JP2004157162A - Development device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、進行波電界により現像剤を搬送し、この現像剤により静電潜像を現像する現像装置及び画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真方式を採用した複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、例えば特許文献1に記載の技術の様に現像剤をベルト部材に一旦付着させて、現像剤をベルト部材により搬送し、現像剤をベルト部材から像担持体へと供給するというベルト現像方式のものがある。
【0003】
また、近年は、現像剤を像担持体近傍まで搬送し、現像剤を像担持体上の静電潜像へと飛翔させて、この静電潜像を現像するという非接触方式の現像装置が注目されている。この非接触方式には、パウダークラウド方法、ジャンピング方法、電界カーテン(進行波電界)を利用した方法等がある。
【0004】
進行波電界を利用した方法は、例えば特許文献2及び特許文献3等に記載されている。これらにおいては、現像剤の搬送路に多数の電極を埋設し、これらの電極に多相の交流電圧を印加して、進行波電界を発生させ、この進行波電界により搬送路上の現像剤を像担持体まで搬送する。現像剤は、像担持体近傍まで搬送されると、像担持体の静電潜像へと飛翔し、静電潜像に付着する。これにより、像担持体上の静電潜像が現像される。
【0005】
ところが、特許文献2や特許文献3では、搬送路の除電や清掃等を格別に行っておらず、このために搬送路の電荷により進行波電界が乱されたり、搬送路に現像剤が固着してしまい、これらが像担持体と搬送路間の現像電界や現像材の搬送に悪影響を与えて、現像むら及び画像の濃度むらを引き起こした。
【0006】
このため、本発明の発明者等は、搬送路に重ねられる無端状ベルト部材を設けて、この無端状ベルト上で現像剤を搬送し、この無端状ベルトを移動させることにより現像剤の搬送面を変更してリフレッシュし、この搬送面の除電及び清掃を行い、これにより搬送面の帯電や現像材の固着を防止するという現像装置を提案している(特許文献4等を参照)。
【0007】
尚、特許文献4の現像装置では、ベルト部材の移動速度を現像剤の搬送速度よりも十分に低く設定し、現像剤の搬送を進行波電界により行ない、ベルト部材により搬送面のリフレッシュのみを行なっている。従って、このベルト部材は、上記ベルト現像方式のベルト部材とは明らかに異なるものである。
【0008】
【特許文献1】
特開平6−308813号公報
【特許文献2】
特公平5−31146号公報
【特許文献3】
特公平5−31147号公報
【特許文献4】
特願2000−283087号
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献4に記載の現像装置では、搬送路の帯電や現像剤の固着を防止することができても、進行波電界がベルト部材を透過するため、ベルト部材の抵抗値の変動やベルト部材の帯電により、進行波電界が不安定になって、ベルト部材上での現像剤の搬送量が安定化せず、現像むら及び画像の濃度むらを引き起こした。
【0010】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、ベルト部材が原因となって、現像むら及び濃度むらを引き起こすことがない現像装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、複数の電極を有する搬送路と、搬送路に重ねられるベルト部材とを備え、多相の交流電圧を搬送路の各電極に印加して、進行波電界を形成し、この進行波電界により現像剤をベルト部材上で像担持体へと搬送して、この現像剤を像担持体に供給することにより像担持体上の静電潜像を現像する現像装置において、ベルト部材が現像剤の搬送方向に連なる複数の領域に区分され、各領域の抵抗値が相互に異なり、各領域のいずれかが搬送路に重ねられている。
【0012】
この様な構成の本発明によれば、ベルト部材が現像剤の搬送方向に連なる複数の領域に区分され、各領域の抵抗値が相互に異なる。そして、ベルト部材が現像剤の搬送方向に適宜に移動されて、ベルト部材の各領域のいずれかが搬送路に重ねられる。このため、各領域の抵抗値のいずれかを選択して、この選択した抵抗値の領域を搬送路に重ねることができる。これにより、現像剤の搬送面をリフレッシュすると同時に、ベルト部材上の進行波電界のレベル変動を抑えることができ、ベルト部材上での現像剤の搬送量を安定化して、現像むら及び画像の濃度むらを防止することができる。
【0013】
また、本発明においては、ベルト部材が3つの領域に区分され、一定温度での各領域の抵抗値が相互に1桁ずつ異なっている。
【0014】
ベルト部材近傍の温度は、ベルト部材近傍の温度に応じて変動する。このため、ベルト部材の各領域の抵抗値の抵抗値を1桁ずつ異ならせ、ベルト部材近傍の温度が高温範囲、常温範囲、及び低温範囲のいずれに入るかにより、ベルト部材の各領域のいずれかを現像剤の搬送面に重ね合わせれば、この搬送面に重なるベルト部材領域の抵抗値の変動を抑えることができる。
【0015】
更に、本発明においては、ベルト部材近傍の温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段により検出された温度に応じてベルト部材を移動させ、ベルト部材の各領域のいずれかを搬送路に重ねる制御手段とを備えている。
【0016】
この様にベルト部材の近傍の温度を検出し、この検出された温度に応じてベルト部材を移動されば、ベルト部材の近傍の温度が変動しても、現像剤の搬送面に重なるベルト部材領域の抵抗値の変動を抑えることができる。
【0017】
また、本発明においては、複数の印字モードのいずれかを選択するモード選択手段と、モード選択手段により選択された印字モードに応じて、ベルト部材を移動させ、ベルト部材の各領域のいずれかを搬送路に重ねる制御手段とを備えている。
【0018】
複数の印字モードとしては、例えばテキストを現像するモード、写真画像を現像するモード等があり、前者のモードでは、濃い目の現像が好まれ、後者のモードでは、薄めの現像が好まれる。このため、選択された印字モードに応じて、ベルト部材を移動させて、現像剤の搬送面に重なるベルト部材領域の抵抗値を適宜に設定し、ベルト部材上の進行波電界のレベルを調節して、ベルト部材上での現像剤の搬送量を変更し、現像濃度を調節している。
【0019】
次に、本発明は、複数の電極を有する搬送路と、搬送路に重ねられるベルト部材とを備え、多相の交流電圧を搬送路の各電極に印加して、進行波電界を形成し、この進行波電界により現像剤をベルト部材上で像担持体へと搬送して、この現像剤を像担持体に供給することにより像担持体上の静電潜像を現像する現像装置において、ベルト部材は、現像が行われているときに停止され、現像が行われていないときに移動されて、搬送路に重ねられる該ベルト部材の領域を更新される。
【0020】
この様な構成の本発明によれば、現像が行われていないときに移動されて、搬送路に重ねられる該ベルト部材の領域を更新している。このため、現像剤の搬送面に重なるベルト部材の領域が一度に完全にリフレッシュされることになる。これにより、進行波電界の変動を抑え、ベルト部材上での現像剤の搬送量を安定化させ、現像むら及び画像の濃度むらを防止することができる。
【0021】
また、本発明においては、静電潜像の現像回数を計数する計数手段と、計数手段により計数された現像回数が予め設定された閾値に達すると、ベルト部材を移動させ、搬送路に重ねられる該ベルト部材の領域を更新する制御手段とを備えている。
【0022】
ここでは、静電潜像の現像回数が多くなる程、現像剤の搬送面に重なるベルト部材の領域の帯電量が増大するため、この現像回数が閾値に達したときに、ベルト部材を移動させ、搬送路に重ねられるベルト部材の領域を更新している。
【0023】
更に、本発明においては、ベルト部材の電位を検出する電位検出手段と、電位検出手段により検出された電位が予め設定された閾値に達すると、ベルト部材を移動させ、搬送路に重ねられる該ベルト部材の領域を更新する制御手段とを備えている。
【0024】
この様に搬送路に重ねられるベルト部材の電位が閾値に達したときに、つまり帯電量が増大したときにベルト部材を移動させ、搬送路に重ねられるベルト部材の領域を更新しても良い。
【0025】
次に、本発明は、複数の電極を有する搬送路と、搬送路に重ねられるベルト部材とを備え、多相の交流電圧を搬送路の各電極に印加して、進行波電界を形成し、この進行波電界により現像剤をベルト部材上で像担持体へと搬送して、この現像剤を像担持体に供給することにより像担持体上の静電潜像を現像する現像装置において、ベルト部材が現像剤の搬送速度よりも低い移動速度で移動され、ベルト部材の抵抗値が10×10^10Ωcm〜10×10^14Ωcmである。
【0026】
ベルト部材を現像剤の搬送速度よりも低い移動速度で常に移動させる場合でも、ベルト部材の抵抗値を10×10^10Ωcm〜10×10^14Ωcmに設定すれば、ベルト部材の帯電を防止することができ、ベルト部材上で現像剤を搬送するのに必要な進行波電界を十分に維持することができる。
【0027】
また、本発明においては、ベルト部材の比誘電率が2〜5である。
【0028】
ベルト部材の比誘電率を2〜5に維持すれば、ベルト部材の帯電を防止し、かつベルト部材の電位を適宜に保つことができる。
【0029】
更に、本発明においては、ベルト部材の厚みが20μm〜100μmである。
【0030】
ベルト部材の厚みを20μm〜100μmに設定すれば、ベルト部材の柔軟性と強度を共に得ることができる。
【0031】
次に、本発明の画像形成装置は、本発明の現像装置を備えている。
【0032】
この様な本発明の画像形成装置においても、本発明の現像装置と同様の作用及び効果を達成することができる。
【0033】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【0034】
図1は、本発明の現像装置の第1実施形態を適用した画像形成装置を示す側面図である。この画像形成装置は、電子写真方式により画像を形成するものであり、感光体ドラム11の周辺に、現像装置12、転写装置13、クリーニング装置14、除電装置15、帯電装置16、露光装置17等を感光体ドラム11の回転方向の上流側から順に配置している。また、記録用紙Pの搬送方向下流側には、定着装置18を配置している。記録用紙Pは、感光体ドラム11と転写装置13間を通過し、定着装置18へと搬送される。
【0035】
この画像形成装置では、感光体ドラム11を矢印Bの方向に回転させつつ、感光体ドラム11の表面を帯電装置16により均一に帯電させる。そして、画像を示す印字データに従って露光装置17から感光体ドラム11へと出射される光ビームを変調しつつ、この光ビームにより感光体ドラム11の表面を走査し、感光体ドラム11上に静電潜像を形成する。更に、現像剤を現像装置12により静電潜像に付着させて、現像剤像を形成し、この現像剤像を転写装置13により感光体ドラム11からPPC用紙等の記録用紙Pへと転写し、記録用紙P上の現像剤像を定着装置18により加熱及び加圧して定着させる。この後、感光体ドラム11上の残留現像剤をクリーニング装置14により除去して、感光体ドラム11をクリーニングし、感光体ドラム11の表面の残留電荷を除電装置15により除電する。
【0036】
感光体ドラム11は、例えばアルミニウム等の金属ドラムの外周に、アモルファスシリコン(a−Si)、セレン(Se)、有機光半導体(OPC)等からなる薄膜状の光導電層を形成したものである。
【0037】
帯電装置16は、例えばタングステンワイヤ等の帯電線、金属製のシールド板、グリッド板からなるコロナ帯電器、あるいは帯電ローラや帯電ブラシ等を備えている。露光装置17は、光ビームを出射する半導体レーザや発光ダイオード、光ビームの走査機構等を備えている。転写装置13は、コロナ帯電器、あるいは帯電ローラや帯電ブラシ等を備えている。クリーニング装置14は、感光体ドラム11の表面に摺接するクリーニングブレード等である。除電装置15は、除電ランプ等である。
【0038】
尚、感光体ドラム11、及び各装置13〜18として、他の方式のものを適用しても構わない。
【0039】
次に、本実施形態の現像装置12は、図2に示す様に現像剤を収容した現像槽20、進行波電界を発生して現像剤を搬送する現像剤搬送部21、現像剤を現像槽20から現像剤搬送部21へと供給する供給ローラ23、ブレード26、現像槽20内の現像剤を攪拌しつつ供給ローラ23へと移動させるミキシングパドル24、及び現像剤搬送部21から現像槽20へと現像剤を回収する回収ローラ25等を備えている。
【0040】
現像槽20は、感光体ドラム11の側方に対向する開口部20aを有しており、この開口部20aに現像剤搬送部21を設けている。従って、現像槽20の開口部20aが現像剤搬送部21により塞がれており、この内側が現像剤の貯蔵庫となる。
【0041】
供給ローラ23は、現像剤搬送部21の下端に沿って配置されており、回転自在に支持されて、図示しないモータ等により反時計回りに回転駆動され、現像剤を現像剤搬送部21のベルト部材34へと供給する。この現像剤の供給に際し、供給ローラ23は、その電位及び現像剤への圧接により現像剤を帯電しつつ、ベルト部材34に付着する現像剤の層厚を規制する。この供給ローラ23の材質としては、例えばシリコーン、ウレタン、EPDM(エチレン−プロピレン−ジエン−メチレン共重合体)等のソリッドゴムや発泡ゴム等を挙げることができる。また、供給ローラ用バイアス直流電圧を供給ローラ23に印加して、供給ローラ23の電位を設定することから、カーボンブラックやイオン導電剤等を添加して、供給ローラ23に導電性を付与しても良い。
【0042】
ブレード26は、薄板状であって、供給ローラ23に摺接し、ブレード用バイアス直流電圧を印加され、現像剤の電荷量や層厚を規制する。このブレード26の材質は、供給ローラ23と同じであっても、また異なっていても構わない。
【0043】
回収ローラ25は、現像剤搬送部21の上端に沿って配置されており、回転自在に支持されて、図示しないモータ等により反時計回りに回転駆動される。回収ローラ25は、現像剤搬路21のベルト部材34に摺接して、ベルト部材34を除電したり、ベルト部材34上の残留現像剤を掻き取って、ベルト部材34をクリーニングし、現像剤を現像槽20へと回収する。この回収ローラ25の材質は、特に限定されないが、例えば供給ローラ23と同じで構わない。
【0044】
尚、供給ローラ23及び回収ローラ25を現像剤搬送部21に対して非接触としたり、これらのローラの代わりに、回転しないそれぞれの部材を適用しても構わない。
【0045】
現像剤搬送部21は、現像槽20の開口部20aに固定された支持体31と、現像槽20の内側に設けられた駆動ローラ32及び従動ローラ33と、支持体31、駆動ローラ32、及び従動ローラ33の外周に掛け渡されたベルト部材34と、感光体ドラム11に対向する支持体31の表面に設けられた搬送体35とを備えている。
【0046】
支持体31は、感光体ドラム11側で、若干傾斜した緩やかな曲面を描いており、この曲面に沿って搬送体35を設け、搬送体35を感光体ドラム11に対向させている。この支持体31の材質としては、ABS(アクリロニトリルブタジエンスチレン:Acrylonitle−Butadiene−Styrene)樹脂等を挙げることができる。
【0047】
尚、感光体ドラム11側の支持体31の面が半円弧状であっても、略平面状であっても構わない。
【0048】
駆動ローラ32は、図示しない駆動機構により所定の周速度で回転駆動され、ベルト部材34を同速度で回転移動する。この駆動ローラ32は、例えばSUSや鉄等の金属ローラ、あるいは金属ローラの周囲をゴム、フィルム、スポンジ等により被ったものである。
【0049】
従動ローラ33は、ベルト部材34が回転移動するときにのみ、図示しないバネ等により駆動ローラ32に押し付けられて、駆動ローラ32との間にベルト部材34を挟み込んだ状態で、駆動ローラ32と共に回転し、ベルト部材34を滑らかに回転移動させる。この従動ローラ33も、駆動ローラ32と同様に、例えばSUSや鉄等の金属ローラ、あるいは金属ローラの周囲をゴム、フィルム、スポンジ等により被ったものである。
【0050】
尚、従動ローラ33の代わりに、もう1つの駆動ローラを設け、2つの駆動ローラを相互に押し付けて、これらの駆動ローラ間にベルト部材34を挟み込んでも構わない。
【0051】
ベルト部材34は、搬送体35の帯電を防止したり、現像剤が搬送体35に固着することを防止する。このベルト部材34の厚みは、後で述べる搬送体35上の各電極間ピッチに応じて5μm乃至200μmに設定され、望ましくは10μm乃至100μmに設定される。このベルト部材34の材質としては、ポリイミド、PET(ポリエチレンテレフタレート)、ポリ4フッ化エチレン、ポリフッ化エチレンプロピレン、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等の有機絶縁材料、シリコン、イソプレン、ブタジエン等のゴム材料等を挙げることができる。
【0052】
搬送体35は、例えば図3に示す様にポリイミド等からなる厚み25μm程度の基材35a上に、発生電極体(FPCベルト)を形成し、その上にポリイミド等からなる厚み25μm程度の表面保護層35bを積層した構造を有する。発生電極体(FPCベルト)は、厚み18μm程度の銅箔からなり、複数の進行波発生電極36を形成する。
【0053】
尚、図3においては、搬送体35を簡略化して平板状のものとして示している。
【0054】
搬送体35において、各進行波発生電極36は、例えば約40μm〜250μmの幅を有し、50dpi〜300dpi(約500μm〜約85μm)の間隔を開けて平行に配置され、支持体31の下端から上端にかけて設けられている。また、各進行波発生電極36は、3本又は4本程度を1組として、複数組に分けられている。そして、各組毎に、多相の交流電圧がそれぞれの進行波発生電極36に印加される。例えば、4本の各進行波発生電極36を1組とし、4相の交流電圧を印加する場合は、図4(a)〜(d)に示す様な4相の交流電圧Vac1〜Vac4が多相交流電源37から4本の各進行波発生電極36にそれぞれ印加される。これにより、進行波電界が形成される。
【0055】
各進行波発生電極36を支持体31の下端から上端にかけて設けているので、進行波電界が支持体31の下端から上端にかけて形成される。この進行波電界は、現像剤を支持体31の下端から上端へと矢印Cの方向に搬送する。4相の交流電圧は、各進行波発生電極36間で絶縁破壊が発生しない様に、例えば100V〜3kV程度に設定される。また、その周波数は、100Hz〜5kHz程度に設定される。更に、4相の交流電圧及びその周波数は、各進行波発生電極36の形状、現像剤の搬送速度、現像剤の性質等に応じて適宜に設定される。
【0056】
先に述べた様に供給ローラ23は、現像剤を現像槽20から現像剤搬送部21のベルト部材34へと供給する。そして、進行波電界は、現像剤をベルト部材34上で搬送体35の下端から上端へと搬送する。更に、回収ローラ25は、現像剤をベルト部材34から現像槽20へと回収する。
【0057】
尚、ベルト部材34上の現像剤の搬送速度は、例えばベルト部材34上の現像剤を検出する一対の赤外線センサを設け、各赤外線センサによる現像剤のそれぞれの検出時間とそれぞれの検出箇所間の距離に基づいて求めたり、高速度ビデオカメラを用いて計測する方法がある(IS & Ts NIP 15:1999 International Conference on Digital Printing Technologies p.262−265を参照)。
【0058】
一方、多相交流電源37の4相の交流電圧Vac1〜Vac4に対して現像用バイアス直流電源38の現像用バイアス直流電圧を重畳しており、感光体ドラム11と搬送体35が接近した現像領域A(図1に示す)で、現像用バイアス直流電圧による現像電界を形成している。この現像電界により現像剤がベルト部材34から感光体ドラム11上の静電潜像へと飛翔し、現像剤が静電潜像に付着して、現像剤像が形成される。
【0059】
さて、本実施形態では、ベルト部材34として、図5に示す様に現像剤の搬送方向に連なる複数の領域34a,34b,34cに区分され、各領域34a,34b,34cの体積抵抗値が相互に異なり、各領域34a,34b,34cのいずれかが搬送体35に重ねられて接するものを適用している。このベルト部材34は、各領域34a,34b,34cに対応するそれぞれのベルト部材の各端部を接着剤等により相互に接着したり、該各端部を重ね合わせて高温圧着することにより形成される。
【0060】
また、ベルト部材34近傍の温度を検出する温度センサ41、及びベルト部材34の駆動ローラ32を駆動制御する制御部42を設けている。制御部42は、温度センサ41により検出された温度に応じて、駆動ローラ32を回転駆動して、ベルト部材34を回転移動させ、ベルト部材34の各領域34a,34b,34cのいずれかを搬送体35に重ねる。
【0061】
ここで、ベルト部材34の温度をTとすると、T<15℃となる低温範囲、15℃≦T≦28℃となる常温範囲、及びT>28℃となる高温範囲を定める。また、ベルト部材34の各領域34a,34b,34cとして、常温一定で、10×10^14Ωcm、10×10^13Ωcm、10×10^15Ωcmという各体積抵抗値を有するそれぞれの材質のものを適用する。
【0062】
ベルト部材34の体積抵抗値は、先に述べた様に有機絶縁材料やゴム材料等であり、ベルト部材34の温度Tが低温範囲から常温範囲に変動したり、常温範囲から高温範囲へと変動すると、ベルト部材34の体積抵抗値が1桁低下する。あるいは、ベルト部材34の温度Tが高温範囲から常温範囲に変動したり、常温範囲から低温範囲へと変動すると、ベルト部材34の体積抵抗値が1桁上昇する。従って、ベルト部材34の温度Tが常温範囲に入るときには、ベルト部材34の領域34aの体積抵抗値が約10×10^14Ωcmに維持され、ベルト部材34の温度Tが低温範囲に入るときには、ベルト部材34の領域34bの体積抵抗値が約10×10^14Ωcmに上昇し、ベルト部材34の温度Tが高温範囲に入るときには、ベルト部材34の領域34cの体積抵抗値が約10×10^14Ωcmに低下する。
【0063】
そこで、制御部42は、温度センサ41により検出されたベルト34近傍の温度が常温範囲に入れば、駆動ローラ32を回転駆動して、ベルト部材34を回転移動させ、ベルト部材34の領域34aを搬送体35に重ね、また検出されたベルト34近傍の温度が低温範囲に入れば、ベルト部材34を回転移動させて、ベルト部材34の領域34bを搬送体35に重ね、更に検出されたベルト34近傍の温度が高温範囲に入れば、ベルト部材34を回転移動させて、ベルト部材34の領域34cを搬送体35に重ねる。これにより、ベルト34の温度Tが変動しても、搬送体35に重なるベルト部材34の領域の体積抵抗値が約10×10^14Ωcmと常に一定となる。
【0064】
こうして搬送体35に重なるベルト部材34の領域の体積抵抗値を一定に保持すると、ベルト部材34を透過する進行波電界が安定化し、ベルト部材34上での現像剤の搬送量が安定化する。
【0065】
実験により、搬送体35に重なるベルト部材34の領域の体積抵抗値が約10×10^14Ωcmのときに、各進行波発生電極36に印加される4相の交流電圧を100V〜3KVに設定すると、感光体ドラム11上のべた領域で現像剤濃度が1.35以上になり、べた領域としての現像剤濃度を確保し得ることが分かった。
【0066】
すなわち、本実施形態では、現像用バイアス直流電圧を100V〜3KVに設定することを前提として、搬送体35に重なるベルト部材34の領域の体積抵抗値を約10×10^14Ωcmと常に一定に維持し、これによりベルト部材34上での現像剤の搬送量を安定化させ、現像むら及び画像の濃度むらを防止している。
【0067】
尚、搬送体35に重なるベルト部材34の領域の体積抵抗値を約10×10^14Ωcmに維持しているが、現像剤の種類やベルト部材の材質等に応じて、この一定に維持される体積抵抗値を変更しても構わない。
【0068】
ところで、ベルト34の温度に応じて、ベルト部材34を回転移動させる代わりに、複数の印字モードのいずれが選択されたかに応じて、ベルト部材34を回転移動させ、ベルト部材34の各領域34a,34b,34cのいずれかを搬送体35に重ねても良い。ただし、ベルト34の温度が略一定であることを前提とする。
【0069】
ここでは、複数の印字モードとして、通常の濃度となる通常印字モード、高濃度となるテキスト印字モード、及び低濃度となる写真印字モードを設定する。そして、画像形成装置において、ユーザの操作入力により通常印字モードが選択されると、これに応答して制御部42は、駆動ローラ32を回転駆動して、ベルト部材34を回転移動させ、ベルト部材34の領域34aを搬送体35に重ねる。この状態では、ベルト部材34の領域34aの体積抵抗値が約10×10^14Ωcmであることから、ベルト部材34を透過する進行波電界が通常のレベルとなり、ベルト部材34上での現像剤の搬送量が通常となり、画像の濃度が通常のレベルとなる。
【0070】
また、ユーザの操作入力によりテキスト印字モードが選択されると、これに応答して制御部42は、ベルト部材34を回転移動させ、ベルト部材34の領域34cを搬送体35に重ねる。この状態では、ベルト部材34の領域34cの体積抵抗値が約10×10^15Ωcmであることから、ベルト部材34を透過する進行波電界が高いレベルとなり、ベルト部材34上での現像剤の搬送量が多くなり、画像の濃度が高くなる。
【0071】
更に、ユーザの操作入力により写真印字モードが選択されると、これに応答して制御部42は、ベルト部材34を回転移動させ、ベルト部材34の領域34bを搬送体35に重ねる。この状態では、ベルト部材34の領域34bの体積抵抗値が約10×10^13Ωcmであることから、ベルト部材34を透過する進行波電界が低いレベルとなり、ベルト部材34上での現像剤の搬送量が少なくなり、画像の濃度が低くなる。
【0072】
この様にベルト部材34の各領域34a,34b,34cのいずれかを搬送体35に重ねることにより、通常印字モード、テキスト印字モード、及び写真印字モードを選択的に設定することができる。従来は、画像の濃度を調節するために、現像領域Aの現像用バイアス直流電圧を変更したり、露光装置17から感光体ドラム11へと出射される光ビームの強度を変更したり、感光体ドラム11の帯電電位を変更していたが、これらの変更を行なわなくても、ベルト部材34を移動させるだけで、画像の濃度を調節することが可能となる。
【0073】
一般に、有機絶縁材料やゴム材料等の誘電体フィルムからなるベルト部材34は、その抵抗値と比誘電率が反比例の関係にある。つまり、ベルト部材34の絶縁性が高くなる程、誘電率が低くなって1に近づき、ベルト部材34の絶縁性が低くなる程、誘電率が高くなる(導体に近くなる程、比誘電率が高くなる。金属は数千である。)。
【0074】
従って、ベルト部材34の各領域34a,34b,34cの体積抵抗値が10×10^14Ωcm、10×10^13Ωcm、10×10^15Ωcmに基づいて、該各領域34a,34b,34cの比誘電率を2,3,1と定義することができる。そして、該各領域34a,34b,34c別に、ベルト部材34上の進行波電界に対応するベルト部材34上の電位Vsを次式(1)から求めることができる。
【0075】
【数1】
ただし、eが搬送体35の各進行波発生電極36の印加電圧、dgがベルト部材34上の空隙、d1が搬送体35の表面保護層35bの厚み、d2がベルト部材34の厚み、e1が搬送体35の表面保護層35bの比誘電率、e2がベルト部材34の該各領域34a,34b,34cの比誘電率である。
例えば、e=1000V、dg=100μm、d1=25μm、d2=50μm、e1=2とする。更に、先に述べた様に領域34aの比誘電率e2=2とすると、ベルト部材34上の電位Vs=272Vとなり、領域34bの比誘電率e2=3とすると、ベルト部材34上の電位Vs=250Vとなり、領域34cの比誘電率e2=1とすると、ベルト部材34上の電位Vs=333Vとなる。
また、ベルト部材34上の電位Vsがベルト部材34上の電界Eに比例するため(Vs=E*d)、電位Vsが低くなる程、進行波電界も低くなる。
この様な関係から、ベルト部材34の絶縁性が高くなる程、誘電率が低くなって、進行波電界のレベルが高くなり、またベルト部材34の絶縁性が低くなる程、誘電率が高くなって、進行波電界のレベルが低くなることは明らかである。
【0076】
このため、ベルト部材34の各領域34a,34b,34cのいずれかを搬送体35に重ねることにより、ベルト部材34上の進行波電界のレベルを調節して、ベルト部材34上での現像剤の搬送量を調節し、通常印字モード、テキスト印字モード、及び写真印字モードを選択的に設定することができる。
【0077】
図6は、本発明の現像装置の第2実施形態を簡略化して示す側面図である。本実施形態の現像装置12Aでは、図2及び図5の装置におけるベルト部材34の代わりに、ベルト部材34Aを用い、ベルト部材34Aの表面電位を検出する電位検出センサ51を設けている。ベルト部材34Aは、全周にわたって、厚み、体積抵抗値、及び比誘電率等が一様なものである。また、現像領域Aの下流側に電位検出センサ51を設置しているが、非現像領域であれば、如何なる箇所に電位検出センサ51を設置しても構わない。
【0078】
尚、図6の現像装置12Aの細部は、図2の装置と同様であり、現像槽20、現像剤搬送部21、供給ローラ23、ブレード26、ミキシングパドル24、及び回収ローラ25等を備えている。
【0079】
本実施形態の現像装置12Aでは、電位検出センサ51の検出出力を制御部42に加えている。制御部42は、電位検出センサ51の検出出力によって示されるベルト部材34Aの表面電位と予め設定された閾値を比較し、ベルト部材34Aの表面電位が閾値に達すると、駆動ローラ32を回転駆動して、ベルト部材34Aを回転移動させ、搬送体35に重なり合うベルト部材34Aの領域を更新する。
【0080】
ベルト部材34Aの表面電位が上昇すると、ベルト部材34Aに対する現像剤の付着力が上昇し、ベルト部材34Aから感光体ドラム11への現像剤の供給量が不足して、現像むら及び画像の濃度むらが発生する。また、ベルト部材34Aの摩擦帯電によりベルト部材34A近傍の電界強度が5.0×10^6V/mになると、ベルト部材34A上での現像剤の搬送が不安定になり、やはり現像むら及び画像の濃度むらが発生する。例えば、ベルト部材34Aの厚みをtとし、ベルト部材34Aの表面電位をVsとし、ベルト部材34A近傍の電界強度をEsとすると、電界強度Esを次式(2)で表わすことができる。
【0081】
Es=Vs/t ……(2)
上式(2)によれば、ベルト部材34Aの厚みtが20μmであって、ベルト部材34Aの表面電位が120Vに達したときに、ベルト部材34A近傍の電界強度Es=Vs/t=6.0×10^6V/となり、ベルト部材34A上での現像剤の搬送が不安定になる。
【0082】
そこで、ベルト部材34Aの表面電位と比較される閾値として、電界強度5.0×10^6V/mとベルト部材34Aの厚みt=20μmとの積(Es・t)を設定し、電位検出センサ51の検出出力によって示されるベルト部材34Aの表面電位Vsが該閾値に達したときに、ベルト部材34Aを回転移動させ、搬送体35に重なり合うベルト部材34Aの領域を更新する。これにより、未帯電のベルト部材34Aの領域が搬送体35に重なり合い、ベルト部材34A上での現像剤の搬送量が安定化し、現像むら及び画像の濃度むらが防止される。
【0083】
一方、ベルト部材34Aの表面電位は、記録用紙の印字枚数の増加に伴って上昇して行く。このため、ベルト部材34Aの表面電位を検出する代わりに、記録用紙の印字枚数を計数し、この計数値が予め設定された閾値に達したときに、ベルト部材34Aを回転移動させ、搬送体35に重なり合うベルト部材34Aの領域を更新しても良い。記録用紙の印字枚数と比較される閾値は、ベルト部材34Aの厚み、搬送体35の各進行波発生電極36の印加電圧、感光体ドラム11の表面電位等に応じて設定される。
【0084】
また、搬送体35に重なり合うベルト部材34Aの領域を更新するために、ベルト部材34Aを回転移動させるタイミングは、記録用紙の非現像時に行なう。これは、記録用紙の現像時にベルト部材34Aを回転移動させると、ベルト部材34Aの下流側のみが更新された状態が発生し、このときにベルト部材34Aの上流側と下流側間で表面電位の差が生じて、現像むらが生じるためである。
【0085】
ベルト部材34Aの領域は、搬送体35から一旦外れても、ベルト部材34Aの領域の更新の繰り返しにより搬送体35に再び重ねられる。従って、ベルト部材34Aの領域が繰り返し使用されることになるが、未使用期間中に、ベルト部材34Aの領域の電位が自然放電により低下したり、該領域の電位が接地部材を介しての放電により低下し、該領域の電位が0Vとなり、該領域の電位履歴が消去されてから、該領域が搬送体35に再び重ねられることになる。接地部材としては、駆動ローラ32や従動ローラ33等がある。
【0086】
ベルト部材34Aは、先に述べた様に全周にわたって、厚み、体積抵抗値、及び比誘電率等が一様なものである。例えば、体積抵抗値Rは、10×10^10Ωcm≦R≦10×10^14Ωcmの範囲で設定するのが好ましい。体積抵抗値Rが10×10^10Ωcm未満である場合は、ベルト部材34Aを透過する進行波電界のレベルが低下し、ベルト部材34A上での現像剤の搬送量が少なくなって、画像の濃度が低くなってしまう(べた領域で現像剤濃度が1.35未満となる)。また、体積抵抗値Rが10×10^14Ωcmよりも高い場合は、帯電したベルト部材34Aの電荷が接地点に流れず、ベルト部材34Aの領域の電位が長期間高く維持され続けてしまい、ベルト部材34A上での現像剤の搬送量が不安定となり、現像むら及び画像の濃度むらが発生する。
【0087】
次の表1及び表2は、ベルト部材34Aの体積抵抗値Rに対する画像濃度及び除電性能を実験により評価して示すものである。これらの表1及び表2からも明らかな様にベルト部材34Aの体積抵抗値Rを10×10^10Ωcm≦R≦10×10^14Ωcmの範囲で設定するのが好ましい。
【0088】
【表1】
【0089】
【表2】
また、ベルト部材34Aの比誘電率eは、2≦e≦5の範囲で設定するのが好ましい。比誘電率eが2未満である場合は、体積抵抗値Rが高すぎる場合と同様に、帯電したベルト部材34Aの電荷が接地点に流れず、ベルト部材34A上での現像剤の搬送量が不安定となり、現像むら及び画像の濃度むらが発生する。また、比誘電率eが5よりも高い場合は、体積抵抗値Rが低すぎる場合と同様に、ベルト部材34Aを透過する進行波電界のレベルが低下し、ベルト部材34A上での現像剤の搬送量が少なくなって、画像の濃度が低くなってしまう(べた領域で現像剤濃度が1.35未満となる)。その上、比誘電率eが5よりも高い場合は、帯電によりベルト部材34Aの表面電位が上昇することがなく、このために先に述べた様にベルト部材34Aの表面電位が閾値まで上昇したときに、搬送体35に重なり合うベルト部材34Aの領域を更新するのであれば、搬送体35に重なり合うベルト部材34Aの領域が更新されることがなくなり、ベルト部材34Aの特定の領域だけが使用され続け、該特定の領域でベルト部材34Aの亀裂や摩耗が発生する。
【0090】
次の表3及び表4は、ベルト部材34Aの比誘電率eに対する除電性能及びベルト部材34Aの劣化特性を実験により評価して示すものである。これらの表3及び表4からも明らかな様にベルト部材34Aの比誘電率eを2≦e≦5の範囲で設定するのが好ましい。
【0091】
【表3】
【0092】
【表4】
また、ベルト部材34Aの厚みtは、20μm≦t≦100μm範囲で設定するのが好ましい。厚みtが20μm未満の場合は、ベルト部材34Aの強度が低下し、耐久性に劣る。また、厚みtが100μmよりも厚い場合は、ベルト部材34Aの剛性が高くなり過ぎて、ベルト部材34Aと搬送体35間の密着性が低下したり、駆動ローラ32や従動ローラ33によるベルト部材34Aの駆動にむらが発生する。
【0093】
次の表5及び表6は、ベルト部材34Aの厚みtに対するベルト部材34Aの強度及びベルト部材34Aと搬送体35間の密着性を実験により評価して示すものである。これらの表5及び表6からも明らかな様にベルト部材34Aの厚みtを20μm≦t≦100μm範囲で設定するのが好ましい。
【0094】
【表5】
【0095】
【表6】
ここで、上記表1〜表4に従って、体積抵抗値Rを10×10^10Ωcm≦R≦10×10^14Ωcmの範囲で設定し、比誘電率eを2≦e≦5の範囲で設定した場合は、ベルト部材34Aが帯電しても、自然放電や接地部材を介しての放電が速やかに行なわれ、搬送体35に重なり合うベルト部材34Aの領域全体の電位が常に安定化する。このため、記録用紙の非現像時にだけ、ベルト部材34Aを回転移動させて、搬送体35に重なり合うベルト部材34Aの領域を更新する代わりに、記録用紙の現像時に、ベルト部材34Aを現像剤の搬送速度よりも十分に遅い速度で回転移動させて、搬送体35に重なり合うベルト部材34Aの領域を徐々に更新しても、該領域全体の電位が常に安定化し、ベルト部材34A上での現像剤の搬送量が安定化し、現像むら及び画像の濃度むらが防止される。ベルト部材34Aの回転移動速度は、現像剤の搬送速度の1/100〜1/10程度に設定される。
【0096】
特に、15℃〜28℃の室内に画像形成装置を設置することを前提とすると、体積抵抗値Rを10×10^10Ωcm≦R≦10×10^12Ωcmの範囲で設定するのが最適である。体積抵抗値Rが10×10^10Ωcm未満である場合は、ベルト部材34Aを透過する進行波電界のレベルが低下し、ベルト部材34A上での現像剤の搬送量が少なくなって、画像の濃度が低くなってしまう。また、体積抵抗値Rが10×10^12Ωcmよりも高い場合は、帯電したベルト部材34Aの電位が低下するのに時間を要してしまい、ベルト部材34Aの上流側と下流側間で電位差が生じ、現像むら及び画像の濃度むらが発生する。
【0097】
ただし、体積抵抗値Rを10×10^10Ωcm≦R≦10×10^12Ωcmの範囲で設定したとしても、劣悪な使用環境や数百枚の連続印字等の過酷な使用条件では、搬送体35に重なり合うベルト部材34Aの領域の電位が不安定になり、ベルト部材34A上での現像剤の搬送量が不安定となる。このため、ベルト部材34Aを十分に遅い速度で回転移動させて、搬送体35に重なり合うベルト部材34Aの領域を徐々に更新するときの条件を特定しておき、この条件から外れるときには、ベルト部材34Aの表面電位や記録用紙の印字枚数に応じて、記録用紙の非現像時に、搬送体35に重なり合うベルト部材34Aの領域を更新する。これにより、ベルト部材34A上での現像剤の搬送量を常に安定化させることが可能になる。
【0098】
尚、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、多様に変形することができる。例えば、感光体ドラム11の代わりに、感光体ベルト等を用いても良い。更に、電子写真方式の画像形成装置に限定されず、イオンフロー方式の様に誘電体上に静電潜像を直接形成する画像形成装置や、トナージェット方式の様に複数の開口部を有する電極に電圧を印加して、空間に静電潜像を形成し、現像剤を記録媒体に飛翔させて画像形成を直接行なう画像形成装置にも、本発明の現像装置を適用することができる。
【0099】
【発明の効果】
以上説明した様に本発明によれば、ベルト部材が現像剤の搬送方向に連なる複数の領域に区分され、各領域の抵抗値が相互に異なる。そして、ベルト部材が現像剤の搬送方向に適宜に移動されて、ベルト部材の各領域のいずれかが搬送路に重ねられる。このため、各領域の抵抗値のいずれかを選択して、この選択した抵抗値の領域を搬送路に重ねることができる。これにより、現像剤の搬送面をリフレッシュすると同時に、進行波電界の変動を抑えることができ、ベルト部材上での現像剤の搬送量を安定化して、現像むら及び画像の濃度むらを防止することができる。
【0100】
また、現像が行われていないときに移動されて、搬送路に重ねられる該ベルト部材の領域を更新している。このため、現像剤の搬送面に重なるベルト部材の領域が一度に完全にリフレッシュされることになり、これにより進行波電界の変動を抑え、ベルト部材上での現像剤の搬送量を安定化させ、現像むら及び画像の濃度むらを防止することができる。
【0101】
更に、ベルト部材が現像剤の搬送速度よりも低い移動速度で常に移動させる場合は、ベルト部材の抵抗値を10×10^10Ωcm〜10×10^14Ωcmに設定して、ベルト部材の帯電を防止し、ベルト部材上で現像剤を搬送するのに必要な進行波電界を十分に維持している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の現像装置の第1実施形態を適用した画像形成装置を示す側面図である。
【図2】第1実施形態の現像装置を示す側面図である。
【図3】図2の現像装置における搬送体を部分的に拡大して示す図である。
【図4】(a)〜(d)は、図2の現像装置における搬送体の各進行波発生電極に印加される4相の交流電圧波形を示す図である。
【図5】図2の現像装置を簡略化して示す側面図である。
【図6】本発明の現像装置の第2実施形態を簡略化して示す側面図である。
【符号の説明】
11 感光体ドラム
12 現像装置
13 転写装置
14 クリーニング装置
15 除電装置
16 帯電装置
17 露光装置
18 定着装置
20 現像槽
21 現像剤搬送部
23 供給ローラ
24 ミキシングパドル
25 回収ローラ
31 支持体
32 駆動ローラ
33 従動ローラ
34 ベルト
35 搬送体
36 進行波発生電極
37 多相交流電源
38 現像用バイアス直流電源
41 温度センサ
42 制御部
51 電位検出センサ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a developing device that transports a developer by a traveling wave electric field and develops an electrostatic latent image with the developer, and an image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In an image forming apparatus such as a copying machine or a printer that employs an electrophotographic method, a developer is once adhered to a belt member, and the developer is conveyed by the belt member and developed, as in the technique described in Patent Document 1, for example. There is a belt developing type in which an agent is supplied from a belt member to an image carrier.
[0003]
In recent years, a non-contact type developing device that transports a developer to the vicinity of an image carrier, flies the developer to an electrostatic latent image on the image carrier, and develops the electrostatic latent image has been developed. Attention has been paid. The non-contact method includes a powder cloud method, a jumping method, a method using an electric field curtain (a traveling wave electric field), and the like.
[0004]
Methods using a traveling wave electric field are described in, for example, Patent Documents 2 and 3 and the like. In these, a large number of electrodes are embedded in a developer transport path, and a multi-phase AC voltage is applied to these electrodes to generate a traveling-wave electric field, and the developer on the transport path is imaged by the traveling-wave electric field. It is transported to the carrier. When the developer is transported to the vicinity of the image carrier, the developer flies to the electrostatic latent image on the image carrier and adheres to the electrostatic latent image. Thereby, the electrostatic latent image on the image carrier is developed.
[0005]
However, in Patent Literature 2 and Patent Literature 3, static elimination or cleaning of the transport path is not particularly performed. For this reason, the traveling-wave electric field is disturbed by the charge in the transport path, or the developer adheres to the transport path. These adversely affect the developing electric field between the image carrier and the transport path and the transport of the developer, causing uneven development and uneven image density.
[0006]
For this reason, the inventors of the present invention provide an endless belt member that is superimposed on the conveyance path, conveys the developer on the endless belt, and moves the endless belt to transfer the developer. The developing device has been proposed in which the transfer surface is changed and refreshed, and the transfer surface is neutralized and cleaned, thereby preventing charging of the transfer surface and sticking of the developer (see Patent Document 4 and the like).
[0007]
In the developing device of Patent Document 4, the moving speed of the belt member is set sufficiently lower than the conveying speed of the developer, the conveying of the developer is performed by the traveling wave electric field, and only the refreshing of the conveying surface is performed by the belt member. ing. Therefore, this belt member is clearly different from the belt member of the belt developing system.
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-6-308813
[Patent Document 2]
Japanese Patent Publication No. 5-31146
[Patent Document 3]
Japanese Patent Publication No. 5-31147
[Patent Document 4]
Japanese Patent Application No. 2000-283087
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the developing device described in Patent Document 4, even if the charging of the conveyance path and the sticking of the developer can be prevented, the traveling wave electric field passes through the belt member, so that the resistance value of the belt member changes and Due to the charging of the member, the traveling wave electric field became unstable, and the transport amount of the developer on the belt member was not stabilized, resulting in uneven development and uneven image density.
[0010]
Therefore, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and has as its object to provide a developing device and an image forming apparatus that do not cause uneven development and uneven density due to a belt member. And
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention includes a transport path having a plurality of electrodes, and a belt member superimposed on the transport path, and applies a multi-phase AC voltage to each electrode of the transport path to form a traveling wave. An electric field is formed, the developer is conveyed to the image carrier on the belt member by the traveling wave electric field, and the developer is supplied to the image carrier to develop the electrostatic latent image on the image carrier. In the developing device, the belt member is divided into a plurality of regions connected in the direction of transport of the developer, each region has a different resistance value, and any one of the regions is overlapped on the transport path.
[0012]
According to the present invention having such a configuration, the belt member is divided into a plurality of regions connected in the developer conveying direction, and the resistance values of the respective regions are different from each other. Then, the belt member is appropriately moved in the developer conveying direction, and any one of the regions of the belt member is overlapped on the conveying path. For this reason, it is possible to select any one of the resistance values of the respective regions and to overlap the region of the selected resistance value on the transport path. This makes it possible to refresh the developer transport surface and at the same time suppress the level fluctuation of the traveling wave electric field on the belt member, stabilize the transport amount of the developer on the belt member, and develop uneven development and image density. Unevenness can be prevented.
[0013]
Further, in the present invention, the belt member is divided into three regions, and the resistance value of each region at a constant temperature is different from each other by one digit.
[0014]
The temperature near the belt member varies according to the temperature near the belt member. For this reason, the resistance value of the resistance value of each area of the belt member is changed by one digit, and depending on whether the temperature near the belt member falls within the high temperature range, the normal temperature range, or the low temperature range, By superposing this on the conveying surface of the developer, the fluctuation of the resistance value of the belt member region overlapping the conveying surface can be suppressed.
[0015]
Further, in the present invention, the temperature detecting means for detecting the temperature in the vicinity of the belt member, and the belt member is moved according to the temperature detected by the temperature detecting means, and any one of the regions of the belt member is overlapped on the transport path. Control means.
[0016]
As described above, if the temperature near the belt member is detected and the belt member is moved according to the detected temperature, even if the temperature near the belt member fluctuates, the belt member area that overlaps the developer conveyance surface is changed. Of the resistance value can be suppressed.
[0017]
Further, in the present invention, a mode selecting means for selecting any one of a plurality of printing modes, and the belt member is moved according to the printing mode selected by the mode selecting means, and any one of the respective regions of the belt member is moved. Control means for superimposing on the transport path.
[0018]
The plurality of printing modes include, for example, a mode for developing a text, a mode for developing a photographic image, and the like. In the former mode, darker development is preferred, and in the latter mode, lighter development is preferred. Therefore, the belt member is moved in accordance with the selected printing mode, the resistance value of the belt member region overlapping the developer conveying surface is appropriately set, and the level of the traveling wave electric field on the belt member is adjusted. Thus, the amount of the developer transported on the belt member is changed to adjust the developing density.
[0019]
Next, the present invention includes a transport path having a plurality of electrodes, and a belt member superimposed on the transport path, applying a polyphase AC voltage to each electrode of the transport path to form a traveling wave electric field, In a developing device which transports a developer to an image carrier on a belt member by the traveling wave electric field and supplies the developer to the image carrier, the electrostatic latent image on the image carrier is developed. The member is stopped when development is being performed and moved when development is not being performed to update the area of the belt member that overlaps the transport path.
[0020]
According to the present invention having such a configuration, the belt member is moved when development is not being performed, and the area of the belt member that is superimposed on the transport path is updated. For this reason, the region of the belt member overlapping the developer conveying surface is completely refreshed at a time. Thus, the fluctuation of the traveling wave electric field can be suppressed, the amount of the developer transported on the belt member can be stabilized, and uneven development and uneven image density can be prevented.
[0021]
Further, in the present invention, a counting means for counting the number of developments of the electrostatic latent image, and when the number of developments counted by the counting means reaches a preset threshold, the belt member is moved and overlapped on the transport path. Control means for updating the area of the belt member.
[0022]
Here, as the number of times of development of the electrostatic latent image increases, the charge amount in the region of the belt member overlapping with the developer transport surface increases, so that when the number of times of development reaches the threshold, the belt member is moved. The area of the belt member to be superimposed on the transport path is updated.
[0023]
Further, in the present invention, the potential detecting means for detecting the potential of the belt member, and when the potential detected by the potential detecting means reaches a preset threshold, the belt member is moved, and the belt Control means for updating the region of the member.
[0024]
As described above, when the potential of the belt member superimposed on the transport path reaches the threshold value, that is, when the charge amount increases, the belt member may be moved to update the area of the belt member superimposed on the transport path.
[0025]
Next, the present invention includes a transport path having a plurality of electrodes, and a belt member superimposed on the transport path, applying a polyphase AC voltage to each electrode of the transport path to form a traveling wave electric field, In a developing device which transports a developer to an image carrier on a belt member by the traveling wave electric field and supplies the developer to the image carrier, the electrostatic latent image on the image carrier is developed. The member is moved at a moving speed lower than the conveying speed of the developer, and the resistance value of the belt member is 10 × 10 ^ 10 Ωcm to 10 × 10 ^ 14 Ωcm.
[0026]
Even when the belt member is constantly moved at a lower moving speed than the developer conveying speed, the belt member can be prevented from being charged by setting the resistance value of the belt member to 10 × 10 ^ 10Ωcm to 10 × 10 ^ 14Ωcm. Therefore, the traveling wave electric field required for transporting the developer on the belt member can be sufficiently maintained.
[0027]
In the present invention, the relative permittivity of the belt member is 2 to 5.
[0028]
If the relative dielectric constant of the belt member is maintained at 2 to 5, the charging of the belt member can be prevented, and the potential of the belt member can be appropriately maintained.
[0029]
Further, in the present invention, the thickness of the belt member is 20 μm to 100 μm.
[0030]
When the thickness of the belt member is set to 20 μm to 100 μm, both flexibility and strength of the belt member can be obtained.
[0031]
Next, the image forming apparatus of the present invention includes the developing device of the present invention.
[0032]
Such an image forming apparatus of the present invention can also achieve the same functions and effects as those of the developing apparatus of the present invention.
[0033]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0034]
FIG. 1 is a side view showing an image forming apparatus to which a first embodiment of the developing device of the present invention is applied. The image forming apparatus forms an image by an electrophotographic method. A developing
[0035]
In this image forming apparatus, the surface of the
[0036]
The
[0037]
The charging
[0038]
It should be noted that other types may be used as the
[0039]
Next, as shown in FIG. 2, the developing
[0040]
The developing
[0041]
The
[0042]
The
[0043]
The
[0044]
Note that the
[0045]
The
[0046]
The
[0047]
The surface of the
[0048]
The
[0049]
The driven
[0050]
Note that another driving roller may be provided instead of the driven
[0051]
The
[0052]
As shown in FIG. 3, for example, as shown in FIG. 3, a
[0053]
In FIG. 3, the
[0054]
In the
[0055]
Since each traveling
[0056]
As described above, the
[0057]
In addition, the conveyance speed of the developer on the
[0058]
On the other hand, the developing bias DC voltage of the developing bias
[0059]
In this embodiment, the
[0060]
Further, a
[0061]
Here, assuming that the temperature of the
[0062]
The volume resistance value of the
[0063]
Then, when the temperature near the
[0064]
When the volume resistance value of the region of the
[0065]
According to an experiment, when the volume resistance of the region of the
[0066]
That is, in the present embodiment, on the assumption that the developing bias DC voltage is set to 100 V to 3 KV, the volume resistance value of the region of the
[0067]
Although the volume resistance value of the
[0068]
By the way, instead of rotating the
[0069]
Here, as the plurality of print modes, a normal print mode having a normal density, a text print mode having a high density, and a photo print mode having a low density are set. Then, in the image forming apparatus, when the normal print mode is selected by a user's operation input, in response to this, the
[0070]
When the text printing mode is selected by a user's operation input, in response to this, the
[0071]
Further, when the photo print mode is selected by a user's operation input, in response to this, the
[0072]
As described above, by superimposing any one of the
[0073]
In general, the resistance value and the relative permittivity of the
[0074]
Therefore, based on the volume resistance value of each
[0075]
(Equation 1)
Here, e is the applied voltage of each traveling
For example, e = 1000 V, dg = 100 μm, d1 = 25 μm, d2 = 50 μm, and e1 = 2. Furthermore, as described above, when the relative dielectric constant e2 of the
Further, since the potential Vs on the
From such a relationship, the higher the insulating property of the
[0076]
Therefore, by superimposing any one of the
[0077]
FIG. 6 is a simplified side view showing a second embodiment of the developing device of the present invention. In the developing
[0078]
The details of the developing
[0079]
In the developing
[0080]
When the surface potential of the
[0081]
Es = Vs / t (2)
According to the above equation (2), when the thickness t of the
[0082]
Therefore, as the threshold value to be compared with the surface potential of the
[0083]
On the other hand, the surface potential of the
[0084]
In order to update the area of the
[0085]
Even if the area of the
[0086]
The
[0087]
Tables 1 and 2 below show the image density and the static elimination performance with respect to the volume resistance value R of the
[0088]
[Table 1]
[0089]
[Table 2]
Further, the relative permittivity e of the
[0090]
Tables 3 and 4 below show the static elimination performance with respect to the relative dielectric constant e of the
[0091]
[Table 3]
[0092]
[Table 4]
Further, it is preferable that the thickness t of the
[0093]
The following Tables 5 and 6 show the strength of the
[0094]
[Table 5]
[0095]
[Table 6]
Here, according to Tables 1 to 4, the volume resistance value R was set in the range of 10 × 10 ^ 10 Ωcm ≦ R ≦ 10 × 10 ^ 14 Ωcm, and the relative permittivity e was set in the range of 2 ≦ e ≦ 5. In this case, even if the
[0096]
In particular, assuming that the image forming apparatus is installed in a room at 15 ° C. to 28 ° C., it is optimal to set the volume resistance value R in the range of 10 × 101010 Ωcm ≦ R ≦ 10 × 10 ^ 12 Ωcm. . When the volume resistance value R is less than 10 × 10Ω10 Ωcm, the level of the traveling wave electric field passing through the
[0097]
However, even if the volume resistance value R is set in the range of 10 × 10 ^ 10 Ωcm ≦ R ≦ 10 × 10 ^ 12 Ωcm, in a severe use condition such as an inferior use environment or continuous printing of several hundred sheets, the
[0098]
Note that the present invention is not limited to the above embodiments, and can be variously modified. For example, a photosensitive belt or the like may be used instead of the
[0099]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the belt member is divided into a plurality of regions connected in the developer conveying direction, and the resistance values of the respective regions are different from each other. Then, the belt member is appropriately moved in the developer conveying direction, and any one of the regions of the belt member is overlapped on the conveying path. For this reason, it is possible to select any one of the resistance values of the respective regions and to overlap the region of the selected resistance value on the transport path. This makes it possible to refresh the developer transport surface and at the same time suppress fluctuations in the traveling wave electric field, stabilize the transport amount of the developer on the belt member, and prevent uneven development and uneven image density. Can be.
[0100]
Further, the belt member is moved when development is not being performed, and updates the area of the belt member that is superimposed on the transport path. Therefore, the area of the belt member that overlaps the developer conveying surface is completely refreshed at a time, thereby suppressing the fluctuation of the traveling wave electric field and stabilizing the amount of the developer conveyed on the belt member. In addition, uneven development and uneven image density can be prevented.
[0101]
Further, when the belt member is constantly moved at a moving speed lower than the transport speed of the developer, the resistance value of the belt member is set to 10 × 10 ^ 10Ωcm to 10 × 10 ^ 14Ωcm to prevent charging of the belt member. In addition, the traveling wave electric field necessary for transporting the developer on the belt member is sufficiently maintained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing an image forming apparatus to which a first embodiment of a developing device of the present invention is applied.
FIG. 2 is a side view illustrating the developing device according to the first embodiment.
FIG. 3 is a partially enlarged view showing a conveyance body in the developing device of FIG. 2;
4 (a) to 4 (d) are diagrams showing four-phase AC voltage waveforms applied to each traveling wave generating electrode of a carrier in the developing device of FIG. 2;
FIG. 5 is a side view schematically showing the developing device of FIG. 2;
FIG. 6 is a simplified side view showing a second embodiment of the developing device of the present invention.
[Explanation of symbols]
11 Photoconductor drum
12 Developing device
13 Transfer device
14 Cleaning device
15 Static eliminator
16 Charging device
17 Exposure equipment
18 Fixing device
20 Developing tank
21 Developer transport section
23 Supply roller
24 mixing paddles
25 Collection roller
31 Support
32 drive roller
33 driven roller
34 belt
35 Carrier
36 Traveling wave generating electrode
37 polyphase AC power supply
38 DC bias power supply for development
41 Temperature sensor
42 control unit
51 Potential detection sensor
Claims (11)
ベルト部材が現像剤の搬送方向に連なる複数の領域に区分され、各領域の抵抗値が相互に異なり、各領域のいずれかが搬送路に重ねられることを特徴とする現像装置。A transport path having a plurality of electrodes, and a belt member superposed on the transport path, a multi-phase AC voltage is applied to each electrode of the transport path to form a traveling wave electric field, and the developer is Is transported to an image carrier on a belt member, and the developer is supplied to the image carrier to develop an electrostatic latent image on the image carrier.
A developing device, wherein a belt member is divided into a plurality of regions connected in a developer conveying direction, resistance values of the respective regions are different from each other, and any one of the regions is overlapped on a conveying path.
温度検出手段により検出された温度に応じてベルト部材を移動させ、ベルト部材の各領域のいずれかを搬送路に重ねる制御手段とを備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の現像装置。Temperature detection means for detecting a temperature near the belt member;
3. The developing device according to claim 1, further comprising a control unit configured to move the belt member according to the temperature detected by the temperature detection unit and overlap any one of the regions of the belt member on the conveyance path. 4. .
ベルト部材は、現像が行われているときに停止され、現像が行われていないときに移動されて、搬送路に重ねられる該ベルト部材の領域を更新されることを特徴とする現像装置。A transport path having a plurality of electrodes, and a belt member superposed on the transport path, a multi-phase AC voltage is applied to each electrode of the transport path to form a traveling wave electric field, and the developer is Is transported to an image carrier on a belt member, and the developer is supplied to the image carrier to develop an electrostatic latent image on the image carrier.
The developing device is characterized in that the belt member is stopped when the development is being performed, and is moved when the development is not being performed to update an area of the belt member that is superimposed on the transport path.
計数手段により計数された現像回数が予め設定された閾値に達すると、ベルト部材を移動させ、搬送路に重ねられる該ベルト部材の領域を更新する制御手段とを備えることを特徴とする請求項5に記載の現像装置。Counting means for counting the number of developments of the electrostatic latent image,
6. A control means for moving the belt member when the number of developments counted by the counting means reaches a preset threshold value, and updating a region of the belt member superimposed on the conveyance path. 3. The developing device according to claim 1.
電位検出手段により検出された電位が予め設定された閾値に達すると、ベルト部材を移動させ、搬送路に重ねられる該ベルト部材の領域を更新する制御手段とを備えることを特徴とする請求項5に記載の現像装置。Potential detecting means for detecting the potential of the belt member,
6. A control means for moving a belt member when a potential detected by the potential detecting means reaches a preset threshold value, and updating a region of the belt member superimposed on a transport path. 3. The developing device according to claim 1.
ベルト部材が現像剤の搬送速度よりも低い移動速度で移動され、ベルト部材の抵抗値が10×10^10Ωcm〜10×10^14Ωcmであることを特徴とする現像装置。A transport path having a plurality of electrodes, and a belt member superposed on the transport path, a multi-phase AC voltage is applied to each electrode of the transport path to form a traveling wave electric field, and the developer is Is transported to an image carrier on a belt member, and the developer is supplied to the image carrier to develop an electrostatic latent image on the image carrier.
A developing device, wherein the belt member is moved at a moving speed lower than the transport speed of the developer, and the resistance value of the belt member is 10 × 10 ^ 10 Ωcm to 10 × 10 ^ 14 Ωcm.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007114670A (en) * | 2005-10-24 | 2007-05-10 | Ricoh Co Ltd | Toner conveying device, and developing device, process cartridge and image forming apparatus having the toner conveying device |
JP2011170232A (en) * | 2010-02-22 | 2011-09-01 | Sharp Corp | Developing device |
-
2002
- 2002-11-01 JP JP2002319944A patent/JP2004157162A/en active Pending
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