JP2014056104A - Developing device, image forming apparatus, and developing method - Google Patents

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貴広 安達
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the occurrence of adhesion of toner at a contact part between a developer carrier and a developer thickness regulating member to prevent disturbance of a toner thin layer on the developer carrier.SOLUTION: A developing device includes: a cloud roller 13d that conveys a developer to a photoreceptor drum 11; odd number-side electrodes 21 and even number-side electrodes 22 that are provided to the cloud roller 13d, the even number-side electrodes 22 being provided with a surface protective layer 24 that is an insulator between the odd number-side electrodes 21; a driving circuit that applies an alternating voltage in which a potential difference between the odd number-side electrodes 21 and the even number-side electrodes 22 is temporally reversed to make the developer in a cloud state; and a toner thickness regulating member 13e that forms a predetermined gap with the cloud roller 13d to regulate a thickness of the developer remaining on the cloud roller 13d after the development. The driving circuit has increased the number of reversion per predetermined time of the alternating voltage applied during the interim of actual developments, twice or more that during the development.

Description

本発明は、現像装置、画像形成装置および現像方法に係り、さらに詳しくは現像剤をクラウド化して現像を行う現像装置、この現像装置を備えた画像形成装置、および前記現像装置で実行される現像方法に関する。   The present invention relates to a developing device, an image forming apparatus, and a developing method, and more specifically, a developing device that develops by developing a cloud of a developer, an image forming device including the developing device, and development performed by the developing device Regarding the method.

従来、この種の現像装置として、現像ローラや磁性キャリアに吸着させたトナーを現像に用いるのではなく、トナー搬送基板等のトナー担持体の表面上でホッピングさせたトナーを現像に用いるものが既に知られている。   Conventionally, as a developing device of this type, a toner that has been hopped on the surface of a toner carrier such as a toner carrying substrate is not used for development, but is used for development. Are known.

例えば、特開平3−21967号公報(特許文献1)に記載の現像装置は、周方向に所定のピッチで配設された複数の電極を有する筒状のトナー担持体を備えている。これらの電極は、互いに隣り合う2つの電極からなる電極対が繰り返し配設されたものである。それぞれの電極対における2つの電極の間には交番電界が形成される。すると、電極対における一方の電極の上に位置していたトナーが浮上して他方の電極の上に着地し、あるいは他方の電極の上から浮上して一方の電極の上に着地するというホッピングを行う。そして、このようにしてホッピングを繰り返しながら、筒状のトナー担持体の回転駆動に伴う表面移動よって現像領域まで搬送される。現像領域では、潜像担持体上の潜像の近傍まで浮上したトナーが、トナー担持体の電極に向けて下降することなく、潜像による電界に引かれて潜像に付着する。   For example, a developing device described in JP-A-3-21967 (Patent Document 1) includes a cylindrical toner carrier having a plurality of electrodes arranged at a predetermined pitch in the circumferential direction. These electrodes are formed by repeatedly arranging electrode pairs composed of two electrodes adjacent to each other. An alternating electric field is formed between the two electrodes in each electrode pair. Then, the hopping that the toner that has been located on one electrode in the electrode pair floats and landes on the other electrode, or floats on the other electrode and landes on one electrode. Do. Then, while repeating the hopping in this way, the cylindrical toner carrier is transported to the developing region by the surface movement accompanying the rotational driving. In the developing region, the toner that has floated to the vicinity of the latent image on the latent image carrier is attracted to the electric field by the latent image and does not descend toward the electrode of the toner carrier, and adheres to the latent image.

かかる構成では、現像ローラや磁性キャリアなどに吸着しているトナーではなく、ホッピングによって吸着力を発揮していないトナーを現像に用いる。これにより、従来の1成分現像方式や2成分現像方式では実現が望めなかったほどの低電位現像を実現することができる。例えば、周囲の非画像部との電位差が僅か数十[V]である静電潜像にトナーを選択的に付着させることも可能である。   In such a configuration, not the toner adsorbed on the developing roller or the magnetic carrier but the toner that does not exhibit the adsorbing force by hopping is used for the development. As a result, low-potential development that cannot be realized by the conventional one-component development method or two-component development method can be realized. For example, toner can be selectively attached to an electrostatic latent image having a potential difference of only a few tens [V] with respect to surrounding non-image portions.

しかし、特許文献1記載の現像装置においては、トナー担持体とトナー規制部材との接触部において、トナーが固着し、トナー担持体上のトナー薄層が乱れるという問題がある。   However, the developing device described in Patent Document 1 has a problem that the toner adheres to the contact portion between the toner carrier and the toner regulating member, and the toner thin layer on the toner carrier is disturbed.

他方、特開2002−207355号公報(特許文献2)には、現像剤担持体と該現像剤担持体上に担持する1成分現像剤の層厚を規制する層厚規制部材とを有する現像装置において、該層厚規制部材の少なくとも該現像剤担持体接触部を絶縁性材料で構成し、かつ、該層厚規制部材と該現像剤担持体との間に、所定極性に帯電した現像剤を該層厚規制部材側から該現像剤担持体側へ向かわせる向きの電界を形成する直流成分が重畳された、交番電界を形成する電圧を印加する電圧印加手段を設けたことを特徴とする技術が記載されている。   On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-207355 (Patent Document 2) discloses a developing device having a developer carrying member and a layer thickness regulating member for regulating the layer thickness of a one-component developer carried on the developer carrying member. A developer having a predetermined polarity between the layer thickness regulating member and the developer carrying member, wherein at least the developer carrying member contact portion of the layer thickness regulating member is made of an insulating material. A technique characterized by providing a voltage applying means for applying a voltage for forming an alternating electric field on which a direct current component for forming an electric field directed to the developer carrier side from the layer thickness regulating member side is superimposed. Have been described.

この技術は、前記構成とすることにより、層規制部材と現像剤坦持体との対向部でトナーを往復運動させて凝集を防止し、現像剤坦持体上に十分な帯電量の均一なトナー層を長期にわたって安定に形成でき、かつ現像装置外へのトナー飛散を防止できるようにしたものである。   With this configuration, the toner reciprocates at the facing portion between the layer regulating member and the developer carrier to prevent aggregation, and a uniform charge amount is sufficient on the developer carrier. The toner layer can be stably formed over a long period of time, and toner scattering outside the developing device can be prevented.

特許文献2記載の技術は、現像剤担持体と現像剤厚み規制部材との間隙で、外部振動電界によって現像剤を往復運動させて凝集を防止し、これにより、現像剤担持体上に長期にわたって安定に均一な現像剤の層を形成することができ、特許文献1におけるトナーの固着若しくは凝集を防止することができる。しかし、防止できるのは、一時的である。すなわち、一時的にトナー凝集するのを解消できたとしても、規制されるトナーは、規制部材と現像剤坦持体(現像ローラ)で形成されるくさびに滞留し、現像剤坦持体が駆動されている間、ストレスを受け続け、最終的には固着してしまうと考えられるため、現像剤坦持体と規制部材との接触部においてトナーが固着し、現像剤担持体上のトナー薄層が乱れるという問題は解消できていない。   In the technique described in Patent Document 2, the developer is reciprocated by an external oscillating electric field in the gap between the developer carrier and the developer thickness regulating member to prevent agglomeration. A stable and uniform developer layer can be formed, and toner sticking or aggregation in Patent Document 1 can be prevented. However, what can be prevented is temporary. That is, even if the toner aggregation can be eliminated temporarily, the regulated toner stays in the wedge formed by the regulating member and the developer carrier (developing roller), and the developer carrier is driven. During this process, it is considered that the toner continues to be stressed and eventually adheres, so that the toner adheres at the contact portion between the developer carrier and the regulating member, and the toner thin layer on the developer carrier The problem of disturbance has not been solved.

そこで、本発明が解決しようとする課題は、現像剤担持体と現像剤厚み規制部材との接触部でのトナー固着の発生を抑制し、現像剤担持体上のトナー薄層の乱れを防止することにある。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is to suppress the occurrence of toner fixation at the contact portion between the developer carrying member and the developer thickness regulating member, and to prevent the toner thin layer on the developer carrying member from being disturbed. There is.

前記課題を解決するため、本発明は、像担持体に現像剤を搬送する現像剤坦持体と、前記現像剤坦持体に設けられた第1の電極および当該第1の電極に対して絶縁体を介して設けられた第2の電極と、第1の電極および第2の電極間の電位差が時間的に反転する交番電圧を印加し、現像剤をクラウド化する電圧印加手段と、前記現像剤担持体との間で予め設定されたギャップが形成され、現像後の前記現像剤担持体上に残る現像剤の層厚を規制する規制部材と、を備え、実現像の合間に印加する前記交番電圧の一定時間当たりの反転回数が現像時の2倍以上である現像装置を特徴とする。   In order to solve the above problems, the present invention relates to a developer carrier that transports a developer to an image carrier, a first electrode provided on the developer carrier, and the first electrode. A second electrode provided through an insulator, a voltage applying unit that applies an alternating voltage in which a potential difference between the first electrode and the second electrode is temporally reversed, and converts the developer into a cloud; A predetermined gap is formed between the developer carrying member and a regulating member that regulates the layer thickness of the developer remaining on the developer carrying member after development, and is applied between the realized images. The developing device is characterized in that the number of inversions of the alternating voltage per fixed time is twice or more that during development.

本発明によれば、現像剤担持体と現像剤厚み規制部材との接触部でのトナー固着の発生を抑制し、現像剤担持体上のトナー薄層の乱れを防止することができる。   According to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of toner fixation at the contact portion between the developer carrying member and the developer thickness regulating member, and to prevent the toner thin layer on the developer carrying member from being disturbed.

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の現像装置を含む作像部の構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a configuration of an image forming unit including a developing device of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 図1の作像部で使用されているプロセスカートリッジの内部構成を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of the process cartridge currently used by the image creation part of FIG. 図2のプロセスカートリッジのうちの現像装置の内部構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an internal configuration of a developing device in the process cartridge of FIG. 2. 実施例1における交番電圧の印加の状態を示す波形図である。FIG. 4 is a waveform diagram showing a state of application of alternating voltage in Example 1. 実施例1の比較例における交番電圧の印加の状態を示す波形図である。6 is a waveform diagram showing a state of application of alternating voltage in a comparative example of Example 1. FIG. 1回のジョブで1頁を印刷する印刷ジョブで120分間現像装置を攪拌した際のクラウドローラ表面のスジ本数の時間変化を測定した測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result which measured the time change of the number of stripes on the surface of a cloud roller when a developing device was stirred for 120 minutes by the print job which prints one page by one job. 実施例3における交番電圧の印加の状態を示す波形図である。6 is a waveform diagram showing a state of application of an alternating voltage in Example 3. FIG. 実施例4におけるクラウドローラへの印加電圧とトナー層厚規制部材への印加電圧の状態を示す波形図である。FIG. 10 is a waveform diagram showing states of an applied voltage to a cloud roller and an applied voltage to a toner layer thickness regulating member in Example 4. クラウドローラの概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of a cloud roller. クラウドローラを長手方向と直交する方向で断面し、展開して電極部分を示した図である。It is the figure which crossed the cloud roller in the direction orthogonal to a longitudinal direction, developed, and showed the electrode part. クラウドローラの電極部を平面展開して示す図である。It is a figure which expands and shows the electrode part of a cloud roller in plane. 2相の電極に印加される逆位相の駆動波形を示す図である。It is a figure which shows the drive waveform of the antiphase applied to a two-phase electrode.

本発明は、現像剤担持体の表面上でホッピングさせたトナーを現像に用いる現像装置において、現像装置が潜像に対して現像を行う合間の交番電界の周波数、言い換えれば紙間に相当する個所の交番電界の周波数を実際に潜像に対して現像するときの周波数の倍以上としたことを特徴とする。   The present invention relates to a developing device that uses toner hopped on the surface of a developer carrying member for development, the frequency of an alternating electric field during which the developing device develops a latent image, in other words, a portion corresponding to the space between papers. The frequency of the alternating electric field is set to be equal to or higher than the frequency when the latent image is actually developed.

以下、本発明の実施形態について複数の実施例を挙げ、図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は本発明の一実施形態に係る画像形成装置の現像装置を含む作像部の構成を示す図である。本実施形態に画像形成装置は、中間転写体上に各色のトナー像を重ねて形成するいわゆる間接転写方式のタンデム型のフルカラーの画像形成装置であり、この構成の画像形成装置若しくは作像部自体は、従来から公知である。そこで、概略的に構成を説明すると、作像部1は、マゼンタ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)、ブラック(Bk)の各色の作像ステーション10M,10C,10Y,10Bkと、中間転写体としての中間転写ベルト17とを備えている。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an image forming unit including a developing device of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus according to the present embodiment is a so-called indirect transfer type tandem type full-color image forming apparatus that forms a toner image of each color on an intermediate transfer member, and the image forming apparatus or the image forming unit itself of this configuration. Is conventionally known. Therefore, the configuration will be briefly described. The image forming unit 1 includes magenta (M), cyan (C), yellow (Y), and black (Bk) image forming stations 10M, 10C, 10Y, and 10Bk. And an intermediate transfer belt 17 as an intermediate transfer member.

各色の作像ステーション10は(以下、各色共通の場合には,色を示すM,C,Y,Bkは省略する。)直線状に配置されている。各作像ステーション10は、感光体ドラム11、帯電装置12、現像装置13、1次転写装置(1次転写ローラ)14,クリーニング装置15および除電装置16から基本的に構成されている。なお、各作像ステーション10のうち、感光体ドラム11、帯電装置12、現像装置13、クリーニング装置15および除電装置16は、1つのユニットとして交換可能に構成されたプロセスカートリッジ10CRであり、1次転写装置14は中間転写ベルト17を挟んでプロセスカートリッジ10CRの感光体ドラム11と対向した位置にある。中間転写ベルト17は、駆動ローラ18,従動ローラ19、4個の1次転写ローラ14間に掛け渡され、図示しない駆動部によって回転駆動される。   The image forming stations 10 for the respective colors are arranged in a straight line (hereinafter, when the colors are common, M, C, Y, and Bk indicating the colors are omitted). Each image forming station 10 basically includes a photosensitive drum 11, a charging device 12, a developing device 13, a primary transfer device (primary transfer roller) 14, a cleaning device 15, and a charge removal device 16. Of the image forming stations 10, the photosensitive drum 11, the charging device 12, the developing device 13, the cleaning device 15, and the charge removal device 16 are process cartridges 10 CR configured to be replaceable as one unit, and are primary. The transfer device 14 is located at a position facing the photosensitive drum 11 of the process cartridge 10CR with the intermediate transfer belt 17 interposed therebetween. The intermediate transfer belt 17 is stretched between a driving roller 18, a driven roller 19, and four primary transfer rollers 14, and is rotationally driven by a driving unit (not shown).

作像する場合には、まず、帯電装置12により一様に感光体ドラム11の表面の感光体層を帯電する。帯電された感光体ドラム11は図示しない露光手段としての書込装置により、マゼンタの画像データで変調された光ビームによって露光され、マゼンタで現像する静電潜像が感光体ドラム11上に形成される。この静電潜像が現像装置(マゼンタ)13Mにより現像され、マゼンタのトナー像(顕像)となる。次いで中間転写ベルト17上に1次転写装置14によって転写される。   When forming an image, first, the charging device 12 uniformly charges the photosensitive layer on the surface of the photosensitive drum 11. The charged photosensitive drum 11 is exposed by a light beam modulated with magenta image data by a writing device as exposure means (not shown), and an electrostatic latent image to be developed with magenta is formed on the photosensitive drum 11. The This electrostatic latent image is developed by a developing device (magenta) 13M to become a magenta toner image (visualized image). Next, the image is transferred onto the intermediate transfer belt 17 by the primary transfer device 14.

この現像および転写動作が、シアン、イエロー、ブラックの作像ステーションで10C,10Y,10Bkで順次実行され、中間転写ベルト17上に4色の画像が重畳されてフルカラー画像が形成される。感光体ドラム11上の残留トナーはクリーニング装置15によってクリーニングされ、除電装置16によって感光体ドラム11の表面が除電されて初期状態に戻り、次工程で新たに帯電されることになる。   The development and transfer operations are sequentially executed at 10C, 10Y, and 10Bk at cyan, yellow, and black image forming stations, and four color images are superimposed on the intermediate transfer belt 17 to form a full color image. Residual toner on the photosensitive drum 11 is cleaned by the cleaning device 15, and the surface of the photosensitive drum 11 is neutralized by the neutralization device 16 to return to the initial state, and is newly charged in the next step.

一方、図示しない給紙装置から記録紙等の記録媒体が給送される。この記録媒体は電源から転写バイアスが印加される転写手段としての2次転写装置(2次転写ローラ)と中間転写ベルト17とのニップ部分に搬送され、2次転写装置によって中間転写ベルト上のフルカラー画像が記録媒体に転写される。フルカラー画像が転写された記録媒体は、図示しない定着装置によりフルカラー画像が定着され、外部へ排出される。中間転写ベルトは、フルカラー画像転写後にクリーニング手段としてのクリーナにより残留トナー等が除去される。
図2は、図1に示した作像部1で使用されているプロセスカートリッジを示す図、図3はプロセスカートリッジのうちの現像装置を示す図である。
On the other hand, a recording medium such as recording paper is fed from a paper feeding device (not shown). This recording medium is conveyed to a nip portion between a secondary transfer device (secondary transfer roller) as a transfer means to which a transfer bias is applied from a power source and the intermediate transfer belt 17, and the full color on the intermediate transfer belt by the secondary transfer device. The image is transferred to a recording medium. The recording medium on which the full color image is transferred is fixed by the fixing device (not shown) and discharged to the outside. In the intermediate transfer belt, residual toner and the like are removed by a cleaner as a cleaning unit after the full-color image is transferred.
FIG. 2 is a view showing a process cartridge used in the image forming unit 1 shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a view showing a developing device in the process cartridge.

図2において、作像ステーション10は、前述のように感光体ドラム11、帯電装置12、現像装置13、クリーニング装置15および除電装置16からなる。現像装置13は、図3にも示すようにトナー収容部13a、撹拌パドル13b、供給(回収)ローラ13c、クラウドローラ13dおよびトナー層厚規制部材13eを備えている。この現像装置13の構成は公知のものなので、ここでは、詳細な説明は省略し、現像装置13内でのトナー挙動について説明する。   In FIG. 2, the image forming station 10 includes the photosensitive drum 11, the charging device 12, the developing device 13, the cleaning device 15, and the charge eliminating device 16 as described above. As shown in FIG. 3, the developing device 13 includes a toner storage portion 13a, a stirring paddle 13b, a supply (collection) roller 13c, a cloud roller 13d, and a toner layer thickness regulating member 13e. Since the configuration of the developing device 13 is known, detailed description thereof will be omitted here, and the toner behavior in the developing device 13 will be described.

また、現像には、トナー担持体(クラウドローラ)の表面上でホッピングさせたトナーが用いられるが、ミクロで見ると「ホッピング」しているトナーをマクロで見ると「クラウド」状に観察され、これをトナーの「クラウド状態」あるいは「フレア状態」と称している。そこで、本明細書では、「フレア」についても「クラウド」という用語で統一して説明する。   In addition, toner hopped on the surface of the toner carrier (cloud roller) is used for development, but when viewed microscopically, the toner that is “hopping” is observed in a “cloud” shape when viewed macroscopically, This is called the “cloud state” or “flare state” of the toner. Therefore, in this specification, “flare” is also described in a unified manner using the term “cloud”.

まず、トナー収容部13aに収容されているトナーは撹拌パドル13bにより、供給ローラ13cに運ばれる。なお、図2の現像装置13の構成では、供給ローラ13cをクラウドローラ13dとカウンタ方向に回転させることによって、供給ローラ13cに回収ローラとしての機能も持たせている。そこで、ここでは、供給(回収)ローラと称している。もちろん供給部材と回収部材が独立していても良い。   First, the toner stored in the toner storage unit 13a is conveyed to the supply roller 13c by the stirring paddle 13b. In the configuration of the developing device 13 in FIG. 2, the supply roller 13c also functions as a collection roller by rotating the supply roller 13c in the counter direction with the cloud roller 13d. Therefore, here, it is referred to as a supply (collection) roller. Of course, the supply member and the recovery member may be independent.

供給ローラ13cからクラウドローラ13dにトナーが供給されると、トナーはクラウドローラ13dおよび供給ローラ13cとの摩擦により帯電される。帯電されたトナーは、クラウドローラ13d内部の2相電極間の時間周期的に変化する電界に従ってホッピング運動を行う。そして、クラウドローラ13d自体が回転駆動されることによりトナー層厚規制部材13eを通過してクラウドローラ13表面のトナーの付着量が規制される。その後、感光体ドラム11との対向領域に搬送され、感光体ドラム11上の静電潜像がトナーにより非接触で現像される。   When toner is supplied from the supply roller 13c to the cloud roller 13d, the toner is charged by friction between the cloud roller 13d and the supply roller 13c. The charged toner performs a hopping motion in accordance with an electric field that periodically changes between the two-phase electrodes inside the cloud roller 13d. Then, when the cloud roller 13d itself is rotated, the toner adhesion amount on the surface of the cloud roller 13 is regulated through the toner layer thickness regulating member 13e. Thereafter, the toner is conveyed to a region facing the photosensitive drum 11, and the electrostatic latent image on the photosensitive drum 11 is developed in a non-contact manner with toner.

一方、現像に寄与しなかったトナーは、現像領域を通過する。通過後のトナーは、回収ローラ13c(この例では、回収機能と供給機能が集約されているので、前述の供給ローラ13cと同一)で回収され、トナー収容部13aに一旦戻される。クラウドローラ13d上のトナーはホッピングしているため、クラウドローラ13dとトナーの付着力は小さく、回収ローラ13cで容易に回収される。このような一連のプロセスを繰り返すことによってクラウドローラ13d上には常にトナーがホッピングしている状態が形成される。   On the other hand, the toner that has not contributed to development passes through the development area. The toner after passing is collected by a collection roller 13c (in this example, the collection function and the supply function are integrated, and thus the same as the above-described supply roller 13c), and is temporarily returned to the toner storage unit 13a. Since the toner on the cloud roller 13d is hopped, the adhesion between the cloud roller 13d and the toner is small, and is easily collected by the collection roller 13c. By repeating such a series of processes, a state where the toner is always hopping is formed on the cloud roller 13d.

ここまでが従来から実施されている作像部1および現像装置12の構成および動作の概略であり、本実施形態の前提となるものである。以下、実施例にわけてさらに詳細に説明する。   The above is the outline of the configuration and operation of the image forming unit 1 and the developing device 12 that have been conventionally performed, and is a premise of the present embodiment. Hereinafter, it will be described in more detail with reference to examples.

図4は実施例1における交番電圧の印加の状態を示す波形図である。   FIG. 4 is a waveform diagram showing a state where an alternating voltage is applied in the first embodiment.

実施例1では、図3の現像装置13において、紙間でクラウドローラ13dを停止させ、クラウドローラ13d上の電極に画像形成時の2倍以上の周波数の交番電圧を印加した例である。具体的な印加条件は、例えば、
平均値V0 :−300V
ピークtoピーク電圧Vpp : 500V
画像形成時の周波数f(Duty): 700Hz(50%)
紙間時の周波数f’(Duty) :1500Hz(50%)
である。なお、ここでいう紙間は、給紙装置から搬送されてくる記録紙の先行紙と後行紙の間隔に相当するが、感光体ドラム11で見ると、形成される先行の画像と後行の画像の画像間隔に相当する。
In the first embodiment, in the developing device 13 of FIG. 3, the cloud roller 13d is stopped between sheets, and an alternating voltage having a frequency twice or more that at the time of image formation is applied to the electrode on the cloud roller 13d. Specific application conditions are, for example,
Average value V0: -300V
Peak to peak voltage Vpp: 500V
Frequency f (Duty) during image formation: 700 Hz (50%)
Frequency f ′ (Duty) during paper interval: 1500 Hz (50%)
It is. Note that the sheet interval here corresponds to the interval between the preceding sheet and the succeeding sheet of the recording sheet conveyed from the sheet feeding device, but when viewed on the photosensitive drum 11, the preceding image to be formed and the following sheet are detected. This corresponds to the image interval of the images.

前記印加条件のように、紙間時の交番電圧の周波数を高くすると、トナーがクラウドローラ13dの表面から遊離し、あるいはクラウドローラ13dの表面を不規則に移動する。このため、クラウドローラ13dとトナー層厚規制部材13eの接触によって形成される溝に滞留するトナーが除去され、結果的に、トナー層厚規制部材13eへのトナー固着とクラウドローラ13d上のトナー薄層の乱れを防止することができる。   If the frequency of the alternating voltage at the time of the sheet interval is increased as in the application condition, the toner is released from the surface of the cloud roller 13d or moves irregularly on the surface of the cloud roller 13d. For this reason, the toner staying in the groove formed by the contact between the cloud roller 13d and the toner layer thickness regulating member 13e is removed. As a result, the toner adheres to the toner layer thickness regulating member 13e and the toner thin film on the cloud roller 13d is thinned. Layer disturbance can be prevented.

図5は実施例1の比較例における交番電圧の印加の状態を示す波形図である。この比較例は、紙間時の周波数f’を画像形成時の周波数fである700Hz、一定とした。紙間時の周波数が一定であると、クラウドローラ13dとトナー層厚規制部材13eとの接触部で規制されたトナーはクラウドローラ13dの回転による力を受ける。その結果、トナーはクラウドローラ13dとトナー層厚規制部材13eによって形成される溝に滞留し続ける。滞留したトナーは、前記接触部にて一定時間摩擦を受け続けることによってやがて凝集し、トナー層厚規制部材13eに強固に付着若しくは固着する。このように固着すると、固着したトナーがローラ表層に接触することによって、クラウドローラ13d上のトナー薄層には長手方向の濃度ムラや縦白スジが発生する。   FIG. 5 is a waveform diagram showing a state of application of alternating voltage in the comparative example of Example 1. In this comparative example, the frequency f ′ at the time between sheets was fixed to 700 Hz, which is the frequency f at the time of image formation. If the frequency between the sheets is constant, the toner regulated at the contact portion between the cloud roller 13d and the toner layer thickness regulating member 13e receives a force due to the rotation of the cloud roller 13d. As a result, the toner continues to stay in a groove formed by the cloud roller 13d and the toner layer thickness regulating member 13e. The staying toner aggregates as it continues to receive friction at the contact portion for a certain time, and adheres or adheres firmly to the toner layer thickness regulating member 13e. When fixed in this manner, the fixed toner comes into contact with the roller surface layer, thereby causing uneven density in the longitudinal direction and vertical white stripes in the toner thin layer on the cloud roller 13d.

図6は、1回のジョブで1頁を印刷する印刷ジョブ(1p/J)で120分間現像装置13を攪拌した際のクラウドローラ13d表面のスジ本数の時間変化を測定した測定結果を示す図である。同図から分かるように、周波数が700Hzで一定の場合、クラウドローラ13d表面のスジは時間経過に従って増加していった。他方、紙間時の周波数f’が1500Hzの場合、スジは2時間の空攪拌で未発生であった。   FIG. 6 is a diagram illustrating measurement results obtained by measuring a time change in the number of streaks on the surface of the cloud roller 13d when the developing device 13 is stirred for 120 minutes in a print job (1p / J) for printing one page in one job. It is. As can be seen from the figure, when the frequency is constant at 700 Hz, the streaks on the surface of the cloud roller 13d increased with time. On the other hand, when the frequency f 'between the sheets was 1500 Hz, streaks were not generated after 2 hours of air stirring.

なお、1p/Jではなく、紙間において駆動が停止しない連続印刷においても本実施例は効果があるが、回転駆動によって発生する気流がトナーを前記接触部に押し戻すため、停止時と比べ効果は減少する。   Note that this embodiment is also effective in continuous printing that is not 1p / J and in which the driving does not stop between sheets, but the effect of the airflow generated by the rotational drive is pushed back to the contact portion, so that the effect is less than in the case of stopping. Decrease.

実施例2は実施例1に対して紙間でクラウドローラ13dを現像時と逆方向に回転させた例である。すなわち、実施例2では、紙間でクラウドローラ13d上の電極に画像形成時の2倍以上の周波数の交番電圧を印加する間、クラウドローラ13dを現像時とは逆方向に回転させた。具体的には、紙間で、クラウドローラ13dを停止した後、駆動時と同線速で逆方向に20度回転させた。印加電圧、周波数は実施例1と同じである。   The second embodiment is an example in which the cloud roller 13d is rotated in the opposite direction to that during the development with respect to the first embodiment. That is, in Example 2, the cloud roller 13d was rotated in the opposite direction to that during development while an alternating voltage having a frequency twice or more that during image formation was applied to the electrode on the cloud roller 13d between the sheets. Specifically, after stopping the cloud roller 13d between papers, it was rotated 20 degrees in the reverse direction at the same linear speed as that during driving. The applied voltage and frequency are the same as in the first embodiment.

実施例1の印加条件で紙間時の交番電圧の周波数を高くすると、トナーがクラウドローラ13dの表面から遊離し、あるいはクラウドローラ13dの表面を不規則に移動する。そこで、実施例2では、トナーがクラウドローラ13の表面から遊離し、あるいはクラウドローラ13d表面を不規則に移動する際に、クラウドローラ13dを逆回転させる。これにより、クラウドローラ13とトナー層厚規制部材13eの接触によって形成される溝に滞留するトナーが効率的に除去される。その結果、トナー層厚規制部材13eへのトナー固着とクラウドローラ13d上のトナー薄層の乱れを防止することが可能となり、良好な画像を得ることができた。   When the frequency of the alternating voltage during the sheet interval is increased under the application conditions of the first embodiment, the toner is released from the surface of the cloud roller 13d or moves irregularly on the surface of the cloud roller 13d. Therefore, in the second embodiment, when the toner is separated from the surface of the cloud roller 13 or moves irregularly on the surface of the cloud roller 13d, the cloud roller 13d is reversely rotated. Thereby, the toner staying in the groove formed by the contact between the cloud roller 13 and the toner layer thickness regulating member 13e is efficiently removed. As a result, it is possible to prevent toner adhesion to the toner layer thickness regulating member 13e and disturbance of the toner thin layer on the cloud roller 13d, and a good image can be obtained.

実施例3は実施例1に対して紙間で印加する交番電圧のピークtoピーク電圧Vppを画像形成時より大きい交番電圧とした例である。すなわち、実施例3では、紙間で、クラウドローラ13d上の電極に画像形成時の2倍以上の周波数、かつ画像形成時よりピークtoピーク値が大きい交番電圧を印加した。   Example 3 is an example in which the peak-to-peak voltage Vpp of the alternating voltage applied between the sheets is set to an alternating voltage larger than that at the time of image formation. That is, in Example 3, an alternating voltage having a frequency twice or more that at the time of image formation and a peak-to-peak value larger than that at the time of image formation was applied to the electrodes on the cloud roller 13d between the sheets.

図7は実施例3における交番電圧の印加の状態を示す波形図である。同図から分かるように、具体的には、ピークtoピーク電圧Vppを600Vとし、それ以外は実施例1と同様とした。   FIG. 7 is a waveform diagram showing an alternating voltage application state in the third embodiment. As can be seen from the figure, specifically, the peak-to-peak voltage Vpp was set to 600 V, and the rest was the same as in Example 1.

図7に示すようにピークtoピーク電圧Vppが大きくなると、電界強度が強くなる。その結果、トナーのホッピングの初速が速くなる。これにより、紙間時の交番電圧の周波数が高い場合におけるトナーがクラウドローラ13dの表面から遊離し、あるいはクラウドローラ13d表面を不規則に移動する速度が上昇する。この速度の上昇により、トナー層厚規制部材13eのクラウドローラ13dとの前記接触部近傍に滞留するトナーが前記近傍から効果的に除去される。その結果、トナー層厚規制部材13eへのトナー固着とクラウドローラ13d上のトナー薄層の乱れを防止することが可能となり、良好な画像を得ることができた。   As shown in FIG. 7, as the peak-to-peak voltage Vpp increases, the electric field strength increases. As a result, the initial speed of toner hopping is increased. As a result, when the frequency of the alternating voltage between the sheets is high, the toner is released from the surface of the cloud roller 13d, or the speed at which the surface of the cloud roller 13d moves irregularly increases. By this increase in speed, the toner staying in the vicinity of the contact portion of the toner layer thickness regulating member 13e with the cloud roller 13d is effectively removed from the vicinity. As a result, it is possible to prevent toner adhesion to the toner layer thickness regulating member 13e and disturbance of the toner thin layer on the cloud roller 13d, and a good image can be obtained.

実施例4は実施例1に対して紙間でクラウドローラ13d上の電極に画像形成時の2倍以上の周波数の交番電圧を印加する間、トナー層厚規制部材13eに、クラウドローラ13dの平均電圧V0に対して+100Vになるように電圧を印加した。図8はこのときのクラウドローラ13dへの印加電圧とトナー層厚規制部材13eへの印加電圧の状態を示す波形図である。具体的には、トナー層厚規制部材13eの電圧Vblを−200Vとし、それ以外は実施例1と同じである。   In the fourth embodiment, the average voltage of the cloud roller 13d is applied to the toner layer thickness regulating member 13e while an alternating voltage having a frequency twice or more that during image formation is applied to the electrode on the cloud roller 13d between the paper sheets. The voltage was applied so as to be +100 V with respect to the voltage V0. FIG. 8 is a waveform diagram showing the state of the applied voltage to the cloud roller 13d and the applied voltage to the toner layer thickness regulating member 13e at this time. Specifically, the voltage Vbl of the toner layer thickness regulating member 13e is set to −200V, and other than that is the same as in the first embodiment.

図8に示した印加条件のようにトナー層厚規制部材13eに印加する電圧を、クラウドローラ13dに印加する平均電圧V0よりプラス側にすると、紙間時の交番電圧の周波数が高いときのトナーがクラウドローラ13dの表面から遊離し、あるいはクラウドローラ13dの表面を不規則に移動するトナーがトナー層厚規制部材13eに引きつけられる。そのためトナー層厚規制部材13eのクラウドローラ13dとの前記近傍に滞留するトナーが当該近傍から効果的に除去される。その結果、トナー層厚規制部材13eへのトナー固着とクラウドローラ13d上のトナー薄層の乱れを防止することが可能となり、良好な画像を得ることができた。よって、規制部材へのトナー固着とクラウドローラ上のトナー薄層の乱れを防止され、良好な画像を得ることができた。   As shown in FIG. 8, when the voltage applied to the toner layer thickness regulating member 13e is set to the positive side of the average voltage V0 applied to the cloud roller 13d, the toner when the frequency of the alternating voltage between the sheets is high is used. Is released from the surface of the cloud roller 13d, or the toner moving irregularly on the surface of the cloud roller 13d is attracted to the toner layer thickness regulating member 13e. Therefore, the toner staying in the vicinity of the cloud layer 13d of the toner layer thickness regulating member 13e is effectively removed from the vicinity. As a result, it is possible to prevent toner adhesion to the toner layer thickness regulating member 13e and disturbance of the toner thin layer on the cloud roller 13d, and a good image can be obtained. Therefore, toner adhesion to the regulating member and disturbance of the toner thin layer on the cloud roller can be prevented, and a good image can be obtained.

ここで、クラウドローラ13dによって行われるクラウド現像について説明する。   Here, the cloud development performed by the cloud roller 13d will be described.

図9はクラウドローラ13dの概略構成を示す斜視図、図10はクラウドローラ13dを長手方向と直交する方向で断面し、展開して電極部分を示した図である。図10に示すように電極複数の電極21,22が支持基板23上に所定の間隔で平行に配置され、その上に無機又は有機の絶縁性材料で形成した表面保護層24が積層されている。なお、21は奇数番目の電極(例えば第1の電極)、22は偶数番目の電極(例えば、第2の電極)を表し、奇数番目の電極21はA相の電圧27Aが、偶数番目の電極22にはB相の電圧27Bがそれぞれ印加される。   FIG. 9 is a perspective view showing a schematic configuration of the cloud roller 13d, and FIG. 10 is a diagram showing a cross section of the cloud roller 13d in a direction perpendicular to the longitudinal direction and developing the electrode portion. As shown in FIG. 10, a plurality of electrodes 21 and 22 are arranged in parallel at a predetermined interval on a support substrate 23, and a surface protective layer 24 formed of an inorganic or organic insulating material is laminated thereon. . 21 represents an odd-numbered electrode (for example, the first electrode), 22 represents an even-numbered electrode (for example, the second electrode), and the odd-numbered electrode 21 has an A-phase voltage 27A and an even-numbered electrode. A B-phase voltage 27 </ b> B is applied to 22.

なお、図10において各電極21,22から延びる線25,26は各電極21,22に電圧を印加するための導電線を表している。各線25,26の重なる部分のうち黒丸で示した部分だけが電気的に接続されており、他の部分は電気的に絶縁状態である。各電極21,22に印加される2相の異なる駆動電圧27A,27Bは、本体側の図示しない電源から供給される。駆動電圧は同じく図示しない駆動回路によって前記印加条件に設定され、駆動電圧27A,27Bとして印加される。   In FIG. 10, lines 25 and 26 extending from the electrodes 21 and 22 represent conductive lines for applying a voltage to the electrodes 21 and 22, respectively. Of the overlapping portions of the lines 25 and 26, only the portions indicated by black circles are electrically connected, and the other portions are electrically insulated. Two-phase driving voltages 27A and 27B applied to the electrodes 21 and 22 are supplied from a power source (not shown) on the main body side. Similarly, the drive voltage is set to the application condition by a drive circuit (not shown) and applied as drive voltages 27A and 27B.

なお、駆動回路はCPUを含み、CPUは、制御部と演算部を含み、制御部が命令の解釈とプログラムの制御の流れを制御し、演算部が演算を実行する。また、プログラムは図示しないメモリに格納され、実行すべき命令(ある数値又は数値の並び)を前記プログラムの置かれたメモリから取り出し、前記プログラムを実行する。   The drive circuit includes a CPU. The CPU includes a control unit and a calculation unit. The control unit controls the flow of instruction interpretation and program control, and the calculation unit executes calculation. The program is stored in a memory (not shown), an instruction to be executed (a certain numerical value or a sequence of numerical values) is taken out from the memory in which the program is placed, and the program is executed.

図11はクラウドローラ13dの電極部を平面展開して示す図である。この平面展開された電極部は、いわゆる電極パターン20である。図9ないし図11からわかるようにクラウドローラ13dは、トナーをホッピングさせるための電界を発生する2相の電極21,22群を有し、偶数番目の電極22群と奇数番目の電極21群にそれぞれ図示しない駆動回路から一例としては図12(a)あるいは(b)に示すような逆位相の駆動波形が印加され、2相の電極21,22間に時間周期的な電位差が形成される。   FIG. 11 is a plan view showing the electrode portion of the cloud roller 13d. This planarly expanded electrode portion is a so-called electrode pattern 20. As shown in FIGS. 9 to 11, the cloud roller 13d has two-phase electrodes 21 and 22 that generate an electric field for hopping toner, and includes an even-numbered electrode 22 group and an odd-numbered electrode 21 group. As an example, a driving waveform having an opposite phase as shown in FIG. 12A or 12B is applied from a driving circuit (not shown), and a time-periodic potential difference is formed between the two-phase electrodes 21 and 22.

クラウドローラ13dは回転軸28によって現像装置13の図示しない軸受に支持され、図示しない駆動源によって回転駆動される。回転軸28の一方には奇数番電極21が接続され、回転軸28の他方には偶数番電極22が接続される。なお、クラウドローラ13dの回転駆動制御も前記CPUが実行する。   The cloud roller 13d is supported on a bearing (not shown) of the developing device 13 by a rotating shaft 28, and is driven to rotate by a driving source (not shown). An odd numbered electrode 21 is connected to one of the rotating shafts 28, and an even numbered electrode 22 is connected to the other of the rotating shafts 28. The CPU also executes rotation drive control of the cloud roller 13d.

なお、クラウドローラ13dの支持基板23は、樹脂等の絶縁性材料あるいはSUS等の導電性材料からなる基板にSiO等の絶縁膜を成膜したもの等を使用することができる。電極は、支持基板上に、Al、Cu、Ni−Cr等の導電性材料を0.1〜10μm厚、好ましくは0.5〜2.0μmで成膜し、これをフォトリソグラフ技術等で所要の電極形状にパターニングして形成している。 As the support substrate 23 of the cloud roller 13d, a substrate made of an insulating material such as a resin or a substrate made of a conductive material such as SUS and an insulating film such as SiO 2 can be used. For the electrode, a conductive material such as Al, Cu, or Ni—Cr is formed on the support substrate in a thickness of 0.1 to 10 μm, preferably 0.5 to 2.0 μm, and this is required by a photolithographic technique or the like. It is formed by patterning into an electrode shape.

トナーのホッピングを行うためのクラウドローラ13d上の電極幅L及び電極間隔Rはトナーのホッピング効率に大きく影響する。電極ピッチPは、
P=R+L
で表される。電極21と電極22の間にあるトナーはほぼ水平方向の電界により、支持基板23の表面を隣接する電極まで移動する。これに対して、電極21,22上に乗っているトナーは、少なくとも垂直方向の成分も持った初速が与えられることから、多くは支持基板面から離れて飛翔する。特に、電極端面付近にあるトナーは、隣接電極を飛び越えて移動するため、電極幅Lが広い場合には、その電極上に乗っているトナーの数が多くなり、移動距離の大きいトナーが増える。ただし、電極幅Lが広すぎると、電極中央付近の電界強度が低下するためにトナーが電極に付着し、ホッピング効率が低下することになる。なお、ホッピング効率とは、ホッピング電界を印加した際にホッピングするトナーの割合のことである。
The electrode width L and the electrode interval R on the cloud roller 13d for toner hopping greatly affect the toner hopping efficiency. The electrode pitch P is
P = R + L
It is represented by The toner between the electrodes 21 and 22 moves on the surface of the support substrate 23 to an adjacent electrode by a substantially horizontal electric field. On the other hand, the toner on the electrodes 21 and 22 is given an initial velocity having at least a component in the vertical direction, so that most of the toner flies away from the support substrate surface. In particular, since the toner near the electrode end surface moves over the adjacent electrode, when the electrode width L is wide, the number of toners on the electrode increases, and the toner having a large moving distance increases. However, if the electrode width L is too wide, the electric field strength in the vicinity of the center of the electrode is lowered, so that the toner adheres to the electrode and the hopping efficiency is lowered. The hopping efficiency is the ratio of toner that hops when a hopping electric field is applied.

このようなことから、本発明者らは、鋭意研究の結果、低電圧で効率よくトナーをホッピングさせるための適正な電極幅があることを見出した。   In view of the above, the present inventors have intensively researched and found that there is an appropriate electrode width for efficiently hopping toner at a low voltage.

また、電極間隔Rは、距離と印加電圧の関係から電極21,22間の電界強度を決定し、間隔Rが狭い程電界強度は当然強く、ホッピングの初速が得られやすい。しかし、電極21(22から電極22(21)へ移動するようなトナーについては、1回の移動距離が短くなり、駆動周波数を高くしないとホッピングしている時間が短くなる。そのため、このようなトナーは電極21,22上に着地している時間が長くなる。これについても、本発明者らは鋭意研究した結果、低電圧で効率よくトナーを搬送、ホッピングするための適正な電極間隔があることを見出した。   The electrode interval R determines the electric field strength between the electrodes 21 and 22 from the relationship between the distance and the applied voltage. The smaller the interval R is, the stronger the electric field strength is, and it is easy to obtain the initial hopping speed. However, for the toner that moves from the electrode 21 (22 to the electrode 22 (21), the moving distance of one time is shortened, and the hopping time is shortened unless the drive frequency is increased. As a result of intensive research on the toner, the time for which the toner lands on the electrodes 21 and 22 has been increased, and as a result, the present inventors have an appropriate electrode interval for efficiently transporting and hopping the toner at a low voltage. I found out.

さらに、本発明者らは、電極21,22の表面を覆う表面保護層24の厚さも電極21,22の表面の電界強度に影響を与え、特に垂直方向成分の電気力線への影響が大きく、ホッピングの効率を決定することをも見出した。   Furthermore, the inventors of the present invention also influence the electric field strength of the surfaces of the electrodes 21 and 22 by the thickness of the surface protective layer 24 covering the surfaces of the electrodes 21 and 22, and particularly the influence of the vertical component on the electric field lines. Also found to determine the efficiency of hopping.

このようなことから、クラウドローラ13dの電極幅L、電極間隔R、表面保護層厚さの関係を適正に設定することによって、低電圧で効率的なホッピングを行うことができることが分かる。   Thus, it can be seen that efficient hopping can be performed at a low voltage by appropriately setting the relationship between the electrode width L, the electrode interval R, and the surface protective layer thickness of the cloud roller 13d.

そこで、本実施形態では、図10に示す電極幅Lは、トナー平均粒径の1倍以上20倍以下とし、かつ、電極間隔Rもトナー平均粒径の1倍以上20倍以下としている。表面保護層24は、例えばSiO、BaTiO、TiO、TiO、SiON、BN、TiN、Ta等を適用でき、厚さは0.5〜30μmで形成している。また、SiO等の上にポリカーボネートなどの有機材料をコートしても良い。ジルコニア、あるいは2成分現像剤のキャリアのコート材料として一般的に使われる材料、例えばシリコーン系樹脂を選択することもできる。表面保護層24は、絶縁性、耐久性、クラウドローラ13d自体の製法、及び使用するトナーとの帯電列との関係から適宜選択される。 Therefore, in the present embodiment, the electrode width L shown in FIG. 10 is 1 to 20 times the average toner particle size, and the electrode interval R is also 1 to 20 times the average toner particle size. For example, SiO 2 , BaTiO 2 , TiO 2 , TiO 4 , SiON, BN, TiN, Ta 2 O 5, or the like can be applied to the surface protective layer 24, and the thickness is 0.5 to 30 μm. Further, an organic material such as polycarbonate may be coated on SiO 2 or the like. It is also possible to select zirconia or a material generally used as a coating material for a carrier of a two-component developer, for example, a silicone resin. The surface protective layer 24 is appropriately selected from the relationship between the insulating property, durability, the manufacturing method of the cloud roller 13d itself, and the charge train with the toner to be used.

さらに、本実施形態に係る現像装置13を図1に示す画像形成装置の作像部1に用いる場合、クラウドローラ13dとして、少なくともA4縦幅21cm、または横幅30cm以上の長尺、大面積の表面にファインパターンを形成することが必要になってくる。   Furthermore, when the developing device 13 according to the present embodiment is used in the image forming unit 1 of the image forming apparatus shown in FIG. 1, the surface of the cloud roller 13d is a long, large area having an A4 length of 21 cm or a width of 30 cm or more. Therefore, it is necessary to form a fine pattern.

このような長尺で、大面積のクラウドローラ13dの表面にファインパターンを形成するには、
・ フレキシブルな電極パターンを形成し、それを支持ドラムに巻きつける方法
・ ポリイミドのベースフィルムを基材として、その上に電極材料をパターニングする方法
・ 導電インクを用いたスクリーン印刷、インクジェットによるプリント、メッキ加工した電極の非電極部をレーザ加工で除去する方法
などがある。
In order to form a fine pattern on the surface of such a long and large area cloud roller 13d,
・ Forming a flexible electrode pattern and winding it around a support drum ・ Method of patterning electrode material on a polyimide base film ・ Screen printing using conductive ink, inkjet printing, plating There is a method of removing the non-electrode portion of the processed electrode by laser processing.

フレキシブルな電極パターンを形成し、それを支持ドラムに巻きつける方法は、以下の通りである。   A method of forming a flexible electrode pattern and winding it around a support drum is as follows.

フレキシブルなファインピッチ薄層電極を有する基板として例えばポリイミド(PI)のベースフィルム(厚さ20〜100μm)を使用する。このポリイミド(PI)のベースフィルムを基材(支持基板23)として、その上に蒸着法によって0.1〜0.3μmのCu、Al、Ni−Cr等を成膜する。幅30〜60cmであれば、ロール・トゥ・ロールの装置で製造可能であり、量産性が非常に高まる。共通バスラインは同時に幅1〜5mm程度の電極を形成する。   For example, a polyimide (PI) base film (thickness 20 to 100 μm) is used as a substrate having flexible fine pitch thin layer electrodes. Using this polyimide (PI) base film as a base material (support substrate 23), Cu, Al, Ni—Cr, etc. having a thickness of 0.1 to 0.3 μm are formed thereon by vapor deposition. If it is 30-60 cm in width, it can be manufactured by a roll-to-roll apparatus, and mass productivity is greatly increased. The common bus line simultaneously forms electrodes having a width of about 1 to 5 mm.

前記蒸着法は、具体的には、スパッタ法、イオンプレーティング法、CVD法、イオンビーム法、等の方法が適用できる。例えば、スパッタ法で電極を形成する場合において、ポリイミドとの密着性を向上させるため、Cr膜を介在させても良いし、プラズマ処理やプライマー処理によっても密着性を向上させることができる。   Specifically, a method such as a sputtering method, an ion plating method, a CVD method, or an ion beam method can be applied to the vapor deposition method. For example, when an electrode is formed by sputtering, a Cr film may be interposed in order to improve adhesion with polyimide, and adhesion can also be improved by plasma treatment or primer treatment.

また、蒸着法以外の工法としては、電着法によっても薄層電極を形成することができる。この場合は、前記ポリイミドの基材上に、まず、無電解メッキによって電極を形成する。塩化Sn、塩化Pd、塩化Niに順次浸漬して下地電極を形成した後、Ni電解液中で電解メッキを行ってNi膜1〜3μmをロール・トゥ・ロールで製造することが可能である。   Further, as a method other than the vapor deposition method, a thin layer electrode can be formed also by an electrodeposition method. In this case, an electrode is first formed on the polyimide substrate by electroless plating. A base electrode can be formed by sequentially immersing in Sn chloride, Pd chloride, and Ni chloride, and then electroplating can be performed in a Ni electrolyte solution to produce a Ni film of 1 to 3 μm in a roll-to-roll manner.

そして、これらの薄膜電極にレジスト塗布、パターニング、エッチングで電極21,22を形成する。この場合、0.1〜3μm厚さの薄層電極であれば、フォトリソグラフ、エッチング処理によって5μm〜数10μm幅、又は間隔のファインパターン電極を精度良く形成することができる。   Then, electrodes 21 and 22 are formed on these thin film electrodes by resist coating, patterning, and etching. In this case, if the electrode is a thin layer electrode having a thickness of 0.1 to 3 μm, a fine pattern electrode having a width of 5 μm to several tens of μm or an interval can be accurately formed by photolithography and etching.

次いで、表面保護層24としてSiO 、BaTiO、TiO 等を厚さ0.5〜2μmをスパッタ等により形成する。あるいは、表面保護層としてポリイミドを厚さ2〜5μmにロールコータ、その他コーティング装置により塗布し、ベークして仕上げる。ポリイミドのままで支障を生じるときには、更に最表面にSiO、その他無機膜を0.1〜0.5μmの厚みにスパッタ等で形成すればよい。また、SiO等の上にポリカなどの有機材料をコートしても良い。ジルコニア、あるいは2成分現像剤のキャリアのコート材料として一般的に使われる材料、例えばシリコーン系樹脂を選択することもできる。 Then, the thickness of 0.5~2μm the SiO 2, BaTiO 2, TiO 2 or the like as a surface protective layer 24 is formed by sputtering or the like. Alternatively, polyimide is applied as a surface protective layer to a thickness of 2 to 5 μm with a roll coater or other coating device, and baked to finish. When troubles occur with polyimide as it is, SiO 2 and other inorganic films may be formed on the outermost surface by sputtering or the like to a thickness of 0.1 to 0.5 μm. Further, an organic material such as polycarbonate may be coated on SiO 2 or the like. It is also possible to select zirconia or a material generally used as a coating material for a carrier of a two-component developer, for example, a silicone resin.

このようなフレキシブル基板を構成することによって、円筒形状のドラムに貼り付け、あるいは部分的に曲面形状にして本実施形態に係るクラウドローラ13dを製造することができる。   By configuring such a flexible substrate, the cloud roller 13d according to the present embodiment can be manufactured by being attached to a cylindrical drum or by partially forming a curved surface.

ポリイミドのベースフィルムを基材として、その上に電極材料をパターニングする方法では、ポリイミドのベースフィルム(厚さ20〜100μm)を基材(支持基板11)として、その上に電極材料として、例えば厚さ10〜20μmのCu、SUS等を使用する。この場合は、逆に金属材の上にポリイミドをロールコータにて20〜100μm塗布してベークする。その後、金属材をフォトリソグラフ、エッチング処理によって電極21,22の形状にパターン化して電極パターン22を形成し、その電極21,22面上に保護層13としてポリイミドをコーティングする。この場合、金属材電極の厚さ10〜20μmに応じた凹凸がある場合は平坦化して完成する。   In a method of patterning an electrode material on a polyimide base film as a base material, a polyimide base film (thickness 20 to 100 μm) is used as a base material (supporting substrate 11), and an electrode material is formed thereon, for example, as a thickness. 10 to 20 μm of Cu, SUS or the like is used. In this case, conversely, polyimide is applied on a metal material with a roll coater by 20 to 100 μm and baked. Thereafter, the metal material is patterned into the shape of the electrodes 21 and 22 by photolithography and etching to form the electrode pattern 22, and polyimide is coated on the surfaces of the electrodes 21 and 22 as the protective layer 13. In this case, if there are irregularities according to the thickness of the metal material electrode of 10 to 20 μm, it is flattened and completed.

平坦化は、 例えば、粘度50〜10,000cps、より好ましくは100〜300cpsのポリイミド系材料、ポリウレタン系材料をスピンコートして放置することによって行われる。この場合、放置する間に、材料の表面張力によって基板の凹凸がスムージングされ、搬送部材最表面が平坦化される。   The planarization is performed, for example, by spin-coating a polyimide material or polyurethane material having a viscosity of 50 to 10,000 cps, more preferably 100 to 300 cps, and leaving it to stand. In this case, the substrate unevenness is smoothed by the surface tension of the material while being left, and the outermost surface of the conveying member is flattened.

さらに、フレキシブル基板の強度を上げた更に他の例としては、基材として厚さ20〜30μmのSUS、Al基材等を用いて、その表面に絶縁層(電極と基材との間の絶縁)として5μm程度の希釈したポリイミド材をロールコータによりコーティングする。そして、このポリイミドを例えば150℃−30分のプリベーク、350℃−60分のポストベークして薄層ポリイミド膜を形成して支持基板23とする。   Furthermore, as another example of increasing the strength of the flexible substrate, an SUS or Al base material having a thickness of 20 to 30 μm is used as the base material, and an insulating layer (insulation between the electrode and the base material) is formed on the surface thereof. ), A diluted polyimide material of about 5 μm is coated with a roll coater. The polyimide is then pre-baked at 150 ° C. for 30 minutes and post-baked at 350 ° C. for 60 minutes to form a thin-layer polyimide film.

その後、密着性向上のプラズマ処理やプライマ処理を施した後、薄層電極層としてNi−Crを0.1〜0.2μmの厚みに蒸着し、フォトリソグラフ、エッチングによって前記数10μmのファインパターンの電極21,22(電極パターン20)を形成する。さらに、表面に前記SiO、BaTiO、TiO等の表面保護層13を0.5〜1μm程度の厚みにスパッタにより形成することによって、フレキシブル搬送部材を得ることができる。また、SiO等の上にポリカなどの有機材料をコートしても良い。ジルコニア、あるいは2成分現像剤のキャリアのコート材料として一般的に使われる材料、例えばシリコーン系樹脂を選択することもできる。 Thereafter, after performing plasma treatment and primer treatment for improving adhesion, Ni-Cr is deposited as a thin electrode layer in a thickness of 0.1 to 0.2 μm, and the fine pattern of several tens of μm is formed by photolithography and etching. Electrodes 21 and 22 (electrode pattern 20) are formed. Furthermore, a flexible transport member can be obtained by forming the surface protective layer 13 such as SiO 2 , BaTiO 2 , or TiO 2 on the surface to a thickness of about 0.5 to 1 μm by sputtering. Further, an organic material such as polycarbonate may be coated on SiO 2 or the like. It is also possible to select zirconia or a material generally used as a coating material for a carrier of a two-component developer, for example, a silicone resin.

また、前述のように、導電インクを用いたスクリーン印刷、インクジェットによるプリント、メッキ加工した電極の非電極部をレーザ加工で除去する等の製法によってファインパターンを形成することができる。その際、表面保護層24も前述した方法に形成することができるが、前記方法に限定されるものではなく、公知の方法を適用することも可能である。   Further, as described above, a fine pattern can be formed by a method such as screen printing using conductive ink, ink jet printing, or removal of non-electrode portions of the plated electrode by laser processing. At this time, the surface protective layer 24 can also be formed by the above-described method, but is not limited to the above-described method, and a known method can also be applied.

以上のように、本実施形態によれば、以下のような効果を奏する。   As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.

1) 感光体ドラム11に現像剤を搬送するクラウドローラ13dと、クラウドローラ13dに設けられた奇数側電極21および当該奇数側電極21に対して絶縁体である表面保護層24を介して設けられた偶数側電極22と、奇数側電極21および偶数側電極22間の電位差が時間的に反転する交番電圧を印加し、現像剤をクラウド化する駆動回路と、クラウドローラ13dとの間で予め設定されたギャップが形成され、現像後の前記クラウドローラ13d上に残る現像剤の層厚を規制するトナー層厚規制部材13eとを備え、駆動回路は、実現像の合間に印加する交番電圧の一定時間当たりの反転回数を現像時の2倍以上とした。これにより、クラウドローラ13dの表面からトナーが遊離し、あるいは、トナーがクラウドローラ13dの表面を不規則に移動する現象が発生し、クラウドローラ13dとトナー層厚規制部材13eとの接触部近傍にトナーが滞留しなくなる。その結果、クラウドローラ13dとトナー層厚規制部材13eとの接触部におけるトナー固着を防止することが可能となり、クラウドローラ13d上のトナー薄層の乱れを防ぐことができる。 1) A cloud roller 13d that conveys developer to the photosensitive drum 11, an odd-numbered electrode 21 provided on the cloud roller 13d, and a surface protection layer 24 that is an insulator with respect to the odd-numbered electrode 21. In addition, an even voltage is applied between the even-numbered electrode 22 and an alternating voltage in which the potential difference between the odd-numbered electrode 21 and the even-numbered electrode 22 is reversed in time to set the developer in the cloud and the cloud roller 13d in advance. And a toner layer thickness regulating member 13e that regulates the layer thickness of the developer remaining on the cloud roller 13d after development, and the drive circuit has a constant alternating voltage applied between realized images. The number of reversals per hour was set to be twice or more that during development. As a result, a phenomenon occurs in which the toner is released from the surface of the cloud roller 13d, or the toner irregularly moves on the surface of the cloud roller 13d, and in the vicinity of the contact portion between the cloud roller 13d and the toner layer thickness regulating member 13e. The toner does not stay. As a result, it is possible to prevent toner sticking at the contact portion between the cloud roller 13d and the toner layer thickness regulating member 13e, and to prevent disturbance of the toner thin layer on the cloud roller 13d.

2) 実現像の合間、クラウドローラ13dの駆動(回転)が停止するので、クラウドローラ13dの回転によって発生する前記接触部近傍に向かう気流がなくなる。その結果、前記接触部近傍で滞留するトナーが当該接触部近傍から遊離し、移動する確率を高めることができる。 2) Since the driving (rotation) of the cloud roller 13d is stopped during the actual development, there is no air flow toward the contact portion generated by the rotation of the cloud roller 13d. As a result, it is possible to increase the probability that the toner staying in the vicinity of the contact portion is released from the vicinity of the contact portion and moves.

3) 実現像の合間、クラウドローラ13dが現像時とは反対方向に回転駆動されるので、前記接触部近傍に滞留するトナーがクラウドローラ13d上の回転方向上流側に搬送され、前記接触部近傍で滞留するトナーが当該接触部近傍から除去される確率が大きくなる。 3) Since the cloud roller 13d is rotationally driven in the opposite direction to that during development during the actual development, the toner staying in the vicinity of the contact portion is conveyed upstream in the rotation direction on the cloud roller 13d, and in the vicinity of the contact portion. The probability that the toner staying in the area will be removed from the vicinity of the contact portion increases.

4) 実現像の合間、反転回数を2倍以上とした電圧の電位差が現像時の電位差よりも大きいので、トナーがクラウドローラ13d上からホッピングする初速が増加する。これにより、高周波数の電圧印加によって遊離・移動する速度が増し、前記接触部近傍で滞留するトナーが当該接触部近傍から除去される確率が大きくなる。 4) During the actual development, the potential difference of the voltage that makes the number of reversals twice or more is larger than the potential difference at the time of development, so the initial speed at which the toner hops from the cloud roller 13d increases. As a result, the speed at which they are released and moved by applying a high-frequency voltage is increased, and the probability that the toner staying in the vicinity of the contact portion is removed from the vicinity of the contact portion is increased.

5) 実現像の合間、トナー層厚規制部材13eには、反転回数の異なる電位差の中心電位に対して+50V以上の電圧が印加されるので、遊離・移動するトナーが電界の働きによってトナー層厚規制部材13eから引き離される方向に力を受け、その結果、接触部近傍に滞留するトナーが除去される確率が大きくなる。 5) During actual development, a voltage of +50 V or more is applied to the toner layer thickness regulating member 13e with respect to the central potential of the potential difference with different number of inversions. A force is applied in a direction away from the regulating member 13e, and as a result, the probability that the toner staying in the vicinity of the contact portion is removed is increased.

6) 2)ないし5)においては、接触部近傍に滞留するトナーが除去される確率が大きくなるので、1)と同様の効果を奏する。 6) In 2) to 5), since the probability that the toner staying in the vicinity of the contact portion is removed increases, the same effect as in 1) is obtained.

なお、特許請求の範囲における像坦持体は本実施形態では感光体ドラム11に、現像剤はトナーに、現像剤坦持体はクラウドローラ13dに、第1の電極は奇数側電極21または偶数側電極22に、第2の電極は偶数側電極22又は奇数側電極21に、電圧印加手段は駆動回路に、規制部材はトナー層厚規制部材13eに、それぞれ対応する。   In this embodiment, the image carrier in the claims is the photosensitive drum 11, the developer is the toner, the developer carrier is the cloud roller 13d, and the first electrode is the odd-numbered electrode 21 or the even number. The second electrode corresponds to the even-numbered electrode 22 or odd-numbered electrode 21, the voltage applying means corresponds to the drive circuit, and the regulating member corresponds to the toner layer thickness regulating member 13e.

さらに、本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施例は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。   Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention, and all the technical matters included in the technical idea described in the claims are all included. The subject of the present invention. The above-described embodiments show preferred examples, but those skilled in the art can realize various alternatives, modifications, variations, and improvements from the contents disclosed in the present specification. These are included in the technical scope described in the appended claims.

11 感光体ドラム
13d クラウドローラ
13e トナー層厚規制部材
21 奇数側電極
22 偶数側電極
11 Photosensitive drum 13d Cloud roller 13e Toner layer thickness regulating member 21 Odd side electrode 22 Even side electrode

特開平3−21967号公報JP-A-3-21967 特開2002−207355号公報JP 2002-207355 A

Claims (8)

像担持体に現像剤を搬送する現像剤坦持体と、
前記現像剤坦持体に設けられた第1の電極および当該第1の電極に対して絶縁体を介して設けられた第2の電極と、
第1の電極および第2の電極間の電位差が時間的に反転する交番電圧を印加し、現像剤をクラウド化する電圧印加手段と、
前記現像剤担持体との間で予め設定されたギャップが形成され、現像後の前記現像剤担持体上に残る現像剤の層厚を規制する規制部材と、
を備え、
実現像の合間に印加する前記交番電圧の一定時間当たりの反転回数が現像時の2倍以上である現像装置。
A developer carrier for conveying the developer to the image carrier;
A first electrode provided on the developer carrier and a second electrode provided via an insulator with respect to the first electrode;
Voltage application means for applying an alternating voltage in which the potential difference between the first electrode and the second electrode is temporally reversed, and clouding the developer;
A regulating member that forms a preset gap with the developer carrier and regulates the layer thickness of the developer remaining on the developer carrier after development,
With
A developing device in which the number of inversions per predetermined time of the alternating voltage applied between actual developments is twice or more that during development.
請求項1に記載の現像装置であって、
前記実現像の合間、前記現像剤担持体の駆動が停止する現像装置。
The developing device according to claim 1,
A developing device in which the driving of the developer carrying member is stopped between the realized images.
請求項1に記載の現像装置であって、
前記実現像の合間、前記現像担持体が現像時とは反対方向に回転駆動される現像装置。
The developing device according to claim 1,
A developing device in which the developing carrier is rotationally driven in a direction opposite to that during development between the realized images.
請求項1ないし3のいずれか1項に記載の現像装置であって、
前記実現像の合間、前記反転回数を2倍以上とした電圧の電位差が現像時よりも大きい現像装置。
The developing device according to any one of claims 1 to 3,
A developing device in which the potential difference of the voltage in which the number of inversions is twice or more between the realization images is larger than that during development.
請求項1ないし4のいずれか1項に記載の現像装置であって、
前記実現像の合間、前記規制部材には、反転回数の異なる電位差の中心電位に対して+50V以上の電圧が印加される現像装置。
The developing device according to any one of claims 1 to 4, wherein
A developing device in which a voltage of +50 V or more is applied to the regulating member between the realization images with respect to the central potential of the potential difference with different number of inversions.
請求項1ないし5のいずれか1項に記載の現像装置を備えた画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the developing device according to claim 1. 請求項6に記載の画像形成装置であって、
前記現像装置が色毎に複数設けられ、色毎に現像された画像を重畳して画像形成を行う画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 6,
An image forming apparatus in which a plurality of developing devices are provided for each color and image formation is performed by superimposing images developed for each color.
現像剤坦持体に設けられた第1の電極および当該第1の電極に対して絶縁体を介して設けられた第2の電極に対し、電圧印加手段によって前記両電極間の電位差が時間的に反転する交番電圧を印加し、現像剤をクラウド化するクラウド工程と、
前記現像剤担持体の表面が前記像担持体に対して相対的に移動し、前記現像剤担持体の表面の現像剤を現像領域に搬送して前記潜像を現像工程と、
を備え、
前記現像工程において、前記電圧印加手段によって実現像の合間に印加される交番電圧の一定時間当たりの反転回数を現像時の2倍以上とした現像方法。
With respect to the first electrode provided on the developer carrying member and the second electrode provided on the first electrode via an insulator, the potential difference between the two electrodes is temporally changed by the voltage applying means. A cloud process for applying an alternating voltage that reverses to cloud the developer,
The surface of the developer carrying member is moved relative to the image carrier, the developer on the surface of the developer carrying member is conveyed to a developing region, and the latent image is developed;
With
A developing method in which, in the developing step, the number of inversions per unit time of the alternating voltage applied between the realized images by the voltage applying unit is twice or more that during development.
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