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JP4194250B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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JP4194250B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は画像形成装置に関し、特に潜像担持体の潜像を現像して画像を形成する画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
複写装置、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置として、電子写真プロセスを用いて、潜像担持体に潜像を形成し、この潜像に現像剤(以下「トナー」という。)を付着させて現像して可視像化し、このトナー像を記録媒体(転写紙)に転写することで画像を形成するものがある。
【0003】
このような画像形成装置において、潜像を現像する現像装置としては、従来から、現像装置内で攪拌されたトナーを現像剤担持体である現像ローラ表面に担持し、現像ローラを回転させることによって潜像担持体の表面に対向する位置まで搬送し、潜像担持体の潜像を現像し、現像終了後、潜像担持体に転写しなかった現像剤もしくはトナーは現像ローラの回転により現像装置内に回収し、新たに現像剤もしくはトナーを攪拌・帯電して再び現像ローラに担持して搬送するようにしたものが知られている。
【0004】
また、現像装置としては、特開平5−19615号公報に記載されているように、現像ローラ表面において静電力を用いてトナーを搬送し、潜像担持体との間で生じる吸引力で現像ローラ表面からトナーを分離して潜像担持体表面に付着させるようにしたもの、或いは、特開昭59−181375号などに記載されているように、トナーを静電力で搬送する搬送基板を用いて、トナーを潜像担持体に対向する位置まで搬送し、潜像担持体との間で生じる吸引力で搬送面からトナーを分離して潜像担持体表面に付着させるようにしたものもある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した現像ローラを用いてトナーを潜像担持体に付着させる画像形成装置にあっては、現像ローラから強電界の静電圧や交流電圧によるトナー吸引で潜像担持体にトナーを付着させて現像しているため、潜像担持体のブラシ打痕、穂後やトナー飛散が生じ易く、地汚れが生じる。特に、現像の際には、トナーの帯電量の大きさに左右されず、小さい帯電トナーも潜像担持体に付着するため、現像プロセスの過程で潜像担持体との付着力が小さい帯電トナーが飛散し易いという課題がある。
【0006】
また、摩擦帯電やコロナ放電帯電によってトナーを帯電させた場合、飽和帯電したトナーと不飽和帯電のトナーとが混在し、大きな帯電分布を有することになる。このようなトナーを強制的に磁気ブラシや転写ローラなどを用いて現像ローラに転写すると、現像ローラの現像速度(線速100cm/sec程度)の速さでは、一旦現像ローラに担持させた現像剤のうちの電荷が小さなトナーは離脱して、トナーが飛散したり、形成画像の地汚れが生じ易くなるという課題がある。
【0007】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、構成が簡単でトナー飛散が少なく高い画像品質が得られる画像形成装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
潜像担持体上にトナーを供給し、この潜像担持体上の潜像を現像して画像を形成する画像形成装置において、
帯電した前記トナーを搬送面に沿って静電力で一端部側に向かって搬送するための空間進行波電界を発生させる複数の電極を有し、前記一端部側から前記潜像担持体に向かって前記トナーを飛翔させる、前記電極面側が対峙する一対の搬送基板と、
前記一対の搬送基板の前記一端部の前記電極間に交流電界を発生させ、前記搬送基板の一端部側から飛翔するトナーによるトナークラウドを発生させる手段とを備え、
前記搬送基板の前記複数の電極は、トナーの飛翔搬送方向に沿って順次段階的に配置密度を高くして配置されている
構成とした。
【0009】
ここで一対の対峙した搬送基板にそれぞれ対峙する中間搬送基板を備えていることが好ましい。
【0010】
また、搬送基板に対峙してトナーを搬送面に沿って静電力で他端部側に向かって搬送する逆搬送基板を有することが好ましい。さらに、現像に使用されなかったトナーを回収するトナーガターを有することが好ましい。このトナーガターには回収したトナーを逆方向に搬送する逆搬送部材を有することが好ましい。
【0011】
さらに、搬送基板の電極と潜像担持体との間に直流電界を発生させる手段を備えていることが好ましい。また、搬送基板の外面側に設けた電極と前記潜像担持体との間に直流電界を発生させる手段を備えていることが好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。先ず、本発明の第1実施形態に係る画像形成装置について図1を参照して説明する。なお、同図は同画像形成装置の全体概略構成図である。
この画像形成装置の全体の概略及び動作を説明すると、潜像担持体である感光体ドラム1(例えば、有機感光体:OPC)は同図で時計方向に回転駆動される。コンタクトガラス2上に原稿を載置し、図示しないプリントスタートスイッチを押すと、原稿照明光源3とミラー4とを含む走査光学系5と、ミラー6、7を含む走査光学系8とが移動して、原稿画像の読み取りが行われる。
【0013】
ここで、走査された原稿画像がレンズ9の後方に配置した画像読み取り素子10で画像信号として読み込まれ、読み込まれた画像信号はデジタル化され画像処理される。そして、この画像処理をした信号でレーザーダイオード(LD)を駆動し、このレーザーダイオードからのレーザー光をポリゴンミラー13で反射した後、ミラー14を介して感光体ドラム1上に照射する。この感光体ドラム1は帯電装置15によって一様に帯電されており、レーザー光による書き込みにより、感光体ドラム1の表面に静電潜像が形成される。
【0014】
そして、この感光体ドラム1表面の静電潜像は、本発明に係る現像装置16によってトナーが付着されて可視像化され、この可視像は、給紙部17A又は17Bから給紙コロ18A又は18Bで給紙された転写紙(記録媒体)19に転写チャージャ20のコロナ放電により転写される。この可視像が転写された転写紙19は、分離チャージャ21により感光体ドラム1の表面より分離されて、搬送ベルト22によって搬送され、定着ローラ対23の圧接部を通って、可視像が定着され、機外の排紙トレイ24へと排紙される。
【0015】
一方、転写が終了した感光体ドラム1の表面に残留しているトナーはクリーニング装置25によって除去され、感光体ドラム1の表面に残留している電荷は除電ランプ26によって消去される。
【0016】
次に、現像装置16について図2を参照して説明する。なお、同図は同現像装置の概略構成図である。
この現像装置16は、帯電したトナーを対峙する搬送基板30、30の搬送面30a、30aに沿って静電力で一端部側(以下「飛翔側」とも称する。)に向かって搬送し、搬送基板30、30の一端部側から潜像担持体である感光体ドラム1に向かってトナーを飛翔させるトナー飛翔装置31を備えている。
【0017】
そして、このトナー飛翔装置31の搬送基板30、30間に帯電したトナーをトナーボックス部32から送り込む搬送路部材33、33と、トナーボックス部32に供給するトナーを帯電させる帯電ローラ34及びこの帯電ローラ34の周面に接触させて配置した帯電ブレード35と、トナーホッパ部36内のトナーを帯電ローラ34付近まで搬送するアジテータ37とを備えている。
【0018】
さらに、トナー飛翔装置31の搬送基板30、30から飛翔されて使用されなかった未使用トナーを回収する回収手段であるトナーガター38、38と、このトナーガター38で回収されたトナーをトナーボックス部32に静電力で逆方向に搬送して戻すための逆搬送路部材39、39等とを備えている。
【0019】
そこで、この現像装置6におけるトナー飛翔装置31を構成する搬送基板30について図3及び図4を参照して説明する。なお、図3は同搬送基板の模式的断面説明図、図4は同搬送基板の平面説明図である。
この搬送基板30は、長尺の平板状の支持基板41上に、静電力でトナーを搬送するための空間進行波電界を発生させる多数の電極42、42、……を3本を1セットとして設け、更に搬送面を形成する搬送面形成部材43を積層し、この搬送面形成部材43の表面にトナーとの接触抵抗を低減する表面コート層44を成膜したものであり、搬送面に沿ってトナーを静電力で加速しながら搬送する。
【0020】
ここで、支持基板41としては、ガラス基板、樹脂基板或いはセラミックス基板等の絶縁性材料からなる基板、或いは、SUSなどの導電性材料からなる基板にSiO等の絶縁膜を成膜したものを用いることができる。ここでは、厚さ0.9〜1.1mmのガラス基板を用いた。
【0021】
電極42は、支持基板41上にAl、Ni‐Cr等の導電性材料を0.1〜0.2μm厚で成膜し、これをフォトリソ技術等の半導体技術を用いて電極形状にパターン化して形成している。この電極42の配置密度は、トナー径の1/3〜100倍のライン/スペース(L/S)であることが、良好な搬送速度と量を確保するために好ましく、特にトナー粒径の1/2〜5倍であることが好ましい。また、電極42の幅はトナー径の1〜3倍であることが、良好な搬送速度と搬送量を確保するために好ましい。
【0022】
そこで、電極42は、図4に示すように、トナー飛翔搬送方向と直交する方向に配列し、トナー飛翔搬送方向に沿って順次段階的に配置密度を高くして(配置間隔を狭くして)配置している。すなわち、例えば、トナー供給側からトナー飛翔側に向かって、領域Aでは電極42を100μm間隔で、領域Bでは電極42を20μm間隔で、領域Cでは電極42を10μm間隔で、領域Dでは電極42を5μm間隔で配置している。また、電極42の幅はトナーの平均粒径が8μmとして10μm幅としている。
【0023】
搬送面形成部材43としては、比誘電率の大きな絶縁膜、例えばSiO(シリコン酸化膜)又はTa(五酸化タンタル、比誘電率28)を厚さ0.5〜1μm厚で成膜して形成している。また、ポリイミドを用いる場合、ポリイミドは比誘電率が3.6程度であるが、基板にコーティングするときBaTiOの微粒子を1%程度添加することで見かけの比誘電率は10〜12になる。
【0024】
この搬送面形成部材43の比誘電率を大きくすることによって、駆動電圧の低電圧化を図ることができるとともに、粒子(トナー)の駆動反跳と搬送速度が大きくなる。したがって、より確実に帯電したトナーを低電圧で、飛翔可能な速度で搬送するために、搬送面形成部材43は比誘電率が10以上である材料で形成することが好ましい。厚さ1μmのポリイミドフィルムを用いて実験したところ、DC500Vの走査駆動電圧が必要になるが、これに上述したようにBaTiOの微粒子を1%程度添加したときには300Vの駆動電圧で相当の結果が得られた。
【0025】
表面コート層44は、搬送面と帯電トナー界面と接触抵抗の低減を図る機能を有する膜であり、例えばPTFE、PFAなどのフッ素系樹脂材料を0.1〜0.3μm厚でコートして形成している。
【0026】
ここで、トナー飛翔装置31を構成する搬送基板30は1枚でもよいが、この実施形態では、2枚の搬送基板30、30を用いて、搬送基板30の搬送面30a、30aを対向(対峙)させて配置している。このときの2枚の搬送基板30、30の対向間隔は30〜200μmの範囲にしている。
【0027】
このように複数枚の搬送基板30を用いることによって単位時間当たりで搬送して飛翔させることできるトナー量を増加することができるとともに、駆動する搬送基板30を選択することによって搬送、飛翔させるトナー量を制御することができるようになる。
【0028】
また、搬送路部材33及び逆搬送路部材39も上述した搬送基板30と基本的構成を同じくし、ここでは図示しないが、支持基板としての絶縁性のフレキシブル基板上に、多数の電極を所定の間隔で配置し、更に搬送面を形成する搬送面形成部材を積層し、この搬送面形成部材の表面にトナーとの接触抵抗を低減する表面コート層を成膜したものである。これらの搬送路部材33及び逆搬送路部材39においては電極の配置密度は略等間隔としている。
【0029】
次に、トナー飛翔装置31の搬送基板30、30によるトナーの搬送及び飛翔(噴射)動作について図5乃至図8をも参照して説明する。
先ず、このトナー飛翔装置31においては、図5に示すように、搬送基板30、30の3本の電極42、42、42を1セットとして、各電極42に3相の駆動電圧(駆動波形)Va、Vb、Vcをそれぞれ電極印加する駆動回路(ドライバ)50、50を設けている。この駆動回路50から出力する駆動波形Va、Vb、Vcにはそれぞれ若干の遅延時間を持たせ、また駆動波形Va、Vb、Vcはそれぞれ+電位、−電位、0電位(非印加)の三値をとる電圧波形である。
【0030】
ここで、図6に示すように、搬送基板30上に負帯電したトナーTがあり、搬送基板30の連続した複数の電極42に、▲1▼で示すようにそれぞれ「+」、「−」、「0」、「+」、「−」が印加され、「0」の電極42上に負帯電トナーTが位置するとき、負帯電トナーTには図で左側の「−」の電極42との間で反発力が、右側の「+」の電極42との間で吸引力がそれぞれ作用するので、負帯電トナーTは「+」の電極42側に移動する。
【0031】
そして、例えば、図7に示すような変化パターンで駆動回路50から3相の駆動電圧Va、Vb、Vcを三本の電極42毎に印加している場合、搬送基板30の連続した複数の電極42に印加する電圧は▲2▼で示すようにそれぞれ「0」、「+」、「−」、「0」、「+」のように変化する。したがって、「+」から「0」になった電極42と負帯電トナーTとの間には力が作用しなくなり、負帯電トナーTは「0」から「−」になった電極42との間で反発力が、「−」から「+」になった電極42との間で吸引力がそれぞれ作用するので、負帯電トナーTは更に「+」の電極42側に移動する。
【0032】
このように電極42に印加する駆動波形の電位を変化させて見かけ上駆動波形を移動させることによって空間進行波電界が発生して、負帯電トナーTは「+」の電極42側に引かれながら移動するので、搬送基板30の搬送面に沿って負帯電トナーTが搬送される。なお、正帯電トナーの場合には駆動波形の変化パターンを逆にすることで搬送できる。以下では負帯電トナーで説明する。
【0033】
ここで、搬送基板30は、一端部側(飛翔側)に向かうに従って前述したように電極42の配置間隔を狭く形成しているので、負帯電したトナーTにはより強く吸引力と反発力が作用することになり、トナーTは飛翔側に向かうに従って搬送速度が段階的(図4の領域A→領域B→領域C→領域Dの順)に増加して、トナーTは最終的に搬送基板30の一端部から飛翔する(噴射される。)。
【0034】
なお、駆動回路50から搬送基板30の各電極42に印加する3相の駆動電圧Va、Vb、Vcの変化パターンは上記の例に限るものではなく、例えば図8に示すように「0」を用いないで三本の電極42のうちの連続する二本の電極42に対する駆動波形を「+」、他の一本の電極42に対する駆動波形を「−」にするパターンであっても、負帯電トナーTは搬送基板30に搬送面に沿って加速されながら搬送され、飛翔側から飛翔する。本実施形態の搬送基板30を用いて飛翔するトナー速度を測定したところ、印加電圧や周波数にもよるが、概ね0.5m〜5m/secの飛翔速度が得られた。
【0035】
そこで、以上のように構成した画像形成装置における現像装置16を用いた現像作用について図9をも参照して説明する。
先ず、同図に示すように、現像装置16のトナー飛翔装置31の搬送基板30、30によって負帯電したトナーTを加速しながら搬送して飛翔側から感光体ドラム1に向けて飛翔させる。これによって、飛翔された負帯電トナーTは感光体ドラム1表面の正電荷がある部分(画像部分)に付着して潜像が現像される。
【0036】
このとき、搬送基板30、30の一端部(飛翔側)側の電極42、42に対して交流電源52からの交流電圧を印加して、搬送基板30、30間に交流電界(交流電場)を発生させておくと、搬送基板30、30から飛翔されたトナーTが交流電界によってクラウド状態になるトナークラウド53が発生し、感光体ドラム1の潜像に対して均質にトナーが付着するので、画像品質が向上する。すなわち、この画像形成装置においては、搬送基板30、30の一端部(飛翔側)側の電極42、42と交流電源52とでトナークラウドを発生させる手段である交流電場を印加する手段を構成している。
【0037】
このように、帯電したトナーを搬送基板の搬送面に沿って静電力で一端部側に向かって搬送し、搬送基板の一端部側から潜像担持体に向かってトナーを飛翔させるので、非接触で直接トナーを付着させることができ、装置が簡単になって低コスト化を図れる。そして、静電トナー搬送はクーロン力による搬送であることから、帯電量の小さなトナー、無帯電のトナー、逆極性帯電のトナーは所定の方向に搬送されず、ある閾値以上の帯電トナーのみが搬送されて、現像に供するトナーの帯電量が均一化し、現像プロセスでのトナーの再離脱が低減して、地汚れが少なくなり、画像品質が向上する。
【0038】
また、現像ローラを現像手段とする場合に比べてトナーの劣化が少なくなる。すなわち、通常は、摩擦帯電で、トナーを帯電させ、現像ローラに磁性キャリヤとともに製膜し、キャリヤに静電付着したトナーを磁気ブラシ状にして、潜像担持体に接触させて現像するが、このため、トナーは現像ローラで混練り状態となり、さらに微粉末に粉砕されたり、SiO,TiO等、添加物がトナーの樹脂部に刷り込まれるなどして、トナーの特性劣化が発生して、機能障害が発生する。これに対して、上述したように搬送基板でトナーを搬送して飛翔させるようにすることで、トナーが更に微粉末に粉砕されたり、SiO,TiO等、添加物がトナーの樹脂部に刷り込まれることがなく、特性劣化も低減する。
【0039】
次に、この画像形成装置におけるトナー回収作用について図10をも参照して説明する。なお、同図はトナー回収作用の説明に供する説明図である。
上述したように搬送基板30、30からトナーが飛翔して感光体ドラム1上の潜像領に域付着するが、すべてのトナーが現像に使用されるものではなく、搬送基板30、30から飛翔したが現像に供されないトナーも生じる。
【0040】
そこで、対峙する搬送基板30、30の外方側にトナーガター38、38を設けて、現像部から離散しようとする未使用のトナーを付着させて回収する。このトナーガター38、38には、前述したように逆搬送路部材39、39を設けており、この逆搬送路部材39、39も前述した搬送基板30、30と同様な構成によって空間進行波電界による静電力でトナーを供給側(他端部側)に搬送することができるので、トナーボックス部32側にトナーを戻して、再使用に供することができる。
【0041】
このように搬送基板30から飛翔した未使用のトナーを回収する回収手段を備えることによって、トナーの飛散を確実に防止でき、更に回収手段にトナーを静電力で供給側に逆搬送する手段を備えることにより、トナーを再利用でき、コストの低減を図ることができる。
【0042】
なお、上述したトナーガター38にトナーと順/逆のバイアス電圧を交互に印加すると、トナーの吸引と離脱が行われるようになり、飛散するトナーを回収するとともに、回収したトナーを再度搬送基板30の飛翔側に戻して再利用することができる。この場合には逆搬送路部材39でトナーボックス部32に回収トナーを戻す必要は必ずしもない。
【0043】
次に、本発明に係る画像形成装置の第2実施形態について図11を参照して説明する。なお、同図は同画像形成装置の現像装置部分を説明する要部説明図である。
この実施形態では、現像装置16のトナー飛翔装置31の搬送基板30、30として、多数の電極42を略等間隔で搬送方向に沿って配置したものを用いている。また、駆動回路55として、搬送基板30の各電極42に対して3種類の周波数f1の三相の駆動波形Va1、Vb1、Vc1と、周波数f2の三相の駆動波形Va2、Vb2、Vc2と、周波数f3(f1>f2>f3)の三相の駆動波形Va3、Vb3、Vc3とを出力するものを用いている。
【0044】
そして、駆動回路55の周波数f1の三相の駆動波形Va1、Vb1、Vc1を搬送基板30の飛翔側の所要の領域の電極42、42……に、周波数f2の三相の駆動波形Va2、Vb2、Vc2を搬送基板30の中間部の領域の電極42、42……に、周波数f3の三相の駆動波形Va3、Vb3、Vc3を搬送基板30の供給側の所要の領域の電極42、42……に、それぞれ印加するようにしている。その他の構成は前記実施形態と同様であるの説明及び図示は省略している。
【0045】
このように構成することで、搬送基板30、30の電極42、42は略等間隔で配置されているが、搬送基板30の各電極42に印加される駆動波形Va、Vb、Vcの周波数は供給側から飛翔側に向かって段階的(この例ではf3、f2、f1の三段階)に高くなる。ここで、帯電したトナーに作用する吸引力と反発力は駆動波形の周波数が高いほど単時間で変化することになるので、搬送基板30の供給側から与えられたトナーは、電極42、42…に与えられる駆動波形の周波数が高くなるに従って移動速度が速くなり、したがって、トナーは搬送基板30の搬送面に沿って加速されながら搬送され、飛翔側(一端部側)から感光体ドラム1に向かって飛翔する。
【0046】
このように、駆動波形の周波数を段階的に変化させて与えることによってトナーを加速する場合には、前記実施形態のように電極の配置密度を変化させる場合と比較し、搬送基板の電極の配置を略等間隔にできるという利点があるが、他方、駆動回路側の構成が若干複雑になる。したがって、いずれの形態を採用するかは駆動回路や搬送基板の製作コストなどを考慮して選択すればよく、また、搬送基板の電極の配置密度を飛翔側ほど狭くしながら、かつ、駆動波形の周波数も段階的に高くする駆動回路を用いることもできる。
【0047】
次に、本発明に係る画像形成装置の第3実施形態について図12を参照して説明する。なお、同図は同画像形成装置の現像装置部分の要部説明図である。
この実施形態では、現像装置6のトナー飛翔装置31の搬送基板30、30として、多数の電極42を略等間隔で搬送方向に沿って配置したものを用いている。また、駆動回路56として、搬送基板30の各電極42に対して3種類の波高値Vp1の三相の駆動波形Vap1、Vbp1、Vcp1と、波高値Vp2の三相の駆動波形Vap2、Vbp2、Vcp2と、波高値Vp3(Vp1>Vp2>Vp3)の三相の駆動波形Vap3、Vbp3、Vcp3とを出力するものを用いている。
【0048】
そして、駆動回路56の波高値Vp1の三相の駆動波形Vap1、Vbp1、Vcp1を搬送基板30の飛翔側の所要の領域の電極42、42……に、波高値Vp2の三相の駆動波形Vap2、Vbp2、Vcp2を搬送基板30の中間部の領域の電極42、42……に、波高値Vp3の三相の駆動波形Vap3、Vbp3、Vcp3を搬送基板30の供給側の所要の領域の電極42、42……に、それぞれ印加するようにしている。その他の構成は前記実施形態と同様であるの説明及び図示は省略している。
【0049】
このように構成することで、搬送基板30、30の電極42、42には略等間隔で配置されているが、搬送基板30の各電極42に印加される駆動波形Va、Vb、Vcの波高値は供給側から飛翔側に向かって段階的(この例ではVp3、Vp2、Vp1の三段階)に高くなる。ここで、帯電したトナーに作用する吸引力と反発力は駆動波形の波高値が高いほど単時間で変化することになるので、搬送基板30の供給側から与えられたトナーは、電極42、42…に与えられる駆動波形の波高値が高くなるに従って移動速度が速くなり、したがって、トナーは搬送基板30の搬送面に沿って加速されながら搬送され、飛翔側(一端部側)から感光体ドラム1に向かって飛翔する。
【0050】
次に、本発明に係る画像形成装置の第4実施形態について図13を参照して説明する。なお、同図は同画像形成装置の現像装置部分の要部説明図である。
この実施形態では、現像装置6のトナー飛翔装置31の搬送基板30、30として、多数の電極42を略等間隔で搬送方向に沿って配置したものを用いている。また、前述した駆動回路50を備えるとともに、搬送基板30の各電極42のうちのいずれかの電極42(ここでは、供給側の電極42)に対して駆動回路50からの三相の駆動波形Va、Vb、Vcよりもディユーティ比が高い駆動波形Vad、Vbd、Vcdを印加する駆動回路57を備えている。
【0051】
このように構成したので、駆動回路57からデューティ比の高い駆動波形Vad、Vbd、Vcdを印加することによって、トナーには搬送基板30から飛翔する初速が与えられ、その後駆動回路50からの駆動波形Va、Vb、Vcが印加される電極42による静電力でその初速をほぼ維持した状態で搬送され、搬送基板30の飛翔側(一端部側)から感光体ドラム1に向かって飛翔する。
【0052】
次に、本発明に係る画像形成装置の第5実施形態について図14を参照して説明する。なお、同図は同画像形成装置の現像装置部分の要部説明図である。
この実施形態におけるトナー飛翔装置31は、前述した搬送基板30と同じく、片面を搬送面とする搬送基板30A、30Aとの間に両面を搬送面とする中間搬送基板30Bを配置したものであり、各搬送基板30A、30Aの搬送面及び中間搬送基板30Bの2つの搬送面でトナーを搬送して飛翔させるようにしている。
【0053】
このように構成したので、トナー飛翔装置31で単位時間当たりに搬送できるトナー量が前記各実施形態の2倍になり、高速記録で使用するトナー量にも十分に対応することができる。すなわち、記録速度が高速になるに従って、画像にもよるが消費されるトナー量が多くなり、現像に必要なトナーの補給が間に合わなくなることがあるので、より多くの搬送基板を備えることによって、簡単な構成で多くのトナーを搬送できるようになって、記録速度の高速化に対応することができる。
【0054】
この場合、同図に示すように、中間搬送基板30Bを両側の搬送基板30A、30Aよりも飛翔側を後退させて配置し、両側の搬送基板30A、30A間に交流電源52から交流電圧を印加して交流電界を発生させ、トナークラウドを発生させる。
【0055】
次に、本発明に係る画像形成装置の第6実施形態について図15を参照して説明する。なお、同図は同画像形成装置の現像装置部分の要部説明図である。
この実施形態では、トナー飛翔装置31の搬送基板30、30の飛翔側端部の電極42、42間に前述したように交流電源52から交流電圧を印加するとともに、感光体ドラム1と一方(ここでは下側)の搬送基板30の飛翔側端部の電極42との間に直流電界を発生させる手段である直流電源60からの直流電圧を印加している。
【0056】
このように構成したので、例えば、交流電源52からAC±300Vを、直流電源60からDC500Vを印加すると、下側の搬送基板30には感光体ドラム1との間に常に+500Vが印加され、上側の搬送基板30には200V(=500−(+300))と800V(500−(−300))の電圧が交互に印加されることになり、上側の搬送基板30と感光体ドラム1との間に交番電界による電界振動が発生する。
【0057】
これにより、トナー飛翔装置31の搬送基板30、30から飛翔した帯電したトナーTによって形成されるトナークラウドは交番電界による電界振動によって拡散されることになり、感光体ドラム1との間での付着/離脱の頻度が向上する。したがって、より高精度に目的とする感光体ドラム1の電荷にトナーを付着させることができ、画像品質が向上する。
【0058】
次に、本発明に係る画像形成装置の第7実施形態について図16を参照して説明する。なお、同図は同画像形成装置の現像装置部分の要部説明図である。
この実施形態では、トナー飛翔装置31の搬送基板30、30との間に前述したように交流電源52から交流電圧を印加するとともに、搬送基板30、30の外面に設けた電極部61、61と感光体ドラム1との間に直流電界を発生させる手段である直流電源60からの直流電圧を印加している。
【0059】
このように構成したので、各搬送基板30、30と感光体ドラム1との間には直流バイアス電界が発生し、トナー飛翔装置31の搬送基板30、30から飛翔して交流電界によりクラウド状態になったトナーTが直流バイアス電界間に封じ込められることなる。したがって、トナーの飛散が防止され、より画像品質が向上する。
【0060】
次に、本発明に係る画像形成装置の第8実施形態について図17を参照して説明する。なお、同図は同画像形成装置の現像装置部分の要部説明図である。
この実施形態では、トナー飛翔装置31として搬送基板30、30の供給側にトナーを蓄積する凹部形状の蓄積部70を形成したものを備え、上側の搬送基板30に対して前述した図7に示すような変化パターンで駆動波形Va、Vb、Vcを変化させて印加する駆動回路71と、下側の搬送基板30に対して図18に示すように図7とは逆の変化パターンで駆動波形Va、Vb、Vcを変化させて印加する駆動回路72とを備えている。
【0061】
このように構成したので、トナー飛翔装置31の上側の搬送基板30からは前述したと同様にトナーが搬送されて感光体ドラム1に向かって飛翔されるが、下側の搬送基板30は逆の変化パターンの駆動波形が印加されているため、トナーは逆方向(飛翔側から供給側の方向)に搬送されることになる。すなわち、下側の搬送基板30は逆搬送基板となる。
【0062】
このように構成したので、現像装置6のトナーボックス部32から供給されるトナーを蓄積部70、70に蓄積しておくことができ、搬送基板30、30で途切れることなくトナーを搬送して飛翔させることができる。すなわち、トナーの使用量が多い場合には、連続的にトナーを搬送、飛翔させなければならないが、このとき搬送基板30、30へのトナー補給が間に合わなくなるとトナー不足が発生することになるので、蓄積部70、70にトナーを蓄積しながら搬送、飛翔させることで、連続的に安定したトナーの搬送、飛翔を行うことができ、画像品質の劣化を防止することができる。
【0063】
加えて、感光体ドラム1に付着せずに反跳するトナーは下側の搬送基板30によって供給側に搬送されて蓄積部70に戻され、この下側の搬送基板30の蓄積部70に戻されたトナーは上側の搬送基板30に移送されながら再び現像に供される。これによって、トナーの有効利用を図れるとともに、反跳トナーの飛散が防止されて画像品質の向上を図れる。
【0064】
次に、本発明に係る画像形成装置の第9実施形態について図19を参照して説明する。なお、同図は同画像形成装置の現像装置部分の要部説明図である。
この実施形態では、トナー飛翔装置31の上側の搬送基板30に対して前述した図7に示すような変化パターンで駆動波形Va、Vb、Vcを変化させて印加する駆動回路71と、下側の搬送基板30に対して図7に示すような変化パターンで駆動波形Va、Vb、Vcを変化させて印加するモードと、図18に示すように図7とは逆の変化パターンで駆動波形Va、Vb、Vcを変化させて印加するモードとを有する駆動回路73とを備えている。
【0065】
そして、駆動回路73に対しては図示しない制御部からモードを切り替えるモード切替信号を与えている。このモード切替信号は、例えば画像形成装置が待機中であるときに図18に示すような変化パターンで駆動波形Va、Vb、Vcを変化させて印加するモードを選択する信号である。
【0066】
このように構成したので、通常の画像を形成する記録中は、下側の搬送基板30に対しても駆動回路73からは図7に示すような変化パターンで駆動波形Va、Vb、Vcを変化させて印加するので、上下いずれの搬送基板30、30もトナーを飛翔側に搬送して飛翔させ、一枚の搬送基板30の2倍の搬送量でトナーを飛翔させて現像することができる。
【0067】
そして、待機モードになると、下側の搬送基板30に対して駆動回路73からは図18に示すような変化パターンで駆動波形Va、Vb、Vcを変化させて印加するので、下側の搬送基板30はトナーを逆方向に搬送するようになり、その結果、トナーは搬送基板30、30との間で循環される状態になって、飛翔しなくなる。このように、待機中などにはトナーが飛翔しなくなるので、トナーの飛散がより確実に防止され、画像品質の向上を図れる。
【0068】
また、このように2枚の搬送基板を設けて、その一方の搬送基板はトナーを飛翔させる搬送基板として用いるとともに、トナーを供給側に搬送する逆搬送基板としても使用することにより、構成が簡単になる。
【0069】
次に、上記各実施形態のトナー飛翔装置31におけるトナー搬送形態の他の例について図20を参照して説明する。
上記各実施形態におけるトナー飛翔装置31のように少なくとも2枚の搬送基板30、30の搬送面を対向して配置した場合、駆動電圧と搬送面間のギャップを設定することで、2枚の搬送基板30、30の各電極42に印加する駆動波形を同期させると、上側の搬送基板30によって発生する電界カーテン81と上側の搬送基板30によって発生する電界カーテン82とが繋がった状態になる。
【0070】
このように電界カーテン81、82が繋がった状態になると、トナーは移動しなくなり、電界カーテン81、82が繋がっていない部分でトナーは層状化する。そこで、これらの電界カーテン81、82を所繋がったまま所要の時定数で飛翔側方向に移動させることで、トナーは層状態のまま、飛翔側に搬送されることになり、間欠的にトナーを層状に搬送することができる。
【0071】
この場合搬送基板30からはより多くのトナーが供給されることになり、画像によっては未使用トナーが多くなるので、トナーガター38によって未使用トナーを回収して、逆搬送路部材39で供給側にトナーを逆送する。ここで、この逆搬送路部材39の構成について簡単に説明すると、フレキシブル基板91に空間進行波電界を発生させる複数の電極92を設け、搬送面形成部材93で被覆して表面に表面コート層94を成膜したものであり、フレキシブル基板91を用いることで任意の形状の搬送面を形成することができ、トナーガター38に倣わせて配置することができる。
【0072】
なお、上記各実施形態ではトナーを加速して飛翔させる例で説明しているが、一定の搬送速度のまま搬送基板の一端部から噴出させる(これも「飛翔」に含める)ように構成することもできる。この場合には、複数の電極は等間隔で配置して、同じ駆動波形を位相をずらして印加すればよい。
【0073】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る画像形成装置によれば、帯電したトナーを搬送面に沿って静電力で一端部側に向かって搬送するための空間進行波電界を発生させる複数の電極を有し、一端部側から潜像担持体に向かってトナーを飛翔させる、電極面側が対峙する一対の搬送基板と、一対の搬送基板の一端部の電極間に交流電界を発生させ、搬送基板の一端部側から飛翔するトナーによるトナークラウドを発生させる手段と、を備え、搬送基板の複数の電極は、トナーの飛翔搬送方向に沿って順次段階的に配置密度を高くして配置されている構成としたので、簡単な構成で均一な帯電量のトナーを搬送してトナークラウドを発生させることができ、トナー飛散も少なくなり、画像品質が向上する。
【0074】
ここで一対の対峙した搬送基板にそれぞれ対峙する中間搬送基板を備えていることで、より多くの量のトナーを搬送することができる。
【0075】
また、搬送基板に対峙してトナーを搬送面に沿って静電力で他端部側に向かって搬送する逆搬送基板を有することで、未使用トナーを簡単な構成で回収してトナー飛散を防止することができ、トナーの再利用も容易になる。さらに、現像に使用されなかったトナーを回収するトナーガターを有することで、より確実にトナー飛散を防止することができる。このトナーガターには回収したトナーを逆方向に搬送する逆搬送部材を有することで、回収したトナーの再利用が容易になる。
【0076】
さらに、搬送基板の電極と潜像担持体との間に直流電界を発生させる手段を備えていることで、トナークラウドを振動させることができて、より効率的な現像を行うことができる。また、搬送基板の外面側に設けた電極と潜像担持体との間に直流電界を発生させる手段を備えていることで、直流電界間にトナーを封じ込めてトナー飛散をより確実に防止できるとともに、トナークラウドの広さが広がて潜像担持体との接触面積が広くなり、トナー抜けのない良好な高濃度現像を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る画像形成装置の全体概略構成図
【図2】同画像形成装置の現像装置の一例を示す概略構成図
【図3】同現像装置にトナー飛翔装置の搬送基板の模式的断面説明図
【図4】同搬送基板の平面説明図
【図5】同トナー飛翔装置の動作説明に供する説明図
【図6】同搬送基板によるトナー搬送の原理説明に供する説明図
【図7】同搬送基板に印加する駆動波形の変化パターンの一例を説明する説明図
【図8】同搬送基板に印加する駆動波形の変化パターンの他の例を説明する説明図
【図9】同画像形成装置における現像動作の原理説明に供する説明図
【図10】同画像形成装置におけるトナー回収動作の説明に供する説明図
【図11】本発明の第2実施形態に係る画像形成装置の現像装置部分の要部説明図
【図12】本発明の第3実施形態に係る画像形成装置の現像装置部分の要部説明図
【図13】本発明の第4実施形態に係る画像形成装置の現像装置部分の要部説明図
【図14】本発明の第5実施形態に係る画像形成装置の現像装置部分の要部説明図
【図15】本発明の第6実施形態に係る画像形成装置の現像装置部分の要部説明図
【図16】本発明の第7実施形態に係る画像形成装置の現像装置部分の要部説明図
【図17】本発明の第8実施形態に係る画像形成装置の現像装置部分の要部説明図
【図18】同実施形態の説明に供する逆搬送の駆動波形パターンの説明に供する説明図
【図19】同実施形態の他の例を説明する現像装置部分の要部説明図
【図20】トナー搬送形態の他の例の説明に供する現像装置部分の要部説明図
【符号の説明】
1…感光体ドラム(潜像担持体)、5、8…走査光学系、13…ポリゴンミラー、15…帯電装置、16…現像装置、17A,17B…給紙部、20…転写チャージャ、21…分離チャジージャ、23…定着ローラ対、30、30A…搬送基板、30B…中間搬送基板、33…搬送路部材、38…トナーガター、39…逆搬送路部材、31…トナー飛翔装置、41…支持基板、42…電極、43…搬送路形成部材、44…表面コート層、52…交流電源、60…直流電源、70…蓄積部。
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an image forming apparatus, and more particularly to an image forming apparatus that develops a latent image on a latent image carrier to form an image.
[0002]
[Prior art]
As an image forming apparatus such as a copying apparatus, a printer, or a facsimile, an electrophotographic process is used to form a latent image on a latent image carrier, and a developer (hereinafter referred to as “toner”) is attached to the latent image for development. In some cases, a visible image is formed and the toner image is transferred to a recording medium (transfer paper) to form an image.
[0003]
In such an image forming apparatus, as a developing device for developing a latent image, conventionally, the toner stirred in the developing device is carried on the surface of the developing roller as a developer carrying member, and the developing roller is rotated. The developer or toner that is transported to a position facing the surface of the latent image carrier, develops the latent image on the latent image carrier, and is not transferred to the latent image carrier after completion of development, is rotated by a developing roller. There is a known one in which the developer or toner is newly agitated and charged, and is again carried on the developing roller and transported.
[0004]
Further, as described in JP-A-5-19615, as a developing device, toner is transported by using electrostatic force on the surface of the developing roller, and the developing roller is driven by a suction force generated between the latent image carrier and the developing roller. The toner is separated from the surface and adhered to the surface of the latent image carrier, or as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-181375 or the like, using a transport substrate that transports the toner with an electrostatic force. In some cases, the toner is transported to a position facing the latent image carrier, and the toner is separated from the transport surface by the suction force generated between the toner and the latent image carrier, and is attached to the surface of the latent image carrier.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the image forming apparatus in which the toner is attached to the latent image carrier using the developing roller described above, the toner is attached to the latent image carrier by the toner attraction by a strong electric field or an alternating voltage from the developing roller. Development, the latent image carrier is likely to cause brush marks, spikes, and toner scattering, resulting in scumming. In particular, during development, a small amount of charged toner adheres to the latent image carrier regardless of the amount of charge of the toner, so that the charged toner has a low adhesion to the latent image carrier during the development process. There is a problem that is easily scattered.
[0006]
In addition, when the toner is charged by frictional charging or corona discharge charging, the saturated charged toner and the unsaturated charged toner are mixed and have a large charge distribution. When such toner is forcibly transferred to the developing roller using a magnetic brush, a transfer roller or the like, the developer once carried on the developing roller at a developing speed of the developing roller (linear speed of about 100 cm / sec). Among them, there is a problem that the toner having a small charge is separated, and the toner is scattered or the background of the formed image is easily stained.
[0007]
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an image forming apparatus that has a simple configuration, has less toner scattering, and provides high image quality.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above problems, an image forming apparatus according to the present invention provides:
  In an image forming apparatus for supplying toner onto a latent image carrier and developing the latent image on the latent image carrier to form an image,
  ChargedAboveA plurality of electrodes for generating a spatial traveling wave electric field for conveying toner toward the one end side by electrostatic force along the conveying surface;AboveFrom one end sideAboveCausing the toner to fly toward the latent image carrier,A pair of electrode surfaces facing each otherA transfer substrate;
  An alternating electric field is generated between the electrodes at the one end of the pair of transport substrates,Means for generating a toner cloud by toner flying from one end side of the transport substrate; and,With
  The plurality of electrodes on the transport substrate are disposed with increasing density in stages along the toner transport direction.
The configuration.
[0009]
  here,It is preferable that an intermediate transport substrate facing each of the pair of transport substrates facing each other is provided.
[0010]
In addition, it is preferable to have a reverse conveyance substrate that conveys toner toward the other end portion by electrostatic force along the conveyance surface facing the conveyance substrate. Furthermore, it is preferable to have a toner gutter that collects toner that has not been used for development. This toner gutter preferably has a reverse conveying member for conveying the collected toner in the reverse direction.
[0011]
Furthermore, it is preferable that a means for generating a DC electric field is provided between the electrode of the transport substrate and the latent image carrier. It is preferable that a means for generating a direct current electric field is provided between the electrode provided on the outer surface side of the transport substrate and the latent image carrier.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an overall schematic configuration diagram of the image forming apparatus.
The overall outline and operation of the image forming apparatus will be described. A photosensitive drum 1 (for example, an organic photosensitive member: OPC), which is a latent image carrier, is rotationally driven clockwise in FIG. When a document is placed on the contact glass 2 and a print start switch (not shown) is pressed, the scanning optical system 5 including the document illumination light source 3 and the mirror 4 and the scanning optical system 8 including the mirrors 6 and 7 are moved. The original image is read.
[0013]
Here, the scanned document image is read as an image signal by the image reading element 10 disposed behind the lens 9, and the read image signal is digitized and subjected to image processing. Then, a laser diode (LD) is driven by the signal subjected to the image processing, and laser light from the laser diode is reflected by the polygon mirror 13 and then irradiated onto the photosensitive drum 1 through the mirror 14. The photosensitive drum 1 is uniformly charged by a charging device 15, and an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 1 by writing with a laser beam.
[0014]
Then, the electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 1 is visualized by being attached with toner by the developing device 16 according to the present invention, and this visible image is fed from the paper feeding unit 17A or 17B to the paper feeding roller. The image is transferred to the transfer paper (recording medium) 19 fed by 18A or 18B by corona discharge of the transfer charger 20. The transfer sheet 19 onto which the visible image has been transferred is separated from the surface of the photosensitive drum 1 by the separation charger 21, transported by the transport belt 22, and passes through the pressure contact portion of the fixing roller pair 23 so that the visible image is transferred. The paper is fixed and discharged to a discharge tray 24 outside the apparatus.
[0015]
On the other hand, the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1 after the transfer is removed by the cleaning device 25, and the charge remaining on the surface of the photosensitive drum 1 is erased by the static elimination lamp 26.
[0016]
Next, the developing device 16 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the developing device.
The developing device 16 conveys the charged toner toward the one end side (hereinafter also referred to as “flying side”) with electrostatic force along the conveyance surfaces 30a and 30a of the conveyance substrates 30 and 30 facing the charged toner. A toner flying device 31 is provided for flying toner from one end side of 30 and 30 toward the photosensitive drum 1 as a latent image carrier.
[0017]
Then, the conveyance path members 33 and 33 for feeding the charged toner between the conveyance substrates 30 and 30 of the toner flying device 31 from the toner box unit 32, the charging roller 34 for charging the toner supplied to the toner box unit 32, and the charging A charging blade 35 disposed in contact with the peripheral surface of the roller 34 and an agitator 37 that conveys the toner in the toner hopper 36 to the vicinity of the charging roller 34 are provided.
[0018]
Further, toner gutters 38 and 38 that are collection means for collecting unused toner that has been ejected from the transport substrates 30 and 30 of the toner flying device 31, and the toner collected by the toner gutter 38 are supplied to the toner box unit 32. Reverse transport path members 39, 39, etc. for transporting in the reverse direction by electrostatic force and returning.
[0019]
Therefore, the transport substrate 30 constituting the toner flying device 31 in the developing device 6 will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a schematic cross-sectional explanatory view of the carrying substrate, and FIG. 4 is a plan explanatory view of the carrying substrate.
This transport substrate 30 is a set of three electrodes 42, 42,... That generate a space traveling wave electric field for transporting toner with electrostatic force on a long flat support substrate 41. Further, a conveyance surface forming member 43 for forming a conveyance surface is laminated, and a surface coat layer 44 for reducing contact resistance with toner is formed on the surface of the conveyance surface forming member 43, and is formed along the conveyance surface. The toner is transported while being accelerated by electrostatic force.
[0020]
Here, as the support substrate 41, a substrate made of an insulating material such as a glass substrate, a resin substrate or a ceramic substrate, or a substrate made of a conductive material such as SUS is made of SiO.2A film formed with an insulating film such as the above can be used. Here, a glass substrate having a thickness of 0.9 to 1.1 mm was used.
[0021]
The electrode 42 is formed by forming a conductive material such as Al or Ni—Cr with a thickness of 0.1 to 0.2 μm on the support substrate 41 and patterning it into an electrode shape using a semiconductor technique such as a photolithography technique. Forming. The arrangement density of the electrodes 42 is preferably 1/3 to 100 times the line diameter / space (L / S) of the toner diameter in order to ensure a good conveyance speed and amount, and in particular, 1 of the toner particle diameter. / 2 to 5 times is preferable. The width of the electrode 42 is preferably 1 to 3 times the toner diameter in order to ensure a good transport speed and transport amount.
[0022]
Therefore, as shown in FIG. 4, the electrodes 42 are arranged in a direction orthogonal to the toner flying conveyance direction, and the arrangement density is increased stepwise along the toner flying conveyance direction (the arrangement interval is narrowed). It is arranged. That is, for example, from the toner supply side to the toner flying side, in the region A, the electrodes 42 are spaced at 100 μm intervals, in the region B, the electrodes 42 are spaced at 20 μm intervals, in the region C, the electrodes 42 are spaced at 10 μm intervals, and in the region D Are arranged at intervals of 5 μm. The width of the electrode 42 is 10 μm with the average particle size of the toner being 8 μm.
[0023]
As the transport surface forming member 43, an insulating film having a large relative dielectric constant, for example, SiO2(Silicon oxide film) or Ta2O5(Tantalum pentoxide, relative dielectric constant 28) is formed to a thickness of 0.5 to 1 μm. When polyimide is used, polyimide has a relative dielectric constant of about 3.6. However, when coating on a substrate, BaTiO.3The apparent dielectric constant becomes 10 to 12 by adding about 1% of the above fine particles.
[0024]
By increasing the relative dielectric constant of the transport surface forming member 43, the drive voltage can be lowered, and the drive recoil and transport speed of particles (toner) are increased. Therefore, in order to transport the charged toner more reliably at a low voltage and at a speed capable of flying, it is preferable that the transport surface forming member 43 is formed of a material having a relative dielectric constant of 10 or more. When an experiment was conducted using a polyimide film having a thickness of 1 μm, a scanning drive voltage of DC 500 V was required.3When about 1% of the fine particles were added, considerable results were obtained at a driving voltage of 300V.
[0025]
The surface coat layer 44 is a film having a function of reducing contact resistance between the conveying surface and the charged toner interface, and is formed by coating a fluorine resin material such as PTFE or PFA with a thickness of 0.1 to 0.3 μm. is doing.
[0026]
Here, the number of the transport substrate 30 constituting the toner flying device 31 may be one, but in this embodiment, the transport surfaces 30a and 30a of the transport substrate 30 are opposed to each other (confronting each other) using the two transport substrates 30 and 30. ). At this time, the interval between the two conveyance substrates 30 and 30 is set in a range of 30 to 200 μm.
[0027]
By using a plurality of transport substrates 30 in this way, the amount of toner that can be transported and flying per unit time can be increased, and the amount of toner that can be transported and flying by selecting the transport substrate 30 to be driven. Will be able to control.
[0028]
Further, the transport path member 33 and the reverse transport path member 39 have the same basic configuration as the transport substrate 30 described above. Although not shown here, a large number of electrodes are provided on an insulating flexible substrate as a support substrate. The conveyance surface forming member which forms a conveyance surface arrange | positions at intervals, is laminated | stacked, and the surface coat layer which reduces contact resistance with a toner on the surface of this conveyance surface formation member is formed into a film. In the transport path member 33 and the reverse transport path member 39, the arrangement density of the electrodes is substantially equal.
[0029]
Next, toner conveyance and flying (jetting) operations by the conveyance substrates 30 and 30 of the toner flying device 31 will be described with reference to FIGS.
First, in the toner flying device 31, as shown in FIG. 5, the three electrodes 42, 42, 42 of the transport substrates 30, 30 are set as one set, and a three-phase drive voltage (drive waveform) is applied to each electrode 42. Drive circuits (drivers) 50 and 50 for applying electrodes Va, Vb and Vc, respectively, are provided. The drive waveforms Va, Vb, and Vc output from the drive circuit 50 each have a slight delay time, and the drive waveforms Va, Vb, and Vc are ternary values of + potential, −potential, and 0 potential (non-applied), respectively. Is a voltage waveform.
[0030]
Here, as shown in FIG. 6, there is negatively charged toner T on the transport substrate 30, and “+” and “−” are respectively applied to a plurality of continuous electrodes 42 on the transport substrate 30 as indicated by (1). , “0”, “+”, “−” are applied, and when the negatively charged toner T is positioned on the “0” electrode 42, the negatively charged toner T includes the “−” electrode 42 on the left side in FIG. Therefore, the negatively charged toner T moves to the “+” electrode 42 side.
[0031]
For example, when three-phase drive voltages Va, Vb, and Vc are applied to the three electrodes 42 from the drive circuit 50 in a change pattern as shown in FIG. The voltage applied to 42 changes as “0”, “+”, “−”, “0”, “+”, respectively, as indicated by (2). Therefore, no force acts between the electrode 42 changed from “+” to “0” and the negatively charged toner T, and the negatively charged toner T is between the electrode 42 changed from “0” to “−”. Thus, the attractive force acts between the electrode 42 whose repulsive force has changed from “−” to “+”, and thus the negatively charged toner T further moves to the “+” electrode 42 side.
[0032]
In this way, by changing the potential of the drive waveform applied to the electrode 42 and apparently moving the drive waveform, a spatial traveling wave electric field is generated, and the negatively charged toner T is drawn toward the “+” electrode 42 side. Since it moves, the negatively charged toner T is transported along the transport surface of the transport substrate 30. In the case of positively charged toner, it can be conveyed by reversing the drive waveform change pattern. Hereinafter, the negatively charged toner will be described.
[0033]
Here, since the transfer substrate 30 is formed so that the arrangement interval of the electrodes 42 is narrowed as it goes toward one end side (flying side), the negatively charged toner T has stronger suction force and repulsive force. As the toner T moves toward the flying side, the conveyance speed increases stepwise (in the order of area A → area B → area C → area D in FIG. 4), and the toner T finally becomes the conveyance substrate. It flies (injects) from one end part of 30.
[0034]
Note that the change pattern of the three-phase drive voltages Va, Vb, and Vc applied from the drive circuit 50 to each electrode 42 of the transport substrate 30 is not limited to the above example. For example, as shown in FIG. Even if it is a pattern in which the drive waveform for two consecutive electrodes 42 out of the three electrodes 42 is not used and the drive waveform for the other one electrode 42 is set to “−”, it is negatively charged. The toner T is conveyed to the conveyance substrate 30 while being accelerated along the conveyance surface, and flies from the flying side. When the flying toner speed was measured using the transport substrate 30 of the present embodiment, a flying speed of approximately 0.5 m to 5 m / sec was obtained, depending on the applied voltage and frequency.
[0035]
Therefore, the developing operation using the developing device 16 in the image forming apparatus configured as described above will be described with reference to FIG.
First, as shown in the figure, the negatively charged toner T is conveyed by the conveyance substrates 30 and 30 of the toner flying device 31 of the developing device 16 while being accelerated and is made to fly toward the photosensitive drum 1 from the flying side. As a result, the flying negatively charged toner T adheres to the positively charged portion (image portion) of the surface of the photosensitive drum 1 and the latent image is developed.
[0036]
At this time, an AC voltage from the AC power source 52 is applied to the electrodes 42, 42 on one end (flight side) of the transfer substrates 30, 30, and an AC electric field (AC electric field) is generated between the transfer substrates 30, 30. If generated, a toner cloud 53 in which the toner T flying from the transport substrates 30 and 30 becomes a cloud state by an alternating electric field is generated, and the toner adheres uniformly to the latent image on the photosensitive drum 1. Image quality is improved. That is, in this image forming apparatus, means for applying an AC electric field, which is a means for generating a toner cloud, is formed by the electrodes 42 and 42 on one end (flight side) side of the transport substrates 30 and 30 and the AC power source 52. ing.
[0037]
In this way, the charged toner is transported toward the one end side by electrostatic force along the transport surface of the transport substrate, and the toner is ejected from the one end portion side of the transport substrate toward the latent image carrier. In this case, the toner can be adhered directly, and the apparatus can be simplified and the cost can be reduced. Since electrostatic toner conveyance is based on coulomb force, toners with a small charge amount, uncharged toners, and reverse polarity charged toners are not conveyed in a predetermined direction, and only charged toners above a certain threshold are conveyed. As a result, the charge amount of the toner used for the development is made uniform, the re-detachment of the toner in the development process is reduced, the background stain is reduced, and the image quality is improved.
[0038]
Further, toner deterioration is reduced as compared with the case where the developing roller is used as the developing means. That is, normally, the toner is charged by frictional charging, a film is formed on the developing roller together with the magnetic carrier, and the toner electrostatically attached to the carrier is made into a magnetic brush shape, which is brought into contact with the latent image carrier and developed. For this reason, the toner is kneaded by the developing roller and further pulverized into fine powder,2, TiO2For example, additives are imprinted on the resin part of the toner, and the characteristics of the toner are deteriorated, resulting in functional failure. On the other hand, as described above, the toner is further pulverized into a fine powder by being transported and flying on the transport substrate.2, TiO2Thus, the additive is not imprinted on the resin part of the toner, and the characteristic deterioration is also reduced.
[0039]
Next, the toner collecting action in this image forming apparatus will be described with reference to FIG. This figure is an explanatory diagram for explaining the toner collecting action.
As described above, the toner flies from the conveyance substrates 30 and 30 and adheres to the latent image area on the photosensitive drum 1, but not all toner is used for development, and the toner flies from the conveyance substrates 30 and 30. However, some toner is not used for development.
[0040]
Therefore, toner gutters 38, 38 are provided on the outer sides of the conveying substrates 30, 30 facing each other, and unused toner to be separated from the developing unit is attached and collected. The toner gutters 38 and 38 are provided with the reverse transport path members 39 and 39 as described above, and the reverse transport path members 39 and 39 are also configured by the spatial traveling wave electric field by the same configuration as the transport substrates 30 and 30 described above. Since the toner can be conveyed to the supply side (the other end side) by the electrostatic force, the toner can be returned to the toner box portion 32 side for reuse.
[0041]
Thus, by providing the collecting means for collecting the unused toner flying from the conveyance substrate 30, the toner can be reliably prevented from scattering, and the collecting means is further provided with means for conveying the toner back to the supply side by electrostatic force. As a result, the toner can be reused, and the cost can be reduced.
[0042]
In addition, when a forward / reverse bias voltage is applied alternately to the toner gutter 38 described above, the toner is sucked and released, and the scattered toner is collected and the collected toner is again applied to the transport substrate 30. It can be returned to the flight side and reused. In this case, it is not always necessary to return the collected toner to the toner box portion 32 by the reverse conveyance path member 39.
[0043]
Next, a second embodiment of the image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a main part explanatory view for explaining a developing device portion of the image forming apparatus.
In this embodiment, as the transport substrates 30 and 30 of the toner flying device 31 of the developing device 16, a substrate in which a large number of electrodes 42 are arranged at substantially equal intervals along the transport direction is used. Further, as the drive circuit 55, three-phase drive waveforms Va1, Vb1, and Vc1 having three types of frequencies f1 and three-phase drive waveforms Va2, Vb2, and Vc2 having a frequency f2 for each electrode 42 of the transport substrate 30; A device that outputs three-phase drive waveforms Va3, Vb3, and Vc3 having a frequency f3 (f1> f2> f3) is used.
[0044]
Then, the three-phase drive waveforms Va1, Vb1, Vc1 of the frequency f1 of the drive circuit 55 are applied to the electrodes 42, 42,... In the required region on the flying side of the transport substrate 30, and the three-phase drive waveforms Va2, Vb2 of the frequency f2. , Vc2 to the electrodes 42, 42... In the middle part of the transport substrate 30, and the three-phase drive waveforms Va3, Vb3, Vc3 of the frequency f3 to the electrodes 42, 42. ... are applied respectively. Other configurations are the same as those in the above embodiment, and the description and illustration are omitted.
[0045]
With this configuration, the electrodes 42 and 42 of the transfer substrates 30 and 30 are arranged at substantially equal intervals, but the frequencies of the drive waveforms Va, Vb, and Vc applied to the electrodes 42 of the transfer substrate 30 are From the supply side to the flight side, the level increases stepwise (in this example, three levels f3, f2, and f1). Here, since the suction force and the repulsive force acting on the charged toner change in a single time as the frequency of the drive waveform increases, the toner supplied from the supply side of the transport substrate 30 is the electrodes 42, 42. As the frequency of the drive waveform applied to the toner increases, the moving speed increases. Therefore, the toner is transported while being accelerated along the transport surface of the transport substrate 30 and travels from the flying side (one end side) toward the photosensitive drum 1. To fly.
[0046]
As described above, when the toner is accelerated by changing the frequency of the drive waveform stepwise, the arrangement of the electrodes on the transport substrate is compared with the case where the arrangement density of the electrodes is changed as in the above embodiment. However, the configuration on the drive circuit side is slightly complicated. Therefore, which form should be adopted may be selected in consideration of the manufacturing cost of the drive circuit and the transfer board, and the arrangement density of the electrodes on the transfer board is made narrower toward the flight side, and the drive waveform A drive circuit that increases the frequency stepwise can also be used.
[0047]
Next, a third embodiment of the image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. This figure is an explanatory view of the main part of the developing device portion of the image forming apparatus.
In this embodiment, as the transport substrates 30 and 30 of the toner flying device 31 of the developing device 6, a plurality of electrodes 42 arranged at substantially equal intervals along the transport direction is used. Further, as the drive circuit 56, three-phase drive waveforms Vap1, Vbp1, and Vcp1 having three kinds of peak values Vp1 and three-phase drive waveforms Vap2, Vbp2, and Vcp2 having peak values Vp2 for each electrode 42 of the transport substrate 30 are used. And three-phase drive waveforms Vap3, Vbp3, and Vcp3 having a peak value Vp3 (Vp1> Vp2> Vp3) are used.
[0048]
Then, the three-phase drive waveforms Vap1, Vbp1, and Vcp1 of the peak value Vp1 of the drive circuit 56 are applied to the electrodes 42, 42,... In the required region on the flying side of the carrier substrate 30, and the three-phase drive waveform Vap2 of the peak value Vp2. , Vbp2, Vcp2 are applied to the electrodes 42, 42. , 42... Are applied respectively. Other configurations are the same as those in the above embodiment, and the description and illustration are omitted.
[0049]
With this configuration, the electrodes 42, 42 of the transport substrates 30, 30 are arranged at substantially equal intervals, but the driving waveforms Va, Vb, Vc applied to each electrode 42 of the transport substrate 30. The high value gradually increases from the supply side to the flight side (in this example, three levels of Vp3, Vp2, and Vp1). Here, since the suction force and the repulsive force acting on the charged toner change in a single time as the peak value of the drive waveform is higher, the toner supplied from the supply side of the transport substrate 30 is the electrodes 42, 42. As the crest value of the drive waveform given to... Increases, the moving speed increases. Therefore, the toner is transported while being accelerated along the transport surface of the transport substrate 30, and from the flying side (one end side) to the photosensitive drum 1. Fly towards.
[0050]
Next, a fourth embodiment of the image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. This figure is an explanatory view of the main part of the developing device portion of the image forming apparatus.
In this embodiment, as the transport substrates 30 and 30 of the toner flying device 31 of the developing device 6, a plurality of electrodes 42 arranged at substantially equal intervals along the transport direction is used. The driving circuit 50 includes the above-described driving circuit 50, and the three-phase driving waveform Va from the driving circuit 50 with respect to any one of the electrodes 42 (here, the supply-side electrode 42) of the transport substrate 30. , Vb, and Vc are provided with a drive circuit 57 that applies drive waveforms Vad, Vbd, and Vcd having a higher duty ratio.
[0051]
With this configuration, by applying drive waveforms Vad, Vbd, and Vcd having a high duty ratio from the drive circuit 57, the toner is given an initial speed of flying from the transport substrate 30, and then the drive waveform from the drive circuit 50. The electrostatic force is applied to the electrodes 42 to which Va, Vb, and Vc are applied, and the sheet is transported in a state where the initial speed is substantially maintained, and then travels from the flying side (one end side) of the transport substrate 30 toward the photosensitive drum 1.
[0052]
Next, an image forming apparatus according to a fifth embodiment of the invention will be described with reference to FIG. This figure is an explanatory view of the main part of the developing device portion of the image forming apparatus.
In the toner flying device 31 in this embodiment, like the above-described transport substrate 30, an intermediate transport substrate 30B having both surfaces as transport surfaces is disposed between transport substrates 30A and 30A having one surface as a transport surface. The toner is transported on the transport surfaces of the transport substrates 30A and 30A and the two transport surfaces of the intermediate transport substrate 30B so as to fly.
[0053]
With this configuration, the amount of toner that can be transported per unit time by the toner flying device 31 is twice that of the above-described embodiments, and the toner amount used for high-speed recording can be sufficiently accommodated. In other words, as the recording speed increases, depending on the image, the amount of toner consumed increases, and the replenishment of toner necessary for development may not be in time. With such a configuration, a large amount of toner can be transported, and the recording speed can be increased.
[0054]
In this case, as shown in the figure, the intermediate transfer board 30B is disposed with the flying side set back from the transfer boards 30A and 30A on both sides, and an AC voltage is applied from the AC power source 52 between the transfer boards 30A and 30A on both sides. Then, an AC electric field is generated, and a toner cloud is generated.
[0055]
Next, a sixth embodiment of the image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. This figure is an explanatory view of the main part of the developing device portion of the image forming apparatus.
In this embodiment, an AC voltage is applied from the AC power source 52 between the electrodes 42, 42 at the flying side end portions of the transport substrates 30, 30 of the toner flying device 31, and one side (here) In this case, a DC voltage is applied from a DC power source 60 that is a means for generating a DC electric field between the electrode 42 at the flying side end of the transport substrate 30 on the lower side.
[0056]
With this configuration, for example, when AC ± 300V is applied from the AC power supply 52 and DC500V is applied from the DC power supply 60, + 500V is always applied to the lower transport substrate 30 between the photosensitive drum 1 and the upper side. A voltage of 200V (= 500 − (+ 300)) and 800V (500 − (− 300)) is alternately applied to the transfer substrate 30, so that the transfer substrate 30 between the upper transfer substrate 30 and the photosensitive drum 1 is applied. Electric field vibration is generated by an alternating electric field.
[0057]
As a result, the toner cloud formed by the charged toner T flying from the transport substrates 30 and 30 of the toner flying device 31 is diffused by the electric field vibration caused by the alternating electric field, and adheres to the photosensitive drum 1. / Increased frequency of withdrawal. Therefore, toner can be attached to the charge of the target photosensitive drum 1 with higher accuracy, and the image quality is improved.
[0058]
Next, a seventh embodiment of the image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. This figure is an explanatory view of the main part of the developing device portion of the image forming apparatus.
In this embodiment, an AC voltage is applied from the AC power supply 52 between the transport substrates 30 and 30 of the toner flying device 31 as described above, and the electrode portions 61 and 61 provided on the outer surfaces of the transport substrates 30 and 30; A DC voltage from a DC power source 60 that is a means for generating a DC electric field is applied to the photosensitive drum 1.
[0059]
With this configuration, a DC bias electric field is generated between each of the transfer substrates 30 and 30 and the photosensitive drum 1, and the flying is performed from the transfer substrates 30 and 30 of the toner flying device 31 to be in a cloud state by the AC electric field. The toner T thus formed is confined between the DC bias electric fields. Therefore, toner scattering is prevented and the image quality is further improved.
[0060]
Next, an image forming apparatus according to an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This figure is an explanatory view of the main part of the developing device portion of the image forming apparatus.
In this embodiment, the toner flying device 31 is provided with a concave-shaped accumulation portion 70 for accumulating toner on the supply side of the conveyance substrates 30 and 30, and the upper conveyance substrate 30 is shown in FIG. As shown in FIG. 18, the drive waveform Va has a change pattern opposite to that shown in FIG. 7, as shown in FIG. , Vb, and Vc, and a drive circuit 72 that applies the change.
[0061]
With this configuration, the toner is transported from the transport substrate 30 on the upper side of the toner flying device 31 in the same manner as described above, and is ejected toward the photosensitive drum 1, but the transport substrate 30 on the lower side is reversed. Since the drive waveform of the change pattern is applied, the toner is conveyed in the reverse direction (direction from the flying side to the supply side). That is, the lower transfer substrate 30 is a reverse transfer substrate.
[0062]
With this configuration, the toner supplied from the toner box unit 32 of the developing device 6 can be stored in the storage units 70 and 70, and the toner can be transported and transported by the transport substrates 30 and 30 without interruption. Can be made. That is, when the amount of toner used is large, the toner must be continuously transported and flying, but if the toner supply to the transport substrates 30 and 30 is not in time at this time, toner shortage will occur. By transporting and flying while accumulating the toner in the accumulating units 70 and 70, it is possible to carry out and fly the toner continuously and prevent image quality deterioration.
[0063]
In addition, the toner that does not adhere to the photosensitive drum 1 and rebounds is transported to the supply side by the lower transport substrate 30 and returned to the storage unit 70, and returned to the storage unit 70 of the lower transport substrate 30. The transferred toner is transferred to the upper transport substrate 30 and again used for development. As a result, the toner can be used effectively, and splashing of the recoil toner can be prevented to improve the image quality.
[0064]
Next, a ninth embodiment of the image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. This figure is an explanatory view of the main part of the developing device portion of the image forming apparatus.
In this embodiment, a drive circuit 71 that applies the drive waveforms Va, Vb, and Vc by changing the drive waveforms Va, Vb, and Vc in the change pattern as shown in FIG. A mode in which the drive waveforms Va, Vb, and Vc are changed and applied to the transport substrate 30 with a change pattern as shown in FIG. 7 and a drive waveform Va, with a change pattern opposite to that shown in FIG. And a drive circuit 73 having a mode in which Vb and Vc are changed and applied.
[0065]
A mode switching signal for switching modes is given to the drive circuit 73 from a control unit (not shown). This mode switching signal is a signal for selecting a mode to be applied by changing the drive waveforms Va, Vb, and Vc with a change pattern as shown in FIG. 18 when the image forming apparatus is on standby, for example.
[0066]
With this configuration, during recording for forming a normal image, the drive waveforms Va, Vb, and Vc are changed from the drive circuit 73 to the lower transport substrate 30 in a change pattern as shown in FIG. Therefore, the toner can be developed by causing the toner to fly to the flying side on both the upper and lower transport substrates 30, 30, and to fly the toner with a transport amount twice that of the single transport substrate 30.
[0067]
In the standby mode, the drive circuit 73 applies the drive waveforms Va, Vb, and Vc in a change pattern as shown in FIG. 18 to the lower transport substrate 30 so that the lower transport substrate 30 is applied. The toner 30 is transported in the reverse direction. As a result, the toner is circulated between the transport substrates 30 and 30 and does not fly. In this way, since the toner does not fly during standby or the like, toner scattering can be prevented more reliably and image quality can be improved.
[0068]
Further, by providing two transport substrates as described above, one of the transport substrates can be used as a transport substrate for flying toner and also as a reverse transport substrate for transporting toner to the supply side, thereby simplifying the configuration. become.
[0069]
Next, another example of the toner conveyance mode in the toner flying device 31 of each of the above embodiments will be described with reference to FIG.
When the transport surfaces of at least two transport substrates 30 and 30 are arranged to face each other as in the toner flying device 31 in each of the above embodiments, two transports can be performed by setting a drive voltage and a gap between the transport surfaces. When the drive waveforms applied to the electrodes 42 of the substrates 30 and 30 are synchronized, the electric field curtain 81 generated by the upper transfer substrate 30 and the electric field curtain 82 generated by the upper transfer substrate 30 are connected.
[0070]
When the electric field curtains 81 and 82 are connected as described above, the toner does not move, and the toner is layered at a portion where the electric field curtains 81 and 82 are not connected. Therefore, by moving these electric field curtains 81 and 82 in the flying direction with a required time constant while being connected, the toner is conveyed to the flying side in a layered state, and the toner is intermittently transferred. It can be conveyed in layers.
[0071]
In this case, a larger amount of toner is supplied from the transport substrate 30 and the amount of unused toner increases depending on the image. Therefore, the unused toner is collected by the toner gutter 38 and is fed to the supply side by the reverse transport path member 39. Reverse the toner. Here, the configuration of the reverse transport path member 39 will be briefly described. The flexible substrate 91 is provided with a plurality of electrodes 92 for generating a spatial traveling wave electric field, which is covered with a transport surface forming member 93 and has a surface coat layer 94 on the surface. , And a flexible substrate 91 can be used to form a transport surface of an arbitrary shape and can be arranged following the toner gutter 38.
[0072]
In each of the above-described embodiments, the toner is described as being accelerated and flying. However, the toner is ejected from one end portion of the transfer substrate at a constant transfer speed (this is also included in “flying”). You can also. In this case, the plurality of electrodes may be arranged at equal intervals, and the same drive waveform may be applied with the phase shifted.
[0073]
【The invention's effect】
  As described above, according to the image forming apparatus of the present invention,It has a plurality of electrodes that generate a space traveling wave electric field to convey charged toner toward the one end side by electrostatic force along the conveying surface, and the toner flies from one end side toward the latent image carrier. A pair of transport substrates facing each other on the electrode surface side, and a means for generating an alternating electric field between the electrodes at one end of the pair of transport substrates and generating a toner cloud due to toner flying from one end of the transport substrate. Since the plurality of electrodes of the transport substrate are arranged with increasing arrangement density step by step along the toner transport direction,A toner having a uniform charge amount can be transported with a simple configuration to generate a toner cloud, toner scattering is reduced, and image quality is improved.
[0074]
  here,By providing the intermediate transport substrate facing each of the pair of transport substrates facing each other, a larger amount of toner can be transported.
[0075]
In addition, by having a reverse conveyance board that conveys toner toward the other end with electrostatic force along the conveyance surface against the conveyance board, unused toner can be collected with a simple configuration to prevent toner scattering The toner can be easily reused. Furthermore, by having a toner gutter that collects toner that has not been used for development, toner scattering can be more reliably prevented. The toner gutter includes a reverse conveying member that conveys the collected toner in the reverse direction, so that the collected toner can be easily reused.
[0076]
Further, by providing means for generating a DC electric field between the electrode of the transport substrate and the latent image carrier, the toner cloud can be vibrated, and more efficient development can be performed. In addition, by providing means for generating a DC electric field between the electrode provided on the outer surface side of the transport substrate and the latent image carrier, toner can be contained between the DC electric fields to prevent toner scattering more reliably. In addition, the area of the toner cloud is widened and the contact area with the latent image carrier is widened, and good high-density development without toner omission can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a developing device of the image forming apparatus.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional explanatory diagram of a conveyance board of a toner flying device in the developing device.
FIG. 4 is an explanatory plan view of the transfer substrate.
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the operation of the toner flying device.
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the principle of toner conveyance by the conveyance substrate.
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining an example of a change pattern of a drive waveform applied to the transport substrate.
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining another example of a change pattern of a drive waveform applied to the transport substrate.
FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining the principle of the developing operation in the image forming apparatus.
FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining a toner collecting operation in the image forming apparatus.
FIG. 11 is an explanatory view of a main part of a developing device portion of an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is an explanatory diagram of a main part of a developing device portion of an image forming apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 13 is an explanatory view of a main part of a developing device portion of an image forming apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is an explanatory view of a main part of a developing device portion of an image forming apparatus according to a fifth embodiment of the invention.
FIG. 15 is an explanatory view of a main part of a developing device portion of an image forming apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is an explanatory view of a main part of a developing device portion of an image forming apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 17 is an explanatory view of a main part of a developing device portion of an image forming apparatus according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is an explanatory diagram for explaining a reverse conveyance drive waveform pattern for explaining the embodiment;
FIG. 19 is a main part explanatory view of a developing device for explaining another example of the embodiment;
FIG. 20 is a main part explanatory view of a developing device part for explaining another example of a toner conveyance mode;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Photosensitive drum (latent image carrier), 5, 8 ... Scanning optical system, 13 ... Polygon mirror, 15 ... Charging device, 16 ... Developing device, 17A, 17B ... Paper feeding unit, 20 ... Transfer charger, 21 ... Separation charger 23: Fixing roller pair 30, 30A ... Conveying substrate, 30B ... Intermediate conveying substrate, 33 ... Conveying path member, 38 ... Toner gutter, 39 ... Reverse conveying path member, 31 ... Toner flying device, 41 ... Supporting substrate, 42 ... Electrode, 43 ... Transport path forming member, 44 ... Surface coat layer, 52 ... AC power source, 60 ... DC power source, 70 ... Accumulator.

Claims (7)

潜像担持体上にトナーを供給し、この潜像担持体上の潜像を現像して画像を形成する画像形成装置において、
帯電した前記トナーを搬送面に沿って静電力で一端部側に向かって搬送するための空間進行波電界を発生させる複数の電極を有し、前記一端部側から前記潜像担持体に向かって前記トナーを飛翔させる、前記電極面側が対峙する一対の搬送基板と、
前記一対の搬送基板の前記一端部の前記電極間に交流電界を発生させ、前記搬送基板の一端部側から飛翔するトナーによるトナークラウドを発生させる手段とを備え、
前記搬送基板の前記複数の電極は、トナーの飛翔搬送方向に沿って順次段階的に配置密度を高くして配置されている
ことを特徴とする画像形成装置。
In an image forming apparatus for supplying toner onto a latent image carrier and developing the latent image on the latent image carrier to form an image,
A plurality of electrodes for generating a space traveling wave electric field for conveying the charged toner toward the one end side by electrostatic force along the conveying surface, from the one end side toward the latent image carrier; A pair of transport substrates facing the electrode surface side for causing the toner to fly; and
Wherein between the electrodes of the one end of the pair of conveying the substrate to generate an alternating electric field, and means for generating a toner cloud by toner flying from one end of the transfer board,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the plurality of electrodes of the transport substrate are disposed with increasing density in a stepwise manner along a toner transport direction .
請求項に記載の画像形成装置において、前記一対の対峙した搬送基板にそれぞれ対峙する中間搬送基板を備えていることを特徴とする画像形成装置。2. The image forming apparatus according to claim 1 , further comprising an intermediate transport substrate facing each of the pair of transport substrates facing each other. 請求項に記載の画像形成装置において、前記搬送基板に対峙して前記トナーを搬送面に沿って静電力で他端部側に向かって搬送する逆搬送基板を有することを特徴とする画像形成装置。2. The image forming apparatus according to claim 1 , further comprising: a reverse conveyance substrate that conveys the toner toward the other end portion by electrostatic force along the conveyance surface facing the conveyance substrate. apparatus. 請求項1乃至のいずれかに記載の画像形成装置において、現像に使用されなかったトナーを回収するトナーガターを有することを特徴とする画像形成装置。The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, the image forming apparatus characterized by having a Tonagata for collecting toner which has not been used for development. 請求項に記載の画像形成装置において、前記トナーガターに回収したトナーを逆方向に搬送する逆搬送部材を有することを特徴とする画像形成装置。5. The image forming apparatus according to claim 4 , further comprising a reverse conveying member that conveys the toner collected in the toner gutter in a reverse direction. 請求項1乃至のいずれかに記載の画像形成装置において、前記搬送基板の電極と前記潜像担持体との間に直流電界を発生させる手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5, the image forming apparatus characterized by comprising means for generating a DC electric field between the latent image bearing member and the electrode of the transporting substrate. 請求項1乃至のいずれかに記載の画像形成装置において、前記搬送基板の外面側に設けた電極と前記潜像担持体との間に直流電界を発生させる手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5, and characterized in that it comprises means for generating a DC electric field between the electrode provided on the outer surface side of the carrying substrate and said latent image bearing member Image forming apparatus.
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