JP2007114670A - Toner conveying device, and developing device, process cartridge and image forming apparatus having the toner conveying device - Google Patents

Toner conveying device, and developing device, process cartridge and image forming apparatus having the toner conveying device Download PDF

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英樹 善波
Katsuhiro Aoki
勝弘 青木
Tomoko Takahashi
朋子 高橋
Yoshinori Nakagawa
悦典 中川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To adjust an amount that developer is attached to the surface of a latent image carrier, by properly controlling the electric field of a developing area. <P>SOLUTION: A toner conveying device includes a toner conveying member 2 having a plurality of electrodes that generate an electric field for conveying and hopping toner with electrostatic force, and a surface potential measuring member that measures the surface potential on the toner conveying member 2. A developing device, a process cartridge, and an image forming apparatus that have this conveying device are also provided. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、トナー搬送装置、及びこれを具備する現像装置、さらには、これらを具備する画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to a toner conveying device, a developing device including the toner conveying device, and an image forming apparatus including the developing device.

従来、現像剤担持体上の現像剤を潜像担持体に直接接触させないで、現像剤を潜像担持体上に供給して現像を行う構成の現像装置が知られている。
その一例として、トナー搬送部材によって、トナーを潜像担持体上に供給するという従来技術がある。
このトナー搬送部材は潜像担持体に対向して配置され、その表面には複数の電極が所定のピッチで配置されている。
この電極にはn相の交流電圧が印加され、トナーを搬送する進行波電界を発生させるようになされており、トナーはこの進行波電界によって、垂直方向にホッピングしながら潜像担持体と対向する現像領域まで搬送される。
現像領域においては、ホッピングしたトナーには非画像部ではトナー搬送部材へ向かう力が、画像部では潜像担持体に向かう力が作用し、潜像が可視化され現像が行われる。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a developing device configured to perform development by supplying a developer onto a latent image carrier without directly contacting the developer on the developer carrier with the latent image carrier.
As an example, there is a conventional technique in which toner is supplied onto a latent image carrier by a toner conveying member.
The toner conveying member is arranged to face the latent image carrier, and a plurality of electrodes are arranged on the surface thereof at a predetermined pitch.
An n-phase AC voltage is applied to this electrode to generate a traveling wave electric field that conveys the toner. The toner opposes the latent image carrier while hopping in the vertical direction by this traveling wave electric field. It is conveyed to the development area.
In the development area, the hopped toner is subjected to a force toward the toner conveying member in the non-image area and a force toward the latent image carrier in the image area, and the latent image is visualized and developed.

上述したように、搬送電界によってトナーをホッピングしながら搬送する場合、トナーに作用する力は、電界からの力が支配的であり、現像領域でのトナーの帯電量、及びトナー搬送部材と潜像担持体とで作られる電位差が非常に重要となる。
搬送トナーの帯電量変動については、「トナーの搬送速度を検知することによってトナー搬送部材上のトナーの帯電量へ換算・検知する」方法や、「トナーのホッピング高さと搬送量を検知することによってトナー搬送部材上のトナーの帯電量へ換算・検知する」方法、または上記二方法の組み合わせによる方法によって帯電量調整へフィードバックさせる技術が知られている。
このような技術により、下記のような課題の解消が図られていた。
As described above, when the toner is transported while hopping by the transport electric field, the force acting on the toner is dominated by the force from the electric field, and the charge amount of the toner in the development area, the toner transport member and the latent image The potential difference created with the carrier is very important.
Concerning fluctuations in the charge amount of the transported toner, a method of “converting and detecting the toner charge amount on the toner transport member by detecting the toner transport speed” or “detecting the toner hopping height and transport amount” There is known a technique of feeding back to charge amount adjustment by a method of “converting and detecting the charge amount of toner on a toner conveying member” or a method using a combination of the above two methods.
With such a technique, the following problems have been solved.

トナーの帯電量が変動すると、トナーの搬送状態(ホッピングの高さや搬送速度)が変化する。トナーの帯電量が大きい場合、搬送電界から大きな力を受けるため、トナーはより高くホッピングすることができる。さらに、トナー同士の反撥も大きくなるため搬送中のトナーの密度は小さくなる。トナーの帯電量が大きいため、搬送電界によって搬送部材表面にひきつけられ付着したトナーには、より大きい鏡像力が働く。
電極に印加されている電圧が切り替わる際に、トナーはこの鏡像力打ち勝ってホッピングする必要があり、静止状態から動き出すのに時間がかかる。また搬送電界から受ける力が大きいため、電極に印加された電圧の切り替わりに応じてトナーは正確に追随する。
トナーの帯電量が小さい場合は、搬送電界から受ける力が小さいため、トナーはあまり高くホッピングしない。トナー同士の反撥も小さいため、搬送中のトナーの密度は大きくなる。また鏡像力も小さいため、電圧の切り替わりによって静止状態からすぐに動き出すことができる。またホッピングしているトナーにかかる力は小さいため、複数の電極を飛び越して搬送されるトナーも発生し、トナー搬送速度は大きくなる。
現像領域においては、トナーの帯電量が大きい場合、搬送電界から受ける力は大きいため、大きな運動エネルギーを持って潜像担持体へと向かう。そのようなトナーの一部が地肌部(非画像部)に付着し、地汚れが発生してしまう。また、画像部でも潜像に付着したトナー同士の反撥により、トナーチリも発生してしまう。
トナーの帯電量が小さい場合は、搬送電界から受ける力が小さいために、あまりトナーはホッピングせず潜像担持体に近づくことができないため、トナー付着量が低下する。
このような問題が発生するために、トナーの帯電量は適正値に制御することが必要であると言える。
When the charge amount of the toner fluctuates, the toner conveyance state (hopping height and conveyance speed) changes. When the charge amount of the toner is large, the toner can be hopped higher because it receives a large force from the transport electric field. Further, since the repulsion between the toners increases, the density of the toner being conveyed decreases. Since the charge amount of the toner is large, a larger mirror image force acts on the toner attracted and adhered to the surface of the transport member by the transport electric field.
When the voltage applied to the electrodes is switched, it is necessary for the toner to overcome this mirror image force and hop, and it takes time to move from the stationary state. Further, since the force received from the carrier electric field is large, the toner accurately follows the switching of the voltage applied to the electrode.
When the charge amount of the toner is small, since the force received from the conveying electric field is small, the toner does not hop very much. Since the repulsion between the toners is small, the density of the toner being conveyed increases. In addition, since the image power is small, it is possible to move immediately from a stationary state by switching the voltage. In addition, since the force applied to the hopping toner is small, toner that is transported by skipping a plurality of electrodes is also generated, and the toner transport speed is increased.
In the development area, when the charge amount of the toner is large, the force received from the transport electric field is large, and therefore, the toner moves toward the latent image carrier with a large kinetic energy. A part of such toner adheres to the background portion (non-image portion), and background staining occurs. In the image area, toner dust also occurs due to repulsion between toners attached to the latent image.
When the charge amount of the toner is small, since the force received from the transport electric field is small, the toner does not hop so much and cannot approach the latent image carrier, so the toner adhesion amount decreases.
Since such a problem occurs, it can be said that the charge amount of the toner needs to be controlled to an appropriate value.

また、潜像担持体上の現像剤の付着量を検知し、現像領域に搬送する現像剤の量を制御する技術についての開示もなされており、これにおいては、検知された付着量が大きい場合、搬送する現像剤の量を少なくし、付着量が小さい場合は搬送する現像剤の量を多くしている(例えば、特許文献1、2参照。)。   In addition, a technique for detecting the amount of developer adhering to the latent image carrier and controlling the amount of developer conveyed to the developing area has been disclosed. In this case, the detected amount of adhering is large. The amount of developer to be conveyed is reduced, and when the amount of adhesion is small, the amount of developer to be conveyed is increased (for example, see Patent Documents 1 and 2).

しかしながら、これらに開示されている技術においては、トナーをホッピングしながら搬送する際のトナーに作用する力、すなわち電界からの力が重要である中で、トナー搬送部材と潜像担持体とで作られる電位差については、未だ充分に制御がなされていなかった。
すなわち、搬送トナーの量・帯電量がある一定の範囲で制御できたとしても、刻一刻と変動する搬送トナーの状態・搬送部材表面の状態の変動への対応が不完全である。
例えば、搬送部材表面の電気抵抗や、搬送トナーによる搬送部材表面のチャージアップ電位、または前記電気抵抗やトナー帯電量の逐次変動等による、搬送部材表面のチャージアップ電位変動がもたらす、現像領域での電界変動への対応である。
また環境変動等によって、現像領域でホッピングトナーが作るトナークラウド自身が持つ電位変動、如いては現像領域での電界変動への対応も不完全である。
However, in the techniques disclosed in these documents, the force acting on the toner when the toner is transported while hopping, that is, the force from the electric field is important. The potential difference produced has not been sufficiently controlled.
That is, even if the amount and amount of charge of the transport toner can be controlled within a certain range, the handling of the state of the transport toner and the change in the state of the transport member surface that are constantly changing is incomplete.
For example, in the development region where the electric resistance of the conveying member surface, the charge-up potential of the conveying member surface due to the conveying toner, or the charge-up potential fluctuation of the conveying member surface due to the sequential variation of the electric resistance or toner charge amount, etc. This is a response to electric field fluctuations.
In addition, due to environmental fluctuations or the like, the response to the potential fluctuation of the toner cloud itself produced by the hopping toner in the development area, that is, the electric field fluctuation in the development area is incomplete.

特開2004−101933号公報JP 2004-101933 A 特開2004−170796号公報JP 2004-170796 A

そこで本発明においては、トナー搬送部材上の表面電位を測定する手段を設けることによって、現像領域でのトナー搬送部材と潜像担持体とで作られる電位差を検知し、その検知結果を搬送電極に印加する電圧パラメータを変化させることによって、現像領域の電界を適正に制御することとした。   Therefore, in the present invention, by providing means for measuring the surface potential on the toner conveying member, a potential difference created between the toner conveying member and the latent image carrier in the development region is detected, and the detection result is applied to the conveying electrode. By changing the voltage parameter to be applied, the electric field in the development area was appropriately controlled.

本発明においては、トナーを静電気力で搬送、ホッピングさせるための電界を発生させる複数の電極を有するトナー搬送部材を具備し、前記トナー搬送部材上の表面電位を測定する、表面電位測定手段を備えているトナー搬送装置を提供する。
請求項2の発明においては、少なくとも、前記トナー搬送部材上をトナーが搬送する時に、前記表面電位測定手段により、トナー搬送部材上の表面電位を測定する。
請求項3の発明においては、前記トナー搬送部材上の表面電位を測定する時間を可変とする。
請求項4の発明においては、前記表面電位測定手段による測定結果に基づいて、前記トナー搬送部材上の表面電位を制御する表面電位制御手段を具備するトナー搬送装置を提供する。
請求項5の発明においては、前記トナー搬送部材上の前記表面電位制御手段は、複数の電極に印加する電圧パラメータを変化させるようになされていることを特徴とする請求項4に記載のトナー搬送装置。
請求項6の発明においては、静電潜像担持体と対向して配置され、前記静電潜像担持体上の静電潜像を現像する現像装置であって、前記請求項1〜5の発明に係るトナー搬送装置を具備している現像装置を提供する。
請求項7の発明においては、トナー搬送装置にトナーを供給するトナー供給手段を有し、前記トナー供給手段によって供給されたトナーは、トナー搬送部材上を静電潜像担持体と対向する位置まで搬送され、現像に使用されなかったトナーはそのままトナー搬送部材上を搬送される現像装置であって、前記トナー搬送部材上の表面電位制御手段は、トナー搬送部材上のトナー搬送方向に対して、トナー供給手段より下流側で、静電潜像担持体と対向する位置よりも上流に設けることを特徴とする現像装置を提供する。
請求項8の発明においては、前記請求項6又は7の発明に係る現像装置を備えた画像形成装置を提供する。
請求項9の発明においては、電子写真プロセスにおける潜像担持体、帯電手段、クリーニング手段のうちの少なくとも一つと、前記請求項6又は7の発明に係る現像装置を一体に保持した構成のプロセスカートリッジを提供する。
請求項10の発明においては、前記請求項9の発明に係るプロセスカートリッジを一つまたは複数備えている画像形成装置を提供する。
In the present invention, there is provided a surface potential measuring means comprising a toner transport member having a plurality of electrodes for generating an electric field for transporting and hopping toner by electrostatic force, and measuring the surface potential on the toner transport member. A toner conveying device is provided.
According to a second aspect of the present invention, at least when the toner is transported on the toner transport member, the surface potential on the toner transport member is measured by the surface potential measuring means.
In the invention of claim 3, the time for measuring the surface potential on the toner conveying member is variable.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a toner conveying apparatus comprising a surface potential control means for controlling a surface potential on the toner conveying member based on a measurement result by the surface potential measuring means.
5. The toner transport according to claim 4, wherein the surface potential control means on the toner transport member is adapted to change a voltage parameter applied to a plurality of electrodes. apparatus.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a developing device that is arranged to face an electrostatic latent image carrier and develops an electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier, A developing device including the toner conveying device according to the invention is provided.
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided toner supplying means for supplying toner to the toner conveying device, and the toner supplied by the toner supplying means reaches a position facing the electrostatic latent image carrier on the toner conveying member. The toner that has been transported and not used for development is transported as it is on the toner transport member, and the surface potential control means on the toner transport member is in the direction of toner transport on the toner transport member. Provided is a developing device provided on the downstream side of the toner supply means and upstream of the position facing the electrostatic latent image carrier.
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising the developing device according to the sixth or seventh aspect of the present invention.
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a process cartridge having a structure in which at least one of a latent image carrier, a charging unit, and a cleaning unit in an electrophotographic process and the developing device according to the sixth or seventh aspect of the present invention are integrally held. I will provide a.
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus including one or a plurality of process cartridges according to the ninth aspect of the present invention.

本発明によれば、現像領域の電界を適正に制御でき、潜像担持体上の現像剤の付着量を理想的な状態に調整することが可能となった。   According to the present invention, it is possible to appropriately control the electric field in the development region, and to adjust the adhesion amount of the developer on the latent image carrier to an ideal state.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の例に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to the following examples.

本発明のトナー搬送装置を備える現像装置の一例の概略構成図を図1及び図2に示す。これらにおいては、共通する構成部位は、同一番号を付するものとする。
図1に示す現像装置10においては、磁性キャリアと非磁性トナーから成る二成分現像剤を用いているものとする。
図1の現像装置10を構成する現像剤収容部4は2室に分けられており、現像装置内の両端部の現像剤通路によって連結されている。
現像剤収容部4には二成分現像剤が収容されており、各室にある攪拌搬送スクリュ5A、5Bによって攪拌されながら現像剤収容部4内を搬送される。
1 and 2 are schematic configuration diagrams of an example of a developing device provided with the toner conveying device of the present invention. In these, the common component shall attach | subject the same number.
In the developing device 10 shown in FIG. 1, it is assumed that a two-component developer composed of a magnetic carrier and a nonmagnetic toner is used.
The developer accommodating portion 4 constituting the developing device 10 of FIG. 1 is divided into two chambers and is connected by developer passages at both ends in the developing device.
The developer storage unit 4 stores a two-component developer and is transported through the developer storage unit 4 while being stirred by the stirring transport screws 5A and 5B in each chamber.

現像装置10には、トナー補給口6が配置されており、トナー収容部(図示せず)からトナー補給口6を通って、現像剤収容部4に補給される。
現像剤収容部4には現像剤の透磁率を検知するトナー濃度センサ(図示せず)が設置されており、現像剤の濃度を検知している。
現像剤収容部4のトナー濃度が減少すると、トナー補給口6から現像剤収容部4にトナーが補給される。
The developing device 10 is provided with a toner supply port 6, and is supplied to the developer storage unit 4 from a toner storage unit (not shown) through the toner supply port 6.
A toner concentration sensor (not shown) that detects the magnetic permeability of the developer is installed in the developer storage unit 4 to detect the concentration of the developer.
When the toner concentration in the developer accommodating portion 4 decreases, the toner is replenished from the toner replenishing port 6 to the developer accommodating portion 4.

攪拌搬送スクリュ5Aと対向する領域には、現像剤担持体3が配置されている。
現像剤担持体3の内部には、固定された磁石が配置されおり、現像剤担持体3の回転と磁力によって、現像剤収容部4内の現像剤は現像剤担持体3の表面に汲み上げられる。
現像剤の汲み上げ領域より現像剤担持体3の回転方向下流において、現像剤担持体3と対向する領域に現像剤層規制部材7が設けられている。
汲み上げ領域で汲み上げられた現像剤は、現像剤層規制部材部材7によって一定量の現像剤層厚に規制される。
現像剤層規制部材7を通った現像剤は、現像剤担持体3の回転に伴って、トナー搬送部材2と対向する領域まで搬送される。
A developer carrier 3 is disposed in a region facing the agitating and conveying screw 5A.
A fixed magnet is disposed inside the developer carrier 3, and the developer in the developer container 4 is pumped up to the surface of the developer carrier 3 by the rotation and magnetic force of the developer carrier 3. .
A developer layer regulating member 7 is provided in a region facing the developer carrier 3 downstream of the developer pumping region in the rotation direction of the developer carrier 3.
The developer pumped in the pumping area is regulated to a certain amount of developer layer thickness by the developer layer regulating member 7.
The developer that has passed through the developer layer regulating member 7 is conveyed to a region facing the toner conveying member 2 as the developer carrying member 3 rotates.

現像剤担持体3には、第一電圧印加手段11によって供給バイアスが印加されている。
トナー搬送部材2には、第二電圧印加手段12によって電極20に電圧が印加されている。
トナー搬送部材2と対向する領域においては、第一、第二電圧印加手段11、12によって現像剤担持体3とトナー搬送部材2との間に電界が生じている。
その電界からの静電気力を受け、トナーはキャリアから解離し、トナー搬送部材2の表面に移動する。
トナー搬送部材2の表面に達したトナーは、第二電圧印加手段12が印加する電圧による搬送電界によって、トナー搬送部材2の表面上をホッピングしながら搬送される。
潜像担持体1と対向する領域まで搬送電界によって搬送されたトナーは、トナー搬送部材2と潜像担持体1上の画像部との間の現像電界によって、潜像担持体1上に現像される。
なお、このトナー搬送部材2と潜像担持体1とは、50〜1000μm、好ましくは150〜400μmの間隙をあけて非接触で対向している。
また、トナー搬送部材2は回転せず、外周面をトナーが矢示方向に搬送電界(移相電界)で搬送される。一方、現像剤担持体3は矢示方向に回転する。
A supply bias is applied to the developer carrier 3 by the first voltage application unit 11.
A voltage is applied to the toner conveying member 2 by the second voltage applying means 12 to the electrode 20.
In a region facing the toner conveying member 2, an electric field is generated between the developer carrier 3 and the toner conveying member 2 by the first and second voltage applying units 11 and 12.
Under the electrostatic force from the electric field, the toner dissociates from the carrier and moves to the surface of the toner conveying member 2.
The toner that has reached the surface of the toner transport member 2 is transported while hopping on the surface of the toner transport member 2 by a transport electric field generated by the voltage applied by the second voltage applying unit 12.
The toner conveyed by the conveying electric field to the area facing the latent image carrier 1 is developed on the latent image carrier 1 by the developing electric field between the toner conveying member 2 and the image portion on the latent image carrier 1. The
The toner conveying member 2 and the latent image carrier 1 face each other in a non-contact manner with a gap of 50 to 1000 μm, preferably 150 to 400 μm.
Further, the toner conveying member 2 does not rotate, and the toner is conveyed on the outer peripheral surface in the direction of the arrow by a conveying electric field (phase-shifting electric field). On the other hand, the developer carrier 3 rotates in the direction indicated by the arrow.

図2は、本発明の現像装置の他の一例の概略構成図であり、これにおいては、非磁性トナーから成る一成分現像剤を適用する。
トナーは現像剤収容部14に収容されており、トナー補給ローラによってトナーは現像剤担持体13と摩擦帯電を行い、静電気力によって現像剤担持体13上に汲み上げられる。
現像剤担持体13上のトナーは、現像剤層規制部材7によって薄層とされ、現像剤担持体13の回転に伴ってトナー搬送部材2と対向する領域に搬送される。
現像剤担持体13には、第一電圧印加手段11によって供給バイアスが印加されている。
トナー搬送部材2には、第二電圧印加手段12によって電極20に電圧が印加されている。
トナー搬送部材2と対向する領域においては、第一、第二電圧印加手段11、12によってトナー搬送部材2と現像剤担持体13との間に電界が生じている。
その電界からの静電気力を受け、トナーは現像剤担持体13から解離し、トナー搬送部材2表面に移動する。
トナー搬送部材2表面に達したトナーは、第二電圧印加手段12が印加する電圧による搬送電界によって、トナー搬送部材2表面上をホッピングしながら搬送される。
潜像担持体1と対向する領域まで搬送電界によって搬送されたトナーは、トナー搬送部材2と潜像担持体1上の画像部との間の現像電界によって、潜像担持体1上に現像される。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of another example of the developing device of the present invention, in which a one-component developer made of a non-magnetic toner is applied.
The toner is accommodated in the developer accommodating portion 14, and the toner is frictionally charged with the developer carrier 13 by the toner replenishing roller, and is pumped onto the developer carrier 13 by electrostatic force.
The toner on the developer carrier 13 is made into a thin layer by the developer layer regulating member 7 and is conveyed to a region facing the toner conveying member 2 as the developer carrier 13 rotates.
A supply bias is applied to the developer carrier 13 by the first voltage application unit 11.
A voltage is applied to the toner conveying member 2 by the second voltage applying means 12 to the electrode 20.
In a region facing the toner conveying member 2, an electric field is generated between the toner conveying member 2 and the developer carrier 13 by the first and second voltage applying units 11 and 12.
Under the electrostatic force from the electric field, the toner dissociates from the developer carrier 13 and moves to the surface of the toner conveying member 2.
The toner that has reached the surface of the toner transport member 2 is transported while hopping on the surface of the toner transport member 2 by a transport electric field generated by the voltage applied by the second voltage applying unit 12.
The toner conveyed by the conveying electric field to the area facing the latent image carrier 1 is developed on the latent image carrier 1 by the developing electric field between the toner conveying member 2 and the image portion on the latent image carrier 1. The

ここで、トナー搬送部材2の詳細について図3を参照して詳細に説明する。
なお、図3は同トナー搬送部材2の一部を拡大した断面説明図である。
このトナー搬送部材2は、支持基板101上に複数の電極102を、n本を1セットとして、トナー移動方向に沿って所要の間隔で配置し、この上に静電搬送面103aを形成する絶縁性の静電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。
Here, details of the toner conveying member 2 will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 3 is an explanatory cross-sectional view showing an enlarged part of the toner conveying member 2.
In this toner conveying member 2, a plurality of electrodes 102 are arranged on a support substrate 101 as a set and arranged at a predetermined interval along the toner moving direction, and an insulating material for forming an electrostatic conveying surface 103a thereon. A surface protective layer 103 made of an inorganic or organic insulating material, which becomes a protective electrostatic transport surface forming member and serves as a protective film covering the surface of the electrode 102, 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、あるいはSUS等の導電性材料からなる基板にSiO2等の絶縁膜を成膜したもの、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等を適用できる。
電極102は、支持基板101上に、Al、Ni−Cr等の導電性材料を0.1〜10μm厚、好ましくは0.5〜2.0μm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。
これらの複数の電極102のトナー搬送方向における幅(電極幅)a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のピッチpも移動させるトナーの平均粒径の1倍以上20倍以下としている。
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 , a polyimide film, etc. A substrate made of a material that can be deformed flexibly is applicable.
The electrode 102 is formed by depositing a conductive material such as Al or Ni—Cr on the support substrate 101 with a thickness of 0.1 to 10 μm, preferably 0.5 to 2.0 μm, and using a photolithography technique or the like. It is formed by patterning into the required electrode shape.
The width (electrode width) a of the plurality of electrodes 102 in the toner conveying direction is 1 to 20 times the average particle size of the powder to be moved, and the average particle of the toner to which the pitch p of the electrode 102 is also moved. 1 to 20 times the diameter.

表面保護層103は、例えばSiO2、TiO2、TiO4、SiON、BN、TiN、Ta25等を適用でき、厚さは0.5〜10μm、好ましくは0.5〜3μmで形成している。 For example, SiO 2 , TiO 2 , TiO 4 , SiON, BN, TiN, Ta 2 O 5 and the like can be applied to the surface protective layer 103, and the thickness is 0.5 to 10 μm, preferably 0.5 to 3 μm. ing.

図3において、各電極102から伸びる線は各電極102に電圧を印加するための導電線を表しており、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。
各電極102に対しては、本体側の電源104からn相の異なる駆動電圧V11〜V13、V21〜V23が印加される。
なお、本実施形態では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。
本実施形態では、各電極102は現像装置側の接点S11、S12、S13,S21、S22、S23のいずれかに接続されており、各接点S11、S12、S13,S21、S22、S23は、現像装置が画像形成装置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を与える本体側電源104と接続される。
トナー搬送部材2は、トナー粒子を像担持体1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ための搬送領域、像担持体1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、像担持体1に近接した領域のみに存在し、搬送領域はトナー搬送部材2の周上、現像領域以外の全域に存在する。
In FIG. 3, lines extending from the respective electrodes 102 represent conductive lines for applying a voltage to the respective electrodes 102, and only the portions indicated by black circles among the overlapping portions of the respective lines are electrically connected. This part is electrically insulated.
Different drive voltages V11 to V13 and V21 to V23 having different n phases are applied to the respective electrodes 102 from the power source 104 on the main body side.
In this embodiment, a case where a three-phase driving voltage is applied (n = 3) will be described. However, the present invention can be applied to any natural number n satisfying n> 2 as long as toner particles are transported. It is.
In the present embodiment, each electrode 102 is connected to one of the contacts S11, S12, S13, S21, S22, and S23 on the developing device side, and each of the contacts S11, S12, S13, S21, S22, and S23 is developed. When the apparatus is mounted on the main body of the image forming apparatus, it is connected to a main body side power supply 104 that provides drive waveforms V11, V12, V13, V21, V22, and V23, respectively.
The toner transport member 2 transports toner particles to the vicinity of the image carrier 1, and also transports toner particles to the latent image of the image carrier 1, a transport region for collecting toner particles that have not contributed to development after passing through the development region. And a development area for forming a toner image.
The development area exists only in the area close to the image carrier 1, and the conveyance area exists on the circumference of the toner conveyance member 2 and in the entire area other than the development area.

なお、トナーが移相電界によって移動可能な領域を「静電搬送面」という。
本実施形態の場合、トナー搬送部材2の周表面全体が静電搬送面である。
搬送領域では電源104によって各電極102に駆動波形V11、V12、V13が印加され、現像領域では電源104によって各電極102に駆動波形V21、V22、V23が印加される。
そこで、トナー搬送部材2におけるトナーの静電搬送の原理について説明する。トナー搬送部材2の複数の電極102に対してn相のパルス状電圧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、トナー搬送部材2上の帯電したトナーは反発力及び/又は吸引力を受けて移送方向に移動する。
例えば、トナー搬送部材2の複数の電極102に対して図4に示すように、グランドG(0V)と正の電圧+との間で変化するA相、B相、C相の3相のパルス状駆動波形(電圧)を、タイミングをずらして印加する。
このとき、図5に示すように、トナー搬送部材2上に負帯電トナーTがあり、トナー搬送部材2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(同図(a))とすると、負帯電トナーTは「+」の電極102上に位置する。次のタイミングで複数の電極102にはそれぞれ「+」、「G」、「G」、「+」、「G」が印加され(同図(b))、負帯電トナーTには左側の「G」の電極102との間で反発力が、右側の「+」の電極102との間で吸引力がそれぞれ作用するので、負帯電トナーTは「+」の電極102側に移動する。さらに、次のタイミングで複数の電極102には、図5(c)に示すように、それぞれ「G」、「+」、「G」、「G」、「+」が印加され、負帯電トナーTには同様に反発力と吸引力がそれぞれ作用するので、負帯電トナーTは更に「+」の電極102側に移動する。
An area where the toner can move by the phase-shift electric field is referred to as an “electrostatic transfer surface”.
In the present embodiment, the entire peripheral surface of the toner conveying member 2 is an electrostatic conveying surface.
In the transport region, the drive waveforms V11, V12, and V13 are applied to the electrodes 102 by the power source 104, and in the development region, the drive waveforms V21, V22, and V23 are applied to the electrodes 102 by the power source 104.
Therefore, the principle of electrostatic conveyance of toner in the toner conveyance member 2 will be described. By applying an n-phase pulse voltage to the plurality of electrodes 102 of the toner conveying member 2, a phase shift electric field (traveling wave electric field) is generated by the plurality of electrodes 102, and the charged toner on the toner conveying member 2 is charged. Receives a repulsive force and / or a suction force and moves in the transfer direction.
For example, as shown in FIG. 4, with respect to the plurality of electrodes 102 of the toner conveying member 2, a three-phase pulse of A phase, B phase, and C phase that changes between the ground G (0 V) and a positive voltage +. The drive waveform (voltage) is applied while shifting the timing.
At this time, as shown in FIG. 5, the negatively charged toner T is present on the toner conveying member 2, and “G”, “G”, “+”, “G” ”And“ G ”are applied (FIG. 5A), the negatively charged toner T is positioned on the“ + ”electrode 102. At the next timing, “+”, “G”, “G”, “+”, and “G” are respectively applied to the plurality of electrodes 102 ((b) in the figure). Since a repulsive force acts between the “G” electrode 102 and an attractive force acts between the “+” electrode 102 on the right side, the negatively charged toner T moves to the “+” electrode 102 side. Further, as shown in FIG. 5C, “G”, “+”, “G”, “G”, and “+” are applied to the plurality of electrodes 102 at the next timing, respectively, and negatively charged toner Similarly, the repulsive force and the attractive force act on T, so the negatively charged toner T further moves to the “+” electrode 102 side.

これを図6を参照して具体的に説明する。
図6(a)に示すように、トナー搬送部材2の電極A〜Fがいずれも0V(G)で、トナー搬送部材2上に負帯電トナーTが載っている状態から、図6(b)に示すように電極A、Dに「+」が印加されると、負帯電トナーTは電極A及び電極Dに吸引されて電極A、D上に移る。
次のタイミングで、図6(c)に示すように、電極A、Dがいずれも「0」になり、電極B、Eに「+」が印加されると、電極A、D上のトナーTは反発力を受けるとともに、電極B、Eの吸引力を受けることになって、負帯電トナーTは電極B及び電極Eに移送される。
さらに、次のタイミングで、図6(d)に示すように、電極B、Eがいずれも「0」になり、電極C、Fに「+」が印加されると、電極B、E上のトナーTは反発力を受けるとともに、電極C、Fの吸引力を受けることになって、負帯電トナーTは電極C及び電極Fに移送される。このように進行波電界によって負帯電トナーは順次図において右方向に移送されることになる。
このように複数の電極102に電圧の変化する多相の駆動波形(電圧)を印加することで、トナー搬送部材2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。
This will be specifically described with reference to FIG.
As shown in FIG. 6A, the electrodes A to F of the toner conveying member 2 are all 0 V (G), and the negatively charged toner T is placed on the toner conveying member 2 as shown in FIG. When “+” is applied to the electrodes A and D, the negatively charged toner T is attracted by the electrodes A and D and moves onto the electrodes A and D.
At the next timing, as shown in FIG. 6C, when the electrodes A and D are both “0” and “+” is applied to the electrodes B and E, the toner T on the electrodes A and D Receives the repulsive force and the suction force of the electrodes B and E, so that the negatively charged toner T is transferred to the electrode B and the electrode E.
Further, at the next timing, as shown in FIG. 6D, when the electrodes B and E are both “0” and “+” is applied to the electrodes C and F, The toner T receives a repulsive force and also receives the suction force of the electrodes C and F, so that the negatively charged toner T is transferred to the electrodes C and F. In this way, the negatively charged toner is sequentially transferred rightward in the drawing by the traveling wave electric field.
By applying a multi-phase driving waveform (voltage) whose voltage changes to the plurality of electrodes 102 in this way, a traveling wave electric field is generated on the toner conveying member 2, and the negatively charged toner progresses in the traveling wave electric field. Move in the direction. In the case of positively charged toner, the drive waveform changes in the same direction by reversing the drive waveform change pattern.

次に、電源104(第2電圧印加手段11)の一例について図7を参照して説明する。
この電源104は、パルス信号を生成出力するパスル信号発生回路105と、このパルス信号発生回路105からのパルス信号を入力して駆動波形であるパルス状電圧V11、V12、V13を生成出力する波形増幅器106a、106b、106cと、パルス信号発生回路105からのパルス信号を入力して駆動波形V21、V22、V23を生成出力する波形増幅器107a、107b、107cとを有する。
パルス信号発生回路105は、例えばロジックレベルの入力パルスを受けて、各120°に位相シフトした2組みパルスで、次段の波形増幅器106a〜106c、107a〜107cに含まれるスイッチング手段、例えばトランジスタを駆動して100Vのスイッチングを行うことができるレベルの出力電圧10〜15Vのパルス信号を生成して出力する。
波形増幅器106a、106b、106cは、搬送領域の各電極102に対して、3相の駆動波形(駆動パルス)V11、V12、V13を印加し、波形増幅器107a、107b、107cは、現像領域の各電極102に対して、3相の駆動波形(駆動パルス)V21、v22、V23を印加する。
Next, an example of the power source 104 (second voltage applying unit 11) will be described with reference to FIG.
The power source 104 includes a pulse signal generation circuit 105 that generates and outputs a pulse signal, and a waveform amplifier that receives the pulse signal from the pulse signal generation circuit 105 and generates and outputs pulse voltages V11, V12, and V13 as drive waveforms. 106a, 106b, and 106c, and waveform amplifiers 107a, 107b, and 107c that generate and output drive waveforms V21, V22, and V23 by inputting the pulse signal from the pulse signal generation circuit 105.
The pulse signal generation circuit 105 receives, for example, logic level input pulses, and includes two sets of pulses that are phase-shifted by 120 °, and switches switching means such as transistors included in the waveform amplifiers 106a to 106c and 107a to 107c in the next stage. It generates and outputs a pulse signal having an output voltage of 10 to 15 V that can be driven to perform switching of 100 V.
The waveform amplifiers 106a, 106b, and 106c apply three-phase drive waveforms (drive pulses) V11, V12, and V13 to the respective electrodes 102 in the transport area, and the waveform amplifiers 107a, 107b, and 107c correspond to the electrodes in the development area. Three-phase drive waveforms (drive pulses) V21, v22, and V23 are applied to the electrode 102.

ここで、トナー搬送部材2の搬送領域では、各電極102に対して、図8に示すように、各相の+100V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を高速搬送させるのに適した波形である。   Here, in the transport region of the toner transport member 2, for each electrode 102, as shown in FIG. 8, the application time ta of +100 V for each phase is set to about 33%, which is 1/3 of the repetition period tf. (This is referred to as a “carrier voltage pattern”.) Three-phase drive waveforms (drive pulses) V11, V12, and V13 are applied. This drive waveform is a waveform suitable for high-speed conveyance of toner in the conveyance region.

また、現像領域では、各電極102に対して、図9に示すように、各相の+100V又は0V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)3相の駆動波形(駆動パルス)V21、V22、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9の駆動波形はトナー粒子を打ち上げるのに適している。
なお、現像電圧パターンの駆動波形を印加した場合でも、0V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り、逆に、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。
従って、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8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12の各電極102に印加する駆動波形パターンも前述した図9に示す現像電圧パターンに限られるものではない。
電圧値のVhiやVlo、周波数のtfは、プロセス制御によって任意の値に設定することができるようになっている。
本実施例では電圧をパルス状としたが、sin波でも三角波でもよい。
Further, in the development region, as shown in FIG. 9, for each electrode 102, the application time ta of + 100V or 0V of each phase is set to about 67%, which is 2/3 of the repetition period tf. Three-phase drive waveforms (drive pulses) V21, V22, and V23 are applied. In the developing region, it is preferable to positively launch toner particles toward the image carrier, and the driving waveform in FIG. 9 is suitable for launching toner particles.
Even when a drive waveform of the development voltage pattern is applied, since the toner is also subjected to a lateral force other than the toner positioned at the center of the 0V electrode, not all the toners are launched at the same time, but move in the horizontal direction. Conversely, even when a drive waveform of a carrier voltage pattern is applied, depending on the position of the toner, there is a toner whose ascending distance is larger than that of being obliquely launched at a large angle and moving horizontally.
Therefore, the drive waveform pattern applied to each electrode 102 in the transport region is not limited to the transport voltage pattern shown in FIG. 8 described above, and the drive waveform pattern applied to each electrode 102 in the development region 12 is also the above-described diagram. The development voltage pattern shown in FIG.
The voltage values Vhi and Vlo and the frequency tf can be set to arbitrary values by process control.
In this embodiment, the voltage is a pulse, but it may be a sine wave or a triangular wave.

上記において、駆動波形は3相の場合を説明したが、これをn相に一般化すると、次のようになる。
すなわち、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。
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。
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。
In the above description, the case where the driving waveform is three-phase has been described. When this is generalized to n-phase, the driving waveform is as follows.
That is, when an n-phase (n is an integer of 3 or more) pulsed voltage (driving waveform) is applied to each electrode to generate a traveling wave electric field, the voltage application time per phase {repetition period time × By setting the voltage application duty to be less than (n−1) / n}, it is possible to increase the efficiency of conveyance and development.
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 when 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.
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.
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.

トナーを搬送電界によってホッピングしながら搬送する場合、トナーは搬送部材の表面と衝突する際に電荷を失う。
これはトナーと搬送部材表面との接触摩擦と考えることができる。トナーは現像剤層規制部材を通過する際に、キャリアとの摩擦帯電によって帯電する。
帯電したトナーは供給領域でトナー搬送部材に供給される。供給されたトナーは、搬送電界によってトナー搬送部材の表面との衝突とホッピングを繰り返しながら搬送されていく。
よって、トナーとトナー搬送部材表面との衝突回数はトナーの搬送距離と比例し、搬送距離が短いと帯電量の低下は少なく、搬送距離が長いと帯電量の低下は大きい。キャリアとの摩擦によって得たトナーの帯電量は、搬送中のトナー搬送部材との衝突によって低下し、最終的にある一定値に収束する。この収束値は、トナーとトナー搬送部材の表面材料との摩擦帯電特性によって決定される。トナーはその収束値の帯電量で現像領域に搬送される。
搬送中のトナーの収束値は、トナーとトナー搬送部材の表面材料との摩擦帯電特性によって決定されるため、画像形成装置内の環境に影響を受ける。画像形成装置内の環境が変動すると、トナーの帯電量の収束値も変化する。よって、搬送中のトナーの帯電量の収束値を検知する必要がある。
検知方法としては、トナー搬送部材と対向する位置に電極等を置いて、電極に電圧を印加し付着したトナーの量を測定する方法や発光素子と受光素子を用いて光学的に測定する方法等があるが、どの方法を選択しても本発明には影響しないから特に限定しない。
When the toner is transported while being hopped by a transport electric field, the toner loses electric charge when it collides with the surface of the transport member.
This can be considered as contact friction between the toner and the surface of the conveying member. When the toner passes through the developer layer regulating member, the toner is charged by frictional charging with the carrier.
The charged toner is supplied to the toner conveying member in the supply area. The supplied toner is conveyed while repeatedly colliding with the surface of the toner conveying member and hopping by the conveying electric field.
Therefore, the number of collisions between the toner and the surface of the toner conveying member is proportional to the toner conveying distance. When the conveying distance is short, the decrease in the charge amount is small, and when the conveying distance is long, the decrease in the charging amount is large. The charge amount of the toner obtained by friction with the carrier decreases due to the collision with the toner conveying member being conveyed, and finally converges to a certain value. This convergence value is determined by the frictional charging characteristics between the toner and the surface material of the toner conveying member. The toner is transported to the development area with a charge amount of the convergence value.
Since the convergence value of the toner being conveyed is determined by the frictional charging characteristics between the toner and the surface material of the toner conveying member, it is influenced by the environment in the image forming apparatus. When the environment in the image forming apparatus fluctuates, the convergence value of the toner charge amount also changes. Therefore, it is necessary to detect the convergence value of the charge amount of the toner being conveyed.
As a detection method, an electrode or the like is placed at a position facing the toner conveying member, a voltage is applied to the electrode to measure the amount of toner adhered, a method of optical measurement using a light emitting element and a light receiving element, or the like However, any method is not particularly limited because it does not affect the present invention.

現像領域まで搬送部材上をホッピングして、上述したように帯電量をある値に収束させたトナーを、静電潜像担持体上の潜像に付着させる本現像方式は、現像領域のトナーをトナー搬送部材と潜像担持体上の画像部との間で形成する現像電界によって像担持体潜像部に付着させるもので、現像領域内のトナーにはキャリア等に保持されたトナーが潜像に向かう場合に必要な、キャリア等との付着力に打ち勝つための力は必要なく、電界に対して敏感に反応する現像方式である。
このとき、トナー搬送部材上の実効電位Vdevは、第二電圧印加手段が印加する搬送部材電位と、搬送トナーのクラウドが作るトナー層電位と、トナーの帯電荷が搬送部材表面に与えるチャージアップ電位のトータルによって決定される。第二電圧印加手段の電位は任意に可変であるが、搬送トナー層電位やチャージアップ電位は環境やトナー・搬送部材表層の劣化等によって変動してしまう。よって、実際の現像領域での現像を行う際に、所望の現像電界による現像を行えずに如いては濃度過多、または地汚れ等の異常画像を発生し易い。
In this development method in which the toner having the charge amount converged to a certain value as described above is hopped on the conveying member to the development area and adhered to the latent image on the electrostatic latent image carrier, the toner in the development area is The toner is attached to the image carrier latent image portion by a developing electric field formed between the toner conveying member and the image portion on the latent image carrier. This is a development system that does not require the force necessary to overcome the adhesion force with a carrier or the like that is required when heading to, and reacts sensitively to an electric field.
At this time, the effective potential Vdev on the toner conveying member includes the conveying member potential applied by the second voltage applying unit, the toner layer potential generated by the cloud of the conveying toner, and the charge-up potential that the toner charge gives to the conveying member surface. Determined by the total. Although the potential of the second voltage application means is arbitrarily variable, the transport toner layer potential and the charge-up potential vary depending on the environment, the deterioration of the toner / transport member surface layer, and the like. Therefore, when developing in an actual developing region, an abnormal image such as excessive density or background smearing is likely to occur if development with a desired developing electric field cannot be performed.

図10に示すようにトナー搬送部材上の表面電位を測定する手段、すなわち表面電位測定手段Sを備えることによって、搬送部材表面の電位を逐一測定することができる。よってその結果を第二電圧印加手段へフィードバックさせて異常画像を発生しないような適正な現像電界を得ることができる(請求項1)。   As shown in FIG. 10, by providing means for measuring the surface potential on the toner conveying member, that is, surface potential measuring means S, the potential on the surface of the conveying member can be measured one by one. Therefore, the result can be fed back to the second voltage applying means to obtain an appropriate developing electric field that does not generate an abnormal image.

また、トナー搬送部材上をトナーが搬送している時にトナー搬送部材上の表面電位を測定することによって、搬送トナーのクラウドが作るトナー層電位と、トナーの帯電荷が搬送部材表面に与えるチャージアップ電位を含めたトナー搬送部材上の実効電位Vdevを検知することができる。
よってその結果を第二電圧印加手段へフィードバックさせて異常画像を発生しないような適正な現像電界をより精度よく得ることができる(請求項2)。
In addition, by measuring the surface potential on the toner transport member while the toner is transported on the toner transport member, the charge of the toner layer generated by the transport toner cloud and the charge of the toner on the surface of the transport member is increased. The effective potential Vdev on the toner conveying member including the potential can be detected.
Therefore, the result can be fed back to the second voltage applying means, and an appropriate developing electric field that does not generate an abnormal image can be obtained with higher accuracy.

図11は、n=3層、Vhi=−60V、Vlo=−260V、tf=5kHz、電圧印加デューティ50%、トナーq/m=−20μC/gでの搬送部材表面の実効電位Vdevを測定した結果の一例である。
A点で第二電圧印加手段をON、B点でトナー供給すなわち実際のトナー搬送開始、C点で第二電圧印加手段をOFFしている。
A−B間は、Vhi=−60V、Vlo=−260V、電圧印加デューティ50%から算出できる、(−60−260)/2=−160Vと一致した測定値となっている。
図11中の−188Vは、トナーを搬送しているときの実行Vdevを測定したものである。
また、トナー搬送開始直後のB点直後の時間は、搬送電位が不安定である。これは、搬送開始直後は、トナー搬送が不安定であるためで、実効電位の測定値として用いるにはあまり適していない。よって、このような搬送開始直後の不安定な時間の測定値を使用しないように、トナー搬送部材上の表面電位を測定する時間を可変とする工夫をすることが好ましい(請求項3)。
FIG. 11 shows the measured effective potential Vdev on the surface of the conveying member when n = 3 layers, Vhi = −60 V, Vlo = −260 V, tf = 5 kHz, voltage application duty 50%, toner q / m = −20 μC / g. It is an example of a result.
The second voltage applying means is turned on at point A, toner supply, that is, actual toner conveyance is started at point B, and the second voltage applying means is turned off at point C.
Between A and B, the measured values coincide with (−60−260) / 2 = −160 V, which can be calculated from Vhi = −60 V, Vlo = −260 V, and voltage application duty 50%.
In FIG. 11, −188 V is obtained by measuring the execution Vdev when the toner is being conveyed.
Further, the transport potential is unstable during the time immediately after the point B immediately after the start of toner transport. This is because toner conveyance is unstable immediately after the start of conveyance, and is not very suitable for use as a measured value of effective potential. Therefore, it is preferable that the time for measuring the surface potential on the toner conveying member is made variable so that the measurement value of the unstable time immediately after the start of conveyance is not used.

ところで、トナー搬送中は、計算上の−160Vと比較して22V低い−188Vが実効値Vdevとなっており、静電潜像担持体の地肌電位Vdとで作られる地肌ポテンシャルは計算上と比較して22V小さく、それだけ地肌汚れに対する余裕が低下する。
この結果をフィードバックできるような方法の一つとして、図12にトナー搬送部材上の実行電位Vdev検知と制御のフローチャートの一例を示す(請求項4)。
まずトナーの供給と搬送であるが、始めに第二電圧印加手段12によって、トナー搬送部材2の電極に電圧が印加される。
その後、第一電圧印加手段11によって現像剤担持体3に電圧が印加されるのと同時に現像剤担持体3を回転させる。
第二電圧印加手段12によってトナー搬送部材2の電極に電圧が印加されるより先に、現像剤担持体3に電圧が印加されるのと同時に現像剤担持体3を回転させると、トナー搬送部材2に供給されたトナーは供給領域に堆積して貼り付いてしまう。すると、その後搬送電界を作用させてもトナー自身の電荷によって搬送電界がトナーにあまり作用せず、堆積したトナーは動かなくなってしまう。堆積して動かなくなったトナーは、その後のトナーの供給にも影響を与えてしまう。よって、先にトナー搬送部材2の電極に電圧を印加した後に、現像剤担持体3に電圧を印加するのと同時に現像剤担持体3を回転させる。
トナーがトナー搬送部材2上をホッピングしながら搬送されると、次にトナー搬送中の搬送部材表面電位Vdevを検知する。Vdevは第二電圧印加手段12によるトナー搬送部材の電位と、搬送トナーのクラウドが作るトナー層電位と、トナーの帯電荷が搬送部材表面に与えるチャージアップ電位を含めたトナー搬送部材2上の実効電位であり、現像領域ではトナー搬送部材2であると同時に、静電潜像担持体に対向する、トナー担持体の現像バイアスの役目を果たしている。よって、予め設定している静電潜像担持体の地肌部電位Vdおよび露光部電位VLとの相関から、地汚れなくかつ適正な現像トナー付着量を得られるようなVdevになるように、第二電圧印加手段12にフィードバックして印加電圧を調整する。
By the way, during toner conveyance, -188V, which is 22V lower than the calculated -160V, is the effective value Vdev, and the background potential generated by the background potential Vd of the electrostatic latent image carrier is compared with the calculated value. Therefore, 22V is smaller, and the margin for background dirt is reduced accordingly.
FIG. 12 shows an example of a flowchart for detecting and controlling the execution potential Vdev on the toner conveying member as one of the methods that can feed back the result (claim 4).
First, the toner is supplied and conveyed. First, a voltage is applied to the electrode of the toner conveying member 2 by the second voltage applying unit 12.
Thereafter, the developer carrier 3 is rotated at the same time as the voltage is applied to the developer carrier 3 by the first voltage application means 11.
When the voltage is applied to the developer carrying body 3 before the voltage is applied to the electrode of the toner carrying member 2 by the second voltage applying means 12, the toner carrying member 3 is rotated simultaneously with the rotation of the developer carrying body 3. The toner supplied to 2 is deposited and stuck in the supply area. Then, even if the transport electric field is applied thereafter, the transport electric field does not act much on the toner due to the charge of the toner itself, and the deposited toner does not move. The toner stuck and stuck also affects the subsequent supply of toner. Therefore, after the voltage is first applied to the electrode of the toner conveying member 2, the developer carrier 3 is rotated simultaneously with the voltage application to the developer carrier 3.
When the toner is transported while hopping on the toner transport member 2, the transport member surface potential Vdev during the next toner transport is detected. Vdev is an effective value on the toner conveying member 2 including the potential of the toner conveying member by the second voltage applying unit 12, the toner layer potential generated by the cloud of the conveying toner, and the charge-up potential that the toner charge is applied to the surface of the conveying member. It is a potential and serves as a developing bias for the toner carrying member facing the electrostatic latent image carrying member as well as the toner conveying member 2 in the developing region. Therefore, from the correlation between the background portion potential Vd and the exposure portion potential VL of the electrostatic latent image carrier set in advance, the Vdev is set so that an appropriate developing toner adhesion amount can be obtained without background contamination. The applied voltage is adjusted by feeding back to the two-voltage applying means 12.

例えば、図9に示したVhiやVloの値や、tf値を調整することも可能である。
VhiとVloの値は、第二電圧印加手段12による搬送部材電位を直接変化させる。但し、(Vhi−Vlo)や、tfの調整は、トナーのホッピングエネルギーを変化させるパラメータであるから、(Vhi−Vlo)の値は変えないほうが望ましい。もちろん、これらパラメータを複数同時に調整してもよい(請求項5)。
この調整は一回で終了してもいいし、調整後再度Vdevを測定してVdevが所望の範囲、例えばVdev ≧ 50+Vd (V)なる範囲に収まるまで制御を繰り返す。
制御の繰り返しがある回数N回となった場合は、異常が起こっているとみなし、画像形成装置の表示部に異常であることを表示する。
更に、画像形成装置が外部の中央管理装置等と情報を通信する通信手段を持っている場合は、異常の情報を中央管理装置等に送信するようにしてもよい。
制御の繰り返し回数の上限値Nは固定値でもいいし、画像形成装置の動作時間や出力枚数等によって変化させてもよい。
静電潜像担持体1と対向して配置され、静電潜像担持体1上の静電潜像を現像する現像装置に上述したトナー搬送装置を備えることによって、現像装置内で実効的な現像バイアスVdevを測定かつ調整することが可能となる(請求項6)。
For example, the values of Vhi and Vlo shown in FIG. 9 and the tf value can be adjusted.
The values of Vhi and Vlo directly change the conveying member potential by the second voltage applying means 12. However, since adjustment of (Vhi−Vlo) and tf are parameters that change the hopping energy of the toner, it is desirable that the value of (Vhi−Vlo) is not changed. Of course, a plurality of these parameters may be adjusted simultaneously.
This adjustment may be completed once, or Vdev is measured again after the adjustment, and the control is repeated until Vdev is within a desired range, for example, Vdev ≧ 50 + Vd (V).
If the control is repeated N times, it is considered that an abnormality has occurred and an abnormality is displayed on the display unit of the image forming apparatus.
Furthermore, when the image forming apparatus has a communication unit that communicates information with an external central management apparatus or the like, abnormality information may be transmitted to the central management apparatus or the like.
The upper limit N of the number of control repetitions may be a fixed value, or may be changed depending on the operation time of the image forming apparatus, the number of output sheets, and the like.
By providing the above-described toner conveying device in the developing device that is arranged to face the electrostatic latent image carrier 1 and that develops the electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier 1, it is effective in the developing device. The developing bias Vdev can be measured and adjusted.

また、図10に示すように、トナー搬送部材2の表面電位測定手段Sを、図1に示したトナー供給口6〜現像剤担持体3を含む領域であるトナー供給手段よりも下流で、かつ静電潜像担持体1と対向する位置(現像領域)よりも上流に設けることによって、今まさに現像しようとするトナーが、トナー搬送部材2を搬送している状態での実行搬送部材表面電位Vdevを測定することができるため、第二電圧印加手段12へのフィードバックをより精度良く行うことが可能となる(請求項7)。   Further, as shown in FIG. 10, the surface potential measuring means S of the toner conveying member 2 is arranged downstream of the toner supplying means which is an area including the toner supply port 6 to the developer carrier 3 shown in FIG. By providing upstream of the position (development region) facing the electrostatic latent image carrier 1, the execution conveyance member surface potential Vdev in a state where the toner to be developed right now is conveying the toner conveyance member 2. Therefore, it is possible to perform feedback to the second voltage applying means 12 with higher accuracy (claim 7).

上記のような構成の現像装置を画像形成装置に組み入れることによって、上記現像装置の利点を画像形成装置として提供することが可能となる(請求項8)。
その一例について、図13に画像形成装置を示して説明する。
この画像形成装置は、像担持体、帯電手段、現像手段としての本発明に係る現像装置、クリーニング手段を備えた作像手段であるブラック(K)、マゼンタ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)のトナー像を形成するプロセスカートリッジ501K、501M、501C、501Y(以下、区別しないときには単に「プロセスカートリッジ501」という。なお、他も同じである。)と、光書込み装置502K、502M、502C、502Yと、転写材506を搬送する搬送ベルト503A及びプロセスカートリッジ501K、501M、501C、501Yに搬送ベルト503Aを挟んで対向する転写ローラ503Bk、503Bm、503Bc、503Byと、定着装置504と、転写材506を収容する給紙装置505とを備えている。
By incorporating the developing device having the above configuration into the image forming apparatus, it is possible to provide the advantages of the developing device as an image forming apparatus.
An example thereof will be described with reference to FIG.
The image forming apparatus includes an image carrier, a charging unit, a developing unit according to the present invention as a developing unit, and an image forming unit including a cleaning unit, black (K), magenta (M), cyan (C), and yellow. (Y) process cartridges 501K, 501M, 501C, and 501Y (hereinafter simply referred to as “process cartridge 501” when not distinguished from each other; the same applies to others), optical writing devices 502K, 502M, Transfer rollers 503Bk, 503Bm, 503Bc, and 503By facing the transfer belt 503A and the process cartridges 501K, 501M, 501C, and 501Y with the conveyance belt 503A interposed therebetween, the fixing device 504, the transfer belt 503A A sheet feeding device 505 that accommodates the material 506. .

ここで、光書込み装置502K、502M、502C、502Yは、画像情報に従ってプロセスカートリッジ501K、501M、501C、501Yの帯電後の像担持体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、種々のものを使用できる。   Here, the optical writing devices 502K, 502M, 502C, and 502Y are for writing a latent image on the charged image carrier of the process cartridge 501K, 501M, 501C, and 501Y according to the image information. Various devices such as a scanning device and an LED array can be used.

搬送ベルト503Aは、搬送ローラ511、従動ローラ512及びテンションローラ513,514間に架け渡され、搬送ローラ511の回転により矢示方向に周回移動する。そして、搬送ローラ511と対向して転写材506を搬送ベルト503A上に吸着させるための吸着ローラ515を配置し、また、搬送ベルト503Aの出口側には搬送ベルト503A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516を配置している。   The conveyance belt 503A is stretched between the conveyance roller 511, the driven roller 512, and the tension rollers 513 and 514, and rotates in the direction indicated by the arrow by the rotation of the conveyance roller 511. Then, an adsorption roller 515 for adsorbing the transfer material 506 onto the conveyance belt 503A is disposed opposite to the conveyance roller 511, and a toner image is formed on the conveyance belt 503A on the exit side of the conveyance belt 503A. A P sensor 516 for detecting a pattern is arranged.

転写ローラ503Bk、503Bm、503Bc、503By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、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106〜1010Ω・cmの中抵抗に調整した弾性体ローラである。
定着装置504は、加熱ローラ504a及びこれに対向して加圧ローラ504bを備えている。
そして、この画像形成装置において、通常の画像形成動作では、給紙装置505から供給される記録用紙等の転写材506は吸着ローラ515に所定の電圧が印加されることで転写体である転写材搬送ベルト503Aに吸着させられる。
転写材506は転写材搬送ベルト503Aに担持された状態で転写材搬送ベルト503Aとともに移動し、移動中にプロセスカートリッジ501K、501M、501C、501Yから順次各色のトナー像が転写させられ、転写材506上にカラーのトナー像が形成される。
転写材506が搬送ベルト503Aを通過して定着装置504に到達すると、転写材506上のトナー像は加熱ローラ504a及び加圧ローラ504bに挟まれつつ加熱されることで転写材506上に定着させられ、転写材506上に可視像が定着形成される。
その後、カラー画像が形成された転写材506は装置本体510上部の排紙部507に排出される。
The transfer rollers 503Bk, 503Bm, 503Bc, and 503By have at least a core metal and a conductive elastic layer that covers the core metal. The conductive elastic layer is an elastic material such as polyurethane rubber or ethylene-propylene-diene polyethylene (EPDM). In addition, an elastic roller in which a conductivity imparting agent such as carbon black, zinc oxide or tin oxide is blended and dispersed to adjust the electric resistance value (volume resistivity) to a medium resistance of 10 6 to 10 10 Ω · cm.
The fixing device 504 includes a heating roller 504a and a pressure roller 504b facing the heating roller 504a.
In this image forming apparatus, in a normal image forming operation, the transfer material 506 such as a recording sheet supplied from the paper supply device 505 is a transfer material that is a transfer body when a predetermined voltage is applied to the suction roller 515. It is adsorbed to the conveyance belt 503A.
The transfer material 506 moves together with the transfer material conveyance belt 503A while being carried on the transfer material conveyance belt 503A. During the movement, the toner images of the respective colors are sequentially transferred from the process cartridges 501K, 501M, 501C, and 501Y. A color toner image is formed thereon.
When the transfer material 506 passes through the conveyance belt 503A and reaches the fixing device 504, the toner image on the transfer material 506 is heated while being sandwiched between the heating roller 504a and the pressure roller 504b to be fixed on the transfer material 506. As a result, a visible image is fixedly formed on the transfer material 506.
Thereafter, the transfer material 506 on which the color image is formed is discharged to a paper discharge unit 507 at the top of the apparatus main body 510.

また、各色トナー像の色ずれやトナー濃度の調整を行うモードでは、作像ユニット501K、501M、501C、501Yから転写材搬送ベルト503A上に直接所定パターンのトナー像が形成され、Pセンサ516によってその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みタイミングや現像バイアスの変更等が行われ、最適なカラー画像を得ることができる状態に調整される。
転写材搬送ベルト503A上のトナーパターンは吸着ローラ515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503Bk、503Bm、503Bc、503Byに印加された電圧によってプロセスカートリッジ501K、501M、501C、501Y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 conveyance belt 503A from the image forming units 501K, 501M, 501C, and 501Y. 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 503A is adjusted in the charging polarity by the bias applied to the suction roller 515, and then processed by the process cartridges 501K, 501M, 501C, and the voltage applied to the transfer rollers 503Bk, 503Bm, 503Bc, 503By Collected at 501Y.

次に、本発明のプロセスカートリッジ501について説明する。
図14は、プロセスカートリッジの概略構成図である。
このプロセスカートリッジ501は、像担持体521と、接触帯電部材531と、前述した現像装置541(なお、他の現像装置でも良い。)と、クリーニング装置551とを備えているものとする。
Next, the process cartridge 501 of the present invention will be described.
FIG. 14 is a schematic configuration diagram of a process cartridge.
The process cartridge 501 includes an image carrier 521, a contact charging member 531, the above-described developing device 541 (which may be another developing device), and a cleaning device 551.

像担持体521は、負帯電の有機感光体であり、図示しない回転駆動機構によって矢印方向(図で反時計回り方向)に回転されるようにして備えられている。
接触帯電部材531は、芯金上に、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をローラ状に形成した可撓性の帯電ローラである。
接触帯電部材(帯電ローラ)531の芯金上に形成される中抵抗層としては、上記の発泡ウレタン層に限定されるものではなく、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。
クリーニング装置551は、像担持体521の回転方向に対してカウンタ方向で当接させられたクリーニングブレード552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553等を備えている。
The image carrier 521 is a negatively charged organic photoreceptor, and is provided so as to be rotated in the arrow direction (counterclockwise direction in the drawing) by a rotation driving mechanism (not shown).
The contact charging member 531 is a flexible charging roller in which a foamed urethane layer of medium resistance in which a urethane resin, carbon black as conductive particles, a sulfurizing agent, a foaming agent, etc. are formulated in a roller shape is formed on a core metal. is there.
The middle resistance layer formed on the core of the contact charging member (charging roller) 531 is not limited to the above urethane foam layer, but is urethane, ethylene-propylene-diene polyethylene (EPDM), butadiene acrylonitrile rubber. (NBR), a rubber material in which a conductive material such as carbon black or a metal oxide is dispersed for resistance adjustment in silicone rubber, isoprene rubber, or the like, or a foamed material thereof can be used.
The cleaning device 551 includes a cleaning blade 552 that is brought into contact with the rotation direction of the image carrier 521 in a counter direction, a waste toner storage unit 553 that stores the cleaned toner particles as waste toner, and the like.

次に、プロセスカートリッジ501の動作について説明する。
これは、複写機及びプリンタとして機能することができる複合機であり、複写機として機能するときには、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ときには、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。
そして、画像形成に先駆けて、像担持体521は表面の移動速度が所定の速度となるように、図の矢印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531は、像担持体521に対して連れまわり回転させられる。
このとき帯電ローラ531の芯金には帯電バイアス印加電源から−200Vの直流電圧および振幅1200V周波数2kHzの交流電圧が印加され、これにより像担持体521の表面が約−200Vに帯電させられる。
帯電させられた像担持体521に対し、光書込み装置502は書込みデータに応じてレーザー光502aを照射して露光を行う。
すなわち、光照射によって画像部の電位を変化させること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。
光書込み装置502によって像担持体521上に形成された静電潜像は本発明に係る現像装置541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像担持体521上に可視化される。
像担持体521上に形成させられたトナー像が転写ローラ503Bと像担持体521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505から転写材506が搬送され、像担持体521上のトナー像は転写ローラ503Bに印加された電圧により転写材506へと転写される。トナー像が転写された転写材506は定着装置504によって定着処理され転写材506上にカラー画像が出力される。
一方、転写されずに像担持体521上に残留したトナー(転写残トナー)は、クリーニング装置551によって清掃され、清掃後の像担持体521表面は次回の画像形成のために使用される。
そして、これらのブラック、マゼンタ、シアン、イエローのトナー像を形成するためのプロセスカートリッジ501K、501M、501C、501Yは、画像形成装置本体510から着脱可能としている。
つまり、プロセスカートリッジ501K、501M、501C、501Yは、図15に示すように、転写材搬送ベルト503Aが装置本体510から開放退避することで、開放された空間から着脱可能となっており、ユーザーメンテナンスに優れた構成となっている。
もちろん、これらを各色毎のカートリッジとして画像形成装置に着脱可能しても良い(請求項9、10)。
Next, the operation of the process cartridge 501 will be described.
This is a multifunction machine that can function as a copier and a printer. When functioning as a copier, the image information read from the scanner is subjected to various image processing such as A / D conversion, MTF correction, and gradation processing. Is converted into write data.
When functioning as a printer, image information in a format such as a page description language or a bitmap transferred from a computer or the like is subjected to image processing and converted into write data.
Prior to image formation, the image carrier 521 starts rotating in the direction of the arrow in the figure, that is, in the counterclockwise direction so that the moving speed of the surface becomes a predetermined speed.
Further, the charging roller 531 is rotated with the image carrier 521.
At this time, a DC voltage of −200 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 531 from the charging bias application power source, whereby the surface of the image carrier 521 is charged to about −200 V.
The optical writing device 502 irradiates the charged image carrier 521 with a laser beam 502a in accordance with the writing data.
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.
The electrostatic latent image formed on the image carrier 521 by the optical writing device 502 is developed by the developing device 541 according to the present invention, and is visualized on the image carrier 521 as a toner image by adhering toner particles to the image portion. Is done.
The transfer material 506 is conveyed from the paper feeding device 505 in synchronization with the timing at which the toner image formed on the image carrier 521 arrives at the transfer portion that is the opposite portion between the transfer roller 503B and the image carrier 521. The toner image on the image carrier 521 is transferred to the transfer material 506 by the voltage applied to the transfer roller 503B. The transfer material 506 to which the toner image has been transferred is fixed by the fixing device 504, and a color image is output on the transfer material 506.
On the other hand, toner remaining on the image carrier 521 without being transferred (transfer residual toner) is cleaned by the cleaning device 551, and the surface of the image carrier 521 after cleaning is used for the next image formation.
The process cartridges 501K, 501M, 501C, and 501Y for forming these black, magenta, cyan, and yellow toner images are detachable from the image forming apparatus main body 510.
That is, the process cartridges 501K, 501M, 501C, and 501Y are detachable from the open space when the transfer material transport belt 503A is opened and retracted from the apparatus main body 510 as shown in FIG. It has an excellent configuration.
Of course, these may be detachably attached to the image forming apparatus as cartridges for each color.

本発明の現像装置の一例の概略構成図を示す。1 is a schematic configuration diagram of an example of a developing device of the present invention. 本発明の現像装置の他の一例の概略構成図を示す。The schematic block diagram of other examples of the image development apparatus of this invention is shown. トナー搬送部材の一部を拡大した断面説明図である。FIG. 4 is an explanatory cross-sectional view illustrating an enlarged part of a toner conveying member. A相、B相、C相の3相のパルス状駆動波形(電圧)を示す。A three-phase pulse drive waveform (voltage) of A phase, B phase, and C phase is shown. トナーの移動状態と、トナー搬送部材の電極の印加状態を示す。The toner movement state and the application state of the electrode of the toner conveying member are shown. (a)〜(d)トナーの移動状態と、トナー搬送部材の電極の印加状態を示す。(A)-(d) The movement state of a toner and the application state of the electrode of a toner conveyance member are shown. 電源(第2電圧印加手段)の一例の概略構成図を示す。The schematic block diagram of an example of a power supply (2nd voltage application means) is shown. トナー搬送部材の搬送領域における、搬送電圧パターンの、3相の駆動波形を示す。3 shows a three-phase driving waveform of a transport voltage pattern in a transport region of a toner transport member. 現像領域における各電極に対する、各相の+100V又は0Vの印加時間taと繰り返し周期tfとを示す。The + 100V or 0V application time ta and the repetition period tf of each phase for each electrode in the development region are shown. 本発明のトナー搬送装置を構成するトナー搬送部材上の概略図を示す。FIG. 2 is a schematic view on a toner conveying member constituting the toner conveying device of the present invention. 所定の条件での搬送部材表面の実効電位Vdevを測定した結果の一例を示す。An example of the result of measuring the effective potential Vdev on the surface of the conveying member under a predetermined condition is shown. トナー搬送部材上の実行電位Vdev検知と制御のフローチャートの一例を示す。An example of a flowchart of detection and control of an execution potential Vdev on the toner conveying member is shown. 画像形成装置の一例の概略構成図を示す。1 is a schematic configuration diagram of an example of an image forming apparatus. プロセスカートリッジの概略構成図である。It is a schematic block diagram of a process cartridge. 画像形成装置の一例の概略構成図を示す。1 is a schematic configuration diagram of an example of an image forming apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 潜像担持体
2 トナー搬送部材
3,13 現像剤担持体
4,14 現像剤収容部
5A,5B,15A,15B スクリュ
6 トナー補給口
7 現像剤層規制部材
10 現像装置
11 第一電圧印加手段
12 第二電圧印加手段
20 電極
101 支持基板
102 電極
103 表面保護層
103a 静電搬送面
V11〜V13、V21〜V23 駆動電圧
104 本体側電源
501,501K,501M,501C,501Y プロセスカートリッジ
502K,502M,502C,502Y 光書込み装置
503A 搬送ベルト
503Bk,503Bm,503Bc,503By 転写ローラ
504 定着装置
504a 加熱ローラ
504b 加圧ローラ
505 給紙装置
506 転写材
507 排紙部
510 装置本体
511 搬送ローラ
512 従動ローラ512
513,514 テンションローラ
515 吸着ローラ
516 Pセンサ516
521 像担持体
531 接触帯電部材(帯電ローラ)
541 現像装置
551 クリーニング装置
552 クリーニングブレード
553 廃トナー格納部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Latent image carrier 2 Toner conveyance member 3,13 Developer carrier 4,14 Developer accommodating part 5A, 5B, 15A, 15B Screw 6 Toner replenishment port 7 Developer layer control member 10 Developing device 11 First voltage application means 12 Second voltage applying means 20 Electrode 101 Support substrate 102 Electrode 103 Surface protective layer 103a Electrostatic transfer surface V11 to V13, V21 to V23 Drive voltage 104 Main body side power supply 501, 501K, 501M, 501C, 501Y Process cartridge 502K, 502M, 502C, 502Y Optical writing device 503A Conveying belt 503Bk, 503Bm, 503Bc, 503By Transfer roller 504 Fixing device 504a Heating roller 504b Pressure roller 505 Paper feeding device 506 Transfer material 507 Paper discharging unit 510 Device main body 511 Conveying roller 512 Followed roller 512
513,514 Tension roller 515 Adsorption roller 516 P sensor 516
521 Image carrier 531 Contact charging member (charging roller)
541 Developing device 551 Cleaning device 552 Cleaning blade 553 Waste toner storage unit

Claims (10)

トナーを静電気力で搬送、ホッピングさせるための電界を発生させる複数の電極を有するトナー搬送部材を具備するトナー搬送装置であって、
前記トナー搬送部材上の表面電位を測定する、表面電位測定手段を具備していることを特徴とするトナー搬送装置。
A toner conveying device comprising a toner conveying member having a plurality of electrodes for generating an electric field for conveying and hopping toner by electrostatic force,
A toner conveying apparatus comprising surface potential measuring means for measuring a surface potential on the toner conveying member.
少なくとも、前記トナー搬送部材上をトナーが搬送する際に、前記表面電位測定手段により、トナー搬送部材上の表面電位を測定するようになされていることを特徴とする請求項1に記載のトナー搬送装置。   2. The toner transport according to claim 1, wherein at least when the toner is transported on the toner transport member, the surface potential on the toner transport member is measured by the surface potential measuring means. apparatus. 前記トナー搬送部材上の表面電位を測定する時間を可変とすることを特徴とする請求項1又は2に記載のトナー搬送装置。   The toner conveying device according to claim 1, wherein the time for measuring the surface potential on the toner conveying member is variable. 前記表面電位測定手段による測定結果に基づいて、前記トナー搬送部材上の表面電位を制御する表面電位制御手段を有していることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のトナー搬送装置。   4. The apparatus according to claim 1, further comprising a surface potential control unit configured to control a surface potential on the toner conveying member based on a measurement result obtained by the surface potential measurement unit. 5. Toner transport device. 前記トナー搬送部材上の前記表面電位制御手段は、複数の電極に印加する電圧パラメータを変化させるようになされていることを特徴とする請求項4に記載のトナー搬送装置。   The toner conveying apparatus according to claim 4, wherein the surface potential control unit on the toner conveying member is configured to change a voltage parameter applied to a plurality of electrodes. 静電潜像担持体と対向して配置され、前記静電潜像担持体上の静電潜像を現像する現像装置であって、
請求項1〜5の何れか一項に記載のトナー搬送装置を具備していることを特徴とする現像装置。
A developing device that is arranged to face an electrostatic latent image carrier and develops the electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier,
A developing device comprising the toner conveying device according to claim 1.
トナー搬送装置にトナーを供給するトナー供給手段を有し、
前記トナー供給手段によって供給されたトナーは、トナー搬送部材上を静電潜像担持体と対向する位置まで搬送され、現像に使用されなかったトナーはそのままトナー搬送部材上を搬送される現像装置であって、
前記トナー搬送部材上の表面電位制御手段は、トナー搬送部材上のトナー搬送方向に対して、トナー供給手段より下流側で、静電潜像担持体と対向する位置よりも上流に設けることを特徴とする請求項6に記載の現像装置。
A toner supply means for supplying toner to the toner conveying device;
The toner supplied by the toner supply means is transported to a position facing the electrostatic latent image carrier on the toner transport member, and the toner not used for development is transported on the toner transport member as it is. There,
The surface potential control means on the toner conveying member is provided downstream of the toner supply means and upstream of the position facing the electrostatic latent image carrier with respect to the toner conveying direction on the toner conveying member. The developing device according to claim 6.
請求項6又は7に記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the developing device according to claim 6. 電子写真プロセスにおける潜像担持体、帯電手段、クリーニング手段のうちの少なくとも一つと、
請求項6又は7に記載の現像装置を一体に保持したことを特徴とするプロセスカートリッジ。
At least one of a latent image carrier, charging means, and cleaning means in an electrophotographic process;
8. A process cartridge comprising the developing device according to claim 6 integrally held therein.
請求項9に記載のプロセスカートリッジを一つまたは複数備えていることを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus comprising one or a plurality of process cartridges according to claim 9.
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