JP3952120B2

JP3952120B2 - Development device

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Publication number: JP3952120B2
Application number: JP2000140353A
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Inventors: 岡村岳彦; 金英憲
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-05-12
Filing date: 2000-05-12
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2020-05-12
Also published as: JP2001318527A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電複写機やプリンタ等の画像形成装置に用いられる現像装置の技術分野に属し、特に、現像ローラに接触して前記潜像担持体へ搬送する現像剤を規制し現像ローラ上に現像剤の薄層を形成する規制部材を少なくとも備えている現像装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、静電複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、感光体等の潜像担持体に担持された静電潜像を現像装置の現像剤により現像した後、この現像された潜像担持体上の像を紙等の記録媒体に転写し、更に記録媒体に転写した転写像を定着することにより、画像を得るようになっている。
【０００３】
このような画像形成装置における従来の現像装置には、表面に現像剤を担持して潜像担持体へ搬送する現像ローラと、この現像ローラに接触して潜像担持体へ搬送する現像剤を規制し現像ローラ上に現像剤の薄層を形成する規制部材とを少なくとも備えている現像装置がある。この現像装置においては、規制部材により、帯電された一成分現像剤が規制されて現像ローラ上に形成されたこの現像剤の薄層を現像ローラによって潜像担持体の方へ搬送し、この薄層化された一成分現像剤で潜像担持体上の静電潜像を現像するようになっている。その場合、現像ローラとしてアルミや鉄系の金属ローラが用いられるが、特に、加工が容易でかつ安価なことからアルミの金属ローラが多く用いられている。
【０００４】
ところで、現像装置における現像ローラはその機能として、▲１▼ 現像剤の搬送、▲２▼ 現像剤の帯電、および▲３▼ 現像バイアスの放電防止が求められる。
そこで、現像剤の搬送性および現像剤の帯電性を向上するために、従来、金属ローラの表面にサンドブラスト処理を施して凹凸を形成するとともに、その凹凸面にニッケルめっき等の金属めっき処理を施した担持体ロール（すなわち、現像ローラ）が特公平６ー４６３３１号公報により提案されている。この公告公報に開示されている担持体ロールによれば、担持体ロールの表面に形成された凹凸面が現像剤の搬送能力を力学的に高めることができ、現像剤の搬送性が向上する。しかも、この凹凸面により現像剤との接触面積が増大するため、現像剤の帯電性が向上する。そして、金属ローラの凹凸面に金属めっき処理を施すことで、金属ローラの凹凸面の耐摩耗性が向上されている。
【０００５】
また、現像バイアスの放電を防止するために、従来、比抵抗が所定の値に設定された現像ローラが提案されている。例えば、導電性粉末を分散した樹脂で成形され、比抵抗が１０⁴〜１０¹²Ωcmの範囲の円筒状の剛性体の内面に導電膜を形成するか、あるいはこの内面に１０⁷Ωcm以下の導電性塗料を塗布した非磁性一成分トナーの担持体（つまり現像ローラ）が特公平２ー２６２２６号公報により提案されている。また、比抵抗１０⁴〜１０¹²Ωcmのアルミナ等のセラミックで形成された層厚が１００〜１０００μｍの半導電層を、表面に形成された非磁性一成分トナーのトナー担持体（つまり現像ローラ）が特許第２７０５０９０号公報により提案されている。これらの公報に開示されている非磁性一成分トナーの担持体によれば、少なくともその表面が所定の抵抗を有しているため、現像バイアスの放電が効果的に防止されて画像欠陥を防止できる。
【０００６】
一方、前述の特公平２ー２６２２６号公報および特許第２７０５０９０号公報にも開示されているように、従来、現像装置においては、直流電圧に交流電圧を重畳させた現像バイアスを用いることで、潜像担持体の非画像部へのトナー付着（いわゆる、かぶり）を防止し、かつ適度なエッジ効果を持たせることともに、階調性を向上させるようにすることが行われている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特公平６ー４６３３１号公報に開示されている担持体ロールでは、サンドブラスト処理で凹凸が形成された表面に金属めっき処理が実施される。このめっき処理により、凹凸面にめっき材が盛られるようになる。このため、サンドブラスト処理による鮮明な凹凸形状がめっき材により変形し、凸部つまり互いに隣接する凹の境のエッジ（稜線）がくずれて凹凸が不鮮明になってしまう。したがって、せっかくサンドブラスト処理で鮮明な凹凸を形成し、この凹凸面の耐摩耗性を向上しても、金属めっきにより凹凸が不鮮明になることから、現像ローラ表面の凹凸による搬送性向上の効果および帯電性の向上の効果を十分にかつ確実に得ることはできないという問題がある。
【０００８】
また、特公平２ー２６２２６号公報に開示されている、導電性粉末を分散した樹脂で成形された担持体では、導電性粉末が分散していることからその分散状態の影響を受け易いため、担持体の表面に均一に抵抗を有するようにすることは難しく、画像に濃度むらが生じる問題がある。
更に、特許第２７０５０９０号公報にも開示されている、セラミックからなる１００〜１０００μｍの半導電層が形成されたトナー担持体では、半導電層がセラミック粒子をアーク放電によって溶融させ、これをトナー担持体の基材に吹き付けることで形成されるため、製造が面倒であり、コストが高いという問題がある。
【０００９】
そのうえ、現像ローラには前述の▲１▼〜▲３▼からなる３つの機能をより一層確実に持たせるようにすることが望まれるが、そこで、前述の各公報に記載されている技術的事項を組み合わせることにより、これらの３つの機能を現像ローラに持たせるようにすることが考えられる。しかし、このように各公報記載のものを組み合わせることにより、現像ローラに前述の３つの機能を持たせるようにした場合、次のような問題がある。
【００１０】
すなわち、特公平６ー４６３３１号公報記載のものと特公平２ー２６２２６号公報記載のものとを組み合わせようとした場合は、特公平２ー２６２２６号公報記載の導電性粉末を分散した樹脂で成形された担持体は金属担持体ではなく、特公平６ー４６３３１号公報記載のサンドブラスト処理による凹凸の形成およびその凹凸面の耐摩耗性を向上させる処理を行うことは難しいという問題がある。したがって、特公平６ー４６３３１号公報記載のものと特公平２ー２６２２６号公報記載のものとを組み合わせることができなく、前述の３つの機能を現像ローラにより一層確実に持たせることはきわめて困難である。
【００１１】
また、特公平６ー４６３３１号公報記載のものと特許第２７０５０９０号公報記載のものとを組み合わせようとした場合は、特公平６ー４６３３１号公報記載のものの凹凸面に、特許第２７０５０９０号公報記載のものアーク放電によって溶融されたセラミックからなる半導電層が形成されることになる。このため、前述の特公平６ー４６３３１号公報記載の凹凸面に金属めっきが施される場合と同様に、互いに隣接する凹部の境のエッジ（稜線）がくずれて凹凸が不鮮明になってしまうという問題がある。したがって、特公平６ー４６３３１号公報記載のものと特許第２７０５０９０号公報記載のものとを組み合わせることはできなく、この場合にも前述の３つの機能を現像ローラにより一層確実に持たせることはきわめて困難である。
【００１２】
しかも、前述の３つの公報に記載されている現像装置は、いずれも、トナーの薄層を形成する規制部材が現像ローラに接触する現像装置であるが、このような現像装置では、規制部材によって規制されて潜像担持体の方へ搬送されないトナーの一部が現像ローラの表面に付着し、フィルミングが発生し易いという問題がある。
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、現像剤の搬送機能、現像剤の帯電機能、および現像バイアスの放電防止機能の３つの機能をより一層確実に発揮することのできる現像ローラを備えるとともに、この現像ローラのフィルミングを防止でき、しかも現像ローラを簡単にかつ安価に形成できる接触現像式の現像装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明は、表面に現像剤を担持して潜像担持体へ搬送する現像ローラと、この現像ローラに接触して前記潜像担持体へ搬送する現像剤を規制し現像ローラ上に現像剤の薄層を形成する規制部材とを少なくとも備えている現像装置において、前記現像ローラが金属ローラから形成されており、この金属ローラは、少なくとも現像剤担持領域の表面にサンドブラスト処理により凹凸が形成されているとともに、更に少なくとも凹凸形成部分がアルマイト処理を施されており、前記現像ローラに現像バイアスが印加されるとともに、この現像バイアスは直流に交流が重畳されて形成されており、前記現像バイアスの電位が前記潜像担持体の非画像領域に設定される電位より前記潜像担持体の画像領域に設定される電位側に設定され、前記潜像担持体の非画像領域に設定される電位を超えて前記潜像担持体の画像領域に設定される電位と反対側には設定されないことを特徴としている。
【００１５】
【作用】
このように構成された本発明の現像装置においては、現像ローラを構成する金属ローラの少なくとも現像剤担持体部分の表面に、サンドブラスト処理により隣接する凹部と凹部との境のエッジ（稜線）が明瞭に形成される。そして、この金属ローラの凹凸形成部分がアルマイト処理（陽極酸化処理）を施され、金属ローラの凹凸形成部分の表面に酸化皮膜が形成される。このとき、アルマイト処理による電気分解反応がほとんど金属ローラの表面から内部に浸透するので、表面に形成される酸化皮膜の厚みは薄い。このため、酸化皮膜が金属ローラの表面に形成されても、サンドブラスト処理による凹凸形状がこの酸化皮膜で阻害されることはなく、アルマイト処理後の凹凸形状は、ほぼサンドブラスト処理による凹凸形状に保持されるようになる。したがって、現像ローラ表面の凹凸形状におけるエッジ（稜線）効果により現像剤の搬送がより一層確実となり、現像剤の搬送性が向上する。
【００１６】
また、サンドブラスト処理による凹凸形状におけるエッジ（稜線）が保持されることにより、現像ローラにおける現像剤の粒子との接触面積が増大する。これにより、現像ローラと現像剤の粒子との摩擦が十分に行われ、現像剤の粒子が効果的に摩擦帯電するようになる。したがって、現像剤の帯電性が向上する。
【００１７】
更に、アルマイト処理で形成された酸化被膜により現像ローラの表面が硬くなるため、現像ローラの耐摩耗性および機械強度がともに向上する。その場合、アルマイト処理における電気分解の水溶液を比較的低い温度にするとともに、ゆっくり処理を行うことで、現像ローラの表面がより一層硬くなる。
【００１８】
しかも、この酸化被膜は、多数の微細孔を有する厚い多孔層と、緻密で非常に薄い活性層とからなるセル構造となっている。その場合、活性層は電気抵抗を有しているため、電気抵抗の比較的小さい金属ローラ表面にアルマイト処理により電気抵抗層が形成され、金属ローラは所定の電気抵抗を有するようになる。このとき、金属ローラの表面は均一にアルマイト処理されるので、電気抵抗が金属ローラのアルマイト処理部分の全面にわたってより均一に得られるようになる。これにより、現像ローラの材料として予め所定の電気抵抗を有する特別な材料を用いる必要がないので、現像ローラが、所定の大きさの均一な電気抵抗を有する金属ローラから安価にかつ簡単に形成されるようになる。
【００１９】
また、現像ローラに現像バイアスが印加されるが、アルマイト処理により現像ローラ表面には電気抵抗層が形成されているので、現像ローラが潜像担持体に接触していても、現像ローラから潜像担持体への現像バイアスの放電が効果的に防止されるようになる。
【００２０】
しかも、現像ローラに印加される現像バイアスが直流に交流が重畳されて形成される。そして、この交流を適宜制御することにより、潜像担持体への現像バイアスの放電を防止することが可能となり、前述の電気抵抗による現像バイアスの放電防止に加え、現像バイアスの放電がより一層効果的に防止されるようになる。
【００２１】
特に、本発明においては、現像バイアスの電位が潜像担持体の非画像領域に設定される電位より、潜像担持体の画像領域に設定される電位側となるように設定されているので、現像ローラから潜像担持体への現像バイアスの放電が更に効果的に防止されるとともに、潜像担持体の非画像領域に現像剤の付着が抑制されて、現像剤のかぶりが防止される。
【００２２】
また、現像ローラが所定の大きさの均一な電気抵抗を有することから、現像バイアスによる現像剤への過剰電荷注入が防止されるようになる。
こうして、本発明の現像装置においては、現像ローラが前述の３つの機能をより確実に有するようになる。したがって、本発明の現像装置は、濃度むら等の画像欠陥のない高品質の画像を長期にわたって得られるようになる。
更に、交流が重畳されることにより、画像に適度なエッジ効果が付与されるとともに、画像の均一な中間色が再現され、階調性が向上する。
なお、多孔層は多数の微細孔のため異物が付着され易くしかも腐食され易いので、これらの多数の微細孔を封じる封孔処理を行うことで多孔層を不活性化し、環境安定性が向上するようになる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の現像装置の実施の形態の一例を模式的に示す図である。
図１に示すように、この例の現像装置１は、静電潜像が形成される潜像担持体である感光体２と、現像剤であるトナー３を担持して感光体２に搬送する現像ローラ４と、この現像ローラ４にトナー３を供給する供給ローラ５と、この供給ローラ５から供給され現像ローラ４によって搬送されてくるトナー３を規制する規制部材６とを備えている。この現像装置１は、現像ローラ４が感光体２に接触された接触現像方式の現像装置とされているとともに、現像ローラ４の周速が感光体２の周速より大きく設定されている（周速比＝現像ローラ４の周速／感光体２の周速＞１）。
【００２４】
現像ローラ４はアルミニウムからなる金属ローラからなり、この金属ローラの表面の少なくともトナー３の担持領域（つまり、トナー搬送領域）にサンドブラスト処理が施されている。このサンドブラスト処理により、金属ローラの表面には凹凸面が形成されている。図２に示すように、この凹凸面は凸部つまり互いに隣接する凹部４ａの境のエッジ（稜線）４ｂが明瞭に形成されている。
【００２５】
更に、金属ローラの少なくともサンドブラスト処理部分には、アルマイト処理が施されている。このようにアルマイト処理が金属ローラの表面に施されると、電気分解の反応が金属ローラの内部に浸透するようになるので、金属ローラの表面には比較的薄い酸化被膜が形成される。この酸化被膜は所定の電気抵抗を有するとともに所定の硬度を有しているので、電気抵抗のきわめて小さなアルミニウムの金属ローラの表面部分は所定の電気抵抗を有するとともに、所定の硬度を有している。このとき、アルマイト処理における電気分解の水溶液を比較的低い温度にするとともに、ゆっくり処理を行うことで、現像ローラ４の表面をより一層硬くすることができる。
【００２６】
また、前述のように金属ローラの表面にアルマイト処理が施されて酸化被膜が形成されても、酸化被膜がきわめて薄いので、サンドブラスト処理によって形成された凹凸面はこの酸化被膜で阻害されず、ほとんど変化しない。したがって、図３に示すようにアルマイト処理後の金属ローラの表面の凹凸形状はほぼサンドブラスト処理による凹凸形状がほぼ保持された形状となっている。
なお、酸化被膜は多数の微細孔からなる多孔層を有するので、これらの多数の微細孔を封じる封孔処理が施されて多孔層が不活性化されて、異物が付着され難くしかも腐食され難くされ、環境安定性が向上されている。
【００２７】
更に、図１に示すようにこの例の現像装置１の現像ローラ４には、従来の現像装置と同様に現像バイアスが印加されている。その場合、この例の現像装置１では、直流電源７の直流と交流電源８の交流とが重畳された現像バイアスが現像ローラ４に印加されている。図４に示すように、感光体２の画像部の電位をＶ_onに（図示例では、接地つまり０Ｖ）に設定し、感光体２の非画像部の電位をＶ_o（図示例では、負電圧）に設定したとき、この現像ローラ４の現像バイアス電位Ｖ_dは、その最大値Ｖ_dmaxが画像部の電位Ｖ_onと等しく設定されているとともに、その最小値Ｖ_dminが非画像部の電位Ｖ_oより大きく設定されている。すなわち、現像バイアス電位Ｖ_dは、非画像部の電位Ｖ_oより画像部の電位Ｖ_on側の所定値に設定されて、非画像部の電位Ｖ_oを超えて画像部の電位Ｖ_onと反対側には設定されない。これにより、現像ローラ４上のトナー３粒子が感光体２の非画像部に付着するのをより効果的に抑制している。
【００２８】
更に、この例の現像装置１で用いられるトナー３は、比較的柔らかいポリエステル樹脂からなるトナー母粒子に比較的硬いシリカからなる外添剤が付着された非磁性一成分トナーとして形成されている。その場合、現像ローラ４の表面の硬さ（硬度）がトナー３の外添剤の硬さ（硬度）より低く設定されている。より具体的には、現像ローラ４の表面の硬度はトナー３の外添剤の硬度に対して、現像ローラ４の表面の凹凸がある程度削られるが極端に削られ過ぎない程度に設定されている。
【００２９】
そのうえ、トナー３はその粒子の球形化度がワーデルの実用球形化度で０.９〜１に設定されて、感光体２上の高精細な潜像を忠実に可視像化するのに好適にされている。このトナー３のワーデルの実用球形化度は、トナー粒子の投影像において粒子の投影面積に等しい面積を有する円の直径と、粒子の投影像に外接する最小円の直径との比で表される数値である。
【００３０】
また、トナー３の球形化度が高精細な潜像の忠実な可視像化に好適であるという理由は、本発明者が提案し、本特許出願人が既に特許出願した特開平９−３１１５４４号公報に開示されているので、この公開公報を参照すれば容易に理解できる。一応、簡単に述べると、その理由は、トナー３の形状をワーデルの実用球形化度で０.９〜１として真球に近似させることによって、現像ローラ４上のトナー３が現像動作で感光体２上にその電位に応じて付着する際、このトナー３の粒子が感光体２上で容易に稠密充填した付着層を形成して、潜像細部の画像輪郭部を忠実にかつ明瞭に再現するようになるからである。
ワーデルの実用球形化度は、光学顕微鏡を備えた画像処理装置（アピオニクス社製）を用いて測定することができるが、その測定要領は前述の特開平９−３１１５４４号公報に記載されていて、この公開公報を参照すれば容易に理解できるので、その説明は省略する。
【００３１】
このように構成されているこの例の現像装置１においては、供給ローラ５から現像ローラ４上に供給されたトナー３は、図１で反時計方向に回転する現像ローラ４によって規制部材６の方へ搬送される。規制部材６に到達したトナー３は、この規制部材６によって感光体２の方へ搬送される量が規制され、余剰トナーが供給ローラ５の方へ戻される。また、規制部材６を通過したトナー３は、現像ローラ４上に所定厚みのトナー薄層３ａが形成される。この薄層化されたトナー３が現像ローラ４によって感光体２の方へ搬送され、このトナー３によって感光体２上の静電潜像が現像され、この感光体２上にトナー像が形成される。
【００３２】
この例の現像装置１によれば、現像ローラ４の表面のアルマイト処理後の凹凸形状をサンドブラスト処理による凹凸形状とほぼ同じ形状にする保持できる。したがって、現像ローラ４の表面の凹凸によりトナー３の搬送をより一層確実にでき、トナー３の搬送性を向上できる。
また、サンドブラスト処理による凹凸形状が保持されるので、現像ローラ４におけるトナー３の粒子との接触面積を増大できる。これにより、現像ローラ４とトナー３の粒子との摩擦が十分に行われ、トナー３の粒子を効果的に摩擦帯電できるようになる。したがって、トナー３の帯電性を向上できる。
更に、アルマイト処理で形成された酸化被膜により現像ローラ４の表面が硬くなるため、現像ローラ４の耐摩耗性および機械強度をともに向上できる。
【００３３】
更に、アルマイト処理による酸化被膜で、電気抵抗の比較的小さいアルミニウムの金属ローラ表面に電気抵抗層が形成されるので、金属ローラに所定の電気抵抗を持たせることができる。このとき、金属ローラの表面が均一にアルマイト処理されるので、電気抵抗を金属ローラのアルマイト処理部分の全面にわたってより均一に得ることができる。これにより、現像ローラ４の材料として予め所定の電気抵抗を有する特別な材料を用いる必要がないので、現像ローラを、所定の大きさの均一な電気抵抗を有する金属から安価にかつ簡単に形成できるようになる。
【００３４】
更に、現像ローラ４の表面の硬さをトナー３の外添剤の硬さより低く設定して現像ローラ４の表面がトナー３の外添剤との摩擦でわずかに削られるかあるいはわずかに欠けるようにしているので、現像ローラ４へのトナー３の付着を抑制して現像ローラ４のフィルミングを防止できるようになる。特に、規制部材６が現像ローラ４に接触する現像装置では、規制部材６が現像ローラ４に接触する位置近傍でトナー３が付着しがちであるが、このように現像ローラ４の表面がトナー３の外添剤の摩擦で削られることで、より効果的に現像ローラ４のフィルミングを防止できる。
しかも、現像ローラ４の表面の凹凸形状におけるエッジ（稜線）がわずかに欠けることにより、現像ローラ４の表面の凹凸形状に新たなエッジ（稜線）を形成できるようになる。
【００３５】
更に、現像ローラ４が所定の大きさの均一な電気抵抗を有することから、現像バイアスによるトナー３への過剰電荷注入を防止できるようになる。特に、この例のような現像ローラ４が感光体２に接触する接触現像方式の現像装置１においては感光体２と現像ローラ４との間に挟圧されるトナー３の粒子の圧力が大きくなるが、この圧力が大きいとトナー３への過剰電荷注入が増進されるようになるため、このような均一な電気抵抗により、より効果的にトナー３への過剰電荷注入が防止される。
こうして、この例の現像装置１の現像ローラ４に前述の３つの機能をより確実に持たせることができるようになる。したがって、この例の現像装置１によれば、濃度むら等の画像欠陥のない高品質の画像を長期にわたって得ることができる。
【００３６】
更に、現像ローラ４に、交流を直流に重畳した現像バイアスを印加しているので、この現像バイアスを適宜制御することにより、現像ローラからの現像バイアスの放電を防止することができる。特に、現像バイアスの最大電位を感光体の非画像領域に設定される電位より低く設定しているので、現像バイアスの放電をより効果的に防止できるとともに、感光体の非画像領域にトナーが付着するのを抑制でき、トナーのかぶりを防止できる。
しかも、直流に交流を重畳することにより、画像に適度なエッジ効果を付与できるとともに、画像の均一な中間色を再現でき、階調性を向上できる。
【００３７】
更に、現像ローラ４の表面の硬さをトナー３の外添剤の硬さより低く設定して現像ローラ４の表面の凹凸がトナー３の外添剤との摩擦でわずかに削られるか、あるいはわずかに欠けるようにしているので、現像ローラ４に付着したトナー３を確実に削り取ることができる。これにより、現像ローラ４へのトナー３の付着を抑制して現像ローラ４のフィルミングを防止できるとともに、凹凸が欠けることで、新たな凹凸ののエッジ（稜線）を形成することができるようになる。
【００３８】
更に、現像ローラ４の周速を感光体２の周速より大きく設定しているので、現像ローラ４が感光体２に接触する現像部において速度差によりトナー３の粒子が転動、摺擦することで、トナー３を効果的に再帯電することができる。これにより、帯電量の少ないトナーの帯電量を増加できるので、感光体２の非画像領域に付着したトナーを現像ローラ４の方へ確実に回収できるとともに、感光体２の画像領域においてトナー３を本来付着すべき位置に確実に付着できるようになり、トナー３の付着位置がずれるという、いわゆる画像のちりを防止できるようになる。
【００３９】
しかも、トナー３の球形化度をワーデルの実用球形化度で０.９〜１に設定し、真球により近いものとなっているので、トナー３の粒子をより確実に転動、摺擦させることができ、トナー３を更に一層効果的に再帯電することができるようになる。これにより、前述と同様にして感光体２の非画像部の現像剤を現像ローラ４の方へ確実に回収できるとともに感光体２の画像領域における画像のちりを防止でき、更に、感光体２上の高精細な潜像を忠実に可視像化することができる。
【００４０】
なお、前述の例の現像装置１では、本発明を接触現像式の現像装置に適用して説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、非接触現像式の現像装置にも適用することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の現像装置によれば、現像ローラの表面のアルマイト処理後の凹凸形状をサンドブラスト処理による凹凸形状とほぼ同じ明瞭なエッジ（稜線）を有する凹凸形状に保持することができる。したがって、現像ローラの表面の凹凸形状におけるエッジ（稜線）効果により現像剤の搬送をより一層確実にでき、現像剤の搬送性を向上できる。
また、サンドブラスト処理による凹凸形状におけるエッジ（稜線）を保持できるので、現像ローラにおける現像剤の粒子との接触面積を増大できる。これにより、現像ローラと現像剤の粒子との摩擦を十分に行うことができ、現像剤の粒子を効果的に摩擦帯電できるようになる。したがって、現像剤の帯電性を向上できる。
【００４２】
更に、アルマイト処理で形成された酸化被膜により現像ローラの表面が硬くなるため、現像ローラの耐摩耗性および機械強度をともに向上できる。
【００４３】
更に、アルマイト処理による酸化被膜で、電気抵抗の比較的小さいアルミニウムの金属ローラ表面に電気抵抗層を形成しているので、金属ローラに所定の電気抵抗を持たせることができる。このとき、金属ローラの表面を均一にアルマイト処理できるので、電気抵抗を金属ローラのアルマイト処理部分の全面にわたってより均一に得ることができる。これにより、現像ローラの材料として予め所定の電気抵抗を有する特別な材料を用いる必要がないので、現像ローラを、所定の大きさの均一な電気抵抗を有する金属から安価にかつ簡単に形成できるようになる。
【００４４】
更に、現像ローラが所定の大きさの均一な電気抵抗を有することから、現像バイアスによる現像剤への過剰電荷注入を防止できるようになる。特に、本発明のような現像ローラが潜像担持体に接触する接触現像方式の現像装置においては潜像担持体と現像ローラとの間に挟圧される現像剤の粒子の圧力が大きくなるが、この圧力が大きいと現像剤への過剰電荷注入が増進されるようになるので、このような均一な電気抵抗により、より効果的に現像剤への過剰電荷注入を防止できる。
【００４５】
更に、現像ローラに、交流を直流に重畳した現像バイアスを印加しているので、この現像バイアスを適宜制御することにより、現像ローラからの現像バイアスの放電を防止することができる。特に、現像バイアスの電位を潜像担持体の非画像領域に設定される電位より潜像担持体の画像領域に設定される電位側となるように設定しているので、現像ローラから潜像担持体への現像バイアスの放電をより効果的に防止できるとともに、感光体の非画像領域に現像剤が付着するのを抑制でき、現像剤のかぶりを防止できる。
こうして、本発明の現像装置の現像ローラに前述の３つの機能をより確実に持たせることができるようになる。したがって、本発明の現像装置によれば、濃度むら等の画像欠陥のない高品質の画像を長期にわたって得ることができる。
【００４６】
更に、直流に交流を重畳することにより、画像に適度なエッジ効果を付与できるとともに、画像の均一な中間色を再現でき、階調性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の現像装置の実施の形態の一例を模式的に示す図である。
【図２】サンドブラスト処理により形成された現像ローラ上の凹凸面を顕微鏡で拡大して示す図である。
【図３】アルマイト処理後の現像ローラ上の凹凸面を顕微鏡で拡大して示す図である。
【図４】現像ローラに印加する、交流が重畳された現像バイアスを示す図である。
【符号の説明】
１…現像装置、２…感光体（潜像担持体）、３…トナー（現像剤）、４…現像ローラ、５…供給ローラ、６…規制部材、７…直流電源、８…交流電源、Ｖ_on…感光体の画像部の電位、Ｖ_o…感光体の非画像部の電位、Ｖ_d…現像バイアス電位、Ｖ_dmax…現像バイアス電位の最大値、Ｖ_dmin…現像バイアス電位の最小値[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention belongs to a technical field of a developing device used in an image forming apparatus such as an electrostatic copying machine or a printer. In particular, the developer that contacts the developing roller and is transported to the latent image carrier is regulated and on the developing roller. Belongs to the technical field of a developing device provided with at least a regulating member for forming a thin layer of developer.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as an electrostatic copying machine or a printer, an electrostatic latent image carried on a latent image carrier such as a photoconductor is developed with a developer of a developing device, and then the developed latent image is carried. An image is obtained by transferring an image on the body to a recording medium such as paper and fixing the transferred image onto the recording medium.
[0003]
A conventional developing device in such an image forming apparatus includes a developing roller that carries a developer on its surface and conveys it to the latent image carrier, and a developer that contacts the developing roller and conveys it to the latent image carrier. There is a developing device that includes at least a regulating member that regulates and forms a thin layer of developer on the developing roller. In this developing device, the charged one-component developer is regulated by the regulating member, and a thin layer of the developer formed on the developing roller is conveyed toward the latent image carrier by the developing roller. The electrostatic latent image on the latent image carrier is developed with a layered one-component developer. In that case, an aluminum or iron-based metal roller is used as the developing roller, but in particular, an aluminum metal roller is often used because it is easy to process and inexpensive.
[0004]
By the way, the function of the developing roller in the developing device is required to (1) transport the developer, (2) charge the developer, and (3) prevent the development bias from discharging.
Therefore, in order to improve developer transportability and developer chargeability, conventionally, the surface of the metal roller is subjected to sand blasting to form irregularities, and the irregular surface is subjected to metal plating treatment such as nickel plating. Japanese Patent Publication No. 6-46331 proposes such a carrier roll (that is, a developing roller). According to the carrier roll disclosed in the official gazette, the uneven surface formed on the surface of the carrier roll can dynamically increase the developer carrying ability, and the developer carrying ability is improved. In addition, the uneven surface increases the contact area with the developer, thereby improving the chargeability of the developer. And the abrasion resistance of the uneven surface of a metal roller is improved by performing a metal plating process to the uneven surface of a metal roller.
[0005]
In order to prevent the discharge of the developing bias, a developing roller having a specific resistance set to a predetermined value has been proposed. For example, it is molded from a resin in which conductive powder is dispersed and has a specific resistance of 10 ^Four -10 ¹² A conductive film is formed on the inner surface of a cylindrical rigid body in the range of Ωcm, or 10 ⁷ Japanese Patent Publication No. 2-26226 proposes a non-magnetic one-component toner carrier (that is, a developing roller) coated with a conductive paint of Ωcm or less. Further, specific resistance 10 ^Four -10 ¹² Japanese Patent No. 2705090 proposes a toner carrier (that is, a developing roller) of a non-magnetic one-component toner formed on a surface of a semiconductive layer made of ceramic such as Ωcm alumina or the like and having a thickness of 100 to 1000 μm. ing. According to the non-magnetic one-component toner carrier disclosed in these publications, since at least the surface thereof has a predetermined resistance, discharge of the developing bias is effectively prevented and image defects can be prevented. .
[0006]
On the other hand, as disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 2-26226 and Japanese Patent No. 2705090, a conventional developing device uses a developing bias in which an AC voltage is superimposed on a DC voltage, thereby developing a latent voltage. In order to prevent toner adhesion (so-called fogging) to a non-image portion of an image carrier and to provide an appropriate edge effect, it is also possible to improve gradation.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the carrier roll disclosed in Japanese Examined Patent Publication No. 6-46331, the metal plating process is performed on the surface on which the unevenness is formed by the sandblasting process. By this plating treatment, the plating material is deposited on the uneven surface. For this reason, the sharp uneven shape by the sandblasting process is deformed by the plating material, and the convex portion, that is, the edge (ridge line) of the adjacent concave boundary is broken, and the unevenness becomes unclear. Therefore, even if sharp ruggedness is formed by sandblasting and the wear resistance of this rugged surface is improved, the ruggedness becomes unclear due to metal plating. There is a problem that the effect of improving the property cannot be obtained sufficiently and reliably.
[0008]
In addition, the carrier disclosed in Japanese Patent Publication No. 2-26226, which is formed of a resin in which conductive powder is dispersed, is easily affected by the dispersion state because the conductive powder is dispersed. It is difficult to have resistance uniformly on the surface of the carrier, and there is a problem that uneven density occurs in the image.
Further, in the toner carrier having a 100 to 1000 μm semiconductive layer made of ceramic, which is also disclosed in Japanese Patent No. 2705090, the semiconductive layer melts ceramic particles by arc discharge, and this is carried by the toner. Since it forms by spraying on the base material of a body, there exists a problem that manufacture is troublesome and cost is high.
[0009]
In addition, it is desired that the developing roller have the three functions (1) to (3) described above more reliably, but there are technical matters described in the above publications. It is conceivable to provide the developing roller with these three functions by combining the two. However, when the developing roller is provided with the above-described three functions by combining those described in each publication, there are the following problems.
[0010]
That is, when trying to combine the one described in Japanese Patent Publication No. 6-46331 and the one described in Japanese Patent Publication No. 2-26226, it is molded with a resin in which conductive powder described in Japanese Patent Publication No. 2-26226 is dispersed. The carried carrier is not a metal carrier, and there is a problem that it is difficult to perform the formation of unevenness by sandblasting and the treatment for improving the wear resistance of the uneven surface described in JP-B-6-46331. Therefore, it is impossible to combine the one described in Japanese Patent Publication No. 6-46331 and the one described in Japanese Patent Publication No. 2-26226, and it is extremely difficult to provide the above three functions more reliably by the developing roller. is there.
[0011]
When an attempt is made to combine the one described in Japanese Patent Publication No. 6-46331 and the one described in Japanese Patent No. 2705090, the irregularity surface of the one described in Japanese Patent Publication No. 6-46331 is described in Japanese Patent No. 2705090. A semiconductive layer made of ceramic melted by arc discharge will be formed. For this reason, as in the case where metal plating is applied to the uneven surface described in the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 6-46331, the edges (ridge lines) of the boundary between adjacent recesses are broken and the unevenness becomes unclear. There's a problem. Therefore, the one described in Japanese Patent Publication No. 6-46331 cannot be combined with the one described in Japanese Patent No. 2705090. In this case as well, it is extremely possible to provide the above three functions more reliably by the developing roller. Have difficulty.
[0012]
In addition, all of the developing devices described in the above three publications are developing devices in which a regulating member that forms a thin layer of toner comes into contact with the developing roller. There is a problem that part of the toner that is regulated and not conveyed toward the latent image carrier adheres to the surface of the developing roller, and filming is likely to occur.
[0013]
The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to further ensure the three functions of a developer transport function, a developer charging function, and a developing bias discharge prevention function. It is an object of the present invention to provide a contact developing type developing device that includes a developing roller that can be exhibited, can prevent filming of the developing roller, and can form the developing roller easily and inexpensively.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the present invention regulates a developing roller that carries a developer on the surface and conveys the developer to the latent image carrier, and a developer that contacts the developing roller and conveys the developer to the latent image carrier. And a developing device comprising at least a regulating member for forming a thin layer of developer on the developing roller, wherein the developing roller is formed of a metal roller, and the metal roller is at least on the surface of the developer carrying region. Unevenness is formed by sandblasting, and at least the unevenness forming part is anodized, and a developing bias is applied to the developing roller, and the developing bias is formed by superimposing alternating current on direct current. The potential of the developing bias is set to the potential side set in the image area of the latent image carrier from the potential set in the non-image area of the latent image carrier. Is set, the opposite side of the potential set in the image area of the latent image bearing member beyond a potential set to the non-image areas of the latent image bearing member is characterized by not set.
[0015]
[Action]
In the developing device of the present invention configured as described above, at least the surface of the developer carrying member of the metal roller constituting the developing roller has a clear edge (ridge line) between the adjacent recesses by the sandblasting process. Formed. And the uneven | corrugated formation part of this metal roller is anodized (anodizing process), and an oxide film is formed on the surface of the uneven | corrugated formation part of a metal roller. At this time, most of the electrolysis reaction by the alumite treatment penetrates from the surface of the metal roller to the inside, so that the thickness of the oxide film formed on the surface is thin. For this reason, even if an oxide film is formed on the surface of the metal roller, the uneven shape by the sandblast treatment is not hindered by this oxide film, and the uneven shape after the alumite treatment is almost held in the uneven shape by the sandblast treatment. Become so. Therefore, the developer is more reliably conveyed by the edge (ridge line) effect in the uneven shape on the surface of the developing roller, and the developer conveyance is improved.
[0016]
In addition, the edge (ridge line) in the concavo-convex shape by the sandblasting process is held, so that the contact area of the developing roller with the developer particles increases. Thereby, the friction between the developing roller and the developer particles is sufficiently performed, and the developer particles are effectively frictionally charged. Accordingly, the chargeability of the developer is improved.
[0017]
Furthermore, since the surface of the developing roller is hardened by the oxide film formed by the alumite treatment, both the wear resistance and the mechanical strength of the developing roller are improved. In that case, the surface of the developing roller becomes even harder by making the aqueous solution of electrolysis in the alumite treatment a relatively low temperature and performing the treatment slowly.
[0018]
Moreover, this oxide film has a cell structure composed of a thick porous layer having a large number of micropores and a dense and very thin active layer. In that case, since the active layer has electric resistance, the electric resistance layer is formed on the surface of the metal roller having a relatively small electric resistance by anodizing, and the metal roller has a predetermined electric resistance. At this time, since the surface of the metal roller is uniformly anodized, electrical resistance can be obtained more uniformly over the entire surface of the anodized portion of the metal roller. This eliminates the need to use a special material having a predetermined electric resistance in advance as the material of the developing roller, so that the developing roller is formed inexpensively and easily from a metal roller having a uniform electric resistance of a predetermined size. Become so.
[0019]
Although a developing bias is applied to the developing roller, an electric resistance layer is formed on the surface of the developing roller by anodizing, so that the latent image from the developing roller even if the developing roller is in contact with the latent image carrier. The discharge of the developing bias to the carrier is effectively prevented.
[0020]
Moreover, the developing bias applied to the developing roller is formed by superimposing alternating current on direct current. By appropriately controlling this alternating current, it becomes possible to prevent the development bias from being discharged to the latent image carrier. In addition to preventing the development bias from being discharged by the above-described electrical resistance, the development bias discharge is more effective. Will be prevented.
[0021]
In particular, in the present invention, since the potential of the developing bias is set to be on the potential side set in the image area of the latent image carrier than the potential set in the non-image area of the latent image carrier, The discharge of the developing bias from the developing roller to the latent image carrier is further effectively prevented, and the adhesion of the developer to the non-image area of the latent image carrier is suppressed, thereby preventing the developer from being fogged.
[0022]
Further, since the developing roller has a uniform electric resistance of a predetermined size, excessive charge injection into the developer due to the developing bias is prevented.
Thus, in the developing device of the present invention, the developing roller has the above-mentioned three functions more reliably. Therefore, the developing device of the present invention can obtain a high-quality image free from image defects such as density unevenness over a long period of time.
Furthermore, by superimposing alternating current, an appropriate edge effect is imparted to the image, a uniform intermediate color of the image is reproduced, and the gradation is improved.
In addition, since the porous layer has a large number of micropores, foreign substances are easily attached and corroded, so that the porous layer is inactivated by performing a sealing process for sealing these many micropores, and environmental stability is improved. It becomes like this.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an example of an embodiment of a developing device according to the present invention.
As shown in FIG. 1, the developing device 1 of this example carries a photoreceptor 2 as a latent image carrier on which an electrostatic latent image is formed and a toner 3 as a developer, and conveys it to the photoreceptor 2. A developing roller 4, a supply roller 5 that supplies toner 3 to the developing roller 4, and a regulating member 6 that regulates the toner 3 supplied from the supply roller 5 and conveyed by the developing roller 4 are provided. The developing device 1 is a contact developing type developing device in which the developing roller 4 is in contact with the photosensitive member 2, and the peripheral speed of the developing roller 4 is set larger than the peripheral speed of the photosensitive member 2 (peripheral). Speed ratio = peripheral speed of developing roller 4 / peripheral speed of photoconductor 2> 1).
[0024]
The developing roller 4 is made of a metal roller made of aluminum, and at least a toner 3 carrying region (that is, a toner conveying region) on the surface of the metal roller is subjected to sandblasting. By this sand blasting process, an uneven surface is formed on the surface of the metal roller. As shown in FIG. 2, this uneven surface is clearly formed with a convex portion, that is, an edge (ridge line) 4b between the adjacent concave portions 4a.
[0025]
Furthermore, an alumite treatment is applied to at least a sandblasting portion of the metal roller. When the alumite treatment is applied to the surface of the metal roller in this manner, the electrolysis reaction penetrates into the metal roller, so that a relatively thin oxide film is formed on the surface of the metal roller. Since this oxide film has a predetermined electric resistance and a predetermined hardness, the surface portion of the aluminum metal roller having an extremely small electric resistance has a predetermined electric resistance and a predetermined hardness. . At this time, the surface of the developing roller 4 can be made even harder by setting the electrolysis aqueous solution in the alumite treatment to a relatively low temperature and performing the treatment slowly.
[0026]
Moreover, even if the surface of the metal roller is anodized and an oxide film is formed as described above, the oxide film is very thin, so that the uneven surface formed by the sand blasting process is not hindered by this oxide film, and almost no It does not change. Therefore, as shown in FIG. 3, the uneven shape on the surface of the metal roller after the alumite treatment is a shape in which the uneven shape by the sand blasting process is substantially retained.
In addition, since the oxide film has a porous layer composed of a large number of micropores, the porous layer is inactivated by applying a sealing process for sealing the large number of micropores, and it is difficult for foreign matter to adhere and to be corroded. And environmental stability has been improved.
[0027]
Further, as shown in FIG. 1, a developing bias is applied to the developing roller 4 of the developing device 1 of this example as in the conventional developing device. In that case, in the developing device 1 of this example, a developing bias in which the direct current of the direct current power supply 7 and the alternating current of the alternating current power supply 8 are superimposed is applied to the developing roller 4. As shown in FIG. 4, the potential of the image portion of the photoreceptor 2 is V _on (In the example shown in the figure, grounding, that is, 0 V), and the potential of the non-image portion of the photoreceptor 2 is _o When set to (negative voltage in the illustrated example), the developing bias potential V of the developing roller 4 _d Is its maximum value V _dmax Is the image potential V _on And its minimum value V _dmin Is the non-image area potential V _o It is set larger. That is, the developing bias potential V _d Is the non-image area potential V _o More potential V of the image area _on Is set to a predetermined value on the side, and the potential V of the non-image portion _o Beyond the potential V of the image area _on It is not set on the opposite side. This more effectively suppresses the toner 3 particles on the developing roller 4 from adhering to the non-image portion of the photoreceptor 2.
[0028]
Further, the toner 3 used in the developing device 1 of this example is formed as a non-magnetic one-component toner in which an external additive made of relatively hard silica is attached to toner base particles made of a relatively soft polyester resin. In that case, the hardness (hardness) of the surface of the developing roller 4 is set lower than the hardness (hardness) of the external additive of the toner 3. More specifically, the hardness of the surface of the developing roller 4 is set such that the unevenness of the surface of the developing roller 4 is removed to some extent but not excessively with respect to the hardness of the external additive of the toner 3. .
[0029]
In addition, the toner 3 has a sphericity of particles set to 0.9 to 1 according to the Wadel's practical sphericity, and is suitable for faithfully visualizing a high-definition latent image on the photoreceptor 2. Has been. The Wardel's practical sphericity of the toner 3 is expressed as a ratio of the diameter of a circle having an area equal to the projected area of the particle in the projected image of the toner particle to the diameter of the smallest circle circumscribing the projected image of the particle. It is a numerical value.
[0030]
The reason why the spheroidization degree of the toner 3 is suitable for faithful visualization of a high-definition latent image has been proposed by the present inventor and has already been filed by Japanese Patent Application No. 9-311544. It can be easily understood by referring to this publication. To put it briefly, the reason is that the toner 3 on the developing roller 4 is developed in the developing operation by approximating the toner 3 to a true sphere with a Wadel practical sphericity of 0.9 to 1. When the toner 3 adheres in accordance with its potential, the toner 3 particles form a densely packed adhesion layer on the photoreceptor 2 to faithfully and clearly reproduce the image contour portion of the latent image details. Because it becomes like this.
The practical sphericity of Wardel can be measured by using an image processing apparatus (manufactured by Apionics) equipped with an optical microscope. Since it can be easily understood by referring to this publication, the description thereof will be omitted.
[0031]
In the developing device 1 of this example configured as described above, the toner 3 supplied onto the developing roller 4 from the supply roller 5 is fed to the regulating member 6 by the developing roller 4 that rotates counterclockwise in FIG. It is conveyed to. The amount of toner 3 that has reached the regulating member 6 is regulated by the regulating member 6 toward the photosensitive member 2, and excess toner is returned to the supply roller 5. The toner 3 that has passed through the regulating member 6 forms a thin toner layer 3 a having a predetermined thickness on the developing roller 4. The thinned toner 3 is conveyed toward the photoconductor 2 by the developing roller 4, and the electrostatic latent image on the photoconductor 2 is developed by the toner 3, and a toner image is formed on the photoconductor 2. The
[0032]
According to the developing device 1 of this example, the uneven shape after the alumite treatment on the surface of the developing roller 4 can be held substantially the same as the uneven shape by the sandblasting process. Therefore, the toner 3 can be more reliably transported by the unevenness of the surface of the developing roller 4, and the transportability of the toner 3 can be improved.
Further, since the uneven shape by the sandblasting process is maintained, the contact area of the developing roller 4 with the toner 3 particles can be increased. Thus, the friction between the developing roller 4 and the toner 3 particles is sufficiently performed, and the toner 3 particles can be effectively frictionally charged. Therefore, the chargeability of the toner 3 can be improved.
Furthermore, since the surface of the developing roller 4 is hardened by the oxide film formed by the alumite treatment, both the wear resistance and the mechanical strength of the developing roller 4 can be improved.
[0033]
Furthermore, since the electric resistance layer is formed on the surface of the aluminum metal roller having a relatively small electric resistance by the oxide film formed by the alumite treatment, the metal roller can have a predetermined electric resistance. At this time, since the surface of the metal roller is uniformly anodized, electric resistance can be obtained more uniformly over the entire surface of the anodized portion of the metal roller. As a result, it is not necessary to use a special material having a predetermined electric resistance in advance as the material of the developing roller 4, so that the developing roller can be easily and inexpensively formed from a metal having a uniform electric resistance having a predetermined size. It becomes like this.
[0034]
Further, the hardness of the surface of the developing roller 4 is set lower than the hardness of the external additive of the toner 3 so that the surface of the developing roller 4 is slightly scraped or slightly chipped by friction with the external additive of the toner 3. Therefore, the toner 3 can be prevented from adhering to the developing roller 4 and filming of the developing roller 4 can be prevented. In particular, in a developing device in which the regulating member 6 contacts the developing roller 4, the toner 3 tends to adhere in the vicinity of the position where the regulating member 6 contacts the developing roller 4. Therefore, the filming of the developing roller 4 can be more effectively prevented.
In addition, since the edge (ridge line) in the uneven shape on the surface of the developing roller 4 is slightly missing, a new edge (ridge line) can be formed in the uneven shape on the surface of the developing roller 4.
[0035]
Further, since the developing roller 4 has a uniform electric resistance of a predetermined size, it is possible to prevent excessive charge injection into the toner 3 due to the developing bias. In particular, in the contact developing type developing device 1 in which the developing roller 4 is in contact with the photosensitive member 2 as in this example, the pressure of the particles of the toner 3 sandwiched between the photosensitive member 2 and the developing roller 4 becomes large. However, since the excessive charge injection into the toner 3 is promoted when the pressure is large, the uniform electric resistance prevents the excessive charge injection into the toner 3 more effectively.
In this way, the developing roller 4 of the developing device 1 of this example can have the above three functions more reliably. Therefore, according to the developing device 1 of this example, a high-quality image free from image defects such as density unevenness can be obtained over a long period of time.
[0036]
Further, since a developing bias in which alternating current is superimposed on direct current is applied to the developing roller 4, discharge of the developing bias from the developing roller can be prevented by appropriately controlling the developing bias. In particular, since the maximum potential of the developing bias is set lower than the potential set in the non-image area of the photoconductor, the discharge of the developing bias can be prevented more effectively and the toner adheres to the non-image area of the photoconductor To suppress toner fogging.
Moreover, by superimposing alternating current on direct current, an appropriate edge effect can be imparted to the image, a uniform intermediate color of the image can be reproduced, and gradation can be improved.
[0037]
Further, the hardness of the surface of the developing roller 4 is set to be lower than the hardness of the external additive of the toner 3, and the unevenness of the surface of the developing roller 4 is slightly scraped by friction with the external additive of the toner 3, or slightly Therefore, the toner 3 adhering to the developing roller 4 can be surely scraped off. Accordingly, the toner 3 can be prevented from adhering to the developing roller 4 to prevent filming of the developing roller 4, and a new uneven edge (ridge line) can be formed by lacking the unevenness. Become.
[0038]
Further, since the peripheral speed of the developing roller 4 is set to be larger than the peripheral speed of the photosensitive member 2, the particles of the toner 3 roll and slid due to the speed difference in the developing portion where the developing roller 4 contacts the photosensitive member 2. As a result, the toner 3 can be effectively recharged. As a result, the charge amount of the toner with a small charge amount can be increased, so that the toner adhering to the non-image area of the photoreceptor 2 can be reliably collected toward the developing roller 4 and the toner 3 is removed in the image area of the photoreceptor 2. Thus, it is possible to reliably adhere to the position where the toner 3 should be originally attached, and to prevent the so-called image dust that the attachment position of the toner 3 is shifted.
[0039]
In addition, the sphericity of the toner 3 is set to 0.9 to 1 in terms of the practical sphericity of Wadel, and is closer to the true sphere, so that the toner 3 particles are more reliably rolled and rubbed. As a result, the toner 3 can be recharged even more effectively. As a result, the developer in the non-image area of the photosensitive member 2 can be reliably collected toward the developing roller 4 in the same manner as described above, and image dust in the image area of the photosensitive member 2 can be prevented. The high-definition latent image can be visualized faithfully.
[0040]
In the developing device 1 of the above-described example, the present invention is applied to a contact developing type developing device. However, the present invention is not limited to this, and a non-contact developing type developing device is used. Can also be applied.
[0041]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the developing device of the present invention, the uneven shape after the alumite treatment on the surface of the developing roller is held in the uneven shape having a clear edge (ridge line) almost the same as the uneven shape by the sandblasting process. can do. Therefore, the developer can be more reliably transported by the edge (ridge line) effect in the uneven shape on the surface of the developing roller, and the transportability of the developer can be improved.
In addition, since the edge (ridge line) in the concavo-convex shape by the sandblasting process can be held, the contact area with the developer particles on the developing roller can be increased. Thereby, the friction between the developing roller and the developer particles can be sufficiently performed, and the developer particles can be effectively frictionally charged. Therefore, the chargeability of the developer can be improved.
[0042]
Furthermore, since the surface of the developing roller is hardened by the oxide film formed by the alumite treatment, both the wear resistance and the mechanical strength of the developing roller can be improved.
[0043]
Furthermore, since the electric resistance layer is formed on the surface of the aluminum metal roller having a relatively small electric resistance by an oxide film formed by anodizing, the metal roller can have a predetermined electric resistance. At this time, since the surface of the metal roller can be uniformly anodized, electric resistance can be obtained more uniformly over the entire surface of the anodized portion of the metal roller. This eliminates the need to use a special material having a predetermined electric resistance in advance as the material of the developing roller, so that the developing roller can be easily and inexpensively formed from a metal having a predetermined size and a uniform electric resistance. become.
[0044]
Furthermore, since the developing roller has a uniform electric resistance of a predetermined size, it is possible to prevent excessive charge injection into the developer due to the developing bias. In particular, in the developing device of the contact development type in which the developing roller contacts the latent image carrier as in the present invention, the pressure of the developer particles sandwiched between the latent image carrier and the developing roller is increased. When this pressure is large, excessive charge injection into the developer is promoted, and therefore, such uniform electric resistance can more effectively prevent excessive charge injection into the developer.
[0045]
Furthermore, since a developing bias in which alternating current is superimposed on direct current is applied to the developing roller, discharge of the developing bias from the developing roller can be prevented by appropriately controlling the developing bias. In particular, since the potential of the developing bias is set to be closer to the potential set in the image area of the latent image carrier than the potential set in the non-image area of the latent image carrier, the latent image is carried from the developing roller. It is possible to more effectively prevent the development bias from being discharged to the body, to suppress the developer from adhering to the non-image area of the photoreceptor, and to prevent the developer from being fogged.
In this way, the developing roller of the developing device of the present invention can be more reliably provided with the three functions described above. Therefore, according to the developing device of the present invention, a high-quality image free from image defects such as density unevenness can be obtained over a long period of time.
[0046]
Furthermore, by superimposing alternating current on direct current, an appropriate edge effect can be imparted to the image, a uniform intermediate color of the image can be reproduced, and gradation can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an example of an embodiment of a developing device of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view showing an uneven surface on a developing roller formed by sandblasting with a microscope.
FIG. 3 is an enlarged view of a concavo-convex surface on a developing roller after alumite treatment using a microscope.
FIG. 4 is a diagram showing a developing bias applied with an alternating current and applied to the developing roller.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Developing device, 2 ... Photoconductor (latent image carrier), 3 ... Toner (developer), 4 ... Developing roller, 5 ... Supply roller, 6 ... Restricting member, 7 ... DC power supply, 8 ... AC power supply, V _on ... Photoreceptor image area potential, V _o ... Potential of non-image area of photoconductor, V _d ... Development bias potential, V _dmax ... Maximum value of development bias potential, V _dmin ... Minimum value of development bias potential

Claims

A developing roller that carries the developer on the surface and conveys it to the latent image carrier, and a developer that contacts the developing roller and conveys it to the latent image carrier is regulated to form a thin layer of developer on the developing roller A developing device comprising at least a regulating member for
The developing roller is formed of a metal roller, and the metal roller has at least the surface of the developer carrying region formed with unevenness by sandblasting, and at least the unevenness forming portion is subjected to alumite treatment ,
A developing bias is applied to the developing roller, and the developing bias is formed by superimposing alternating current on direct current,
The potential of the developing bias is set to the potential side set in the image area of the latent image carrier from the potential set in the non-image area of the latent image carrier, and is set in the non-image area of the latent image carrier The developing device is characterized in that it is not set on the opposite side of the potential set in the image area of the latent image carrier beyond the set potential .