JP2003098820A - Electrostatic transfer device and imaging apparatus - Google Patents
Electrostatic transfer device and imaging apparatusInfo
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- Dry Development In Electrophotography (AREA)
- Non-Mechanical Conveyors (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は静電搬送装置及び画像形
成装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic transport device and an image forming apparatus.
【0002】[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(中間転写部材を含む。)に転写す
ることで画像を形成するものがある。2. Description of the Related Art As an image forming apparatus such as a copying machine, 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 formed on the latent image. There is one in which an image is formed by adhering and developing the toner image to form a visible image, and transferring the toner image to a recording medium (including an intermediate transfer member).
【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。In such an image forming apparatus, as a developing device for developing a latent image, conventionally, toner agitated in the developing device is carried on the surface of a developing roller, which is a developer carrying member, and the developing roller is rotated. The latent image bearing member is conveyed to a position facing the surface of the latent image bearing member by developing the latent image bearing member, and the latent image bearing member is developed. It is known that the toner is collected in the toner, the toner is newly stirred and charged, and the toner is carried again on the developing roller.
【0004】また、現像装置としては、特開平9−19
7781号公報、特開平9−329947号公報に記載
されているように、非接触で現像ローラから潜像担持体
にトナーを転移させる所謂ジャンピング現像方式で現像
するものも知られている。A developing device is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-19.
As described in Japanese Patent No. 7781 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-329947, there is also known a method of developing by a so-called jumping developing method in which toner is transferred from a developing roller to a latent image carrier in a non-contact manner.
【0005】さらに、現像装置としては、特開平5−1
9615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搬送を搬送し、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。Further, as a developing device, Japanese Patent Laid-Open No. 5-1
As described in Japanese Patent No. 9615, the electrostatic latent force is used to convey toner on the surface of the developing roller, and the toner is separated from the surface of the developing roller by the attraction force generated between the toner and the latent image carrier to carry the latent image. The toner is made to adhere to the body surface, or, as described in JP-A-59-181375, the toner is opposed to the latent image carrier by using a carrier substrate that conveys the toner by electrostatic force. There is also one in which the toner is conveyed to a position, and the toner is separated from the conveying surface by the suction force generated between the toner and the latent image carrier and attached to the surface of the latent image carrier.
【0006】また、他の画像形成装置として、特開平1
1−170591号公報、特開平11−115235号
公報、特開平11−179951号公報に記載されてい
るように、トナーを担持する現像ローラと記録媒体との
間に制御用電極を、記録媒体の背面に背面電極をそれぞ
れ配置し、背面電極と現像ローラとの間で電界を発生さ
せることで、トナーを記録媒体方向に飛翔可能とし、こ
のトナーの飛翔を制御電極で選択的に制御することによ
って、記録媒体に画像を形成するいわゆる飛翔型(トナ
ージェット型)画像形成装置も知られている。Another image forming apparatus is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No.
As described in JP-A-1-170591, JP-A-11-115235, and JP-A-11-179951, a control electrode is provided between a developing roller carrying toner and a recording medium. By arranging the back electrodes on the back side and generating an electric field between the back electrodes and the developing roller, the toner can fly toward the recording medium, and the flying of the toner is selectively controlled by the control electrode. A so-called flying type (toner jet type) image forming apparatus that forms an image on a recording medium is also known.
【0007】また、トナーなどの粉体を搬送する粉体搬
送装置として、特開平7−267363号公報に記載さ
れているように、空間進行波電界を用いて搬送するもの
がある。これは、電極に駆動電圧を印加することによ
り、電極の周辺に空間的な進行波電界が形成され、進行
波電界により帯電された粉体に反発力と駆動力が働き、
粉体が電界進行方向に搬送されるものである。この空間
進行波電界を用いてトナーなどの粉体を分級する分級装
置として、例えば特開平8−149859号公報に記載
されているように、静電力と重力、遠心力等を作用させ
て分級(分別)を行うようにしたものが提案されてい
る。Further, as a powder carrying device for carrying powder such as toner, there is a device for carrying using a spatial traveling wave electric field as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-267363. This is because when a driving voltage is applied to the electrode, a spatial traveling wave electric field is formed around the electrode, and repulsive force and driving force act on the powder charged by the traveling wave electric field,
The powder is conveyed in the electric field traveling direction. As a classifying device for classifying powder such as toner using this space traveling wave electric field, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-149859, classification is performed by applying electrostatic force, gravity, centrifugal force, and the like. It has been proposed to perform (separation).
【0008】[0008]
【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与える現像
装置を備えた画像形成装置、或いは、現像ローラにトナ
ーを担持させて、現像ローラから電界制御で記録媒体に
トナーを飛翔させる飛翔型画像形成装置にあっては、現
像ローラと現像装置側板との間にトナーが侵入して、ト
ナーが擦れてトナー固着等が発生し、画像に悪影響を及
ぼしたり、現像装置周りのシール材が経時劣化すること
で、現像装置内にて現像剤もしくはトナーを攪拌・帯電
させることにより、トナーが飛散し、画像の地汚れなど
を生じることがある。However, an image forming apparatus provided with a developing device for applying a toner to a latent image carrier using the above-mentioned developing roller, or a developing roller carrying toner to cause an electric field from the developing roller. In a flying-type image forming apparatus in which toner is controlled to fly to a recording medium, the toner enters between the developing roller and the developing device side plate, and the toner is rubbed to cause toner sticking, which adversely affects the image. When the developer or the toner is agitated and charged in the developing device, the toner may be scattered to cause the background stain of the image.
【0009】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。Further, when the toner is charged by frictional charging or corona discharge charging, saturated charged toner and unsaturated charged toner are mixed and a large charge distribution is obtained. When such toner is forcibly transferred to the developing roller by using a magnetic brush or a transfer roller, the developer once held on the developing roller at the developing speed of the developing roller (linear speed of about 100 cm / sec). Of these, the toner having a small charge is released, and the toner is likely to scatter and the formed image is liable to cause background stain.
【0010】さらに、所謂ジャンピング現像を行う現像
装置にあっては、高電圧による帯電トナーの授受を行わ
なければならないため、高電圧電源が必要になり、装置
の大型化、コストの増加を招くという課題がある。Further, in a developing device which performs so-called jumping development, it is necessary to transfer charged toner by a high voltage, so a high voltage power source is required, which leads to an increase in size and cost of the device. There are challenges.
【0011】一方、従来の空間進行波電界による静電力
を用いてトナーを搬送する静電搬送装置について本発明
者らは研究したところ、複数の電極の幅が150〜25
0μm、電極の間隔が250〜500μmとされている
従来の静電搬送装置にあっては、実際にトナー搬送を行
おうとしてもトナーが電極間に山状に滞留して安定した
トナー搬送を効率的に行うことができないことを確認し
た。On the other hand, when the inventors of the present invention have researched an electrostatic transport device for transporting toner by using the electrostatic force of the conventional space traveling wave electric field, the width of the plurality of electrodes is 150 to 25.
In the conventional electrostatic transport device in which the distance between the electrodes is 0 μm and the distance between the electrodes is 250 to 500 μm, even if the toner is actually transported, the toner stays in a mountain shape between the electrodes and the stable toner transport is efficiently performed. I confirmed that I could not do it.
【0012】また、トナーを静電力で搬送する場合、ト
ナーは寸法、形状に差異があるため、この点でも従来の
静電搬送装置では安定した搬送を得にくく、トナーと帯
電部材との整合を図る必要があるなどの課題がある。Further, when the toner is conveyed by electrostatic force, since the toner has a difference in size and shape, it is difficult to obtain stable conveyance by the conventional electrostatic conveying device also in this respect, and the toner and the charging member are aligned with each other. There are issues such as those that need to be addressed.
【0013】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、低電圧駆動で粉体を安定して効率的に搬送可能な
静電搬送装置を提供し、また、この静電搬送装置を使用
したTPM(Toner-Phase-Match)静電搬送技術を用
いて、構成が簡単で低コスト化でき、低電圧駆動が可能
で、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。The present invention has been made in view of the above points, and provides an electrostatic transfer device capable of stably and efficiently transferring powder by driving at a low voltage, and the electrostatic transfer device is also provided. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus using the TPM (Toner-Phase-Match) electrostatic transport technology used, which has a simple structure, can be manufactured at low cost, can be driven at a low voltage, and can obtain high image quality. To do.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係る静電搬送装置は、粉体を搬送面に沿っ
て静電力で移動させるための電界を発生させる複数の電
極を有する搬送基板を備え、この搬送基板の隣接する2
つの電極は搬送方向で隙間がない構成としたものであ
る。なお、本明細書において、「粉体」とは、「粒
子」、「微粒子」、「粉末」、「微粉末」、「粉体」、
「微粉体」などを含む意味で用いる。In order to solve the above-mentioned problems, an electrostatic carrying device according to the present invention has a plurality of electrodes for generating an electric field for moving powder by electrostatic force along a carrying surface. A carrier board having two adjacent two of the carrier boards.
The two electrodes are configured so that there is no gap in the transport direction. In the present specification, “powder” means “particle”, “fine particle”, “powder”, “fine powder”, “powder”,
It is used to mean "fine powder".
【0015】本発明に係る静電搬送装置は、粉体を搬送
面に沿って静電力で移動させるための電界を発生させる
複数の電極を有する搬送基板を備え、この搬送基板の隣
接する2つの電極は搬送方向で一部が重複している構成
としたものである。この場合、隣接する2つの電極は搬
送方向で電極幅の1/10以下の範囲で重複しているこ
とが好ましい。The electrostatic transfer device according to the present invention comprises a transfer substrate having a plurality of electrodes for generating an electric field for moving powder by electrostatic force along the transfer surface, and two adjacent transfer substrates are provided. The electrodes are configured so as to partially overlap in the transport direction. In this case, it is preferable that two adjacent electrodes overlap each other in the range of 1/10 or less of the electrode width in the transport direction.
【0016】本発明に係る静電搬送装置においては、少
なくとも一部の隣接する2つの電極間に段差があり、搬
送面に搬送する粉体の粒子径の1/3〜10倍の範囲内
の凹凸部が形成されていることが好ましく、また、電極
の幅が搬送する粉体の粒子径の1/3〜5倍の範囲内で
あることが好ましい。In the electrostatic carrying device according to the present invention, there is a step between at least a part of two adjacent electrodes, and the range is 1/3 to 10 times the particle diameter of the powder carried on the carrying surface. The uneven portion is preferably formed, and the width of the electrode is preferably within the range of 1/3 to 5 times the particle diameter of the powder to be conveyed.
【0017】本発明に係る画像形成装置は、帯電したト
ナーを静電力で搬送する本発明に係る静電搬送装置を備
えたものである。The image forming apparatus according to the present invention includes the electrostatic transport device according to the present invention for transporting charged toner by electrostatic force.
【0018】[0018]
【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、本発明に係る画像形成
装置の実施形態について図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。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. It should be noted that this figure is an overall schematic configuration diagram of the image forming apparatus. The overall outline and operation of this image forming apparatus will be described. A photosensitive drum 1 (for example, an organic photosensitive member: a latent image carrier) is described.
The OPC) is rotationally driven clockwise in the figure. When a document is placed on the contact glass 2 and a print start switch (not shown) is pressed, a scanning optical system 5 including a document illumination light source 3 and a mirror 4, and a scanning optical system 8 including mirrors 6 and 7 are provided.
And move to read the original image.
【0019】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。Here, the scanned original image is read as an image signal by the image reading element 10 arranged behind the lens 9, and the read image signal is digitized and image-processed. Then, the laser diode (LD) is driven by this image-processed signal, the laser light from this laser diode is reflected by the polygon mirror 13, and then is irradiated onto the photosensitive drum 1 via the mirror 14.
The photosensitive drum 1 is uniformly charged by the charging device 15, and an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 1 by writing with a laser beam.
【0020】そして、この感光体ドラム1表面の静電潜
像は、本発明に係る静電搬送装置を備えた現像装置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1
8B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。The electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 1 is a developing device 16 equipped with the electrostatic transport device according to the present invention.
The toner adheres to form a visible image by the toner, and the visible image is fed from the paper feeding unit 17A or 17B to the paper feeding roller 18A or 1A.
It is transferred to the transfer paper (recording medium) 19 fed by 8B by corona discharge of the transfer charger 20. The transfer paper 19 on which the visible image is transferred is separated from the surface of the photosensitive drum 1 by the separation charger 21, is conveyed by the conveyance belt 22, passes through the pressure contact portion of the fixing roller pair 23,
The visible image is fixed and discharged to the discharge tray 24 outside the machine.
【0021】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。On the other hand, the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1 which has been transferred is removed by the cleaning device 25, and the electric charge remaining on the surface of the photosensitive drum 1 is erased by the discharging lamp 26.
【0022】次に、この画像形成装置における本発明に
係る微粉体搬送装置を備えた現像装置16の第1実施形
態について図2乃至図5を参照して説明する。なお、図
2は同画像形成装置の現像装置部分の説明図、図3は同
現像装置の搬送基板の断面説明図、図4は同搬送基板の
搬送領域の拡大説明図、図5は同搬送基板のポンピング
領域の拡大説明図である。Next, a first embodiment of the developing device 16 equipped with the fine powder conveying device according to the present invention in this image forming apparatus will be described with reference to FIGS. 2 is an explanatory view of a developing device portion of the image forming apparatus, FIG. 3 is a cross-sectional explanatory view of a carrying substrate of the developing device, FIG. 4 is an enlarged explanatory view of a carrying area of the carrying substrate, and FIG. It is an expanded explanatory view of the pumping area | region of a board | substrate.
【0023】この現像装置16は、帯電したトナーを搬
送面に沿って静電力で一端部側に搬送するとともに、感
光体ドラム1の近傍でトナーを静電力でポンピングさせ
る搬送基板31と、この搬送基板31に帯電したトナー
をトナーボックス部32から送り込むフレキシブル搬送
基板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、トナー供
給部36内のトナーを攪拌するトナー供給スクリュー3
7と、搬送基板31の一端部を外れたトナーを回収して
トナーボックス部32に戻すトナー回収部38とを備え
ている。The developing device 16 conveys charged toner to one end side by electrostatic force along the conveyance surface, and conveys substrate 31 for pumping toner near the photosensitive drum 1 by electrostatic force, and the conveyance substrate 31. A flexible carrying substrate 33 for feeding the toner charged on the substrate 31 from the toner box portion 32, a charging roller 34 for charging the toner to be supplied to the toner box portion 32, and a charging blade 35 arranged in contact with the peripheral surface of the charging roller 34. And a toner supply screw 3 for stirring the toner in the toner supply unit 36.
7 and a toner collecting section 38 for collecting the toner that has come off one end of the carrying substrate 31 and returning it to the toner box section 32.
【0024】そして、画像形成装置は現像装置16の搬
送基板31の電極に対してトナー搬送及びトナーポンピ
ングのための駆動波形(5〜100V程度)を印加する
駆動回路41を備えている。また、感光体ドラム1と搬
送基板31との間には現像バイアス電圧であるDCバイ
アス(100〜200V程度)を印加するためのDC電
源43を備えている。The image forming apparatus is provided with a drive circuit 41 for applying a drive waveform (about 5 to 100 V) for toner transport and toner pumping to the electrode of the transport substrate 31 of the developing device 16. Further, a DC power source 43 for applying a DC bias (about 100 to 200 V), which is a developing bias voltage, is provided between the photosensitive drum 1 and the transport substrate 31.
【0025】搬送基板31は、図3乃至図5に示すよう
に、感光体ドラム1の軸方向でドラム1と略同じ幅を有
する支持基板51上に、所要の形状をなす多数の電極5
2、52、52……を搬送方向に沿って搬送方向と直交
する方向に所要の間隔で配置し、この上に搬送面を形成
する絶縁性の保護膜53を積層し、この絶縁性保護膜5
3上に更に所要の形状をなす多数の電極52、52、5
2……を搬送方向に沿って搬送方向と直交する方向に所
要の間隔で配置し、この上に搬送面を形成する絶縁性の
保護膜54を積層し、この絶縁性保護膜54の表面にト
ナーとの接触抵抗を低減する図示しない表面コート層を
成膜したものである。As shown in FIGS. 3 to 5, the carrier substrate 31 has a large number of electrodes 5 having a required shape on a supporting substrate 51 having a width substantially the same as the drum 1 in the axial direction of the photosensitive drum 1.
2, 52, 52 ... Are arranged along the transport direction at a predetermined interval in the direction orthogonal to the transport direction, and an insulative protective film 53 forming a transport surface is laminated thereon, and the insulative protective film is formed. 5
3 has a large number of electrodes 52, 52, 5 having a desired shape.
2 ... Are arranged at a required interval in the direction orthogonal to the transport direction along the transport direction, and an insulating protective film 54 forming a transport surface is laminated thereon, and on the surface of the insulating protective film 54. A surface coating layer (not shown) that reduces the contact resistance with the toner is formed.
【0026】ここで、支持基板51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SiO2等の絶縁膜を成膜したものを用いること
ができる。電極52はAl、Ni−Cr、Cu等の導電
性材料を用いて形成している。Here, as the supporting substrate 51, an insulating film such as SiO 2 is formed on 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. What was done can be used. The electrode 52 is formed using a conductive material such as Al, Ni-Cr, and Cu.
【0027】絶縁性保護膜53、54としては、例えば
SiO2、SiON、TiN、Ta 2O5などを厚さ1
〜2μmで成膜して形成している。この保護膜53とし
て比誘電率の大きな材料を用いることによって、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。なお、搬送面
(絶縁性保護膜54の表面)に形成した表面コート層
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。As the insulating protective films 53 and 54, for example,
SiOTwo, SiON, TiN, Ta TwoO5Thickness 1
It is formed by forming a film with a thickness of up to 2 μm. As this protective film 53
By using a material with a large relative permittivity,
The pressure can be lowered and the particles (toner)
-) Drive recoil and transport speed increase. The transport surface
Surface coating layer formed on (surface of insulating protective film 54)
Is a machine that reduces the contact resistance between the transport surface and the charged toner interface.
It is a functional film, for example PTFE, PFA, etc.
Formed by coating a fluorine-based resin material to a thickness of 0.1 to 0.3 μm
Is made.
【0028】また、フレキシブル搬送基板33も搬送基
板31と基本的構成は同様であるが、支持基板及び保護
膜を兼ねた絶縁性のFPC基板に多数の電極を所要の間
隔で配置して、FPC基板の搬送面側に表面コート層を
成膜したものである。The flexible transport substrate 33 has the same basic structure as the transport substrate 31, but a large number of electrodes are arranged at a required interval on an insulating FPC substrate which also serves as a support substrate and a protective film, and the FPC is used. The surface coat layer is formed on the transfer surface side of the substrate.
【0029】ここで、搬送基板31に電極配置構成につ
いて説明する。まず、主として搬送を行う搬送領域31
Tの部分では、図4に拡大して示すように、隣接する2
つの電極52、52を絶縁性保護膜53を介して上下に
配置することにより、隣接する2つの電極52、52は
搬送方向で一部を重複させて配置している。なお、隣接
する2つの電極52、52は搬送方向で間隔tを零(t
=0)にして配置することもできる。Here, the arrangement of electrodes on the carrier substrate 31 will be described. First, the transport area 31 for transporting mainly
In the T portion, as shown in an enlarged view in FIG.
By arranging the two electrodes 52, 52 up and down with the insulating protective film 53 interposed therebetween, the two adjacent electrodes 52, 52 are partially overlapped in the transport direction. The two adjacent electrodes 52, 52 have a distance t of zero (t
It is also possible to set it as = 0).
【0030】したがって、この搬送基板31の搬送領域
31Tにおいては、隣接する2つの電極52、52の搬
送方向での重複範囲tは、電極52の幅をGとしたと
き、t=0を含めて、電極幅Gの1/10以下の範囲
(0≦t≦G*1/10)としている。また、電極幅G
は、搬送する粉体の粒子径であるトナーTの粒径rの1
/3〜5倍の範囲内(r*1/3≦r≦5*r)として
いる。Therefore, in the transfer area 31T of the transfer substrate 31, the overlapping range t of the two adjacent electrodes 52 in the transfer direction is t = 0 when the width of the electrode 52 is G. , 1/10 or less of the electrode width G (0 ≦ t ≦ G * 1/10). Also, the electrode width G
Is 1 of the particle diameter r of the toner T, which is the particle diameter of the powder to be conveyed.
Within the range of / 3 to 5 times (r * 1/3 ≦ r ≦ 5 * r).
【0031】また、搬送及びポンピングを行う搬送/ポ
ンピング領域31Pの部分では、図5に拡大して示すよ
うに、先ず、隣接する2つの電極52、52を絶縁性保
護膜53を介して上下に配置することにより、隣接する
2つの電極52、52は搬送方向で一部を重複させて配
置している。なお、隣接する2つの電極52、52は搬
送方向で間隔tを零(t=0)にして配置することもで
きる。In the transport / pumping region 31P for transport and pumping, as shown in an enlarged view in FIG. 5, first, two adjacent electrodes 52, 52 are vertically arranged with an insulating protective film 53 interposed therebetween. By arranging, the two adjacent electrodes 52, 52 are arranged so as to partially overlap in the transport direction. It should be noted that the two adjacent electrodes 52, 52 may be arranged with the interval t set to zero (t = 0) in the carrying direction.
【0032】したがって、この搬送基板31の搬送/ポ
ンピング領域31Pにおいては、隣接する2つの電極5
2、52の搬送方向での重複範囲tは、電極52の幅を
Gとしたとき、t=0を含めて、電極幅Gの1/10以
下の範囲(0≦t≦G*1/10)としている。また、
電極幅Gは、搬送する粉体の粒子径である搬送するトナ
ーTの粒径rの1/3〜5倍の範囲内(r*1/3≦r
≦5*r)としている。Therefore, in the transfer / pumping region 31P of the transfer substrate 31, two adjacent electrodes 5 are provided.
When the width of the electrode 52 is G, the overlapping range t of 2, 52 in the transport direction is 1/10 or less of the electrode width G including t = 0 (0 ≦ t ≦ G * 1/10). ). Also,
The electrode width G is in the range of 1/3 to 5 times the particle diameter r of the toner T to be conveyed, which is the particle diameter of the powder to be conveyed (r * 1/3 ≦ r.
≦ 5 * r).
【0033】そして、更に隣接する2つの電極52、5
2間に段差を設け、この段差によって搬送面には搬送す
る粉体の粒子径であるトナーTの粒径rの1/3〜10
倍の範囲内(r*1/3≦D≦10*r)の深さDを有
する凹凸を形成している。Then, two electrodes 52, 5 which are further adjacent to each other
A step is provided between the two, and due to this step, 1/3 to 10 of the particle diameter r of the toner T, which is the particle diameter of the powder to be conveyed, is conveyed to the conveying surface.
The unevenness having the depth D within the double range (r * 1/3 ≦ D ≦ 10 * r) is formed.
【0034】なお、ここでは搬送基板31として、上述
したように、主として搬送を行う搬送領域31Tと搬送
及びポンピングを行う搬送/ポンピング領域31Pを1
枚の基板で構成しているが、これらをそれぞれ別個の基
板とすることもできるし、また、搬送領域31Tに相当
する搬送基板を用いて搬送基板31の端部からトナーを
噴出飛翔させる現像装置を構成することもできる。Here, as the transfer substrate 31, as described above, the transfer region 31T for mainly carrying and the transfer / pumping region 31P for carrying and pumping are set as one.
Although it is composed of a single substrate, it is also possible to use separate substrates for each, and a developing device for ejecting and ejecting toner from the end portion of the transport substrate 31 using the transport substrate corresponding to the transport region 31T. Can also be configured.
【0035】駆動回路(駆動電源)41は、搬送基板3
1の3本の電極52、52、52を1セットとして、各
電極52に複相(ここでは3相であるが、6相にするこ
ともできる。)のパルス状駆動電圧(駆動波形)Va、
Vb、Vcをそれぞれ印加する。The driving circuit (driving power source) 41 is provided on the carrier substrate 3.
A set of three electrodes 52, 52, 52 of 1 is provided as a set, and a pulsed driving voltage (driving waveform) Va of a multi-phase (three phases here, but six phases can be used) is set for each electrode 52. ,
Vb and Vc are applied respectively.
【0036】次に、このように構成した画像形成装置に
おける現像装置16の搬送基板31による静電力による
トナーの搬送及びポンピングについて図6乃至図8をも
参照して説明する。先ず、搬送基板31の電極52に対
して、図6に示すように、グランドGと正の電圧+との
間で変化するパルス状駆動波形Va、Vb、Vcをタイ
ミングをずらして印加する。このとき、図7に示すよう
に、搬送基板31上に負帯電したトナーTがあり、搬送
基板31の連続した複数の電極52にで示すようにそ
れぞれ「G」、「G」、「+」、「G」、「G」が印加
されたとすると、負帯電トナーTは「+」の電極52上
に位置する。Next, the conveyance and pumping of toner by electrostatic force by the conveyance substrate 31 of the developing device 16 in the image forming apparatus having the above-mentioned structure will be described with reference to FIGS. 6 to 8. First, as shown in FIG. 6, pulse-shaped drive waveforms Va, Vb, and Vc, which change between the ground G and the positive voltage +, are applied to the electrode 52 of the carrier substrate 31 at different timings. At this time, as shown in FIG. 7, there is the negatively charged toner T on the carrier substrate 31, and “G”, “G”, and “+” are respectively indicated by the plurality of continuous electrodes 52 of the carrier substrate 31. , “G”, and “G” are applied, the negatively charged toner T is located on the “+” electrode 52.
【0037】次のタイミングで複数の電極52にはに
示すようにそれぞれ「+」、「G」、「G」、「+」、
「G」が印加され、負帯電トナーTには図で左側の
「G」の電極52との間で反発力が、右側の「+」の電
極52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52側に移動する。さらに、次
のタイミングで複数の電極52にはに示すようにそれ
ぞれ「G」、「+」、「G」、「G」、「+」が印加さ
れ、負帯電トナーTには同様に反発力と吸引力がそれぞ
れ作用するので、負帯電トナーTは更に「+」の電極5
2側に移動する。At the next timing, the plurality of electrodes 52 are respectively marked with "+", "G", "G", "+", as shown in.
Since “G” is applied, a repulsive force acts on the negatively charged toner T with the “G” electrode 52 on the left side in the drawing, and an attractive force acts with the “+” electrode 52 on the right side, respectively. The negatively charged toner T moves to the “+” electrode 52 side. Further, “G”, “+”, “G”, “G”, and “+” are respectively applied to the plurality of electrodes 52 at the next timing as shown by, and the repulsive force is similarly applied to the negatively charged toner T. And the suction force act on the negatively charged toner T.
Move to side 2.
【0038】このように電極52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、負帯電トナーTは「+」の電極52側に引かれ
ながら移動するので、搬送基板31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。By thus changing the potential of the drive waveform applied to the electrode 52 and apparently moving the drive waveform, the negatively charged toner T moves while being pulled toward the "+" electrode 52 side, and therefore the carrier is conveyed. The negatively charged toner T is transported along the transport surface of the substrate 31. In the case of positively charged toner, it can be conveyed by reversing the change pattern of the drive waveform.
【0039】ここで、搬送基板31の搬送領域31Tに
おいては、駆動電極52間が非常に近接しているか、も
しくは駆動電極52が重畳しているので、駆動電界が電
極52、52間の近接しているところ(絶縁保護膜間)
に集中し(誘電率に依存)、トナーTは駆動電界を大き
く受けることになる。そのため、トナーTは基板31表
面上で大きな跳動による飛翔を生せず、基板31面に沿
って駆動電極52による移動電界によって搬送され、搬
送するトナーTがマッチ追随した駆動周波数に依存した
高速搬送と低電圧駆動(10〜50V程度)が可能にな
る。Here, in the transfer region 31T of the transfer substrate 31, the drive electrodes 52 are very close to each other or the drive electrodes 52 are superposed, so that the drive electric field is close to the electrodes 52, 52. Place (between insulating protective films)
(Depending on the dielectric constant), the toner T is greatly subjected to the driving electric field. Therefore, the toner T does not fly due to a large jump on the surface of the substrate 31, and is transported by the moving electric field by the drive electrode 52 along the surface of the substrate 31, and the transported toner T is a high-speed transport dependent on the match-following drive frequency. Thus, low voltage driving (about 10 to 50 V) becomes possible.
【0040】これに対して、搬送基板31の搬送/ポン
ピング領域31Pにおいては、駆動電極52間が非常に
近接しているか、もしくは駆動電極52が重畳している
とともに、段差による凹凸が搬送面に形成されているの
で、搬送時にトナーTがこの段差(凹部)に落ち込みと
飛翔を繰り返すことになり、トナーTは基板31表面上
で大きな跳動を行いながら基板31面に沿って搬送され
る。On the other hand, in the transfer / pumping region 31P of the transfer substrate 31, the drive electrodes 52 are very close to each other, or the drive electrodes 52 overlap each other, and unevenness due to a step is formed on the transfer surface. Since the toner T is formed, the toner T repeatedly falls and jumps to the step (concave portion) during the transportation, and the toner T is transported along the surface of the substrate 31 while making a large jump on the surface of the substrate 31.
【0041】すなわち、ポンピング現象が駆動波形の周
期、パルスの大きさ、正負に関係無く、搬送基板31の
表面形状の制御で可能となる。また、その飛翔程度も窪
み(凹部)の大きさを、搬送粒子の数倍とすることで、
大きさに律則して飛翔が大きくなる。これにより、ポン
ピング制御と搬送が可能になる。That is, the pumping phenomenon can be achieved by controlling the surface shape of the carrier substrate 31 regardless of the period of the drive waveform, the magnitude of the pulse, and the sign. In addition, the size of the depression (recessed portion) is set to be several times the size of the carried particles,
The flight increases according to the size. This allows pumping control and transport.
【0042】したがって、この画像形成装置において
は、駆動回路41から駆動波形を印加することによっ
て、搬送基板31の搬送領域では高速でトナーTが搬送
基板31の搬送面に沿って感光体ドラム1の近傍へ搬送
され、感光体ドラム1の近傍ではトナーTが搬送されな
がらポンピングを生じる。Therefore, in this image forming apparatus, by applying the drive waveform from the drive circuit 41, the toner T is transferred at high speed in the transfer area of the transfer substrate 31 along the transfer surface of the transfer substrate 31 onto the photosensitive drum 1. When the toner T is transported to the vicinity, and the toner T is transported near the photosensitive drum 1, pumping occurs.
【0043】この場合、ポンピングするトナーTの中に
は、図8に示すように、トナーTの進行方向に対して逆
反跳するトナーTもあるが、全体として進行方向(搬送
方向)にゆっくりと移送される。このとき、感光体ドラ
ム1と搬送基板31の背面に設けた電極58との間に電
源43からDCバイアスを印加することにより、ポンピ
ングしているトナーが加速されて飛翔する。In this case, among the toners T to be pumped, as shown in FIG. 8, there is also the toner T which recoils backward with respect to the traveling direction of the toner T, but as a whole, it slowly moves in the traveling direction (conveying direction). Be transferred. At this time, by applying a DC bias from the power source 43 between the photosensitive drum 1 and the electrode 58 provided on the back surface of the transport substrate 31, the toner being pumped is accelerated and flies.
【0044】このように感光体ドラム1の近傍でトナー
がポンピングすることにより、感光体ドラム1に形成さ
れた潜像部にはトナーが強いクーロン力で吸引固定され
るが、非潜像部ではクローン力が弱いか、正負逆の帯電
で反撥されトナーが付着固定されないので、トナーによ
る静像の現像を行うことができる。そして、トナーがポ
ンピングして感光体ドラム1に衝突することから、非潜
像部に付着することのある不要なトナー、潜像部に多重
に付着したトナーのうちの表面層の吸着力の弱いトナー
が剥離、除去される(この効果をスカベンジャー効果と
いう。)ので、鮮鋭(シャープ)性の大きい画像を得る
ことができるようになる。As the toner is pumped in the vicinity of the photosensitive drum 1 in this way, the toner is attracted and fixed to the latent image portion formed on the photosensitive drum 1 by a strong Coulomb force, but in the non-latent image portion. Since the cloning force is weak, or the toner is not repelled due to repulsion due to positive and negative charging, the toner is not fixed and fixed, so that a static image can be developed by the toner. Then, since the toner is pumped and collides with the photoconductor drum 1, unnecessary toner that may adhere to the non-latent image portion, and toner having multiple adhesion to the latent image portion have a weak adsorption force on the surface layer. Since the toner is peeled off and removed (this effect is called the scavenger effect), it becomes possible to obtain an image having a large sharpness.
【0045】この場合、より大きなトナーのポンピング
を行うために感光体ドラム1に印加するバイアス電圧と
しても、前述したように30〜200Vで十分であり、
低電圧化を図れる。すなわち、従来の所謂ジャンピング
現像方式にあっては、現像ローラから帯電トナーを剥離
させて感光体に移送させるには、トナーの現像ローラに
対する付着力以上の印加電圧が必要であり、DC600
〜900Vのバイアス電圧をかけなければならない。こ
れに対して、本発明によれば、トナーの付着力は通常5
0〜200nNであるが、ポンピングしているために搬
送基板31に対する付着力が略零になるので、トナーを
搬送基板31から剥離する力が不要になり、30〜20
0Vのバイアス電圧でも十分にトナーを感光体に移送す
ることが可能になるのである。In this case, 30 to 200 V is sufficient as the bias voltage applied to the photosensitive drum 1 in order to pump larger toner, as described above,
Low voltage can be achieved. That is, in the conventional so-called jumping developing system, in order to separate the charged toner from the developing roller and transfer it to the photoconductor, an applied voltage higher than the adhesive force of the toner to the developing roller is required.
A bias voltage of ~ 900V must be applied. On the other hand, according to the present invention, the adhesion force of the toner is usually 5
Although it is 0 to 200 nN, since the adhesive force to the transport substrate 31 becomes substantially zero because of pumping, the force for peeling the toner from the transport substrate 31 becomes unnecessary, and 30 to 20 nN
Even with a bias voltage of 0 V, the toner can be sufficiently transferred to the photoconductor.
【0046】このように、TPM(Toner-Phase-Mat
ch)静電搬送技術を用いて、潜像担持体近傍でトナーを
静電力でポンピングさせるポンピング発生手段を備える
ことにより、非接触での搬送、現像を行うことができ、
現像ローラによるトナーの摩擦、粉砕、飛散、ローラの
フィルミングなどの発生もなく、構成が簡単で低コスト
化を図れ、低電圧化が可能で、鮮鋭な高い画像品質を得
ることができるようになる。Thus, the TPM (Toner-Phase-Mat)
ch) By using electrostatic transport technology, by providing a pumping generation means for pumping toner by electrostatic force in the vicinity of the latent image carrier, non-contact transport and development can be performed,
No toner friction, crushing, scattering, roller filming, etc. by the developing roller, simple structure, low cost, low voltage, sharp and high image quality can be obtained. Become.
【0047】また、搬送基板31を用いたトナーの静電
搬送を行うことにより、トナーサイズに合った電極サイ
ズ及び電極間の搬送基板31を構成することで、トナー
のミクロ搬送を制御することができる。トナーはq/m
が−15〜20μc/gであるとき、1μm当たり2V
以上の電界強度で、搬送することができる。したがっ
て、駆動波形の駆動電位は搬送基板31の電極構成にも
よるが、5V〜50Vで十分である。Further, by electrostatically transporting the toner using the transport substrate 31, by configuring the transport substrate 31 between the electrodes and the electrode size suitable for the toner size, it is possible to control the micro transport of the toner. it can. Toner is q / m
Is −15 to 20 μc / g, 2 V per 1 μm
With the above electric field strength, it can be transported. Therefore, the drive potential of the drive waveform is 5V to 50V, although it depends on the electrode configuration of the carrier substrate 31.
【0048】その結果、トナーの静電搬送とトナーの静
電ポンピングによる現像を行うことで、画像形成装置の
現像装置に係わる部分としては、トナーの搬送電圧10
0V、現像電圧±200V、低いDCバイアス電圧とし
ても、S/N比の大きい現像を行うことができて更なる
装置全体の低電圧化を図れるようになる。また、トナー
の静電搬送により、電場(電界強度)と周波数、波形、
更に搬送材料の誘電率、表面状態、更にまた、搬送基板
の界面その形状と臨界Eg等による表面間力の制御を行
うことによって、搬送やポンピングが現象として得られ
ることから、消費電流(消費電力)も極めて小さくな
る。As a result, by performing electrostatic development of toner and electrostatic pumping of toner, the toner transfer voltage 10 is applied to the portion related to the developing device of the image forming apparatus.
Even if the DC bias voltage is 0 V, the developing voltage ± 200 V, and the DC bias voltage is low, it is possible to perform development with a large S / N ratio and further reduce the voltage of the entire apparatus. Also, due to electrostatic transport of toner, electric field (electric field strength), frequency, waveform,
Further, by controlling the permittivity and surface state of the material to be transferred, and also the interfacial force of the interface of the transfer substrate and the critical Eg, transfer and pumping can be obtained as a phenomenon. ) Is also extremely small.
【0049】さらに、上述したように搬送基板に印加す
る駆動波形の周波数を異ならせる(現像部の駆動周波数
を高くする)ことでトナーをポンピングさせるように構
成した場合、搬送基板の電極パターンを搬送部とポンピ
ング発生部で同じとすることができ、搬送基板の構成が
簡単になる。Further, as described above, when the toner is pumped by changing the frequency of the drive waveform applied to the transfer substrate (increasing the drive frequency of the developing portion), the electrode pattern of the transfer substrate is transferred. The same can be applied to the section and the pumping generation section, which simplifies the structure of the transfer board.
【0050】次に、搬送基板の他の例について図9以降
をも参照して説明する。先ず、図9を参照して搬送領域
31Tに相当する搬送基板71について説明すると、こ
の搬送基板71は、隣接する2つの電極52、52の一
部を重複させ、或いは間隔を零にする場合、電極52が
隣接する一方端部側の電極52との間では零或いは電極
幅Gの1/10の範囲内で重畳させ、一方端部側の電極
52との間で間隔Rだけ離間させている。この間隔Rは
搬送する粒子の粒子径rに対して10倍以下(R≦r*
10)、好ましくは、粒子径rの2倍以上10倍以下
(r*1/2≦R≦r*10)の範囲内である。Next, another example of the carrier substrate will be described with reference to FIG. 9 and subsequent figures. First, the transport substrate 71 corresponding to the transport region 31T will be described with reference to FIG. 9. In the transport substrate 71, when two adjacent electrodes 52, 52 are partially overlapped or the interval is zero, The electrode 52 is overlapped with the adjacent one end side electrode 52 within zero or within 1/10 of the electrode width G, and is separated from the one end side electrode 52 by a distance R. . The interval R is 10 times or less the particle diameter r of the particles to be conveyed (R ≦ r *
10), and preferably within the range of 2 times to 10 times the particle diameter r (r * 1/2 ≦ R ≦ r * 10).
【0051】この搬送基板71においては、移相駆動波
形(電圧パルス)の粒子進行方向に、電極端が重畳から
間隙有りに、合わせることで、駆動波形を印加したとき
図10に示すような電界が発生され、駆動電極52に搬
送粒子がマッチ追随した搬送であり、且つ電極間が開い
ている端面側で飛翔が生じ、高速化と低電圧化が可能と
なる。In this carrier substrate 71, when the drive waveform is applied, the electric field as shown in FIG. 10 is obtained by adjusting the electrode ends from overlapping to having a gap in the particle traveling direction of the phase shift drive waveform (voltage pulse). Is generated, the carrier particles are matched and followed by the driving electrode 52, and flying occurs on the end surface side where the electrodes are open, which enables higher speed and lower voltage.
【0052】次に、図11を参照して搬送/ポンピング
領域31Pに相当する搬送基板81について説明する
と、この搬送基板81は、支持基板51自体をエッチン
グして凹部51aを形成することによって、この支持基
板51に電極53及び保護膜53、54を設けることで
搬送面に凹凸を形成したものである。この場合、隣接す
る2つの電極52、52には前述したと同様に段差が生
じる。このように、支持基板51自体に凹凸を設けるこ
とでプロセスが容易で、低コスト化を図ることができ
る。Next, the transport substrate 81 corresponding to the transport / pumping region 31P will be described with reference to FIG. 11. The transport substrate 81 is formed by etching the support substrate 51 itself to form the recess 51a. By providing the support substrate 51 with the electrodes 53 and the protective films 53 and 54, irregularities are formed on the transport surface. In this case, a step is formed between the two adjacent electrodes 52, 52 as described above. Thus, by providing the support substrate 51 itself with the irregularities, the process is easy and the cost can be reduced.
【0053】次に、本発明に係る画像形成装置の他の実
施形態について図12乃至図14を参照して説明する。
なお、図12は同画像形成装置の概略説明図、図13及
び図14は同画像形成装置のアパーチャ部材の異なる例
を示す説明図である。Next, another embodiment of the image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
Note that FIG. 12 is a schematic explanatory view of the image forming apparatus, and FIGS. 13 and 14 are explanatory views showing different examples of aperture members of the image forming apparatus.
【0054】この画像形成装置は、トナー供給部90か
ら供給されるトナーを搬送する搬送領域と搬送及びポン
ピングをさせる領域とを有する前述した搬送基板31
と、この搬送基板31の電極52に対して駆動波形を印
加する駆動回路92と、搬送される記録媒体93と搬送
基板31との間に配置したトナーの通過/遮断を制御す
る中間電極を含むアパーチャ部材94と、このアパーチ
ャ部材94を制御するための駆動回路95とを備えてい
る。This image forming apparatus has the above-mentioned carrying substrate 31 having a carrying area for carrying the toner supplied from the toner supplying section 90 and a carrying and pumping area.
And a drive circuit 92 for applying a drive waveform to the electrode 52 of the carrying substrate 31, and an intermediate electrode arranged between the recording medium 93 to be carried and the carrying substrate 31 for controlling passage / blocking of toner. An aperture member 94 and a drive circuit 95 for controlling the aperture member 94 are provided.
【0055】記録媒体93は、例えば送りローラ10
1、102間に張装した搬送ベルト103に静電吸着さ
れて搬送される。この搬送ベルト103の背面側で搬送
基板91に対向する位置に背面電極104を配置して、
搬送基板91と背面電極104との間にDC電源105
からDCバイアス電圧を印加している。The recording medium 93 is, for example, the feed roller 10.
It is conveyed by being electrostatically adsorbed on the conveyor belt 103 stretched between the first and the second 102. The back electrode 104 is arranged on the back side of the transport belt 103 at a position facing the transport substrate 91,
A DC power supply 105 is provided between the carrier substrate 91 and the back electrode 104.
The DC bias voltage is applied from.
【0056】アパーチャ部材94は、例えば図13に示
すように、ポリイミド、セラミックスなどの基板96に
トナーが通過可能な多数の通孔97を一列に形成し、各
通孔97の周囲に中間電極(アパーチャ電極)98を形
成したものである。また、例えば図14に示すように、
トナーが通過可能な多数の通孔97を千鳥状に形成する
こともできる。このアパーチャ部材94の通孔98のサ
イズとピッチは目的とする画素密度(dpi)に応じて
決定する。駆動回路95は、画像信号に応じてアパーチ
ャ部材94の各中間電極98、98…に印加する電圧を
オン/オフすることで、画像信号に応じて通孔87を開
閉(トナー通過/遮断)する。In the aperture member 94, as shown in FIG. 13, for example, a large number of through holes 97 through which toner can pass are formed in a row on a substrate 96 such as polyimide or ceramics, and an intermediate electrode (around each through hole 97). Aperture electrode) 98 is formed. Also, for example, as shown in FIG.
A large number of through holes 97 through which the toner can pass can be formed in a zigzag pattern. The size and pitch of the through holes 98 of the aperture member 94 are determined according to the target pixel density (dpi). The drive circuit 95 turns on / off the voltage applied to each of the intermediate electrodes 98, 98 of the aperture member 94 in accordance with the image signal, thereby opening / closing the through hole 87 (toner passage / interruption) in accordance with the image signal. .
【0057】このように構成した画像形成装置において
は、搬送基板31上でトナーがポンピンしており、ポン
ピングしたトナーは、アパーチャ部材94の中間電極9
8がオン(通過)になっている通孔97を通過し、DC
バイアス電圧によって記録媒体93に向けて飛翔して記
録媒体93上に付着するので、記録媒体93には形成画
像に応じてトナーが付着する。したがって、このトナー
像を定着処理することによって画像を形成できる。In the image forming apparatus thus constructed, the toner is pumped on the carrier substrate 31, and the pumped toner is the intermediate electrode 9 of the aperture member 94.
8 passes through the through hole 97 that is on (passing), and DC
Since the toner particles fly toward the recording medium 93 by the bias voltage and adhere to the recording medium 93, the toner adheres to the recording medium 93 according to the formed image. Therefore, an image can be formed by fixing the toner image.
【0058】この場合、トナーは搬送基板31上でポン
ピングしているために、前述したように搬送基板31に
対する付着力が略零になるので、トナーを搬送基板31
から剥離する力が不要になり、30〜100Vのバイア
ス電圧でもトナーを飛翔させて記録媒体に付着させるこ
とができるようになる。すなわち、トナーが基板から遊
離している状態から、バイアス印加、トナーの吸引を行
うことから、基板からのトナー剥離の鏡像力(クーロン
力)や初期飛翔力が必要でなく、低電圧バイアスで容易
に吸引することができる。In this case, since the toner is pumped on the transport substrate 31, the adhesive force to the transport substrate 31 becomes substantially zero as described above, so the toner is transported to the transport substrate 31.
The force of peeling off the toner becomes unnecessary, and the toner can be made to fly and adhere to the recording medium even with a bias voltage of 30 to 100V. That is, since the bias is applied and the toner is sucked from the state where the toner is separated from the substrate, the image force (Coulomb force) and the initial flying force of the toner peeling from the substrate are not required, and the low voltage bias makes it easy. Can be sucked into.
【0059】また、デジタル画像信号に基づく、潜像担
持体(感光体)を必要としないダイレクト印字、描画を
行うことができ、中間電極(アパチャー電極)は画素に
対応させることで、任意の画素サイズ、精細化も可能で
ある。Direct printing and drawing can be performed based on a digital image signal without the need for a latent image carrier (photoreceptor), and the intermediate electrode (aperture electrode) is made to correspond to a pixel so that an arbitrary pixel is formed. The size and definition can be increased.
【0060】このように、トナーを静電力でポンピング
させることで、部品点数の少ない、小消費電力、コンパ
クトな所謂飛翔型画像作成装置を得ることができる。な
お、ここでは、転写紙にポンピングしたトナーを直接飛
翔付着させているが、一端中間転写ベルトなどの中間転
写部材にトナー像を形成して、この中間転写部材から転
写紙に転写する構成とすることもできる。このような中
間転写部材も「記録媒体」に含めている。As described above, by pumping the toner by the electrostatic force, it is possible to obtain a so-called flying-type image forming apparatus having a small number of parts, a small power consumption, and a compact size. Here, although the pumped toner is directly flying-attached to the transfer paper, the toner image is once formed on the intermediate transfer member such as the intermediate transfer belt and is transferred from the intermediate transfer member to the transfer paper. You can also Such an intermediate transfer member is also included in the "recording medium".
【0061】なお、上記本発明の実施形態においては、
本発明に静電搬送装置を画像形成装置の現像装置に適用
した例で説明しているが、トナーのポンピングの大きさ
はトナーのq/m(電荷と質量)に依存するので、所定
範囲のq/mのトナーのみを選別するトナー選別装置に
も適用することができるとともに、トナー以外の微粉体
の分級(選別)などの分級装置にも適用することができ
る。In the above embodiment of the present invention,
An example in which the electrostatic transport device is applied to a developing device of an image forming apparatus according to the present invention has been described. However, since the magnitude of toner pumping depends on q / m (charge and mass) of the toner, a predetermined range of The present invention can be applied not only to a toner selecting device that selects only q / m toner, but also to a classifying device that classifies (selects) fine powder other than toner.
【0062】[0062]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る静電
搬送装置によれば、粉体を搬送面に沿って静電力で移動
させるための電界を発生させる複数の電極を有する搬送
基板を備え、この搬送基板の隣接する2つの電極は搬送
方向で隙間がない構成としたので、低電圧駆動で粉体を
安定して効率的に高速搬送することができる。As described above, according to the electrostatic transfer device of the present invention, the transfer substrate having the plurality of electrodes for generating the electric field for moving the powder by the electrostatic force along the transfer surface is provided. Since the two adjacent electrodes of the transfer substrate are configured to have no gap in the transfer direction, the powder can be stably and efficiently transferred at high speed by low voltage driving.
【0063】本発明に係る静電搬送装置は、粉体を搬送
面に沿って静電力で移動させるための電界を発生させる
複数の電極を有する搬送基板を備え、この搬送基板の隣
接する2つの電極は搬送方向で一部が重複している構成
としたので、低電圧駆動で粉体を安定して効率的に高速
搬送することができる。この場合、隣接する2つの電極
は搬送方向で電極幅の1/10以下の範囲で重複してい
ることで、低電圧駆動で粉体を高速搬送することができ
る。The electrostatic transfer device according to the present invention comprises a transfer substrate having a plurality of electrodes for generating an electric field for moving powder by electrostatic force along the transfer surface. Since the electrodes partially overlap in the carrying direction, the powder can be stably and efficiently carried at high speed by low voltage driving. In this case, two adjacent electrodes overlap each other in the range of 1/10 or less of the electrode width in the carrying direction, so that the powder can be carried at high speed by low voltage driving.
【0064】本発明に係る静電搬送装置においては、少
なくとも一部の隣接する2つの電極間に段差があり、こ
の段差が搬送する粉体の粒子径の1/3〜10倍の範囲
内であることで、粉体の搬送とポンピングを行うことが
できる。また、電極の幅が搬送する粉体の粒子径の1/
3〜5倍の範囲内であることで、搬送、ポンピングが可
能になる。In the electrostatic carrying device according to the present invention, there is a step between at least a part of two adjacent electrodes, and the step is within a range of 1/3 to 10 times the particle diameter of the powder to be carried. As a result, the powder can be transported and pumped. Moreover, the width of the electrode is 1 / the particle size of the powder to be conveyed.
Within the range of 3 to 5 times, it becomes possible to carry and pump.
【0065】本発明に係る画像形成装置によれば、帯電
したトナーを静電力で搬送する本発明に係る静電搬送装
置を備えたので、低電圧駆動でトナーを搬送及び/又は
ポンピングさせることができ、高い画像品質が得られ
る。According to the image forming apparatus of the present invention, since the electrostatic carrying device of the present invention for carrying the charged toner by the electrostatic force is provided, the toner can be carried and / or pumped by the low voltage driving. It is possible to obtain high image quality.
【図1】本発明に係る画像形成装置の全体概略構成図FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the present invention.
【図2】同画像形成装置の現像装置部分の説明図FIG. 2 is an explanatory diagram of a developing device portion of the image forming apparatus.
【図3】同現像装置の搬送基板の断面説明図FIG. 3 is an explanatory cross-sectional view of a carrier substrate of the developing device.
【図4】同搬送基板の要部拡大説明図FIG. 4 is an enlarged explanatory view of a main part of the carrier substrate
【図5】同搬送基板の他の部分の要部拡大説明図FIG. 5 is an enlarged explanatory view of a main part of another portion of the transport board.
【図6】同現像装置の駆動回路から出力する駆動波形の
説明に供する説明図FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a drive waveform output from a drive circuit of the developing device.
【図7】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FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the principle of toner transport by the transport substrate.
【図8】同画像形成装置におけるトナーポンピングの作
用説明に供する説明図FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the operation of toner pumping in the image forming apparatus.
【図9】本発明に係る静電搬送装置の搬送基板の他の例
を説明する断面説明図FIG. 9 is a cross-sectional explanatory view illustrating another example of the transfer substrate of the electrostatic transfer device according to the present invention.
【図10】同搬送基板の作用説明に供する断面説明図FIG. 10 is an explanatory sectional view for explaining the operation of the carrier substrate.
【図11】本発明に係る静電搬送装置の搬送基板の更に
他の例を説明する断面説明図FIG. 11 is a cross-sectional explanatory diagram illustrating still another example of the transfer substrate of the electrostatic transfer device according to the present invention.
【図12】本発明に係る画像形成装置の他の実施形態の
概略説明図FIG. 12 is a schematic explanatory diagram of another embodiment of the image forming apparatus according to the present invention.
【図13】同画像形成装置のアパーチャ部材の一例を示
す上面説明図FIG. 13 is an explanatory top view showing an example of an aperture member of the image forming apparatus.
【図14】同画像形成装置のアパーチャ部材の他の例を
示す斜視説明図FIG. 14 is a perspective explanatory view showing another example of the aperture member of the image forming apparatus.
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、3
1、71、91…搬送基板、33…搬送路部材、38…
トナー回収部、41…駆動回路、51…支持基板、52
…電極、53、54…絶縁性保護膜、55…表面コート
層。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 part, 20 ... Transfer charger, 21 ... Separation Charger, 23 ... Fixing roller pair, 3
1, 71, 91 ... Transport board, 33 ... Transport path member, 38 ...
Toner collecting unit, 41 ... Driving circuit, 51 ... Support substrate, 52
... electrodes, 53, 54 ... insulating protective film, 55 ... surface coating layer.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 信昭 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 小夫 真 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 Fターム(参考) 2H029 DB00 2H077 AB02 AC04 AC13 AD01 AD04 AD11 AD13 AD14 AD16 AE03 AE04 EA14 EA16 EA20 FA00 3F021 AA01 BA05 CA13 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Nobuaki Kondo 1-3-3 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Stocks Company Ricoh (72) Inventor Makoto Ou 1-3-3 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Stocks Company Ricoh F term (reference) 2H029 DB00 2H077 AB02 AC04 AC13 AD01 AD04 AD11 AD13 AD14 AD16 AE03 AE04 EA14 EA16 EA20 FA00 3F021 AA01 BA05 CA13
Claims (6)
おいて、前記粉体を搬送面に沿って静電力で移動させる
ための電界を発生させる複数の電極を有する搬送基板を
備え、この搬送基板の隣接する2つの電極は搬送方向で
隙間がないことを特徴とする静電搬送装置。1. An electrostatic transport device for transporting powder by electrostatic force, comprising a transport substrate having a plurality of electrodes for generating an electric field for moving the powder along the transport surface by electrostatic force. An electrostatic transfer device, wherein two adjacent electrodes on the transfer substrate have no gap in the transfer direction.
おいて、前記粉体を搬送面に沿って静電力で移動させる
ための電界を発生させる複数の電極を有する搬送基板を
備え、この搬送基板の隣接する2つの電極は搬送方向で
一部が重複していることを特徴とする静電搬送装置。2. An electrostatic transfer device for transferring powder by electrostatic force, comprising a transfer substrate having a plurality of electrodes for generating an electric field for moving the powder along the transfer surface by electrostatic force. An electrostatic transfer device in which two adjacent electrodes on the transfer substrate partially overlap in the transfer direction.
て、前記隣接する2つの電極は搬送方向で電極幅の1/
10以下の範囲で重複していることを特徴とする静電搬
送装置。3. The electrostatic carrier device according to claim 2, wherein the two adjacent electrodes are 1 / the electrode width in the carrying direction.
An electrostatic transfer device characterized by overlapping in a range of 10 or less.
搬送装置において、少なくとも一部の前記隣接する2つ
の電極間に段差があり、搬送面に搬送する粉体の粒子径
の1/3〜10倍の範囲内の凹凸部が形成されているこ
とを特徴とする静電搬送装置。4. The electrostatic carrying device according to claim 1, wherein there is a step between at least a part of the adjacent two electrodes, and the particle size of the powder to be carried on the carrying surface is 1 An electrostatic transfer device, wherein irregularities within a range of ⅓ to 10 times are formed.
搬送装置において、前記電極の幅が搬送する粉体の粒子
径の1/3〜5倍の範囲内であることを特徴とする静電
搬送装置。5. The electrostatic carrying device according to claim 1, wherein the width of the electrode is within a range of 1/3 to 5 times the particle diameter of the powder to be carried. Electrostatic transfer device.
画像形成装置において、前記トナーを静電力で搬送する
請求項1乃至5のいずれかに記載の静電搬送装置を備え
ていることを特徴とする画像形成装置。6. An image forming apparatus for forming an image using charged toner, comprising the electrostatic carrying device according to claim 1 for carrying the toner by electrostatic force. Image forming apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001290342A JP2003098820A (en) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | Electrostatic transfer device and imaging apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001290342A JP2003098820A (en) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | Electrostatic transfer device and imaging apparatus |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007178924A (en) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Brother Ind Ltd | Developer conveying device and image forming apparatus |
-
2001
- 2001-09-25 JP JP2001290342A patent/JP2003098820A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007178924A (en) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Brother Ind Ltd | Developer conveying device and image forming apparatus |
US7822373B2 (en) | 2005-12-28 | 2010-10-26 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Developer conveying device and image-forming apparatus with electrodes for conveying charged developer |
JP4687457B2 (en) * | 2005-12-28 | 2011-05-25 | ブラザー工業株式会社 | Developer transport device and image forming apparatus |
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