JP2015184601A - Developing device and image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To allow a developer carrier, which has a surface layer not containing fine particles coating the outer peripheral surface of an elastic layer, to have a surface satisfying a predetermined condition, so as to prevent a developer from being adhered to the surface of the developer carrier.SOLUTION: There is provided a developer including a developer carrier that develops a latent image on an electrostatic latent image carrier, and a developer supply member that supplies a developer to the developer carrier, where the developer carrier includes an elastic layer and a surface layer that coats the outer peripheral surface of the elastic layer and does not contain fine particles; the roughness in the circumferential direction of the surface of the developer carrier satisfies a predetermined condition.

Description

本発明は、現像装置及び画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to a developing device and an image forming apparatus.

従来、電子写真方式を用いる複写機、プリンタ、ファクシミリ機、MFP(複合型プリンタ:Multi Function Printer)等の画像形成装置においては、静電潜像担持体、並びに、該静電潜像担持体に作用する帯電部材、現像剤担持体及びクリーニング機構などを一体化した現像装置を装置本体に搭載し、印刷用紙等の記録媒体にトナー像を形成するようになっている。   Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, and an MFP (Multi Function Printer) using an electrophotographic method, an electrostatic latent image carrier and an electrostatic latent image carrier A developing device in which an acting charging member, a developer carrying member, a cleaning mechanism and the like are integrated is mounted on the apparatus main body, and a toner image is formed on a recording medium such as printing paper.

一般に、現像装置は、静電潜像担持体としての感光体ドラム上に、現像剤であるトナーを現像させるための現像剤担持体としての現像ローラと、該現像ローラ上へのトナーの供給及び現像ローラ上に残存する未現像トナーの掻(か)き取りを行うトナー供給ローラとを有している。   In general, a developing device includes a developing roller as a developer carrier for developing toner as a developer on a photosensitive drum as an electrostatic latent image carrier, supply of toner to the developing roller, and A toner supply roller that scrapes off the undeveloped toner remaining on the developing roller.

前記現像ローラに求められる特性としては、トナーの均一な帯電性、及び、均一なトナー搬送性が挙げられる。これらの特性を得るために、現像ローラは、軸芯(しん)体の外周に取り付けられた弾性層と、該弾性層の表面を被覆する表面層とを有し、さらに、該表面層中に樹脂微粒子を分散させることによって、現像ローラの表面に凸部を形成する技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。   The characteristics required for the developing roller include a uniform charging property of the toner and a uniform toner conveyance property. In order to obtain these characteristics, the developing roller has an elastic layer attached to the outer periphery of the shaft core and a surface layer that covers the surface of the elastic layer. A technique for forming convex portions on the surface of a developing roller by dispersing resin fine particles is known (see, for example, Patent Document 1).

特開2011−180195号公報JP 2011-180195 A

しかしながら、前記従来の現像装置においては、現像ローラの表面を所望の表面粗さとするために表面層に樹脂微粒子を添加した場合、該樹脂微粒子の硬度が、弾性層及び表面層に比べて高く、前記現像ローラに当接する感光体ドラム、層規制ブレード及びトナー供給ローラから現像ローラ上のトナーに加えられる機械的ストレスが局所的に大きくなるため、現像ローラの表面にトナーが固着する現象である、いわゆる、トナーフィルミングが発生するという問題があった。   However, in the conventional developing device, when resin fine particles are added to the surface layer in order to make the surface of the developing roller have a desired surface roughness, the hardness of the resin fine particles is higher than that of the elastic layer and the surface layer, This is a phenomenon in which the toner adheres to the surface of the developing roller because mechanical stress applied to the toner on the developing roller from the photosensitive drum, the layer regulating blade, and the toner supply roller in contact with the developing roller is locally increased. There is a problem that so-called toner filming occurs.

本発明は、前記従来の現像装置における問題点を解決して、弾性層の外周面を覆う微粒子を含有しない表面層を有する現像剤担持体の表面が所定の条件を満足するようにして、現像剤担持体の表面に現像剤が固着することのない現像装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。   The present invention solves the problems in the conventional developing device, and develops the surface of the developer carrying member having a surface layer that does not contain fine particles covering the outer peripheral surface of the elastic layer so as to satisfy a predetermined condition. It is an object of the present invention to provide a developing device and an image forming apparatus in which the developer does not adhere to the surface of the agent carrier.

そのために、本発明の現像装置においては、静電潜像担持体上の潜像を現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材とを備える現像装置であって、前記現像剤担持体は、弾性層と、該弾性層の外周面を覆う表面層であって微粒子を含有しない表面層とを有し、前記現像剤担持体の表面の周方向の粗さが以下の条件を満足する。   Therefore, in the developing device of the present invention, the developing device includes a developer carrying member that develops the latent image on the electrostatic latent image carrying member, and a developer supply member that supplies the developer to the developer carrying member. The developer carrier has an elastic layer and a surface layer that covers the outer peripheral surface of the elastic layer and does not contain fine particles, and is arranged in the circumferential direction on the surface of the developer carrier. The roughness satisfies the following conditions.

凹凸の平均間隔Sm=50〜200〔μm〕
十点平均粗さRz=2〜10〔μm〕
負荷長さ率tp (20〔%〕):30〔%〕以上65〔%〕以下
負荷長さ率tp (90〔%〕):80〔%〕以上
p ((n+1)×10〔%〕)−tp (n×10〔%〕):20〔%〕以下(n:2〜8の整数)
Average interval of unevenness Sm = 50 to 200 [μm]
Ten-point average roughness Rz = 2 to 10 [μm]
Load length ratio t p (20 [%]): 30 [%] or more and 65 [%] or less Load length ratio t p (90 [%]): 80 [%] or more t p ((n + 1) × 10 [ %])-T p (n × 10 [%]): 20 [%] or less (n: integer of 2 to 8)

本発明によれば、現像装置は、現像剤担持体上の現像剤に加えられるストレスを低減し、かつ、現像剤供給部材による未現像の現像剤の掻き取り性を向上させることができ、結果として、現像剤担持体の表面への現像剤の固着の発生を抑えることができる。   According to the present invention, the developing device can reduce the stress applied to the developer on the developer carrying member, and can improve the scraping property of the undeveloped developer by the developer supply member. As a result, the occurrence of sticking of the developer to the surface of the developer carrying member can be suppressed.

本発明の実施の形態における現像装置の構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a developing device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における画像形成装置の概略構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における画像形成装置の制御ブロック図である。FIG. 2 is a control block diagram of the image forming apparatus in the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における現像ローラの断面図である。It is sectional drawing of the developing roller in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における現像ローラの抵抗値測定方法を示す図である。It is a figure which shows the resistance value measuring method of the developing roller in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における連続印刷パターンを示す図である。It is a figure which shows the continuous printing pattern in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における現像ローラの表面にトナーフィルミングが発生していないときのベタ画像を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a solid image when toner filming has not occurred on the surface of the developing roller according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における現像ローラの表面にトナーフィルミングが発生したときのベタ画像を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a solid image when toner filming occurs on the surface of the developing roller according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における1by1パターンを示す図である。It is a figure which shows 1by1 pattern in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における凸と凹とによって表面粗さを形成した現像ローラの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the developing roller which formed surface roughness by the convex and the concave in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における凸によって表面粗さを形成した現像ローラの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the developing roller which formed surface roughness by the convex in the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における凹によって表面粗さを形成した現像ローラの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the developing roller which formed surface roughness by the concave in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における表面層に添加した樹脂微粒子によって表面粗さを形成した現像ローラの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the developing roller in which surface roughness is formed by resin fine particles added to the surface layer in the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における型転写と樹脂微粒子の添加とによって粗さを形成した現像ローラの表面を示す拡大図である。It is an enlarged view showing the surface of the developing roller formed with roughness by mold transfer and addition of resin fine particles in the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における研磨によって粗さを形成した現像ローラの表面を示す拡大図である。It is an enlarged view showing the surface of the developing roller formed with roughness by polishing in the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における負荷長さ率tp を説明する図である。It is a diagram for explaining a load length ratio t p in the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における仮定の粗さ曲線に対応する負荷長さ率tp を示す図である。It shows a load length ratio t p corresponding to the roughness curve of the assumptions in the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における現像ローラの表面粗さを示す表である。6 is a table showing the surface roughness of the developing roller in the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における実施例1〜9の試験結果を示す表である。It is a table | surface which shows the test result of Examples 1-9 in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における比較例1〜6の試験結果を示す表である。It is a table | surface which shows the test result of Comparative Examples 1-6 in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における負荷長さ率tp (20〔%〕)及びtp (90〔%〕)並びに切断レベル10〔%〕当たりの負荷長さ率の変化量の最大値を示す表である。Table showing the maximum values of the load length ratios t p (20 [%]) and t p (90 [%]) and the change amount of the load length ratio per cutting level 10 [%] in the embodiment of the present invention. It is.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は本発明の実施の形態における現像装置の構成を示す断面図、図2は本発明の実施の形態における画像形成装置の概略構成を示す断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a developing device in the embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an image forming apparatus in the embodiment of the present invention.

図2において、10は本実施の形態における画像形成装置であり、例えば、プリンタ、ファクシミリ機、複写機、各種の機能を併せ持つ複合機等であるが、いかなる種類のものであってもよい。ここでは、前記画像形成装置10が、電子写真方式によって画像を形成する電子写真式プリンタであるものとして説明する。なお、前記画像形成装置10は、カラー画像を形成する装置であってもよいが、説明の都合上、モノクロ画像を形成する装置であるものとする。   In FIG. 2, reference numeral 10 denotes an image forming apparatus according to the present embodiment. For example, the image forming apparatus is a printer, a facsimile machine, a copying machine, a multi-function machine having various functions, or the like. Here, the image forming apparatus 10 will be described as an electrophotographic printer that forms an image by an electrophotographic method. The image forming apparatus 10 may be a device that forms a color image. However, for convenience of explanation, it is assumed that the image forming device 10 is a device that forms a monochrome image.

この場合、前記画像形成装置10の内部には、画像形成ユニット28及び定着器27が媒体としての記録媒体21の搬送路に沿って配設されている。そして、用紙カセット等に積層されてセットされた記録媒体21は、給紙ローラ31によって1枚ずつ分離された状態で給紙され、矢印Aで示される方向に搬送されて用紙搬送ローラ32に送り込まれる。続いて、記録媒体21は、用紙搬送ローラ32によって所定のタイミングで矢印Bで示される方向に送り出され、搬送路に沿って搬送される途中で、画像形成ユニット28によって形成された現像剤像であるトナー像が転写ローラ25により、転写される。   In this case, an image forming unit 28 and a fixing device 27 are arranged inside the image forming apparatus 10 along a conveyance path of a recording medium 21 as a medium. Then, the recording media 21 stacked and set in a paper cassette or the like are fed one by one by a paper feed roller 31, transported in the direction indicated by arrow A, and sent to the paper transport roller 32. It is. Subsequently, the recording medium 21 is sent in a direction indicated by an arrow B at a predetermined timing by the paper transport roller 32, and is a developer image formed by the image forming unit 28 while being transported along the transport path. A toner image is transferred by the transfer roller 25.

そして、記録媒体21が定着器27に送り込まれると、該定着器27によって定着プロセスが行われ、トナー像が記録媒体21上に定着される。続いて、トナー像が定着された記録媒体21は、矢印Cで示される方向に搬送され、用紙排出ローラ33によって矢印Dで示される方向に排出され、画像形成装置10の外部におけるスタッカに収容される。   When the recording medium 21 is sent to the fixing device 27, a fixing process is performed by the fixing device 27, and the toner image is fixed on the recording medium 21. Subsequently, the recording medium 21 on which the toner image is fixed is conveyed in the direction indicated by the arrow C, discharged in the direction indicated by the arrow D by the paper discharge roller 33, and accommodated in a stacker outside the image forming apparatus 10. The

ここで、画像形成ユニット28は、現像装置20を有する。該現像装置20は、図1に示されるように、現像剤収容器としてのトナー収容部22と、該トナー収容部22から補給された現像剤としてのトナー17を内部に収容するケーシング23とを備える。また、現像装置20は、静電潜像担持体としての感光体ドラム13、該感光体ドラム13に対向させて配設された現像剤担持体としての現像ローラ11、該現像ローラ11にトナー17を供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ12、前記感光体ドラム13を帯電させる帯電部材としての帯電ローラ14、前記現像ローラ11上に供給されたトナー17を薄層に形成するトナー層厚規制ブレードとしての現像ブレード15、ケーシング23内のトナー17の流動性を維持するための攪拌(かくはん)部材24a、24b及び24c、並びに、前記感光体ドラム13上の転写残トナーを掻き落として回収するためのクリーニングブレード16を備える。   Here, the image forming unit 28 includes the developing device 20. As shown in FIG. 1, the developing device 20 includes a toner container 22 as a developer container and a casing 23 that stores therein toner 17 as a developer replenished from the toner container 22. Prepare. Further, the developing device 20 includes a photosensitive drum 13 as an electrostatic latent image carrier, a developing roller 11 as a developer carrier disposed so as to face the photosensitive drum 13, and a toner 17 on the developing roller 11. A toner supply roller 12 as a developer supply member for supplying toner, a charging roller 14 as a charging member for charging the photosensitive drum 13, and a toner layer thickness for forming the toner 17 supplied onto the developing roller 11 into a thin layer The developing blade 15 as the regulating blade, the stirring members 24a, 24b and 24c for maintaining the fluidity of the toner 17 in the casing 23, and the transfer residual toner on the photosensitive drum 13 are scraped and collected. A cleaning blade 16 is provided.

前記現像ローラ11、トナー供給ローラ12、感光体ドラム13及び帯電ローラ14は、それぞれ、矢印で示される方向に回転する。前記攪拌部材24a、24b及び24cは、クランク形状の捧体であり、図に示される破線上を矢印で示される方向に回転する。   The developing roller 11, the toner supply roller 12, the photosensitive drum 13, and the charging roller 14 rotate in directions indicated by arrows, respectively. The agitating members 24a, 24b, and 24c are crank-shaped sacrifices, and rotate in a direction indicated by an arrow on a broken line shown in the drawing.

また、26は、発光素子としてのLED(Light Emitting Diode)を備え、イメージデータに基づいて感光体ドラム13の表面を露光して静電潜像を形成するための露光装置としてのLEDヘッドである。   Reference numeral 26 denotes an LED head as an exposure apparatus that includes an LED (Light Emitting Diode) as a light emitting element and exposes the surface of the photosensitive drum 13 based on image data to form an electrostatic latent image. .

次に、前記画像形成装置10の制御装置について説明する。   Next, the control device of the image forming apparatus 10 will be described.

図3は本発明の実施の形態における画像形成装置の制御ブロック図である。   FIG. 3 is a control block diagram of the image forming apparatus in the embodiment of the present invention.

図において、30は、マイクロプロセッサ、ROM、RAM、入出力ポート、タイマ等を備える印刷制御部であり、図示されない上位装置からインターフェイス(I/F)制御部36を介して印刷データ及び制御コマンドを受信し、画像形成装置10の全体のシーケンスを制御して印刷動作を行わせる。   In the figure, reference numeral 30 denotes a print control unit including a microprocessor, ROM, RAM, input / output port, timer, and the like. Print data and control commands are sent from a host device (not shown) via an interface (I / F) control unit 36. Then, the entire sequence of the image forming apparatus 10 is controlled to perform a printing operation.

また、37は、前記上位装置からインターフェイス制御部36を介して入力された印刷データを一時的に記録する受信メモリである。さらに、41は、該受信メモリ37に記録された印刷データを受け取るとともに、該印刷データを編集処理することによって形成された画像データ、すなわち、イメージデータを記録する画像データ編集メモリである。   Reference numeral 37 denotes a reception memory that temporarily records print data input from the host device via the interface control unit 36. Reference numeral 41 denotes an image data editing memory that receives the print data recorded in the reception memory 37 and records image data formed by editing the print data, that is, image data.

そして、42は、画像形成装置10の状態を表示するためのLED等の表示手段、及び、画像形成装置10に操作者からの指示を与えるためのスイッチ等の入力手段を備える操作部である。さらに、43は、センサ群であり、画像形成装置10の動作状態を監視するための各種のセンサ、例えば、用紙位置検出センサ、温湿度センサ、印刷濃度センサ、トナー残量検知センサ等を含んでいる。   An operation unit 42 includes a display unit such as an LED for displaying the state of the image forming apparatus 10 and an input unit such as a switch for giving an instruction from the operator to the image forming apparatus 10. Further, reference numeral 43 denotes a sensor group including various sensors for monitoring the operation state of the image forming apparatus 10, such as a paper position detection sensor, a temperature / humidity sensor, a print density sensor, and a toner remaining amount detection sensor. Yes.

また、46は、帯電ローラ用電源であり、印刷制御部30の指示によって帯電ローラ14に電圧を印加し、感光体ドラム13の表面を帯電させる。そして、44は、静電潜像にトナー17を付着させるために現像ローラ11に所定の電圧を印加する現像ローラ用電源である。また、45は、前記現像ローラ11にトナー17を供給するためのトナー供給ローラ12に所定の電圧を印加するトナー供給ローラ用電源である。   Reference numeral 46 denotes a charging roller power supply, which applies a voltage to the charging roller 14 according to an instruction from the print control unit 30 to charge the surface of the photosensitive drum 13. Reference numeral 44 denotes a developing roller power source for applying a predetermined voltage to the developing roller 11 in order to attach the toner 17 to the electrostatic latent image. A toner supply roller power source 45 applies a predetermined voltage to the toner supply roller 12 for supplying the toner 17 to the developing roller 11.

さらに、47は、前記現像ローラ11の表面にトナー17の薄層を形成するための現像ブレード15に所定の電圧を印加する現像ブレード用電源である。そして、51は、前記感光体ドラム13に形成されたトナー像を記録媒体21に転写するための転写ローラ25に所定の電圧を印加する転写ローラ用電源である。   Reference numeral 47 denotes a developing blade power source for applying a predetermined voltage to the developing blade 15 for forming a thin layer of the toner 17 on the surface of the developing roller 11. A transfer roller power source 51 applies a predetermined voltage to the transfer roller 25 for transferring the toner image formed on the photosensitive drum 13 to the recording medium 21.

なお、前記帯電ローラ用電源46、現像ローラ用電源44、トナー供給ローラ用電源45、現像ブレード用電源47及び転写ローラ用電源51は、印刷制御部30の指示によって各部材に印加する電圧を変更することができるようになっている。   The charging roller power supply 46, the developing roller power supply 44, the toner supply roller power supply 45, the developing blade power supply 47, and the transfer roller power supply 51 change the voltage applied to each member in accordance with an instruction from the print control unit 30. Can be done.

そして、52は、前記画像データ編集メモリ41に記録されたイメージデータをLEDヘッド26に送り、該LEDヘッド26を駆動するヘッド駆動制御部である。また、53は、転写されたトナー像を記録媒体21に定着するために、定着手段としての定着器27に電圧を印加する定着制御部である。なお、前記定着器27は、記録媒体21上のトナー像を構成するトナー17を溶融させるための図示されないヒータ、温度を検出する図示されない温度センサ等を備える。前記定着制御部53は、前記温度センサのセンサ出力を読み込み、該センサ出力に基づいてヒータを通電させ、定着器27が一定の温度になるように制御を行う。   Reference numeral 52 denotes a head drive controller that sends the image data recorded in the image data editing memory 41 to the LED head 26 and drives the LED head 26. Reference numeral 53 denotes a fixing control unit that applies a voltage to the fixing device 27 as fixing means in order to fix the transferred toner image on the recording medium 21. The fixing device 27 includes a heater (not shown) for melting the toner 17 constituting the toner image on the recording medium 21, a temperature sensor (not shown) for detecting the temperature, and the like. The fixing control unit 53 reads the sensor output of the temperature sensor, energizes the heater based on the sensor output, and controls the fixing device 27 to have a constant temperature.

そして、54は、前記記録媒体21を搬送するための用紙搬送モータ34の制御を行う搬送モータ制御部である。該搬送モータ制御部54は、印刷制御部30の指示によって所定のタイミングで記録媒体21を搬送したり停止させたりする。なお、前記給紙ローラ31、用紙搬送ローラ32及び用紙排出ローラ33は、用紙搬送モータ34によって回転させられる。そして、記録媒体21は矢印A〜Dで示される方向に搬送される。   Reference numeral 54 denotes a transport motor controller that controls the paper transport motor 34 for transporting the recording medium 21. The transport motor control unit 54 transports or stops the recording medium 21 at a predetermined timing according to an instruction from the print control unit 30. The paper feed roller 31, paper transport roller 32, and paper discharge roller 33 are rotated by a paper transport motor. Then, the recording medium 21 is conveyed in the directions indicated by arrows A to D.

また、55は、前記感光体ドラム13を動作させるための駆動モータ35を駆動する駆動制御部である。そして、該駆動制御部55によって駆動モータ35が駆動されると、図2に示されるように、感光体ドラム13が矢印で示される方向に回転させられるとともに、帯電ローラ14、現像ローラ11及びトナー供給ローラ12が、それぞれ、矢印で示される方向に回転させられる。   Reference numeral 55 denotes a drive control unit that drives a drive motor 35 for operating the photosensitive drum 13. When the drive motor 35 is driven by the drive controller 55, as shown in FIG. 2, the photosensitive drum 13 is rotated in the direction indicated by the arrow, and the charging roller 14, the developing roller 11, and the toner are rotated. Each of the supply rollers 12 is rotated in the direction indicated by the arrow.

次に、前記現像装置20の主な構成要素について詳細に説明する。   Next, main components of the developing device 20 will be described in detail.

図4は本発明の実施の形態における現像ローラの断面図である。   FIG. 4 is a cross-sectional view of the developing roller in the embodiment of the present invention.

本実施の形態におけるトナー17は、粉砕法で製造され、バインダーとしてポリエステル樹脂を用いた非磁性一成分の負帯電性トナーである。トナー17の粒子の体積平均粒径は、5.7〔μm〕、円形度は、0.92、ブローオフ帯電量は、−36〔μC/g〕である。なお、体積平均粒径の測定には、コールターマルチサイザーII(コールター社製)を使用した。また、円形度の測定には、フロー式粒子像分析装置FPIA−3000(シスメックス株式会社製)を使用した。ブローオフ帯電量の測定には、粉体帯電量測定装置TYPE TB−203(京セラ株式会社製)を使用した。0.5〔g〕のトナー17と、9.5〔g〕のフェライトキャリア(F−60)(パウダーテック株式会社製)とを混合し、30分攪拌した後、ブロー圧7.0〔kPa〕、吸引圧−4.5〔kPa〕の条件で飽和帯電量を測定した。   The toner 17 in the present embodiment is a nonmagnetic one-component negatively chargeable toner manufactured by a pulverization method and using a polyester resin as a binder. The volume average particle diameter of the toner 17 particles is 5.7 [μm], the circularity is 0.92, and the blow-off charge amount is −36 [μC / g]. Note that Coulter Multisizer II (manufactured by Coulter, Inc.) was used for measurement of the volume average particle size. Moreover, the flow type | formula particle image analyzer FPIA-3000 (made by Sysmex Corporation) was used for the measurement of circularity. For measurement of the blow-off charge amount, a powder charge amount measuring device TYPE TB-203 (manufactured by Kyocera Corporation) was used. After mixing 0.5 [g] toner 17 and 9.5 [g] ferrite carrier (F-60) (manufactured by Powdertech Co., Ltd.) and stirring for 30 minutes, the blow pressure is 7.0 [kPa]. The saturation charge amount was measured under the condition of suction pressure −4.5 [kPa].

図4に示されるように、現像ローラ11は、導電性の芯金61、該芯金61上に配設された弾性層62、及び、該弾性層62の表面を被覆する表面層63を備える。   As shown in FIG. 4, the developing roller 11 includes a conductive metal core 61, an elastic layer 62 disposed on the metal core 61, and a surface layer 63 that covers the surface of the elastic layer 62. .

前記弾性層62の材料は、例えば、シリコーンゴム、ウレタン、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、アクリロニトリルブタジエンゴムとエピクロルヒドリンゴム(ECO)との混合物等の一般的なゴム材料である。   The material of the elastic layer 62 is a general rubber material such as silicone rubber, urethane, acrylonitrile butadiene rubber (NBR), and a mixture of acrylonitrile butadiene rubber and epichlorohydrin rubber (ECO).

前記弾性層62のゴム硬度は、一般的に、アスカーC硬度で60〜80度であることが好ましい。前記弾性層62のアスカーC硬度が60度より低いと、現像装置20を長期間に亘(わた)って動作させない場合、現像ローラ11における感光体ドラム13及び現像ブレード15との当接部に凹みが発生し、印刷画像上に横スジが発生してしまうという問題がある。また、前記弾性層62のアスカーC硬度が80度より高いと、現像ローラ11にかかる負荷が大きくなり、該現像ローラ11の表面にトナーフィルミングが発生しやすくなるだけでなく、感光体ドラム13との当接圧が高くなるため、微細なパターンを印刷する際の再現性が低下するという問題がある。なお、本実施の形態においては、弾性層62の材料として、アスカーC硬度が65度のシリコーンゴムを用いている。   Generally, the rubber hardness of the elastic layer 62 is preferably 60 to 80 degrees in terms of Asker C hardness. When the Asker C hardness of the elastic layer 62 is lower than 60 degrees, when the developing device 20 is not operated for a long period of time, the contact between the photosensitive drum 13 and the developing blade 15 in the developing roller 11 There is a problem that a dent is generated and a horizontal stripe is generated on the printed image. Further, if the Asker C hardness of the elastic layer 62 is higher than 80 degrees, the load applied to the developing roller 11 is increased, and not only toner filming is likely to occur on the surface of the developing roller 11 but also the photosensitive drum 13. Since the contact pressure with the ink becomes high, there is a problem that the reproducibility when printing a fine pattern is lowered. In the present embodiment, the elastic layer 62 is made of silicone rubber having an Asker C hardness of 65 degrees.

また、前記弾性層62には、必要に応じて、導電剤、充填(てん)剤、硬化剤、加硫促進剤等の各種添加剤を適宜添加することもできる。導電剤としては、カーボンブラック等の電子導電剤、第4級アンモニウム塩等のイオン導電剤等、一般的な導電剤を用いることができる。   In addition, various additives such as a conductive agent, a filling agent, a curing agent, and a vulcanization accelerator may be appropriately added to the elastic layer 62 as necessary. As the conductive agent, a general conductive agent such as an electronic conductive agent such as carbon black or an ionic conductive agent such as a quaternary ammonium salt can be used.

前記表面層63の材料は、耐摩耗性、トナー17への電荷付与性等を考慮して選ぶ必要がある。一般的には、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等が用いられるが、本実施の形態においては、ウレタン樹脂を用い、その層厚は約10〔μm〕である。   The material of the surface layer 63 needs to be selected in consideration of wear resistance, charge imparting property to the toner 17, and the like. In general, a urethane resin, an acrylic resin, a silicone resin, or the like is used. In this embodiment, a urethane resin is used, and its layer thickness is about 10 [μm].

前記表面層63にウレタン樹脂を用いる場合、ポリオール成分としては、ポリエーテルポリオール、ポリエーテルポリオールとポリエステルポリオールとの混合物、ポリエーテルポリオールとポリカーボネートジオールとの混合物等が好ましい。ポリウレタンのポリイソシアネート成分は、MDI、HDI等が好ましい。ウレタンには、ポリイソシアネート及びポリオールに加え、触媒、充填剤、可塑剤等を適宜配合して用いることも可能である。   When a urethane resin is used for the surface layer 63, the polyol component is preferably polyether polyol, a mixture of polyether polyol and polyester polyol, a mixture of polyether polyol and polycarbonate diol, or the like. The polyisocyanate component of polyurethane is preferably MDI, HDI or the like. In addition to polyisocyanate and polyol, a urethane, a catalyst, a filler, a plasticizer, and the like can be appropriately blended and used for urethane.

次に、前記現像ローラ11の抵抗値測定方法について説明する。   Next, a method for measuring the resistance value of the developing roller 11 will be described.

図5は本発明の実施の形態における現像ローラの抵抗値測定方法を示す図である。   FIG. 5 is a diagram showing a method of measuring the resistance value of the developing roller in the embodiment of the present invention.

現像ローラ11の抵抗値の測定には、ハイレジスタンスメータ(型番:4339B)(ヒューレット・パッカード社製)64を使用した。現像ローラ11は、両端にW=500〔g〕の荷重をかけて、直径30〔mm〕のステンレス鋼(SUS)材の金属ローラ65に接触させた。該金属ローラ65を50〔rpm〕の速度で回転させ、現像ローラ11の芯金61に−100〔V〕の電圧を印加し、現像ローラ11の1周につき100ポイントで抵抗値を測定し、その平均値を現像ローラ11の抵抗値とした。   A high resistance meter (model number: 4339B) (manufactured by Hewlett-Packard Company) 64 was used to measure the resistance value of the developing roller 11. The developing roller 11 was brought into contact with a metal roller 65 made of a stainless steel (SUS) material having a diameter of 30 [mm] with a load of W = 500 [g] applied to both ends. The metal roller 65 is rotated at a speed of 50 [rpm], a voltage of -100 [V] is applied to the cored bar 61 of the developing roller 11, and the resistance value is measured at 100 points per rotation of the developing roller 11, The average value was used as the resistance value of the developing roller 11.

該現像ローラ11の抵抗値は、1×104 〜1×108 〔Ω〕の範囲が好ましく、本実施の形態においては、抵抗値が1×105 〔Ω〕の現像ローラ11を用いる。 The resistance value of the developing roller 11 is preferably in the range of 1 × 10 4 to 1 × 10 8 [Ω]. In the present embodiment, the developing roller 11 having a resistance value of 1 × 10 5 [Ω] is used.

現像ブレード15は、ステンレス鋼製で、板厚が0.08〔mm〕であり、現像ローラ11との当接部に曲げ加工が施されており、曲げ部(当接部)の曲率半径は0.18〔mm〕であり、現像ローラ11に対する圧力(線圧)は40〔gf/cm〕である。   The developing blade 15 is made of stainless steel and has a plate thickness of 0.08 [mm]. The contact portion with the developing roller 11 is bent, and the curvature radius of the bent portion (contact portion) is The pressure (linear pressure) against the developing roller 11 is 40 [gf / cm].

前記現像ブレード15の設定条件に鑑み、現像ローラ11上のトナー層厚、トナー帯電量等を所望の量にするため、現像ローラ11の表面粗さ、抵抗値等を検討する必要がある。本実施の形態において使用する現像ローラ11の表面粗さは、周方向における十点平均粗さRz(JIS B0601−1994)が2〜10〔μm〕、凹凸の平均間隔Sm(JIS B0601−1994)が50〜200〔μm〕であることが適当である。なお、表面粗さの測定は、サーフコーダSEF3500(小坂研究所製)を用いて行い、測定器の触針半径は2〔μm〕、触針圧は0.7〔mN〕、触針の送り速さは0.1〔mm/sec〕、測定長さは2.5〔mm〕である。   In view of the setting conditions of the developing blade 15, it is necessary to examine the surface roughness, resistance value, and the like of the developing roller 11 in order to set the toner layer thickness, the toner charge amount, and the like on the developing roller 11 to desired amounts. As for the surface roughness of the developing roller 11 used in the present embodiment, the 10-point average roughness Rz (JIS B0601-1994) in the circumferential direction is 2 to 10 [μm], and the average interval Sm of unevenness (JIS B0601-1994). Is suitably 50 to 200 [μm]. The surface roughness is measured using a surf coder SEF3500 (manufactured by Kosaka Laboratories). The measuring instrument has a stylus radius of 2 [μm], a stylus pressure of 0.7 [mN], and a stylus feed. The speed is 0.1 [mm / sec] and the measurement length is 2.5 [mm].

なお、十点平均粗さRzが2〔μm〕より小さいと、現像ローラ11上に形成されるトナー層が薄くなり、トナー17の粒子1個当たりに加わるストレスが大きくなる。そのため、トナー17から離脱する外添剤の量が増え、該外添剤が、現像ローラ11と現像ブレード15との当接部に詰まって、該現像ブレード15にトナーフィルミングが発生しやすいという問題がある。   If the ten-point average roughness Rz is smaller than 2 [μm], the toner layer formed on the developing roller 11 becomes thin, and the stress applied to each toner 17 particle increases. For this reason, the amount of the external additive released from the toner 17 increases, and the external additive is clogged in the contact portion between the developing roller 11 and the developing blade 15, and toner filming is likely to occur in the developing blade 15. There's a problem.

また、十点平均粗さRzが10〔μm〕より大きいと、現像ローラ11上のトナー層厚が大きくなるため、トナー供給ローラ12によるトナー17の掻き取りが十分に行えず、現像ローラ11の表面にトナーフィルミングが発生しやすいという問題がある。   On the other hand, if the ten-point average roughness Rz is larger than 10 [μm], the toner layer thickness on the developing roller 11 becomes large, so that the toner 17 cannot be sufficiently scraped off by the toner supply roller 12, and the developing roller 11 There is a problem that toner filming is likely to occur on the surface.

一方、凹凸の平均間隔Smが50〔μm〕より小さいと、谷の幅が狭くなるため、トナー供給ローラ12によるトナー17の掻き取りが十分に行えず、現像ローラ11の表面にトナー17の搬送量増大に起因する汚れとトナーフィルミングとが発生しやすいという問題がある。   On the other hand, when the average interval Sm between the concaves and convexes is smaller than 50 [μm], the width of the valley becomes narrow, so that the toner 17 cannot be sufficiently scraped off by the toner supply roller 12, and the toner 17 is conveyed to the surface of the developing roller 11. There is a problem that dirt and toner filming due to an increase in the amount are likely to occur.

また、凹凸の平均間隔Smが200〔μm〕より大きいと、トナー17の搬送性が低下するため、印刷濃度が低くなるという問題がある。   Further, if the average interval Sm between the concaves and convexes is larger than 200 [μm], the transportability of the toner 17 is lowered, and there is a problem that the printing density is lowered.

トナー供給ローラ12は、図示されない導電性の芯金、及び、該芯金上に配設された図示されないシリコーンゴムスポンジを備える。   The toner supply roller 12 includes a conductive metal core (not shown) and a silicone rubber sponge (not shown) disposed on the metal core.

該シリコーンゴムスポンジは、未加硫のシリコーンゴムコンパウンドを押し出し等の方法で成形し、加熱によって、加硫発泡することにより得られる。前記シリコーンゴムコンパウンドは、ジメチルシリコーン生ゴム、メチルフェニルシリコーン生ゴム等の各種生ゴムに、補強性シリカ充填剤、加硫硬化に必要な加硫剤及び発泡剤を添加することによって得られる。該発泡剤としては、重炭酸ナトリウム等の無機発泡剤、及び、ADCA等の有機発泡剤が用いられる。なお、半導電性を持たせる場合は、アセチレンブラック、カーボンブラック等を添加する。また、トナー供給ローラ12の硬度の調整は、加硫剤の添加量によって調整される。   The silicone rubber sponge is obtained by molding an unvulcanized silicone rubber compound by a method such as extrusion and vulcanizing and foaming by heating. The silicone rubber compound is obtained by adding a reinforcing silica filler, a vulcanizing agent necessary for vulcanization and a foaming agent, to various raw rubbers such as dimethyl silicone raw rubber and methylphenyl silicone raw rubber. As the foaming agent, an inorganic foaming agent such as sodium bicarbonate and an organic foaming agent such as ADCA are used. In addition, when giving semiconductivity, acetylene black, carbon black, etc. are added. Further, the adjustment of the hardness of the toner supply roller 12 is adjusted by the addition amount of the vulcanizing agent.

本実施の形態におけるトナー供給ローラ12のセル目(発泡によって生じた微細な孔(あな))の直径は、200〜500〔μm〕であり、アスカーF硬度は35〜65度のものが適当である。   In the present embodiment, the diameter of the cells (fine holes (holes) generated by foaming) of the toner supply roller 12 is 200 to 500 [μm], and the Asker F hardness is 35 to 65 degrees. is there.

また、トナー供給ローラ12の抵抗値は、図5に示される測定方法において、荷重W=200〔g〕、印加電圧を−300〔V〕としたとき、1×104 〜1×108 〔Ω〕の範囲が好ましく、本実施の形態においては、1×105 〔Ω〕である。 Further, the resistance value of the toner supply roller 12 is 1 × 10 4 to 1 × 10 8 [when the load W = 200 [g] and the applied voltage is −300 [V] in the measurement method shown in FIG. Ω] is preferable, and in this embodiment, it is 1 × 10 5 [Ω].

前記トナー供給ローラ12は、現像ローラ11に対して、それぞれ0.5〜1.5〔mm〕程度食い込むように配置され、その接触部において現像ローラ11とは逆方向に回転する。   The toner supply roller 12 is arranged so as to bite about 0.5 to 1.5 mm with respect to the developing roller 11, and rotates in the opposite direction to the developing roller 11 at the contact portion.

トナー供給ローラ12のアスカーF硬度が低く、かつ、トナー供給ローラ12の現像ローラ11に対する食い込み量が小さい場合、現像ローラ11上の未現像トナーの掻き取り性が低下するために、現像ローラ11上の未現像トナーが当接部材からストレスを受け続け、現像ローラ11の表面にトナーフィルミングが発生しやすくなる。   When the Asker F hardness of the toner supply roller 12 is low and the biting amount of the toner supply roller 12 with respect to the developing roller 11 is small, the scraping property of the undeveloped toner on the developing roller 11 is reduced, and therefore the developing roller 11 The undeveloped toner continues to receive stress from the contact member, and toner filming is likely to occur on the surface of the developing roller 11.

また、トナー供給ローラ12のアスカーF硬度が高く、かつ、トナー供給ローラ12の現像ローラ11に対する食い込み量が大きい場合、現像ローラ11に対するトナー供給ローラ12の当接圧が高く、現像ローラ11上のトナー17に加わる機械的なストレスが大きくなるため、現像ローラ11の表面にトナーフィルミングが発生しやすくなる。   Further, when the Asker F hardness of the toner supply roller 12 is high and the amount of biting of the toner supply roller 12 with respect to the developing roller 11 is large, the contact pressure of the toner supply roller 12 with respect to the developing roller 11 is high, and Since mechanical stress applied to the toner 17 increases, toner filming is likely to occur on the surface of the developing roller 11.

以上のことから、現像ローラ11の表面のトナーフィルミングの発生を抑制するには、現像ローラ11上のトナー17に加わるストレスを軽減すること、及び、トナー供給ローラ12による現像ローラ11上の未現像トナーの掻き取り性を向上させることが必要になる。   From the above, in order to suppress the occurrence of toner filming on the surface of the developing roller 11, the stress applied to the toner 17 on the developing roller 11 is reduced, and the toner supply roller 12 does not apply the toner on the developing roller 11. It is necessary to improve the scraping property of the developing toner.

現像ローラ11として、上記の条件を満たすには、現像ローラ11の表面の硬度を局所的に高くしすぎないこと、及び、現像ローラ11の周方向の表面粗さの形状をトナー17が掻き取られやすいものにすることが挙げられる。   For the developing roller 11, in order to satisfy the above-described conditions, the surface of the developing roller 11 should not be excessively hard, and the toner 17 can scrape off the circumferential surface roughness of the developing roller 11. It is mentioned to make it easy to be used.

次に、前記構成の現像装置20の画像形成時の動作について説明する。   Next, the operation at the time of image formation of the developing device 20 having the above configuration will be described.

感光体ドラム13の回転に伴い、現像ローラ11及びトナー供給ローラ12が、図1において矢印で示される方向に回転すると、芯金上にスポンジ状の弾性体が配設されたトナー供給ローラ12は、ローラの表面及びセル目内にトナー17を担持しながら回転し、該トナー17は、現像ローラ11との接触部に至る。なお、トナー供給ローラ12には、トナー供給ローラ用電源45によって、直流電圧−300〔V〕が印加される。また、現像ローラ11には、現像ローラ用電源44によって、直流電圧−200〔V〕が印加される。   When the developing roller 11 and the toner supply roller 12 rotate in the direction indicated by the arrow in FIG. 1 along with the rotation of the photosensitive drum 13, the toner supply roller 12 in which a sponge-like elastic body is disposed on the core metal is The toner 17 rotates while carrying the toner 17 on the surface of the roller and in the cell, and the toner 17 reaches a contact portion with the developing roller 11. The toner supply roller 12 is applied with a DC voltage of −300 [V] by the power supply 45 for the toner supply roller. A DC voltage of −200 [V] is applied to the developing roller 11 by the developing roller power supply 44.

現像ローラ11とトナー供給ローラ12との間に生じた電位差によって、負に帯電したトナー17は、現像ローラ11に供給される。また、該現像ローラ11とトナー供給ローラ12とが接触部において互いに逆方向に回転するため、トナー供給ローラ12は、現像ローラ11上の未現像トナーの掻き取りも行う。   Due to the potential difference generated between the developing roller 11 and the toner supply roller 12, the negatively charged toner 17 is supplied to the developing roller 11. Further, since the developing roller 11 and the toner supply roller 12 rotate in opposite directions at the contact portion, the toner supply roller 12 also scrapes off the undeveloped toner on the developing roller 11.

現像ローラ11の表面に担持されたトナー17は、現像ブレード用電源47によって直流電圧−300〔V〕が印加された現像ブレード15により、薄層化された後、感光体ドラム13上に形成された静電潜像に付着して、該静電潜像を現像する。   The toner 17 carried on the surface of the developing roller 11 is formed on the photosensitive drum 13 after being thinned by the developing blade 15 to which a DC voltage of −300 [V] is applied by the developing blade power supply 47. The electrostatic latent image is developed by attaching to the electrostatic latent image.

次に、本実施の形態における効果を確認するために本発明の発明者が行った試験について説明する。   Next, a test conducted by the inventor of the present invention in order to confirm the effect in the present embodiment will be described.

図6は本発明の実施の形態における連続印刷パターンを示す図、図7は本発明の実施の形態における現像ローラの表面にトナーフィルミングが発生していないときのベタ画像を示す図、図8は本発明の実施の形態における現像ローラの表面にトナーフィルミングが発生したときのベタ画像を示す図、図9は本発明の実施の形態における1by1パターンを示す図である。   FIG. 6 is a diagram showing a continuous printing pattern in the embodiment of the present invention, FIG. 7 is a diagram showing a solid image when toner filming is not generated on the surface of the developing roller in the embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 9 is a diagram showing a solid image when toner filming occurs on the surface of the developing roller in the embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a diagram showing a 1by1 pattern in the embodiment of the present invention.

本発明の発明者は、図2に示されるような画像形成装置10と同様の構成の実機を使用して、試験を行った。具体的には、温度25〔℃〕及び相対湿度50〔%〕の環境下において、前述の画像形成条件にて、30000枚の連続印刷試験を行った。   The inventor of the present invention conducted a test using an actual machine having the same configuration as that of the image forming apparatus 10 as shown in FIG. Specifically, a continuous printing test of 30000 sheets was performed under the above-described image forming conditions in an environment of a temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 50%.

連続印刷時の印刷パターンは、図6に示されるような、記録媒体21の印刷方向すなわち現像ローラ11の周方向に平行な罫(けい)線71a及び71bを配したパターンとした。現像ローラ11の周上における前記罫線71a及び71bに対応する部分には、現像ローラ11上に未現像トナーがほとんど残らないため、トナーフィルミングは発生しないことになる。一方、現像ローラ11の周上における前記罫線71a及び71bに対応する部分以外の部分には、トナー17による現像が全く行われず、未現像トナーが現像ローラ11上に滞留し続けることとなるため、該現像ローラ11の表面粗さの形状、トナー供給ローラ12の当接条件等が適切でないと、トナーフィルミングが発生する。   The printing pattern at the time of continuous printing was a pattern in which ruled lines 71a and 71b parallel to the printing direction of the recording medium 21, that is, the circumferential direction of the developing roller 11, as shown in FIG. In the portion corresponding to the ruled lines 71a and 71b on the circumference of the developing roller 11, almost no undeveloped toner remains on the developing roller 11, so that toner filming does not occur. On the other hand, since the development with the toner 17 is not performed at all on the circumference of the developing roller 11 other than the portions corresponding to the ruled lines 71a and 71b, the undeveloped toner continues to stay on the developing roller 11. If the shape of the surface roughness of the developing roller 11 and the contact condition of the toner supply roller 12 are not appropriate, toner filming occurs.

30000枚の連続印刷後に、現像ローラ11の表面へのトナーフィルミングが発生したか否かは、記録媒体21にベタパターンを印刷して確認した。   Whether or not toner filming on the surface of the developing roller 11 occurred after continuous printing of 30,000 sheets was confirmed by printing a solid pattern on the recording medium 21.

現像ローラ11の表面にトナーフィルミングが発生しなかった場合は、図7に示されるように、均一なベタ画像72を印刷することができる。一方、現像ローラ11の表面にトナーフィルミングが発生した場合、図8に示されるように、罫線71a及び71bを印刷していない部分のベタ部73の印刷濃度は、トナーフィルミングによる現像ローラ11の表面の抵抗値上昇に伴う現像効率の低下によって、罫線71a及び71bを印刷した部分である罫線印刷部74a及び74bの印刷濃度より薄くなる。   When toner filming does not occur on the surface of the developing roller 11, a uniform solid image 72 can be printed as shown in FIG. On the other hand, when toner filming occurs on the surface of the developing roller 11, as shown in FIG. 8, the printing density of the solid portion 73 where the ruled lines 71a and 71b are not printed is equal to the developing roller 11 by toner filming. Due to the decrease in the development efficiency accompanying the increase in the resistance value of the surface, the print density of the ruled line printing portions 74a and 74b, which are the portions where the ruled lines 71a and 71b are printed, becomes thinner.

連続印刷後のベタ画像72において、罫線印刷部74a及び74bと、罫線非印刷部であるベタ部73との濃度差を目視で確認することができなかった場合は、トナーフィルミングは発生していないと判定し、前記濃度差を目視で確認することができた場合は、トナーフィルミングが発生していると判定した。   In the solid image 72 after continuous printing, if the density difference between the ruled line printing parts 74a and 74b and the solid part 73 which is a ruled line non-printing part cannot be visually confirmed, toner filming has occurred. If the density difference could be confirmed visually, it was determined that toner filming occurred.

前記連続印刷後に、トナーフィルミング発生の有無を確認するためのベタパターンに加えて、1by1パターンを記録媒体21に印刷した。前記1by1パターンは、図9に示されるように、600〔dpi〕における1ドットのパターンを1ドット間隔で配列したものである。前記1by1パターンを印刷することによって、微細なパターンの印刷再現性を確認することができる。なお、600〔dpi〕の1ドットの大きさの理論値は、0.042〔mm〕となる。   After the continuous printing, a 1-by1 pattern was printed on the recording medium 21 in addition to the solid pattern for confirming whether toner filming occurred. As shown in FIG. 9, the 1by1 pattern is a pattern of 1 dot at 600 [dpi] arranged at intervals of 1 dot. By printing the 1by1 pattern, the print reproducibility of a fine pattern can be confirmed. The theoretical value of the size of one dot of 600 [dpi] is 0.042 [mm].

現像ローラ11の表面にトナーフィルミングが発生した場合、現像ローラ11上に形成されたトナー層の帯電量ばらつきが大きくなり、また、現像ローラ11の表面粗さの形状が適切でない場合、トナー17の搬送むらが大きくなることによって、感光体ドラム13上に形成された1by1パターンのような微細な静電潜像のトナー17による現像が正常に行われなくなる。   When toner filming occurs on the surface of the developing roller 11, the charge amount variation of the toner layer formed on the developing roller 11 becomes large, and when the shape of the surface roughness of the developing roller 11 is not appropriate, the toner 17 As a result, the development of the fine electrostatic latent image such as the 1by1 pattern formed on the photosensitive drum 13 with the toner 17 is not performed normally.

印刷された1by1パターンの画像を顕微鏡で拡大観察し、画像解析ソフトSALT(レーザーテック株式会社製)を使用して、記録媒体21上に形成されたドットを100個抽出した。次に、各ドットの面積を測定し、該面積に対する円相当直径〔mm〕を算出した。そして、算出された100個の円相当直径データの標準偏差σによって、ドット再現性の良し悪しを判定した。   The printed 1by1 pattern image was magnified and observed with a microscope, and 100 dots formed on the recording medium 21 were extracted using image analysis software SALT (Lasertec Corporation). Next, the area of each dot was measured, and the equivalent circle diameter [mm] for the area was calculated. Then, whether the dot reproducibility was good or bad was determined based on the calculated standard deviation σ of 100 circle equivalent diameter data.

σ≦0.007のときは、ドット欠けが目立たないレベル、0.007<σ≦0.01のときは、ドット欠けを所々確認することができるが実使用上影響ないレベル、0.01<σのときは、観察領域において、広範囲でドット欠けを確認することができるレベルであり、拡大観察しなくても、ドットの抜け又は欠けを目視で確認することができる。   When σ ≦ 0.007, the level at which dot missing is not noticeable, and when 0.007 <σ ≦ 0.01, the level at which dot missing can be confirmed in some places but does not affect actual use, 0.01 < When it is σ, it is a level at which dot missing can be confirmed over a wide range in the observation region, and missing or missing dots can be visually confirmed without magnifying observation.

本試験においては、σ≦0.01のときを合格とし、0.01<σのときを不合格とした。   In this test, when σ ≦ 0.01, the test was accepted, and when 0.01 <σ, the test was rejected.

次に、前記試験すなわち連続印刷試験を行った現像ローラ11について説明する。   Next, the developing roller 11 that has been subjected to the above test, that is, the continuous printing test will be described.

図10は本発明の実施の形態における凸と凹とによって表面粗さを形成した現像ローラの拡大断面図、図11は本発明の実施の形態における凸によって表面粗さを形成した現像ローラの拡大断面図、図12は本発明の実施の形態における凹によって表面粗さを形成した現像ローラの拡大断面図、図13は本発明の実施の形態における表面層に添加した樹脂微粒子によって表面粗さを形成した現像ローラの拡大断面図、図14は本発明の実施の形態における型転写と樹脂微粒子の添加とによって粗さを形成した現像ローラの表面を示す拡大図、図15は本発明の実施の形態における研磨によって粗さを形成した現像ローラの表面を示す拡大図、図16は本発明の実施の形態における負荷長さ率tp を説明する図、図17は本発明の実施の形態における仮定の粗さ曲線に対応する負荷長さ率tp を示す図、図18は本発明の実施の形態における現像ローラの表面粗さを示す表、図19は本発明の実施の形態における実施例1〜9の試験結果を示す表、図20は本発明の実施の形態における比較例1〜6の試験結果を示す表、図21は本発明の実施の形態における負荷長さ率tp (20〔%〕)及びtp (90〔%〕)並びに切断レベル10〔%〕当たりの負荷長さ率の変化量の最大値を示す表である。 FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of a developing roller having surface roughness formed by protrusions and recesses in the embodiment of the present invention, and FIG. 11 is an enlarged view of the developing roller having surface roughness formed by protrusions in the embodiment of the invention. FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of a developing roller having a surface roughness formed by recesses in the embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a diagram showing the surface roughness by resin fine particles added to the surface layer in the embodiment of the present invention. FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view of the formed developing roller, FIG. 14 is an enlarged view showing the surface of the developing roller on which roughness has been formed by mold transfer and addition of resin fine particles in the embodiment of the present invention, and FIG. enlarged view showing the surface of the developing roller to form a roughness by polishing in form 16 is a diagram illustrating a load length ratio t p in the embodiment of the present invention, FIG. 17 is the embodiment of the present invention Shows a kick load length ratio t p corresponding to the roughness curve of the assumptions, the table showing the surface roughness of the developing roller in the embodiment of FIG. 18 is the present invention, FIG. 19 is performed in the embodiment of the present invention Table showing test results of Examples 1 to 9, FIG. 20 is a table showing test results of Comparative Examples 1 to 6 in the embodiment of the present invention, and FIG. 21 is a load length ratio t p (in the embodiment of the present invention). 20 [%]) and t p (90 [%]) and a table showing the maximum value of the cutting level 10 (%) load length ratio of the change amount per.

現像ローラ11の弾性層62及び表面層63については、前述の通りであるが、本発明の発明者は、表面粗さの大きさ、表面粗さの形状及び表面粗さの形成方法が異なる現像ローラ11を実験例として用いて連続印刷試験を行った。   The elastic layer 62 and the surface layer 63 of the developing roller 11 are as described above, but the inventor of the present invention develops with different surface roughness magnitudes, surface roughness shapes, and surface roughness forming methods. A continuous printing test was conducted using the roller 11 as an experimental example.

現像ローラ11の粗さ形成手段、すなわち、表面粗さを形成する方法としては、2通りとした。1つは、弾性層62の外周面に粗さを形成し、前記弾性層62に表面層63を被覆する方法である。もう1つは、外周面が平滑な弾性層62に、図13に示されるように、粗さ形成用の樹脂微粒子75を添加した表面層63を被覆する方法である。   There are two methods for forming the roughness of the developing roller 11, that is, the method of forming the surface roughness. One is a method of forming roughness on the outer peripheral surface of the elastic layer 62 and covering the elastic layer 62 with the surface layer 63. The other is a method of covering the elastic layer 62 having a smooth outer peripheral surface with a surface layer 63 to which resin fine particles 75 for roughness formation are added, as shown in FIG.

弾性層62の表面に粗さを形成する方法としては、研磨による方法と、型転写による方法とを用いた。   As a method for forming the roughness on the surface of the elastic layer 62, a polishing method and a mold transfer method were used.

粗さ形成手段が研磨である場合、すなわち、研磨による方法では、湿式で行い、耐水研磨ペーパ、例えば、耐水性のサンドペーパを用い、これに研磨液を供給しながら、ロールを回転させた状態で当接させることで、弾性層62の外周面に粗さを形成する。それにより、現像ローラ11の断面は、図10に示されるような形状になり、表面には、図15に示されるように、現像ローラ11の周方向に微細な縦溝が多数形成される。   When the roughness forming means is polishing, that is, in the method by polishing, it is performed in a wet state, using a water-resistant polishing paper, for example, water-resistant sand paper, and supplying a polishing liquid to the roll while rotating the roll. By making contact, roughness is formed on the outer peripheral surface of the elastic layer 62. As a result, the cross section of the developing roller 11 has a shape as shown in FIG. 10, and a number of fine vertical grooves are formed on the surface in the circumferential direction of the developing roller 11 as shown in FIG.

粗さ形成手段が型転写である場合、すなわち、型転写による方法では、微小な凹若しくは凸、又は、凹及び凸の両方が、内面に特定の面積割合で存在している成形用の金型を用い、該金型の中空部に芯金61をセットし、前記金型と芯金61との間の空隙(げき)部にゴム材料を注型して加熱架橋させた後、前記金型から脱型することによって、弾性層62の外周面に粗さを形成する。それにより、現像ローラ11の断面は、図10〜12に示されるような形状になり、表面は、図14に示されるように、微小な凸若しくは凹、又は、凸及び凹が均一に多数存在する形状になる。   In the case where the roughness forming means is mold transfer, that is, in the mold transfer method, a molding die in which minute concaves or convexes, or both concaves and convexes are present at a specific area ratio on the inner surface. The metal core 61 is set in the hollow portion of the metal mold, and a rubber material is poured into the gap between the metal mold and the metal core 61 to heat and crosslink the metal mold. By removing from the mold, roughness is formed on the outer peripheral surface of the elastic layer 62. As a result, the cross section of the developing roller 11 has a shape as shown in FIGS. 10 to 12, and the surface has a large number of minute protrusions or depressions, or a large number of protrusions and depressions, as shown in FIG. It becomes the shape to do.

粗さ形成手段が粒子である場合、すなわち、表面層63に樹脂微粒子75を添加して表面粗さを形成する方法では、現像ローラ11の断面は、図13に示されるような形状になり、表面は、図14に示されるように、凸が均一に多数存在した形状になる。今回の実験例では、樹脂微粒子75として、球状のポリウレタン樹脂粒子を用いた。また、前記樹脂微粒子75の粒径は、2〜8〔μm〕とした。さらに、樹脂微粒子75の粒子単体の微小硬度は、マルティンス硬度で、0.6〔N/mm2 〕以下とした。 When the roughness forming means is particles, that is, in the method of forming the surface roughness by adding the resin fine particles 75 to the surface layer 63, the cross section of the developing roller 11 has a shape as shown in FIG. As shown in FIG. 14, the surface has a shape in which a large number of projections exist uniformly. In the present experimental example, spherical polyurethane resin particles were used as the resin fine particles 75. The particle size of the resin fine particles 75 was 2 to 8 [μm]. Further, the fine hardness of the resin fine particles 75 alone is 0.6 [N / mm 2 ] or less in Martins hardness.

また、表面粗さの大きさについては、凹凸の平均間隔Sm、及び、十点平均粗さRzを指標とし、表面粗さの形状については、負荷長さ率tp (JIS B0601−1994)を指標とした。 Further, the surface roughness for the size, the average interval Sm of irregularities, and, as an index ten-point average roughness Rz, the shape of the surface roughness, the load length ratio t p to (JIS B0601-1994) It was used as an index.

負荷長さ率tp について、図16を参照して説明する。負荷長さ率tp (c〔%〕)は、ある切断レベルcで粗さ曲線を切断したときの、切断部分長さの測定長さLに対する百分率であり、次の式(1)で表される。このとき、切断レベルcは、粗さ曲線の最高山頂が0〔%〕、最深谷底が100〔%〕となり、切断レベル0〔%〕のときの負荷長さ率tp (0〔%〕)は0〔%〕、切断レベル100〔%〕のときの負荷長さ率tp (100〔%〕)は100〔%〕となる。 For load length ratio t p, it is described with reference to FIG. 16. The load length ratio t p (c [%]) is a percentage with respect to the measured length L of the cut portion length when the roughness curve is cut at a certain cutting level c, and is expressed by the following equation (1). Is done. At this time, the cutting level c is 0 [%] at the highest peak of the roughness curve and 100 [%] at the deepest valley bottom, and the load length ratio t p (0 [%]) when the cutting level is 0 [%]. Is 0 [%], and the load length ratio t p (100 [%]) at a cutting level of 100 [%] is 100 [%].

Figure 2015184601
Figure 2015184601

このように、負荷長さ率tp は、粗さ曲線の凸部の幅(凹部の幅)と粗さの高さ方向の情報とを含んでいるので、表面粗さの範囲規定には有用である。 Thus, the load length ratio t p, so and a roughness width of the convex portion of the curve in the height direction of the roughness (width of the recess) information, useful to the scope defined surface roughness It is.

具体的には、切断レベルcが10〔%〕及び20〔%〕のときの、負荷長さ率tp (10〔%〕)及びtp (20〔%〕)が小さいと、粗さ曲線の山の部分が尖(とが)った形状になり、切断レベルcが80〔%〕及び90〔%〕のときの、負荷長さ率tp (80〔%〕)及びtp (90〔%〕)が小さいと、粗さ曲線の谷の部分の幅が広い形状となる。また、切断レベルc1 〔%〕からc2 〔%〕の範囲で、負荷長さ率の変化量tp (c2 )−tp (c1 )が大きいと、切断レベルc1 〔%〕からc2 〔%〕の範囲で、粗さ曲線の傾きが緩やかな部分があることを意味する。 Specifically, when the load length ratios t p (10 [%]) and t p (20 [%]) are small when the cutting level c is 10% and 20%, the roughness curve When the crest portion c has a pointed shape and the cutting level c is 80 [%] and 90 [%], the load length ratios t p (80 [%]) and t p (90 When [%]) is small, the width of the valley portion of the roughness curve is wide. In addition, when the change amount t p (c 2 ) −t p (c 1 ) of the load length ratio is large in the range of the cutting level c 1 [%] to c 2 [%], the cutting level c 1 [%] To c 2 [%], it means that there is a part where the slope of the roughness curve is gentle.

粗さ曲線の山の先端部分が尖った形状になっていると、その部分に乗ったトナー17に当接部材から加えられる圧力が局所的に高くなるため、トナーフィルミングが発生しやすくなる。また、粗さ曲線において、傾きがフラットに近い緩やかな部分や、谷の部分の幅が広すぎると、トナー供給ローラ12によるトナー17の掻き取り性が低下するため、トナーフィルミングが発生しやすくなる。   If the tip of the peak of the roughness curve has a sharp shape, the pressure applied from the abutting member to the toner 17 riding on the portion becomes locally high, and toner filming is likely to occur. Further, in the roughness curve, when the width of the gentle portion near the flat or the valley portion is too wide, the scraping property of the toner 17 by the toner supply roller 12 is deteriorated, so that toner filming is likely to occur. Become.

したがって、負荷長さ率tp は、トナー供給ローラ12による現像ローラ11上のトナー17の掻き取り性を向上させるためには、把握しておくべき指標である。 Therefore, the load length ratio t p, in order to improve the scraping of the toner 17 on the developing roller 11 by the toner supply roller 12 is an indicator should know.

また、凹凸の平均間隔Smは、粗さ曲線が山から谷になる点を変化点として、ある変化点から次の変化点までの間隔の平均値である。そして、凹凸の平均間隔Smは、十点平均粗さRz及び負荷長さ率tp と同じ測定方法及び測定条件で測定することができる。 The average interval Sm of the unevenness is an average value of the interval from one change point to the next change point, with the change point being the point where the roughness curve changes from a peak to a valley. Then, the average distance Sm of unevenness can be measured by the same measuring method and conditions as the ten-point average roughness Rz and the load length ratio t p.

ここで、図17に示されるような粗さ曲線の形態1及び形態2を仮定すると、負荷長さ率tp の値が両方の形態で同一になることが分かる。つまり、表面粗さを正確に規定するためには、凹凸の平均間隔Smも必要であることが分かる。 Here, assuming form 1 and form 2 of the roughness curve as shown in FIG. 17, it can be seen that the value of the load length ratio t p is the same in both forms. That is, it can be understood that the average interval Sm of the unevenness is also necessary to accurately define the surface roughness.

前述のように、本実施の形態において使用する現像ローラ11の場合、凹凸の平均間隔Smが50〜200〔μm〕である。   As described above, in the case of the developing roller 11 used in the present embodiment, the average interval Sm of the unevenness is 50 to 200 [μm].

図18は、連続印刷試験において実験例として使用した現像ローラ11の表面粗さの形状、粗さ形成手段、十点平均粗さRz、及び、負荷長さ率tp を示す表である。ここでは、前記実験例のうちで現像ローラ11の表面にトナーフィルミングが発生せずに良好な結果が得られたものを実施例1〜9とし、その他のものを比較例1〜6とした。また、前記実験例の現像ローラ11に対し、トナー供給ローラ12のアスカーF硬度を30〜70度とし、前記現像ローラ11に対する食い込み量を0.4〜1.6〔mm〕の間で変量させて連続印刷試験を行った結果が、図19及び20に示されている。 18, the shape of the surface roughness of the developing roller 11 used as an experimental example in continuous printing test, roughness forming means, the ten-point average roughness Rz, and a table showing the load length ratio t p. Here, among the experimental examples, those in which good results were obtained without causing toner filming on the surface of the developing roller 11 were designated as Examples 1 to 9, and others were designated as Comparative Examples 1 to 6. . Further, the Asker F hardness of the toner supply roller 12 is set to 30 to 70 degrees with respect to the developing roller 11 of the experimental example, and the amount of biting into the developing roller 11 is varied between 0.4 and 1.6 [mm]. The results of the continuous printing test are shown in FIGS.

図19及び20中の判定記号「○」、「□」、「△」及び「×」は、以下の判定結果を表している。
○:トナーフィルミング未発生、1by1パターンのドット径のばらつきσが0.007以下
□:トナーフィルミング未発生、1by1パターンのドット径のばらつきσが0.007より大きく、0.01以下
△:トナーフィルミング未発生、1by1パターンのドット径のばらつきσが0.01より大きい
×:トナーフィルミング発生
なお、以上の判定結果においては、「○」及び「□」を合格とし、「△」及び「×」を不合格とした。
The determination symbols “◯”, “□”, “Δ”, and “×” in FIGS. 19 and 20 represent the following determination results.
○: No toner filming occurred, dot diameter variation σ of 1by1 pattern is 0.007 or less □: No toner filming occurred, dot diameter variation σ of 1by1 pattern is greater than 0.007, 0.01 or less Δ: No toner filming occurred, dot diameter variation σ of 1by1 pattern is larger than 0.01 x: toner filming occurred In the above determination results, “◯” and “□” were passed, “Δ” and “X” was rejected.

実施例1〜9では、トナー供給ローラ12のアスカーF硬度が35〜65度、及び、トナー供給ローラ12の現像ローラ11に対する食い込み量が0.5〜1.5〔mm〕の範囲であれば、トナーフィルミングは発生せず、1by1パターンのドット径のばらつきσが0.01以下となった。また、実施例1〜6では、前記トナー供給ローラ12の設定範囲においては、1by1パターンのドット径のばらつきσが0.007以下であり、実施例7〜9より良好な結果となった。   In Examples 1 to 9, if the toner supply roller 12 has an Asker F hardness of 35 to 65 degrees and the biting amount of the toner supply roller 12 with respect to the developing roller 11 is in the range of 0.5 to 1.5 [mm]. No toner filming occurred, and the dot diameter variation σ of the 1by1 pattern was 0.01 or less. In Examples 1 to 6, in the setting range of the toner supply roller 12, the dot diameter variation σ of the 1by1 pattern is 0.007 or less, which is a better result than Examples 7 to 9.

一方、比較例1〜6では、ほとんどの条件においてトナーフィルミングが発生した。   On the other hand, in Comparative Examples 1 to 6, toner filming occurred under almost all conditions.

比較例2においてトナーフィルミングが発生したのは、表面層63に比べて硬度の高い樹脂微粒子75を前記表面層63に添加したことによって、当接部材から現像ローラ11の表面に加わる圧力が局所的に高くなったためと考えられる。   In Comparative Example 2, the toner filming occurred because the pressure applied to the surface of the developing roller 11 from the contact member was locally increased by adding the resin fine particles 75 having higher hardness than the surface layer 63 to the surface layer 63. This is thought to be due to the higher price.

比較例2を除く他の実験例の現像ローラ11の場合、トナーフィルミングが発生するか否かは、表面粗さの負荷長さ率tp に依る。本発明の発明者は、図18の表に示される負荷長さ率tp のうちから、tp (20〔%〕)及びtp (90〔%〕)、並びに、次の式(2)で示される切断レベル10〔%〕当たりの負荷長さ率の変化量に着目した。図21に示される表は、これらの数値を抜粋したものを示している。 In the case of the developing roller 11 of other experimental examples except the comparative example 2, whether or not toner filming occurs depends on the load length ratio t p of the surface roughness. The inventor of the present invention uses t p (20 [%]) and t p (90 [%]) among the load length ratios t p shown in the table of FIG. The amount of change in the load length rate per cutting level 10 [%] shown in FIG. The table shown in FIG. 21 shows an excerpt of these numerical values.

p ((n+1)×10〔%〕)−tp (n×10〔%〕) ・・・式(2)
図21の表から、現像ローラ11の表面にトナーフィルミングが発生しなかった実施例1〜9は、以下の条件のすべてを満足していることが分かる。
t p ((n + 1) × 10 [%]) − t p (n × 10 [%]) (2)
From the table of FIG. 21, it can be seen that Examples 1 to 9 in which toner filming did not occur on the surface of the developing roller 11 satisfied all of the following conditions.

十点平均粗さRz:2〜10〔μm〕
負荷長さ率tp (20〔%〕):30〔%〕以上65〔%〕以下
負荷長さ率tp (90〔%〕):80〔%〕以上
p ((n+1)×10〔%〕)−tp (n×10〔%〕):20〔%〕以下(n:2〜8の整数)
ここで、負荷長さ率tp (20〔%〕)が30〔%〕以上65〔%〕以下というのは、表面粗さの山の部分が尖りすぎていない方がよいことを示しており、負荷長さ率tp (90〔%〕)が80〔%〕以上というのは、表面粗さの谷の部分の幅が広すぎない方がよいことを示している。また、切断レベル10〔%〕当たりの負荷長さ率の変化量が20〔%〕以下というのは、表面粗さの山と谷との間の傾斜が緩やかすぎない方がよいことを示している。
Ten-point average roughness Rz: 2 to 10 [μm]
Load length ratio t p (20 [%]): 30 [%] or more and 65 [%] or less Load length ratio t p (90 [%]): 80 [%] or more t p ((n + 1) × 10 [ %])-T p (n × 10 [%]): 20 [%] or less (n: integer of 2 to 8)
Here, the load length ratio t p (20 [%]) is 30 [%] or more and 65 [%] or less, indicating that it is better that the surface roughness peaks are not too sharp. The load length ratio t p (90 [%]) of 80 [%] or more indicates that the width of the valley portion of the surface roughness should not be too wide. Moreover, the amount of change in the load length ratio per cutting level 10 [%] is 20 [%] or less indicates that the slope between the peaks and valleys of the surface roughness should not be too gentle. Yes.

一方、現像ローラ11の表面にトナーフィルミングが発生した比較例1、及び、比較例3〜6は、上記条件のすべてを満足するものではない。   On the other hand, Comparative Example 1 in which toner filming occurred on the surface of the developing roller 11 and Comparative Examples 3 to 6 do not satisfy all of the above conditions.

以上の結果から、弾性層62と該弾性層62の表面を覆う表面層63とを有する現像ローラ11においては、該現像ローラ11の表面粗さが弾性層62の表面に形成された凹凸によって発現したもの(表面層63に微粒子を添加することによって発現したものでないもの)であって、かつ、JIS B−0601−1994で測定される現像ローラ11の周方向の表面粗さが上記の条件のすべてを満足するものであれば、現像ローラ11の表面のトナーフィルミングの発生が抑制される、と言える。   From the above results, in the developing roller 11 having the elastic layer 62 and the surface layer 63 covering the surface of the elastic layer 62, the surface roughness of the developing roller 11 is expressed by the unevenness formed on the surface of the elastic layer 62. The surface roughness in the circumferential direction of the developing roller 11 measured in accordance with JIS B-0601-1994 is not the one expressed by adding fine particles to the surface layer 63. If all the conditions are satisfied, it can be said that the occurrence of toner filming on the surface of the developing roller 11 is suppressed.

また、1by1パターンのドット径のばらつきσについて、実施例1〜6が、実施例7〜9より小さくなったのは、現像ローラ11の表面粗さの形状が、微細な縦溝形状よりも、微小な凸と凹とが多数存在した形状である方が、現像ローラ11上に形成されるトナー層厚のばらつきを小さく抑えることができるからである、と考えられる。   In addition, regarding the variation σ of the dot diameter of the 1by1 pattern, Examples 1 to 6 are smaller than Examples 7 to 9 because the shape of the surface roughness of the developing roller 11 is smaller than the fine vertical groove shape. It is considered that the shape having a large number of minute protrusions and depressions can suppress the variation in the thickness of the toner layer formed on the developing roller 11.

さらに、上記条件を満足するような粗さの形状を型転写で形成するには、凸のみ又は凹のみよりも、凸と凹とを混在させた方が容易であると思われる。   Furthermore, in order to form a rough shape satisfying the above conditions by mold transfer, it seems easier to mix convex and concave than only convex or concave.

このように、本実施の形態においては、弾性層62と、弾性層62の外周面を覆う表面層63であって微粒子を含有しない表面層63とを有する現像ローラ11は、表面粗さが弾性層62の外周面に形成された凹凸によって発現し、かつ、JIS B0601−1994で測定される現像ローラ11の周方向の表面粗さが以下の条件を満足することによって、現像ローラ11の表面へのトナーフィルミングの発生を抑制することができる。   Thus, in this embodiment, the developing roller 11 having the elastic layer 62 and the surface layer 63 that covers the outer peripheral surface of the elastic layer 62 and does not contain fine particles has an elastic surface roughness. When the surface roughness in the circumferential direction of the developing roller 11 expressed by the unevenness formed on the outer peripheral surface of the layer 62 and measured in accordance with JIS B0601-1994 satisfies the following conditions, the surface of the developing roller 11 is returned to. The occurrence of toner filming can be suppressed.

凹凸の平均間隔Sm=50〜200〔μm〕
十点平均粗さRz=2〜10〔μm〕
負荷長さ率tp (20〔%〕):30〔%〕以上65〔%〕以下
負荷長さ率tp (90〔%〕):80〔%〕以上
p ((n+1)×10〔%〕)−tp (n×10〔%〕):20〔%〕以下(n:2〜8の整数)
また、トナー供給ローラ12のアスカーF硬度を35〜65度とし、現像ローラ11に対するトナー供給ローラ12の食い込み量を0.5〜1.5〔mm〕とすることが好ましい。
Average interval of unevenness Sm = 50 to 200 [μm]
Ten-point average roughness Rz = 2 to 10 [μm]
Load length ratio t p (20 [%]): 30 [%] or more and 65 [%] or less Load length ratio t p (90 [%]): 80 [%] or more t p ((n + 1) × 10 [ %])-T p (n × 10 [%]): 20 [%] or less (n: integer of 2 to 8)
The Asker F hardness of the toner supply roller 12 is preferably 35 to 65 degrees, and the amount of biting of the toner supply roller 12 with respect to the developing roller 11 is preferably 0.5 to 1.5 [mm].

さらに、弾性層62の外周面に形成される粗さの形状は、研磨によって現像ローラ11の周方向に延在する微細な溝を多数形成するよりも、型転写によって半球に近い形状の凸と凹とを形成した方が、1by1パターンのような微細なパターンを印刷する場合、感光体ドラム13に現像されるトナー像の大きさのばらつきを抑制することができる。   Further, the shape of the roughness formed on the outer peripheral surface of the elastic layer 62 is a convex shape close to a hemisphere by mold transfer, rather than forming many fine grooves extending in the circumferential direction of the developing roller 11 by polishing. In the case where a concave pattern is formed and a fine pattern such as a 1by1 pattern is printed, variation in the size of the toner image developed on the photosensitive drum 13 can be suppressed.

なお、本実施の形態においては、画像形成装置10が1台の現像装置20を有する直接転写方式のモノクロ画像を形成するプリンタである場合について説明したが、本発明は、画像形成装置10が複数台の現像装置20を有するカラー画像を形成する装置や、中間転写方式の装置である場合にも、適用可能である。   In the present embodiment, the case where the image forming apparatus 10 is a printer that forms a monochrome image of the direct transfer method having one developing device 20 has been described. However, in the present invention, a plurality of image forming apparatuses 10 are provided. The present invention can also be applied to a device for forming a color image having the developing device 20 on the stage or an intermediate transfer type device.

さらに、本発明は、画像形成装置10がMFP、ファクシミリ機及び複写機である場合にも適用することができる。   Furthermore, the present invention can also be applied when the image forming apparatus 10 is an MFP, a facsimile machine, and a copier.

また、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made based on the spirit of the present invention, and they are not excluded from the scope of the present invention.

本発明は、現像装置及び画像形成装置に利用することができる。   The present invention can be used in a developing device and an image forming apparatus.

10 画像形成装置
11 現像ローラ
12 トナー供給ローラ
13 感光体ドラム
17 トナー
20 現像装置
62 弾性層
63 表面層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Image forming apparatus 11 Developing roller 12 Toner supply roller 13 Photosensitive drum 17 Toner 20 Developing apparatus 62 Elastic layer 63 Surface layer

Claims (7)

静電潜像担持体上の潜像を現像する現像剤担持体と、
該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材とを備える現像装置であって、
前記現像剤担持体は、弾性層と、該弾性層の外周面を覆う表面層であって微粒子を含有しない表面層とを有し、
前記現像剤担持体の表面の周方向の粗さが以下の条件を満足することを特徴とする現像装置。
凹凸の平均間隔Sm=50〜200〔μm〕
十点平均粗さRz=2〜10〔μm〕
負荷長さ率tp (20〔%〕):30〔%〕以上65〔%〕以下
負荷長さ率tp (90〔%〕):80〔%〕以上
p ((n+1)×10〔%〕)−tp (n×10〔%〕):20〔%〕以下(n:2〜8の整数)
A developer carrier for developing a latent image on the electrostatic latent image carrier;
A developing device comprising a developer supplying member for supplying the developer to the developer carrying member,
The developer carrier has an elastic layer and a surface layer that covers the outer peripheral surface of the elastic layer and does not contain fine particles,
The developing device according to claim 1, wherein the roughness of the surface of the developer carrying member satisfies the following conditions.
Average interval of unevenness Sm = 50 to 200 [μm]
Ten-point average roughness Rz = 2 to 10 [μm]
Load length ratio t p (20 [%]): 30 [%] or more and 65 [%] or less Load length ratio t p (90 [%]): 80 [%] or more t p ((n + 1) × 10 [ %])-T p (n × 10 [%]): 20 [%] or less (n: integer of 2 to 8)
前記現像剤担持体の表面の周方向の粗さは、前記弾性層の外周面に形成される粗さによって発現する請求項1に記載の現像装置。   The developing device according to claim 1, wherein the roughness in the circumferential direction of the surface of the developer carrying member is expressed by the roughness formed on the outer circumferential surface of the elastic layer. 前記弾性層の外周面の粗さは、型転写によって形成される請求項2に記載の現像装置。   The developing device according to claim 2, wherein the roughness of the outer peripheral surface of the elastic layer is formed by mold transfer. 前記弾性層の外周面の粗さの形状は、凸と凹とが混在した形状である請求項2又は3に記載の現像装置。   The developing device according to claim 2, wherein the shape of roughness of the outer peripheral surface of the elastic layer is a shape in which convexity and concaveness are mixed. 前記現像剤供給部材は、アスカーF硬度が35度以上65度以下である請求項1〜4のいずれか1項に記載の現像装置。   The developing device according to claim 1, wherein the developer supply member has an Asker F hardness of 35 degrees or more and 65 degrees or less. 前記現像剤担持体に対する前記現像剤供給部材の食い込み量は、0.5〔mm〕以上1.5〔mm〕以下である請求項1〜5のいずれか1項に記載の現像装置。   The developing device according to claim 1, wherein an amount of biting of the developer supply member with respect to the developer carrying member is 0.5 [mm] or more and 1.5 [mm] or less. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の現像装置を備える画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the developing device according to claim 1.
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