JP2007121567A - Developing device and image forming apparatus using same - Google Patents

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正太 大場
Yoshifumi Ozaki
善史 尾崎
Masahiro Ando
雅宏 安藤
Akihiko Noda
明彦 野田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developing device capable of suppressing the occurrence of a ghost due to the developing hysteresis of a developer carrier by noticing the surface of the developer carrier that holds and carries toner as one-component developer, and to provide an image forming apparatus using the developing device. <P>SOLUTION: The developing device includes a developing housing 2 with an opening formed facing an image carrier 1 on which an electrostatic latent image is carried, capable of storing the toner, and the developer carrier 3 arranged facing the opening of the developing housing 2 and also, capable of holding and carrying the toner on the outer peripheral surface. Regarding the surface roughness of the developer carrier 3, the arithmetic mean roughness (Ra) is ≥1.5μm, and also, the arithmetic mean slope (Δa) is ≥0.1 and ≤0.4. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、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、一成分現像剤(トナー)を用いた現像装置及びこれを用いた画像形成装置の改良に関する。   The present invention relates to a developing device used in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, and more particularly, to a developing device using a one-component developer (toner) and an image forming apparatus using the developing device.

一般に、電子写真方式等の画像形成装置で用いられる現像装置としてトナーのみを用いる一成分現像方式では、現像ロールにてトナーを担持搬送した後、感光体と対向する現像領域にて現像ロール上のトナーを感光体へ飛翔させ、感光体上に形成された静電潜像を可視像化する(現像工程)方式が採られる。このとき、このような現像工程を経過した後の現像ロール上には、静電潜像に対応してトナーが消費された部分と消費されなかった部分とが生じる(現像履歴)。このような現像履歴は、通常、次のトナー供給工程並びにトナー層規制工程にて解消され、現像ロール上には再び一様なトナー層が形成されて次の現像工程がなされるようになり、ゴースト等の現像履歴に起因する画像欠陥は生じないようになっている。   In general, in a one-component developing method using only toner as a developing device used in an image forming apparatus such as an electrophotographic method, the toner is carried and conveyed by the developing roll, and then on the developing roll in the developing area facing the photoreceptor. A system is employed in which toner is allowed to fly to the photoreceptor, and the electrostatic latent image formed on the photoreceptor is visualized (development process). At this time, a portion where the toner is consumed and a portion where the toner is not consumed are generated corresponding to the electrostatic latent image (development history) on the developing roll after passing through such a developing step. Such a development history is usually eliminated in the next toner supplying step and the toner layer regulating step, and a uniform toner layer is formed again on the developing roll, and the next developing step is performed. Image defects caused by development history such as ghosts are not caused.

一方、最近の画像形成装置に求められる高速化、高画質化の要請により、使用されるトナーとして低温定着性が良好なポリエステル樹脂を用いた磁性トナーが提案され、更にトナー径も小径化の方向にある。
このようなポリエステル樹脂を用いた磁性トナーあるいは小径化したトナーは、例えばポリエステル樹脂の極性基による作用や、小径化による作用によってトナー自体の凝集性が強くなり、現像ロール上に固着され易くなる。そのため、現像後、トナーが消費されなかった部分(非画像部に相当)ではトナーが現像ロール上に固着され易く表層の一部のトナーのみが次の新たなトナーと入れ替わり、トナーが消費された部分(画像部に相当)ではほぼ全量のトナーが次の新たなトナーに入れ替わるようになる。現像ロール上でこのように部分的に入れ替わり量が異なるトナー層が次の現像工程に至ると、新たなトナーにほぼ全量入れ替わった部位での現像効率の方が高くなり、ゴースト(現像履歴による濃度差)が現れるようになる(特に、このゴーストは、ベタ画像を形成した後にハーフトーン画像を形成する際に顕著に確認されるようになる)。
On the other hand, due to the recent demand for higher speed and higher image quality required for image forming apparatuses, magnetic toners using polyester resin with good low-temperature fixability have been proposed as the toner to be used, and the toner diameter is also becoming smaller. It is in.
Such a magnetic toner using a polyester resin or a toner having a reduced diameter has, for example, a strong cohesiveness due to the action of the polar group of the polyester resin or the action of reducing the diameter, and is easily fixed on the developing roll. Therefore, after development, in the portion where the toner is not consumed (corresponding to the non-image portion), the toner is easily fixed on the developing roll, and only a part of the toner on the surface layer is replaced with the next new toner, and the toner is consumed. In the portion (corresponding to the image portion), almost the entire amount of toner is replaced with the next new toner. When a toner layer having a partially replaced amount on the developing roll reaches the next developing step, the developing efficiency becomes higher at the portion where almost all of the toner has been replaced with new toner, and the ghost (the density due to the development history) (In particular, this ghost is noticeable when a halftone image is formed after a solid image is formed).

特開平10−90995号公報(実施例、表1)JP-A-10-90995 (Examples, Table 1)

このような問題に対し、現像ロール周面に所定の表面処理を施してゴーストの低減を図ろうとする提案がなされている(特許文献1参照)。この特許文献1では、現像ロール周面に樹脂層をコーティングし、その樹脂層はトナー径より大きな凹凸と小さな凹凸とで構成され、大きな凹凸はその算術平均粗さがRaで1.3〜1.8μm、小さな凹凸は有効線長さSRlrが104%以下であることが示されている。しかしながら、凹凸の有効線長さSRlrでは、例えば表面粗さの粗さ曲線において、凹凸間隔と夫々のピーク高さが異なっても同様の数値が算出される可能性があることから、現像ロールの表面粗さの適切な数値を表し難い。
そこで、本件発明者らは、特願2005−089915にて、現像ロールの表面粗さを表すために、新たに微小エリアの粗さパラメータとして二乗平均平方根粗さRqに着眼し、算術平均粗さRaが1.3μm以上且つ二乗平均平方根粗さRqが0.08μm以下であれば、ゴーストが防げることの提案を行った。
In order to solve such a problem, a proposal has been made to reduce the ghost by applying a predetermined surface treatment to the circumferential surface of the developing roll (see Patent Document 1). In this Patent Document 1, a resin layer is coated on the circumferential surface of the developing roll, and the resin layer is composed of irregularities larger and smaller than the toner diameter, and the large irregularities have an arithmetic average roughness Ra of 1.3 to 1. It is shown that the effective line length SRlr is 104% or less for small irregularities of .8 μm. However, in the effective line length SRlr of the unevenness, for example, in the roughness curve of the surface roughness, the same numerical value may be calculated even if the unevenness interval and each peak height are different. It is difficult to express an appropriate value for the surface roughness.
Therefore, in order to express the surface roughness of the developing roll in Japanese Patent Application No. 2005-089915, the present inventors newly focused on the root mean square roughness Rq as the roughness parameter of the minute area, and calculated the arithmetic average roughness. If Ra is 1.3 μm or more and the root mean square roughness Rq is 0.08 μm or less, it has been proposed that ghosts can be prevented.

この提案では、微小エリアの粗さに着眼したことから、凝集性の強いトナーを用いてもゴーストが防げることが確認されたが、二乗平均平方根粗さRqは粗さ曲線を二乗している分、微小エリアの表面形状を直接評価していないために不十分な虞もある。
本発明は、このような技術的課題を解決するためのものであり、一成分現像剤のトナーを担持搬送する現像剤担持体の表面に着目し、現像剤担持体での現像履歴によるゴーストの発生を抑制した現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供するものである。
In this proposal, since the focus was on the roughness of a minute area, it was confirmed that ghosting could be prevented even with a toner having strong cohesiveness. However, the root mean square roughness Rq is equivalent to the square of the roughness curve. In addition, since the surface shape of the minute area is not directly evaluated, there is a possibility that it is insufficient.
The present invention is for solving such technical problems, and pays attention to the surface of the developer carrying member carrying and transporting the toner of the one-component developer, and the ghosting due to the development history in the developer carrying member. It is an object of the present invention to provide a developing device in which generation is suppressed and an image forming apparatus using the developing device.

本件発明者らは、現像剤担持体にて担持搬送されるトナーが小径サイズの場合について更に検討を行い、現像剤担持体周面の表面粗さは、トナーの搬送を確保するための所定の範囲内の大きな凹凸形状が必要で、かつ、これらの凹凸は、トナーが固着し難い凹凸形状になっていることが必要であり、トナーの固着に対しては凹凸の夫々の微小部分の傾斜が急峻になるとトナーが残留し易くなるとの予想の下、新たな粗さパラメータとして算術平均傾斜Δaに着眼し、本件発明を見出すに至った。   The present inventors have further studied the case where the toner carried and conveyed by the developer carrying member has a small diameter, and the surface roughness of the peripheral surface of the developer carrying member is a predetermined value for ensuring toner conveyance. Large irregularities within the range are required, and these irregularities need to have an irregular shape that makes it difficult for the toner to adhere to the toner. Under the expectation that the toner is likely to remain when it becomes steep, the present invention has been found by focusing on the arithmetic average slope Δa as a new roughness parameter.

すなわち、本件発明は、図1に示すように、静電潜像が担持される像担持体1に対向して開口し且つトナーが収容可能な現像ハウジング2と、現像ハウジング2の開口に面して配設され且つ外周面にてトナーが担持搬送可能な現像剤担持体3とを備え、現像剤担持体3は、算術平均粗さ(Ra)が1.5μm以上であり、かつ、算術平均傾斜(Δa)が0.1以上0.4以下の表面粗さを具備することを特徴とするものである。   That is, as shown in FIG. 1, the present invention faces a developing housing 2 that opens opposite to an image carrier 1 on which an electrostatic latent image is carried and can store toner, and faces the opening of the developing housing 2. And a developer carrier 3 capable of carrying and transporting toner on the outer peripheral surface. The developer carrier 3 has an arithmetic average roughness (Ra) of 1.5 μm or more and an arithmetic average. The inclination (Δa) has a surface roughness of 0.1 or more and 0.4 or less.

このような技術的手段において、現像剤担持体3としてはトナーを担持しうるものであればよく、例えばトナーが磁性を有する態様においては、現像剤担持体3としては非磁性スリーブの内部に磁界発生手段を備えた構成が挙げられる。また、現像剤担持体3と像担持体1とは、接触してもよいし、非接触配置されてもよく、互いの回転方向は、接触配置にあっては対向部位で同方向(With方向)、非接触配置にあっては対向部位で同方向(With方向)でもよいし、反対方向(Against方向)であっても差し支えない。   In such technical means, the developer carrier 3 may be any material that can carry toner. For example, in a mode in which the toner has magnetism, the developer carrier 3 has a magnetic field inside the non-magnetic sleeve. The structure provided with the generating means is mentioned. Further, the developer carrier 3 and the image carrier 1 may be in contact with each other, or may be arranged in a non-contact manner, and the rotation directions of the developer carrier 3 and the image carrier 1 are the same direction (With direction) at the opposite portion in the contact arrangement. In the non-contact arrangement, the opposite direction may be the same direction (With direction) or the opposite direction (Against direction).

更に、本発明にいう算術平均粗さ(Ra)は、JIS B0601−1994に準拠して算出されるものであり、一方、算術平均傾斜(Δa)は、微小領域の表面粗さを示すもので、粗さ測定曲線の線分の傾き(角度)の絶対値を求め、その値を平均化したものとして算出される。特に、算術平均傾斜Δaは、具体的には、表面粗さの測定ピッチを0.15μm、高さ方向の分解能を0.01μmにて測定し、得られた波形をフーリエ変換し、トナー粒径以上の長周波成分をカットし、更に各点を5点加重平均したものに対して求めたものである。   Further, the arithmetic average roughness (Ra) referred to in the present invention is calculated in accordance with JIS B0601-1994, while the arithmetic average slope (Δa) indicates the surface roughness of a minute region. The absolute value of the slope (angle) of the line segment of the roughness measurement curve is obtained and calculated as an average of the values. In particular, the arithmetic average slope Δa is measured by measuring the surface roughness measurement pitch of 0.15 μm and the height direction resolution of 0.01 μm, and subjecting the obtained waveform to Fourier transform to obtain the toner particle size. The above long frequency component was cut, and each point was calculated for a weighted average of 5 points.

ここで、表面粗さに関する呼称の差異について説明する。図2(a)〜(c)は、(a)が算術平均粗さRa、(b)が算術平均傾斜Δa、(c)が二乗平均平方根粗さRqを説明するものであり、(a)では、算術平均粗さRaが粗さ測定曲線y=f(x)の絶対値を基準長さに亘って平均化した値であることが示されている。また、(b)では、粗さ測定曲線y=f(x)の微小傾斜(Δy/Δx)が示され、算術平均傾斜Δaは、この微小傾斜の絶対値を基準長さに亘って平均化した値となっている。更に、(c)では、粗さ測定曲線y=f(x)の二乗をしたy=f(x)を基準長さに亘って平均化した値が二乗平均平方根粗さRqの二乗値(Rq)であることが示されている。
このように、表面粗さを表す粗さパラメータは、必ずしも一様な傾向を表すものではなく、適宜選択して使用する方が、却って適切な表面粗さを表すことができるようにもなる。
Here, the difference in the designation regarding the surface roughness will be described. 2A to 2C illustrate (a) the arithmetic average roughness Ra, (b) the arithmetic average slope Δa, and (c) the root mean square roughness Rq. (A) Shows that the arithmetic average roughness Ra is a value obtained by averaging the absolute value of the roughness measurement curve y = f (x) over a reference length. Further, (b) shows a minute slope (Δy / Δx) of the roughness measurement curve y = f (x), and the arithmetic average slope Δa is obtained by averaging the absolute value of this minute slope over a reference length. It is the value. Further, in (c), a value obtained by averaging y = f 2 (x) obtained by squaring the roughness measurement curve y = f (x) over the reference length is a square value of the root mean square roughness Rq ( Rq 2 ).
As described above, the roughness parameter representing the surface roughness does not necessarily represent a uniform tendency, and an appropriate surface roughness can be represented on the contrary by appropriately selecting and using.

本発明においては、現像剤担持体3の表面粗さとして、算術平均粗さRaが1.5μm以上であり、かつ、算術平均傾斜Δaが0.1以上0.4以下としたので、現像剤担持体3によるトナーの搬送性も良好で、また、現像剤担持体3上へのトナー固着を抑制することができ、凝集性の高いトナーを使用するに際してもゴーストの発生を抑制することができるようになる。   In the present invention, as the surface roughness of the developer carrier 3, the arithmetic average roughness Ra is 1.5 μm or more and the arithmetic average slope Δa is 0.1 or more and 0.4 or less. The transportability of the toner by the carrier 3 is good, the toner sticking to the developer carrier 3 can be suppressed, and the occurrence of ghost can be suppressed even when the toner having a high aggregation property is used. It becomes like this.

更に、本発明では、現像剤担持体3は、その周面の凹凸の平均間隔(Sm)が150μm以上300μm以下とすることが好ましく、これによれば、上述した算術平均粗さRaと凹凸の平均間隔Smによって、より適切なトナー搬送性能が確保されるようになる。尚、この凹凸の平均間隔Smは、前述の算術平均粗さRaと同様に、JIS B0601−1994に準拠して測定される。   Furthermore, in the present invention, the developer carrier 3 preferably has an average interval (Sm) of irregularities on the peripheral surface of 150 μm or more and 300 μm or less. According to this, the arithmetic average roughness Ra and the irregularities described above More appropriate toner conveyance performance is ensured by the average interval Sm. In addition, the average interval Sm of the unevenness is measured according to JIS B0601-1994, similarly to the arithmetic average roughness Ra described above.

本発明において、上述した表面粗さを形成するには、現像剤担持体3の周面は、ブラスト処理によって粗面化された上に、金属めっき層が積層されていることが好ましく、ブラスト処理によって周面を適度に粗面化することで、適度な表面粗さを確保できると共に、めっき層の密着性も向上するようになる。このとき、金属めっき層としては、特に限定されないが、例えばステップカバレージも考慮すると無電解ニッケルめっきが好適である。尚、めっきとしては、化学的めっき法に限らず、物理的めっき法に依っても差し支えない。
また、ブラスト材としては、ガラス系、セラミックス系、金属系、樹脂系メディア等限定されないが、所望の表面粗さ(凹凸面)を得る観点から粒度#40〜#100(粒径500μm〜150μm)相当品の球形粒子が好ましい。
In the present invention, in order to form the above-described surface roughness, it is preferable that the peripheral surface of the developer carrier 3 is roughened by blasting and a metal plating layer is laminated. Thus, by appropriately roughening the peripheral surface, it is possible to ensure an appropriate surface roughness and improve the adhesion of the plating layer. At this time, although it does not specifically limit as a metal plating layer, For example, when step coverage is also considered, electroless nickel plating is suitable. The plating is not limited to the chemical plating method and may be based on a physical plating method.
The blasting material is not limited to glass, ceramics, metal, resin-based media, etc., but particle size # 40 to # 100 (particle size 500 μm to 150 μm) from the viewpoint of obtaining a desired surface roughness (uneven surface). Equivalent spherical particles are preferred.

更に、本発明では、図1に示すように、現像剤担持体3と像担持体1との対向部位より現像剤担持体3の回転方向上流側には、当該現像剤担持体3と離間配置され且つ現像剤担持体3上のトナーの層規制を行う層規制部材4を備え、層規制部材4は、現像剤担持体3への押し当て圧が0.59N/cm(60gf/cm)以下になるように設定することが好ましく、この場合、層規制部材4による押し当て圧を小さくすることで、トナーの劣化を防ぐと共に現像剤担持体3の周面の表面粗さを抑えても、良好なトナーの搬送が実現できるようになる。   Further, in the present invention, as shown in FIG. 1, the developer carrier 3 is disposed away from the developer carrier 3 on the upstream side in the rotation direction of the developer carrier 3 from the facing portion between the developer carrier 3 and the image carrier 1. And a layer regulating member 4 for regulating the toner layer on the developer carrier 3, and the layer regulating member 4 has a pressing pressure against the developer carrier 3 of 0.59 N / cm (60 gf / cm) or less. In this case, by reducing the pressing pressure by the layer regulating member 4, it is possible to prevent toner deterioration and suppress the surface roughness of the peripheral surface of the developer carrier 3. Good toner conveyance can be realized.

また、現像剤担持体3にて担持搬送されるトナーは、現像剤担持体3による搬送力を向上させ、高速プロセスへの適用を図る観点から、磁性を有するものであることが好ましい。更に、高画質化を図る観点から、トナーは重合法によって作製された球形トナーであることが好ましい。特に、本発明は、現像剤担持体3の周面の表面粗さを調整したので、球形トナーを使用する際に好適である。
そして、本発明は、上述した現像装置に限られるものではなく、これらの現像装置を用いた画像形成装置をも対象とする。
Further, the toner carried and conveyed by the developer carrier 3 is preferably one having magnetism from the viewpoint of improving the conveyance force of the developer carrier 3 and applying it to a high-speed process. Further, from the viewpoint of achieving high image quality, the toner is preferably a spherical toner produced by a polymerization method. In particular, the present invention is suitable when spherical toner is used because the surface roughness of the peripheral surface of the developer carrier 3 is adjusted.
The present invention is not limited to the above-described developing device, but also targets an image forming apparatus using these developing devices.

本発明によれば、トナーが収容可能な現像ハウジングと、現像ハウジングの開口に面して配設され且つ外周面にてトナーが担持搬送可能な現像剤担持体とを備え、現像剤担持体の表面粗さとして算術平均粗さ(Ra)が1.5μm以上であり、かつ、算術平均傾斜(Δa)が0.1以上0.4以下の範囲になるようにしたので、現像剤担持体によるトナーの搬送性が良好に確保されると共に、凝集性の高いトナーを使用する際にもトナーの固着を防ぐことができ、ゴースト等の画像欠陥の発生を抑えることができるようになる。   According to the present invention, there is provided a developing housing that can store toner, and a developer carrying member that faces the opening of the developing housing and that can carry and carry toner on the outer peripheral surface thereof. Since the arithmetic average roughness (Ra) is 1.5 μm or more as the surface roughness and the arithmetic average inclination (Δa) is in the range of 0.1 to 0.4, it depends on the developer carrier. In addition to ensuring good toner transportability, it is possible to prevent toner from sticking even when toner having high cohesiveness is used, and to suppress occurrence of image defects such as ghosts.

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図3は、本発明が適用された現像装置を含む画像形成装置の実施の形態を示す。同図において、符号21は、矢印方向に回転し、表面に有機光導電層を含む感光体ドラムであり、この感光体ドラム21はコロトロン等の帯電装置22によって帯電され、レーザ書込装置等の露光装置23によって静電潜像が形成される。この静電潜像は、感光体ドラム21の光の当たった部分の表面電位が低下し、光の当たっていない高電位部分とのコントラストによる電位画像として形成される。また、現像装置30は、現像ハウジング31内に着色粒子であるトナーが収容され、現像ロール32にトナーを担持させ、この現像ロール32にバイアス電源25からの現像バイアスを印加することで、現像ロール32側を静電潜像の高電位部と低電位部との中間電位に保持し、感光体ドラム21上の静電潜像の画像部を帯電されたトナーにて現像するようにしたものである。更に、転写装置26は、例えば感光体ドラム21に接触配置される転写ロールにて構成され、バイアス電源27によって感光体ドラム21上のトナー像が引き付けられる方向の転写バイアスが印加されることで、感光体ドラム21上のトナー像を記録材28に転写させるようにしたものである。また、感光体ドラム21上に残留したトナーは、例えばドクターブレード式のクリーニング装置29によって除去される。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
FIG. 3 shows an embodiment of an image forming apparatus including a developing device to which the present invention is applied. In the figure, reference numeral 21 denotes a photosensitive drum that rotates in the direction of the arrow and includes an organic photoconductive layer on the surface. The photosensitive drum 21 is charged by a charging device 22 such as a corotron, and the like. An electrostatic latent image is formed by the exposure device 23. This electrostatic latent image is formed as a potential image based on a contrast with a high potential portion not exposed to light because the surface potential of the portion of the photosensitive drum 21 exposed to light is lowered. Further, the developing device 30 stores toner, which is colored particles, in the developing housing 31, carries the toner on the developing roll 32, and applies a developing bias from the bias power source 25 to the developing roll 32, thereby developing the developing roll. The side 32 is held at an intermediate potential between the high potential portion and the low potential portion of the electrostatic latent image, and the image portion of the electrostatic latent image on the photosensitive drum 21 is developed with charged toner. is there. Further, the transfer device 26 is configured by, for example, a transfer roll disposed in contact with the photoconductive drum 21, and a transfer bias in a direction in which the toner image on the photoconductive drum 21 is attracted by the bias power source 27 is applied. The toner image on the photosensitive drum 21 is transferred to the recording material 28. The toner remaining on the photosensitive drum 21 is removed by, for example, a doctor blade type cleaning device 29.

また、本実施の形態では、感光体ドラム21上のトナー像が転写された記録材28は、定着装置50に搬送され、この定着装置50によりトナー像が記録材28に定着される。定着装置50は、例えばヒートロール方式が採られ、加熱ロール51と加圧ロール52とを有し、この加熱ロール51と加圧ロール52との間に記録材28を通過させることによりトナー像を記録材28に定着するようになっている。   In this embodiment, the recording material 28 onto which the toner image on the photosensitive drum 21 is transferred is conveyed to the fixing device 50, and the toner image is fixed to the recording material 28 by the fixing device 50. The fixing device 50 employs, for example, a heat roll method, and includes a heating roll 51 and a pressure roll 52, and a toner image is obtained by passing the recording material 28 between the heating roll 51 and the pressure roll 52. It is fixed on the recording material 28.

本実施の形態における現像装置30は、図4に示すように、感光体ドラム21に向かって開口する現像ハウジング31を有し、この現像ハウジング31の開口に面して現像ロール32を配設し、現像ハウジング31の開口上縁には現像ロール32表面のトナー層を規制する層規制部材33を設けたものである。また、現像ハウジング31は、現像ハウジング31の一部で構成される仕切壁31aを境に、現像ロール32が収容される現像室34と、この現像室34の背後でトナーを収容するトナー室35とに分かれて構成されている。トナー室35には、収容されたトナーが撹拌されるアジテータ36を有し、このアジテータ36は、例えば回転体の一部に可撓性フィルムを付けたもので、トナー室35内のトナーを現像室34側へ掻き出すようにしたものである。   As shown in FIG. 4, the developing device 30 in the present embodiment has a developing housing 31 that opens toward the photosensitive drum 21, and a developing roll 32 is disposed facing the opening of the developing housing 31. A layer regulating member 33 that regulates the toner layer on the surface of the developing roll 32 is provided on the upper edge of the opening of the developing housing 31. The developing housing 31 has a developing wall 34 in which a developing roll 32 is accommodated, and a toner chamber 35 in which toner is accommodated behind the developing chamber 34, with a partition wall 31 a formed as a part of the developing housing 31 as a boundary. It is divided into and. The toner chamber 35 has an agitator 36 in which the contained toner is agitated. The agitator 36 has a flexible film attached to a part of a rotating body, for example, and develops toner in the toner chamber 35. This is scraped to the chamber 34 side.

また、本実施の形態では低温定着可能なポリエステル樹脂系磁性トナーを使用していることから、現像ロール32は、内部に複数の磁極が固定配置された磁石体32bと、磁石体32bの周囲に回転可能に設けられた非磁性スリーブ32aとで構成されており、そのため、トナーがスリーブ32a周面に沿って搬送されるようになっている。そして、本実施の形態では、現像ロール32と感光体ドラム21とは、対向する部位で互いに同方向(With方向)に接触回転するように配設されている。尚、磁石体32bの磁極配置は、現像室34内のトナーがスリーブ32a上を搬送されるようになっていれば、磁極数や配置は適宜選定して差し支えない。   In this embodiment, since the polyester resin magnetic toner that can be fixed at low temperature is used, the developing roll 32 includes a magnet body 32b in which a plurality of magnetic poles are fixedly disposed, and a magnet body 32b around the magnet body 32b. The non-magnetic sleeve 32a is rotatably provided, so that the toner is conveyed along the circumferential surface of the sleeve 32a. In the present embodiment, the developing roll 32 and the photosensitive drum 21 are disposed so as to rotate in contact with each other in the same direction (with direction) at opposing portions. As for the magnetic pole arrangement of the magnet body 32b, the number and arrangement of the magnetic poles may be appropriately selected as long as the toner in the developing chamber 34 is conveyed on the sleeve 32a.

更に、層規制部材33は、現像ハウジング31に一端が固定された板ばね材33aと、この板ばね材33aの自由端側に貼り付けられたゴム部材33bから構成され、板ばね材33aによる現像ロール32への押し当て圧が線圧として0.59N/cm(60gf/cm)以下になるように調整され、スリーブ32a上のトナーに所定の帯電量を付与すると共に所定のトナー薄層を形成するようになっている。このときゴム部材33bとしては、例えばウレタンゴムやシリコーンゴム等が使用される。尚、層規制部材33としてはこのような構成に限らず、スリーブ32a上のトナーに所定の帯電量を付与し、所定のトナー層厚を形成できるものであれば適宜選定するようにしてもよい。   Further, the layer regulating member 33 includes a leaf spring material 33a having one end fixed to the developing housing 31 and a rubber member 33b attached to the free end side of the leaf spring material 33a. The pressure applied to the roll 32 is adjusted so that the linear pressure is 0.59 N / cm (60 gf / cm) or less, and a predetermined charge amount is applied to the toner on the sleeve 32a and a predetermined toner thin layer is formed. It is supposed to do. At this time, as the rubber member 33b, for example, urethane rubber or silicone rubber is used. The layer regulating member 33 is not limited to such a configuration, and may be appropriately selected as long as it can apply a predetermined charge amount to the toner on the sleeve 32a and form a predetermined toner layer thickness. .

そして、特に、本実施の形態におけるスリーブ32aは、アルミニウム基材の表面にブラスト処理を行って所定の表面粗さにした後、金属めっき層としてニッケルめっきを施したものである。
ブラスト処理は、吹き付ける球形状のガラスビーズの大きさを粒度#40〜#100(粒径500μm〜150μm)相当品を使用し、算術平均粗さRa(JIS B0601−1994に準拠)が1.5μm以上になるようにしている。
また、ニッケルめっきは、例えば亜鉛置換を行った後、表面のステップカバレージが良好な無電解光沢ニッケルめっきを行い、所定の表面粗さ(微小エリアの表面粗さ)として、算術平均傾斜Δa(詳細は後述する)が0.1〜0.4の範囲内になるようにめっき条件を調整している。このとき、例えばP含有量等を調整することで、析出膜が非磁性を呈するようになっている。尚、本実施の形態では、スリーブ32aの表面処理としてニッケルめっき層を用いたが、これに限定されず、非磁性且つ所定の表面性を備えるものであれば、他の金属めっき層であっても差し支えない。
In particular, the sleeve 32a in the present embodiment is obtained by performing a blasting process on the surface of the aluminum base material to obtain a predetermined surface roughness and then performing nickel plating as a metal plating layer.
In the blasting process, spherical glass beads to be blown are used in a size equivalent to particle size # 40 to # 100 (particle size 500 μm to 150 μm), and arithmetic average roughness Ra (based on JIS B0601-1994) is 1.5 μm. That's it.
In addition, for example, after nickel replacement, nickel plating is performed by electroless bright nickel plating with good surface step coverage, and the arithmetic average slope Δa (details) as a predetermined surface roughness (surface roughness of a minute area) Is adjusted to be within the range of 0.1 to 0.4. At this time, for example, by adjusting the P content and the like, the deposited film exhibits nonmagnetic properties. In this embodiment, the nickel plating layer is used as the surface treatment of the sleeve 32a. However, the present invention is not limited to this, and any other metal plating layer may be used as long as it is nonmagnetic and has a predetermined surface property. There is no problem.

次に、めっき処理後のスリーブ32aの表面粗さについて説明する。本実施の形態では、めっき処理後のスリーブ32aの表面粗さは、上述したJIS B0601−1994に準拠した算術平均粗さRaが1.5μm以上であり、また、凹凸の平均間隔Smが150〜300μmの範囲内になるようになっている。更に、算術平均傾斜Δaが0.1〜0.4の範囲内になるようにしているが、算術平均傾斜Δaは、次のようにして求めたものである。
KEYENCE社製レーザ顕微鏡VK−8500にて、2000倍の倍率でスリーブ32a表面のプロファイル(粗さ測定曲線に相当)を求める。そして、その線分の傾きの絶対値を求め平均化することで、算術平均傾斜Δaとした。具体的には、表面粗さの測定ピッチを0.15μm、高さ方向の分解能を0.01μmにて測定し、得られた波形(粗さ測定曲線に相当)をフーリエ変換し、トナー粒径以上の長周波成分をカットしてうねり成分を除去した後、更に各点を5点加重平均したものに対し求めた。尚、JIS B0601−2001の局部傾斜を求める式(dZ/dx)を参考に各サンプリング点での傾きを算出した。
このとき、うねり成分の除去としてフーリエ変換したのは、表面の微細な凹凸のみを抽出するために必要なものであり、また、5点加重平均は測定精度を落としすぎることなく測定装置の検出ばらつきを補正することを目的に行った。
Next, the surface roughness of the sleeve 32a after the plating process will be described. In the present embodiment, the surface roughness of the sleeve 32a after the plating treatment is such that the arithmetic average roughness Ra based on the above-mentioned JIS B0601-1994 is 1.5 μm or more, and the average interval Sm of the irregularities is 150 to 150 μm. It is in the range of 300 μm. Further, the arithmetic average slope Δa is set within the range of 0.1 to 0.4, and the arithmetic average slope Δa is obtained as follows.
A profile of the surface of the sleeve 32a (corresponding to a roughness measurement curve) is obtained at a magnification of 2000 with a laser microscope VK-8500 manufactured by KEYENCE. Then, the absolute value of the slope of the line segment was obtained and averaged to obtain the arithmetic average slope Δa. Specifically, the surface roughness measurement pitch is 0.15 μm, the height resolution is 0.01 μm, and the obtained waveform (corresponding to the roughness measurement curve) is Fourier transformed to obtain the toner particle size. After the above long frequency component was cut and the undulation component was removed, each point was further obtained by averaging five points. The slope at each sampling point was calculated with reference to the formula (dZ i / dx) for obtaining the local slope of JIS B0601-2001.
At this time, the Fourier transform was performed as the removal of the undulation component, which is necessary for extracting only the fine irregularities on the surface, and the five-point weighted average does not reduce the measurement accuracy too much, and the detection variation of the measurement apparatus. The purpose was to correct.

次に、本実施の形態における画像形成装置の作動を、現像装置30を中心に説明する。
図4において、トナー室35からアジテータ36によって掻き出されたトナーは、現像室34内に導かれる。現像室34内のトナーは、現像ロール32の磁石体32bの磁極によって吸引され、スリーブ32aの回転に伴ってそのまま現像ロール32側に吸着されて搬送される。そして、層規制部材33によってスリーブ32a上のトナーは、所定の層厚並びに帯電量に調整された後、現像ロール32と感光体ドラム21との対向部位の現像領域にて、バイアス電源25による現像バイアスの作用によって感光体ドラム21上の静電潜像を可視像化する(現像する)。以上のように現像サイクルが実施される。
Next, the operation of the image forming apparatus in the present embodiment will be described with a focus on the developing device 30.
In FIG. 4, the toner scraped from the toner chamber 35 by the agitator 36 is guided into the developing chamber 34. The toner in the developing chamber 34 is attracted by the magnetic poles of the magnet body 32b of the developing roll 32, and is attracted and conveyed to the developing roll 32 side as it is rotated by the sleeve 32a. Then, the toner on the sleeve 32 a is adjusted to a predetermined layer thickness and charge amount by the layer regulating member 33, and then developed by the bias power source 25 in the developing region at the opposite portion between the developing roll 32 and the photosensitive drum 21. The electrostatic latent image on the photosensitive drum 21 is visualized (developed) by the action of the bias. The development cycle is performed as described above.

本実施の形態では、現像ロール32表面のスリーブ32aは、その表面粗さを上述したように、算術平均粗さRaが1.5μm以上であり、凹凸の平均間隔Smが150〜300μmの範囲内であり、算術平均傾斜Δaが0.1〜0.4の範囲内になるように調整したので、現像ロール32によるトナー搬送力が確保されると共に、層形成時にスリーブ32a上をトナーが滑りやすく、凝集性が強いトナーを使用してもスリーブ32a上にトナーが固着され難い。そのため、現像においてトナーが消費された部分(画像部に相当)とトナーが消費されなかった部分(非画像部に相当)とが混在しても、現像室34内のトナーと摺擦することでスリーブ32a表面から掻き落とされ易く、次の現像時には均一なトナーの薄層が形成された状態が維持されるようになる。そのため、現像履歴によるゴーストの発生を抑制することができるようになる。   In the present embodiment, the sleeve 32a on the surface of the developing roll 32 has an arithmetic average roughness Ra of 1.5 μm or more and an average interval Sm between 150 to 300 μm as described above. Since the arithmetic average inclination Δa is adjusted to be in the range of 0.1 to 0.4, the toner conveying force by the developing roll 32 is ensured, and the toner easily slips on the sleeve 32a when forming the layer. Even when a toner having strong cohesion is used, the toner is hardly fixed on the sleeve 32a. Therefore, even if a portion where the toner is consumed (corresponding to the image portion) and a portion where the toner is not consumed (corresponding to the non-image portion) are mixed in the development, the toner is rubbed with the toner in the developing chamber 34. It is easily scraped off from the surface of the sleeve 32a, and a state where a uniform thin toner layer is formed is maintained at the next development. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of ghost due to the development history.

図5(a)(b)は、本実施の形態における形成画像の一例を示したもので、(a)のように進行方向に沿ったタテベタを出力した後に、(b)のような全面をハーフトーンとした画像を出力しても、ゴーストの発生が抑制されているために、ハーフトーン画像は一様な画像が得られ、ゴーストのような画像欠陥が発生しない。   FIGS. 5A and 5B show an example of a formed image in the present embodiment. After outputting a vertical image along the traveling direction as shown in FIG. 5A, the entire surface as shown in FIG. Even if an image having a halftone is output, since the occurrence of ghost is suppressed, a uniform image is obtained as the halftone image, and no image defect such as a ghost occurs.

一方、算術平均傾斜Δaが0.4を超えるような本実施の形態と異なる表面粗さをスリーブ32aが採った従来の現像装置では、次のような現象が起こるようになる。
すなわち、現像ロールに層規制部材が圧接されている(本実施の形態よりも押し付け圧が大きい)ので、現像ロール周面のトナーはその付着量が規制されて薄層になる。このとき、トナー層は層規制部材によって現像ロール側に押し付けられ、飛翔し難くなっている。これは、トナー層中において、トナーが動き易い部分と動き難い部分とがあり、現像ロール表面近傍ではトナーと現像ロールとの鏡像力や現像ロール表面の粗さによってトナーが移動し難くなり、上層のトナーは動き易いことから、例えば何度も層規制部材を通過した場合(例えば非画像部に相当してトナーが消費されない場合)には、トナー層の下層である現像ロール表面近傍のトナーは入れ替わりが行われず滞留し、度重なる加圧と現像ロールへの付着力によってパッキングされるようになる。
一方、現像領域にて連続的にトナーが消費されると(画像部に相当する)、トナー層の上層のトナーが現像によって消費され、徐々にトナー層下層の凝集も崩され、現像領域では益々トナーが飛翔し易くなる。
このようなトナーの挙動によって、連続的にトナーが消費された部分とそうでない部分とで現像量に差が出るようになり、ゴーストという画像欠陥が発生するようになる。
On the other hand, in the conventional developing device in which the sleeve 32a has a surface roughness different from that of the present embodiment in which the arithmetic average inclination Δa exceeds 0.4, the following phenomenon occurs.
That is, since the layer regulating member is pressed against the developing roll (the pressing pressure is larger than that in the present embodiment), the toner on the circumferential surface of the developing roll is regulated in a thin layer. At this time, the toner layer is pressed against the developing roll side by the layer regulating member and is difficult to fly. In the toner layer, there are a portion where the toner is easy to move and a portion where the toner is difficult to move. For example, when the toner passes through the layer regulating member many times (for example, when the toner is not consumed corresponding to the non-image portion), the toner near the surface of the developing roll, which is the lower layer of the toner layer, It stays without being replaced, and is packed by repeated pressurization and adhesion to the developing roll.
On the other hand, when the toner is continuously consumed in the development area (corresponding to the image portion), the toner in the upper layer of the toner layer is consumed by the development, and the aggregation of the lower layer of the toner layer is gradually broken down. The toner can fly easily.
Due to such behavior of the toner, a difference in development amount appears between a portion where the toner is continuously consumed and a portion where the toner is not consumed, and an image defect called a ghost occurs.

図6(a)(b)は、このゴーストを示したもので、(a)のようなタテベタ画像を出力した後に(b)のようなハーフトーンを出力すると、(a)のタテベタ画像が現像された後の現像ロール上には、タテベタの画像部分ではトナーが消費され、非画像部ではトナーが消費されないようになる。このとき、非画像部に相当する現像ロールの表面近傍では、トナーが凝集し易くなっているため、次の現像時にはトナー層の上層のみが入れ替わるようになる。そのため、トナーが消費された部分とトナーが消費されなかった部分とで、現像量が異なり、(b)のような全面ハーフトーン画像を出力すると、顕著にゴーストとなって現れるようになる。
尚、算術平均傾斜Δaが0.1を下回るようになると、現像ロール表面をトナーが却って滑りすぎ、現像領域へ所定のトナー量を供給することができなくなり、現像の安定性が損なわれると共に、ネガゴーストが発生するようにもなる。
FIGS. 6 (a) and 6 (b) show this ghost. If a halftone as shown in (b) is output after a vertical image as shown in (a) is output, the vertical image as shown in (a) is developed. On the developing roll after this, the toner is consumed in the vertical image portion and the toner is not consumed in the non-image portion. At this time, the toner tends to aggregate near the surface of the developing roll corresponding to the non-image portion, so that only the upper layer of the toner layer is replaced during the next development. For this reason, the development amount differs between the portion where the toner is consumed and the portion where the toner is not consumed, and when a full-tone halftone image as shown in FIG.
When the arithmetic average inclination Δa becomes less than 0.1, the toner slips too much on the surface of the developing roll, so that a predetermined amount of toner cannot be supplied to the developing area, and the stability of development is impaired. Negative ghosts will also be generated.

このようなゴーストを防ぐには、現像ロール上に過剰量のトナーを層形成することで、画像部と非画像部との現像量の差を小さくすることが考えられるが、この場合、トナーの帯電量が不均一になり易く、画像むら等の画質劣化の原因となる。また、層規制部材の押し当て圧を大きくすることで、現像ロール上のトナー層の掻き取り効果を増加させ、強制的にトナー薄層を形成する方法も考えられるが、トナーへのストレスが却って大きくなり、例えばトナーの外添剤の埋まり込みが発生し、却って長期に亘って安定した画像を得ることが困難となる。   In order to prevent such a ghost, it is conceivable to reduce the difference in the development amount between the image portion and the non-image portion by forming an excessive amount of toner on the developing roll. The charge amount is likely to be non-uniform, which causes image quality deterioration such as image unevenness. In addition, a method of forcibly forming a toner thin layer by increasing the pressing force of the layer regulating member to increase the scraping effect of the toner layer on the developing roll is conceivable. For example, toner external additives are buried and it becomes difficult to obtain a stable image over a long period of time.

以上のように、本実施の形態では、現像ロール32の表面粗さに関し、算術平均粗さRaが1.5μm以上とし、更に、トナー粒径相当以上の表面のうねり成分を除去した微細な領域の表面粗さに着眼し、算術平均傾斜Δaを0.1〜0.4の範囲内になるようにしたので、現像ロール32とトナーとの各種拘束力を弱めることができ、現像ロール32表面近傍のトナーも動き易くなり、トナーが凝集するのを抑止することが可能になる。そのため、トナー凝集に伴うゴーストの発生を防ぐことができるようになる。
また、このような表面形状の現像ロール32を用いることで、層規制部材33の押し当て圧を0.59N/cm(60gf/cm)以下にしても均一なトナーの薄層形成が可能になり、トナーに与えるストレスを大幅に低減することができる。そのため、長期に亘って安定した画像を形成することができる。
更に、小粒径のトナーを使用するに際しても、良好な画像が形成可能であり、また、重合法による所謂球形トナーを使用するに際しても、良好な画像が形成できるようになる。
更にまた、現像ロール32表面を金属めっき層で形成したので、例えば従来のような樹脂層と異なり、摩擦摩耗等による表面形状の変形量も小さく、表面形状が長期に亘って維持されるようになり、その結果、例えば感光体ドラム21としてアモルファスシリコンが形成されたものを組み合わせることで、機械的寿命が延び、部品の交換頻度を大幅に低減することも可能になる。
尚、本実施の形態では、微小エリアの表面粗さに着眼したが、例えばJIS B0601による方法では、測定表面への触針によって計測が行われるため、測定針の先端径が数μmもあることから、本実施の形態での算術平均傾斜Δaは測定できないことを付記しておく。
As described above, in the present embodiment, regarding the surface roughness of the developing roll 32, the arithmetic average roughness Ra is set to 1.5 μm or more, and a fine region in which the swell component on the surface corresponding to the toner particle size or more is removed. Since the arithmetic average inclination Δa is in the range of 0.1 to 0.4, the various binding forces between the developing roll 32 and the toner can be weakened, and the surface of the developing roll 32 can be reduced. Nearby toner also becomes easy to move, and toner aggregation can be suppressed. For this reason, it is possible to prevent the occurrence of ghost accompanying toner aggregation.
Further, by using the developing roll 32 having such a surface shape, a uniform toner thin layer can be formed even when the pressing pressure of the layer regulating member 33 is 0.59 N / cm (60 gf / cm) or less. The stress applied to the toner can be greatly reduced. Therefore, a stable image can be formed over a long period.
Furthermore, a good image can be formed even when a toner having a small particle diameter is used, and a good image can be formed also when a so-called spherical toner obtained by a polymerization method is used.
Furthermore, since the surface of the developing roll 32 is formed of a metal plating layer, for example, unlike a conventional resin layer, the amount of deformation of the surface shape due to frictional wear is small, and the surface shape is maintained for a long time. As a result, for example, by combining the photosensitive drum 21 with amorphous silicon formed, the mechanical life is extended, and the frequency of parts replacement can be greatly reduced.
In this embodiment, attention is paid to the surface roughness of a minute area. However, in the method according to JIS B0601, for example, measurement is performed with a stylus on the measurement surface, and therefore the tip diameter of the measurement needle is several μm. Therefore, it should be noted that the arithmetic average slope Δa in the present embodiment cannot be measured.

本実施の形態では、トナーは磁性トナーを用いたが、例えば磁性トナーではなく、非磁性トナーを用いるようにすることも可能である。この場合、例えば現像室34内にて現像ロール32に対向配置させるトナー供給ロールを供え、このトナー供給ロールと現像ロール32との間にトナーを供給する供給バイアスを印加するようにすればよい。
このように、非磁性トナーを使用するに際しても、本実施の形態と同様の効果を奏することは言うまでもない。
In the present embodiment, magnetic toner is used as the toner. However, for example, non-magnetic toner can be used instead of magnetic toner. In this case, for example, a toner supply roll disposed opposite to the developing roll 32 in the developing chamber 34 may be provided, and a supply bias for supplying toner may be applied between the toner supply roll and the developing roll 32.
Thus, it goes without saying that the same effects as those of the present embodiment can be obtained when the nonmagnetic toner is used.

◎実施例1
本実施例では、3種のスリーブについて、上述の実施の形態にて説明した方法を用いて算術平均傾斜Δaを測定した。図7(a)〜(c)は、3種の具体的な粗さ測定曲線(プロファイル)の例を示したものである。測定された算術平均傾斜Δaは、0.11μm、0.44μm、0.58μmであり、夫々フーリエ変換前の曲線(フーリエ変換前の表面形状として示す)とフーリエ変換後の曲線(フーリエ変換後の表面形状として示す)とを示している。尚、本実施例では、3種のスリーブ共、ブラスト処理までは同様に行ったが、その後の処理方法を異なるものとしたもので、Δaが0.11μmのものは、実施の形態と同様の処理とし、その他は、それ以外の方法に依った。
測定は、スリーブ表面を長さ150μmに亘って行い、その結果、3種とも、大きなうねり成分はそれほど違わないものの、微小エリアでの粗さが大きく異なっている。すなわち、Δaが0.11μmのものに比べ、Δaが0.44μm、0.58μmのものでは表面が粗くなっていることが分かる。そのため、このような粗い表面では、トナー、特に小粒径のトナーが引っ掛かり易くなり、トナー固着が発生し易くなることが理解された。
Example 1
In this example, the arithmetic average slope Δa was measured for the three types of sleeves using the method described in the above embodiment. FIGS. 7A to 7C show examples of three specific roughness measurement curves (profiles). The measured arithmetic average inclination Δa is 0.11 μm, 0.44 μm, and 0.58 μm, respectively, and a curve before Fourier transformation (shown as a surface shape before Fourier transformation) and a curve after Fourier transformation (after Fourier transformation). It is shown as a surface shape). In the present embodiment, the three types of sleeves were similarly processed up to the blasting process. However, the subsequent processing methods were different, and those having Δa of 0.11 μm were the same as in the embodiment. Others depended on other methods.
The measurement is performed over the sleeve surface over a length of 150 μm. As a result, the roughness in the micro area is greatly different in all three types although the large undulation component is not so different. That is, it can be seen that the surface is rougher when Δa is 0.44 μm and 0.58 μm than when Δa is 0.11 μm. For this reason, it has been understood that such a rough surface tends to catch toner, particularly toner having a small particle diameter, and toner sticking easily occurs.

◎実施例2
本実施例は、算術平均傾斜Δaとゴーストグレードとの関係を評価したもので、具体的には、図5(a)のようなタテベタ(濃度100%、反射濃度1.4)を2本並べた画像をA4タテ送りで2枚出力した後、連続して反射濃度0.4の全面ハーフトーン画像を出力して、ゴーストの発生状況を確認した。ここで、タテベタ画像を2枚出力したのは、この方が1枚しか出力しない場合よりもゴーストが発生し易くなることによる。
ゴーストグレードは、ゴーストの発生エリア(画像部に相当する部分)と非画像部に相当する部分での画像濃度差が0.1のとき、ゴーストグレード±0.5とし、0.2のとき±1、0.3のとき±1.5、0.4のとき±2となるようにした。尚、ゴーストグレードが良好な範囲としては、±0.5以内とした。
Example 2
In the present embodiment, the relationship between the arithmetic average slope Δa and the ghost grade is evaluated. Specifically, two vertical lines (density 100%, reflection density 1.4) as shown in FIG. 5A are arranged. Two images were output by A4 vertical feeding, and then a full-tone halftone image having a reflection density of 0.4 was continuously output to check the occurrence of ghosts. Here, the reason why two horizontal images are output is that ghost is more likely to occur than when only one image is output.
The ghost grade is ghost grade ± 0.5 when the image density difference between the ghost generation area (the portion corresponding to the image portion) and the portion corresponding to the non-image portion is 0.1, and ± 0.2 when the image density difference is 0.2. It was set to ± 1.5 when 1, 0.3 and ± 2 when 0.4. The range in which the ghost grade is good is within ± 0.5.

結果は、図8に示すように、算術平均傾斜Δaとゴーストグレードとは略直線関係になり、これによれば、ゴーストグレードが良好な範囲±0.5以内(反射濃度0.4のハーフトーン画像にて、タテベタに相当する部位と、そうではない部位との画像濃度差が0.1以下の場合を言う)に収まる算術平均傾斜Δaは、0.1〜0.4であった。
算術平均傾斜Δaが0.4を超えると、トナーがスリーブ表面に拘束され易くなる結果ゴーストに繋がり、一方、Δaが0.1を下回るとスリーブ表面でのトナー拘束力が不足してネガゴーストの発生に繋がるものと考えられた。
そのため、算術平均傾斜Δaを0.1〜0.4にすれば、ゴーストによる画像欠陥の発生を抑えることができることが判明した。尚、このとき、ゴーストグレードとして±表記とされているのは、所謂ポジゴーストとネガゴーストとがあることによる。
As a result, as shown in FIG. 8, the arithmetic average slope Δa and the ghost grade have a substantially linear relationship, and according to this, the ghost grade is within a range of ± 0.5 (halftone with a reflection density of 0.4). In the image, the arithmetic average slope Δa that falls within the range of the image density difference between the portion corresponding to the vertical and the portion other than that is 0.1 or less was 0.1 to 0.4.
When the arithmetic average inclination Δa exceeds 0.4, the toner is easily restrained by the sleeve surface, resulting in a ghost. On the other hand, when Δa is less than 0.1, the toner restraining force on the sleeve surface is insufficient and the negative ghost It was thought to lead to outbreak.
For this reason, it has been found that the occurrence of image defects due to ghosts can be suppressed by setting the arithmetic average slope Δa to 0.1 to 0.4. At this time, the reason why the ghost grade is indicated by ± is that there are so-called positive ghost and negative ghost.

◎実施例3
本実施例は、層規制部材による押し当て圧とトナーライフとの関係を評価確認したもので、押し当て圧は板ばね材の厚さを変更することで行った。このとき、線圧として25〜120gf/cmとなるようにし、トナーライフは、標準画像(画像面積率約5%の画像)の出力を繰り返し、出力画像にてトナー劣化に伴う画像欠陥(画像むら等)が目視確認された枚数を評価確認した。
結果は、図9に示すように、20000枚以上の出力を得るには、押し当て圧を0.59N/cm(60gf/cm)以下にすればよいことが確認された。
このことから、従来は現像ロール表面によるトナーへの拘束力が強いことから、層規制部材による押し当て圧を大きくする必要があったが、本例では、小さくすることが可能になり、その結果、トナーライフも向上することが判明した。
Example 3
In this example, the relationship between the pressing pressure by the layer regulating member and the toner life was evaluated and confirmed. The pressing pressure was changed by changing the thickness of the leaf spring material. At this time, the linear pressure is set to 25 to 120 gf / cm, and the toner life repeats the output of a standard image (image with an image area ratio of about 5%), and the output image has an image defect (image unevenness) due to toner deterioration. Etc.) was visually confirmed and evaluated.
As a result, as shown in FIG. 9, it was confirmed that the pressing pressure should be 0.59 N / cm (60 gf / cm) or less in order to obtain an output of 20000 sheets or more.
For this reason, conventionally, since the binding force to the toner by the developing roll surface is strong, it has been necessary to increase the pressing pressure by the layer regulating member, but in this example, it is possible to reduce it, and as a result, It was found that the toner life was also improved.

◎実施例4
本実施例は、現像ロールの表面粗さに関して、算術平均傾斜Δaと算術平均粗さRaとの関係を評価確認したものである。現像ロールのスリーブとしては、ブラスト材を変えることで算術平均粗さRaを変え、各種めっき処理を行ったものとそうではないものをも含め評価した。評価基準は、実施例2のようにして行い、出力画像のゴーストグレードが±0.5以内かどうかを判定して決めるようにした。
結果は、図10に示すようになった。尚、図中○印はゴーストグレードが±0.5以内で良好なものを表し、●印はゴーストグレードが±0.5を超えて良好でないものを表す。
図10の結果から、ゴーストグレードが良好なものは、算術平均粗さRaが1.5μm以上であり、かつ、算術平均傾斜Δaが0.4以下のものであることが確認された。
尚、図10では、Δaが0.1未満でも良好な結果を示しているが、図8の結果とも併せると、Δaの範囲としては0.1〜0.4がよいものと判断した。
Example 4
In this example, the relationship between the arithmetic average slope Δa and the arithmetic average roughness Ra is evaluated and confirmed with respect to the surface roughness of the developing roll. As the sleeve of the developing roll, the arithmetic average roughness Ra was changed by changing the blasting material, and evaluation was made including those subjected to various plating treatments and those not. The evaluation criteria were determined as in Example 2, and determined by determining whether the ghost grade of the output image was within ± 0.5.
The result was as shown in FIG. In the figure, ○ indicates that the ghost grade is good within ± 0.5, and ● indicates that the ghost grade exceeds ± 0.5 and is not good.
From the results of FIG. 10, it was confirmed that those having a good ghost grade have an arithmetic average roughness Ra of 1.5 μm or more and an arithmetic average slope Δa of 0.4 or less.
In FIG. 10, good results are shown even when Δa is less than 0.1, but when combined with the results of FIG. 8, it was determined that 0.1 to 0.4 is preferable as the range of Δa.

◎実施例5
本実施例は、現像ロールの表面粗さに関して、算術平均傾斜Δaと凹凸の平均間隔Smとの関係を評価確認したものである。現像ロールのスリーブとしては、ブラスト材を変えることで凹凸の平均間隔Smを変え、各種めっき処理を行ったものとそうではないものをも含め評価した。評価基準は、実施例2のようにして行い、出力画像のゴーストグレードが±0.5以内かどうかを判定して決めるようにした。
結果は、図11に示すようになった。尚、図中○印はゴーストグレードが±0.5以内で良好なものを表し、●印はゴーストグレードが±0.5を超えて良好でないものを表す。
図11の結果から、ゴーストグレードが良好なものは、凹凸の平均間隔Smが150μm以上であり、かつ、算術平均傾斜Δaが0.4以下のものであることが確認された。
Example 5
In this example, the relationship between the arithmetic average inclination Δa and the average interval Sm of the unevenness was evaluated and confirmed with respect to the surface roughness of the developing roll. As the sleeve of the developing roll, the average interval Sm of the unevenness was changed by changing the blasting material, and evaluation was made including those subjected to various plating treatments and those not. The evaluation criteria were determined as in Example 2, and determined by determining whether the ghost grade of the output image was within ± 0.5.
The result was as shown in FIG. In the figure, ○ indicates that the ghost grade is good within ± 0.5, and ● indicates that the ghost grade exceeds ± 0.5 and is not good.
From the results of FIG. 11, it was confirmed that those having a good ghost grade have an average interval Sm of unevenness of 150 μm or more and an arithmetic average slope Δa of 0.4 or less.

◎比較例
本比較例は、上述の実施例に用いた現像ロールを使用して、算術平均傾斜Δaと凹凸の有効線長さSRlrとの関係を評価確認したものであり、図12に示すような結果が得られた。その結果、両者間には一次で近似できる相関が見受けられ、一次近似直線を求めると、y=73.796x+90.586が得られた。
このことは、有効線長さSRlrが104%以下であることは、算術平均傾斜Δaが0.18以下になることに相当する。しかしながら、実施例等でも示したように、本発明においては、算術平均傾斜Δaは0.1〜0.4であればよく、このことからも、有効線長さSRlrによる表面粗さの表現は、現像ロールとしての好ましい表面粗さを表すものではないことが理解された。
尚、本件発明者らが現像ロール表面に導電性微粒子を含有する結着樹脂をコーティングしたものについて検討したところ、SRlrが122〜172であり、Δaが0.48〜1.1の値になったことを付記しておく。
Comparative Example In this comparative example, the relationship between the arithmetic average inclination Δa and the effective line length SRlr of the unevenness was evaluated and confirmed using the developing roll used in the above-described example, as shown in FIG. Results were obtained. As a result, a correlation that can be approximated by a first order was found between the two, and when a linear approximation line was obtained, y = 73.796x + 90.586 was obtained.
This means that the effective line length SRlr of 104% or less corresponds to the arithmetic average slope Δa of 0.18 or less. However, as shown in Examples and the like, in the present invention, the arithmetic average slope Δa may be 0.1 to 0.4, and from this, the expression of the surface roughness by the effective line length SRlr is It was understood that this does not represent a preferable surface roughness as a developing roll.
In addition, when the present inventors examined what coated the binder resin containing electroconductive fine particles on the image development roll surface, SRlr is 122-172 and (DELTA) a becomes a value of 0.48-1.1. I will add that.

◎比較例2
本比較例は、算術平均傾斜Δaと二乗平均平方根粗さRqとの関係を評価確認したものであり、図13に示すような結果が得られた。その結果、RqとΔaとは明確な相関が見受けられず、例えばRqを0.08以下にした場合には、Δaは約0.1〜約1.1の範囲にばらつき、Δaが0.4以下の図中B領域で示す領域と、A領域で示す領域とが含まれることが分かった。このA領域及びB領域の中で、ゴーストグレードに優れる領域はB領域であることから、Rqによる表面粗さの表現も、実際の挙動を表すには至っていないことが理解された。
◎ Comparative Example 2
In this comparative example, the relationship between the arithmetic average slope Δa and the root mean square roughness Rq was evaluated and confirmed, and the results shown in FIG. 13 were obtained. As a result, there is no clear correlation between Rq and Δa. For example, when Rq is 0.08 or less, Δa varies within a range of about 0.1 to about 1.1, and Δa is 0.4. It turned out that the area | region shown by the B area | region in the following figures and the area | region shown by A area | region are included. Among the A region and the B region, the region having excellent ghost grade is the B region. Therefore, it was understood that the expression of the surface roughness by Rq does not represent the actual behavior.

本発明に係る現像装置の概要を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline | summary of the image development apparatus concerning this invention. (a)は算術平均粗さ、(b)は算術平均傾斜Δa、(c)は二乗平均平方根粗さRqを示す説明図である。(A) is arithmetic average roughness, (b) is arithmetic average inclination (DELTA) a, (c) is explanatory drawing which shows the root mean square roughness Rq. 本発明が適用された画像形成装置の実施の形態を示す説明図である。1 is an explanatory diagram showing an embodiment of an image forming apparatus to which the present invention is applied. 実施の形態の現像装置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the developing device of embodiment. (a)(b)はゴーストのない画像を示す説明図である。(A) (b) is explanatory drawing which shows an image without a ghost. (a)(b)はゴースト発生時の画像を示す説明図である。(A) (b) is explanatory drawing which shows the image at the time of ghost occurrence. (a)〜(c)は実施例1の結果を示すグラフである。(A)-(c) is a graph which shows the result of Example 1. FIG. 実施例2の結果を示すグラフである。10 is a graph showing the results of Example 2. 実施例3の結果を示すグラフである。10 is a graph showing the results of Example 3. 実施例4の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of Example 4. 実施例5の結果を示すグラフである。10 is a graph showing the results of Example 5. 比較例1の結果を示すグラフである。6 is a graph showing the results of Comparative Example 1. 比較例2の結果を示すグラフである。10 is a graph showing the results of Comparative Example 2.

符号の説明Explanation of symbols

1…像担持体,2…現像ハウジング,3…現像剤担持体,4…層規制部材   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image carrier, 2 ... Developing housing, 3 ... Developer carrier, 4 ... Layer control member

Claims (8)

静電潜像が担持される像担持体に対向して開口し且つトナーが収容可能な現像ハウジングと、
現像ハウジングの開口に面して配設され且つ外周面にてトナーが担持搬送可能な現像剤担持体とを備え、
現像剤担持体は、算術平均粗さ(Ra)が1.5μm以上であり、かつ、算術平均傾斜(Δa)が0.1以上0.4以下の表面粗さを具備することを特徴とする現像装置。
A developing housing that opens opposite to an image carrier on which an electrostatic latent image is carried and can store toner;
A developer carrying member disposed facing the opening of the developing housing and capable of carrying and transporting toner on the outer peripheral surface;
The developer carrying member has a surface roughness with an arithmetic average roughness (Ra) of 1.5 μm or more and an arithmetic average slope (Δa) of 0.1 to 0.4. Development device.
請求項1記載の現像装置において、
現像剤担持体は、その周面の凹凸の平均間隔(Sm)が150μm以上300μm以下であることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1,
The developing apparatus, wherein the developer carrying member has an average interval (Sm) of irregularities on the peripheral surface of 150 μm or more and 300 μm or less.
請求項1記載の現像装置において、
現像剤担持体の周面は、ブラスト処理によって粗面化された上に金属めっき層が積層されているものであることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1,
The developing device according to claim 1, wherein the peripheral surface of the developer carrying member is roughened by blasting and a metal plating layer is laminated thereon.
請求項3記載の現像装置において、
前記ブラスト処理に使用されるブラスト材は、球形粒子で粒度#40〜#100(粒径500μm〜150μm)相当品であることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 3.
The developing device, wherein the blasting material used for the blasting process is a spherical particle having a particle size of # 40 to # 100 (particle size: 500 μm to 150 μm).
請求項1記載の現像装置において、
現像剤担持体と像担持体との対向部位より現像剤担持体の回転方向上流側には、当該現像剤担持体と離間配置され且つ現像剤担持体上のトナーの層規制を行う層規制部材を備え、
層規制部材は、現像剤担持体への押し当て圧が0.59N/cm(60gf/cm)以下になるように設定することを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1,
A layer regulating member that is spaced apart from the developer carrying body and upstream of the facing portion between the developer carrying body and the image carrying body and that regulates the toner layer on the developer carrying body. With
The developing device, wherein the layer regulating member is set so that a pressure applied to the developer carrying member is 0.59 N / cm (60 gf / cm) or less.
請求項1記載の現像装置において、
現像剤担持体にて担持搬送されるトナーは、磁性を有するものであることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1,
2. A developing device according to claim 1, wherein the toner carried and conveyed by the developer carrying member has magnetism.
請求項1記載の現像装置において、
現像剤担持体にて担持搬送されるトナーは、重合法によって作製された球形トナーであることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1,
2. A developing apparatus according to claim 1, wherein the toner carried and conveyed by the developer carrying member is a spherical toner produced by a polymerization method.
静電潜像が担持される像担持体と、
請求項1乃至7のいずれかに記載の現像装置とを備えることを特徴とする画像形成装置。
An image carrier on which an electrostatic latent image is carried;
An image forming apparatus comprising: the developing device according to claim 1.
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