JP2007248921A - Supply roller, nonmagnetic one component development device and nonmagnetic one component development method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非磁性１成分現像装置に搭載される供給ローラ、非磁性１成分現像装置および非磁性１成分現像方法に関する。 The present invention relates to a supply roller mounted on a nonmagnetic one-component developing device, a nonmagnetic one-component developing device, and a nonmagnetic one-component developing method.
複写機、プリンタおよび静電情報記録装置などの電子写真方式を利用した画像形成装置は、良好な画質品位の画像を容易に形成することができることから、広く利用されている。電子写真方式を利用した画像形成装置は、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程および定着工程などによって画像が形成される。帯電工程では、光導電性物質を含む感光体表面を一様に帯電する。露光工程では、帯電した感光体に原稿像を投射することにより、感光体表面に静電潜像を形成する。現像工程では、感光体表面に形成された静電潜像に現像剤を付着させることにより、現像剤に含まれるトナーからなるトナー像を形成する。転写工程では、感光体表面に形成されたトナー像に紙およびシートなどの記録媒体を接触させ、トナー像と接触している記録媒体の面とは反対側からコロナ放電などを行い、トナーとは逆の極性の電荷を記録媒体に与えることにより、トナー像を記録媒体に転写する。定着工程では、加熱および加圧などの手段により記録媒体に転写された可視像を定着する。クリーニング工程では、記録媒体に転写されずに感光体の表面に残ったトナーを回収する。以上の工程を繰り返すことによって、電子写真方式を利用した画像形成装置は、記録媒体上に所望の画像を形成する。 2. Description of the Related Art Image forming apparatuses using an electrophotographic method such as a copying machine, a printer, and an electrostatic information recording apparatus are widely used because they can easily form an image with good image quality. An image forming apparatus using an electrophotographic system forms an image by a charging process, an exposure process, a development process, a transfer process, a cleaning process, a fixing process, and the like. In the charging step, the surface of the photoreceptor containing the photoconductive substance is uniformly charged. In the exposure step, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive member by projecting a document image onto the charged photosensitive member. In the developing step, a developer is attached to the electrostatic latent image formed on the surface of the photoconductor to form a toner image made of toner contained in the developer. In the transfer process, a recording medium such as paper or sheet is brought into contact with the toner image formed on the surface of the photoreceptor, and corona discharge is performed from the side opposite to the surface of the recording medium that is in contact with the toner image. By applying a charge of opposite polarity to the recording medium, the toner image is transferred to the recording medium. In the fixing step, the visible image transferred to the recording medium is fixed by means such as heating and pressing. In the cleaning process, the toner remaining on the surface of the photoreceptor without being transferred to the recording medium is collected. By repeating the above steps, an image forming apparatus using an electrophotographic system forms a desired image on a recording medium.
このような電子写真方式を利用した画像形成装置は、感光体上にトナー像を形成するために、たとえば、非磁性１成分現像装置が用いられる。非磁性１成分現像装置は、現像剤としてトナーのみを用い、現像ローラに圧接しながら回転する供給ローラによって、トナーを現像ローラに供給する。現像ローラに供給されたトナーは、現像ローラに当接するように配置される規制ブレードによって、薄膜化される。薄膜化されたトナーは、現像ローラに接触するように配置される感光体に供給される。そうすることによって、非磁性１成分現像装置は、感光体上にトナー像を形成する。非磁性１成分現像装置は、装置の保守管理が容易であり、小型化、軽量化および低コスト化が可能であることから、その利用が多くなりつつある。 An image forming apparatus using such an electrophotographic system uses, for example, a non-magnetic one-component developing device in order to form a toner image on a photoreceptor. The non-magnetic one-component developing device uses only toner as a developer and supplies toner to the developing roller by a supply roller that rotates while being pressed against the developing roller. The toner supplied to the developing roller is thinned by a regulating blade arranged so as to contact the developing roller. The thinned toner is supplied to a photoconductor arranged so as to be in contact with the developing roller. By doing so, the nonmagnetic one-component developing device forms a toner image on the photoreceptor. Non-magnetic one-component developing devices are easily used because they are easy to maintain and manage, and can be reduced in size, weight, and cost.
また、非磁性１成分現像装置は、良好な画質品位の画像を形成させるためには、感光体に供給されるトナー薄層が均一な厚さである必要がある。そのためには、供給ローラがトナーを現像ローラに適量ずつ供給することが必要である。供給ローラは、表面に形成される開口部を利用してトナーを搬送するので、この開口部が、得られる画像に大きな影響を及ぼす。 In addition, in the non-magnetic one-component developing device, the toner thin layer supplied to the photoconductor needs to have a uniform thickness in order to form an image with good image quality. For this purpose, it is necessary for the supply roller to supply an appropriate amount of toner to the developing roller. Since the supply roller conveys the toner using an opening formed on the surface, the opening greatly affects the obtained image.
典型的な従来の技術は、特許文献１に記載されている。特許文献１のトナー搬送用ローラは、ポリウレタンフォームで形成されており、そのポリウレタンフォームのセル径が３０μｍ〜２００μｍである。 A typical prior art is described in US Pat. The toner conveying roller of Patent Document 1 is formed of polyurethane foam, and the cell diameter of the polyurethane foam is 30 μm to 200 μm.
他の従来技術としては、特許文献２に記載されている。特許文献２には、現像剤供給体（供給ローラ）の密度をρ（ｋｇ／ｍ３）とし、硬さをＨ（ｋｇｆ）とし、気泡のセル数をＳ（セル／インチ）として、Ｆ＝Ｓ・ρ／Ｈとしたとき、Ｆが７２ないし１１４、ρが２８ないし３０、Ｈが９ないし１５、Ｓが３２ないし４２である現像剤供給体を設けた電子写真装置の現像装置が記載されている。 Another conventional technique is described in Patent Document 2. In Patent Document 2, the density of a developer supply body (supply roller) is ρ (kg / m 3 ), the hardness is H (kgf), the number of bubbles is S (cells / inch), and F = A developing device of an electrophotographic apparatus provided with a developer supply body in which F is 72 to 114, ρ is 28 to 30, H is 9 to 15, and S is 32 to 42 when S · ρ / H is described. ing.
特許文献１によると、上記のようなポリウレタンフォームを用いたトナー搬送用ローラは、たとえば粒径が５〜１０μｍであるような超微粒子トナーを用いた場合であっても、ローラ表面に形成される開口部にトナーが入り込んで目詰まりして硬化することもなく、適量のトナーを搬送することができる。また、特許文献２によると、上記のような物性値のポリウレタンゴムなどを用いた現像剤供給体は、現像剤搬送体に均一な厚さのトナー薄層を形成させることができる。したがって、これらの供給ローラを用いた場合、現像ローラにトナーを適量供給することができるので、画質品位の良好な画像を形成させることができる。 According to Patent Document 1, a toner conveying roller using the polyurethane foam as described above is formed on the roller surface even when an ultrafine particle toner having a particle size of 5 to 10 μm, for example, is used. An appropriate amount of toner can be conveyed without the toner entering the opening and clogging and curing. According to Patent Document 2, the developer supply body using the polyurethane rubber having the physical properties as described above can form a toner thin layer having a uniform thickness on the developer transport body. Therefore, when these supply rollers are used, an appropriate amount of toner can be supplied to the developing roller, so that an image with good image quality can be formed.
供給ローラは、ポリウレタンフォームなどの発泡体の表面を砥石などで切削加工して製造する。たとえば、砥石は、使用すると研磨特性が低下するが、製造コストを削減するために、この研磨特性の低下した砥石で、表面を切削加工した場合、発泡体に形成されているセルの隔壁を破壊してしまう。このような場合、供給ローラの表層部を構成する発泡体のセル径などの物性値を上記のように規定して製造しても、供給ローラは、現像ローラに適量のトナーを搬送することができず、均一な厚さのトナー薄層を感光体に供給することができない。したがって、このような供給ローラを用いると、得られた画像の一部に筋状の濃い部分が形成される現象、いわゆるはけ筋などが発生し、画質品位の良好な画像を形成することができない。 The supply roller is manufactured by cutting the surface of a foam such as polyurethane foam with a grindstone or the like. For example, if a grindstone is used, its polishing characteristics will deteriorate, but in order to reduce manufacturing costs, when the surface is cut with a grindstone with reduced polishing characteristics, the partition walls of the cells formed in the foam are destroyed. Resulting in. In such a case, even if the physical properties such as the cell diameter of the foam constituting the surface layer portion of the supply roller are specified as described above, the supply roller can convey an appropriate amount of toner to the developing roller. The toner thin layer having a uniform thickness cannot be supplied to the photoreceptor. Therefore, when such a supply roller is used, a phenomenon in which a streak-like dark portion is formed in a part of the obtained image, that is, a so-called scissor streak occurs, and an image with good image quality can be formed. Can not.
本発明の目的は、現像ローラへのトナー供給性の優れており、画質品位の良好な画像を形成させることができる供給ローラ、この供給ローラを備えた非磁性１成分現像装置および非磁性１成分現像方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a supply roller that is excellent in toner supply performance to a developing roller and can form an image of good image quality, a nonmagnetic one-component developing device equipped with this supply roller, and a nonmagnetic one component. It is to provide a development method.
本発明は、トナーを供給ローラによって現像ローラ上に供給し、前記現像ローラの周面において薄層化されたトナーを、前記現像ローラによって感光体表面に供給して静電潜像からトナー像に現像する非磁性１成分現像装置に搭載される供給ローラであって、
少なくとも表層部は、発泡体からなり、
前記表層部の表面に、開口部が形成されており、
全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％未満であることを特徴とする供給ローラである。
In the present invention, the toner is supplied onto the developing roller by the supply roller, and the toner thinned on the peripheral surface of the developing roller is supplied to the surface of the photoconductor by the developing roller to convert the electrostatic latent image into the toner image. A supply roller mounted on a non-magnetic one-component developing device for developing;
At least the surface layer part is made of foam,
An opening is formed on the surface of the surface layer portion,
The supply roller is characterized in that an opening having an opening diameter of 1.5 times or more of an average value of the opening diameters of all the opening parts is less than 15% of the entire opening part.
また本発明は、前記表層部の表面に形成される全開口部の開口径は、前記発泡体の平均セル径の２倍以下であることを特徴とする。 In the invention, it is preferable that the opening diameter of all openings formed on the surface of the surface layer portion is not more than twice the average cell diameter of the foam.
また本発明は、前記発泡体の平均セル径は、２００μｍ以上５００μｍ以下であることを特徴とする。 In the present invention, the foam has an average cell diameter of 200 μm or more and 500 μm or less.
また本発明は、少なくとも表層部が発泡体からなり、前記表層部の表面に開口部が形成されており、全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％未満である供給ローラと、
供給ローラによって供給されたトナーを搬送する現像ローラとを有し、
前記供給ローラによって、トナーを前記現像ローラ上に供給し、前記現像ローラの周面において薄層化されたトナーを、前記現像ローラによって感光体表面に供給して静電潜像からトナー像に現像することを特徴とする非磁性１成分現像装置である。
In the present invention, at least the surface layer portion is made of a foam, the opening is formed on the surface of the surface layer portion, and the opening has an opening diameter that is 1.5 times or more the average value of the opening diameters of all the openings. A supply roller that is less than 15% of the total opening;
A developing roller that conveys the toner supplied by the supply roller;
The supply roller supplies toner onto the developing roller, and the toner thinned on the peripheral surface of the developing roller is supplied to the surface of the photosensitive member by the developing roller to develop the electrostatic latent image into a toner image. A non-magnetic one-component developing device.
また本発明は、少なくとも表層部が発泡体からなり、前記表層部の表面に開口部が形成されており、全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％未満である供給ローラによって、トナーを現像ローラ上に供給し、前記現像ローラの周面において薄層化されたトナーを、前記現像ローラによって感光体表面に供給して静電潜像からトナー像に現像することを特徴とする非磁性１成分現像方法である。 In the present invention, at least the surface layer portion is made of a foam, the opening is formed on the surface of the surface layer portion, and the opening has an opening diameter that is 1.5 times or more the average value of the opening diameters of all the openings. However, the toner is supplied onto the developing roller by a supply roller that is less than 15% of the total opening, and the toner thinned on the peripheral surface of the developing roller is supplied to the surface of the photoreceptor by the developing roller. A non-magnetic one-component developing method comprising developing an electrostatic latent image into a toner image.
本発明によれば、トナーを供給ローラによって現像ローラ上に供給し、現像ローラの周面において薄層化されたトナーを、現像ローラによって感光体表面に供給して静電潜像からトナー像に現像する非磁性１成分現像装置に搭載される供給ローラである。 According to the present invention, the toner is supplied onto the developing roller by the supply roller, and the toner thinned on the peripheral surface of the developing roller is supplied to the surface of the photosensitive member by the developing roller to convert the electrostatic latent image into the toner image. It is a supply roller mounted on the nonmagnetic one-component developing device for developing.
この供給ローラは、少なくとも表層部は、発泡体からなり、表層部の表面に、開口部が形成されている。そうすることによって、この開口部を利用してトナーを搬送して現像ローラにトナーを供給することができる。 At least the surface layer portion of the supply roller is made of a foam, and an opening is formed on the surface of the surface layer portion. By doing so, the toner can be conveyed using this opening and supplied to the developing roller.
また、全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％未満であるので、この供給ローラには、トナーの搬送に利用することができる開口部が充分に形成されている。 Further, since the opening having an opening diameter that is 1.5 times or more the average value of the opening diameters of all the openings is less than 15% of the entire opening, the supply roller should be used for conveying the toner. A sufficient opening is formed.
したがって、トナーを適量ずつ現像ローラに供給することができ、現像ローラへのトナー供給性の優れた供給ローラが得られる。この供給ローラを用いると、現像ローラから均一な層厚のトナー薄層を感光体に供給することができ、得られた画像の一部に筋状の濃い部分が形成される現象、いわゆるはけ筋などが発生せず、良好な画質品位の画像を形成させることができる。 Therefore, an appropriate amount of toner can be supplied to the developing roller in an appropriate amount, and a supply roller having excellent toner supply performance to the developing roller can be obtained. When this supply roller is used, a thin toner layer having a uniform layer thickness can be supplied from the developing roller to the photoreceptor, and a phenomenon in which streaky dark portions are formed in a part of the obtained image, so-called brushing. A streak or the like is not generated, and an image with good image quality can be formed.
また本発明によれば、表層部の表面に形成される全開口部の開口径は、発泡体の平均セル径の２倍以下である。そうすると、トナーの搬送に利用することができない開口部が形成されていないので、現像ローラへのトナー供給性のより優れた供給ローラが得られる。 Moreover, according to this invention, the opening diameter of all the opening parts formed in the surface of a surface layer part is 2 times or less of the average cell diameter of a foam. In this case, since an opening that cannot be used for toner conveyance is not formed, a supply roller that is more excellent in toner supply to the developing roller can be obtained.
また本発明によれば、発泡体の平均セル径は、２００μｍ以上５００μｍ以下である。そうすることによって、現像ローラへのトナー供給性のより優れた供給ローラが得られる。 Moreover, according to this invention, the average cell diameter of a foam is 200 micrometers or more and 500 micrometers or less. By doing so, it is possible to obtain a supply roller that is more excellent in supplying toner to the developing roller.
また本発明によれば、少なくとも表層部が発泡体からなり、前記表層部の表面に開口部が形成されており、全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％未満である供給ローラと、供給ローラによって供給されたトナーを搬送する現像ローラとを有する非磁性１成分現像装置である。この非磁性１成分現像装置は、供給ローラによって、トナーを現像ローラ上に供給し、現像ローラの周面において薄層化されたトナーを、現像ローラによって感光体表面に供給して静電潜像からトナー像に現像する。 Further, according to the present invention, at least the surface layer portion is made of a foam, the opening is formed on the surface of the surface layer portion, and has an opening diameter that is 1.5 times or more of the average value of the opening diameters of all the opening portions. This is a non-magnetic one-component developing device having a supply roller whose opening is less than 15% of the total opening, and a developing roller that conveys toner supplied by the supply roller. This non-magnetic one-component developing device supplies toner onto the developing roller by a supply roller, and supplies the toner thinned on the peripheral surface of the developing roller to the surface of the photoconductor by the developing roller. To develop a toner image.
この非磁性１成分現像装置に搭載されている供給ローラは、少なくとも表層部が発泡体からなり、前記表層部の表面に開口部が形成されており、全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％未満であるので、トナー供給性の優れた供給ローラである。したがって、均一な厚みの薄層化されたトナーを、感光体表面に供給することができるので、得られた画像の一部に筋状の濃い部分が形成される現象、いわゆるはけ筋などが発生せず、良好な画質品位の画像を形成させることができる非磁性１成分現像装置が得られる。 The supply roller mounted in the non-magnetic one-component developing device has at least a surface layer portion made of a foam, and has an opening formed on the surface of the surface layer portion. Since the opening having an opening diameter of 5 times or more is less than 15% of the entire opening, the supply roller has excellent toner supply performance. Therefore, since the thinned toner having a uniform thickness can be supplied to the surface of the photoreceptor, a phenomenon in which a streak-like dark portion is formed in a part of the obtained image, so-called streak, etc. Thus, a non-magnetic one-component developing device capable of forming an image with good image quality without occurrence is obtained.
また本発明によれば、少なくとも表層部が発泡体からなり、表層部の表面に開口部が形成されており、全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％未満である供給ローラによって、トナーを現像ローラ上に供給し、現像ローラの周面において薄層化されたトナーを、現像ローラによって感光体表面に供給して静電潜像からトナー像に現像する非磁性１成分現像方法である。 Further, according to the present invention, at least the surface layer portion is made of a foam, the opening is formed on the surface of the surface layer portion, and the opening has an opening diameter that is 1.5 times or more the average opening diameter of all the opening portions. The toner is supplied onto the developing roller by a supply roller whose portion is less than 15% of the entire opening, and the toner thinned on the peripheral surface of the developing roller is supplied to the surface of the photosensitive member by the developing roller. This is a non-magnetic one-component developing method in which an electrostatic latent image is developed into a toner image.
この非磁性１成分現像方法で用いられる供給ローラは、少なくとも表層部が発泡体からなり、前記表層部の表面に開口部が形成されており、全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％未満であるので、トナー供給性の優れた供給ローラである。したがって、均一な厚みの薄層化されたトナーを、感光体表面に供給することができるので、得られた画像の一部に筋状の濃い部分がでる現象、いわゆるはけ筋などが発生せず、良好な画質品位の画像を形成させることができる非磁性１成分現像を提供することができる。 The supply roller used in this non-magnetic one-component development method has at least a surface layer portion made of a foam, has an opening formed on the surface of the surface layer portion, and has an average value of 1.5 of the opening diameter of all the opening portions. Since the opening having an opening diameter that is twice or more is less than 15% of the entire opening, the supply roller has excellent toner supply performance. Therefore, since the thinned toner having a uniform thickness can be supplied to the surface of the photoreceptor, a phenomenon in which a streak-like dark portion appears in a part of the obtained image, that is, a so-called streak is generated. Therefore, it is possible to provide a non-magnetic one-component development capable of forming an image with a good image quality.
図１は、本発明の実施形態である非磁性１成分現像装置３を備える電子写真方式の画像形成装置１における要部の構成を模式的に示す側面図である。画像形成装置１は、矢符１０の方向に回転自在に支持され、その周面に静電潜像が形成される感光体２と、感光体２の周面に対向し、感光体２の軸線が延びる方向に対して平行に延びるように設けられる本発明の実施形態である非磁性１成分現像装置３とを含んで構成される。 FIG. 1 is a side view schematically showing a configuration of a main part of an electrophotographic image forming apparatus 1 including a nonmagnetic one-component developing device 3 according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus 1 is supported so as to be rotatable in the direction of an arrow 10, and has a photosensitive member 2 on which an electrostatic latent image is formed, and faces the peripheral surface of the photosensitive member 2. And a non-magnetic one-component developing device 3 which is an embodiment of the present invention provided so as to extend in parallel with the extending direction.
感光体２の周囲には、感光体２の周面に対向し、矢印１０の回転方向上流側から下流側に向かって、図示しない帯電器、露光手段、非磁性１成分現像装置３、図示しない転写手段およびクリーニング手段がこの順番に設けられる。 Around the photoreceptor 2, facing the circumferential surface of the photoreceptor 2, from the upstream side to the downstream side in the rotational direction of the arrow 10, the charger, the exposure unit, the non-magnetic one-component developing device 3, not shown, The transfer unit and the cleaning unit are provided in this order.
感光体２には、導電性支持体の表面に感光層が形成された従来の感光体を使用できる。導電性支持体としてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、亜鉛、ステンレス鋼、チタンなどの金属からなるドラムおよびシート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリスチレンなどの合成樹脂、硬質紙、ガラス、セラミックなどの基材上に導電性層が形成されたドラム、シートおよびシームレスベルトなどが挙げられる。前記の各種基材上に形成される導電性層としてもこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、金属箔、金属蒸着膜、導電性材料を含む樹脂組成物の塗布層、酸化スズ、酸化インジウムなどの導電性金属酸化物の蒸着層、塗布層などが挙げられる。また導電性支持体の表面には、必要に応じて画質に影響のない範囲で、陽極酸化皮膜処理、薬品および熱水などによる表面処理、着色処理、表面の粗面化などの乱反射処理などを施してもよい。感光層は、電荷発生物質と電荷輸送物質とを一層内に含む単層型であってもよく、また、電荷発生物質を含む電荷発生層と電荷輸送物質を含む電荷輸送層とが積層された積層型でもよい。感光層は、さらに中間層、下引き層および保護層などを含むことができる。感光体２の周面は、図示しない帯電器によって単一極性の電荷を均一に付与された後、図示しない露光手段によって画像情報に基づく光が照射され、静電潜像が形成される。 As the photoreceptor 2, a conventional photoreceptor having a photosensitive layer formed on the surface of a conductive support can be used. As the conductive support, those commonly used in this field can be used. For example, drums and sheets made of metals such as aluminum, aluminum alloys, copper, zinc, stainless steel, and titanium, synthesis of polyethylene terephthalate, polyamide, polystyrene, etc. Examples thereof include a drum, a sheet, and a seamless belt in which a conductive layer is formed on a substrate such as resin, hard paper, glass, and ceramic. As the conductive layer formed on the various base materials, those commonly used in this field can be used. For example, a metal foil, a metal vapor deposition film, a coating layer of a resin composition containing a conductive material, tin oxide, Examples thereof include a vapor deposition layer and a coating layer of a conductive metal oxide such as indium oxide. In addition, the surface of the conductive support is subjected to irregular reflection treatment such as anodizing film treatment, surface treatment with chemicals and hot water, coloring treatment, surface roughening, etc., as long as it does not affect the image quality. You may give it. The photosensitive layer may be a single layer type including a charge generation material and a charge transport material in one layer, or a charge generation layer including a charge generation material and a charge transport layer including a charge transport material are laminated. A laminated type may be used. The photosensitive layer can further include an intermediate layer, an undercoat layer, a protective layer, and the like. The peripheral surface of the photoconductor 2 is uniformly charged with a single polarity by a charger (not shown) and then irradiated with light based on image information by an exposure unit (not shown) to form an electrostatic latent image.
本発明の実施形態である非磁性１成分現像装置３は、感光体２の周面にトナーを供給して静電潜像をトナー像に現像する現像ローラ４と、現像ローラ４にトナーを供給する供給ローラ５と、現像ローラ４周面上のトナー層の層厚を均一化する規制ブレードであるドクター６と、トナーを収容する現像槽７と、現像槽７内に設けられ、現像槽７に収容されるトナーを攪拌する攪拌羽根８とを含んで構成される。 A nonmagnetic one-component developing device 3 according to an embodiment of the present invention supplies a toner to the peripheral surface of the photoreceptor 2 to develop an electrostatic latent image into a toner image, and supplies the toner to the developing roller 4. A supply roller 5, a doctor 6 which is a regulating blade for equalizing the thickness of the toner layer on the circumferential surface of the developing roller 4, a developing tank 7 for storing toner, and a developing tank 7. And a stirring blade 8 that stirs the toner contained in the toner.
また、非磁性１成分現像装置３は、現像ローラ４に現像バイアス用電圧を印加する図示しない現像バイアス用電源、供給ローラ５にバイアス電圧を印加する図示しないトナー供給用バイアス用電源、およびドクター６にバイアス電圧を印加する図示しないドクターバイアス用電源を有する。 The nonmagnetic one-component developing device 3 includes a developing bias power source (not shown) for applying a developing bias voltage to the developing roller 4, a toner supplying bias power source (not shown) for applying a bias voltage to the supply roller 5, and a doctor 6. A doctor bias power source (not shown) for applying a bias voltage to the power source.
現像ローラ４は、その周面が感光体２および供給ローラ５の周面にそれぞれ接触するように設けられ、矢符１１の方向に回転自在に支持される。現像ローラ４は、ステンレス鋼などの金属からなる円柱形状の芯金４ａと、芯金４ａの周囲に、均一な層厚で形成される導電性弾性層４ｂとを含んで構成され、円柱形状に形成される。導電性弾性層４ｂは、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合系合成ゴム（ＥＰＤＭ）、天然ゴムなどのゴムと、カーボンブラックなどの導電性材料とを含む導電性ゴム弾性体である。これらの中でも、導電性ウレタンゴム弾性体が好ましい。導電性弾性層４ｂの表面粗さ（Ｒｚ）は特に制限されないけれども、５μｍ以上２５μｍ以下が好ましい。表面粗さ（Ｒｚ）は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定される十点平均粗さである。 The developing roller 4 is provided such that its peripheral surface is in contact with the peripheral surfaces of the photoreceptor 2 and the supply roller 5, and is supported rotatably in the direction of the arrow 11. The developing roller 4 includes a cylindrical cored bar 4a made of a metal such as stainless steel, and a conductive elastic layer 4b formed with a uniform layer thickness around the cored bar 4a. It is formed. The conductive elastic layer 4b is a conductive rubber containing a rubber such as urethane rubber, silicone rubber, nitrile rubber, ethylene-propylene-diene copolymer synthetic rubber (EPDM), natural rubber, and a conductive material such as carbon black. It is an elastic body. Among these, a conductive urethane rubber elastic body is preferable. The surface roughness (Rz) of the conductive elastic layer 4b is not particularly limited, but is preferably 5 μm or more and 25 μm or less. The surface roughness (Rz) is a ten-point average roughness defined in JIS B 0601.
導電性弾性層４ｂが導電性ウレタンゴム弾性体を含んで構成される現像ローラ４は、たとえば、次のようにして製造できる。まず、ポリエステルオール（ニッポランＮ−４０３２、日本ポリウレタン工業社製）１００重量部に導電性カーボン１重量部を添加して均一に分散させた後、１４０℃に昇温し、かつ１０〜２０ｍｍＨｇ（約１．３×１０３〜約２．７×１０３Ｐａ）の減圧下で攪拌しながら、１２時間脱水乾燥する。次いで、１１０〜１２０℃の加熱下に、この混合物にトリレンジイソシアネート（コロネートＴ−８０、日本ポリウレタン工業社製）７重量部を加え、２分間激しく混合する。この混合物を、１１０℃に加熱され、芯金４ａが所定の位置に充填された金型に流し込み、２時間硬化させる。芯金４ａの表面には、必要に応じて接着剤が塗布される。さらに、１１０℃で２４時間２次架橋を行うと、芯金４ａの表面に導電性ウレタンゴム発泡体層が形成される。この発泡体層を、所望の径、表面粗さになるように研削することにより、導電性弾性層４ｂが形成され、現像ローラ４が得られる。 The developing roller 4 in which the conductive elastic layer 4b includes a conductive urethane rubber elastic body can be manufactured as follows, for example. First, after adding 1 part by weight of conductive carbon to 100 parts by weight of polyesterol (Nipporan N-4032, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) and uniformly dispersing, the temperature was raised to 140 ° C. and 10-20 mmHg (about The mixture is dehydrated and dried for 12 hours while stirring under reduced pressure of 1.3 × 10 3 to about 2.7 × 10 3 Pa). Next, 7 parts by weight of tolylene diisocyanate (Coronate T-80, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) is added to the mixture under heating at 110 to 120 ° C., and the mixture is vigorously mixed for 2 minutes. This mixture is heated to 110 ° C., poured into a mold filled with a core metal 4a in a predetermined position, and cured for 2 hours. An adhesive is applied to the surface of the cored bar 4a as necessary. Furthermore, when secondary crosslinking is performed at 110 ° C. for 24 hours, a conductive urethane rubber foam layer is formed on the surface of the core metal 4a. By grinding the foam layer to have a desired diameter and surface roughness, the conductive elastic layer 4b is formed, and the developing roller 4 is obtained.
現像ローラ４は、図示しない現像バイアス用電源から電圧を印加され、それによって、その周面に供給ローラ５から供給されるトナーを薄層として担持する。このトナー薄層は、その薄層をドクター６によって適宜均一化された後、感光体２周面の静電潜像が形成された部分に当接され、接触現像方式により静電潜像がトナー像に現像される。 The developing roller 4 is applied with a voltage from a developing bias power source (not shown), thereby carrying the toner supplied from the supply roller 5 on its peripheral surface as a thin layer. This thin toner layer is made uniform by the doctor 6 as appropriate, and then brought into contact with the portion where the electrostatic latent image is formed on the circumferential surface of the photoreceptor 2. Developed into an image.
供給ローラ５は、その周面が現像ローラ４の周面に接触するように設けられ、矢符１２の方向に回転自在に支持される。供給ローラ５には、図示しないトナー供給バイアス用電源から、一般には、トナーを現像ローラ４に押す方向にバイアス電圧が印加される。また、トナーが負極性であれば、より負極側に大きなバイアス電圧が印加される。 The supply roller 5 is provided such that its peripheral surface is in contact with the peripheral surface of the developing roller 4, and is supported rotatably in the direction of the arrow 12. A bias voltage is generally applied to the supply roller 5 from a toner supply bias power source (not shown) in a direction in which the toner is pressed against the developing roller 4. If the toner is negative, a larger bias voltage is applied to the negative side.
供給ローラ５は、少なくともその表層部が、平均セル径２００μｍ以上５００μｍ以下の発泡体、たとえば連単泡性ゴム発泡体からなり、その表面に開口部が形成されている。供給ローラ５は、この開口部を利用してトナーを搬送して現像ローラにトナーを供給することができる。 The supply roller 5 has at least a surface layer portion made of a foam having an average cell diameter of 200 μm or more and 500 μm or less, for example, a continuous single foam rubber foam, and an opening is formed on the surface thereof. The supply roller 5 can convey the toner using this opening and supply the toner to the developing roller.
連単泡性ゴム発泡体は、その内部に独立気泡と連続気泡とが混在して存在するゴム発泡体である。このような連単泡性のゴム発泡体を用いると、独立気泡と連続気泡とが混在することによって、独立気泡単独の場合、すなわち単泡性発泡体のように、供給ローラ５の表面硬さが高くなりすぎることがなく、表面硬さが高くなりすぎることに起因する種々の不都合も発生しない。また、連続気泡単独の場合、すなわち連泡性発泡体のように、トナーが気泡中に残存し、供給ローラ５の表面硬さを高めることがないので、現像ローラ４の周面へのトナーフィルミング、トナー劣化、供給ローラ５への摩耗などの発生が防止される。また、連単泡性のゴム発泡体であっても、平均セル径が２００μｍを著しく下回ると、表面硬さが高くなり、駆動トルクが高くなって、種々の不都合を生じる。一方、平均セル径が５００μｍを大幅に超えると、現像装置の使用（駆動）時間が長くなるにつれて、供給ローラ５周面において、セル間の壁が裂けまたは壊れた状態になり、担持できるトナー量が減少し、現像ローラ４周面へのトナーの供給性が低下し、ベタ画像の追従性が悪くなってカスレなどの画像不良を生じる。平均セル径は、ゴム性発泡体の押出方向（ＭＤ方向）およびそれに直交する方向（ＴＤ方向）、さらには両方向と直交する厚み方向（ＶＤ方向）の断面の拡大写真を顕微鏡により撮影し、その写真において、一直線（長さＬ）上の気泡の数を計数し、長さＬと気泡数とから求める。 The continuous single-foam rubber foam is a rubber foam in which closed cells and open cells are mixed. When such a continuous single-bubble rubber foam is used, the surface hardness of the supply roller 5 is obtained by mixing the closed cells and the open cells, which is the case of the closed cells alone, that is, like the single-bubble foam. Does not become too high, and various inconveniences caused by the surface hardness becoming too high do not occur. Further, in the case of open cells alone, that is, like the open cell foam, toner remains in the bubbles and the surface hardness of the supply roller 5 is not increased. Generation of toner, toner deterioration, wear on the supply roller 5 and the like is prevented. Moreover, even if it is a continuous single foam rubber foam, if an average cell diameter is remarkably less than 200 micrometers, surface hardness will become high and drive torque will become high and will cause various inconveniences. On the other hand, when the average cell diameter greatly exceeds 500 μm, as the use (drive) time of the developing device becomes longer, the wall between the cells is torn or broken on the peripheral surface of the supply roller 5, and the amount of toner that can be carried Decreases, the toner supply performance to the circumferential surface of the developing roller 4 decreases, the followability of the solid image deteriorates, and image defects such as blurring occur. The average cell diameter was obtained by taking an enlarged photograph of a cross section of the rubber foam in the extrusion direction (MD direction) and in the direction perpendicular to it (TD direction), and in the thickness direction (VD direction) perpendicular to both directions. In the photograph, the number of bubbles on a straight line (length L) is counted and obtained from the length L and the number of bubbles.
供給ローラ５は、表層部の表面に形成される全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％未満である。全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％以上であると、トナーの搬送に利用することができる開口部が充分に形成されていないので、担持できるトナー量が減少する。このような供給ローラを用いると、現像ローラから均一な層厚のトナー薄層を感光体に供給することができず、得られた画像の一部に筋状の濃い部分が形成される現象、いわゆるはけ筋などが発生して、良好な画質品位の画像を形成させることができない。 The supply roller 5 has an opening having an opening diameter that is 1.5 times or more the average value of the opening diameters of all the openings formed on the surface of the surface layer portion, and is less than 15% of the total openings. When the opening having an opening diameter of 1.5 times or more of the average value of the opening diameters of all the openings is 15% or more of the total opening, the openings that can be used for toner conveyance are sufficiently formed. As a result, the amount of toner that can be carried decreases. When such a supply roller is used, a thin toner layer having a uniform layer thickness cannot be supplied from the developing roller to the photoreceptor, and a streak-like dark portion is formed in a part of the obtained image. So-called scissors are generated, and an image with good image quality cannot be formed.
したがって、少なくとも表層部が好適な平均セル径を有する発泡体からなり、開口径のばらつきの小さい供給ローラを用いると、現像ローラから均一な層厚のトナー薄層を感光体に供給することができ、得られた画像の一部に筋状の濃い部分が形成される現象、いわゆるはけ筋などが発生せず、良好な画質品位の画像を形成させることができる。また、開口部は、全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が形成されないほうが好ましいので、０％が下限値である。 Therefore, when a supply roller having at least a surface layer portion having a suitable average cell diameter and a small variation in opening diameter is used, a thin toner layer having a uniform layer thickness can be supplied from the developing roller to the photoreceptor. A phenomenon in which a streak-like dark portion is formed in a part of the obtained image, that is, a so-called scorching line does not occur, and an image with good image quality can be formed. Moreover, since it is preferable that an opening part with an opening diameter which is 1.5 times or more of the average value of the opening diameter of all the opening parts is not formed, 0% is a lower limit.
開口径は、以下のようにして求める。開口を埋めないようにトナーを供給ローラ表面に付着させて、トナーが付着していない領域を開口部として開口径を求めた。具体的には、まず現像ローラにイエロートナーを均一に塗布し、この現像ローラおよび供給ローラを現像槽にセットし、手動で現像ローラを回転させる。その後、供給ローラを取り出し、供給ローラの表面をカメラで撮影し、その撮影により得られた写真において、トナーが付着していない領域を開口部として開口径を求めた。開口径は、開口部の長径とした。また、全開口部の開口径の平均値は、全開口部の開口径の中央値、相加平均値、相乗平均値、調和平均値のいずれであってもよい。本実施形態では、平均値は中央値である。 The opening diameter is obtained as follows. The toner was attached to the surface of the supply roller so as not to fill the opening, and the opening diameter was determined with the region where the toner was not attached as an opening. Specifically, first, yellow toner is uniformly applied to the developing roller, the developing roller and the supply roller are set in the developing tank, and the developing roller is manually rotated. Thereafter, the supply roller was taken out, the surface of the supply roller was photographed with a camera, and in the photograph obtained by the photographing, the opening diameter was obtained with an area where toner was not attached as an opening. The opening diameter was the long diameter of the opening. In addition, the average value of the opening diameters of all the openings may be any of a median value, an arithmetic average value, a geometric average value, and a harmonic average value of the opening diameters of all the openings. In the present embodiment, the average value is a median value.
また、表層部の表面に形成される全開口部の開口径は、発泡体の平均セル径の２倍以下であることが好ましい。そうすると、トナーの搬送に利用することができない開口部が形成されていないので、現像ローラへのトナー供給性のより優れた供給ローラが得られる。 Moreover, it is preferable that the opening diameter of all the opening parts formed in the surface of a surface layer part is 2 times or less of the average cell diameter of a foam. In this case, since an opening that cannot be used for toner conveyance is not formed, a supply roller that is more excellent in toner supply to the developing roller can be obtained.
供給ローラ５を構成する連単泡性ゴム発泡体は、発泡率が０．７５以上０．８５以下であることが好ましい。発泡率が０．７５を著しく下回ると、発泡体の密度が高くなりすぎ、供給ローラ５の表面硬さが高くなり、現像ローラ４との摩擦力が高くなることで、駆動トルクが上昇し、かつ現像ローラ４周面へのトナーフィルミング、トナー劣化、供給ローラ５の磨耗などが生じ易くなる可能性がある。発泡率が０．８５を大幅に超えると、供給ローラ５の表面硬さが小さくなりすぎ、現像ローラ４に付着するトナーの余分量を掻き取る力が不充分になり、感光ドラム２へのトナーの供給過多が起こり、非印字部にトナーが付着し、下地カブリなどの画像不良を発生するおそれがある。さらにトナー担持量が必要以上に増加するため、駆動時間の経過とともに供給ローラ５が硬化するおそれがある。 The continuous single foam rubber foam constituting the supply roller 5 preferably has a foaming ratio of 0.75 or more and 0.85 or less. When the foaming ratio is significantly less than 0.75, the density of the foam becomes too high, the surface hardness of the supply roller 5 becomes high, and the frictional force with the developing roller 4 becomes high, so that the driving torque increases, In addition, toner filming on the circumferential surface of the developing roller 4, toner deterioration, wear of the supply roller 5, and the like may easily occur. If the foaming ratio greatly exceeds 0.85, the surface hardness of the supply roller 5 becomes too small, and the force for scraping off the excessive amount of toner adhering to the developing roller 4 becomes insufficient, so that the toner on the photosensitive drum 2 is removed. Excessive supply of toner occurs, and toner adheres to the non-printing area, which may cause image defects such as background fogging. Furthermore, since the toner carrying amount increases more than necessary, the supply roller 5 may be cured with the elapse of the driving time.
供給ローラ５を構成する連単泡性ゴム発泡体の材料になるゴム材としては特に制限されないけれども、可塑剤を添加しなくても加硫発泡が可能なゴム材が好ましい。その具体例としては、たとえば、エチレンプロピレンゴム（エチレン−プロピレン−ジエン共重合系合成ゴム、ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、イソプレンゴム、イソブチレン−イソプレンゴムなどが挙げられる。これらの中でも、ＥＰＤＭが好ましい。ＥＰＤＭは、可塑剤を使用しなくとも完全架橋が可能であり、長期にわたり適度の弾性を保持し、駆動トルクを上昇させることもないので、駆動トルクを適度な範囲に安定化することが可能である。また、ゴム材としては、ＥＰＤＭに、カーボンブラックなどの導電性材料を含む導電性ゴム弾性体が好ましい。導電性ゴム弾性体の抵抗（ローラ抵抗）は、１×１０６Ω以上１×１０８Ω以下が好ましい。本実施形態では、導電性ゴム弾性体の抵抗が４×１０７Ωである供給ローラを用いる。可塑剤を使用した合成ゴムを用いると、現像ローラ４と供給ローラ５との摩擦、熱などによって可塑剤が消失することで、弾性が失われ、表面の硬化、ひいては駆動トルクの上昇が起こる。また、ＥＰＤＭは、従来から供給ローラ５を構成する材料として用いられるウレタン発泡体に匹敵する微細なセル径を有する発泡体とすることができ、現像ローラ４上のトナーの掻き取り能力、現像ローラ４へのトナーの供給能力などの点からも有利である。 The rubber material that is the material of the continuous single foam rubber foam constituting the supply roller 5 is not particularly limited, but a rubber material that can be vulcanized and foamed without adding a plasticizer is preferable. Specific examples thereof include ethylene propylene rubber (ethylene-propylene-diene copolymer synthetic rubber, EPDM), chloroprene rubber, nitrile rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, nitrile-butadiene rubber, isoprene rubber, isobutylene- Examples include isoprene rubber. Among these, EPDM is preferable. EPDM can be completely cross-linked without using a plasticizer, and can maintain moderate elasticity over a long period of time and does not increase the driving torque, so it is possible to stabilize the driving torque within an appropriate range. is there. The rubber material is preferably a conductive rubber elastic body containing a conductive material such as carbon black in EPDM. The resistance (roller resistance) of the conductive rubber elastic body is preferably 1 × 10 6 Ω or more and 1 × 10 8 Ω or less. In the present embodiment, a supply roller whose resistance of the conductive rubber elastic body is 4 × 10 7 Ω is used. When a synthetic rubber using a plasticizer is used, the plasticizer disappears due to friction between the developing roller 4 and the supply roller 5, heat, etc., so that the elasticity is lost and the surface is hardened and the drive torque is increased. Further, EPDM can be a foam having a fine cell diameter comparable to a urethane foam conventionally used as a material constituting the supply roller 5, and the toner scraping ability on the developing roller 4, the developing roller 4 is also advantageous in terms of the ability to supply toner to the toner.
供給ローラ５は、公知の方法に従って製造できる。たとえば、ゴム材、発泡剤、導電剤、充填剤、軟化剤、加硫剤、加硫促進剤などを含む未加硫の発泡用ゴム組成物を調製する。各成分の配合量は特に制限されず、他成分の種類および配合量、加硫発泡に用いられる加硫装置の加硫条件などに応じて広い範囲から適宜選択される。各成分の混合は、たとえば、一般的なゴム混練用ニーダーとロールにて混練することにより行われる。このようにして得られる未加硫の発泡用ゴム組成物を、押出機によりチューブ状に押出し成形し、このチューブを連続的に熱風加硫機にて加熱することによって、発泡加硫が進行し、導電性発泡チューブが得られる。この導電性発泡チューブを所定の長さに切断する。このチューブに、その周面に接着剤を塗布した芯金５ａを圧入させ、チューブと芯金５ａとを接着する。さらにチューブに、加圧ロールなどの加圧手段によって圧力を加え、独立気泡の一部を破泡させて連続気泡に変換し、所望の発泡率（空隙率）および平均セル径を有するゴム性発泡体とする。さらに、ゴム性発泡体と芯金５ａとの接着体に研削加工を施し、その径、表面粗さなどの所望の値に調整する。本実施形態では、外径１６ｍｍとなるように研削加工を施す。これにより、芯金５ａの周面にゴム性発泡体を含む被覆層５ｂが形成された構造を有する供給ローラ５が得られる。芯金５ａは、たとえば、普通鋼、ステンレス鋼、合成樹脂などからなる、円柱状成形体を使用できる。本実施形態では、外径８ｍｍの芯金５ａを用いる。 The supply roller 5 can be manufactured according to a known method. For example, an unvulcanized foaming rubber composition containing a rubber material, a foaming agent, a conductive agent, a filler, a softening agent, a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator and the like is prepared. The blending amount of each component is not particularly limited, and is appropriately selected from a wide range according to the type and blending amount of other components, the vulcanization conditions of a vulcanizer used for vulcanization foaming, and the like. Each component is mixed by, for example, kneading with a general rubber kneader kneader and a roll. The unvulcanized foaming rubber composition thus obtained is extruded into a tube shape by an extruder, and the tube is continuously heated by a hot air vulcanizer, whereby the foam vulcanization proceeds. A conductive foam tube is obtained. The conductive foam tube is cut to a predetermined length. A core metal 5a having an adhesive applied to the peripheral surface thereof is press-fitted into the tube to bond the tube and the core metal 5a. Furthermore, pressure is applied to the tube by a pressure means such as a pressure roll to break some of the closed cells and convert them into open cells. Rubber foam with the desired foaming rate (void ratio) and average cell diameter Let it be the body. Further, the bonded body of the rubber foam and the cored bar 5a is ground and adjusted to a desired value such as its diameter and surface roughness. In the present embodiment, grinding is performed so that the outer diameter is 16 mm. Thereby, the supply roller 5 having a structure in which the coating layer 5b including the rubber foam is formed on the peripheral surface of the core metal 5a is obtained. As the core metal 5a, for example, a cylindrical molded body made of plain steel, stainless steel, synthetic resin, or the like can be used. In the present embodiment, a cored bar 5a having an outer diameter of 8 mm is used.
未加硫の発泡用ゴム組成物を加硫発泡する装置としては、ＵＨＦ（Ultra High
Frequency）連続加硫装置が好ましい。この装置において、たとえば、ＵＨＦ出力を０．１〜１．５ｋｗ、ＵＨＦ槽温度を２００〜２４０℃、および熱風加硫（ＨＡＶ）槽を２００〜２３０℃の範囲にそれぞれ設定して加硫発泡を行い、好ましくは加圧操作を実施することにより、連続気泡と独立気泡とが混在し、前記範囲の発泡率（空隙率）および平均セル径を有するゴム性発泡体を得ることができる。なお、ＵＨＦ連続加硫装置を用いる場合には、加硫発泡後の加圧操作を実施しなくても、本発明で使用するゴム性発泡体が得られる場合がある。
As an apparatus for vulcanizing and foaming an unvulcanized foaming rubber composition, UHF (Ultra High
Frequency) continuous vulcanizer is preferred. In this apparatus, for example, the UHF output is set to 0.1 to 1.5 kW, the UHF tank temperature is set to 200 to 240 ° C., and the hot air vulcanization (HAV) tank is set to a range of 200 to 230 ° C. By performing the pressure operation preferably, an open cell and a closed cell are mixed, and a rubber foam having an expansion ratio (void ratio) and an average cell diameter in the above range can be obtained. In addition, when using a UHF continuous vulcanization | cure apparatus, the rubber-like foam used by this invention may be obtained even if it does not implement the pressurization operation after vulcanization foaming.
切削加工する装置としては、心なし研削盤（センタレス）が好ましい。この装置において、たとえば、粒度番号＃１００のカーボングラファイト砥粒と結合材とからなる砥石を用い、砥石周速４００ｍ／分以上８００ｍ／分以下、砥石送り速度１ｍ／分以上５ｍ／分以下の範囲にそれぞれ設定して研削加工を行う。本実施形態では、砥石周速６００ｍ／分、砥石送り速度３ｍ／分の範囲にそれぞれ設定して研削加工を行う。 As a cutting device, a centerless grinder (centerless) is preferable. In this apparatus, for example, a grindstone composed of carbon graphite abrasive grains having a particle size number of # 100 and a binder is used, and a grindstone peripheral speed of 400 m / min to 800 m / min and a grindstone feed speed of 1 m / min to 5 m / min. Grinding is performed with each setting. In the present embodiment, grinding is performed by setting the grinding wheel peripheral speed to 600 m / min and the grinding wheel feed speed of 3 m / min, respectively.
砥石は、研削加工を施した接着体の本数が増えるにつれて研磨特性が低下するので、ドレッシング加工を施す必要がある。砥石は、接着体を２５００本研削加工する毎に、ドレッシング加工を施すことが好ましい。より好ましくは、砥石は、接着体を１０００本研削加工する毎に、ドレッシング加工を施すことが好ましい。２５００本より多い接着体を研削加工しても、砥石にドレッシング加工を施さないと、砥石の研磨特性が低下し、好適な材料で供給ローラ５を製造しても、上記のような開口径のばらつきの少ない開口部を形成することができず、得られた供給ローラは、良好な画質品位の画像を形成させることができない。 The grindstone needs to be dressed because the polishing characteristics deteriorate as the number of bonded bodies subjected to the grinding process increases. The grindstone is preferably subjected to dressing every time 2500 pieces of the adhesive are ground. More preferably, the grindstone is preferably subjected to dressing every time 1000 pieces of the bonded body are ground. Even if more than 2500 adhesives are ground, if the grindstone is not dressed, the grinding characteristics of the grindstone will deteriorate, and even if the supply roller 5 is manufactured with a suitable material, the opening diameter as described above will be reduced. An opening with little variation cannot be formed, and the obtained supply roller cannot form an image with good image quality.
上記の方法で得られる発泡体の断面を走査型顕微鏡で観察することによって、連続気泡と独立気泡とが混在する連単泡性のゴム性発泡体であることを確認できる。本発明で使用するゴム性発泡体において、連続気泡と単独気泡との割合は特に制限されず、ゴム性発泡体の切断面を走査型電子顕微鏡で観察する時に、連続気泡および単独気泡が視認できればよいけれども、連続気泡の割合を示す連続気泡率は、好ましくは５％以上、さらに好ましくは１０％以上、特に好ましくは１０％以上６０％以下である。 By observing the cross section of the foam obtained by the above method with a scanning microscope, it can be confirmed that the foam is a continuous single-cell rubber foam in which open cells and closed cells are mixed. In the rubber foam used in the present invention, the ratio between open cells and single cells is not particularly limited, and when the cut surface of the rubber foam is observed with a scanning electron microscope, open cells and single cells can be visually recognized. However, the open cell ratio indicating the ratio of open cells is preferably 5% or more, more preferably 10% or more, and particularly preferably 10% or more and 60% or less.
ゴム性発泡体の発泡率（空隙率）は、次のようにして求められる。体積Ｖ（ｍｍ３）のゴム性発泡体を、縦１０００ｍｍ×横１０００ｍｍの内寸法を有する水槽の水面下に沈め、その時に水面が上昇した高さｈ（ｍｍ）を測定し、次式に従って算出した。
発泡率（％）＝［（Ｖ−１０００×１０００×ｈ）／Ｖ］×１００
The expansion ratio (void ratio) of the rubber foam is determined as follows. A rubber foam having a volume V (mm 3 ) is submerged under the surface of a water tank having an internal dimension of 1000 mm in length × 1000 mm in width, and the height h (mm) at which the water level has risen is measured and calculated according to the following formula: did.
Foaming rate (%) = [(V−1000 × 1000 × h) / V] × 100
また、連続気泡の割合である連続気泡率（％）は、ＡＳＴＭ Ｄ−２８５６に規定されるエアーピクノメータ（空気比較式比重計）法（１−１／２−１気圧法）に従って測定できる。その際、東芝ベックマン(株)製の空気比較式比重計を用いる。 The open cell ratio (%), which is the ratio of open cells, can be measured according to the air pycnometer (air comparison hydrometer) method (1-1 / 2-1 atmospheric pressure method) defined in ASTM D-2856. At that time, an air comparison type hydrometer manufactured by Toshiba Beckman Co., Ltd. is used.
供給ローラ５の周速度Ｓｂは、現像ローラ４の周速度Ｓａに対して０．４〜１．０の範囲である。０．４未満では、現像ローラ４へのトナー供給性が低下し、ベタ画像の追従性が悪化し、カスレなどの画像不良を生じる。１．０を超えると、現像ローラ４および／または供給ローラ５の駆動トルクが増大し、それに伴う不都合が生じる。 The peripheral speed Sb of the supply roller 5 is in the range of 0.4 to 1.0 with respect to the peripheral speed Sa of the developing roller 4. If it is less than 0.4, the toner supply property to the developing roller 4 is lowered, the followability of the solid image is deteriorated, and image defects such as blurring occur. If it exceeds 1.0, the driving torque of the developing roller 4 and / or the supply roller 5 increases, resulting in inconvenience.
さらに、現像ローラ４および供給ローラ５は、それぞれ矢符１１および矢符１２の方向に回転し、それらが圧接触する部分（ニップ）では、回転方向が逆方向になり、対向するように摺接する。このとき、ニップ幅Ｗは特に制限されないけれども、２．０〜４．０ｍｍの範囲にあることが好ましい。ニップ幅が２．０ｍｍを著しく下回ると、供給ローラ５から現像ローラ４へのトナーの供給性が低下し、ベタ画像の追従性が悪くなる。４．０ｍｍを大幅に超えると、現像ローラ４と供給ローラ５との摩擦が増加し、それに伴って、駆動トルクが上昇し、かつ現像ローラ周面へのトナーフィルミング、トナー劣化、供給ローラ５の磨耗などが生じ易くなる。 Further, the developing roller 4 and the supply roller 5 rotate in the directions of the arrow 11 and the arrow 12, respectively, and in a portion (nip) where they are in pressure contact, the rotation direction is reverse and the sliding contact is made so as to face each other. . At this time, the nip width W is not particularly limited, but is preferably in the range of 2.0 to 4.0 mm. When the nip width is significantly less than 2.0 mm, the toner supply performance from the supply roller 5 to the developing roller 4 is lowered, and the followability of the solid image is deteriorated. If it greatly exceeds 4.0 mm, the friction between the developing roller 4 and the supply roller 5 increases, and accordingly, the driving torque increases, and toner filming on the peripheral surface of the developing roller, toner deterioration, the supply roller 5 It is easy for wear to occur.
供給ローラ５は、現像ローラ４との接触下に矢符１２の方向に回転し、現像槽７内に収容されるトナーをその周面に担持し、そのトナーを現像ローラ４周面に供給する。 The supply roller 5 rotates in the direction of an arrow 12 under contact with the developing roller 4, carries the toner accommodated in the developing tank 7 on its peripheral surface, and supplies the toner to the peripheral surface of the developing roller 4. .
ドクター６は、トナー槽７に固定される固定端６ａと、現像ローラ４から離反する方向に微少量傾斜する先端部６ｃと、固定端６ａと先端部６ｃとの間に位置し、弾性変形により現像ローラ４の周面に圧接可能に設けられる接触部６ｂとを含んで構成される。ドクター６は、図示しないドクターバイアス用電源から所定のバイアス電圧が印加される。すなわち、ドクター６からトナーを現像ローラ４側へと押す方向にバイアス電圧が印加される。また、トナーが負極性であれば、トナーよりも負極側に大きなバイアス電圧をドクター６に印加する。 The doctor 6 is positioned between a fixed end 6a fixed to the toner tank 7, a tip portion 6c that is slightly inclined in a direction away from the developing roller 4, and a fixed end 6a and the tip portion 6c, and is elastically deformed. And a contact portion 6b provided so as to be capable of being pressed against the peripheral surface of the developing roller 4. A predetermined bias voltage is applied to the doctor 6 from a doctor bias power source (not shown). That is, the bias voltage is applied in the direction in which the toner is pushed from the doctor 6 toward the developing roller 4 side. If the toner has negative polarity, a bias voltage larger than the toner is applied to the doctor 6 on the negative electrode side.
接触部６ｂは、少なくとも現像ローラ４周面に対向する面がばね弾性を有する弾性変形可能な材料によって構成され、その長手方向（現像ローラ４の回転軸方向）に沿って、先端部６ｃ近傍の、現像ローラ４周面に対向する接触部６ｂが現像ローラ４周面に所定圧で圧接される。 The contact portion 6b is made of an elastically deformable material having at least a surface opposed to the circumferential surface of the developing roller 4 and having spring elasticity, and in the vicinity of the tip portion 6c along its longitudinal direction (rotational axis direction of the developing roller 4). The contact portion 6b facing the circumferential surface of the developing roller 4 is pressed against the circumferential surface of the developing roller 4 with a predetermined pressure.
ドクター６は、たとえば、ステンレス鋼などからなる金属板によって構成される板状物であり、その板厚は、たとえば、０．０７ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下である。先端部６ｃは、金属板に、機械的な切削加工、研磨加工、曲げ加工などを施すことによって形成できる。また、金属板に、予め所望の形状に成形加工したチップ状先端部を導電性接着剤などで貼り付ける方法、金属板の先端に段差加工を施し、その上から導電性接着剤などで金属箔を貼り付ける方法などの加工法により形成される。 The doctor 6 is a plate-like object composed of, for example, a metal plate made of stainless steel or the like, and the thickness thereof is, for example, 0.07 mm or more and 0.15 mm or less. The tip portion 6c can be formed by subjecting a metal plate to mechanical cutting, polishing, bending, or the like. In addition, a method of attaching a chip-shaped tip portion that has been molded and processed in advance to a desired shape on a metal plate with a conductive adhesive or the like, a step processing is applied to the tip of the metal plate, and a metal foil is then applied with a conductive adhesive or the like from above. The film is formed by a processing method such as a method of attaching.
ドクター６は、矢符１１の方向における現像ローラ４と供給ローラ５との接触面より下流側で現像ローラ４周面に圧接（または当接）し、現像ローラ４周面に担持されるトナー薄層の層厚を均一化する。層厚が均一化されたトナー薄層は、現像ローラ４が感光体２に接触する現像領域に搬送される。 The doctor 6 is in pressure contact (or contact) with the circumferential surface of the developing roller 4 on the downstream side of the contact surface between the developing roller 4 and the supply roller 5 in the direction of the arrow 11, and the toner thin carried on the circumferential surface of the developing roller 4. The layer thickness of the layer is made uniform. The toner thin layer having a uniform layer thickness is conveyed to a developing area where the developing roller 4 contacts the photoreceptor 2.
トナー槽７は、トナーを収容する。トナー槽７を構成する材料としては、たとえば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレンなどの合成樹脂、ステンレス鋼およびアルミニウムなどの金属が挙げられる。 The toner tank 7 stores toner. Examples of the material constituting the toner tank 7 include synthetic resins such as polypropylene, polyethylene, and polystyrene, and metals such as stainless steel and aluminum.
攪拌羽根８は、トナー槽７内に設けられ、回転自在に支持される。攪拌羽根８は、トナー槽７内に収容されるトナーを攪拌することによって、供給ローラ５へのトナーの供給を円滑に進行させ、それとともに、トナーの堆積による固化を防止する機能をも有する。 The stirring blade 8 is provided in the toner tank 7 and is rotatably supported. The agitation blade 8 agitates the toner stored in the toner tank 7 to smoothly supply the toner to the supply roller 5 and also has a function of preventing solidification due to toner accumulation.
非磁性１成分現像装置３において用いるトナーとしては、特に制限されず、従来の非磁性１成分トナーを使用できる。非磁性１成分トナーは、トナー粒子に必要に応じてシリカなどの一般的な外添剤を添加混合し、凝集物、異物などを除去したものである。トナー粒子は、たとえば、結着樹脂（定着樹脂）、着色剤および添加剤を乾式ブレンダ、スーパーミキサ、ボールミルなどによって均一に予備混合し、得られる混合物を、たとえば、ハンドミキサ、ロール、一軸押出混練機、二軸押出混練機などの混練装置を用いて均一に溶融混練し、得られる混練物を冷却して粉砕し、さらに必要に応じて分級することにより得ることができる。結着樹脂、着色剤および添加剤としては、この分野で常用されるものをいずれも使用できる。 The toner used in the nonmagnetic one-component developing device 3 is not particularly limited, and conventional nonmagnetic one-component toner can be used. The non-magnetic one-component toner is obtained by adding a general external additive such as silica to the toner particles as necessary to remove aggregates and foreign matters. For toner particles, for example, a binder resin (fixing resin), a colorant and an additive are uniformly premixed by a dry blender, a super mixer, a ball mill, etc., and the resulting mixture is, for example, a hand mixer, a roll, a single screw extrusion kneading. It can be obtained by uniformly melting and kneading using a kneading apparatus such as a machine or a twin screw extrusion kneader, cooling and pulverizing the obtained kneaded material, and further classifying as necessary. Any binder resin, colorant, and additive that are commonly used in this field can be used.
非磁性１成分現像装置３においては、トナー槽７に収容されるトナーが、供給ローラ５を介して現像ローラ４に供給される。現像ローラ４周面に付着するトナーは、ドクター６によって層厚を均一化され、トナー薄層が形成される。このトナー薄層は、感光体２の周面に形成される静電潜像に供給され、これによって、静電潜像が現像されてトナー像が形成される。非磁性１成分現像装置３において、供給ローラ５が現像ローラ４上にトナーを供給するメカニズムは、トナーが現像ローラ４と摩擦によって帯電状態になり、現像ローラ４に付着するものと考えられる。 In the non-magnetic one-component developing device 3, the toner stored in the toner tank 7 is supplied to the developing roller 4 via the supply roller 5. The toner adhering to the circumferential surface of the developing roller 4 is made uniform in layer thickness by the doctor 6 to form a thin toner layer. This thin toner layer is supplied to an electrostatic latent image formed on the peripheral surface of the photoreceptor 2, whereby the electrostatic latent image is developed to form a toner image. In the non-magnetic one-component developing device 3, the mechanism in which the supply roller 5 supplies the toner onto the developing roller 4 is considered that the toner is charged by friction with the developing roller 4 and adheres to the developing roller 4.
以下に実施例および比較例を挙げ、本発明を具体的に説明する。
（実施例１）
外径８ｍｍの芯金５ａに、カーボンブラックを含むＥＰＤＭ発泡体からなる導電性発泡チューブを接着させた接着体を、以下の条件で心なし研削盤で研削加工することによって、供給ローラ５を製造した。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples.
Example 1
The supply roller 5 is manufactured by grinding an adhesive body in which a conductive foam tube made of EPDM foam containing carbon black is bonded to a core metal 5a having an outer diameter of 8 mm with a centerless grinder under the following conditions. did.
粒度番号＃１００のカーボングラファイト砥粒と結合材とからなる砥石を用い、砥石周速６００ｍ／分、砥石送り速度３ｍ／分以下となるように設定して研削加工を行った。 Grinding was performed by using a grindstone composed of carbon graphite abrasive grains having a particle size number of # 100 and a binder and setting the grindstone peripheral speed to 600 m / min and the grindstone feed speed to 3 m / min or less.
本実施例は、ドレッシング加工後１０００本目の研削加工によって製造された供給ローラである。 This embodiment is a supply roller manufactured by the 1000th grinding after dressing.
（実施例２）
ドレッシング加工後２０００本目の研削加工によって製造されたこと以外、実施例１と同様である。
(Example 2)
Example 1 is the same as Example 1 except that it was manufactured by 2000th grinding after dressing.
（比較例１）
ドレッシング加工後５０００本目の研削加工によって製造されたこと以外、実施例１と同様である。
(Comparative Example 1)
Example 1 is the same as Example 1 except that it was manufactured by the 5000th grinding after dressing.
図２は、実施例１である供給ローラの表面の写真を示す図面である。図３は、実施例２である供給ローラの表面の写真を示す図面である。図４は、比較例１である供給ローラの表面の写真を示す図面である。 FIG. 2 is a drawing showing a photograph of the surface of the supply roller according to the first embodiment. FIG. 3 is a drawing showing a photograph of the surface of the supply roller according to the second embodiment. 4 is a drawing showing a photograph of the surface of a supply roller as Comparative Example 1. FIG.
表１は、図２〜４に示す写真に基づいて、上述の方法で供給ローラの表面に形成される開口部の開口径を測定した結果である。 Table 1 shows the results of measuring the opening diameter of the opening formed on the surface of the supply roller by the above-described method based on the photographs shown in FIGS.
表１に示すように、実施例１は、全開口部の開口径の中央値Ｌ５０の１．５倍以上ある（１．５×Ｌ５０の）開口径をもつ開口部の存在比が、１１％である。実施例２は、１．５×Ｌ５０の開口径をもつ開口部の存在比が、１１％である。比較例１は、１．５×Ｌ５０の開口径をもつ開口部の存在比が、３１％である。したがって、実施例１および実施例２は、全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％未満である供給ローラであり、比較例１は、全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％以上である供給ローラである。 As shown in Table 1, in Example 1, the abundance ratio of openings having an opening diameter (1.5 × L50) that is 1.5 times or more the median value L50 of the opening diameters of all openings is 11%. It is. In Example 2, the existence ratio of openings having an opening diameter of 1.5 × L50 is 11%. In Comparative Example 1, the abundance ratio of openings having an opening diameter of 1.5 × L50 is 31%. Therefore, Example 1 and Example 2 are supply rollers in which the opening having an opening diameter that is 1.5 times or more the average value of the opening diameters of all the opening parts is less than 15% of the entire opening part. Example 1 is a supply roller in which an opening having an opening diameter that is 1.5 times or more the average value of the opening diameters of all the openings is 15% or more of the entire opening.
表１の実施例２および比較例１について、表層部の断面の写真を撮影することによって、表面状態を評価した。図５は、実施例２である供給ローラの表層部の断面の写真を示す図面である。図６は、比較例１である供給ローラの表層部の断面の写真を示す図面である。 About Example 2 and Comparative Example 1 of Table 1, the surface state was evaluated by taking photographs of the cross section of the surface layer portion. FIG. 5 is a drawing showing a photograph of a cross section of the surface layer portion of the supply roller according to the second embodiment. 6 is a drawing showing a photograph of a cross section of a surface layer portion of a supply roller which is Comparative Example 1. FIG.
全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％未満である供給ローラ（実施例２）は、図５からわかるように、毛羽立ちの少ない供給ローラである。それに対して、全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％以上である供給ローラ（比較例１）は、図６からわかるように、矢印が示す部分が毛羽であり、毛羽立ちの多い供給ローラである。 As can be seen from FIG. 5, the supply roller (Example 2) having an opening having an opening diameter of 1.5 times or more of the average value of the opening diameters of all the openings is less than 15% of the entire opening. It is a supply roller with few. On the other hand, a supply roller (Comparative Example 1) in which the opening having an opening diameter of 1.5 times or more of the average value of the opening diameters of all the openings is 15% or more of the entire opening can be seen from FIG. Thus, the part which an arrow shows is a fluff, and is a supply roller with much fluff.
このことから、研磨特性の低い砥石で研削加工を施した供給ローラは、研削加工の際に、発泡体のセルの隔壁を破壊してしまう。このことによって、全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％以上となってしまうことがわかる。 For this reason, the supply roller that has been ground with a grindstone having low polishing characteristics destroys the partition walls of the foam cells during grinding. Accordingly, it can be seen that the opening having an opening diameter that is 1.5 times or more the average value of the opening diameters of all the openings becomes 15% or more of the entire opening.
市販の複写機（ＡＲ−２６０：シャープ株式会社製）の現像装置の代わりに、実施例１，２および比較例１である供給ローラを備えた非磁性１成分現像装置３を用いて、Ａ４サイズの記録紙に画像形成を行った。 In place of a developing device of a commercially available copying machine (AR-260: manufactured by Sharp Corporation), a non-magnetic one-component developing device 3 having a supply roller according to Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 was used, and an A4 size was used. An image was formed on the recording paper.
その結果、全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％未満である供給ローラ（実施例１，２）を備えた非磁性１成分現像装置３を用いた場合、はけ筋のない画像品位の良好な画像が形成された。また、全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％以上である供給ローラ（比較例１）を備えた非磁性１成分現像装置を用いた場合、形成された画像にはけ筋が発生し、画像品位の良好な画像を形成することができなかった。 As a result, a non-magnetic device provided with a supply roller (Examples 1 and 2) in which an opening having an opening diameter of 1.5 times or more of the average value of the opening diameters of all the openings is less than 15% of the entire opening. When the one-component developing device 3 was used, an image having good image quality without streaking was formed. Further, non-magnetic one-component development provided with a supply roller (Comparative Example 1) in which an opening having an opening diameter of 1.5 times or more of the average value of the opening diameters of all the openings is 15% or more of the entire opening. When the apparatus was used, streaks were generated in the formed image, and an image with good image quality could not be formed.
１ 画像形成装置
２ 感光体
３ 非磁性１成分現像装置
４ 現像ローラ
５ 供給ローラ
６ ドクター
７ 現像槽
８ 攪拌羽根
１０，１１，１２ 矢符
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 2 Photoconductor 3 Nonmagnetic 1-component developing apparatus 4 Developing roller 5 Supply roller 6 Doctor 7 Developing tank 8 Stirring blade 10, 11, 12
Claims (5)
少なくとも表層部は、発泡体からなり、
前記表層部の表面に、開口部が形成されており、
全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％未満であることを特徴とする供給ローラ。 Non-magnetic toner is supplied onto the developing roller by a supply roller, and the toner thinned on the peripheral surface of the developing roller is supplied to the surface of the photosensitive member by the developing roller to develop the electrostatic latent image into a toner image. A supply roller mounted on a one-component developing device,
At least the surface layer part is made of foam,
An opening is formed on the surface of the surface layer portion,
A supply roller, wherein an opening having an opening diameter of 1.5 times or more of an average value of opening diameters of all the opening parts is less than 15% of the entire opening part.
供給ローラによって供給されたトナーを搬送する現像ローラとを有し、
前記供給ローラによって、トナーを前記現像ローラ上に供給し、前記現像ローラの周面において薄層化されたトナーを、前記現像ローラによって感光体表面に供給して静電潜像からトナー像に現像することを特徴とする非磁性１成分現像装置。 At least the surface layer portion is made of a foam, and an opening is formed on the surface of the surface layer portion, and the opening having an opening diameter that is 1.5 times the average value of the opening diameters of all the opening portions is the entire opening portion. A supply roller that is less than 15% of
A developing roller that conveys the toner supplied by the supply roller;
The supply roller supplies toner onto the developing roller, and the toner thinned on the peripheral surface of the developing roller is supplied to the surface of the photosensitive member by the developing roller to develop the electrostatic latent image into a toner image. A non-magnetic one-component developing device.
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