JP2005275127A - Developing device and image forming device having same - Google Patents

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JP2005275127A JP2004090046A JP2004090046A JP2005275127A JP 2005275127 A JP2005275127 A JP 2005275127A JP 2004090046 A JP2004090046 A JP 2004090046A JP 2004090046 A JP2004090046 A JP 2004090046A JP 2005275127 A JP2005275127 A JP 2005275127A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve both of prevention of edge thinning and suppression of fogging and to enhance feeding capabilities of developer in performing non-contact development by feeding of the developer using progressive electric fields. <P>SOLUTION: In a system for performing the non-contact development by using a developer feeding member 41 having a plurality of progressive wave generation electrodes 41b and feeding the developer toward a photoreceptor drum 1 by the progressive electric fields formed by the developer feeding member, both of the prevention of edge thinning and the suppression of fogging are achieved by setting a development gap G(mm) at a position where the developer feeding member 41 and the photoreceptor drum 1 approach most, arrangement pitch λ(mm) of the progressive wave generation electrode and dielectric thickness A(mm) on the progressive wave generation electrode so as to satisfy relation of [0.5<λ/G<2] and [5×A<λ] and optimizing development conditions. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、像担持体上に形成される静電潜像を現像剤によって現像する現像装置及び画像形成装置に関し、特に、進行波電界を用いて現像剤を搬送し、像担持体上に形成された静電潜像を顕画化する現像装置、及び、この現像装置を備えた画像形成装置に関する。   The present invention relates to a developing device and an image forming apparatus that develop an electrostatic latent image formed on an image carrier with a developer, and in particular, the developer is transported using a traveling wave electric field to be formed on the image carrier. The present invention relates to a developing device that visualizes a developed electrostatic latent image, and an image forming apparatus including the developing device.

また、本発明は、静電潜像は所定の電荷を付与して帯電させた像担持体上に光情報を書き込んだものだけでなく、イオンフロー方式のように誘電体上に直接静電電荷潜像を形成する装置にも適用可能である。   Further, according to the present invention, the electrostatic latent image is not limited to the one in which optical information is written on the image carrier charged with a predetermined charge, but the electrostatic charge is directly applied on the dielectric as in the ion flow method. The present invention can also be applied to an apparatus that forms a latent image.

複写機、プリンタ等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置に適用される現像装置としては、現在、像担持体に現像剤担持体を接触させずに現像を行う非接触方式の現像装置が注目されており、パウダークラウド法、ジャンピング法または電界カーテン(進行波電界)を利用した方法が提案されている。   As a developing device applied to an image forming apparatus using an electrophotographic process such as a copying machine or a printer, a non-contact developing device that performs development without bringing a developer carrier into contact with an image carrier is currently attracting attention. A method using a powder cloud method, a jumping method, or an electric field curtain (traveling wave electric field) has been proposed.

電界カーテンを用いた装置としては、例えば、互いに位相が異なる複数種の交番電圧を発生する電源と、基材上に所定の間隔をおいて配列された複数の電極に前記電源からの交番電圧を印加することにより進行波電界を形成することによって、現像剤を像担持体に向けて搬送させる現像剤搬送部材とを備えた現像装置が提案されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。   As an apparatus using an electric field curtain, for example, a power source that generates a plurality of types of alternating voltages having different phases from each other, and an alternating voltage from the power source are applied to a plurality of electrodes arranged at predetermined intervals on a substrate. There has been proposed a developing device including a developer transport member that transports a developer toward an image carrier by forming a traveling-wave electric field by applying (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). ).

また、進行波電界を利用した技術に関して、本出願人は、現像剤搬送部材と像担持体との現像ギャップdと、現像剤搬送部材における電極間ピッチλの関係をd>λとすることで、画像の均一性向上を図る現像装置(例えば、特許文献3参照)や、エッジ効果を軽減して画像品位を向上させる目的で現像ギャップと感光体膜厚、現像電位条件等の適切な設定を行うことを提案している(例えば、特許文献4参照)。   Further, regarding a technique using a traveling wave electric field, the applicant of the present invention sets the relationship between the developing gap d between the developer carrying member and the image carrier and the inter-electrode pitch λ on the developer carrying member as d> λ. A developing device for improving image uniformity (see, for example, Patent Document 3), and setting of a developing gap, a photosensitive member film thickness, a developing potential condition, and the like for the purpose of reducing the edge effect and improving the image quality. It is proposed to do this (see, for example, Patent Document 4).

さらに、本出願人は、FPC(フレキシブル回路基板)等からなる現像剤搬送部材上に直接現像剤供給を行い、その現像剤搬送部材から発生させた進行波電界を用いた現像剤搬送方法における問題点を解決する方法として、現像剤搬送部材を覆った状態で現像剤搬送方向に移動するベルト部材により現像剤を供給するように構成するとともに、そのベルト部材の表面をクリーニング部材によって常にリフレッシュすることにより、現像剤の搬送機能の安定化を図れるようにした現像装置を提案している(例えば、特許文献5参照)。
特公平5−31146号公報(明細書2頁右欄20行〜3頁右欄5行、図1,図2) 特公平5−31147号公報(明細書2頁左欄29行〜4頁右欄21行、図1,図2) 特開2003−5524号公報 特開2003−228236号公報 特開2002−91160号公報(段落[0032]〜[0034]、図2)
Further, the applicant of the present invention supplies a developer directly on a developer conveying member made of an FPC (flexible circuit board) or the like, and a problem in the developer conveying method using a traveling wave electric field generated from the developer conveying member. As a method for solving this problem, the developer is supplied by a belt member that moves in the developer conveying direction while covering the developer conveying member, and the surface of the belt member is always refreshed by the cleaning member. Has proposed a developing device that can stabilize the developer conveying function (see, for example, Patent Document 5).
Japanese Examined Patent Publication No. 5-31146 (Specification, page 2, right column, line 20 to page 3, right column, line 5, FIGS. 1 and 2) Japanese Examined Patent Publication No. 5-31147 (page 2 left column, line 29 to page 4, right column 21 line, FIGS. 1 and 2) JP 2003-5524 A JP 2003-228236 A JP 2002-91160 A (paragraphs [0032] to [0034], FIG. 2)

ところで、進行波電界によりトナーをクラウド状にして搬送し、像担持体と非接触状態で現像を行う場合、トナーの搬送条件と現像ギャップの設定によっては、以下のような問題が発生する。   By the way, when the toner is transported in a cloud state by a traveling wave electric field and development is performed in a non-contact state with the image carrier, the following problems occur depending on the toner transport conditions and the development gap setting.

近年、インクジェットプリンタ等に代表される写真に匹敵する高画質な画像形成装置が開発され、トナーを用いた画像形成においても更に高画質化が要求されている。また、定着工程における省エネルギー化、ランニングコストの低減、さらにはトナー容器の体積減による装置の小型化を行うために、必要な濃度を維持しつつ、トナーの消費量を少なくする試みがなされている。これを達成するための一つの技術的な手法は、トナー粒子をより小粒径化し、かつ、トナー中の着色剤(例えば、カーボンブラックや、有機顔料等)の含有率を高め、記録紙上での画像の厚みを薄くして、より高品位な画像形成を行う動向にある。このような画像形成を行うにあたっては、感光体上にトナー像を形成する段階において、従来よりも少ない量のトナーを均一に薄層現像する必要がある。   In recent years, high-quality image forming apparatuses comparable to photographs typified by inkjet printers have been developed, and higher image quality is also required in image formation using toner. In addition, in order to save energy in the fixing process, reduce running cost, and further reduce the size of the apparatus by reducing the volume of the toner container, attempts have been made to reduce toner consumption while maintaining a necessary concentration. . One technical approach to achieve this is to reduce the toner particle size and increase the content of colorant (for example, carbon black, organic pigment, etc.) in the toner. Therefore, there is a trend to form a higher quality image by reducing the thickness of the image. In performing such image formation, it is necessary to uniformly develop a thin layer of a smaller amount of toner than in the past in the stage of forming a toner image on the photoreceptor.

本発明人らが研究を進めたところ、おおよそトナー1〜2層分に相当する量の薄層の現像を行うことによって発生する新たな課題を見出した。ここでいう薄層現像時の感光体上への現像トナー量は、トナーの体積平均粒径をR(μm)とすると、R×0.1(mg/cm2)以下程度である。また、上記特許文献4には、現像ギャップが広すぎる場合に潜像エッジ部にトナーが集まって画像の輪郭が太る現象を抑制することを主眼にした考えが記載されている。これは現像するトナー量が比較的多い場合には、現像ギャップを狭める方向の条件設定により、基本的には良好な結果を与える。 As a result of research conducted by the present inventors, a new problem has been found that arises by developing a thin layer in an amount approximately corresponding to one or two toner layers. The amount of toner developed on the photoconductor during thin layer development here is about R × 0.1 (mg / cm 2 ) or less, where R (μm) is the volume average particle diameter of the toner. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228561 describes an idea that mainly suppresses a phenomenon in which toner gathers at a latent image edge portion and the outline of an image becomes thick when the development gap is too wide. In the case where the amount of toner to be developed is relatively large, basically a good result is obtained by setting conditions in the direction of narrowing the development gap.

しかしながら、上述したように、薄層の現像においては、適正範囲内であっても比較的広い現像ギャップ条件では、画像のエッジ付近が現像されず、画像の輪郭部がやせる、すなわち、上記特許文献4に記載の技術とは逆の挙動を示すことがある。また、このような薄層現像を行った際のエッジ部のやせ現象を軽減する方策として、更に現像ギャップを狭める条件設定が有効である。   However, as described above, in the development of a thin layer, even in a proper range, under a relatively wide development gap condition, the vicinity of the edge of the image is not developed, and the contour portion of the image can be lost. 4 may exhibit the opposite behavior to the technique described in 4. In addition, as a measure for reducing the thinning phenomenon at the edge when such thin layer development is performed, it is effective to set conditions for further narrowing the development gap.

一方、上記特許文献3には、現像ギャップを現像剤搬送部材の電極ピッチよりも大きくすることで、各電極に印加されている電圧変化の影響により発生する濃度ムラを抑制し、地カブリを抑制する考えが開示されている。従って、エッジのやせを軽減すべく、現像ギャップを狭くするには、現像剤搬送部材の電極間ピッチを狭く設定する必要があり、その際にトナーの搬送能力が低下する問題が発生する。   On the other hand, in Patent Document 3 described above, the development gap is made larger than the electrode pitch of the developer conveying member, thereby suppressing density unevenness caused by the change in voltage applied to each electrode and suppressing background fogging. The idea to do is disclosed. Therefore, in order to narrow the development gap in order to reduce edge thinning, it is necessary to set the pitch between the electrodes of the developer conveying member to be narrow, which causes a problem that the toner conveying ability is lowered.

本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、進行波電界を利用したトナー搬送による非接触現像によって現像するにあたり、エッジやせの防止とカブリの抑制の双方を達成しつつ、現像剤の搬送能力を高めることが可能な現像装置の提供と、そのような特徴をもつ現像装置を備え、現像剤の消費を抑えながら高画質な画像を得ることが可能な画像形成装置の提供を目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and at the time of developing by non-contact development by toner conveyance using a traveling wave electric field, while achieving both prevention of edge thinning and suppression of fogging, It is an object to provide a developing device capable of enhancing the conveyance capability and an image forming apparatus that includes the developing device having such characteristics and can obtain a high-quality image while suppressing consumption of the developer. To do.

本発明の現像装置は、像担持体の表面上に形成された静電潜像を現像剤によって現像する現像装置であって、基材上に所定の間隔をあけて配列された複数の進行波発生電極を有し、それら進行波発生電極に互いに異なる位相の複数種の交番電圧を印加することにより形成される進行波電界によって、現像剤を前記像担持体に向けて搬送する現像剤搬送部材を備えた現像装置において、前記現像剤搬送部材と前記像担持体とが最も近接する位置での現像ギャップをG(mm)、前記現像剤搬送部材の進行波発生電極の配列ピッチをλ(mm)、前記現像剤搬送部材の進行波発生電極上の誘電体厚みをA(mm)とすると、[0.5<λ/G<2]及び[5×A<λ]の関係を満たすことを特徴としている。   The developing device of the present invention is a developing device for developing an electrostatic latent image formed on the surface of an image carrier with a developer, and a plurality of traveling waves arranged at predetermined intervals on a substrate. A developer conveying member that has a generation electrode and conveys the developer toward the image carrier by a traveling wave electric field formed by applying a plurality of types of alternating voltages having different phases to the traveling wave generation electrode. The developing gap at the position where the developer conveying member and the image carrier are closest to each other is G (mm), and the arrangement pitch of the traveling wave generating electrodes of the developer conveying member is λ (mm). ), Where the dielectric thickness on the traveling wave generating electrode of the developer conveying member is A (mm), the relationship of [0.5 <λ / G <2] and [5 × A <λ] is satisfied. It is a feature.

本発明の現像装置は、像担持体の表面上に形成された静電潜像を現像剤によって現像する現像装置であって、基材上に所定の間隔をあけて配列された複数の進行波発生電極を有し、それら進行波発生電極に互いに異なる位相の複数種の交番電圧を印加することにより形成される進行波電界によって、現像剤を前記像担持体に向けて搬送する現像剤搬送部材と、この現像剤搬送部材の表面を覆いかつその表面上において現像剤搬送方向に移動するベルト部材とを備え、前記ベルト部材上に現像剤層を形成して、現像剤を前記現像剤搬送部材にて進行波電界が形成される領域に移送するように構成された現像装置において、前記ベルト部材と前記像担持体とが最も近接する位置での現像ギャップをG(mm)、前記現像剤搬送部材の進行波発生電極の配列ピッチをλ(mm)、前記現像剤搬送部材の進行波発生電極上の誘電体厚みをA(mm)、前記ベルト部材の厚みをB(mm)とすると、[0.5<λ/G<2]及び[5×(A+B)<λ]の関係を満たすことを特徴としている。   The developing device of the present invention is a developing device for developing an electrostatic latent image formed on the surface of an image carrier with a developer, and a plurality of traveling waves arranged at predetermined intervals on a substrate. A developer conveying member that has a generation electrode and conveys the developer toward the image carrier by a traveling wave electric field formed by applying a plurality of types of alternating voltages having different phases to the traveling wave generation electrode. And a belt member that covers the surface of the developer conveying member and moves on the surface in the developer conveying direction. A developer layer is formed on the belt member, and the developer is transferred to the developer conveying member. In the developing device configured to transfer to a region where a traveling wave electric field is formed, a developing gap at a position where the belt member and the image carrier are closest to each other is G (mm), and the developer is conveyed. Traveling wave generator for members Is 0.5 (λ), the dielectric thickness on the traveling wave generating electrode of the developer conveying member is A (mm), and the thickness of the belt member is B (mm) [0.5 <λ / It is characterized by satisfying the relationship of G <2] and [5 × (A + B) <λ].

本発明の現像装置において、前記現像剤搬送部材の現像剤が搬送される面の水に対する接触角、または、前記ベルト部材の現像剤層を形成する面の水に対する接触角が、85°以上であることが好ましい。   In the developing device of the present invention, the contact angle with respect to water of the surface of the developer conveying member on which the developer is conveyed, or the contact angle with respect to water of the surface on which the developer layer of the belt member is formed is 85 ° or more. Preferably there is.

本発明の現像装置において、前記現像剤搬送部材の現像剤が搬送される面、または、前記ベルト部材の現像剤層を形成する面がフッ素系の物質を含有していることが好ましい。   In the developing device of the present invention, it is preferable that a surface of the developer transport member on which the developer is transported or a surface on which the developer layer of the belt member is formed contains a fluorine-based substance.

本発明の現像装置において、前記現像剤搬送部材の進行波発生電極上の誘電体層、または、前記ベルト部材には、微粒子が分散されているとともに、その微粒子の一部が表面に露出していることが好ましい。なお、微粒子を分散する場合、微粒子の体積平均粒子径をr1、現像剤の体積平均粒子径をr2とすると、[r1<r2]の関係を満たすことが好ましい。また、微粒子はフッ素系の物質であることが好ましい。   In the developing device of the present invention, fine particles are dispersed in the dielectric layer on the traveling wave generating electrode of the developer conveying member or the belt member, and some of the fine particles are exposed on the surface. Preferably it is. When the fine particles are dispersed, it is preferable that the relationship [r1 <r2] is satisfied, where r1 is the volume average particle size of the fine particles and r2 is the volume average particle size of the developer. The fine particles are preferably a fluorine-based substance.

本発明の現像装置において、前記現像剤搬送部材の進行波発生電極上の誘電体層、または、前記ベルト部材は、少なくとも2層の材料で構成されていることが好ましい。   In the developing device of the present invention, it is preferable that the dielectric layer on the traveling wave generating electrode of the developer conveying member or the belt member is composed of at least two layers of materials.

本発明の現像装置において、像担持体に現像される現像剤量(特に、ベタ画像を形成する際の現像剤量)をmo(mg/cm2)、現像剤の体積平均粒子径をr2(μm)とすると、[mo≦0.1×r2]の関係を満たすことが好ましい。 In the developing device of the present invention, the amount of developer developed on the image carrier (particularly, the amount of developer when forming a solid image) is mo (mg / cm 2 ), and the volume average particle diameter of the developer is r2 ( μm), it is preferable to satisfy the relationship [mo ≦ 0.1 × r2].

本発明の画像形成装置は、画像データに基づいて画像を形成する画像形成部と、上記した特徴的構成を有する現像装置とを備えていることを特徴としている。   An image forming apparatus according to the present invention includes an image forming unit that forms an image based on image data, and a developing device having the above-described characteristic configuration.

以下、本発明について詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

まず、本発明に適用する現像方式、つまり、現像剤であるトナーをクラウド状にして感光体(像担持体)に対し非接触状態に保ち、感光体上の静電潜像を現像する方式では、接触型の現像方式に比べてトナー自体に対する拘束力が非常に小さい。そのため、感光体上に微小の静電潜像を形成した場合でも、感光体近傍の微弱な電界に反応しやすく、微細なドットやラインパターンの現像特性に優れている。また、このような微小パターンにおいては、潜像周辺の電気力線の回り込み、いわゆるエッジ効果の作用により、ドットやラインの現像性能を高めることができる。しかしながら、そのような特徴がある反面、以下のような問題を起こすことがある。   First, in the developing method applied to the present invention, that is, in the method of developing the electrostatic latent image on the photosensitive member by keeping the toner as a developer in a cloud state and keeping it in a non-contact state with respect to the photosensitive member (image carrier). Compared with the contact-type development method, the binding force on the toner itself is very small. Therefore, even when a minute electrostatic latent image is formed on the photoreceptor, it is easy to react to a weak electric field in the vicinity of the photoreceptor, and the development characteristics of minute dots and line patterns are excellent. Further, in such a minute pattern, the development performance of dots and lines can be enhanced by the action of the so-called edge effect around the lines of electric force around the latent image. However, while having such characteristics, the following problems may occur.

すなわち、図7に示すように、ベタパッチなどの比較的空間周波数の低いパターンを形成した際に、現像ギャップが広過ぎると、潜像エッジ周辺に電気力線の大きな回り込みが発生し、強いエッジ効果が現れる。トナーが進行波電界によりクラウド状になり、現像剤搬送部材から感光体へ移動する現像ギャップ内においても、上記の潜像エッジ部の回り込み電界が作用し、トナーの飛翔軌道が偏向する。従って、現像ギャップ内を移動しているときには潜像エッジ部よりも内側にトナーが集まりやすくなるようにトナーが動く。   That is, as shown in FIG. 7, when a pattern having a relatively low spatial frequency, such as a solid patch, is formed, if the development gap is too wide, a large wraparound of the lines of electric force occurs around the latent image edge, resulting in a strong edge effect. Appears. The toner is clouded by the traveling wave electric field, and the wraparound electric field acts on the latent image edge portion in the developing gap where the toner moves from the developer conveying member to the photosensitive member, and the flying trajectory of the toner is deflected. Accordingly, when moving in the development gap, the toner moves so that the toner can easily gather inside the latent image edge portion.

また、感光体表面近傍では、横方向の電界が強く作用し、潜像エッジ部の電気力線が回り込んでいる領域内にはトナーが入り難い。しかしながら、比較的トナーの供給量が多い条件下では、電気力線が回り込んでいる領域内にある程度の確率でトナーが侵入する。この領域にトナーが一旦入ってしまうと、その侵入トナーは回り込み電界に強く拘束され、潜像の輪郭部に集中して、画像輪郭が濃くなる状態を生み出す(図8(a)参照)。   Further, in the vicinity of the surface of the photosensitive member, a horizontal electric field acts strongly, and toner hardly enters the region where the electric lines of force around the latent image edge portion wrap around. However, under conditions where the amount of toner supply is relatively large, the toner enters the region where the lines of electric force are wrapping around with a certain probability. Once the toner enters this region, the intruding toner is strongly restrained by the wraparound electric field, and concentrates on the contour portion of the latent image to create a state where the image contour becomes dark (see FIG. 8A).

このような現象を解決すべく、本出願人は感光体膜厚と現像ギャップの関係を適切に設定することを提案している(上記特許文献4)。この提案技術は、基本的には現像ギャップを狭める方向に設定し、感光体膜厚が薄いほど、更に狭める条件となるようにするものである。   In order to solve such a phenomenon, the present applicant has proposed to appropriately set the relationship between the photoreceptor film thickness and the development gap (Patent Document 4). This proposed technique basically sets the developing gap in a narrowing direction so that the thinner the photoreceptor film thickness is, the more the condition is narrowed.

ところが、本発明人らが鋭意研究を進めたところ、感光体に現像するトナー量を少なくし、より薄層の画像形成を行う際には、以下のような問題が起こることが分かった。   However, as a result of diligent research by the present inventors, it has been found that the following problems occur when forming a thinner image by reducing the amount of toner developed on the photoreceptor.

すなわち、前述の比較的供給トナー量が多い条件では、潜像エッジ部にトナーが幾分入り込むが、感光体上の現像に供するトナー量が少ない条件ではこのような作用が乏しく、潜像エッジ部にトナーが付着しない“エッジやせ”の現象が起こることが判明した(図8(b)参照)。   That is, under the condition where the amount of supplied toner is relatively large, the toner slightly enters the latent image edge portion. However, under the condition where the amount of toner used for development on the photosensitive member is small, such an action is poor, and the latent image edge portion. It was found that the phenomenon of “edge thinning” in which toner does not adhere to the toner occurs (see FIG. 8B).

このエッジやせを解消すべく、更に研究を進めたところ、現像ギャップをより一層狭めることが有効であることが分かった。これは以下のような作用が働くものと考えられる。   Further research was conducted to eliminate this edge thinning, and it was found that it was effective to further narrow the development gap. This is considered to have the following effects.

すなわち、現像ギャップをより一層狭めることで、現像ギャップ内の偏向電場による影響を受ける時間が短くなることと、進行波電界を発生させる個々の電極に印加される電圧により、瞬間的に感光体側へトナーを押し込む強い電界が発生することで、潜像エッジ部にトナーを押し込む作用が生まれるためと推察される(図9(a)、(b)参照)。   That is, by further narrowing the development gap, the time affected by the deflection electric field in the development gap is shortened, and the voltage applied to each electrode that generates the traveling wave electric field instantaneously moves to the photoreceptor side. It is presumed that the generation of a strong electric field that pushes the toner causes an action of pushing the toner into the edge portion of the latent image (see FIGS. 9A and 9B).

なお、一般的な現像方式においても、現像ギャップを狭めること、つまり感光体に対向する対向電極を近づけることでエッジ効果は低減するが、この場合、対向電極に空間的に均一な電位が付与されており、電界カーテン方式のように、時間的・空間的に変化する電圧が印加されることによる、上述のような作用は働かず、従来の現像方式での作用と異なる挙動を示すものである。   Even in a general development method, the edge effect is reduced by narrowing the development gap, that is, by bringing the counter electrode facing the photoconductor closer, but in this case, a spatially uniform potential is applied to the counter electrode. As in the electric field curtain method, the above-mentioned action does not work by applying a temporally and spatially changing voltage, and the behavior differs from the action in the conventional developing method. .

しかしながら、極端に現像ギャップを狭めると、上述したように、個々の電極に印加される電圧の影響が、本来非画像領域である部分にも作用し、地カブリを引き起こす傾向が顕著になる。これは、現像剤搬送部材の各電極に与えられている電位が、感光体の非画像部電位よりも高く、感光体が現像剤搬送部材に近接していると、非画像部に対しても所定の極性のトナーを現像する作用を与えてしまう現象である。このような現象は電極ピッチが広いほど起こりやすい。   However, when the development gap is extremely narrowed, as described above, the influence of the voltage applied to each electrode also acts on a portion that is originally a non-image region, and the tendency to cause background fogging becomes remarkable. This is because the potential applied to each electrode of the developer conveying member is higher than the non-image portion potential of the photosensitive member, and if the photosensitive member is close to the developer conveying member, the non-image portion is also affected. This is a phenomenon in which a toner having a predetermined polarity is developed. Such a phenomenon is more likely to occur as the electrode pitch is wider.

また、電極ピッチが広い条件では、トナーを搬送するのに必要な電界強度を得るために、現像剤搬送部材に印加する印加電圧の振幅を大きくする必要があり、より一層カブリが発生しやすくなる傾向にある(図10(a)参照)。   In addition, under conditions where the electrode pitch is wide, it is necessary to increase the amplitude of the applied voltage applied to the developer conveying member in order to obtain the electric field strength necessary for conveying the toner, and fog is more likely to occur. There is a tendency (see FIG. 10A).

以上のことから、現像ギャップを狭くする際には、現像剤搬送部材における電極ピッチを狭めるという条件設定(図10(b)参照)が望ましいが、この場合、トナー搬送能力が低下してしまうという問題が発生する。   From the above, when narrowing the development gap, it is desirable to set the condition (see FIG. 10B) that the electrode pitch in the developer transport member is narrowed. However, in this case, the toner transport capability is reduced. A problem occurs.

また、現像剤搬送部材の表面には、隣接電極間のリーク発生や、トナーの付着を抑制するために、現像剤搬送部材中の電極上に誘電体の層を設けるが、この誘電体層の厚みと、電極ピッチの大きさの関係が適切でない場合には、現像剤搬送部材の表面のトナー搬送電界強度を十分に発現できなくなる。   In addition, a dielectric layer is provided on the electrode in the developer conveying member on the surface of the developer conveying member in order to suppress leakage between adjacent electrodes and toner adhesion. When the relationship between the thickness and the size of the electrode pitch is not appropriate, the toner transport electric field strength on the surface of the developer transport member cannot be sufficiently expressed.

さらには、進行波電界によりトナーを搬送する場合、経時により現像剤搬送部材上にトナーが付着したり、トナーと上述の現像剤搬送部材上の誘電層との接触による帯電が発生することがある。これらの現象は、トナー搬送の安定性や均一性を損なう場合がある。   Furthermore, when toner is transported by a traveling wave electric field, the toner may adhere to the developer transport member over time, or charging may occur due to contact between the toner and the above-described dielectric layer on the developer transport member. . These phenomena may impair the stability and uniformity of toner conveyance.

これを解消するために、本出願人は、前記したように現像剤搬送部材の表面を覆うように無端状のベルト部材を配置し、このベルト部材を微速回動させることで、トナー搬送面を常に清浄に保ち、トナー搬送性を安定させることを提案している(上記特許文献5)。しかし、この提案技術においては、上述の誘電層厚みに加え、ベルト部材の厚みも考慮して電極ピッチを選定する必要がある。   In order to solve this problem, the present applicant arranges the endless belt member so as to cover the surface of the developer conveying member as described above, and rotates the belt member at a low speed, thereby changing the toner conveying surface. It has been proposed that the toner is always kept clean and the toner transportability is stabilized (Patent Document 5). However, in this proposed technique, it is necessary to select the electrode pitch in consideration of the thickness of the belt member in addition to the above-described dielectric layer thickness.

すなわち、上記課題である、エッジやせの防止及びカブリの抑制とトナー搬送性の全てを実現するには、現像ギャップ、電極ピッチ、現像剤搬送部材の誘電層厚み、さらにはベルト部材の厚みの関係を適切に選定する必要がある。そこで、これらの適切な関係を調査したところ、図15及び図16に示すような結果が得られた。   In other words, in order to realize all of the above-mentioned problems such as prevention of edge thinning, suppression of fogging, and toner transportability, the relationship between the development gap, the electrode pitch, the dielectric layer thickness of the developer transport member, and the thickness of the belt member Must be selected appropriately. Therefore, when these appropriate relationships were investigated, results as shown in FIGS. 15 and 16 were obtained.

図15は、3種類の電極ピッチを有する現像剤搬送部材を用い、現像ギャップを変化させた際の、画像形成状態を評価したものである。ここでは、電極ピッチλ(μm)を、現像ギャップG(μm)で除した値[λ/G値]に対して、エッジやせの度合いと、カブリの状態を評価している。   FIG. 15 shows an evaluation of the image forming state when the developer transport member having three types of electrode pitch is used and the development gap is changed. Here, the degree of edge thinning and the state of fogging are evaluated with respect to the value [λ / G value] obtained by dividing the electrode pitch λ (μm) by the development gap G (μm).

図15の結果から明らかなように、λ/Gが大きいほど、現像ギャップが相対的に小さい状態となるが、このときには、エッジやせは低減する傾向を示す。また、λ/G値が小さいほど、現像ギャップは相対的に大きくなるが、このときには、カブリは低減する傾向となる。すなわち、λ/G値の変化に対して、エッジやせの軽減度合いとカブリ抑制度合いが相反する挙動を示すことが分かる。また、電極ピッチλを変更した際には、任意のλ/G値を与える現像ギャップ値が変化することが分かる。   As is clear from the results of FIG. 15, the larger the λ / G, the smaller the development gap, but at this time, the edge thinning tends to decrease. Further, the smaller the λ / G value, the relatively larger the development gap. At this time, the fog tends to decrease. That is, it can be seen that the change in the λ / G value exhibits a behavior in which the degree of reduction of edge thinning and the degree of fog suppression are contradictory. It can also be seen that when the electrode pitch λ is changed, the development gap value giving an arbitrary λ / G value changes.

そして、図15の結果から、エッジやせとカブリに対して良好な状態を示すλ/G値の範囲を見ると、おおよそ0.5よりも大きく、2よりも小さい範囲とすることで、良好な画像形成条件となることが分かる。すなわち、電極ピッチλに対して、現像ギャップGをその半分ないし2倍にすることで、エッジやせの防止とカブリの抑制を両立できることを示している。   Then, from the result of FIG. 15, when looking at the range of λ / G value indicating a good state with respect to the edge thinning and fogging, it is preferable that the range is larger than about 0.5 and smaller than 2. It can be seen that this is an image forming condition. That is, it is shown that the edge gap can be prevented and the fog can be suppressed by making the developing gap G half or twice of the electrode pitch λ.

また、図16は、電極ピッチλ(μm)に対する、現像剤搬送部材上の誘電層厚みA(μm)と、ベルト部材厚みB(μm)との関係に対して、トナー搬送性能を検討した結果である。   FIG. 16 shows the result of examining the toner transport performance with respect to the relationship between the dielectric layer thickness A (μm) on the developer transport member and the belt member thickness B (μm) with respect to the electrode pitch λ (μm). It is.

ここで、誘電層厚みを変化させる条件としては、誘電体層を12.5μmのポリイミドフィルムと15μmの接着剤層とで形成して総厚みを27.5μmにしたもの、ポリイミドフィルムの厚みを25μmにして、同様に形成した層厚み40μmのもの、さらに電極上にポリイミドインク(誘電体インク)を印刷し、これを約400℃程度で焼成して接着剤層を介することなく直接形成した厚みが12μmのものの3種を用いた。また、ベルト部材については、ポリイミドフィルムのチューブとし、厚みを12.5μm、19μm、31μm、60μm、150μmのものを用いた(図11(a)〜(c)参照)。   Here, as a condition for changing the dielectric layer thickness, the dielectric layer is formed of a 12.5 μm polyimide film and a 15 μm adhesive layer to have a total thickness of 27.5 μm, and the polyimide film thickness is 25 μm. In the same manner, a layer having a thickness of 40 μm was formed. Further, a polyimide ink (dielectric ink) was printed on the electrode, and this was baked at about 400 ° C. and directly formed without an adhesive layer. Three types having a size of 12 μm were used. As for the belt member, a polyimide film tube having a thickness of 12.5 μm, 19 μm, 31 μm, 60 μm, and 150 μm was used (see FIGS. 11A to 11C).

これらの誘電体層及びベルト部材を組み合わせ、電極ピッチλに対する、A+B値(ベルト部材を用いない場合はB=0)との関係を検討し、トナーの搬送効率を評価した(図12(a)、(b)参照)。ただし、トナーの搬送効率については、現像剤搬送部材上に進行波電界によりトナーが搬送されずに付着してしまうといった現象や、ベルト部材を用いた系においては、ベルト部材上に形成された供給トナーをほとんど余すことなく進行波電界で搬送可能であるか否かを評価した。   By combining these dielectric layers and belt members, the relationship between the electrode pitch λ and the A + B value (B = 0 when no belt member is used) was examined, and the toner conveyance efficiency was evaluated (FIG. 12A). (See (b)). However, with regard to toner conveyance efficiency, the phenomenon that the toner adheres to the developer conveyance member without being conveyed due to the traveling wave electric field, or in the system using the belt member, the supply formed on the belt member It was evaluated whether or not the toner can be conveyed by a traveling wave electric field with almost no excess.

また、別の搬送性能の評価として、トナーの搬送状態の均一性を評価した。トナーの搬送電界が良好に作用する場合は、進行波電界の作用に対して長手方向で同様にトナー挙動が生じて、均一な搬送状態になる。   Further, as another evaluation of the conveyance performance, the uniformity of the toner conveyance state was evaluated. When the toner transport electric field works well, the toner behavior similarly occurs in the longitudinal direction with respect to the action of the traveling wave electric field, resulting in a uniform transport state.

しかしながら、搬送電界が不十分な場合、任意の場所ではトナーが移動を起こしても、別の場所では搬送が開始されないといった現象が起こる場合がある。すなわち、このような場合、トナーが搬送されているときのトナークラウドの空間密度が不均一であり、そのような状態で感光体に現像を行うと、スジ状あるいは斑状ムラの状態となって現像されてしまうといった不具合が発生する様子を調べたものであり、より一層厳しい搬送性能を評価する指標となる。ここでは、電極ピッチλを、誘電体層厚みA及びベルト部材の厚みBの和、A+B値で除した値λ/(A+B)と、上記の搬送状態の関係を記載している。   However, when the transport electric field is insufficient, there may be a phenomenon that even if the toner moves in an arbitrary place, the transport is not started in another place. That is, in such a case, the space density of the toner cloud when the toner is being conveyed is non-uniform, and if development is performed on the photoconductor in such a state, the development becomes a streak-like or spotted uneven state. This is an investigation of the occurrence of defects such as being used, and is an index for evaluating even more severe transport performance. Here, the relationship between the electrode pitch λ, the sum of the dielectric layer thickness A and the thickness B of the belt member, the value λ / (A + B) divided by the A + B value, and the above transport state is described.

そして、図16から明らかなように、各電極ピッチの条件において、λ/(A+B)値が5よりも大きい条件では、トナーの搬送効率及び搬送均一性がともに良好となる結果が得られた。すなわち、進行波発生電極の電極ピッチを、現像剤搬送部材内の電極層の上部に存在する誘電体層及びベルト部材の厚みの5倍以上に設定することで、良好なトナー搬送性能を得ることができることを示している。   As can be seen from FIG. 16, under the condition of each electrode pitch, when the λ / (A + B) value is larger than 5, both the toner conveyance efficiency and the conveyance uniformity are obtained. That is, by setting the electrode pitch of the traveling wave generating electrode to be 5 times or more the thickness of the dielectric layer and the belt member existing above the electrode layer in the developer conveying member, good toner conveying performance can be obtained. It shows that you can.

以上のことから、電極ピッチλと、現像ギャップG、誘電体層の厚みA、ベルト部材の厚みBを、[0.5<λ/G<2]及び[5×(A+B)<λ]となる関係を満たすように設定することで、エッジやせを防止し、かつカブリを抑制する適切な電極ピッチと現像ギャップの関係を得ることができ、さらに電極ピッチを狭めた際にも、安定したトナー搬送性を維持することが可能となる。   From the above, the electrode pitch λ, the development gap G, the thickness A of the dielectric layer, and the thickness B of the belt member are [0.5 <λ / G <2] and [5 × (A + B) <λ]. By setting so as to satisfy the relationship, it is possible to obtain an appropriate electrode pitch-development gap relationship that prevents edge thinning and suppresses fogging, and stable toner even when the electrode pitch is narrowed It becomes possible to maintain transportability.

−接触角について−
トナー搬送性を向上させる別の手段として、現像剤搬送部材の誘電体層もしくはベルト部材の表面とトナーの付着力を低減させる方法も有用である。トナーの付着力を弱めることで、より低い電界でもトナー搬送が可能となるが、トナーとの付着力を与える作用としては、トナー自身の持つ電荷による鏡像力や、分子間力、液架橋力などが主たる要素となる。
-Contact angle-
As another means for improving the toner transportability, a method of reducing the adhesion force of the toner to the dielectric layer of the developer transport member or the surface of the belt member is also useful. By weakening the adhesion force of the toner, it is possible to transport the toner even in a lower electric field. However, the action to give the adhesion force with the toner includes the mirror image force due to the charge of the toner itself, the intermolecular force, the liquid crosslinking force, etc. Is the main element.

これらのうち、液架橋力に着目すると、誘電体層もしくはベルト部材表面が水に対して親水性が良好な場合、その表面に薄い水の膜を形成しやすく、これが液架橋力を増進させる。特に、高湿環境下ではこの作用が強まる傾向が高く、一旦、誘電体層もしくはベルト部材上に付着したトナーの付着力が高まると、進行波電界によるトナーの離脱作用を妨げる作用が強まる。一方、誘電体層もしくはベルト部材表面が疎水性の場合、上述の作用が弱まり、トナー付着力が低減して、トナー搬送性を高めることができる。   Of these, focusing on the liquid cross-linking force, when the surface of the dielectric layer or the belt member has good hydrophilicity with respect to water, a thin water film is easily formed on the surface, which promotes the liquid cross-linking force. In particular, this action tends to increase in a high-humidity environment, and once the adhesion of the toner adhering to the dielectric layer or belt member is increased, the action of hindering the toner detachment action by the traveling wave electric field is strengthened. On the other hand, when the dielectric layer or the surface of the belt member is hydrophobic, the above-described action is weakened, the toner adhesion force is reduced, and the toner transportability can be improved.

そこで、ベルト部材の表面の材質を変更し、その材質の水との接触角と搬送性との関係を検討した結果を図17に示す。   Thus, FIG. 17 shows the result of changing the material of the surface of the belt member and examining the relationship between the contact angle of the material with water and the transportability.

ただし、搬送性の評価にあたっては、電極ピッチを254μm、誘電体層の厚みAを27.5μm、ベルト部材の厚みBを30μm±3μmとして、通常環境(約25℃/50%RH)と、高湿環境(30℃/80%RH)で評価を行い、通常環境に対して搬送性の劣化度合いを確認した。   However, in evaluating the transportability, the electrode pitch is 254 μm, the dielectric layer thickness A is 27.5 μm, the belt member thickness B is 30 μm ± 3 μm, and the normal environment (about 25 ° C./50% RH) Evaluation was performed in a wet environment (30 ° C./80% RH), and the degree of deterioration in transportability with respect to the normal environment was confirmed.

この図17の結果から、水との接触角が85°以上の条件では搬送性は良好であるが、それ以外では搬送性が低下する傾向が認められた。   From the results of FIG. 17, the transportability is good when the contact angle with water is 85 ° or more, but the tendency of the transportability to decrease is observed in other cases.

従って、本発明において、現像剤搬送部材の現像剤が搬送される面の水に対する接触角もしくはベルト部材の現像剤層を形成する面の水に対する接触角を85°以上とすることで、高湿環境下でも搬送性能を劣化させることなく、安定したトナー搬送を行うことができる。   Therefore, in the present invention, the contact angle with respect to water on the surface of the developer transport member on which the developer is transported or the contact angle with respect to water on the surface on which the developer layer of the belt member is formed is 85 ° or more. Stable toner conveyance can be performed without deteriorating the conveyance performance even in an environment.

さらに、図17の結果から明らかなように、現像剤搬送部材の現像剤が搬送される面もしくはベルト部材の現像剤層を形成する面にフッ素系の物質を含有させることで、接触角が大きくなり、より安定したトナー搬送性を維持することができる。   Further, as is apparent from the results of FIG. 17, the contact angle is increased by adding a fluorine-based substance to the surface of the developer transport member on which the developer is transported or the surface of the belt member on which the developer layer is formed. Thus, more stable toner transportability can be maintained.

−微粒子について−
トナーの付着力を弱めるために、トナーに作用する分子間力を弱めるという方法も有効である。一般にトナーはその流動性を高めるために、シリカや酸化チタン等の微粒子を外添剤としてその表面に塗すことで、見かけ上、その表面に微小の凹凸を形成してトナー間の分子間力を弱めるといった工夫がなされている。この作用を現像剤搬送部材表面の誘電体層もしくはベルト部材との付着力作用を弱めることに応用はできる。しかしながら、あまりに多量の外添剤の使用は、経時による離脱や埋没により、その特性の劣化が大きく実用的ではない。
-About fine particles-
In order to weaken the adhesion force of the toner, a method of weakening the intermolecular force acting on the toner is also effective. In general, in order to improve the fluidity of toner, by applying fine particles such as silica and titanium oxide on the surface as an external additive, apparently minute irregularities are formed on the surface, and the intermolecular force between the toners. It has been devised to weaken. This action can be applied to weaken the adhesion force action with the dielectric layer or belt member on the surface of the developer conveying member. However, the use of an excessively large amount of external additive is not practical due to the deterioration of its characteristics due to detachment or burying over time.

そこで、現像剤搬送部材表面の誘電体層もしくはベルト部材中に微粒子を分散させ、その一部が表面に露出するように構成すれば(図13参照)、その露出微粒子による表面凹凸によって、現像剤搬送部材とトナーとの間の力を弱まる作用が働き、トナーの付着力が低減し、搬送性を向上させることができる。また、この場合には、トナーの外添剤量は、トナー自身の特性を向上させるのに必要な量にすればよく、上述のような弊害をもたらすことがなく、より好適である。   Therefore, if the fine particles are dispersed in the dielectric layer or the belt member on the surface of the developer conveying member and a part thereof is exposed on the surface (see FIG. 13), the developer is caused by the surface unevenness due to the exposed fine particles. The action of weakening the force between the conveying member and the toner works, the adhesion force of the toner is reduced, and the conveying property can be improved. In this case, the amount of the external additive of the toner may be an amount necessary for improving the characteristics of the toner itself, and is more preferable without causing the above-described adverse effects.

また、微粒子を分散する場合、微粒子の粒子径が大き過ぎると、現像剤搬送部材表面の誘電体層もしくはベルト部材の表面粗さが大きくなりすぎ、トナー搬送の均一性に悪影響を与える。   Further, when the fine particles are dispersed, if the particle size of the fine particles is too large, the surface roughness of the dielectric layer or the belt member on the surface of the developer conveying member becomes too large, which adversely affects the uniformity of toner conveyance.

すなわち、トナー粒子径に対して、表面凹凸の度合いが大き過ぎる場合、搬送されているトナーがこの凹凸によって円滑に移動できなく場合がある。特にトナー粒径の半分程度になると、トナー搬送面の凹凸にトナーが引っかかり、トナーの固着が発生しやすくなる(図14参照)。また、ベルト部材を採用する系では、ベルト部材のクリーニングを行うことが難しくなり、常にベルト部材の表面を清浄に保つことが困難になる。微粒子を表面に露出した状態を安定して維持すること、すなわち経時の使用により離脱したりしないようにするには、その大きさの半分程度が埋没した状態が望ましい。よって、トナーの粒子径の半分以下の凹凸にするには、分散する微粒子の大きさをトナーの粒子径よりも小さくする必要がある。   That is, when the degree of surface irregularities is too large with respect to the toner particle diameter, the conveyed toner may not be able to move smoothly due to the irregularities. In particular, when the toner particle size is about half of the toner particle size, the toner is caught on the unevenness of the toner conveying surface, and the toner is likely to be fixed (see FIG. 14). Further, in a system employing a belt member, it becomes difficult to clean the belt member, and it is difficult to always keep the surface of the belt member clean. In order to stably maintain the state in which the fine particles are exposed on the surface, that is, to prevent the fine particles from being detached due to use over time, a state in which about half of the size is buried is desirable. Therefore, in order to make the unevenness less than half the particle diameter of the toner, it is necessary to make the size of the dispersed fine particles smaller than the particle diameter of the toner.

従って、本発明において、微粒子の体積平均粒子径r1、現像剤の体積平均粒子径r2とを[r1<r2]の関係を満たすようにすることで、上記したような問題を解決することができ、安定かつ均一なトナー搬送性を維持することができる。   Therefore, in the present invention, the above-described problems can be solved by satisfying the relationship [r1 <r2] between the volume average particle diameter r1 of the fine particles and the volume average particle diameter r2 of the developer. Therefore, stable and uniform toner transportability can be maintained.

さらに、微粒子を分散する場合、分散微粒子をフッ素系の物質にすると、前記した表面凹凸による分子間力低減作用に加えて疎水性が高まるので、前述の液架橋力の低減作用が加わる。また、現像剤搬送部材の誘電体層やベルト部材の選択肢も広がり、より適切な材料選定が可能となる。   Furthermore, in the case of dispersing the fine particles, if the dispersed fine particles are made of a fluorine-based substance, the hydrophobicity increases in addition to the above-described intermolecular force reducing effect due to the surface unevenness, and thus the above-described liquid crosslinking force reducing effect is added. In addition, options for the dielectric layer and belt member of the developer conveying member are widened, and a more appropriate material can be selected.

−進行波発生電極上の誘電体層・ベルト部材の層構成について−
トナー搬送面(現像剤搬送部材の現像剤が搬送される面、またはベルト部材の現像剤層を形成する面)となる側は、トナー付着力を弱める機能を持たせるために、フッ素系の材料や、微粒子を分散させた層にすることが望ましいが、これらの材料における他の特徴、例えば、他物質との接着性や強度の面において、必ずしも最適な構成で無い場合もある。
-Layer structure of dielectric layer and belt member on traveling wave generating electrode-
Fluorine-based material on the side that becomes the toner transport surface (the surface of the developer transport member on which the developer is transported or the surface of the belt member on which the developer layer is formed) In addition, although it is desirable to form a layer in which fine particles are dispersed, there are cases where the structure is not necessarily optimal in terms of other characteristics of these materials, for example, adhesiveness to other substances and strength.

そこで、現像剤搬送部材を単体で用いる場合には、電極層との密着性を良好に維持できるような材質を電極層側に選ぶといった方策を採ることが可能となり、経時の使用による誘電体層の剥がれを防止できる。また、ベルト部材を用いる場合には、ベルト部材の強度に注意を払う必要がある。本発明では、比較的薄いベルト部材を使用する必要性があり、ベース部材としては機械的に強固な物質を選定することで、経時的に安定した性能を維持することが可能となる。   Therefore, when the developer conveying member is used alone, it is possible to take a measure such as selecting a material on the electrode layer side that can maintain good adhesion with the electrode layer. Can be prevented. When using a belt member, it is necessary to pay attention to the strength of the belt member. In the present invention, it is necessary to use a relatively thin belt member. By selecting a mechanically strong material as the base member, it is possible to maintain stable performance over time.

−現像剤量について−
トナーを用いた画像形成における高画質化、定着工程における省エネルギー化、ランニングコストの低減化、並びに、トナー容器の体積減による装置の小型化を実現するには、必要な濃度を維持しつつ、トナーの消費量を少なくする条件すなわち感光体上に薄層の現像を行うことが必要となる。
-About developer amount-
To achieve high image quality in image formation using toner, energy saving in the fixing process, reduction in running cost, and downsizing of the device by reducing the volume of the toner container, the toner is maintained while maintaining the required concentration. Therefore, it is necessary to develop a thin layer on the photosensitive member.

しかしながら、トナーの消費量を少なくする条件下では、上記したようにエッジやせが発生しやすいことがわかっている。現像トナー量が比較的多い条件下では、感光体の潜像エッジ部にもトナーがある程度の確率で入り込み、潜像エッジ部が太る傾向にあるが、少量の現像トナー量の条件では、潜像エッジ部にトナーが入り込みにくく、エッジがやせた状態になりやすい。   However, it has been found that edge thinning tends to occur as described above under the condition of reducing toner consumption. Under the condition where the amount of developing toner is relatively large, the toner also enters the latent image edge portion of the photoreceptor with a certain probability and the latent image edge portion tends to become thicker. However, under the condition of a small amount of developing toner amount, the latent image It is difficult for toner to enter the edge portion, and the edge tends to be thin.

図18は、トナー粒径と、現像トナー量を変更した際のエッジやせの状態を示したものである。この図18の結果から、トナーの体積平均粒径をr2(μm)とすると、現像剤量moがr2×0.1(mg/cm2)以下の場合にエッジやせが起こり易いことが分かる。しかしながら、上記したように、本発明のように電極ピッチと現像ギャップとを適切に選定する条件では、このような現象が解消される。従って、上記の薄層現像によるメリットを享受しつつ、良好な画像形成が可能となり、現像剤量mo(mg/cm2)と現像剤の体積平均粒子径r2(μm)とを、[mo≦0.1×r2]の関係を満たすように設定するという構成を組み合わせることで、より好適な画像形成が可能となる。 FIG. 18 shows the state of the edge thinning when the toner particle diameter and the developing toner amount are changed. From the results of FIG. 18, it is understood that if the volume average particle diameter of the toner is r2 (μm), edge thinning is likely to occur when the developer amount mo is r2 × 0.1 (mg / cm 2 ) or less. However, as described above, such a phenomenon can be eliminated under the conditions of appropriately selecting the electrode pitch and the development gap as in the present invention. Therefore, it is possible to form a good image while enjoying the merits of the above-described thin layer development, and the developer amount mo (mg / cm 2 ) and the volume average particle diameter r2 (μm) of the developer are expressed as [mo ≦ By combining the configurations of setting so as to satisfy the relationship of 0.1 × r2], it is possible to form a more suitable image.

本発明の現像装置によれば、基材上に所定の間隔をあけて配列された複数の進行波発生電極を有する現像剤搬送部材を用い、その現像剤搬送部材にて形成した進行波電界によって現像剤を像担持体に向けて搬送することにより非接触で現像を行う方式において、現像剤搬送部材と像担持体とが最も近接する位置での現像ギャップG(mm)、現像剤搬送部材の進行波発生電極の配列ピッチλ(mm)、現像剤搬送部材の進行波発生電極上の誘電体厚みをA(mm)について、[0.5<λ/G<2]及び[5×A<λ]の関係を満たすように設定する、あるいは、上記方式に現像剤搬送部材の表面を覆いかつその表面上において現像剤搬送方向に移動するベルト部材を付加する構成においては、ベルト部材の厚みをB(mm)として、[0.5<λ/G<2]及び[5×(A+B)<λ]の関係を満たすように設定して、現像条件を最適化しているので、画像のエッジやせの防止とカブリの抑制の双方を達成することができる上、現像剤の搬送性能を高めることができる。   According to the developing device of the present invention, a developer conveying member having a plurality of traveling wave generating electrodes arranged at predetermined intervals on a substrate is used, and a traveling wave electric field formed by the developer conveying member is used. In a system in which development is carried out in a non-contact manner by carrying the developer toward the image carrier, the development gap G (mm) at the position where the developer carrying member and the image carrier are closest to each other, With respect to the arrangement pitch λ (mm) of the traveling wave generating electrodes and the dielectric thickness on the traveling wave generating electrode of the developer conveying member A (mm), [0.5 <λ / G <2] and [5 × A < In a configuration in which a belt member that covers the surface of the developer conveying member and moves on the surface in the developer conveying direction is added to the above method, the thickness of the belt member is set. As B (mm), [0.5 The development conditions are optimized by satisfying the relationship of λ / G <2] and [5 × (A + B) <λ], so that both edge prevention and fogging of the image are prevented. In addition, the developer conveying performance can be improved.

本発明の画像形成装置によれば、前記した特徴をもつ現像装置を備えているので、現像剤の消費を抑えながら高画質な画像を得ることができる。   According to the image forming apparatus of the present invention, since the developing device having the above-described features is provided, a high-quality image can be obtained while suppressing the consumption of the developer.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

<実施形態1>
図1は、本発明の現像装置を備えた画像形成装置の実施形態の構成を示す図である。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of an image forming apparatus provided with a developing device of the present invention.

画像形成装置Xの内部には、像担持体としての円筒状の感光体ドラム1が設けられている。この感光体ドラム1を中心として、その周囲に、帯電部材2、露光部材3、現像装置4、転写部材5、クリーニング部材6及び除電部材7がこの順で配設されている。   Inside the image forming apparatus X, a cylindrical photosensitive drum 1 as an image carrier is provided. A charging member 2, an exposure member 3, a developing device 4, a transfer member 5, a cleaning member 6, and a charge removal member 7 are arranged in this order around the photosensitive drum 1.

また、感光体ドラム1と転写部材5との間には、記録媒体としての用紙(PPC用紙等)Pが搬送される用紙搬送路が配設されている。その用紙搬送路の搬送方向から見て感光体ドラム1の下流側には、上下一対の定着部材81,81を備えた定着装置8が配設されている。   Further, between the photosensitive drum 1 and the transfer member 5, a paper conveyance path for conveying a paper (PPC paper or the like) P as a recording medium is disposed. A fixing device 8 including a pair of upper and lower fixing members 81 and 81 is disposed on the downstream side of the photosensitive drum 1 when viewed from the conveyance direction of the sheet conveyance path.

電子写真プロセスでは、感光体ドラム1に原稿像、あるいはホストコンピュータ(図示せず)等から取り込んだデータに対応した静電潜像が形成され、その静電潜像が現像装置4によって現像(可視化)され、用紙P上に転写されて画像形成が行われる。   In the electrophotographic process, an electrostatic latent image corresponding to data captured from a document image or a host computer (not shown) is formed on the photosensitive drum 1, and the electrostatic latent image is developed (visualized) by the developing device 4. And the image is formed on the sheet P.

感光体ドラム1は、導電性基体11上に光導電層12が形成されており、帯電部材2から上記各部材3〜7の配置順に従って回転可能となっている。   The photoconductive drum 1 has a photoconductive layer 12 formed on a conductive substrate 11 and is rotatable from the charging member 2 according to the arrangement order of the members 3 to 7.

まず、感光体ドラム1の表面(光導電層12)は、帯電部材2によって所定の電位となるまで帯電される。所定電位まで帯電された感光体ドラム1の表面は、感光体ドラム1の回転によって露光部材3の位置まで到達する。この露光部材3は書き込み手段であり、画像情報に基づいて、例えばレーザ光などの光によって帯電している感光体ドラム1の表面上に画像を書き込む。これによって、感光体ドラム1上に静電潜像が形成される。静電潜像が形成された感光体ドラム1の表面は、その感光体ドラム1の回転によって現像装置4の位置まで到達する。   First, the surface (photoconductive layer 12) of the photosensitive drum 1 is charged by the charging member 2 until it reaches a predetermined potential. The surface of the photosensitive drum 1 charged to a predetermined potential reaches the position of the exposure member 3 by the rotation of the photosensitive drum 1. The exposure member 3 is a writing unit, and writes an image on the surface of the photosensitive drum 1 that is charged by light such as laser light based on image information. As a result, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 1. The surface of the photosensitive drum 1 on which the electrostatic latent image is formed reaches the position of the developing device 4 by the rotation of the photosensitive drum 1.

現像装置4では、現像剤搬送部材41上を搬送される現像剤(トナー)Tによって、感光体ドラム1の表面の静電潜像を現像剤像として現像する。現像剤Tが担持された感光体ドラム1の表面は、この感光体ドラム1の回転によって転写部材5の位置まで到達する。   In the developing device 4, the electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 1 is developed as a developer image by the developer (toner) T conveyed on the developer conveying member 41. The surface of the photosensitive drum 1 carrying the developer T reaches the position of the transfer member 5 by the rotation of the photosensitive drum 1.

転写部材5は、感光体ドラム1の表面上の現像剤Tを用紙P上に転写する。感光体ドラム1から用紙P上に転写された現像剤像は定着装置8によって用紙P上に定着される。   The transfer member 5 transfers the developer T on the surface of the photosensitive drum 1 onto the paper P. The developer image transferred from the photosensitive drum 1 onto the paper P is fixed on the paper P by the fixing device 8.

現像剤像が転写された後の感光体ドラム1の表面は、この感光体ドラム1の回転によってクリーニング部材6の位置まで到達する。クリーニング部材6は、感光体ドラム1の表面に残留している現像剤Tや紙粉などを除去する。クリーニング部材6によってクリーニングされた感光体ドラム1の表面は、この感光体ドラム1の回転によって除電部材7の位置まで到達する。   The surface of the photosensitive drum 1 after the developer image is transferred reaches the position of the cleaning member 6 by the rotation of the photosensitive drum 1. The cleaning member 6 removes the developer T and paper dust remaining on the surface of the photosensitive drum 1. The surface of the photosensitive drum 1 cleaned by the cleaning member 6 reaches the position of the charge eliminating member 7 by the rotation of the photosensitive drum 1.

除電部材7は、感光体ドラム1の表面に残留している電位を除去する。上述した一連の動作によって一回の画像形成が終了する。   The neutralizing member 7 removes the potential remaining on the surface of the photosensitive drum 1. One image formation is completed by the series of operations described above.

感光体ドラム1としては、例えばアルミニウムなどで製作された導電性基体(金属ドラム)の外周面に、アモルファスシリコン(a−Si)、セレン(Se)や有機光半導体(OPC)などの光導電層が薄膜状に形成されてなる構成が挙げられるが、特に限定されるものではない。   As the photosensitive drum 1, for example, a photoconductive layer such as amorphous silicon (a-Si), selenium (Se), or an organic photo semiconductor (OPC) is formed on the outer peripheral surface of a conductive base (metal drum) made of aluminum or the like. Is formed in a thin film shape, but is not particularly limited.

帯電部材2としては、例えばタングステンワイヤなどの導電線、金属性のシールド板、グリッド板からなるコロナ帯電器や帯電ローラ、帯電ブラシなどの構成が挙げられるが、特に限定されるものではない。   Examples of the charging member 2 include a conductive wire such as a tungsten wire, a metal shield plate, a corona charger made of a grid plate, a charging roller, a charging brush, and the like, but is not particularly limited.

露光部材3としては、例えば半導体レーザや発光ダイオードなどが挙げられるが、特に限定されるものではない。   Examples of the exposure member 3 include a semiconductor laser and a light emitting diode, but are not particularly limited.

転写部材5としては、例えば、コロナ転写器、転写ローラ、転写ブラシなどが挙げられるが、特に限定されるものではない。   Examples of the transfer member 5 include a corona transfer device, a transfer roller, and a transfer brush, but are not particularly limited.

クリーニング部材6としては、クリーニングブレードなどが挙げられるが、特に限定されるものではない。   Examples of the cleaning member 6 include a cleaning blade, but are not particularly limited.

除電部材7としては、除電ランプなどが挙げられるが、特に限定されるものではない。   The neutralization member 7 includes a neutralization lamp, but is not particularly limited.

−現像装置−
次に、現像装置について説明する。
-Developer-
Next, the developing device will be described.

現像装置4は、図2に示すように、ケーシング40、現像剤搬送部材41、ミキシングパドル42、支持部材43、現像剤供給部材44、現像剤回収部材45、及び、現像剤層厚規制部材46などによって構成されている。   As shown in FIG. 2, the developing device 4 includes a casing 40, a developer transport member 41, a mixing paddle 42, a support member 43, a developer supply member 44, a developer collection member 45, and a developer layer thickness regulating member 46. Etc.

ケーシング40は、現像剤Tを内部に収容するものであり、また、必要に応じて現像装置4を構成する部材を支持するものである。   The casing 40 accommodates the developer T therein, and supports members constituting the developing device 4 as necessary.

ミキシングパドル42は、ケーシング40内に収容されている現像剤Tを混合するためのものである。   The mixing paddle 42 is for mixing the developer T accommodated in the casing 40.

現像剤搬送部材41は、感光体ドラム1の現像領域に対向し、若干傾斜して略平面状の部材である。なお、図2では現像剤搬送部材41として略平面状のものを示しているが、現像剤搬送部材の形状は、これに限定されるものではなく、例えば、半円弧状または緩やかな曲面を形成するような形状であっても構わない。   The developer conveying member 41 is a substantially planar member that is slightly inclined to face the developing area of the photosensitive drum 1. In FIG. 2, the developer conveying member 41 is shown to be substantially planar, but the shape of the developer conveying member is not limited to this, and for example, a semicircular arc shape or a gently curved surface is formed. It does not matter if the shape is

また、現像剤搬送部材41が上記配置を保持できるように、現像剤Tを搬送する表面とは反対側の表面に、現像剤搬送部材41を保持する支持部材43がケーシング40に設けられている。   In addition, a support member 43 that holds the developer transport member 41 is provided on the casing 40 on the surface opposite to the surface that transports the developer T so that the developer transport member 41 can maintain the above arrangement. .

現像剤搬送部材41の下方端部には、現像剤搬送部材41の表面上を搬送される現像剤Tを供給する現像剤供給部材44が設けられている。現像剤搬送部材41の上方端部には、現像剤搬送部材41の表面の未使用現像剤Tをケーシング40内部に収容するための現像剤回収部材45が設けられている。なお、この例では、現像剤回収部材45が現像剤搬送部材41の表面に回転可能に接触している形態としているが、これに限定されるものではなく、非接触の形態や回動しない形態であってもよい。   A developer supply member 44 that supplies the developer T that is transported on the surface of the developer transport member 41 is provided at the lower end of the developer transport member 41. At the upper end portion of the developer conveying member 41, a developer collecting member 45 for accommodating unused developer T on the surface of the developer conveying member 41 in the casing 40 is provided. In this example, the developer recovery member 45 is in contact with the surface of the developer transport member 41 so as to be rotatable. However, the present invention is not limited to this. It may be.

現像剤供給部材44は、ケーシング40内に収容されている現像剤Tを現像剤搬送部材41に供給するためのものであり、現像剤搬送部材41に所定の圧力で当接した状態で設けられている。現像剤供給部材44と現像剤搬送部材41との接触圧力は、ばね等により所望の接触圧力が与えられるようにしてもよいし、現像剤供給部材44及び現像剤搬送部材41の弾性率を調整して両者の位置関係を制御するようにしてもよい。現像剤供給部材44には、その表面上に形成する現像剤層の層厚を規制するための現像剤層厚規制部材46が当接している。   The developer supply member 44 is for supplying the developer T accommodated in the casing 40 to the developer transport member 41 and is provided in contact with the developer transport member 41 with a predetermined pressure. ing. The contact pressure between the developer supply member 44 and the developer transport member 41 may be a desired contact pressure provided by a spring or the like, and the elastic modulus of the developer supply member 44 and the developer transport member 41 is adjusted. Thus, the positional relationship between the two may be controlled. The developer supply member 44 is in contact with a developer layer thickness regulating member 46 for regulating the layer thickness of the developer layer formed on the surface thereof.

現像剤供給部材44の材質としては特に限定されるものではないが、例えば、シリコーン、ウレタン、EPDM(エチレン−プロピレン−ジエン−メチレン共重合体)などのソリッドゴム、発泡ゴムなどが挙げられる。また、カーボンブラックやイオン導電剤を添加することによって導電性を付与してもよい(電圧印加も可能)。なお、現像剤供給部材44と現像剤搬送部材41に印加する電圧値を適切な値に設定し、現像剤供給部材44に現像剤Tを帯電させる機能を付加するようにしてもよい。また、現像剤供給部材44の前段に、例えば薄板状のブレード(材料としては、現像剤供給部材44と同じものが使用可能)を設けて現像剤Tを帯電させるようにしても構わない。   The material of the developer supply member 44 is not particularly limited, and examples thereof include solid rubber such as silicone, urethane, EPDM (ethylene-propylene-diene-methylene copolymer), and foamed rubber. Further, conductivity may be imparted by adding carbon black or an ionic conductive agent (voltage application is also possible). Note that the voltage value applied to the developer supply member 44 and the developer transport member 41 may be set to an appropriate value, and a function of charging the developer T to the developer supply member 44 may be added. Further, for example, a thin blade (for example, the same material as that of the developer supply member 44 can be used) may be provided before the developer supply member 44 to charge the developer T.

現像剤回収部材45は、感光体ドラム1上の静電潜像の現像に寄与しない現像剤Tを回収してケーシング40内に戻すためのものであり、その材質としては、特に限定されないが、例えば現像剤供給部材44と同様のものを使用することができる。   The developer collecting member 45 is for collecting the developer T that does not contribute to the development of the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 and returning it to the casing 40, and the material thereof is not particularly limited. For example, the same developer supply member 44 can be used.

支持部材43は、現像剤搬送部材41を感光体ドラム1の現像領域に対向した状態を保持するためのもので、その構成は特に限定されるものではない。例えば、ABS(Acrylonitrile−Butadiene−Styrene:アクリロニトリルブタジエンスチレン)樹脂などを挙げることができる。   The support member 43 is for holding the developer conveying member 41 facing the developing area of the photosensitive drum 1, and the configuration thereof is not particularly limited. For example, ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene: acrylonitrile butadiene styrene) resin can be used.

現像剤搬送部材41は、電界カーテン作用により現像剤Tを搬送するものであり、図3に示すように、絶縁層からなる基材41a上に、電界カーテン作用を発生させる進行波発生電極41bが、4本を1組として複数組が順次連続して配設されている。この現像剤搬送部材41の表面側は表面保護部材41cによって覆われている。   The developer transport member 41 transports the developer T by the electric field curtain action. As shown in FIG. 3, the traveling wave generating electrode 41b for generating the electric field curtain action is formed on the base material 41a made of an insulating layer. A plurality of sets are sequentially arranged with four as one set. The surface side of the developer conveying member 41 is covered with a surface protection member 41c.

そして、これらの進行波発生電極41b・・41bに多相交流電源47から、例えば図4に示すような多相の交流電圧が印加されることにより、現像剤搬送部材41の表面に平行となる方向に電界カーテンが発生し、これによって現像領域まで電界カーテン作用により現像剤Tを搬送するようになっている。また、進行波発生電極41b・・41bには現像バイアス直流電源48にてバイアス電圧が印加される。   Then, for example, a multiphase AC voltage as shown in FIG. 4 is applied to the traveling wave generating electrodes 41b... 41b from the multiphase AC power supply 47 so as to be parallel to the surface of the developer conveying member 41. An electric field curtain is generated in the direction, whereby the developer T is conveyed to the developing region by the electric field curtain action. Further, a bias voltage is applied to the traveling wave generating electrodes 41b.

ここで、現像剤搬送部材41の具体例な詳細は本発明の特徴部分であり、その詳細については後述するが、一部の例を挙げると、例えば、基材41a:ポリイミド(厚さ25μm)、進行波発生電極41b:銅(厚さ18μm)、表面保護層41c:ポリイミド(厚さ25μm)といった構成を挙げることができる。   Here, specific details of the developer transport member 41 are characteristic portions of the present invention, and details thereof will be described later. For example, a base material 41a: polyimide (thickness: 25 μm) Further, the traveling wave generating electrode 41b: copper (thickness: 18 μm), the surface protective layer 41c: polyimide (thickness: 25 μm) can be exemplified.

進行波発生電極41bは、約50dpi(dot per inch)〜300dpi、すなわち、約500μm〜85μmのピッチの間隔を保って互いに平行に配置されており、電極ピッチにもよるが幅40〜250μm程度の微小電極となっている。   The traveling wave generating electrodes 41b are arranged in parallel to each other at intervals of about 50 dpi (dot per inch) to 300 dpi, that is, about 500 μm to 85 μm, and have a width of about 40 to 250 μm depending on the electrode pitch. It is a microelectrode.

なお、この例では、4本の微小電極41bを1組とし、これら各組の進行波発生電極41bに対して、例えば図4に示すような電圧波形の4相の交番電圧を印加し、進行波発生電極41b・・41b上に進行波電界を形成しているが、特にこれに限定されるものではなく、3本の微小電極を1組として3相の交番電圧を印加しても構わない。   In this example, four microelectrodes 41b are made into one set, and a four-phase alternating voltage having a voltage waveform as shown in FIG. 4, for example, is applied to each set of traveling wave generating electrodes 41b. The traveling wave electric field is formed on the wave generating electrodes 41b... 41b. However, the present invention is not particularly limited to this, and a three-phase alternating voltage may be applied to a set of three microelectrodes. .

上記電圧波形は正弦波や台形波などでもよく、電圧値の範囲としては100V〜3kV程度が好ましい。また、周波数の範囲としては、100Hz〜5kHzが好ましい。ただし、これらの電圧値や周波数については、進行波発生電極41bの形状、現像剤Tの搬送速度、現像剤Tの使用材料などによって適性値を設定すればよく、特に限定されるものではない。   The voltage waveform may be a sine wave or a trapezoidal wave, and the voltage value range is preferably about 100 V to 3 kV. The frequency range is preferably 100 Hz to 5 kHz. However, these voltage values and frequencies may be set appropriately depending on the shape of the traveling wave generating electrode 41b, the transport speed of the developer T, the material used for the developer T, and the like, and are not particularly limited.

<実施形態2>
本発明の現像装置の別の例として、図5に示す形態を挙げることができる。この図5に示す現像装置100は、現像剤搬送部材41の表面を覆うように無端状のベルト部材(無端ベルト101)を設けた点に特徴がある。このようなベルト部材を設けた構造とすることにより、以下の利点がある。
<Embodiment 2>
As another example of the developing device of the present invention, the form shown in FIG. 5 can be mentioned. The developing device 100 shown in FIG. 5 is characterized in that an endless belt member (endless belt 101) is provided so as to cover the surface of the developer conveying member 41. The structure provided with such a belt member has the following advantages.

まず、図2に示すような現像装置100の場合、長期の使用により、現像剤搬送部材41上に現像剤が付着し、これが固着した場合に現像剤の搬送性に悪影響を及ぼすことがある。また、現像剤搬送部材41の表面は電極部材の保護や、リークの発生を防止するために誘電体からなる表面保護層41cを設けているが、現像剤Tの搬送により、現像剤と表面保護層である誘電体との接触によって、誘電体層(表面保護層41c)が帯電し、現像剤の搬送状態の乱れや、感光体ドラム1との電位差、すなわち現像電位差に経時変化が生じて、安定な現像作用を阻害する場合がある。これを防止するために、無端状のベルト部材(無端ベルト101)を設け、これを回動させて付着現像剤のクリーニングやベルト部材の除電を行うことで、上記した問題を解決できる。   First, in the case of the developing device 100 as shown in FIG. 2, the developer adheres on the developer conveying member 41 due to long-term use, and when this adheres, the developer conveying property may be adversely affected. Further, the surface of the developer conveying member 41 is provided with a surface protective layer 41c made of a dielectric material in order to protect the electrode member and prevent occurrence of leakage. The dielectric layer (surface protective layer 41c) is charged by the contact with the dielectric material, and the developer transport state is disturbed, and the potential difference from the photosensitive drum 1, that is, the development potential difference changes with time. The stable development action may be hindered. In order to prevent this, an endless belt member (endless belt 101) is provided, and this is rotated to clean the attached developer and remove the charge from the belt member, thereby solving the above-described problems.

以下、このベルト部材被覆型の現像装置について図5を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, this belt member-covered developing device will be described in detail with reference to FIG.

図5に示す現像装置100は、ケーシング103、ミキシングパドル104、現像剤供給部材105、現像剤回収部材106、現像剤層厚規制部材107、クリーニングブレード108、現像剤搬送部材41、無端ベルト101、及び、支持部材102などを備えており、現像剤搬送部材41に多相交流電源47及び現像バイアス直流電源48が接続されている。   5 includes a casing 103, a mixing paddle 104, a developer supply member 105, a developer recovery member 106, a developer layer thickness regulating member 107, a cleaning blade 108, a developer transport member 41, an endless belt 101, In addition, a support member 102 and the like are provided, and a multiphase AC power supply 47 and a development bias DC power supply 48 are connected to the developer transport member 41.

ケーシング103は、現像剤Tを内部に収容するものであり、また、必要に応じて現像装置100を構成する部材を支持する。ミキシングパドル104は、ケーシング103内に収容されている現像剤Tを混合するものである。また、現像剤回収部材106は、現像工程で未使用となったトナーが飛散しないようにケーシング103内に回収するものである。   The casing 103 accommodates the developer T inside and supports members constituting the developing device 100 as necessary. The mixing paddle 104 is for mixing the developer T accommodated in the casing 103. The developer collecting member 106 collects the toner that has not been used in the developing process in the casing 103 so that the toner is not scattered.

現像剤搬送部材41は、図6に示すように、感光体ドラム1の現像領域に対向して無端ベルト101を案内する案内面が凸形状の曲面に形成されており、その現像領域においては、現像剤搬送部材41の凸曲面部が感光体ドラム1に対して最も接近するようになっている。   As shown in FIG. 6, the developer conveying member 41 has a convex curved surface with a guide surface that guides the endless belt 101 facing the developing area of the photosensitive drum 1. The convex curved surface portion of the developer conveying member 41 is closest to the photosensitive drum 1.

現像剤搬送部材41は、図3のものと同じ構造であり、絶縁層からなる基材41a上に、電界カーテン作用を発生させる進行波発生電極41bが、4本を1組として複数組が順次連続して配設されている。この現像剤搬送部材41の表面側は表面保護部材41cによって覆われている。そして、これらの進行波発生電極41b・・41bに多相交流電源47から、例えば図4に示すような多相の交流電圧が印加されることにより、現像剤搬送部材41の表面に平行となる方向に電界カーテンが発生し、これによって現像領域まで電界カーテン作用により現像剤Tを搬送するようになっている。   The developer conveying member 41 has the same structure as that shown in FIG. 3, and a traveling wave generating electrode 41b for generating an electric field curtain action is sequentially formed on a base material 41a made of an insulating layer. It is arranged continuously. The surface side of the developer conveying member 41 is covered with a surface protection member 41c. Then, for example, a multiphase AC voltage as shown in FIG. 4 is applied to the traveling wave generating electrodes 41b... 41b from the multiphase AC power supply 47 so as to be parallel to the surface of the developer conveying member 41. An electric field curtain is generated in the direction, whereby the developer T is conveyed to the developing region by the electric field curtain action.

無端ベルト101は、現像剤搬送部材41の表面(感光体ドラム1との対向面)に、その表面を周方向に覆うようにが設けられている。   The endless belt 101 is provided on the surface of the developer conveying member 41 (the surface facing the photosensitive drum 1) so as to cover the surface in the circumferential direction.

無端ベルト101は、ベルト駆動部材111、駆動補助部材112及び上下のベルトガイド部材113,114に張架されており、ベルト駆動部材111の回動によって現像剤Tの搬送方向に所定の周速度で移動(回動)される。   The endless belt 101 is stretched around the belt driving member 111, the driving auxiliary member 112, and the upper and lower belt guide members 113 and 114, and the belt driving member 111 rotates at a predetermined peripheral speed in the transport direction of the developer T. It is moved (turned).

無端ベルト101上への現像剤層の形成は、現像剤層厚規制部材107によって、現像剤供給部材105上に、所望の厚み・付着量に制御された現像剤層を形成し、その現像剤供給部材105上の現像剤層を無端ベルト101上に転写するという方法で行われる。そして、無端ベルト101の移動(回動)により、現像剤層が現像剤搬送部材41の進行波発生電極41bが存在する領域(図5及び図6参照)まで移送され、現像剤搬送部材41によって形成される進行波電界により現像領域に現像剤Tが搬送される。   The developer layer is formed on the endless belt 101 by forming a developer layer controlled to a desired thickness and adhesion amount on the developer supply member 105 by the developer layer thickness regulating member 107, and then developing the developer layer. The developer layer on the supply member 105 is transferred onto the endless belt 101. Then, the endless belt 101 is moved (rotated), and the developer layer is transferred to a region where the traveling wave generating electrode 41b of the developer transport member 41 is present (see FIGS. 5 and 6). The developer T is conveyed to the development area by the traveling wave electric field that is formed.

なお、無端ベルト101上に現像剤層を形成する方法として、無端ベルト101上に現像剤層厚規制部材を当接させて、直接トナー層を形成するというような方法を採用してもよい。また、無端ベルト101の回転方向(図5の矢印M方向)の上流側にスポンジローラー等を当接させるか、もしくは、非接触の多角形状や粗面化した回転部材等を設けて、現像剤供給補助を行うようにしてもよい。   As a method of forming the developer layer on the endless belt 101, a method of directly forming the toner layer by bringing a developer layer thickness regulating member into contact with the endless belt 101 may be employed. Further, a developer is provided by bringing a sponge roller or the like into contact with the upstream side in the rotation direction of the endless belt 101 (the direction of arrow M in FIG. 5), or by providing a non-contact polygonal shape or a roughened rotation member. Supply assistance may be performed.

そして、この例の現像装置100では、上述のように、無端ベルト101が所定の周速度で回動することによって、現像剤搬送部材41の表面が常に刷新され、この現像剤搬送部材41の表面上での帯電及び現像剤Tの固着が防止される。なお、後述するが、無端ベルト101の駆動速度は、無端ベルト101上の現像剤量と、感光体ドラム1上で必要な現像剤量及び感光体ドラム1の周速度により決定される。   In the developing device 100 of this example, as described above, the surface of the developer conveying member 41 is constantly renewed by rotating the endless belt 101 at a predetermined peripheral speed. The charging and the fixing of the developer T are prevented. As will be described later, the driving speed of the endless belt 101 is determined by the amount of developer on the endless belt 101, the amount of developer necessary on the photosensitive drum 1, and the peripheral speed of the photosensitive drum 1.

また、無端ベルト101には、現像剤搬送部材41の表面に対し密着した状態となるように一定の張力が付与されており、その表面上において進行波発生電極41bにより形成された進行波電界(電界カーテン)が均一に作用するようになっている。   The endless belt 101 is given a certain tension so as to be in close contact with the surface of the developer conveying member 41, and a traveling wave electric field (on the surface of the endless belt 101 formed by the traveling wave generating electrode 41b ( The electric field curtain) acts uniformly.

無端ベルト101の材料や形態は本発明の特徴であり、その詳細は後述するが、一例として、ポリイミド、PET(ポリエチレンテレフタレート)、ポリ4フッ化エチレン、ポリフッ化エチレンプロプレン、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PVDF(ポリビニデンフロリド)、ポリアミドイミド系、ナイロンなどの有機材料や、シリコーン、イソプレン、ブタジエンなどのゴム材料を挙げることができる。これらのベルト部材材料は絶縁性もしくは導電剤を分散させた高抵抗(体積抵抗率ρ:1E+9〜14Ω・cm、100V印加)としたものが好適である。伝導性付与に関しては、電子伝導タイプあるいはイオン導電タイプのものを用いることができる。   The material and form of the endless belt 101 are features of the present invention, and details thereof will be described later. As an example, polyimide, PET (polyethylene terephthalate), polytetrafluoroethylene, polyfluorinated ethylene proprene, PTFE (polytetrafluoro) Examples thereof include organic materials such as ethylene), PVDF (polyvinylidene fluoride), polyamideimide, and nylon, and rubber materials such as silicone, isoprene, and butadiene. These belt member materials preferably have a high resistance (volume resistivity ρ: 1E + 9 to 14 Ω · cm, 100 V applied) in which an insulating or conductive agent is dispersed. Regarding conductivity imparting, an electron conduction type or an ionic conduction type can be used.

ベルト駆動部材111としては、SUS(ステンレス)または鉄などの金属ローラ部材や、これを芯金にしてその表面にゴム、フィルムやスポンジなどの部材を被覆したものが用いられる。   As the belt driving member 111, a metal roller member such as SUS (stainless steel) or iron, or a member obtained by coating the surface with a member such as rubber, a film, or a sponge using this as a core metal is used.

さらに、この例においては、無端ベルト101の回動をスムーズにするために、無端ベルト101に当接するように駆動補助部材112が設けられている。無端ベルト101はベルト駆動部材111との摩擦力が大きくなるように、駆動補助部材112にて押し込まれた状態となっており、ベルト駆動部材111との接触性が高く、高い駆動力を得られる構造となっている。さらには、無端ベルト101の生産バラツキ、経時使用、使用環境による周長変化が発生した際にも、駆動補助部材112により現像剤搬送部材41との接触状態を安定に保つ作用も付与できる。   Furthermore, in this example, in order to make the endless belt 101 turn smoothly, a drive assisting member 112 is provided so as to contact the endless belt 101. The endless belt 101 is pushed by the drive assisting member 112 so that the frictional force with the belt driving member 111 is increased, and the contact property with the belt driving member 111 is high, so that a high driving force can be obtained. It has a structure. Furthermore, even when the peripheral length of the endless belt 101 varies due to production variations, usage over time, or usage environment, the drive assisting member 112 can provide an effect of stably maintaining the contact state with the developer conveying member 41.

駆動補助部材112としては、ベルト駆動部材111と同様に、SUSまたは鉄などの金属ローラ部材や、これを芯金にしてその表面にゴム、フィルムやスポンジなどの部材を被覆したものを挙げることができる。また、駆動補助部材112の形状は、ローラ状だけでなく、板状あるいは角状であってもよい。   As the driving assisting member 112, like the belt driving member 111, a metal roller member such as SUS or iron, or a member obtained by coating the surface with a member such as rubber, a film, or a sponge using the same as a metal core. it can. Further, the shape of the drive assisting member 112 may be not only a roller shape but also a plate shape or a square shape.

さらに、駆動補助部材112には、ベルト駆動部材111に対して加圧当接させるための加圧手段(図示せず)が設けられていてもよい。その加圧手段としては、例えば板ばねやコイルばねなど、押付け力を付与できるものを挙げることができる。   Further, the driving assisting member 112 may be provided with a pressing means (not shown) for pressing and contacting the belt driving member 111. As the pressurizing means, for example, a plate spring, a coil spring or the like that can apply a pressing force can be exemplified.

駆動補助部材112の回動機構としては、無端ベルト101との接触による従動回転機構、ギヤまたはプーリーとベルト部材にてベルト駆動部材111の駆動源に連結する連結駆動機構などを挙げることができる。また、駆動補助部材112には別の駆動源を設けてもよいし、あるいは、駆動補助部材112を電気的に接地することにより、無端ベルト101の表面に帯電した電位を除電することができる。   Examples of the rotation mechanism of the drive assisting member 112 include a driven rotation mechanism that is brought into contact with the endless belt 101, and a connection drive mechanism that is connected to a drive source of the belt drive member 111 by a gear or pulley and a belt member. Further, the drive assisting member 112 may be provided with another drive source, or the potential charged on the surface of the endless belt 101 can be eliminated by electrically grounding the drive assisting member 112.

さらに、この例においては、無端ベルト101上に付着した現像剤Tを除去するためのクリーニング部材として、ベルト駆動部材111に無端ベルト101を介して当接するクリーニングブレード108を設けている。クリーニングブレード108はケーシング103の一部に固定されている。クリーニングブレード108の材質としては、SUS、ニッケルコートを施した鉄、ウレタンまたはシリコンゴムなどが挙げられる。   Further, in this example, a cleaning blade 108 that contacts the belt driving member 111 via the endless belt 101 is provided as a cleaning member for removing the developer T adhering to the endless belt 101. The cleaning blade 108 is fixed to a part of the casing 103. Examples of the material of the cleaning blade 108 include SUS, nickel-coated iron, urethane, or silicon rubber.

クリーニングブレード108は、無端ベルト101上に残留した現像剤Tを掻き取り、無端ベルト101の表面をクリーニングするとともに、ケーシング103の現像剤蓄積部103aに現像剤Tを戻す。なお、図5の構造では、クリーニングブレード108と現像剤供給部材105との間の領域に存在する無端ベルト101に、現像剤Tが付着しないように、無端ベルト101側と、現像剤蓄積部103a側とを隔てるための隔壁部材109が設けられており、無端ベルト101のクリーニングをより有効に行える構造となっている。   The cleaning blade 108 scrapes off the developer T remaining on the endless belt 101, cleans the surface of the endless belt 101, and returns the developer T to the developer accumulation portion 103 a of the casing 103. In the structure of FIG. 5, the endless belt 101 side and the developer accumulation unit 103a are disposed so that the developer T does not adhere to the endless belt 101 existing in the region between the cleaning blade 108 and the developer supply member 105. A partition wall member 109 is provided to separate the endless belt 101, and the endless belt 101 can be cleaned more effectively.

現像剤搬送部材41の下方端部には、無端ベルト101に対して現像剤Tを供給するローラ部材からなる現像剤供給部材105が設けられている。また、現像剤搬送部材41の上方端部には、無端ベルト101の表面の現像剤Tをケーシング103の内部に回収するためのローラ部材からなる現像剤回収部材106が設けられている。なお、この例では、現像剤回収部材106が無端ベルト101の表面に回転可能に接触している形態としているが、これに限定されるものではなく、非接触の形態、あるいは回動しない形態であってもよい。   A developer supply member 105 made up of a roller member that supplies the developer T to the endless belt 101 is provided at the lower end of the developer transport member 41. Further, a developer collecting member 106 formed of a roller member for collecting the developer T on the surface of the endless belt 101 in the casing 103 is provided at the upper end portion of the developer conveying member 41. In this example, the developer collecting member 106 is configured to be in contact with the surface of the endless belt 101 so as to be rotatable. However, the present invention is not limited to this, and the developer collecting member 106 is not contacted or rotated. There may be.

現像剤供給部材105は、ケーシング103内に収容されている現像剤Tを無端ベルト101上に載せて現像領域まで供給するためのものであり、無端ベルト101に対して所定の接触圧で当接した状態に設けられている。現像剤供給部材105と無端ベルト101(ベルトガイド部材114)との圧接力はばね等によって与えられる。現像剤供給部材105には、その表面上に形成する現像剤層の層厚を規制するための現像剤層厚規制部材107が当接している。   The developer supply member 105 is for supplying the developer T accommodated in the casing 103 onto the endless belt 101 and supplying it to the developing region, and abuts against the endless belt 101 with a predetermined contact pressure. It is provided in the state. The pressure contact force between the developer supply member 105 and the endless belt 101 (belt guide member 114) is applied by a spring or the like. The developer supply member 105 is in contact with a developer layer thickness regulating member 107 for regulating the layer thickness of the developer layer formed on the surface thereof.

現像剤供給部材105の素材としては、特に限定されるものではないが、例えばシリコーン、ウレタン、EPDM(エチレン−プロピレン−ジエン−メチレン共重合体)などのソリッドゴム、発泡ゴムなどが挙げられる。また、カーボンブラックやイオン導電剤を添加することによって導電性を付与してもよい(電圧印加も可能)。   The material of the developer supply member 105 is not particularly limited, and examples thereof include solid rubber such as silicone, urethane, EPDM (ethylene-propylene-diene-methylene copolymer), and foamed rubber. Further, conductivity may be imparted by adding carbon black or an ionic conductive agent (voltage application is also possible).

なお、現像剤供給部材105及び無端ベルト101(ベルトガイド部材114)の弾性率を調整して両者の位置関係を制御するようにしてもよい。さらに、現像剤供給部材105に印加する電圧を適切な値に設定し、現像剤供給部材105に現像剤Tを帯電させる機能を付加するようにしてもよい。あるいは、現像剤供給部材105の前段に、例えば薄板状のブレード(材料としては、現像剤供給手段と同じものが使用可能)を設けて現像剤Tを帯電させるようにしても構わない。   The positional relationship between the developer supply member 105 and the endless belt 101 (belt guide member 114) may be adjusted by adjusting the elastic modulus. Furthermore, the voltage applied to the developer supply member 105 may be set to an appropriate value, and a function for charging the developer T may be added to the developer supply member 105. Alternatively, for example, a thin plate-like blade (the same material as the developer supplying unit can be used) may be provided in the front stage of the developer supplying member 105 to charge the developer T.

現像剤回収部材106は、感光体ドラム1上の静電潜像の現像に寄与しない現像剤Tを回収してケーシング103内に戻すためのものであり、その材質としては、特に限定されないが、例えば現像剤供給部材105と同様のものを使用することができる。   The developer recovery member 106 is for recovering the developer T that does not contribute to the development of the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 and returning it to the casing 103. The material of the developer recovery member 106 is not particularly limited. For example, the same developer supply member 105 can be used.

支持部材102は、現像剤搬送部材41を感光体ドラム1の現像領域に対向した状態を保持するためのもので、その構成は特に限定されるものではない。その素材として、例えば、ABS(Acrylonitrile−Butadiene−Styrene:アクリロニトリルブタジエンスチレン)樹脂などを挙げることができる。   The support member 102 is for holding the developer conveying member 41 facing the developing area of the photosensitive drum 1, and the configuration thereof is not particularly limited. As the material, for example, ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene: acrylonitrile butadiene styrene) resin can be used.

以下、本発明の具体的な実施例を説明する。なお、各実施例では、前記した現像装置4または現像装置100を適用した画像形成装置Xを使用して各種の条件設定を行った。   Hereinafter, specific examples of the present invention will be described. In each example, various conditions were set using the image forming apparatus X to which the developing device 4 or the developing device 100 described above was applied.

<実施例1>
この実施例1では、現像剤搬送部材の電極ピッチλを508μm、254μm、127μmの3種のFPCを用いた。電極幅Wはそれぞれ電極ピッチλの1/2とした。
<Example 1>
In Example 1, three types of FPCs having an electrode pitch λ of the developer conveying member of 508 μm, 254 μm, and 127 μm were used. The electrode width W was set to 1/2 of the electrode pitch λ.

進行波電界を形成するための交番電圧の振幅は、リークが発生しない範囲で最も大きくできる条件とし、それぞれ、±900V、±450V、±225Vとした。   The amplitude of the alternating voltage for forming the traveling wave electric field was set to a condition that can be maximized in a range where no leakage occurs, and was set to ± 900 V, ± 450 V, and ± 225 V, respectively.

また、感光体(感光体ドラム)の帯電電位Vo及び露光電位VL、現像電位に相当する現像剤搬送部材の印加電圧の中心値Vdは、使用するトナーの特性や、電極ピッチ、その他諸条件にもよるが、所望の最大現像量が得られる値となるよう設定した。VLは約−30〜−50Vとし、Voは−500〜−1000Vの範囲で選定した。ただし、電極ピッチの異なる条件間の比較においては、Vo−VLの値は同じ条件で比較を行った。これは潜像エッジ部での横方向の電界強度はVo−VL値の影響が大きいからである。   Further, the charging voltage Vo and exposure potential VL of the photosensitive member (photosensitive drum), and the central value Vd of the applied voltage of the developer conveying member corresponding to the developing potential depend on the characteristics of the toner used, the electrode pitch, and other conditions. However, it was set so as to obtain a desired maximum development amount. VL was set to about -30 to -50V, and Vo was selected in the range of -500 to -1000V. However, in the comparison between the conditions with different electrode pitches, the value of Vo-VL was compared under the same conditions. This is because the electric field strength in the lateral direction at the latent image edge is greatly affected by the Vo-VL value.

さらに、現像剤としては、体積平均粒径が4.3μm、5.7μm、7.5μmの負極性帯電トナーを用いた。トナーの比電荷量は粒子径にもよるが−5〜−70μC/gの範囲であり、感光体への現像量が約0.4mg/cm2となるように、トナー供給量を調整した。 Further, as the developer, a negatively charged toner having a volume average particle size of 4.3 μm, 5.7 μm, and 7.5 μm was used. The specific charge amount of the toner is in the range of −5 to −70 μC / g depending on the particle diameter, and the toner supply amount is adjusted so that the developing amount on the photoreceptor is about 0.4 mg / cm 2 .

以上の条件にて、現像ギャップGを変更し、電極ピッチλ(μm)を現像ギャップG(μm)で除した値[λ/G値]に対して、エッジやせの度合い、及び、カブリの状態を評価した。エッジやせの評価は、感光体上に5mm角のパッチパターンを現像し、所定の幅(書き込みデータの幅)に対する幅の変化量を評価した。   Under the above conditions, with respect to the value [λ / G value] obtained by changing the development gap G and dividing the electrode pitch λ (μm) by the development gap G (μm), the degree of edge thinning and the state of fogging Evaluated. For the evaluation of edge thinning, a 5 mm square patch pattern was developed on the photosensitive member, and the amount of change in the width with respect to a predetermined width (the width of the writing data) was evaluated.

エッジやせの評価基準としては、OPC(感光体としてOPCを使用)上に形成されたトナー像をメンディングテープ等で採取し、5mm角のパッチ形状が目視で明らかにやせている場合(おおよそ0.2ないし0.3mm以上)は「×」、やせ度合いが軽微な場合には光学顕微鏡にて所定幅に対する幅の変化量を測定し、0.1〜0.2ないし0.3mmでは「△」、それ以下では「〇」もしくは「◎」として評価した。   As an evaluation standard for edge thinning, a toner image formed on an OPC (using OPC as a photoconductor) is collected with a mending tape or the like, and a 5 mm square patch shape is clearly visible (approximately 0). .2 to 0.3 mm or more) is “x”, and when the degree of thinness is slight, the amount of change of the width with respect to the predetermined width is measured with an optical microscope. ”And below, it was evaluated as“ ◯ ”or“ ◎ ”.

また、カブリの評価に関しては、OPC上の非画像部に付着トナーをメンディングテープで剥離し、これを反射濃度計(X−Rite社製 モデル310)にて測定し、光学反射濃度が0.2以上では「×」、0.15以上で「△」、それ以下では「〇」もしくは「◎」として評価した。   For evaluation of fog, the toner adhering to the non-image area on the OPC was peeled off with a mending tape, and this was measured with a reflection densitometer (model 310 manufactured by X-Rite). The evaluation was “x” for 2 or more, “Δ” for 0.15 or more, and “◯” or “◎” for less than that.

以上の方法で、λ/G値に対する画像形成状態を評価した結果を図15に示す。この図15の結果から、エッジやせとカブリの双方に対して良好な状態を示すλ/G値の範囲を見ると、おおよそ0.5よりも大きく、2よりも小さい範囲とすることで、良好な画像形成条件となることが分かる。すなわち、電極ピッチλに対して、現像ギャップGをその半分ないし2倍にすることで、エッジやせの防止とカブリの抑制を両立できることを示している。   FIG. 15 shows the result of evaluating the image forming state with respect to the λ / G value by the above method. From the result of FIG. 15, when the range of λ / G value showing a good state with respect to both the edge thinness and the fog is seen, it is good when the range is larger than about 0.5 and smaller than 2. It can be seen that the image forming conditions are satisfied. That is, it is shown that the edge gap can be prevented and the fog can be suppressed by making the developing gap G half or twice of the electrode pitch λ.

また、電極ピッチλ(μm)に対する現像剤搬送部材上の誘電層厚みA(μm)と、ベルト部材(無端ベルト)の厚みB(μm)との関係に対して、トナー搬送性能を検討した結果を図16に示す。   Further, as a result of examining the toner conveyance performance with respect to the relationship between the dielectric layer thickness A (μm) on the developer conveyance member and the thickness B (μm) of the belt member (endless belt) with respect to the electrode pitch λ (μm). Is shown in FIG.

ここで、誘電層(表面保護層)の厚みを変化させる条件としては、誘電体層を12.5μmのポリイミドフィルムと15μmの接着剤層で形成して総厚みを27.5μmにしたものと、ポリイミドフィルムの厚みを25μmにして、同様に形成した層厚み40μmのもの、さらには電極上にポリイミドインクを印刷して、これを約400℃程度で焼成して接着剤層を介することなく直接形成した厚みが12μmのものの3種を用いた(図11(a)及び(b)参照)。さらに、ベルト部材については、これもポリイミドフィルムのチューブで、厚みを12.5μm、19μm、31μm、60μm、150μmのものを用いた((図11(c)参照)。   Here, as conditions for changing the thickness of the dielectric layer (surface protective layer), the dielectric layer is formed of a polyimide film of 12.5 μm and an adhesive layer of 15 μm, and the total thickness is 27.5 μm, The thickness of the polyimide film is 25 μm, the layer thickness is 40 μm, and the polyimide ink is printed on the electrode, which is baked at about 400 ° C. and directly formed without the adhesive layer. Three types having a thickness of 12 μm were used (see FIGS. 11A and 11B). Further, as the belt member, a polyimide film tube having a thickness of 12.5 μm, 19 μm, 31 μm, 60 μm, and 150 μm was used (see FIG. 11C).

なお、この例で使用したポリイミドフィルム、チューブの比誘電率は1.5〜2.5程度であった。測定に際しては、アジレント・テクノロジー製;4284AプレシジョンLCRメータを用い、進行波電圧周波数に近い条件として、周波数500〜2000Hzにて測定した。   The relative dielectric constant of the polyimide film and tube used in this example was about 1.5 to 2.5. In the measurement, a 4284A precision LCR meter manufactured by Agilent Technologies was used, and the measurement was performed at a frequency of 500 to 2000 Hz as a condition close to the traveling wave voltage frequency.

これらの誘電体層及びベルト部材を組み合わせ、電極ピッチλに対する、A+B値(ベルト部材を用いない場合はB=0)との関係を検討した。   These dielectric layers and belt members were combined, and the relationship between the A + B value (B = 0 when no belt member was used) with respect to the electrode pitch λ was examined.

また、進行波電界を形成するための印加電圧条件や使用するトナーの条件等は、上記の図15を検討したときと同様の条件とし、電極ピッチλに対して、現像ギャップGが、λ/G=1となる条件にてトナーの搬送効率の評価を行った。ただし、トナーの搬送効率は、現像剤搬送部材上に進行波電界によりトナーが搬送されずに付着してしまうといった現象や、ベルト部材を用いた系においては、ベルト部材上に形成された供給トナーをほとんど余すことなく進行波電界で搬送可能であるか否かを評価した。   The applied voltage condition for forming the traveling wave electric field, the condition of the toner to be used, and the like are the same as those in the study of FIG. 15, and the development gap G is λ / The toner conveyance efficiency was evaluated under the condition of G = 1. However, the toner transport efficiency depends on the phenomenon that the toner is not transported by the traveling wave electric field on the developer transport member, or in the system using the belt member, the supplied toner formed on the belt member. It was evaluated whether or not it can be conveyed by a traveling wave electric field with almost no excess.

また、別の搬送性能の評価として、トナーの搬送状態の均一性を評価した。トナーの搬送電界が良好に作用する場合は、進行波電界の作用に対して長手方向(トナーの搬送方向に対して垂直な方向)で同様にトナー挙動が生じて、均一な搬送状態になる。   Further, as another evaluation of the conveyance performance, the uniformity of the toner conveyance state was evaluated. When the toner transport electric field works satisfactorily, toner behavior similarly occurs in the longitudinal direction (direction perpendicular to the toner transport direction) with respect to the action of the traveling wave electric field, resulting in a uniform transport state.

しかしながら、搬送電界が不十分な場合、任意の場所ではトナーが移動を起こしても、別の場所では搬送が開始されないといった現象が起こる場合がある。すなわち、このような場合、トナーが搬送されているときのトナークラウドの空間密度が不均一であり、そのような状態で感光体に現像を行うと、スジ状あるいは斑状ムラの状態となって現像されてしまうといった不具合が発生する様子を調べたものであり、より一層厳しい搬送性能を評価する指標となる。   However, when the transport electric field is insufficient, there may be a phenomenon that even if the toner moves in an arbitrary place, the transport is not started in another place. That is, in such a case, the space density of the toner cloud when the toner is being conveyed is non-uniform, and if development is performed on the photoconductor in such a state, the development becomes a streak-like or spotted uneven state. This is an investigation of the occurrence of defects such as being used, and is an index for evaluating even more severe transport performance.

搬送効率の評価基準は、現像剤搬送部材の誘電体層上またはベルト部材上にほとんどトナーが残存しない状態を「〇」もしくは「◎」とし、目視でうっすらと残存している場合は「△」、ほとんどトナー搬送が行われていない場合には「×」とした。   The evaluation standard of the conveyance efficiency is “◯” or “◎” when the toner hardly remains on the dielectric layer or the belt member of the developer conveying member, and “△” when the toner remains slightly visually. In the case where almost no toner is transported, “X” is given.

次に、電極ピッチλを、誘電体層厚みA及びベルト部材の厚みBの和、A+B値で除した値λ/(A+B)と、上記の搬送状態の関係について述べる。   Next, the relationship between the electrode pitch λ, the sum of the dielectric layer thickness A and the thickness B of the belt member, the value λ / (A + B) divided by the A + B value, and the above transport state will be described.

図16に示すように、各電極ピッチλの条件において、λ/(A+B)値が5より大きい条件では、搬送効率、搬送均一性とも良好となる結果が得られた。このことは、現像剤搬送部材内の電極層の上部に存在する誘電体層及びベルト部材の厚みの5倍以上の電極ピッチλに設定することで、良好なトナー搬送性能を得ることができることを示している。   As shown in FIG. 16, under the condition of each electrode pitch λ, when the λ / (A + B) value is larger than 5, both the transport efficiency and the transport uniformity are good. This means that a good toner conveying performance can be obtained by setting the electrode pitch λ to be 5 times or more the thickness of the dielectric layer and the belt member existing above the electrode layer in the developer conveying member. Show.

従って、電極ピッチλ、現像ギャップG、誘電体層の厚みA、ベルト部材の厚みBについて、[0.5<λ/G<2]及び[5×(A+B)<λ]となる関係を満たすことで、エッジやせを防止し、かつカブリを抑制する適切な電極ピッチと現像ギャップの関係を得ることができる。さらに、電極ピッチを狭めた際にも、安定したトナー搬送性を維持することが可能となる。   Accordingly, the relationship of [0.5 <λ / G <2] and [5 × (A + B) <λ] is satisfied with respect to the electrode pitch λ, the development gap G, the dielectric layer thickness A, and the belt member thickness B. Thus, it is possible to obtain an appropriate electrode pitch and development gap relationship that prevents edge thinning and suppresses fogging. Furthermore, stable toner transportability can be maintained even when the electrode pitch is narrowed.

すなわち、エッジやせに関しては、電極ピッチλに対して現像ギャップGを小さくする、換言すればλ/Gを大きくする方向で、その値を0.5以上にすることにより、進行波電界を発生させる個々の電極の影響が感光体近傍で作用し、トナーを潜像エッジ部に押し込む作用が生まれ、エッジやせを軽減できる。   That is, with respect to edge thinning, a traveling wave electric field is generated by reducing the development gap G with respect to the electrode pitch λ, in other words, by increasing the value to 0.5 or more in the direction of increasing λ / G. The influence of the individual electrodes acts in the vicinity of the photosensitive member, and an effect of pushing the toner into the latent image edge portion is created, so that the edge thinning can be reduced.

一方、地カブリの防止の観点からは、あまり現像ギャップを狭めると悪化するため、λ/G値として2より小さくすることで、非画像部への個々の電極の影響が弱められ、カブリ抑制作用を高めることができる。さらには、トナー搬送性能を安定化させる観点では、電極ピッチλに対して、現像材搬送部材の誘電層厚みをA、ベルト部材の厚みをBとしたとき、トナー搬送面での進行波電界を確保する観点から、A+Bの値の5倍より、電極ピッチλを大きく設定することで達成できる。   On the other hand, from the viewpoint of prevention of background fogging, it becomes worse when the development gap is narrowed too much. Therefore, by making the λ / G value smaller than 2, the influence of individual electrodes on the non-image area is weakened, and fogging suppression action is achieved. Can be increased. Furthermore, from the viewpoint of stabilizing the toner conveyance performance, when the dielectric layer thickness of the developer conveyance member is A and the thickness of the belt member is B with respect to the electrode pitch λ, the traveling wave electric field on the toner conveyance surface is From the viewpoint of ensuring, this can be achieved by setting the electrode pitch λ to be larger than 5 times the value of A + B.

<実施例2>
この実施例2では、ベルト部材の表面の材質を変更し、その材質の水との接触角と搬送性との関係を検討した。その結果を図17に示す。なお、搬送性能の評価にあたっては、電極ピッチλを254μm、誘電体層厚みAを27.5μm、ベルト部材の厚みBを30μm±3μmとして、通常環境(約25℃/50%RH)と、高湿環境(30℃/80%RH)で評価を行い、通常環境に対して搬送性の劣化度合いを確認した。
<Example 2>
In Example 2, the material of the surface of the belt member was changed, and the relationship between the contact angle of the material with water and the transportability was examined. The result is shown in FIG. In the evaluation of the conveyance performance, the electrode pitch λ is 254 μm, the dielectric layer thickness A is 27.5 μm, the belt member thickness B is 30 μm ± 3 μm, and the normal environment (about 25 ° C./50% RH) Evaluation was performed in a wet environment (30 ° C./80% RH), and the degree of deterioration in transportability with respect to the normal environment was confirmed.

搬送性能の評価基準は前記した実施例1と同じである。この場合も、電極ピッチλに対して、現像ギャップGが、λ/G=1となる条件にて評価を行った(ここではλ=254μmなので、現像ギャップは約250μmである)。図17に示す結果から、接触角が85°以上の条件では搬送性は良好であるが、それ以外では搬送性が低下する傾向が認められた。   The evaluation criteria for the conveyance performance are the same as those in the first embodiment. Also in this case, the evaluation was performed under the condition that the development gap G is λ / G = 1 with respect to the electrode pitch λ (here, since λ = 254 μm, the development gap is about 250 μm). From the results shown in FIG. 17, the transportability is good under the condition where the contact angle is 85 ° or more.

従って、ベルト部材表面と水との接触角を85°以上とすることで、高湿環境下でも搬送性能を劣化させることなく、安定したトナー搬送を行うことができる。   Therefore, by setting the contact angle between the belt member surface and water to 85 ° or more, stable toner conveyance can be performed without deteriorating the conveyance performance even in a high humidity environment.

また、図17から明らかなように、フッ素系の材質を含むものでは、接触角が大きく、より安定したトナー搬送性を維持することができる。PVDFベルト部材に関しては、導電性を持たせたもので接触角が小さく、搬送性能が優れなかったが、それ以外ではフッ素系材料のものが好ましい特性を示している。   Further, as apparent from FIG. 17, a material containing a fluorine-based material has a large contact angle and can maintain more stable toner transportability. With regard to the PVDF belt member, it has a conductivity, a contact angle is small, and the conveyance performance is not excellent, but other than that, a fluorine-based material shows preferable characteristics.

また、この実施例2では、単一の材料でなく、ポリイミド上にPFAコートしたものも良好な特性を示した。ここでは、19μmのポリイミドベルト部材上に、約10μmのPFAコーティングをしたものを用いた。   Further, in Example 2, not only a single material but also a polyimide coated with PFA showed good characteristics. Here, a 19 μm polyimide belt member coated with a PFA coating of about 10 μm was used.

ここで、本発明において使用するベルト部材はかなり薄いものが必要であり、高強度の材料であることが望ましい。このような多層構造を採ることで、ポリイミドの強度面における優れた特性と、PFAの撥水効果を両有する特性を達成でき、より好適である。   Here, the belt member used in the present invention needs to be very thin, and is desirably a high-strength material. By adopting such a multilayer structure, it is possible to achieve both excellent characteristics in terms of polyimide strength and the water repellent effect of PFA, which is more preferable.

また、ベルト部材を用いない系においても、FPCを構成する材料選定の選択肢が広がるので好適である。現在、FPCとして多く流通しているのは、ポリイミドもしくはPETを基材とするものが主流である。PET系のものは比較的コストが低いが、PETの疎水性はさほど高くないが、その表面にPFAコート等を施すことでも、安価に撥水効果を持つFPCを実現可能である。また、FPC自身の作製にあたっては、同様の材料を用いるため、接着性や収縮率の差による歪なども起らず、好適である。   In addition, even in a system that does not use a belt member, it is preferable because options for selecting a material constituting the FPC are expanded. At present, what is widely distributed as FPC is mainly based on polyimide or PET. Although the PET type is relatively low in cost, the hydrophobicity of PET is not so high. However, it is possible to realize an FPC having a water repellent effect at low cost by applying a PFA coat or the like to the surface. Further, since the same material is used for manufacturing the FPC itself, it is preferable that distortion due to a difference in adhesiveness or shrinkage does not occur.

<実施例3>
トナー搬送面に微小の凹凸を形成する手段として、ベルト部材材料として使用可能なポリイミド、ナイロン、PVDF、PTFE等の樹脂溶液中に、トナー用の外添剤であるシリカ粒子や酸化チタン粒子(20〜300nm)を1〜10wt%分散させたものを用いて、ベルト部材を作製した。このようなベルト部材では、その表面に前述の添加微粒子の一部が露出し、表面に微小の凹凸を形成する。上述の添加微粒子の大きさでは、凹凸度合いは0.1μm以下程度のものである。
<Example 3>
As means for forming minute irregularities on the toner conveying surface, silica particles or titanium oxide particles (20 as external additives for toner) in a resin solution such as polyimide, nylon, PVDF, and PTFE that can be used as a belt member material. A belt member was manufactured using a dispersion in which 1 to 10 wt% was dispersed. In such a belt member, a part of the aforementioned additive fine particles is exposed on the surface, and minute irregularities are formed on the surface. With the size of the additive fine particles described above, the degree of unevenness is about 0.1 μm or less.

このようなベルト部材を用いることで、ベルト部材表面の微小凹凸が、トナーとベルト部材間の分子間力を低減する効果を与え、より安定したトナー搬送状態を確保することができる。   By using such a belt member, the minute unevenness on the surface of the belt member gives an effect of reducing the intermolecular force between the toner and the belt member, and a more stable toner conveyance state can be secured.

また、添加する微粒子として、フッ素系の微粒子を添加しても好適である。フッ素系の微粒子としては、例えばPTFEの微粒子などが挙げられる。大きさは前記と同様程度が好適である。このような形態をとることで、上述の分子間力の低減効果だけでなく、前述の撥水効果も付与され、液架橋力の低減により、高湿環境下等でも安定したトナー搬送を行える。また、上述のシリカ粒子や酸化チタン粒子の疎水化処理を施したものでもよい。   It is also preferable to add fluorine-based fine particles as the fine particles to be added. Examples of the fluorine-based fine particles include PTFE fine particles. The size is preferably the same as described above. By adopting such a form, not only the above-described intermolecular force reduction effect but also the above-mentioned water repellency effect is imparted, and the liquid cross-linking ability is reduced, so that stable toner conveyance can be performed even in a high humidity environment. Moreover, what performed the hydrophobization process of the above-mentioned silica particle or titanium oxide particle may be used.

また、添加微粒子として、トナー粒径と同等の微粒子を用いた場合、図14に示すように、非常に大きな凹凸を形成してしまう。凹凸の大きさは数μm程度であり、トナーが搬送途中で引っかかり、安定したトナー搬送を阻害してしまう。このため、添加する微粒子の大きさとしては、トナーの粒子径以下、望ましくはその1/10以下程度がより好適である。   Further, when fine particles having the same particle diameter as the toner particle are used as the additive fine particles, very large irregularities are formed as shown in FIG. The size of the unevenness is about several μm, and the toner is caught in the middle of the conveyance, which disturbs the stable toner conveyance. For this reason, the size of the fine particles to be added is less than the particle diameter of the toner, preferably about 1/10 or less.

<実施例4>
トナーを用いた画像形成における高画質化、定着工程における省エネルギー化、ランニングコストの低減化、さらにはトナー容器の体積減による装置の小型化を行うために、必要な濃度を維持しつつ、トナーの消費量を少なくする条件、すなわち、感光体上に薄層の現像を行うことが必要となる。
<Example 4>
In order to improve image quality in image formation using toner, save energy in the fixing process, reduce running costs, and reduce the size of the device by reducing the volume of the toner container, the toner concentration is maintained while maintaining the required concentration. It is necessary to develop a thin layer on the photoconductor, that is, a condition for reducing consumption.

しかしながら、このような条件下ではエッジやせが発生するおそれがある。比較的、現像トナー量が多い条件下では、感光体の潜像エッジ部にもトナーがある程度の確率で入り込み、潜像エッジ部が太る傾向にあるが、少量の現像量の条件では、潜像エッジ部にトナーが入り込みにくく、エッジがやせた状態になりやすい。   However, edge thinning may occur under such conditions. Under a relatively large amount of developing toner, the toner enters the latent image edge portion of the photoconductor with a certain probability and the latent image edge portion tends to become thick. However, under a small amount of developing amount, the latent image It is difficult for toner to enter the edge portion, and the edge tends to be thin.

図18は、トナー粒径と、現像トナー量とを変更した際のエッジやせの状態を示したものである。トナーには、体積平均粒径が7.5μm、5.7μm、4.3μmのものを使用し、ベルト部材上のトナー量と、ベルト部材の移動速度を調整し、感光体上への現像量を変化させた。また、電極ピッチλを254μmとし、現像ギャップGを1mmの条件、すなわちλ/Gが約0.25となる状態とし、本発明の適用範囲外とした。   FIG. 18 shows the state of edge thinning when the toner particle size and the developing toner amount are changed. A toner having a volume average particle size of 7.5 μm, 5.7 μm, and 4.3 μm is used. The amount of toner on the belt member and the moving speed of the belt member are adjusted, and the amount of development on the photosensitive member is adjusted. Changed. Further, the electrode pitch λ was set to 254 μm and the development gap G was set to 1 mm, that is, λ / G was set to about 0.25, which was outside the scope of the present invention.

この図18の結果から、比較的現像トナー量の多い条件では、エッジやせは起こり難いが、薄層現像条件になるにしたがってエッジやせが発生し易くなる。また、図18の結果から、トナーの体積平均粒径をr2(μm)とすると、現像量moがr2×0.1(mg/cm2)以下の場合に起こり易いことが分かる。 From the results shown in FIG. 18, edge thinning is unlikely to occur under conditions where the amount of developing toner is relatively large, but edge thinning tends to occur as the thin layer development conditions are reached. Further, it can be seen from the results of FIG. 18 that, when the volume average particle diameter of the toner is r2 (μm), it easily occurs when the development amount mo is r2 × 0.1 (mg / cm 2 ) or less.

しかしながら、上述した実施例1のように、電極ピッチλと現像ギャップGとを適切に選定する条件では、このような現象が解消される。   However, such a phenomenon is eliminated under the conditions for appropriately selecting the electrode pitch λ and the development gap G as in the first embodiment.

従って、上記の薄層現像によるメリットを享受しつつ、良好な画像形成が可能となり、この例の構成との組み合わせでより好適な画像形成が可能となる   Therefore, it is possible to form a good image while enjoying the advantages of the above thin layer development, and it is possible to form a more suitable image by combining with the configuration of this example.

本発明は、象担持体(感光体ドラム)上に形成される静電潜像を現像剤によって現像する現像装置及びこれを備えた画像形成装置、特に、進行波電界を用いて現像剤を搬送する機構(電界カーテン)を利用する現像装置及び画像形成装置に有効に利用することができる。   The present invention relates to a developing device for developing an electrostatic latent image formed on an elephant carrier (photosensitive drum) with a developer, and an image forming apparatus including the developing device, and in particular, transports the developer using a traveling wave electric field. Therefore, it can be effectively used for a developing device and an image forming apparatus that use a mechanism (electric field curtain).

本発明の画像形成装置の実施形態の構成を模式的に示す図である。1 is a diagram schematically illustrating a configuration of an embodiment of an image forming apparatus of the present invention. 本発明の現像装置の実施形態の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of embodiment of the image development apparatus of this invention. 現像剤搬送部材の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of a developer conveyance member. 現像剤搬送部材に印加する4相の交流電圧の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of the alternating voltage of 4 phases applied to a developer conveyance member. 本発明の現像装置の別の実施形態の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of another embodiment of the image development apparatus of this invention. 図5のZ部の拡大図である。FIG. 6 is an enlarged view of a Z portion in FIG. 5. トナーを用いた現像方式のエッジ効果の説明図である。It is explanatory drawing of the edge effect of the image development system using a toner. トナー量が異なる場合のエッジ効果による現像状態の差異の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a difference in development state due to an edge effect when toner amounts are different. 現像ギャップを変化させた際のエッジやせ軽減作用の説明図である。It is explanatory drawing of the edge thinning reduction effect | action at the time of changing a development gap. 現像剤搬送部材における電極ピッチが異なる場合のカブリ発生作用の説明図である。It is explanatory drawing of the fog generating effect | action when the electrode pitch in a developer conveyance member differs. 現像剤搬送部材上の誘電体層の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the dielectric material layer on a developing agent conveyance member. トナー搬送性の良否の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of quality of toner transportability. 誘電体層及びベルト部材中に微粒子を分散させた状態の説明図である。It is explanatory drawing of the state which disperse | distributed microparticles | fine-particles in a dielectric material layer and a belt member. 誘電体層及びベルト部材中に分散する微粒子が大き過ぎる場合の不具合を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the malfunction when the microparticles | fine-particles disperse | distributed in a dielectric material layer and a belt member are too large. 3種類の電極ピッチを有する現像剤搬送部材を用い、現像ギャップを変化させた際の画像形成状態を評価した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having evaluated the image formation state at the time of changing a development gap using the developer conveyance member which has three types of electrode pitches. 電極ピッチに対する、現像剤搬送部材上の誘電層厚みと、ベルト部材厚みBとの関係に対して、トナー搬送性能を評価した結果を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a result of evaluating toner conveyance performance with respect to a relationship between a dielectric layer thickness on a developer conveyance member and a belt member thickness B with respect to an electrode pitch. ベルト部材の表面の材質を変更し、その材質の水との接触角と搬送性との関係を評価した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having changed the material of the surface of a belt member, and having evaluated the relationship between the contact angle with the water of the material, and conveyance property. トナー粒径と現像トナー量を変更した際のエッジやせの状態を評価した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having evaluated the state of the edge thinning at the time of changing a toner particle size and a developing toner amount.

符号の説明Explanation of symbols

X 画像形成装置
1 感光体ドラム(像担持体)
11 導電性基体
12 光導電層
2 帯電部材
3 露光部材
4 現像装置
40 ケーシング
41 現像剤搬送部材
41a 基材
41b 進行波発生電極
41c 表面保護層(誘電体)
42 ミキシングパドル
43 支持部材
44 現像剤供給部材
45 現像剤回収部材
46 現像剤層厚規制部材
47 多相交流電源
48 現像バイアス直流電源
5 転写部材
6 クリーニング部材
7 除電部材
8 定着装置
100 現像装置
101 無端ベルト(ベルト部材)
111 ベルト駆動部材
112 駆動補助部材
113,114 ベルトガイド部材
102 支持部材
103 ケーシング
104 ミキシングパドル
105 現像剤供給部材
106 現像剤回収部材
107 現像剤層厚規制部材
108 クリーニングブレード
P 用紙
T 現像剤(トナー)

X Image forming device 1 Photosensitive drum (image carrier)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Conductive substrate 12 Photoconductive layer 2 Charging member 3 Exposure member 4 Developing apparatus 40 Casing 41 Developer conveyance member 41a Base material 41b Traveling wave generating electrode 41c Surface protective layer (dielectric)
42 Mixing Paddle 43 Support Member 44 Developer Supply Member 45 Developer Recovery Member 46 Developer Layer Thickness Restricting Member 47 Multiphase AC Power Supply 48 Development Bias DC Power Supply 5 Transfer Member 6 Cleaning Member 7 Charge Removal Member 8 Fixing Device 100 Developing Device 101 Endless Belt (belt member)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 111 Belt drive member 112 Drive assist member 113,114 Belt guide member 102 Support member 103 Casing 104 Mixing paddle 105 Developer supply member 106 Developer collection member 107 Developer layer thickness control member 108 Cleaning blade P Paper T Developer (toner)

Claims (10)

像担持体の表面上に形成された静電潜像を現像剤によって現像する現像装置であって、基材上に所定の間隔をあけて配列された複数の進行波発生電極を有し、それら進行波発生電極に互いに異なる位相の複数種の交番電圧を印加することにより形成される進行波電界によって現像剤を前記像担持体に向けて搬送する現像剤搬送部材を備えた現像装置において、
前記現像剤搬送部材と前記像担持体とが最も近接する位置での現像ギャップをG(mm)、前記現像剤搬送部材の進行波発生電極の配列ピッチをλ(mm)、前記現像剤搬送部材の進行波発生電極上の誘電体厚みをA(mm)とすると、[0.5<λ/G<2]及び[5×A<λ]の関係を満たすことを特徴とする現像装置。
A developing device for developing an electrostatic latent image formed on a surface of an image carrier with a developer, and having a plurality of traveling wave generating electrodes arranged on a substrate at predetermined intervals, and In a developing device including a developer transport member that transports the developer toward the image carrier by a traveling wave electric field formed by applying a plurality of alternating voltages having different phases to the traveling wave generating electrode.
The developer gap at the position where the developer carrying member and the image carrier are closest to each other is G (mm), the arrangement pitch of traveling wave generating electrodes of the developer carrying member is λ (mm), and the developer carrying member A developing device satisfying the relations [0.5 <λ / G <2] and [5 × A <λ] where the dielectric thickness on the traveling wave generating electrode is A (mm).
像担持体の表面上に形成された静電潜像を現像剤によって現像する現像装置であって、基材上に所定の間隔をあけて配列された複数の進行波発生電極を有し、それら進行波発生電極に互いに異なる位相の複数種の交番電圧を印加することにより形成される進行波電界によって現像剤を前記像担持体に向けて搬送する現像剤搬送部材と、この現像剤搬送部材の表面を覆いかつその表面上において現像剤搬送方向に移動するベルト部材とを備え、前記ベルト部材上に現像剤層を形成して、現像剤を前記現像剤搬送部材にて進行波電界が形成される領域に移送するように構成された現像装置において、
前記ベルト部材と前記像担持体とが最も近接する位置での現像ギャップをG(mm)、前記現像剤搬送部材の進行波発生電極の配列ピッチをλ(mm)、前記現像剤搬送部材の進行波発生電極上の誘電体厚みをA(mm)、前記ベルト部材の厚みをB(mm)とすると、[0.5<λ/G<2]及び[5×(A+B)<λ]の関係を満たすことを特徴とする現像装置。
A developing device for developing an electrostatic latent image formed on a surface of an image carrier with a developer, and having a plurality of traveling wave generating electrodes arranged on a substrate at predetermined intervals, and A developer conveying member that conveys the developer toward the image carrier by a traveling wave electric field formed by applying a plurality of alternating voltages having different phases to the traveling wave generating electrode; and A belt member that covers the surface and moves on the surface in the developer transport direction, forms a developer layer on the belt member, and a traveling wave electric field is formed on the developer transport member by the developer transport member. In a developing device configured to be transferred to an area
The developing gap at the position where the belt member and the image carrier are closest to each other is G (mm), the arrangement pitch of the traveling wave generating electrodes of the developer conveying member is λ (mm), and the traveling of the developer conveying member When the dielectric thickness on the wave generating electrode is A (mm) and the thickness of the belt member is B (mm), [0.5 <λ / G <2] and [5 × (A + B) <λ] A developing device characterized by satisfying the above.
前記現像剤搬送部材の現像剤が搬送される面の水に対する接触角、または、前記ベルト部材の現像剤層を形成する面の水に対する接触角が、85°以上であることを特徴とする請求項1または2記載の現像装置。   The contact angle with respect to water of the surface on which the developer of the developer transport member is transported or the contact angle with respect to water of the surface of the belt member on which the developer layer is formed is 85 ° or more. Item 3. The developing device according to Item 1 or 2. 前記現像剤搬送部材の現像剤が搬送される面、または、前記ベルト部材の現像剤層を形成する面が、フッ素系の物質を含有していることを特徴とする請求項3記載の現像装置。   4. The developing device according to claim 3, wherein a surface of the developer conveying member on which the developer is conveyed or a surface on which the developer layer of the belt member is formed contains a fluorine-based substance. . 前記現像剤搬送部材の進行波発生電極上の誘電体層、または、前記ベルト部材には、微粒子が分散されているとともに、その微粒子の一部が表面に露出していることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の現像装置。   The fine particles are dispersed in the dielectric layer on the traveling wave generating electrode of the developer conveying member or the belt member, and some of the fine particles are exposed on the surface. Item 5. The developing device according to any one of Items 1 to 4. 前記微粒子の体積平均粒子径をr1、現像剤の体積平均粒子径をr2とすると、[r1<r2]の関係を満たすことを特徴とする請求項5記載の現像装置。   6. The developing device according to claim 5, wherein a relation of [r1 <r2] is satisfied, where r1 is a volume average particle diameter of the fine particles and r2 is a volume average particle diameter of the developer. 前記微粒子が、フッ素系の物質であることを特徴とする請求項5または6記載の現像装置。   The developing device according to claim 5, wherein the fine particles are a fluorine-based substance. 前記現像剤搬送部材の進行波発生電極上の誘電体層、または、前記ベルト部材は、少なくとも2層の材料で構成されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の現像装置。   The development according to claim 1, wherein the dielectric layer on the traveling wave generating electrode of the developer conveying member or the belt member is made of at least two layers of material. apparatus. 前記像担持体に現像される現像剤量をmo(mg/cm2)、現像剤の体積平均粒子径をr2(μm)とすると、[mo≦0.1×r2]の関係を満たすことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の現像装置。 When the developer amount developed on the image bearing member is mo (mg / cm 2 ) and the volume average particle diameter of the developer is r2 (μm), the relationship of [mo ≦ 0.1 × r2] is satisfied. 9. The developing device according to claim 1, wherein 画像データに基づいて画像を形成する画像形成部と、請求項1〜9のいずれかに記載の現像装置とを備えていることを特徴とする画像形成装置。

An image forming apparatus comprising: an image forming unit that forms an image based on image data; and the developing device according to claim 1.

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