JP4577530B2 - Developing roller, developing device, image forming apparatus, and developing roller manufacturing method - Google Patents
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本発明は外周面に凹凸部を有してトナーを潜像担持体に搬送する現像ローラ、現像ローラを有する現像装置、現像装置を備えた画像形成装置、および現像ローラの製造方法の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of a developing roller having a concavo-convex portion on an outer peripheral surface and conveying toner to a latent image carrier, a developing device having the developing roller, an image forming apparatus including the developing device, and a method of manufacturing the developing roller. .
従来、非磁性一成分トナーで静電潜像を現像する現像装置では、現像ローラ上で摩擦帯電によりトナーに電荷を付与している。この現像ローラとして、外周面に凹凸部を有しかつ凸部の表面が平坦またはほぼ平坦な現像ローラが知られている(例えば、特許文献1参照)。この凹凸部でトナーを現像ローラ上で効果的に摩擦帯電させている。図10(a)に示すように現像ローラaは基材bとこの基材bの表面をめっき等により被覆した表面層cとからなる。
一般に、現像ローラaには、図示しないがトナー供給ローラおよびトナー規制部材が当接されている。また、トナー母粒子を被覆する外添剤の1つとして、硬度の高いシリカが用いられている。一方、基材bの外周面には基材凹部dおよび基材凸部eからなる複数の基材凹凸部が形成されている。そして、表面層cにもこれらの基材凹部dおよび基材凸部eに対応して凹部fおよび凸部gからなる複数の基材凹凸部が形成されている In general, a toner supply roller and a toner regulating member are in contact with the developing roller a (not shown). Further, silica having high hardness is used as one of external additives for coating the toner base particles. On the other hand, on the outer peripheral surface of the base material b, a plurality of base material concavo-convex portions including base material concave portions d and base material convex portions e are formed. And the surface layer c is also formed with a plurality of substrate irregularities consisting of recesses f and projections g corresponding to these substrate recesses d and substrate projections e.
ところで、画像形成により、トナー供給ローラ、トナー規制部材あるいはトナー粒子により表面層cが摩耗する。一方、近年では画像の高画質化およびトナー使用量削減が求められており、そのためにトナーがより小径化してきている。この小粒径のトナーを用いて長期にわたって画像形成を行うと、図10(b)に示すように凹部fの表面層はほとんど摩耗しないのに対して、凸部gの頂部hの表面層が比較的大きくほぼ平坦状に摩耗する。このように、凹部fと凸部gとで摩耗状態や摩耗量が異なると、凹凸部の深さが長期的な画像形成により小さくなる。このため、現像ローラで搬送されるトナー量が減少してきて、画像の濃度維持が困難になり、長期にわたって良好な現像を行うことが難しいという問題がある。 By the way, the surface layer c is worn by the toner supply roller, the toner regulating member or the toner particles by the image formation. On the other hand, in recent years, there has been a demand for higher image quality and a reduction in toner usage, and as a result, the diameter of toner has become smaller. When image formation is performed for a long period of time using this small particle size toner, the surface layer of the concave portion f hardly wears as shown in FIG. 10B, whereas the surface layer of the top portion h of the convex portion g It wears relatively large and almost flat. As described above, when the wear state and the wear amount are different between the concave portion f and the convex portion g, the depth of the concave and convex portions is reduced by long-term image formation. For this reason, the amount of toner conveyed by the developing roller decreases, and it becomes difficult to maintain the image density, and it is difficult to perform good development over a long period of time.
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、長期にわたって画像を形成しても、凹凸部の深さの減少をできるだけ抑制して長期にわたって良好な現像を行うことのできる現像ローラ、現像装置、画像形成装置および現像ローラの製造方法を提供することである。 The present invention has been made in view of such circumstances. The object of the present invention is to perform good development over a long period of time by suppressing the decrease in the depth of the uneven portions as much as possible even when an image is formed over a long period of time. The present invention provides a developing roller, a developing device, an image forming apparatus, and a method for manufacturing the developing roller.
前述の課題を解決するために、本発明に係る現像ローラによれば、連続して形成された傾斜基材溝からなる基材凹部および基材凹部の間に形成されるとともに軸方向に平坦な平坦部を有する基材凸部を有する基材と、この基材の外周面に基材凹部に対応しかつ連続して形成された傾斜溝からなる凹部および基材の外周面に基材凸部に対応して形成されかつ軸方向に平坦状の頂部を有する凸部を有する表面層とを少なくとも有し、凸部の前記平坦状の頂部における表面硬度が凹部の表面硬度より大きい。したがって、長期にわたる画像形成で比較的摩耗しやすい凸部の平坦状の頂部における表面層の摩耗を抑制できる。これにより、比較的摩耗の少ない凹部の表面層と凸部の平坦状の頂部における表面層との摩耗の差を従来の現像ローラに比べてより少なくすることができる。つまり、長期にわたって画像形成を行っても、現像ローラの凹凸部の深さが変化するのを抑制できる。その結果、現像ローラで搬送されるトナー量がほとんど変化しなく、画像の濃度を長期にわたってほぼ一定に維持することができる。したがって、長期にわたって良好な現像を行うことが可能となる。
To attain the above object, according to the developing low la according to the present invention, a flat in the axial direction together is formed between the substrate recess and the substrate recess consists formed continuously inclined substrate groove A base material having a base material convex portion having a flat portion, a concave portion formed of an inclined groove corresponding to the base material concave portion and continuously formed on the outer peripheral surface of the base material, and a base material convexity on the outer peripheral surface of the base material. At least a surface layer having a convex portion having a flat top portion in the axial direction, and the surface hardness of the flat top portion of the convex portion is larger than the surface hardness of the concave portion. Therefore, it is possible to suppress the abrasion of the surface layer at the flat top portion of the convex portion that is relatively easily worn during long-term image formation. As a result, the difference in wear between the surface layer of the concave portion with relatively little wear and the surface layer at the flat top portion of the convex portion can be reduced as compared with the conventional developing roller. That is, even if image formation is performed over a long period of time, it is possible to suppress a change in the depth of the uneven portion of the developing roller. As a result, the amount of toner conveyed by the developing roller hardly changes, and the image density can be maintained substantially constant over a long period of time. Therefore, good development can be performed over a long period of time.
また、現像ローラの凹部の表面硬度を小さくして積極的に表層を削れるようにすることで、トナー供給ローラのリセット性が悪い凹部に劣化トナーが滞留して生じるフィルミングを防止することができる。更に、凹部ではトナー規制ブレードからの距離が遠いことからトナー帯電性が悪化しがちであるが、この凹部を非晶質に維持することで、トナー帯電性の低下を抑制することができる。これによりトナーかぶりやトナー飛散などを抑制でき、良好な現像特性を得ることができる。
そして、トナー規制部材で凸部の表面にトナーを搬送しないトナー搬送方式では、凹部表面でのトナー帯電性の確保という凹部の機能と凸部表面での耐摩耗性確保(凹凸部の深さの維持)という凸部の機能を分離して、両機能を達成することができる。
In addition, by reducing the surface hardness of the concave portion of the developing roller so that the surface layer can be actively scraped, filming caused by deteriorating toner staying in the concave portion having poor resetability of the toner supply roller can be prevented. . Furthermore, the recess the toner charging property because the distance from the toner regulating blade is far away tends to deteriorate, to maintain the recess in the amorphous, it is possible to suppress the reduction of the toner chargeability. As a result, toner fog and toner scattering can be suppressed, and good development characteristics can be obtained.
In the toner transport method in which the toner is not transported to the surface of the convex portion by the toner regulating member, the function of the concave portion for ensuring the toner chargeability on the surface of the concave portion and the wear resistance on the surface of the convex portion (the depth of the concave and convex portion). It is possible to achieve both functions by separating the function of the convex part (maintain).
また、凸部の頂部を結晶化することで、頂部でのトナー帯電性を低下させることができる。トナー帯電性が良好でないことにより、逆に、トナー規制ブレードと現像ローラの凸部との間の摺擦による過剰帯電(チャージアップ)を防止できるとともに、現像りれきを改善することができる。また、現像ローラの凹凸深さより小さい粒径のトナーを用い、トナー規制ブレードの先端を現像ローラに当てて、現像ローラの凹部にトナーを搬送し、凸部にトナーを搬送しないようにする方式においては凸部へのトナーをより効果的に抑制することが可能になり、更に凸平坦面へのトナーのフィルミングや過剰帯電を防止することが可能になる。 In addition, the toner chargeability at the top can be reduced by crystallizing the top of the convex portion. On the contrary, since the toner charging property is not good, it is possible to prevent excessive charging (charge-up) due to rubbing between the toner regulating blade and the convex portion of the developing roller, and it is possible to improve development debris. Also, in the method of using toner having a particle size smaller than the unevenness of the developing roller, applying the tip of the toner regulating blade to the developing roller, conveying the toner to the concave portion of the developing roller, and not conveying the toner to the convex portion This makes it possible to more effectively suppress toner on the convex portion, and to prevent toner filming and excessive charging on the convex flat surface.
更に、表面層の凹凸部を同一材料で構成し、凸部と凹部との結晶化度合いを相違させる(例えば、凸部の結晶化度合いを凹部の結晶化度合いより高くする)ことで、凸部と凹部との表面硬度および電気抵抗を制御可能となる。その場合、凸部と凹部との各表面層は完全に結晶化していないようにする。これにより、現像ローラの表面組成を簡便に作成することができる。特に、凸部の硬度を高くしてその摩耗を少なくし過ぎるとトナーが融着するフィルミングを生じるが、結晶化度合いを制御することで、このフィルミングの発生を抑制することができる。
更に、凸部の表面層を局所的に加熱することで、基材の結晶化に対して影響を与えることはほとんどない。したがって、基材の応力開放や結晶化度の変化による基材の反りや曲がりを防止できる。
Further, the convex and concave portions of the surface layer are made of the same material, and the convex portions and the concave portions are made to have different crystallization degrees (for example, the crystallization degree of the convex portions is made higher than the crystallization degree of the concave portions). And the surface hardness and electrical resistance of the recess can be controlled. In that case, each surface layer of a convex part and a recessed part is made not to crystallize completely. Thereby, the surface composition of the developing roller can be easily created. In particular, if the hardness of the convex portion is increased and the wear is reduced too much, filming in which the toner is fused occurs, but the occurrence of this filming can be suppressed by controlling the degree of crystallization.
Furthermore, the surface layer of the convex portion is locally heated so that it hardly affects the crystallization of the base material. Accordingly, it is possible to prevent the base material from being warped or bent due to stress release of the base material or a change in crystallinity.
更に、凸部の結晶化を進行させる範囲を、凸部の上面から、使用されるトナーの平均粒径以内とすることで、帯電性が低下しやすい凹部に搬送されたトナーを非晶質である凹部に接触させることができる。したがって、トナーの帯電低下を防止することができる。つまり、凹部のトナー帯電性を凸部の帯電性より高くすることで、トナー帯電をより効果的に行うことができる。 Furthermore, by setting the range in which the crystallization of the convex portion proceeds to be within the average particle diameter of the toner to be used from the upper surface of the convex portion, the toner conveyed to the concave portion where chargeability is likely to be lowered is made amorphous. It can be made to contact a certain recessed part. Accordingly, it is possible to prevent a decrease in toner charge. That is, the toner can be charged more effectively by making the toner chargeability of the concave portion higher than the chargeability of the convex portion.
更に、基材に凹凸部を形成する前に無電解めっきにより表面層を基材に形成することで、比較的加工し難い材料を基材に用いても、このめっきによる表面層により、凹凸部の形状安定性を向上することができる。これにより、凹凸部の表面の平滑性を向上でき、トナー粒子の転動性が良好になるとともに、凹凸部でのトナーのフィルミングを抑制できる。したがって、トナー搬送性およびトナー帯電性を長期にわたって更に良好に維持することができる。 Furthermore, by forming a surface layer on the substrate by electroless plating before forming the uneven portion on the base material, even if a material that is relatively difficult to process is used for the base material, The shape stability of can be improved. Thereby, the smoothness of the surface of the concavo-convex portion can be improved, the rolling properties of the toner particles are improved, and the toner filming at the concavo-convex portion can be suppressed. Therefore, the toner transportability and the toner chargeability can be maintained better over a long period of time.
一方、本発明の現像ローラを有する現像装置によれば、潜像担持体の静電潜像を長期にわたって良好に現像することができる。更に、この現像装置を備える画像形成装置は長期にわたって安定した良好な画質の画像を形成することができる。
On the other hand, according to the developing device having the developing roller of the present invention, the electrostatic latent image on the latent image carrier can be developed satisfactorily over a long period of time. Furthermore, an image forming apparatus provided with this developing device can form a stable and good image quality over a long period of time.
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図1は、本発明にかかる画像形成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、この例の画像形成装置1は、基本的には前述の特許文献1に記載の従来の画像形成装置1と同じ構成を有している。まず、この従来の画像形成装置1と同じ構成について説明する。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an example of an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 1 of this example basically has the same configuration as the conventional image forming apparatus 1 described in Patent Document 1 described above. First, the same configuration as that of the conventional image forming apparatus 1 will be described.
装置本体2内に図1において時計回りの回転方向αに回転可能に設けられた潜像担持体である感光体3を備えている。この感光体3の外周近傍に位置して、帯電装置4が設けられている。また、感光体3の外周近傍には、現像装置であるロータリー現像ユニット5、一次転写装置6、およびクリーニング装置7が、それぞれ帯電装置4より感光体3の回転方向αに向かってこれらの順に配置されている。ロータリー現像ユニット5は、イエロー用の現像装置5Y、マゼンタ用の現像装置5M、シアン用の現像装置5C、およびブラック用の現像装置5Kを有している。そして、これらの各現像装置5Y,5M,5C,5Kは、中心軸を中心に回転方向β(図1において反時計回り)に回転可能に設けられたロータリ5aに着脱可能に支持されている。更に、帯電装置4およびクリーニング装置7の下方には、露光装置8が配置されている。
The apparatus
更に、画像形成装置1は、中間転写媒体である無端ベルト状の中間転写ベルト9を備えている。この中間転写ベルト9は、ベルト駆動ローラ10および従動ローラ11に掛け渡されている。ベルト駆動ローラ10には、図示しないモータの回転駆動力が伝達される。そして、ベルト駆動ローラ10によって、中間転写ベルト9は一次転写装置6で感光体2に圧接されながら、回転方向γ(図1において、反時計回り)に回転するようになっている。
Further, the image forming apparatus 1 includes an endless belt-shaped intermediate transfer belt 9 that is an intermediate transfer medium. The intermediate transfer belt 9 is stretched around a
中間転写ベルト9のベルト駆動ローラ10側には、二次転写装置12が設けられている。また、露光装置8の下方には、転写紙等のシート状の転写材(不図示;本発明の転写媒体に相当)が収納された転写材カセット13が設けられている。更に、転写材カセット13から二次転写装置12への転写材搬送経路14には、二次転写装置12の近傍に位置してピックアップローラ15およびゲートローラ対16が設けられている。
A secondary transfer device 12 is provided on the
二次転写装置12の上方には、定着装置17が設けられている。この定着装置17は、加熱ローラ18と、この加熱ローラに圧接される加圧ローラ19とを有している。更に、装置本体2の上部には、排転写材トレイ20が設けられている。また、定着装置17と排転写材トレイ20との間には、排転写材ローラ対21が設けられている。
A fixing
このように構成されたこの例の画像形成装置1においては、帯電装置4によって一様に帯電された感光体3に、露光装置8の例えばレーザ光L等によって、例えばまずイエローの静電潜像を形成される。感光体3のイエローの静電潜像は、ロータリ5aの回転で図示の現像位置に位置決めされたイエロー用の現像装置5Yのイエローのトナーによって現像される。こうして、感光体3にイエローのトナー像が形成される。このイエロートナー像は一次転写装置6によって中間転写ベルト9に転写される。転写後に感光体3に残留するトナーは、クリーニング装置7のクリーニングブレード等によって掻き落とされて、回収される。
In the image forming apparatus 1 of this example configured as described above, for example, a yellow electrostatic latent image is first applied to the photoreceptor 3 uniformly charged by the charging
次に、前述と同様に帯電装置4によって再び一様に帯電された感光体3に、露光装置8によって、マゼンタの静電潜像を形成される。このマゼンタの静電潜像は、現像位置に位置決めされたマゼンタ用の現像装置5Mのマゼンタのトナーによって現像される。この感光体3上のマゼンタのトナー像は一次転写装置6によって中間転写ベルト9に、イエローのトナー像に色重ねされて転写される。転写後に感光体3に残留するトナーは、クリーニング装置7によって回収される。以後、シアンおよびブラックについても同様にしてそれぞれ感光体3にトナー像が順次形成され、これらのトナー像が順次中間転写ベルト9に、先に転写されたトナー像に色重ねされて転写される。こうして、中間転写ベルト9にフルカラーのトナー像が形成される。同様にして、転写後に感光体3に残留する各トナーは、それぞれクリーニング装置7によって回収される。
Next, a magenta electrostatic latent image is formed by the exposure device 8 on the photoconductor 3 uniformly charged again by the charging
中間転写ベルト9に転写されたフルカラーのトナー像は転写材カセット13から転写材搬送経路14を通って搬送されてくる転写材に、二次転写装置12によって転写される。このとき、転写材はゲートローラ対16によって、中間転写ベルト9のフルカラーのトナー像にタイミングを合わされて二次転写装置12に搬送される。
The full-color toner image transferred to the intermediate transfer belt 9 is transferred by the secondary transfer device 12 to the transfer material conveyed from the
転写材に定着されたトナー像は、定着装置12の加熱ローラ18および加圧ローラ19によって加熱、加圧定着される。こうして画像が形成された転写材は転写材搬送経路14を通って搬送されて、排転写材ローラ対21によって排転写材トレイ20に排出され、収容される。
The toner image fixed on the transfer material is heated and pressure-fixed by the
次に、この例の画像形成装置1の特徴部分の構成について説明する。
この例の画像形成装置1における各色の現像装置5Y,5M,5C,5Kは、いずれもまったく同じ構成を有している。したがって、以下の現像装置5Y,5M,5C,5Kの説明においては、各色の符号Y,M,C,Kを省略して説明する。その場合、現像装置には、ロータリー現像ユニット5と区別するために符号5′を付す。
Next, the structure of the characteristic part of the image forming apparatus 1 of this example will be described.
The developing
図2は、この例の実施の形態の現像装置の長手方向と直交する方向に沿う断面図である。
この例の現像装置5′は長い容器状に形成される。図2に示すように、この現像装置5′は、前述の特許文献1に記載の現像装置と同様に長いハウジング22に、トナー収容部23、トナー供給ローラ24、現像ローラ25、およびトナー規制部材26を有している。これらのトナー収容部23、トナー供給ローラ24、現像ローラ25、およびトナー規制部材26は、現像装置5′の長手方向(図2において紙面と直交する方向)に沿って延設されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a direction orthogonal to the longitudinal direction of the developing device according to the embodiment of the present example.
The developing device 5 'in this example is formed in a long container shape. As shown in FIG. 2, the developing device 5 ′ includes a
トナー収容部23は、仕切り壁27によって2つの第1および第2トナー収容部23a,23bに区画されている。その場合、トナー収容部23は、図2において第1および第2トナー収容部23a,23bの上部が互いに連通する連通部23cとして形成されている。この状態では、仕切り壁27により第1および第2トナー収容部23a,23b間のトナー28の移動が抑制される。ロータリー現像ユニット5のロータリ5aが回転して現像装置5′が図2に示す状態と上下逆の状態になると、第1および第2トナー収容部23a,23bにそれぞれ収容されたトナー28が連通部23c側に移動する。ロータリ5aが更に回転して現像装置5′が図2に示す状態になると、トナー28は第1および第2トナー収容部23a,23b側に再び移動する。これにより、前に第1トナー収容部23a内に収容されたトナー28の一部が第2トナー収容部23b内に移動し、また前に第2トナー収容部23b内に収容されたトナー28の一部が第1トナー収容部23a内に移動して、トナー収容部23内のトナー28が混合撹拌される。このトナー28はそのトナー母粒子が外添剤で被覆された非磁性一成分トナーである。その場合、本発明では外添剤として少なくともシリカが用いられる。
The
第1トナー収容部23a内の図2において下部には、トナー供給ローラ24が図2において時計回りに回転可能に設けられている。また、ハンジング22の外部には現像ローラ25が図2において反時計回りに回転可能に設けられている。そして、現像ローラ25は、感光体3に近接して(非接触で)設けられている。また、現像ローラ25はハウジング22の開口22aを通してトナー供給ローラ24に所定の当接圧で当接されている。更に、トナー規制部材26がハウジング22に設けられている。このトナー規制部材26は、現像ローラ25とトナー供給ローラ24とのニップ部(当接部)より現像ローラ25の回転方向下流側の位置で現像ローラ25に当接している。これにより、トナー規制部材26は、トナー供給ローラ24から現像ローラ25に供給されたトナー28の層厚を規制する。したがって、トナー規制部材26によって規制されたトナー28が現像ローラ25によって感光体3の方へ搬送される。そして、現像ローラ25で搬送されたトナー28によって感光体3の静電潜像が非接触で現像されて、感光体3に各色のトナー像が形成される。
A
図3(a)に示すように、現像ローラ25の外周面には、前述の特許文献1に記載の現像ローラと同様に網の目状の凹凸パターンが形成されている。この例の現像ローラ25ではこの凹凸パターンとして、その外周面の軸方向所定位置に溝29が全周にわたって形成されている。その場合、溝29は、現像ローラ25の軸方向に対して所定角(図示例では45°であるが、これに限定されない)で傾斜した螺旋状に連続して形成され規則性を有する所定数の第1傾斜溝29aと、これらの第1傾斜溝29aと傾斜が逆方向に傾斜した螺旋状に連続する所定数の第2傾斜溝29bとからなる。これらの第1および第2傾斜溝29a,29bは、いずれもそれらの傾斜方向に所定のピッチ間隔pでかつ軸方向に所定幅Wに形成されている。なお、第1および第2傾斜溝29a,29bの各傾斜角および各ピッチは、いずれも互いに異ならせることもできる。
As shown in FIG. 3A, a net-like uneven pattern is formed on the outer peripheral surface of the developing
図3(b)に示すように、現像ローラ25は、基材25aと、この基材25aの外周面に形成された表面層25bとからなる。基材25aは、5056アルミ合金や6063アルミ合金等のアルミニウム系やSTKM等の鉄系等の金属材料のスリーブからなる。また、表面層25bは基材25a上に施されたニッケル系めっきやクロム系めっき等のめっき層からなる。
As shown in FIG. 3B, the developing
図3(c)に示すように、現像ローラ25の基材25aの外周面には、第1および第2傾斜溝29a,29bを構成するための第1および第2傾斜基材溝29a′,29b′がそれぞれ転造加工によって形成されている。この基材における第1および第2傾斜基材溝29a′,29b′の加工方法は従来公知の加工方法を採用することができる。したがって、この加工方法の説明は省略する。そして、基材25aの外周面には、第1および第2傾斜基材溝29a′,29b′で囲まれた所定数の島状の基材凸部30′が形成されている。なお、本発明では、基材凹部は第1および第2傾斜基材溝29a′,29b′の深さの2分の1より基材25a側をいい、基材凸部30′は第1および第2傾斜基材溝29a′,29b′の深さの2分の1より基材25a外方に突出している側をいう。
As shown in FIG. 3C, on the outer peripheral surface of the
図3(c)および図4に示すように、基材凸部30′の頂部は基材平坦部30a′に形成されている。各基材凸部30′の基材平坦部30a′の形状は、第1および第2傾斜基材溝29a′,29b′の傾斜角が45°でかつそれらのピッチpが互いに同じに設定された場合には正方形状を呈し、第1および第2傾斜基材溝29a′,29b′の傾斜角が45°以外の角度でかつそれらのピッチpが互いに同じに設定された場合には菱形形状を呈する。また、各基材凸部30′の基材平坦部30a′の形状は、第1および第2傾斜基材溝29a′,29b′の傾斜角が45°でかつそれらのピッチpが互いに異なるように設定された場合には長方形状を呈し、第1および第2傾斜基材溝29a′,29b′の傾斜角が45°以外の角度でかつそれらのピッチpが互いに異なるように設定された場合には平行四辺形状を呈する。そして、基材平坦部30a′はいずれの四辺形形状でも、基材凸部30′の基材平坦部30a′側は、その四方の側壁が傾斜して截頭四角錐台形状に形成されている。
As shown in FIG. 3C and FIG. 4, the top of the
第1および第2傾斜基材溝29a′,29b′の基材凹部を構成する部分は、それぞれそれらの傾斜方向に沿う正弦波形状凹面の湾曲凹部に形成されている。そして、基材凸部30′の截頭四角錐台形状の四方の側壁が、それぞれ基材凹部の正弦波形状の湾曲凹部における四方の側壁に連続して形成されている。このとき、基材凸部30′の截頭四角錐台形状の四方の側壁と基材凹部の正弦波形状の四方の側壁とが連続する点は凹凸部の深さの2分の1である。
The portions constituting the substrate recesses of the first and second
第1および第2傾斜基材溝29a′,29b′および基材凸部30′の基材平坦部30a′が形成された基材25aの外周面にニッケル系無電解めっき等のめっきを施すことで、基材25aの表面に表面層25bが形成される。この表面層25bに第1および第2傾斜基材溝29a′,29b′の基材凹部、基材凸部30′とそれぞれ同形状の第1および第2傾斜溝29a,29bの凹部、凸部30が形成される。
Applying plating such as nickel-based electroless plating to the outer peripheral surface of the
凸部30は四辺形状の平坦状の頂部30aが形成される。また、基材25aに表面層25bが形成された状態では、第1および第2傾斜溝29a,29bの頂部30a側は、その四方の側壁が傾斜して截頭四角錐台形状に形成されている。そして、截頭四角錐台形状の四方の側壁が、それぞれ第1および第2傾斜溝29a,29bの凹部側の正弦波形状の四方の側壁に連続して形成されている。
The
更に、この例の現像ローラ25では、凸部30の頂部30aにおける表面層25bの表面硬度が他の部分の表面硬度より大きい高硬度部30a″に形成されている。その場合、この高硬度部30a″が形成される凸部30の範囲(凸部30の頂部上面からの深さt)は、使用されるトナーの平均粒径以内に設定されている。また、第1および第2傾斜溝29a,29bの凹部を含む高硬度部30a″以外の部分の表面層25bのトナー帯電性は、高硬度部30a″のトナー帯電性より高くなっている。
Furthermore, in the developing
一方、本発明者は、前述の図10(b)に示すように現像ローラ25の凸部30の表面層25bが比較的大きく平坦状に摩耗するのに対して、第1および第2傾斜溝29a,29の凹部形成部分の表面層25bがほとんど摩耗する現象について、更に耐久実験をしながら検討した。なお、この摩耗の形状は、3次元測定用レーザ顕微鏡であるKeyence VK−9500で測定した。実験に用いた画像形成装置は、セイコーエプソン社製LP9000Cのプリンタである。そして、このプリンタに用いられている現像ローラに代えて、次の現像ローラ25を用いた。その場合、この現像ローラ25が使用可能にするために、セイコーエプソン社製LP9000Cのプリンタを改造した。耐久実験における画像形成条件は、LP9000Cのプリンタの標準の画像形成条件である。
On the other hand, the present inventor has shown that the
現像ローラ25の基材25aにSTKM材を用いて、基材25aに凹凸部を加工する前にセンタレス加工により基材25aの表面仕上げを行った。次に、転造加工により基材25aに第1および第2傾斜基材溝29a′,29b′を形成した。次に、表面層25bとして、無電解ニッケル-リン(Ni-P)めっきにより厚み3μmのめっき層を基材表面に形成した。このとき、図5(a)に示すように、現像ローラ25の凹凸部は、凹凸深さ(溝29a,29bの底から凸部30の上面までの高さ)6μm、凹凸ピッチ100μm、凹凸深さの1/2ラインでの凸部30の幅60μm、凹凸深さの1/2ラインでの凹部(溝29a,29b)の幅40μmであった。
Using a STKM material for the
また、トナー供給ローラ24はウレタン発泡ローラで形成して現像ローラ25に対して食い込み量1.5mmで設置した。更に、トナー規制部材26はウレタンゴムからなるブレードで構成し、現像ローラ25に対して当接圧40g/cmで設置した。
Further, the
更に、用いたトナーは2種類のトナーである。そのうち1つのトナーは、粉砕法で作製されたポリエステル粒子にCCA、WAX、顔料を適量内添してトナー母粒子を構成するとともに、このトナー母粒子に20nmの小粒径シリカ、40nmの中粒径シリカ、100nmの大粒径シリカ、および30nmチタニアを外添して、平均粒径D50が4.5μmであり凹凸深さ6μmより小さい小粒径トナーである。他の1つのトナーは、重合法で作製されたスチレンアクリル粒子にWAX、顔料を適量内添してトナー母粒子を構成するとともに、このトナー母粒子に20nmの小粒径シリカ、40nmの中粒径シリカ、100nmの大粒径シリカ、および30nmチタニアを外添して、平均粒径D50が前述のトナーと同じく4.5μmである小粒径トナーである。 Further, two types of toner are used. One of these toners is composed of polyester particles produced by a pulverization method with appropriate amounts of CCA, WAX, and pigment added therein to form toner mother particles. The toner mother particles have 20 nm small particle size silica and 40 nm medium particles. This is a small-diameter toner having an average particle diameter D50 of 4.5 μm and an unevenness depth of less than 6 μm by externally adding diameter silica, 100 nm large particle diameter silica, and 30 nm titania. In another toner, WAX and a pigment are added in appropriate amounts to styrene acrylic particles produced by a polymerization method to form toner mother particles, and the toner mother particles have 20 nm small particle size silica and 40 nm medium particles. This is a small-diameter toner having an average particle diameter D50 of 4.5 μm, which is the same as that of the toner described above, by externally adding diameter silica, 100 nm large particle diameter silica, and 30 nm titania.
そして、LP9000Cの標準画像形成条件で、A4普通紙にモノクロの画占率5%の文字パターンで耐久画像形成実験を行った。この実験の結果、図5(b)に実線で示された初期のプロファイルを有する凸部30の表面層25bの頂部30aが、画像形成回数が増加するにしたがって一点鎖線で示すように平坦状のプロファイルに摩耗する傾向となった。凸部30のこのような平坦状の摩耗プロファイルは、前述の2番目の小粒径トナーを用いた場合にも、同様の湾曲したプロファイルに摩耗する傾向となった。
Then, an endurance image formation experiment was conducted on a standard pattern image formation of LP9000C with a monochrome character pattern having a monochrome image occupation ratio of 5% on A4 plain paper. As a result of this experiment, the
この理由は次のように考えられる。図6(a)において現像ローラ25の回転に伴い、現像ローラ25にそれぞれ圧接されるトナー供給ローラ24およびトナー規制部材26により、凸部30の平坦面30aに位置するトナー粒子が第1および第2傾斜溝29a,29b内にそれぞれ移動する。このとき、図6(a)において現像ローラ25の回転に伴い、凸部30の頂部30aに位置するトナー粒子が第1および第2傾斜溝29a,29b内にそれぞれ移動する。このとき、トナー粒子の平均粒径(D50粒径)が凹凸部の深さより小さいことから、第1および第2傾斜溝29a,29b内に移動したトナー28の粒子は複数の層になる。更に、現像ローラ25の回転に伴い、第1および第2傾斜溝29a,29bに位置するトナー粒子が凸部30の頂部30aに移動する。このとき、最上層のトナー粒子の位置は凸部30の頂部30aとほぼ同じ高さ位置となっているため、第1および第2傾斜溝29a,29b内に位置するトナー28の粒子のうち、主として最上層のトナー粒子がほぼ横移動し、下層のトナー粒子はほとんど移動しない。この最上層のトナー粒子の横移動により、トナー粒子の表面の比較的硬い外添剤によって表面層25bの表面が長期にわたって徐々に平坦状に摩耗される。
The reason is considered as follows. In FIG. 6A, the toner particles positioned on the
なお、図6(a)および(b)は、図3(b)と同様に第1および第2傾斜溝29a,29bの傾斜方向に沿う断面図である。このため、これらの現像ローラ25の部分断面は、現像ローラ25の回転方向と異なる。したがって、第1傾斜溝29aに位置するトナー粒子が凸部30の頂部30a上に移動し、その後頂部30a上のトナーは、この頂部30aに隣接する第1および第2傾斜溝29a,29bのいずれにも移動するようになる。また、第2傾斜溝29aに位置するトナー粒子が凸部30の頂部30a上に移動し、その後頂部30a上のトナーは、この頂部30aに隣接する第1および第2傾斜溝29a,29bのいずれにも移動するようになる。以下の他の例の説明についても同様である。
6A and 6B are cross-sectional views along the inclination direction of the first and second
このように構成された現像ローラ25の製造方法の一例について説明する。
図7(a)に示すように、基材25aに転造加工により第1および第2傾斜基材溝29a′,29b′を形成する。次に、図7(b)に示すように、第1および第2傾斜基材溝29a′,29b′が形成された基材25aの表面に、無電解めっきにより非晶質の表面層25bを形成する。これにより、第1および第2傾斜基材溝29a′,29b′に対応して第1および第2傾斜溝29a,29bが形成される。このとき、第1および第2傾斜溝29a,29bの深さの2分の1より頂部30a側が凸部30で、第1および第2傾斜溝29a,29bの深さの2分の1より基材25a側(頂部30aと反対側)が凹部である。この場合、基材25aの硬度より表面層25bの硬度が高く設定されている。
An example of a method for manufacturing the developing
As shown in FIG. 7A, first and second inclined
次に、図7(c)に示すように凸部30の頂部30aにおける表面層25bを、イオンビームあるいは局所加熱等により加熱して表面結晶化する。このとき、表面層25bの表面結晶化部分(高硬度部30a″)における頂部30aの上面から深さtは、この現像ローラ25を備える現像装置5′に使用されるトナーの平均粒径(D50粒径)以内の範囲にする。この表面層25bの表面結晶化部分(高硬度部30a″)の表面硬度は、第1および第2傾斜溝29a,29bの凹部を含む他の部分の表面層25bの表面硬度より大きくなっている。また、第1および第2傾斜溝29a,29bの凹部を含む、表面層25bの表面結晶化部分(高硬度部30a″)以外の部分の表面層25bのトナー帯電性は、この高硬度部30a″のトナー帯電性より高くなっている。
Next, as shown in FIG. 7C, the
更に、この例の現像ローラ25の製造方法の他の例について説明する。
図8(a)に示すように、基材25aの表面に、無電解めっきにより非晶質の表面層25bを形成する。この場合、基材25aの硬度より表面層25bの硬度が高く設定されている。次に、図8(b)に示すように、非晶質の表面層25bを焼鈍により完全結晶化する。このときの焼鈍の温度は、例えば300℃以上であるが、基材25aの熱処理温度以下である。次に、図8(c)に示すように、結晶化された表面層25bを有する基材25aの表面に、転造加工により第1および第2傾斜溝29a,29bを形成する。このとき、第1および第2傾斜溝29a,29bの深さの2分の1より頂部30a側が凸部30で、第1および第2傾斜溝29a,29bの深さの2分の1より基材25a側(頂部30aと反対側)が凹部である。そして、結晶化された表面層25bにおける、第1および第2傾斜溝29a,29bの形成部分は、転造加工による圧延により再び非晶質(アモルファス)化される。したがって、頂部30aの結晶化された表面層25bの表面硬度が再非晶質化された表面層25bの表面硬度より大きくなる。こうして、この例の現像ローラ25が形成される。
Furthermore, another example of the manufacturing method of the developing
As shown in FIG. 8A, an
次に、本発明の現像ローラ25の具体例について説明する。
現像ローラ25の基材25aに硬度がHvで150であるSTKM材を用いて、基材25aに凹凸部を加工する前にセンタレス加工により基材25aの表面仕上げを行った。次いで、転造加工で基材25aの表面に深さ6μmの基材凹凸部を形成した。その場合、基材凹部29a′,29b′(基材凸部30′の基材凹部の底部側)を正弦波形状に形成する。また、基材凸部30′の頂部30a′側を截頭四角錐台形状に形成した。そして、截頭四角錐台形状の四方の側壁を、それぞれ正弦波形状の湾曲凹部29a′,29b′における四方の側壁に連続して形成した。このとき、基材凸部30′の截頭四角錐台形状の四方の側壁と正弦波形状の四方の側壁とが連続する点は基材凹凸部の深さの2分の1の点である。
Next, a specific example of the developing
Using a STKM material having a hardness of Hv of 150 for the
表面層25bとして、無電解ニッケル-リン(Ni-P)めっきにより厚みtが3μmのめっき層を基材表面に形成した。このときの表面層25bの表面硬度は、Hvで550であった。次に、頂部30aの表面層25bの部分に、凸部30の頂部上面からの深さtが1.5μmの範囲でイオンビームを照射して加熱することにより、この表面層25bの部分を結晶化した。このときの結晶化した表面層25bの表面硬度は、Hvで1000であった。すなわち、頂部30aの高硬度部30a″が、この高硬度部30a″以外の表面層25bの部分の表面硬度より大きい。
As the
次に、本発明の現像ローラにおけるトナー帯電性および現像ローラの表面電位について実験を行った。実験は、トナー擦り試験によるトナーの帯電量測定と現像ローラのトナー搬送面の表面電位試験である。 Next, an experiment was conducted on the toner chargeability and the surface potential of the developing roller in the developing roller of the present invention. The experiment is a toner charge amount measurement by a toner rubbing test and a surface potential test of the toner conveying surface of the developing roller.
トナー擦り試験は、現像ローラのサンプルとして、STKM材を無電解ニッケル-リン(Ni-P)めっきにより厚み3μmの表面層を形成したサンプルプレートを作製した。このサンプルプレートの表面硬さはHvで550であった。更に、同じサンプルプレートをもう1枚作製し、このサンプルプレートの表面層を400℃で2時間焼鈍処理して表面層を結晶化した。このサンプルプレートの表面硬さはHvで1000であった。したがって、焼鈍処理により表面層の硬度が高くなることが分かった。 In the toner rubbing test, a sample plate in which a surface layer having a thickness of 3 μm was formed on an STKM material by electroless nickel-phosphorus (Ni—P) plating as a sample of the developing roller. The surface hardness of this sample plate was 550 in Hv. Further, another same sample plate was produced, and the surface layer of this sample plate was annealed at 400 ° C. for 2 hours to crystallize the surface layer. The surface hardness of this sample plate was 1000 in Hv. Accordingly, it was found that the hardness of the surface layer was increased by the annealing treatment.
また、トナーとして、前述の最初のトナーを用いた。更に、前述のトナー規制部材26に用いたウレタンゴムからなるブレードを作製した。そして、各サンプルプレート上にそれぞれトナーをまぶし、各サンプルプレート上のトナーをウレタンゴムのブレードで擦った。その後、擦ったトナーの帯電量を帯電量測定器で測定した。これを擦り回数を増やして所定の擦り回数毎に擦った後、トナーの帯電量を帯電量測定器で測定した。このときのトナー擦り試験結果を図9(a)に示す。図9(a)に示すように、めっき層の表面層に焼鈍処理を行わない方がトナー帯電性が良好であることが分かった。
As the toner, the first toner described above was used. Further, a blade made of urethane rubber used for the
一方、現像ローラのトナー搬送面の表面電位試験は、駆動実験機として前述のLP9000Cのプリンタを用いるとともにる実験現像カートリッジを用いた。その場合、現像ローラの表面が見えるように駆動実験機および実験現像カートリッジを改造した。また、STKM材を無電解ニッケル-リン(Ni-P)めっきにより厚み3μmの表面層を形成したサンプル現像ローラとこの表面層に前述と同様に400℃で2時間焼鈍処理を行ったサンプル現像ローラの1つの現像ローラを作製した。 On the other hand, in the surface potential test on the toner conveying surface of the developing roller, an experimental developing cartridge that uses the above-described LP9000C printer as a driving experimental machine was used. In that case, the driving experimental machine and the experimental developing cartridge were modified so that the surface of the developing roller could be seen. Further, a sample developing roller in which a surface layer having a thickness of 3 μm is formed by electroless nickel-phosphorus (Ni—P) plating of the STKM material, and a sample developing roller in which the surface layer is annealed at 400 ° C. for 2 hours in the same manner as described above. One developing roller was prepared.
また、トナーとして、前述の最初のトナーを用いた。そして、実験現像カートリッジを駆動実験機にセットして、駆動実験機を空回しした。そして、現像ローラ周面のトナーの一部を除去して現像ローラの表面の一部をむき出しにした。更に、現像ローラに表面電位計をセットした。この状態で、現像ローラを回転させて、トナー除去部とトナー見除去部との電位差を測定して、表面伝に回復率を見た。このときの表面電位試験を図9(b)および(c)に示す。図9(b)および(c)に示すように現像ローラ(DR)駆動開始により、現像ローラの表面電位が向上する。その場合、図9(b)および(c)に示す各実験結果とも、この現像ローラ(DR)駆動開始で周期的に表面電位の悪いピーク値が周期的に現れる。これらの表面電位の悪いピーク値の部分が搬送面からトナーが除去された部分である。そして、全体的にみると、図9(b)に示す焼鈍処理を行わない方が図9(c)に示す焼鈍処理を行った方より表面電位が良好であった。すなわち、焼鈍処理により、トナー現像後の現像ローラのトナー搬送面の表面電位回復性が悪くなることが分かった。 As the toner, the first toner described above was used. Then, the experimental developing cartridge was set in the driving experimental machine, and the driving experimental machine was idled. Then, a part of the toner on the peripheral surface of the developing roller was removed to expose a part of the surface of the developing roller. Further, a surface potential meter was set on the developing roller. In this state, the developing roller was rotated to measure the potential difference between the toner removal unit and the toner viewing removal unit, and the recovery rate was observed in the surface transmission. The surface potential test at this time is shown in FIGS. 9B and 9C. As shown in FIGS. 9B and 9C, the surface potential of the developing roller is improved by starting the driving of the developing roller (DR). In that case, in each of the experimental results shown in FIGS. 9B and 9C, a peak value having a bad surface potential periodically appears periodically when the developing roller (DR) is driven. These portions having a bad peak value of the surface potential are portions where the toner is removed from the conveying surface. As a whole, the surface potential was better when the annealing treatment shown in FIG. 9B was not performed than when the annealing treatment shown in FIG. 9C was performed. That is, it was found that the surface potential recoverability of the toner conveying surface of the developing roller after toner development is deteriorated by the annealing treatment.
これらの実験により、凸部の頂部の表面が焼鈍処理に結晶化されて、その硬度が高くなり、また、凹部の表面が焼鈍処理されず非晶質となってトナー帯電性が良好になることが分かった。 Through these experiments, the surface of the top of the convex part is crystallized by annealing treatment, and its hardness is increased, and the surface of the concave part is not annealed and becomes amorphous, resulting in good toner chargeability. I understood.
これらの例の現像ローラ25によれば、現像ローラ25の凸部30における頂部30aの高硬度部30a″の表面硬度が、第1および第2傾斜溝29a,29bの凹部を構成する部分のを含む、この高硬度部30a″以外の部分の表面硬度より大きく設定している。したがって、長期にわたる画像形成で比較的摩耗しやすい頂部30aの表面層25aの摩耗が抑制され、また凹部の表面層25aの摩耗は少ない。したがって、凸部と凹部との摩耗の差を従来の現像ローラに比べてより少なくすることができる。これにより、長期にわたって画像形成を行っても、現像ローラ25の凹凸部の深さがあまり変化しない。その結果、現像ローラ25で搬送されるトナー量がほとんど変化しなく、画像の濃度を長期にわたってほぼ一定に維持することができる。したがって、長期にわたって良好な現像を行うことが可能となる。
According to the developing
また、現像ローラ25の凹部の表面硬度が小さいので、リセット性が悪い凹部で生じるフィルミングを防止することができる。更に、凹部ではトナー規制ブレード26からの距離が遠いことからトナー帯電性が悪化しがちであるが、この凹部を非晶質を維持することで、トナー帯電性の低下を抑制することができる。つまり、凹部のトナー帯電性を凸部の帯電性より高くすることで、トナー帯電をより効果的に行うことができる。これによりトナーかぶりやトナー飛散などを抑制でき、良好な現像特性を得ることができる。
そして、トナー規制部材26で凸部30の表面にトナーを搬送しないトナー搬送方式では、凹部表面でのトナー帯電性の確保という凹部の機能と凸部表面での耐摩耗性確保(凹凸部の深さの維持)という凸部の機能を分離して、両機能を達成することができる。
In addition, since the surface hardness of the concave portion of the developing
In the toner transport method in which toner is not transported to the surface of the
また、凸部30の頂部30aを結晶化することで、頂部30aでのトナー帯電性があまり良好でなくなる。しかし、トナー帯電性が良好でないことにより、逆に、トナー規制ブレード26と現像ローラ25の凸部30との間の摺擦による過剰帯電(チャージアップ)を防止できるとともに、現像りれきを改善することができる。また、現像ローラの凹凸深さより小さい粒径のトナーを用い、トナー規制ブレードの先端を現像ローラに当てて、現像ローラの凹部にトナーを搬送し、凸部にトナーを搬送しないようにする方式においては凸部へのトナーをより効果的に抑制することが可能になり、更に凸平坦面へのトナーのフィルミングや過剰帯電を防止することが可能になる。
Further, by crystallizing the
表面層25bの凹凸部を同一材料で構成し、凸部と凹部との結晶化度合いを相違させる(例えば、凸部の結晶化度合いを凹部の結晶化度合いより高くする)ことで、凸部と凹部との表面硬度および電気抵抗を制御可能となる。その場合、凸部と凹部との各表面層25bは完全に結晶化していないようにする(完全に結晶化したかどうかは、XRD解析で分かる)。これにより、現像ローラの表面組成を簡便に作成することができる。特に、凸部30の硬度を高くしてその摩耗を少なくし過ぎるとトナーが融着するフィルミングを生じるが、結晶化度合いを制御することで、このフィルミングの発生を抑制することができる。
更に、凸部30の表面層25bを局所的に加熱することで、基材25aの結晶化に対して影響を与えることはほとんどない。したがって、基材25aの応力開放や結晶化度の変化による基材25aの反りや曲がりを防止できる。
The concavo-convex part of the
Furthermore, by locally heating the
更に、凸部30の結晶化を進行させる範囲を、凸部30の上面から、使用されるトナーの平均粒径(D50粒径)以内とすることで、帯電性が低下しやすい凹部に搬送されたトナーを非晶質である凹部に接触させることができる。したがって、トナーの帯電低下を防止することができる。
Furthermore, the range in which the crystallization of the
更に、基材25aに凹凸部を形成する前に無電解めっきにより表面層25bを基材25aに形成することで、比較的加工し難い材料を基材25aに用いても、このめっきによる表面層25bにより、凹凸部の形状安定性を向上することができる。これにより、凹凸部の表面の平滑性を向上でき、トナー粒子の転動性が良好になるとともに、凹凸部でのトナーのフィルミングを抑制できる。したがって、トナー搬送性およびトナー帯電性を長期にわたって更に良好に維持することができる。
Further, by forming the
この現像ローラ25を有する現像装置5′によれば、感光体3の静電潜像を長期にわたって良好に現像することができる。一方、この現像装置5′を備える画像形成装置1は長期にわたって安定した濃度の良好な画質の画像を形成することができる。
According to the developing device 5 ′ having the developing
なお、本発明では、必ずしも第2傾斜溝29bの軸方向の間隔および数は、いずれも第1傾斜溝29aのそれらと必ずしも同じである必要はなく異なってもよい。また、第1および第2傾斜溝29a,22bの数は1本以上任意の数だけ設けることができる。
In the present invention, the axial interval and the number of the second
また、外添剤に比較的硬いシリカを用いたトナーであって、トナー母粒子に対するシリカ被覆率が100%以上であるトナーを用いた場合には、トナー母粒子の表面に多くのシリカが存在するため、凸部30の表面層25bの摩耗速度が比較的より速くなる。したがって、シリカ被覆率が100%以上であるトナーを用いる現像装置5′にこの例の現像ローラ25を用いても、現像ローラ25の耐久性をより効果的に向上することができる。
In addition, when a toner using relatively hard silica as an external additive and having a silica coverage of 100% or more on the toner base particles, a large amount of silica is present on the surface of the toner base particles. Therefore, the wear rate of the
更に、第1および第2傾斜基材溝29a′,29b′からなる基材凹部は必ずしも正弦波形状に形成する必要はない。基材凹部は他の湾曲面で形成することできるし、平坦面の底を有する逆截頭四角錐台形状に形成することできる。その場合には、前述の変曲点(基材凹凸部の深さのほぼ1/2の位置)で基材凸部の截頭四角錐台形状に連続するようにして形成する。
Furthermore, the base material recess formed by the first and second inclined
更に、前述の例ではロータリー現像ユニット5を有する画像形成装置1に適用しているが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、例えば、画像形成ユニットがタンデムに配置された画像形成装置、4サイクルの画像形成装置、単色の画像形成装置、あるいはトナー像を潜像担持体から転写材(本発明の転写媒体に相当)へ直接転写する画像形成装置(つまり、中間転写媒体を備えない画像形成装置)等、少なくとも凹凸部を有する現像ローラを備える現像装置を備えたどのような画像形成装置にも適用することができる。要は、本発明は、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内でどのような画像形成装置にも適用することができる。 Furthermore, in the above-described example, the present invention is applied to the image forming apparatus 1 having the rotary developing unit 5, but the present invention is not limited to this. In the present invention, for example, an image forming apparatus in which image forming units are arranged in tandem, a four-cycle image forming apparatus, a monochromatic image forming apparatus, or a toner image from a latent image carrier to a transfer material (to the transfer medium of the present invention). The present invention can be applied to any image forming apparatus including a developing device having a developing roller having at least a concavo-convex portion, such as an image forming apparatus that directly transfers to an equivalent) (that is, an image forming apparatus that does not include an intermediate transfer medium). it can. In short, the present invention can be applied to any image forming apparatus within the scope of the matters described in the claims.
1…画像形成装置、3…感光体、5…ロータリー現像ユニット、5Y,5M,5C,5K,5′…現像装置、24…トナー供給ローラ、25…現像ローラ、25a…基材、25b…表面層、26…トナー規制部材、28…トナー、29…溝、29a…第1傾斜溝、29b…第2傾斜溝、29a′…第1傾斜基材溝、29b′…第2傾斜基材溝、30…凸部、30…頂部、30′…基材凸部、30a″…高硬度部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image forming apparatus, 3 ... Photoconductor, 5 ... Rotary developing unit, 5Y, 5M, 5C, 5K, 5 '... Developing apparatus, 24 ... Toner supply roller, 25 ... Developing roller, 25a ... Base material, 25b ...
Claims (9)
前記凸部の前記平坦状の頂部における表面硬度が前記凹部の表面硬度より大きいことを特徴とする現像ローラ。 A base material having a base material concave portion formed of an inclined base material groove formed continuously in a predetermined region of the outer peripheral surface and a base material convex portion formed between the base material concave portions and having a flat portion flat in the axial direction. And a recess formed of an inclined groove corresponding to the base material recess and continuously formed on the outer peripheral surface of the base material, and an axial direction formed on the outer peripheral surface of the base material corresponding to the base material convex portion. And at least a surface layer having a convex portion having a flat top,
The developing roller characterized in that the surface hardness at the flat top of the convex portion is larger than the surface hardness of the concave portion.
前記現像ローラは請求項1ないし6のいずれか1に記載の現像ローラであり、
前記トナーの平均粒径が、前記現像ローラの前記凹部の深さより小さいことを特徴とする現像装置。 A developing roller that conveys toner to the latent image carrier, a toner supply roller that contacts the developing roller to supply the toner, and a toner amount that contacts the developing roller and conveys the toner to the latent image carrier are regulated. And at least a toner regulating member that
The developing roller is the developing roller according to any one of claims 1 to 6,
The developing device, wherein an average particle diameter of the toner is smaller than a depth of the concave portion of the developing roller.
前記現像ローラは請求項1ないし6のいずれか1に記載の現像ローラであり、
前記トナーの平均粒径が、前記現像ローラの前記凹部の深さより小さく、かつ前記トナー規制ブレードが弾性体であり、前記トナー規制ブレードの先端が前記現像ローラに当接、あるいは規制ニップ内にトナー規制ブレードの先端が存在することを特徴とする現像装置。 A developing roller that conveys toner to the latent image carrier, a toner supply roller that contacts the developing roller to supply the toner, and a toner amount that contacts the developing roller and conveys the toner to the latent image carrier are regulated. And at least a toner regulating member that
The developing roller is the developing roller according to any one of claims 1 to 6,
The average particle diameter of the toner is smaller than the depth of the concave portion of the developing roller, the toner regulating blade is an elastic body, and the tip of the toner regulating blade is in contact with the developing roller, or the toner is in the regulating nip. A developing device having a tip of a regulating blade.
前記現像装置は請求項8に記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。 A latent image carrier on which at least an electrostatic latent image is formed; a developing device for developing the electrostatic latent image with toner by non-contact development to form a toner image on the latent image carrier; and the latent image carrier At least a transfer device for transferring the toner image to a transfer medium,
Imaging equipment, wherein the developing device is a developing device according to claim 8.
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