JP5124388B2

JP5124388B2 - Developing device and image forming apparatus using the same

Info

Publication number: JP5124388B2
Application number: JP2008209806A
Authority: JP
Inventors: 英樹善波
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2008-08-18
Filing date: 2008-08-18
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2028-08-18
Also published as: JP2010044322A

Description

本発明は、現像装置、及びこれを用いて画像を形成するプリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a developing device and an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, and a copying machine that form an image using the developing device.

従来より、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一成分現像方式や二成分現像方式ではなく、トナー担持体表面でフレアを形成しているトナーを現像に用いるフレア現像方式が知られている。 Conventionally, there is a known flare development method that uses toner that forms flare on the surface of a toner carrier for development, rather than a one-component development method or two-component development method that uses toner adsorbed on a developing roller or a magnetic carrier for development. It has been.

例えば、特許文献１及び２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具備するローラ形状のトナー担持体を有している。そして、これら電極の間には、電極間の電界が時間的に変化するように交番電界が形成される。この交番電界によって、一方の電極の上に位置していたトナーが飛翔して他方の電極の上に移動したり、他方の電極の上から飛翔して一方の電極の上に移動したりする。このようにしてトナー担持体上からホッピングを繰り返してフレアを形成しているトナーは、トナー担持体の回転駆動に伴う表面移動に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飛翔したトナーが、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。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フレアトナーを現像に用いる。これにより、従来の１成分現像方式や二成分現像方式では実現が望めなかったほどの高解像度のドット再現性や低電位現像を実現することができる。 For example, the developing devices described in Patent Documents 1 and 2 have a roller-shaped toner carrier including a plurality of electrodes arranged at a predetermined pitch in the circumferential direction. An alternating electric field is formed between these electrodes so that the electric field between the electrodes changes with time. By this alternating electric field, the toner located on one electrode flies and moves on the other electrode, or flies on the other electrode and moves on the one electrode. The toner that forms flares by repeating hopping from the toner carrier in this way is conveyed to the development region by the surface movement accompanying the rotational drive of the toner carrier. In the developing region, the toner that has jumped 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. In such a configuration, not the toner adsorbed on the developing roller or the magnetic carrier but the flare toner that does not exhibit the adsorbing force by hopping is used for the development. As a result, it is possible to realize high-resolution dot reproducibility and low-potential development that cannot be realized by the conventional one-component development method and two-component development method.

特開平３−２１９６７号公報JP-A-3-21967 特開２００７−１３３３８７号公報JP 2007-133387 A

しかしながら、本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、上述した現像装置においては、電極形状や電極間距離の僅かな製造バラツキ、重力・気流等の僅かな外力等によって、トナー担持体上のフレアトナーが徐々にある特定の電極へ寄っていくフレアトナー寄りが発生する場合がある。このようなフレアトナー寄りが発生すると、トナーが寄り集まった部分でトナーが飛散してしまう。また、このようなフレアトナー寄りにより、トナー担持体上でのトナー量のバラツキやトナー担持体表面の平均電位にバラツキが生じるために、潜像担持体上の潜像へのトナー付着量がバラツキ、均一性に欠けたムラ画像が形成されてしまう。 However, as a result of intensive studies by the present inventors, in the above-described developing device, flare on the toner carrier is caused by slight external variations such as slight variations in electrode shape and distance between electrodes, and gravity and air current. There is a case in which a flare toner near the toner gradually approaches a specific electrode. When such flare toner deviation occurs, the toner scatters at the portion where the toner gathers. Further, due to the flare toner, the amount of toner adhering to the latent image on the latent image carrier varies because the toner amount varies on the toner carrier and the average potential on the surface of the toner carrier varies. As a result, a non-uniformity uneven image is formed.

本発明は、以上の背景に鑑みてなされてものであり、その目的とするところは、トナー担持体の電極上のフレアトナーの均一性を高め、トナー飛散やムラ画像を抑制することが可能な画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above background, and an object of the present invention is to improve the uniformity of flare toner on the electrode of the toner carrying member and to suppress toner scattering and uneven image. An image forming apparatus is provided.

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、複数の電極が所定のピッチで並設される電極群を有し無端移動するトナー担持体と、該電極間の電界が時間的に変化するように隣り合う電極に異なる相の電圧を印加する電圧印加手段とを備え、電極間に生じる電界によって該トナー担持体の表面に担持するトナーを該表面上から飛翔させて潜像担持体に担持される潜像に付着させて該潜像を現像する現像装置において、上記電極群のうち少なくとも、一種の相の電圧が印加される電極からみて両隣に並設される他種の相の電圧が印加される電極の電極幅が互いに異なることを特徴とするものである。
請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記電圧印加手段は上記電極群に２相の電圧を印加することを特徴とするものである。
請求項３の発明は、請求項２の現像装置において、上記トナー担持体はローラ形状であることを特徴とするものである。
請求項４の発明は、請求項３の現像装置において、上記電圧印加手段は、上記トナー担持体のローラ端面を介して給電することを特徴とするものである。
請求項５の発明は、請求項３の現像装置において、上記電圧印加手段は、上記トナー担持体のローラ中心部を介して給電することを特徴とするものである。
請求項６の発明は、請求項１、２、３、４又は５の現像装置において、上記トナー担持体の電極群は、トナーとは逆極性の材料よりなる表面保護層により被覆されていることを特徴とするものである。
請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、又は５の現像装置において、上記トナー担持体の電極群は、体積抵抗が１０^７［Ω・ｃｍ］以上１０^１３［Ω・ｃｍ］以下である材料により被覆されていることを特徴とするものである。
請求項８の発明は、請求項１、２、３、４、５、６又は７の現像装置において、上記電極群に印加される単位時間当たりの電位平均値が、静電潜像担持体に形成されている画像部電位と非画像部電位との間の値であることを特徴とするものである。
請求項９の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像してトナー画像を形成する現像手段とを備え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８の何れかの現像装置を用いることを特徴とするものである。
請求項１０の発明は、請求項９の画像形成装置において、上記潜像担持体上に２種以上のトナー画像を重ね合わせることを特徴とするものである。
本発明に係るトナー担持体は、例えば、Ａ相電極とＢ相電極とが交互に所定のピッチで並設され、Ａ相電極からみて両隣に並設される２つのＢ相電極は電極幅が互いに異なるように構成される。そして、Ａ相電極とＢ相電極間の時間周期的な電位の変化により、Ａ相電極群上にあったトナーが飛翔して両隣のＢ相電極群上に移動したり、Ｂ相電極群上にあったトナーが飛翔して両隣のＡ相電極群上に再び移動したりする。このような動作を繰り返すことで、トナー担持体上にフレアトナーが形成される。このとき、電極幅が大きい電極よりも電極幅が小さい電極で作られる電界の方が、電気力線が密となる。そのため、Ａ相電極上のトナーは、電極間の電位の変化により両隣のＢ相電極から電界の力を受けるが、電極幅が大きいＢ相電極よりも電極幅が小さいＢ相電極上に移動する確率が高くなる。このように、電極幅の小さい電極に向かってトナーを移動させる方向性をもっているため、製造バラツキ等によるピッチ方向におけるフレアトナー寄りの発生要因があっても、これにかかわらず、トナーを意図した電極に移動させることができ、フレアトナー寄りを抑制することができる。これに対し、電極幅を全て同一に設計した場合でも、例えば製造バラツキによりある１つの電極のみの電極幅が小さくなると、電極幅が同一となる他の電極間に位置するトナーには上記方向性がないため、電極幅の小さい電極に向かってトナーが徐々に集まっていき、ピッチ方向におけるトナー寄りが生じてしまうことになる。 In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is directed to a toner carrier having an electrode group in which a plurality of electrodes are arranged in parallel at a predetermined pitch, and an electric field between the electrodes that changes with time. Voltage applying means for applying voltages of different phases to adjacent electrodes, and the toner carried on the surface of the toner carrier is caused to fly from the surface by the electric field generated between the electrodes to form a latent image carrier. In a developing device that develops a latent image by attaching it to a latent image to be carried, at least one of the above-mentioned electrode groups, the voltage of the other type of phase arranged side by side as viewed from the electrode to which the voltage of one type of phase is applied The electrode width of the electrode to which is applied is different from each other.
According to a second aspect of the present invention, in the developing device according to the first aspect, the voltage applying means applies a two-phase voltage to the electrode group.
According to a third aspect of the present invention, in the developing device of the second aspect, the toner carrier has a roller shape.
According to a fourth aspect of the present invention, in the developing device according to the third aspect, the voltage applying means supplies power via a roller end surface of the toner carrier.
According to a fifth aspect of the present invention, in the developing device according to the third aspect, the voltage applying means supplies power via a roller center portion of the toner carrier.
According to a sixth aspect of the invention, in the developing device of the first, second, third, fourth or fifth aspect, the electrode group of the toner carrier is covered with a surface protective layer made of a material having a polarity opposite to that of the toner. It is characterized by.
According to a seventh aspect of the present invention, in the developing device of the first, second, third, fourth, or fifth aspect, the electrode group of the toner carrier has a volume resistance of 10 ⁷ [Ω · cm] or more and 10 ¹³ [Ω · cm. ] It is characterized by being covered with the following materials.
According to an eighth aspect of the present invention, in the developing device of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, or seventh aspect, an average potential value per unit time applied to the electrode group is applied to the electrostatic latent image carrier. It is a value between the formed image portion potential and the non-image portion potential.
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising: a latent image carrier that carries a latent image; and a developing unit that develops the latent image on the latent image carrier to form a toner image. The developing device according to any one of claims 1 to 8 is used.
According to a tenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the ninth aspect, two or more types of toner images are superimposed on the latent image carrier.
In the toner carrier according to the present invention, for example, A-phase electrodes and B-phase electrodes are alternately arranged in parallel at a predetermined pitch, and two B-phase electrodes arranged side by side as viewed from the A-phase electrode have an electrode width. Configured to be different from each other. Then, due to the time-periodic potential change between the A-phase electrode and the B-phase electrode, the toner on the A-phase electrode group flies and moves onto both adjacent B-phase electrode groups, or on the B-phase electrode group The toner that was in the air flies and moves again onto the adjacent A-phase electrode group. By repeating such an operation, flare toner is formed on the toner carrier. At this time, the electric field lines are denser in the electric field formed by the electrode having the smaller electrode width than the electrode having the larger electrode width. Therefore, the toner on the A-phase electrode receives the force of the electric field from both adjacent B-phase electrodes due to the change in potential between the electrodes, but moves to the B-phase electrode having a smaller electrode width than the B-phase electrode having a larger electrode width. Probability increases. As described above, since the toner has a direction to move toward the electrode having a small electrode width, the electrode intended for the toner can be used regardless of the occurrence factor of the flare toner in the pitch direction due to manufacturing variation or the like. It is possible to suppress the flare toner deviation. On the other hand, even when all the electrode widths are designed to be the same, if the electrode width of only one electrode is reduced due to manufacturing variations, for example, the directionality of the toner positioned between the other electrodes having the same electrode width is reduced. Therefore, the toner gradually gathers toward the electrode having a small electrode width, and the toner is shifted in the pitch direction.

以下、本発明を適用した現像装置の実施形態について説明する。まず、トナー担持体たるトナー担持ローラの構成について説明する。図１は、トナー担持ローラの構成を示す断面模式図である。図１に示すように、トナー担持体たるトナー担持ローラ１は、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ガラス等の絶縁材料からなる基体２の上に、アルミニウムやニッケル等の非導電性材料からなる電極３が所定のピッチで移動方向に沿って並設され、これら電極３の上に表面保護層４が形成されてなる。これら電極３のうち、奇数番の電極の集合体をＡ相電極群３Ａとし、偶数番目の電極の集合体をＢ相電極群３Ｂとする。そして、これらＡ相電極群３ＡとＢ相電極群３Ｂには、後述するように、電圧印加手段である交流電源５により交流電圧が印加される。 Hereinafter, embodiments of a developing device to which the present invention is applied will be described. First, the configuration of a toner carrying roller as a toner carrying member will be described. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the toner carrying roller. As shown in FIG. 1, a toner carrying roller 1 as a toner carrying body has an electrode 3 made of a non-conductive material such as aluminum or nickel on a base 2 made of an insulating material such as polyimide resin, acrylic resin or glass. A surface protective layer 4 is formed on these electrodes 3 in parallel with each other along the moving direction at a predetermined pitch. Among these electrodes 3, an assembly of odd-numbered electrodes is referred to as an A-phase electrode group 3A, and an assembly of even-numbered electrodes is referred to as a B-phase electrode group 3B. Then, an AC voltage is applied to the A-phase electrode group 3A and the B-phase electrode group 3B by an AC power source 5 that is a voltage applying unit, as will be described later.

図２は、トナー担持ローラの構成を示す斜視図である。図２に示すように、Ａ相極群３Ａは電極軸６Ａに束ねられ、Ｂ相電極群３Ｂは電極軸６Ｂに束ねられた状態で回転することができる。この電極軸６Ａ・６Ｂの軸端面又は軸周面が給電面となり、この給電面に対して交流電源５から装置本体側に設置された電極板や導電ブラシ等の導電性部材を介して時間周期的に変化する交流電圧が印加される。 FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the toner carrying roller. As shown in FIG. 2, the A-phase electrode group 3A is bundled with the electrode shaft 6A, and the B-phase electrode group 3B can be rotated while being bundled with the electrode shaft 6B. The shaft end surfaces or shaft peripheral surfaces of the electrode shafts 6A and 6B serve as a power feeding surface, and a time period is passed from the AC power source 5 to the power feeding surface via a conductive member such as an electrode plate or a conductive brush. Alternating voltage is applied.

図３は、トナー担持ローラの電極群に印加される印加バイアスの特性を示す波形図である。図３に示すように、このトナー担持ローラ１の電極群３Ａ・３Ｂに印加される交流電圧は、Ａ相電極群３Ａに印加される周波数ｆ（＝１／Ｔ）、印加バイアスＶｐｐの矩形波状のＡ相パルス電圧と、Ｂ相電極群３Ｂに印加される周波数ｆ、印加バイアスＶｐｐの矩形波状のＢ相パルス電圧である。Ａ相パルス電圧とＢ相パルス電圧とは、同周波数ｆ、同印加バイアスＶｐｐとなり、且つ互いに逆位相となっており、単位時間当たりにおける平均電位は互いに同じである。例えば、本実施形態では、２相の電極群３Ａ・３Ｂには、周波数ｆ０．５〜２．０ｋＨｚ、印加バイアスＶｐｐ２００〜４００Ｖの矩形波の交流電圧が印加される。このような交流電圧を印加することより、トナー担持ローラ１の表面保護層４上の電荷をもったトナーＴは、Ａ相電極群３ＡとＢ相電極群３Ｂを往復するようなホッピング運動を行う。このような現象をフレアという。なお、Ａ相電極群３Ａに周波数ｆの矩形波状のパルス電圧を印加する一方で、Ｂ相電極群３Ｂにパルス電圧の平均電位となる直流電圧を印加しても、逆位相のパルス電圧を採用する場合と同様にフレア現象を起こすことが可能である。 FIG. 3 is a waveform diagram showing characteristics of an applied bias applied to the electrode group of the toner carrying roller. As shown in FIG. 3, the AC voltage applied to the electrode groups 3A and 3B of the toner carrying roller 1 is a rectangular wave having a frequency f (= 1 / T) applied to the A-phase electrode group 3A and an applied bias Vpp. The B-phase pulse voltage in the form of a rectangular wave having the A-phase pulse voltage, the frequency f applied to the B-phase electrode group 3B, and the applied bias Vpp. The A-phase pulse voltage and the B-phase pulse voltage have the same frequency f and the same applied bias Vpp, and have opposite phases, and the average potentials per unit time are the same. For example, in the present embodiment, a rectangular wave AC voltage having a frequency f0.5 to 2.0 kHz and an applied bias Vpp 200 to 400 V is applied to the two-phase electrode groups 3A and 3B. By applying such an AC voltage, the toner T having a charge on the surface protective layer 4 of the toner carrying roller 1 performs a hopping motion that reciprocates between the A-phase electrode group 3A and the B-phase electrode group 3B. . Such a phenomenon is called flare. In addition, while applying a rectangular wave pulse voltage of frequency f to the A-phase electrode group 3A, a reverse-phase pulse voltage is adopted even if a DC voltage that is the average potential of the pulse voltage is applied to the B-phase electrode group 3B. It is possible to cause a flare phenomenon as in the case of

また、上記トナー担持ローラ１においては、ローラの端面に隣合わせて電極軸にツバを設けてもよい。図４（ａ）は、トナー担持ローラの基体の構成を示す断面図、（ｂ）はトナー担持ローラの電極軸の構成を示す斜視図、（ｃ）は基体に電極軸が圧入された様子を説明する断面図である。図５は、トナー担持ローラを平面状に展開した状態を示す平面図である。図４（ａ）に示すように、例えばアクリル樹脂からなる円筒状の基体２に軸穴を設け、図４（ｂ）で示されるようなツバ８Ａが形成されるステンレス製の電極軸７Ａを圧入する。同様に、基体２の軸穴にツバ８Ｂが形成される電極軸７Ｂを圧入し、図４（ｃ）で示されるようなトナー担持ローラ１を構成する。図４及び図５に示すように、この電極軸７Ａ・７Ｂの軸端面７１Ａ・７１Ｂ又は軸周面７２Ａ・７２Ｂを給電面としてもよいし、若しくはトナー担持ローラ１の端面に隣合うツバ８Ａ・８Ｂを給電面としてもよい。これらの給電面に対して交流電源５から装置本体側に設置された電極板や導電ブラシ等の導電性部材を介して時間周期的に変化する交流電圧が印加される。 Further, in the toner carrying roller 1, a flange may be provided on the electrode shaft adjacent to the end surface of the roller. 4A is a cross-sectional view showing the configuration of the base of the toner carrying roller, FIG. 4B is a perspective view showing the configuration of the electrode shaft of the toner carrying roller, and FIG. 4C shows the state where the electrode shaft is press-fitted into the base. It is sectional drawing demonstrated. FIG. 5 is a plan view showing a state in which the toner carrying roller is developed in a planar shape. As shown in FIG. 4A, for example, a cylindrical base 2 made of acrylic resin is provided with a shaft hole, and a stainless steel electrode shaft 7A on which a flange 8A as shown in FIG. 4B is formed is press-fitted. To do. Similarly, an electrode shaft 7B on which a flange 8B is formed is press-fitted into the shaft hole of the base 2 to constitute a toner carrying roller 1 as shown in FIG. As shown in FIGS. 4 and 5, the shaft end surfaces 71A and 71B or the shaft peripheral surfaces 72A and 72B of the electrode shafts 7A and 7B may be used as power feeding surfaces, or the flanges 8A and 8A adjacent to the end surface of the toner carrying roller 1 may be used. 8B may be used as a power feeding surface. An AC voltage that changes periodically with time is applied to these power supply surfaces from an AC power source 5 through a conductive member such as an electrode plate or a conductive brush installed on the apparatus main body side.

上記構成のトナー担持ローラ１は、例えば次のようにして作成することができる。図６（ａ）〜（ｅ）は、トナー担持ローラの製造工程を説明する断面模式図である。図６（ａ）に示す工程では、ローラ状の基体２表面を外周旋削によって平滑に仕上げる。図６（ｂ）に示す工程では、溝のピッチがａ（例えば１００［μｍ］）、溝幅がｂ、ｄ、ｃ、ｅ［μｍ］となるように溝切削を行う。溝幅に関しては後述する。図６（ｃ）に示す工程は、無電解ニッケルメッキを施し導体膜を形成する。図６（ｄ）に示す工程では、外周を旋削して不要な導体膜を取り除く。この時点で溝部分に電極群３Ａ・３Ｂが形成され電極同士が互いに絶縁された状態となっている。その後、図６（ｅ）に示す工程では、基体２表面がシリコーン系樹脂でコーティングされ、基体２と電極群３Ａ・３Ｂ上に表面保護層４を形成して平滑に仕上げる。これにより、図１に示すように、Ａ相電極群３ＡとＢ相電極群３Ｂが移動方向に沿って絶縁材料である基体２を介して交互に形成されたトナー担持ローラ１が作成される。本実施形態では、表面保護層４は、厚み約５［μｍ］、体積抵抗１０^１０［Ω・ｃｍ］である。また、電極となる導体膜の形成方法は、無電解ニッケルメッキに限られず、例えばアルミ蒸着によってもよい。 The toner carrying roller 1 having the above configuration can be produced, for example, as follows. 6A to 6E are schematic cross-sectional views for explaining the manufacturing process of the toner carrying roller. In the step shown in FIG. 6A, the surface of the roller-shaped substrate 2 is finished smoothly by peripheral turning. In the step shown in FIG. 6B, groove cutting is performed so that the groove pitch is a (for example, 100 [μm]) and the groove width is b, d, c, and e [μm]. The groove width will be described later. In the step shown in FIG. 6C, electroless nickel plating is performed to form a conductor film. In the step shown in FIG. 6D, the outer periphery is turned to remove unnecessary conductor films. At this time, the electrode groups 3A and 3B are formed in the groove portions, and the electrodes are insulative with each other. Thereafter, in the step shown in FIG. 6 (e), the surface of the base 2 is coated with a silicone resin, and the surface protective layer 4 is formed on the base 2 and the electrode groups 3A and 3B to finish it smoothly. As a result, as shown in FIG. 1, the toner carrying roller 1 in which the A-phase electrode group 3A and the B-phase electrode group 3B are alternately formed through the base 2 that is an insulating material along the moving direction is created. In the present embodiment, the surface protective layer 4 has a thickness of about 5 [μm] and a volume resistance of 10 ¹⁰ [Ω · cm]. Further, the method of forming the conductor film to be the electrode is not limited to electroless nickel plating, and for example, aluminum deposition may be used.

ここで、上記トナー担持ローラ１の表面に形成される表面保護層４としては、トナー担持ローラ１の表面（表面保護層４）上でホッピングするトナーＴとの摺擦に伴ってトナーＴに正規の電荷を与えられる材質であることが好ましい。すなわち、表面保護層４には、トナーＴに対し帯電系列で逆極性となる材料を用いることが好ましい。表面保護層４の帯電系列をトナーＴと同極性にしてしまうと、フレアトナーの帯電量が除々に低下してフレアの活性が悪化する。表面保護層４には、トナーＴと帯電系列で逆極性となる材料を用いることで、フレアトナーの帯電量を保つことができる。本実施形態では、トナーＴの正規帯電極性がマイナス極性であり、表面保護層４としては、シリコーン樹脂、ナイロン樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、ＰＶＡ、ウレタン樹脂等の有機材料を例示することができる。また、第４級アンモニウム塩やニグシロン系染料等でもよい。 Here, as the surface protective layer 4 formed on the surface of the toner carrying roller 1, the surface of the toner carrying roller 1 is regularized with the toner T in accordance with the rubbing with the toner T to be hopped on the surface (surface protective layer 4). It is preferable that the material is capable of giving the electric charge. That is, the surface protective layer 4 is preferably made of a material having a polarity opposite to that of the toner T. If the charge series of the surface protective layer 4 is made to have the same polarity as that of the toner T, the charge amount of the flare toner gradually decreases and flare activity deteriorates. For the surface protective layer 4, the charge amount of the flare toner can be maintained by using a material having a polarity opposite to that of the toner T. In the present embodiment, the normal charging polarity of the toner T is negative, and the surface protective layer 4 can be exemplified by organic materials such as silicone resin, nylon resin, melamine resin, acrylic resin, PVA, and urethane resin. . Moreover, a quaternary ammonium salt, a nigusilon dye, etc. may be sufficient.

トナーの帯電系列とは、トナー母材樹脂（粒子）にシリカ、酸化チタン等の外添剤を添加したトナー全体としての帯電系列を意味する。帯電系列における序列については、次のようにして調べることが可能である。即ち、トナーを表面保護層上で所定時間だけ表面保護層に摺擦せしめた後、そのトナーを吸引して採取する。そして、採取したトナーの帯電量をエレクトロメータで測定する。この測定結果がトナーの負極性への帯電量増加を示すものであれば、トナーの方が表面保護層よりもマイナス側の帯電系列となる。また、測定結果がトナーの正極性への帯電量増加を示すものであれば、トナーの方が表面保護層よりもプラス側の帯電系列となる。 The toner charging series means a charging series of the whole toner obtained by adding an external additive such as silica or titanium oxide to the toner base resin (particles). The order in the charging series can be examined as follows. That is, after the toner is rubbed against the surface protective layer for a predetermined time on the surface protective layer, the toner is sucked and collected. Then, the charge amount of the collected toner is measured with an electrometer. If this measurement result indicates an increase in the charge amount of the toner to the negative polarity, the toner becomes a negative charge series with respect to the surface protective layer. Further, if the measurement result indicates an increase in the charge amount of the toner to the positive polarity, the toner becomes a positive charge series with respect to the surface protective layer.

また、上記表面保護層４の体積抵抗は、１０^７［Ω・ｃｍ］〜１０^１３［Ω・ｃｍ］であることが好ましい。表面保護層４の体積抵抗が１０^７［Ω・ｃｍ］未満である場合には、電極群間で電荷のリーク（ショート）が発生してしまうために、効率的なバイアス効果が得られなり、フレアの活性が悪化する。表面保護層４の体積抵抗が１０^１３［Ω・ｃｍ］より大きいと飛翔を繰り返すトナーとの摩擦によってトナー担持ローラ１の表面（表面保護層４）が帯電したままになってしまいトナー担持ローラ１の表面（表面保護層４）の平均電位が変化してしまう。 The volume resistance of the surface protective layer 4 is preferably 10 ⁷ [Ω · cm] to 10 ¹³ [Ω · cm]. When the volume resistance of the surface protective layer 4 is less than 10 ⁷ [Ω · cm], charge leakage (short circuit) occurs between the electrode groups, so that an efficient bias effect is obtained. Flare activity deteriorates. When the volume resistance of the surface protective layer 4 is greater than 10 ¹³ [Ω · cm], the surface of the toner carrying roller 1 (surface protective layer 4) remains charged due to friction with the toner that repeatedly flies, and the toner carrying roller 1 The average potential of the surface (surface protective layer 4) changes.

次に、トナー担持体上のフレアトナーの動き方について説明する。図７は、本実施形態に係るトナー担持体の電極構成を示す模式図である。図１４は、従来のトナー担持体の電極構成を示す模式図である。なお、ここでは簡略化のためバイアスの切替えはＡ相電極３Ａのみで行い、Ｂ相電極３ＢはＧＮＤ接地している。図１４に示すトナー担持体では、Ａ相電極群１００Ａ及びＢ相電極群１００Ｂがピッチ間距離ａでそれぞれ櫛歯状に設けられ、Ａ相電極群１００Ａ及びＢ相電極群１００Ｂ共に電極幅ｂに形成されている。電極へ印加するバイアスが切り替わる度に、ある電極上のトナーはその電極と両隣りの電極との間で形成される電界から等しい力を受ける。例えば、図１４（ａ）では、Ｂ相電極群１００Ｂ上に存在していたマイナス帯電トナーは、Ａ相電極群１００Ａが＋バイアスに切り替わると、ピッチ間距離ａの両隣りのＡ相電極群１００Ａ（左右共に電極幅がｂで等しい）との間で左右等しい電界からの力を受けて、左右に等しい確率でＡ相電極群１００Ａ上に移動する。その後、図１４（ｂ）では、Ａ相電極群１００Ａ上に存在していたマイナス帯電トナーは、Ａ相電極群１００Ａが−バイアスに切り替わることで、両隣りのＢ相電極群１００Ｂとの間で左右等しい電界からの力を受けて、左右に等しい確率でトナーがＢ相電極群１００Ｂ上に移動する。この動作をバイアス切替え時に繰り返すことで、トナー担持体上にフレアが発生する。このとき、トナー担持体上で、例えば製造バラツキにより、ある１つの電極のみの電極幅が小さくなってしまった場合には、電極幅が同一である他の電極間に位置するトナーには方向性がないためこの電極幅の小さい電極に向かってトナーが徐々に集まっていき、ピッチ方向でのトナー寄りが生じてしまうことになる。 Next, how the flare toner moves on the toner carrier will be described. FIG. 7 is a schematic diagram showing the electrode configuration of the toner carrier according to the present embodiment. FIG. 14 is a schematic diagram showing an electrode configuration of a conventional toner carrier. Here, for simplification, the bias is switched only by the A-phase electrode 3A, and the B-phase electrode 3B is grounded to GND. In the toner carrier shown in FIG. 14, the A-phase electrode group 100A and the B-phase electrode group 100B are provided in a comb-teeth shape with a pitch distance a, and both the A-phase electrode group 100A and the B-phase electrode group 100B have an electrode width b. Is formed. Each time the bias applied to an electrode is switched, the toner on an electrode receives equal force from the electric field formed between that electrode and both adjacent electrodes. For example, in FIG. 14A, the negatively charged toner that has existed on the B-phase electrode group 100B will be adjacent to the A-phase electrode group 100A on both sides of the inter-pitch distance a when the A-phase electrode group 100A is switched to + bias. It receives a force from the same electric field on the left and right (the electrode width is equal on both the left and right), and moves on the A-phase electrode group 100A with a probability equal to the left and right. Thereafter, in FIG. 14B, the negatively charged toner existing on the A-phase electrode group 100A is changed between the B-phase electrode group 100B on both sides by switching the A-phase electrode group 100A to -bias. In response to the force from the left and right electric fields, the toner moves onto the B-phase electrode group 100B with a probability equal to the left and right. By repeating this operation at the time of bias switching, flare is generated on the toner carrier. At this time, if the electrode width of only one electrode has become small on the toner carrier due to, for example, manufacturing variations, the toner positioned between the other electrodes having the same electrode width has directivity. Therefore, the toner gradually gathers toward the electrode having a small electrode width, and the toner is shifted in the pitch direction.

これに対し、図７に示すトナー担持体では、Ａ相電極群３Ａ及びＢ相電極群３Ｂがピッチ間距離ａでそれぞれ櫛歯状に設けられ、Ａ相電極群３Ａは電極幅ｂ、ｃ（ｂ＞ｃ）と交互に形成され、Ｂ相電極群３Ｂは電極幅ｄに形成されている。なお、ここでも簡略化のためバイアスの切替えはＡ相電極群３Ａのみで行い、Ｂ相電極群３ＢはＧＮＤ接地している。電極へ印加するバイアスが切り替わる度に、ある電極上のトナーはその電極と両隣りの電極との間で形成される電界から力を受ける。例えば図７（ａ）に示すように、Ｂ相電極群３Ｂ上に存在していたマイナス帯電トナーは、Ａ相電極群３Ａが＋バイアスに切り替わると、電極幅が異なる左右のＡ相電極群３Ａからピッチ間距離ａを隔てて電界から力を受ける。このとき、大きい電極幅ｂとなるＡ相電極群３Ａよりも小さい電極幅ｃとなるＡ相電極３Ａで作られる電界の方が電気力線が密となる。そのため、Ｂ相電極群３Ｂ上のトナーは、小さい電極幅ｃのＡ相電極群３Ａ上に移動する確率が高くなる。その後、図７（ｂ）に示すように、電極幅ｃのＡ相電極３Ａ上のマイナス帯電トナーは、Ａ相電極群３Ａが−バイアスに切り替わることで、ピッチ間距離ａを隔てて電界から力を受ける。このとき、左右どちらのＢ相電極群３Ｂとも電極幅ｄで等しいために、トナーは左右から等しい力を受けて左右のＢ相電極群３Ｂへほぼ均等分配されて移動する。このときもし仮に、何らかのバラツキで左または右へのトナー移動が他方より多くなったとしても、次回の電極のバイアス切替え時に再び狭い電極幅ｃとなるＡ相電極群３Ａ上にトナーは移動する。このような動作をバイアス切替えに従って繰り返すことで、トナー担持体上に均一なフレアが発生する。このとき、バイアス切り替えによって小さい電極幅ｃのＡ相電極に向かってトナーを移動させる方向性をもっているため、トナー担持体上でピッチ方向におけるフレアトナー寄りの発生要因があっても、これにかかわらず、トナーを意図した電極に移動させることができ、フレアトナー寄りを抑制することができる。 On the other hand, in the toner carrier shown in FIG. 7, the A-phase electrode group 3A and the B-phase electrode group 3B are provided in a comb-teeth shape with a pitch distance a, and the A-phase electrode group 3A has electrode widths b and c ( b> c) are alternately formed, and the B-phase electrode group 3B is formed with an electrode width d. Here, for simplification, the bias is switched only by the A-phase electrode group 3A, and the B-phase electrode group 3B is grounded to GND. Each time the bias applied to an electrode is switched, the toner on an electrode receives a force from the electric field formed between that electrode and both adjacent electrodes. For example, as shown in FIG. 7A, the negatively charged toner existing on the B-phase electrode group 3B has left and right A-phase electrode groups 3A having different electrode widths when the A-phase electrode group 3A is switched to + bias. Is subjected to a force from the electric field at a distance a between the pitches. At this time, the electric field lines are denser in the electric field generated by the A-phase electrode 3A having the smaller electrode width c than in the A-phase electrode group 3A having the larger electrode width b. Therefore, there is a high probability that the toner on the B-phase electrode group 3B moves onto the A-phase electrode group 3A having a small electrode width c. After that, as shown in FIG. 7B, the negatively charged toner on the A-phase electrode 3A having the electrode width c is applied to the force from the electric field with a distance a between the pitches a by switching the A-phase electrode group 3A to -bias. Receive. At this time, since both the left and right B-phase electrode groups 3B have the same electrode width d, the toner receives an equal force from the left and right and moves to the left and right B-phase electrode groups 3B with almost equal distribution. At this time, even if the toner moves to the left or right more than the other due to some variation, the toner moves onto the A-phase electrode group 3A having the narrow electrode width c again at the next electrode bias switching. By repeating such an operation according to the bias switching, a uniform flare is generated on the toner carrier. At this time, since the toner has a direction to move the toner toward the A-phase electrode having a small electrode width c by switching the bias, even if there is a cause of flare toner deviation in the pitch direction on the toner carrier, regardless of this, The toner can be moved to the intended electrode, and flare toner deviation can be suppressed.

図８は、図７で示す電極構成とは別の実施形態に係るトナー担持体の電極構成を示す模式図である。図８では、Ａ相電極群３Ａ及びＢ相電極群３Ｂがピッチ間距離ａでそれぞれ櫛歯状に形成され、Ａ相電極群３Ａは電極幅ｂ、ｃ（ｂ＞ｃ）と交互に形成され、Ｂ相電極群３Ｂは電極幅ｄ、ｅ（ｄ＞ｅ）と交互に形成されている。なお、ここでも図７のとき同様に簡略化のためバイアスの切替えはＡ相電極群３Ａのみで行い、Ｂ相電極群はＧＮＤ接地している。電極へ印加するバイアスが切り替わる度に、ある電極上のトナーはその電極と両隣りの電極との間で形成される電界から力を受ける。例えば、図８（ａ）に示すように、Ｂ相電極群３Ｂ上に存在していたマイナス帯電トナーは、Ａ相電極群３Ａが＋バイアスに切り替わると、電極幅ｂ、ｃ（ｂ＞ｃ）が異なる左右のＡ相電極群３Ａからピッチ間距離ａを隔てて電界から力を受ける。このとき、広い電極幅ｂとなるＡ相電極群３Ａよりも狭い電極幅ｃとなるＡ相電極群３Ａで作られる電界の方が電気力線が密となる。そのため、Ｂ相電極群３Ｂ上のトナーは電極幅ｃのＡ相電極群３Ａ上に移動する確率が高くなる。その後、図８（ｂ）に示すように、電極幅ｃのＡ相電極群３Ａ上のマイナス帯電トナーは、Ａ相電極群３Ａが−バイアスに切り替わることで、ピッチ間距離ａを隔てて電界から力を受ける。このとき、広い電極幅ｄとなるＢ相電極群３Ｂよりも狭い電極幅ｅとなるＢ相電極群３Ｂで作られる電界の方が電気力線が密となる。そのため、Ａ相電極群３Ａ上のトナーは、電極幅ｅのＢ相電極群３Ｂ上に移動する確率が高くなる。そして、狭い電極幅ｅのＢ相電極群３Ｂ上のマイナス帯電トナーは、次回のＡ相電極群３Ａのバイアス切替え時に再び狭い電極幅ｃのＡ相電極群３Ａ上に移動する。この動作をバイアス切替えに従って繰り返すことでトナー担持体上にフレアが発生する。この電極構成の場合も図７の場合と同様に、このとき、バイアス切り替えの度に小さい電極幅ｃのＡ相電極又は小さい電極幅ｅのＢ相電極に向かってトナーを移動させる方向性をもっているため、トナー担持体上でピッチ方向におけるフレアトナー寄りの発生要因があっても、これにかかわらず、トナーを意図した電極に移動させることができ、フレアトナー寄りを抑制することができる。 FIG. 8 is a schematic diagram showing an electrode configuration of a toner carrier according to another embodiment different from the electrode configuration shown in FIG. In FIG. 8, the A-phase electrode group 3A and the B-phase electrode group 3B are each formed in a comb-teeth shape with a pitch distance a, and the A-phase electrode group 3A is alternately formed with electrode widths b and c (b> c). The B phase electrode group 3B is alternately formed with electrode widths d and e (d> e). Here, as in FIG. 7 as well, for simplification, the bias is switched only by the A-phase electrode group 3A, and the B-phase electrode group is grounded to GND. Each time the bias applied to an electrode is switched, the toner on an electrode receives a force from the electric field formed between that electrode and both adjacent electrodes. For example, as shown in FIG. 8A, the negatively charged toner existing on the B-phase electrode group 3B has electrode widths b and c (b> c) when the A-phase electrode group 3A is switched to + bias. A force is applied from the electric field with a pitch distance a from the left and right A-phase electrode groups 3A having different. At this time, the electric field lines are denser in the electric field generated by the A-phase electrode group 3A having the narrower electrode width c than the A-phase electrode group 3A having the wider electrode width b. Therefore, there is a high probability that the toner on the B-phase electrode group 3B moves onto the A-phase electrode group 3A having the electrode width c. Thereafter, as shown in FIG. 8 (b), the negatively charged toner on the A-phase electrode group 3A having the electrode width c is separated from the electric field by separating the inter-pitch distance a by switching the A-phase electrode group 3A to -bias. Receive power. At this time, the electric field lines are denser in the electric field generated by the B-phase electrode group 3B having the narrower electrode width e than the B-phase electrode group 3B having the wider electrode width d. Therefore, there is a high probability that the toner on the A-phase electrode group 3A moves onto the B-phase electrode group 3B having the electrode width e. Then, the negatively charged toner on the B-phase electrode group 3B having the narrow electrode width e moves again onto the A-phase electrode group 3A having the narrow electrode width c at the next bias switching of the A-phase electrode group 3A. By repeating this operation according to the bias switching, flare is generated on the toner carrier. In the case of this electrode configuration, similarly to the case of FIG. 7, at this time, each time the bias is switched, there is a direction in which the toner moves toward the A-phase electrode having a small electrode width c or the B-phase electrode having a small electrode width e. Therefore, even if there is a cause of the flare toner deviation in the pitch direction on the toner carrier, the toner can be moved to the intended electrode regardless of this, and the flare toner deviation can be suppressed.

次に、トナー担持体上でのフレアトナー寄りを評価した実験結果について説明する。まず、以下に示す実施例１、実施例２、及び比較例に基づくトナー担持体を作成した。
＜実施例１＞
ピッチａ＝１００μｍ
Ａ相電極幅：ｂ＝１２０μｍ、ｃ＝６０μｍ
Ｂ相電極幅：ｄ＝６０μｍ
＜実施例２＞
ピッチａ＝１００μｍ
Ａ相電極幅：ｂ＝１２０μｍ、ｃ＝６０μｍ
Ｂ相電極幅：ｄ＝１２０μｍ、ｅ＝６０μｍ
＜比較例＞
ピッチａ＝１００μｍ
Ａ相電極幅、Ｂ相電極幅：ｂ＝６０μｍ Next, an experimental result of evaluating the flare toner side on the toner carrier will be described. First, toner carriers based on Examples 1 and 2 and Comparative Examples shown below were prepared.
<Example 1>
Pitch a = 100 μm
A-phase electrode width: b = 120 μm, c = 60 μm
B-phase electrode width: d = 60 μm
<Example 2>
Pitch a = 100 μm
A-phase electrode width: b = 120 μm, c = 60 μm
B-phase electrode width: d = 120 μm, e = 60 μm
<Comparative example>
Pitch a = 100 μm
A phase electrode width, B phase electrode width: b = 60 μm

上記実施例及び比較例のトナー担持体（平板２５ｃｍ^２）にトナーを均一に載せ、Ｂ相電極群をＧＮＤ接地、Ａ相電極群に０±４００Ｖ、周波数１ｋＨｚのバイアスを印加する。トナー担持体上に載せるトナー量Ｍ／Ａは、０．３、０．４、０．５、０．６［ｍｇ／ｃｍ^２］とし、トナー帯電量は全て−２０μＣ／ｇとした。そして、前記バイアス３秒印加後のフレアトナーの様子を観察し、フレア寄りランクを評価した。その結果を図９に示す。図９中の評価は、ランク５：寄り無し、ランク４：許容レベル、ランク３以下：ＮＧとする。図９の結果から、実施例１及び実施例２では、比較例に比べフレアトナー寄りが抑制されていることが明らかとなった。フレアトナー寄りの抑制効果は、原理的には電極幅の比で１：１．２以上で得られることができると考えられるが、本実施例のように電極幅の比を１：２以上とすることがより効果的である。なお、トナー担持体上のトナー供給部から現像部までの移動時間は長くてもせいぜい０．５秒であり、３秒はトナー寄りを確認するには十分な時間である。仮に静電潜像坦持体である感光体（ＯＰＣ）の線速を１５０ｍｍ／ｓｅｃ、感光体に対するトナー担持ローラの線速比を１／２、トナー担持ローラ径をφ１８ｍｍ、供給〜現像を１８０°と仮定しても、移動時間は０．３８秒である。 The toner is uniformly placed on the toner carrier (flat plate 25 cm ² ) of the above examples and comparative examples, the B phase electrode group is grounded to GND, and a bias of 0 ± 400 V and a frequency of 1 kHz is applied to the A phase electrode group. The amount of toner M / A placed on the toner carrier was 0.3, 0.4, 0.5, 0.6 [mg / cm ² ], and the toner charge amount was all −20 μC / g. Then, the state of the flare toner after applying the bias for 3 seconds was observed, and the flare-laminated rank was evaluated. The result is shown in FIG. The evaluation in FIG. 9 is rank 5: no shift, rank 4: acceptable level, rank 3 or lower: NG. From the results of FIG. 9, it is clear that in Example 1 and Example 2, the flare toner side is suppressed compared to the comparative example. In principle, the effect of suppressing the flare toner can be obtained with an electrode width ratio of 1: 1.2 or more. However, as in this embodiment, the electrode width ratio is 1: 2 or more. It is more effective to do. The moving time from the toner supply unit to the developing unit on the toner carrying member is 0.5 seconds at most, and 3 seconds is a sufficient time for checking the toner shift. Assuming that the photosensitive member (OPC), which is an electrostatic latent image carrier, has a linear velocity of 150 mm / sec, a linear velocity ratio of the toner carrying roller to the photosensitive member is 1/2, a toner carrying roller diameter is φ18 mm, and supply to development is 180. Even assuming °, the travel time is 0.38 seconds.

次に、上述したトナー担持ローラ１を利用した現像装置の構成について説明する。図１０は本実施形態に係る現像装置の概略構成を示す構成図である。図１０に示す現像装置では、潜像担持体である感光体１０に対向して配置されるトナー担持ローラ１に対して、通常の２成分現像器１１により２成分現像剤の穂が当接されている。２成分現像器１１は、容器１２内の２成分現像剤１３を攪拌ローラ１４、１５によって攪拌しながら循環させ、永久磁石を内包するマグネットスリーブ１６がその２成分現像剤１３の一部をトナー担持ローラ１まで搬送すると共に現像部から現像に寄与しなかった不要なトナーを戻す。本実施形態では、２成分現像器１１は、粒径３５［μｍ］の磁性キャリア粉と粒径約６［μｍ］のポリエステルトナーを重量比で７〜８［ｗｔ％］混合させた２成分現像剤１３を収容する。マグネットスリーブ１６に担持されるトナーの一部は、マグネットスリーブ１６とトナー担持ローラ１との間に印加される直流バイアス電位によってトナー担持ローラ１に転移する。 Next, the configuration of the developing device using the above-described toner carrying roller 1 will be described. FIG. 10 is a configuration diagram showing a schematic configuration of the developing device according to the present embodiment. In the developing device shown in FIG. 10, two-component developer spikes are brought into contact with the toner-carrying roller 1 disposed opposite to the photoreceptor 10 as a latent image carrier by a normal two-component developer 11. ing. The two-component developer 11 circulates the two-component developer 13 in the container 12 while stirring with stirring rollers 14 and 15, and a magnet sleeve 16 containing a permanent magnet carries a part of the two-component developer 13 with toner. Unnecessary toner that has not contributed to the development is returned from the developing unit while being conveyed to the roller 1. In the present embodiment, the two-component developing device 11 is a two-component developer in which a magnetic carrier powder having a particle size of 35 [μm] and a polyester toner having a particle size of about 6 [μm] are mixed in a weight ratio of 7 to 8 [wt%]. The agent 13 is accommodated. Part of the toner carried on the magnet sleeve 16 is transferred to the toner carrying roller 1 by a DC bias potential applied between the magnet sleeve 16 and the toner carrying roller 1.

トナー担持ローラ１に転移したトナーは、トナー担持ローラ１上でフレアを形成しながら、トナー担持ローラ１が図示しない駆動部により回転駆動されることで感光体１０との対向部である現像領域に搬送される。現像領域では、トナー担持ローラ１上のトナーがトナー担持ローラ１表面の平均電位と感光体１０の電位との差によって感光体１０上の静電潜像に付着してトナー像を形成する。電極軸３Ａ・３Ｂ間には交流電源５から電極ブラシ等によってバイアス電位として交流電圧が印加され、Ａ相電極群３ＡとＢ相電極群３Ｂとの間に時間周期的な電位差が形成される。電極に印加される単位時間当たりの電位平均値は、感光体１０に形成されている画像部電位と非画像部電位との間の値となる。トナー担持ローラ１の現像に寄与しなかった不要なトナーは現像部から再びマグネットスリーブ１６に戻ってくる。フレアが形成されているので、トナー担持ローラ１に対するトナーの付着力は非常に低く、トナー担持ローラ１によって現像部から戻ってきたトナーは、マグネットスリーブ１６の回転に追随した２成分現像剤の穂によって容易に掻き取られたり馴らされたりする。これを繰り返すことによって、トナー担持ローラ１上には常にほぼ一定量のトナーフレアが形成されることになる。 The toner transferred to the toner carrying roller 1 forms a flare on the toner carrying roller 1 and is rotated and driven by a driving unit (not shown) while the toner carrying roller 1 is rotated to a developing region which is a portion facing the photoconductor 10. Be transported. In the developing area, the toner on the toner carrying roller 1 adheres to the electrostatic latent image on the photoconductor 10 due to the difference between the average potential of the surface of the toner carrying roller 1 and the potential of the photoconductor 10 to form a toner image. An AC voltage is applied as a bias potential from the AC power source 5 by an electrode brush or the like between the electrode shafts 3A and 3B, and a time-periodic potential difference is formed between the A-phase electrode group 3A and the B-phase electrode group 3B. The average potential value per unit time applied to the electrode is a value between the image portion potential and the non-image portion potential formed on the photoconductor 10. Unnecessary toner that has not contributed to the development of the toner carrying roller 1 returns to the magnetic sleeve 16 from the developing unit again. Since the flare is formed, the adhesion force of the toner to the toner carrying roller 1 is very low, and the toner returned from the developing unit by the toner carrying roller 1 is the ear of the two-component developer following the rotation of the magnet sleeve 16. Is easily scraped or habituated. By repeating this, a substantially constant amount of toner flare is always formed on the toner carrying roller 1.

図１１は別の実施形態に係る現像装置の概略構成を示す構成図である。図１１に示す現像器１７は、マグネットスリーブ１６を省略して簡略化した構成とし、トナー担持ローラ１に対するトナー供給を２成分現像剤のカスケード現像現象によって行う。現像器２１は単純なカスケードを利用してトナー担持ローラ１に薄いトナー層を形成するため、トナー担持ローラ１へのトナー転移率が図１０に示す実施形態に比べて低下するが、その分トナー担持ローラ１の回転速度を高くすることにより、感光体１０への現像速度に対応することができる。また、図１２に示す現像器１７は、トナー担持ローラ１、容器１２、攪拌ローラ１４、１５とから構成され、成分現像器１１からマグネットスリーブ１６を省略した構成であるため、実質的に従来の２成分現像器と同サイズとなり、小型で高画質の作像エンジンを構成することが可能である。 FIG. 11 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a developing device according to another embodiment. The developing device 17 shown in FIG. 11 has a simplified configuration in which the magnet sleeve 16 is omitted, and the toner supply to the toner carrying roller 1 is performed by the cascade development phenomenon of the two-component developer. Since the developing device 21 forms a thin toner layer on the toner carrying roller 1 using a simple cascade, the toner transfer rate to the toner carrying roller 1 is lower than that in the embodiment shown in FIG. By increasing the rotation speed of the carrier roller 1, it is possible to cope with the developing speed on the photoconductor 10. 12 is composed of the toner carrying roller 1, the container 12, and the stirring rollers 14 and 15, and the magnetic sleeve 16 is omitted from the component developing device 11. It is the same size as the two-component developing device, and it is possible to construct a small and high-quality image forming engine.

図１２は、別の実施形態に係る現像装置の概略構成を示す構成図である。図１２に示す現像装置は、２成分現像器１１の代りにトナーのみを有する１成分現像器２１を用いる。この１成分現像器２１は、容器２２内のトナーＴを循環パドル２３で攪拌して循環させながらトナー担持ローラ１に供給し、トナー担持ローラ１上のトナーをトナー規制部材としてのドクタブレード２４により一定厚に規制して薄いトナー層とする。本実施形態では、トナー担持ローラ１上のトナー量が０．４５［ｍｇ・ｃｍ^２］となるように規制される。ドクタブレード２４に交流電圧を印加することで、フレアトナーのフレア活性度を上げて現像領域に送ることも可能である。現像領域に搬送されたトナー担持ローラ１上のトナーは、トナー担持ローラ１表面の平均電位−１５０Ｖと感光体１０の画像部電位−４０Ｖ（非画像部電位−２６０Ｖ）との差によって感光体１０上の静電潜像に付着してトナー像を形成する。現像に寄与しなかった不要なトナーは再びトナー溜まり部に戻ってくる。トナー担持ローラ１によって現像部から戻ってきたトナーは、フレアを形成しているためトナー担持ローラ１に対する付着力が非常に低く、トナー溜り部でのトナー間の摺擦によって容易に掻き取られたり馴らされたりする。これを繰り返す事によって、トナー担持ローラ１上には常にほぼ一定量のトナーフレアが形成されることになる。トナー担持ローラ１へのトナー供給安定性という意味では、図１０に示した現像器１１や図１１に示した現像器１７にやや劣る部分もあるが、それは条件を詰めれば解決できる問題であり、何よりも非常に小型軽量且つ高画質な作像エンジンを構成することが可能である。 FIG. 12 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of a developing device according to another embodiment. The developing device shown in FIG. 12 uses a one-component developer 21 having only toner instead of the two-component developer 11. The one-component developing device 21 supplies the toner T in the container 22 to the toner carrying roller 1 while being agitated and circulated by the circulation paddle 23, and the toner on the toner carrying roller 1 is supplied by a doctor blade 24 as a toner regulating member. A thin toner layer is formed with a constant thickness. In the present embodiment, the amount of toner on the toner carrying roller 1 is regulated to be 0.45 [mg · cm ² ]. By applying an alternating voltage to the doctor blade 24, the flare activity of the flare toner can be increased and sent to the development area. The toner on the toner carrying roller 1 conveyed to the developing area is the photosensitive member 10 due to the difference between the average potential of −150 V on the surface of the toner carrying roller 1 and the image portion potential of −40 V (non-image portion potential −260 V). A toner image is formed on the electrostatic latent image. Unnecessary toner that has not contributed to development returns to the toner reservoir again. The toner returned from the developing unit by the toner carrying roller 1 forms a flare and therefore has very low adhesion to the toner carrying roller 1 and can be easily scraped off by rubbing between the toner in the toner reservoir. Or get used to. By repeating this, a substantially constant amount of toner flare is always formed on the toner carrying roller 1. In terms of the stability of toner supply to the toner carrying roller 1, there are some inferior parts to the developing unit 11 shown in FIG. 10 and the developing unit 17 shown in FIG. 11, but this is a problem that can be solved if conditions are narrowed down. Above all, it is possible to construct an image forming engine that is extremely small and light and has high image quality.

図１３は、実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す概略構成図である。図１３に示す画像形成装置は、図１２に示した１成分現像器２１を利用して構成され、ベルト状感光体２０上に各色のトナー像を重ねて形成する画像形成装置の例である。この実施形態では、図示しないローラに掛け渡され回転駆動されるベルト状感光体２０の移動方向に沿って、複数色、例えばブラック、イエロー、シアン、マゼンタの画像をそれぞれ形成する複数の現像装置２１Ｋ、２１Ｙ、２１Ｃ、２１Ｍが並設されている。感光体２０は、まず、作像装置２５Ｋにて帯電装置２６Ｋにより一様に帯電され、図示しない露光手段としての書込装置によりブラックの画像データで変調された光ビーム２７Kを露光されることで静電潜像が形成される。この静電潜像が図１２に示した現像装置２１Kにより現像されてブラックのトナー像となる。その後、感光体２０は除電器２８Ｋにより除電されて次の画像形成に備える。次いで、感光体２０は、帯電装置２６Ｙにより一様に帯電され、図示しない露光手段としての書込装置により、イエローの画像データで変調された光ビーム２７Ｙを露光されることで静電潜像が形成される。この静電潜像が図１２に示した現像装置２１Ｙにより現像されて上記ブラックのトナー像と重なるイエローのトナー像となる。その後、感光体２０は除電器２８Ｙにより除電されて次の画像形成に備える。 FIG. 13 is a schematic configuration diagram illustrating a schematic configuration of the image forming apparatus according to the embodiment. The image forming apparatus shown in FIG. 13 is an example of an image forming apparatus that is configured by using the one-component developing device 21 shown in FIG. In this embodiment, a plurality of developing devices 21K that respectively form images of a plurality of colors, for example, black, yellow, cyan, and magenta, along the moving direction of the belt-shaped photoconductor 20 that is stretched around a roller (not shown). , 21Y, 21C, 21M are juxtaposed. First, the photoconductor 20 is uniformly charged by the image forming device 25K by the charging device 26K, and is exposed to the light beam 27K modulated by the black image data by a writing device as an exposure unit (not shown). An electrostatic latent image is formed. This electrostatic latent image is developed by the developing device 21K shown in FIG. 12 to become a black toner image. Thereafter, the photoconductor 20 is neutralized by the static eliminator 28K to prepare for the next image formation. Next, the photoreceptor 20 is uniformly charged by the charging device 26Y, and an electrostatic latent image is formed by exposing the light beam 27Y modulated with yellow image data by a writing device as an exposure unit (not shown). It is formed. The electrostatic latent image is developed by the developing device 21Y shown in FIG. 12 to become a yellow toner image that overlaps the black toner image. Thereafter, the photoconductor 20 is neutralized by the static eliminator 28Y to prepare for the next image formation.

次に、感光体２０は、帯電装置２６Ｃにより一様に帯電され、図示しない露光手段としての書込装置によりシアンの画像データで変調された光ビーム２７Ｃを露光されることで静電潜像が形成される。この静電潜像が図１２に示した現像装置２１Ｃにより現像されて上記ブラックのトナー像及び上記イエローのトナー像と重なるシアンのトナー像となる。その後、感光体２０は除電器２８Ｃにより除電されて次の画像形成に備える。次に、感光体２０は、帯電装置２６Ｍにより一様に帯電され、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２７Ｍを露光されることで静電潜像が形成される。この静電潜像が図１２に示した現像装置２１Ｍにより現像されて上記ブラックのトナー像、上記イエローのトナー像及び上記シアンのトナー像と重なるマゼンタのトナー像となることでフルカラー画像が形成される。 Next, the photosensitive member 20 is uniformly charged by the charging device 26C, and exposed to a light beam 27C modulated with cyan image data by a writing device as an exposure unit (not shown), whereby an electrostatic latent image is formed. It is formed. The electrostatic latent image is developed by the developing device 21C shown in FIG. 12 to become a cyan toner image overlapping the black toner image and the yellow toner image. Thereafter, the photoconductor 20 is neutralized by the static eliminator 28C to prepare for the next image formation. Next, the photosensitive member 20 is uniformly charged by the charging device 26M, and is exposed to a light beam 27M modulated by magenta image data by a writing device as an exposure unit (not shown), whereby an electrostatic latent image is formed. It is formed. The electrostatic latent image is developed by the developing device 21M shown in FIG. 12 and becomes a magenta toner image overlapping the black toner image, the yellow toner image, and the cyan toner image, thereby forming a full color image. The

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、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転写ローラ２９により感光体２０上のフルカラー画像が転写される。フルカラー画像が転写された記録媒体は、定着装置３０によりフルカラー画像が定着され、外部へ排出される。感光体２０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３１により残留トナー等が除去される。 On the other hand, a recording medium such as recording paper is fed from a paper feeding device (not shown), and a full color image on the photosensitive member 20 is transferred to the recording medium by a transfer roller 29 as a transfer unit to which a transfer bias is applied from a power source. . The recording medium on which the full color image is transferred is fixed by the fixing device 30 and discharged to the outside. Residual toner and the like are removed from the photoreceptor 20 by a cleaner 31 as a cleaning unit after the transfer of a full-color image.

図１３に示す画像形成装置では、同一のベルト状感光体２０上に４色分の書き込みを行うので、通常の４連タンデム方式と比較すると、原理的に位置ズレがほとんど発生せず、同一感光体２０上で色重ねができて位置ズレのない高画質のフルカラー画像を得ることができる。また、上記現像装置２１Ｋ、２１Ｙ、２１Ｃ、２１Ｍは、感光体２０上に一度形成されたトナー像に対しては影響を与えることが無いので、スキャベンジや混色などの問題が無く、高画質な作像プロセスを長期的に渡り安定して行う事ができる。なお、図１３に示す画像形成装置では、図１２で示した現像装置２１Ｋ、２１Ｙ、２１Ｃ、２１Ｍを用いたが、図１０及び図１１で示した現像装置１１、１７を用いてもよいことは言うまでもない。 In the image forming apparatus shown in FIG. 13, writing for four colors is performed on the same belt-shaped photoconductor 20, and therefore, in principle, there is almost no positional deviation compared with the normal quadruple tandem system, and the same photosensitivity. It is possible to obtain a high-quality full-color image that can be overlaid on the body 20 and has no positional deviation. Further, the developing devices 21K, 21Y, 21C, and 21M do not affect the toner image once formed on the photoconductor 20, so that there are no problems such as scavenging or color mixing, and high-quality production. The image process can be performed stably over the long term. In the image forming apparatus shown in FIG. 13, the developing devices 21K, 21Y, 21C, and 21M shown in FIG. 12 are used. However, the developing devices 11 and 17 shown in FIGS. 10 and 11 may be used. Needless to say.

以上、本実施形態に係る現像装置１１、１７、２１によれば、トナー担持体であるトナー担持ローラ１に電極幅や電極間距離のバラツキがあったり、重力や気流等の僅かな外力の影響があったりしても、フレアトナー寄りが発生しにくく、フレアトナーの均一性を高めることができる。
また、本実施形態に係る現像装置１１、１７、２１によれば、トナー担持ローラ１は、電圧印加手段である交流電源５によりＡ相パルス電圧が印加されるＡ相電極群３Ａ群と、Ｂ相パルス電圧が印加されるＢ相電極群とを備える。このトナー担持ローラ１に担持されたトナーは、Ａ相電極群３ＡとＢ相電極群３Ｂとの間を往復するようなホッピング運動を行いながら、トナー担持ローラ１の移動により潜像担持体である感光体１０との対向部である現像領域に搬送され現像に供される。
また、本実施形態に係る現像装置１１、１７、２１によれば、ローラ形状のトナー担持ローラ１を用いている。
また、本実施形態に係る現像装置１１、１７、２１によれば、トナー担持ローラ１はＡ相電極群３Ａに対して共通した電圧を導くための電極軸（ツバ８Ａ）とＢ相電極群３Ｂに対して共通した電圧を導くための電極軸（ツバ８Ｂ）とをローラ端面に隣り合わせて設けている。これらツバ８Ａ・８Ｂを給電面としているため、新たな共通電極を設ける必要がなく、Ａ相電極群３Ａ及びＢ相電極群３Ｂに対して独立してパルス電圧を印加することができる。
また、本実施形態に係る現像装置１１、１７、２１によれば、トナー担持ローラ１はＡ相電極群３Ａに対して共通した電圧を導くための電極軸６Ａ・７Ａと、Ｂ相電極群３Ｂに対して共通した電圧を導くための電極軸６Ｂ・７Ｂとを設けている。そして、これら電極軸６Ａ・６Ｂ・７Ａ・７Ｂの軸端面や軸周面を給電面としている。よって、新たな共通電極を設ける必要がなく、Ａ相電極群３Ａ及びＢ相電極群３Ｂに対して独立してパルス電圧を印加することができる。
また、本実施形態に係る現像装置１１、１７、２１によれば、トナー担持ローラ１の電極群３Ａ・３Ｂは、トナーＴとは逆極性の材料よりなる表面保護層４により被覆されている。これにより、トナー担持ローラ１の表面（表面保護層４）上でホッピングするトナーＴとの摺擦に伴ってトナーＴに正規の電荷を与えられることができる。
また、本実施形態に係る現像装置１１、１７、２１によれば、トナー担持体１の電極群３Ａ・３Ｂは、体積抵抗が１０^７［Ω・ｃｍ］以上１０^１３［Ω・ｃｍ］以下である材料よりなる表面保護層４により被覆されている。表面保護層４の体積抵抗を１０^７［Ω・ｃｍ］以上とすることにより、電極群３Ａ・３Ｂ間で電荷のリーク（ショート）を防止する。また、表面保護層４の体積抵抗を１０^１３［Ω・ｃｍ］以下とすることにより、トナー担持ローラ１の表面（表面保護層４）に電荷が蓄積するのを防止し、所望の平均電位が得られるようにする。
また、本実施形態に係る現像装置１１、１７、２１によれば、電極群３Ａ・３Ｂに印加される単位時間当たりの電位平均値は、静電潜像担持体である感光体１０・２０に形成されている画像部電位と非画像部電位との間の値である。これにより、トナー担持ローラ１上のトナーが感光体１０・２０上の静電潜像に付着してトナー像を形成する。
また、本実施形態に係る画像形成装置によれば、上述した現像装置１１、１７、２１を備えていることから、トナー飛散やムラ画像を抑制して、高品質な画像を得ることができる。
また、本実施形態に係る画像形成装置によれば、上述した現像装置２１Ｋ、２１Ｙ、２１Ｃ、２１Ｍを備えていることから、同一感光体２０上で色重ねができ、色ズレ、スキャベンジや混色等のない高品質な画像を得ることができる。 As described above, according to the developing devices 11, 17, and 21 according to the present embodiment, the toner carrying roller 1, which is a toner carrying member, has variations in electrode width and inter-electrode distance, and is affected by slight external forces such as gravity and airflow. Even if there is, flare toner deviation hardly occurs, and the uniformity of flare toner can be improved.
Further, according to the developing devices 11, 17, and 21 according to the present embodiment, the toner carrying roller 1 includes the A-phase electrode group 3 A group to which the A-phase pulse voltage is applied by the AC power supply 5 that is a voltage applying unit, and B And a B-phase electrode group to which a phase pulse voltage is applied. The toner carried on the toner carrying roller 1 is a latent image carrier by the movement of the toner carrying roller 1 while performing a hopping motion that reciprocates between the A-phase electrode group 3A and the B-phase electrode group 3B. It is transported to a development area that is a portion facing the photoconductor 10 for development.
Further, according to the developing devices 11, 17, and 21 according to the present embodiment, the roller-shaped toner carrying roller 1 is used.
Further, according to the developing devices 11, 17, and 21 according to the present embodiment, the toner carrying roller 1 uses the electrode shaft (head 8A) for guiding a common voltage to the A-phase electrode group 3A and the B-phase electrode group 3B. An electrode shaft (head 8B) for guiding a common voltage is provided adjacent to the roller end surface. Since these flanges 8A and 8B are used as power feeding surfaces, it is not necessary to provide a new common electrode, and a pulse voltage can be applied independently to the A-phase electrode group 3A and the B-phase electrode group 3B.
Further, according to the developing devices 11, 17, and 21 according to the present embodiment, the toner carrying roller 1 has the electrode shafts 6A and 7A for guiding a common voltage to the A-phase electrode group 3A, and the B-phase electrode group 3B. Are provided with electrode shafts 6B and 7B for guiding a common voltage. The shaft end surfaces and shaft circumferential surfaces of these electrode shafts 6A, 6B, 7A, and 7B are used as power feeding surfaces. Therefore, it is not necessary to provide a new common electrode, and a pulse voltage can be applied independently to the A-phase electrode group 3A and the B-phase electrode group 3B.
Further, according to the developing devices 11, 17, and 21 according to the present embodiment, the electrode groups 3 A and 3 B of the toner carrying roller 1 are covered with the surface protective layer 4 made of a material having a polarity opposite to that of the toner T. As a result, a regular charge can be applied to the toner T as the toner T rubs on the surface of the toner carrying roller 1 (surface protective layer 4).
Further, according to the developing devices 11, 17, and 21 according to this embodiment, the electrode groups 3 A and 3 B of the toner carrier 1 have a volume resistance of 10 ⁷ [Ω · cm] to 10 ¹³ [Ω · cm]. It is covered with a surface protective layer 4 made of a certain material. By setting the volume resistance of the surface protective layer 4 to 10 ⁷ [Ω · cm] or more, charge leakage (short circuit) is prevented between the electrode groups 3A and 3B. Further, by setting the volume resistance of the surface protective layer 4 to 10 ¹³ [Ω · cm] or less, accumulation of electric charge on the surface (surface protective layer 4) of the toner carrying roller 1 is prevented, and a desired average potential is obtained. To be obtained.
Further, according to the developing devices 11, 17, and 21 according to the present embodiment, the average potential value per unit time applied to the electrode groups 3A and 3B is applied to the photoconductors 10 and 20 that are electrostatic latent image carriers. This is a value between the formed image portion potential and the non-image portion potential. As a result, the toner on the toner carrying roller 1 adheres to the electrostatic latent images on the photoconductors 10 and 20 to form a toner image.
In addition, since the image forming apparatus according to the present embodiment includes the developing devices 11, 17, and 21 described above, high-quality images can be obtained while suppressing toner scattering and uneven images.
Further, according to the image forming apparatus according to the present embodiment, since the developing devices 21K, 21Y, 21C, and 21M described above are provided, the color can be superimposed on the same photoconductor 20, and color misregistration, scavenging, color mixing, etc. A high-quality image with no image can be obtained.

トナー担持ローラの構成を示す断面模式図。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a toner carrying roller. トナー担持ローラの構成を示す斜視図。FIG. 3 is a perspective view illustrating a configuration of a toner carrying roller. トナー担持ローラの電極群に印加される印加バイアスの特性を示す波形図。FIG. 6 is a waveform diagram showing characteristics of an applied bias applied to an electrode group of a toner carrying roller. （ａ）は、トナー担持ローラの基体の構成を示す断面図、（ｂ）はトナー担持ローラの電極軸の構成を示す斜視図、（ｃ）は基体に電極軸が圧入された様子を説明する断面図。(A) is a sectional view showing the configuration of the base of the toner carrying roller, (b) is a perspective view showing the configuration of the electrode shaft of the toner carrying roller, and (c) explains how the electrode shaft is press-fitted into the base. Sectional drawing. トナー担持ローラを平面状に展開した状態を示す平面図。FIG. 3 is a plan view showing a state where a toner carrying roller is developed in a planar shape. ａ）〜（ｅ）は、トナー担持ローラの製造工程を説明する断面模式図。(a)-(e) is a cross-sectional schematic diagram explaining the manufacturing process of a toner carrying roller. 本実施形態に係るトナー担持体の電極構成を示す模式図。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an electrode configuration of a toner carrier according to the exemplary embodiment. 別の実施形態に係るトナー担持体の電極構成を示す模式図。FIG. 6 is a schematic diagram showing an electrode configuration of a toner carrier according to another embodiment. フレアトナー寄りの評価実験結果を示す特性図。The characteristic view which shows the evaluation experiment result near flare toner. 本実施形態に係る現像装置の概略構成を示す構成図。FIG. 2 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a developing device according to the present embodiment. 別の実施形態に係る現像装置の概略構成を示す構成図。FIG. 6 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a developing device according to another embodiment. 別の実施形態に係る現像装置の概略構成を示す構成図。FIG. 6 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a developing device according to another embodiment. 同現像装置を用いた画像形成装置の概略構成を示す構成図。FIG. 2 is a configuration diagram showing a schematic configuration of an image forming apparatus using the developing device. 従来のトナー担持体の電極構成を示す模式図。FIG. 6 is a schematic diagram showing an electrode configuration of a conventional toner carrier.

Explanation of symbols

１トナー担持ローラ
２基体
３ＡＡ相電極群
３ＢＢ相電極群
４表面保護層
５交流電源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Toner carrying roller 2 Base | substrate 3A A phase electrode group 3B B phase electrode group 4 Surface protective layer 5 AC power supply

Claims

A toner carrier having an electrode group in which a plurality of electrodes are arranged in parallel at a predetermined pitch, and a voltage for applying voltages of different phases to adjacent electrodes so that the electric field between the electrodes changes temporally An application means for developing the latent image by causing the toner carried on the surface of the toner carrying member to fly from the surface by the electric field generated between the electrodes and to adhere to the latent image carried on the latent image carrying member. In the developing device,
2. A developing device according to claim 1, wherein, among the electrode groups, the electrode widths of the electrodes to which the voltages of other types of phases arranged in parallel on both sides of the electrode to which the voltages of one type of phase are applied are different from each other.

The developing device according to claim 1.
The developing device according to claim 1, wherein the voltage applying means applies a two-phase voltage to the electrode group.

The developing device according to claim 2.
The developing device according to claim 1, wherein the toner carrier has a roller shape.

The developing device according to claim 3.
The developing device according to claim 1, wherein the voltage applying means feeds power through a roller end surface of the toner carrier.

The developing device according to claim 3.
The developing device according to claim 1, wherein the voltage application means supplies power through a roller center portion of the toner carrier.

The developing device according to claim 1, 2, 3, 4 or 5.
The developing device according to claim 1, wherein the electrode group of the toner carrier is covered with a surface protective layer made of a material having a polarity opposite to that of the toner.

The developing device according to claim 1, 2, 3, 4, or 5.
The developing device according to claim 1, wherein the electrode group of the toner carrier is coated with a material having a volume resistance of 10 ⁷ [Ω · cm] to 10 ¹³ [Ω · cm].

The developing device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7.
The developing device according to claim 1, wherein the average potential value per unit time applied to the electrode group is a value between an image portion potential and a non-image portion potential formed on the electrostatic latent image carrier.

In an image forming apparatus comprising: a latent image carrier that carries a latent image; and a developing unit that develops the latent image on the latent image carrier to form a toner image.
An image forming apparatus using the developing device according to claim 1 as the developing device.

The image forming apparatus according to claim 9.
An image forming apparatus, wherein two or more types of toner images are superimposed on the latent image carrier.