JP2007033682A - Development device and image forming apparatus - Google Patents

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JP2007033682A JP2005214828A JP2005214828A JP2007033682A JP 2007033682 A JP2007033682 A JP 2007033682A JP 2005214828 A JP2005214828 A JP 2005214828A JP 2005214828 A JP2005214828 A JP 2005214828A JP 2007033682 A JP2007033682 A JP 2007033682A
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Masaaki Yamada
山田  正明
Masanori Horiie
正紀 堀家
Yoshinori Nakagawa
悦典 中川
Yoichiro Miyaguchi
耀一郎 宮口
Nobuaki Kondo
信昭 近藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a development device which includes an electrostatic conveyance member moving toner on a surface thereof by a phase-shifting electric field and is capable of satisfactorily collecting the toner on the electrostatic transport member, after passing a development area and is capable of stable development, and to provide an image forming apparatus including the same. <P>SOLUTION: A transport electrode end part 130e, that is the downstream side end and a transport electrode start part 130s that is the upstream side end, in a toner transport direction of an electrostatic transport surface 103a of an electrostatic transport roller 13 are spaced, and the space between them serves as a non-electric field region 136, and a conductive plate 200 as a toner collection means is provided so as to collect toner particles around the transport electrode end part 130e. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、静電搬送面の表面上のトナーを静電気力によって移動させて搬送する静電搬送部材を備えた現像装置、及びこれを用いる画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to a developing device including an electrostatic conveyance member that conveys toner on the surface of an electrostatic conveyance surface by electrostatic force, and an image forming apparatus using the same.

従来、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置として、潜像担持体上に静電潜像を形成し、この潜像に粉体である現像剤(以下、トナー粒子という。)を付着させることで、トナー像として現像する電子写真方式が知られている。
また、潜像を現像する現像装置として、特許文献1のように移相電界のエネルギーを粉体であるトナー粒子に与えることによって静電搬送部材の表面でトナー粒子を水平方向および垂直方向に移動させる現像装置が知られている。かかる現像装置においては、トナー粒子は移相電界によって潜像担持体と現像装置との対向部である現像領域に移送され、現像領域において像担持体上の潜像の画像部に付着する。
特許文献1では、平板状の静電搬送部材によって形成される移相電界によって、トナー供給手段から供給されたトナー粒子を潜像担持体との対向位置である現像領域まで搬送し、潜像担持体上の潜像の現像に寄与させ、現像領域で現像に寄与しなかったトナー粒子を回収してトナー供給手段に戻している。
Conventionally, as an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, and a printer, an electrostatic latent image is formed on a latent image carrier, and a developer (hereinafter referred to as toner particles) that is powder is attached to the latent image. Thus, an electrophotographic system for developing as a toner image is known.
As a developing device for developing a latent image, the toner particles are moved in the horizontal and vertical directions on the surface of the electrostatic conveying member by applying energy of a phase-shift electric field to the toner particles that are powder as in Patent Document 1. A developing device is known. In such a developing device, the toner particles are transferred to a developing area which is a facing portion between the latent image carrier and the developing device by a phase shift electric field, and adhere to the image portion of the latent image on the image carrier in the developing area.
In Patent Document 1, a toner image supplied from a toner supply unit is conveyed to a developing region that is opposed to a latent image carrier by a phase-shift electric field formed by a flat electrostatic conveyance member, and the latent image is carried. The toner particles that contribute to the development of the latent image on the body and do not contribute to the development in the development area are collected and returned to the toner supply means.

移相電界を利用してトナー粒子を現像領域まで搬送し、現像に寄与しなかったトナーを回収し、回収したトナー粒子をトナー供給手段に戻す現像装置としては、特許文献1に記載のものの他に、特許文献2に記載のものも知られている。この現像装置においては、エンドレスループ状の静電搬送部材を用いている。   As a developing device that uses a phase-shift electric field to transport toner particles to the developing region, collects toner that has not contributed to development, and returns the collected toner particles to the toner supply unit, a developing device described in Patent Document 1 is available. Moreover, the thing of patent document 2 is also known. In this developing apparatus, an endless loop-shaped electrostatic conveyance member is used.

特開2004−198675号公報JP 2004-198675 A 特開2002−99143号公報JP 2002-99143 A

移相電界によってトナー粒子を移動させるタイプの現像装置では、静電搬送面の現像領域全域においてトナー粒子が均一に供給、搬送されなければムラのない現像をするのは困難である。よって、このような現像装置では、静電搬送面へのトナー粒子の均一な供給、及び静電搬送面上での均一な搬送が重要となる。   In a developing device that moves toner particles by a phase-shifting electric field, it is difficult to perform development without unevenness unless the toner particles are uniformly supplied and transported over the entire development area of the electrostatic transport surface. Therefore, in such a developing device, uniform supply of toner particles to the electrostatic conveyance surface and uniform conveyance on the electrostatic conveyance surface are important.

しかしながら静電搬送面上へのトナー粒子の供給を均一にしても、静電搬送面がエンドレスループ状やローラ状のように環状の表面で搬送するものでは現像に寄与しないで通過したトナー粒子が、再びトナー供給部に戻って来ると、搬送量が均一にならずにトナー搬送にムラが生じてしまうケースが挙げられる。特許文献2ではトナーを回収する回収部材が設けてあるが、回収部においても静電搬送面の表面方向へトナーを移動させる移相電界が生じているため、回収部を通過する際に回収されなかったトナーは移相電界によって供給部に達してしまう。よって、トナーの搬送量のばらつきを抑制するには十分ではなく、潜像担持体上に形成されるトナー像の濃度にムラを生じて、現像が不安定になるおそれがある。
また、特許文献1では平板状の静電搬送部材の場合、静電搬送面上のトナー搬送方向下流側端部ではそれ以上先にトナーを搬送する移相電界が形成されていないため、静電搬送面上のトナーを回収する回収部材が必要である。しかしながら、特許文献1には静電搬送面上のトナーを回収する回収部材については明記されていない。そして、平板状の静電搬送部材では静電搬送面上のトナーが確実に回収されないと、静電搬送面のトナー搬送方向下流側端部からトナーが滞留し、静電搬送面上で搬送不良が生じるおそれがある。
However, even if the supply of toner particles on the electrostatic conveyance surface is made uniform, if the electrostatic conveyance surface is conveyed on an annular surface such as an endless loop or roller, the toner particles that have passed without contributing to development When returning to the toner supply unit again, there may be a case where the transport amount is not uniform and unevenness in toner transport occurs. In Patent Document 2, a recovery member that recovers toner is provided. However, since a phase-shift electric field that moves toner toward the surface of the electrostatic conveyance surface is also generated in the recovery unit, it is recovered when passing through the recovery unit. The missing toner reaches the supply section by the phase-shift electric field. Therefore, it is not sufficient to suppress the variation in the toner conveyance amount, and the density of the toner image formed on the latent image carrier may be uneven and the development may become unstable.
Further, in Patent Document 1, in the case of a flat electrostatic transport member, a phase-shift electric field for transporting toner further is not formed at the downstream end in the toner transport direction on the electrostatic transport surface. A collecting member for collecting the toner on the conveying surface is required. However, Patent Document 1 does not specify a collecting member that collects toner on the electrostatic conveyance surface. If the toner on the electrostatic transport surface is not reliably collected by the flat electrostatic transport member, the toner stays from the downstream end of the electrostatic transport surface in the toner transport direction, causing poor transport on the electrostatic transport surface. May occur.

本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、移相電界によって表面をトナー粒子が移動する静電搬送部材を有し、現像領域通過後の静電搬送面上のトナーを良好に回収でき、安定した現像を行うことができる現像装置と、これを備えた画像形成装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to have an electrostatic conveyance member on which toner particles move on the surface by a phase-shifting electric field, and an electrostatic conveyance surface after passing through the development region. It is an object of the present invention to provide a developing device that can collect the toner on the top well and perform stable development, and an image forming apparatus including the developing device.

上記目的を達成するために、請求項1の発明は、移相電界によりトナー粒子を搬送可能な静電搬送面を備えた静電搬送手段と、該静電搬送面のトナー搬送方向上流側端部に対向させてトナー供給手段とを有し、該トナー供給手段で供給された該トナー粒子を該静電搬送面上で搬送しながら潜像担持体との対向位置である現像領域まで搬送し、該潜像担持体上の潜像の現像に寄与させ、該現像領域で現像に寄与せず、該現像領域のトナー搬送方向下流側まで搬送された該トナー粒子を回収するトナー回収手段を有する現像装置において、該回収手段を該移相電界の終端部となる該静電搬送面のトナー搬送方向下流側端部に対向させて該トナー回収手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の現像装置において、上記トナー回収手段で回収した上記トナー粒子を上記トナー供給手段に戻すものであり、上記静電搬送面のトナー搬送方向両端を離間させて環状に形成することを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項2の現像装置において、上記トナー搬送方向両端の離間させた間にも上記移相電界により上記トナー粒子を搬送可能な第二静電搬送面を備え、該第二静電搬送面には、画像形成時以外の所定のタイミングで該移相電界を形成させるようにしたことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項2または3の現像装置において、上記トナー搬送方向両端の離間させた間に形成される部材は絶縁体からなることを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項1、2、3または4の現像装置において、上記トナー回収手段は導電性の部材から成る回収部材を備え、該回収部材と上記静電搬送面との間に回収電界を形成することを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項5の現像装置において、上記回収部材は上記静電搬送面に対して非接触であることを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項5または6の現像装置において、上記回収部材は上記トナー粒子と逆極性のバイアスを印加する導電性板であることを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項5または6の現像装置において、上記回収部材は上記トナー粒子と逆極性のバイアスを印加する導電性ローラであることを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項1、2、3、4、5、6、7または8の現像装置において、上記トナー回収手段は回収時に上記トナー粒子と接触する回収部材を備え、該回収部材に付着した該トナー粒子を分離する回収トナー分離手段を有することを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、請求項1、2、3または4の現像装置において、上記トナー回収手段は、気流発生部材を備え、上記静電搬送面の上の上記トナー粒子を気流の力により回収することを特徴とするものである。
また、請求項11の発明は、請求項10の現像装置において、上記トナー搬送方向両端の離間させた間に移相電界を形成しない面を備え、この移相電界を形成しない面は上記静電搬送面よりも環状の表面の内側となるように段差を設けることを特徴とするものである。
また、請求項12の発明は、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10または11の現像装置において、上記静電搬送面は非磁性の材質で構成されることを特徴とするものである。
また、請求項13の発明は、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11または12の現像装置において、上記トナー回収手段がトナーを回収する領域をトナー回収領域とし、該トナー回収領域ではトナーの搬送速度を遅くすることを特徴とするものである。
また、請求項14の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像をトナー像に現像する現像手段とを備える画像形成装置において、該現像手段として、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12及び13の現像装置を用いることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is directed to an electrostatic conveyance means having an electrostatic conveyance surface capable of conveying toner particles by a phase-shift electric field, and an upstream end of the electrostatic conveyance surface in the toner conveyance direction. A toner supply unit facing the image forming unit, and transporting the toner particles supplied by the toner supply unit to a developing region which is a position facing the latent image carrier while transporting the toner particles on the electrostatic transport surface. And a toner collecting means for collecting the toner particles that contribute to the development of the latent image on the latent image carrier, do not contribute to the development in the development area, and are conveyed to the downstream side in the toner conveyance direction of the development area. In the developing device, the toner collecting unit is provided so that the collecting unit is opposed to a downstream end portion of the electrostatic conveyance surface, which is a terminal portion of the phase-shifting electric field, in the toner conveyance direction.
According to a second aspect of the present invention, in the developing device of the first aspect, the toner particles collected by the toner collecting unit are returned to the toner supplying unit, and both ends of the electrostatic conveying surface in the toner conveying direction are separated from each other. It is made to form in an annular shape.
The invention according to claim 3 is the developing device according to claim 2, further comprising a second electrostatic transport surface capable of transporting the toner particles by the phase-shift electric field while being spaced apart at both ends in the toner transport direction. The phase-shift electric field is formed on the second electrostatic transport surface at a predetermined timing other than the time of image formation.
According to a fourth aspect of the present invention, in the developing device according to the second or third aspect, the member formed between the both ends of the toner conveying direction is made of an insulator.
According to a fifth aspect of the present invention, in the developing device according to the first, second, third, or fourth aspect, the toner collecting means includes a collecting member made of a conductive member, and the collecting member and the electrostatic conveying surface A recovery electric field is formed between them.
According to a sixth aspect of the present invention, in the developing device according to the fifth aspect, the recovery member is not in contact with the electrostatic transfer surface.
According to a seventh aspect of the present invention, in the developing device of the fifth or sixth aspect, the recovery member is a conductive plate that applies a bias having a polarity opposite to that of the toner particles.
According to an eighth aspect of the present invention, in the developing device according to the fifth or sixth aspect, the collecting member is a conductive roller that applies a bias having a polarity opposite to that of the toner particles.
The invention of claim 9 is the developing device of claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8, wherein the toner recovery means includes a recovery member that contacts the toner particles during recovery, It has a collected toner separating means for separating the toner particles adhering to the collecting member.
According to a tenth aspect of the present invention, in the developing device according to the first, second, third, or fourth aspect, the toner recovery means includes an airflow generating member, and the toner particles on the electrostatic transport surface are subjected to an airflow force. It is characterized by collect | recovering by.
According to an eleventh aspect of the present invention, in the developing device according to the tenth aspect, a surface that does not form a phase-shifting electric field is provided between both ends of the toner conveying direction, and the surface that does not form the phase-shifting electric field is the electrostatic device. A step is provided so as to be inside the annular surface with respect to the transport surface.
According to a twelfth aspect of the present invention, in the developing device of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, or eleventh aspect, the electrostatic transfer surface is made of a nonmagnetic material. It is characterized by that.
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the developing device according to the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh, or twelfth aspects, the toner collecting unit collects the toner. A toner collection area is used, and the toner conveyance speed is reduced in the toner collection area.
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus comprising: a latent image carrier that carries a latent image; and a developing unit that develops the latent image on the latent image carrier into a toner image. The developing devices according to claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, and 13 are used.

上記請求項1乃至14の現像装置においては、静電搬送面について、トナー回収手段を設けたトナー搬送方向下流側端部は移相電界の終端部となっているので、トナー搬送方向下流側端部に到達したトナー粒子に対しては、それ以上、下流側に向かう(進行する)力は生じない。トナー粒子は静電搬送面の下流側端部よりもトナー搬送方向下流側に進行できないので、現像領域を通過したトナー粒子は静電搬送面上から回収されない限りトナー搬送方向下流側端部周辺に存在する状態となる。このようトナー搬送方向下流側端部の周辺のトナー粒子を回収するようにトナー回収手段を設けることで、現像領域を通過したトナーを確実に回収することができる。   In the developing device according to any one of claims 1 to 14, since the downstream end portion in the toner transport direction in which the toner collecting means is provided on the electrostatic transport surface is a terminal portion of the phase-shift electric field, the downstream end in the toner transport direction For the toner particles that have reached the portion, no further force toward the downstream side (advance) occurs. Since the toner particles cannot travel further downstream in the toner conveyance direction than the downstream end portion of the electrostatic conveyance surface, the toner particles that have passed through the development area are not around the downstream end portion in the toner conveyance direction unless collected from the electrostatic conveyance surface. It exists. By providing the toner collecting means so as to collect the toner particles around the downstream end in the toner transport direction, the toner that has passed through the developing region can be reliably collected.

請求項1乃至14の発明によれば、現像領域を通過したトナーを確実に回収することで、現像領域を通過したトナーが回収されず供給部に到達することに起因するトナーの搬送量のばらつきを抑制することができ、現像ムラの発生を抑制し、安定した現像を行うことができるという優れた効果がある。   According to the first to fourteenth aspects of the present invention, the toner that has passed through the developing region is reliably recovered, so that the toner transport amount variation caused by the toner that has passed through the developing region reaching the supply unit without being recovered. There is an excellent effect that development of uneven development can be suppressed and stable development can be performed.

[実施形態1]
以下、本発明を電子写真方式の画像形成装置であるレーザープリンタ(以下、単にプリンタ100という)に適用した実施形態1について説明する。
図1は実施形態1に係るプリンタ100の概略構成図である。
プリンタ100では、像担持体としての感光体11K、11M、11C、11Y、帯電手段、現像手段としての現像装置及び像担持体のクリーニング手段を備えた作像手段である作像ユニット1K、1M、1C、1Yを備えている。作像ユニット1K、1M、1C、1Yは記録体搬送部材である転写材搬送ベルト2の張架面の側方に垂直に並んで配置されている。これら作像ユニットの番号に付したK,M,C,Yという添え字は扱うトナーの色と対応させているもので、Kはブラック、Mはマゼンタ、Cはシアン、Yはイエローを意味している。プリンタ100内の各部材にも同様の添字を付している。以下、特に扱うトナーの色を区別しないときには単に「作像ユニット1」という。また、他の部材についても同様である。
作像ユニット1K、1M、1C、1Yの図中左側には光書込み装置4K、4M、4C、4Yを備えており、作像ユニット1K、1M、1C、1Yに転写材搬送ベルト2を挟んで対抗する転写ローラ9K、9M、9C、9Yを備えている。さらに、転写材搬送ベルト2の下方には記録体である転写材Pを収容する給紙装置5を備えており、転写材搬送ベルト2の上方には定着装置3を備えている。
[Embodiment 1]
Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is applied to a laser printer (hereinafter simply referred to as a printer 100) which is an electrophotographic image forming apparatus will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a printer 100 according to the first embodiment.
In the printer 100, the image forming units 1K, 1M, which are image forming units including photoconductors 11K, 11M, 11C, and 11Y as image carriers, a charging unit, a developing device as a developing unit, and a cleaning unit for the image carrier. 1C, 1Y. The image forming units 1K, 1M, 1C, and 1Y are arranged vertically side by side on the side of the stretched surface of the transfer material conveying belt 2 that is a recording material conveying member. The subscripts K, M, C, and Y attached to these image forming unit numbers correspond to the colors of the toners to be handled. K means black, M means magenta, C means cyan, and Y means yellow. ing. The same subscript is attached to each member in the printer 100. Hereinafter, when the toner colors to be handled are not particularly distinguished, they are simply referred to as “image forming unit 1”. The same applies to other members.
Optical writing devices 4K, 4M, 4C, and 4Y are provided on the left side of the image forming units 1K, 1M, 1C, and 1Y. Opposing transfer rollers 9K, 9M, 9C, and 9Y are provided. Further, a sheet feeding device 5 that accommodates a transfer material P that is a recording medium is provided below the transfer material conveyance belt 2, and a fixing device 3 is provided above the transfer material conveyance belt 2.

ここで光書込み装置4K、4M、4C、4Yは画像情報に従って作像ユニット1K、1M、1C、1Yの帯電後の感光体11K、11M、11C、11Y表面に潜像を書き込むためのものであり、ポリゴンを用いた光走査装置やLEDアレイ等、種々のものを使用することができる。   Here, the optical writing devices 4K, 4M, 4C, and 4Y are for writing latent images on the surfaces of the photoreceptors 11K, 11M, 11C, and 11Y after charging the image forming units 1K, 1M, 1C, and 1Y according to image information. Various devices such as an optical scanning device using a polygon and an LED array can be used.

転写材搬送ベルト2は、搬送ローラ21、従動ローラ22及びテンションローラ23、24の間に架け渡され、搬送ローラ21の回転により矢印A方向に無端移動する。そして、搬送ローラ21と対向して転写材Pを転写材搬送ベルト2上に吸着させるための吸着ローラ25を配置し、また、転写材搬送ベルト2の上方の定着装置3側には転写材搬送ベルト2にトナー像を形成したときのパターンを検出するPセンサ26を配置している。   The transfer material conveyance belt 2 is stretched between the conveyance roller 21, the driven roller 22 and the tension rollers 23 and 24, and moves endlessly in the direction of arrow A by the rotation of the conveyance roller 21. Further, an adsorption roller 25 for adsorbing the transfer material P onto the transfer material conveyance belt 2 is disposed opposite to the conveyance roller 21, and the transfer material conveyance is performed on the fixing device 3 side above the transfer material conveyance belt 2. A P sensor 26 for detecting a pattern when a toner image is formed on the belt 2 is disposed.

転写材搬送ベルト2を介して感光体11K、11M、11C、11Yと対向する転写ローラ9K、9M、9C、9Yは、少なくとも芯金と芯金を被覆する導電性弾性層とを有している。導電性弾性層はポリウレタンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンポリエチレン(EPDM)等の弾性材料に、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化スズ等の導電性付与剤を配合分散して電気抵抗値(体積抵抗率)を10〜1010[Ω・cm]の中抵抗に調整した弾性体である。 The transfer rollers 9K, 9M, 9C, and 9Y that face the photoconductors 11K, 11M, 11C, and 11Y via the transfer material transport belt 2 have at least a core metal and a conductive elastic layer that covers the core metal. . The conductive elastic layer is made of an elastic material such as polyurethane rubber, ethylene-propylene-diene polyethylene (EPDM), etc., and mixed with a conductivity-imparting agent such as carbon black, zinc oxide, tin oxide, and the like. Is an elastic body adjusted to a medium resistance of 10 6 to 10 10 [Ω · cm].

定着装置3は、加熱ローラ3a及びこれに対向して加圧ローラ3bを備えている。   The fixing device 3 includes a heating roller 3a and a pressure roller 3b facing the heating roller 3a.

プリンタ100の通常の画像形成動作においては、給紙装置5から供給される記録用紙等の転写材Pは吸着ローラ25に所定の電圧が印加される事で転写部材である転写材搬送ベルト2に吸着させられる。転写材Pは転写材搬送ベルト2に担持された状態で転写材搬送ベルト2とともに移動し、移動中に作像手段である作像ユニット1K、1M、1C、1Yから順次各色のトナー像が転写され、転写材P上にカラーのトナー像が形成される。転写材Pが転写材搬送ベルト2を通過して定着装置3に到達すると、転写材P上のトナー像は加熱ローラ3aおよび加圧ローラ3bに挟まれつつ加熱されることで転写材P上に定着され、転写材P上に可視像が形成される。その後、カラー画像が形成された転写材Pはプリンタ100本体の上部の排紙部7に排出される。   In a normal image forming operation of the printer 100, the transfer material P such as recording paper supplied from the paper feeding device 5 is applied to the transfer material conveying belt 2 as a transfer member by applying a predetermined voltage to the suction roller 25. Adsorbed. The transfer material P is moved along with the transfer material conveyance belt 2 while being carried on the transfer material conveyance belt 2, and toner images of respective colors are sequentially transferred from the image forming units 1K, 1M, 1C, and 1Y as image forming means during the movement. As a result, a color toner image is formed on the transfer material P. When the transfer material P passes through the transfer material conveyance belt 2 and reaches the fixing device 3, the toner image on the transfer material P is heated while being sandwiched between the heating roller 3a and the pressure roller 3b, and thus on the transfer material P. The image is fixed, and a visible image is formed on the transfer material P. Thereafter, the transfer material P on which the color image is formed is discharged to the paper discharge unit 7 at the top of the printer 100 main body.

また、各色トナー像の色ずれやトナー濃度の調整を行なうモードにおいては、作像ユニット1K、1M、1C、1Yから転写材搬送ベルト2上に直接所定パターンのトナー像が形成され、Pセンサ26によってかかるトナーパターンが検出され、その検出結果に基づいて書込タイミングや現像バイアスの変更などが行なわれ、最適なカラー画像を得ることができる状態に調整させられる。転写材搬送ベルト2上のトナーパターンは吸着ローラ25に印加されたバイアスによって帯電極性を整えられた後、転写ローラ9K、9M、9C、9Yに印加された電圧によって作像ユニット1K、1M、1C、1Yに回収される。   In a mode in which the color misregistration and toner density of each color toner image are adjusted, a toner image having a predetermined pattern is directly formed on the transfer material conveying belt 2 from the image forming units 1K, 1M, 1C, and 1Y. Thus, the toner pattern is detected, and the writing timing and the development bias are changed based on the detection result, so that an optimum color image can be obtained. The toner pattern on the transfer material conveyance belt 2 is adjusted in charge polarity by a bias applied to the suction roller 25, and then image forming units 1K, 1M, 1C by voltages applied to the transfer rollers 9K, 9M, 9C, 9Y. 1Y is collected.

次に、作像ユニット1K、1M、1C、1Yについて説明する。図2は、4つの作像ユニット1K、1M、1C、1Yのうちの一つを示す概略構成図である。4つの作像ユニット1K、1M、1C、1Yはそれぞれ扱うトナーの色が異なる点の他がほぼ同様の構成になっているので、同図では「1」に付すY,M,C,Kという添字を省略している。作像ユニット1は像担持体としての感光体11、帯電手段としての接触帯電部材である帯電ローラ12、現像装置10及びクリーニング手段としてのクリーニング装置14を備えている。   Next, the image forming units 1K, 1M, 1C, and 1Y will be described. FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing one of the four image forming units 1K, 1M, 1C, and 1Y. Since the four image forming units 1K, 1M, 1C, and 1Y have substantially the same configuration except that they handle different colors of toner, they are referred to as “Y”, “M”, “C”, and “K” in FIG. Subscripts are omitted. The image forming unit 1 includes a photoconductor 11 as an image carrier, a charging roller 12 as a contact charging member as a charging unit, a developing device 10, and a cleaning device 14 as a cleaning unit.

図2において、感光体11は負帯電の有機感光体であり、図示を省略した回転駆動機構によって矢印B方向すなわち反時計回り方向に回転されるようにして備えられている。
クリーニング装置14は感光体11の回転方向に対してカウンタ方向に当接するクリーニングブレード14aと、クリーニングされたトナー粒子を廃トナーとして収納する廃トナー格納部14bとを有する。
帯電ローラ12は、芯金12a上に、ウレタン樹脂、導電性粒子としてのカーボンブラック、硫化剤、発泡剤等を処方した中抵抗の発泡ウレタン層12bをローラ状に形成した可撓性のローラである。帯電ローラ12において芯金上に形成される中抵抗層の材質としては、上記に限定するものではなく、ウレタン、エチレン−プロピレン−ジエンポリエチレン(EPDM)、ブタジエンアクリロニトリルゴム(NBR)、シリコーンゴムや、イソプレンゴム等に抵抗調整のためにカーボンブラックや金属酸化物等の導電性物質を分散したゴム材や、またこれらを発泡させたものを用いることができる。
In FIG. 2, a photoconductor 11 is a negatively charged organic photoconductor and is provided so as to be rotated in the direction of arrow B, that is, in the counterclockwise direction by a rotation drive mechanism (not shown).
The cleaning device 14 includes a cleaning blade 14 a that abuts in the counter direction with respect to the rotation direction of the photoconductor 11, and a waste toner storage portion 14 b that stores the cleaned toner particles as waste toner.
The charging roller 12 is a flexible roller in which a medium-resistance foamed urethane layer 12b in which a urethane resin, carbon black as conductive particles, a sulfurizing agent, a foaming agent and the like are formulated is formed in a roller shape on a core metal 12a. is there. The material of the medium resistance layer formed on the core metal in the charging roller 12 is not limited to the above, but is urethane, ethylene-propylene-diene polyethylene (EPDM), butadiene acrylonitrile rubber (NBR), silicone rubber, A rubber material in which a conductive material such as carbon black or a metal oxide is dispersed in order to adjust resistance in isoprene rubber or the like, or a foamed material of these materials can be used.

現像装置10は、粉体であるトナー粒子を搬送、現像、回収する電界を発生するための複数の電極を有するローラ状の静電搬送手段である静電搬送ローラ13を備えている。静電搬送ローラ13は、画像形成時には、感光体11に対して50〜1000[μm]、好ましくは150〜400[μm]の間隙をあけて非接触に対向している。
なお、特許文献1に記載の現像装置では平板状の静電搬送部材を用いているため、現像領域を通過し、平板の端部に達したトナーを回収し、搬送する回収搬送部材を別途設ける必要があった。エンドレスループ状やローラ状のように環状の表面を備えた静電搬送部材では、トナーの供給が行われる供給部で供給されたトナーのうち現像に寄与しなかったトナーは、環状の表面を1周して供給部に戻ってくる。この供給部まで戻る前の箇所にトナーを回収する回収部を設けることで、回収部と供給部とを近くに設けることができ、トナーの回収が容易になり、さらには装置の小型化を図ることができる。
The developing device 10 includes an electrostatic transport roller 13 which is a roller-shaped electrostatic transport unit having a plurality of electrodes for generating an electric field for transporting, developing, and collecting powder toner particles. The electrostatic transport roller 13 is opposed to the photoconductor 11 in a non-contact manner with a gap of 50 to 1000 [μm], preferably 150 to 400 [μm], at the time of image formation.
Since the developing device described in Patent Document 1 uses a flat electrostatic transport member, a recovery transport member that collects and transports the toner that passes through the developing region and reaches the end of the flat plate is separately provided. There was a need. In an electrostatic conveyance member having an annular surface such as an endless loop shape or a roller shape, toner that has not contributed to development among the toners supplied by a supply unit to which toner is supplied has an annular surface of 1 It goes around and returns to the supply section. By providing a recovery unit that recovers toner at a location before returning to the supply unit, the recovery unit and the supply unit can be provided close to each other, so that the toner can be easily recovered and the apparatus can be downsized. be able to.

次に、静電搬送ローラ13について説明する。
図3は、静電搬送ローラ13の感光体11との対向部周辺の模式図である。静電搬送ローラ13は、支持基板101上に複数の電極102が所定の間隔Rで配置されている。プリンタ100では3相の駆動電圧が印加されており、電極102は印加される駆動電圧の位相の違いによって、第一電極102a、第二電極102b及び第三電極102cと区別することができる。なお、第一電極102a、第二電極102b及び第三電極102cを特に区別する必要なく説明するときには、電極102と記載する。また、静電搬送ローラ13は、電極102の上に静電搬送面103aを形成する絶縁性の搬送面形成部材となり、電極102の表面を覆う保護膜となる、無機又は有機の絶縁性材料で形成した表面保護層103を積層したものである。
Next, the electrostatic transport roller 13 will be described.
FIG. 3 is a schematic view of the periphery of the portion of the electrostatic transport roller 13 facing the photoreceptor 11. In the electrostatic transfer roller 13, a plurality of electrodes 102 are arranged on the support substrate 101 at a predetermined interval R. In the printer 100, a three-phase driving voltage is applied, and the electrode 102 can be distinguished from the first electrode 102a, the second electrode 102b, and the third electrode 102c by the difference in the phase of the applied driving voltage. Note that the first electrode 102a, the second electrode 102b, and the third electrode 102c will be referred to as the electrodes 102 when they are not particularly distinguished. In addition, the electrostatic transport roller 13 is an insulating transport surface forming member that forms the electrostatic transport surface 103a on the electrode 102, and is an inorganic or organic insulating material that serves as a protective film that covers the surface of the electrode 102. The formed surface protective layer 103 is laminated.

支持基板101としては、ガラス基板、樹脂基板或いはセラミックス基板等の絶縁性材料からなる基板、或いは、SUSなどの導電性材料からなる基板にSiO等の絶縁膜を成膜したもの、ポリイミドフィルムなどのフレキシブルに変形可能な材料からなる基板などを用いることができる。 As the support substrate 101, 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, an insulating film such as SiO 2 is formed, a polyimide film, or the like A substrate made of a flexible and deformable material can be used.

電極102は、支持基板101上にAl、Ni−Cr等の導電性材料を0.1〜10[μm]厚、好ましくは0.5〜2.0[μm]で成膜し、これを、フォトリソ技術等を用いて所要の電極形状にパターン化して形成している。これら複数の電極102の粉体進行方向における幅Lは移動させる粉体の平均粒径の1倍以上20倍以下とし、かつ、電極102の粉体進行方向の間隔Rも移動させる粉体の平均粒径の1倍以上20倍以下としている。   The electrode 102 is formed by forming a conductive material such as Al or Ni—Cr on the support substrate 101 in a thickness of 0.1 to 10 [μm], preferably 0.5 to 2.0 [μm]. It is formed by patterning into a required electrode shape using a photolithographic technique or the like. The width L of the plurality of electrodes 102 in the powder traveling direction is set to be 1 to 20 times the average particle diameter of the powder to be moved, and the distance R of the electrodes 102 in the powder traveling direction is also moved. It is 1 to 20 times the particle size.

表面保護層103としては、例えばSiO、TiO、TiO、SiON、BN、TiN、Taなどを厚さ0.5〜10[μm]、好ましくは厚さ0.5〜3[μm]で成膜して形成している。 As the surface protective layer 103, for example, SiO 2 , TiO 2 , TiO 4 , SiON, BN, TiN, Ta 2 O 5, and the like have a thickness of 0.5 to 10 [μm], preferably 0.5 to 3 [ [mu] m].

図3において各電極102から図中下方向にのびる線は各電極102に電圧を印加するための導電線を模式的にあらわしており、各線の重なる部分のうち黒丸で示した部分だけが電気的に接続されており、他の部分は電気的に絶縁状態である。静電搬送部材では各電極102に対しては、本体側の電源から複数相(n相)の異なる駆動電圧が印加される。プリンタ100では3相の駆動電圧が印加される場合(n=3)について説明するが、本発明はトナー粒子が搬送される限りにおいてn>2を満たす任意の自然数nについて適用可能である。   In FIG. 3, lines extending downward from the respective electrodes 102 schematically represent conductive lines for applying a voltage to the respective electrodes 102. Of the overlapping portions of the respective lines, only the portions indicated by black circles are electrically connected. The other part is electrically insulated. In the electrostatic transfer member, different driving voltages of a plurality of phases (n phases) are applied to the electrodes 102 from the power source on the main body side. In the printer 100, a case where a three-phase driving voltage is applied (n = 3) will be described, but the present invention can be applied to any natural number n satisfying n> 2 as long as toner particles are conveyed.

プリンタ100では、各電極102は現像装置側の第一接点S11、第二接点S12、第二接点S13,第一現像接点S21、第二現像接点S22、または第三現像接点S23のいずれかに接続されている。各接点は現像装置10がプリンタ100本体に装着された状態においては、それぞれ駆動波形V11、V12、V13、V21、V22、V23を与える本体側の電源104と接続される。
静電搬送ローラ13は、トナー粒子を感光体11の近傍まで移送し、また現像領域通過後の現像に寄与しなかったトナー粒子を回収する搬送領域と、像担持体11の潜像にトナー粒子を付着させてトナー像を形成するための現像領域とに分けられる。現像領域は感光体11に近接した領域のみに存在し、搬送領域は静電搬送ローラ13の周上、詳細は後述する非電界領域以外の領域のうち、現像領域以外の全域に存在する。
以下、トナー粒子が位相電界によって移動可能な領域を「静電搬送面」と記す。プリンタ100の場合、静電搬送ローラ13の表面のうち、非電界領域以外の全面が静電搬送面である。
搬送領域では各電極102について、第一電極102aには第一駆動波形V11、第二電極102bには第二駆動波形V12、第三電極102cには第三駆動波形V13が印加される。また、現像領域では各電極102について、第一現像電極202aには第一現像駆動波形V21、第二現像電極202bには第二現像駆動波形V22、第三現像電極202cには第三現像駆動波形V23が印加される。
In the printer 100, each electrode 102 is connected to one of the first contact S11, the second contact S12, the second contact S13, the first development contact S21, the second development contact S22, or the third development contact S23 on the developing device side. Has been. Each contact point is connected to a power source 104 on the main body side that provides drive waveforms V11, V12, V13, V21, V22, and V23 when the developing device 10 is mounted on the main body of the printer 100.
The electrostatic transport roller 13 transports toner particles to the vicinity of the photoconductor 11, collects toner particles that have not contributed to development after passing through the development area, and toner particles on the latent image on the image carrier 11. And a development area for forming a toner image. The development area exists only in the area close to the photosensitive member 11, and the conveyance area exists on the circumference of the electrostatic conveyance roller 13, and in all areas other than the non-electric field area, which will be described in detail later, other than the development area.
Hereinafter, an area where the toner particles can move by the phase electric field is referred to as an “electrostatic transfer surface”. In the case of the printer 100, the entire surface of the surface of the electrostatic transport roller 13 other than the non-electric field region is an electrostatic transport surface.
In the transport region, for each electrode 102, the first drive waveform V11 is applied to the first electrode 102a, the second drive waveform V12 is applied to the second electrode 102b, and the third drive waveform V13 is applied to the third electrode 102c. In the development region, for each electrode 102, the first development drive waveform V21 for the first development electrode 202a, the second development drive waveform V22 for the second development electrode 202b, and the third development drive waveform for the third development electrode 202c. V23 is applied.

次に、静電搬送ローラ13におけるトナーの静電搬送の原理について説明する。
静電搬送ローラ13の複数の電極102に対してn相の駆動波形を印加することにより、複数の電極102によって移相電界(進行波電界)が発生し、静電搬送ローラ13上の帯電したトナー粒子は反発力及び/又は吸引力を受けて移送方向に移動する。
Next, the principle of electrostatic conveyance of toner by the electrostatic conveyance roller 13 will be described.
By applying an n-phase driving waveform to the plurality of electrodes 102 of the electrostatic conveyance roller 13, a phase-shift electric field (traveling wave electric field) is generated by the plurality of electrodes 102, and the electrostatic conveyance roller 13 is charged. The toner particles move in the transport direction in response to a repulsive force and / or suction force.

図4は、静電搬送ローラ13の複数の電極102に対してグランドG(0V)と正の電圧+との間で変化する、A相、B相及びC相からなる3相のパルス状駆動波形を、タイミングをずらして印加した駆動波形の説明図である。また、図5は図4に示す駆動波形を印加した際の、連続する3つのタイミング(a)〜(b)のときの複数の電極102に印加される極性の変化の説明する模式図である。   FIG. 4 shows a three-phase pulse drive composed of an A phase, a B phase, and a C phase, which changes between a ground G (0 V) and a positive voltage + with respect to the plurality of electrodes 102 of the electrostatic conveyance roller 13. It is explanatory drawing of the drive waveform which applied the waveform shifted timing. FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a change in polarity applied to the plurality of electrodes 102 at three consecutive timings (a) to (b) when the drive waveform shown in FIG. 4 is applied. .

図5に示すように、静電搬送ローラ13上に負帯電トナー粒子Tがあり、あるタイミング(a)の状態では、静電搬送ローラ13の連続した複数の電極102にそれぞれ「G」、「G」、「+」、「G」、「G」が印加されたとすると、負帯電トナー粒子Tは「+」が印加された第一電極102a上に位置する。
次のタイミング(b)では、複数の電極102にはそれぞれ「+」、「G」、「G」、「+」、「G」が印加される。具体的には第一電極102aに印加される極性は「G」となり、第二電極102bに「+」が印加される。負帯電トナー粒子Tには「G」の第一電極102aとの間の反発力と、「+」の第二電極102bとの間の吸引力とがそれぞれ作用するので、負帯電トナー粒子Tは「+」の第二電極102b側に移動する。
さらに、次のタイミング(c)では、複数の電極102にはそれぞれ「G」、「+」、「G」、「G」、「+」が印加される。負帯電トナー粒子Tにはタイミング(b)と同様に、「G」の第二電極102bとの間の反発力と「+」の第三電極102cと野間の吸引力とがそれぞれ作用するので、負帯電トナー粒子Tは更に「+」の第三電極102c側に移動する。
As shown in FIG. 5, there are negatively charged toner particles T on the electrostatic transport roller 13. At a certain timing (a), “G”, “ If G, “+”, “G”, and “G” are applied, the negatively charged toner particles T are positioned on the first electrode 102a to which “+” is applied.
At the next timing (b), “+”, “G”, “G”, “+”, and “G” are respectively applied to the plurality of electrodes 102. Specifically, the polarity applied to the first electrode 102a is “G”, and “+” is applied to the second electrode 102b. Since the repulsive force between the “G” first electrode 102a and the attraction force between the “+” second electrode 102b act on the negatively charged toner particles T, the negatively charged toner particles T are It moves to the “+” second electrode 102b side.
Furthermore, at the next timing (c), “G”, “+”, “G”, “G”, “+” are applied to the plurality of electrodes 102, respectively. Similarly to the timing (b), the repulsive force between the “G” second electrode 102b and the suction force between the “+” third electrode 102c and the field act on the negatively charged toner particles T. The negatively charged toner particles T further move toward the “+” third electrode 102c.

このように複数の電極102に電圧の変化する複相の駆動波形を印加することで、静電搬送ローラ13上には進行波電界が発生し、負帯電トナーはこの進行波電界の進行方向に移動する。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同様に同方向に移動する。   In this way, by applying a multi-phase driving waveform whose voltage changes to the plurality of electrodes 102, a traveling wave electric field is generated on the electrostatic transport roller 13, and the negatively charged toner moves in the traveling direction of the traveling wave electric field. Moving. In the case of positively charged toner, the drive waveform changes in the same direction by reversing the drive waveform change pattern.

図6は、静電搬送ローラ13の電極102に印加されるA相駆動パルス電圧、B相駆動パルス電圧及びC相駆動パルス電圧の波形を示す波形図である。
ここでプリンタ100では、静電搬送ローラ13の搬送領域では、各電極102に対して図6に示すように各相の+100[V]の印加時間taを繰り返し周期tfの1/3である約33[%]に設定した(これを「搬送電圧パターン」という)3相の駆動波形(駆動パルス)V11、V12、V13を印加する。この駆動波形は搬送領域においてトナー粒子を高速搬送させるのに適した波形である事が、本出願人の研究から分かっている。
FIG. 6 is a waveform diagram showing waveforms of the A-phase driving pulse voltage, the B-phase driving pulse voltage, and the C-phase driving pulse voltage applied to the electrode 102 of the electrostatic transport roller 13.
Here, in the printer 100, in the transport region of the electrostatic transport roller 13, the application time ta of +100 [V] of each phase is repeatedly applied to each electrode 102 as shown in FIG. Three-phase drive waveforms (drive pulses) V11, V12, and V13 set to 33 [%] (this is referred to as “carrier voltage pattern”) are applied. It is known from the applicant's research that this driving waveform is a waveform suitable for high-speed conveyance of toner particles in the conveyance region.

また、図7は、静電搬送ローラ13の現像領域の電極102に印加されるA相駆動パルス電圧、B相駆動パルス電圧及びC相駆動パルス電圧の波形を示す波形図である。
現像領域では、各電極102に対して、図7に示すように各相の+100[V]又は0[V]の印加時間taを繰り返し周期tfの2/3である約67[%]に設定した(これを「現像電圧パターン」という)。このような3相の駆動パルスの第一現像駆動波形V21、第二現像駆動波形V22、第三現像駆動波形V23を印加する。現像領域ではトナー粒子を積極的に像担持体に向かって打ち上げることが好ましく、図7の駆動波形はトナー粒子を打ち上げるのに適していることが本出願人の実験によって確認された。
FIG. 7 is a waveform diagram showing waveforms of the A-phase drive pulse voltage, the B-phase drive pulse voltage, and the C-phase drive pulse voltage applied to the electrode 102 in the development region of the electrostatic transport roller 13.
In the development region, for each electrode 102, as shown in FIG. 7, the application time ta of +100 [V] or 0 [V] of each phase is set to about 67 [%] which is 2/3 of the repetition period tf. (This is called “development voltage pattern”). A first development drive waveform V21, a second development drive waveform V22, and a third development drive waveform V23 of such three-phase drive pulses are applied. In the development region, it is preferable to positively launch toner particles toward the image carrier, and it has been confirmed by the applicant's experiment that the drive waveform in FIG. 7 is suitable for launching toner particles.

なお、現像電圧パターンの駆動波形を印加した場合でも、0[V]電極のセンターに位置したトナー以外は、横方向への力も受けるため、すべてのトナーがいっせいに高く打ち上げられるというものではなく、水平方向に移動するトナーもある。一方、搬送電圧パターンの駆動波形を印加した場合でも、トナーの位置によっては、大きな角度で斜めに打ち上げられて水平に移動するよりも上昇距離の方が大きいものがある。
したがって、搬送領域において各電極102に印加する駆動波形パターンは前述した図6に示す搬送電圧パターンに限られるものではなく、また、現像領域の各電極102に印加する駆動波形パターンも前述した図7に示す現像電圧パターンに限られるものではない。
Even when the driving waveform of the development voltage pattern is applied, since the toner is also subjected to a force in the lateral direction other than the toner positioned at the center of the 0 [V] electrode, not all the toners are launched at the same time. Some toner moves in the direction. On the other hand, even when the driving waveform of the carrier voltage pattern is applied, depending on the position of the toner, there is a case where the rising distance is larger than when the toner is launched obliquely at a large angle and moves horizontally.
Accordingly, the drive waveform pattern applied to each electrode 102 in the transport region is not limited to the transport voltage pattern shown in FIG. 6 described above, and the drive waveform pattern applied to each electrode 102 in the development region is also illustrated in FIG. The development voltage pattern shown in FIG.

ここまで複数相の駆動波形として3相の場合について説明したが、これをn相に一般化すると、次のようになる。各電極に対してn相(nは3以上の整数)のパルス状電圧(駆動波形)を印加して進行波電界を発生させる場合、1相あたりの電圧印加時間が{繰り返し周期時間×(n−1)/n}未満となる電圧印加デューティとすることによって、搬送、現像の効率を上げることができる。例えば、3相の駆動波形を用いる場合には、各相の電圧印加時間taを繰り返し周期時間tfの2/3である約67[%]未満に設定し、4相の駆動波形を用いる場合には、各相の電圧印加時間を繰り返し周期時間の3/4である75[%]未満に設定することが好ましい。   Up to this point, the case of a three-phase drive waveform has been described. When this is generalized to an n-phase, the following is obtained. When a traveling wave electric field is generated by applying an n-phase (n is an integer of 3 or more) pulsed voltage (driving waveform) to each electrode, the voltage application time per phase {repetition cycle time × (n -1) / n} By setting the voltage application duty to be less than n / n}, the efficiency of conveyance and development can be increased. For example, when a three-phase drive waveform is used, the voltage application time ta of each phase is set to less than about 67 [%], which is 2/3 of the repetitive cycle time tf, and a four-phase drive waveform is used. It is preferable to set the voltage application time of each phase to less than 75 [%], which is 3/4 of the repetition cycle time.

他方、電圧印加デューティは{繰り返し周期時間/n}以上に設定することが好ましい。例えば、3相の駆動波形を用いる場合には、各相の電圧印加時間taを繰り返し周期時間tfの1/3である約33[%]以上に設定することが好ましい。   On the other hand, the voltage application duty is preferably set to {repetition cycle time / n} or more. For example, when a three-phase driving waveform is used, it is preferable to set the voltage application time ta of each phase to about 33% or more which is 1/3 of the repetition cycle time tf.

すなわち、注目電極に印加する電圧と進行方向上流側隣接電極及び下流側隣接電極に印加する各電圧との間には、上流側隣接電極が反発、下流側隣接電極が吸引という時間を設定することによって、効率を向上することができる。特に、駆動周波数が高い場合は、{繰り返し周期時間/n}以上で{繰り返し周期時間×(n−1)/n}未満の範囲内に設定することにより、注目電極上のトナーに対する初期速度が得られやすくなる。   That is, between the voltage applied to the target electrode and each voltage applied to the upstream adjacent electrode and the downstream adjacent electrode in the traveling direction, a time is set for the upstream adjacent electrode to repel and the downstream adjacent electrode to be sucked. The efficiency can be improved. In particular, when the driving frequency is high, the initial speed for the toner on the electrode of interest is set by setting it within the range of {repeat cycle time / n} or more and less than {repeat cycle time × (n−1) / n}. It becomes easy to obtain.

なお上述の静電搬送部材である静電搬送ローラ13の説明はベストモードと考えられるものを説明したのであるが、所望の搬送/現像性能が得られるのであれば、これに限るものではない。現像領域と搬送領域とで電極102間の間隔を異ならせて電界の方向を調整しても良いし、あるいは現像領域と搬送領域で電極の間隔および駆動波形を同一としても良い。   The description of the electrostatic transport roller 13 serving as the electrostatic transport member has been described as being considered to be the best mode, but is not limited to this as long as a desired transport / development performance can be obtained. The direction of the electric field may be adjusted by changing the distance between the electrodes 102 in the development area and the conveyance area, or the distance between the electrodes and the drive waveform may be the same in the development area and the conveyance area.

また、図2を用いて現像装置10の他の部材について説明する。現像装置10は、静電搬送ローラ13へトナー粒子を供給するための供給ローラ15が配置されており、供給ローラ15と静電搬送ローラ13との対向部分では磁気ブラシが形成されている。供給ローラ15の表面は、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂などの非磁性体を円筒形に形成してなる非磁性のスリーブ15aとなっている。そして、スリーブ15aは不図示の回転駆動機構によって図中矢印C方向の時計回り方向に回転されるようになっている。   Further, other members of the developing device 10 will be described with reference to FIG. In the developing device 10, a supply roller 15 for supplying toner particles to the electrostatic conveyance roller 13 is disposed, and a magnetic brush is formed at a portion where the supply roller 15 and the electrostatic conveyance roller 13 are opposed to each other. The surface of the supply roller 15 is a nonmagnetic sleeve 15a formed by forming a nonmagnetic material such as aluminum, brass, stainless steel, or conductive resin into a cylindrical shape. The sleeve 15a is rotated in the clockwise direction indicated by the arrow C in the figure by a rotation drive mechanism (not shown).

現像剤の搬送方向における現像剤を静電搬送ローラ13に供給する供給領域の上流側部分には、現像剤チェーン穂の穂高さ、即ち、スリーブ上の現像剤量を規制するドクタブレード16が設置されている。このドクタブレード16とスリーブ15aとの間隔であるドクタギャップは0.4[mm]に設定されている。更に供給ローラ15の静電搬送ローラ13とは反対側領域には、現像ケーシング10aに覆われた現像剤収容部18内の現像剤を攪拌しながら供給ローラ15へ汲み上げるための2つの攪拌スクリュ17が設置されている。   A doctor blade 16 that regulates the height of the developer chain spike, that is, the amount of developer on the sleeve, is installed on the upstream side of the supply region for supplying developer to the electrostatic conveyance roller 13 in the developer conveyance direction. Has been. The doctor gap, which is the distance between the doctor blade 16 and the sleeve 15a, is set to 0.4 [mm]. Further, in the region opposite to the electrostatic conveying roller 13 of the supply roller 15, two stirring screws 17 for pumping the developer in the developer accommodating portion 18 covered with the developing casing 10 a to the supply roller 15 while stirring. Is installed.

図8は供給ローラ15の概略断面図である。
図8に示すように供給ローラ15内には、スリーブの周表面に現像剤の穂立ちを生じるように磁界を形成する磁石ローラ15bが固定状態で備えられている。この磁石ローラ15bから発せられる法線方向磁力線に沿うように、現像剤のキャリアがスリーブ上にチェーン状に穂立ちを起こし、このチェーン状に穂立ちを生じたキャリアに帯電トナーが付着されて、不図示の磁気ブラシが構成される。磁気ブラシはスリーブの回転によってスリーブと同方向に移送されることとなる。磁石ローラ15bは、複数の磁極(磁石)を備えている。具体的には、供給領域部分に現像剤の穂立ちを生じる現像主磁極P1、スリーブ上に現像剤を汲み上げるための汲み上げ磁極P4及びP5を備えている。さらに、汲み上げられた現像剤を供給領域まで搬送する供給搬送磁極P6、供給後の領域で現像剤を搬送する回収搬送磁極P2、供給領域を通過後の現像剤を現像剤収容部18内に戻す剤離れ磁極P3を備えている。なおプリンタ100では磁石ローラ15bを6極の磁石によって構成しているが、8極や12極で構成してもよい。図8に示す供給ローラ15表面に描かれた曲線は法線磁力パターンの概略を示すものであり、「N」、「S」の記号は各磁極の供給ローラ15表面側の極性がそれぞれN極、S極であることを示す。
FIG. 8 is a schematic sectional view of the supply roller 15.
As shown in FIG. 8, in the supply roller 15, a magnet roller 15b that forms a magnetic field is provided in a fixed state so as to cause the rise of developer on the peripheral surface of the sleeve. The developer carrier has a chain-like shape on the sleeve so as to follow the normal magnetic field lines emitted from the magnet roller 15b, and the charged toner is attached to the carrier that has the chain-like shape. A magnetic brush (not shown) is configured. The magnetic brush is transferred in the same direction as the sleeve by the rotation of the sleeve. The magnet roller 15b includes a plurality of magnetic poles (magnets). Specifically, a developing main magnetic pole P1 that causes the developer to rise in the supply region portion, and pumping magnetic poles P4 and P5 for pumping the developer on the sleeve are provided. Furthermore, the supply transport magnetic pole P6 that transports the pumped developer to the supply region, the recovery transport magnetic pole P2 that transports the developer in the region after supply, and the developer that has passed through the supply region is returned to the developer accommodating portion 18. The agent separation magnetic pole P3 is provided. In the printer 100, the magnet roller 15b is configured by a 6-pole magnet, but may be configured by 8 or 12 poles. The curve drawn on the surface of the supply roller 15 shown in FIG. 8 shows an outline of the normal magnetic force pattern, and the symbols “N” and “S” indicate that the polarity of each magnetic pole on the surface of the supply roller 15 is N poles. , S pole.

現像装置10の現像剤収容部18には不図示のトナー粒子および磁性キャリアからなる二成分現像剤が収容されている。本発明を実施する上では、特にキャリア粒子およびトナー粒子を用いた二成分現像剤に限定する必要はないが、以下、プリンタ100における態様を説明する。   In the developer accommodating portion 18 of the developing device 10, a two-component developer composed of toner particles (not shown) and a magnetic carrier is accommodated. In carrying out the present invention, it is not necessary to limit to a two-component developer using carrier particles and toner particles, but an embodiment in the printer 100 will be described below.

プリンタ100で用いるトナー粒子は、バインダー樹脂としてスチレン系またはアクリル系の重合性単量体を重合開始剤と共に水中に分散させた状態でラジカル重合させたものや、あるいはポリエステル系樹脂を水中に分散させ重付加反応により高分子化させたものを用いることができる。そして、これに着色剤、帯電制御剤などを加えて造粒することにより得られた、重量平均粒径約5[μm]の非磁性トナー粒子である。   The toner particles used in the printer 100 may be radically polymerized with a styrene or acrylic polymerizable monomer dispersed in water together with a polymerization initiator as a binder resin, or a polyester resin dispersed in water. What was polymerized by the polyaddition reaction can be used. The toner particles are non-magnetic toner particles having a weight average particle diameter of about 5 [μm] obtained by adding a colorant, a charge control agent, and the like to granulation.

またプリンタ100で用いる磁性キャリアは、1キロエルステッドの磁界中における磁化量が30[emu/cm]以上、200[emu/cm]以下の範囲にあるキャリアが望ましい。磁化量が200[emu/cm]以下、好ましくは140[emu/cm]以下の低磁化であれば、隣り合う磁気ブラシの磁気的な相互作用が小さくなり、形成される磁気ブラシの穂が緻密に且つ短くなる。この結果、静電搬送ローラ13に対して均一なトナー粒子の供給が達成できる。
一方、磁性キャリアの磁化量が30[emu/cm]未満の場合には現像剤の搬送性能が劣る。このため磁性キャリアの磁化量は30[emu/cm]以上、好ましくは80[emu/cm]以上である事が好ましい。
プリンタ100では磁性キャリアとして、少なくともバインダー樹脂と、磁性金属酸化物及び非磁性金属酸化物とからなる重合法により生成された磁性体が分散されている樹脂磁性キャリアを用いる。具体的には、磁性金属酸化物としてはマグネタイト(Fe)を用い、金属酸化物を分散させて結着させるバインダー樹脂としては、スチレン、アクリル酸エチルなどのビニル系モノマーを重合して得られる樹脂を用いる。磁性体がバインダー樹脂中に分散されているキャリアをそのまま用いてもよいが、これをキャリアコアとして用い、絶縁性樹脂をコート剤とし、キャリアコア表面に被覆してコート磁性キャリアとして用いるとよい。磁化量は、キャリアの磁気特性を理研電子(株)製の振動磁場型磁気特性自動記録装置にて、1キロエルステッドの外部磁場中に、円筒状の容器内にパッキングした磁性キャリアを置き、その際に測定して得た磁化の強さにキャリアの真比重を掛けることで算出できる。
The magnetic carrier used in the printer 100 is preferably a carrier having a magnetization amount in a range of 30 [emu / cm 3 ] or more and 200 [emu / cm 3 ] or less in a 1 kilo-Oersted magnetic field. If the magnetization amount is 200 [emu / cm 3 ] or less, preferably 140 [emu / cm 3 ] or less, the magnetic interaction between adjacent magnetic brushes is reduced, and the magnetic brush head formed is reduced. Becomes dense and short. As a result, uniform toner particle supply to the electrostatic transport roller 13 can be achieved.
On the other hand, when the magnetization amount of the magnetic carrier is less than 30 [emu / cm 3 ], the developer transport performance is poor. Therefore, the magnetization amount of the magnetic carrier is preferably 30 [emu / cm 3 ] or more, and more preferably 80 [emu / cm 3 ] or more.
In the printer 100, a resin magnetic carrier in which a magnetic material generated by a polymerization method including at least a binder resin and a magnetic metal oxide and a nonmagnetic metal oxide is dispersed is used as the magnetic carrier. Specifically, magnetite (Fe 3 O 4 ) is used as the magnetic metal oxide, and a vinyl monomer such as styrene or ethyl acrylate is polymerized as a binder resin for dispersing and binding the metal oxide. The resulting resin is used. A carrier in which a magnetic material is dispersed in a binder resin may be used as it is. However, it may be used as a carrier core, and an insulating resin may be used as a coating agent, and the carrier core surface may be used as a coated magnetic carrier. The amount of magnetization is determined by placing a magnetic carrier packed in a cylindrical container in an external magnetic field of 1 kilo-Oersted with an oscillating magnetic field type magnetic property automatic recording device manufactured by Riken Denshi Co., Ltd. It can be calculated by multiplying the strength of magnetization obtained by the measurement by the true specific gravity of the carrier.

次に、作像プロセスの動作を説明する。
プリンタ100は、複写機およびプリンタとして機能する事ができる画像形成装置である。複写機として機能する際には不図示のスキャナから読み込まれた画像情報がA/D変換、MTF補正、階調処理等の種々の画像処理を施されて書込みデータに変換される。プリンタとして機能する際には不図示のコンピュータ等から転送されるページ記述言語やビットマップ等の形式の画像情報に対して画像処理が施され書込みデータに変換される。
Next, the operation of the image forming process will be described.
The printer 100 is an image forming apparatus that can function as a copying machine and a printer. When functioning as a copying machine, image information read from a scanner (not shown) is subjected to various image processing such as A / D conversion, MTF correction, gradation processing, etc., and converted into writing data. When functioning as a printer, image processing is performed on image information in a format such as a page description language or a bitmap transferred from a computer (not shown) or the like, and converted into write data.

画像形成に先駆けて、感光体11は表面の移動速度が所定の測度となるように図2の矢印B方向すなわち反時計回り方向に回転を始める。また帯電ローラ12は感光体11に対してつれまわり回転する。このとき帯電ローラ12の芯金には不図示の帯電バイアス印加電源から−100[V]の直流電圧および振幅1200[V]周波数2kHzの交流電圧が印加され、これにより感光体11の表面が約−100[V]に帯電させられる。   Prior to image formation, the photoconductor 11 starts to rotate in the direction of arrow B in FIG. 2, that is, in the counterclockwise direction so that the moving speed of the surface becomes a predetermined measure. The charging roller 12 rotates with respect to the photoreceptor 11. At this time, a DC voltage of −100 [V] and an AC voltage of an amplitude of 1200 [V] and a frequency of 2 kHz are applied to the core of the charging roller 12 from a charging bias application power source (not shown). Charged to -100 [V].

帯電させられ感光体11に対して光書込み装置4(4K、4M、4C、4Y)によって書込みデータに応じた露光を行われる。すなわち、光照射によって画像部の電位を変化させる事で光照射されなかった非画像部の電位との差を発生させ、この電位コントラストによる静電潜像を形成する。   The charged photoconductor 11 is exposed according to the writing data by the optical writing device 4 (4K, 4M, 4C, 4Y). That is, by changing the potential of the image portion by light irradiation, a difference from the potential of the non-image portion not irradiated with light is generated, and an electrostatic latent image is formed by this potential contrast.

光書込み装置4によって感光体11上に形成された静電潜像は現像装置10によって現像され、画像部にトナー粒子が付着することによってトナー像として感光体11上に可視化される。移相電界による現像ではトナー粒子が静電搬送ローラ13表面を跳びはねながら移動し、感光体11に近接した際に画像部に吸着するように付着して現像が行なわれる。プリンタ100では静電搬送ローラ13に−50[V]、供給ローラ15に−250[V]の電圧が印加されることにより、供給ローラ15から静電搬送ローラ13、静電搬送ローラ13から感光体11上の画像部へとトナー粒子を導く電界が形成される。   The electrostatic latent image formed on the photoconductor 11 by the optical writing device 4 is developed by the developing device 10 and is visualized on the photoconductor 11 as a toner image by adhering toner particles to the image portion. In the development by the phase-shift electric field, the toner particles move while jumping on the surface of the electrostatic conveyance roller 13 and are attached so as to be attracted to the image portion when the toner particles come close to the photoreceptor 11 for development. In the printer 100, a voltage of −50 [V] is applied to the electrostatic transport roller 13 and −250 [V] is applied to the supply roller 15, whereby the electrostatic transport roller 13 and the electrostatic transport roller 13 are exposed to light. An electric field is formed that guides the toner particles to the image area on the body 11.

感光体11上に形成させられたトナー像が転写ローラ9と感光体11との対向部である転写部に到達するのとタイミングを合わせて給紙装置5から転写材Pが搬送され、感光体11上のトナー像は転写ローラ9に印加された電圧により転写材Pへと転写される。転写されたトナー像は定着装置3によって転写材Pに定着され画像が出力される。   The transfer material P is conveyed from the sheet feeding device 5 in time with the timing when the toner image formed on the photoconductor 11 reaches the transfer portion which is the opposite portion between the transfer roller 9 and the photoconductor 11, and the photoconductor. 11 is transferred to the transfer material P by the voltage applied to the transfer roller 9. The transferred toner image is fixed on the transfer material P by the fixing device 3 and an image is output.

一方、転写されずに像担持体11上に残留したトナー(転写残トナー)はクリーニング装置14によって清掃され、清掃後の感光体11表面は次回の画像形成のために使用される。   On the other hand, the toner remaining on the image carrier 11 without being transferred (transfer residual toner) is cleaned by the cleaning device 14, and the surface of the photoreceptor 11 after cleaning is used for the next image formation.

現像装置4のように、移相電界によってトナー粒子を移動させるタイプの現像装置では、トナー粒子は静電搬送部材の表面を跳びはねるように移動するため、大部分の時間はトナー粒子と静電搬送部材とは非接触である。したがってトナー粒子が移相電界によって移動している状態においてはトナー粒子と静電搬送部材とが静電的に付着する力は弱い。このため現像電界を弱く設定しても(例えば現像ポテンシャル100V以下でも)現像能力を容易に確保する事ができる利点がある。しかし現像電界を弱く設定すると、トナー粒子の搬送量が少ないので僅かなトナー量のばらつきでも現像ムラを発生させてしまう。したがって現像ポテンシャル100V以下の低電位プロセスでは特に、均一にトナー粒子を搬送するのは難しい。
そして、静電搬送部材上に供給されたトナー粒子の量にばらつきが生じると移相電界に乱れが生じ、搬送性能、現像性能に悪影響を与える。このように移相電界によって環状の表面をトナー粒子が移動可能なトナー搬送面をタイプの現像装置を実際の製品に搭載しようとすると、静電搬送部材から完全にトナーを回収する工夫が必要となる。
In a developing device that moves toner particles by a phase-shifting electric field, such as the developing device 4, the toner particles move so as to jump off the surface of the electrostatic conveying member. There is no contact with the conveying member. Therefore, in a state where the toner particles are moved by the phase-shifting electric field, the force that electrostatically adheres the toner particles and the electrostatic transport member is weak. Therefore, there is an advantage that the developing ability can be easily secured even if the developing electric field is set weak (for example, even if the developing potential is 100 V or less). However, if the development electric field is set to be weak, the amount of toner particles transported is small, so that even a slight variation in the amount of toner causes development unevenness. Accordingly, it is difficult to uniformly convey toner particles particularly in a low potential process with a development potential of 100 V or less.
If the amount of toner particles supplied onto the electrostatic conveyance member varies, the phase-shift electric field is disturbed, which adversely affects the conveyance performance and development performance. In this way, when an actual product is installed with a type of developing device having a toner conveying surface on which the toner particles can move on the annular surface by a phase-shifting electric field, it is necessary to devise a technique for completely collecting the toner from the electrostatic conveying member. Become.

[実施例1]
次に、静電搬送部材である静電搬送ローラ13の現像領域よりもトナー搬送方向下流側の静電搬送面103aからトナー粒子を回収するトナー回収手段の一つ目の実施例について説明する。
図9は実施例1のトナー回収手段について説明するための現像装置10と感光体11との概略構成図である。
供給ローラ15により供給されたトナーは搬送電界により静電搬送ローラ13の表面を図中矢印D方向に移動する。
環状の静電搬送面を備えた静電搬送手段である円筒状の静電搬送ローラ13の現像領域からトナー供給領域までの範囲にトナー回収手段の回収部材としての導電性板200を静電搬送面103aに対して非接触に設置している。また、導電性板200には回収電源30により、回収電圧としてトナー粒子とは逆極性にバイアス電圧が印加されている。プリンタ100で用いるトナーは通常「−」の極性であるので、回収電源30により導電性板200に印加される回収電圧は「+」の極性となっている。
なお、静電搬送ローラ13の搬送電界が生じる搬送電極部分はトナー供給領域からトナー回収手段のある回収領域までである。
[Example 1]
Next, a first embodiment of toner collecting means for collecting toner particles from the electrostatic conveyance surface 103a on the downstream side in the toner conveyance direction with respect to the developing area of the electrostatic conveyance roller 13 which is an electrostatic conveyance member will be described.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of the developing device 10 and the photoconductor 11 for explaining the toner collecting unit of the first embodiment.
The toner supplied by the supply roller 15 moves on the surface of the electrostatic transport roller 13 in the direction of arrow D in the figure by a transport electric field.
The conductive plate 200 serving as a recovery member of the toner recovery means is electrostatically transferred to a range from the developing area to the toner supply area of the cylindrical electrostatic transfer roller 13 which is an electrostatic transfer means having an annular electrostatic transfer surface. It is installed in a non-contact manner with respect to the surface 103a. Further, a bias voltage is applied to the conductive plate 200 by a recovery power source 30 as a recovery voltage with a polarity opposite to that of the toner particles. Since the toner used in the printer 100 usually has a “−” polarity, the recovery voltage applied to the conductive plate 200 by the recovery power supply 30 has a “+” polarity.
The portion of the transport electrode where the transport electric field of the electrostatic transport roller 13 is generated is from the toner supply region to the recovery region where the toner recovery means is provided.

現像領域で現像に寄与しなかったトナー粒子は、静電搬送ローラ13の現像領域を通過してバイアス電圧を印加した導電性板200に静電的に吸着され静電搬送ローラ13と分離される。導電性板200に印加するバイアス電圧は静電搬送ローラ13上のトナー粒子とは逆極性のバイアス電圧である。実施例1では導電性板200は0[V]から+100[V]の範囲でバイアス電圧を印加している。
また、導電性板200は静電搬送ローラ13に対してわずかに離間させて設置されている。導電性板200と静電搬送ローラ13の間隙は、50〜1000[μm]、好ましくは150〜400[μm]の範囲でトナー粒子が移相電界によって移動する際にホッピングする高さより小さい方が望ましい。現像装置10の場合おおよそ400[μm]程度離して設置している。
Toner particles that have not contributed to development in the development area are electrostatically attracted to the conductive plate 200 to which a bias voltage is applied after passing through the development area of the electrostatic conveyance roller 13 and separated from the electrostatic conveyance roller 13. . The bias voltage applied to the conductive plate 200 is a bias voltage having a polarity opposite to that of the toner particles on the electrostatic transport roller 13. In the first embodiment, the conductive plate 200 applies a bias voltage in the range of 0 [V] to +100 [V].
In addition, the conductive plate 200 is installed slightly spaced from the electrostatic transport roller 13. The gap between the conductive plate 200 and the electrostatic transport roller 13 is in the range of 50 to 1000 [μm], preferably 150 to 400 [μm], and smaller than the height at which the toner particles hop when moving by the phase-shifting electric field. desirable. In the case of the developing device 10, they are installed approximately 400 [μm] apart.

導電性板200に吸着したトナー粒子は、静電搬送ローラ13でトナー搬送を行わないタイミングで、吸着時のバイアス電圧と逆極性の電圧を印加することで導電性板200から静電的に反発させるかことで、除去することができる。また、導電性板200をアースすることにより電荷の除去を行って導電性板200から重力により落下させ現像装置4内に回収することができる。また、導電性板200はトナー粒子が落下しやすいように垂直方向に角度をつけて傾斜して取り付けてもよい。この際に導電性板200からトナー粒子を分離落下させやすくするために、圧電素子等を用いた振動子201により超音波振動や高周波振動等で導電性板200に振動を加える方法も考えられる。
このようにして、導電性板200から落下して回収されたトナー粒子は、再び供給ローラ15の現像剤に捕獲され供給部に運ばれる。
The toner particles adsorbed on the conductive plate 200 are electrostatically repelled from the conductive plate 200 by applying a voltage having a polarity opposite to the bias voltage at the time of adsorption at a timing when the electrostatic conveyance roller 13 does not convey the toner. This can be removed. Further, by removing the electric charge by grounding the conductive plate 200, it can be dropped from the conductive plate 200 by gravity and collected in the developing device 4. In addition, the conductive plate 200 may be attached with an inclination in the vertical direction so that the toner particles can easily fall. At this time, in order to easily separate and drop the toner particles from the conductive plate 200, a method of applying vibration to the conductive plate 200 by ultrasonic vibration, high frequency vibration or the like by the vibrator 201 using a piezoelectric element or the like can be considered.
Thus, the toner particles dropped and collected from the conductive plate 200 are again captured by the developer on the supply roller 15 and carried to the supply unit.

図10は静電搬送部材である静電搬送ローラ13、トナー供給手段としての供給ローラ15、潜像担持体としての感光体11及びトナー回収手段としての導電性板200についての詳細説明図である。
静電搬送ローラ13は、感光体11と対向する現像領域133よりもトナー搬送方向下流側の静電搬送面103aのトナー搬送方向下流端と、供給ローラ15による供給領域131よりもトナー搬送方向上流側の静電搬送面103aのトナー搬送方向上流端との間は、離間しており、移相電界が形成されない非電界領域136を形成している。静電搬送ローラ13の供給領域131と非電界領域136との境界の静電搬送面103aのトナー搬送方向上流端が搬送電極の始まる搬送電極始端部130sである。さらに、現像領域のトナー搬送方向下流側にある回収領域135と非電界領域136との境界の静電搬送面103aのトナー搬送方向下流端が移相電界終端部としての搬送電極終端部130eである。供給領域131のトナー搬送方向下流側で現像領域133との間は上流側搬送領域132であり、現像領域133の下流側で回収領域135との間は下流側搬送領域134である。現像領域133で現像に寄与しなかったトナー粒子は、静電搬送ローラ13の現像領域133、下流側搬送領域134を通過して、回収領域135または搬送電極終端部130eまで搬送される。
なお、供給領域131、上流側搬送領域132、現像領域133、下流側搬送領域134及び回収領域135はその表面に搬送電界13Eが発生する電界領域130であるが、電界領域130を構成する各領域同士の間には厳密な境界があるわけではない。
また、静電搬送ローラ13の非電界領域136の部分は、絶縁性の部材により形成してもよい。絶縁性の部材により形成することで、非電界領域136での電界の発生をより確実に抑制することができる。
FIG. 10 is a detailed explanatory view of an electrostatic transport roller 13 as an electrostatic transport member, a supply roller 15 as a toner supply unit, a photoconductor 11 as a latent image carrier, and a conductive plate 200 as a toner collection unit. .
The electrostatic conveyance roller 13 is located at the downstream end in the toner conveyance direction of the electrostatic conveyance surface 103a on the downstream side in the toner conveyance direction with respect to the developing area 133 facing the photoconductor 11, and upstream in the toner conveyance direction from the supply area 131 with the supply roller 15. The electrostatic transfer surface 103a on the side is separated from the upstream end in the toner transfer direction, and forms a non-electric field region 136 where a phase-shift electric field is not formed. The upstream end in the toner transport direction of the electrostatic transport surface 103a at the boundary between the supply region 131 and the non-electric field region 136 of the electrostatic transport roller 13 is a transport electrode starting end portion 130s where the transport electrode starts. Further, the downstream end in the toner transport direction of the electrostatic transport surface 103a at the boundary between the collection region 135 and the non-electric field region 136 on the downstream side in the toner transport direction of the development region is a transport electrode terminal portion 130e as a phase-shift electric field terminal portion. . A downstream conveyance area 132 between the supply area 131 and the development area 133 on the downstream side in the toner conveyance direction is a downstream conveyance area 134 between the development area 133 and the collection area 135. Toner particles that have not contributed to development in the development region 133 pass through the development region 133 and the downstream transport region 134 of the electrostatic transport roller 13 and are transported to the collection region 135 or the transport electrode terminal portion 130e.
The supply area 131, the upstream conveyance area 132, the development area 133, the downstream conveyance area 134, and the collection area 135 are electric field areas 130 that generate a conveyance electric field 13 E on their surfaces. There is no strict boundary between them.
Further, the non-electric field region 136 of the electrostatic transport roller 13 may be formed of an insulating member. By forming the insulating member, generation of an electric field in the non-electric field region 136 can be more reliably suppressed.

次に回収領域135におけるトナーの動きについて説明する。
図11は、回収領域135における複数の電極102の極性の変化とトナー粒子に加わる静電力の説明図である。
複数の電極102のうち回収領域135のトナー搬送方向下流側端部である搬送電極終端部130e側に最も近いものは、電界領域130の最下流側の電極である下流端部電極102eである。下流端部電極102eよりも一つ上流側の電極を第二電極102b、さらに一つ上流側の電極を第一電極102aとする。3つの電極102の下方に示す極性は各タイミングt1、t2及びt3のときにそれぞれの電極102に印加される電圧の極性を示している。
Next, the movement of toner in the collection area 135 will be described.
FIG. 11 is an explanatory diagram of the change in polarity of the plurality of electrodes 102 in the collection region 135 and the electrostatic force applied to the toner particles.
Among the plurality of electrodes 102, the one closest to the transport electrode terminal end 130 e side, which is the downstream end of the collection region 135 in the toner transport direction, is the downstream end electrode 102 e that is the most downstream electrode of the electric field region 130. One electrode upstream from the downstream end electrode 102e is referred to as the second electrode 102b, and one more upstream electrode is referred to as the first electrode 102a. The polarities shown below the three electrodes 102 indicate the polarities of the voltages applied to the respective electrodes 102 at the respective timings t1, t2, and t3.

図11に示すトナー粒子Tは電極102に印加される電圧の極性がタイミングt3の状態からタイミングt1の状態に変化した後の位置である。第二電極102bに印加される電圧の極性が「+」から「−」に変わり、下流端部電極102eに印加される電圧の極性が「−」から「+」に変わることで電界e1が生じる。これにより、第二電極102b上にあったトナー粒子Tには静電力f1が働き、トナー搬送方向である矢印D方向に移動し、図11の状態となる。   The toner particles T shown in FIG. 11 are positions after the polarity of the voltage applied to the electrode 102 has changed from the state at the timing t3 to the state at the timing t1. The polarity of the voltage applied to the second electrode 102b changes from “+” to “−”, and the polarity of the voltage applied to the downstream end electrode 102e changes from “−” to “+”, thereby generating an electric field e1. . As a result, the electrostatic force f1 acts on the toner particles T on the second electrode 102b and moves in the direction of arrow D, which is the direction of toner conveyance, and the state shown in FIG. 11 is obtained.

次に、電極102に印加される電圧の極性がタイミングt1の状態からt2の状態に変化しても、下流端部電極102eよりもトナー搬送方向下流側には電極102がないため、図中矢印D方向にトナーを搬送する搬送電界は形成されない。そして、下流端部電極102eに印加される電圧の極性が「+」から「−」に変わり、第一電極102aに印加される電圧の極性が「−」から「+」に変わることで電界e2が生じる。これにより、下流端部電極102e上にあったトナー粒子Tには静電力f2が働き、トナー搬送方向である矢印D方向とは逆方向に移動し、第一電極102a上に達し、トナー搬送方向とは逆行する。   Next, even if the polarity of the voltage applied to the electrode 102 changes from the state at the timing t1 to the state at the time t2, the electrode 102 does not exist on the downstream side in the toner transport direction from the downstream end electrode 102e. A transport electric field for transporting toner in the D direction is not formed. Then, the polarity of the voltage applied to the downstream end electrode 102e changes from “+” to “−”, and the polarity of the voltage applied to the first electrode 102a changes from “−” to “+”. Occurs. As a result, the electrostatic force f2 acts on the toner particles T on the downstream end electrode 102e, and moves in the direction opposite to the arrow D direction, which is the toner transport direction, and reaches the first electrode 102a to reach the toner transport direction. And go backwards.

このように、回収領域135と非電界領域136との境界である搬送電極終端部130eの周辺では、トナー粒子は進行と逆行とが繰り替えされるため、搬送電極終端部130eの周辺のトナー粒子を回収するようにトナー回収手段を設けることで、現像領域を通過したトナーを確実に回収することができる。よって、実施例1では、搬送電極終端部130eの周辺である回収領域135に、トナー回収手段であるバイアス電圧を印加した導電性板200を設置している。搬送電極終端部130eの周辺に導電性板200を設けることにより、トナー粒子が導電性板200の回収電界に捕われる機会が増えて回収しやすくなる。   As described above, since the toner particles are repeatedly advanced and reversed in the vicinity of the transport electrode terminal portion 130e, which is the boundary between the collection region 135 and the non-electric field region 136, the toner particles around the transport electrode terminal portion 130e are removed. By providing the toner collecting means so as to collect, the toner that has passed through the developing region can be reliably collected. Therefore, in the first exemplary embodiment, the conductive plate 200 to which a bias voltage as a toner recovery unit is applied is installed in the recovery region 135 around the transport electrode terminal portion 130e. Providing the conductive plate 200 around the transport electrode terminal portion 130e increases the chance that the toner particles are captured by the recovery electric field of the conductive plate 200 and facilitates recovery.

[実験1]
搬送電極終端部130eでの回収効率を確認するために以下の実験1を行った。
搬送電極終端部130eの周辺に導電性板200を設けた端部回収の場合と、電界領域130の途中に導電性板200を設けた途中回収の場合とについて、導電性板200に電圧を印加することで生じる回収電界の強度と、そのときの回収率とを測定した。
図12は、実験1の結果を示すグラフである。
図12に示したように搬送電極終端部130e周辺で回収した場合、電界領域130の途中で回収した場合と比較すると1/3以下の電界強度でも回収されることがわかった。
実験1より、搬送電極終端部の周辺のトナー粒子を回収するようにトナー回収手段である導電性板を設けることで、現像領域を通過したトナー粒子をより確実に回収できることが確認された。
[Experiment 1]
The following experiment 1 was performed in order to confirm the recovery efficiency at the transport electrode terminal portion 130e.
A voltage is applied to the conductive plate 200 in the case of collecting the end portion where the conductive plate 200 is provided around the transport electrode terminal portion 130e and in the case of collecting the end portion where the conductive plate 200 is provided in the middle of the electric field region 130. The strength of the recovery electric field generated by the measurement and the recovery rate at that time were measured.
FIG. 12 is a graph showing the results of Experiment 1.
As shown in FIG. 12, it was found that when collected around the transport electrode terminal portion 130e, it was collected even with an electric field strength of 1/3 or less as compared with the case where it was collected in the middle of the electric field region 130.
From Experiment 1, it was confirmed that the toner particles passing through the development region can be more reliably collected by providing a conductive plate as a toner collecting means so as to collect the toner particles around the terminal portion of the transport electrode.

[実施例2]
実施例1では、回収手段を構成する回収部材として導電性部材からなるブレード状の導電性板200を用いていたが、回収部材としては、ブレード状のものに限るものではない。以下、ローラ形状の導電性ローラを用いた、トナー回収手段の二つ目の実施例について説明する。
図13は実施例2のトナー回収手段について説明するための現像装置10と感光体11との概略構成図である。
静電搬送ローラ13の現像領域からトナー供給領域までの範囲に、トナー回収手段のトナー回収部材としての導電性ローラ300を静電搬送面103aに対して非接触で設置している。また、導電性ローラ300には回収電源30により、回収電圧としてトナー粒子とは逆極性にバイアス電圧が印加されている。
なお、静電搬送ローラ13の搬送電界が生じる搬送電極部分はトナー供給領域からトナー回収手段のある回収領域までである。
[Example 2]
In the first embodiment, the blade-like conductive plate 200 made of a conductive member is used as the collecting member constituting the collecting means, but the collecting member is not limited to the blade-shaped member. Hereinafter, a second embodiment of the toner collecting means using a roller-shaped conductive roller will be described.
FIG. 13 is a schematic configuration diagram of the developing device 10 and the photoconductor 11 for explaining the toner collecting unit of the second embodiment.
A conductive roller 300 as a toner collecting member of the toner collecting means is installed in a non-contact manner with respect to the electrostatic carrying surface 103a in a range from the developing area to the toner supply area of the electrostatic carrying roller 13. Further, a bias voltage having a polarity opposite to that of the toner particles is applied to the conductive roller 300 by a recovery power source 30 as a recovery voltage.
The portion of the transport electrode where the transport electric field of the electrostatic transport roller 13 is generated is from the toner supply region to the recovery region where the toner recovery means is provided.

現像領域で現像に寄与しなかったトナー粒子は、静電搬送ローラ13の現像領域を通過し、バイアス電圧を印加した導電性ローラ200に静電的に吸着され静電搬送ローラ13と分離される。導電性板200に印加するバイアス電圧は静電搬送ローラ13上のトナー粒子とは逆極性のバイアス電圧である。実施例2では、導電性ローラ200は0[V]から+100[V]の範囲でバイアス電圧を印加している。
また、導電性ローラ300は静電搬送ローラ13に対してわずかに離間させて回転するように設置されている。導電性ローラ300に吸着したトナー粒子は、導電性ローラ300を回転させることによりローラ表面に接触させた除去ブレード301によって掻き取られ重力により現像装置4内に回収される。導電性ローラ300から落下して回収されたトナー粒子は、再び供給ローラ15の現像剤に捕獲され供給部に運ばれる。
Toner particles that have not contributed to development in the development region pass through the development region of the electrostatic transport roller 13, are electrostatically attracted to the conductive roller 200 to which a bias voltage is applied, and are separated from the electrostatic transport roller 13. . The bias voltage applied to the conductive plate 200 is a bias voltage having a polarity opposite to that of the toner particles on the electrostatic transport roller 13. In the second embodiment, the conductive roller 200 applies a bias voltage in the range of 0 [V] to +100 [V].
In addition, the conductive roller 300 is installed so as to rotate slightly spaced from the electrostatic transport roller 13. The toner particles adsorbed on the conductive roller 300 are scraped off by the removing blade 301 brought into contact with the roller surface by rotating the conductive roller 300 and are collected in the developing device 4 by gravity. The toner particles dropped and collected from the conductive roller 300 are again captured by the developer on the supply roller 15 and conveyed to the supply unit.

図14は静電搬送部材である静電搬送ローラ13、トナー供給手段としての供給ローラ15、潜像担持体としての感光体11及びトナー回収手段としての導電性ローラ300についての詳細説明図である。
静電搬送ローラ13は、感光体11と対向する現像領域133よりもトナー搬送方向下流側で、供給ローラ15による供給領域131と現像領域との間に移相電界が形成されない非電界領域136を形成している。静電搬送ローラ13の供給領域131と非電界領域136との境界が搬送電極の始まる搬送電極始端部130sであり、現像領域のトナー搬送方向下流側にある回収領域135と非電界領域136との境界が移相電界終端部としての搬送電極終端部130eである。供給領域131のトナー搬送方向下流側で現像領域133との間は上流側搬送領域132であり、現像領域133の下流側で回収領域135との間は下流側搬送領域134である。現像領域133で現像に寄与しなかったトナー粒子は、静電搬送ローラ13の現像領域133、下流側搬送領域134を通過して、回収領域135または搬送電極終端部130eまで搬送される。
なお、供給領域131、上流側搬送領域132、現像領域133、下流側搬送領域134及び回収領域135はその表面に搬送電界13Eが発生する電界領域130であるが、電界領域130を構成する各領域同士の間には厳密な境界があるわけではない。
FIG. 14 is a detailed explanatory view of an electrostatic transport roller 13 as an electrostatic transport member, a supply roller 15 as a toner supply unit, a photosensitive member 11 as a latent image carrier, and a conductive roller 300 as a toner recovery unit. .
The electrostatic conveyance roller 13 has a non-electric field region 136 in which a phase-shift electric field is not formed between the supply region 131 and the development region by the supply roller 15 on the downstream side in the toner conveyance direction from the development region 133 facing the photoconductor 11. Forming. The boundary between the supply region 131 of the electrostatic transport roller 13 and the non-electric field region 136 is a transport electrode starting end portion 130s where the transport electrode starts, and the recovery region 135 and the non-electric field region 136 on the downstream side in the toner transport direction of the development region. The boundary is a carrier electrode termination part 130e as a phase-shift electric field termination part. A downstream conveyance area 132 between the supply area 131 and the development area 133 on the downstream side in the toner conveyance direction is a downstream conveyance area 134 between the development area 133 and the collection area 135. Toner particles that have not contributed to development in the development region 133 pass through the development region 133 and the downstream transport region 134 of the electrostatic transport roller 13 and are transported to the collection region 135 or the transport electrode terminal portion 130e.
The supply area 131, the upstream conveyance area 132, the development area 133, the downstream conveyance area 134, and the collection area 135 are electric field areas 130 that generate a conveyance electric field 13 E on their surfaces. There is no strict boundary between them.

実施例2の静電搬送ローラ13においても、実施例1で説明した図11のように、搬送電極終端部130eまで搬送されたトナーは、先に電極がないため搬送電界は先に形成されないのでトナーは進めなくなり、進行方向と逆方向に電界により戻される。そして、実施例1と同様に、進行と逆行が繰り替えされるので回収バイアス電圧を印加した導電性ローラ300の回収電界に捕われる機会が増えるため回収しやすくなる。
導電性ローラ300としては金属及び樹脂材料に、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化スズ等の導電性付与剤を配合分散して電気抵抗値(体積抵抗率)を10〜10[Ω・cm]の低抵抗に調整した導電体でできている。導電性ローラ300と静電搬送ローラ13の間隙は、50〜1000[μm]であり、好ましくは150〜400[μm]で、トナー粒子が移相電界によって移動する際にホッピングする高さより小さい方が望ましい。実施例2の場合おおよそ400[μm]程度離して設置している。導電性ローラ300に吸着したトナー粒子は、導電性ローラ300を回転させることによりローラ表面に接触させた除去ブレード301によって掻き取られ重力により現像装置4内に回収される。これにより、導電性ローラ300の静電搬送ローラ13との対向部は常にクリアな状態となっており、良好な回収電界を生じさせることができ、より確実にトナーの回収を行うことができる。導電性ローラ300の回転方向は特に規制はしないが静電搬送ローラ13のトナー搬送方向と同じ方向が望ましい。
Also in the electrostatic transport roller 13 of the second embodiment, as shown in FIG. 11 described in the first embodiment, the transported electric field is not formed first because the toner transported to the transport electrode terminal portion 130e has no electrode first. The toner stops moving and is returned by the electric field in the direction opposite to the traveling direction. As in the first embodiment, since the advancement and the reverse operation are repeated, the chance of being captured by the recovery electric field of the conductive roller 300 to which the recovery bias voltage is applied is increased, so that the recovery is facilitated.
As the conductive roller 300, an electrical resistance value (volume resistivity) of 10 to 10 6 [Ω · cm] is obtained by blending and dispersing a conductivity imparting agent such as carbon black, zinc oxide and tin oxide in a metal and a resin material. It is made of a conductor adjusted to a low resistance. The gap between the conductive roller 300 and the electrostatic conveyance roller 13 is 50 to 1000 [μm], preferably 150 to 400 [μm], which is smaller than the height at which the toner particles hop when moving by the phase-shifting electric field. Is desirable. In the case of Example 2, it is installed approximately 400 [μm] apart. The toner particles adsorbed on the conductive roller 300 are scraped off by the removing blade 301 brought into contact with the roller surface by rotating the conductive roller 300 and are collected in the developing device 4 by gravity. As a result, the portion of the conductive roller 300 facing the electrostatic conveyance roller 13 is always in a clear state, a good recovery electric field can be generated, and toner can be recovered more reliably. The direction of rotation of the conductive roller 300 is not particularly limited, but is preferably the same direction as the toner conveyance direction of the electrostatic conveyance roller 13.

[実施例3]
実施例1及び2では、回収手段として導電性部材に回収電圧を印加し、静電搬送部材と回収部材との間に生じる回収電界によってトナーを回収するものであるが、回収手段としては回収電界を用いるものに限るものではない。以下、気流発生部材を備え、上記静電搬送面の上の上記トナー粒子を気流の力により回収する回収手段を用いた、トナー回収手段の三つ目の実施例について説明する。
図15は実施例3のトナー回収手段について説明するための現像装置10と感光体11との概略構成図である。
静電搬送ローラ13の現像領域からトナー供給領域までの範囲のトナーを回収するトナー回収手段としての、気流発生部材であるエアーノズル400を設置している。静電搬送ローラ13の搬送電界が生じる搬送電極部分はトナー供給領域からトナー回収手段のある回収領域までである。エアーノズル400の噴出し開口部は、静電搬送ローラ13の表面の接線方向に向けてありエアーが静電搬送ローラ13の表面に沿って流れるように設置してある。
[Example 3]
In the first and second embodiments, a collecting voltage is applied to the conductive member as a collecting unit, and the toner is collected by a collecting electric field generated between the electrostatic conveyance member and the collecting member. It is not limited to those using. In the following, a third embodiment of the toner collecting means will be described, which uses a collecting means that includes an air flow generating member and collects the toner particles on the electrostatic transport surface by the force of the air flow.
FIG. 15 is a schematic configuration diagram of the developing device 10 and the photoconductor 11 for explaining the toner collecting unit of the third embodiment.
An air nozzle 400, which is an airflow generating member, is installed as a toner collecting unit that collects toner in a range from the developing area to the toner supply area of the electrostatic conveyance roller 13. The transport electrode portion where the transport electric field of the electrostatic transport roller 13 is generated is from the toner supply region to the recovery region where the toner recovery means is provided. The ejection opening of the air nozzle 400 is installed so that the air flows in the tangential direction of the surface of the electrostatic transport roller 13 and the air flows along the surface of the electrostatic transport roller 13.

現像領域で現像に寄与しなかったトナー粒子は、静電搬送ローラ13の現像領域を通過し、搬送電極終端部130eまで搬送されエアーノズル400より噴出したエアーの気流によって静電搬送ローラ13の表面からはく離される。はく離されたトナー粒子は現像剤収容部18に回収される。現像剤収容部18に回収されたトナー粒子は現像剤とともに攪拌される。ここで、エアーブローに使用するエアーポンプ401はダイアフラムポンプなどトナーのような粉体を搬送できるポンプが望ましいがモータを密閉するなど粉体による影響を考慮するならばシロッコファン、クロスフローファン、プロペラファンのようなファンを使用することが出来る。   The toner particles that have not contributed to the development in the development region pass through the development region of the electrostatic transport roller 13, are transported to the transport electrode terminal portion 130 e, and the surface of the electrostatic transport roller 13 is caused by the air stream ejected from the air nozzle 400. Removed from. The separated toner particles are collected in the developer container 18. The toner particles collected in the developer container 18 are stirred together with the developer. Here, the air pump 401 used for air blow is preferably a pump such as a diaphragm pump that can transport powder such as toner. However, if the influence of powder such as sealing the motor is taken into consideration, a sirocco fan, a cross flow fan, and a propeller are used. A fan like a fan can be used.

図16は、静電搬送部材である静電搬送ローラ13、トナー供給手段としての供給ローラ15、潜像担持体としての感光体11及び気流を用いたトナー回収手段についての詳細説明図である。
なお、実施例3に用いる静電搬送ローラ13についても実施例1及び実施例2のように、その作用に応じて領域を分けることができるが、領域の分け方は実施例1及び実施例2と同様であるので、ここでは説明を省略する。
静電搬送ローラ13のトナー供給領域の搬送方向上流側に搬送電極が始まる搬送電極始端部130sがあり、現像領域の搬送方向下流側にある回収領域に搬送電極終端部130eがある。搬送電極終端部130eから搬送電極始端部130sまでは搬送電極のない非電界領域136である。
FIG. 16 is a detailed explanatory view of the electrostatic conveyance roller 13 as an electrostatic conveyance member, the supply roller 15 as a toner supply unit, the photosensitive member 11 as a latent image carrier, and a toner recovery unit using an air flow.
As for the electrostatic transport roller 13 used in the third embodiment, the area can be divided according to the action as in the first and second embodiments. However, how to divide the area is the first and second embodiments. Therefore, the description is omitted here.
There is a transport electrode starting end portion 130 s where the transport electrode starts on the upstream side in the transport direction of the toner supply region of the electrostatic transport roller 13, and a transport electrode end portion 130 e in the recovery region on the downstream side in the transport direction of the development region. A non-electric field region 136 without a transport electrode is from the transport electrode terminal end 130e to the transport electrode start end 130s.

このような静電搬送ローラ13の搬送電極終端部130eにエアーの気流が向かうようにエアーノズル400を設置する。気流は搬送電極終端部130のトナーの搬送方向上流側から静電搬送ローラ13の表面を沿うように流れ、搬送電極終端部130eより搬送電界からトナーを飛ばす。トナー粒子は搬送電極終端部130eと搬送電極始端部130sとの間の搬送電極のない非電界領域136に飛ばされる。   The air nozzle 400 is installed so that the air current flows toward the transport electrode terminal portion 130e of the electrostatic transport roller 13 as described above. The airflow flows along the surface of the electrostatic conveyance roller 13 from the upstream side of the conveyance electrode end portion 130 in the toner conveyance direction, and the toner is blown from the conveyance electric field from the conveyance electrode termination portion 130e. The toner particles are blown to a non-electric field region 136 having no transport electrode between the transport electrode end portion 130e and the transport electrode start end portion 130s.

静電搬送ローラ13の非電界領域136を形成する部分は、無機又は有機の絶縁性材料で形成している。実施例3における静電搬送ローラ13としては、ガラス、樹脂或いはセラミックス等の絶縁性材料、或いは、SUSなどの導電性材料からなる素管13aにSiO等の絶縁膜を成膜したもの、ポリイミドフィルムなどのフレキシブルに変形可能な材料などを用いることができる。
ここで、図17は、非電界領域136を絶縁体とした場合と導電体とした場合との、非電界領域136へのトナーの付着率を比較するグラフである。図17に示すように、非電界領域136を絶縁体とすることで、導電体とした場合に比して帯電したトナーの付着をより確実に防止し、静電搬送ローラ13からトナーをはく離することができる。
A portion of the electrostatic transport roller 13 where the non-electric field region 136 is formed is formed of an inorganic or organic insulating material. The electrostatic conveyance roller 13 in the third embodiment, a glass, resin or insulating material such as ceramics, or that an insulating film such as SiO 2 raw pipe 13a made of a conductive material such as SUS, polyimide A material that can be deformed flexibly, such as a film, can be used.
Here, FIG. 17 is a graph comparing the adhesion rate of the toner to the non-electric field region 136 when the non-electric field region 136 is an insulator and when it is a conductor. As shown in FIG. 17, by using the non-electric field region 136 as an insulator, it is possible to more reliably prevent the charged toner from adhering as compared with the case where the non-electric field region 136 is used as a conductor, and to release the toner from the electrostatic transport roller 13. be able to.

ノズルの開口部でのエアー流速はトナー搬送速度以上が望ましい。実施例3では、トナー搬送速度1[m/sec]に対してエアーノズル400のエアーブロー405の流速を3[m/sec]以上に設定している。   The air flow rate at the nozzle opening is preferably equal to or higher than the toner conveyance speed. In Example 3, the flow rate of the air blow 405 of the air nozzle 400 is set to 3 [m / sec] or more with respect to the toner conveyance speed 1 [m / sec].

なお、実施例3のように静電搬送ローラ13にエアーを吹き付けてトナーを回収するものについては、図18に示すように、静電搬送ローラ13の非電界領域136の表面を電界領域130の表面よりも環状の表面の内側になるように、段差hを設けるようにしてもよい。すなわち、非電界領域136の表面を電界領域130の表面よりも段差hだけ低い状態にしてもよい。
図19は、段差hを形成した「段差あり」の場合と、段差のない状態つまり搬送電極終端部130eが「平滑」の場合とでエアーノズルの流速とそのときの剥離率を測定した実験結果を示すグラフである。
In the case of collecting toner by blowing air onto the electrostatic transport roller 13 as in the third embodiment, the surface of the non-electric field region 136 of the electrostatic transport roller 13 is placed on the surface of the electric field region 130 as shown in FIG. The step h may be provided so as to be inside the annular surface rather than the surface. That is, the surface of the non-electric field region 136 may be lower than the surface of the electric field region 130 by a level difference h.
FIG. 19 shows the experimental results of measuring the flow rate of the air nozzle and the peeling rate at that time when the step h is “with a step” and when there is no step, that is, when the transport electrode terminal portion 130e is “smooth”. It is a graph which shows.

図18のように静電搬送ローラ13の搬送電極終端部130eに非電界領域136が電界領域130より低くになるように段差hを設けることにより、図19で示したように流速を2[m/sec]程度に抑えることが出来ることが確認された。
なお、エアーブロー405により現像装置4内の圧力が上昇するので流速はなるべく低い方が望ましい。また、実施例3ではエアーブロー405に使用するエアーポンプ401の吸気口403を現像装置4内の圧力が上昇しそうな場所で直接トナーを吸い込まない場所に設けてある。これによりエアーは現像装置4内部を循環するので現像装置4内の圧力の上昇を抑えることができる。
As shown in FIG. 19, by providing a step h so that the non-electric field region 136 is lower than the electric field region 130 at the transport electrode terminal portion 130e of the electrostatic transport roller 13, as shown in FIG. / Sec].
Since the pressure in the developing device 4 is increased by the air blow 405, it is desirable that the flow rate be as low as possible. Further, in the third embodiment, the air inlet 403 of the air pump 401 used for the air blow 405 is provided in a place where the pressure in the developing device 4 is likely to rise and the toner is not directly sucked. As a result, air circulates inside the developing device 4, so that an increase in pressure in the developing device 4 can be suppressed.

さらに、図20に示すように、非電界領域136を形成する絶縁体の上にトナーと反発する極性のバイアスを印加したトナー反発電極板137を設置してもトナーをはく離することができる。静電搬送ローラ13の素管13a及びトナー反発電極板137は、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂などの非磁性の材質で形成されるのが望ましい。これにより、供給ローラ15の磁界の影響や磁性キャリアの付着を防止できる。
また、本発明を適用できる画像形成装置は静電搬送部材を着脱できる限り特に制限はなく、中間転写ベルト、転写ドラム、中間転写ドラムなどを用いたカラ−画像形成装置、モノクロ画像形成装置などにも適用可能である事はいうまでもない。
Furthermore, as shown in FIG. 20, even if a toner repulsion electrode plate 137 to which a bias having a polarity repelling the toner is applied on the insulator forming the non-electric field region 136, the toner can be peeled off. The base tube 13a and the toner repulsive electrode plate 137 of the electrostatic transport roller 13 are preferably formed of a nonmagnetic material such as aluminum, brass, stainless steel, or conductive resin. Thereby, the influence of the magnetic field of the supply roller 15 and adhesion of the magnetic carrier can be prevented.
The image forming apparatus to which the present invention can be applied is not particularly limited as long as the electrostatic conveyance member can be attached and detached, and is applicable to a color image forming apparatus, a monochrome image forming apparatus, and the like using an intermediate transfer belt, a transfer drum, an intermediate transfer drum, and the like. It goes without saying that is also applicable.

以上、実施形態1によれば、静電搬送面103aのトナー搬送方向下流側端部である搬送電極終端部130e対向する位置にトナー回収手段である導電性板200を設けている。現像領域133からトナー搬送方向下流側の移相電界を形成する領域の非電界領域136との境界である移相電界終端部である搬送電極終端部130eに到達したトナー粒子Tに対しては、トナー搬送方向下流側である非電界領域側に向かう(進行する)力は生じず、移相電界が生じているトナー搬送方向上流側に戻ろうとする(逆行する)力が生じる。これにより、搬送電極終端部130eの周辺のトナー粒子は進行と逆行とが繰り返される。このような搬送電極終端部の周辺のトナー粒子を回収するようにトナー回収手段である導電性板200を設けることで、現像領域133を通過したトナー粒子を確実に回収することができる。よって、現像領域133を通過したトナーが回収されず供給部である供給領域131に到達することに起因するトナーの搬送量のばらつきを抑制することができ、現像ムラの発生を抑制し、安定した現像を行うことができる。
また、静電搬送手段として、その静電搬送面が環状となる静電搬送ローラ13を用い、搬送電極終端部130eと、トナー搬送方向上流側端部である搬送電極始端部130sとの間を離間させて、この間を非電界領域136としている。エンドレスループ状やローラ状のように環状の表面を備えた静電搬送部材では、トナーの供給が行われる供給部で供給されたトナーのうち現像に寄与しなかったトナーは、環状の表面を1周して供給部に戻ってくる。この供給部まで戻る前の箇所にトナーを回収する回収部を設けることで、回収部と供給部とを近くに設けることができ、装置の小型化を図ることができる。また、回収したトナーを供給部に戻すことが容易になる。
また、トナー回収手段として導電性板200を用い、回収電圧を印加して、静電搬送面103aのトナー粒子Tを搬送電界から回収電界に移すことで静電的にトナー粒子を容易に回収することができる。
また導電性板200を静電搬送面103に対して非接触に設置することで、静電搬送面103aを形成する表面保護層103に回収部材が接触することに起因する機械的な損傷を防止し、さらに、回収電圧を印加した際に発生しうる短絡による損傷を抑制することができる。
また、回収部材として板状の導電性板200を用いることで、回収手段の構成を簡易にすることができる。
また、導電性板200は回収時にはトナー粒子と接触する回収部材であり、導電性板200に付着したトナー粒子を分離するためのトナー分離手段として、導電性板200を振動させる振動子を備えているため、導電性板200による回収性能を維持することができ、トナーを分離回収することができる。
また、回収部材としてローラ状の導電性ローラ300を用い、トナー分離手段として除去ブレード301を設けているので、導電性ローラ300の静電搬送ローラ13との対向部は常にクリアな状態となっており、良好な回収電界を生じさせることができるので、ブレード状の回収部材に比して、より確実にトナーの回収を行うことができる。
また、静電搬送ローラ13の非電界領域136の部分は、絶縁性の部材により形成することで、非電界領域136にトナー粒子が付着することを防止することができる。
また、画像形成装置であるプリンタ100の現像手段として現像装置4を用いることで安定した画像形成を行うことができる。
また、トナー回収手段として、気流発生部材であるエアーノズル400を備え、静電搬送面103a上の搬送電極終端部130e周辺にある搬送方向の運動力を失ったトナー粒子にエアーブロー405の力を加えることにより静電搬送面103aから容易にトナー粒子を分離して回収することができる。さらに、静電搬送ローラ13の非電界領域136の表面を電界領域130の表面よりも環状の表面の内側になるように、段差hを設けることで、段差により静電搬送面からトナー粒子を分離し易くすることができ、エアーブロー405の流速を遅くすることができ、現像装置4内の気体の圧力の上昇を抑制することができる。
As described above, according to the first embodiment, the conductive plate 200 serving as a toner collecting unit is provided at a position facing the transport electrode terminal portion 130e that is the downstream end portion of the electrostatic transport surface 103a in the toner transport direction. For the toner particles T that have reached the transport electrode terminal portion 130e, which is the boundary between the developing region 133 and the non-electric field region 136 of the region forming the phase shift electric field downstream in the toner transport direction, No force is generated (traveling) toward the non-electric field region side that is downstream in the toner conveyance direction, and a force that attempts to return (reverse) upstream in the toner conveyance direction in which a phase-shift electric field is generated. As a result, the toner particles around the transport electrode terminal portion 130e are repeatedly advanced and reversed. By providing the conductive plate 200 as a toner collecting means so as to collect the toner particles around the transport electrode terminal portion, the toner particles that have passed through the developing region 133 can be reliably collected. Therefore, it is possible to suppress the variation in the toner conveyance amount caused by the toner that has passed through the development region 133 not being collected and reaching the supply region 131 as a supply unit, and the occurrence of development unevenness can be suppressed and stable. Development can be performed.
Further, as the electrostatic transport means, an electrostatic transport roller 13 having an annular electrostatic transport surface is used, and the space between the transport electrode terminal portion 130e and the transport electrode start end portion 130s which is the upstream end portion in the toner transport direction is used. A non-electric field region 136 is formed by separating them. In an electrostatic conveyance member having an annular surface such as an endless loop shape or a roller shape, toner that has not contributed to development among the toners supplied by a supply unit to which toner is supplied has an annular surface of 1 It goes around and returns to the supply section. By providing a recovery unit that recovers toner at a location before returning to the supply unit, the recovery unit and the supply unit can be provided close to each other, and the apparatus can be downsized. In addition, the collected toner can be easily returned to the supply unit.
In addition, the conductive plate 200 is used as the toner collecting means, and a collecting voltage is applied to move the toner particles T on the electrostatic carrying surface 103a from the carrying electric field to the collecting electric field, thereby easily collecting the toner particles electrostatically. be able to.
In addition, by disposing the conductive plate 200 in a non-contact manner with respect to the electrostatic transfer surface 103, mechanical damage due to the collection member coming into contact with the surface protective layer 103 forming the electrostatic transfer surface 103a is prevented. In addition, it is possible to suppress damage due to a short circuit that may occur when the recovery voltage is applied.
Moreover, the structure of a collection | recovery means can be simplified by using the plate-shaped electroconductive board 200 as a collection | recovery member.
In addition, the conductive plate 200 is a recovery member that comes into contact with toner particles during recovery, and includes a vibrator that vibrates the conductive plate 200 as toner separation means for separating the toner particles adhering to the conductive plate 200. Therefore, the collection performance by the conductive plate 200 can be maintained, and the toner can be separated and collected.
Further, since the roller-like conductive roller 300 is used as the collecting member and the removing blade 301 is provided as the toner separating means, the portion of the conductive roller 300 facing the electrostatic conveyance roller 13 is always in a clear state. In addition, since a good recovery electric field can be generated, the toner can be more reliably recovered as compared with the blade-shaped recovery member.
Further, the non-electric field region 136 of the electrostatic transport roller 13 is formed of an insulating member, so that toner particles can be prevented from adhering to the non-electric field region 136.
Further, by using the developing device 4 as the developing unit of the printer 100 which is an image forming apparatus, stable image formation can be performed.
In addition, an air nozzle 400 that is an airflow generating member is provided as a toner collecting means, and the force of the air blow 405 is applied to the toner particles that have lost the moving force in the transport direction around the transport electrode terminal portion 130e on the electrostatic transport surface 103a. In addition, the toner particles can be easily separated and collected from the electrostatic conveyance surface 103a. Further, by providing a step h so that the surface of the non-electric field region 136 of the electrostatic transport roller 13 is inside the annular surface with respect to the surface of the electric field region 130, the toner particles are separated from the electrostatic transport surface by the step. The flow rate of the air blow 405 can be reduced, and the increase in the pressure of the gas in the developing device 4 can be suppressed.

[変形例]
実施形態1では、搬送電界を形成する電界領域130におけるトナーの搬送速度は一様であった。以下、変形例として、電界領域のうち、現像領域におけるトナーの搬送速度を遅くする構成について説明する。
図21は、変形例に係る静電搬送ローラ13の複数の電極102の配置の説明するための模式図である。
本変形例では、実施形態1と同様に静電搬送ローラ13は、粉体であるトナー粒子を供給、搬送、現像、回収する電界を発生するための複数の電極領域を有している。ここでは3相の駆動電圧が印加される場合(n=3)について説明するが、トナー粒子が搬送される限りにおいてn>2を満たす任意の自然数nについて適用可能である。
[Modification]
In the first exemplary embodiment, the toner conveyance speed in the electric field region 130 that forms the conveyance electric field is uniform. Hereinafter, as a modified example, a configuration in which the toner conveyance speed in the developing region in the electric field region is slowed will be described.
FIG. 21 is a schematic diagram for explaining the arrangement of the plurality of electrodes 102 of the electrostatic transport roller 13 according to a modification.
In this modification, as in the first embodiment, the electrostatic transport roller 13 has a plurality of electrode regions for generating an electric field for supplying, transporting, developing, and collecting toner particles that are powder. Although a case where a three-phase drive voltage is applied (n = 3) will be described here, the present invention can be applied to any natural number n that satisfies n> 2 as long as toner particles are conveyed.

本変形例では、各電極102は現像装置側の第一接点S11、第二接点S12、第二接点S13,第一回収接点S31、第二回収接点S32、または第三回収接点S33のいずれかに接続されている。各接点は現像装置10がプリンタ100本体に装着された状態においては、それぞれ駆動波形V11、V12、V13、V31、V32、V33を与える本体側電源104と接続される。   In this modification, each electrode 102 is one of the first contact S11, the second contact S12, the second contact S13, the first recovery contact S31, the second recovery contact S32, or the third recovery contact S33 on the developing device side. It is connected. Each contact is connected to a main body-side power supply 104 that supplies drive waveforms V11, V12, V13, V31, V32, and V33, respectively, when the developing device 10 is mounted on the main body of the printer 100.

静電搬送ローラ13は、実施形態1で図10を用いて説明したように電界領域130と非電界領域136とに分けることができる。さらに、電界領域130は、トナーが供給される供給領域131、感光体11近傍まで移送する上流側搬送領域132、感光体11の潜像にトナー粒子を付着させてトナー像を形成するための現像領域133、現像領域通過後の現像に寄与しなかったトナー粒子を回収するための回収領域135、そして現像領域133から回収領域135までトナーを搬送する下流側搬送領域135に分けることができる。   The electrostatic conveyance roller 13 can be divided into an electric field region 130 and a non-electric field region 136 as described with reference to FIG. Further, the electric field region 130 includes a supply region 131 to which toner is supplied, an upstream conveyance region 132 that transports to the vicinity of the photoconductor 11, and development for forming toner images by attaching toner particles to the latent image on the photoconductor 11. The area 133 can be divided into a collection area 135 for collecting toner particles that have not contributed to development after passing through the development area, and a downstream conveyance area 135 for conveying toner from the development area 133 to the collection area 135.

供給領域131は供給ローラ15の供給主磁極P1に近接した領域で、上流側搬送領域132は供給領域131から現像領域133までの間、現像領域133は像担持体11に近接した領域のみに存在する。また、下流側搬送領域134は現像領域133から回収領域135までの間に存在する。一方、回収領域135は供給ローラ15の回収磁極P2の近傍の領域である。   The supply area 131 is an area close to the supply main magnetic pole P <b> 1 of the supply roller 15, the upstream transport area 132 exists from the supply area 131 to the development area 133, and the development area 133 exists only in the area close to the image carrier 11. To do. Further, the downstream transport area 134 exists between the development area 133 and the collection area 135. On the other hand, the recovery area 135 is an area in the vicinity of the recovery magnetic pole P <b> 2 of the supply roller 15.

ここで、供給領域131、上流側搬送領域132、現像領域133及び下流側搬送領域134を含んだ領域を通常搬送領域139とする。通常搬送領域139では各電極102について、第一電極102aには第一駆動波形V11、第二電極102bには第二駆動波形V12、第三電極102cには第三駆動波形V13が印加され、駆動周波数は2[kHz]から8[kHz]で駆動される。なお、現像領域133については実施形態1のように他の通常搬送領域とは異なる駆動波形のバイアスを印加することが好ましいが、その説明は省略する。   Here, an area including the supply area 131, the upstream conveyance area 132, the development area 133, and the downstream conveyance area 134 is referred to as a normal conveyance area 139. In the normal transport region 139, for each electrode 102, the first drive waveform V11 is applied to the first electrode 102a, the second drive waveform V12 is applied to the second electrode 102b, and the third drive waveform V13 is applied to the third electrode 102c. The frequency is driven from 2 [kHz] to 8 [kHz]. Although it is preferable to apply a bias having a driving waveform different from that of the other normal transport areas as in the first embodiment to the developing area 133, description thereof is omitted.

一方、回収領域135では各電極102について、第一回収電極302aには第一回収駆動波形V31、第二回収電極302bには第二回収駆動波形V32、第三回収電極302cには第三回収駆動波形V33が印加される。このときの駆動周波数は通常搬送領域139の駆動周波数より低い周波数で駆動される。
そして、本変形例では、通常搬送領域139の駆動周波数を5[kHz]とし、回収領域135の駆動周波数は3[kHz]とする。
On the other hand, in the collection area 135, for each electrode 102, the first collection drive waveform V31 for the first collection electrode 302a, the second collection drive waveform V32 for the second collection electrode 302b, and the third collection drive for the third collection electrode 302c. Waveform V33 is applied. The drive frequency at this time is driven at a frequency lower than the drive frequency of the normal conveyance area 139.
In this modification, the driving frequency of the normal conveyance area 139 is 5 [kHz], and the driving frequency of the collection area 135 is 3 [kHz].

[実験2]
駆動周波数の違いによる回収率の違いを確認するために、以下の実験2を行った。
回収領域136の回収電極302に印加する駆動周波数を3[kHz]とした場合と5[kHz]とした場合とについて、回収電極302に電圧を印加することで生じる電界の強度と、そのときの回収率とを測定した。
図22は、実験2の結果を示すグラフである。
図22に示すように、駆動周波数を3[kHz]にすることにより、回収に必要な電界強度を駆動周波数が5[kHz]の場合に比べて低くすることが出来た。
なお、実験2では、供給ローラ15に印加する供給バイアスを−400[V]、帯電ローラ12に印加する帯電電圧を−140[V]、感光体11上の露光後電圧−40[V]とした。そして、このときの通常搬送領域139の各電極102に接続される本体側電源104の駆動波形V11、V12、V13には平均値−100[V]で±100[V]の駆動パルス信号を印加する。一方、回収領域135の各回収電極302に接続された本体側電源104の駆動波形V31、V32、V33には平均値−500[V]で±100[V]の駆動パルス信号を印加してトナーを回収している。
[Experiment 2]
In order to confirm the difference in the recovery rate due to the difference in the driving frequency, the following experiment 2 was performed.
When the drive frequency applied to the recovery electrode 302 in the recovery region 136 is 3 [kHz] and 5 [kHz], the intensity of the electric field generated by applying a voltage to the recovery electrode 302 and the current Recovery was measured.
FIG. 22 is a graph showing the results of Experiment 2.
As shown in FIG. 22, by setting the drive frequency to 3 [kHz], the electric field intensity required for recovery could be lowered compared to the case where the drive frequency was 5 [kHz].
In Experiment 2, the supply bias applied to the supply roller 15 was −400 [V], the charge voltage applied to the charging roller 12 was −140 [V], and the post-exposure voltage on the photoconductor 11 was −40 [V]. did. At this time, a drive pulse signal with an average value of −100 [V] and ± 100 [V] is applied to the drive waveforms V11, V12, and V13 of the main body side power supply 104 connected to the respective electrodes 102 in the normal transport region 139. To do. On the other hand, a drive pulse signal of ± 100 [V] with an average value of −500 [V] is applied to the drive waveforms V31, V32, and V33 of the main body side power supply 104 connected to each recovery electrode 302 in the recovery area 135, and the toner. Is recovered.

なお、実施形態1は非電界領域136には電極を設けない構成であったが、図21に示すように非電界領域136に非電界電極402を設けてもよい。非電界電極402は、非電界接点S31、S32、S33に接続して非電界領域駆動波形V41、V42、V43を与える本体側電源104と接続している。非電界領域駆動波形V41、V42、V43は現像を行わない時に印加され、現像が行われなかったトナー粒子群を移相電界により再び供給領域に戻し循環させることもできる。
このように非電界領域136を第二静電搬送面として機能させることにより、現像を行わないときにトナーは静電搬送ローラ13に担持されたままとなり、不要な回収、供給を行うことがなくなり、トナーの劣化を抑制することができる。
Although the first embodiment has a configuration in which no electrode is provided in the non-electric field region 136, the non-electric field electrode 402 may be provided in the non-electric field region 136 as shown in FIG. The non-electric field electrode 402 is connected to the main body side power source 104 that is connected to the non-electric field contacts S31, S32, and S33 to provide the non-electric field region driving waveforms V41, V42, and V43. The non-electric field region driving waveforms V41, V42, and V43 are applied when the development is not performed, and the toner particle group that has not been developed can be returned to the supply region and circulated again by the phase-shift electric field.
By making the non-electric field region 136 function as the second electrostatic conveyance surface in this way, the toner remains carried on the electrostatic conveyance roller 13 when development is not performed, and unnecessary collection and supply are not performed. In addition, toner deterioration can be suppressed.

変形例のように、移相電界終端部である搬送電極終端部130eよりもトナー搬送方向上流側で、トナー回収手段がトナーを回収する領域である回収領域135では、駆動周波数を通常搬送領域139よりも小さくし、トナーの搬送速度を遅くすることによって、トナーの回収が容易となり、トナーの回収率が向上する。   As in the modification, in the recovery area 135 where the toner recovery means recovers the toner upstream of the transport electrode terminal section 130e, which is the phase shift electric field terminal section, the drive frequency is set to the normal transport area 139. By making it smaller than this and slowing the toner conveyance speed, the toner can be easily collected, and the toner collection rate is improved.

第1実施形態に係るプリンタの概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of a printer according to a first embodiment. 同プリンタの作像ユニットの概略構成図。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an image forming unit of the printer. 静電搬送ローラの感光体との対向部を拡大した断面図。Sectional drawing which expanded the opposing part with the photoreceptor of an electrostatic conveyance roller. 3相のパルス状駆動波形を、タイミングをずらして印加した駆動波形の説明図。Explanatory drawing of the drive waveform which applied the three-phase pulse-form drive waveform by shifting timing. 連続する3つのタイミングのときの複数の電極に印加される極性の変化の説明する模式図。The schematic diagram explaining the change of the polarity applied to a some electrode at the time of three continuous timings. 静電搬送ローラの電極に印加される3相駆動パルス電圧の波形を示す波形図。The wave form diagram which shows the waveform of the three-phase drive pulse voltage applied to the electrode of an electrostatic conveyance roller. 静電搬送ローラの現像領域の電極に印加される3相駆動パルス電圧の波形を示す波形図。The wave form diagram which shows the waveform of the three-phase drive pulse voltage applied to the electrode of the image development area | region of an electrostatic conveyance roller. 供給ローラの概略断面図。The schematic sectional drawing of a supply roller. 実施例1に係る現像装置と感光体との概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of a developing device and a photoreceptor according to Embodiment 1. FIG. 実施例1に係る静電搬送ローラ、供給ローラ、感光体及び導電性板についての詳細説明図。FIG. 3 is a detailed explanatory diagram of an electrostatic conveyance roller, a supply roller, a photoreceptor, and a conductive plate according to the first embodiment. 回収領域における複数の電極の極性の変化とトナー粒子に加わる静電力の説明図。Explanatory drawing of the electrostatic force added to the change of the polarity of several electrodes in a collection | recovery area | region, and a toner particle. 実験1の結果を示すグラフ。The graph which shows the result of Experiment 1. 実施例2に係る現像装置と感光体との概略構成図。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a developing device and a photoreceptor according to Embodiment 2. 実施例2に係る静電搬送ローラ、供給ローラ、感光体及び導電性ローラについての詳細説明図。FIG. 6 is a detailed explanatory diagram of an electrostatic conveyance roller, a supply roller, a photoconductor, and a conductive roller according to the second embodiment. 実施例3に係る現像装置と感光体との概略構成図。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a developing device and a photoreceptor according to Embodiment 3. 実施例2に係る静電搬送ローラ、供給ローラ、感光体及び気流を用いたトナー回収手段についての詳細説明図。FIG. 6 is a detailed explanatory diagram of a toner collecting unit using an electrostatic conveyance roller, a supply roller, a photoconductor, and an air flow according to a second embodiment. 非電界領域を絶縁体とした場合と導電体とした場合とのトナーの付着率のグラフ。The graph of the adhesion rate of the toner when a non-electric field area | region is made into an insulator, and when made into a conductor. 静電搬送ローラの表面に段差を設けた構成の説明図。Explanatory drawing of the structure which provided the level | step difference in the surface of an electrostatic conveyance roller. 静電搬送ローラの表面に段差を設けた場合と、表面が平滑である場合とのトナーの剥離率のグラフ。6 is a graph of the toner peeling rate when a step is provided on the surface of the electrostatic conveyance roller and when the surface is smooth. 静電搬送ローラの表面にトナー反発電極板を設けた構成の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of a configuration in which a toner repulsion electrode plate is provided on the surface of an electrostatic conveyance roller. 変形例に係る静電搬送ローラの複数の電極の配置の模式図。The schematic diagram of arrangement | positioning of the several electrode of the electrostatic conveyance roller which concerns on a modification. 実験2の結果を示すグラフ。The graph which shows the result of Experiment 2.

符号の説明Explanation of symbols

1 作像ユニット
2 転写材搬送ベルト
3 定着装置
4 光書込み装置
5 給紙装置
9 転写ローラ
10 現像装置
11 感光体
12 帯電ローラ
12a 芯金
12b 発泡ウレタン層
13 静電搬送ローラ
14 クリーニング装置
14a クリーニングブレード
14b 廃トナー格納部
15 供給ローラ
15a スリーブ
15b 磁石ローラ
16 ドクタブレード
17 攪拌スクリュ
18 現像剤収容部
26 Pセンサ
30 回収電源
100 プリンタ
103a 静電搬送面
130 電界領域
130e 搬送電極終端部
130s 搬送電極始端部
131 供給領域
132 上流側搬送領域
133 現像領域
134 下流側搬送領域
135 回収領域
136 非電界領域
137 トナー反発電極板
139 通常搬送領域
200 導電性板
201 振動子
202 現像電極
302 回収電極
402 非電界電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming unit 2 Transfer material conveyance belt 3 Fixing device 4 Optical writing device 5 Paper feeding device 9 Transfer roller 10 Developing device 11 Photoconductor 12 Charging roller 12a Core metal 12b Urethane foam layer 13 Electrostatic conveyance roller 14 Cleaning device 14a Cleaning blade 14b Waste toner storage unit 15 Supply roller 15a Sleeve 15b Magnet roller 16 Doctor blade 17 Stirring screw 18 Developer storage unit 26 P sensor 30 Recovery power source 100 Printer 103a Electrostatic transfer surface 130 Electric field region 130e Transfer electrode terminal unit 130s Transfer electrode start end 131 Supply area 132 Upstream transport area 133 Development area 134 Downstream transport area 135 Collection area 136 Non-electric field area 137 Toner repulsion electrode plate 139 Normal transport area 200 Conductive plate 201 Vibrator 202 Development electrode 02 collected electrode 402 Non field electrodes

Claims (14)

移相電界によりトナー粒子を搬送可能な静電搬送面を備えた静電搬送手段と、該静電搬送面のトナー搬送方向上流側端部に対向させてトナー供給手段とを有し、
該トナー供給手段で供給された該トナー粒子を該静電搬送面上で搬送しながら潜像担持体との対向位置である現像領域まで搬送し、該潜像担持体上の潜像の現像に寄与させ、
該現像領域で現像に寄与せず、該現像領域のトナー搬送方向下流側まで搬送された該トナー粒子を回収するトナー回収手段を有する現像装置において、
該回収手段を該移相電界の終端部となる該静電搬送面のトナー搬送方向下流側端部に対向させて該トナー回収手段を設けたことを特徴とする現像装置。
An electrostatic transport unit having an electrostatic transport surface capable of transporting toner particles by a phase-shifting electric field, and a toner supply unit facing the upstream end of the electrostatic transport surface in the toner transport direction,
The toner particles supplied by the toner supply means are transported on the electrostatic transport surface to a developing area that is opposite to the latent image carrier, and are used to develop a latent image on the latent image carrier. To contribute,
In a developing device having a toner collecting means for collecting the toner particles conveyed to the downstream side in the toner conveying direction of the developing area without contributing to development in the developing area,
A developing device, wherein the toner collecting means is provided so that the collecting means is opposed to a downstream end portion of the electrostatic conveying surface, which is a terminal portion of the phase-shift electric field, in the toner conveying direction.
請求項1の現像装置において、
上記トナー回収手段で回収した上記トナー粒子を上記トナー供給手段に戻すものであり、上記静電搬送面のトナー搬送方向両端を離間させて環状に形成することを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1.
A developing device, wherein the toner particles recovered by the toner recovery means are returned to the toner supply means, and are formed in an annular shape by separating both ends of the electrostatic transport surface in the toner transport direction.
請求項2の現像装置において、
上記トナー搬送方向両端の離間させた間にも上記移相電界により上記トナー粒子を搬送可能な第二静電搬送面を備え、該第二静電搬送面には、画像形成時以外の所定のタイミングで該移相電界を形成させるようにしたことを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 2.
A second electrostatic transport surface capable of transporting the toner particles by the phase-shift electric field is also provided between both ends of the toner transport direction, and the second electrostatic transport surface has a predetermined surface other than during image formation. A developing apparatus characterized in that the phase-shift electric field is formed at a timing.
請求項2または3の現像装置において、
上記トナー搬送方向両端の離間させた間に形成される部材は絶縁体からなることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 2 or 3,
The developing device according to claim 1, wherein the member formed between the both ends of the toner conveying direction is made of an insulator.
請求項1、2、3または4の現像装置において、
上記トナー回収手段は導電性の部材から成る回収部材を備え、該回収部材と上記静電搬送面との間に回収電界を形成することを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1, 2, 3 or 4,
The developing device according to claim 1, wherein the toner collecting means includes a collecting member made of a conductive member, and forms a collecting electric field between the collecting member and the electrostatic conveyance surface.
請求項5の現像装置において、
上記回収部材は上記静電搬送面に対して非接触であることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 5.
The developing device according to claim 1, wherein the recovery member is not in contact with the electrostatic conveyance surface.
請求項5または6の現像装置において、
上記回収部材は上記トナー粒子と逆極性のバイアスを印加する導電性板であることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 5 or 6,
The developing device, wherein the recovery member is a conductive plate that applies a bias having a polarity opposite to that of the toner particles.
請求項5または6の現像装置において、
上記回収部材は上記トナー粒子と逆極性のバイアスを印加する導電性ローラであることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 5 or 6,
The developing device, wherein the collecting member is a conductive roller that applies a bias having a polarity opposite to that of the toner particles.
請求項1、2、3、4、5、6、7または8の現像装置において、
上記トナー回収手段は回収時に上記トナー粒子と接触する回収部材を備え、該回収部材に付着した該トナー粒子を分離する回収トナー分離手段を有することを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8.
The developing device, wherein the toner collecting means includes a collecting member that comes into contact with the toner particles at the time of collecting, and has a collected toner separating means for separating the toner particles attached to the collecting member.
請求項1、2、3または4の現像装置において、
上記トナー回収手段は、気流発生部材を備え、上記静電搬送面の上の上記トナー粒子を気流の力により回収することを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1, 2, 3 or 4,
The developing device according to claim 1, wherein the toner collecting unit includes an air flow generation member and collects the toner particles on the electrostatic transport surface by a force of the air flow.
請求項10の現像装置において、
上記トナー搬送方向両端の離間させた間に移相電界を形成しない面を備え、この移相電界を形成しない面は上記静電搬送面よりも環状の表面の内側となるように段差を設けることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 10.
A surface that does not form a phase-shifting electric field is provided between both ends of the toner conveyance direction, and a step is provided so that the surface that does not form the phase-shifting electric field is inside the annular surface with respect to the electrostatic conveyance surface. A developing device.
請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10または11の現像装置において、
上記静電搬送面は非磁性の材質で構成されることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or 11.
The developing device according to claim 1, wherein the electrostatic transfer surface is made of a non-magnetic material.
請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11または12の現像装置において、
上記トナー回収手段がトナーを回収する領域をトナー回収領域とし、該トナー回収領域ではトナーの搬送速度を遅くすることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 or 12.
A developing device characterized in that an area where the toner collecting means collects toner is a toner collecting area, and in the toner collecting area, the toner transport speed is decreased.
潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像をトナー像に現像する現像手段とを備える画像形成装置において、
該現像手段として、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12及び13の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
In an image forming apparatus comprising: a latent image carrier that carries a latent image; and a developing unit that develops the latent image on the latent image carrier into a toner image.
An image forming apparatus using the developing device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, and 13.
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