JP2011065027A - Developing device, image forming apparatus and process cartridge - Google Patents

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<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developing device having a developer carrier including a plurality of kinds of electrode members to which voltages different from each other are applied and capable of performing stable development without causing lowering of image density and damage due to leak even if a value of characteristics of a surface layer is not constant, to provide an image forming apparatus including the developing device, and to provide a process unit. <P>SOLUTION: The developing device 4 includes a toner carrying roller 103 functioning as the developer carrier including two kinds of electrode members to which AC voltages different from each other are applied, and includes a surface layer impedance measuring device 130 as a surface layer characteristics measuring means for measuring the characteristics of the surface layer, which is provided on an outer peripheral surface side of the two kinds of electrode members. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、互いに異なる電圧が印加される複数種類の電極部材を備え、外周面上に担持する現像剤を電界の作用により飛翔した状態にする現像剤担持体によって像領域へ現像剤を搬送し、現像を行う現像装置、並びに、これを備えた画像形成装置及びプロセスカートリッジに関するものである。   The present invention includes a plurality of types of electrode members to which different voltages are applied, and conveys the developer to the image area by a developer carrier that causes the developer carried on the outer peripheral surface to fly by the action of an electric field. The present invention relates to a developing device that performs development, an image forming apparatus including the same, and a process cartridge.

従来、互いに異なる電圧が印加される複数の電極部材を備えた現像剤担持体を有する現像装置が知られている。
このような現像装置としては、例えば、現像剤担持体上の現像剤を感光体等の潜像担持体に直接接触させないで、現像剤を潜像担持体上の潜像に供給して現像を行う現像装置がある。そして、この現像装置の一例としては、現像剤担持体上の一成分現像剤（トナー）をクラウド化させることによってトナーを潜像担持体上に供給する方式を採用するものがある（特許文献１〜特許文献６）。この方式に使用される現像剤担持体は、外周面に沿って複数種類の電極部材が所定のピッチで配置され、その複数種類の電極部材の外周面側を保護層で覆ったものである。この複数種類の電極部材に対し、時間的に変化する互いに異なる電圧をそれぞれ印加して、時間的に変化する電界を互いに近接する複数種類の電極部材間に形成すると、この電界により現像剤担持体上のトナーを互いに近接する複数種類の電極部材間で飛翔させることができる（このようにトナーが飛翔する現象を、以下「フレア」と呼ぶ。）。これにより、現像剤担持体の外周面近傍の空間でトナーがクラウド化した状況となる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a developing device having a developer carrying member provided with a plurality of electrode members to which different voltages are applied is known.
As such a developing device, for example, the developer on the developer carrying member is not brought into direct contact with the latent image carrier such as a photosensitive member, but the developer is supplied to the latent image on the latent image carrying member for development. There is a developing device to perform. As an example of this developing device, there is one that employs a system in which toner is supplied onto a latent image carrier by making a one-component developer (toner) on the developer carrier into a cloud (Patent Document 1). -Patent Document 6). In the developer carrier used in this method, a plurality of types of electrode members are arranged at a predetermined pitch along the outer peripheral surface, and the outer peripheral surface side of the plurality of types of electrode members is covered with a protective layer. When different voltages that change with time are applied to the plurality of types of electrode members, and a time-changing electric field is formed between the plurality of types of electrode members that are close to each other, the developer carrier is generated by the electric field. The upper toner can be caused to fly between a plurality of types of electrode members that are close to each other (this phenomenon of toner flying is hereinafter referred to as “flare”). As a result, the toner is clouded in a space near the outer peripheral surface of the developer carrier.

以上のような方式を用いた現像装置において、電極部材間に形成される電界が弱すぎると、次のような問題がある。すなわち、電界によってトナーを飛翔させる力がトナーと現像剤担持体の外周面との付着力に勝つことが出来ず、トナーが現像剤担持体から飛翔せず、感光体上に移動できなくなり、画像濃度の低下が発生する。一方、電極部材間に形成される電界が強すぎると、次のような問題がある。すなわち、電界形成する電極部材間でリークが発生して電極部材を破壊したり、現像剤担持体の外周面に接触する部材と電極部材との間でリークが発生して電極部材よりも外周面側に設けられ表層を傷つけたりする。
このため、電極部材間に形成される電界が適正な強度となるように、複数種類の電極部材に対して印加する電圧が設定されている。 In the developing device using the above method, if the electric field formed between the electrode members is too weak, there are the following problems. That is, the force that causes the toner to fly by the electric field cannot overcome the adhesion force between the toner and the outer peripheral surface of the developer carrier, and the toner does not fly from the developer carrier and cannot move onto the photoconductor. A decrease in concentration occurs. On the other hand, when the electric field formed between the electrode members is too strong, there are the following problems. That is, a leak occurs between electrode members that form an electric field to destroy the electrode member, or a leak occurs between the electrode member and a member that is in contact with the outer peripheral surface of the developer carrier, and the outer peripheral surface is more than the electrode member. Damaged surface layer provided on the side.
For this reason, the voltage applied with respect to multiple types of electrode member is set so that the electric field formed between electrode members may become appropriate intensity | strength.

しかしながら、複数種類の電極部材に対して印加する電圧の設定が同じであっても、現像剤担持体の最外周の保護層を形成する表層の層厚によって、電極部材間に形成される電界の強度は異なる。このため、表層の層厚が所定の値のときに電界が適正な強度となるように複数種類の電極部材に対して印加する電圧を設定しても、表層の層厚が所定の値とは異なった値であると電極部材間に形成される電界を適正な電界強度とすることができなくなる。
そして、表層の層厚は製造時のバラツキがあるため、全ての装置において電極部材に対して印加する電圧の設定を同じとすると、表層の層厚が上記所定の値と異なる装置では適正な電界強度の電界を形成することができなくなる。また、装置ごとに初期状態の表層の層厚で適正な電界強度の電界を形成するように複数種類の電極部材に対して印加する電圧を設定しても、表層は長期使用によって磨耗し層厚が減少するため、印加する電圧が一定であると、長期使用時には適正な電界強度の電界を形成することができなくなる。
また、層厚以外の表層の特性についても、その値が異なることで適正な電界強度の電界を形成することができなくなる特性がある。例えば、表層の特性である表層を構成する材料の体積抵抗率の値が異なれば、表層の層厚や電極部材に対して印加する電圧の設定が同じであっても、電極部材間に形成される電界の強度は異なる。 However, even when the voltage applied to the plurality of types of electrode members is the same, the electric field formed between the electrode members depends on the thickness of the surface layer that forms the outermost protective layer of the developer carrier. The intensity is different. For this reason, even if the voltage applied to a plurality of types of electrode members is set so that the electric field has an appropriate strength when the surface layer thickness is a predetermined value, the surface layer thickness is the predetermined value. If the values are different, the electric field formed between the electrode members cannot be set to an appropriate electric field strength.
Since the thickness of the surface layer varies at the time of manufacture, if the setting of the voltage applied to the electrode member is the same in all devices, an appropriate electric field is applied to devices having a surface layer thickness different from the predetermined value. A strong electric field cannot be formed. Even if the voltage applied to multiple types of electrode members is set to form an electric field with an appropriate electric field strength at the initial surface layer thickness for each device, the surface layer will be worn away by long-term use. Therefore, when the applied voltage is constant, an electric field having an appropriate electric field strength cannot be formed during long-term use.
Also, the surface layer characteristics other than the layer thickness have characteristics that make it impossible to form an electric field having an appropriate electric field strength because the values are different. For example, if the volume resistivity value of the material constituting the surface layer, which is a characteristic of the surface layer, is different, even if the thickness of the surface layer and the setting of the voltage applied to the electrode member are the same, it is formed between the electrode members. The electric field strength varies.

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、互いに異なる電圧が印加される複数種類の電極部材を備えた現像剤担持体を有する現像装置で、表層の特性の値が一定でなくても、画像濃度の低下やリークによる損傷が発生せず、安定した現像を行うことが可能となる現像装置、並びにこれを備えた画像形成装置及びプロセスユニットを提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a developing device having a developer carrier having a plurality of types of electrode members to which different voltages are applied, and having a surface layer characteristic value. To provide a developing device capable of performing stable development without causing a decrease in image density or damage even if it is not constant, and an image forming apparatus and a process unit including the developing device.

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、互いに異なる電圧が印加される複数種類の電極部材を備え、外周面に担持された現像剤を現像領域へ搬送するための現像剤担持体と、該複数種類の電極部材に対して互いに異なる電圧を印加することにより、種類の異なる電極部材の間に電界を形成し、この電界によって該現像剤担持体の外周面上で現像剤を飛翔させる電界形成手段とを備え、該現像剤担持体と潜像担持体との対向部で該現像剤担持体の外周面上で飛翔する現像剤を用いて該潜像担持体上の潜像に現像する現像装置において、該現像剤担持体の該複数種類の電極部材よりも外周面側に設けられ表層の特性を測定する表層特性測定手段を備えることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記表層特性測定手段は、上記表層の特性として、該表層の層厚を測定することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の現像装置において、上記表層特性測定手段は、上記表層のインピーダンスを検知する表層インピーダンス検知手段を備える現像装置。
また、請求項４の発明は、請求項３の現像装置において、上記現像剤担持体の外周面に接触し、その接触する位置を通過する該現像剤担持体の外周面上の現像剤の量を規制する規制部材を備え、上記表層インピーダンス検知手段は、上記複数種類の電極部材と該規制部材との間のインピーダンスを測定することを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項３または４の現像装置において、上記表層インピーダンス検知手段の検知結果に基づいて、種類の異なる電極部材の間に形成される上記電界が一定になるように上記電界形成手段を制御することを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の現像装置において、上記表層インピーダンス検知手段の検知結果に基づいて、記電界形成手段は上記複数種類の電極部材に対して印加する電圧を制御することを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項５または６の現像装置において、種類の異なる電極部材の間のインピーダンスを測定する電極部材間インピーダンス測定手段を備え、該電極部材間インピーダンス測定手段の測定結果に基づいて、上記電界形成手段の制御を補正することを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の現像装置において、上記複数種類の電極部材を外周面法線方向で互いに異なる位置に配置し、種類の異なる電極部材の間に絶縁層を介在させたことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項８の現像装置において、種類の異なる電極部材の間のインピーダンスを測定することにより、上記絶縁層のインピーダンスを検知する絶縁層インピーダンス検知手段を備えることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、潜像担持体上に形成された潜像に対して現像装置により現像剤を供給することにより該潜像を現像して得られる画像を、最終的に記録材上に転移させて、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、上記現像装置として、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の現像装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、潜像担持体と、該潜像担持体上に形成される潜像を現像剤で現像する現像装置とを、１つのユニットとして共通の保持体に保持させて画像形成装置本体に対して一体的に着脱可能に構成したプロセスカートリッジにおいて、上記現像装置として、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の現像装置を用いたことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is provided with a developer carrier for transporting a developer carried on the outer peripheral surface to a development region, comprising a plurality of types of electrode members to which different voltages are applied. By applying different voltages to the plurality of types of electrode members, an electric field is formed between the different types of electrode members, and the developer flies over the outer peripheral surface of the developer carrier by the electric field. An electric field forming means for forming a latent image on the latent image carrier using a developer flying on an outer peripheral surface of the developer carrier at a facing portion between the developer carrier and the latent image carrier. The developing device for developing is provided with a surface layer characteristic measuring unit provided on the outer peripheral surface side of the plurality of types of electrode members of the developer carrying member to measure the surface layer characteristics.
According to a second aspect of the present invention, in the developing device according to the first aspect, the surface layer characteristic measuring means measures a layer thickness of the surface layer as the characteristic of the surface layer.
According to a third aspect of the present invention, in the developing device according to the first or second aspect, the surface layer characteristic measuring unit includes a surface layer impedance detecting unit that detects the impedance of the surface layer.
According to a fourth aspect of the present invention, in the developing device according to the third aspect, the amount of the developer on the outer peripheral surface of the developer carrier that contacts the outer peripheral surface of the developer carrier and passes through the contact position. The surface layer impedance detecting means measures impedance between the plurality of types of electrode members and the regulating member.
According to a fifth aspect of the present invention, in the developing device according to the third or fourth aspect, the electric field formed between the different types of electrode members is constant based on the detection result of the surface impedance detection means. The electric field forming means is controlled.
According to a sixth aspect of the present invention, in the developing device of the fifth aspect, the electric field forming means controls the voltage applied to the plurality of types of electrode members based on the detection result of the surface impedance detecting means. It is characterized by.
The invention according to claim 7 is the developing device according to claim 5 or 6, further comprising an inter-electrode member impedance measuring means for measuring impedance between different types of electrode members, and the measurement result of the inter-electrode member impedance measuring means. Based on the above, the control of the electric field forming means is corrected.
The invention according to claim 8 is the developing device according to any one of claims 1 to 7, wherein the plurality of types of electrode members are arranged at positions different from each other in the normal direction of the outer peripheral surface, and different types of electrodes are provided. An insulating layer is interposed between the members.
According to a ninth aspect of the present invention, in the developing device of the eighth aspect, the apparatus further comprises an insulating layer impedance detecting means for detecting the impedance of the insulating layer by measuring the impedance between different types of electrode members. It is what.
According to a tenth aspect of the present invention, an image obtained by developing a latent image formed on the latent image carrier by developing the latent image by supplying a developer with a developing device is finally recorded on the recording material. An image forming apparatus for transferring an image onto the recording material and using the developing device according to any one of claims 1 to 9 as the developing device. is there.
According to the eleventh aspect of the present invention, a latent image carrier and a developing device for developing a latent image formed on the latent image carrier with a developer are held as a single unit on a common holder. A process cartridge configured to be detachable integrally with the image forming apparatus main body, wherein the developing device according to any one of claims 1 to 9 is used as the developing device. .

本発明によれば、表層特性測定手段を備えるため、その測定結果に応じて、電極部材間に形成される電界が適正な強度となるように設定を調節することが可能となり、このような調節を行うことで、画像濃度の低下やリークによる損傷が発生せず、安定した現像を行うことが出来るという優れた効果が得られる。   According to the present invention, since the surface layer characteristic measuring means is provided, it is possible to adjust the setting so that the electric field formed between the electrode members has an appropriate intensity according to the measurement result. By performing the above, an excellent effect can be obtained that stable development can be performed without causing a decrease in image density or damage due to leakage.

実施形態に係るプリンタの要部を示す概略断面図。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a main part of the printer according to the embodiment. 上記プリンタが備える４つのプロセスカートリッジのうちの一つの拡大断面図。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of one of four process cartridges provided in the printer. 上記プロセスカートリッジが備える現像装置の軸線方向に沿った断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view along the axial direction of a developing device provided in the process cartridge. 同現像装置のトナー担持ローラの電極配置を説明するためにトナー担持ローラを回転軸に対して直交する方向から見たときの模式図。FIG. 4 is a schematic diagram when the toner carrying roller is viewed from a direction orthogonal to the rotation axis in order to explain the electrode arrangement of the toner carrying roller of the developing device. 同トナー担持ローラを、その回転軸に対して直交する面に沿って切断したときの断面を模式的に表した部分断面図。FIG. 3 is a partial cross-sectional view schematically showing a cross section when the toner carrying roller is cut along a plane orthogonal to a rotation axis thereof. 同トナー担持ローラの内側電極及び外側電極にそれぞれ印加する内側電圧と外側電圧の一例を示すグラフ。6 is a graph showing an example of an inner voltage and an outer voltage applied to an inner electrode and an outer electrode of the toner carrying roller, respectively. 電界を制御しない状態で表層の層厚が減少したときの、層厚と電界強度との関係の概略を示すグラフ。The graph which shows the outline of the relationship between layer thickness and electric field strength when the layer thickness of a surface layer reduces in the state which does not control an electric field. 表層の層厚が変化したときの層厚と表層インピーダンスとの関係の概略を示すグラフ。The graph which shows the outline of the relationship between layer thickness when surface layer thickness changes, and surface layer impedance. 所望の電界強度を得るための、表層の層厚とピークトゥピーク電圧との関係の概略を示すグラフ。The graph which shows the outline of the relationship between the layer thickness of a surface layer, and peak-to-peak voltage in order to obtain desired electric field strength. 外側電極と内側電極との間に交流電流を印加して、印加する電流は一定で、湿度が変化したときの湿度と絶縁層インピーダンスとの関係の概略を示すグラフ。The graph which shows the outline of the relationship between humidity and an insulating-layer impedance when an alternating current is applied between an outer side electrode and an inner side electrode, the applied electric current is constant, and humidity changes. 表層の層厚が一定値の状態で、各環境における適正な電界強度とピークトゥピーク電圧との関係の概略を示すグラフ。The graph which shows the outline of the relationship between the appropriate electric field strength and peak-to-peak voltage in each environment in the state where the layer thickness of a surface layer is a constant value. 表層の層厚の値と環境条件とに基づいて電界強度を適正な値に設定する制御のフローチャート。The flowchart of control which sets an electric field strength to an appropriate value based on the value of the layer thickness of a surface layer, and environmental conditions.

以下、本発明を、電子写真方式の画像形成装置であるプリンタ（以下、単にプリンタ１００という）に適用した実施形態について説明する。
図１は、プリンタ１００の要部の概略断面図である。図１に示すようにプリンタ１００は、４つのプロセスカートリッジ１、複数の張架ローラに張架されて図１中の矢印Ａ方向に移動する中間転写ベルト７、露光手段である露光装置６、及び、定着装置１２等を備えている。
図２は、４つのプロセスカートリッジ１のうちの一つの拡大断面図である。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a printer (hereinafter simply referred to as a printer 100) which is an electrophotographic image forming apparatus will be described.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a main part of the printer 100. As shown in FIG. 1, the printer 100 includes four process cartridges 1, an intermediate transfer belt 7 that is stretched by a plurality of stretching rollers and moves in the direction of arrow A in FIG. 1, an exposure device 6 that is an exposure unit, and A fixing device 12 and the like.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of one of the four process cartridges 1.

各プロセスカートリッジ１は、ドラム状の感光体２、帯電部材３、現像装置４、及び、感光体クリーニング部材５を一体的に支持してユニット状とした構成となっている。各プロセスカートリッジ１は、それぞれの不図示のストッパーを解除することにより、プリンタ１００本体に対して着脱可能となっている。
感光体２は、図中の矢印で示すように、図中の時計周り方向に回転する。帯電部材３は、ローラ状の帯電ローラであり、感光体２の表面に圧接されており、感光体２の回転により従動回転する。作像時には、帯電部材３には図示しない高圧電源により所定のバイアスが印加され、感光体２の表面を帯電する。
プロセスカートリッジ１は、帯電手段である帯電部材３として、感光体２の表面に接触するローラ状の部材を用いているが、帯電手段としてはこれに限るものではなく、コロナ帯電などの非接触帯電方式を用いても良い。 Each process cartridge 1 has a configuration in which a drum-shaped photosensitive member 2, a charging member 3, a developing device 4, and a photosensitive member cleaning member 5 are integrally supported. Each process cartridge 1 can be attached to and detached from the printer 100 main body by releasing a stopper (not shown).
The photoconductor 2 rotates in the clockwise direction in the figure as indicated by the arrow in the figure. The charging member 3 is a roller-shaped charging roller, is in pressure contact with the surface of the photoconductor 2, and is rotated by the rotation of the photoconductor 2. At the time of image formation, a predetermined bias is applied to the charging member 3 by a high voltage power source (not shown) to charge the surface of the photoreceptor 2.
The process cartridge 1 uses a roller-shaped member that contacts the surface of the photoreceptor 2 as the charging member 3 that is a charging unit. However, the charging unit is not limited to this, and non-contact charging such as corona charging is possible. A method may be used.

露光装置６は、感光体２の表面に対して画像情報に基づいて露光し、感光体２の表面に静電潜像を形成する。プリンタ１００が備える露光装置６は、レーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナ方式を用いているが、露光手段としてはＬＥＤアレイを用いるものなど他の構成でも良い。
感光体クリーニング部材５は、中間転写ベルト７と対向する位置を通過した感光体２の表面上に残留する転写残トナーのクリーニングを行なう。 The exposure device 6 exposes the surface of the photoreceptor 2 based on image information, and forms an electrostatic latent image on the surface of the photoreceptor 2. The exposure device 6 provided in the printer 100 uses a laser beam scanner system using a laser diode, but may have other configurations such as an exposure unit using an LED array.
The photoconductor cleaning member 5 cleans residual toner remaining on the surface of the photoconductor 2 that has passed through a position facing the intermediate transfer belt 7.

４つのプロセスカートリッジ１は、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色ごとのトナー像を感光体２上に形成する。４つのプロセスカートリッジ１は、中間転写ベルト７の表面移動方向に並列に配設され、それぞれの感光体２上に形成されたトナー像を中間転写ベルト７に順に重ね合わせるように転写し、中間転写ベルト７上に可視像を形成する。
各感光体２に対して中間転写ベルト７を挟んで対向する位置には一次転写ローラ８が配置されており、一次転写ローラ８には不図示の高圧電源により一次転写バイアスが印加され、感光体２との間で一次転写電界を形成する。感光体２と一次転写ローラ８との間で一次転写電界が形成されることにより、感光体２の表面上に形成されたトナー像が中間転写ベルト７の表面に転写される。中間転写ベルト７を張架する複数の張架ローラのうちの一つが不図示の駆動モータによって回転することによって中間転写ベルト７が図中の矢印方向に表面移動する。表面移動する中間転写ベルト７の表面上に各色のトナー像が順次重ねて転写されることによって、中間転写ベルト７の表面上にフルカラー画像が形成される。 The four process cartridges 1 form toner images for the respective colors of yellow, cyan, magenta, and black on the photoreceptor 2. The four process cartridges 1 are arranged in parallel in the surface movement direction of the intermediate transfer belt 7, and transfer the toner images formed on the respective photoreceptors 2 in order to be superimposed on the intermediate transfer belt 7 in order. A visible image is formed on the belt 7.
A primary transfer roller 8 is disposed at a position facing each photoconductor 2 across the intermediate transfer belt 7. A primary transfer bias is applied to the primary transfer roller 8 by a high voltage power source (not shown), and the photoconductor. 2 forms a primary transfer electric field. By forming a primary transfer electric field between the photosensitive member 2 and the primary transfer roller 8, the toner image formed on the surface of the photosensitive member 2 is transferred to the surface of the intermediate transfer belt 7. One of a plurality of stretching rollers that stretch the intermediate transfer belt 7 is rotated by a drive motor (not shown), so that the intermediate transfer belt 7 moves in the direction of the arrow in the figure. A full color image is formed on the surface of the intermediate transfer belt 7 by sequentially transferring the toner images of the respective colors on the surface of the intermediate transfer belt 7 moving on the surface.

４つのプロセスカートリッジ１が中間転写ベルト７と対向する位置に対して、中間転写ベルト７の表面移動方向下流側には、張架ローラの一つである二次転写対向ローラ９ａに対して中間転写ベルト７を挟んで対向する位置に二次転写ローラ９が配置され、中間転写ベルト７との間で二次転写ニップを形成する。二次転写ローラ９と二次転写対向ローラ９ａとの間に所定の電圧を印加して二次転写電界を形成することにより、図１中の矢印Ｂ方向に搬送される転写材である転写紙Ｐが二次転写ニップを通過する際に、中間転写ベルト７の表面上に形成されたフルカラー画像が転写紙Ｐに転写される。
二次転写ニップに対して転写紙Ｐの搬送方向下流側に、定着装置１２が配置されている。二次転写ニップを通過した転写紙Ｐは定着装置１２に到達し、定着装置１２における加熱及び加圧によって転写紙Ｐ上に転写されたフルカラー画像が定着され、画像が定着された転写紙Ｐはプリンタ１００の装置外に出力される。
一方、二次転写ニップで転写紙Ｐに転写されず中間転写ベルト７の表面上に残留したトナーは、転写ベルトクリーニング装置１１によって回収される。 With respect to the position where the four process cartridges 1 are opposed to the intermediate transfer belt 7, the intermediate transfer belt 7 is located on the downstream side of the surface movement direction with respect to the secondary transfer counter roller 9a which is one of the stretching rollers. A secondary transfer roller 9 is disposed at a position opposed to the belt 7 and forms a secondary transfer nip with the intermediate transfer belt 7. A transfer sheet which is a transfer material conveyed in the direction of arrow B in FIG. 1 by applying a predetermined voltage between the secondary transfer roller 9 and the secondary transfer counter roller 9a to form a secondary transfer electric field. When P passes through the secondary transfer nip, the full-color image formed on the surface of the intermediate transfer belt 7 is transferred onto the transfer paper P.
A fixing device 12 is disposed downstream of the secondary transfer nip in the conveyance direction of the transfer paper P. The transfer paper P that has passed through the secondary transfer nip reaches the fixing device 12, the full color image transferred onto the transfer paper P is fixed by heating and pressurization in the fixing device 12, and the transfer paper P on which the image is fixed is The data is output outside the printer 100.
On the other hand, the toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt 7 without being transferred to the transfer paper P at the secondary transfer nip is collected by the transfer belt cleaning device 11.

次に、図２及び図３を用いて、プロセスカートリッジ１が備える現像装置４について説明する。
図３は、現像装置４において、鉛直方向に略直線状に配置された、搬送するトナー搬送部材１０６、トナー撹拌部材１０８及びトナー供給ローラ１０５の回転軸近傍の断面説明図である。
現像装置４は、現像剤であるトナーを収容するトナー収容室１０１と、トナー収容室１０１の下方に設けられたトナー供給室１０２とから構成され、トナー収容室１０１とトナー供給室１０２とを仕切るように仕切り部材１１０が設けられている。
仕切り部材１１０には、図３に示すように、複数の開口部が設けられている。仕切り部材１１０の複数の開口部は、トナー収容室１０１内のトナーをトナー供給室１０２へ供給する供給口１１１と、トナー供給室１０２内のトナーをトナー収容室１０１に戻す返送口１０７とが設けられている。 Next, the developing device 4 included in the process cartridge 1 will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
FIG. 3 is a cross-sectional explanatory view of the developing device 4 in the vicinity of the rotation shafts of the toner conveying member 106, the toner agitating member 108, and the toner supply roller 105 that are arranged substantially linearly in the vertical direction.
The developing device 4 includes a toner storage chamber 101 that stores toner as a developer and a toner supply chamber 102 provided below the toner storage chamber 101, and partitions the toner storage chamber 101 and the toner supply chamber 102. Thus, a partition member 110 is provided.
As shown in FIG. 3, the partition member 110 is provided with a plurality of openings. The plurality of openings of the partition member 110 are provided with a supply port 111 for supplying the toner in the toner storage chamber 101 to the toner supply chamber 102 and a return port 107 for returning the toner in the toner supply chamber 102 to the toner storage chamber 101. It has been.

トナー供給室１０２の下部には、現像剤担持体であるトナー担持ローラ１０３が設けられている。また、トナー供給室１０２には、トナー担持ローラ１０３の表面にトナーを供給する現像剤供給部材であるトナー供給ローラ１０５がトナー担持ローラ１０３の表面に当接して設けられている。さらに、トナー供給室１０２には、トナー供給ローラ１０５によってトナー担持ローラ１０３の表面上に供給され、感光体２とトナー担持ローラ１０３との対向部に向かうトナーの層厚を規制するトナー層規制部材１０４がトナー担持ローラ１０３の表面に当接して設けられている。
トナー担持ローラ１０３は、感光体２に対して非接触で配置されており、図示しない高圧電源から所定のバイアスが印加される。 Below the toner supply chamber 102, a toner carrying roller 103, which is a developer carrying member, is provided. In the toner supply chamber 102, a toner supply roller 105 that is a developer supply member that supplies toner to the surface of the toner carrying roller 103 is provided in contact with the surface of the toner carrying roller 103. Further, a toner layer regulating member that regulates the layer thickness of the toner that is supplied to the toner supply chamber 102 on the surface of the toner carrying roller 103 by the toner supply roller 105 and goes to the opposite portion between the photoreceptor 2 and the toner carrying roller 103. 104 is provided in contact with the surface of the toner carrying roller 103.
The toner carrying roller 103 is disposed in a non-contact manner with respect to the photoreceptor 2 and is applied with a predetermined bias from a high voltage power source (not shown).

トナー収容室１０１内にはトナー収容室１０１内のトナーを感光体２の回転軸に平行な方向（図２中の紙面に直行する方向）に搬送するトナー搬送部材１０６が設けられている。
また、トナー収容室１０１に収容するトナーは、重合法で作成したものを用い、平均粒径が６．５［μｍ］で、円形度が０．９８、安息角３３［°］、外添剤としてチタン酸ストロンチュームを含有しているトナーである。本発明を適用したプリンタ１００に用いるトナーとしては、これに限るものではない。 A toner conveying member 106 is provided in the toner accommodating chamber 101 for conveying the toner in the toner accommodating chamber 101 in a direction parallel to the rotation axis of the photoreceptor 2 (a direction perpendicular to the paper surface in FIG. 2).
The toner stored in the toner storage chamber 101 is a toner prepared by a polymerization method, has an average particle diameter of 6.5 [μm], a circularity of 0.98, an angle of repose of 33 [°], and an external additive. The toner contains strontium titanate as a toner. The toner used in the printer 100 to which the present invention is applied is not limited to this.

トナー収容室１０１内に設けられたトナー搬送部材１０６は、図３に示すように搬送スクリュ形状１０６ａと搬送板形状１０６ｂとを組み合わせた回転軸を有した部材である。トナー搬送部材１０６は、搬送スクリュ形状１０６ａの回転動作によりトナー収容室１０１内のトナーをトナー搬送部材１０６の回転軸に平行な略水平方向（図３中の矢印Ｃ方向）に搬送できる構成となっている。現像装置４では、トナー搬送部材１０６の回転軸に平行な方向にトナーを搬送する搬送スクリュ形状１０６ａを備えた構成であるが、現像剤搬送部材としてはこれに限ったものでなく、搬送ベルトやコイル状の回転体等の搬送機能を有するものを用いることができる。さらにこれらの搬送機能を有するものと、羽根のような板部材や針金を曲げて構成したパドルのようなもの等のほぐし機能を有するものを組み合わせたものでも良い。
また、本実施形態の現像装置４では、トナー収容室１０１からトナー供給ローラ１０５に向けて、トナーをトナー搬送部材１０６の回転軸に直交し、且つ、略鉛直下方にトナーを搬送する構成となっている。トナーの搬送方向としては、トナー搬送部材１０６の回転軸に直交し、且つ、略水平方向に搬送する構成としてもよい。 As shown in FIG. 3, the toner conveying member 106 provided in the toner storage chamber 101 is a member having a rotating shaft that combines a conveying screw shape 106a and a conveying plate shape 106b. The toner conveying member 106 is configured to convey the toner in the toner storage chamber 101 in a substantially horizontal direction (in the direction of arrow C in FIG. 3) parallel to the rotation axis of the toner conveying member 106 by the rotation operation of the conveying screw shape 106a. ing. The developing device 4 is configured to include a conveying screw shape 106a that conveys toner in a direction parallel to the rotation axis of the toner conveying member 106, but the developer conveying member is not limited to this, and a conveying belt, What has a conveyance function, such as a coil-shaped rotary body, can be used. Furthermore, what has these conveyance functions and what has a loosening function, such as a paddle formed by bending a plate member such as a blade or a wire, may be combined.
Further, in the developing device 4 of the present embodiment, the toner is transported from the toner storage chamber 101 toward the toner supply roller 105 in a direction substantially perpendicular to the rotation axis of the toner transport member 106 and substantially vertically downward. ing. The toner may be transported in a substantially horizontal direction perpendicular to the rotation axis of the toner transport member 106 as the toner transport direction.

仕切り部材１１０の鉛直下方のトナー供給室１０２内にはトナー撹拌部材１０８が配置されている。
トナー撹拌部材１０８は、図３に示すように撹拌スクリュ形状１０８ａと撹拌板形状１０８ｂとを組み合わせた回転軸を有した部材である。トナー撹拌部材１０８は、撹拌スクリュ形状１０８ａの回転動作によりトナー供給室１０２内のトナーをトナー撹拌部材１０８の回転軸に平行な略水平方向（図３中の矢印ＤまたはＥ方向）に搬送できる構成となっている。 A toner stirring member 108 is disposed in the toner supply chamber 102 vertically below the partition member 110.
As shown in FIG. 3, the toner stirring member 108 is a member having a rotating shaft in which a stirring screw shape 108 a and a stirring plate shape 108 b are combined. The toner stirring member 108 can convey the toner in the toner supply chamber 102 in a substantially horizontal direction (in the direction of arrow D or E in FIG. 3) parallel to the rotation axis of the toner stirring member 108 by rotating the stirring screw shape 108 a. It has become.

図３に示すように、トナー撹拌部材１０８の撹拌スクリュ形状１０８ａは、軸方向について供給口１１１を挟んで外側に向かう方向（図３中の矢印Ｄ方向）にトナーを搬送するように螺旋状の羽部が設けられている。さらに、トナー撹拌部材１０８の撹拌スクリュ形状１０８ａは、軸方向について２つの返送口１０７よりも外側と内側とは螺旋状の羽部が逆巻きになっている。このため、供給口１１１からトナー供給室１０２に供給されたトナーはトナー撹拌部材１０８の撹拌スクリュ形状１０８ａの回転によって軸方向外側（矢印Ｄ方向）に搬送され、返送口１０７よりも外側に到達したトナーは羽部が逆巻きの撹拌スクリュ形状１０８ａによって返送口１０７に向かって搬送される。
返送口１０７を挟んで軸方向の外側と内側とでは、撹拌スクリュ形状１０８ａによるトナーの搬送方向が逆であり、返送口１０７に向かうようにトナーに搬送力を付与するため、返送口１０７の下方ではトナーが軸方向両側から集められ、山状に押し上げられる。これにより、トナー収容室１０１から供給口１１１または返送口１０７を通過してトナー供給室１０２に供給されたトナーが過剰である場合は、返送口１０７で山状に押し上げられたトナーがトナー供給室１０２から返送口１０７を通ってトナー収容室１０１に戻される。
また、トナー撹拌部材１０８は、トナー供給室１０２にあるトナーを攪拌し、さらに下部にあるトナー担持ローラ１０３、トナー供給ローラ１０５へトナーを供給する役割を持つ。 As shown in FIG. 3, the stirring screw shape 108a of the toner stirring member 108 has a helical shape so as to convey the toner in the direction toward the outside (in the direction of arrow D in FIG. 3) across the supply port 111 in the axial direction. Feathers are provided. Further, in the stirring screw shape 108a of the toner stirring member 108, spiral wings are reversely wound on the outer side and the inner side of the two return ports 107 in the axial direction. Therefore, the toner supplied from the supply port 111 to the toner supply chamber 102 is conveyed outward in the axial direction (in the direction of arrow D) by the rotation of the stirring screw shape 108a of the toner stirring member 108, and reaches the outer side than the return port 107. The toner is conveyed toward the return port 107 by the stirring screw shape 108a whose wing portion is wound in reverse.
The toner conveying direction by the stirring screw shape 108 a is opposite between the outer side and the inner side in the axial direction across the return port 107, and a conveying force is applied to the toner toward the return port 107. Then, the toner is collected from both sides in the axial direction and pushed up in a mountain shape. Accordingly, when the toner supplied from the toner storage chamber 101 to the toner supply chamber 102 through the supply port 111 or the return port 107 is excessive, the toner pushed up in the mountain shape by the return port 107 is transferred to the toner supply chamber. 102 is returned to the toner storage chamber 101 through the return port 107.
The toner stirring member 108 has a role of stirring the toner in the toner supply chamber 102 and further supplying the toner to the toner carrying roller 103 and the toner supply roller 105 in the lower part.

トナー供給ローラ１０５の表面には空孔(セル)を有した構造の発泡材料が被覆されており、トナー供給室１０２内に供給されたトナーを効率よく付着させて取り込むと共に、トナー担持ローラ１０３との当接部での圧力集中によるトナーの劣化を防止している。
なお、この発泡材料は１０３〜１０１４［Ω］の電気抵抗値に設定される。
トナー供給ローラ１０５には、供給バイアスが印加され、トナー担持ローラ１０３との当接部で予備帯電されたトナーをトナー担持ローラ１０３に押し付ける作用を補助する。トナー供給ローラ１０５は図２中の矢印で示すように図２中の反時計回りの方向に回転し、表面に付着させたトナーをトナー担持ローラ１０３の表面に塗布するように供給する。 The surface of the toner supply roller 105 is covered with a foam material having a structure having pores (cells), and the toner supplied into the toner supply chamber 102 is efficiently attached and taken in, and the toner carrying roller 103 and The toner is prevented from deteriorating due to pressure concentration at the contact portion.
In addition, this foaming material is set to an electrical resistance value of 10 3 to 10 14 [Ω].
A supply bias is applied to the toner supply roller 105, and assists the operation of pressing the toner preliminarily charged at the contact portion with the toner carrying roller 103 against the toner carrying roller 103. The toner supply roller 105 rotates in the counterclockwise direction in FIG. 2 as indicated by an arrow in FIG. 2 and supplies the toner adhered to the surface so as to be applied to the surface of the toner carrying roller 103.

トナー供給ローラ１０５が当接する位置からトナー担持ローラ１０３の表面移動方向下流側のトナー担持ローラ１０３の表面に接触するように、現像剤規制部材であるトナー層規制部材１０４が配置されている。トナー供給ローラ１０５からトナー担持ローラ１０３の表面に供給されたトナーは、トナー担持ローラ１０３の回転によってトナー層規制部材１０４が接触する位置に搬送される。
トナー層規制部材１０４としては、ＳＵＳ３０４ＣＳＰやＳＵＳ３０１ＣＳＰまたはリン青銅等の金属板バネ材料を用いることができ、その自由端側をトナー担持ローラ１０３の表面に１０〜１００［Ｎ／ｍ］の押圧力で当接させたもので、トナー担持ローラ１０３上のトナーに対してその押圧力下を通過させることで、トナー層を薄層化すると共に、摩擦帯電によってトナーに電荷を付与する。
また、トナー層規制部材１０４には、トナーの摩擦帯電を補助する為に、バイアスが印加される。 A toner layer regulating member 104, which is a developer regulating member, is disposed so as to come into contact with the surface of the toner carrying roller 103 on the downstream side in the surface movement direction of the toner carrying roller 103 from the position where the toner supply roller 105 abuts. The toner supplied from the toner supply roller 105 to the surface of the toner carrying roller 103 is conveyed to a position where the toner layer regulating member 104 comes into contact with the rotation of the toner carrying roller 103.
As the toner layer regulating member 104, a metal leaf spring material such as SUS304CSP, SUS301CSP, or phosphor bronze can be used, and the free end thereof is applied to the surface of the toner carrying roller 103 with a pressing force of 10 to 100 [N / m]. By contacting the toner on the toner carrying roller 103 under the pressing force, the toner layer is thinned and charges are applied to the toner by frictional charging.
In addition, a bias is applied to the toner layer regulating member 104 in order to assist the frictional charging of the toner.

感光体２はトナー担持ローラ１０３と非接触であり、図２中の時計回りの方向に回転している。このため、トナー担持ローラ１０３と感光体２とが対向する現像領域においては、トナー担持ローラ１０３の表面移動方向と感光体２の表面移動方向とが同方向となる。
トナー担持ローラ１０３上の薄層化されたトナー層は、トナー担持ローラ１０３の回転によって現像領域へ搬送され、トナー担持ローラ１０３に印加されたバイアスと感光体２上の静電潜像によって形成される潜像電界に応じて、感光体２の表面に移動して感光体２の表面上の静電潜像が現像される。 The photoreceptor 2 is not in contact with the toner carrying roller 103 and rotates in the clockwise direction in FIG. For this reason, in the developing region where the toner carrying roller 103 and the photosensitive member 2 face each other, the surface moving direction of the toner carrying roller 103 and the surface moving direction of the photosensitive member 2 are the same direction.
The thinned toner layer on the toner carrying roller 103 is conveyed to the development region by the rotation of the toner carrying roller 103 and is formed by the bias applied to the toner carrying roller 103 and the electrostatic latent image on the photoreceptor 2. The electrostatic latent image on the surface of the photoreceptor 2 is developed by moving to the surface of the photoreceptor 2 in accordance with the latent image electric field.

現像領域で現像に用いられず、トナー担持ローラ１０３上に残されたトナーが再びトナー供給室１０２内へと戻る箇所には、現像剤除電部材である除電シール１０９がトナー担持ローラ１０３に当接して設けられ、トナーが現像装置４の外部に漏れ出ないように封止される。除電シール１０９には、除電能力を補助するためバイアスが印加される。   A neutralization seal 109, which is a developer neutralizing member, abuts the toner carrying roller 103 at a location where the toner that is not used for development in the development region and remains on the toner carrying roller 103 returns to the toner supply chamber 102 again. And is sealed so that the toner does not leak out of the developing device 4. A bias is applied to the static elimination seal 109 to assist the static elimination capability.

次に、本実施形態でのトナー担持ローラ１０３上のトナーを感光体２に現像する方法についてを詳しく説明する。
トナー供給位置でトナー担持ローラ１０３の表面上に供給されたトナーは、後述する理由により、トナー担持ローラ１０３の表面上でホッピングしながら、トナー担持ローラ１０３の回転に伴って、トナー供給位置から現像領域に向けて搬送される。現像領域まで搬送されたトナーは、トナー担持ローラ１０３と感光体２上の静電潜像との間の現像電界によって、感光体２の表面上の静電潜像部分に付着し、これにより現像が行われる。現像に寄与しなかったトナーは、ホッピングしながらトナー担持ローラ１０３の回転によってさらに搬送され、繰り返し利用される。 Next, a method for developing the toner on the toner carrying roller 103 on the photoreceptor 2 in this embodiment will be described in detail.
The toner supplied on the surface of the toner carrying roller 103 at the toner supply position is developed from the toner supply position as the toner carrying roller 103 rotates while hopping on the surface of the toner carrying roller 103 for the reason described later. It is transported towards the area. The toner transported to the developing area adheres to the electrostatic latent image portion on the surface of the photosensitive member 2 by a developing electric field between the toner carrying roller 103 and the electrostatic latent image on the photosensitive member 2, thereby developing the toner. Is done. The toner that has not contributed to the development is further conveyed by the rotation of the toner carrying roller 103 while hopping, and is repeatedly used.

次に、本実施形態におけるトナー担持ローラ１０３の具体的構成について説明する。
図４は、本実施形態におけるトナー担持ローラ１０３の電極配置を説明するためにトナー担持ローラ１０３を回転軸に対して直交する方向から見たときの模式図である。なお、説明の都合上、表層３６や絶縁層３５は図示していない。
図５は、本実施形態におけるトナー担持ローラ１０３を、その回転軸に対して直交する面に沿って切断したときの断面を模式的に表した部分断面図である。
本実施形態のトナー担持ローラ１０３は、中空状のローラ部材で構成されており、その最内周に位置する最内周電極部材又は内周側電極部材としての内側電極３３ａと、最外周側に位置していて内側電極３３ａへ印加される電圧（内側電圧）とは異なる電圧（外側電圧）が印加される最外周電極部材としての櫛歯状の外側電極３４ａとを備えている。また、内側電極３３ａと外側電極３４ａとの間にはこれらの間を絶縁するための絶縁層３５が設けられている。また、外側電極３４ａの外周面側を覆う保護層としての表層３６も設けられている。すなわち、本実施形態のトナー担持ローラ１０３は、内周側から順に、内側電極３３ａ、絶縁層３５、外側電極３４ａ、表層３６の４層構造となっている。 Next, a specific configuration of the toner carrying roller 103 in the present embodiment will be described.
FIG. 4 is a schematic diagram when the toner carrying roller 103 is viewed from a direction orthogonal to the rotation axis in order to explain the electrode arrangement of the toner carrying roller 103 in the present embodiment. For convenience of explanation, the surface layer 36 and the insulating layer 35 are not shown.
FIG. 5 is a partial cross-sectional view schematically showing a cross section when the toner carrying roller 103 according to the present embodiment is cut along a plane orthogonal to the rotation axis thereof.
The toner carrying roller 103 according to the present embodiment is configured by a hollow roller member, and an inner electrode 33a serving as an innermost electrode member or an inner electrode member located on the innermost periphery thereof, and an outermost electrode side thereof. A comb-like outer electrode 34a is provided as an outermost peripheral electrode member that is positioned and to which a voltage (outer voltage) different from a voltage (inner voltage) applied to the inner electrode 33a is applied. An insulating layer 35 is provided between the inner electrode 33a and the outer electrode 34a to insulate them. A surface layer 36 is also provided as a protective layer covering the outer peripheral surface side of the outer electrode 34a. That is, the toner carrying roller 103 according to the present embodiment has a four-layer structure of the inner electrode 33a, the insulating layer 35, the outer electrode 34a, and the surface layer 36 in order from the inner peripheral side.

内側電極３３ａは、トナー担持ローラ１０３の基体としても機能しており、ＳＵＳやアルミニウム等の導電性材料を円筒状に成型した金属ローラである。このほか、内側電極３３ａの構成としては、ポリアセタール（ＰＯＭ）やポリカーボネート（ＰＣ）等からなる樹脂ローラの表面にアルミニウムや銅などの金属層等からなる導電層を形成したものが挙げられる。この導電層の形成方法としては、金属メッキ、蒸着等により形成する方法や、ローラ表面に金属膜を接着する方法などが考えられる。   The inner electrode 33a also functions as a base of the toner carrying roller 103, and is a metal roller obtained by molding a conductive material such as SUS or aluminum into a cylindrical shape. In addition, as a configuration of the inner electrode 33a, a structure in which a conductive layer made of a metal layer such as aluminum or copper is formed on the surface of a resin roller made of polyacetal (POM), polycarbonate (PC), or the like. As a method of forming this conductive layer, a method of forming by metal plating, vapor deposition, or the like, a method of adhering a metal film to the roller surface, or the like can be considered.

内側電極３３ａの外周面側は絶縁層３５に覆われている。本実施形態において、この絶縁層３５は、ポリカーボネートやアルキッドメラミン等で形成されている。また、本実施形態において、絶縁層３５の層厚は、３［μｍ］以上５０［μｍ］以下の範囲内が好ましい。３［μｍ］よりも小さくなると、内側電極３３ａと外側電極３４ａとの間の絶縁性が十分に保てなくなり、内側電極３３ａと外側電極３４ａとの間でリークが発生してしまう可能性が高くなる。一方、５０［μｍ］よりも大きくなると、内側電極３３ａと外側電極３４ａとの間で作られる電界が表層３６よりも外側に形成されにくくなり、表層３６の外側に強いフレア用電界（外部電界）を形成することが困難となる。本実施形態では、メラミン樹脂からなる絶縁層３５の層厚を２０［μｍ］としている。絶縁層３５はスプレー法やディップ法等によって内側電極３３ａ上に均一な膜厚で形成することができる。   The outer peripheral surface side of the inner electrode 33 a is covered with an insulating layer 35. In this embodiment, the insulating layer 35 is formed of polycarbonate, alkyd melamine, or the like. In the present embodiment, the thickness of the insulating layer 35 is preferably in the range of 3 [μm] to 50 [μm]. If it is smaller than 3 [μm], the insulation between the inner electrode 33a and the outer electrode 34a cannot be sufficiently maintained, and there is a high possibility that leakage occurs between the inner electrode 33a and the outer electrode 34a. Become. On the other hand, if it is larger than 50 [μm], the electric field created between the inner electrode 33a and the outer electrode 34a is less likely to be formed outside the surface layer 36, and a strong flare electric field (external electric field) is formed outside the surface layer 36. It becomes difficult to form. In this embodiment, the layer thickness of the insulating layer 35 made of melamine resin is 20 [μm]. The insulating layer 35 can be formed with a uniform film thickness on the inner electrode 33a by a spray method, a dip method or the like.

絶縁層３５の上には外側電極３４ａが形成される。本実施形態において、この外側電極３４ａは、アルミニウム、銅、銀などの金属で形成されている。櫛歯状の外側電極３４ａの形成方法としては、種々の方法が考えられる。例えば、絶縁層３５の上にメッキや蒸着によって金属膜を形成し、フォトレジスト・エッチングによって櫛歯状の電極を形成するという方法が挙げられる。また、インクジェット方式やスクリーン印刷によって導電ペーストを絶縁層３５の上に付着させて櫛歯状の電極を形成するという方法も考えられる。   An outer electrode 34 a is formed on the insulating layer 35. In the present embodiment, the outer electrode 34a is formed of a metal such as aluminum, copper, or silver. Various methods are conceivable as a method for forming the comb-shaped outer electrode 34a. For example, there is a method in which a metal film is formed on the insulating layer 35 by plating or vapor deposition, and a comb-like electrode is formed by photoresist etching. A method of forming a comb-like electrode by attaching a conductive paste on the insulating layer 35 by an ink jet method or screen printing is also conceivable.

外側電極３４ａ及び絶縁層３５の外周面側は、表層３６により覆われている。トナーは、表層３６上でホッピングを繰り返す際、この表層３６との接触摩擦によって帯電する。トナーに正規帯電極性（本実施形態ではマイナス極性）を与えるため、本実施形態では、表層３６の材料として、シリコーン、ナイロン（登録商標）、ウレタン、アルキッドメラミン、ポリカーボネート等が使用される。本実施形態ではポリカーボネートを採用している。また、表層３６は、外側電極３４ａを保護する役割も持ち合わせているので、表層３６の層厚としては、３［μｍ］以上４０［μｍ］以下の範囲内が好ましい。３［μｍ］よりも小さいと、経時使用による膜削れ等で外側電極３４ａが露出してしまうおそれがある。一方、４０［μｍ］よりも大きいと、内側電極３３ａと外側電極３４ａとの間で作られる電界が表層３６よりも外側に形成されにくくなり、表層３６の外側に強いフレア用電界を形成することが困難となる。本実施形態では、表層の層厚は２０［μｍ］としている。表層３６は、絶縁層３５と同様にスプレー法やディッピング法等によって形成することができる。   The outer peripheral surfaces of the outer electrode 34 a and the insulating layer 35 are covered with a surface layer 36. The toner is charged by contact friction with the surface layer 36 when hopping is repeated on the surface layer 36. In this embodiment, silicone, nylon (registered trademark), urethane, alkyd melamine, polycarbonate, or the like is used as a material for the surface layer 36 in order to give the toner a normal charging polarity (negative polarity in this embodiment). In this embodiment, polycarbonate is employed. In addition, since the surface layer 36 also has a role of protecting the outer electrode 34a, the layer thickness of the surface layer 36 is preferably in the range of 3 [μm] to 40 [μm]. If it is smaller than 3 [μm], the outer electrode 34a may be exposed due to film scraping due to use over time. On the other hand, if it is larger than 40 [μm], the electric field generated between the inner electrode 33a and the outer electrode 34a is hardly formed outside the surface layer 36, and a strong flare electric field is formed outside the surface layer 36. It becomes difficult. In the present embodiment, the surface layer has a thickness of 20 [μm]. The surface layer 36 can be formed by a spray method, a dipping method, or the like, similarly to the insulating layer 35.

本実施形態では、内側電極３３ａと外側電極３４ａとの間で作られる電界、より詳しくは、内側電極３３ａの外側電極３４ａとは対向していない部分（外側電極３４ａの櫛歯間に位置する内側電極３３ａの部分）と外側電極３４ａの櫛歯部分との間で作られる電界が、表層３６の外側に形成されることで、トナー担持ローラ１０３上のトナーをホッピングさせ、これによりトナーをクラウド化させる。このとき、トナー担持ローラ１０３上のトナーは、内側電極３３ａに絶縁層３５を介して対向した表層部分と、これに隣接する外側電極３４ａに対向した表層部分との間を、飛翔しながら往復移動するように、ホッピングすることになる。   In the present embodiment, the electric field created between the inner electrode 33a and the outer electrode 34a, more specifically, the portion of the inner electrode 33a that does not face the outer electrode 34a (the inner side located between the comb teeth of the outer electrode 34a). The electric field generated between the electrode 33a portion and the comb-teeth portion of the outer electrode 34a is formed outside the surface layer 36, so that the toner on the toner carrying roller 103 is hopped, whereby the toner is clouded. Let At this time, the toner on the toner carrying roller 103 reciprocates while flying between a surface layer portion facing the inner electrode 33a via the insulating layer 35 and a surface layer portion facing the outer electrode 34a adjacent thereto. You will be hopping.

トナーを安定してクラウド化させるためには、相応する大きさのフレア用電界を形成することが重要となるが、このような大きなフレア用電界を形成するためには内側電極３３ａと外側電極３４ａとの間に大きな電位差を形成する必要がある。しかし、このような大きな電位差を安定して形成するためには、内側電極３３ａと外側電極３４ａとの間を安定かつ有効に絶縁し、リークを防止することが重要である。従来のように、フレア用電界を形成するための２種類の電極をそれぞれ櫛歯状に形成して同心円上に配置し、互いの櫛歯部分が相手の櫛歯間に入り込むように構成した場合、その櫛歯状電極の形成品質が悪いと、２種類の電極間の絶縁性が著しく低下し、リークが起きやすい。具体的には、例えば、エッチングで電極形成する場合には除去すべき金属膜の一部が残存していたり、インクジェット法やスクリーン印刷法で電極形成する場合には電極間に導電ペーストが付着してしまったりする事態が起こり得る。このような事態が生じると、２種類の電極間でリークが起きやすいなり、適正なフレア用電界を形成することができなくなる。また、従来構成においては、ローラの樹脂表面上に櫛歯状電極を高い品質で形成したとしても、２種類の櫛歯状電極を形成した後にその外周面側を絶縁材で覆うことにより電極間に絶縁材を充填して電極間の絶縁性を得るため、電極間にはローラの樹脂表面と絶縁材との界面が形成され、この界面を通じたリークが生じやすく、比較的大きな電圧を印加すると電極間の絶縁性が著しく低下する。   In order to stably form a toner in the cloud, it is important to form a flare electric field having a corresponding magnitude. To form such a large flare electric field, the inner electrode 33a and the outer electrode 34a are formed. It is necessary to form a large potential difference between However, in order to stably form such a large potential difference, it is important to stably and effectively insulate between the inner electrode 33a and the outer electrode 34a to prevent leakage. When the two types of electrodes for forming the electric field for flare are each formed in a comb-like shape and arranged concentrically as in the conventional case, and each comb-tooth portion enters between the other comb-tooth. When the formation quality of the comb-like electrode is poor, the insulation between the two types of electrodes is remarkably lowered, and leakage is likely to occur. Specifically, for example, when an electrode is formed by etching, a part of the metal film to be removed remains, or when an electrode is formed by an ink jet method or a screen printing method, a conductive paste adheres between the electrodes. Can happen. When such a situation occurs, leakage easily occurs between the two types of electrodes, and an appropriate flare electric field cannot be formed. In the conventional configuration, even if the comb-like electrodes are formed with high quality on the resin surface of the roller, the outer peripheral surface side is covered with an insulating material after forming the two types of comb-like electrodes. In order to obtain insulation between the electrodes by filling the insulating material, the interface between the resin surface of the roller and the insulating material is formed between the electrodes, and leakage through this interface is likely to occur, and a relatively large voltage is applied. The insulation between the electrodes is significantly reduced.

本実施形態のトナー担持ローラ１０３は、内側電極３３ａの上に絶縁層３５を設け、その絶縁層上に櫛歯状の外側電極３４ａを形成した構成であるため、これらの電極間にリークの原因となり得るような界面は存在しない。また、トナー担持ローラ１０３の製造段階において、リークの原因となり得る導電材が電極間に介在する可能性も非常に少なくできる。したがって、本実施形態によれば、内側電極３３ａと外側電極３４ａとの間を安定かつ有効に絶縁することができ、比較的大きな電圧を印加する場合でもリークを効果的に防止することができる。   The toner carrying roller 103 of the present embodiment has a configuration in which the insulating layer 35 is provided on the inner electrode 33a and the comb-shaped outer electrode 34a is formed on the insulating layer. There is no such interface. Further, in the manufacturing stage of the toner carrying roller 103, the possibility that a conductive material that may cause a leak is interposed between the electrodes can be extremely reduced. Therefore, according to the present embodiment, the inner electrode 33a and the outer electrode 34a can be insulated stably and effectively, and leakage can be effectively prevented even when a relatively large voltage is applied.

また、本実施形態において、外側電極３４ａの電極幅（各櫛歯部分の幅）は、１０［μｍ］以上１２０［μｍ］以下であるのが好ましい。１０［μｍ］よりも小さいと、細すぎて電極が途中で断線してしまうおそれがある。一方、１２０［μｍ］より大きいと、外側電極３４ａの被給電部３４ｂからの距離が遠い箇所の電圧が低くなり、その箇所でトナーを安定かつ有効にホッピングさせることが困難となる。本実施形態の被給電部３４ｂは、図４に示すように、トナー担持ローラ１０３の外周面上における軸方向両端に設けられている。よって、本実施形態では、外側電極３４ａの電極幅が１２０［μｍ］より大きいと、トナー担持ローラ１０３の軸方向中央部におけるフレア用電界が軸方向両端部のフレア用電界よりも相対的に低くなり、軸方向中央部に担持されているトナーを安定かつ有効にホッピングさせることが困難となる。   In the present embodiment, the electrode width of the outer electrode 34a (the width of each comb tooth portion) is preferably 10 [μm] or more and 120 [μm] or less. If it is smaller than 10 [μm], the electrode may be too thin and the electrode may be disconnected in the middle. On the other hand, if it is larger than 120 [μm], the voltage at a location where the distance from the power-supplied portion 34b of the outer electrode 34a is low, and it becomes difficult to hop toner stably and effectively at that location. As shown in FIG. 4, the power-supplied portions 34 b of this embodiment are provided at both ends in the axial direction on the outer peripheral surface of the toner carrying roller 103. Therefore, in this embodiment, when the electrode width of the outer electrode 34a is larger than 120 [μm], the flare electric field at the central portion in the axial direction of the toner carrying roller 103 is relatively lower than the flare electric fields at both ends in the axial direction. Thus, it becomes difficult to hop the toner carried in the central portion in the axial direction stably and effectively.

また、本実施形態では、外側電極３４ａの電極ピッチ（櫛歯部分間の距離）は、電極幅と同じか広いのが好ましい。電極幅よりも小さいと、内側電極３３ａからの電気力線の多くが表層３６の外側に出る前に外側電極３４ａへ収束してしまい、表層３６の外側に形成されるフレア用電界が弱くなってしまうからである。一方、電極ピッチが大きいと、電極間中央のフレア用電界が弱くなってしまう。本実施形態において、電極ピッチは、電極幅以上であって電極幅の５倍以下の範囲内であるのが好ましい。
本実施形態では、電極幅及び電極ピッチをいずれも８０［μｍ］に設定している。 In the present embodiment, it is preferable that the electrode pitch (distance between the comb teeth portions) of the outer electrode 34a is equal to or wider than the electrode width. If it is smaller than the electrode width, most of the lines of electric force from the inner electrode 33a converge on the outer electrode 34a before coming out of the outer surface 36, and the flare electric field formed outside the outer layer 36 becomes weaker. Because it ends up. On the other hand, if the electrode pitch is large, the flare electric field at the center between the electrodes becomes weak. In the present embodiment, the electrode pitch is preferably within the range of not less than the electrode width and not more than 5 times the electrode width.
In this embodiment, both the electrode width and the electrode pitch are set to 80 [μm].

また、本実施形態では、外側電極３４ａの電極ピッチを、トナー担持ローラ１０３の周方向にわたって一定となるように設定されている。電極ピッチを一定とすることで、内側電極３３ａと外側電極３４ａとの間で作られるフレア用電界がトナー担持ローラ１０３上の周方向にわたってほぼ均一となる。よって、現像位置で周方向に均一なトナーのホッピングを実現することが可能となり、均一な現像が可能となる。   In this embodiment, the electrode pitch of the outer electrode 34 a is set to be constant over the circumferential direction of the toner carrying roller 103. By making the electrode pitch constant, the flare electric field created between the inner electrode 33 a and the outer electrode 34 a becomes substantially uniform over the circumferential direction on the toner carrying roller 103. Therefore, it is possible to achieve uniform toner hopping in the circumferential direction at the development position, and uniform development is possible.

次に、内側電極３３ａ及び外側電極３４ａに印加する電圧について説明する。
トナー担持ローラ１０３上の内側電極３３ａ及び外側電極３４ａには、それぞれ第一パルス電源２５Ａ及び第二パルス電源２５Ｂから第一電圧である内側電圧及び第二電圧である外側電圧が印加される。第一パルス電源２５Ａ及び第二パルス電源２５Ｂが印加する内側電圧及び外側電圧は、矩形波が最も適している。ただし、これに限らず、例えばサイン波で三角波でもよい。また、本実施形態では、フレア用電極を形成するための電極が内側電極３３ａ及び外側電極３４ａの２相構成であり、各電極（３３ａ，３４ａ）には互いに位相差πをもった電圧がそれぞれ印加される。 Next, the voltage applied to the inner electrode 33a and the outer electrode 34a will be described.
An inner voltage that is a first voltage and an outer voltage that is a second voltage are applied to the inner electrode 33a and the outer electrode 34a on the toner carrying roller 103 from the first pulse power source 25A and the second pulse power source 25B, respectively. A rectangular wave is most suitable for the inner voltage and the outer voltage applied by the first pulse power supply 25A and the second pulse power supply 25B. However, not limited to this, for example, a sine wave or a triangular wave may be used. In this embodiment, the electrode for forming the flare electrode has a two-phase configuration of the inner electrode 33a and the outer electrode 34a, and each electrode (33a, 34a) has a voltage having a phase difference π from each other. Applied.

図６は、内側電極３３ａ及び外側電極３４ａにそれぞれ印加する内側電圧と外側電圧の一例を示すグラフである。
本実施形態において、各電圧は矩形波であり、内側電極３３ａと外側電極３４ａにそれぞれ印加される内側電圧と外側電圧は、互いに位相がπだけズレた同じ大きさ（ピークトゥピーク電圧Ｖｐｐ）の電圧である。よって、内側電極３３ａと外側電極３４ａとの間には、常にＶｐｐだけの電位差が生じる。この電位差によって電極間に電界が発生し、この電界のうち表層３６の外側に形成されるフレア用電界によって表層３６上をトナーがホッピングする。本実施形態において、Ｖｐｐは１００［Ｖ］以上２０００［Ｖ］以下の範囲内であるのが好ましい。Ｖｐｐが１００［Ｖ］より小さいと、十分なフレア用電界を表層３６上に形成できず、トナーを安定してホッピングさせるのが困難となる。一方、Ｖｐｐが２０００［Ｖ］より大きいと、経時使用により電極間でリークが発生する可能性が高くなる。本実施形態では、Ｖｐｐを５００［Ｖ］に設定している。
また、本実施形態において、内側電圧と外側電圧の中心値Ｖ０は、画像部電位（静電潜像部分の電位）と非画像部電位（地肌部分の電位）との間に設定され、現像条件によって適宜変動する。また、中心値Ｖ０の値は固定して、Ｄｕｔｙを変動させても同様の効果が得られる。 FIG. 6 is a graph showing an example of the inner voltage and the outer voltage applied to the inner electrode 33a and the outer electrode 34a, respectively.
In this embodiment, each voltage is a rectangular wave, and the inner voltage and the outer voltage applied to the inner electrode 33a and the outer electrode 34a, respectively, have the same magnitude (peak-to-peak voltage Vpp) with the phase shifted by π. Voltage. Therefore, there is always a potential difference of Vpp between the inner electrode 33a and the outer electrode 34a. Due to this potential difference, an electric field is generated between the electrodes, and the toner hops on the surface layer 36 by the flare electric field formed outside the surface layer 36 of the electric field. In the present embodiment, Vpp is preferably in the range of 100 [V] to 2000 [V]. When Vpp is smaller than 100 [V], a sufficient flare electric field cannot be formed on the surface layer 36, and it becomes difficult to stably hop the toner. On the other hand, if Vpp is larger than 2000 [V], there is a high possibility that leakage occurs between the electrodes due to use over time. In this embodiment, Vpp is set to 500 [V].
In the present embodiment, the center value V0 of the inner voltage and the outer voltage is set between the image portion potential (the potential of the electrostatic latent image portion) and the non-image portion potential (the potential of the background portion), and the development condition Depending on the situation. The same effect can be obtained even if the value of the center value V0 is fixed and the duty is changed.

本実施形態において、内側電圧と外側電圧の周波数ｆは、０．１［ｋＨｚ］以上１０［ｋＨｚ］以下であるのが好ましい。０．１［ｋＨｚ］より小さいと、トナーのホッピングが現像速度に追いつかなくなるおそれがある。一方、１０［ｋＨｚ］より大きいと、トナーの移動が電界の切り替わりに追従できなくなり、トナーを安定してホッピングさせるのが困難となる。本実施形態では、周波数ｆを５００［Ｈｚ］に設定している。   In the present embodiment, the frequency f of the inner voltage and the outer voltage is preferably 0.1 [kHz] or more and 10 [kHz] or less. If it is less than 0.1 [kHz], toner hopping may not be able to keep up with the development speed. On the other hand, if it is larger than 10 [kHz], the movement of the toner cannot follow the switching of the electric field, and it becomes difficult to stably hop the toner. In the present embodiment, the frequency f is set to 500 [Hz].

図４に示すように現像装置４は、第一パルス電源２５Ａがトナー担持ローラ１０３の担持ローラ回転軸３３ｂに電圧を印加する構成である。この担持ローラ回転軸３３ｂは、内側電極３３ａへの給電部として機能している。また、第二パルス電源２５Ｂは、不図示の導電性ローラに接続されており、この導電性ローラがトナー担持ローラ１０３の外周面上における軸方向両端に設けられた被給電部３４ｂに接触し、外側電極３４ａに対して電圧を印加する。   As shown in FIG. 4, the developing device 4 is configured such that the first pulse power supply 25 </ b> A applies a voltage to the carrying roller rotation shaft 33 b of the toner carrying roller 103. The carrying roller rotating shaft 33b functions as a power feeding unit for the inner electrode 33a. The second pulse power supply 25B is connected to a conductive roller (not shown), and this conductive roller contacts the power-supplied portions 34b provided at both ends in the axial direction on the outer peripheral surface of the toner carrying roller 103. A voltage is applied to the outer electrode 34a.

なお、内側電極３３ａと外側電極３４ａとの間に形成される電界が強すぎると、外側電極３４ａと内側電極３３ａとの間でリークが発生してしまい、電極を破壊してしまったり、トナー層規制部材１０４と外側電極３４ａとの間にリークが発生し、トナー担持ローラ１０３の表層３６を傷つけたりするおそれがある。このため、現像装置４では、内側電極３３ａと外側電極３４ａとの間に形成される電界が適正な強度となるように、内側電極３３ａと外側電極３４ａとの電位差（ピークトゥピーク電圧Ｖｐｐ）が設定されている。   If the electric field formed between the inner electrode 33a and the outer electrode 34a is too strong, a leak occurs between the outer electrode 34a and the inner electrode 33a, and the electrode may be destroyed or the toner layer Leakage may occur between the regulating member 104 and the outer electrode 34a, and the surface layer 36 of the toner carrying roller 103 may be damaged. Therefore, in the developing device 4, the potential difference (peak-to-peak voltage Vpp) between the inner electrode 33a and the outer electrode 34a is such that the electric field formed between the inner electrode 33a and the outer electrode 34a has an appropriate strength. Is set.

次に、本実施形態の現像装置４の特徴部について説明する。
内側電極３３ａ及び外側電極３４ａに対して印加する電圧の設定が同じであっても、表層３６の層厚が異なると、内側電極３３ａ及び外側電極３４ａとの間に形成される電界の強度は異なる。そして、表層３６の層厚には製造ばらつきがあったり、長期使用による磨耗によって減少したりするため、表層３６の層厚は一定ではない。よって、内側電極３３ａ及び外側電極３４ａに対して印加する電圧の設定が常に一定として、ピークトゥピーク電圧Ｖｐｐの値が一定であると、表層３６の層厚の違いによって電界の強度は異なり、画像濃度の低下が発生したり、内側電極３３ａと外側電極３４ａとの間や外側電極３４ａとトナー層規制部材１０４との間でリークが発生したりといった不具合が発生する。
このような不具合を防止するために、現像装置４では、トナー担持ローラ１０３最外層である表層３６の状態を常に検知して、内側電極３３ａと外側電極３４ａに印加するバイアス制御にフィードバックしている。これにより、常にフレア状態を一定に出来、画像不良等の不具合の発生を防止することができる。 Next, the characteristic part of the developing device 4 of the present embodiment will be described.
Even if the setting of the voltage applied to the inner electrode 33a and the outer electrode 34a is the same, the strength of the electric field formed between the inner electrode 33a and the outer electrode 34a differs when the layer thickness of the surface layer 36 is different. . Further, the layer thickness of the surface layer 36 is not constant because the thickness of the surface layer 36 varies due to manufacturing or decreases due to wear due to long-term use. Therefore, if the setting of the voltage applied to the inner electrode 33a and the outer electrode 34a is always constant and the value of the peak-to-peak voltage Vpp is constant, the electric field strength varies depending on the layer thickness of the surface layer 36, and the image Problems such as a decrease in density or leakage between the inner electrode 33a and the outer electrode 34a or between the outer electrode 34a and the toner layer regulating member 104 occur.
In order to prevent such a problem, the developing device 4 always detects the state of the surface layer 36 that is the outermost layer of the toner carrying roller 103 and feeds back to the bias control applied to the inner electrode 33a and the outer electrode 34a. . As a result, the flare state can always be made constant, and the occurrence of defects such as image defects can be prevented.

図２に示すように現像装置４は、表層インピーダンス測定装置１３０と絶縁層インピーダンス測定装置１４０とを有する。表層インピーダンス測定装置１３０は、トナー担持ローラ１０３の表面に接しているトナー層規制部材１０４と外側電極３４ａとの間に交流電流を印加して表層３６のインピーダンスを測定する。また、絶縁層インピーダンス測定装置１４０は、外側電極３４ａと内側電極３３ａとの間に交流電流を印加して、絶縁層３５のインピーダンスを測定する。
そして、表層インピーダンス測定装置１３０と絶縁層インピーダンス測定装置１４０との測定結果に応じて、外側電極３４ａと内側電極３３ａとの間に形成される電界が適正な強度となるように第一パルス電源２５Ａ及び第二パルス電源２５Ｂが印加する電圧の設定を調節する。 As shown in FIG. 2, the developing device 4 includes a surface layer impedance measuring device 130 and an insulating layer impedance measuring device 140. The surface layer impedance measuring device 130 measures the impedance of the surface layer 36 by applying an alternating current between the toner layer regulating member 104 in contact with the surface of the toner carrying roller 103 and the outer electrode 34a. The insulating layer impedance measuring device 140 measures the impedance of the insulating layer 35 by applying an alternating current between the outer electrode 34a and the inner electrode 33a.
Then, according to the measurement results of the surface layer impedance measuring device 130 and the insulating layer impedance measuring device 140, the first pulse power supply 25A is set so that the electric field formed between the outer electrode 34a and the inner electrode 33a has an appropriate strength. And the setting of the voltage which the 2nd pulse power supply 25B applies is adjusted.

以下、現像装置４を使用し続けることで、磨耗によって表層３６の層厚が減少する場合について説明を行う。
トナー担持ローラ１０３は、トナー層規制部材１０４、トナー供給ローラ１０５及び除電シール１０９等が表面に接触した状態で表面移動するため、表層３６は経時で削られる。このため、現像装置４を使用し続けることで、表層３６の層厚は初期状態に比べて薄くなっていく。 Hereinafter, the case where the layer thickness of the surface layer 36 decreases due to wear by continuing to use the developing device 4 will be described.
Since the toner carrying roller 103 moves on the surface with the toner layer regulating member 104, the toner supply roller 105, the static elimination seal 109, etc. in contact with the surface, the surface layer 36 is scraped over time. For this reason, by continuing to use the developing device 4, the layer thickness of the surface layer 36 becomes thinner than in the initial state.

図７は、電界を制御しない（ピークトゥピーク電圧Ｖｐｐの値が一定）状態で、トナー供給ローラ１０５の表層３６の層厚が減少したときの、表層３６の層厚と電界強度との関係の概略を示すグラフである。
図７に示すように、電界を制御しないと、現像装置４の初期状態では表層３６の層厚がｘ１［μｍ］の場合に電界強度がＥ１［Ｖ／ｍ］だったものが、経時使用によって表層３６の層厚がｘ３［μｍ］になると、電界強度はＥ３［Ｖ／ｍ］まで上昇してしまう。適正な値がＥ１［Ｖ／ｍ］だった電界強度がＥ３［Ｖ／ｍ］まで上昇すると、トナー層規制部材１０４と外側電極３４ａとの間でリークが発生し、表層３６を傷つけるおそれがある。 FIG. 7 shows the relationship between the layer thickness of the surface layer 36 and the electric field strength when the layer thickness of the surface layer 36 of the toner supply roller 105 decreases in a state where the electric field is not controlled (the value of the peak-to-peak voltage Vpp is constant). It is a graph which shows an outline.
As shown in FIG. 7, when the electric field is not controlled, in the initial state of the developing device 4, when the layer thickness of the surface layer 36 is x1 [μm], the electric field strength is E1 [V / m]. When the layer thickness of the surface layer 36 becomes x3 [μm], the electric field strength increases to E3 [V / m]. When the electric field strength whose proper value is E1 [V / m] is increased to E3 [V / m], a leak occurs between the toner layer regulating member 104 and the outer electrode 34a, and the surface layer 36 may be damaged. .

次に、現像装置４において、表層３６の層厚とインピーダンスとの関係を確認するために、トナー担持ローラ１０３の表面に接しているトナー層規制部材１０４と外側電極３４ａとの間に交流電流を印加して、表層３６の層厚が異なる条件でそれぞれのインピーダンスの値を測定した。
このときの表層３６の層厚とインピーダンス（以下、表層インピーダンスＨと呼ぶ）との関係の概略を示すグラフを図８に示す。図８に示すように、表層３６が薄く層厚ｔｘが小さいと表層インピーダンスＨは低くなり、表層３６が厚く層厚ｔｘが大きいと表層インピーダンスＨは高くなり、層厚ｔｘの大きさに応じて表層インピーダンスＨの値が異なることがわかる。 Next, in the developing device 4, in order to confirm the relationship between the thickness of the surface layer 36 and the impedance, an alternating current is applied between the toner layer regulating member 104 in contact with the surface of the toner carrying roller 103 and the outer electrode 34 a. Each impedance value was measured under the condition that the thickness of the surface layer 36 was different.
A graph showing an outline of the relationship between the layer thickness of the surface layer 36 and the impedance (hereinafter referred to as surface layer impedance H) at this time is shown in FIG. As shown in FIG. 8, when the surface layer 36 is thin and the layer thickness tx is small, the surface layer impedance H is low, and when the surface layer 36 is thick and the layer thickness tx is large, the surface layer impedance H is high, depending on the size of the layer thickness tx. It can be seen that the surface impedance H is different.

図９は、所望の電界強度Ｅを得るための、トナー担持ローラ１０３の表層３６の層厚ｔｘとピークトゥピーク電圧Ｖｐｐとの関係の概略を示すグラフである。
図９のグラフに示す構成では、表層３６の層厚ｔｘがｘ１［μｍ］のときにはピークトゥピーク電圧Ｖｐｐがｙ１［Ｖ］となるように調節し、層厚ｔｘがｘ２［μｍ］のときにはピークトゥピーク電圧Ｖｐｐがｙ２［Ｖ］となるように調節することで、電界強度Ｅを所望の値で一定にすることが出来る。
このため、例えば、表層３６の初期設定の層厚ｔｘがｘ１［μｍ］で所望の電界強度Ｅが得られるピークトゥピーク電圧Ｖｐｐがｙ１［Ｖ］である場合、経時の磨耗によって表層３６の層厚ｔｘがｘ３［μｍ］に減少した場合であっても、ピークトゥピーク電圧Ｖｐｐがｙ３［Ｖ］となるように印加電圧を調節することにより、電界強度Ｅを所望の値で一定に保つことが出来る。 FIG. 9 is a graph showing an outline of the relationship between the layer thickness tx of the surface layer 36 of the toner carrying roller 103 and the peak-to-peak voltage Vpp in order to obtain a desired electric field strength E.
In the configuration shown in the graph of FIG. 9, the peak-to-peak voltage Vpp is adjusted to be y1 [V] when the layer thickness tx of the surface layer 36 is x1 [μm], and the peak when the layer thickness tx is x2 [μm]. By adjusting the to-peak voltage Vpp to be y2 [V], the electric field strength E can be made constant at a desired value.
For this reason, for example, when the initial layer thickness tx of the surface layer 36 is x1 [μm] and the peak-to-peak voltage Vpp at which a desired electric field intensity E is obtained is y1 [V], the layer of the surface layer 36 due to wear over time. Even when the thickness tx is reduced to x3 [μm], the electric field intensity E is kept constant at a desired value by adjusting the applied voltage so that the peak-to-peak voltage Vpp becomes y3 [V]. I can do it.

このときのピークトゥピーク電圧Ｖｐｐ、電界強度Ｅ及び表層３６の層厚ｔｘの関係は、以下の式（１）のように示すことができる。
Ｖｐｐ＝ｆＥ（ｔｘ）・・・・（１）
このため、経時の磨耗による表層３６の層厚ｔｘの減少する場合に限らず、製造上のバラツキなどによって表層３６の層厚ｔｘにバラツキがある場合においても、あらかじめ表層３６の層厚ｔｘを測定し、その測定値に応じて、式１に示した関係式から、フレアを形成する電界の電界強度Ｅが所望の値となるピークトゥピーク電圧Ｖｐｐを算出することが出来る。よって、表層３６の初期設定の層厚ｔｘがｘ１［μｍ］に対して製造上のバラツキによって表層３６の層厚ｔｘがｘ２［μｍ］と初期設定よりも厚い場合であっても、ピークトゥピーク電圧Ｖｐｐがｙ２［Ｖ］となるように印加電圧を調節することにより、電界強度Ｅを所望の値で一定に保つことが出来る。
以上のような制御を行うことにより、表層３６の層厚ｔｘの減少やバラツキに起因して電界の強度が小さすぎる状態となることによって発生する不具合や、電界が強すぎる状態となることによって発生する不具合を防止することが出来る。なお、電界の強度が小さすぎる状態となることによって発生する不具合としては画像濃度の低下がある。また、電界が強すぎる状態となることによって発生する不具合としては、外側電極３４ａと内側電極３３ａとの間のリークによる電極破壊、及び、外側電極３４ａとトナー層規制部材１０４と外側電極３４ａとの間のリークによる表層３６の損傷がある
現像装置４では、初期状態で層厚ｔｘがｘ１［μｍ］だった表層３６が経時の磨耗によってｘ３［μｍ］になった場合、上記式（１）に基づいて、ピークトゥピーク電圧Ｖｐｐをｙ３［μｍ］に調整することで、フレアを形成する電界の電界強度Ｅを所望の一定の値として、トナー層規制部材１０４と外側電極３４ａとのリークによって表層３６が破壊されることを防止できる。また、製造上のバラツキによって表層３６の層厚ｔｘがｘ１よりも大きい場合であっても、上記式（１）に基づいて、ピークトゥピーク電圧Ｖｐｐがｙ２［μｍ］に調整することで、フレアを形成する電界の電界強度Ｅを所望の一定の値として、トナー飛翔不足による濃度変動も防止することができる。 The relationship between the peak-to-peak voltage Vpp, the electric field strength E, and the layer thickness tx of the surface layer 36 at this time can be expressed as the following formula (1).
Vpp = f E (tx) (1)
Therefore, not only when the layer thickness tx of the surface layer 36 decreases due to wear over time, but also when the layer thickness tx of the surface layer 36 varies due to manufacturing variations or the like, the layer thickness tx of the surface layer 36 is measured in advance. Then, according to the measured value, the peak-to-peak voltage Vpp at which the electric field intensity E of the electric field forming the flare takes a desired value can be calculated from the relational expression shown in Expression 1. Therefore, even if the initial layer thickness tx of the surface layer 36 is x1 [μm] and the layer thickness tx of the surface layer 36 is x2 [μm] larger than the initial setting due to manufacturing variations, the peak-to-peak The electric field strength E can be kept constant at a desired value by adjusting the applied voltage so that the voltage Vpp becomes y2 [V].
By performing the control as described above, the problem occurs when the electric field strength becomes too small due to the decrease or variation in the layer thickness tx of the surface layer 36, or the electric field becomes too strong. Can be prevented. An inconvenience caused by the electric field strength being too small is a decrease in image density. In addition, problems that occur when the electric field becomes too strong include electrode destruction due to leakage between the outer electrode 34a and the inner electrode 33a, and the relationship between the outer electrode 34a, the toner layer regulating member 104, and the outer electrode 34a. In the developing device 4, when the surface layer 36 in the initial state where the layer thickness tx was x1 [μm] becomes x3 [μm] due to wear over time, the above equation (1) is satisfied. Based on this, by adjusting the peak-to-peak voltage Vpp to y3 [μm], the electric field strength E of the electric field forming the flare is set to a desired constant value, and the surface layer is leaked by the toner layer regulating member 104 and the outer electrode 34a. 36 can be prevented from being destroyed. Even if the layer thickness tx of the surface layer 36 is larger than x1 due to manufacturing variations, the flare can be obtained by adjusting the peak-to-peak voltage Vpp to y2 [μm] based on the above formula (1). The electric field strength E of the electric field forming the toner can be set to a desired constant value, and density fluctuation due to insufficient toner flight can be prevented.

現像装置４の設置環境の条件が変化した場合、絶縁材料の特性値（含有水分量等）変動や、材料温度に変化が起こり、インピーダンス特性が変化してしまう。
図１０は、外側電極３４ａと内側電極３３ａとの間に交流電流を印加して、印加する電流は一定で、湿度が変化したときの湿度とインピーダンスとの関係の概略を示すグラフである。外側電極３４ａと内側電極３３ａとの間には、絶縁層３５が介在しており、図１０より、湿度が変化した場合には絶縁材料のインピーダンスが変化し、低湿時には、高湿時よりもインピーダンスが高いことがわかる。
絶縁層３５は、その外周面側が外側電極３４ａと表層３６とによって覆われているため、他の部材が接触することによる経時の磨耗が生じず、層厚は一定である。よって、経時での層厚の減少に起因するインピーダンスの変化がないため、絶縁層３５のインピーダンス（絶縁層インピーダンスＪ）を測定することで、環境変化によるインピーダンスの変化のみを検出することができる。 When the conditions of the installation environment of the developing device 4 change, the characteristic value (water content etc.) of the insulating material changes and the material temperature changes, and the impedance characteristic changes.
FIG. 10 is a graph showing an outline of the relationship between humidity and impedance when an alternating current is applied between the outer electrode 34a and the inner electrode 33a, the applied current is constant, and the humidity changes. An insulating layer 35 is interposed between the outer electrode 34a and the inner electrode 33a. As shown in FIG. 10, the impedance of the insulating material changes when the humidity changes, and when the humidity is low, the impedance is higher than when the humidity is high. Is high.
Since the outer peripheral surface side of the insulating layer 35 is covered with the outer electrode 34a and the surface layer 36, wear with time due to contact with other members does not occur, and the layer thickness is constant. Therefore, since there is no change in impedance due to a decrease in the layer thickness over time, only the change in impedance due to environmental change can be detected by measuring the impedance of the insulating layer 35 (insulating layer impedance J).

上述した表層インピーダンスＨの変化には、経時の磨耗で層厚が減少することによるインピーダンスの変化だけではなく、環境変化によるインピーダンスの変化も含まれる。このため、表層インピーダンスＨの変化を絶縁層インピーダンスＪの変化で補正することで、正確に表層３６の層厚ｔｘを算出することが可能となる。   The above-described change in the surface layer impedance H includes not only a change in impedance due to a decrease in layer thickness due to wear over time, but also a change in impedance due to environmental changes. Therefore, by correcting the change in the surface layer impedance H with the change in the insulating layer impedance J, it is possible to accurately calculate the layer thickness tx of the surface layer 36.

また、温度や湿度等の環境が変化した場合、トナーの帯電量も変化する。例えば、低温低湿環境では、帯電量は高く、高温高湿環境では、帯電量は低くなってしまう。このようなトナーの帯電量の変化は、トナーとトナー担持ローラ１０３との静電的な付着力を変えてしまう。このため、トナーを飛翔させる電界を低温低湿環境で適正な電界強度Ｅに設定した場合、高温高湿環境では、トナーが飛翔しすぎてしまい、トナー担持ローラ１０３にトナーが戻ってこられなくなり、トナー飛散が発生し、装置内を汚してしまうという不具合が発生する。   Further, when the environment such as temperature and humidity changes, the charge amount of the toner also changes. For example, the charge amount is high in a low temperature and low humidity environment, and the charge amount is low in a high temperature and high humidity environment. Such a change in the toner charge amount changes the electrostatic adhesion force between the toner and the toner carrying roller 103. For this reason, when the electric field for flying the toner is set to an appropriate electric field strength E in the low temperature and low humidity environment, the toner will fly too much in the high temperature and high humidity environment, and the toner will not return to the toner carrying roller 103. There is a problem that scattering occurs and the inside of the apparatus is soiled.

このため、現像装置４では、絶縁層インピーダンスＪの測定結果から環境変化の影響を鑑みた最適な電界強度Ｅを割り出し、この最適な電界強度Ｅと、表層インピーダンスＨ及び絶縁層インピーダンスＪに基づいて算出される表層３６の層厚ｔｘとに基づいて、外側電極３４ａ及び内側電極３３ａに印加する電圧を決定する。   For this reason, the developing device 4 calculates the optimum electric field strength E in consideration of the influence of the environmental change from the measurement result of the insulating layer impedance J, and based on the optimum electric field strength E, the surface layer impedance H, and the insulating layer impedance J. Based on the calculated layer thickness tx of the surface layer 36, the voltage applied to the outer electrode 34a and the inner electrode 33a is determined.

図１１は、表層３６の層厚ｔｘはある値の状態で、各環境における適正な電界強度Ｅとピークトゥピーク電圧Ｖｐｐとの関係の概略を示すグラフである。
図１１中では、高温高湿環境は一点鎖線、通常環境は実線、低温低湿環境は破線で適正な電界強度Ｅを示している。
例えば、制御を行う時点での層厚ｔｘがｘ１［μｍ］と判断した場合のピークトゥピーク電圧Ｖｐｐは、高温高湿環境下ではｙｈ［Ｖ］、通常環境下ではｙｍ［Ｖ］、低温低湿環境下ではｙｌ［Ｖ］となるようににそれぞれ調節する。
よって、「Ｖｐｐ＝ｆＥ（ｔｘ）」で表す式（１）の右辺「ｆＥ（ｔｘ）」は環境条件によって決定される式となる。 FIG. 11 is a graph showing an outline of the relationship between the appropriate electric field intensity E and the peak-to-peak voltage Vpp in each environment with the layer thickness tx of the surface layer 36 being a certain value.
In FIG. 11, the high temperature and high humidity environment indicates an appropriate electric field intensity E by a dashed line, the normal environment by a solid line, and the low temperature and low humidity environment by a broken line.
For example, the peak-to-peak voltage Vpp when the layer thickness tx at the time of control is determined to be x1 [μm] is yh [V] in a high temperature and high humidity environment, ym [V] in a normal environment, and low temperature and low humidity. Under the environment, each is adjusted to be yl [V].
Therefore, the right side “f E (tx)” of the equation (1) represented by “Vpp = f E (tx)” is an equation determined by the environmental conditions.

このように、表層３６の層厚ｔｘの値と環境条件とに基づいて電界強度Ｅを適正な値に設定する制御のフローチャートを図１２に示す。
図１２に示すフローチャートでは、表層インピーダンスＨ及び絶縁層インピーダンスＪを測定して（Ｓ１及びＳ２）、絶縁層インピーダンスＪの測定結果に基づいて環境係数を決定する（Ｓ３）。決定した環境係数に基づいて、そのときの環境条件における適正な電界強度Ｅを決定する（Ｓ４）。また、絶縁層インピーダンスＪの測定結果と表層インピーダンスＨの測定結果とに基づいて、表層３６の層厚ｔｘを算出する（Ｓ５）。層厚ｔｘと電界強度Ｅとに基づいて適正な電界強度Ｅとなるピークトゥピーク電圧Ｖｐｐを決定（Ｓ６）する。
Ｓ１〜Ｓ６の制御によって決定したピークトゥピーク電圧Ｖｐｐの値となるように、内側電極３３ａ及び外側電極３４ａに印加する電圧を設定し、プリントを行う（Ｓ７）。
このような制御を行うことにより、環境条件が変化したり、長期使用により表層３６の層厚ｔｘが減少したりしても、トナー飛翔不足による画像濃度の低下やトナー層規制部材１０４と外側電極３４ａとの間でのリークによる表層３６の損傷といった不具合の発生を防止することができる。 FIG. 12 shows a flowchart of control for setting the electric field strength E to an appropriate value based on the value of the layer thickness tx of the surface layer 36 and the environmental conditions.
In the flowchart shown in FIG. 12, the surface layer impedance H and the insulation layer impedance J are measured (S1 and S2), and the environmental coefficient is determined based on the measurement result of the insulation layer impedance J (S3). Based on the determined environmental coefficient, an appropriate electric field strength E under the current environmental conditions is determined (S4). Further, the layer thickness tx of the surface layer 36 is calculated based on the measurement result of the insulating layer impedance J and the measurement result of the surface layer impedance H (S5). Based on the layer thickness tx and the electric field strength E, a peak-to-peak voltage Vpp at which an appropriate electric field strength E is obtained is determined (S6).
The voltage applied to the inner electrode 33a and the outer electrode 34a is set so as to be the value of the peak-to-peak voltage Vpp determined by the control of S1 to S6, and printing is performed (S7).
By performing such control, even if the environmental conditions change or the layer thickness tx of the surface layer 36 decreases due to long-term use, the image density decreases due to insufficient toner flight, the toner layer regulating member 104 and the outer electrode Generation | occurrence | production of malfunctions, such as damage of the surface layer 36 by the leak between 34a, can be prevented.

以上、本実施形態の現像装置４は、互いに異なる電圧が印加される複数種類の電極部材である内側電極３３ａ及び外側電極３４ａを備え、外周面に担持された現像剤であるトナーを現像領域へ搬送するための現像剤担持体であるトナー担持ローラ１０３と、内側電極３３ａ及び外側電極３４ａに対して互いに異なる電圧を印加することにより、内側電極３３ａと外側電極３４ａとの間に電界を形成し、この電界によってトナー担持ローラ１０３の外周面上でトナーを飛翔させる電界形成手段を構成する第一パルス電源２５Ａ及び第二パルス電源２５Ｂとを備え、現像領域でトナー担持ローラ１０３の外周面上で飛翔するトナーを用いて感光体２上の静電潜像に現像する現像装置である。そして、２種類の電極部材である内側電極３３ａ及び外側電極３４ａよりも外周面側に設けられ表層３６の特性を測定する表層特性測定手段として、表層インピーダンス測定装置１３０を備える。トナー担持ローラ１０３の電極部材よりも外周面側の層である表層３６の特性を測定する手段である表層インピーダンス測定装置１３０を備えることにより現像剤であるトナーを飛翔させる電界の最適値を算出することができる。   As described above, the developing device 4 of the present embodiment includes the inner electrode 33a and the outer electrode 34a that are a plurality of types of electrode members to which different voltages are applied, and the toner that is the developer carried on the outer peripheral surface is supplied to the developing region. An electric field is formed between the inner electrode 33a and the outer electrode 34a by applying different voltages to the toner carrying roller 103, which is a developer carrying member for conveyance, and the inner electrode 33a and the outer electrode 34a. And a first pulse power source 25A and a second pulse power source 25B that constitute electric field forming means for causing the toner to fly on the outer peripheral surface of the toner carrying roller 103 by this electric field, and on the outer peripheral surface of the toner carrying roller 103 in the developing region. The developing device develops an electrostatic latent image on the photosensitive member 2 using flying toner. A surface layer impedance measuring device 130 is provided as a surface layer characteristic measuring unit that is provided on the outer peripheral surface side of the inner electrode 33a and the outer electrode 34a, which are two types of electrode members, and measures the surface layer 36 characteristics. By providing a surface layer impedance measuring device 130 as a means for measuring the characteristics of the surface layer 36 that is a layer on the outer peripheral surface side of the electrode member of the toner carrying roller 103, an optimum value of the electric field for causing the toner as the developer to fly is calculated. be able to.

また、現像装置４の表層特性測定手段である表層インピーダンス測定装置１３０は、表層３６の特性として、測定したインピーダンスに基づいて表層３６の層厚を測定する。これにより、経時の磨耗によって減少する表層３６の特性である層厚を測定することができる。   Further, the surface layer impedance measuring device 130 which is a surface layer characteristic measuring unit of the developing device 4 measures the layer thickness of the surface layer 36 based on the measured impedance as the surface layer 36 characteristic. Thereby, it is possible to measure the layer thickness which is a characteristic of the surface layer 36 which is reduced by wear over time.

また、現像装置４が備える表層特性測定手段である表層インピーダンス測定装置１３０は、表層３６のインピーダンスを検知する表層インピーダンス検知手段である。表層３６のインピーダンスを測定することで、表層３６の層厚を測定することができる。   Further, the surface layer impedance measuring device 130 that is a surface layer characteristic measuring unit included in the developing device 4 is a surface layer impedance detecting unit that detects the impedance of the surface layer 36. By measuring the impedance of the surface layer 36, the layer thickness of the surface layer 36 can be measured.

また、現像装置４は、トナー担持ローラ１０３の外周面に接触し、その接触する位置を通過するトナー担持ローラ１０３の外周面上のトナーの量を規制する規制部材であるトナー層規制部材１０４を備え、表層インピーダンス測定装置１３０は、２種類の電極部材のうちの外側電極３４ａとトナー層規制部材１０４との間のインピーダンスを測定する。これにより、外側電極３４ａとトナー層規制部材１０４との間にある表層３６のインピーダンスを測定することができる。   Further, the developing device 4 includes a toner layer regulating member 104 that is a regulating member that regulates the amount of toner on the outer circumferential surface of the toner carrying roller 103 that contacts the outer circumferential surface of the toner carrying roller 103 and passes through the contact position. The surface impedance measuring apparatus 130 measures the impedance between the outer electrode 34a of the two types of electrode members and the toner layer regulating member 104. As a result, the impedance of the surface layer 36 between the outer electrode 34 a and the toner layer regulating member 104 can be measured.

また、現像装置４は、表層インピーダンス測定装置１３０の検知結果に基づいて、種類の異なる電極部材である内側電極３３ａと外側電極３４ａとの間に形成される電界が一定になるように電界形成手段を制御する。これにより、経時で表層３６の層厚が減少しても、表層３６の表面上に適切な電界を形成することができ、画像濃度の低下や電極部材間でのリークを防止することができる。   Further, the developing device 4 uses an electric field forming unit so that the electric field formed between the inner electrode 33a and the outer electrode 34a, which are different types of electrode members, is constant based on the detection result of the surface impedance measuring device 130. To control. Thereby, even if the layer thickness of the surface layer 36 decreases with time, an appropriate electric field can be formed on the surface of the surface layer 36, and a decrease in image density and leakage between electrode members can be prevented.

また、現像装置４は、表層インピーダンス測定装置１３０の検知結果に基づいて、電界形成手段を構成する第一パルス電源２５Ａ及び第二パルス電源２５Ｂが内側電極３３ａ及び外側電極３４ａに対して印加する電圧を制御する。これにより、表層インピーダンス測定装置１３０の検知結果に基づいて、電界が一定になるように制御を行うことができる。   In addition, the developing device 4 is a voltage applied to the inner electrode 33a and the outer electrode 34a by the first pulse power source 25A and the second pulse power source 25B constituting the electric field forming unit based on the detection result of the surface impedance measuring device 130. To control. Thereby, based on the detection result of the surface impedance measuring apparatus 130, control can be performed so that the electric field becomes constant.

また、現像装置４は、種類の異なる電極部材である内側電極３３ａと外側電極３４ａとの間のインピーダンスを測定する電極部材間インピーダンス測定手段としての絶縁層インピーダンス測定装置１４０を備え、絶縁層インピーダンス測定装置１４０の測定結果に基づいて、電界制御係数である環境係数を決定し、表層インピーダンス測定装置１３０の検知結果に基づいた電界形成手段の制御を補正する。これにより、現像装置４の設置環境が変化しても、その環境に対応して適切な電界を内側電極３３ａと外側電極３４ａとの間に形成することができ、画像濃度の低下や電極部材間でのリークを防止することができる。   Further, the developing device 4 includes an insulating layer impedance measuring device 140 as an inter-electrode member impedance measuring unit that measures impedance between the inner electrode 33a and the outer electrode 34a which are different types of electrode members, and measures the insulating layer impedance. Based on the measurement result of the device 140, an environmental coefficient that is an electric field control coefficient is determined, and the control of the electric field forming unit based on the detection result of the surface impedance measurement device 130 is corrected. As a result, even if the installation environment of the developing device 4 changes, an appropriate electric field can be formed between the inner electrode 33a and the outer electrode 34a in accordance with the environment. Leakage can be prevented.

また、現像装置４は、図５に示すように、２種類の電極部材である内側電極３３ａと外側電極３４ａとを外周面法線方向で互いに異なる位置に配置し、内側電極３３ａと外側電極３４ａとの間に絶縁層３５を介在させている。これにより、内側電極３３ａと外側電極３４ａとの間を安定かつ有効に絶縁することができ、比較的大きな電圧を印加する場合でもリークを効果的に防止することができる。   Further, as shown in FIG. 5, the developing device 4 arranges the inner electrode 33a and the outer electrode 34a, which are two kinds of electrode members, at positions different from each other in the normal direction of the outer peripheral surface, and the inner electrode 33a and the outer electrode 34a. An insulating layer 35 is interposed therebetween. Thereby, the inner electrode 33a and the outer electrode 34a can be stably and effectively insulated, and leakage can be effectively prevented even when a relatively large voltage is applied.

また、電極部材間インピーダンス測定手段としての絶縁層インピーダンス測定装置１４０は、内側電極３３ａと外側電極３４ａとの間のインピーダンスを測定することにより、絶縁層３５のインピーダンスを検知する。絶縁層３５は、その外周面側が外側電極３４ａと表層３６とによって覆われているため、経時での層厚の減少に起因するインピーダンスの変化がないため、絶縁層３５のインピーダンス（絶縁層インピーダンスＪ）を測定することで、環境変化によるインピーダンスの変化のみを検出することができる。   Further, the insulating layer impedance measuring device 140 as the inter-electrode member impedance measuring means detects the impedance of the insulating layer 35 by measuring the impedance between the inner electrode 33a and the outer electrode 34a. Since the outer peripheral surface side of the insulating layer 35 is covered with the outer electrode 34a and the surface layer 36, there is no change in impedance due to a decrease in the layer thickness over time, so the impedance of the insulating layer 35 (insulating layer impedance J ) Can be used to detect only changes in impedance due to environmental changes.

また、本実施形態のプリンタ１００は、潜像担持体である感光体２上に形成された潜像に対して現像手段によって現像剤であるトナーを供給することにより静電潜像を現像して得られる画像を、最終的に記録材である転写紙Ｐ上に転移させて、転写紙Ｐ上に画像を形成する画像形成装置である。そして、プリンタ１００は現像手段として、上述した現像装置４用いることで、画像濃度の低下や電極部材間でのリークを防止することが出来るため、良好な画像形成を行うことが出来る。   Further, the printer 100 according to the present embodiment develops the electrostatic latent image by supplying toner as a developer to the latent image formed on the photoreceptor 2 as a latent image carrier by a developing unit. The image forming apparatus forms an image on the transfer paper P by finally transferring the obtained image onto the transfer paper P as a recording material. The printer 100 can prevent the image density from being lowered and the leakage between the electrode members by using the developing device 4 described above as the developing unit, so that good image formation can be performed.

１ プロセスカートリッジ
２ 感光体
３ 帯電部材
４ 現像装置
５ 感光体クリーニング部材
６ 露光装置
７ 中間転写ベルト
８ 一次転写ローラ
９ 二次転写ローラ
９ａ 二次転写対向ローラ
１１ 転写ベルトクリーニング装置
１２ 定着装置
２５Ａ 第一パルス電源
２５Ｂ 第二パルス電源
３３ａ 内側電極
３３ｂ 担持ローラ回転軸
３４ａ 外側電極
３４ｂ 被給電部
３５ 絶縁層
３６ 表層
１００ プリンタ
１０１ トナー収容室
１０２ トナー供給室
１０３ トナー担持ローラ
１０４ トナー層規制部材
１０５ トナー供給ローラ
１０６ トナー搬送部材
１０６ａ 搬送スクリュ形状
１０６ｂ 搬送板形状
１０７ 返送口
１０８ トナー撹拌部材
１０８ａ 撹拌スクリュ形状
１０８ｂ 撹拌板形状
１０９ 除電シール
１１０ 仕切り部材
１１１ 供給口
１３０ 表層インピーダンス測定装置
１４０ 絶縁層インピーダンス測定装置
Ｈ 表層インピーダンス
Ｊ 絶縁層インピーダンス
Ｐ 転写紙
ｔｘ 層厚
Ｖｐｐ ピークトゥピーク電圧 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Process cartridge 2 Photoconductor 3 Charging member 4 Developing device 5 Photoconductor cleaning member 6 Exposure device 7 Intermediate transfer belt 8 Primary transfer roller 9 Secondary transfer roller 9a Secondary transfer counter roller 11 Transfer belt cleaning device 12 Fixing device 25A First Pulse power source 25B Second pulse power source 33a Inner electrode 33b Carrying roller rotating shaft 34a Outer electrode 34b Powered part 35 Insulating layer 36 Surface layer 100 Printer 101 Toner storage chamber 102 Toner supply chamber 103 Toner support roller 104 Toner layer regulating member 105 Toner supply roller 106 Toner conveying member 106a Conveying screw shape 106b Conveying plate shape 107 Return port 108 Toner stirring member 108a Stirring screw shape 108b Stirring plate shape 109 Static elimination seal 110 Partition member 111 Supply port 130 Surface impedance measurement Device 140 Insulating layer impedance measuring device H Surface layer impedance J Insulating layer impedance P Transfer paper tx Layer thickness Vpp Peak-to-peak voltage

特開平３−２１９６７号公報JP-A-3-21967 特開２００２−３４１６５６号公報JP 2002-341656 A 特開２００４−２８６８３７号公報JP 2004-286837 A 特開２００３−１５４１９号公報JP 2003-15419 A 特開平９−２６９６６１号公報JP-A-9-269661 特開２００３−８４５６０号公報JP 2003-84560 A

Claims (11)

互いに異なる電圧が印加される複数種類の電極部材を備え、外周面に担持された現像剤を現像領域へ搬送するための現像剤担持体と、
該複数種類の電極部材に対して互いに異なる電圧を印加することにより、種類の異なる電極部材の間に電界を形成し、この電界によって該現像剤担持体の外周面上で現像剤を飛翔させる電界形成手段とを備え、
該現像剤担持体と潜像担持体との対向部で該現像剤担持体の外周面上で飛翔する現像剤を用いて該潜像担持体上の潜像に現像する現像装置において、
該現像剤担持体の該複数種類の電極部材よりも外周面側に設けられ表層の特性を測定する表層特性測定手段を備えることを特徴とする現像装置。 A plurality of types of electrode members to which different voltages are applied; a developer carrier for transporting a developer carried on the outer peripheral surface to the development region;
By applying different voltages to the plurality of types of electrode members, an electric field is formed between the different types of electrode members, and the electric field causes the developer to fly on the outer peripheral surface of the developer carrier by this electric field. Forming means,
In a developing device for developing a latent image on the latent image carrier using a developer that flies on the outer peripheral surface of the developer carrier at an opposing portion of the developer carrier and the latent image carrier.
A developing device comprising a surface layer characteristic measuring means provided on the outer peripheral surface side of the plurality of types of electrode members of the developer carrying member and measuring surface layer characteristics. 請求項１の現像装置において、
上記表層特性測定手段は、上記表層の特性として、該表層の層厚を測定することを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1.
The developing device according to claim 1, wherein the surface layer characteristic measuring means measures a layer thickness of the surface layer as the surface layer characteristic. 請求項１または２の現像装置において、
上記表層特性測定手段は、上記表層のインピーダンスを検知する表層インピーダンス検知手段を備える現像装置。 The developing device according to claim 1 or 2,
The surface layer characteristic measuring unit includes a surface layer impedance detecting unit that detects the impedance of the surface layer. 請求項３の現像装置において、
上記現像剤担持体の外周面に接触し、その接触する位置を通過する該現像剤担持体の外周面上の現像剤の量を規制する規制部材を備え、
上記表層インピーダンス検知手段は、上記複数種類の電極部材と該規制部材との間のインピーダンスを測定することを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 3.
A regulating member that regulates the amount of developer on the outer circumferential surface of the developer carrying body that contacts the outer circumferential surface of the developer carrying body and passes through the contact position;
The surface impedance detection means measures the impedance between the plurality of types of electrode members and the regulating member. 請求項３または４の現像装置において、
上記表層インピーダンス検知手段の検知結果に基づいて、種類の異なる電極部材の間に形成される上記電界が一定になるように上記電界形成手段を制御することを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 3 or 4,
2. A developing apparatus according to claim 1, wherein said electric field forming means is controlled based on a detection result of said surface layer impedance detecting means so that said electric field formed between different types of electrode members is constant. 請求項５の現像装置において、
上記表層インピーダンス検知手段の検知結果に基づいて、記電界形成手段は上記複数種類の電極部材に対して印加する電圧を制御することを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 5.
The developing device according to claim 1, wherein the electric field forming means controls voltages applied to the plurality of types of electrode members based on a detection result of the surface impedance detection means. 請求項５または６の現像装置において、
種類の異なる電極部材の間のインピーダンスを測定する電極部材間インピーダンス測定手段を備え、
該電極部材間インピーダンス測定手段の測定結果に基づいて、上記電界形成手段の制御を補正することを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 5 or 6,
Comprising an electrode member impedance measuring means for measuring impedance between different types of electrode members;
2. A developing apparatus according to claim 1, wherein the control of the electric field forming unit is corrected based on a measurement result of the inter-electrode member impedance measuring unit. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の現像装置において、
上記複数種類の電極部材を外周面法線方向で互いに異なる位置に配置し、種類の異なる電極部材の間に絶縁層を介在させたことを特徴とする現像装置。 In the developing device according to any one of claims 1 to 7,
A developing apparatus comprising the plurality of types of electrode members arranged at different positions in the normal direction of the outer peripheral surface, and an insulating layer interposed between the different types of electrode members. 請求項８の現像装置において、
種類の異なる電極部材の間のインピーダンスを測定することにより、上記絶縁層のインピーダンスを検知する絶縁層インピーダンス検知手段を備えることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 8.
A developing device comprising: an insulating layer impedance detecting means for detecting the impedance of the insulating layer by measuring impedance between different types of electrode members. 潜像担持体上に形成された潜像に対して現像装置により現像剤を供給することにより該潜像を現像して得られる画像を、最終的に記録材上に転移させて、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
上記現像装置として、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。 An image obtained by developing the latent image by supplying a developer to the latent image formed on the latent image carrier is finally transferred onto the recording material. In an image forming apparatus that forms an image on top,
An image forming apparatus using the developing device according to claim 1 as the developing device. 潜像担持体と、該潜像担持体上に形成される潜像を現像剤で現像する現像装置とを、１つのユニットとして共通の保持体に保持させて画像形成装置本体に対して一体的に着脱可能に構成したプロセスカートリッジにおいて、
上記現像装置として、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の現像装置を用いたことを特徴とするプロセスカートリッジ。 The latent image carrier and the developing device that develops the latent image formed on the latent image carrier with a developer are held as a single unit on a common holder and integrated with the image forming apparatus main body. In the process cartridge configured to be detachable,
A process cartridge using the developing device according to claim 1 as the developing device.
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