載された発明は、前記トナー供給部材が、表面に研磨面を形成した導電性ロールからなることを特徴とする請求項1記載の現像装置である。   Furthermore, the invention described in claim 3 is the developing device according to claim 1, wherein the toner supply member is composed of a conductive roll having a polished surface formed on a surface thereof.

又、請求項4に記載された発明は、前記トナー担持体とトナー供給部材が、接触又は微小間隙を介して対向することを特徴とする請求項1記載の現像装置である。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the developing device according to the first aspect, wherein the toner carrier and the toner supply member are opposed to each other through contact or a minute gap.

更に、請求項5に記載された発明は、図1(b)に示すように、静電潜像1を担持した像担持体2に対向配置され、帯電された導電性トナー3を担持搬送するトナー担持体4と、このトナー担持体と像担持体との間に現像電界を形成し、この現像電界領域にて像担持体2上の静電潜像を、導電性トナー3によって現像する現像電界形成手段5とを備え、前記導電性トナー3には、現像電界において高抵抗に変化し且つ現像電界より大きな電荷注入電界において低抵抗に変化する抵抗可変部6(図2参照)を具備させた現像装置において、前記トナー担持体4に対向配置される電荷注入部材8を有し、前記トナー担持体4の表面に担持された導電性トナー3を挟んで、前記トナー担持体4と電荷注入部材8との間に、現像電界よりも大きな電荷注入電界を作用させ、前記導電性トナー3に電荷注入することを特徴とする現像装置である。   Further, in the invention described in claim 5, as shown in FIG. 1B, the charged conductive toner 3 is carried and conveyed so as to face the image carrier 2 carrying the electrostatic latent image 1. Development in which a developing electric field is formed between the toner carrier 4 and the toner carrier and the image carrier, and the electrostatic latent image on the image carrier 2 is developed with the conductive toner 3 in the development electric field region. And the conductive toner 3 is provided with a variable resistance portion 6 (see FIG. 2) that changes to a high resistance in a developing electric field and changes to a low resistance in a charge injection electric field larger than the developing electric field. The developing device includes a charge injection member 8 disposed opposite to the toner carrier 4, and the toner injection with the toner carrier 4 sandwiching the conductive toner 3 carried on the surface of the toner carrier 4. Charge larger than the developing electric field between the member 8 By the action of incident electric field, a developing device, characterized in that the charge injection into the conductive toner 3.

また、請求項6に記載された発明は、前記トナー担持体が、表面に研磨面を形成したロールからなることを特徴とする請求項5記載の現像装置である。   According to a sixth aspect of the present invention, in the developing device according to the fifth aspect, the toner carrier comprises a roll having a polished surface formed on the surface thereof.

さらに、請求項7に記載された発明は、前記電荷注入部材が、導電性ロールからなることを特徴とする請求項5記載の現像装置である。   Furthermore, the invention described in claim 7 is the developing device according to claim 5, wherein the charge injection member is made of a conductive roll.

又、請求項8に記載された発明は、前記電荷注入部材が、導電性ゴムを接着した導電板からなることを特徴とする請求項5記載の現像装置である。   The invention described in claim 8 is the developing device according to claim 5, wherein the charge injection member comprises a conductive plate to which conductive rubber is adhered.

更に、請求項9に記載された発明は、前記トナー担持体が、表面が絶縁化された導電性ロールからなることを特徴とする請求項1又は5記載の現像装置である。   Furthermore, the invention described in claim 9 is the developing device according to claim 1 or 5, wherein the toner carrier is formed of a conductive roll having an insulated surface.

このような技術的手段において、導電性トナー3を扱う現像方式としては、例えば、一成分現像方式や二成分現像方式などのいずれの現像方式であってもよい。   In such technical means, the developing method for handling the conductive toner 3 may be any developing method such as a one-component developing method or a two-component developing method.

更に、上記現像電界形成手段5は、像担持体2とトナー担持体4との間に現像電界を形成するものを広く含み、ここでいう現像電界としては、直流電界のみ、あるいは、交番電界を重畳した直流電界など適宜選定してよい。   Further, the developing electric field forming means 5 includes a wide range of devices that form a developing electric field between the image carrier 2 and the toner carrier 4, and the developing electric field here includes only a DC electric field or an alternating electric field. You may select suitably the superimposed DC electric field etc.

また、上記導電性トナー3の抵抗可変部6(図2参照)としては、現像電界において高抵抗に変化し且つ現像電界より大きな電荷注入電界において低抵抗に変化するものであれば、適宜選定して差し支えない。この抵抗可変部6は、導電性トナー3側に備えていれば、導電性トナー3の表面や内部など任意の位置に構成して差し支えない。   The resistance variable portion 6 (see FIG. 2) of the conductive toner 3 is appropriately selected as long as it changes to a high resistance in the developing electric field and changes to a low resistance in the charge injection electric field larger than the developing electric field. It does not matter. As long as the resistance variable portion 6 is provided on the conductive toner 3 side, the resistance variable portion 6 may be configured at an arbitrary position such as the surface or inside of the conductive toner 3.

ここで、抵抗可変部6の代表的態様としては、例えば、導電性トナー3本体の周囲を絶縁被覆し、且つこの絶縁被覆層の一部に導電性トナー本体が露出する凹部を形成したものが挙げられる。この態様において、導電性トナー本体の露出する割合を調整することにより、抵抗可変部は、電界の大きさに応じて、導電性トナーの抵抗を調整することができる。また、抵抗可変部の別の態様としては、導電性トナー本体の周囲を絶縁又は半導電被覆層で被覆し、この被覆層の厚さを調整することで抵抗設定するものが挙げられる。この態様によれば、抵抗可変部の厚さを調整することにより、抵抗可変部は、電界の大きさに応じて、導電性トナーの抵抗を調整することができる。   Here, as a typical aspect of the resistance variable portion 6, for example, a conductive toner 3 main body is covered with an insulating coating, and a concave portion where the conductive toner main body is exposed is formed on a part of the insulating coating layer. Can be mentioned. In this aspect, the resistance variable portion can adjust the resistance of the conductive toner according to the magnitude of the electric field by adjusting the exposure ratio of the conductive toner main body. Another aspect of the variable resistance portion is one in which the periphery of the conductive toner body is covered with an insulating or semiconductive coating layer, and the resistance is set by adjusting the thickness of the coating layer. According to this aspect, by adjusting the thickness of the variable resistance portion, the variable resistance portion can adjust the resistance of the conductive toner according to the magnitude of the electric field.

なお、上記導電性トナー3に具備された抵抗可変部6は、表現を換えれば、現像電界において、絶縁性を有し、当該現像電界より大きな電荷注入電界において導電性を有する被膜であるということができる。なお、この抵抗可変部6は、電界の大きさによらずに、光の照射の有無によって、絶縁性から導電性又は導電性から絶縁性に変化するものであっても良い。   In other words, the variable resistance portion 6 provided in the conductive toner 3 is a film that has an insulating property in a developing electric field and has a conductive property in a charge injection electric field larger than the developing electric field. Can do. The variable resistance portion 6 may change from insulating to conductive or from conductive to insulating depending on the presence or absence of light irradiation, regardless of the magnitude of the electric field.

更に、抵抗可変部の抵抗変化の代表的態様としては、静電潜像の画像部電位と現像バイアス電位とで形成される現像電界より大きく且つ電荷注入電界よりも小さい電界で高抵抗から低抵抗ヘスイッチング(抵抗変化)する態様が挙げられる。この態様によれば、現像電界と電荷注入電界との中間電界にて、抵抗可変部は高抵抗から低抵抗ヘスイッチングするため、現像電界においては、可変抵抗部は高抵抗に保たれるから、トナー相互間で電荷の移動が発生することがなく、導電性トナーは一定の電荷を保持することができる。一方、電荷注入電界においては、抵抗可変部は低抵抗に変化することにより、導電性トナーには容易に電荷が注入されることになる。   Further, as a typical aspect of the resistance change of the resistance variable portion, a high resistance from a low resistance to an electric field that is larger than the developing electric field formed by the image portion potential of the electrostatic latent image and the developing bias potential and smaller than the charge injection electric field. A mode in which switching (resistance change) is performed. According to this aspect, since the variable resistance portion switches from a high resistance to a low resistance in the intermediate electric field between the development electric field and the charge injection electric field, the variable resistance portion is maintained at a high resistance in the development electric field. There is no charge transfer between the toners, and the conductive toner can maintain a constant charge. On the other hand, in the electric charge injection electric field, the resistance variable portion changes to a low resistance, so that electric charge is easily injected into the conductive toner.

また、抵抗可変部の抵抗変化の好ましい態様としては、例えば、静電潜像の背景部電位と現像バイアス電位とで形成されるクリーニング電界より大きく且つ電荷注入電界よりも小さい電界で、高抵抗から低抵抗ヘスイッチング(抵抗変化)するものが挙げられる。この態様によれば、クリーニング電界と電荷注入電界との中間電界にて抵抗可変部は高抵抗から低抵抗ヘスイッチングするため、クリーニング電界の作用領域においては、抵抗可変部は高抵抗に保たれることになり、トナー担持体上の先端の導電性トナーに逆極性の電荷が誘導されることはない。このため、トナー担持体上の導電性トナーに逆極性電荷が誘導され、静電潜像の背景部に付着するという所謂かぶり現象は有効に抑制される。   Further, as a preferable aspect of the resistance change of the resistance variable portion, for example, an electric field that is larger than the cleaning electric field formed by the background potential of the electrostatic latent image and the developing bias potential and smaller than the charge injection electric field, Examples of switching to low resistance (resistance change). According to this aspect, since the variable resistance portion switches from a high resistance to a low resistance in the intermediate electric field between the cleaning electric field and the charge injection electric field, the variable resistance portion is maintained at a high resistance in the working region of the cleaning electric field. In other words, a charge having a reverse polarity is not induced in the conductive toner at the tip on the toner carrier. For this reason, a so-called fog phenomenon in which a reverse polarity charge is induced in the conductive toner on the toner carrying member and adheres to the background portion of the electrostatic latent image is effectively suppressed.

更に、抵抗可変部の抵抗変化の好ましい態様としては、転写時に形成される転写電界よりも大きく旦つ電荷注入電界よりも小さい電界で、高抵抗から低抵抗ヘスイッチングする態様が挙げられる。この態様によれば、転写電界と電荷注入電荷との中間電界にて抵抗可変部は高抵抗から低抵抗へとスイッチングするため、転写電界の作用領域では、抵抗可変部は高抵抗に保たれることになり、転写時において、導電性トナー3と記録紙との間で電荷の移動が発生することはなく、例えば、高含水紙などに対しても導電性トナー3の電荷が保持され、良好な転写性能が得られる。   Furthermore, as a preferable aspect of the resistance change of the resistance variable portion, there is an aspect in which switching from high resistance to low resistance is performed with an electric field larger than the transfer electric field formed at the time of transfer and smaller than the charge injection electric field. According to this aspect, since the variable resistance portion is switched from high resistance to low resistance in the intermediate electric field between the transfer electric field and the charge injection charge, the variable resistance portion is kept high in the transfer electric field application region. In other words, during transfer, there is no movement of electric charge between the conductive toner 3 and the recording paper, and the electric charge of the conductive toner 3 is retained even with respect to, for example, highly water-containing paper. Transfer performance can be obtained.

また、抵抗可変部の好ましい抵抗条件としては、例えば、導電性トナーの体積抵抗を電荷注入電界にて1010Ω・cm以下にし、且つ現像電界にて1011Ω・cm以上にすればよい。このような範囲の抵抗条件に設定すれば、電荷注入電界の作用領域での電荷注入動作、及び、現像電界の作用領域での電荷保持動作は、極めて良好に行われる。 Further, as a preferable resistance condition of the variable resistance portion, for example, the volume resistance of the conductive toner may be set to 10 10 Ω · cm or less in the charge injection electric field and set to 10 11 Ω · cm or more in the developing electric field. If the resistance condition is set in such a range, the charge injection operation in the charge injection electric field application region and the charge holding operation in the development electric field application region are performed extremely well.

また、この発明においては、導電性トナーは上述したような抵抗可変部を備えているが、この種の導電性トナー3に効率的に電荷を注入するには、例えば、以下のような電荷注入手段を設けるようにすればよい。   In the present invention, the conductive toner includes the variable resistance portion as described above. To inject charges efficiently into this type of conductive toner 3, for example, the following charge injection is performed. Means may be provided.

すなわち、トナー担持体に対向配置される電荷注入部材を有し、トナー担持体と電荷注入部材との間に現像電界より大きな電荷注入電界を作用させ、導電性トナーに電荷注入すると共に電荷注入された導電性トナーをトナー担持体に担持させる電荷注入部材を設けるようにすればよい。   That is, it has a charge injection member disposed opposite to the toner carrier, and a charge injection electric field larger than the development electric field acts between the toner carrier and the charge injection member to inject the charge into the conductive toner and to inject the charge. A charge injection member for supporting the conductive toner on the toner carrier may be provided.

ここで、電荷注入部材8は、トナー担持体4に対向配置される部材であって、トナー担持体4の間に電荷注入電界を作用させるための電極として働くものであればよく、例えば、ロール状やブレート状のもの等適宜選定して差し支えない。なお、電荷注入部材8の材質は、アルミニウム等が好ましいが、これに限らず適宜選定して差し支えない。また、電荷注入手段としては、トナー担持体4と電荷注入部材8との間に現像電界より大きい電荷注入電界を生成させるための要素として通常電源(図示せず)が用いられる。この電源としては、例えば、直流電界を生成させるものに限られるものではなく、交番電界を重畳した直流電界を生成するものなど週宜選定して差し支えない。   Here, the charge injection member 8 is a member arranged to face the toner carrier 4 and may be any member that functions as an electrode for applying a charge injection electric field between the toner carriers 4. The shape or the shape of a braid can be selected as appropriate. The material of the charge injection member 8 is preferably aluminum or the like, but is not limited thereto and may be selected as appropriate. As the charge injection means, a normal power supply (not shown) is used as an element for generating a charge injection electric field larger than the development electric field between the toner carrier 4 and the charge injection member 8. The power source is not limited to one that generates a DC electric field, and may be selected weekly such as one that generates a DC electric field on which an alternating electric field is superimposed.

次に、この発明に係る現像装置の作用について説明する。   Next, the operation of the developing device according to the present invention will be described.

この発明において、導電性トナー3は、図2(b)に示すように、例えば、電荷注入部材8を有する電荷注入手段7により、現像電界よりも高電界である電荷注入電界の作用領域において電荷注入され、トナー担持体側へ移動する(電荷注入工程)。このとき、図2(a)に示すように、電荷注入電界においては、抵抗可変部6が低抵抗に変化するとか導電性皮膜として働くことになり、導電性トナー3には容易に電荷が注入される。また、上記導電性トナー3への電荷注入は、トナー担持体の表面に導電性トナー3を担持させた後に、当該トナー担持体の表面に担持された導電性トナー3に電荷を注入するように構成しても良い。   In the present invention, as shown in FIG. 2B, the conductive toner 3 is charged in the region where the charge injection electric field is higher than the development electric field by the charge injection means 7 having the charge injection member 8, for example. Injected and moved to the toner carrier (charge injection step). At this time, as shown in FIG. 2A, in the electric charge injection electric field, the resistance variable portion 6 changes to a low resistance or acts as a conductive film, and electric charge is easily injected into the conductive toner 3. Is done. In addition, the charge injection into the conductive toner 3 is performed such that after the conductive toner 3 is carried on the surface of the toner carrier, the charge is injected into the conductive toner 3 carried on the surface of the toner carrier. It may be configured.

この後、トナー担持体4上に担持された導電性トナー3は、図2(b)に示すように、像担持体2とトナー担持体4との間の現像領域へ搬送され、現像電界形成手段による現像電界の作用領域に入り、像担持体2 へと移動して像担持体2上の静電潜像1を可視像化する(可視像化工程)。このとき、図2(a)に示すように、現像電界においては、抵抗可変部6が高抵抗に変化することから絶縁性皮膜として働くことになり、導電性トナーには電荷が注入され難くなり、その分、導電性トナーは、電荷を保持した状態を保ち、導電性トナー3相互間等で電荷の移動は行われない。   Thereafter, as shown in FIG. 2B, the conductive toner 3 carried on the toner carrier 4 is conveyed to a development area between the image carrier 2 and the toner carrier 4 to form a development electric field. It enters into the region where the developing electric field is applied by the means and moves to the image carrier 2 to visualize the electrostatic latent image 1 on the image carrier 2 (visualization step). At this time, as shown in FIG. 2A, in the developing electric field, the resistance variable portion 6 changes to a high resistance, so that it acts as an insulating film, and it becomes difficult for electric charge to be injected into the conductive toner. Accordingly, the conductive toner maintains a state where electric charge is held, and no charge is transferred between the conductive toners 3 and the like.

この発明に係る現像装置によれば、導電性トナーに対し作用電界により抵抗変化する抵抗可変部を具備させ、現像電界より大きい電荷注入電界にて可変抵抗部を低抵抗化させる一方、現像電界にて可変抵抗部を高抵抗化させるようにしたので、導電性トナーに電荷を注入する場合に、抵抗可変部の抵抗を低くすることにより、導電性トナーに対し容易かつ電荷を注入させることができ、しかも、現像をする場合、抵抗可変部の抵抗を高くすることにより、導電性トナーの電荷保持性を向上させることができる。   According to the developing device of the present invention, the resistance variable portion whose resistance is changed by the applied electric field with respect to the conductive toner is provided, and the resistance of the variable resistance portion is reduced by a charge injection electric field larger than the developing electric field. Since the resistance of the variable resistance portion is increased, the charge can be easily injected into the conductive toner by lowering the resistance of the variable resistance portion when the charge is injected into the conductive toner. In addition, when developing, the charge retention of the conductive toner can be improved by increasing the resistance of the resistance variable portion.

したがって、導電性トナーに対する電荷注入性と、注入された電荷保持性とを両立させることが可能になり、導電性トナーに対する電荷注入性を良好に保ちながら、現像電界作用領域において、低電荷トナーや逆極性トナーが生成されることは少なく、かぶりやトナークラウドを有効に防止でき、導電性トナーに対する現像性能を良好に保つことができる。   Accordingly, it is possible to achieve both the charge injection property for the conductive toner and the charge retention property for the injected toner, while maintaining a good charge injection property for the conductive toner, The reverse polarity toner is rarely generated, fog and toner cloud can be effectively prevented, and the development performance for the conductive toner can be kept good.

また、この発明によれば、導電性トナーに対し作用電界により抵抗変化する抵抗可変部を具備させるようにしているため、例えば、転写電界作用領域において抵抗可変部の抵抗を高くすることにより、転写時における導電性トナーの電荷保持性を良好に保つことができる。このため、導電性トナーに保持している電荷が吸湿した記録紙やトナー相互間で移動することを有効に防止することができ、トナーへの静電吸着力を維持することができる。よって、高含水紙などへのトナー画像の転写も可能となり、しかもカラートナーの重ねによるカラー画像を形成することも可能になるから、導電性トナーに対する良好な転写性能を簡単に実現することができる。   Further, according to the present invention, since the variable resistance portion that changes resistance by the applied electric field is provided for the conductive toner, for example, by increasing the resistance of the variable resistance portion in the transfer electric field action region, The charge retention of the conductive toner at the time can be kept good. For this reason, it is possible to effectively prevent the electric charge held in the conductive toner from moving between the moisture-absorbing recording paper and the toner, and the electrostatic attraction force to the toner can be maintained. Therefore, it is possible to transfer a toner image onto a highly water-containing paper or the like, and it is also possible to form a color image by superimposing color toners. Therefore, it is possible to easily realize a good transfer performance for conductive toner. .

このように、この発明に係る現像装置によれば、従前の導電性トナーを使用する際の不具合である、静電転写性の改善、カラー適性の改善を行い、かぶりやトナークラウドを有効に防止でき、環境変化や経時劣化の影響を受けにくく、簡単で且つ汎用性のある現像装置を提供することができる。 As described above, according to the developing device of the present invention, it is possible to effectively prevent fogging and toner cloud by improving electrostatic transferability and color suitability, which are problems in using conventional conductive toner. In addition, it is possible to provide a simple and versatile developing device that is not easily affected by environmental changes and deterioration over time.

また、この発明に係る現像装置によれば、トナー担持体に対して、トナー供給部材によって導電性トナーを供給し、当該トナー担持体とトナー供給部材との間に、現像電界よりも大きな電荷注入電界を作用させることにより、導電性トナーに電荷注入すると共に、当該電荷注入された導電性トナーを、トナー担持体に担持させることにより、当該トナー担持体によって、像担持体上に担持された静電潜像を良好に現像することができる。   Further, according to the developing device of the present invention, the conductive toner is supplied to the toner carrier by the toner supply member, and a charge injection larger than the developing electric field is injected between the toner carrier and the toner supply member. By applying an electric field, electric charge is injected into the conductive toner, and the charged electric conductive toner is carried on the toner carrier, so that the toner carrier carries the static toner carried on the image carrier. The electrostatic latent image can be developed satisfactorily.

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

実施の形態1
図3はこの発明の実施の形態1に係る現像装置を適用した画像形成装置を示すものである。
Embodiment 1
FIG. 3 shows an image forming apparatus to which the developing device according to Embodiment 1 of the present invention is applied.

この実施の形態1に係る画像形成装置は、図3に示すように、矢印方向に沿って所定の速度で回転駆動される像担持体としての感光体ドラム10を有しており、この感光体ドラム10の周囲には、当該感光体ドラム10の表面を所定の電位に帯電する帯電装置11と、この感光体ドラム10上に静電潜像Zを形成する潜像書込手段としての露光装置12と、感光体ドラム10上に形成された静電潜像Zを可視像化する現像装置13と、感光体ドラム10上に可視像化されたトナー画像を記録媒体としての記録紙18に転写する転写手段としての転写装置14と、感光体ドラム10の表面に残留したトナーを清掃するクリーニング装置15とが順次配設されている。   As shown in FIG. 3, the image forming apparatus according to the first embodiment has a photosensitive drum 10 as an image carrier that is rotationally driven at a predetermined speed in the direction of the arrow. Around the drum 10, a charging device 11 that charges the surface of the photosensitive drum 10 to a predetermined potential, and an exposure device as a latent image writing unit that forms an electrostatic latent image Z on the photosensitive drum 10. 12, a developing device 13 that visualizes the electrostatic latent image Z formed on the photosensitive drum 10, and a recording paper 18 that uses the toner image visualized on the photosensitive drum 10 as a recording medium. A transfer device 14 serving as transfer means for transferring the toner to the surface of the photosensitive drum 10 and a cleaning device 15 for cleaning the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 10 are sequentially provided.

ところで、この実施の形態1に係る現像装置は、静電潜像を担持した像担持体に対向配置され、帯電された導電性トナーを担持搬送するトナー担持体と、このトナー担持体と像担持体との間に現像電界を形成し、この現像電界領域にて像担持体上の静電潜像を、導電性トナーによって現像する現像電界形成手段とを備え、前記導電性トナーには、現像電界において高抵抗に変化し且つ現像電界より大きな電荷注入電界において低抵抗に変化する抵抗可変部を具備させた現像装置において、前記トナー担持体に対向し、当該トナー担持体に導電性トナーを供給するトナー供給部材を設け、前記トナー担持体とトナー供給部材との間に、現像電界よりも大きな電荷注入電界を作用させ、前記導電性トナーに電荷注入すると共に、当該電荷注入された導電性トナーを、前記トナー担持体に担持させるように構成されている。   By the way, the developing device according to the first embodiment is arranged to face an image carrier carrying an electrostatic latent image and carries a charged conductive toner, and the toner carrier and the image carrier. And a developing electric field forming means for developing an electrostatic latent image on the image bearing member with the conductive toner in the developing electric field region. In a developing device provided with a variable resistance portion that changes to a high resistance in an electric field and changes to a low resistance in a charge injection electric field larger than the developing electric field, the conductive toner is supplied to the toner carrier facing the toner carrier. A toner supply member is provided, and a charge injection electric field larger than a developing electric field is applied between the toner carrier and the toner supply member to inject charge into the conductive toner, and the charge is injected. The conductive toner is configured to be supported on the toner carrying member.

すなわち、この実施の形態に係る現像装置13は、図3に示すように、現像装置ハウジング131を備えており、当該現像装置ハウジング131の内部には、導電性トナー20を含む現像剤Gが収容されている。この現像剤Gは、導電性トナー20のみからなる一成分の現像剤であっても、あるいは導電性トナーとキャリアとからなる二成分の現像剤であっても良い。尚、この実施の形態1では、導電性トナー20のみからなる一成分の現像剤Gを用いている。上記現像装置ハウジング131には、感光体ドラム10と対向した位置に、現像用の開口部132が開設されており、この現像用開口部132には、トナー担持体としての現像ロール133が配設されている。この現像ロール133には、所定の現像バイアス電圧が印加されることで、感光体ドラム10と現像ロール133との間の現像領域に、現像電界を作用させるようになっている。また、上記現像ハウジング131の内部には、現像ロール133の背面側に、当該現像ロール133と対向した状態で、トナー供給部材兼電荷注入部材としてのトナー供給ロール134が設けられている。   That is, the developing device 13 according to this embodiment includes a developing device housing 131 as shown in FIG. 3, and the developer G including the conductive toner 20 is accommodated in the developing device housing 131. Has been. The developer G may be a one-component developer composed only of the conductive toner 20 or a two-component developer composed of the conductive toner and a carrier. In the first embodiment, a one-component developer G composed only of the conductive toner 20 is used. The developing device housing 131 is provided with a developing opening 132 at a position facing the photosensitive drum 10, and a developing roll 133 as a toner carrier is disposed in the developing opening 132. Has been. A predetermined developing bias voltage is applied to the developing roll 133 so that a developing electric field acts on the developing area between the photosensitive drum 10 and the developing roll 133. Further, a toner supply roll 134 as a toner supply member / charge injection member is provided inside the development housing 131 on the back side of the development roll 133 so as to face the development roll 133.

ここで、この実施の形態1において、上記導電性トナー20としては、図4(a)に示すように、導電性を有する材料からなる球体状の導電性コア201を有し、この導電性コア201の周囲を絶縁性被覆層(例えば、絶縁性樹脂層)202で被覆すると共に、導電性コア201の一部が露出するように、前記絶縁性被覆層202に適宜数の抵抗可変部としての凹部203を設けたものが用いられる。この凹部203は、絶縁性被覆層202が形成されず、導電性コア201が完全に露出した部分であっても、あるいは、絶縁性被覆層202が他の部分に比べて大幅に薄く形成された結果として凹部を形成しているものであっても良い。   Here, in the first embodiment, the conductive toner 20 includes a spherical conductive core 201 made of a conductive material, as shown in FIG. The periphery of 201 is covered with an insulating coating layer (for example, an insulating resin layer) 202, and an appropriate number of resistance variable portions are provided in the insulating coating layer 202 so that a part of the conductive core 201 is exposed. What provided the recessed part 203 is used. In this recess 203, the insulating coating layer 202 is not formed and the conductive core 201 is completely exposed, or the insulating coating layer 202 is formed to be significantly thinner than the other portions. As a result, a recess may be formed.

この実施の形態1において、上記導電性トナー20は、重合法や各種公知のカプセル化技術によって作成することができる。   In the first embodiment, the conductive toner 20 can be prepared by a polymerization method or various known encapsulation techniques.

このような導電性トナー20は、高電界を印加すると急激に低抵抗化する傾向を示す。そして、低抵抗化する電界の大きさについては、導電性トナー20の主として凹部203の占有割合、あるいは、絶縁性被覆層202の厚さなどに依存する。   Such a conductive toner 20 tends to rapidly decrease in resistance when a high electric field is applied. The magnitude of the electric field that lowers the resistance depends mainly on the occupation ratio of the concave portion 203 of the conductive toner 20 or the thickness of the insulating coating layer 202.

このメカニズムについては、導電性コア201が絶縁性被覆層202にて被覆されているため、導電性コア201は、直接的にトナー相互や導電性部材等に接触することがなく、絶縁性被覆層202を介して一定の微小間隙を保つことになり、この結果、例えば、高電界が印加されたとき、トンネル効果等により導通する(低抵抗化する)ことになる、と推測される。   With respect to this mechanism, since the conductive core 201 is covered with the insulating coating layer 202, the conductive core 201 does not directly contact the toner, the conductive member, or the like. As a result, it is presumed that, when a high electric field is applied, for example, conduction (reduction in resistance) is caused by a tunnel effect or the like.

この導電性コア201は、ポリエステルやスチレンアクリル系樹脂に導電性カーボンブラック、磁性粉、ITO/TiO2 /SnO2 等の透明導電粉等の導電剤を分散させたり、ポリエステルやスチレンアクリル系樹脂からなる粒子表面を前記導電剤により被履することによって作製される。 This conductive core 201 is made by dispersing a conductive agent such as conductive carbon black, magnetic powder, transparent conductive powder such as ITO / TiO 2 / SnO 2 in polyester or styrene acrylic resin, or from polyester or styrene acrylic resin. It is produced by covering the particle surface with the conductive agent.

また、この実施の形態1では、導電性トナー20は、例えば、図4(a)に示すように、導電性コア201を絶縁性被覆層202にて絶縁被覆し且つ絶縁性被覆層202の一部に凹部203を通じて導電性コア201を露出させる態様であるが、これに限られるものではなく、例えば図4(b)に示すように、導電性コア201を絶縁性若しくは半導電性の抵抗可変部としての被覆層204にて被覆し、被覆層204の厚さを適宜調整することにより、導電性トナー20の抵抗を調整可能とした態様など、適宜選定して差し支えない。   Further, in the first embodiment, the conductive toner 20 is formed by coating the conductive core 201 with the insulating coating layer 202 as shown in FIG. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 4B, the conductive core 201 is variable in resistance such as insulating or semiconductive. A mode in which the resistance of the conductive toner 20 can be adjusted by covering with the coating layer 204 as a portion and adjusting the thickness of the coating layer 204 as appropriate may be selected.

このとき、半導電性の被覆層204については、それ自体半導電性の材料を用いるようにしてもよいし、例えば絶縁性樹脂に、SiO2 やTiO2 等の金属酸化物や導電性カーボンを微量含有させた半導電性樹脂を用いるようにしてもよい。 At this time, the semiconductive coating layer 204 may itself be made of a semiconductive material. For example, a metal oxide such as SiO 2 or TiO 2 or conductive carbon is added to the insulating resin. You may make it use the semiconductive resin made to contain a trace amount.

また、上記トナー供給部材兼電荷注入部材としてのトナー供給ロール134(図3参照)は、前記導電性トナー20に対し現像領域外で現像電界より大きな電荷注入電界を作用させることにより、導電性トナー20を低抵抗化させた状態で、電荷注入を行うものである。   The toner supply roll 134 (see FIG. 3) as the toner supply member / charge injection member acts on the conductive toner 20 by applying a charge injection electric field larger than the development electric field outside the development region to the conductive toner 20. Charge injection is performed with the resistance of 20 lowered.

このトナー供給ロール134としては、導電性が付与された発泡ウレタンフォームロールそのものや、導電性が付与されたウレタンフォームを表面に被覆したロールや、あるいは表面を研磨するか、ブラスト処理等を施した金属等からなる導電性ロールが用いられる。また、上記トナー供給ロール134は、現像ロール133に接触した状態か、又は微小間隙を介して対向配置され、導電性トナー20への電荷注入性を向上させるようになっている。   As the toner supply roll 134, a foamed urethane foam roll itself imparted with conductivity, a roll coated with a urethane foam imparted with conductivity, or the surface is polished or blasted. A conductive roll made of metal or the like is used. In addition, the toner supply roll 134 is disposed in contact with the developing roll 133 or opposed to the toner supply roll 134 through a minute gap so as to improve the charge injection property to the conductive toner 20.

また、上記現像ロール133としては、例えば、厚さ5μm〜100μm程度の絶縁性表面を有する導電性ロールか、あるいは半導電性ロールが用いられる。この現像ロール133は、例えば、表面にアルマイト処理を施したアルミニウム製のロールや、表面に絶縁性のチューブを被覆した導電性のロール、あるいは弾性ロールなどによって構成される。さらに、上記現像ロール133は、感光体ドラム10表面の移動方向と同方向に表面が移動する方向に回転駆動又は従動される。これに対して、この実施の形態におけるトナー供給ロール134は、現像ロール133表面の移動方向と逆方向に表面が移動する方向に回転駆動又は従動される。   As the developing roll 133, for example, a conductive roll having an insulating surface with a thickness of about 5 μm to 100 μm or a semiconductive roll is used. The developing roll 133 is composed of, for example, an aluminum roll whose surface is anodized, a conductive roll whose surface is covered with an insulating tube, or an elastic roll. Further, the developing roll 133 is rotationally driven or driven in a direction in which the surface moves in the same direction as the moving direction of the surface of the photosensitive drum 10. On the other hand, the toner supply roll 134 in this embodiment is rotationally driven or driven in a direction in which the surface moves in the direction opposite to the moving direction of the surface of the developing roll 133.

さらに、上記トナー供給ロール134と現像ロール133との間には、電荷注入用の電源によって、導電性トナー20に電荷注入を行うための高電界を形成する電荷注入用バイアス電圧が印加されている。この電荷注入用バイアス電圧としては、例えば、トナーの帯電極性に応じた極性(例えば、マイナス極性)であって、100V〜1000V程度の電圧が用いられる。   Further, a charge injection bias voltage that forms a high electric field for injecting charges into the conductive toner 20 is applied between the toner supply roll 134 and the developing roll 133 by a power supply for charge injection. . As the charge injection bias voltage, for example, a voltage corresponding to the charging polarity of the toner (for example, a negative polarity) and a voltage of about 100 V to 1000 V is used.

また、この実施の形態1において、図3に示すように、転写装置14は、例えば感光体ドラム10に対向して転写ロール(図示せず)を配設し、この転写ロールに転写バイアス電圧を印加することによって、感光体ドラム10と転写ロールとの間に転写電界を作用させ、記録媒体である記録紙18に感光体ドラム10上のトナー画像を静電的に転写させるものである。   In the first embodiment, as shown in FIG. 3, the transfer device 14 is provided with a transfer roll (not shown) facing the photosensitive drum 10, for example, and a transfer bias voltage is applied to the transfer roll. When applied, a transfer electric field acts between the photosensitive drum 10 and the transfer roll, and the toner image on the photosensitive drum 10 is electrostatically transferred to the recording paper 18 as a recording medium.

次に、この実施の形態に係る画像形成装置の動作について説明する。   Next, the operation of the image forming apparatus according to this embodiment will be described.

いま、作像プロセスが開始されると、先ず、感光体ドラム10表面が帯電装置11により帯電され、しかる後、露光装置12が帯電された感光体ドラム10上に静電潜像Zを書き込み、現像装置13が前記静電潜像Zを可視像化する。   Now, when the image forming process is started, the surface of the photosensitive drum 10 is first charged by the charging device 11, and then the exposure device 12 writes the electrostatic latent image Z on the charged photosensitive drum 10, The developing device 13 visualizes the electrostatic latent image Z.

しかる後、感光体ドラム10上のトナー画像は、転写部位へと搬送され、転写装置14によって記録媒体としての記録紙18上に静電的に転写される。その後、上記記録紙18は、感光体ドラム10の表面から剥離され、図示しない定着装置によって熱及び圧力で定着される。尚、感光体ドラム10上に残留したトナーは、クリーニング装置15によって除去される。   Thereafter, the toner image on the photosensitive drum 10 is conveyed to a transfer portion and electrostatically transferred onto a recording paper 18 as a recording medium by the transfer device 14. Thereafter, the recording paper 18 is peeled off from the surface of the photosensitive drum 10 and fixed with heat and pressure by a fixing device (not shown). The toner remaining on the photosensitive drum 10 is removed by the cleaning device 15.

図5は上記現像装置13の構成を更に具体的に示すものである。   FIG. 5 shows the configuration of the developing device 13 more specifically.

この現像装置13は、図5に示すように、合成樹脂等によって形成される現像装置ハウジング131を備えており、当該現像装置ハウジング131の感光体ドラム10と対向する位置には、現像用の開口部132が設けられている。この現像用開口部132には、トナー担持体としての現像ロール133が、矢印方向に沿って回転可能に配設されている。上記現像ロール133としては、トナー供給ロール134との間でリークが発生するのを防止するため、例えば、絶縁性表面を有する導電性のロールが用いられる。また、上記現像ロール133としては、半導電性のロールを用いるように構成しても良い。この現像ロール133としては、例えば、前述したように、表面がアルマイト処理されたアルミニウム製のロールが用いられる。   As shown in FIG. 5, the developing device 13 includes a developing device housing 131 formed of synthetic resin or the like, and a developing opening is provided at a position facing the photosensitive drum 10 of the developing device housing 131. A portion 132 is provided. In the developing opening 132, a developing roll 133 as a toner carrier is disposed so as to be rotatable along the arrow direction. For example, a conductive roll having an insulating surface is used as the developing roll 133 in order to prevent leakage from occurring with the toner supply roll 134. Further, as the developing roll 133, a semiconductive roll may be used. As the developing roll 133, for example, as described above, an aluminum roll whose surface is anodized is used.

また、上記現像ロール133には、現像電界形成手段としての現像バイアス電源135によって、所定の現像バイアス電圧が印加され、当該現像ロール133と感光体ドラム10との間に現像電界を形成し、この現像電界領域にて感光体ドラム10上の静電潜像を、導電性トナー20によって現像するように構成されている。   In addition, a predetermined developing bias voltage is applied to the developing roll 133 by a developing bias power source 135 as a developing electric field forming unit, and a developing electric field is formed between the developing roll 133 and the photosensitive drum 10. The electrostatic latent image on the photosensitive drum 10 is developed with the conductive toner 20 in the developing electric field region.

さらに、上記現像ロール133の背面側には、当該現像ロール133と対向するように、トナー供給部材兼電荷注入部材としてのトナー供給ロール134が、矢印方向に沿って回転可能に配設されている。このトナー供給ロール134としては、導電性のフォームロール又は研磨面を有する導電性ロールが用いられ、当該トナー供給ロール134は、現像ロール133と接触するか、又は微小間隙を介して対向するように配設されている。上記トナー供給ロール134としては、例えば、導電性が付与されたウレタンフォームロールそのものや、導電性が付与されたウレタンフォームを表面に被覆したロールや、あるいは表面を研磨するか、表面にブラスト処理等によって微小な凹凸が形成されたアルミニウム製のロールが用いられる。   Further, a toner supply roll 134 as a toner supply member / charge injection member is disposed on the back side of the developing roll 133 so as to face the developing roll 133 so as to be rotatable along the arrow direction. . As the toner supply roll 134, a conductive foam roll or a conductive roll having a polished surface is used, and the toner supply roll 134 is in contact with the developing roll 133 or opposed to each other through a minute gap. It is arranged. As the toner supply roll 134, for example, a urethane foam roll itself imparted with conductivity, a roll coated with a urethane foam imparted with conductivity, or the surface is polished or blasted. An aluminum roll in which minute irregularities are formed is used.

上記トナー供給ロール134には、当該トナー供給ロール134と現像ロール133との間に、現像電界よりも大きな電荷注入電界を作用させるための電荷注入用の電源136が接続されている。この電荷注入用電源136の電圧は、例えば、−100V〜−1000V程度の値(この実施の形態では、−600V)に適宜設定される。   A charge injection power source 136 is connected between the toner supply roll 134 and the developing roll 133 for applying a charge injection electric field larger than the developing electric field. The voltage of the charge injection power source 136 is appropriately set to, for example, a value of about −100 V to −1000 V (−600 V in this embodiment).

また、上記トナー供給ロール134の表面には、当該トナー供給ロール134の表面にトナー層を形成するためのトナー層形成部材137が設けられている。このトナー層形成部材137としては、例えば、金属製ブレードの先端部に、ゴム材料を接着したものが用いられ、当該トナー層形成部材137のゴム材料が、トナー供給ロール134の表面に圧接することにより、所定の層厚のトナー層を形成するようになっている。このトナー層形成部材137としては、例えば、厚さ0.03〜0.3mm程度のステンレスの板バネにSiゴムやEPDMゴムを加硫接着したものが用いられる。このトナー層形成部材137の一端は、トナー供給ロール134の表面に軽く接触し、他端は現像装置ハウジング131の一部に支持されている。   Further, a toner layer forming member 137 for forming a toner layer on the surface of the toner supply roll 134 is provided on the surface of the toner supply roll 134. As the toner layer forming member 137, for example, a metal blade with a rubber material adhered to the tip portion thereof is used, and the rubber material of the toner layer forming member 137 is in pressure contact with the surface of the toner supply roll 134. Thus, a toner layer having a predetermined layer thickness is formed. As the toner layer forming member 137, for example, a material obtained by vulcanizing and bonding Si rubber or EPDM rubber to a stainless steel plate spring having a thickness of about 0.03 to 0.3 mm is used. One end of the toner layer forming member 137 is in light contact with the surface of the toner supply roll 134, and the other end is supported by a part of the developing device housing 131.

さらに、上記トナー供給ロール134の背面側には、導電性トナー20を収容するトナー収容部138が設けられており、このトナー収容部138とトナー供給ロール134との間は、所定の高さを有する仕切部材139によって仕切られている。また、上記トナー収容部138の内部には、当該トナー収容部138内に収容された導電性トナー20を攪拌しつつ、トナー供給ロール134に供給する攪拌部材(アジテーター)140が、所定のタイミングで回転駆動されるように配設されている。   Further, a toner storage unit 138 that stores the conductive toner 20 is provided on the back side of the toner supply roll 134, and a predetermined height is provided between the toner storage unit 138 and the toner supply roll 134. The partition member 139 has a partition. An agitator 140 that agitates the conductive toner 20 accommodated in the toner accommodating portion 138 and supplies it to the toner supply roll 134 is provided at a predetermined timing inside the toner accommodating portion 138. It is arrange | positioned so that it may be rotationally driven.

以上の構成において、この実施の形態1に係る現像装置では、次のようにして、従前の導電性トナーを使用する際の不具合である静電転写性の改善、カラー適性の改善を行い、かぶりやトナークラウドを有効に防止でき、環境変化や経時劣化の影響を受けにくく、簡単で且つ汎用性を有するようになっている。   In the above-described configuration, the developing device according to the first embodiment improves the electrostatic transferability and the color suitability, which are problems in using the conventional conductive toner, as follows. In addition, the toner cloud can be effectively prevented, is not easily affected by environmental changes and deterioration over time, and is simple and versatile.

すなわち、この実施の形態1に係る現像装置13では、図5に示すように、現像装置ハウジング131のトナー収容部138内に収容された導電性トナー20が、所定のタイミングで攪拌部材140によって攪拌されつつ、トナー供給ロール134へと供給される。   That is, in the developing device 13 according to the first embodiment, as shown in FIG. 5, the conductive toner 20 accommodated in the toner accommodating portion 138 of the developing device housing 131 is agitated by the agitating member 140 at a predetermined timing. While being supplied, the toner is supplied to the toner supply roll 134.

次に、上記トナー供給ロール134へと供給された導電性トナー20は、トナー供給ロール134表面の凹凸や物理的な付着力(ファンデルワールス力)等によって、当該トナー供給ロール134の表面に付着しつつ、トナー層形成部材137によって、所定の層厚に形成される。このトナー供給ロール134の表面に形成された導電性トナー20の薄層は、当該トナー供給ロール134の回転に伴って、現像ロール133と対向する領域へと搬送される。   Next, the conductive toner 20 supplied to the toner supply roll 134 adheres to the surface of the toner supply roll 134 due to unevenness on the surface of the toner supply roll 134 or physical adhesion (van der Waals force). However, the toner layer forming member 137 is formed with a predetermined layer thickness. The thin layer of the conductive toner 20 formed on the surface of the toner supply roll 134 is conveyed to a region facing the developing roll 133 as the toner supply roll 134 rotates.

ところで、上記トナー供給ロール134と現像ロール133とが対向する領域には、電荷注入用電源136によって、電荷注入用の電界が形成されている。この電荷注入用電界は、現像電界よりも大きく、導電性トナー20は、抵抗可変部としての凹部203の存在によって低抵抗化するため、当該導電性トナー20には、トナー供給ロール134からマイナス極性の電荷が注入されて、所定量の電荷が一様に注入される。その結果、上記トナー供給ロール134の表面に担持された導電性トナー20は、所定量の電荷が一様に注入されて、略均一に帯電された状態となる。   Meanwhile, an electric field for charge injection is formed by a charge injection power source 136 in a region where the toner supply roll 134 and the developing roll 133 are opposed to each other. This electric field for charge injection is larger than the developing electric field, and the conductive toner 20 has a low resistance due to the presence of the concave portion 203 as a variable resistance portion. Therefore, the conductive toner 20 has a negative polarity from the toner supply roll 134. Is injected, and a predetermined amount of charge is uniformly injected. As a result, the conductive toner 20 carried on the surface of the toner supply roll 134 is in a state of being charged substantially uniformly with a predetermined amount of charge injected uniformly.

そして、上記トナー供給ロール134の表面に担持され、略均一に帯電された導電性トナー20は、当該導電性トナー20が有する電荷と、現像ロール133に印加されている電荷注入用電圧によって、帯電されたままの状態で現像ロール133の表面に静電吸引力によって転移する。上記現像ロール133の表面に転移した導電性トナー20は、トナー供給ロール134と対向する電荷注入用電界が作用する領域を通過すると、高抵抗化するため、導電性トナー20に注入された電荷が移動することがない。   The conductive toner 20 carried on the surface of the toner supply roll 134 and charged substantially uniformly is charged by the charge of the conductive toner 20 and the charge injection voltage applied to the developing roll 133. In the state as it is, it transfers to the surface of the developing roll 133 by electrostatic attraction. When the conductive toner 20 transferred to the surface of the developing roll 133 passes through a region where a charge injection electric field acts opposite to the toner supply roll 134, the resistance is increased, so that the charge injected into the conductive toner 20 is reduced. There is no movement.

上記現像ロール133の表面に転移した導電性トナー20は、現像ロール133の回転に伴って、感光体ドラム10の表面と対向する現像領域へと搬送され、当該現像領域に形成される現像用電界によって、感光体ドラム10の表面に形成された静電潜像を現像することになる。   The conductive toner 20 transferred to the surface of the developing roll 133 is conveyed to a developing area facing the surface of the photosensitive drum 10 as the developing roll 133 rotates, and a developing electric field formed in the developing area. Thus, the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 10 is developed.

その際、上記現像電界は、電荷注入用の電界よりも小さく、導電性トナー20は、抵抗可変部としての凹部203の存在によって、高抵抗となっているため、当該導電性トナー20が有する電荷は、不本意に移動することがない。   At that time, the developing electric field is smaller than the electric field for charge injection, and the conductive toner 20 has a high resistance due to the presence of the concave portion 203 as the variable resistance portion. Will not move involuntarily.

上記感光体ドラム10上に現像された導電性トナー20は、図3に示すように、当該感光体ドラム10の回転に伴って、転写位置へと移動し、転写装置14が形成する転写電界によって、記録紙18上に転写される。   As shown in FIG. 3, the conductive toner 20 developed on the photosensitive drum 10 moves to a transfer position as the photosensitive drum 10 rotates, and is transferred by a transfer electric field formed by the transfer device 14. And transferred onto the recording paper 18.

その際、上記転写電界は、電荷注入用の電界よりも小さく、導電性トナー20は、抵抗可変部としての凹部203の存在によって、高抵抗となっているため、高湿環境下等において、記録紙18が吸湿して低抵抗化している場合であっても、導電性トナー20が有する電荷が、不本位に移動することがなく、記録紙18上に良好に転写される。   At that time, the transfer electric field is smaller than the electric field for charge injection, and the conductive toner 20 has a high resistance due to the presence of the concave portion 203 as the variable resistance portion. Even when the paper 18 absorbs moisture and has a low resistance, the electric charge of the conductive toner 20 does not move unintentionally and is transferred onto the recording paper 18 satisfactorily.

そして、上記記録紙18上に良好に転写された導電性トナー20からなるトナー像は、図示しない定着装置によって熱及び圧力で定着され、所望の画像が形成される。なお、上記感光体ドラム10上に残留した導電性トナー20は、クリーニング装置15によって除去され、次の画像形成工程に備える。   Then, the toner image made of the conductive toner 20 that is satisfactorily transferred onto the recording paper 18 is fixed with heat and pressure by a fixing device (not shown) to form a desired image. The conductive toner 20 remaining on the photosensitive drum 10 is removed by the cleaning device 15 to prepare for the next image forming process.

このように、上記現像装置13では、図5に示すように、感光体ドラム10上に形成された静電潜像を現像する導電性トナー20が、現像電界において高抵抗に変化し且つ現像電界より大きな電荷注入電界において低抵抗に変化する抵抗可変部203を具備しているので、転写位置において、記録紙18上にトナー像を転写する際、当該記録紙18が低抵抗化している場合であっても、転写電界は、電荷注入電界に比較して小さいため、導電性トナー20は、高抵抗となっており、所定の電荷を保持したままの状態であって、良好に記録紙18上に転写することが可能となる。   As described above, in the developing device 13, as shown in FIG. 5, the conductive toner 20 that develops the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 10 changes to a high resistance in the developing electric field and the developing electric field is developed. Since the resistance variable section 203 that changes to a low resistance in a larger electric charge injection electric field is provided, when the toner image is transferred onto the recording paper 18 at the transfer position, the resistance of the recording paper 18 is reduced. Even in such a case, since the transfer electric field is smaller than the electric charge injection electric field, the conductive toner 20 has a high resistance and maintains a predetermined electric charge, and can be satisfactorily recorded on the recording paper 18. It becomes possible to transfer to.

また、上記現像装置13での現像に使用される導電性トナー20は、現像電界において高抵抗に変化するので、当該現像電界の作用によって、感光体ドラム10上の静電潜像を現像する際に、当該感光体ドラム10上の静電潜像に形成される現像バイアス電圧と表面電位との電位差によるクリーニング電界によって、逆極性に帯電することもなく、かぶりやトナークラウドが発生するのを有効に防止することができる。   Further, since the conductive toner 20 used for development in the developing device 13 changes to a high resistance in the developing electric field, the electrostatic latent image on the photosensitive drum 10 is developed by the action of the developing electric field. In addition, it is effective that fogging and toner cloud are generated without being charged in reverse polarity by the cleaning electric field due to the potential difference between the developing bias voltage formed on the electrostatic latent image on the photosensitive drum 10 and the surface potential. Can be prevented.

さらに、上記現像装置13での現像に使用される導電性トナー20は、現像電界より大きな電荷注入電界において低抵抗に変化するため、環境変化や経時劣化の影響を受けにくく、常に良好な現像状態を維持することが可能である。   Further, since the conductive toner 20 used for development in the developing device 13 changes to a low resistance in a charge injection electric field larger than the development electric field, it is hardly affected by environmental changes and deterioration with time, and is always in a good development state. Can be maintained.

また、上記現像装置13は、トナー供給ロール134によって、現像ロール133の表面に導電性トナー20を供給しつつ電荷注入を行うので、トナー供給ロール134は、導電性トナー20の搬送性を有しつつ、当該導電性トナーに電荷注入可能な導電性のロールによって構成すれば良く、トナーの摩擦帯電性等を考慮する必要がなく、簡単で且つ汎用性を有するものとなっている。   Further, since the developing device 13 performs charge injection while supplying the conductive toner 20 to the surface of the developing roll 133 by the toner supply roll 134, the toner supply roll 134 has the transportability of the conductive toner 20. On the other hand, it is sufficient to use a conductive roll capable of injecting electric charge into the conductive toner, and it is not necessary to consider the triboelectric charging property of the toner, and it is simple and versatile.

このような作像プロセスにおいて、現像装置13及び転写装置14に要求される動作条件について検討する。   In such an image forming process, the operating conditions required for the developing device 13 and the transfer device 14 are examined.

先ず、図3に示す現像装置13をモデル化すると、例えば図6に示すように表すことができる。   First, when the developing device 13 shown in FIG. 3 is modeled, it can be expressed as shown in FIG. 6, for example.

図6において、符号21は電荷注入部材134の一要素である電荷注入プレート(トナー供給プレート)であり、例えばアルミニウムプレートにて構成される。そして、前記電荷注入プレート21には、電荷注入電源25が接続されており、電荷注入バイアスVlが印加されている。   In FIG. 6, reference numeral 21 denotes a charge injection plate (toner supply plate) which is one element of the charge injection member 134, and is constituted by, for example, an aluminum plate. A charge injection power source 25 is connected to the charge injection plate 21 and a charge injection bias Vl is applied.

また、符号22は現像装置13の現像ロール133に相当するトナー担持ロールであり、例えば、表面がアルマイト処理されたアルミニウムパイプにて構成されている。そして、このトナー担持ロール22には、現像バイアス電源26が接続されており、現像バイアスV2が印加されている。   Reference numeral 22 denotes a toner carrying roll corresponding to the developing roll 133 of the developing device 13, and is constituted by, for example, an aluminum pipe whose surface is anodized. A developing bias power source 26 is connected to the toner carrying roll 22 and a developing bias V2 is applied.

更に、符号23は感光体ドラム10に相当する像担持プレートであり、例えば、表面に55μm厚のPETフィルムを貼り付けたアルミニウムプレートにて構成され、トナー担持ロール22に対して所定の間隙を介して対向配置され、略水平方向に移動する。そして、像担持プレート23には、像担持バイアス電源27が接続されており、所定の像担持バイアスV3が印加されている。   Further, reference numeral 23 denotes an image carrying plate corresponding to the photosensitive drum 10, which is composed of, for example, an aluminum plate having a 55 μm thick PET film attached to the surface thereof, with a predetermined gap with respect to the toner carrying roll 22. And move in a substantially horizontal direction. The image carrying plate 23 is connected to an image carrying bias power source 27, and a predetermined image carrying bias V3 is applied thereto.

このような現像装置モデルにおいて、電荷注入プレート21上に、導電性トナー20(例えば図4(a)による態様)を約一層塗布し、図6中の右方向ヘスライドさせる。このとき、電荷注入プレート21に印加された電荷注入バイアスVlとトナー担持ロール22に印加された現像バイアスV2とにより、電荷注入プレート21とトナー担持ロール22との間には、電荷注入電界Aが形成されており、この電荷注入電界Aにより、電荷注入プレート21上の導電性トナー20に電荷が注入されると共に、導電性トナー20は静電吸引力によりトナー担持ロール22へ移動する。次いで、トナー担持ロール22へ移動した導電性トナー20は、トナー担持ロール22の回転により現像領域まで搬送されると、像担持プレート23に印加された像担持バイアスV3とトナー担持ロール22に印加された現像バイアスV2とにより現像電界Bが形成され、この現像電界Bにより、導電性トナー20が像担持プレート23へ移動する。   In such a developing device model, about one layer of conductive toner 20 (for example, the embodiment shown in FIG. 4A) is applied on the charge injection plate 21, and is slid rightward in FIG. At this time, due to the charge injection bias Vl applied to the charge injection plate 21 and the developing bias V2 applied to the toner carrying roll 22, a charge injection electric field A is generated between the charge injection plate 21 and the toner carrying roll 22. The electric charge is injected into the conductive toner 20 on the charge injection plate 21 by the electric charge injection electric field A, and the conductive toner 20 moves to the toner carrying roll 22 by electrostatic attraction force. Next, when the conductive toner 20 moved to the toner carrying roll 22 is conveyed to the development region by the rotation of the toner carrying roll 22, it is applied to the image carrying bias V 3 applied to the image carrying plate 23 and the toner carrying roll 22. The developing electric field B is formed by the developing bias V 2, and the conductive toner 20 moves to the image carrying plate 23 by the developing electric field B.

このような現像動作過程において、現像装置13の現像性能を良好に保つには、電荷注入電界Aが現像電界Bよりも高電界であり、電荷注入電界Aと現像電界Bとの中間電界以上の高電界にて導電性トナー20の抵抗が高抵抗から低抵抗へとスイッチングすることが必要であることが確認された。このことは、後述する実施例にて裏付けられる。   In such a developing operation process, in order to keep the developing performance of the developing device 13 favorable, the charge injection electric field A is higher than the development electric field B, and is higher than the intermediate electric field between the charge injection electric field A and the development electric field B. It was confirmed that the resistance of the conductive toner 20 needs to be switched from a high resistance to a low resistance in a high electric field. This is supported by the examples described later.

また、多層のトナー像を移動させる必要がない単色の作像プロセスであれば、感光体ドラム10の背景部へのトナー付着のみを防止するようにすればよい。このとき、現像ロール134と背景部の電位差によって形成される電界(クリーニング電界)の影響で、現像ロール134上の先端のトナーに逆極性の電荷が誘導され、背景部に付着しかぶりの原因になる可能性がある。   Further, in the case of a monochromatic image forming process that does not require the movement of a multilayer toner image, only toner adhesion to the background portion of the photosensitive drum 10 may be prevented. At this time, due to the influence of an electric field (cleaning electric field) formed by the potential difference between the developing roll 134 and the background portion, a charge of reverse polarity is induced in the toner at the tip on the developing roll 134, which causes the fogging to adhere to the background portion. There is a possibility.

そこで、この場合には、導電性トナー20の特性として、クリーニング電界より大きく、電荷注入電界A以下で電気抵抗を高抵抗から低抵抗ヘスイッチングさせ、所定範囲の電気抵抗を満たすようにすればよい。一般に、クリーニング電界は現像電界Bよりも小さいので、上述した導電性トナー(電荷注入電界Aと現像電界Bとの中間電界以上の高電界にて抵抗が高抵抗から低抵抗へとスイッチングする特性を具備)20はそのまま使用することができる。   Therefore, in this case, as a characteristic of the conductive toner 20, the electrical resistance may be switched from a high resistance to a low resistance when the electric field is larger than the cleaning electric field and less than or equal to the charge injection electric field A so as to satisfy a predetermined range of electric resistance. . In general, since the cleaning electric field is smaller than the developing electric field B, the conductive toner (the characteristic that the resistance is switched from a high resistance to a low resistance at a high electric field equal to or higher than the intermediate electric field between the charge injection electric field A and the developing electric field B). 20) can be used as it is.

更に、転写装置14をモデル化すると、図7に示すように表すことができる。   Further, when the transfer device 14 is modeled, it can be expressed as shown in FIG.

図7において、符号31は電荷注入部材134の一要素である電荷注入プレート(トナー供給プレート)であり、例えばアルミニウムプレートにて構成される。そして、前記電荷注入プレート31には、電荷注入電源35が接続されており、電荷注入バイアスV4が印加されている。   In FIG. 7, reference numeral 31 denotes a charge injection plate (toner supply plate) which is one element of the charge injection member 134, and is constituted by, for example, an aluminum plate. The charge injection plate 31 is connected with a charge injection power source 35 and applied with a charge injection bias V4.

また、符号32は感光体ドラム10に相当する像担持ロールであり、例えば表面に55μm厚のPETフイルムを貼り付けたアルミニウムパイプにて構成されている。そして、この像担持ロール32には、像担持バイアス電源36が接続されており、像担持バイアスV5が印加されている。   Reference numeral 32 denotes an image carrying roll corresponding to the photosensitive drum 10, and is constituted by, for example, an aluminum pipe having a 55 μm thick PET film attached to the surface thereof. An image carrying bias power source 36 is connected to the image carrying roll 32, and an image carrying bias V5 is applied.

更に、符号33は転写装置14の転写ロール等の電極部材に相当する記録媒体プレートであり、表面に記録媒体34(例えば図3中の記録紙18に相当)を貼り付けたアルミニウムプレートにて構成される。そして、この記録媒体プレート33は転写バイアス電源37が接続され、転写バイアスV6が印加されている。   Further, reference numeral 33 denotes a recording medium plate corresponding to an electrode member such as a transfer roll of the transfer device 14, and is constituted by an aluminum plate having a recording medium 34 (for example, equivalent to the recording paper 18 in FIG. 3) attached to the surface. Is done. The recording medium plate 33 is connected to a transfer bias power source 37 and applied with a transfer bias V6.

このような転写装置モデルにおいて、電荷注入プレート31上に、導電性トナー20(例えば図4(a)による態様)を約一層散布し、図7中の右方向ヘスライドさせる。このとき電荷注入プレート31に印加された電荷注入バイアスV4と像担持ロール32に印加された像担持バイアスV5とにより、電荷注入プレート31と像担持ロール32との間には電荷注入電界Aが形成されており、この電荷注入電界Aにより、電荷注入プレート31上の導電性トナー20に電荷が注入されると共に、導電性トナー20は静電吸引力により像担持ロール32へ移動する。次いで、像担持ロール32へ移動した導電性トナー20は、像担持ロール32の回転により転写領域まで搬送されると、記録媒体プレート33に印加された転写バイアスV6と像担持ロール32に印加された像担持バイアスV5とにより転写電界Cが形成され、この転写電界Cにより、導電性トナー20が記録媒体プレート33へ移動する。   In such a transfer device model, about one layer of conductive toner 20 (for example, the embodiment shown in FIG. 4A) is spread on the charge injection plate 31 and is slid rightward in FIG. At this time, a charge injection electric field A is formed between the charge injection plate 31 and the image carrier roll 32 by the charge injection bias V4 applied to the charge injection plate 31 and the image carrier bias V5 applied to the image carrier roll 32. The electric charge is injected into the conductive toner 20 on the charge injection plate 31 by the electric charge injection electric field A, and the conductive toner 20 moves to the image carrying roll 32 by electrostatic attraction force. Next, when the conductive toner 20 that has moved to the image carrying roll 32 is conveyed to the transfer region by the rotation of the image carrying roll 32, it is applied to the transfer bias V 6 applied to the recording medium plate 33 and the image carrying roll 32. A transfer electric field C is formed by the image bearing bias V 5, and the conductive toner 20 moves to the recording medium plate 33 by the transfer electric field C.

このような転写動作過程において、転写装置14の転写性能を良好に保つには、電荷注入電界Aが転写電界Cよりも高電界であり、電荷注入電界Aと転写電界Cとの中間電界以上の高電界にて導電性トナー20の抵抗が高抵抗から低抵抗へとスイッチングすることが必要であることが確認された。このことは、後述する実施例にて裏付けられる。   In such a transfer operation process, in order to keep the transfer performance of the transfer device 14 good, the charge injection electric field A is higher than the transfer electric field C and is higher than the intermediate electric field between the charge injection electric field A and the transfer electric field C. It was confirmed that the resistance of the conductive toner 20 needs to be switched from a high resistance to a low resistance in a high electric field. This is supported by the examples described later.

実施の形態2
図8は、この発明の実施の形態2に係る現像装置が適用されたカラー画像形成装置の構成を示した図である。
Embodiment 2
FIG. 8 is a diagram showing the configuration of a color image forming apparatus to which the developing device according to Embodiment 2 of the present invention is applied.

同図において、カラー画像形成装置は、所謂タンデム型と称されるものであり、装置本体40の上方に原稿を読み取る読取ユニット41を配設する一方、装置本体41内の4つの色成分(この実施の形態では、Y:イエロー、M:マゼンタ、C:シアン、K:ブラック)の作像エンジン42(具体的には42a〜42d)を横方向に配列し、その下方には各作像エンジン42の配列方向に沿って循環搬送される中間転写ベルト43を配設すると共に、この中間転写ベルト43には、当該中間転写ベルト43上の画像を記録媒体としての例えば記録紙44に転写させる二次転写装置45を配設し、更に、装置本体40の下方には、前記記録紙44が収納される供給カセット46を配設し、この供給カセット46からの記録紙44を二次転写装置45を経て定着装置47へと導くように構成したものである。   In the figure, the color image forming apparatus is a so-called tandem type, and a reading unit 41 for reading a document is disposed above the apparatus main body 40, while the four color components (this) In the embodiment, Y: yellow, M: magenta, C: cyan, K: black) image forming engines 42 (specifically 42a to 42d) are arranged in the horizontal direction, and below each image forming engine. An intermediate transfer belt 43 that is circulated and conveyed along the arrangement direction of 42 is disposed, and an image on the intermediate transfer belt 43 is transferred to, for example, a recording sheet 44 as a recording medium. A secondary transfer device 45 is disposed, and further, a supply cassette 46 for storing the recording paper 44 is disposed below the apparatus main body 40, and the recording paper 44 from the supply cassette 46 is transferred to the secondary transfer device. 5 is obtained by configured to direct to the fixing device 47 via the.

この実施の形態2において、作像エンジン42は、例えば感光体ドラム51を有し、この感光体ドラム51の周囲に、感光体ドラム51を帯電する帯電器52、帯電された感光体ドラム51上に静電潜像を書き込むレーザ装置等の画像書込装置53、感光体ドラム51上の静電潜像を各色成分トナーにて可視像化する現像装置54(具体的には54a〜54d)、感光体ドラム51上のトナー画像を中間転写ベルト43に一次転写させる一次転写装置55及び感光体ドラム51上の残留トナーを除去するドラムクリーナ56を順次配設したものである。   In the second embodiment, the image forming engine 42 includes, for example, a photoconductive drum 51, and a charger 52 that charges the photoconductive drum 51 around the photoconductive drum 51, on the charged photoconductive drum 51. An image writing device 53 such as a laser device for writing an electrostatic latent image on the surface, and a developing device 54 (specifically, 54a to 54d) that visualizes the electrostatic latent image on the photosensitive drum 51 with each color component toner. A primary transfer device 55 that primarily transfers a toner image on the photosensitive drum 51 to the intermediate transfer belt 43 and a drum cleaner 56 that removes residual toner on the photosensitive drum 51 are sequentially arranged.

一方、中間転写ベルト43は、複数(本例では四つ)の張架ロール71〜74に掛け渡されており、張架ロール71は駆動ロール、その他の張架ロール72〜74は従動ロールとして機能するようになっている。   On the other hand, the intermediate transfer belt 43 is stretched over a plurality (four in this example) of stretching rolls 71 to 74, the stretching roll 71 is a driving roll, and the other stretching rolls 72 to 74 are driven rolls. It is supposed to function.

次に、この実施の形態2において使用される現像装置54について説明する。   Next, the developing device 54 used in the second embodiment will be described.

この実施の形態2に係る現像装置は、静電潜像を担持した像担持体に対向配置され、帯電された導電性トナーを担持搬送するトナー担持体と、このトナー担持体と像担持体との間に現像電界を形成し、この現像電界領域にて像担持体上の静電潜像を、導電性トナーによって現像する現像電界形成手段とを備え、前記導電性トナーには、現像電界において高抵抗に変化し且つ現像電界より大きな電荷注入電界において低抵抗に変化する抵抗可変部を具備させた現像装置において、前記トナー担持体に対向配置される電荷注入部材を有し、前記トナー担持体の表面に担持された導電性トナーを挟んで、前記トナー担持体と電荷注入部材との間に、現像電界よりも大きな電荷注入電界を作用させ、前記導電性トナーに電荷注入するように構成されている。   The developing device according to the second embodiment is disposed opposite to an image carrier carrying an electrostatic latent image, and carries a toner carrier carrying and conveying a charged conductive toner, and the toner carrier and the image carrier. And a developing electric field forming means for developing the electrostatic latent image on the image carrier with the conductive toner in the developing electric field region. A developing device having a variable resistance portion that changes to a high resistance and changes to a low resistance in a charge injection electric field larger than a developing electric field, and has a charge injection member disposed to face the toner carrier, and the toner carrier An electric charge injection electric field larger than a developing electric field is applied between the toner carrier and the charge injection member with the conductive toner carried on the surface of the toner in between, and the electric charge is injected into the conductive toner. The That.

すなわち、この実施の形態2に係る現像装置54は、図9に示すように、合成樹脂等によって形成される現像装置ハウジング131を備えており、当該現像装置ハウジング131の感光体ドラム51と対向する位置には、現像用の開口部132が設けられている。この現像用開口部132には、トナー担持体としての現像ロール133が、矢印方向に沿って回転可能に配設されている。上記現像ロール133としては、トナー供給ロール134との間でリークが発生するのを防止するため、例えば、絶縁性表面を有する導電性のロールが用いられる。また、上記現像ロール133としては、半導電性のロールを用いるように構成しても良い。この現像ロール133としては、例えば、表面に研磨面を有することによって、トナーの搬送性を向上させたロールが用いられる。   That is, the developing device 54 according to the second embodiment includes a developing device housing 131 formed of synthetic resin or the like as shown in FIG. 9 and faces the photosensitive drum 51 of the developing device housing 131. An opening 132 for development is provided at the position. In the developing opening 132, a developing roll 133 as a toner carrier is disposed so as to be rotatable along the arrow direction. As the developing roll 133, for example, a conductive roll having an insulating surface is used in order to prevent leakage between the developing roll 133 and the toner supply roll 134. Further, as the developing roll 133, a semiconductive roll may be used. As the developing roll 133, for example, a roll having a polished surface on the surface to improve toner transportability is used.

また、上記現像ロール133には、現像電界形成手段としての現像バイアス電源135によって、所定の現像バイアス電圧が印加され、当該現像ロール133と感光体ドラム51との間に現像電界を形成し、この現像電界領域にて感光体ドラム51上の静電潜像を、導電性トナー20によって現像するように構成されている。   Further, a predetermined developing bias voltage is applied to the developing roll 133 by a developing bias power source 135 as a developing electric field forming means, and a developing electric field is formed between the developing roll 133 and the photosensitive drum 51. The electrostatic latent image on the photosensitive drum 51 is developed with the conductive toner 20 in the developing electric field region.

さらに、上記現像ロール133の背面側には、当該現像ロール133と対向するように、トナー供給部材兼リフレッシュロールとしてのトナー供給ロール134が、矢印方向に沿って回転可能に配設されている。当該トナー供給ロール134は、現像ロール133と接触するように配設されており、現像ロール133の表面に付着した導電性トナー20を一旦剥離しつつ、新たな導電性トナー20を供給する(現像ロール表面のリフレッシュを行う)ように構成されている。上記トナー供給ロール134としては、例えば、導電性が付与されたウレタンフォームロールそのものや、導電性が付与されたウレタンフォームを表面に被覆したロールや、あるいは表面を研磨するか、表面にブラスト処理等によって微小な凹凸が形成された金属製のロールが用いられる。   Further, a toner supply roll 134 as a toner supply member / refresh roll is disposed on the rear side of the developing roll 133 so as to face the developing roll 133 so as to be rotatable along the arrow direction. The toner supply roll 134 is disposed so as to come into contact with the developing roll 133, and supplies the new conductive toner 20 while temporarily removing the conductive toner 20 attached to the surface of the developing roll 133 (development). The roll surface is refreshed). As the toner supply roll 134, for example, a urethane foam roll itself imparted with conductivity, a roll coated with a urethane foam imparted with conductivity, or the surface is polished or blasted. A metal roll on which minute irregularities are formed is used.

また、上記現像ロール133の表面には、トナー供給ロール134よりも回転方向下流側に、当該トナー供給ロール134によって現像ロール133の表面に供給された導電性トナー20に電荷を注入する電荷注入部材141が配設されている。この電荷注入部材141は、導電性ロールまたは導電性ゴムを表面に接着した導電板によって形成され、現像ロール133の表面と接触しつつ、矢印方向に沿って回転するか又は固定した状態で配設されている。   Further, on the surface of the developing roll 133, a charge injection member that injects charges into the conductive toner 20 supplied to the surface of the developing roll 133 by the toner supply roll 134 on the downstream side of the toner supply roll 134 in the rotation direction. 141 is disposed. The charge injection member 141 is formed by a conductive plate having a conductive roll or conductive rubber bonded to the surface thereof, and is arranged in a state of rotating or fixed along the direction of the arrow while being in contact with the surface of the developing roll 133. Has been.

上記電荷注入部材141には、現像ロール133及びトナー供給ロール134との間に、現像電界よりも大きな電荷注入電界を作用させるための電荷注入用の電源136が接続されている。この電荷注入用電源136の電圧は、例えば、−100V〜1000V程度の値に適宜設定される。   The charge injection member 141 is connected between the developing roll 133 and the toner supply roll 134 with a power injection power source 136 for applying a charge injection electric field larger than the developing electric field. The voltage of the charge injection power source 136 is appropriately set to a value of about −100 V to 1000 V, for example.

また、上記トナー供給ロール134の表面には、当該トナー供給ロール134の表面にトナー層を形成するためのトナー層形成部材137が設けられている。このトナー層形成部材137としては、例えば、金属製ブレードの先端部に、ゴム材料を接着したものが用いられ、当該トナー層形成部材137のゴム材料が、トナー供給ロール134の表面に圧接することにより、所定の層厚のトナー層を形成するようになっている。   Further, a toner layer forming member 137 for forming a toner layer on the surface of the toner supply roll 134 is provided on the surface of the toner supply roll 134. As the toner layer forming member 137, for example, a metal blade with a rubber material adhered to the tip thereof is used, and the rubber material of the toner layer forming member 137 is in pressure contact with the surface of the toner supply roll 134. Thus, a toner layer having a predetermined layer thickness is formed.

さらに、上記トナー供給ロール134の背面側には、導電性トナー20を収容するトナー収容部138が設けられており、このトナー収容部138とトナー供給ロール134との間は、所定の高さの仕切部材139によって仕切られている。また、上記トナー収容部138の内部には、当該トナー収容部138内に収容された導電性トナー20を攪拌しつつ、トナー供給ロール134に供給する攪拌部材(アジテーター)140が、所定のタイミングで回転駆動されるように配設されている。   Further, a toner storage portion 138 for storing the conductive toner 20 is provided on the back side of the toner supply roll 134, and a predetermined height is provided between the toner storage portion 138 and the toner supply roll 134. It is partitioned by a partition member 139. An agitator 140 that agitates the conductive toner 20 accommodated in the toner accommodating portion 138 and supplies it to the toner supply roll 134 is provided at a predetermined timing inside the toner accommodating portion 138. It is arrange | positioned so that it may be rotationally driven.

以上の構成において、この実施の形態2に係る現像装置では、次のようにして、従前の導電性トナーを使用する際の不具合である静電転写性の改善、カラー適性の改善を行い、かぶりやトナークラウドを有効に防止でき、環境変化や経時劣化の影響を受けにくく、簡単で且つ汎用性を有するようになっている。   In the above-described configuration, the developing device according to the second embodiment improves the electrostatic transferability and the color suitability, which are defects when using the conventional conductive toner, as follows. And toner cloud can be effectively prevented, are not easily affected by environmental changes and deterioration over time, and are simple and versatile.

すなわち、この実施の形態2に係る現像装置54では、図9に示すように、現像装置ハウジング131の収容部138内に収容された導電性トナー20が、所定のタイミングで攪拌部材140によって攪拌されつつ、トナー供給ロール134へと供給される。   That is, in the developing device 54 according to the second embodiment, as shown in FIG. 9, the conductive toner 20 accommodated in the accommodating portion 138 of the developing device housing 131 is agitated by the agitating member 140 at a predetermined timing. While being supplied to the toner supply roll 134.

次に、上記トナー供給ロール134へと供給された導電性トナー20は、トナー供給ロール134表面の凹凸や物理的な付着力(ファンデルワールス力)等によって、当該トナー供給ロール134の表面に付着しつつ、トナー層形成部材137によって、所定の層厚に形成される。このトナー供給ロール134の表面に形成された導電性トナー20の薄層は、当該トナー供給ロール134の回転に伴って、現像ロール133と対向する領域へと搬送される。   Next, the conductive toner 20 supplied to the toner supply roll 134 adheres to the surface of the toner supply roll 134 due to irregularities on the surface of the toner supply roll 134 or physical adhesion (van der Waals force). However, the toner layer forming member 137 is formed with a predetermined layer thickness. The thin layer of the conductive toner 20 formed on the surface of the toner supply roll 134 is conveyed to a region facing the developing roll 133 as the toner supply roll 134 rotates.

なお、上記トナー供給ロール134の表面に形成された導電性トナー20の薄層は、摩擦帯電によって僅か(数μC程度)に帯電しており、現像ロール133と対向する領域において、現像ロール133の表面に静電的に転移する。そして、上記現像ロール133の表面に転移した導電性トナー20の薄層は、導電性ロール等からなる電荷注入部材141によって電荷が注入される。   Note that the thin layer of the conductive toner 20 formed on the surface of the toner supply roll 134 is slightly charged (about several μC) by frictional charging, and in the region facing the developing roll 133, Electrostatic transfer to the surface. The thin layer of the conductive toner 20 transferred to the surface of the developing roll 133 is injected with a charge by a charge injection member 141 made of a conductive roll or the like.

ところで、上記電荷注入部材141と現像ロール133とが対向する領域には、電荷注入用電源136によって、電荷注入用の電界が形成されている。この電荷注入用電界は、現像電界よりも大きく、導電性トナー20は、抵抗可変部としての凹部203の存在によって、低抵抗化するため、当該導電性トナー20には、電荷注入部材141からマイナス極性の電荷が注入されて、所定量の電荷が一様に注入される。その結果、上記現像ロール133の表面に担持された導電性トナー20は、所定量の電荷が一様に注入されて、略均一に帯電された状態となる。   Meanwhile, an electric field for charge injection is formed by a charge injection power source 136 in a region where the charge injection member 141 and the developing roll 133 face each other. This electric field for charge injection is larger than the electric field for development, and the conductive toner 20 has a low resistance due to the presence of the concave portion 203 as a variable resistance portion. Polar charge is injected, and a predetermined amount of charge is uniformly injected. As a result, the conductive toner 20 carried on the surface of the developing roll 133 is in a state of being charged substantially uniformly with a predetermined amount of charge injected uniformly.

上記現像ロール133の表面で帯電した導電性トナー20は、現像ロール133の回転に伴って、感光体ドラム51の表面と対向する現像領域へと搬送され、当該現像領域に形成される現像用電界によって、感光体ドラム51の表面に形成された静電潜像を所定のイロのトナーによって現像することになる。   The conductive toner 20 charged on the surface of the developing roll 133 is conveyed to a developing area facing the surface of the photosensitive drum 51 as the developing roll 133 rotates, and a developing electric field formed in the developing area. Thus, the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 51 is developed with a predetermined amount of toner.

その際、上記現像電界は、電荷注入用の電界よりも小さく、導電性トナー20は、抵抗可変部としての凹部203の存在によって、高抵抗となっているため、当該導電性トナー20が有する電荷は、不本意に移動することがない。   At that time, the developing electric field is smaller than the electric field for charge injection, and the conductive toner 20 has a high resistance due to the presence of the concave portion 203 as the variable resistance portion. Will not move involuntarily.

上記感光体ドラム10上に現像された導電性トナー20は、図3に示すように、当該感光体ドラム51の回転に伴って、転写位置へと移動し、転写装置14が形成する転写電界によって、記録紙44上に転写される。   As shown in FIG. 3, the conductive toner 20 developed on the photosensitive drum 10 moves to the transfer position as the photosensitive drum 51 rotates, and is transferred by the transfer electric field formed by the transfer device 14. Then, it is transferred onto the recording paper 44.

その際、上記転写電界は、電荷注入用の電界よりも小さく、導電性トナー20は、抵抗可変部としての凹部203の存在によって、高抵抗となっているため、高湿環境下等において、中間転写ベルト43が低抵抗化している場合であっても、導電性トナー20が有する電荷が、不本位に移動することがなく、中間転写ベルト43上に良好に転写される。   At that time, the transfer electric field is smaller than the electric field for charge injection, and the conductive toner 20 has a high resistance due to the presence of the concave portion 203 as the variable resistance portion. Even when the transfer belt 43 has a low resistance, the electric charge of the conductive toner 20 is transferred onto the intermediate transfer belt 43 satisfactorily without moving to an unintentional position.

このように、上記現像装置54では、図9に示すように、感光体ドラム51上に形成された静電潜像を現像する導電性トナー20が、現像電界において高抵抗に変化し且つ現像電界より大きな電荷注入電界において低抵抗に変化する抵抗可変部203を具備しているので、転写位置において、中間転写ベルト43上にトナー像を転写する際、当該中間転写ベルト43が低抵抗化している場合であっても、転写電界は、電荷注入電界に比較して小さいため、導電性トナー20は、高抵抗となっており、所定の電荷を保持したままの状態であって、良好に中間転写ベルト43上に転写することが可能となる。   As described above, in the developing device 54, as shown in FIG. 9, the conductive toner 20 that develops the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 51 changes to a high resistance in the developing electric field and the developing electric field. Since the resistance variable section 203 that changes to a low resistance in a larger electric charge injection electric field is provided, when the toner image is transferred onto the intermediate transfer belt 43 at the transfer position, the resistance of the intermediate transfer belt 43 is reduced. Even in this case, since the transfer electric field is small compared to the electric charge injection electric field, the conductive toner 20 has a high resistance and maintains a predetermined charge, so that the intermediate transfer is satisfactorily performed. It becomes possible to transfer onto the belt 43.

また、上記現像装置54での現像に使用される導電性トナー20は、現像電界において高抵抗に変化するので、当該現像電界の作用によって、感光体ドラム51上の静電潜像を現像する際に、当該感光体ドラム51上の静電潜像に形成される現像バイアス電圧と表面電位との電位差によるクリーニング電界によって、逆極性に帯電することもなく、かぶりやトナークラウドが発生するのを有効に防止することができる。   Further, since the conductive toner 20 used for development in the developing device 54 changes to a high resistance in the developing electric field, the electrostatic latent image on the photosensitive drum 51 is developed by the action of the developing electric field. In addition, it is effective that fogging and toner cloud are generated without being charged in reverse polarity by the cleaning electric field due to the potential difference between the developing bias voltage formed on the electrostatic latent image on the photosensitive drum 51 and the surface potential. Can be prevented.

さらに、上記現像装置54での現像に使用される導電性トナー20は、現像電界より大きな電荷注入電界において低抵抗に変化するため、環境変化や経時劣化の影響を受けにくく、常に良好な現像状態を維持することが可能である。   Further, since the conductive toner 20 used for development in the developing device 54 changes to a low resistance in a charge injection electric field larger than the development electric field, it is hardly affected by environmental changes and deterioration with time, and is always in a good development state. Can be maintained.

また、上記現像装置54は、トナー供給ロール134によって、現像ロール133の表面に導電性トナー20を供給し、又、導電性トナー20への電荷注入は、電荷注入部材141によって行うので、トナー供給ロール134は、導電性トナー20の搬送性を有する部材で構成すればよく、トナーの摩擦帯電性等を考慮する必要がなく、導電性トナー20への電荷注入は、電荷注入部材141によって効果的に行うことができ、簡単で且つ汎用性を有するものとなっている。   Further, the developing device 54 supplies the conductive toner 20 to the surface of the developing roll 133 by the toner supply roll 134, and the charge injection into the conductive toner 20 is performed by the charge injection member 141. The roll 134 may be formed of a member having the transportability of the conductive toner 20, and it is not necessary to consider the triboelectric chargeability of the toner. Charge injection into the conductive toner 20 is effectively performed by the charge injection member 141. It is easy and versatile.

この実施の形態2に係る現像装置54は、図9に示すように、感光体ドラム51に対向して開口し且つ内部に実施の形態1と同様な導電性トナー20を含む現像剤Gが収容される現像装置ハウジング131と、この現像装置ハウジング131の開口に面して感光体ドラム51に対向配設される現像ロール133と、この現像ロール133に導電性トナー20を供給するトナー供給ロール134と、現像ロール133上の導電性トナーに電荷を注入する電荷注入部材141と、トナー供給ロール134の表面に導電性トナー20の薄層を形成するトナー層形成部材137と、現像装置ハウジング131内のトナー供給ロ一ル134の奥側に設けられて導電性トナー20を攪拌する攪拌部材であるアジテータ140とを備えている。   As shown in FIG. 9, the developing device 54 according to the second embodiment is opened facing the photosensitive drum 51 and contains therein a developer G containing the same conductive toner 20 as in the first embodiment. A developing device housing 131, a developing roller 133 facing the photosensitive drum 51 facing the opening of the developing device housing 131, and a toner supply roller 134 for supplying the conductive toner 20 to the developing roller 133. A charge injection member 141 for injecting charges into the conductive toner on the developing roll 133, a toner layer forming member 137 for forming a thin layer of the conductive toner 20 on the surface of the toner supply roll 134, and the developing device housing 131. And an agitator 140 that is a stirring member that is provided on the back side of the toner supply roller 134 and stirs the conductive toner 20.

そして、この実施の形態2において、現像ロール133には現像バイアス電源135からの現像バイアスが印加される一方、電荷注入部材141には電荷注入電源136からの電荷注入バイアスが印加されている。これにより、感光体ドラム51と現像ロール133との間には現像電界が、現像ロール133と電荷注入部材141との間には電荷注入電界が作用するようになっている。   In the second embodiment, a developing bias from the developing bias power source 135 is applied to the developing roll 133, while a charge injecting bias from the charge injecting power source 136 is applied to the charge injecting member 141. As a result, a developing electric field acts between the photosensitive drum 51 and the developing roll 133, and a charge injection electric field acts between the developing roll 133 and the charge injecting member 141.

次に、感光体ドラム51と中間転写ベルト43とが接する位置にある一次転写装置55には、トナーと逆極性の電圧が印加されているため、感光体ドラム51上に形成された未定着トナー像は、中間転写ベルト43に対して転写される(図8参照)。更に、中間転写ベルト43に対して一次転写されたトナー像は、中間転写ベルト43の回動に伴って、二次転写装置45へ搬送されるとともに、供給カセット46から搬送された記録紙44は、中間転写ベルト43と二次転写装置45との接触領域へ搬送される.   Next, since a voltage having a polarity opposite to that of the toner is applied to the primary transfer device 55 at a position where the photosensitive drum 51 and the intermediate transfer belt 43 are in contact with each other, an unfixed toner formed on the photosensitive drum 51 is used. The image is transferred to the intermediate transfer belt 43 (see FIG. 8). Further, the toner image primarily transferred to the intermediate transfer belt 43 is conveyed to the secondary transfer device 45 as the intermediate transfer belt 43 rotates, and the recording paper 44 conveyed from the supply cassette 46 is The intermediate transfer belt 43 and the secondary transfer device 45 are conveyed to a contact area.

このとき、二次転写装置45にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加することで、中間転写ベルト43上のトナー像は、記録紙44に静電吸引され、この後トナー像が転写された記録紙44は定着装置47により定着される。   At this time, the toner image on the intermediate transfer belt 43 is electrostatically attracted to the recording paper 44 by applying a voltage having a polarity opposite to the charging polarity of the toner to the secondary transfer device 45, and then the toner image is transferred. The recording paper 44 is fixed by a fixing device 47.

特に、この実施の形態においては、導電性トナー20は、実施の形態1と同様の特性を備えている。   In particular, in this embodiment, the conductive toner 20 has the same characteristics as in the first embodiment.

すなわち、導電性トナー20は、電荷注入領域では電荷注入電界(高電界)を印加することにより低抵抗へ変化するため、導電性トナー20への電荷注入が容易に行われる。一方、導電性トナー20は、現像領域及び転写領域では、現像電界及び転写電界(低電界)を印加することにより高抵抗へ変化する。したがって、クリーニング電界においてかぶりの原因となる電荷の移動が発生することなく、また、記録紙44やトナー相互問で電荷の移動が発生しないため、静電転写方式において、吸湿した記録紙44へのトナー画像の伝写が可能になり、また、カラートナーを重ねて、カラー画像を形成することが可能になる。   That is, since the conductive toner 20 is changed to a low resistance by applying a charge injection electric field (high electric field) in the charge injection region, the charge injection into the conductive toner 20 is easily performed. On the other hand, the conductive toner 20 changes to a high resistance in the development area and the transfer area by applying a development electric field and a transfer electric field (low electric field). Therefore, no movement of charge causing fogging occurs in the cleaning electric field, and no movement of charge occurs between the recording paper 44 and the toner. The toner image can be transferred, and a color image can be formed by overlapping color toners.

尚、この実施の形態2では、複数の感光体ドラムを有するタンデム型の画像形成装置構成を例に挙げて説明したが、これに限られるものではなく、例えば1個の感光体ドラムに対し複数個の現像装置若しくはロータリ型現像装置を設け、1サイクル毎に1色のトナー像を形成すると共に中間転写体へ順次転写し、複数サイクルで各色成分トナー像を多重転写することで、カラー画像を形成する態様についても同様に適用できる。また、記録紙搬送体上に用紙を保持、搬送し転写を行う用紙搬送転写方式でも同様に適用できる。また、この実施の形態では、カラー機で説明したが、白黒機でも同様に適用できることは勿論である。   In the second embodiment, the configuration of the tandem type image forming apparatus having a plurality of photosensitive drums has been described as an example. However, the configuration is not limited to this example. Each developing device or rotary developing device is provided to form a one-color toner image for each cycle and sequentially transfer it to the intermediate transfer member. By transferring multiple color component toner images in multiple cycles, a color image can be obtained. The same applies to the mode of formation. Further, the present invention can be similarly applied to a paper conveyance transfer system in which a paper is held on a recording paper conveyance body, conveyed, and transferred. In this embodiment, the color machine has been described, but it is needless to say that the present invention can be similarly applied to a monochrome machine.

実施の形態3
図10は、静電転写方式を用いない画像形成装置にこの発明を適用した実施の形態3を示す。
Embodiment 3
FIG. 10 shows Embodiment 3 in which the present invention is applied to an image forming apparatus that does not use an electrostatic transfer system.

この実施の形態3に係る画像形成装置においては、図10に示すように、感光体ドラム80の周囲に、感光体ドラム80を帯電する帯電装置81と、帯電された感光体ドラム80上に各色成分(本例ではイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)の静電潜像を書き込む露光装置82と、感光体ドラム80上に形成された各色成分潜像を各色成分トナーにて可視像化する現像装置83と、感光体ドラム80上のトナー像を転写させるための粘着中間転写ロール84と、感光体ドラム80上の残留トナーを清掃するクリーニング装置85とが配設されている。また、上記粘着中間転写ロール84の下方には、加熱源を有する二次転写ロール86が配設されている。尚、符号88は記録紙87を送出する記録紙供給装置、89は定着済みの記録紙87を搬送する搬送ベルトである。   In the image forming apparatus according to the third embodiment, as shown in FIG. 10, a charging device 81 that charges the photosensitive drum 80 around the photosensitive drum 80, and each color on the charged photosensitive drum 80. An exposure device 82 that writes an electrostatic latent image of components (yellow, magenta, cyan, and black in this example), and development that visualizes each color component latent image formed on the photosensitive drum 80 with each color component toner. An apparatus 83, an adhesive intermediate transfer roll 84 for transferring a toner image on the photosensitive drum 80, and a cleaning apparatus 85 for cleaning residual toner on the photosensitive drum 80 are provided. A secondary transfer roll 86 having a heating source is disposed below the adhesive intermediate transfer roll 84. Reference numeral 88 denotes a recording paper supply device for sending out the recording paper 87, and 89 denotes a conveyance belt for conveying the fixed recording paper 87.

この実施の形態3において、粘着中間転写ロ一ル84は、例えば、シリコーンゴム等の弾性材で構成されているため、感光体ドラム80と粘着中間転写ロール84との間、及び、二次転写ロール86と粘着中間転写ロール84との間は、所定のニップ域をもって弾接した状態となっている。また、この実施の形態3における現像装置83及び導電性トナーは、実施の形態1で用いたものと同様なものを使用し、その他の装置については、適宜選定して差し支えない。   In the third embodiment, since the adhesive intermediate transfer roll 84 is made of an elastic material such as silicone rubber, for example, between the photosensitive drum 80 and the adhesive intermediate transfer roll 84 and the secondary transfer. The roll 86 and the adhesive intermediate transfer roll 84 are in elastic contact with a predetermined nip area. Further, the developing device 83 and the conductive toner in the third embodiment are the same as those used in the first embodiment, and other devices may be appropriately selected.

次に、この実施の形態3に係る画像形成装置の作動について説明する。   Next, the operation of the image forming apparatus according to the third embodiment will be described.

この実施の形態3において、感光体ドラム80上に担持された静電潜像は、図10に示すように、現像装置83によって感光体ドラム80の一回転ごとに異なる色成分のトナー像を重ねられる。この重ねられたトナー像は、粘着中間転写ロール84上に押圧されることにより、粘着中間転写ロール84の粘着力によって一括して粘着中間転写ロール84上に転写される。その際、粘着中間転写ロール84上に転写されたトナー像は、二次転写ロール86によって加熱されるとともに、粘着中間転写ロール84の離型性は向上し、また、トナー像も加熱されることにより粘性化する。これにより、トナー像は、粘着中間転写ロール84と二次転写ロール86との間にある記録紙87に再転写され、同時に定着も完了する。   In the third embodiment, the electrostatic latent image carried on the photosensitive drum 80 is superimposed with toner images of different color components for each rotation of the photosensitive drum 80 by the developing device 83 as shown in FIG. It is done. When the superimposed toner images are pressed onto the adhesive intermediate transfer roll 84, the toner images are collectively transferred onto the adhesive intermediate transfer roll 84 by the adhesive force of the adhesive intermediate transfer roll 84. At that time, the toner image transferred onto the adhesive intermediate transfer roll 84 is heated by the secondary transfer roll 86, the releasability of the adhesive intermediate transfer roll 84 is improved, and the toner image is also heated. Viscosify. As a result, the toner image is retransferred to the recording paper 87 between the adhesive intermediate transfer roll 84 and the secondary transfer roll 86, and fixing is completed at the same time.

このような作像過程において、この実施の形態3で用いられる導電性トナーの特性は、静電潜像の画像部と現像バイアスとにより形成される現像電界より大きく、電荷注入電界以下で電気抵抗を高抵抗から低抵抗ヘスイッチングできるようになっているため、電荷注入された導電性トナーは、現像電界作用領域では高抵抗化した状態で感光体ドラム80の静電潜像を可視像化し、感光体ドラム80上でトナー像を重ねることが可能になる。   In such an image forming process, the characteristics of the conductive toner used in Embodiment 3 are larger than the developing electric field formed by the image portion of the electrostatic latent image and the developing bias, and the electric resistance is below the electric charge injection electric field. Is switched from high resistance to low resistance, so that the conductive toner into which the charge is injected visualizes the electrostatic latent image on the photosensitive drum 80 in a state where the resistance is increased in the developing electric field action region. Thus, it is possible to superimpose toner images on the photosensitive drum 80.

これにより、かぶりやトナークラウドを防止でき、環境変化や経時劣化の影響を受けにくく、構造が簡単で、小型化、低価格化が可能な静電転写方式を用いない画像形成装置を実現することができる。また、静電転写方式を使用しない画像形成装置であって、カラー画像を形成する必要がないモノクロ専用機であれぼ、概ね単層のトナー層を形成すればよいので、背景部へのトナー付着のみを防止すればよい。このとき、現像バイアスと背景部の電位差とによって形成される電界(クリーニング電界)によって、現像ロール上の先端のトナーに逆極性の電荷が誘導され、背景部に付着しかぶりになることを防止するため、導電性トナーの特性として、クリーニング電界より大きく旦つ電荷注入電界以下で電気抵抗を高抵抗から低抵抗ヘスイッチングできるようにすればよい。   As a result, it is possible to prevent fogging and toner clouding, to be hardly affected by environmental changes and deterioration over time, to achieve an image forming apparatus that does not use an electrostatic transfer method, has a simple structure, and can be reduced in size and cost. Can do. In addition, an image forming apparatus that does not use an electrostatic transfer method, and a monochrome-only machine that does not need to form a color image, it is only necessary to form a single toner layer, so that the toner adheres to the background. Only need to prevent. At this time, the electric field (cleaning electric field) formed by the developing bias and the potential difference between the background portion induces a charge of reverse polarity to the toner on the tip of the developing roll, thereby preventing the fogging from adhering to the background portion. Therefore, it is sufficient that the electrical resistance can be switched from a high resistance to a low resistance as a characteristic of the conductive toner when the electric field is larger than the cleaning electric field and below the charge injection electric field.

実施例1
図11は、実施の形態1に係る現像装置モデル(図5参照)において、実施の形態1で用いられた導電性トナー20(図4(a)参照)に電界を印加したとき、この導電性トナー20の体積抵抗率変化を測定した結果である。
Example 1
FIG. 11 shows the conductivity of the developing device model (see FIG. 5) according to the first embodiment when an electric field is applied to the conductive toner 20 (see FIG. 4A) used in the first embodiment. 5 shows the result of measuring the volume resistivity change of the toner 20.

同図によれば、導電性トナー20は、高電界が印加されると、高抵抗から低抵抗へと急激に低抵抗化することが理解される。   As can be seen from the figure, the conductive toner 20 rapidly decreases in resistance from a high resistance to a low resistance when a high electric field is applied.

ここで、電荷注入電界A及び現像電界Bと、導電性トナー20の電気抵抗との関係について説明する。一般的に、導電性トナー20に印加される電界Eは、以下のように表現される。
E=(V−VS)/εt(Dp+Dt+Dm+Dg)
但し、V:対向電極の電位、VS:移動前トナー層上の電位、Dp〜Dg:ニップを形成する各層の誘電厚さ(Dp:像担持体誘電厚さ、Dt:トナー層誘電厚さ、Dm:トナー担持体誘電厚さ、Dg:空隙層誘電厚さ) 、εt:トナーの比誘電率である。
Here, the relationship between the charge injection electric field A and the development electric field B and the electric resistance of the conductive toner 20 will be described. Generally, the electric field E applied to the conductive toner 20 is expressed as follows.
E = (V−VS) / εt (Dp + Dt + Dm + Dg)
Where V: potential of the counter electrode, VS: potential on the toner layer before movement, Dp to Dg: dielectric thickness of each layer forming the nip (Dp: dielectric thickness of the image carrier, Dt: dielectric thickness of the toner layer, Dm: toner carrier dielectric thickness, Dg: void layer dielectric thickness), εt: relative dielectric constant of toner.

以上から予測すると、上記条件では、電荷注入時に導電性トナー20へ印加される電界は5×104 V/cm、現像時に導電性トナー20に印加される電界は8×103 V/cmであった。このとき、図11に示すように、8×103 V/cmと5×104 V/cmとの間で、導電性トナー20の体積抵抗率は、1013Ω・cmから109 Ω・cmへ変化している。 Predicting from the above, under the above conditions, the electric field applied to the conductive toner 20 during charge injection is 5 × 10 4 V / cm, and the electric field applied to the conductive toner 20 during development is 8 × 10 3 V / cm. there were. At this time, as shown in FIG. 11, the volume resistivity of the conductive toner 20 is between 10 13 Ω · cm and 10 9 Ω · cm between 8 × 10 3 V / cm and 5 × 10 4 V / cm. It has changed to cm.

このとき、電荷注入電界A領域及び現像電界B領域の通過時間は、0.01秒程度であるので、電荷を容易に注入するためには、時定数が0.01秒以下であることが好ましく、導電性トナー20の体積抵抗率は、1010Ω・cm以下であればよい。また、帯電した電荷を保持するためには、現像電界Bが印加されている時間内で、電荷移動等が起こらないことが必要なので、時定数で0.1秒以上であることが好ましく、導電性トナー20の体積抵抗率は、1011Ω・cm以上であればよい。なお、導電性トナー20の体積抵抗率は、φ30mmのセル中にトナーを充填し、上下面に電圧を印加し、流れる電流を測定することにより計算した。 At this time, since the transit time of the charge injection electric field A region and the development electric field B region is about 0.01 seconds, the time constant is preferably 0.01 seconds or less in order to easily inject charges. The volume resistivity of the conductive toner 20 may be 10 10 Ω · cm or less. Moreover, in order to hold the charged electric charge, it is necessary that no charge transfer or the like occurs within the time during which the developing electric field B is applied. The volume resistivity of the conductive toner 20 may be 10 11 Ω · cm or more. The volume resistivity of the conductive toner 20 was calculated by filling the toner in a φ30 mm cell, applying a voltage to the upper and lower surfaces, and measuring the flowing current.

実施例2
図12は、実施の形態1に係る現像装置モデル(図5参照)において、像担持バイアス電源27の像担持バイアス変化に対する現像トナー量(層数に換算)を、実施の形態1に係る導電性トナー20を用いた時と、比較例に係る絶縁性被覆層202(図4参照)を有していない導電性トナー20を用いた時とで比較測定した結果である。この実施例2は、現像バイアスV2を0V、電荷注入バイアスV1を−600Vに固定設定し、一連の作像プロセスを4回繰り返して、像担持プレート23上に多重現像させた。
Example 2
FIG. 12 shows the development toner amount (converted to the number of layers) with respect to a change in the image bearing bias of the image bearing bias power supply 27 in the developing device model according to the first embodiment (see FIG. 5). This is a result of comparative measurement between when the toner 20 is used and when the conductive toner 20 that does not have the insulating coating layer 202 (see FIG. 4) according to the comparative example is used. In Example 2, the development bias V2 was fixed at 0 V and the charge injection bias V1 was fixed at -600 V, and a series of image forming processes was repeated four times to perform multiple development on the image carrier plate 23.

この実施例2において、像担持プレー卜23電圧(像担持バイアスV3)を50〜150Vに変化させたとき、導電性トナー20を用いた現像トナー量(層数)は増加する一方、比較例に係る導電性トナー(絶縁性被覆層202を有していない導電性トナー)を用いた現像トナー量はほとんど増加していない。   In Example 2, when the voltage of the image carrying plate 23 (image carrying bias V3) is changed to 50 to 150 V, the amount of developing toner (number of layers) using the conductive toner 20 increases. The amount of developing toner using such conductive toner (conductive toner not having the insulating coating layer 202) has hardly increased.

これにより、カラー画像を形成する場合、導電性トナー20は、色材の異なるカラーナーを重ねて種々の色を再現できるが、比較例に係る導電性トナーでは、カラー化に対応できないことが理解される。   As a result, when forming a color image, the conductive toner 20 can reproduce various colors by overlapping coloreners having different color materials, but it is understood that the conductive toner according to the comparative example cannot cope with colorization. Is done.

実施例3
図13は、実施の形態1に係る転写装置モデル(図7参照)において、記録媒体プレート33電圧(転写バイアスV6)と転写率(%)との関係を測定した結果である。
Example 3
FIG. 13 shows the results of measuring the relationship between the recording medium plate 33 voltage (transfer bias V6) and the transfer rate (%) in the transfer device model (see FIG. 7) according to the first embodiment.

この実施例3において、記録媒体プレート33の表面に貼り付けた記録媒体34としては、絶緑紙、半導電紙(5×108 Ω・cm、高含水紙状態)を使用した。そして、像担持ロール32電圧(像担持バイアスV5)を0V、電荷注入プレート31電圧(電荷注入バイアスV4)を−600Vに固定設定し、また、半導電紙に対し絶縁性被覆層202(図4参照)で絶縁コートされていない導電性トナーを使用した比較例についても測定した。 In Example 3, as the recording medium 34 attached to the surface of the recording medium plate 33, an absolutely green paper and a semiconductive paper (5 × 10 8 Ω · cm, high water content paper state) were used. Then, the image carrying roll 32 voltage (image carrying bias V5) is fixed to 0 V, the charge injection plate 31 voltage (charge injection bias V4) is set to −600 V, and the insulating coating layer 202 (FIG. 4) is applied to the semiconductive paper. In the comparative example using the conductive toner not coated with the insulation in the reference), it was also measured.

この実施例3の測定結果により、この実施例3に係る導電性トナー20は、絶縁紙及び半導電紙(高含水紙)において、80%以上の転写率が可能である一方、比較例に係る導電性トナーは、半導電紙(高含水紙)において30%前後の転写率しか得られず、転写不良を発生してしてしまうことがわかる。   According to the measurement results of Example 3, the conductive toner 20 according to Example 3 can achieve a transfer rate of 80% or more on insulating paper and semi-conductive paper (highly water-containing paper). It can be seen that the conductive toner can only obtain a transfer rate of about 30% on a semiconductive paper (highly water-containing paper), resulting in a transfer failure.

このように、この実施例3に係る導電性トナー20(転写時に形成される転写電界よりも大きく、電荷注入電界Aよりも小さい中間電界以上で、高抵抗から低抵抗へと抵抗変化するスイッチングする抵抗可変部を具備)を用いれば、高含水紙転写、多重転写が可能になる。   As described above, the conductive toner 20 according to the third embodiment (switching in which resistance is changed from high resistance to low resistance at an intermediate electric field larger than the transfer electric field formed at the time of transfer and smaller than the electric charge injection electric field A is switched. If a variable resistance portion is used, high water content paper transfer and multiple transfer are possible.

図1(a)(b)はこの発明に係る現像装置の概要を示す説明図である。1A and 1B are explanatory views showing an outline of a developing device according to the present invention. 図2(a)は、この発明に係る導電性トナーをモデル化した説明図、(b)は、この発明に係る現像装置及び導電性トナーの説明図である。FIG. 2A is an explanatory diagram modeling the conductive toner according to the present invention, and FIG. 2B is an explanatory diagram of the developing device and the conductive toner according to the present invention. 図3はこの発明の実施の形態1に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory view showing an outline of the image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 図4(a)(b)は、この発明の実施の形態1で用いられる導電性トナーの具体的構成例を示す説明図である。4A and 4B are explanatory views showing a specific configuration example of the conductive toner used in Embodiment 1 of the present invention. 図5はこの発明の実施の形態1に係る現像装置を示す構成図である。FIG. 5 is a block diagram showing the developing device according to Embodiment 1 of the present invention. 図6はこの発明の実施の形態1に係る現像装置をモデル化した説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram modeling the developing device according to Embodiment 1 of the present invention. 図7はこの発明の実施の形態1に係る転写装置をモデル化した説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram modeling the transfer device according to the first embodiment of the present invention. 図8この発明の実施の形態2に係る現像装置を適用した画像形成装置を示す構成図である。8 is a block diagram showing an image forming apparatus to which the developing device according to Embodiment 2 of the present invention is applied. 図9はこの発明の実施の形態2に係る現像装置を示す構成図である。FIG. 9 is a block diagram showing a developing device according to Embodiment 2 of the present invention. 図10はこの発明の実施の形態3に係る現像装置を適用した画像形成装置を示す構成図である。FIG. 10 is a block diagram showing an image forming apparatus to which a developing device according to Embodiment 3 of the present invention is applied. 図11は実施例1における印加電界に対する導電性トナーの体積抵抗率変化を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing a change in volume resistivity of the conductive toner with respect to the applied electric field in Example 1. 図12は実施例2における像担持プレート電圧変化に対する現像トナー量を示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing the developing toner amount with respect to the image carrier plate voltage change in the second embodiment. 図13は実施例3における記録媒体プレート電圧変化に対する転写率を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing a transfer rate with respect to a change in recording medium plate voltage in Example 3.

符号の説明Explanation of symbols

1…静電潜像、2…像担持体、3…導電性トナー、4…トナー担持体、5…現像電界形成手段、6…抵抗可変部、7…電荷注入手段、8…電荷注入部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electrostatic latent image, 2 ... Image carrier, 3 ... Conductive toner, 4 ... Toner carrier, 5 ... Development electric field formation means, 6 ... Variable resistance part, 7 ... Charge injection means, 8 ... Charge injection member

Claims (9)

静電潜像を担持した像担持体に対向配置され、帯電された導電性トナーを担持搬送するトナー担持体と、このトナー担持体と像担持体との間に現像電界を形成し、この現像電界領域にて像担持体上の静電潜像を、導電性トナーによって現像する現像電界形成手段とを備え、前記導電性トナーには、現像電界において高抵抗に変化し且つ現像電界より大きな電荷注入電界において低抵抗に変化する抵抗可変部を具備させた現像装置において、
前記トナー担持体に対向し、当該トナー担持体に導電性トナーを供給するトナー供給部材を設け、前記トナー担持体とトナー供給部材との間に、現像電界よりも大きな電荷注入電界を作用させ、前記導電性トナーに電荷注入すると共に、当該電荷注入された導電性トナーを、前記トナー担持体に担持させることを特徴とする現像装置。
A developing electric field is formed between the toner carrier, which is disposed opposite to the image carrier carrying the electrostatic latent image, and carries the charged conductive toner, and the toner carrier and the image carrier. A developing electric field forming means for developing the electrostatic latent image on the image bearing member with an electroconductive toner in an electric field region, and the electroconductive toner has a charge that changes to a high resistance in the developing electric field and is larger than the developing electric field. In a developing device having a resistance variable portion that changes to a low resistance in an injection electric field,
A toner supply member that faces the toner carrier and supplies conductive toner to the toner carrier is provided, and a charge injection electric field larger than a developing electric field acts between the toner carrier and the toner supply member. A developing device characterized in that charge is injected into the conductive toner and the charged toner is carried on the toner carrier.
前記トナー供給部材は、導電性のフォームロールからなることを特徴とする請求項1記載の現像装置。 The developing device according to claim 1, wherein the toner supply member is made of a conductive foam roll. 前記トナー供給部材は、表面に研磨面を形成した導電性ロールからなることを特徴とする請求項1記載の現像装置。 The developing device according to claim 1, wherein the toner supply member is made of a conductive roll having a polished surface formed on a surface thereof. 前記トナー担持体とトナー供給部材は、接触又は微小間隙を介して対向することを特徴とする請求項1記載の現像装置。 The developing device according to claim 1, wherein the toner carrier and the toner supply member are opposed to each other through contact or a minute gap. 静電潜像を担持した像担持体に対向配置され、帯電された導電性トナーを担持搬送するトナー担持体と、このトナー担持体と像担持体との間に現像電界を形成し、この現像電界領域にて像担持体上の静電潜像を、導電性トナーによって現像する現像電界形成手段とを備え、前記導電性トナーには、現像電界において高抵抗に変化し且つ現像電界より大きな電荷注入電界において低抵抗に変化する抵抗可変部を具備させた現像装置において、
前記トナー担持体に対向配置される電荷注入部材を有し、前記トナー担持体の表面に担持された導電性トナーを挟んで、前記トナー担持体と電荷注入部材との間に、現像電界よりも大きな電荷注入電界を作用させ、前記導電性トナーに電荷注入することを特徴とする現像装置。
A developing electric field is formed between the toner carrier, which is disposed opposite to the image carrier carrying the electrostatic latent image, and carries the charged conductive toner, and the toner carrier and the image carrier. A developing electric field forming means for developing the electrostatic latent image on the image bearing member with an electroconductive toner in an electric field region, and the electroconductive toner has a charge that changes to a high resistance in the developing electric field and is larger than the developing electric field. In a developing device having a resistance variable portion that changes to a low resistance in an injection electric field,
A charge injection member disposed opposite to the toner carrier, and a conductive toner carried on the surface of the toner carrier sandwiching the conductive toner between the toner carrier and the charge injection member; A developing device, wherein a large electric charge injection electric field is applied to inject electric charges into the conductive toner.
前記トナー担持体は、表面に研磨面を形成したロールからなることを特徴とする請求項5記載の現像装置。 6. The developing device according to claim 5, wherein the toner carrying member comprises a roll having a polished surface formed on a surface thereof. 前記電荷注入部材は、導電性ロールからなることを特徴とする請求項5記載の現像装置。 The developing device according to claim 5, wherein the charge injection member is made of a conductive roll. 前記電荷注入部材は、導電性ゴムを接着した導電板からなることを特徴とする請求項5記載の現像装置。 6. The developing device according to claim 5, wherein the charge injection member is made of a conductive plate to which conductive rubber is bonded. 前記トナー担持体は、表面が絶縁化された導電性ロールからなることを特徴とする請求項1又は5記載の現像装置。 6. The developing device according to claim 1, wherein the toner carrying member is made of a conductive roll whose surface is insulated.
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