JP2916787B2 - Developing device - Google Patents

Developing device

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JP2916787B2
JP2916787B2 JP5832190A JP5832190A JP2916787B2 JP 2916787 B2 JP2916787 B2 JP 2916787B2 JP 5832190 A JP5832190 A JP 5832190A JP 5832190 A JP5832190 A JP 5832190A JP 2916787 B2 JP2916787 B2 JP 2916787B2
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  • Dry Development In Electrophotography (AREA)
  • Magnetic Brush Developing In Electrophotography (AREA)
  • Developing For Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、一成分磁性トナーを使用する現像装置に関
し、更に詳しくは、弾性層及び磁界発生層を有する現像
ローラーにより一成分磁性トナーを搬送し現像する現像
装置に関する。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a developing device using a one-component magnetic toner, and more specifically, to transport a one-component magnetic toner by a developing roller having an elastic layer and a magnetic field generating layer. And a developing device for developing.

[従来の技術] 従来の現像装置は、USP−4121931に開示されるよう
に、非磁性円筒状のスリーブの内部に磁石ローラーを有
する現像ローラーを用いて一成分磁性トナーによる磁気
ブラシをスリーブ上に形成し、一成分磁性トナーの搬送
及び現像を行うものであり、一成分磁気ブラシ現像法と
して公知である。
[Prior Art] As disclosed in USP-4121931, a conventional developing device uses a developing roller having a magnet roller inside a non-magnetic cylindrical sleeve to place a magnetic brush of one-component magnetic toner on the sleeve. It is formed, and transports and develops a one-component magnetic toner, which is known as a one-component magnetic brush developing method.

また、上記の一成分磁気ブラシ現像法を改良する現像
法として、USP−4564285に開示されるような現像ローラ
ーにフローティング電極を設けてライン画像とソリッド
画像の画質を向上したFEED現像法や、USP−4851874に開
示されるような磁石ローラーの表面で薄層化したトナー
を搬送しベルト状の潜像担持体に現像する現像装置が提
案されている。
Further, as a developing method for improving the above-described one-component magnetic brush developing method, a FEED developing method in which a floating electrode is provided on a developing roller to improve the image quality of a line image and a solid image as disclosed in US Pat. A developing device has been proposed in which toner thinned on the surface of a magnet roller is transported and developed on a belt-like latent image carrier as disclosed in -4851874.

[発明が解決しようとする課題] しかし、前述の従来技術のうち一成分磁気ブラシ現像
法やFEED現像法では、現像ローラーが現像スリーブと磁
石ローラーにより構成されており、構造が複雑で大型で
コストが高く、磁石ローラーの磁界変動に伴う濃度ムラ
や画像端部の尾引き等の画質劣化要因が多いという問題
点を有していた。また、磁石ローラー表面で薄層化した
トナーを搬送し現像する現像法でも、磁石ローラーの磁
界変動に伴う画質の劣化は同様に起こり、ベルト状の潜
像担持体を使用するために装置が大型化するという問題
点を有していた。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the one-component magnetic brush developing method and the FEED developing method among the above-described conventional techniques, the developing roller is constituted by a developing sleeve and a magnet roller, and the structure is complicated, large, and cost-effective. And there are many factors deteriorating the image quality, such as density unevenness due to the magnetic field fluctuation of the magnet roller and trailing of the edge of the image. Also, in the developing method in which the toner thinned on the surface of the magnet roller is transported and developed, the image quality is similarly degraded due to the fluctuation of the magnetic field of the magnet roller, and the apparatus is large due to the use of the belt-like latent image carrier. Had the problem of becoming

そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、
その目的とするところは、一成分磁性トナーを現像する
のに好適な現像装置を提供するところにある。更に他の
目的は、構造が簡単で小型低コストの現像装置を提供す
るところにある。更に他の目的は、高解像で高画質の現
像装置を提供するところにある。
Therefore, the present invention solves such a problem,
An object of the present invention is to provide a developing device suitable for developing a one-component magnetic toner. Still another object is to provide a small-sized and low-cost developing device having a simple structure. Still another object is to provide a developing device with high resolution and high image quality.

[課題を解決するための手段] 本発明の現像装置は、現像ローラにより一成分磁性ト
ナーを搬送し、前記一成分磁性トナーを潜像担持体に現
像する現像装置において、前記現像ローラは弾性層と該
弾性層上に可撓性を有する磁界発生層とを備え、前記磁
界発生層は、N極とS極が交互に現れる格子状に着磁さ
れ、磁化反転ピッチが100μm以下であることを特徴と
する。
[Means for Solving the Problems] In a developing device of the present invention, a one-component magnetic toner is transported by a developing roller and the one-component magnetic toner is developed on a latent image carrier. And a magnetic field generating layer having flexibility on the elastic layer, wherein the magnetic field generating layer is magnetized in a lattice shape in which N poles and S poles appear alternately, and the magnetization reversal pitch is 100 μm or less. Features.

[作用] 本発明の上記の構成によれば、薄層の磁界発生層の表
面近傍でトナーを搬送し現像ローラーを単一の回転体で
構成することにより、現像ローラーの構造を簡略化する
だけでなく小型軽量低コストの現像ローラーを得ること
ができる。また、薄層の磁界発生層に微小ピッチの着磁
をして現像ローラー上に均一で薄層のトナー層(或は微
小ピッチの磁気ブラシ薄層)を形成することができ、磁
界の変動やトナー層厚の変動による濃度ムラ等を低減
し、高解像の現像を行うことができる。
[Operation] According to the above configuration of the present invention, the structure of the developing roller is simply simplified by conveying the toner near the surface of the thin magnetic field generating layer and forming the developing roller with a single rotating body. Instead, a compact, lightweight and low-cost developing roller can be obtained. Further, the thin magnetic field generating layer is magnetized at a fine pitch to form a uniform and thin toner layer (or a fine pitch magnetic brush thin layer) on the developing roller. High-resolution development can be performed by reducing density unevenness and the like due to fluctuations in the toner layer thickness.

また、本発明の上記の構成によれば、接触現像、非接
触現像の如何を問わず、現像ローラー上に均一で薄層の
トナー層を形成して、現像ローラー上のトナー層厚の変
動による濃度変動を低減することができる。
Further, according to the above configuration of the present invention, regardless of contact development or non-contact development, a uniform and thin toner layer is formed on the developing roller, and the thickness of the toner layer on the developing roller is changed. Density fluctuation can be reduced.

さらに、現像ローラーに導電層を設けることにより、
現像電極効果による高解像の画像を得ることができる。
Furthermore, by providing a conductive layer on the developing roller,
A high-resolution image can be obtained by the developing electrode effect.

さらに、現像ローラーに絶縁層を設けることにより、
現像ローラーとトナーとの摩擦帯電を安定に行い現像濃
度の時間的変動を軽減することができる。
Furthermore, by providing an insulating layer on the developing roller,
The frictional charging between the developing roller and the toner can be stably performed, and the time variation of the developing density can be reduced.

以下、実施例により本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples.

[実施例] 第1図は本発明の現像装置を用いた画像形成装置の断
面概略図であって、潜像担持体1は、導電性の支持部2
の上に有機または無機の光導電性を有する感光層3を塗
膜したものであって、感光層3をコロナ帯電器や帯電ロ
ーラー等の帯電器4を用いて帯電した後に、レーザーや
LED等の光源5から出た光を結像光学系6を通して感光
層3に画像に応じて選択的に光照射して電位コントラス
トを得て静電潜像を形成する。一方、現像装置7は磁性
のトナー8を搬送し現像するものであって、トナー8を
搬送する現像ローラー9は、シャフト10の外周に弾性層
11及び磁界発生層12をそれぞれ同心円状に配設したもの
で、磁界発生層12の外周の漏洩磁束により磁性のトナー
8を現像ローラー9上に直接保持し、非磁性または磁性
の金属や樹脂で構成される板状のブレード13で適量に規
制した状態で現像ローラー9を回転させて薄層のトナー
8を搬送するものである。潜像担持体1と現像ローラー
9が近接する現像ギャップ部までトナー8が搬送される
と潜像担持体1の電位コントラスト及び現像バイアス印
加手段14により現像電界が形成され、現像電界に応じて
帯電したトナー8が潜像担持体1に付着し静電潜像が顕
像化される。さらに、コロナ転写器や転送ローラー等の
転写器15を用いて記録紙16上にトナーによる像を転写
し、熱や圧力を用いてトナーを記録紙に定着し所望の画
像を記録紙上に得るものである。第1図に示されるよう
な画像形成装置を用いて、600[DPI]のライン画像及び
文字画像及びソリッド画像を10000枚にわたり連続形成
したところ、600[DPI]のライン画像が線太りすること
なく安定して形成され、画像端部の尾引きや地カブリが
なく、OD値1.4以上の高濃度なソリッド画像を安定して
形成することができ、記録紙上に地カブリがないのはも
ちろん潜像担持体上にも地カブリがなく廃トナー量を大
幅に低減することができた。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an image forming apparatus using a developing device of the present invention, in which a latent image carrier 1 includes a conductive support 2.
Is coated with a photosensitive layer 3 having organic or inorganic photoconductivity, and the photosensitive layer 3 is charged using a charger 4 such as a corona charger or a charging roller.
Light emitted from a light source 5 such as an LED is selectively irradiated on the photosensitive layer 3 through an imaging optical system 6 in accordance with an image to obtain a potential contrast to form an electrostatic latent image. On the other hand, the developing device 7 transports and develops the magnetic toner 8, and the developing roller 9 that transports the toner 8 has an elastic layer around the shaft 10.
11 and the magnetic field generating layer 12 are arranged concentrically, and the magnetic toner 8 is directly held on the developing roller 9 by the leakage magnetic flux on the outer periphery of the magnetic field generating layer 12, and is made of non-magnetic or magnetic metal or resin. The developing roller 9 is rotated in a state where the developing roller 9 is regulated to an appropriate amount by the plate-like blade 13 configured, and the thin layer toner 8 is conveyed. When the toner 8 is transported to the developing gap where the latent image carrier 1 and the developing roller 9 are close to each other, a developing electric field is formed by the potential contrast of the latent image carrier 1 and the developing bias applying means 14, and the electric field is charged according to the developing electric field. The toner 8 adheres to the latent image carrier 1 and the electrostatic latent image is visualized. Further, a toner image is transferred onto the recording paper 16 using a transfer device 15 such as a corona transfer device or a transfer roller, and the toner is fixed on the recording paper using heat or pressure to obtain a desired image on the recording paper. It is. Using an image forming apparatus as shown in FIG. 1, 600 [DPI] line images, character images and solid images were continuously formed over 10,000 sheets, and the 600 [DPI] line images were not thickened. It is formed stably and has no tailing or background fogging at the edges of the image.It can stably form high-density solid images with an OD value of 1.4 or more. There was no ground fog on the carrier, and the amount of waste toner was significantly reduced.

第2図は本発明の他の実施例における現像装置を用い
た画像形成装置の断面概観図であって、第1図と略同一
機能同一名称の部材には同一番号を付して説明を省略す
る。現像装置21は磁性のトナー8を搬送し現像するもの
であって、トナー8を搬送する現像ローラー9は、磁界
発生層11の外周の漏洩磁束により磁性のトナー8を現像
ローラー9上に直接保持し、非磁性または磁性の金属や
樹脂で構成される薄板バネ状の弾性ブレード22で適量に
薄層化して、現像ローラー9を回転させて薄層のトナー
8を搬送するものである。現像ローラー9は潜像担持体
1に所定の圧力で圧接されており、現像ローラー9上の
トナー8が圧接部に搬送されると、潜像担持体1の電位
コントラスト及び現像バイアス印加手段14による現像電
界に応じて帯電したトナー8が潜像担持体1に付着し静
電潜像が顕像化される。第2図に示されるような画像形
成装置を用いて、600[DPI]のライン画像及び文字画像
及びソリッド画像を10000枚にわたり連続形成したとこ
ろ、600[DPI]のライン画像が線太りすることなく安定
して形成されラインペア画像の解像度が最も大きくと
れ、画像端部の尾引きや地カブリがなく、OD値1.4以上
の高濃度なソリッド画像を安定して形成することがで
き、記録紙上に地カブリがないのはもちろん潜像担持体
上にも地カブリがなく廃トナー量を大幅に低減すること
ができた。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an image forming apparatus using a developing device according to another embodiment of the present invention, in which members having substantially the same functions and the same names as those in FIG. I do. The developing device 21 transports and develops the magnetic toner 8, and the developing roller 9 that transports the toner 8 directly holds the magnetic toner 8 on the developing roller 9 by the leakage magnetic flux on the outer periphery of the magnetic field generation layer 11. Then, the layer is appropriately thinned by a thin leaf spring-like elastic blade 22 made of non-magnetic or magnetic metal or resin, and the developing roller 9 is rotated to convey the thin layer toner 8. The developing roller 9 is pressed against the latent image carrier 1 at a predetermined pressure, and when the toner 8 on the developing roller 9 is conveyed to the pressing portion, the potential contrast of the latent image carrier 1 and the developing bias applying means 14 are used. The toner 8 charged in accordance with the developing electric field adheres to the latent image carrier 1, and the electrostatic latent image is visualized. When an image forming apparatus as shown in FIG. 2 was used to continuously form a line image of 600 [DPI], a character image and a solid image over 10,000 sheets, the line image of 600 [DPI] was not thickened. It is possible to stably form a high-density solid image with an OD value of 1.4 or more with no line tailing or ground fogging at the edge of the image. As a matter of course, there was no ground fog, and there was no ground fog on the latent image carrier, so that the amount of waste toner could be greatly reduced.

第3図は本発明の更に他の実施例における現像装置を
用いた画像形成装置の断面概観図であって、第1図と略
同一機能同一名称の部材には同一番号を付して説明を省
略する。現像装置31は磁性のトナー8を搬送し現像する
ものであって、トナー8を搬送する現像ローラー9は、
磁界発生層11の外周の漏洩磁束により磁性のトナー8を
現像ローラー9上に直接保持し、バネ等に懸架された非
磁性または磁性の金属や樹脂で構成されるブレード32を
現像ローラー9に圧接することにより適量に薄層化し
て、現像ローラー9を回転させて薄層のトナー8を搬送
するものである。現像ローラー9は潜像担持体1に所定
の空隙(現像ローラー9上のトナー8の層厚よりも大き
い長さの空隙)を介して配設されており、潜像担持体1
と現像ローラー9とが近接する現像ギャップ部にトナー
8が搬送されると、潜像担持体1の電位コントラスト及
び現像バイアス印加手段14により現像電界に応じて帯電
したトナー8が潜像担持体1に転移し静電潜像が顕像化
される。第3図に示されるような画像形成装置を用い
て、600[DPI]のライン画像及び文字画像及びソリッド
画像を10000枚にわたり連続形成したところ、300[DP
I]のライン画像が線太りすることなく安定して形成さ
れ、画像端部の尾引きや地カブリがなく、OD値1.4以上
の高濃度なソリッド画像を安定して形成することがで
き、記録紙上に地カブリがないのはもちろん潜像担持体
上にも地カブリがなく廃トナー量を大幅に低減すること
ができた。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an image forming apparatus using a developing device in still another embodiment of the present invention. Members having substantially the same functions and the same names as those in FIG. Omitted. The developing device 31 transports and develops the magnetic toner 8, and the developing roller 9 that transports the toner 8 includes:
The magnetic toner 8 is directly held on the developing roller 9 by the leakage magnetic flux on the outer periphery of the magnetic field generating layer 11, and a blade 32 made of non-magnetic or magnetic metal or resin suspended by a spring or the like is pressed against the developing roller 9. The developing roller 9 is rotated to transport the toner 8 in a thin layer. The developing roller 9 is provided on the latent image carrier 1 via a predetermined gap (a gap having a length larger than the layer thickness of the toner 8 on the developing roller 9).
When the toner 8 is conveyed to the developing gap portion where the developing roller 9 and the developing roller 9 come close to each other, the toner 8 charged according to the developing electric field by the potential contrast of the latent image carrier 1 and the developing bias applying means 14 is used. And the electrostatic latent image is visualized. Using an image forming apparatus as shown in FIG. 3, 600 [DPI] line images, character images and solid images were continuously formed over 10,000 sheets.
I] The line image of [I] is formed stably without thickening, and there is no tailing or fogging at the image edge, and a high-density solid image with an OD value of 1.4 or more can be formed stably. There was no background fog on the paper, and also there was no background fog on the latent image carrier, and the amount of waste toner could be greatly reduced.

第1図〜第3図において、弾性層11は、天然ゴム、シ
リコンゴム、ウレタンゴム、ブタジエンゴム、クロロプ
レンゴム、ネオプレンゴム、NBR等を用い、弾性層の形
態としては、ゴム、発泡体、スポンジ等の形態にして用
い、弾性層11の層厚は、現像方法やトナー搬送量の規制
方法により異なるが十分な弾性変位を得るためには500
[μm]以上とした方が望ましい。また、磁界発生層12
は、磁気記録材料や磁石材料として公知のものを用いる
ことができ、より詳しくは、Fe、Ni、Co、Mn、のうち少
なくとも一種類の元素を含有する磁性材料、例えば、γ
−Fe2O3、Ba−Fe、Ni−Co、Co−Cr、Mn−Al等が使用可
能で、膜厚は100[μm]以下望ましくは10[μm]前
後に薄膜化し、最小磁化反転ピッチを100[μm]以下
にしてトナーを均一に薄層化すると同時に磁気ブラシ形
成による現像ローラー上のトナー搬送量の変動を微小ピ
ッチに抑えて濃度ムラを低減することができる。さら
に、本発明に使用するトナーとしては、一成分磁性トナ
ーとして公知の全てのトナーを使用することができ、レ
ジン系トナー、ワックス系トナーの何れでも良い。現像
剤の組成は、公知のように、樹脂に磁性粉や着色剤や外
添剤やその他の添加剤を加えたもので、粉砕法や重合法
等で作成される。
1 to 3, the elastic layer 11 is made of natural rubber, silicone rubber, urethane rubber, butadiene rubber, chloroprene rubber, neoprene rubber, NBR, or the like. The elastic layer may be made of rubber, foam, sponge, or the like. The thickness of the elastic layer 11 varies depending on the developing method and the method of regulating the amount of toner transported.
[Μm] or more is desirable. The magnetic field generating layer 12
Known magnetic recording materials and magnet materials can be used, more specifically, Fe, Ni, Co, Mn, a magnetic material containing at least one element of, for example, γ
-Fe 2 O 3, Ba-Fe , Ni-Co, Co-Cr, Mn-Al and the like can be used, the film thickness is thinned in the longitudinal 100 [[mu] m] or less preferably 10 [[mu] m], the minimum magnetization inversion pitch Is set to 100 [μm] or less, and at the same time, the toner is uniformly thinned, and at the same time, the variation of the toner conveyance amount on the developing roller due to the formation of the magnetic brush is suppressed to a minute pitch, so that the density unevenness can be reduced. Further, as the toner used in the present invention, all toners known as one-component magnetic toner can be used, and any of resin-based toner and wax-based toner may be used. As is known, the composition of the developer is obtained by adding a magnetic powder, a colorant, an external additive, and other additives to a resin, and is prepared by a pulverization method, a polymerization method, or the like.

尚、第1図〜第3図において、図中の構成のみで本発
明を限定するものではない。また、矢印はそれぞれの部
材の回転方向を示すが本発明を限定するものではない。
さらに、現像方法も、正規現像、反転現像の別を問うこ
となく使用することができる。
In FIGS. 1 to 3, the present invention is not limited only by the configurations shown in the drawings. Arrows indicate the rotation directions of the respective members, but do not limit the present invention.
Further, the developing method can be used regardless of whether it is regular development or reversal development.

第4図〜第9図に本発明の実施例における現像ローラ
ーの層構成図を示す。
FIGS. 4 to 9 show the layer structure of the developing roller in the embodiment of the present invention.

第4図(a)は本発明の実施例における現像ローラー
の層構成を示す図であって、シャフト等の基体41上に弾
性樹脂を主成分とする弾性層42を形成し、弾性層42上に
磁界発生層43を形成して現像ローラーとしたものであ
る。磁界発生層43を磁化反転ピッチPが100[μm]以
下になるように水平方向に磁化することにより、磁界発
生層43上にはトナー44による微小のトナーチェインが形
成され薄層で安定のトナー層が得られる。また、カーボ
ンブラック等の導電性材料を弾性樹脂中に分散させて弾
性層42を形成することにより、現像バイアス電圧を弾性
層42に印加して現像電極効果を向上して高解像の画像を
得ることができる。さらに、第4図(b)に示すよう
に、磁界発生層45を垂直方向に磁化することにより、磁
化反転ピッチをトナーの粒径(10[μm]前後)程度ま
で高密度化することができ、均一に一層のトナー46薄層
を形成することも可能であり、強い磁界が磁界発生層表
面で得られるためトナー46の磁性粉含有率を低減してト
ナーの製造の容易化や定着性の向上が可能である。第4
図(b)の例では、磁界発生層45の裏面に軟磁性の材料
による磁気回路を設けることにより磁界発生層45表面に
さらに大きな磁界を得ることができる。尚、図中の矢印
は磁化の方向を示す。
FIG. 4 (a) is a diagram showing a layer structure of a developing roller in an embodiment of the present invention. An elastic layer 42 mainly composed of an elastic resin is formed on a base 41 such as a shaft. A magnetic field generating layer 43 is formed on the substrate to form a developing roller. By magnetizing the magnetic field generating layer 43 in the horizontal direction so that the magnetization reversal pitch P becomes 100 [μm] or less, a fine toner chain of the toner 44 is formed on the magnetic field generating layer 43, and a thin and stable toner is formed. A layer is obtained. Also, by dispersing a conductive material such as carbon black in the elastic resin to form the elastic layer 42, a developing bias voltage is applied to the elastic layer 42 to improve a developing electrode effect, thereby achieving high resolution images. Obtainable. Furthermore, as shown in FIG. 4 (b), by magnetizing the magnetic field generating layer 45 in the vertical direction, the magnetization reversal pitch can be increased to the particle diameter of the toner (about 10 [μm]). It is also possible to uniformly form a thin layer of the toner 46, and since a strong magnetic field is obtained on the surface of the magnetic field generating layer, the content of the magnetic powder in the toner 46 is reduced to facilitate the production of the toner and the fixing property. Improvements are possible. 4th
In the example shown in FIG. 2B, a larger magnetic field can be obtained on the surface of the magnetic field generating layer 45 by providing a magnetic circuit of a soft magnetic material on the back surface of the magnetic field generating layer 45. The arrow in the figure indicates the direction of magnetization.

第5図は本発明の他の実施例における現像ローラーの
層構成を示す図であって、シャフト等の基体51上に発泡
性の樹脂による弾性層52を形成し、弾性層52上に導電層
53を形成し、導電層53上に磁界発生層54を形成して現像
ローラーとしたものである。磁界発生層54を磁化反転ピ
ッチが100[μm]以下になるように水平方向に磁化す
ることにより、磁界発生層54上にはトナー55による微小
なトナーチェインが形成され薄層で安定なトナー層が得
られる。従って、現像バイアス電圧を導電層53に印加し
て現像電極効果を向上して高解像の画像を得ることがで
きる。導電層53の材質としては、Al、Ni等の導電性金属
を含む材料の他にカーボンブラック等の導電性材料を使
用することができ、接着や塗布やメッキ等の手段により
導電層53を形成することができる。尚、図中の矢印は磁
化の方向を示し、磁界発生層54は垂直磁化膜であっても
良い。
FIG. 5 is a view showing a layer structure of a developing roller according to another embodiment of the present invention. An elastic layer 52 made of a foamable resin is formed on a base 51 such as a shaft, and a conductive layer is formed on the elastic layer 52.
53 is formed, and a magnetic field generating layer 54 is formed on the conductive layer 53 to form a developing roller. By magnetizing the magnetic field generation layer 54 in the horizontal direction so that the magnetization reversal pitch is 100 [μm] or less, a fine toner chain of toner 55 is formed on the magnetic field generation layer 54, and a thin and stable toner layer is formed. Is obtained. Therefore, a high-resolution image can be obtained by applying a developing bias voltage to the conductive layer 53 to improve the developing electrode effect. As a material of the conductive layer 53, a conductive material such as carbon black can be used in addition to a material containing a conductive metal such as Al and Ni, and the conductive layer 53 is formed by means such as adhesion, coating, plating, or the like. can do. The arrows in the figure indicate the direction of magnetization, and the magnetic field generating layer 54 may be a perpendicular magnetization film.

第6図は本発明の更に他の実施例における現像ローラ
ーの層構成を示す図であって、シャフト等の基体61上に
スポンジ等による弾性層62を形成し、弾性層62上に磁界
発生層63を形成し、磁界発生層63上に導電層64を形成し
て現像ローラーとしたものである。磁界発生層63を水平
方向に微細な磁化反転ピッチで磁化することにより、磁
界発生層63上にはトナー65による微小なトナーチェイン
が形成され薄層で安定なトナー層が得られる。従って、
現像バイアス電圧を導電層64に印加して現像電極効果を
向上して高解像の画像を得ることができ、導電層64をNi
やCr等を含む金属薄膜で形成すれば、磁界発生層63の保
護膜として導電層64が機能し現像ローラーを長寿命化す
ることができる。尚、図中の矢印は磁化の方向を示し、
磁界発生層63は垂直磁化膜であっても良い。
FIG. 6 is a view showing a layer structure of a developing roller according to still another embodiment of the present invention, in which an elastic layer 62 such as a sponge is formed on a base 61 such as a shaft, and a magnetic field generating layer is formed on the elastic layer 62. 63 is formed, and a conductive layer 64 is formed on the magnetic field generating layer 63 to form a developing roller. By magnetizing the magnetic field generation layer 63 in the horizontal direction with a fine magnetization reversal pitch, a fine toner chain of the toner 65 is formed on the magnetic field generation layer 63, and a thin and stable toner layer can be obtained. Therefore,
A developing bias voltage is applied to the conductive layer 64 to improve the developing electrode effect and obtain a high-resolution image.
When the conductive layer 64 is formed of a metal thin film containing, for example, Cr or Cr, the conductive layer 64 functions as a protective film for the magnetic field generating layer 63 and the life of the developing roller can be extended. The arrow in the figure indicates the direction of magnetization,
The magnetic field generation layer 63 may be a perpendicular magnetization film.

第7図は本発明の更に他の実施例における現像ローラ
ーの層構成を示す図であって、シャフト等の基体71上に
弾性樹脂を主成分とする弾性層72を形成し、弾性層72上
に磁界発生層73を形成し、磁界発生層73上に絶縁層74を
形成して現像ローラーとしたものである。前述の実施例
と同様に、磁界発生層73上にはトナー75による微小なト
ナーチェインが形成され薄層で安定なトナー層が得られ
る。絶縁層74をトナー75との接触部に設けることによ
り、トナー75の帯電極性の制御や帯電量の制御ができる
だけでなく、フッソ樹脂等の耐摩耗性に優れた樹脂を絶
縁層74に用いることにより磁界発生層73の保護層とする
こともできる。尚、図中の矢印は磁化の方向を示し、磁
界発生層73は垂直磁化膜であっても良い。
FIG. 7 is a view showing a layer structure of a developing roller according to still another embodiment of the present invention, in which an elastic layer 72 mainly composed of an elastic resin is formed on a base 71 such as a shaft, and A magnetic field generating layer 73 is formed thereon, and an insulating layer 74 is formed on the magnetic field generating layer 73 to form a developing roller. As in the above-described embodiment, a fine toner chain of the toner 75 is formed on the magnetic field generating layer 73, and a thin and stable toner layer can be obtained. By providing the insulating layer 74 at the contact portion with the toner 75, it is possible to not only control the charge polarity and the charge amount of the toner 75, but also to use a resin having excellent wear resistance such as a fluorine resin for the insulating layer 74. Thereby, it can be used as a protective layer for the magnetic field generating layer 73. The arrows in the figure indicate the direction of magnetization, and the magnetic field generation layer 73 may be a perpendicular magnetization film.

第8図は本発明の更に他の実施例における現像ローラ
ーの層構成を示す図であって、シャフト等の基体81上に
弾性樹脂を主成分とする弾性層82を形成し、弾性層82上
に磁界発生層83を形成し、磁界発生層83上に導電層84を
形成し、導電層84上に絶縁層85を形成して現像ローラー
としたものである。前述の実施例と同様に、磁界発生層
83上にはトナー86による微小なトナーチェインが形成さ
れ薄層で安定なトナー層が得られる。従って、現像バイ
アス電圧を導電層84に印加して現像電極効果を向上して
高解像の画像を得ることができ、絶縁層85をトナー86と
の接触部に設けることにより、トナー86の帯電極性の制
御や帯電量の制御ができるだけでなく、フッソ樹脂等の
耐摩耗性に優れた樹脂を絶縁層85に用いることにより導
電層84の保護層として安定な現像電極効果を保つことが
できる。尚、図中の矢印は磁化の方向を示し、磁界発生
層83は垂直磁化膜であっても良い。
FIG. 8 is a view showing a layer structure of a developing roller according to still another embodiment of the present invention, in which an elastic layer 82 containing an elastic resin as a main component is formed on a base 81 such as a shaft. A magnetic field generating layer 83, a conductive layer 84 is formed on the magnetic field generating layer 83, and an insulating layer 85 is formed on the conductive layer 84 to form a developing roller. As in the previous embodiment, the magnetic field generating layer
A minute toner chain of toner 86 is formed on 83, and a thin and stable toner layer is obtained. Therefore, a developing bias voltage is applied to the conductive layer 84 to improve the developing electrode effect, and a high-resolution image can be obtained. By providing the insulating layer 85 at the contact portion with the toner 86, the charging of the toner 86 is performed. Not only the control of the polarity and the control of the charge amount can be performed, but also a stable developing electrode effect can be maintained as a protective layer of the conductive layer 84 by using a resin having excellent abrasion resistance such as a fluorine resin for the insulating layer 85. The arrows in the figure indicate the direction of magnetization, and the magnetic field generating layer 83 may be a perpendicular magnetization film.

第9図は本発明の更に他の実施例における現像ローラ
ーの層構成を示す図であって、シャフト等の基体91上に
弾性樹脂を主成分とする弾性層92を形成し、弾性層92上
に導電層93を形成し、導電層93上に磁界発生層94を形成
し、磁界発生層94上に絶縁層95を形成して現像ローラー
としたものである。前述の実施例と同様に、磁界発生層
94上にはトナー96による微小なトナーチェインが形成さ
れ薄層で安定なトナー層が得られる。従って、現像バイ
アス電圧を導電層94に印加して現像電極効果を向上して
高解像の画像を得ることができ、絶縁層95をトナー96と
の接触部に設けることにより、トナー96の帯電電極性の
制御や帯電量の制御ができるだけでなく、フッソ樹脂等
の耐摩耗性に優れた樹脂を絶縁層95に用いることにより
磁界発生層94の保護層として安定なトナー層を保つこと
ができる。尚、図中の矢印は磁化の方向を示し、磁界発
生層94は垂直磁化膜であっても良い。
FIG. 9 is a view showing a layer structure of a developing roller according to still another embodiment of the present invention, in which an elastic layer 92 mainly composed of an elastic resin is formed on a base 91 such as a shaft. A conductive layer 93 is formed on the conductive layer 93, a magnetic field generating layer 94 is formed on the conductive layer 93, and an insulating layer 95 is formed on the magnetic field generating layer 94 to form a developing roller. As in the previous embodiment, the magnetic field generating layer
A fine toner chain of toner 96 is formed on 94, and a thin and stable toner layer is obtained. Therefore, a developing bias voltage is applied to the conductive layer 94 to improve the developing electrode effect, and a high-resolution image can be obtained. By providing the insulating layer 95 at the contact portion with the toner 96, the charging of the toner 96 can be performed. In addition to controlling the electrode properties and controlling the amount of charge, it is possible to maintain a stable toner layer as a protective layer of the magnetic field generating layer 94 by using a resin having excellent abrasion resistance such as a fluorine resin for the insulating layer 95. . The arrow in the figure indicates the direction of magnetization, and the magnetic field generating layer 94 may be a perpendicular magnetization film.

以上の層構成例の他に複数層の機能を融合して一層と
する構成や各層間に層間の接合を容易にする中間層を設
ける層構成等種々の層構成が可能であり、フローティン
グ電極を所定の層に配設して現像電極効果を向上させる
構成も可能である。
In addition to the above layer configuration examples, various layer configurations such as a configuration in which the functions of a plurality of layers are integrated into one layer and a layer configuration in which an intermediate layer is provided between layers to facilitate bonding between layers are possible. It is also possible to adopt a configuration in which the developing electrode effect is improved by disposing the developing layer in a predetermined layer.

第10図〜第12図に本発明の実施例における現像ローラ
ーの磁界発生層の着磁状態の概略図を示す。
FIG. 10 to FIG. 12 are schematic views showing the magnetized state of the magnetic field generating layer of the developing roller in the embodiment of the present invention.

第10図は本発明の実施例における磁界発生層の着磁状
態の概略図であって、磁界発生層101はN極とS極が交
互に現れるように格子状に着磁されている。最小磁化反
転ピッチが50〜100[μm]となるように水平方向に磁
化した場合、磁界発生層101上で500[Gauss]以上の磁
束密度が得られトナーを安定に保持することができる。
また、垂直方向に磁化するとさらに狭ピッチでの着磁や
さらに高い磁束密度を得ることが可能である。尚、着磁
状態は格子状に限らず、格子を傾斜させたような着磁や
格子の一部分を着磁しても、薄層のトナー層を安定に形
成することが可能である。
FIG. 10 is a schematic view of the magnetized state of the magnetic field generating layer in the embodiment of the present invention. The magnetic field generating layer 101 is magnetized in a lattice shape such that N poles and S poles appear alternately. When magnetized in the horizontal direction so that the minimum magnetization reversal pitch is 50 to 100 [μm], a magnetic flux density of 500 [Gauss] or more is obtained on the magnetic field generating layer 101, and the toner can be stably held.
Further, when magnetized in the vertical direction, it is possible to obtain magnetization at a narrower pitch and higher magnetic flux density. Note that the magnetized state is not limited to the lattice shape, and a thin toner layer can be stably formed even when the lattice is inclined or a part of the lattice is magnetized.

第11図は本発明の実施例における磁界発生層の着磁状
態の概略図であって、磁界発生層111は現像ローラーの
円周方向もしくは軸方向にN極とS極が交互に現れるよ
うに着磁されている。最小磁化反転ピッチが50〜100
[μm]となるように水平方向に磁化した場合、磁界発
生層111上で500[Gauss]以上の磁束密度が得られトナ
ーを安定に保持することができる。この様な着磁状態と
することにより、着磁極数が比較的少なく着磁も容易で
ある。また、垂直方向に磁化するとさらに狭ピッチでの
着磁やさらに高い磁束密度を得ることが可能である。
FIG. 11 is a schematic view of the magnetized state of the magnetic field generating layer in the embodiment of the present invention. The magnetic field generating layer 111 is arranged such that N poles and S poles alternately appear in the circumferential direction or axial direction of the developing roller. It is magnetized. Minimum magnetization reversal pitch is 50-100
When magnetized in the horizontal direction so as to be [μm], a magnetic flux density of 500 [Gauss] or more is obtained on the magnetic field generating layer 111, and the toner can be stably held. With such a magnetized state, the number of magnetized poles is relatively small, and magnetizing is easy. Further, when magnetized in the vertical direction, it is possible to obtain magnetization at a narrower pitch and higher magnetic flux density.

第12図は本発明の更に他の実施例における磁界発生層
の着磁状態の概略図であって、磁界発生層121は現像ロ
ーラーに沿って螺旋状にN極とS極が交互に現れるよう
に着磁されている。最小磁化反転ピッチが50〜100[μ
m]となるように水平方向に磁化した場合、磁界発生層
121上で500[Gauss]以上の磁束密度が得られトナーを
安定に保持することができる。この様な着磁状態とする
ことにより、着磁極数が比較的少なく着磁も容易であ
る。また、垂直方向に磁化するとさらに狭ピッチでの着
磁やさらに高い磁束密度を得ることが可能である。
FIG. 12 is a schematic view of a magnetized state of a magnetic field generating layer according to still another embodiment of the present invention. In the magnetic field generating layer 121, N poles and S poles alternately spirally appear along a developing roller. It is magnetized. Minimum magnetization reversal pitch is 50-100 [μ
m], the magnetic field generating layer
A magnetic flux density of 500 [Gauss] or more is obtained on the substrate 121, and the toner can be stably held. With such a magnetized state, the number of magnetized poles is relatively small, and magnetizing is easy. Further, when magnetized in the vertical direction, it is possible to obtain magnetization at a narrower pitch and higher magnetic flux density.

以上の着磁状態の他に、磁化反転方向をランダムに近
い状態で着磁する方法や磁極の形状を円形等着磁ヨーク
の形状に併せて着磁する方法等が可能であるが、本発明
では磁界発生層を最小磁化反転ピッチが十分小さく(例
えば100[μm]以下)なるように着磁することにより
安定なトナー薄層を現像ローラー上に形成できることで
あり、特に着磁状態には依存しない。また、着磁は現像
ローラーに直接行ってもフィルム状の磁界発生層に予め
着磁したものを現像ローラーに接着等の手段により適宜
配設しても良い。
In addition to the above-mentioned magnetized state, a method of magnetizing the magnetization in a state in which the magnetization reversal directions are nearly random, a method of magnetizing the magnetic pole in accordance with the shape of the magnetized yoke such as a circle, and the like are possible. In this case, a stable toner thin layer can be formed on the developing roller by magnetizing the magnetic field generating layer so that the minimum magnetization reversal pitch is sufficiently small (for example, 100 [μm] or less). do not do. Further, the magnetization may be performed directly on the developing roller, or a film obtained by magnetizing the film-shaped magnetic field generating layer in advance may be appropriately disposed on the developing roller by bonding or the like.

以上実施例を述べたが、本発明は以上の実施例のみな
らず、広く電子写真等の現像装置に応用することがで
き、特にプリンターや複写機やファクシミリやディスプ
レーに応用すれば有効である。
Although the embodiments have been described above, the present invention can be widely applied not only to the above-described embodiments but also to a developing device such as an electrophotograph, and is particularly effective when applied to a printer, a copying machine, a facsimile, and a display.

[発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、弾性層と磁界発生
層を少なくとも有する現像ローラーにより現像すること
により、構造が簡単で小型低コストの現像装置を提供す
ることができ、高解像で高画質の画像を安定して形成で
きるという効果を有する。また、接触現像、圧接現像、
非接触現像の何れにも対応可能な現像装置が提供可能
で、特に圧接現像を用いると現像電極効果を最大限に引
き出し最も高解像の画像を形成することができる。さら
に、導電層や絶縁層を設けることにより、現像電極効果
の向上や耐久性の向上が可能である。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, by developing with a developing roller having at least an elastic layer and a magnetic field generating layer, it is possible to provide a small-sized and low-cost developing device having a simple structure, There is an effect that a high-resolution and high-quality image can be stably formed. Also, contact development, pressure development,
It is possible to provide a developing device that can cope with any of the non-contact development. In particular, when the pressure contact development is used, the development electrode effect can be maximized to form the highest resolution image. Further, by providing a conductive layer or an insulating layer, the development electrode effect and the durability can be improved.

従って、本発明の現像装置は、一成分磁性現像法にお
いて、地カブリや尾引きのような画像欠陥が少なく高解
像の画像が得られる現像装置を提供できるという優れた
効果を有するものである。
Therefore, the developing device of the present invention has an excellent effect of providing a developing device capable of obtaining a high-resolution image with less image defects such as background fogging and tailing in a one-component magnetic developing method. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の現像装置を用いた画像形成装置の断面
概観図、第2図は本発明の他の実施例における現像装置
を用いた画像形成装置の断面概観図、第3図は本発明の
更に他の実施例における現像装置を用いた画像形成装置
の断面概観図、第4図は本発明の実施例における現像ロ
ーラーの層構成を示す図、第5図は本発明の他の実施例
における現像ローラーの層構成を示す図、第6図は本発
明の更に他の実施例における現像ローラーの層構成を示
す図、第7図は本発明の更に他の実施例における現像ロ
ーラーの層構成を示す図、第8図は本発明の更に他の実
施例における現像ローラーの層構成を示す図、第9図は
本発明の更に他の実施例における現像ローラーの層構成
を示す図、第10図は本発明の実施例における磁界発生層
の着磁状態の概略図、第11図は本発明の他の実施例にお
ける磁界発生層の着磁状態の概略図、第12図は本発明の
更に他の実施例における磁界発生層の着磁状態の概略
図。 1……潜像担持体 7……現像装置 8……トナー 9……現像ローラー 11……弾性層 12……磁界発生層
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an image forming apparatus using a developing device of the present invention, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an image forming apparatus using a developing device according to another embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an image forming apparatus using a developing device according to still another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram illustrating a layer configuration of a developing roller according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram showing a layer configuration of a developing roller in an example, FIG. 6 is a diagram showing a layer configuration of a developing roller in still another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a layer of a developing roller in still another embodiment of the present invention. FIG. 8 is a view showing a structure, FIG. 8 is a view showing a layer structure of a developing roller in still another embodiment of the present invention, FIG. 9 is a view showing a layer structure of a developing roller in still another embodiment of the present invention, FIG. 10 is a schematic view of the magnetized state of the magnetic field generating layer in the example of the present invention. , FIG. 11 is a schematic view of the magnetic state of the magnetic field generating layer in another embodiment of the present invention, further schematic view of the magnetic state of the magnetic field generating layer in another embodiment of FIG. 12 the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Latent image carrier 7 ... Developing device 8 ... Toner 9 ... Developing roller 11 ... Elastic layer 12 ... Magnetic field generating layer

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−199610(JP,A) 特開 昭62−223771(JP,A) 特開 昭61−83565(JP,A) 特開 平1−281476(JP,A) 特開 昭58−49969(JP,A) 特開 昭60−4967(JP,A) 特開 昭60−250376(JP,A) 特開 昭61−141468(JP,A) 実開 昭61−66371(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03G 15/08 - 15/095 Continuation of the front page (56) References JP-A-61-199610 (JP, A) JP-A-62-223771 (JP, A) JP-A-61-83565 (JP, A) JP-A-1-281476 (JP) JP-A-58-49969 (JP, A) JP-A-60-4967 (JP, A) JP-A-60-250376 (JP, A) JP-A-61-141468 (JP, A) 61-66371 (JP, U) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) G03G 15/08-15/095

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】現像ローラにより一成分磁性トナーを搬送
し、前記一成分磁性トナーを潜像担持体に現像する現像
装置において、 前記現像ローラは弾性層と該弾性層上に可撓性を有する
磁界発生層とを備え、 前記磁界発生層は、N極とS極が交互に現れる格子状に
着磁され、磁化反転ピッチが100μm以下であることを
特徴とする現像装置。
1. A developing device for transporting a one-component magnetic toner by a developing roller and developing the one-component magnetic toner on a latent image carrier, wherein the developing roller has an elastic layer and flexibility on the elastic layer. A magnetic field generating layer, wherein the magnetic field generating layer is magnetized in a lattice shape in which N poles and S poles alternately appear, and has a magnetization reversal pitch of 100 μm or less.
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