JP2669612B2 - Electrostatic latent image developing device - Google Patents

Electrostatic latent image developing device

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JP2669612B2
JP2669612B2 JP61248114A JP24811486A JP2669612B2 JP 2669612 B2 JP2669612 B2 JP 2669612B2 JP 61248114 A JP61248114 A JP 61248114A JP 24811486 A JP24811486 A JP 24811486A JP 2669612 B2 JP2669612 B2 JP 2669612B2
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JP
Japan
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toner
supply roller
developing sleeve
area
developing
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JP61248114A
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JPS63101878A (en
Inventor
博 水野
博司 村崎
彰仁 池側
浩一 衛藤
Original Assignee
ミノルタ株式会社
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Publication date
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、電子写真複写プロセス等を用いて静電潜像
担体の表面に形成されている静電潜像を現像する静電潜
像現像装置に関するものである。 (従来技術とその問題点) 従来、前記静電潜像現像装置の一態様として、特開昭
59−111664号公報に開示されているものがある。 この現像装置は、概略、内部に複数の磁石を有する磁
気ローラを内蔵した現像スリーブと、この現像スリーブ
に対向するとともに、トナー収容槽のトナー供給用開口
部に配置された表面に微小凹部を有する供給ローラと、
該供給ローラに圧接する規制ブレードと、を備えてい
る。 即ち、この装置では、トナー収容槽に収用されている
未荷電トナーを供給ローラの回転に基づいてその微小凹
部に取り込むとともに、規制ブレードとの圧接部を通過
する際に凹部以外の部分(凸部)に保持されているトナ
ーを掻き取り、トナー供給量を規制する。 供給ローラの表面に保持されたトナーは、現像スリー
ブとの対向部であるトナー供給領域に達すると、現像ス
リーブ上の磁気ブラシに取り込まれ、該磁気ブラシを構
成するキャリアとの接触によってキャリアと逆極性の電
荷が付与される。 そして、前記荷電トナーは現像スリーブの回転に基づ
いて感光体ドラムとの対向部(現像領域)に搬送され、
感光体ドラムの表面に形成されている静電潜像を現像す
る。 (発明が解決しようとする問題点) しかしながら、このものでは、トナー供給領域におい
て、前述のごとく供給ローラから新規なトナーが現像ス
リーブに供給されるとともに、現像スリーブと供給ロー
ラに印加されているバイアス電圧差に基づいて、現像ス
リーブ上の過剰な荷電トナーが供給ローラの表面に回収
される。そして、回収された荷電トナーは供給ローラの
回転に基づいてトナー収容槽内に搬送され、再び規制ブ
レードの圧接部にてブレードの掻き取り作用を受ける。 ところが、このとき凹部に入っている荷電トナーはブ
レードに掻き取られることなくそのまま搬送されるが、
凸部に乗っている荷電トナーはブレードに掻き取られて
トナー収容槽の未荷電トナーの中に混入し、未荷電トナ
ーと接触し、両者は電気的に凝集して塊になる。そし
て、この凝集したトナーが供給ローラに保持されて現像
スリーブに供給され、現像スリーブ上での粉砕効果が不
足すると、そのまま現像領域にて感光体ドラムの表面に
付着し、複写画像に斑点、または下地カブリとなって表
れ、画像の品質を低下するという問題が生じる。また、
静電潜像現像装置においては、磁気ブラシと供給ローラ
との機械的衝撃により装置内にトナーが、飛散あるいは
浮遊しており、このトナーが供給ローラの表面に再付着
する場合も同様である。 (問題点を解決するための手段) 前記の問題を解決するため、本発明に係る静電潜像現
像装置は、前記供給ローラ表面の微小凹凸を格子状に設
け、規制ブレードと圧接する凸部表面積をトナー搬送領
域の面積の30%以下とし、かつ凹部の深さを10μm乃至
50μmとしたものである。 即ち、供給ローラのトナー搬送性を維持しつつ、供給
ローラの凸部に付着してトナー収容槽内に送り込まれる
荷電トナーの量を抑えるようにしたものである。 (実施例) 以下、本発明を一実施例である図面に従って説明す
る。 第1図は本発明にかかる現像装置(1)を備えた複写
機の現像部を示し、現像装置(1)は感光体ドラム(10
0)の側部に配置されており、感光体ドラム(100)の表
面を帯電、露光して形成されている複写画像の静電潜像
に対してトナーを供給し、これを可視像化するものであ
る。 前記現像装置(1)は、概略、ケーシング(3)とカ
バー(3a)とで構成される現像槽(2)内に、感光体ド
ラム(100)側から順次右方に向かって現像スリーブ
(4)、トナー供給ローラ(12)を配置し、トナー供給
ローラ(12)の後方にはトナー収容槽(22)が形成され
ている。 現像スリーブ(4)は、導電性非磁性材、例えば、ア
ルミニウムからなる円筒体で、表面にはブラスト処理に
て微小凹部が形成されており、矢印(a)方向に回転駆
動される感光体ドラム(100)と現像ギャップ(Ds)を
もって対向し、反時計回り方向[矢印(b)方向]に回
転駆動可能としてある。 また、現像スリーブ(4)と接地間には直流の現像バ
イアス電源(5)(現像バイアス電圧:Vb)が接続して
あり、特に現像バイアス電源(5)のマイナス側が現像
スリーブ(4)に接続され、現像スリーブ(4)の表面
にはマイナス電荷が蓄えられている。 現像スリーブ(4)の内部に収容されている磁気ロー
ラ(6)は、軸方向に磁極を延設した複数の磁石を、前
記磁極が外周部でS極,N極交互に位置するように配置し
たもので、第1図に示す状態に固定されている。 現像スリーブ(4)の感光体ドラム(100)側上方に
は、カバー(3a)に取り付けた主現像剤撹拌板(7)が
穂高規制ギャップ(Db)をもって対向している。また、
現像スリーブ(4)の右斜め上方には、カバー(3a)の
支持部(8)に取り付けた補助現像剤撹拌板(9)が対
向しており、前記主現像剤撹拌板(7)とともに、現像
スリーブ(4)の上方に空室(11)を形成している。 なお、前記補助現像剤撹拌板(9)には、現像スリー
ブ(4)の軸方向にスリット(10)が形成されている。 トナー供給ローラ(12)は、アルミニウムなどの導電
性非磁性材で形成され、第2図に示すように、両端の鏡
面部(12a),(12a)の部分を除くトナー搬送領域
(S)には、エッチング処理にて深さ約30μm程度の格
子状微小凹凸のパターン(P)(第3図参照)が形成さ
れており、現像スリーブ(4)の背面側に供給ギャップ
(Dss)をもって平行に配置され、矢印(c)方向に回
転駆動可能としてある。 なお、前記微小凹凸パターン(P)の凹部(Pa)の深
さが10μm以下ではトナー供給量が不十分になり適正な
トナー混合比が得られなくなる事態が生じ、逆に、50μ
mより深くするとブレード(18)によるトナーの予備帯
電が不十分になって凹部(Pa)(第3図参照)でトナー
が固まり、これに起因して画像カブリが生ずる。 また、トナー供給ローラ(12)は、交流電源(13)、
及び直流電源(14)を介して接地され、トナー供給ロー
ラ(12)には直流に交流を重畳した脈流する回収バイア
ス電圧が印加されている。 トナー供給ローラ(12)の背面側上方には、隔壁(1
5)が支軸(16)を中心に回動可能に取り付けてあり、
その上端部には現像槽(3)の上部後端部に一端を取り
付けた圧接スプリング(17)の他端が係止し、隔壁(1
5)は常時矢印(e)方向に付勢され、隔壁(15)の下
部に取り付けた規制ブレード(18)の先端部が、トナー
供給ローラ(12)の右斜め上部に回転方向に対抗して軽
圧接触している。 なお、規制ブレード(18)と前記補助現像剤撹拌板
(9)とはシート(19)で連結され、これらによって、
トナー供給ローラ(12)の上方に空室(20)が形成され
ている。 また、トナー供給ローラ(12)の下方には、ケーシン
グ(3)に取り付けたトナー戻り防止フィルム(21)
が、トナー供給ローラ(12)の回転方向に沿って圧接し
ている。 トナー収容槽(22)は、前記隔壁(15)、規制ブレー
ド(18)、トナー供給ローラ(12)、トナー戻り防止フ
ィルム(21)、で現像槽(3)の後部を仕切って形成さ
れており、このトナー収容槽(22)の内部には撹拌棒
(23)が、矢印(d)方向に回転駆動可能に取り付けて
ある。 以上の構成からなる現像装置の動作について説明す
る。 まず、現像スリーブ(4)およびトナー供給ローラ
(12)上方の空室(11)にマイナス帯電性の磁性キャリ
アとプラス帯電性の絶縁性トナーとの混合物からなるス
タータを装填し、トナー収容槽(22)内に前記絶縁性ト
ナーを装填する。この際、空室(11)内には前記スター
タに替えて磁性キャリアのみを装填してもよい。そし
て、これによって現像装置(1)による静電潜像の現像
が可能となる。 この状態で図示しないプリントスイッチがオンされる
と、現像スリーブ(4),トナー供給ローラ(12),撹
拌棒(23)がそれぞれ矢印(b),(c),(d)方向
に回転する。 以上のごとく現像装置(1)が動作することによっ
て、トナー収容槽(22)の底部において、トナーは撹拌
棒(23)の撹拌作用によりトナー供給ローラ(12)に向
けて流動し、トナー供給ローラ(12)の両端鏡面部(12
a),(12a)を除くトナー搬送領域(S)の表面微小凹
部(Pa)に取り込まれ、充填される。 トナー供給ローラ(12)に供給されたトナーは矢印
(c)方向に搬送されて規制ブレード(18)の圧接部を
通過する際に余分なトナーが掻き取られるとともに、規
制ブレード(18)との接触によりプラス極性に摩擦帯電
され、供給ローラ(12)の表面には荷電トナーの薄層が
形成される。 供給ローラ(12)の表面に保持されたトナーは、現像
スリーブ(4)との対向部[トナー供給領域(Y)]に
運ばれ、そこで現像スリーブ(4)上に保持されている
現像剤に供給される。このとき、現像スリーブ(4)上
の過剰トナーがトナー供給ローラ(12)に回収される。
なお、このトナーの供給、回収動作は後に詳述する。 現像スリーブ(4)に供給されたトナーは、現像スリ
ーブ(4)に周面上に保持されているキャリアとともに
矢印(b)方向に搬送され、補助現像剤撹拌板(9)に
よって現像剤の大部分が塞止められる。 そして、現像剤は後から搬送されてくる現像剤に押さ
れて、補助現像剤撹拌板(9)に沿って反り上がり、ス
リット(10)を通り、下流側の空室(11)に送り込まれ
る。残る現像剤は補助現像剤撹拌板(9)と現像スリー
ブ(4)とのギャップを通過して下流側の空室(11)に
至る。 空室(11)に達した現像剤は、主現像剤撹拌板(7)
によって塞止められ、これに沿って空室(11)内を反時
計回り方向に回転しつつ反り上がり、逆流落下し、前記
スリット(10)を通過してくる現像剤と合流して混合さ
れる。 このようにして、十分混合撹拌された現像剤の一部
が、主現像剤撹拌板(7)と現像スリーブ(4)との穂
高規制ギャップ(Db)を通過して磁気ブラシを形成し、
該磁気ブラシは現像領域(X)において感光体ドラム
(100)の表面を摺擦し、その表面上の静電潜像を現像
して顕像化する。 現像領域(X)を通過した後、現像スリーブ(4)の
周面に残存する現像剤は、引き続き現像スリーブ(4)
の回転に基づいて矢印(b)方向に搬送され、トナー供
給ローラ(12)との対向部であるトナー供給領域(Y)
に至ると、現像スリーブ(4)とトナー供給ローラ(1
2)との間で再びトナーの供給,回収動作が行なわれ
る。 そして、現像スリーブ(4)に供給されたトナーは再
び空室(20),(11)に達すると、ここで十分混合撹拌
された現像剤が現像スリーブ(4)の表面に均一に補充
され、前回の現像で消費したトナーの消費パターンが消
去される。 以下、前記トナー供給領域(Y)におけるトナーの供
給,回収動作について説明する。 トナー供給領域(Y)において、現像スリーブ(4)
上では、磁気ローラ(6)の磁極(N)から半径方向に
形成されている磁界に沿って、現像剤は数珠つなぎにな
って磁気ブラシを形成している。他方、トナー供給ロー
ラ(12)の表面微小凹部(Pa)にはトナーが充填されて
おり、特に、その中に含まれている荷電トナーはその静
電気力によってトナー供給ローラ(12)との間に作用す
る静電引力が大きくなっている。しかし、トナー供給ロ
ーラ(12)には、直流電源(14)に交流電源(13)を重
畳したバイアス電圧(Vss+Vrms)が印加されているた
め、前記荷電トナーは、交流電圧(Vrms)の周期的変化
に従ってトナー供給ローラ(12)の表面上で現像スリー
ブ(4)に向かって振動している。 このため、トナーと磁気ブラシとが頻繁に接触し、微
小凹部(Pa)の表面部に位置するトナーは勿論のこと、
微小凹部(Pa)の底部に位置するトナーでさえも磁気ブ
ラシと接触してトナーは効率良く磁気ブラシに掻き取ら
れる。 一方、現像スリーブ(4)上で、キャリアと接触して
プラスに帯電している過剰な荷電トナーは、現像スリー
ブ(4)とトナー供給ローラ(12)とに印加されている
バイアス電圧差に基づいて、トナー供給ローラ(12)に
電気的に吸引される。ここで作用する吸引力も前記交流
電源(13)の影響を受けて周期的に変化するため、過剰
トナーはキャリアとの静電引力が弱められて剥離しやす
くなり、トナー供給ローラ(12)へ効率良く回収され
る。 トナー供給ローラ(12)に回収された荷電トナーは、
トナー供給ローラ(12)のトナー搬送領域(S)の全体
に付着し、トナー戻り防止フィルム(21)との間を通り
トナー収容槽(2)に運ばれる。 前記トナー供給ローラ(12)に付着した荷電トナー
は、前述したように、トナー搬送領域(S)の全面、即
ち、凹部(Pa)のみならず凸部(Pb)の表面にも付着し
ている。 したがって、回収された荷電トナーが規制ブレード
(18)の圧接部に達すると、凹部(Pa)に入っている荷
電トナーは規制ブレード(18)の掻き取り作用を受けず
そのまま再び供給領域(Y)に搬送されるものの、凸部
(Pb)に乗っている荷電トナーは規制ブレード(18)に
よって掻き取られてトナー収容槽(22)内に落下して未
荷電トナーに混入する。 そして、混入した荷電トナーは未荷電トナーとともに
撹拌棒(23)による撹拌作用を受け、両者は電気的に凝
集して塊になる。 このような現象が長期にわたって続いた場合、トナー
収容槽(22)内には回収された荷電トナーによるトナー
凝集体が多く溜まることになる。 しかし、本発明にかかる現像装置(1)においては、
トナー供給ローラ(12)表面の凸部(Pb)の面積を種々
変更して複写画像に現れるカブリの度合を観察した下記
する実験より、凸部面積をトナー搬送面積[=トナー搬
送領域(S)の幅×ローラ径(D)×π)]の30%以下
に設定している。 したがって、凸部(Pb)の表面に付着してトナー収容
槽(22)内に混入する荷電トナー量は少なく、たとえ、
荷電トナーと未荷電トナーとの凝集体が現像スリーブ
(4)の表面に供給されても、現像スリーブ(4)上で
前記トナー凝集体は十分な粉砕効果を受けて細かく砕か
れ、その他のトナーと同様に電荷を付与されて通常の現
像に供される。このため、斑点や下地カブリのない複写
画像が得られるとともに、粉煙が発生して機内を汚染す
ることはない。 以下、本発明者らが起った実験について説明する。 なお、微小凹凸のパターン(P)は格子状に形成さ
れ、凹部(Pa),凸部(Pb)の大きさは、第3図に示す
ように、4種類に設定されている。 【実験条件】 a.現像スリーブ(4) ・直径……24.5mm ・回転数……200rpm ・現像バイアス電圧(Vb)……DC−200V b.トナー供給ローラ(12) ・直径……20mm ・回転数……200rpm ・回収バイアス電圧(Vss)……DC−400V,AC 700V ・交流周波数……300Hz ・凹部深さ……25μm ・供給ローラの凸部面積 :トナー搬送領域(S)の面積に対する凸部(Pb)の面
積(%)(第3図参照) ケース1…11% 〃 2…20〃 〃 3…31〃 〃 4…41〃 ・微小凹凸パターン(P) 第3図パターン欄参照 c.ギャップ ・現像ギャップ(Ds)……0.6mm ・穂高規制ギャップ(Db)……0.45mm ・供給ギャップ(Dss)……0.8mm d.規制ブレード(12a) ・厚さ……t=150μm ・圧接力……0.7g/mm 【実験結果】 以上の条件の下でコピーを行い、1,000枚毎に複写画
像に表れる下地カブリの度合について観察した結果を第
4図に示す。 なお、下地カブリのランクは以下のように設定した。 第4図から明らかなように、ケース1,2(凸部面積:1
1,20%)の場合、5,000枚のコピーを行っても初期の段
階とカブリのランクは殆ど変化なく、ほぼ「4.5」の値
を維持できる。 また、ケース3(凸部面積:31%)の場合、コピー枚
数が3,000枚を越えると地肌にカブリが僅かに表れるも
のの、5,000枚コピーを行ってもカブリランクはほぼ
「4」の状態を維持することができ、実用上問題はな
い。 しかし、ケース4(凸部面積:41%)の場合、コピー
枚数が1,000枚を越えると徐々にカブリが表れ、5,000枚
のコピー終了時点ではカブリランクが「3」まで達し、
実用上使用できる限界にまで画質が低下する。 以上のことから、トナー供給ローラ(12)の凸部(P
b)の表面積がトナー搬送面積のほぼ30%以下であれ
ば、長期にわたってカブリの無い鮮明な画像得ることが
できる。 逆に、凸部(Pb)の表面積がトナー搬送面積の30%以
上であれば、コピー枚数の増加につれて画像上に現れる
カブリの度合がひどくなる。 このため、約5,000枚程度の枚数をコピーを行う度
に、トナー収容層内のトナーを除去して新たなトナーを
装填などの操作が必要になる。 (発明の効果) 以上の説明で明らかなように、本発明にかかる現像装
置は、トナー供給ローラの表面微小凹凸における凸部面
積を、トナー搬送面積の30%以下としている。 したがって、現像スリーブから回収されたトナーある
いは現像装置内に飛散浮遊するトナーは、供給ローラ表
面の凸部に保持され、さらに規制ブレードに掻き取られ
てトナー収容槽に混入する荷電トナーの量は極めて少な
く、長期にわたって現像装置を使用しても、トナー収容
槽内に堆積する荷電トナー量は僅かでる。 このため、トナー収容槽内に混入し、未荷電トナーと
結合して形成されるトナー凝集体の量も少なく、たとえ
このトナー凝集体が現像スリーブ上に供給されても、ト
ナー凝集体は現像スリーブ上を搬送されている現像剤に
よって容易に粉砕され、その他の荷電トナーとともに現
像に供される。 それ故、斑点やカブリの無い鮮明な画像を得ることが
できる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention relates to electrostatic latent image development for developing an electrostatic latent image formed on the surface of an electrostatic latent image carrier using an electrophotographic copying process or the like. It concerns the device. (Prior art and its problems) Conventionally, as one mode of the electrostatic latent image developing apparatus, Japanese Patent Application Laid-Open
There is one disclosed in JP-A-59-111664. This developing device generally has a developing sleeve having a built-in magnetic roller having a plurality of magnets therein, and a minute concave portion on the surface facing the developing sleeve and arranged in the toner supply opening of the toner storage tank. A supply roller,
A regulating blade that presses against the supply roller. That is, in this device, the uncharged toner stored in the toner storage tank is taken into the minute concave portion based on the rotation of the supply roller, and the portion other than the concave portion (convex portion) when passing through the pressure contact portion with the regulation blade is used. The toner held in (1) is scraped to regulate the toner supply amount. When the toner held on the surface of the supply roller reaches the toner supply area, which is a portion facing the developing sleeve, the toner is taken up by the magnetic brush on the developing sleeve and comes into contact with the carrier that constitutes the magnetic brush to reverse the carrier. A polar charge is provided. Then, the charged toner is conveyed to a portion (developing area) facing the photosensitive drum based on the rotation of the developing sleeve,
The electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum is developed. (Problems to be solved by the invention) However, in this toner, in the toner supply region, as described above, new toner is supplied from the supply roller to the developing sleeve, and the bias applied to the developing sleeve and the supplying roller is also increased. Excess charged toner on the developing sleeve is collected on the surface of the supply roller based on the voltage difference. Then, the collected charged toner is conveyed into the toner storage tank based on the rotation of the supply roller, and is again subjected to the blade scraping action at the pressing portion of the regulating blade. However, at this time, the charged toner contained in the concave portion is directly conveyed without being scraped by the blade,
The charged toner on the convex portion is scraped off by the blade and mixed into the uncharged toner in the toner storage tank, comes into contact with the uncharged toner, and both are electrically aggregated into a lump. Then, the agglomerated toner is held by the supply roller and supplied to the developing sleeve, and when the crushing effect on the developing sleeve is insufficient, the toner adheres to the surface of the photoconductor drum in the developing area as it is, and spots on the copied image, or This appears as a background fog, which causes a problem of deteriorating image quality. Also,
In the electrostatic latent image developing device, the toner is scattered or floating in the device due to the mechanical impact between the magnetic brush and the supply roller, and the same applies when the toner is reattached to the surface of the supply roller. (Means for Solving Problems) In order to solve the above problems, in the electrostatic latent image developing device according to the present invention, the minute irregularities on the surface of the supply roller are provided in a grid pattern, and the convex portions are in pressure contact with the regulating blade. The surface area should be 30% or less of the area of the toner transport area, and the depth of the concave portion should be 10 μm or less.
It was set to 50 μm. That is, the amount of charged toner that adheres to the convex portion of the supply roller and is sent into the toner storage tank is suppressed while maintaining the toner transportability of the supply roller. (Example) Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings as an example. FIG. 1 shows a developing section of a copying machine equipped with a developing device (1) according to the present invention. The developing device (1) is a photosensitive drum (10).
0), which supplies toner to the electrostatic latent image of the copy image formed by charging and exposing the surface of the photoconductor drum (100) and visualizes it. Is what you do. The developing device (1) generally includes a developing sleeve (4) in a developing tank (2) composed of a casing (3) and a cover (3a) from the photosensitive drum (100) side to the right in order. ), A toner supply roller (12) is arranged, and a toner storage tank (22) is formed behind the toner supply roller (12). The developing sleeve (4) is a cylindrical body made of a conductive non-magnetic material such as aluminum, and has fine recesses formed on the surface by blasting, and the photosensitive drum is driven to rotate in the direction of arrow (a). It faces (100) with a developing gap (Ds) and can be driven to rotate in the counterclockwise direction [direction of arrow (b)]. A DC developing bias power source (5) (developing bias voltage: Vb) is connected between the developing sleeve (4) and the ground, and the negative side of the developing bias power source (5) is connected to the developing sleeve (4). Then, negative charges are stored on the surface of the developing sleeve (4). The magnetic roller (6) housed inside the developing sleeve (4) has a plurality of magnets whose magnetic poles are extended in the axial direction, and the magnetic poles are arranged so that the magnetic poles are alternately located at the S pole and the N pole at the outer peripheral portion. It is fixed in the state shown in FIG. A main developer stirring plate (7) attached to the cover (3a) faces the developing sleeve (4) above the photosensitive drum (100) side with a spike height regulating gap (Db). Also,
An auxiliary developer stirring plate (9) attached to the support portion (8) of the cover (3a) faces the diagonally upper right of the developing sleeve (4), and together with the main developer stirring plate (7), An empty space (11) is formed above the developing sleeve (4). A slit (10) is formed on the auxiliary developer stirring plate (9) in the axial direction of the developing sleeve (4). The toner supply roller (12) is formed of a conductive non-magnetic material such as aluminum, and as shown in FIG. 2, is located in the toner transport area (S) except the mirror surface portions (12a) and (12a) at both ends. Has a pattern (P) (see FIG. 3) of a grid-like minute concavo-convex pattern with a depth of about 30 μm formed by etching, and is parallel to the back side of the developing sleeve (4) with a supply gap (Dss). And can be driven to rotate in the direction of arrow (c). When the depth of the concave portion (Pa) of the fine concavo-convex pattern (P) is 10 μm or less, the toner supply amount becomes insufficient and an appropriate toner mixing ratio cannot be obtained.
If it is deeper than m, the pre-charging of the toner by the blade (18) becomes insufficient and the toner is solidified in the concave portion (Pa) (see FIG. 3), which causes image fog. The toner supply roller (12) is provided with an AC power supply (13),
Also, the toner supply roller (12) is grounded via a DC power source (14) and a pulsating recovery bias voltage in which AC is superimposed on DC is applied. A partition (1) is located above the rear side of the toner supply roller (12).
5) is mounted so that it can rotate around the support shaft (16),
The other end of a pressure contact spring (17), one end of which is attached to the upper rear end of the developing tank (3), is locked to the upper end of the partition wall (1).
5) is constantly urged in the direction of arrow (e), and the tip of the regulating blade (18) attached to the lower part of the partition wall (15) opposes the upper right diagonal of the toner supply roller (12) in the rotational direction. Light pressure contact. The regulating blade (18) and the auxiliary developer stirring plate (9) are connected by a sheet (19).
An empty space (20) is formed above the toner supply roller (12). Below the toner supply roller (12), a toner return prevention film (21) attached to the casing (3) is provided.
Are pressed along the rotation direction of the toner supply roller (12). The toner storage tank (22) is formed by partitioning the rear portion of the developing tank (3) by the partition wall (15), the regulation blade (18), the toner supply roller (12), and the toner return prevention film (21). A stirring rod (23) is attached to the inside of the toner storage tank (22) so as to be rotatable in the direction of the arrow (d). The operation of the developing device having the above configuration will be described. First, a starter made of a mixture of a negatively chargeable magnetic carrier and a positively chargeable insulating toner is loaded in the chamber (11) above the developing sleeve (4) and the toner supply roller (12), and the toner storage tank ( 22) Insulate the above-mentioned insulating toner. At this time, only the magnetic carrier may be loaded in the empty room (11) instead of the starter. This enables the developing device (1) to develop the electrostatic latent image. When a print switch (not shown) is turned on in this state, the developing sleeve (4), the toner supply roller (12) and the stirring rod (23) rotate in the directions of arrows (b), (c) and (d), respectively. As the developing device (1) operates as described above, the toner flows toward the toner supply roller (12) by the stirring action of the stirring rod (23) at the bottom portion of the toner storage tank (22), and the toner supply roller (12). (12) Mirror surface at both ends (12
The toner is taken in and filled in the surface minute recesses (Pa) of the toner carrying area (S) except for a) and (12a). The toner supplied to the toner supply roller (12) is conveyed in the direction of the arrow (c), and excess toner is scraped off when passing through the pressure contact portion of the regulation blade (18). The contact roller is triboelectrically charged to a positive polarity, and a thin layer of charged toner is formed on the surface of the supply roller (12). The toner retained on the surface of the supply roller (12) is carried to a portion [toner supply region (Y)] facing the developing sleeve (4), where the toner is retained on the developing sleeve (4). Supplied. At this time, excess toner on the developing sleeve (4) is collected by the toner supply roller (12).
The operation of supplying and collecting the toner will be described later in detail. The toner supplied to the developing sleeve (4) is conveyed in the direction of arrow (b) together with the carrier held on the peripheral surface of the developing sleeve (4), and the amount of the developer is increased by the auxiliary developer stirring plate (9). The part is closed. Then, the developer is pushed by the developer which will be conveyed later, warps up along the auxiliary developer stirring plate (9), passes through the slit (10), and is sent to the vacant chamber (11) on the downstream side. . The remaining developer passes through the gap between the auxiliary developer stirring plate (9) and the developing sleeve (4) and reaches the empty chamber (11) on the downstream side. The developer that has reached the empty room (11) is the main developer stirring plate (7).
It is blocked by, and along it, it rises while rotating counterclockwise in the vacant chamber (11), backflows and falls, and merges with the developer passing through the slit (10) and is mixed. . In this way, a part of the developer which is sufficiently mixed and stirred passes through the spike height regulating gap (Db) between the main developer stirring plate (7) and the developing sleeve (4) to form a magnetic brush,
The magnetic brush rubs the surface of the photoconductor drum (100) in the developing area (X) to develop and visualize the electrostatic latent image on the surface. After passing through the developing area (X), the developer remaining on the peripheral surface of the developing sleeve (4) continues to be the developing sleeve (4).
Is conveyed in the direction of the arrow (b) based on the rotation of the toner supply area (Y), which is a portion facing the toner supply roller (12).
, The developing sleeve (4) and the toner supply roller (1
The operation of supplying and collecting the toner is performed again between the steps 2) and 3). Then, when the toner supplied to the developing sleeve (4) reaches the empty chambers (20) and (11) again, the sufficiently mixed and stirred developer is uniformly replenished on the surface of the developing sleeve (4), The consumption pattern of the toner consumed in the previous development is erased. Hereinafter, the operation of supplying and collecting the toner in the toner supply area (Y) will be described. In the toner supply area (Y), the developing sleeve (4)
In the above, the developer is connected in a string along the magnetic field formed in the radial direction from the magnetic pole (N) of the magnetic roller (6) to form a magnetic brush. On the other hand, the surface minute recesses (Pa) of the toner supply roller (12) are filled with toner, and in particular, the charged toner contained in the surface is recessed between the toner supply roller (12) and the charged toner. The electrostatic attraction that acts is large. However, since the bias voltage (Vss + Vrms) obtained by superimposing the AC power supply (13) on the DC power supply (14) is applied to the toner supply roller (12), the charged toner is periodically supplied with the AC voltage (Vrms). It vibrates toward the developing sleeve (4) on the surface of the toner supply roller (12) according to the change. For this reason, the toner and the magnetic brush frequently contact each other, not to mention the toner located on the surface of the minute recess (Pa).
Even the toner located at the bottom of the minute recess (Pa) comes into contact with the magnetic brush, and the toner is efficiently scraped off by the magnetic brush. On the other hand, on the developing sleeve (4), the excess charged toner that is in contact with the carrier and is positively charged is based on the bias voltage difference applied to the developing sleeve (4) and the toner supply roller (12). Then, the toner is electrically sucked by the toner supply roller (12). The suction force acting here also changes cyclically under the influence of the AC power source (13), so that the electrostatic attraction of the excess toner is weakened and the excess toner is liable to peel off, and the excess toner is efficiently transferred to the toner supply roller (12). Well recovered. The charged toner collected by the toner supply roller (12) is
The toner adheres to the entire toner transport area (S) of the toner supply roller (12) and is transported to the toner storage tank (2) through the space between the toner return prevention film (21). As described above, the charged toner attached to the toner supply roller (12) is attached not only to the entire surface of the toner carrying area (S), that is, to the surface of the convex portion (Pb) as well as the concave portion (Pa). . Therefore, when the collected charged toner reaches the pressure contact portion of the regulation blade (18), the charged toner contained in the concave portion (Pa) is not subjected to the scraping action of the regulation blade (18) and is again supplied to the supply region (Y). The charged toner on the convex portion (Pb), although being conveyed to, is scraped off by the regulation blade (18) and falls into the toner storage tank (22) to be mixed with the uncharged toner. Then, the mixed charged toner is subjected to the stirring action by the stirring rod (23) together with the uncharged toner, and both are electrically aggregated into a lump. When such a phenomenon continues for a long period of time, a large amount of toner aggregates due to the collected charged toner is accumulated in the toner storage tank (22). However, in the developing device (1) according to the present invention,
From the following experiment in which the area of the convex portion (Pb) on the surface of the toner supply roller (12) was changed and the degree of fog appearing in the copied image was observed, the convex portion area was determined as the toner conveying area [= toner conveying area (S) Width x roller diameter (D) x π)]. Therefore, the amount of charged toner adhering to the surface of the convex portion (Pb) and mixed in the toner storage tank (22) is small,
Even if the agglomerates of charged toner and uncharged toner are supplied to the surface of the developing sleeve (4), the toner agglomerates on the developing sleeve (4) are sufficiently crushed by the sufficient crushing effect, and other toners are crushed. In the same manner as described above, a charge is applied and the resultant is subjected to ordinary development. For this reason, a copy image without spots and background fog can be obtained, and no dust is generated to contaminate the inside of the machine. Hereinafter, an experiment conducted by the present inventors will be described. The pattern of minute irregularities (P) is formed in a grid pattern, and the sizes of the concave portions (Pa) and the convex portions (Pb) are set to four types as shown in FIG. [Experimental conditions] a. Development sleeve (4) ・ Diameter …… 24.5mm ・ Rotational speed …… 200rpm ・ Development bias voltage (Vb) …… DC-200V b. Toner supply roller (12) ・ Diameter ...... 20mm ・ Rotation Number: 200 rpm-Recovery bias voltage (Vss) -DC-400V, AC 700V-AC frequency: 300Hz-Concave depth: 25μm-Supply roller convex area: Convex to toner transfer area (S) area Area (%) of part (Pb) (Refer to Fig. 3) Case 1 ... 11% 〃 2… 20 〃 〃 3… 31 〃 〃 4… 41 〃 ・ Small concavo-convex pattern (P) See Fig. 3 pattern column c. Gap ・ Development gap (Ds) …… 0.6mm ・ Head height regulation gap (Db) …… 0.45mm ・ Supply gap (Dss) …… 0.8mm d. Regulating blade (12a) ・ Thickness …… t = 150μm ・ Pressing force …… 0.7 g / mm [Experimental result] Copy under the above conditions, and observe the degree of background fog appearing in the copied image every 1,000 sheets. The results are shown in Figure 4. The rank of the background fog was set as follows. As is clear from FIG. 4, cases 1 and 2 (projection area: 1
In the case of 1,20%), even if 5,000 copies are made, there is almost no change in the fogging rank at the initial stage, and the value of "4.5" can be maintained. In case 3 (convex area: 31%), if the number of copies exceeds 3,000, a slight fog will appear on the background, but the fog rank will remain at "4" even after copying 5,000 copies. Yes, there is no problem in practice. However, in case 4 (convex area: 41%), fog gradually appears when the number of copies exceeds 1,000, and the fog rank reaches "3" at the end of copying 5,000,
Image quality deteriorates to the limit of practical use. From the above, the convex portion of the toner supply roller (12) (P
If the surface area b) is about 30% or less of the toner transfer area, a clear image free from fog can be obtained for a long period of time. On the contrary, if the surface area of the convex portion (Pb) is 30% or more of the toner transport area, the degree of fogging appearing on the image becomes worse as the number of copies increases. For this reason, it is necessary to remove the toner in the toner containing layer and load new toner every time when copying about 5,000 sheets. (Effects of the Invention) As is apparent from the above description, in the developing device according to the present invention, the area of the convex portion of the surface fine irregularities of the toner supply roller is 30% or less of the toner transport area. Therefore, the toner collected from the developing sleeve or the toner scattered and floating in the developing device is held by the convex portion on the surface of the supply roller and further scraped by the regulation blade, and the amount of the charged toner mixed in the toner storage tank is extremely large. Even if the developing device is used for a long time, the amount of charged toner deposited in the toner storage tank is small. Therefore, the amount of toner agglomerates mixed in the toner storage tank and combined with the uncharged toner is small, and even if the toner agglomerates are supplied onto the developing sleeve, the toner agglomerates are not formed. It is easily crushed by the developer conveyed above and is used for development together with other charged toner. Therefore, a clear image without spots and fog can be obtained.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明にかかる現像装置の断面図、第2図はト
ナー供給ローラの斜視図、第3,4図はトナー供給ローラ
の微小凹凸を変えてカブリについて実験を行った結果を
示す図である。 1……現像装置、4……現像スリーブ、 6……磁気ローラ、12……トナー供給ローラ、 18……規制ブレード、22……トナー収容槽、 P……微小凹凸パターン、Pa……凹部、Pb……凸部、 S……トナー搬送領域。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view of a developing device according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a toner supply roller, and FIGS. 3 and 4 are experiments on fog by changing minute irregularities of the toner supply roller. It is a figure showing the result of having performed. 1 ... Developing device, 4 ... Developing sleeve, 6 ... Magnetic roller, 12 ... Toner supply roller, 18 ... Regulator blade, 22 ... Toner storage tank, P ... Small concavo-convex pattern, Pa ... Recessed portion, Pb: convex portion, S: toner transport area.

フロントページの続き 合議体 審判長 高橋 武彦 審判官 池田 裕一 審判官 水垣 親房 (56)参考文献 特開 昭59−210463(JP,A) 特開 昭57−185052(JP,A) 特開 昭59−189374(JP,A)Continuation of front page        Panel     Referee Takehiko Takahashi     Judge Yuichi Ikeda     Judge Mizugaki                (56) References JP-A-59-210463 (JP, A)                 JP 57-185052 (JP, A)                 JP 59-189374 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.複数の磁石を内蔵した現像スリーブに、表面のトナ
ー搬送領域に微小凹凸を形成した供給ローラを対向せし
め、該供給ローラの回転に基づき、前記微小凹凸に取り
込んだトナーを前記現像スリーブの表面に供給する一
方、前記供給ローラに圧接する規制ブレードにてトナー
供給量を規制するようにした静電潜像現像装置におい
て、前記供給ローラ表面の微小凹凸を格子状に設け、規
制ブレードと圧接する凸部表面積をトナー搬送領域の面
積の30%以下とし、かつ凹部の深さを10μm乃至50μm
としたことを特徴とする静電潜像現像装置。
(57) [Claims] A developing roller having a plurality of magnets is made to face a supply roller having minute irregularities formed on the surface of the toner transport area, and the toner taken into the minute irregularities is supplied to the surface of the developing sleeve based on the rotation of the supply roller. On the other hand, in the electrostatic latent image developing device in which the toner supply amount is regulated by the regulation blade that is in pressure contact with the supply roller, the minute irregularities on the surface of the supply roller are provided in a grid pattern, and the convex portions that are in pressure contact with the regulation blade The surface area should be 30% or less of the area of the toner transport area, and the depth of the concave portion should be 10 μm to 50 μm.
An electrostatic latent image developing device characterized in that
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