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JP4094482B2 - Developing device and image forming apparatus having the same - Google Patents
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JP4094482B2 - Developing device and image forming apparatus having the same - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体上に形成された静電潜像をトナーによって現像する現像装置およびこれを備えた画像形成装置に関し、特に、進行波電界を用いてトナーを搬送する機構(電界カーテン)を利用するものにおいて、ベルト部材上での固着トナーによる静電潜像の『白抜け』を防止する対策に係わる。
【0002】
【従来の技術】
複写機、プリンタ等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置に適用される現像装置としては、現在、像担持体にトナー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。
【0003】
そして、電界カーテンを用いた現像装置としては、互いに位相が異なる複数種の交番電圧を発生する電源と、静電潜像をその表面に担持する像担持体に対向して配置された基材上に所定の間隔をあけて複数配列された電極と、上記電源からの交番電圧を印加することにより形成される進行波電界によってトナーを搬送するトナー搬送部材とを備え、このトナー搬送部材上で形成される進行波電界により上記像担持体に向けてトナーを飛翔させて静電潜像を現像するようにした現像装置が従来より知られている(例えば、特許文献1および特許文献2参照)。
【0004】
また、その他の電界カーテンを用いた現像装置としては、トナー搬送部材の表面を覆いかつその表面上においてトナー搬送方向に微速移動するベルト部材を備え、トナー搬送部材上で形成された進行波電界によって上記ベルト部材上で搬送されるトナーを像担持体に向けて飛翔させて静電潜像を現像するようにしたものもある(例えば、特許文献3参照)。
【0005】
【特許文献1】
特公平5−31146号公報
【特許文献2】
特公平5−31147号公報
【特許文献3】
特開2002−91160号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のベルト部材上で進行波電界によりトナーを搬送する現像装置では、ベルト部材上に何らかの原因で搬送されないトナー(固着トナー)が存在した場合、その固着トナーが搬送中のトナーの進行を妨げ、像担持体上において静電潜像が現像されずに『白抜け』が発生することになる。
【0007】
その場合、各電極により形成された進行波電界によるトナーの搬送方向と、ベルト部材の移動方向とが同一方向であるので、ベルト部材の送りにより周回して搬送される固着トナーと、各電極によるトナーの搬送方向とが一致することになり、固着トナーがベルト部材上から無くなるまで『白抜け』が発生して、良好な現像が行えない。
【0008】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ベルト部材上の固着トナーに影響されることなく静電潜像の『白抜け』を防止して、良好な現像を行うことができる現像装置およびこれを用いた画像形成装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、静電潜像をその表面に担持する像担持体に対向して配置され、基材中に所定間隔を存して複数配列された電極に対して互いに位相の異なる複数種の交番電圧の印加により形成される進行波電界によってトナーを搬送するトナー搬送部材と、このトナー搬送部材の表面を覆いかつその表面上においてトナー搬送方向に微速移動するベルト部材とを備え、トナー搬送部材上で形成された進行波電界によって上記ベルト部材上で搬送されるトナーを像担持体に向けて飛翔させて静電潜像を現像するようにした現像装置を前提とする。そして、上記複数の電極によるトナーの搬送方向と、上記ベルト部材の移動方向とを、互いに所定角度異ならせている。
【0010】
この特定事項により、各電極によるトナーの搬送方向とベルト部材の移動方向とが互いに所定角度異なっているので、ベルト部材上の固着トナーは、各電極によるトナーの搬送方向から見て、見かけ上横へずれてゆくために、トナーの進行方向を妨げる時間が短くなり、『白抜け』が低減することになる。そのため、ベルト部材上に固着トナーが発生しても、現像に影響を与えずに良好な現像を行うことが可能となる。
【0011】
特に、複数の電極によるトナーの搬送方向をベルト部材の移動方向に対し所定角度傾斜させて異ならせておき、トナー搬送領域のうちの少なくとも像担持体と対峙する現像領域において上記各電極をそれぞれ同一角度で配置させている場合には、少なくとも現像領域においてトナーの飛翔状態を異ならせることなく安定したトナー搬送を行うことが可能となる。
【0012】
また、ベルト部材上にトナーを供給するトナー供給部よりも下流側でかつ現像領域内もしくは現像領域よりも上流側にトナー搬送方向最上流側の電極を配している場合には、トナー搬送が開始されるトナー搬送方向最上流側の電極がトナー供給部よりも上流側にあるもののようにベルト部材上の同じ場所でトナー搬送とトナー供給とが行われることがなく、トナー供給時に制御すべきトナー層の乱れを防止することが可能となる。しかも、トナー搬送方向最上流側の電極が現像領域よりも下流側にあるもののようにベルト部材上の固着トナーが発生している部分でトナー搬送が行われないことがなく、トナーによる現像を円滑に行うことが可能となる。
【0013】
加えて、各電極によるトナーの搬送方向と、ベルト部材の移動方向とを、互いに3°以上ないし20°以下の角度範囲内で異ならせている場合には、ベルト部材上に固着トナーが発生しても、『白抜け』によって現像に影響を与えずに良好な現像を行うことが可能となる上、各電極によるトナーの搬送方向とベルト部材の移動方向との互いの角度差による現像装置の大型化を可及的に抑制することが可能となる。
【0014】
更に、上述した現像装置を画像形成装置に備えている場合には、ベルト部材上に発生した固着トナーによって現像に影響を与えずに良好な現像を行い得る画像形成装置を提供することが可能となる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0016】
図1は本発明の実施形態に係わる現像装置を備えた画像形成装置の構成を示す図である。
【0017】
この図1において、画像形成装置Xの内部には、像担持体としての円筒状の感光体ドラム1が設けられている。この感光体ドラム1を中心として、その周囲に、帯電部材2、露光部材3、現像装置4、転写部材5、クリーニング部材6、及び除電部材7が順に配置されている。
【0018】
また、感光体ドラム1と転写部材5との間には、用紙(PPC用紙等)Pが搬送される用紙搬送路が配置されている。この用紙搬送路の搬送方向から見て感光体ドラム1の下流側には、上下一対の定着部材81,81を備えた定着装置8が配置されている。
【0019】
電子写真プロセスでは、感光体ドラム1に原稿像、あるいはホストコンピュータ(図示せず)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4によって現像(可視化)され、用紙P上に転写されて画像形成が行われる。
【0020】
感光体ドラム1は、導電性基材11上に光導電層12が形成されており、帯電部材2から上記各部材3〜7の配置順に従って回転可能となっている。まず、感光体ドラム1の表面(光導電層12)は、帯電部材2によって所定の電位となるまで帯電される。所定電位まで帯電された感光体ドラム1の表面は、感光体ドラム1の回転によって露光部材3の位置まで到達する。この露光部材3は書き込み手段であり、画像情報に基づいて、例えばレーザ光などの光によって帯電している感光体ドラム1の表面上に画像を書き込む。これによって、感光体ドラム1上に静電潜像が形成される。静電潜像が形成された感光体ドラム1の表面は、その感光体ドラム1の回転によって現像装置4の位置まで到達する。
【0021】
現像装置4では、トナー搬送部材41上を搬送されるトナーTによって、感光体ドラム1の表面の静電潜像をトナー像として現像する。トナーTが担持された感光体ドラム1の表面は、この感光体ドラム1の回転によって転写部材5の位置まで到達する。
【0022】
転写部材5は、感光体ドラム1の表面上のトナーTを用紙P上に転写する。感光体ドラム1から用紙P上に転写されたトナー像は、定着装置8によって用紙P上に定着される。
【0023】
トナー像が転写された後の感光体ドラム1の表面は、この感光体ドラム1の回転によってクリーニング部材6の位置まで到達する。クリーニング部材6は、感光体ドラム1の表面に残留しているトナーTや紙粉などを除去する。クリーニング部材6によってクリーニングされた感光体ドラム1の表面は、この感光体ドラム1の回転によって除電部材7の位置まで到達する。
【0024】
除電部材7は、感光体ドラム1の表面に残留している電位を除去する。上述した一連の動作によって一回の画像形成が終了する。
【0025】
感光体ドラム1としては、例えばアルミニウムなどで製作された導電性基体(金属ドラム)11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12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。
【0026】
帯電部材2としては、例えばタングステンワイヤなどの導電線、金属性のシールド板、グリッド板からなるコロナ帯電器や帯電ローラ、帯電ブラシなどの構成が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【0027】
露光部材3としては、例えば半導体レーザや発光ダイオードなどが挙げられるが、特に限定されるものではない。
【0028】
転写部材5としては、例えば、コロナ転写器、転写ローラ、転写ブラシなどが挙げられるが、特に限定されるものではない。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
次に、現像装置4について説明する。
【0032】
現像装置4は、図2に示すように、ケーシング40、トナー搬送部材41、ミキシングパドル42、支持部材43、トナー供給部材44、トナー回収部材45、トナー層厚規制部材46及びベルト部材としての無端ベルト101などによって構成されており、トナー搬送部材41に多相交流電源47及び現像バイアス直流電源48が接続されている。
【0033】
ケーシング40は、トナーTを内部に収容するものであり、また、必要に応じて現像装置4を構成する部材を支持するものである。
【0034】
ミキシングパドル42は、ケーシング40内に収容されているトナーTを混合するためのものである。
【0035】
トナー搬送部材41は、感光体ドラム1の現像領域G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。なお、本実施形態では、トナー搬送部材41として略平面状のものを示しているが、トナー搬送部材41の形状はこれに限定されるものではなく、例えば、緩やかな曲面を形成するような形状であっても構わない。
【0036】
トナー搬送部材41は、現像装置4における上下方向に対して若干傾斜して、感光体ドラム1の表面における現像領域Gの接線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41が上記配置を保持できるように、トナーTを搬送する表面とは反対側の表面に、トナー搬送部材41を保持する支持部材43が設けられている。
【0037】
トナー搬送部材41の下方端部には、トナー搬送部材41の表面上を搬送されるトナーTを供給するトナー供給部材44が設けられている。トナー搬送部材41の上方端部には、このトナー搬送部材41の表面のトナーTをケーシング40内部に回収するためのトナー回収部材45が設けられている。なお、本実施形態では、トナー回収部材45がトナー搬送部材41の表面に回転可能に接触している形態としているが、これに限定されるものではなく、非接触の形態や、回動しない形態であってもよい。
【0038】
トナー供給部材44は、ケーシング40内に収容されているトナーTをトナー搬送部材41に供給するためのものであり、トナー搬送部材41に後述する線圧力で当接した状態で設けられている。トナー供給部材44とトナー搬送部材41との圧接力はバネ等によって与えられる。トナー供給部材44には、その表面上に形成するトナー層の層厚を規制するためのトナー層厚規制部材46が当接している。
【0039】
トナー供給部材44の材質としては特に限定されるものではないが、例えばシリコーン、ウレタン、EPDM(エチレン−プロピレン−メチレン共重合体)などのソリッドゴム、発泡ゴムなどが挙げられる。また、カーボンブラックやイオン導電剤を添加することによって導電性を付与してもよい(電圧印加も可能)。なお、トナー供給部材44及びトナー搬送部材41の弾性率を調整して両者の位置関係を制御するようにしてもよい。さらに、トナー供給部材44に印加する電圧を適切な値に設定し、トナー供給部材44にトナーTを帯電させる機能を付加するようにしてもよい。あるいは、トナー供給部材44の前段に、例えば薄板状のブレード(材料としては、トナー供給部材44と同じものが使用可能)を設けてトナーTを帯電させるようにしても構わない。
【0040】
トナー回収部材45は、感光体ドラム1上の静電潜像の現像に寄与しないトナーTを回収してケーシング40内に戻すためのものであり、その材質としては、特に限定されないが、例えばトナー供給部材44と同様のものを使用することができる。
【0041】
支持部材43は、ベルト形状のトナー搬送部材41を感光体ドラム1の現像領域Gに対向した状態を保持するためのもので、その構成は特に限定されるものではない。例えば、ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene:アクリロニトリルブタジエンスチレン)樹脂などを挙げることができる。
【0042】
トナー搬送部材41は、電界カーテン作用によりトナーTを搬送するものであり、図3に示すように、絶縁層からなる基材41a上に、電界カーテン作用を発生させる長尺状の進行波発生電極41bが、4本を1組として複数組が順次連続して配設されている。このトナー搬送部材41の表面側は表面保護層41cによって覆われている。
【0043】
そして、これらの進行波発生電極41b・・41bに多相交流電源47から多相の交番電圧が印加されることにより、トナー搬送部材41の表面に平行となる方向に電界カーテンが発生し、これによって現像領域Gまで電界カーテン作用によりトナーTを搬送するようになっている。また、進行波発生電極41b・・41bには現像バイアス直流電源48にてバイアス電圧が印加される。
【0044】
トナー搬送部材41の具体例を挙げると、例えば、基材41a:ポリイミド(厚さ25μm)、進行波発生電極41b:銅(厚さ12μm)、表面保護層41c:ポリイミド(厚さ12μm)といった構成を挙げることができる。
【0045】
進行波発生電極41bは、約50dpi(dot per inch)〜300dpi、すなわち約500μm〜85μmのピッチの間隔を保って互いに平行に配置されており、幅40μm〜250μm程度の微小電極となっている。なお、本実施形態では、4本の進行波発生電極41bを1組とし、これら各組の進行波発生電極41bに対して、例えば図4に示すような電圧波形の4相の交番電圧を印加し、進行波発生電極41b・・41b上に進行波電界を形成しているが、これに限定されるものではなく、3本の進行波発生電極41bを1組として3相の交番電圧を印加しても構わない。
【0046】
上記電圧波形は正弦波や台形波などでもよく、電圧値の範囲としては100V〜3kV程度が好ましい。また、周波数の範囲としては100Hz〜5kHzが好ましい。ただし、これらの電圧値や周波数については、進行波発生電極41bの形状、トナーTの搬送速度、トナーTの使用材料などによって適正値を設定すればよく、特に限定されるものではない。
【0047】
無端ベルト101は、トナー搬送部材41の表面(感光体ドラム1との対向面)を周方向に覆うように設けられている。この無端ベルト101は、ケーシング40内に設けられたベルト駆動部材102によって、トナーTの搬送方向に所定の周速度で移動(回動)される。
【0048】
このように、無端ベルト101が所定の周速度でトナー搬送方向(図1に矢印で示す)に移動することによって、トナー搬送部材41の表面が常に刷新され、この表面上での帯電及びトナーTの固着が防止されるようになっている。
【0049】
無端ベルト101の駆動速度は、トナーTの搬送速度に対して、ほぼ静止しているとみなされるレベルに制御されることが好ましく、例えば、トナーTの搬送速度に対して10分の1ないしは100分の1程度に設定される。なお、無端ベルト101の速度は、例えば赤外線センサを2つ設け、各々でトナーTの到達した時間を検知する方法、あるいは高速ビデオカメラを用いて測定する方法を採用すればよい(例えばIS&Ts NIP 15:1999 International Conference on Digital Printing Technologies p.262-265 参照)。
【0050】
無端ベルト101には、トナー搬送部材41の表面に対し密着した状態となるように一定の張力が付与されており、その表面上において進行波発生電極41bにより形成された進行波電界(電界カーテン)が均一に作用するようになっている。
【0051】
無端ベルト101の材料としては、ポリイミド、PET(ポリエチレンテレフタレート)、ポリ4フッ化エチレン、ポリフッ化エチレンプロプレン、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)などの有機絶縁材料や、シリコン、イソプレン、ブタジエンなどのゴム材料を挙げることができる。また、無端ベルト101の厚みは、トナー搬送部材41の電極間ピッチλ(図3参照)にもよるが、5μm〜200μm、好ましくは10μm〜100μmがよい。
【0052】
ベルト駆動部材102としては、SUS(ステンレス)または鉄などの金属ローラ部材や、これを芯金にしてその表面にゴム、フィルムやスポンジなどの部材を被覆したものが用いられる。
【0053】
さらに、図5にも示すように、この実施形態においては、無端ベルト101の回動をスムーズにするために、ベルト駆動部材102と無端ベルト101を介して当接するように駆動補助部材103が設けられている。無端ベルト101は、ベルト駆動部材102と駆動補助部材103にて挟み込まれた状態となっており、ベルト駆動部材102との接触性が高く、高い駆動力を得る構造となっている。
【0054】
駆動補助部材103としては、ベルト駆動部材102と同様に、SUSまたは鉄などの金属ローラ部材や、これを芯金にしてその表面にゴム、フィルムやスポンジなどの部材を被服したものを挙げることができる。また、駆動補助部材103の形状は、ローラ状だけでなく、板状あるいは角状であってもよい。さらに、駆動補助部材103には、ベルト駆動部材102に対して加圧当接させるための加圧手段(図示せず)が設けられていてもよい。その加圧手段としては、例えば板ばねやコイルばねなど、押付け力を付与できるものを挙げることができる。
【0055】
駆動補助部材103の回動機構としては、無端ベルト101との接触による従動回転機構、ギヤまたはプーリとベルトにてベルト駆動部材102の駆動源に連結する連結駆動機構などを挙げることができる。また、図示はしないが、駆動補助部材103には別の駆動源を設けてもよい。
【0056】
また、駆動補助部材103を電気的に接地することにより、無端ベルト101の表面に帯電した電位を除電することができる。
【0057】
さらに、この実施形態においては、無端ベルト101上に付着したトナーTを除去するためのクリーニング部材として、ベルト駆動部材102に無端ベルト101を介して当接するクリーニングブレード104を設けている。クリーニングブレード104はケーシング40の一部に固定されている。クリーニングブレード104の材質としては、SUS、ニッケルコートを施した鉄、ウレタンまたはシリコンゴムなどが挙げられる。
【0058】
クリーニングブレード104は、無端ベルト101上に残留したトナーTを掻き取り、無端ベルト101表面をクリーニングするとともに、ケーシング40のトナー蓄積部40aにトナーTを戻す。なお、図2の構造では、クリーニングブレード104とトナー供給部材44との間に存在する無端ベルト101に、トナーTが付着しないように、無端ベルト101側と、トナー蓄積部40a側とを隔てるための隔壁部材105が設けられており、無端ベルト101のクリーニングをより有効に行える構造となっている。
【0059】
そして、本発明の特徴部分として、図6に示すように、上記各進行波発生電極41bによるトナーTの搬送方向Vは、上記無端ベルト101の移動方向Cに対し所定角度θ(例えばθ=5°)傾斜するように構成されている。上記各進行波発生電極41bは、トナーTが搬送される全ての領域(トナー搬送領域H,H及び現像領域G)においてそれぞれ同一角度(無端ベルト101の移動方向Cと直交する直交線Kに対し所定角度θずつ傾斜した状態)で等間隔に配置されている。そして、トナー搬送方向最上流側の進行波発生電極41bは、無端ベルト101に対するトナー供給部材44の接触部位44X(図6に一点鎖線で示す)よりも下流側でかつ現像領域G(図6に二点鎖線で示す)よりも上流側に配されている。
【0060】
ここで、各進行波発生電極41bによるトナーTの搬送方向Vを無端ベルト101の移動方向Cに対し所定角度θ(例えばθ=5°)傾斜させる根拠について説明する。
【0061】
下記表1に示すように、各進行波発生電極41bによるトナーTの搬送方向Vを無端ベルト101の移動方向Cに対し1゜および1.5°傾斜させた場合には、無端ベルト上に何らかの原因で搬送されない固着トナーが搬送中のトナーの進行を妨げて感光体ドラム上の静電潜像が現像されずに『白抜け』を発生させ、これによって判定が×であることが判る。
【0062】
更に、各進行波発生電極41bによるトナーTの搬送方向Vを無端ベルト101の移動方向Cに対し2゜傾斜させた場合には、無端ベルト101上の固着トナーがトナーの進行を妨げて『白抜け』は発生しないものの、濃度が広い範囲に亘って薄くなる現象が発生し、これによって判定が△であることが判る。
【0063】
また、各進行波発生電極41bによるトナーTの搬送方向Vを無端ベルト101の移動方向Cに対し2.5゜傾斜させた場合には、無端ベルト101上の固着トナーがトナーの進行を妨げて『白抜け』は発生しないものの、濃度が狭い範囲ながら薄くなる現象が発生し、これによって判定が△であることが判る。
【0064】
そして、各進行波発生電極41bによるトナーTの搬送方向Vを無端ベルト101の移動方向Cに対し3゜傾斜させた場合には、無端ベルト101上の固着トナーがトナーの進行を妨げることが解消され、良好が現像が行え、これによって判定が○であることが判る。
【0065】
以上の結果から、各進行波発生電極41bによるトナーTの搬送方向Vを無端ベルト101の移動方向Cに対し3゜以上傾斜させればよいことが判り、本実施形態では、万全を期して、各進行波発生電極41bによるトナーTの搬送方向Vを無端ベルト101の移動方向Cに対し5゜傾斜させるようにしている。
【0066】
【表1】

Figure 0004094482
したがって、上記実施形態では、各進行波発生電極41bによるトナーTの搬送方向Vが無端ベルト101の移動方向Cに対し5゜傾斜しているので、無端ベルト101上の固着トナーは、各進行波発生電極41bによるトナーTの搬送方向Vから見て、見かけ上横へずれてゆくために、トナーTの進行方向を妨げる時間が短くなり、『白抜け』が低減することになる。そのため、無端ベルト101上に固着トナーが発生しても、現像に影響を与えずに良好な現像を行うことができる。
【0067】
また、各進行波発生電極41bが、トナーTが搬送される全ての領域(トナー搬送領域H,H及び現像領域G)においてそれぞれ同一角度(無端ベルト101の移動方向Cと直交する直交線Kに対し所定角度θずつ傾斜した状態)で等間隔に配置されているので、トナー搬送領域H,H及び現像領域GにおいてトナーTの飛翔状態を異ならせることなく安定したトナー搬送を行うことができる。
【0068】
そして、トナー搬送方向最上流側の進行波発生電極41bが、無端ベルト101に対するトナー供給部材44の接触部位44Xよりも下流側でかつ現像領域Gよりも上流側に配されているので、トナーTの搬送が開始されるトナー搬送方向最上流側の進行波発生電極41bがトナー供給部材44との接触部位44Xよりも上流側にあるもののように無端ベルト上の同じ場所でトナー搬送とトナー供給とが行われることがなく、トナー供給時に制御すべきトナー層の乱れを防止することができる。しかも、トナー搬送方向最上流側の進行波発生電極41bが現像領域Gよりも下流側にあるもののように無端ベルト上の固着トナーが発生している部分でトナー搬送が行われないことがなく、トナーTによる現像を円滑に行うことができる。
【0069】
また、各進行波発生電極41bが無端ベルト101の移動方向Cに対し直交する直交線Kに対しそれぞれ5°傾斜して配されているので、無端ベルト101上に固着トナーが発生した際に『白抜け』により現像に影響を与えずに良好な現像を行わせつつ、各進行波発生電極41bによるトナーTの搬送方向Vと無端ベルト101の移動方向Cとの互いの角度差による現像装置4の大型化を効果的に抑制することができる。
【0070】
更に、上述した現像装置4を画像形成装置Xに備えていることによって、無端ベルト101上に発生した固着トナーによって現像に影響を与えずに良好な現像を行い得る画像形成装置Xを提供することができる。
【0071】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の変形例を包含している。例えば、上記実施形態では、各進行波発生電極41bによるトナーTの搬送方向Vを無端ベルト101の移動方向Cに対し5゜傾斜させたが、無端ベルトの移動方向が各進行波発生電極によるトナーの搬送方向に対し5゜傾斜させるようにしてもよく、この場合においても同様の作用・効果が得られる。
【0072】
また、各進行波発生電極によるトナーの搬送方向と無端ベルトの移動方向とは、互いに3°以上ないし20°以下の角度範囲内で異なっていれば何度傾斜させていてもよく、この場合には、無端ベルト上に固着トナーが発生しても、『白抜け』によって現像に影響を与えずに良好な現像を行いつつ、各進行波発生電極によるトナーの搬送方向とベルト部材の移動方向との互いの角度差による現像装置の大型化を可及的に抑制することができることになる。そして、各進行波発生電極によるトナーの搬送方向と無端ベルトの移動方向とが互いに20°以上異なっていると、『白抜け』の低減効果に殆ど変化がなくなる上(『白抜け』低減効果と角度差との関係は、固着トナーの大きさに関わると推測される)、傾斜角度を大きくすれば、ベルト送り方向におけるトナー搬送部材の長さが大きくなって、昨今の現像装置の小型化の流れに逆行することから、傾斜角を大きくすることは好ましくない。
【0073】
【発明の効果】
以上のように、トナー搬送部材の表面上において進行波電界によりトナーを搬送する各電極のトナー搬送方向と、トナー搬送部材の表面上においてトナー搬送方向に微速移動するベルト部材の移動方向とを、互いに所定角度異ならせることで、各電極によるトナーの搬送方向から見てベルト部材上の固着トナーを見かけ上横へずれさせてトナーの進行方向を妨げる時間を短くし、『白抜け』を低減させているため、ベルト部材上の固着トナーの存在如何に係わらず現像に影響を与えさせずに良好な現像を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係わる現像装置が適用される電子写真方式を用いた画像形成装置の概略構成を示す模式図である。
【図2】現像装置の構成を示す模式図である。
【図3】トナー搬送部材の構成を示す模式図である。
【図4】トナー搬送部材に印加される電圧波形を示す波形図である。
【図5】無端ベルトの構成を示す模式図である。
【図6】感光体ドラム側より見た現像装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
1 感光体ドラム(像担持体)
4 現像装置
41 トナー搬送部材
41a 基材
41b 進行波発生電極(電極)
101 無端ベルト(ベルト部材)
C 無端ベルトの移動方向(ベルト部材の移動方向)
G 現像領域
H トナー搬送領域
T トナー
V 各進行波発生電極によるトナーの搬送方向
X 画像形成装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a developing device that develops an electrostatic latent image formed on an image carrier with toner, and an image forming apparatus including the developing device, and more particularly, a mechanism that transports toner using a traveling wave electric field (electric field curtain). In this case, the present invention relates to a measure for preventing “white spots” of an electrostatic latent image due to a fixing toner on a belt member.
[0002]
[Prior art]
As a developing device applied to an image forming apparatus using an electrophotographic process such as a copying machine or a printer, a non-contact developing device that performs development without bringing a toner carrier into contact with an image carrier is currently attracting attention. Methods using the powder cloud method, jumping method and electric field curtain (traveling wave electric field) have been proposed.
[0003]
As a developing device using an electric field curtain, a power source that generates a plurality of types of alternating voltages having different phases from each other and a substrate disposed opposite to an image carrier that carries an electrostatic latent image on its surface A plurality of electrodes arranged at predetermined intervals, and a toner conveying member that conveys toner by a traveling wave electric field formed by applying an alternating voltage from the power source, and formed on the toner conveying member 2. Description of the Related Art Conventionally, a developing device that develops an electrostatic latent image by flying toner toward the image carrier by a traveling wave electric field is known (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
[0004]
Further, as another developing device using an electric field curtain, a belt member that covers the surface of the toner conveying member and moves on the surface in a toner conveying direction at a low speed is formed by a traveling wave electric field formed on the toner conveying member. In some cases, an electrostatic latent image is developed by causing the toner conveyed on the belt member to fly toward an image carrier (see, for example, Patent Document 3).
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 5-31146
[Patent Document 2]
Japanese Patent Publication No. 5-31147
[Patent Document 3]
JP 2002-91160 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional developing device that transports toner by a traveling wave electric field on the belt member, when there is toner (fixed toner) that is not transported on the belt member for some reason, the fixed toner advances while the toner is being transported. As a result, the electrostatic latent image is not developed on the image carrier, and “white spots” occur.
[0007]
In that case, since the toner conveyance direction by the traveling wave electric field formed by each electrode and the moving direction of the belt member are the same direction, the fixed toner that is circulated and conveyed by the belt member feeding, and each electrode Since the toner transport direction coincides with the toner, the “white spot” occurs until the fixed toner disappears from the belt member, and good development cannot be performed.
[0008]
The present invention has been made in view of such points, and the object of the present invention is to prevent electrostatic white images from being “white-out” without being affected by the fixing toner on the belt member. An object of the present invention is to provide a developing device capable of developing and an image forming apparatus using the developing device.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, an electrode is disposed opposite to an image carrier that bears an electrostatic latent image on the surface thereof, and a plurality of electrodes arranged at predetermined intervals in the substrate. A toner conveying member that conveys toner by a traveling wave electric field formed by applying a plurality of types of alternating voltages having different phases, and a belt member that covers the surface of the toner conveying member and moves on the surface in a toner conveying direction at a low speed And a developing device that develops an electrostatic latent image by causing the toner conveyed on the belt member to fly toward the image carrier by a traveling wave electric field formed on the toner conveying member. . The toner transport direction by the plurality of electrodes is different from the moving direction of the belt member by a predetermined angle.
[0010]
Due to this specific matter, the toner transport direction by each electrode and the moving direction of the belt member are different from each other by a predetermined angle. Therefore, the fixed toner on the belt member looks laterally as viewed from the toner transport direction by each electrode. Therefore, the time for hindering the traveling direction of the toner is shortened, and “white spots” are reduced. For this reason, even if the fixed toner is generated on the belt member, it is possible to perform good development without affecting development.
[0011]
In particular, the toner transport direction by a plurality of electrodes is different from the belt member movement direction by a predetermined angle, and the electrodes are the same in at least a development area facing the image carrier in the toner transport area. When arranged at an angle, it is possible to carry out stable toner conveyance without changing the flying state of the toner at least in the development region.
[0012]
In addition, when an electrode on the most upstream side in the toner transport direction is disposed on the belt member downstream of the toner supply unit that supplies toner and in the development region or upstream of the development region, toner transport is not performed. The toner transport and toner supply are not performed at the same place on the belt member as in the case where the electrode on the most upstream side in the toner transport direction to be started is upstream of the toner supply unit. It is possible to prevent the toner layer from being disturbed. In addition, the toner transport is not performed in the portion where the fixed toner is generated on the belt member as in the case where the electrode on the most upstream side in the toner transport direction is on the downstream side of the development region, and the development with the toner is smoothly performed. Can be performed.
[0013]
In addition, when the toner transport direction by each electrode and the moving direction of the belt member are different from each other within an angle range of 3 ° to 20 °, fixed toner is generated on the belt member. However, it is possible to perform good development without affecting development due to “white spots”, and in addition to the difference in angle between the toner conveyance direction and the belt member movement direction by each electrode, An increase in size can be suppressed as much as possible.
[0014]
Further, when the above-described developing device is provided in the image forming apparatus, it is possible to provide an image forming apparatus capable of performing good development without affecting development by the fixing toner generated on the belt member. Become.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an image forming apparatus including a developing device according to an embodiment of the present invention.
[0017]
In FIG. 1, a cylindrical photosensitive drum 1 as an image carrier is provided inside an image forming apparatus X. A charging member 2, an exposure member 3, a developing device 4, a transfer member 5, a cleaning member 6, and a charge removal member 7 are sequentially arranged around the photosensitive drum 1.
[0018]
Further, between the photosensitive drum 1 and the transfer member 5, a paper conveyance path for conveying paper (PPC paper or the like) P is disposed. A fixing device 8 including a pair of upper and lower fixing members 81 and 81 is disposed on the downstream side of the photosensitive drum 1 when viewed from the conveying direction of the sheet conveying path.
[0019]
In the electrophotographic process, an original image or an electrostatic latent image corresponding to data from a host computer (not shown) is formed on the photosensitive drum 1, and the electrostatic latent image is developed (visualized) by the developing device 4. Then, the image is formed by being transferred onto the paper P.
[0020]
The photoconductive drum 1 has a photoconductive layer 12 formed on a conductive substrate 11 and is rotatable from the charging member 2 according to the arrangement order of the members 3 to 7. First, the surface (photoconductive layer 12) of the photosensitive drum 1 is charged by the charging member 2 until it reaches a predetermined potential. The surface of the photosensitive drum 1 charged to a predetermined potential reaches the position of the exposure member 3 by the rotation of the photosensitive drum 1. The exposure member 3 is a writing unit, and writes an image on the surface of the photosensitive drum 1 that is charged by light such as laser light based on image information. As a result, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 1. The surface of the photosensitive drum 1 on which the electrostatic latent image is formed reaches the position of the developing device 4 by the rotation of the photosensitive drum 1.
[0021]
In the developing device 4, the electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 1 is developed as a toner image by the toner T conveyed on the toner conveying member 41. The surface of the photosensitive drum 1 carrying the toner T reaches the position of the transfer member 5 by the rotation of the photosensitive drum 1.
[0022]
The transfer member 5 transfers the toner T on the surface of the photosensitive drum 1 onto the paper P. The toner image transferred from the photosensitive drum 1 onto the paper P is fixed on the paper P by the fixing device 8.
[0023]
The surface of the photosensitive drum 1 after the toner image is transferred reaches the position of the cleaning member 6 by the rotation of the photosensitive drum 1. The cleaning member 6 removes toner T and paper dust remaining on the surface of the photosensitive drum 1. The surface of the photosensitive drum 1 cleaned by the cleaning member 6 reaches the position of the charge eliminating member 7 by the rotation of the photosensitive drum 1.
[0024]
The neutralizing member 7 removes the potential remaining on the surface of the photosensitive drum 1. One image formation is completed by the series of operations described above.
[0025]
As the photosensitive drum 1, for example, photoconductive materials such as amorphous silicon (a-Si), selenium (Se), and organic photo semiconductor (OPC) are formed on the outer peripheral surface of a conductive substrate (metal drum) 11 made of aluminum or the like. Although the structure by which the layer 12 is formed in a thin film form is mentioned, it is not specifically limited.
[0026]
Examples of the charging member 2 include a conductive wire such as a tungsten wire, a metal shield plate, a corona charger made of a grid plate, a charging roller, a charging brush, and the like, but is not particularly limited.
[0027]
Examples of the exposure member 3 include a semiconductor laser and a light emitting diode, but are not particularly limited.
[0028]
Examples of the transfer member 5 include a corona transfer device, a transfer roller, and a transfer brush, but are not particularly limited.
[0029]
Examples of the cleaning member 6 include a cleaning blade, but are not particularly limited.
[0030]
The neutralization member 7 includes a neutralization lamp, but is not particularly limited.
[0031]
Next, the developing device 4 will be described.
[0032]
As shown in FIG. 2, the developing device 4 includes a casing 40, a toner conveying member 41, a mixing paddle 42, a support member 43, a toner supply member 44, a toner collecting member 45, a toner layer thickness regulating member 46, and an endless belt member. The multi-phase AC power source 47 and the developing bias DC power source 48 are connected to the toner conveying member 41.
[0033]
The casing 40 accommodates the toner T therein, and supports members constituting the developing device 4 as necessary.
[0034]
The mixing paddle 42 is for mixing the toner T accommodated in the casing 40.
[0035]
The toner conveying member 41 has a belt shape that forms a substantially flat surface facing the developing region G of the photosensitive drum 1. In the present embodiment, the toner conveying member 41 has a substantially planar shape, but the shape of the toner conveying member 41 is not limited to this, and for example, a shape that forms a gently curved surface. It does not matter.
[0036]
The toner conveying member 41 is disposed so as to be slightly inclined with respect to the vertical direction of the developing device 4 and substantially parallel to the tangent line of the developing region G on the surface of the photosensitive drum 1. Further, a support member 43 that holds the toner conveying member 41 is provided on the surface opposite to the surface that conveys the toner T so that the belt-shaped toner conveying member 41 can maintain the above-described arrangement.
[0037]
A toner supply member 44 that supplies toner T conveyed on the surface of the toner conveyance member 41 is provided at a lower end portion of the toner conveyance member 41. A toner collecting member 45 for collecting the toner T on the surface of the toner conveying member 41 in the casing 40 is provided at the upper end of the toner conveying member 41. In the present embodiment, the toner collecting member 45 is configured to be in contact with the surface of the toner conveying member 41 so as to be rotatable. However, the present invention is not limited to this. It may be.
[0038]
The toner supply member 44 is for supplying the toner T accommodated in the casing 40 to the toner conveying member 41, and is provided in contact with the toner conveying member 41 with a linear pressure described later. The pressure contact force between the toner supply member 44 and the toner conveying member 41 is given by a spring or the like. The toner supply member 44 is in contact with a toner layer thickness regulating member 46 for regulating the thickness of the toner layer formed on the surface thereof.
[0039]
The material of the toner supply member 44 is not particularly limited, and examples thereof include solid rubber such as silicone, urethane, EPDM (ethylene-propylene-methylene copolymer), and foam rubber. Further, conductivity may be imparted by adding carbon black or an ionic conductive agent (voltage application is also possible). The positional relationship between the toner supply member 44 and the toner conveying member 41 may be controlled by adjusting the elastic modulus. Furthermore, the voltage applied to the toner supply member 44 may be set to an appropriate value, and a function for charging the toner T may be added to the toner supply member 44. Alternatively, for example, a thin plate-like blade (the same material as that of the toner supply member 44 can be used) may be provided before the toner supply member 44 to charge the toner T.
[0040]
The toner collecting member 45 is for collecting the toner T that does not contribute to the development of the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 and returning it to the casing 40. The material of the toner collecting member 45 is not particularly limited. The same supply member 44 can be used.
[0041]
The support member 43 is for holding the belt-shaped toner conveying member 41 facing the development region G of the photosensitive drum 1, and the configuration thereof is not particularly limited. For example, ABS (Acrylonitrile-Butadiene-Styrene) resin can be used.
[0042]
The toner conveying member 41 conveys the toner T by an electric field curtain action, and as shown in FIG. 3, a long traveling wave generating electrode for generating an electric field curtain action on a base material 41a made of an insulating layer. 41b is arranged such that a plurality of sets are successively arranged with four as one set. The surface side of the toner conveying member 41 is covered with a surface protective layer 41c.
[0043]
Then, by applying a multiphase alternating voltage from the multiphase AC power supply 47 to these traveling wave generating electrodes 41b... 41b, an electric field curtain is generated in a direction parallel to the surface of the toner conveying member 41. Thus, the toner T is conveyed to the developing region G by the electric field curtain action. Further, a bias voltage is applied to the traveling wave generating electrodes 41b.
[0044]
Specific examples of the toner conveying member 41 include, for example, a base material 41a: polyimide (thickness: 25 μm), traveling wave generating electrode 41b: copper (thickness: 12 μm), and surface protection layer 41c: polyimide (thickness: 12 μm). Can be mentioned.
[0045]
The traveling wave generating electrodes 41b are arranged in parallel with each other at intervals of about 50 dpi (dots per inch) to 300 dpi, that is, about 500 μm to 85 μm, and are minute electrodes having a width of about 40 μm to 250 μm. In this embodiment, four traveling wave generating electrodes 41b are made into one set, and a four-phase alternating voltage having a voltage waveform as shown in FIG. 4 is applied to each set of traveling wave generating electrodes 41b. However, the traveling wave electric field is formed on the traveling wave generating electrodes 41b... 41b. However, the present invention is not limited to this, and the three traveling wave generating electrodes 41b are used as one set to apply a three-phase alternating voltage. It doesn't matter.
[0046]
The voltage waveform may be a sine wave or a trapezoidal wave, and the voltage value range is preferably about 100 V to 3 kV. The frequency range is preferably 100 Hz to 5 kHz. However, these voltage values and frequencies may be set appropriately depending on the shape of the traveling wave generating electrode 41b, the transport speed of the toner T, the material used for the toner T, and the like, and are not particularly limited.
[0047]
The endless belt 101 is provided so as to cover the surface of the toner conveying member 41 (the surface facing the photosensitive drum 1) in the circumferential direction. The endless belt 101 is moved (rotated) at a predetermined peripheral speed in the toner T conveyance direction by a belt driving member 102 provided in the casing 40.
[0048]
As described above, the endless belt 101 moves in the toner transport direction (indicated by an arrow in FIG. 1) at a predetermined peripheral speed, so that the surface of the toner transport member 41 is constantly renewed. Is prevented from sticking.
[0049]
The driving speed of the endless belt 101 is preferably controlled to a level that is considered to be substantially stationary with respect to the toner T conveyance speed. For example, the driving speed of the endless belt 101 is 1/10 to 100 with respect to the toner T conveyance speed. It is set to about 1 / min. Note that the speed of the endless belt 101 may be, for example, a method in which two infrared sensors are provided and each detects the time when the toner T reaches or a method using a high-speed video camera (for example, IS & Ts NIP 15). : 1999 International Conference on Digital Printing Technologies p.262-265).
[0050]
A constant tension is applied to the endless belt 101 so as to be in close contact with the surface of the toner conveying member 41, and a traveling wave electric field (electric field curtain) formed on the surface by the traveling wave generating electrode 41b. Works uniformly.
[0051]
Materials for the endless belt 101 include organic insulating materials such as polyimide, PET (polyethylene terephthalate), polytetrafluoroethylene, polyfluorinated ethylene proprene, and PTFE (polytetrafluoroethylene), and rubbers such as silicon, isoprene, and butadiene. Materials can be mentioned. Further, the thickness of the endless belt 101 is 5 μm to 200 μm, preferably 10 μm to 100 μm, although it depends on the inter-electrode pitch λ (see FIG. 3) of the toner conveying member 41.
[0052]
As the belt driving member 102, a metal roller member such as SUS (stainless steel) or iron, or a member obtained by coating the surface with a member such as a rubber, a film, or a sponge using the same as a core metal is used.
[0053]
Further, as shown in FIG. 5, in this embodiment, in order to smoothly rotate the endless belt 101, a drive assisting member 103 is provided so as to come into contact with the belt driving member 102 via the endless belt 101. It has been. The endless belt 101 is sandwiched between the belt drive member 102 and the drive assisting member 103, has high contact with the belt drive member 102, and obtains a high driving force.
[0054]
Examples of the driving assisting member 103 include, like the belt driving member 102, a metal roller member such as SUS or iron, or a member in which a member such as rubber, a film, or a sponge is coated on the surface thereof. it can. Further, the shape of the drive assisting member 103 may be not only a roller shape but also a plate shape or a square shape. Further, the drive assisting member 103 may be provided with a pressurizing means (not shown) for making pressure contact with the belt drive member 102. As the pressurizing means, for example, a plate spring, a coil spring or the like that can apply a pressing force can be exemplified.
[0055]
Examples of the rotation mechanism of the drive assisting member 103 include a driven rotation mechanism by contact with the endless belt 101, a connection drive mechanism that is connected to a drive source of the belt drive member 102 by a gear or a pulley and a belt. Although not shown, the drive assisting member 103 may be provided with another drive source.
[0056]
Further, by electrically grounding the drive assisting member 103, the potential charged on the surface of the endless belt 101 can be eliminated.
[0057]
Further, in this embodiment, a cleaning blade 104 that abuts the belt driving member 102 via the endless belt 101 is provided as a cleaning member for removing the toner T adhering to the endless belt 101. The cleaning blade 104 is fixed to a part of the casing 40. Examples of the material of the cleaning blade 104 include SUS, nickel-coated iron, urethane, or silicon rubber.
[0058]
The cleaning blade 104 scrapes off the toner T remaining on the endless belt 101, cleans the surface of the endless belt 101, and returns the toner T to the toner accumulation portion 40a of the casing 40. In the structure of FIG. 2, the endless belt 101 side is separated from the toner accumulation unit 40a side so that the toner T does not adhere to the endless belt 101 existing between the cleaning blade 104 and the toner supply member 44. The partition member 105 is provided so that the endless belt 101 can be cleaned more effectively.
[0059]
As a feature of the present invention, as shown in FIG. 6, the transport direction V of the toner T by each traveling wave generating electrode 41b is a predetermined angle θ (for example, θ = 5) with respect to the moving direction C of the endless belt 101. °) It is configured to tilt. Each of the traveling wave generating electrodes 41b has the same angle (with respect to an orthogonal line K orthogonal to the moving direction C of the endless belt 101) in all the areas (toner conveyance areas H and H and development area G) where the toner T is conveyed. In a state inclined at a predetermined angle θ). The traveling wave generating electrode 41b on the most upstream side in the toner transport direction is downstream of the contact portion 44X of the toner supply member 44 with respect to the endless belt 101 (shown by a one-dot chain line in FIG. 6) and in the developing region G (in FIG. 6). (Indicated by a two-dot chain line).
[0060]
Here, the grounds for inclining the conveying direction V of the toner T by each traveling wave generating electrode 41b with respect to the moving direction C of the endless belt 101 by a predetermined angle θ (for example, θ = 5 °) will be described.
[0061]
As shown in Table 1 below, when the traveling direction V of the toner T by each traveling wave generating electrode 41b is inclined by 1 ° and 1.5 ° with respect to the moving direction C of the endless belt 101, some sort of motion is generated on the endless belt. The fixed toner that is not transported due to the cause prevents the toner being transported from progressing, and the electrostatic latent image on the photosensitive drum is not developed, and “white spot” is generated.
[0062]
Further, when the conveying direction V of the toner T by each traveling wave generating electrode 41b is inclined by 2 ° with respect to the moving direction C of the endless belt 101, the fixed toner on the endless belt 101 hinders the progress of the toner and “white Although “missing” does not occur, a phenomenon occurs in which the density becomes thin over a wide range, and it can be seen that the determination is Δ.
[0063]
Further, when the conveying direction V of the toner T by each traveling wave generating electrode 41b is inclined by 2.5 ° with respect to the moving direction C of the endless belt 101, the fixed toner on the endless belt 101 hinders the progress of the toner. Although “white spots” do not occur, a phenomenon occurs in which the density decreases in a narrow range, and it can be seen that the determination is Δ.
[0064]
When the traveling direction V of the toner T by each traveling wave generating electrode 41b is inclined by 3 ° with respect to the moving direction C of the endless belt 101, the fixed toner on the endless belt 101 is prevented from obstructing the progress of the toner. Therefore, it can be seen that good development can be performed, and that the determination is good.
[0065]
From the above results, it can be seen that the conveying direction V of the toner T by each traveling wave generating electrode 41b may be inclined by 3 ° or more with respect to the moving direction C of the endless belt 101. In the present embodiment, The traveling direction V of the toner T by each traveling wave generating electrode 41b is inclined by 5 ° with respect to the moving direction C of the endless belt 101.
[0066]
[Table 1]
Figure 0004094482
Therefore, in the above embodiment, the toner T transport direction V by each traveling wave generating electrode 41b is inclined by 5 ° with respect to the moving direction C of the endless belt 101. When viewed from the conveying direction V of the toner T by the generation electrode 41b, it apparently shifts to the side, so that the time for hindering the traveling direction of the toner T is shortened, and “white spots” are reduced. Therefore, even if the fixed toner is generated on the endless belt 101, good development can be performed without affecting the development.
[0067]
In addition, each traveling wave generating electrode 41b has the same angle (the orthogonal line K orthogonal to the moving direction C of the endless belt 101) in all the areas (toner conveyance areas H and H and the development area G) where the toner T is conveyed. The toner T can be stably transported without changing the flying state of the toner T in the toner transport regions H and H and the development region G.
[0068]
Since the traveling wave generating electrode 41b on the most upstream side in the toner conveying direction is disposed downstream of the contact portion 44X of the toner supply member 44 with respect to the endless belt 101 and upstream of the developing region G, the toner T In the same place on the endless belt as in the case where the traveling wave generating electrode 41b on the most upstream side in the toner conveyance direction is upstream of the contact portion 44X with the toner supply member 44, toner conveyance and toner supply are performed. The toner layer to be controlled at the time of toner supply can be prevented from being disturbed. In addition, the traveling wave generating electrode 41b on the most upstream side in the toner transport direction is not downstream of the development region G, so that the toner transport is not performed in the portion where the fixed toner is generated on the endless belt. Development with toner T can be performed smoothly.
[0069]
Further, since each traveling wave generating electrode 41b is inclined by 5 ° with respect to the orthogonal line K orthogonal to the moving direction C of the endless belt 101, when the fixed toner is generated on the endless belt 101, Developing device 4 based on the difference in angle between the transport direction V of toner T by each traveling wave generating electrode 41b and the moving direction C of endless belt 101 while performing good development without affecting development due to white spots. Can be effectively suppressed.
[0070]
Furthermore, by providing the above-described developing device 4 in the image forming apparatus X, an image forming apparatus X that can perform good development without affecting the development by the fixed toner generated on the endless belt 101 is provided. Can do.
[0071]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, The other various modifications are included. For example, in the above embodiment, the transport direction V of the toner T by each traveling wave generating electrode 41b is inclined by 5 ° with respect to the moving direction C of the endless belt 101, but the moving direction of the endless belt is the toner by each traveling wave generating electrode. In this case, similar actions and effects can be obtained.
[0072]
Further, the traveling direction of the toner by each traveling wave generating electrode and the moving direction of the endless belt may be inclined as long as they are different from each other within an angle range of 3 ° to 20 °. Even if the fixed toner is generated on the endless belt, the toner is transported by the traveling wave generating electrodes and the moving direction of the belt member while performing good development without affecting the development by “white spot”. Therefore, an increase in the size of the developing device due to the difference in angle between the two can be suppressed as much as possible. When the traveling direction of the toner by each traveling wave generating electrode and the moving direction of the endless belt are different from each other by 20 ° or more, there is almost no change in the “white spot” reduction effect (“white spot” reduction effect and The relationship with the angle difference is presumed to be related to the size of the fixed toner.) Increasing the angle of inclination increases the length of the toner conveying member in the belt feeding direction, which reduces the size of recent developing devices. It is not preferable to increase the tilt angle because the flow is reversed.
[0073]
【The invention's effect】
As described above, the toner conveyance direction of each electrode that conveys toner by a traveling wave electric field on the surface of the toner conveyance member, and the movement direction of the belt member that moves at a low speed in the toner conveyance direction on the surface of the toner conveyance member, By making them differ from each other by a predetermined angle, the fixed toner on the belt member is apparently shifted laterally when viewed from the direction of toner conveyance by each electrode, shortening the time that obstructs the toner traveling direction, and reducing “white spots”. Therefore, it is possible to perform good development without affecting development regardless of the presence of the fixed toner on the belt member.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus using an electrophotographic system to which a developing device according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a developing device.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration of a toner conveying member.
FIG. 4 is a waveform diagram illustrating a voltage waveform applied to a toner conveying member.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of an endless belt.
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration of a developing device viewed from the photosensitive drum side.
[Explanation of symbols]
1 Photosensitive drum (image carrier)
4 Development device
41 Toner conveying member
41a base material
41b Traveling wave generating electrode (electrode)
101 Endless belt (belt member)
C Moving direction of endless belt (moving direction of belt member)
G Development area
H Toner transport area
T Toner
V Toner transport direction by each traveling wave generating electrode
X image forming apparatus

Claims (5)

静電潜像をその表面に担持する像担持体に対向して配置され、基材中に所定間隔を存して複数配列された電極に対して互いに位相の異なる複数種の交番電圧の印加により形成される進行波電界によってトナーを搬送するトナー搬送部材と、このトナー搬送部材の表面を覆いかつその表面上においてトナー搬送方向に微速移動するベルト部材とを備え、トナー搬送部材上で形成された進行波電界によって上記ベルト部材上で搬送されるトナーを像担持体に向けて飛翔させて静電潜像を現像するようにした現像装置において、
上記複数の電極によるトナーの搬送方向と、上記ベルト部材の移動方向とは、互いに所定角度異なっていることを特徴とする現像装置。
By applying a plurality of types of alternating voltages with different phases to electrodes arranged on a surface of an electrostatic latent image opposite to an image carrier that is arranged at predetermined intervals in the substrate. A toner conveying member that conveys toner by a traveling wave electric field that is formed, and a belt member that covers the surface of the toner conveying member and moves on the surface in the toner conveying direction at a low speed, formed on the toner conveying member In the developing device in which the toner conveyed on the belt member by the traveling wave electric field is caused to fly toward the image carrier to develop the electrostatic latent image.
2. A developing device according to claim 1, wherein a direction in which toner is conveyed by the plurality of electrodes and a direction in which the belt member moves are different from each other by a predetermined angle.
上記請求項1に記載の現像装置において、
複数の電極によるトナーの搬送方向がベルト部材の移動方向に対し所定角度傾斜して異なっており、
上記各電極は、トナー搬送領域のうちの少なくとも像担持体と対峙する現像領域においてそれぞれ同一角度で配置されていることを特徴とする現像装置。
In the developing device according to claim 1,
The direction of toner conveyance by the plurality of electrodes is different from the direction of movement of the belt member at a predetermined angle,
Each of the electrodes is arranged at the same angle in at least a developing area facing the image carrier in the toner conveying area.
上記請求項2に記載の現像装置において、
トナー搬送方向最上流側の電極は、ベルト部材上にトナーを供給するトナー供給部よりも下流側でかつ現像領域内もしくは現像領域よりも上流側に配されていることを特徴とする現像装置。
In the developing device according to claim 2,
The developing device characterized in that the most upstream electrode in the toner transport direction is disposed downstream of a toner supply unit that supplies toner onto the belt member and in the developing region or upstream of the developing region.
上記請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載の現像装置において、
各電極によるトナーの搬送方向と、ベルト部材の移動方向とは、互いに3°以上ないし20°以下の角度範囲内で異なっていることを特徴とする現像装置。
In the developing device according to any one of claims 1 to 3,
2. A developing device according to claim 1, wherein the toner conveying direction by each electrode and the moving direction of the belt member are different from each other within an angle range of 3 ° to 20 °.
上記請求項1ないし請求項4のいずれか1つに記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus comprising the developing device according to any one of claims 1 to 4.
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