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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像装置あり、潜像担持体(像担持体)上に形成される静電潜像を、現像剤などを用いて現像する現像装置、及び画像形成装置に関し、特に、進行波電界を用いて現像剤を搬送する機構(電界カーテン)を利用する現像装置関するものである。
【0002】
【従来の技術】
複写機・プリンタ・ファクシミリなどの電子写真プロセスを用いた画像形成装置が知られており、これらの画像形成装置に適用される現像装置としては、マグネットブラシを用いた二成分方式の現像装置や、一成分現像剤をブレードなどにより現像ローラなどの現像剤担持体に押圧して薄層を形成し、像担持体である感光体と接触させて現像を行う方式が知られており、すでに実用化に至っている。
【0003】
一方、像担持体に現像剤担持体を接触させずに現像を行う非接触方式の現像装置が注目されており、パウダークラウド法・ジャンピング法や電界カーテン(進行波電界)を利用した方法が提案されている。たとえば、電界カーテンを用いた現像装置としては、次のようなものが挙げられる。特開平3−21967号公報には、以下の技術が開示されている。現像剤担持搬送体によって搬送される現像剤を予備荷電する予備荷電手段と、現像剤担持搬送体上に電界カーテンを作用させる電界カーテン発生手段とを設ける。予備荷電手段としては、たとえば発泡ウレタンよりなる予備荷電ローラが用いられ、該予備荷電ローラが現像剤担持搬送体に接するように設けられており、かつ、この予備荷電ローラに先端が接するようにブレードが設けられている。上記予備荷電ローラは、現像剤担持搬送体との間で現像剤を摩擦することにより現像剤の予備帯電を行うとともに現像剤の層厚も規制する。
【0004】
上記構成によれば、現像剤を均一に適性な荷電量に帯電させることができるとともに、現像剤を像担持体に安定して搬送させることもできるようになる。その結果、搬送時に現像剤が飛散したり、形成される画像にカブリが生じることが回避される。
【0005】
しかしながら、上記従来技術においては、次に示す問題点を招来する。▲1▼予備荷電ローラを現像剤担持搬送体に接触させて回転させると、現像剤担持搬送体が帯電し、現像剤の安定した搬送ができなくなるおそれがある。また、この問題点に関しても何も述べられていない。▲2▼現像剤担持搬送体に供給された現像剤の層厚を均一化させる観点から、予備荷電ローラを現像剤担持搬送体の回転方向とは逆方向に回転させることが示されている。しかしながら、現像剤を安定して搬送させることに関しては何も述べられていない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、進行波電界を用いて現像剤を搬送する機構(電界カーテン)を利用する場合に、現像剤の搬送を妨げるような諸問題点を解消して、より円滑かつ確実に現像剤の搬送を可能とする現像装置提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基材中に所定間隔を有して複数配列されている電極に印加される多相電圧により進行波電界を形成して現像剤を搬送する現像剤搬送手段と、該現像剤搬送手段の表面に回転可能に接触し、かつ、現像剤搬送手段に現像剤を供給する略円筒形状の供給手段とを備えており、そして、現像剤搬送手段は、静電潜像をその表面に担持する像担持体に対向する現像領域に配置されている現像装置において、
光を照射する光照射手段を備えており、そして、前記現像剤搬送手段は、光照射手段の光が照射される光導電層を、少なくとも供給手段との接触部位を含む領域に有する現像装置である。
【0008】
供給手段が現像剤搬送手段に回転可能に接触すると、その表面で搬送される現像剤だけでなく、現像剤搬送手段までもが帯電し、その結果、現像剤を安定して搬送することが妨げられるおそれがある。これに対して、上記構成によれば、少なくとも供給手段の接触部位近傍に光導電層を形成し、この光導電層に対して定期的に光照射手段で光を照射することによって、帯電した現像剤搬送手段を除電することが可能になる。そのため、現像剤をより安定して搬送することができる。
【0009】
また、上記光導電層が両極性の電導性を示す材料で形成されている現像装置である。
【0010】
上記構成によれば、光導電層が両極性の電導性を示すため、供給手段と現像剤搬送手段との接触により生じる摩擦電荷が何れの極性であっても確実に除電することができる。
【0011】
そして、本発明は、上記現像剤搬送手段における、光導電層が設けられている領域に配列している電極が、透明電極からなる現像装置である。
【0012】
上記構成によれば、電極が透明電極であるので、光照射手段による光導電層に対する光の照射時にも、電極によって光が遮蔽されることがないので、光導電層全体に均一に光を照射して、より均一な除電を行うことができる。
【0013】
更に、本発明は、上記光照射手段により光を照射する時点で、供給手段及び現像剤搬送手段における複数の電極のうち、少なくとも一方に対して、所定の直流電圧を印加する現像装置である。
【0014】
上記構成によれば、光導電層に形成される電界を強くすることになるので、帯電した現像剤搬送手段をより迅速に除電することができる。
【0015】
また、本発明は、上記光照射手段による光の照射が、1回の現像動作の終了毎に実施される現像装置である。
【0016】
上記構成によれば、1回の現像動作の終了毎、すなわち、本発明の現像装置を備える画像形成装置が1回の画像形成動作を完了する毎に、現像剤搬送手段を除電することになる。そのため、画像形成動作毎に常に現像剤を安定して搬送することが可能になり、本発明にかかる現像剤を備える画像形成装置により形成される画像の品質をより一層向上させることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を説明する。
本発明の現像装置及び画像形成装置の実施の形態について、図1〜図8を用いて説明する。図1は、実施の形態が適用される画像形成装置の構成の模式図である。図2は、実施の形態1の現像装置の構成の模式図である。図3は、実施の形態1の現像装置のトナー搬送部材の構成を示す模式図である。図4は、実施の形態1におけるトナー搬送部材に印加される電圧波形の例の波形図である。図5は、実施の形態1の現像装置のトナー搬送部材の構成を示す模式図である。図6は、実施の形態1の現像装置の他の例の模式図である。図7は、実施の形態2の現像装置の構成の模式図である。図8は、実施の形態2で説明するトナー搬送部材と供給部材との接触部の説明図である。
【0021】
本発明の現像装置を説明するために、まず、本発明の現像装置が適用される画像形成装置の一例を説明すると、図1に示すように、画像形成装置は、感光体2、帯電部材3、露光部材4、現像装置1、転写部材5、クリーニング部材6、除電部材7、定着部材8を具備している。そして、円筒状の感光体2を中心として、その周囲に、帯電部材3、露光部材4、現像装置1、転写部材5、クリーニング部材6、および除電部材7がこの順で配置されている。勿論他の部材が配置されていてもよい。また、感光体2と転写部材5との間には、記録媒体9としての用紙が搬送される用紙搬送路が配置されている。用紙搬送路の搬送方向から見て感光体2の下流側には、定着部材8が配置されている。
【0022】
電子写真プロセスでは、像担持体としての感光体2に原稿像、あるいはホストコンピュータからのデータに対応した静電潜像が形成され、その静電潜像が現像装置1によって可視化され、PPC用紙等の記録媒体9上に転写されて画像形成が行われる。
【0023】
感光体2は、図1に示すように、基材21上に光導電層22が形成されており、帯電部材3から上記各部材の配置順に従って回転可能となっている。まず感光体2表面は、帯電部材3によって所定の電位となるまで帯電される。所定電位まで帯電された感光体表面は、感光体2の回転(回転方向2a)によって露光部材4の位置まで到達する。この露光部材4は書き込み手段であり、画像情報に基づいて、たとえばレーザーなどの光によって帯電している感光体表面上に画像を書き込む。これによって、感光体2上に静電潜像が形成される。静電潜像が形成された感光体表面は、感光体2の回転によって現像装置1の位置まで到達する。
【0024】
現像装置1では、トナー搬送部材(現像剤搬送手段)11上を搬送されるトナー17などの現像剤によって、感光体表面の静電潜像をトナー像として現像する。トナー像が担持された感光体表面は、感光体2の回転によって転写部材5の位置まで到達する。転写部材5は、感光体表面上のトナー像を、記録媒体9であるたとえば用紙上に転写する。感光体2から記録媒体9上に転写されたトナー像は、定着部材8によって紙上に定着される。
【0025】
トナー像が転写された後の感光体表面は、感光体2の回転によってクリーニング部材6の位置まで到達する。クリーニング部材6は、感光体表面に残留しているトナーや紙粉などを除去する。クリーニング部材6によってクリーニングされた感光体表面は、感光体2の回転によって除電部材7の位置まで到達する。除電部材7は、感光体表面に残留している電位を除去する。上述した一連の動作によって一回の画像形成が終了する。
【0026】
感光体2としては、たとえば、アルミニウムなどの金属ドラムを基材21として、その外周面にアモルファスシリコン(a−Si)、セレン(Se)や有機光半導体(OPC)などの光導電層22が薄膜状に形成されてなる構成が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【0027】
帯電部材3としては、たとえばタングステンワイヤなどの帯電線・金属製のシールド板・グリッド板などよりなるコロナ帯電器や帯電ローラ・帯電ブラシなどの構成が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【0028】
露光部材4としては、たとえば半導体レーザや発光ダイオードなどが挙げられるが、特に限定されるものではない。
【0029】
転写部材5としては、たとえば、コロナ転写器・転写ローラ・転写ブラシなどが挙げられるが、特に限定されるものではない。
【0030】
クリーニング部材6としては、クリーニングブレードなどが挙げられるが、特に限定されるものではない。
【0031】
除電部材7としては、除電ランプなどが挙げられるが、特に限定されるものではない。
【0032】
なお、図1では、トナー搬送部材11と感光体2との間には一定の間隔が設けられているため、本実施の形態では、感光体表面の静電潜像を非接触で現像する構成となっているが、本発明はこれに限定されるものではなく、トナー搬送部材11と感光体表面とを接触させて接触現像を行う構成であっても構わない。
【0033】
実施の形態1を説明する。本実施の形態にかかる現像装置1は、図2に示すように、トナー搬送部材(現像剤搬送手段)11と、支持部材12と、供給部材13と、回収部材14と、光照射部材15と、ケーシング16と、トナー混合手段18と備えている。トナー搬送部材(現像剤搬送手段)11、支持部材12、供給部材13、回収部材14、及び光照射部材15については、後述する。ケーシング16はトナー(現像剤)17を内部に収容するものである。トナー混合手段18は、ケーシング内に収容されているトナー17を混合・撹拌するためのものであり、本実施の形態では、ミキシングパドル(MXパドル)が用いられ、回転方向18aに回転している。
【0034】
トナー搬送部材11は、感光体2の現像領域2bに対向して略平面を形成するようなベルト形状となっている。図2では、トナー搬送部材11としてベルト形状のものを示しているが、トナー搬送部材11の形状はこれに限定されるものではなく、例えば、半円弧状のものでも構わない。トナー搬送部材11は、図2で、現像装置1における上下方向に対して若干傾斜して、感光体表面における現像領域2bの接線方向に対して略平行となるように配置されている。また、ベルト形状のトナー搬送部材11が上記配置を保持できるように、トナー17を搬送する表面とは反対側の表面に、トナー搬送部材11を保持する支持部材12が設けられている。さらに、トナー搬送部材11における供給部材13との接触部位を含む領域に光導電層111が設けられており、また、この光導電層111となっている領域に対して光を照射する光照射部材(光照射手段)15が支持部材12の内側に備えられている。
【0035】
トナー搬送部材11の下方端部(上流側)には、トナー搬送部材表面上を搬送されるトナーを供給する供給部材(供給手段)13が設けられている。一方、トナー搬送部材11の上方端部(下流側)には、トナー搬送部材表面のトナーを回収する回収部材14が設けられている。また、トナー搬送部材11には、多相交流電源19aと現像バイアス電源19bとが直列に接続されている。供給部材13・回収部材14の何れも、ベルト形状のトナー搬送部材11の表面に回転可能に接触している。
【0036】
供給部材13は、ケーシング16内に収容されているトナー17をトナー搬送部材11に供給するためのものであり、その材質としては特に限定されるものではないが、たとえばシリコーン、ウレタン、EPDM(エチレン−プロピレン−ジエン−メチレン共重合体)などのソリッドゴム、発泡ゴムなどが挙げられる。また、カーボンブラックやイオン導電剤を添加することによって導電性を付与してもよい(電圧印加も可能)。供給部材13とトナー搬送部材11との接触圧力や供給部材13に印加する電圧値を適切な値に設定し、供給部材13にトナー17を帯電させる機能を付加するようにしても良い。あるいは、供給部材13の前段に、例えば薄板状のブレード(材料としては、供給部材13と同じものが使用可能)を設け、トナー17を帯電させるようにしても構わない。
【0037】
回収部材14は、感光体2上の静電潜像の現像に寄与しないトナーを回収して現像装置1内に戻すためのものであり、その材質としては、特に限定されないが、たとえば供給部材13と同様のものを使用することができる。
【0038】
支持部材12は、ベルト形状のトナー搬送部材11を感光体2の現像領域2bに対向した状態を保持するためのもので、その構成は特に限定されるものではない。たとえば、ポリカーボネートやアクリル樹脂などを挙げることができる。
【0039】
光照射部材15は、後述するように、トナー搬送部材11における光導電層111となっている領域に対して光を照射することによって、帯電している領域を除電することができるものであれば特に限定されるものではないが、たとえばLED(Light Emitting Diode)が好適に用いられる。
【0040】
トナー搬送部材11は、電界カーテン作用によりトナー17を搬送するものであり、図3に示すように、絶縁層(基材)114内に、電界カーテン作用を発生させる進行波発生電極113が、複数本を一組として複数組が順次連続して埋設されている。そして、これらの電極113にトナー搬送のための多相交流電源19a及び現像バイアス直流電源19bから、多相の交流電圧が印加されることにより、トナー搬送部材11の表面に平行となる方向に電界カーテンが発生し、これによって現像領域まで電界カーテン作用によりトナー17を搬送するようになっている。
【0041】
トナー搬送部材11の具体例を挙げると、たとえば、基材114:ポリイミド(厚さ25μm)、進行波発生電極113:銅(厚さ18μm)、表面保護層112:ポリイミド(厚さ25μm)といった構成を挙げることができる。また、進行波発生電極113は、幅40μm〜130μmの微小電極であり、これが100dpi(dot per inch)〜300dpi、すなわち約254μm〜85μmのピッチの間隔を保って互いに平行に配置されている。
【0042】
本実施の形態では、4本の微小電極▲1▼〜▲4▼を1組とし、これら各組の電極に対して、たとえば図4に示すような電圧波形(位相シフトを有する)の4相の交番電圧を印加し、進行波発生電極上に進行波電界を形成しているが、特にこれに限定されるものではなく、3本の微小電極を1組として3相の交番電圧を印加しても構わない。また、図4に示すように、感光体2とトナー搬送部材11との間に現像電界が形成されるようにバイアス電圧(現像バイアス)が印加されていることが好ましい。この点については後述する。
【0043】
印加される電圧波形は、正弦波や台形波などでも良く、電圧値の範囲としては、10V〜1kV程度が好ましく、周波数の範囲としては、100Hz〜100kHzが好ましく用いられる。ただし、これらの電圧値や周波数については、進行波発生電極113の形状、トナー17の搬送速度、トナー17の使用材料などによって適性値を設定すればよく、特に限定されるものではない。
【0044】
本実施の形態では、図2及び図5に示すように、トナー搬送部材11における、少なくとも供給部材13との接触部位を含む一定領域に光導電層111を設けている。図2及び図5では、表面保護層112におけるニップ部(供給部材が接触している部位)近傍の一部に光導電層111を設けている。
【0045】
従来の構成(光導電層を有しない)では、予備荷電手段(供給部材)がトナー搬送部材の表面に回転可能に接触することで、その表面で搬送される現像剤だけでなく、トナー搬送部材までもが帯電するという事態を招来していた。このようにトナー搬送部材が帯電すると、その領域でトナーを搬送するための充分な進行波電界が形成されなくなって、進行波によるトナーの搬送を妨害する可能性が高くなり、トナーを安定して搬送することが妨げられるおそれがあった。
【0046】
これに対して、本実施の形態では、少なくとも供給部材13とトナー搬送部材11とが接触するニップ部近傍を光導電層111で形成しているため、この光導電層111の領域に対して定期的に光照射部材15で光を照射すれば、帯電したトナー搬送部材11を除電することが可能になる。そのため、現像剤(トナー)17をより安定して搬送することができる。
【0047】
このときの光導電層111としては、光の照射によって電導性を示すものであれば特に限定されるものではない。光導電層111として用いられる材料としては、具体的には、たとえば、キャリア発生層及びキャリア輸送層からなる有機半導体や、水素化アモルファスシリコンなどが好適に用いられる。
【0048】
有機半導体の具体例を説明する。まず、キャリア発生層としては、少なくともバインダ樹脂に対して電荷発生材料が添加されてなる構成を挙げることができる。他に化学増感剤や光学増感剤などの各種添加剤などが加えられていてもよい。
【0049】
電荷発生材料としては、たとえば、クロルダイアンブルーなどのビスアゾ系化合物;ジブロモアンサンスロンなどの多環キノン系化合物;ペリレン系化合物;キナクリドン系化合物;フタロシアニン系化合物;アズレニュウム塩系化合物;などが挙げられる。これら各材料は一種類のみを用いてもよく、二種類以上を併用してもよい。
【0050】
キャリア発生層のバインダ樹脂としても特に限定されるものではないが、たとえば、ポリビニルブチラール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。
【0051】
化学増感剤としては、たとえば電子受容性材料が挙げられ、光学増感剤としては各種色素が挙げられる。電子受容性材料は、特に限定されるものではないが、たとえば、テトラシアノエチレン、7,7,8,8−テトラシアノキノジメタンなどのシアノ化合物;アントラキノン、p−ベンゾキノンなどのキノン類;2,4,7−トリニトロフルオレノンなどのニトロ化合物などが挙げられる。また、上記光学増感剤としての色素も特に限定されるものではないが、たとえば、キサンテン系色素;チアジン色素;トリフェニルメタ系色素などが挙げられる。
【0052】
次に、キャリア輸送層としても、少なくともバインダ樹脂に対して電荷輸送材料が添加されてなる構成を挙げることができる。
【0053】
電荷輸送材料としては、たとえば、ポリビニルカルバゾール、ポリシランなどの高分子化合物;ヒドランゾン化合物、オキサジアゾール化合物、スチルベン化合物、トリフェニルメタン化合物などの低分子化合物などが挙げられる。
【0054】
キャリア輸送層のバインダ樹脂としても特に限定されるものではないが、たとえば、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。
【0055】
次に、水素化アモルファスシリコン(a−Si:H)について説明する。水素化アモルファスシリコンは、通常のプラズマ化学蒸着法(プラズマCVD法:Chemical Vapor Deposition)で作成される真性の水素化アモルファスシリコンや、微量(数ppm〜10数ppm)のホウ素(B)を添加してなるホウ素ドーピングした水素化アモルファスシリコンなどが挙げられる。
【0056】
この水素化アモルファスシリコンの体積抵抗率ρは、10Ω・cm以上1011Ω・cm以下であることが好ましいが、特に限定されるものではない。体積抵抗率ρは、プラズマCVD法による作成時での基板温度、圧力、ガスの流量、高周波電力などを適切に設定することで調整可能である。
【0057】
本実施の形態においては、光導電層としては、上記何れの材料を用いてもよいが、より一層好ましいのは水素化アモルファスシリコンである。水素化アモルファスシリコンには、進行波電界を乱さず比較的容易に除電できる、両極性の電導性を示す、表面硬度が硬く表面保護層の磨耗を防ぐことができる、などの利点があるので好ましい。
【0058】
本実施の形態では、供給部材とトナー搬送部材との接触により生じる摩擦電荷は正負両方の電荷が考えられるので、一方の極性のみの電導性を示す材料よりも双方の極性の電導性を示す材料であれば、帯電極性が変化してもトナー搬送部材を確実に除電することができる。すなわち、本実施の形態における光導電層としては、水素化アモルファスシリコンに限らず、両極性の電導性を示す材料を用いることが好ましい。
【0059】
また、光導電層が設けられている領域に配列している進行波発生電極は透明電極で形成されていることが好ましい。これによって、光照射部材による光導電層に対する光の照射時に、電極によって光が遮蔽されることがなくなる。そのため、光導電層全体に均一に光を照射して、より均一な除電を行うことができる。
【0060】
透明電極としては、特に限定されるものではないが、たとえばITO(Indium Tin Oxide)、酸化スズ(SnO)、酸化インジウム(In)などが挙げられる。この透明電極の形成方法としても特に限定されるものではないが、たとえば電子ビーム蒸着法などが好ましく用いられる。
【0061】
図2及び図5に示す構成では、供給部材とトナー搬送部材とのニップ部のみに光導電層を設けているが、本実施の形態では、これに限定されるものではなく、図6に示すように、トナー搬送部材11の表面保護層全域に光導電層111を設けてもよい。
【0062】
このとき、トナー搬送部材全域に光を照射するためには、光照射部材15を回転(回転方向15a)させるような手法が好適に用いられる。光照射部材15を回転させる際には、光照射強度を同一にするために、光照射部材15と光導電層111との距離に応じて電流値を調整することが好ましい。これによって、より一層確実に除電を行うことができる。
【0063】
また、本実施の形態においては、光照射部材15により光を照射する時点で、供給部材13およびトナー搬送部材11の進行波発生電極113のうち少なくとも一方に対して、バイアス電圧(所定の直流電圧)を印加することが好ましい。
【0064】
たとえば、トナー搬送部材11については、本実施の形態では、4本の微小電極▲1▼〜▲4▼を1組とし、これら各組の電極に対して、たとえば図4に示すような電圧波形の4相の交番電圧を印加し、進行波発生電極上に進行波電界を形成しているが、さらに、図4に示すように、感光体2とトナー搬送部材11との間に現像電界が形成されるように現像バイアス電圧(所定の直流電圧)が印加されていることが好ましい(この時、供給部材13はアース電位、あるいは、現像バイアス電源19bとは逆極性の直流電圧が印加される)。これによって、光導電層111に形成される電界を強くすることが可能になるので、帯電したトナー搬送部材11をより迅速に除電することができる。
【0065】
また逆に、供給部材13に電圧を印加し、トナー搬送部材11の各組の電極をアース電位あるいは供給部材13に印加する電圧と逆極性の電圧を印加するようにしても良い。
【0066】
本実施の形態における光照射部材15による光の照射タイミングとしては、特に限定されるものではないが、より好ましいタイミングは、1回の現像動作の終了毎である。つまり、1回の現像動作が終了するということは、本実施の形態の現像装置1を備える画像形成装置が1回の画像形成動作を完了するタイミングに合致することになる。それゆえ、画像形成動作1回毎に、トナー搬送部材11を除電することになるため、トナー搬送部材11における好ましくない帯電状態は画像形成動作1回毎にキャンセルされることになる。それゆえ、画像形成動作毎に常にトナーを安定して搬送することが可能になり、形成される画像の品質をより一層向上させることができる。
【0067】
実施の形態2を説明する。本実施の形態では、供給部材の回転方向13aとトナーの搬送方向11aとを同じ方向(順方向)にすることによって、トナー17をより円滑に搬送することができる。そして、本実施の形態の現像装置1は、図7に示すように、前記実施の形態1における光導電層と光照射部材を備えていない点以外は、ほぼ同一の構成を有している。
【0068】
ここで供給部材が、ベルト形状のトナー搬送部材の表面と接触した状態で回転することによってトナーをトナー搬送部材に供給することを説明する。図9及び図10に示すように、トナーの搬送方向に対して供給部材の回転方向が、ニップ部13bで逆方向となっていると、ニップ部の出口側でトナー溜まりが発生する。このようなトナー溜まりが発生するということは、トナーが円滑に搬送されないということを指しており、さらにこのトナー溜まり事態がトナー搬送の障壁ともなるため、円滑なトナーの搬送がより一層困難となる。
【0069】
そこで、本実施の形態では、供給部材のニップ部での回転方向、すなわちトナー搬送部材11と接触している表面における供給部材13の回転方向を、トナーの搬送方向に対して順方向、すなわち同一方向とする。これによって、図8に示すように、ニップ部でトナーが供給部材によって遮られて現像剤が滞留することが抑制されるので、現像剤を安定して搬送することができる。
【0070】
供給部材13としては、実施の形態1と同様のものが用いられるが、このときの回転速度としては数mm/s〜数10mm/sであることが好ましい。また、ニップ部におけるトナー搬送部材11の表面と供給部材13との接触圧力(ニップ圧)としては数gf/mmであることが好ましい。供給部材13の回転速度や接触圧力は、供給部材13やトナー搬送部材11に用いる材料やトナーの搬送速度に応じて適切な値に(実施の形態1で説明したようにトナー搬送部材11が帯電するのを防止し、トナー溜まりが生じないように)設定すれば良い。このように供給部材を設定することでよりトナー溜まりの発生を効果的に回避することができる。
【0071】
さらに、実施の形態2における構成、すなわち供給部材の回転方向をトナーの搬送方向と同じ方向にする構成は、実施の形態1の構成、すなわち光導電層をニップ部に設けて、光照射により除電する構成にも適用することができる。その結果、実施の形態1の構成により進行波の形成が妨げられず、トナーがより円滑に搬送される上に、供給部材によるトナー溜まりが発生しないため、トナーがさらに一層円滑に搬送されることになる。それゆえ、本発明における現像装置においては、実施の形態1および2の一方のみならず、両方の構成が採用されることが非常に好ましい。また、現像装置を備える画像形成装置としては、電子写真プロセス以外のプロセス、例えばイオンフロー方式、トナージェット方式等、他の方式の画像形成装置でも、同様に適用可能である。
【0072】
【発明の効果】
本発明によれば、進行波電界を用いて現像剤を搬送する機構(電界カーテン)を利用する場合に、現像剤の搬送を妨げるような諸問題点を解消して、より円滑かつ確実に現像剤の搬送を可能とする現像装置得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態が適用される画像形成装置の構成の模式図。
【図2】実施の形態1の現像装置の構成の模式図。
【図3】実施の形態1の現像装置のトナー搬送部材の断面模式図。
【図4】実施の形態1におけるトナー搬送部材に印加される電圧波形の例の波形図。
【図5】実施の形態1の現像装置のトナー搬送部材の正面模式図。
【図6】実施の形態1の現像装置の他の例の模式図。
【図7】実施の形態2の現像装置の構成の模式図。
【図8】実施の形態2で説明するトナー搬送部材と供給部材との接触部の説明図。
【図9】トナー溜まりのが生じる例の現像装置のトナー搬送部材の正面模式図。
【図10】トナー搬送部材と供給部材との接触部におけるトナー溜まりの説明図。
【符号の説明】
1 現像装置
11 トナー搬送部材
11a トナー搬送方向
111 光導電層
112 表面保護層
113 進行波発生電極
114 基材
12 支持部材
13 供給部材
13a 回転方向
13b ニップ部
14 回収部材
15 光照射部材
16 ケーシング
17 トナー
18 MXパドル
19a 多相交流電源
19b 現像バイアス直流電源
2 感光体
2a 回転方向
2b 現像領域
21 基材
22 光導電層
3 帯電部材
4 露光部材
5 転写部材
6 クリーニング部材
7 除電部材
8 定着部材
9 記録媒体
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a developing device. so In particular, the present invention relates to a developing device that develops an electrostatic latent image formed on a latent image carrier (image carrier) using a developer and the like, and particularly to a developer using a traveling wave electric field. Developing device using a transport mechanism (electric field curtain) In It is related.
[0002]
[Prior art]
Image forming apparatuses using electrophotographic processes such as copying machines, printers, facsimiles, and the like are known, and as a developing device applied to these image forming apparatuses, a two-component developing device using a magnet brush, A method is known in which a single-layer developer is pressed against a developer carrier such as a developing roller with a blade to form a thin layer and contact with a photoconductor, which is an image carrier, for development. Has reached.
[0003]
On the other hand, non-contact developing devices that perform development without bringing the developer carrier into contact with the image carrier are attracting attention, and methods using the powder cloud method, jumping method, and electric field curtain (traveling wave electric field) are proposed. Has been. For example, a developing device using an electric field curtain includes the following. Japanese Patent Laid-Open No. 3-21967 discloses the following technique. Precharging means for precharging the developer transported by the developer carrying transport body and electric field curtain generating means for applying an electric field curtain on the developer carrying transport body are provided. As the preliminary charging means, for example, a preliminary charging roller made of foamed urethane is used. The preliminary charging roller is provided so as to be in contact with the developer carrying member, and a blade is provided so that the tip is in contact with the preliminary charging roller. Is provided. The preliminary charging roller preliminarily charges the developer by rubbing the developer with the developer carrying member and regulates the layer thickness of the developer.
[0004]
According to the above configuration, the developer can be uniformly charged to an appropriate charge amount, and the developer can be stably conveyed to the image carrier. As a result, it is avoided that the developer is scattered during conveyance or fogging is generated in the formed image.
[0005]
However, the above-described prior art causes the following problems. {Circle around (1)} When the pre-charging roller is brought into contact with the developer carrying member and rotated, the developer carrying member may be charged and the developer may not be stably conveyed. Nothing is said about this problem. {Circle around (2)} From the viewpoint of uniformizing the layer thickness of the developer supplied to the developer carrying carrier, it is shown that the preliminary charging roller is rotated in the direction opposite to the rotation direction of the developer carrying carrier. However, nothing is said about stably transporting the developer.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to prevent the developer from being transported when a mechanism (electric field curtain) that transports the developer using a traveling wave electric field is used. Development device that eliminates various problems and enables smoother and more reliable transport of developer The It is to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a developer conveying means for conveying a developer by forming a traveling wave electric field by a multiphase voltage applied to a plurality of electrodes arranged at predetermined intervals in a substrate, and the developer conveying A substantially cylindrical supply means for rotatingly contacting the surface of the means and supplying the developer to the developer conveying means, and the developer conveying means has an electrostatic latent image on its surface. In the developing device disposed in the developing area facing the image carrier to be carried,
A light irradiating means for irradiating light, and the developer conveying means comprises a light irradiating means. Of light A developing device having a photoconductive layer in an area including at least a contact portion with a supply means.
[0008]
When the supply means rotates in contact with the developer conveying means, not only the developer conveyed on the surface but also the developer conveying means is charged, and as a result, the developer is prevented from being conveyed stably. There is a risk of being. On the other hand, according to the above configuration, a photoconductive layer is formed at least in the vicinity of the contact portion of the supply means, and the photoconductive layer is regularly irradiated with light by the light irradiation means, thereby developing charged. It becomes possible to neutralize the agent transporting means. Therefore, the developer can be transported more stably.
[0009]
Further, in the developing device, the photoconductive layer is formed of a material exhibiting bipolar conductivity.
[0010]
According to the above-described configuration, since the photoconductive layer exhibits bipolar conductivity, it is possible to reliably remove the charge regardless of the polarity of the triboelectric charge generated by the contact between the supply unit and the developer transport unit.
[0011]
The present invention is the developing device in which the electrode arranged in the region where the photoconductive layer is provided in the developer conveying means is a transparent electrode.
[0012]
According to the above configuration, since the electrode is a transparent electrode, the light is not shielded by the electrode even when the light irradiating means irradiates the light to the photoconductive layer. Thus, more uniform charge removal can be performed.
[0013]
Furthermore, the present invention is a developing device that applies a predetermined DC voltage to at least one of the plurality of electrodes in the supply unit and the developer transport unit when the light irradiation unit irradiates light.
[0014]
According to the above configuration, since the electric field formed in the photoconductive layer is strengthened, the charged developer conveying means can be discharged more quickly.
[0015]
In addition, the present invention is a developing device in which the light irradiation by the light irradiation unit is performed every time one developing operation is completed.
[0016]
According to the above configuration, the developer conveying means is neutralized every time when one developing operation is completed, that is, every time an image forming apparatus including the developing device of the present invention completes one image forming operation. . Therefore, the developer can be stably conveyed at every image forming operation, and the quality of the image formed by the image forming apparatus including the developer according to the present invention can be further improved.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the invention will be described.
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a developing device and an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic diagram of a configuration of an image forming apparatus to which the exemplary embodiment is applied. FIG. 2 is a schematic diagram of a configuration of the developing device according to the first embodiment. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration of a toner conveying member of the developing device according to the first embodiment. FIG. 4 is a waveform diagram of an example of a voltage waveform applied to the toner conveying member in the first embodiment. FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a configuration of a toner conveying member of the developing device according to the first embodiment. FIG. 6 is a schematic diagram of another example of the developing device according to the first embodiment. FIG. 7 is a schematic diagram of a configuration of the developing device according to the second embodiment. FIG. 8 is an explanatory diagram of a contact portion between the toner conveying member and the supply member described in the second embodiment.
[0021]
In order to describe the developing device of the present invention, first, an example of an image forming apparatus to which the developing device of the present invention is applied will be described. As shown in FIG. 1, the image forming device includes a photoreceptor 2 and a charging member 3. , An exposure member 4, a developing device 1, a transfer member 5, a cleaning member 6, a charge removal member 7, and a fixing member 8. A charging member 3, an exposure member 4, a developing device 1, a transfer member 5, a cleaning member 6, and a charge removal member 7 are arranged in this order around the cylindrical photoreceptor 2. Of course, other members may be arranged. In addition, a sheet conveyance path for conveying a sheet as the recording medium 9 is disposed between the photosensitive member 2 and the transfer member 5. A fixing member 8 is disposed on the downstream side of the photosensitive member 2 when viewed from the conveyance direction of the sheet conveyance path.
[0022]
In the electrophotographic process, an electrostatic latent image corresponding to a document image or data from a host computer is formed on the photosensitive member 2 as an image carrier, and the electrostatic latent image is visualized by the developing device 1 and is printed on PPC paper or the like. The recording medium 9 is transferred to form an image.
[0023]
As shown in FIG. 1, the photoconductor 2 has a photoconductive layer 22 formed on a base material 21, and can be rotated from the charging member 3 according to the arrangement order of the respective members. First, the surface of the photosensitive member 2 is charged by the charging member 3 until it reaches a predetermined potential. The surface of the photosensitive member charged to a predetermined potential reaches the position of the exposure member 4 by the rotation of the photosensitive member 2 (rotation direction 2a). This exposure member 4 is a writing means, and writes an image on the surface of the photosensitive member charged by light such as a laser based on image information. As a result, an electrostatic latent image is formed on the photoreceptor 2. The surface of the photoreceptor on which the electrostatic latent image is formed reaches the position of the developing device 1 by the rotation of the photoreceptor 2.
[0024]
In the developing device 1, the electrostatic latent image on the surface of the photosensitive member is developed as a toner image by a developer such as the toner 17 conveyed on the toner conveying member (developer conveying means) 11. The surface of the photoreceptor carrying the toner image reaches the position of the transfer member 5 by the rotation of the photoreceptor 2. The transfer member 5 transfers the toner image on the surface of the photoconductor onto a recording medium 9 such as a sheet. The toner image transferred from the photoreceptor 2 onto the recording medium 9 is fixed on the paper by the fixing member 8.
[0025]
The surface of the photoconductor after the toner image is transferred reaches the position of the cleaning member 6 by the rotation of the photoconductor 2. The cleaning member 6 removes toner and paper dust remaining on the surface of the photoreceptor. The surface of the photosensitive member cleaned by the cleaning member 6 reaches the position of the charge eliminating member 7 by the rotation of the photosensitive member 2. The neutralizing member 7 removes the potential remaining on the surface of the photoreceptor. One image formation is completed by the series of operations described above.
[0026]
As the photoreceptor 2, for example, a metal drum such as aluminum is used as a base material 21, and a photoconductive layer 22 such as amorphous silicon (a-Si), selenium (Se), or an organic optical semiconductor (OPC) is a thin film on the outer peripheral surface thereof. Although the structure formed in the shape is mentioned, it is not specifically limited.
[0027]
Examples of the charging member 3 include, but are not limited to, a configuration of a corona charger, a charging roller, a charging brush, or the like made of a charging wire such as a tungsten wire, a metal shield plate, a grid plate, or the like.
[0028]
Examples of the exposure member 4 include a semiconductor laser and a light emitting diode, but are not particularly limited.
[0029]
Examples of the transfer member 5 include a corona transfer device, a transfer roller, and a transfer brush, but are not particularly limited.
[0030]
Examples of the cleaning member 6 include a cleaning blade, but are not particularly limited.
[0031]
The neutralization member 7 includes a neutralization lamp, but is not particularly limited.
[0032]
In FIG. 1, since a constant interval is provided between the toner conveying member 11 and the photosensitive member 2, in the present embodiment, the electrostatic latent image on the surface of the photosensitive member is developed in a non-contact manner. However, the present invention is not limited to this, and the toner carrying member 11 and the photosensitive member surface may be contacted to perform contact development.
[0033]
Embodiment 1 will be described. As shown in FIG. 2, the developing device 1 according to the present embodiment includes a toner transport member (developer transport unit) 11, a support member 12, a supply member 13, a recovery member 14, and a light irradiation member 15. The casing 16 and the toner mixing means 18 are provided. The toner transport member (developer transport means) 11, the support member 12, the supply member 13, the recovery member 14, and the light irradiation member 15 will be described later. The casing 16 accommodates toner (developer) 17 therein. The toner mixing means 18 is for mixing and stirring the toner 17 accommodated in the casing. In the present embodiment, a mixing paddle (MX paddle) is used and rotates in the rotation direction 18a. .
[0034]
The toner conveying member 11 has a belt shape that forms a substantially flat surface facing the developing area 2 b of the photoreceptor 2. In FIG. 2, the toner conveying member 11 has a belt shape, but the shape of the toner conveying member 11 is not limited to this, and may be, for example, a semicircular arc shape. In FIG. 2, the toner conveying member 11 is disposed so as to be slightly inclined with respect to the vertical direction of the developing device 1 and to be substantially parallel to the tangential direction of the developing region 2b on the surface of the photosensitive member. In addition, a support member 12 that holds the toner transport member 11 is provided on the surface opposite to the surface that transports the toner 17 so that the belt-shaped toner transport member 11 can maintain the above-described arrangement. Further, the photoconductive layer 111 is provided in a region including the contact portion with the supply member 13 in the toner conveying member 11, and the light irradiation member that irradiates the region that is the photoconductive layer 111 with light. (Light irradiation means) 15 is provided inside the support member 12.
[0035]
At the lower end (upstream side) of the toner transport member 11, a supply member (supply means) 13 for supplying the toner transported on the surface of the toner transport member is provided. On the other hand, a collecting member 14 that collects toner on the surface of the toner conveying member is provided at the upper end (downstream side) of the toner conveying member 11. In addition, a multiphase AC power source 19a and a developing bias power source 19b are connected to the toner conveying member 11 in series. Both the supply member 13 and the recovery member 14 are in contact with the surface of the belt-shaped toner conveying member 11 so as to be rotatable.
[0036]
The supply member 13 is for supplying the toner 17 accommodated in the casing 16 to the toner conveying member 11, and the material thereof is not particularly limited. For example, silicone, urethane, EPDM (ethylene -Propylene-diene-methylene copolymer) and the like, and foamed rubber. Further, conductivity may be imparted by adding carbon black or an ionic conductive agent (voltage application is also possible). A contact pressure between the supply member 13 and the toner conveying member 11 and a voltage value applied to the supply member 13 may be set to appropriate values, and the function of charging the toner 17 may be added to the supply member 13. Alternatively, for example, a thin blade (for example, the same material as that of the supply member 13 can be used) may be provided before the supply member 13 to charge the toner 17.
[0037]
The recovery member 14 is for recovering the toner that does not contribute to the development of the electrostatic latent image on the photosensitive member 2 and returning it to the developing device 1. The material of the recovery member 14 is not particularly limited. The same can be used.
[0038]
The support member 12 is for holding the belt-shaped toner conveying member 11 facing the developing region 2b of the photoreceptor 2, and the configuration thereof is not particularly limited. For example, a polycarbonate, an acrylic resin, etc. can be mentioned.
[0039]
As will be described later, the light irradiation member 15 may be any member that can neutralize the charged region by irradiating the region that is the photoconductive layer 111 in the toner conveying member 11 with light. Although not particularly limited, for example, an LED (Light Emitting Diode) is preferably used.
[0040]
The toner conveying member 11 conveys the toner 17 by the electric field curtain action. As shown in FIG. 3, a plurality of traveling wave generating electrodes 113 for generating the electric field curtain action are provided in the insulating layer (base material) 114. A plurality of sets are embedded successively one by one. A multi-phase AC voltage is applied to these electrodes 113 from a multi-phase AC power source 19a and a developing bias DC power source 19b for toner conveyance, whereby an electric field is generated in a direction parallel to the surface of the toner conveyance member 11. A curtain is generated, so that the toner 17 is conveyed to the developing region by the electric field curtain action.
[0041]
Specific examples of the toner conveying member 11 include, for example, a base material 114: polyimide (thickness 25 μm), traveling wave generating electrode 113: copper (thickness 18 μm), and surface protective layer 112: polyimide (thickness 25 μm). Can be mentioned. The traveling wave generating electrode 113 is a microelectrode having a width of 40 μm to 130 μm, and is arranged in parallel to each other with an interval of 100 dpi (dot per inch) to 300 dpi, that is, a pitch of about 254 μm to 85 μm.
[0042]
In the present embodiment, four microelectrodes {circle around (1)} to {circle around (4)} are taken as one set, and for example, four phases of voltage waveforms (having a phase shift) as shown in FIG. Although a traveling wave electric field is formed on the traveling wave generating electrode, the present invention is not limited to this, and a three-phase alternating voltage is applied to a set of three microelectrodes. It doesn't matter. In addition, as shown in FIG. 4, it is preferable that a bias voltage (development bias) is applied so that a development electric field is formed between the photoreceptor 2 and the toner conveying member 11. This point will be described later.
[0043]
The applied voltage waveform may be a sine wave or a trapezoidal wave, the voltage value range is preferably about 10 V to 1 kV, and the frequency range is preferably 100 Hz to 100 kHz. However, these voltage values and frequencies may be set appropriately depending on the shape of the traveling wave generating electrode 113, the conveyance speed of the toner 17, the material used for the toner 17, and the like, and are not particularly limited.
[0044]
In the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 5, the photoconductive layer 111 is provided in a fixed region of the toner transport member 11 including at least a contact portion with the supply member 13. 2 and 5, the photoconductive layer 111 is provided in a part of the surface protective layer 112 near the nip portion (portion where the supply member is in contact).
[0045]
In the conventional configuration (without the photoconductive layer), the pre-charging means (supply member) is in contact with the surface of the toner conveying member so as to be rotatable, so that not only the developer conveyed on the surface but also the toner conveying member. Invite people to become charged. When the toner conveying member is charged in this manner, a traveling wave electric field sufficient to convey the toner in that region is not formed, and there is a high possibility that the toner conveyance by the traveling wave is hindered, and the toner is stably stabilized. There was a possibility that the conveyance would be hindered.
[0046]
On the other hand, in the present embodiment, at least the vicinity of the nip where the supply member 13 and the toner conveying member 11 are in contact with each other is formed by the photoconductive layer 111. In particular, if the light irradiation member 15 is irradiated with light, the charged toner transport member 11 can be neutralized. Therefore, the developer (toner) 17 can be transported more stably.
[0047]
The photoconductive layer 111 at this time is not particularly limited as long as it shows conductivity when irradiated with light. Specifically, as a material used for the photoconductive layer 111, for example, an organic semiconductor composed of a carrier generation layer and a carrier transport layer, hydrogenated amorphous silicon, or the like is preferably used.
[0048]
A specific example of an organic semiconductor will be described. First, examples of the carrier generation layer include a configuration in which a charge generation material is added to at least a binder resin. In addition, various additives such as a chemical sensitizer and an optical sensitizer may be added.
[0049]
Examples of the charge generating material include bisazo compounds such as chlordian blue; polycyclic quinone compounds such as dibromoanthanthrone; perylene compounds; quinacridone compounds; phthalocyanine compounds; Each of these materials may be used alone or in combination of two or more.
[0050]
The binder resin of the carrier generation layer is not particularly limited, but for example, polyvinyl butyral resin, polycarbonate resin, polyester resin, polyarylate resin, phenoxy resin, epoxy resin, polystyrene resin, polymethyl methacrylate resin, polyvinyl chloride Examples thereof include resins and silicone resins.
[0051]
Examples of the chemical sensitizer include an electron accepting material, and examples of the optical sensitizer include various dyes. The electron-accepting material is not particularly limited. For example, cyano compounds such as tetracyanoethylene and 7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane; quinones such as anthraquinone and p-benzoquinone; 2 , 4,7-trinitrofluorenone and the like nitro compounds. The dye as the optical sensitizer is not particularly limited, and examples thereof include xanthene dyes; thiazine dyes; triphenyl meta dyes.
[0052]
Next, as the carrier transport layer, a configuration in which a charge transport material is added to at least the binder resin can be exemplified.
[0053]
Examples of the charge transport material include polymer compounds such as polyvinyl carbazole and polysilane; low molecular compounds such as hydranzone compounds, oxadiazole compounds, stilbene compounds, and triphenylmethane compounds.
[0054]
The binder resin for the carrier transport layer is not particularly limited, and examples thereof include polycarbonate resin, polyester resin, phenoxy resin, epoxy resin, polystyrene resin, polymethyl methacrylate resin, polyvinyl chloride resin, and silicone resin. .
[0055]
Next, hydrogenated amorphous silicon (a-Si: H) will be described. Hydrogenated amorphous silicon is added with intrinsic hydrogenated amorphous silicon produced by the usual plasma chemical vapor deposition (plasma CVD method: Chemical Vapor Deposition) and a small amount (several ppm to several tens of ppm) of boron (B). And boron-doped hydrogenated amorphous silicon.
[0056]
The volume resistivity ρ of this hydrogenated amorphous silicon is 10 9 Ω · cm or more 10 11 It is preferably Ω · cm or less, but is not particularly limited. The volume resistivity ρ can be adjusted by appropriately setting the substrate temperature, pressure, gas flow rate, high-frequency power, and the like at the time of creation by the plasma CVD method.
[0057]
In the present embodiment, any of the above materials may be used as the photoconductive layer, but hydrogenated amorphous silicon is even more preferable. Hydrogenated amorphous silicon is preferable because it has advantages such as being able to remove electricity relatively easily without disturbing the traveling wave electric field, showing bipolar conductivity, and having a hard surface hardness to prevent wear of the surface protective layer. .
[0058]
In this embodiment, since the frictional charge generated by the contact between the supply member and the toner conveying member can be both positive and negative, a material that exhibits conductivity of both polarities than a material that exhibits conductivity of only one polarity. Then, even if the charging polarity changes, the toner conveying member can be reliably discharged. That is, the photoconductive layer in this embodiment is not limited to hydrogenated amorphous silicon, and it is preferable to use a material exhibiting bipolar conductivity.
[0059]
Further, the traveling wave generating electrodes arranged in the region where the photoconductive layer is provided are preferably formed of transparent electrodes. This prevents light from being shielded by the electrodes when the light irradiation member irradiates the photoconductive layer with light. Therefore, more uniform charge removal can be performed by uniformly irradiating the entire photoconductive layer with light.
[0060]
Although it does not specifically limit as a transparent electrode, For example, ITO (Indium Tin Oxide), tin oxide (SnO) 2 ), Indium oxide (In 2 O 3 ) And the like. The method for forming the transparent electrode is not particularly limited, but for example, an electron beam evaporation method is preferably used.
[0061]
In the configuration shown in FIGS. 2 and 5, the photoconductive layer is provided only at the nip portion between the supply member and the toner conveying member. However, the present embodiment is not limited to this and is shown in FIG. As described above, the photoconductive layer 111 may be provided over the entire surface protective layer of the toner conveying member 11.
[0062]
At this time, a method of rotating the light irradiation member 15 (rotation direction 15a) is preferably used to irradiate the entire area of the toner conveying member. When rotating the light irradiation member 15, it is preferable to adjust the current value according to the distance between the light irradiation member 15 and the photoconductive layer 111 in order to make the light irradiation intensity the same. As a result, the charge removal can be performed more reliably.
[0063]
In the present embodiment, at the time when the light irradiation member 15 irradiates light, a bias voltage (predetermined DC voltage) is applied to at least one of the supply member 13 and the traveling wave generating electrode 113 of the toner conveying member 11. ) Is preferably applied.
[0064]
For example, in the present embodiment, for the toner conveying member 11, four microelectrodes (1) to (4) are set as one set, and for each of these sets of electrodes, for example, a voltage waveform as shown in FIG. 4 is applied to form a traveling wave electric field on the traveling wave generating electrode. As shown in FIG. 4, there is a developing electric field between the photosensitive member 2 and the toner conveying member 11. It is preferable that a developing bias voltage (predetermined DC voltage) is applied so as to be formed (at this time, the supply member 13 is applied with a ground potential or a DC voltage having a polarity opposite to that of the developing bias power source 19b. ). As a result, the electric field formed in the photoconductive layer 111 can be strengthened, so that the charged toner conveying member 11 can be discharged more quickly.
[0065]
Conversely, a voltage may be applied to the supply member 13, and a voltage having a polarity opposite to that applied to the ground potential or the supply member 13 may be applied to each pair of electrodes of the toner transport member 11.
[0066]
The light irradiation timing by the light irradiation member 15 in the present embodiment is not particularly limited, but a more preferable timing is every time when one development operation is completed. That is, the end of one developing operation coincides with the timing at which the image forming apparatus including the developing device 1 of the present embodiment completes one image forming operation. Therefore, since the toner transport member 11 is neutralized every time the image forming operation is performed, an undesired charged state in the toner transport member 11 is canceled every time the image forming operation is performed. Therefore, it is possible to always stably convey the toner for each image forming operation, and the quality of the formed image can be further improved.
[0067]
Embodiment 2 will be described. In the present embodiment, the toner 17 can be transported more smoothly by setting the rotation direction 13a of the supply member and the toner transport direction 11a to the same direction (forward direction). As shown in FIG. 7, the developing device 1 according to the present embodiment has substantially the same configuration except that the photoconductive layer and the light irradiation member in the first embodiment are not provided.
[0068]
Here, it will be described that the toner is supplied to the toner conveying member by rotating the supply member in contact with the surface of the belt-shaped toner conveying member. As shown in FIGS. 9 and 10, when the rotation direction of the supply member is opposite to that in the nip portion 13 b with respect to the toner conveyance direction, toner accumulation occurs on the outlet side of the nip portion. The occurrence of such toner accumulation indicates that the toner is not smoothly conveyed, and further, since this toner accumulation situation also becomes a barrier for toner conveyance, smooth toner conveyance becomes even more difficult. .
[0069]
Therefore, in the present embodiment, the rotation direction at the nip portion of the supply member, that is, the rotation direction of the supply member 13 on the surface in contact with the toner conveyance member 11 is the forward direction, that is, the same as the toner conveyance direction. The direction. As a result, as shown in FIG. 8, the toner is blocked by the supply member at the nip portion and the developer is prevented from staying, so that the developer can be transported stably.
[0070]
As the supply member 13, the same member as in the first embodiment is used, but the rotation speed at this time is preferably several mm / s to several tens mm / s. Further, the contact pressure (nip pressure) between the surface of the toner conveying member 11 and the supply member 13 at the nip is preferably several gf / mm. The rotation speed and contact pressure of the supply member 13 are set to appropriate values according to the materials used for the supply member 13 and the toner transport member 11 and the toner transport speed (as described in the first embodiment, the toner transport member 11 is charged). To prevent the toner from accumulating and preventing the toner from accumulating. By setting the supply member in this way, it is possible to effectively avoid toner accumulation.
[0071]
Furthermore, the configuration in the second embodiment, that is, the configuration in which the rotation direction of the supply member is the same as the toner transport direction is the same as the configuration in the first embodiment, that is, a photoconductive layer is provided in the nip portion and the charge is eliminated by light irradiation. It is applicable also to the structure to do. As a result, the formation of the traveling wave is not hindered by the configuration of the first embodiment, and the toner is more smoothly conveyed, and further, the toner does not accumulate due to the supply member, so that the toner is even more smoothly conveyed. become. Therefore, in the developing device according to the present invention, it is very preferable that not only one of Embodiments 1 and 2 but also both configurations are adopted. The image forming apparatus including the developing device can be similarly applied to other types of image forming apparatuses such as processes other than the electrophotographic process, such as an ion flow method and a toner jet method.
[0072]
【The invention's effect】
According to the present invention, when a mechanism (electric field curtain) for transporting a developer using a traveling wave electric field is used, various problems that hinder the transport of the developer are solved, and development is performed more smoothly and reliably. Development device that enables transport of the agent The Obtainable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a configuration of an image forming apparatus to which an embodiment is applied.
FIG. 2 is a schematic diagram of a configuration of a developing device according to the first embodiment.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a toner conveying member of the developing device according to the first embodiment.
4 is a waveform diagram showing an example of a voltage waveform applied to a toner conveying member in Embodiment 1. FIG.
FIG. 5 is a schematic front view of a toner conveying member of the developing device according to the first embodiment.
FIG. 6 is a schematic diagram of another example of the developing device according to the first embodiment.
FIG. 7 is a schematic diagram of a configuration of a developing device according to a second embodiment.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a contact portion between a toner conveying member and a supply member described in a second embodiment.
FIG. 9 is a schematic front view of a toner transport member of an example developing device in which toner accumulation occurs.
FIG. 10 is an explanatory diagram of a toner reservoir at a contact portion between a toner conveying member and a supply member.
[Explanation of symbols]
1 Developer
11 Toner conveying member
11a Toner transport direction
111 Photoconductive layer
112 Surface protective layer
113 Traveling wave generating electrode
114 substrate
12 Support members
13 Supply members
13a Rotation direction
13b Nip part
14 Collection member
15 Light irradiation member
16 Casing
17 Toner
18 MX paddle
19a Multiphase AC power supply
19b Development bias DC power supply
2 Photoconductor
2a Direction of rotation
2b Development area
21 Base material
22 Photoconductive layer
3 Charging member
4 Exposure members
5 Transfer member
6 Cleaning member
7 Static elimination member
8 Fixing member
9 Recording media

Claims (5)

基材中に所定間隔を有して複数配列されている電極に印加される多相電圧により進行波電界を形成して現像剤を搬送する現像剤搬送手段と、該現像剤搬送手段の表面に回転可能に接触し、かつ、現像剤搬送手段に現像剤を供給する略円筒形状の供給手段とを備えており、そして、現像剤搬送手段は、静電潜像をその表面に担持する像担持体に対向する現像領域に配置されている現像装置において、光を照射する光照射手段を備えており、そして、前記現像剤搬送手段は、光照射手段の光が照射される光導電層を、少なくとも供給手段との接触部位を含む領域に有することを特徴とする現像装置。  A developer conveying means for conveying a developer by forming a traveling wave electric field by a multiphase voltage applied to a plurality of electrodes arranged at predetermined intervals in the substrate; and a surface of the developer conveying means A substantially cylindrical supply means for contacting the developer and supplying the developer to the developer conveying means, and the developer conveying means carries an electrostatic latent image on its surface. In the developing device disposed in the developing region facing the body, the developing device includes a light irradiation means for irradiating light, and the developer conveying means includes a photoconductive layer irradiated with light from the light irradiation means. A developing device having at least a region including a contact portion with the supply means. 上記光導電層が両極性の電導性を示す材料で形成されている請求項1記載の現像装置。  The developing device according to claim 1, wherein the photoconductive layer is formed of a material exhibiting bipolar conductivity. 上記現像剤搬送手段における、光導電層が設けられている領域に配列している電極が、透明電極からなる請求項1又は2に記載の現像装置。  3. The developing device according to claim 1, wherein the electrode arranged in the region where the photoconductive layer is provided in the developer conveying means is a transparent electrode. 上記光照射手段により光を照射する時点で、供給手段及び現像剤搬送手段における複数の電極のうち、少なくとも一方に対して、所定の直流電圧を印加する請求項1ないし3のいずれか1項に記載の現像装置。At the time of irradiating light by said light irradiating means, among the plurality of electrodes in the supply means and the developer conveying unit, to at least one, in any one of claims 1 to 3 for applying a predetermined DC voltage The developing device described. 上記光照射手段による光の照射が、1回の現像動作の終了毎に実施される請求項1ないし4のいずれか1項に記載の現像装置。Irradiation of light by the light irradiation means, a developing device according to one any one of claims 1 to 4 is performed for each end of the developing operation.
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