JP3029138B2 - Developing device - Google Patents

Developing device

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JP3029138B2
JP3029138B2 JP3108700A JP10870091A JP3029138B2 JP 3029138 B2 JP3029138 B2 JP 3029138B2 JP 3108700 A JP3108700 A JP 3108700A JP 10870091 A JP10870091 A JP 10870091A JP 3029138 B2 JP3029138 B2 JP 3029138B2
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developing
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toner
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弘治 鈴木
尚貴 岩田
繁和 榎木
潤子 冨田
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機、プリ
ンタあるいはファクシミリ等の画像形成装置に採用され
る現像装置に係り、詳しくは現像剤を現像剤担持体上に
担持し、静電潜像担持体と対向する現像部に搬送して現
像を行なう現像装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a developing device for use in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a printer or a facsimile. The present invention relates to a developing device that performs development by transporting the developing unit to a developing unit facing an image carrier.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の現像装置としては、表面に現像
剤の薄層を形成した現像剤担持体と静電潜像担持体と
を、現像部において対向させ、この現像部に現像剤担持
体上の現像剤を静電潜像担持体へ転移させ得るような電
界を形成して、静電潜像担持体上の静電潜像を現像する
ものが知られている。そして、この現像装置において
は、現像剤担持体から静電潜像担持体に現像剤が転移す
るための閾値があり、この閾値を超える表面電位を有す
る画像部には、現像剤付着が生じるが、逆に閾値以下の
表面電位を有する画像部にはほとんど現像剤付着が生じ
ないので、所謂γの立った階調性の悪い画像になるとい
う不具合がある。そして、この不具合は、現像部に比較
的低周波の交互電界を形成することによって解決できる
ことが知られている(例えば、特公昭64−1013号
公報参照)。ところが、単に現像部に低周波の交互電界
を印加するだけでは、交互電界の条件を階調性を向上さ
せ得るものにすると画像濃度が低下し、逆に交互電界の
条件を画像濃度を上げるものにすると画像の線部が太っ
てしまうという問題点があった。又地カブリを生じて画
像品質の低下をもたらすという問題点もあった。そし
て、近年、画像形成装置で作成される画像の出力情報が
多様化するに伴い、従来よりも更に高画質化が望まれて
いる。
2. Description of the Related Art In a developing device of this type, a developer carrier having a thin layer of developer formed on a surface thereof and an electrostatic latent image carrier are opposed to each other in a developing section. 2. Description of the Related Art There is known an image forming apparatus which forms an electric field capable of transferring a developer on a body to an electrostatic latent image carrier and develops the electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier. In this developing device, there is a threshold value for transferring the developer from the developer carrier to the electrostatic latent image carrier, and the developer adheres to an image portion having a surface potential exceeding the threshold value. On the other hand, since the developer hardly adheres to an image portion having a surface potential equal to or lower than the threshold value, there is a problem that an image having a so-called γ and poor gradation is formed. It is known that this problem can be solved by forming a relatively low-frequency alternating electric field in the developing section (for example, see Japanese Patent Publication No. Sho 64-1013). However, simply applying a low-frequency alternating electric field to the developing unit reduces the image density when the condition of the alternating electric field can improve the gradation, and conversely increases the image density when the condition of the alternating electric field is increased. In this case, there is a problem that the line portion of the image becomes thick. There is also a problem that image fog is deteriorated due to background fog. In recent years, along with diversification of output information of an image created by an image forming apparatus, higher image quality than ever has been desired.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
とするところは、現像部に印加する交互電界の周波数を
低くすること無く、階調性を維持しつつ画像濃度を向上
させ且つ画像の線部の太りや地カブリも防止することが
出来、これにより、高画質の画像を得ることを可能とす
る現像装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to improve the image density while maintaining the gradation and improve the image density without lowering the frequency of the alternating electric field applied to the developing section. It is an object of the present invention to provide a developing device capable of preventing thickening of a line portion and fogging of a background, thereby obtaining a high-quality image.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、静電潜像を担持する静電潜像担持体と
現像剤を担持した現像剤担持体とを現像部において対向
させ、該現像部において電圧印加手段でバイアスを印加
して現像をおこなう現像装置において、該現像担持体と
して、表面に多数の微小電界を形成する現像剤担持体を
用い、該電圧印加手段として、該現像部に断続的な交互
電界を形成する電圧印加手段を用い、該静電潜像担持体
上の電位と、該電圧印加手段によって形成される電界
と、該現像剤担持体上の電界との相互関係で決定される
電界により現像剤の移動を制御することを特徴とするも
のである。該現像剤担持体としては、抵抗または誘電率
の異なる2種類の部分が規則的または不規則に混在露出
すると共に、少なくとも、該2種の部分のうち比較的高
抵抗の部分または比較的低誘電率の部分が、上記現像剤
の極性と逆極性または同極性に帯電されて表面に多数の
微小電界を形成する現像剤担持体、導電性基体上に抵抗
の異なる複数の部分が規則的又は不規則に混在露出する
と共に、少なくとも、該部分であって比較的抵抗の高い
ものが上記現像剤の極性と逆極性または同極性に帯電さ
れて上記表面に多数の微小電界が形成される現像剤担持
体、導電性基体上の表面層が絶縁性粒子を分散した導電
性材料からなると共に、少なくとも、該絶縁性粒子の表
面における露呈部が帯電されて上記表面に多数の微小電
界を形成する現像剤担持体、上記表面に、導電体部と、
導電性発泡体層の表面近傍の発泡セル中に形成された誘
電体部とが、微小面積で混在すると共に、少なくとも、
該誘電体の上記表面における露呈部が現像剤の極性と逆
極性または同極性に帯電されて上記表面に多数の微小電
界を形成する現像剤担持体、または、上記表面が絶縁性
粒子、好ましくは弾性絶縁性粒子を含有した弾性導電性
材料からなり、且つ、上記表面に導体電部と誘電体部と
が微小面積で混在すると共に、少なくとも、該誘電体部
が所定極性に帯電されて上記表面に多数の微小電界を形
成する現像剤担持体を用いることが出来る。この他に
も、現像剤担持体として、導電性基体が表面に露出した
導電部と該基体上に固着された誘電体が表面に露出した
誘電体部とが表面に規則的又は不規則的に混在すると共
に、該誘電体部が所定極性に帯電されて該表面上に多数
の微小電界が形成される現像剤担持体を用いることも出
来る。
In order to achieve the above object, the present invention provides an electrostatic latent image carrier for carrying an electrostatic latent image and a developer carrier for carrying a developer in a developing section. In a developing device in which a bias is applied by a voltage applying unit in the developing unit to perform development, a developing unit that forms a large number of minute electric fields on the surface is used as the developing unit, and the voltage applying unit is used as the voltage applying unit. A voltage applying means for forming an intermittent alternating electric field in the developing unit, a potential on the electrostatic latent image carrier, an electric field formed by the voltage applying means, and an electric field on the developer carrier. The movement of the developer is controlled by an electric field determined by the correlation with the above. As the developer carrying member, two types of portions having different resistances or dielectric constants are regularly or irregularly mixed and exposed, and at least a relatively high resistance portion or a relatively low dielectric portion of the two types of portions. A plurality of portions having different resistances are regularly or irregularly formed on a developer carrier, and a conductive substrate, in which a portion having a different ratio is charged with a polarity opposite to or the same as the polarity of the developer to form a large number of minute electric fields on the surface. At the same time that the developer is exposed in a mixed manner, at least the portion having a relatively high resistance is charged to a polarity opposite to or the same as the polarity of the developer to form a large number of minute electric fields on the surface. And a developer in which the surface layer on the conductive substrate is made of a conductive material in which insulating particles are dispersed, and at least an exposed portion on the surface of the insulating particles is charged to form a large number of minute electric fields on the surface. Carrier, The serial surface, the conductive portions,
The dielectric portion formed in the foam cell near the surface of the conductive foam layer, and mixed with a small area, at least,
The exposed portion on the surface of the dielectric is charged with a polarity opposite to or the same as the polarity of the developer to form a large number of minute electric fields on the surface, or the surface of the developer carrier is an insulating particle, preferably It is made of an elastic conductive material containing elastic insulating particles, and a conductive area and a dielectric part are mixed in a small area on the surface, and at least the dielectric part is charged to a predetermined polarity and the surface is charged. A developer carrier that forms a large number of minute electric fields can be used. In addition, as a developer carrier, a conductive portion having a conductive substrate exposed on the surface and a dielectric portion having a dielectric fixed on the substrate exposed on the surface are regularly or irregularly formed on the surface. It is also possible to use a developer carrier in which the dielectric portion is charged to a predetermined polarity and a large number of minute electric fields are formed on the surface while being mixed.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、静電潜像を担持する静電潜像担持体と
現像剤を担持した現像剤担持体とを現像部において対向
させ、該現像部において電圧印加手段でバイアスを印加
して現像をおこなう現像装置において、該現像担持体と
して、表面に多数の微小電界を形成する現像剤担持体を
用い、該電圧印加手段として、該現像部に断続的な交互
電界を形成する電圧印加手段を用い、該静電潜像担持体
上の電位と、該電圧印加手段によって形成される電界
と、該現像剤担持体上の電界との相互関係で決定される
電界により現像剤の移動を制御することを特徴とするも
のである。該現像剤担持体としては、上記表面に、導電
体部と、導電性発泡体層の表面近傍の発泡セル中に形成
された誘電体部とが、微小面積で混在すると共に、少な
くとも、該誘電体の上記表面における露呈部が現像剤の
極性と逆極性または同極性に帯電されて上記表面に多数
の微小電界を形成する現像剤担持体を用いる。
In order to achieve the above object, the present invention provides an electrostatic latent image carrier for carrying an electrostatic latent image and a developer carrier for carrying a developer in a developing section. In a developing device in which a bias is applied by a voltage applying unit in the developing unit to perform development, a developing unit that forms a large number of minute electric fields on the surface is used as the developing unit, and the voltage applying unit is used as the voltage applying unit. A voltage applying means for forming an intermittent alternating electric field in the developing unit, a potential on the electrostatic latent image carrier, an electric field formed by the voltage applying means, and an electric field on the developer carrier. The movement of the developer is controlled by an electric field determined by the correlation with the above. The developer carrying member, the upper Symbol surface, a conductor portion, a dielectric portion formed in the foam cells in the vicinity of the surface of the conductive foam layer and is, together with the mixed in small area, at least, the exposed portions of the surface of the dielectric is charged to a polarity opposite polarity or the same polarity of the developer Ru using a developer carrying member for forming a plurality of micro-electric field on the surface.

【0006】[0006]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図1は、本発明によるの一実施例にかかる
現像装置の全体構成の概略を示す図である。現像装置2
のケーシングには感光体ドラム3に対向する部分に現像
用の開口が設けられており、現像ローラ1はこの開口を
介して感光体ドラム3に所定の間隙を保持してケーシン
グ内に回転可能に設けられている。この間隙は現像ロー
ラ1が感光体ドラム3と実質的に接触しない位置関係に
なるように、30〜500μm、好ましくは50〜25
0μmの間隙に設定される。これにより、現像ローラ1
を感光体ドラム3に接触させて静電潜像を現像するとき
のような過大な負荷を必要としなくなり、駆動モータを
小型のものにすることが可能となる。そして、この現像
ローラ1は後に詳述するような線速になるように矢印方
向に回転駆動される。ケーシング内に構成されたトナー
タンク5にはアジテータ6が設けられ、これが矢印で示
す時計方向に回転駆動されて、その先端部分の抵抗でト
ナー7を撹拌すると共に図において左方の現像ローラ1
側に移動する。現像ローラ1の右側にはトナー供給ロー
ラ8が当接するように設けられ、矢印方向に回転駆動さ
れている。該ローラ8は、ウレタンゴムを発泡させて作
られたスポンジ材料や、ポリエステル、4弗化エチレン
樹脂等を繊維にしてブラシ状にしたものにより構成され
る。このトナー供給ローラ8はアジテータ6により搬送
されてきたトナー7を現像ローラ1の表面に順方向ある
いは逆方向にこすり付けて供給すると共に、現像に使用
されずに現像ローラ1上に残って戻ってきたトナー7を
掻き落す作用をするものである。現像ローラ1の上部に
は、該ローラ1に担持搬送されるトナー層の層厚を規制
するブレード部材4が弾発的に圧接するように設けられ
ており、これによりトナー供給ローラ8の回転にともな
い現像ローラ1上に供給されたトナー7を層厚規制する
ようにされている。ブレード部材4は、弾性を有する板
ばねにウレタンゴム等のトナー帯電性能を有する材料を
貼り合わせて製作しても、あるいは弾性を有する部材を
そのまま用いても良い。ブレード部材4は、現像ローラ
1の回転方向に対して図に示すごとくトレーリング方向
に設けても良いし、逆方向のリーディング方向に設けて
も良い。このブレード部材4に代え、規制ローラや規制
ベルトを用いても良い。尚、現像ローラ1及びトナー供
給ローラ8には、現像バイアス印加手段9が接続されて
いる。又、ブレード部材4にバイアス印加手段9を接続
しても良い。現像ロー1に印加するバイアスについては
後に詳述する。かくして、トナータンク5のトナー7
は、アジテータ6でトナー供給ローラ8近傍に供給さ
れ、トナー供給ローラ8と現像ローラ1との相互摩擦に
より発生する摩擦帯電作用によりトナー7自体も帯電し
て現像ローラ1の表面に静電的に担持される。そして現
像ローラ1の回転により搬送されて現像ローラ1の上方
に弾発的に圧接するブレード部材4により層厚規制さ
れ、感光体ドラム3と現像ローラ1とが対向する現像部
に搬送される。そして、この現像部において、感光体ド
ラム3上に形成された静電潜像に、バイアス電圧印加の
下に静電潜像に応じて所要量のトナー7が現像ローラ1
から転移されて現像が行なわれる。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a view schematically showing an overall configuration of a developing device according to an embodiment of the present invention. Developing device 2
An opening for development is provided in a portion of the casing facing the photosensitive drum 3, and the developing roller 1 is rotatable into the casing while maintaining a predetermined gap between the photosensitive drum 3 through the opening. Is provided. This gap is 30 to 500 μm, preferably 50 to 25 μm, so that the developing roller 1 does not substantially contact the photosensitive drum 3.
The gap is set to 0 μm. Thereby, the developing roller 1
This eliminates the need for an excessive load as in the case of contacting the photosensitive drum 3 with the photosensitive drum 3 to develop an electrostatic latent image, and makes it possible to reduce the size of the drive motor. The developing roller 1 is driven to rotate in the direction of the arrow so as to have a linear velocity as described in detail later. An agitator 6 is provided in the toner tank 5 formed in the casing, and is driven to rotate clockwise as shown by an arrow to agitate the toner 7 with the resistance of the tip portion thereof and to the left developing roller 1 in the figure.
Move to the side. A toner supply roller 8 is provided on the right side of the developing roller 1 so as to be in contact therewith, and is driven to rotate in the direction of the arrow. The roller 8 is made of a sponge material made by foaming urethane rubber, or a brush made of polyester, tetrafluoroethylene resin, or the like as a fiber. The toner supply roller 8 supplies the toner 7 conveyed by the agitator 6 by rubbing the surface of the developing roller 1 in the forward or reverse direction, and also returns to the developing roller 1 without being used for development. It has the function of scraping off the toner 7 that has fallen. A blade member 4 for regulating the thickness of the toner layer carried and conveyed by the roller 1 is provided on the upper portion of the developing roller 1 so as to resiliently press against the toner layer. The thickness of the toner 7 supplied onto the developing roller 1 is regulated. The blade member 4 may be manufactured by attaching a material having a toner charging property such as urethane rubber to an elastic leaf spring, or may use an elastic member as it is. The blade member 4 may be provided in the trailing direction as shown in the drawing with respect to the rotation direction of the developing roller 1, or may be provided in the leading direction opposite to the rotating direction. Instead of the blade member 4, a regulating roller or a regulating belt may be used. Incidentally, a developing bias applying means 9 is connected to the developing roller 1 and the toner supply roller 8. Further, the bias applying means 9 may be connected to the blade member 4. The bias applied to the developing row 1 will be described later in detail. Thus, the toner 7 in the toner tank 5
Is supplied to the vicinity of the toner supply roller 8 by the agitator 6, and the toner 7 itself is also charged by a frictional charging action generated by mutual friction between the toner supply roller 8 and the development roller 1, and electrostatically contacts the surface of the development roller 1. It is carried. The thickness of the photosensitive drum 3 and the developing roller 1 are conveyed by the rotation of the developing roller 1 and regulated by a blade member 4 which resiliently presses on the developing roller 1, and the photosensitive drum 3 and the developing roller 1 are conveyed to a developing unit. Then, in this developing section, a required amount of toner 7 is applied to the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 3 in accordance with the electrostatic latent image under application of a bias voltage.
And development is performed.

【0007】ところで、本実施例では、現像ローラ1を
表面に抵抗または誘電率の異なる2種類の部分が規則的
または不規則に混在露出するように構成している。図2
(a)はこのような現像ローラ1の一例の外観を示す斜
視図、図2(b)はその表面部の拡大断面図である。こ
の例の現像ローラ1は、導電性材料、例えばアルミニウ
ム等の金属素材あるいは導電性ゴムや導電性プラスチッ
ク21のローラの表面に格子状にローレット加工を施
し、その条痕にポリカーボネート、アクリル、ポリエス
テル、4弗化エチレン等の誘電体樹脂を摺り込んで充填
し、格子状の絶縁性領域面22を形成すると共に、この
格子の目の部分に基体ローラ表面が露呈して導電性領域
面21を形成している。図4の(a)、(b)、(c)
は夫々、表面にローレット加工により現像ローラ1表面
の移動方向(周方向)に対して45°の傾斜角度を持っ
た条痕を形成し、上記工程で格子状の絶縁性領域面22
及びこの格子の目状の導電性領域面21とを形成した例
を示すものであり、これらの例ではローレットのピッチ
Pを0.3mmとし、絶縁性領域面22の巾Wを夫々、W
1=0.075mm、W2=0.15mm、W3=0.22
5mmとし、現像ローラ1表面にパターンピッチ0.3mm
で絶縁性領域面22と導電性領域面21とが混在するよ
うに構成している。微細な導電性領域面21と絶縁性領
域面22を形成する方法は上記の例に限られるものでは
なく、各種の方法が採用可能である。又、絶縁性領域面
21を格子状に構成する場合の周方向に対する傾斜角度
は45°に限られるものではなく、好ましくは、周方向
に対して30乃至60°の範囲で設定することが出来
る。絶縁性領域面22の大きさは平均直径として30乃
至2000μm、好ましくは50乃至1000μmであ
る。絶縁性領域面22の形状が例えば円形であるとき
は、その径D1(図3参照)を30乃至2000μm、
好ましくは100乃至400μm程度に設定し、その中
心間距離P1を、適宜バランス良く設定する。又絶縁性
領域面22の形状が矩形であるときは、その一番短い辺
の長さを30乃至2000μm程度とする。同様に、絶
縁性領域面22の形状が長円形乃至は楕円形であるとき
は、その短軸側の幅を30乃至2000μm程度とす
る。絶縁性領域面22の形状が他の形状のときも、これ
らに準じて、その幅を30乃至2000μm程度とす
る。又、その占有面積比率としては、現像ローラ1表面
積の50乃至80%、好ましくは65乃至75%とすれ
ば良い。現像ローラ1の構造をこのようにすることによ
って、トナー供給ローラ8でトナー7を現像ローラ1に
こすりつける時に生ずる摩擦帯電作用によりトナー7を
帯電して現像ローラ1の表面に充分な量のトナー7を担
持することが出来る。
In the present embodiment, the developing roller 1 is configured such that two types of portions having different resistances or dielectric constants are regularly or irregularly exposed on the surface. FIG.
FIG. 2A is a perspective view showing the appearance of an example of such a developing roller 1, and FIG. 2B is an enlarged sectional view of a surface portion thereof. The developing roller 1 of this example is formed by subjecting a roller made of a conductive material, for example, a metal material such as aluminum or a conductive rubber or a conductive plastic 21 to a knurling process in a grid pattern, and applying a knurling process to polycarbonate, acrylic, polyester, A dielectric resin such as ethylene tetrafluoride is rubbed in and filled to form a grid-like insulating region surface 22, and the surface of the base roller is exposed to the grid portion to form a conductive region surface 21. doing. (A), (b), (c) of FIG.
Are formed on the surface by knurling to form streaks having an inclination angle of 45 ° with respect to the moving direction (circumferential direction) of the surface of the developing roller 1.
In this example, the pitch P of the knurl is set to 0.3 mm, and the width W of the insulating region surface 22 is set to W, respectively.
1 = 0.075 mm, W2 = 0.15 mm, W3 = 0.22
5 mm, pattern pitch 0.3 mm on the surface of the developing roller 1
Thus, the insulating region surface 22 and the conductive region surface 21 are mixed. The method for forming the fine conductive region surface 21 and the insulating region surface 22 is not limited to the above example, and various methods can be adopted. In the case where the insulating region surface 21 is formed in a lattice shape, the inclination angle with respect to the circumferential direction is not limited to 45 °, but can be preferably set in the range of 30 to 60 ° with respect to the circumferential direction. . The size of the insulating region surface 22 has an average diameter of 30 to 2000 μm, preferably 50 to 1000 μm. When the shape of the insulating region surface 22 is, for example, circular, the diameter D1 (see FIG. 3) is 30 to 2000 μm,
Preferably, it is set to about 100 to 400 μm, and the center distance P1 is appropriately set in a well-balanced manner. When the shape of the insulating region surface 22 is rectangular, the length of the shortest side is about 30 to 2000 μm. Similarly, when the shape of the insulating region surface 22 is an ellipse or an ellipse, the width on the minor axis side is about 30 to 2000 μm. Even when the shape of the insulating region surface 22 is another shape, the width is set to about 30 to 2000 μm according to these. The occupied area ratio may be 50 to 80%, preferably 65 to 75% of the surface area of the developing roller 1. With the structure of the developing roller 1, a sufficient amount of toner is charged on the surface of the developing roller 1 by charging the toner 7 by a frictional charging effect generated when the toner 7 is rubbed against the developing roller 1 by the toner supply roller 8. 7 can be carried.

【0008】この点について更に詳述する。現像ローラ
1の絶縁性領域面22は、トナー供給ローラ6との摩擦
によってトナー7の帯電極性と反対の正極性に帯電され
る。一方、トナー供給ローラ8の周面に接触しながら現
像ローラ1に運ばれるトナー7は、トナー供給ローラ8
との摩擦によって負極性に摩擦帯電され、現像ローラ1
に供給されるが、このときこの現像ローラ1、特にその
絶縁性領域面22との摩擦により更に負極性に強く摩擦
帯電され、現像ローラ1の周面に静電的に付着する。こ
のとき、現像ローラ1の各絶縁性領域面22は正極性に
摩擦帯電していて、各絶縁性領域面22に接して導電性
領域面21が存在するので、現像ローラ1の表面は、多
数の絶縁性領域面22のところだけに選択的に正極性の
電荷が付与された状態となっている。これにより図3に
示すように、正に帯電した各絶縁性領域面22とそれに
接した導電性領域面21との間に閉電界が形成され、現
像ローラ1の表面の近傍には無数の微小閉電界(マイク
ロフィールド)が形成される。即ち、電界の状態を表す
電気力線を考えた場合、現像ローラ1の表面近傍の空間
には、図3に円弧状の多数の線で表したように現像ロー
ラ1から出て同一の現像ローラ1に戻る電気力線が形成
され、各絶縁性領域面22と導電性領域面21との間に
閉電界が形成されるのである。各絶縁性領域面22の面
積は前述のように微小であるため、各閉電界はフリンジ
ング効果(周辺電場効果)によってその強度が大変強く
なる。かかる閉電界によって、負に帯電したトナー7は
絶縁性領域面22に強く引かれ、該ローラ1上に多量に
離れがたい状態で保持される。しかも、現像ローラ1に
保持されたトナー7がブレード部材4によって層厚を規
制されるとき、帯電の充分なトナー7は微小閉電界によ
って現像ローラ1の表面に強く保持されるが、帯電量の
小さなトナー7はブレード部材4との接触圧によって除
去され、結局、帯電量の大なるトナー7、例えば、5乃
至20(好ましくは10乃至15)μC/g程度に帯電
されたトナー7だけが現像部へ運ばれる。
This point will be described in more detail. The insulating region surface 22 of the developing roller 1 is charged to a positive polarity opposite to the charging polarity of the toner 7 by friction with the toner supply roller 6. On the other hand, the toner 7 conveyed to the developing roller 1 while being in contact with the peripheral surface of the toner supply roller 8 is
Is negatively charged by friction with the developing roller 1
At this time, the toner is further frictionally charged to the negative polarity by friction with the developing roller 1, particularly its insulating region surface 22, and is electrostatically attached to the peripheral surface of the developing roller 1. At this time, each insulating region surface 22 of the developing roller 1 is frictionally charged to a positive polarity, and the conductive region surface 21 is in contact with each insulating region surface 22. The positive charge is selectively applied only to the insulating region surface 22 of FIG. As a result, as shown in FIG. 3, a closed electric field is formed between each positively charged insulating region surface 22 and the conductive region surface 21 in contact therewith, and countless minute electric fields are formed near the surface of the developing roller 1. A closed electric field (microfield) is formed. That is, when considering the lines of electric force indicating the state of the electric field, the space near the surface of the developing roller 1 exits from the developing roller 1 as shown by a number of arc-shaped lines in FIG. 1 is formed, and a closed electric field is formed between each insulating region surface 22 and the conductive region surface 21. Since the area of each insulating region surface 22 is minute as described above, the intensity of each closed electric field is greatly increased by the fringing effect (peripheral electric field effect). Due to such a closed electric field, the negatively charged toner 7 is strongly attracted to the insulating area surface 22 and is held on the roller 1 in a state where it is hard to separate. Further, when the layer thickness of the toner 7 held on the developing roller 1 is regulated by the blade member 4, the toner 7 having a sufficient charge is strongly held on the surface of the developing roller 1 by the minute closed electric field. The small toner 7 is removed by the contact pressure with the blade member 4, so that only the toner 7 having a large charge amount, for example, the toner 7 charged to about 5 to 20 (preferably 10 to 15) μC / g, is developed. Transported to the department.

【0009】そして、現像部においては、現像バイアス
印加手段9で印加された断続的な交互電界が、現像ロー
ラ1表面に存在する導電性領域面21と絶縁性領域面2
2との間の微小電界と、帯電したトナー7とに作用し
て、静電潜像の現像に好適な力学的エネルギーを与える
ものと考えられる。即ち、現像ローラ1の表面電位は、
絶縁性領域面22が上記のように電荷を保持している一
方導電性領域面21はこのような電荷を保持していない
ことから、夫々の領域で異なったものになる。具体的に
は、絶縁性領域面22の表面電位は、現像バイアス印加
手段9による印加電圧が保持した電荷で所定量だけ偏倚
された電位になる一方、導電性領域面21の表面電位
は、現像バイアス印加手段9による印加電圧そのものに
なる。よって、現像ローラ1表面と感光体ドラム3との
間の電界は、感光体ドラム3の画像部と非画像部との何
れに対応するかのみならず、現像ローラ1表面の絶縁性
領域面22と導電性領域面21との何れに対応するかに
よっても異なってくる。そして、絶縁性領域面22上に
存在するトナー7には、絶縁性領域面22に保持されて
いる電荷が作用しており、過剰なトナー付着が抑制され
る。一方、導電性領域面21上に存在するトナーは、比
較的感光体ドラム3側に移転しやすくなっている。又、
この部分は導電性であるためエッジ効果を抑えて画像濃
度を均一化するように作用する。これにより、現像ロー
ラ1は、画像濃度は低いものの線図の再現性や階調性に
優れているが、そのまま濃度を上げると線図の再現性や
階調性は損なわれてしまう性質のある、表面が絶縁性の
現像ローラの特長と、その電極効果によってベタ部の均
一性に優れた濃度の高い画像を得ることが出来るものの
線図の再現性や階調性が劣る性質の、表面が導電性の現
像ローラの特長とを同時に合わせ持っている。尚、現像
ローラ1の表面に導電性領域面21と絶縁性領域面22
とを混在させたことにより、現像ローラ1とトナー供給
ローラ8のチャージアップが防止される。その理由とし
ては、絶縁性領域面22ではトナーを帯電し、導電性領
域面21ではトナー供給ローラの除電を行ない、全体と
してバランスのとれた帯電状態を維持する為と考えられ
る。
In the developing section, the intermittent alternating electric field applied by the developing bias applying means 9 causes the conductive area surface 21 and the insulating area surface 2 existing on the surface of the developing roller 1.
It is considered that this acts on the minute electric field between the toner image 2 and the charged toner 7 to provide dynamic energy suitable for developing the electrostatic latent image. That is, the surface potential of the developing roller 1 is
Since the insulating region surface 22 holds the charges as described above, while the conductive region surface 21 does not hold such charges, the respective regions are different. Specifically, the surface potential of the insulating region surface 22 becomes a potential deviated by a predetermined amount by the charge held by the voltage applied by the developing bias applying unit 9, while the surface potential of the conductive region surface 21 becomes the developing potential. It becomes the applied voltage itself by the bias applying means 9. Therefore, the electric field between the surface of the developing roller 1 and the photosensitive drum 3 not only corresponds to the image portion or the non-image portion of the photosensitive drum 3 but also the insulating region surface 22 of the developing roller 1 surface. And the conductive region surface 21. The electric charge held on the insulating region surface 22 acts on the toner 7 existing on the insulating region surface 22, and excessive toner adhesion is suppressed. On the other hand, the toner existing on the conductive region surface 21 is relatively easily transferred to the photosensitive drum 3 side. or,
Since this portion is conductive, it acts to suppress the edge effect and make the image density uniform. As a result, although the image density is low, the developing roller 1 is excellent in the reproducibility and the gradation of the diagram, but when the density is increased as it is, the reproducibility and the gradation of the diagram are deteriorated. The characteristics of the developing roller, whose surface is insulated, and its electrode effect make it possible to obtain a high density image with excellent uniformity of the solid part, but the surface is poor in the reproducibility of the diagram and the gradation. It has the features of the conductive developing roller at the same time. The conductive region surface 21 and the insulating region surface 22 are formed on the surface of the developing roller 1.
Are mixed, the charge-up of the developing roller 1 and the toner supply roller 8 is prevented. It is considered that the reason is that the toner is charged on the insulating region surface 22 and the toner supply roller is discharged on the conductive region surface 21 to maintain a well-balanced charged state as a whole.

【0010】次に、現像部に印加する断続的な交互電界
について説明する。この断続的な交互電界は、例えば、
図9に示すようなパルス電圧を休止間隔T1をもって印
加することによって形成しても良いし、正弦波交流を休
止間隔T1をもって印加することによって形成しても良
い。周波数としては、500乃至2000HZが望まし
く、休止間隔T1と印加時間T2との比は1対2乃至10
対1の範囲が望ましい。
Next, the intermittent alternating electric field applied to the developing section will be described. This intermittent alternating electric field, for example,
May be formed by applying a pulse voltage as shown in FIG. 9 with a pause interval T 1, it may be formed by applying with a pause interval T 1 a sinusoidal alternating. The frequency is desirably 500 to 2000 Hz, and the ratio of the pause interval T 1 to the application time T 2 is 1: 2 to 10
A one-to-one range is desirable.

【0011】以下、本実施例のより具体的な例について
説明する。この具体例では、感光体ドラム3としてOP
Cを用い、地肌部の表面電位を−900V、露光部の電
位を−100Vとして、図4(b)に示す表面形状を備
えた現像ローラ1を感光体ドラム3の表面と100μm
の間隙をおいて対向配置し、感光体ドラム3及び現像ロ
ーラ1を夫々矢印で示す向きに駆動して反転現像を行な
ったものである。この現像ローラ1表面の絶縁性領域面
22は、トナー供給ローラ8でこすられて接地を基準と
した電位が+200Vになる量の電荷を保持し、これに
より、負極性に帯電したトナー7を約1.0〜1.2m
g/cm2担持した。そして、この現像ローラ1に現像
バイアス印加手段9で、図9に示すような、ピーク・ツ
ウ・ピーク1000V、最高電位0V、周波数500H
z、デューティー比50%のパルス電圧を2msecの
休止間隔T1をもって一波長T2ずつ印加した。
Hereinafter, a more specific example of this embodiment will be described. In this specific example, the photosensitive drum 3 is OP
4C, the developing roller 1 having the surface shape shown in FIG. 4B was set to a surface potential of −900 V and a potential of the exposed portion to −100 V, and the developing roller 1 having the surface shape shown in FIG.
The photosensitive drum 3 and the developing roller 1 are driven in the directions indicated by arrows to perform reversal development. The insulative area surface 22 on the surface of the developing roller 1 holds an amount of electric charge that is rubbed by the toner supply roller 8 so that the electric potential with respect to the ground becomes +200 V, whereby the negatively charged toner 7 is removed. 1.0-1.2m
g / cm 2 . Then, as shown in FIG. 9, a peak-to-peak 1000 V, a maximum potential 0 V, and a frequency 500 H are applied to the developing roller 1 by a developing bias applying means 9.
z, was applied by wave T 2 by the duty ratio of 50% of the pulse voltage with a pause interval T 1 of the 2 msec.

【0012】このようにして得られた画像は、地カブリ
も発生すること無く、濃度が高く、階調性や線図の再現
性も優れていた。尚、上記の例は図4の(b)に示す表
面形状を備えた現像ローラ1を用いたものであるが、図
4(a),(c)に示す表面形状を備えた現像ローラ1
を用い、上記の例と同一の条件で現像を行なったとこ
ろ、地カブリがなく、高濃度の階調性や線図の再現性も
優れた画像を得ることが出来た。
The image thus obtained was high in density and excellent in gradation and reproducibility of the diagram without occurrence of background fog. Although the above example uses the developing roller 1 having the surface shape shown in FIG. 4B, the developing roller 1 having the surface shape shown in FIGS. 4A and 4C is used.
And development was carried out under the same conditions as in the above example. As a result, it was possible to obtain an image having no background fog and excellent in high-density gradation and line diagram reproducibility.

【0013】次に、図5を用いて、表面に多数の微小電
界を形成する現像ローラ1の変形例を用いた現像装置に
ついて説明する。この現像装置は現像ローラの構成が上
記実施例と異なる点を除き基本的には上記の実施例に係
る現像装置と同一の構成である。図5(a)に摸式的に
拡大して示すように、本実施例の現像ローラ1は、その
表面に誘電体部と導電体部が微小面積で混在し、かつ誘
電体部は導電性発泡体層の表面近傍の発泡セル中に形成
されている。この微小面積の大きさは、形状が円形であ
るとした場合、径が10〜500μmの大きさであり、
このの微小面積がランダムに又はある規則にしたがって
分散している。面積比としては、導電体部の面積が20
〜60%の範囲が好ましい。発泡セル中に形成される誘
電体部に用いられる材料としては、絶縁性であれば、使
用可能であるが、体積固有抵抗が1010Ωcm以上、特に
1014Ωcm以上のものが好ましい。このような絶縁性材
料としては、例えばポリスチレン系樹脂、ポリエチレン
系樹脂、アクリル系樹脂、樹脂材料、ゴム材料などの有
機ポリマー類が挙げられる。本実施例においては、好ま
しくは、脂肪族含フッ素化合物やシリコーン樹脂を主体
とするものが使用される。また、本実施例における導電
体部は導電性発泡体層から構成されるが、発泡体を形成
する樹脂材料としては、種々の有機ポリマー類が使用可
能でる。また、導電性付与剤としては、金属粉、カーボ
ンブラック、導電性酸化物、無電解めっき物、グラファ
イト、金属繊維、炭素繊維などが挙げられる。また、発
泡剤としては従来公知の有機発泡剤あるいは無機発泡剤
のいずれもが使用できる。
Next, referring to FIG. 5, a description will be given of a developing device using a modified example of the developing roller 1 for forming a large number of minute electric fields on the surface. This developing device has basically the same configuration as the developing device according to the above-described embodiment except that the configuration of the developing roller is different from that of the above-described embodiment. As shown schematically in FIG. 5A, the developing roller 1 of the present embodiment has a dielectric part and a conductive part mixed in a very small area on the surface thereof, and the dielectric part is conductive. It is formed in a foam cell near the surface of the foam layer. The size of the minute area is, when the shape is circular, a size of 10 to 500 μm in diameter,
These minute areas are dispersed randomly or according to a certain rule. As the area ratio, the area of the conductor portion is 20
A range of 6060% is preferred. As the material used for the dielectric portion formed in the foam cell, any material can be used as long as it has insulating properties, but a material having a volume resistivity of 10 10 Ωcm or more, particularly 10 14 Ωcm or more is preferable. Examples of such an insulating material include organic polymers such as a polystyrene resin, a polyethylene resin, an acrylic resin, a resin material, and a rubber material. In the present embodiment, those mainly composed of an aliphatic fluorinated compound or silicone resin are preferably used. Further, the conductor portion in this embodiment is formed of a conductive foam layer, and various organic polymers can be used as the resin material forming the foam. Examples of the conductivity-imparting agent include metal powder, carbon black, conductive oxide, electroless plating, graphite, metal fiber, and carbon fiber. As the foaming agent, any of conventionally known organic or inorganic foaming agents can be used.

【0014】本実施例の現像ローラ1を作製するには、
例えば(i)芯金の外周に、ゴム類、導電性付与剤、発
泡剤及びその他の添加剤からなる導電性発泡組成物を押
出成形して弾性発泡体層を設け、ついでその表面を研削
して発泡セルを露出させ、誘電体部埋設用の凹部を形成
し、次に、該凹部に前記誘電体材料をスプレー、ディッ
ピングなどの方法により埋め込み、所定の条件(温度、
時間)で硬化(焼成)し(塗布膜の厚みは凹部が完全に
埋まる状態にする)(参照;図5(b))、(ii)続
いてその表面を切削又は研磨加工により導電面と誘電面
が微小面積で混在するように削り、導電部面積が20〜
60%になるように削る(参照;図5(c))という方
法が採用される。
To manufacture the developing roller 1 of the present embodiment,
For example, (i) an elastic foam layer is formed by extruding a conductive foam composition comprising rubbers, a conductivity-imparting agent, a foaming agent and other additives on the outer periphery of the core metal, and then grinding the surface. To expose the foam cell to form a concave portion for burying the dielectric portion. Then, the dielectric material is buried in the concave portion by a method such as spraying or dipping.
(Hardening) (baking) for (time) (the thickness of the coating film is such that the concave portion is completely filled) (see FIG. 5 (b)), (ii) the surface is subsequently cut or polished to form a conductive surface and a dielectric. The surface is cut so as to be mixed with a very small area, and the conductive part area is 20 to
A method of cutting to 60% (see FIG. 5C) is employed.

【0015】本実施例の現像ローラ1においては、現像
を終了した現像ローラ1の表面部分が、現像ローラ1の
矢印の方向の回転によりトナー供給ローラ8と接触し、
ここで現像しなかった非画像部の残トナーが、トナー供
給ローラ8により機械的、電気的にかきとられ、誘電体
部は摩擦によって帯電する。このとき前の現像による現
像ローラ1とトナーの電荷は、摩擦により一定化され、
初期化される。次にトナー供給ローラ8によって運ばれ
たトナーは、摩擦により帯電され、現像ローラ1の誘電
体部に静電的に付着する。また、このときの現像ローラ
1上の電界は、図5(a)に示されるようにマイクロフ
ィールド(閉電界)となり、電界傾度の大きい電界とな
って、トナーを多層に付着させることが可能となる。ま
た、付着したトナーは閉電界となっているので、現像ロ
ーラ1側に強く引かれ離れにくい状態となる。そして、
上記の実施例における現像ローラ1と同様に、電荷を保
持する誘電体部と殆ど電荷を保持しない導電体部とで、
互いに異なった現像電界を感光体ドラム3との間に形成
することが出来る。
In the developing roller 1 of the present embodiment, the surface portion of the developing roller 1 after the development is brought into contact with the toner supply roller 8 by the rotation of the developing roller 1 in the direction of the arrow,
Here, the remaining toner of the non-image portion that has not been developed is mechanically and electrically scraped off by the toner supply roller 8, and the dielectric portion is charged by friction. At this time, the charge of the developing roller 1 and the toner by the previous development is fixed by friction,
Initialized. Next, the toner carried by the toner supply roller 8 is charged by friction and electrostatically adheres to the dielectric portion of the developing roller 1. Further, the electric field on the developing roller 1 at this time becomes a microfield (closed electric field) as shown in FIG. 5A, and becomes an electric field with a large electric field gradient, so that the toner can be attached to multiple layers. Become. Further, since the adhered toner has a closed electric field, it is strongly pulled toward the developing roller 1 and hardly separated. And
Similarly to the developing roller 1 in the above-described embodiment, a dielectric portion holding electric charges and a conductor portion holding almost no electric charges include:
Different developing electric fields can be formed between the photosensitive drum 3 and the developing electric field.

【0016】以下、現像ローラ1の具体例について説明
する。なお、部は重量基準である。予めプライマー処理
した芯金周辺に下記の導電性発泡組成物を押出し成形
し、170℃で20分間金型内で一時加硫させた後、2
00℃で2時間二次加硫させて体積固有抵抗1011Ωc
m、比重0.57、発泡セルの大きさが30〜50μm
の導電性発泡体層を有する現像剤担持体を作製した。 導電性発泡組成物 ジオルガノホリシロキサン(平均重合度2000以上) 100部 〔商品名:KF901F−U(信越化学社製)〕 ファーネスブラック 10部 〔商品名:ケッチェンブラックEC(ライオンアクゾ社製)〕 ジクミルパーオキサイド 2部 アゾビスイソブチロニトリル 2部 ついで、得られた現像剤担持体の表面を研削して発泡セ
ルを露出させ、誘電体を埋設するための凹部を形成し
た。次に、該凹部に該誘電体であるフッ素樹脂組成物
(商品名ルミフロンLF601−C(旭硝子社)を主剤
としたもの)150部をコーティングし、発泡セル凹部
が完全に埋まる状態にした後、架橋硬化させた。続い
て、その表面を切削又は研磨加工により導電体部と誘電
体部が混在し、導電体部面積が50%となるようにし
て、現像ローラ1を作製した。
Hereinafter, a specific example of the developing roller 1 will be described. Parts are by weight. The following conductive foam composition was extruded around the core treated in advance with a primer, and was temporarily vulcanized in a mold at 170 ° C. for 20 minutes.
Secondary vulcanization at 00 ° C for 2 hours and volume resistivity of 10 11 Ωc
m, specific gravity 0.57, foam cell size is 30-50 μm
A developer carrier having a conductive foam layer was prepared. Conductive foam composition diorganopolysiloxane (average degree of polymerization 2000 or more) 100 parts [Product name: KF901FU-U (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)] Furnace black 10 parts [Product name: Ketjen Black EC (manufactured by Lion Akzo) Dicumyl peroxide 2 parts Azobisisobutyronitrile 2 parts Next, the surface of the obtained developer carrier was ground to expose the foam cells, and concave portions for embedding the dielectric were formed. Next, the concave portion was coated with 150 parts of the fluororesin composition (Lumiflon LF601-C (made by Asahi Glass Co., Ltd.) as a main component) as the dielectric, and the concave portion of the foam cell was completely filled. Crosslinked and cured. Subsequently, the developing roller 1 was manufactured by cutting or polishing the surface so that the conductor portion and the dielectric portion were mixed so that the conductor portion area was 50%.

【0017】この例の現像ローラ1を感光体ドラム3に
接触配置し、且つ、上記の実施例に係る具体例と同様の
パルス電圧を印加して、接触現像を行なったところ、現
像ローラ1からのトナーの転写率が90%以上で、地カ
ブリも発生すること無く、濃度が高く、階調性や線図の
再現性も優れた画像を得ることが出来た。
When the developing roller 1 of this embodiment is placed in contact with the photosensitive drum 3 and the same pulse voltage as that of the above-described embodiment is applied to perform the contact development, the developing roller 1 The transfer rate of the toner was 90% or more, and an image having high density, excellent gradation and reproducibility of a line diagram could be obtained without occurrence of background fog.

【0018】次に、図6を用いて、表面に多数の微小電
界を形成する現像ローラ1の更に他の変形例を用いた現
像装置について説明する。この現像装置は現像ローラの
構成が上記実施例と異なる点を除き基本的には上記の実
施例に係る現像装置と同一の構成である。図6に摸式的
に拡大して示すように、本実施例の現像ローラ1は、少
なくともその表面に導電体部と誘電体部が混在してな
り、かつこれらの形成材料が弾性絶縁性粒子を含有した
弾性導電性材料で構成されている。誘電体部を構成する
弾性絶縁性粒子としては、体積固有抵抗が1013Ωcm以
上好ましくは1014Ωcm以上のもので、実効ゴム硬度
(現像剤担持体の形状をJISK6301で定めるスプリング式
硬さ試験機A型を用いて測定したときの値)が50度以
下好ましくは40度以下のものが使用される。このよう
な材料としては、例えばシリコーン変性エチレンプロピ
レンゴム等が挙げられる。その平均粒径は5μm以上好
ましくは10μm以上である。5μm未満ではマイクロ
フィールドが形成し難く、安定したトナーの付着、帯電
が得られない。また粒子形状は定形あるいは不定形の何
れでも良い。また、弾性導電性材料としては、体積固有
抵抗が1012Ωcm以下好ましくは108Ωcm以下のもの
が良く、また実効ゴム硬度(既出)が50度以下好まし
くは40度以下のゴム類に導電性フィラーを添加したも
のが使用される。ゴム類としては、シリコーン変性エチ
レン−プロピレンゴム等が挙げられ、導電性フィラーと
しては金属粉等が挙げられる。また、種々の目的で無機
充填剤や架橋剤、熱安定剤等を添加することが出来る。
Next, referring to FIG. 6, a description will be given of a developing device using still another modification of the developing roller 1 for forming a large number of minute electric fields on the surface. This developing device has basically the same configuration as the developing device according to the above-described embodiment except that the configuration of the developing roller is different from that of the above-described embodiment. As shown schematically in FIG. 6, the developing roller 1 of the present embodiment has a conductor part and a dielectric part mixed at least on its surface, and these materials are made of elastic insulating particles. And an elastic conductive material containing the same. The elastic insulating particles constituting the dielectric portion are those having a volume resistivity of at least 10 13 Ωcm, preferably at least 10 14 Ωcm, and have an effective rubber hardness (a spring-type hardness test which determines the shape of the developer carrier according to JIS K6301). (A value measured using a machine A) is 50 degrees or less, preferably 40 degrees or less. Examples of such a material include silicone-modified ethylene propylene rubber. The average particle size is 5 μm or more, preferably 10 μm or more. If it is less than 5 μm, it is difficult to form a microfield, and stable toner adhesion and charging cannot be obtained. Further, the particle shape may be either a regular shape or an irregular shape. As the elastic conductive material, a material having a volume resistivity of 10 12 Ωcm or less, preferably 10 8 Ωcm or less is good, and an effective rubber hardness (described above) is 50 degrees or less, preferably 40 degrees or less. What added a filler is used. Examples of rubbers include silicone-modified ethylene-propylene rubber, and examples of conductive fillers include metal powder. Further, for various purposes, an inorganic filler, a crosslinking agent, a heat stabilizer and the like can be added.

【0019】この現像ローラ1を作製するには、例えば
(i)金属製芯金上に、導電性プライマを塗布した後、
導電性材料に適当量の絶縁性粒子を混入したコンパウン
ドを押出し成形法などにより、芯金上に成形し、(ii)
金型成形加硫、蒸気加硫法等により、温度と圧力を加え
ることにより、芯金上に弾性体ローラを成形し、(ii
i)ついで、弾性ローラの表面を研磨や切削などの方法
により平滑にして、導電部と絶縁部が表面に混在するよ
うにする方法などを採用すれば良い。
In order to manufacture the developing roller 1, for example, (i) a conductive primer is applied on a metal core,
(Ii) forming a compound obtained by mixing an appropriate amount of insulating particles into a conductive material on a core metal by an extrusion molding method or the like;
By applying temperature and pressure by mold molding vulcanization, steam vulcanization, etc., an elastic roller is formed on the core metal, and (ii)
i) Then, a method of smoothing the surface of the elastic roller by a method such as grinding or cutting so that the conductive portion and the insulating portion are mixed on the surface may be adopted.

【0020】以下、具体例について説明する。なお、部
は重量基準である。 弾性絶縁性粒子の製法 シリコーン変性エチレン−プロピレンゴム: 商品名SEP1421−U(信越化学工業(株)製) 100.0重量部 加硫剤:商品名C−12(信越化学工業(株)製) 2.0重量部 を2本ローラを用いて充分均一になるように混練してか
らプレスキュア170℃/10分、50Kg/cm2の加硫条
件で加硫し、厚さ2mmのシート状に成形した。その後1
50℃/2時間キュアを行なった。成形したゴムシート
を2本ローラ(ローラ間の間隔を狭くする)に複数回通
して粉砕した。その後フルイに通して100〜200μ
mの弾性絶縁性粒子を得た。弾性絶縁性粒子を含有した
弾性導電性コンパウンドの製造 シリコーン変性エチレン−プロピレンゴム: 商品名SEP1421−U(信越化学工業(株)製) 100.0重量部 カーボンブラック: 商品名ブラックパールスL(キャボット社製) 8.0重量部 加硫剤: 商品名C−12(信越化学工業(株)製) 4.0重量部 炭化水素系合成油: 商品名ルーカント(三井石油化学(株)製) 10.0重量部 を2本ローラを用いて充分均一になるように混練した。
この混練したコンパウンドに先に製造した弾性絶縁性粒
子を30.0重量部加えた。そして再度2本ローラを用
いて充分均一になるように混練して、弾性導電性コンパ
ウンドを得た。次に予め導電性プライマを塗布した芯金
上に前記弾性絶縁性粒子を含有した導電性コンパウンド
を押し出し成形によって設け、ついで金型成形加硫法に
よってプレスキュア170/10分、50Kg/cm2の条件
で加硫し弾性層の厚さ7mm、ローラ外径20mmφ(芯
金:ステンレス製6mmφ)に成形した後、150℃/2
時間キュアを行なった。得られた弾性ローラの表面を研
磨や切削などの方法により、仕上りのローラ外径が18
mmφで、導電体部と絶縁体部とが表面に混在し、その表
面が平滑な現像剤担持体(実効ゴム硬度38度)を得
た。
Hereinafter, specific examples will be described. Parts are by weight. Method for producing elastic insulating particles Silicone-modified ethylene-propylene rubber: trade name SEP1421-U (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 100.0 parts by weight Vulcanizing agent: trade name C-12 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 2.0 parts by weight were kneaded using two rollers so as to be sufficiently uniform, and then vulcanized under the conditions of press curing at 170 ° C. for 10 minutes and 50 kg / cm 2 to form a sheet having a thickness of 2 mm. Molded. Then one
Cure was performed at 50 ° C. for 2 hours. The formed rubber sheet was pulverized by being passed through two rollers (to reduce the distance between the rollers) a plurality of times. Then pass through a sieve 100-200μ
m of elastic insulating particles were obtained. Production of elastic conductive compound containing elastic insulating particles Silicone-modified ethylene-propylene rubber: trade name SEP1421-U (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 100.0 parts by weight carbon black: trade name Black Pearls L (Cabot Corporation) 8.0 parts by weight Vulcanizing agent: trade name C-12 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 4.0 parts by weight hydrocarbon-based synthetic oil: trade name Lucant (manufactured by Mitsui Petrochemical Co., Ltd.) 0 parts by weight was kneaded using two rollers so as to be sufficiently uniform.
To the kneaded compound was added 30.0 parts by weight of the previously produced elastic insulating particles. The mixture was again kneaded using two rollers so as to be sufficiently uniform to obtain an elastic conductive compound. Next, a conductive compound containing the elastic insulating particles is provided by extrusion molding on a core metal on which a conductive primer has been applied in advance, and then press cure is performed for 170/10 minutes at 50 kg / cm 2 by a mold molding vulcanization method. After vulcanizing under the conditions and forming the elastic layer to a thickness of 7 mm and an outer diameter of the roller of 20 mmφ (core: 6 mmφ made of stainless steel), 150 ° C./2
Time cure was performed. The surface of the obtained elastic roller is adjusted to a finished roller outer diameter of 18 by a method such as grinding or cutting.
With a diameter of mm, the conductor portion and the insulator portion were mixed on the surface, and a developer carrier (effective rubber hardness: 38 degrees) having a smooth surface was obtained.

【0021】この例の現像ローラ1を感光体ドラム3に
接触配置し、且つ、上記の実施例に係る具体例と同様の
パルス電圧を印加して、接触現像を行なったところ、現
像ローラ1からのトナーの転写率が90乃至95%で、
地カブリも発生すること無く、濃度が高く、階調性や線
図の再現性も優れた画像を得ることが出来た。尚、この
現像ローラ1を用いる場合に、該ローラ1の感光体ドラ
ム3に対する線速比を1対1.08乃至1対1.1に設
定することが望ましく、又、印加バイアスは、2波長分
の休止間隔T1と1波長分の印加時間T2とを有するも
の、又は、1波長分の休止間隔T1と2波長分の印加時
間T2とを有するものが地カブリ防止上特に良好な結果
を得ることが出来た。
When the developing roller 1 of this embodiment is disposed in contact with the photosensitive drum 3 and the same pulse voltage as in the specific example according to the above embodiment is applied to perform the contact development, the developing roller 1 The toner transfer rate is 90 to 95%,
An image having high density, excellent gradation and reproducibility of a diagram could be obtained without occurrence of background fog. When the developing roller 1 is used, the linear velocity ratio of the roller 1 to the photosensitive drum 3 is desirably set to 1: 1.08 to 1: 1.1, and the applied bias is set to two wavelengths. those having a minute pause interval T 1 between 1 and application time T 2 of the wavelengths, or pause interval T 1 of the one wavelength and the things fogging prevention and a application time T 2 of the two wavelengths particularly good Results were obtained.

【0022】次に、図7を用いて、表面に多数の微小電
界を形成する現像ローラ1の更に他の変形例を用いた現
像装置について説明する。この現像装置は現像ローラの
構成が上記実施例と異なる点を除き基本的には上記の実
施例に係る現像装置と同一の構成であるが、ここでは、
トナーを正極性に帯電させる例を示す。図7(a)に摸
式的に拡大して示すように、本実施例の現像ローラ1
は、例えばAl、Fe、Cu等の金属性の導電性ローラ
10より成る基体と、その周囲表面に固着された中抵抗
体12及び高抵抗体11とからなる表面層とから構成さ
れている。図7(b)は各誘電体を摸式的に拡大して示
した現像ローラの平面図、(c)は(b)のIV−IV線断
面図、(d)は現像ローラ表面の近傍に形成される微小
閉電界の電気力線を示すした説明図である。中抵抗体1
2の抵抗率は、導電性の基体表面(本例では導電性ロー
ラ10)の抵抗率よりも高く、例えば103〜108Ωcm
程度に設定され、高抵抗体11の抵抗率は、中抵抗体1
2の抵抗率よりもさらに高く、例えば103〜1015Ωc
m程度に設定されている。両抵抗体11,12は、かか
る抵抗率を有する誘電体から構成されているのである。
図7(b)では両抵抗体11と12を識別しやすくする
ため、高抵抗体11に対して横線を付して示してあるが
(図11(a)乃至図11(d)も同じ)、この図並び
に図7(a)及び図7(c)から判るように、高抵抗体
11と中抵抗体12は規則的に(又は不規則状態であっ
てもよい)に配置され、これらが現像ローラ1の表面に
露出している。各中抵抗体12と高抵抗体11の形状は
適宜設定できるが、その表面形状を図7(b)に例示す
る如く矩形とした場合は、その一辺の長さD1、D2は
例えば10乃至500μm程度の適宜な値に設定するこ
とができる。このような抵抗体11,12のサイズに関
する値や、その抵抗率は、後述する閉電界の強度を高
め、現像ローラ1上に最適な量のトナーを担持させるこ
とができるように、適宜選択される。また本実施例で
は、高抵抗体11と中抵抗体12として、トナーの帯電
極性と反対の極性、すなわち負極性に摩擦帯電される材
質のものが選択されている。トナー担持体がベルトから
成るときは、このベルトの導電性の基体表面に中抵抗体
と高抵抗体が前述の状態で積層固定される。一方、現像
ローラ1に接するトナー供給ローラ8は、現像ローラ1
の高抵抗体11と中抵抗体12に接触して、これらをト
ナーの帯電極性と反対の極性(負極性)に摩擦帯電させ
る材料から構成されている。図7(a)に示した例で
は、トナー供給ローラ8が、導体の芯部材14とそのま
わりに積層された円筒状の発泡体(例えばポリウレタン
発泡体)15より成り、この発泡体15が弾性変形しな
がら現像ローラ1に圧接しており、かかるトナー供給ロ
ーラ8を用いた場合には、発泡体15を、上述のように
抵抗体11,12を負極性に摩擦帯電させる材料によっ
て構成すればよい。発泡体15の代りに、例えばファー
ブラシ等、それ自体公知のものを用いることもできる。
Next, with reference to FIG. 7, a description will be given of a developing device using a further modified example of the developing roller 1 for forming a large number of minute electric fields on the surface. This developing device has basically the same configuration as the developing device according to the above-described embodiment except that the configuration of the developing roller is different from that of the above-described embodiment.
An example in which the toner is charged to a positive polarity will be described. As shown schematically in FIG. 7A, the developing roller 1 according to this embodiment is enlarged.
Is composed of a base made of a conductive roller 10 made of a metal such as Al, Fe, Cu, and the like, and a surface layer made up of a medium resistance body 12 and a high resistance body 11 fixed to the peripheral surface thereof. FIG. 7B is a plan view of the developing roller schematically showing each dielectric material in an enlarged scale, FIG. 7C is a cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG. 7B, and FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing electric lines of force of a minute closed electric field formed. Medium resistor 1
2 is higher than the resistivity of the conductive substrate surface (the conductive roller 10 in this example), for example, 10 3 to 10 8 Ωcm.
The resistivity of the high-resistance element 11 is set to about
2 higher than the resistivity, for example, 10 3 to 10 15 Ωc
It is set to about m. Both resistors 11 and 12 are made of a dielectric material having such a resistivity.
In FIG. 7B, a horizontal line is shown with respect to the high-resistance body 11 in order to make it easy to distinguish the two resistance bodies 11 and 12 (the same applies to FIGS. 11A to 11D). As can be seen from this figure and FIGS. 7 (a) and 7 (c), the high resistance body 11 and the medium resistance body 12 are arranged regularly (or may be in an irregular state). It is exposed on the surface of the developing roller 1. The shape of each of the middle resistor 12 and the high resistor 11 can be set as appropriate. When the surface shape is rectangular as illustrated in FIG. 7B, the lengths D1 and D2 of each side are, for example, 10 to 500 μm. It can be set to an appropriate value of the degree. The values relating to the sizes of the resistors 11 and 12 and the resistivity thereof are appropriately selected so that the intensity of a closed electric field described later can be increased and an optimal amount of toner can be carried on the developing roller 1. You. In this embodiment, the high resistance element 11 and the medium resistance element 12 are made of a material having a polarity opposite to the charging polarity of the toner, that is, a material that is frictionally charged to a negative polarity. When the toner carrier comprises a belt, a medium resistor and a high resistor are laminated and fixed on the surface of the conductive base of the belt in the above-described state. On the other hand, the toner supply roller 8 in contact with the developing roller 1
Is made of a material that comes into contact with the high-resistance element 11 and the medium-resistance element 12 and frictionally charges them to a polarity (negative polarity) opposite to the charging polarity of the toner. In the example shown in FIG. 7A, the toner supply roller 8 is made up of a conductor core member 14 and a cylindrical foam (for example, polyurethane foam) 15 laminated therearound, and the foam 15 is elastic. When the toner supply roller 8 is used while being pressed against the developing roller 1 while being deformed, the foam 15 may be made of a material that frictionally charges the resistors 11 and 12 to the negative polarity as described above. Good. Instead of the foam 15, a known material such as a fur brush may be used.

【0023】以上の構成において、現像ローラ1の高抵
抗体11と中抵抗体12が、トナー供給ローラ8と接触
し、その摩擦によってトナーの帯電極性と反対の負極性
に帯電される。その際、現像部を通過した現像ローラ周
面の抵抗体11,12に、感光体3の静電潜像の影響に
よる静電的な残像が残っていても、トナー供給ローラ8
との摩擦により、抵抗体11,12がほぼ飽和状態まで
帯電するので、残像はなくなり、現像ローラ1が初期化
される。一方、トナー供給ローラ8の周面に接触しなが
ら現像ローラ1に運ばれるトナー4は、図7(a)に摸
式的に示すようにトナー供給ローラ8との摩擦によって
正極性に摩擦帯電され、現像ローラ1に供給されるが、
このときこの現像ローラ1との摩擦によりさらに正極性
に強く摩擦帯電され、現像ローラ1の周面に静電的に付
着する。このとき、現像ローラ1の高抵抗体11と中抵
抗体12は負極性に摩擦帯電しているが、その抵抗率が
互いに相違するため、図7(d)に摸式的に示すように
高抵抗体11の電荷量の方が中抵抗体11の電荷量より
も多くなり、両者の表面電位に相違が生じる。このた
め、両抵抗体11と12の間には閉電界が形成される。
導電性ローラ10の表面には無数と言える程多数の高抵
抗体11と中抵抗体12が交互に位置しているので、現
像ローラ1の表面には無数の微小閉電界(マイクロフィ
ールド)が現像ローラ表面に一様に分布した状態で形成
される。すなわち、電界の状態を表す電気力線を考えた
場合、現像ローラ1の表面近傍の空間には、図7(d)
に円弧状の多数の線で表したように電気力正Eが形成さ
れ、その電気力線は現像ローラ1から出て同一の現像ロ
ーラ1に戻り、該ローラ5の表面の近傍に多数の閉電界
が形成されるのである。このように電界傾度の大なる電
界が現像ローラの表面近傍に形成される。高抵抗体11
と中抵抗体12の表面サイズは前述のように大変微小で
あるため、各閉電界も微小なものとなり、これにより各
閉電界は所謂エッジ効果ないしはフリンジング効果(周
辺電場効果)によってその強度が大変強くなる。かかる
高強度の閉電界によって、正に帯電したトナーは、図7
(a)に摸式的に示したように高抵抗体11の表面に強
く引かれ、現像ローラ1上に多量に離れ難い状態で保持
される。すなわち帯電したトナーは閉電界の内部に強い
束縛力を与えられ、その電気力線に沿って現像ローラ1
上に保持されるのである。例えばウレタンよりなるドク
ターブレード4によって層厚を規制される。なお、現像
ローラ1の表面近傍には、図7(d)に摸式的に示した
ようにその全体に亘って微小閉電界だけが形成される場
合と、閉電界でない電界が閉電界に混在する場合とが考
えられるが、いずれにしても閉電界が存在するので、そ
の強度が高められ、トナーを多量に担持することができ
る。上述のように、現像ローラ1上に充分に帯電した多
量のトナーを担持してこれを現像領域へ搬送し、これを
現像に供することができるが、その際、現像ローラ1の
表面には中抵抗体12と高抵抗体11が配置され、導電
性ローラの導電面が現像ローラ1の表面に露出していな
い。このため、現像部において、感光体3と現像ローラ
1との間の電荷のリークを確実に抑制でき、感光体3に
形成された静電潜像が乱される不具合を効果的に抑制で
きる。このようにして高品質な可視像を形成することが
できるのである。
In the above configuration, the high resistance element 11 and the medium resistance element 12 of the developing roller 1 come into contact with the toner supply roller 8 and are charged to the negative polarity opposite to the charging polarity of the toner by the friction. At this time, even if an electrostatic residual image due to the effect of the electrostatic latent image on the photoconductor 3 remains on the resistors 11 and 12 on the peripheral surface of the developing roller passing through the developing unit, the toner supply roller 8
Because the resistors 11 and 12 are charged to a substantially saturated state due to the friction between the developing roller and the developing roller 1, the developing roller 1 is initialized. On the other hand, the toner 4 conveyed to the developing roller 1 while being in contact with the peripheral surface of the toner supply roller 8 is frictionally charged to a positive polarity by friction with the toner supply roller 8 as schematically shown in FIG. Is supplied to the developing roller 1,
At this time, the toner is further frictionally charged to a more positive polarity due to the friction with the developing roller 1, and electrostatically adheres to the peripheral surface of the developing roller 1. At this time, the high resistance element 11 and the medium resistance element 12 of the developing roller 1 are triboelectrically charged to the negative polarity. However, since their resistivity is different from each other, as shown schematically in FIG. The amount of charge of the resistor 11 is larger than the amount of charge of the middle resistor 11, and a difference occurs between the surface potentials of the two. Therefore, a closed electric field is formed between the two resistors 11 and 12.
Since a large number of high resistance elements 11 and medium resistance elements 12 are alternately located on the surface of the conductive roller 10 so as to be countless, countless minute closed electric fields (micro fields) are developed on the surface of the developing roller 1. It is formed in a state of being uniformly distributed on the roller surface. That is, in consideration of the lines of electric force representing the state of the electric field, the space near the surface of the developing roller 1 has the configuration shown in FIG.
An electric force positive E is formed as shown by a large number of arc-shaped lines, and the electric force lines exit from the developing roller 1 and return to the same developing roller 1, and a number of closed lines are formed near the surface of the roller 5. An electric field is created. Thus, an electric field having a large electric field gradient is formed near the surface of the developing roller. High resistance 11
Since the surface size of the intermediate resistor 12 is very small as described above, each closed electric field is also very small. As a result, the intensity of each closed electric field is reduced by the so-called edge effect or fringing effect (peripheral electric field effect). Very strong. The toner positively charged by such a high-intensity closed electric field is not charged as shown in FIG.
As shown schematically in FIG. 5A, the high resistance body 11 is strongly pulled on the surface of the high resistance body 11 and is held on the developing roller 1 in a state where it is difficult to separate a large amount. That is, the charged toner is given a strong binding force inside the closed electric field, and the developing roller 1 is moved along the line of electric force.
It is kept above. The layer thickness is regulated by a doctor blade 4 made of, for example, urethane. In the vicinity of the surface of the developing roller 1, only a small closed electric field is formed over the entire surface as schematically shown in FIG. In any case, since a closed electric field is present, the intensity is increased and a large amount of toner can be carried. As described above, a large amount of sufficiently charged toner is carried on the developing roller 1 and transported to the developing area, where it can be used for development. The resistor 12 and the high resistor 11 are arranged, and the conductive surface of the conductive roller is not exposed on the surface of the developing roller 1. For this reason, in the developing section, the leakage of electric charge between the photoconductor 3 and the developing roller 1 can be reliably suppressed, and the problem that the electrostatic latent image formed on the photoconductor 3 is disturbed can be effectively suppressed. Thus, a high quality visible image can be formed.

【0024】なお、本実施例では、高抵抗体11と中抵
抗体12をトナーと逆極性に帯電させたが、トナーの帯
電極性と同極性に両抵抗体11,12を帯電させ、特に
中抵抗体12の表面上に多量のトナーを付着させること
もできる。さらに、中抵抗体12を実質的に帯電させ
ず、高抵抗体11だけを所定の極性に帯電させ、これら
の間に閉電界を形成してトナーを担持させるように構成
することもでき、要は高抵抗体と中抵抗体のうち、少な
くとも高抵抗体を帯電させ、その表面電位の相違により
閉電界を形成してトナーを担持させればよいのである。
In this embodiment, the high resistance element 11 and the medium resistance element 12 are charged to the opposite polarity to the toner. However, both the resistance elements 11 and 12 are charged to the same polarity as the charging polarity of the toner. A large amount of toner can be deposited on the surface of the resistor 12. Further, it is also possible to adopt a configuration in which the medium resistor 12 is not substantially charged, and only the high resistor 11 is charged to a predetermined polarity, and a closed electric field is formed between these members to carry the toner. It is sufficient to charge at least the high-resistance element of the high-resistance element and the medium-resistance element, and form a closed electric field based on the difference in surface potential to carry the toner.

【0025】この例の現像ローラ1を感光体ドラム3に
接触配置し、且つ、上記の実施例に係る具体例と同様の
パルス電圧を印加して、接触現像を行なったところ、現
像ローラ1からのトナーの転写率が80%以上で、地カ
ブリも発生すること無く、濃度が高く、階調性や線図の
再現性も優れた画像を得ることが出来た。
When the developing roller 1 of this embodiment is arranged in contact with the photosensitive drum 3 and the same pulse voltage as in the specific example according to the above embodiment is applied to perform the contact development, the developing roller 1 The transfer rate of the toner was 80% or more, and an image having high density, excellent gradation and reproducibility of a diagram could be obtained without occurrence of background fogging.

【0026】次に、図8を用いて、表面に多数の微小電
界を形成する現像ローラ1の変形例を用いた現像装置に
ついて説明する。この現像装置は現像ローラの構成が上
記実施例と異なる点を除き基本的には上記の実施例に係
る現像装置と同一の構成である。図8に摸式的に拡大し
て示すように、本実施例の現像ローラ1は、導電性基体
上に絶縁性粒子分散した導電性材料からなる表面層が形
成されたものを用いる。この表面は導電性材料からなる
導電体部中に絶縁性粒子が露呈した絶縁体部が混在した
ものになっている。トナー付着は次のようになる。ま
ず、現像を終了した現像ローラ1の表面部分は、現像ロ
ーラ1の矢印の方向の回転によりトナー供給ローラ8と
接触する。ここで現像しなかった非画像部の残トナー
は、トナー供給ローラ8により機械的、電気的にかきと
られ、絶縁体部はトナーの極性と逆極性に摩擦帯電す
る。このとき前の現像による現像ローラ1とトナーの電
荷は、摩擦により一定化され、初期化される。次にトナ
ー供給ローラ8によって運ばれたトナーは、摩擦により
帯電され、主に現像ローラ1の絶縁体部に静電的に付着
する。また、このときの現像ローラ1上の電界は、図1
(b)に示されるようにマイクロフィールド(微小閉電
界)となり、電界傾度の大きい電界となって、トナーを
多層に付着させることが可能となる。また、付着したト
ナーは閉電界となっているので、現像ローラ1側に強く
引かれ離れにくい状態となる。尚、本実施例において
は、絶縁体部をトナーの極性と逆極性に帯電させている
が、トナー供給ローラ40の表面材質を適宜選択してト
ナーの帯電極性都道極性に摩擦帯電させるようにしても
良い。この場合にも、絶縁体部と導電体部との電位差に
よって、同様にマイクロフィールドを形成することが出
来、この場合には主に導電体部上にトナーが付着する。
そして、このトナー層は、更に、トナー層厚規制部材3
0によりトナー層厚が制御され、現像部に達する。現像
部での現像ローラ1と感光体3の間の電界(図1参照)
は、電極効果が大きくなり、現像ローラ1上のトナーは
感光体3に付着し易い電界となり、現像が行なわれる。
Next, a developing device using a modified example of the developing roller 1 for forming a large number of minute electric fields on the surface will be described with reference to FIG. This developing device has basically the same configuration as the developing device according to the above-described embodiment except that the configuration of the developing roller is different from that of the above-described embodiment. As schematically shown in FIG. 8 as a schematic enlarged view, the developing roller 1 of the present embodiment employs a conductive substrate on which a surface layer made of a conductive material in which insulating particles are dispersed is formed. The surface has a conductor portion made of a conductive material mixed with an insulator portion in which insulating particles are exposed. The toner adhesion is as follows. First, the surface portion of the developing roller 1 which has completed the development comes into contact with the toner supply roller 8 by the rotation of the developing roller 1 in the direction of the arrow. Here, the remaining toner of the non-image portion which has not been developed is mechanically and electrically scraped off by the toner supply roller 8, and the insulator portion is frictionally charged to a polarity opposite to the polarity of the toner. At this time, the charges of the developing roller 1 and the toner by the previous development are fixed by friction and initialized. Next, the toner carried by the toner supply roller 8 is charged by friction and adheres mainly to the insulator portion of the developing roller 1 electrostatically. The electric field on the developing roller 1 at this time is as shown in FIG.
As shown in (b), a microfield (small closed electric field) is generated, and the electric field has a large electric field gradient, so that the toner can be adhered in multiple layers. Further, since the adhered toner has a closed electric field, it is strongly pulled toward the developing roller 1 and hardly separated. In the present embodiment, the insulator portion is charged to the polarity opposite to the polarity of the toner. However, the surface material of the toner supply roller 40 is appropriately selected so that the toner is charged to the triboelectric charge polarity. May be. Also in this case, a microfield can be similarly formed by the potential difference between the insulator and the conductor, and in this case, the toner mainly adheres to the conductor.
The toner layer further includes a toner layer thickness regulating member 3.
0 controls the toner layer thickness and reaches the developing section. Electric field between the developing roller 1 and the photoconductor 3 in the developing section (see FIG. 1)
In this case, the electrode effect is increased, and the toner on the developing roller 1 becomes an electric field that easily adheres to the photoconductor 3, so that the development is performed.

【0027】本実施例の現像ローラ1について更に詳述
する。本実施例の現像ローラ1は、前述したように、導
電性基体上に絶縁性粒子分散した導電性材料からなる表
面層が形成され、この導電性材料としては、1012Ωcm
以下、好ましくは108Ωcm以下のものが使用できる。
具体的にいうと、有機ポリマー類に導電性付与剤を添加
したものが挙げられる。この場合、有機ポリマー類とし
ては樹脂材料(プラストマー)とゴム材料(エラストマ
ー)がある。また、導電性付与剤としては、金属粉、カ
ーボンブラック、導電性酸化物、無電解めっき物、グラ
ファイト、金属繊維、炭素繊維などが挙げられる。尚、
導電性材料として前記有機ポリマー類中、エラストマー
を用いた場合には、現像ローラ表面層が弾性を有するも
のとなり、剛性のドラム状感光体との当接が容易になっ
て、接触現像が非常に容易になるので、導電性エラスト
マーの使用は特に好ましい。一方、絶縁性粒子材料とし
ては、1013Ωcm以上、好ましくは1014Ωcm以上のも
のが使用される。又、その平均粒径としては、5μm以
上が良い。5μm未満では、微小電界が形成しがたく、
安定したトナーの付与や帯電が得られない。尚、定形、
不定形を問わない。具体的にいうと、アルミナ等の無機
粒子矢エポキシ樹脂等の有機粒子が挙げられる。導電性
材料として前記導電性エラストマーを使用した場合に
は、更にその低硬度を促進するために、絶縁性粒子とし
てエラストマーを用いることが望ましい。絶縁性エラス
トマー粒子を製造するには、エラストマーをドライアイ
スなどで凍結した後、粉砕し粉末化する方法、界面活性
剤などを用いて水性エマルジョンを形成した後、硬かす
る方法など、公知の方法が採用される。導電性材料に対
する絶縁性粒子の添加量は、導電性材料100重量部に
対して、10乃至200重量部の範囲で適宜選択され
る。現像剤担持体の費用面絶縁部の面積は、20乃至6
0%の範囲が好ましく、該担持体作製後この範囲内にな
るように、絶縁性粒子添加量を適宜調整する。
The developing roller 1 of this embodiment will be described in more detail. As described above, in the developing roller 1 of this embodiment, a surface layer made of a conductive material in which insulating particles are dispersed is formed on a conductive substrate. As the conductive material, 10 12 Ωcm
Below, preferably 10 8 Ωcm or less can be used.
To be specific, there may be mentioned those obtained by adding a conductivity-imparting agent to organic polymers. In this case, the organic polymers include a resin material (plastomer) and a rubber material (elastomer). Examples of the conductivity-imparting agent include metal powder, carbon black, conductive oxide, electroless plating, graphite, metal fiber, and carbon fiber. still,
When an elastomer is used in the organic polymers as the conductive material, the surface layer of the developing roller becomes elastic, and the contact with the rigid drum-shaped photoreceptor becomes easy, so that the contact development becomes very The use of conductive elastomers is particularly preferred, as this makes it easier. On the other hand, as the insulating particle material, a material having a resistivity of 10 13 Ωcm or more, preferably 10 14 Ωcm or more is used. The average particle size is preferably 5 μm or more. If it is less than 5 μm, it is difficult to form a minute electric field,
Stable toner application and electrification cannot be obtained. In addition, fixed form,
Irrespective of irregular shape. Specifically, inorganic particles such as alumina and organic particles such as epoxy resin are exemplified. When the conductive elastomer is used as the conductive material, it is desirable to use the elastomer as the insulating particles in order to further promote the low hardness. In order to produce the insulating elastomer particles, known methods such as a method of freezing the elastomer with dry ice or the like, pulverizing and pulverizing, forming an aqueous emulsion using a surfactant or the like, and then hardening the emulsion. Is adopted. The amount of the insulating particles to be added to the conductive material is appropriately selected in the range of 10 to 200 parts by weight based on 100 parts by weight of the conductive material. The cost of the developer carrier is 20 to 6
The range of 0% is preferable, and the amount of the insulating particles added is appropriately adjusted so as to be within this range after the preparation of the carrier.

【0028】本実施例の現像ローラ20を作製するに
は、例えば前記の導電性材料に前記の絶縁性粒子を、ボ
ールミル、練り込みなど通常の分散方法に基づいて添加
した後、該混合材料を射出成型、押出し成型、スプレー
コーティング、ディッピングなどの工法により、SU
S、鉄、Alなどの金属ローラに代表される導電性基体
上に成型し、その後表面が平滑になるように研磨を施す
ことによって製作する。なお、導電性材料と導電性基体
との接着性を向上するために、プラストマーを使用する
ことも可能であり、この場合プラストマーは導電性であ
ることが望ましい。
In order to manufacture the developing roller 20 of this embodiment, for example, the insulating particles are added to the conductive material based on a normal dispersion method such as ball milling or kneading, and then the mixed material is added. Injection molding, extrusion molding, spray coating, dipping, etc.
It is manufactured by molding on a conductive substrate typified by a metal roller of S, iron, Al or the like, and then polishing the surface so as to be smooth. Note that a plastomer can be used in order to improve the adhesion between the conductive material and the conductive substrate. In this case, the plastomer is preferably conductive.

【0029】以下、具体例について説明する。なお、部
は重量基準である。 導電性塗料 100部 〔商品名:Electrodag 440(日本アチソン社製)(固形分70%;Ni粒子含有 アクリル樹脂)〕 アクリル樹脂 50部 (平均粒径80μm) 希釈剤 200部 〔(商品名SB-1(日本アチソン社製)〕 上記処方の塗工液を、SUS製金属ローラにスプレーコーテ
ィングにより塗工し、80℃/1時間乾燥後、研磨し
て、膜厚100μmの表面層を備えた現像ローラを作製
した。
Hereinafter, specific examples will be described. Parts are by weight. Conductive paint 100 parts [Product name: Electrodag 440 (manufactured by Acheson Japan) (solid content 70%; acrylic resin containing Ni particles)] Acrylic resin 50 parts (average particle size 80 μm) Diluent 200 parts [(trade name SB- 1 (manufactured by Acheson Japan Co., Ltd.)] The coating solution having the above formulation is applied to a SUS metal roller by spray coating, dried at 80 ° C. for 1 hour, polished, and developed with a surface layer having a thickness of 100 μm. A roller was made.

【0030】この例の現像ローラ1を感光体ドラム3に
100乃至150μmの間隙をおいて対向配置し、且
つ、上記の実施例に係る具体例と同様のパルス電圧を印
加して、非接触現像を行なったところ、現像ローラ1か
らのトナーの転写率が70%以上で、地カブリも発生す
ること無く、濃度が高く、階調性や線図の再現性も優れ
た画像を得ることが出来た。又、絶縁性粒子が不規則に
露出しているので、現像ローラ1表面の電位分布パター
ンに起因する画像上の模様も生じないで、均一なベタ濃
度を得ることが出来た。
The developing roller 1 of this embodiment is disposed opposite to the photosensitive drum 3 with a gap of 100 to 150 μm, and the same pulse voltage as in the specific example according to the above-described embodiment is applied. Is performed, the transfer rate of the toner from the developing roller 1 is 70% or more, an image with high density, excellent gradation and reproducibility of a diagram can be obtained without occurrence of background fog. Was. In addition, since the insulating particles were irregularly exposed, a uniform solid density could be obtained without causing any pattern on the image due to the potential distribution pattern on the surface of the developing roller 1.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明は、現像剤を担持する現像剤担持
体として、表面に多数の微小電界を形成する現像剤担持
体を用い、電圧印加手段で現像剤担持体と静電潜像担持
体が互いに対向する現像部に断続的な交互電界を形成し
て、該静電潜像担持体上の電位と該現像剤担持体上の電
位と該電圧印加手段によって形成される電界との相互関
係で決定される電界により現像剤の移動を制御し、これ
により、静電潜像担持体上の静電潜像に応じて適量の現
像剤を付着させるので、階調性を維持しつつ画像濃度を
向上させ且つ画像の線部の太りや地カブリも防止するこ
とが出来、これにより、高画質の画像を得ることが出来
るという優れた効果がある。
According to the present invention, a developer carrier for forming a large number of small electric fields on its surface is used as a developer carrier for carrying a developer, and the developer carrier and the electrostatic latent image carrier are applied by a voltage applying means. The body forms an intermittent alternating electric field in a developing section opposed to each other, and the electric field formed on the electrostatic latent image carrier, the potential on the developer carrier, and the electric field formed by the voltage applying means are changed. The movement of the developer is controlled by the electric field determined by the relationship, whereby an appropriate amount of the developer is attached in accordance with the electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier, so that the image quality is maintained while maintaining the gradation. It is possible to improve the density and to prevent thickening of the line portion of the image and fogging of the background, thereby providing an excellent effect that a high quality image can be obtained.

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

【図1】本発明の実施例の現像装置の全体概略を示す側
断面図である。
FIG. 1 is a side sectional view schematically showing an entire developing device according to an embodiment of the present invention.

【図2】(a)はその現像ローラの一例の外観を示す斜
視図であり、(b)はその外層部の拡大断面図である。
FIG. 2A is a perspective view showing an appearance of an example of the developing roller, and FIG. 2B is an enlarged sectional view of an outer layer portion thereof.

【図3】絶縁性領域面近傍に形成される微小閉電界の電
気力線を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing electric lines of force of a minute closed electric field formed near the surface of an insulating region.

【図4】(a)乃至(c)は互いに異なる幅の絶縁性領
域面を備えた3つの現像ローラの表面を拡大した様子を
示す図である。
FIGS. 4A to 4C are diagrams illustrating an enlarged view of the surfaces of three developing rollers having insulating region surfaces having different widths from each other.

【図5】現像ローラの他の変形例を示すものであり、
(a)はその現像ローラの各誘電体とトナー粒子を摸式
的に拡大して示した説明図、(b)及び(c)はその製
造工程の説明図である。
FIG. 5 illustrates another modification of the developing roller.
(A) is an explanatory diagram schematically showing each dielectric and toner particles of the developing roller in an enlarged scale, and (b) and (c) are explanatory diagrams of the manufacturing process.

【図6】更に他の変形例に係る現像ローラの各誘電体と
トナー粒子を摸式的に拡大して示した説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram schematically showing enlarged dielectrics and toner particles of a developing roller according to still another modification.

【図7】現像ローラの変形例を示すものであり、(a)
はその現像ローラの各誘電体とトナー粒子を摸式的に拡
大して示した説明図、(b)は同現像ローラの各誘電体
を摸式的に拡大して示した平面図、(c)は(b)のIV
−IV線断面図、(d)は同現像ローラ表面の近傍に形成
される微小閉電界の電気力線を示す説明図である。
FIGS. 7A and 7B show a modified example of the developing roller, and FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing enlarged dielectrics and toner particles of the developing roller, FIG. 4B is a plan view schematically showing enlarged dielectrics of the developing roller, and FIG. ) Is IV of (b)
FIG. 4D is a cross-sectional view taken along line IV, and FIG. 4D is an explanatory diagram showing electric lines of force of a minute closed electric field formed near the surface of the developing roller.

【図8】更に他の変形例に係る現像ローラの表面の部分
断面図である。
FIG. 8 is a partial sectional view of a surface of a developing roller according to still another modification.

【図9】現像バイアスの一例を示す波形図である。FIG. 9 is a waveform chart showing an example of a developing bias.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 現像ローラ , 2 現像
装置 3 感光体ドラム , 4 ブレ
ード部材 5 トナータンク , 6 アジ
テータ 7 トナー , 8 トナ
ー供給ローラ 9 現像バイアス印加手段 , 10 導電
性ローラ 11 高抵抗体 12 中抵抗体 , 21 導電
性領域面 22 絶縁性領域面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Development roller, 2 Developing device 3 Photoconductor drum, 4 Blade member 5 Toner tank, 6 Agitator 7 Toner, 8 Toner supply roller 9 Developing bias application means, 10 Conductive roller 11 High resistance element 12 Medium resistance element, 21 Conductivity Area plane 22 Insulating area plane

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 榎木 繁和 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (72)発明者 冨田 潤子 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 昭55−62469(JP,A) 特開 昭60−37563(JP,A) 特開 昭61−198170(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/08 - 15/09 G03G 9/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Shigekazu Enoki 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Co., Ltd. (72) Inventor Junko Tomita 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo No. Ricoh Co., Ltd. (56) References JP-A-55-62469 (JP, A) JP-A-60-37563 (JP, A) JP-A-61-198170 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G03G 15/08-15/09 G03G 9/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】静電潜像を担持する静電潜像担持体と現像
剤を担持した現像剤担持体とを現像部において対向さ
せ、該現像部において電圧印加手段でバイアスを印加し
て現像をおこなう現像装置において、 該現像担持体として、表面に、導電体部と、導電性発泡
体層の表面近傍の発泡セル中に形成された誘電体部と
が、微小面積で混在すると共に、少なくとも、該誘電体
の該表面における露呈部が現像剤の極性と逆極性または
同極性に帯電されて該表面に多数の微小電界を形成する
現像剤担持体を用い、 該電圧印加手段として、該現像部に断続的な交互電界を
形成する電圧印加手段を用い、 該静電潜像担持体上の電位と、該電圧印加手段によって
形成される電界と、該現像剤担持体上の電界との相互関
係で決定される電界により現像剤の移動を制御すること
を特徴とする現像装置。
An electrostatic latent image carrier for carrying an electrostatic latent image and a developer carrier for carrying a developer are opposed to each other in a developing section, and a bias is applied by a voltage applying means in the developing section to perform development. In the developing device, a conductive portion and a conductive foam are formed on the surface as the developing carrier.
A dielectric part formed in a foam cell near the surface of the body layer;
Are mixed in a small area, and at least the dielectric
The exposed portion on the surface of the developer has a polarity opposite to that of the developer or
Using a developer bearing member is charged with the same polarity to form a large number of fine field to the surface, as the voltage application means, using a voltage application means for forming an intermittent alternating electric field to the developing unit, the electrostatic The movement of the developer is controlled by an electric field determined by a correlation between an electric potential on the latent image carrier, an electric field formed by the voltage applying means, and an electric field on the developer carrier. Developing device.
【請求項2】上記微小電界が閉電界であることを特徴と2. The method according to claim 1, wherein the minute electric field is a closed electric field.
する請求項1の現像装置。The developing device according to claim 1, wherein
【請求項3】上記誘電体部を所定極性に摩擦帯電させる3. The frictional charging of the dielectric portion to a predetermined polarity.
摩擦帯電手段を設けたことを特徴とする請求項1又は23. The method according to claim 1, wherein a frictional charging unit is provided.
の現像装置。Developing device.
【請求項4】上記現像剤担持体に担持されて上記現像部4. The developing unit supported by the developer carrier
に搬送される現像剤の層厚を規制する層厚規制手段を設Is provided to regulate the layer thickness of the developer conveyed to the
け、Ke 上記摩擦帯電手段を、該層厚規制手段よりも現像剤搬送The frictional charging means is transported more developer than the layer thickness regulating means.
方向上流側であって、上記現像部よりも現像剤搬送方向Direction upstream side and the developer transport direction relative to the developing section.
下流側に位置したこを特徴とする請求項3の現像装置。4. The developing device according to claim 3, wherein the developing device is located downstream.
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