JP2007127862A - Developing device, and image forming apparatus and process cartridge using the developing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、現像剤を搬送する現像剤供給部材と、現像剤供給部材から供給されるトナーを搬送するトナー搬送部材とを備えた現像装置に関し、特に、ニップ領域において現像剤供給部材からトナー搬送部材に供給されたトナーを、搬送電界により堆積や貼り付きなどが無く好適に現像領域へ搬送するように構成した現像装置とそれを用いた画像形成装置、プロセスカートリッジ及び現像方法と画像形成方法に関する。
The present invention relates to a developing device including a developer supply member that transports a developer and a toner transport member that transports toner supplied from the developer supply member, and in particular, transports toner from the developer supply member in a nip region. BACKGROUND OF THE
複写装置、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置として、電子写真プロセスを用いて、潜像担持体に潜像を形成し、この潜像にトナー(以下「粉体」と表現することがある。)を付着させてトナー像として可視像化し、このトナー像を記録媒体に転写、あるいは中間転写部材に一旦転写した後、記録媒体に転写することにより画像を形成するものがある。 As an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile machine, an electrophotographic process is used to form a latent image on a latent image carrier, and toner (hereinafter sometimes referred to as “powder”) is formed on the latent image. To form a visible image as a toner image, and the toner image is transferred to a recording medium or transferred to an intermediate transfer member and then transferred to a recording medium to form an image.
このような画像形成装置において、潜像を現像する現像装置としては、従来から、現像装置内で攪拌されたトナーを現像剤担持体である現像ローラ表面に担持し、現像ローラを回転させることによって潜像担持体の表面に対向する位置まで搬送し、潜像担持体の潜像を現像し、現像終了後、潜像担持体に転写しなかったトナーは現像ローラの回転により現像装置内に回収し、新たにトナーを攪拌・帯電して再び現像ローラに担持して搬送するようにしたものが知られている。 In such an image forming apparatus, as a developing device for developing a latent image, conventionally, the toner stirred in the developing device is carried on the surface of the developing roller as a developer carrying member, and the developing roller is rotated. The latent image carrier is transported to a position facing the surface of the latent image carrier, and the latent image on the latent image carrier is developed. After the development, the toner that has not been transferred to the latent image carrier is collected in the developing device by the rotation of the developing roller. In addition, there is a known toner that is newly stirred and charged and then carried again on the developing roller and conveyed.
例えば、トナー搬送装置を基底部材と直線電極配列と交流多相電源から構成し、進行静電波パターンによって帯電したトナーを像形成表面へ供給する手法が提案されている。このトナー搬送装置は回転可能なブラシを備えており、トナー供給源から基底部材へトナーを供給するように構成されている(例えば、特許文献1参照。)。 For example, a method has been proposed in which a toner conveying device is composed of a base member, a linear electrode array, and an AC multiphase power supply, and toner charged by a traveling electrostatic wave pattern is supplied to the image forming surface. The toner conveying device includes a rotatable brush and is configured to supply toner from a toner supply source to a base member (see, for example, Patent Document 1).
また、予備荷電手段によって予備荷電した現像剤を搬送電界発生手段を備えた現像剤担持送体に供給し、供給された現像剤を現像剤担持送体により搬送する手法が提案されている。この場合の予備荷電手段の一つとして、予備荷電ローラと現像剤担持送体の間で現像剤を摩擦する方法を用いて荷電している。もう一つの予備荷電手段としては、現像剤としてトナーとキャリアを用い、攪拌羽根によって摩擦接触させて荷電を行う方法を用いている。この場合、マグネットローラが内装されたスリーブローラを用いて現像剤をスリーブローラの表面に保持し、磁気ブラシの状態で現像剤担持送体に供給するように構成している(例えば、特許文献2参照。)。 Further, a method has been proposed in which the developer precharged by the precharging means is supplied to a developer carrying body provided with a carrying electric field generating means, and the supplied developer is carried by the developer carrying body. As one of the preliminary charging means in this case, charging is performed by using a method of rubbing the developer between the preliminary charging roller and the developer carrying body. As another preliminary charging means, a method is used in which toner and carrier are used as developers, and charging is performed by frictional contact with stirring blades. In this case, the developer is held on the surface of the sleeve roller by using a sleeve roller having a magnet roller built in, and is supplied to the developer carrying body in the state of a magnetic brush (for example, Patent Document 2). reference.).
上記特許文献1及び特許文献2は、いずれもトナーを潜像担持体に対向する位置まで搬送し、振動、浮遊、スモーク化させて、潜像担持体との間で生じる吸引力で搬送面からトナーを分離して潜像担持体表面に付着させるようにしたものである。
しかし、特許文献1は2成分磁気ブラシから搬送電極へ帯電したトナーのみを単に供給するようにしたものであり、このような手法ではトナーの供給量が増加するとトナーが堆積して搬送できなくなる可能性がある。一方、特許文献2の予め帯電したトナーを単に搬送部材に供給して電界カーテンにより搬送する手法でも上記同様にトナー過剰供給時においてトナーが搬送部材に貼り付くという問題が発生する。
したがって、上記技術では従来から使用されている磁気ブラシローラを適用しただけであって、トナー搬送における適正条件については考慮されていないため、経時的に不安定となり、トナー搬送部材による安定したトナー搬送を行うことができないという課題がある。
In both
However,
Therefore, in the above technique, only the magnetic brush roller that has been conventionally used is applied, and the proper conditions for toner conveyance are not taken into consideration, so that it becomes unstable over time and stable toner conveyance by the toner conveyance member There is a problem that cannot be performed.
一方、本出願人は、静電気力による粉体の水平方向の移動(搬送)と垂直方向の移動(ホッピング)を含む現象を利用し、静電搬送部材の表面を、移相電界によって粉体が進行方向の成分を持って飛び跳ねる現象を利用した現像方式を用いる装置を提案している。
すなわち、この現像装置は、潜像担持体に対向して配置され、粉体を移動させる進行波電界を発生するための複数の電極を有する搬送部材を備え、搬送部材の電極には、粉体が潜像の画像部に対しては潜像担持体側に向かい、非画像部に対しては粉体が潜像担持体と反対側に向かう方向の電界を形成するn相の電位が印加されるものであり、搬送部材に対する現像剤の供給は帯電したトナーを平板上の搬送部材に直接供給するように構成している(例えば、特許文献3参照。)。
また、本出願人は、磁気ブラシローと、磁気ブラシローから供給されたトナーを感光体に搬送する現像ローラとを備えた現像装置において、トナーの帯電量個数分布を規定することにより、高品質のトナー像を形成する手法を提案している(例えば、特許文献4参照。)。
On the other hand, the applicant uses a phenomenon including horizontal movement (conveyance) and vertical movement (hopping) of the powder due to electrostatic force, and the surface of the electrostatic conveyance member is moved by the phase-shift electric field. An apparatus using a developing method utilizing a phenomenon of jumping with a component in the traveling direction has been proposed.
That is, the developing device includes a conveying member that is disposed to face the latent image carrier and has a plurality of electrodes for generating a traveling wave electric field that moves the powder. Is applied to the image portion of the latent image toward the latent image carrier, and to the non-image portion, an n-phase potential is applied to form an electric field in a direction in which the powder is directed to the opposite side of the latent image carrier. The developer is supplied to the conveying member so that charged toner is directly supplied to the conveying member on the flat plate (see, for example, Patent Document 3).
Further, the applicant of the present invention provides a high-quality toner by defining a toner charge quantity distribution in a developing device that includes a magnetic brush row and a developing roller that conveys toner supplied from the magnetic brush row to a photoreceptor. A technique for forming an image has been proposed (see, for example, Patent Document 4).
上記特許文献3の搬送用の電極を有した搬送部材でトナーを像担持体近傍まで搬送し現像を行う手法によれば、移相電界によってトナーを搬送させる搬送部材に対してトナーを安定供給することができる。また特許文献4の手法によれば、地汚れや画像濃度不足のないトナー像が形成される。
しかし、上記現像装置では何れも供給部材について詳細な規定がなく、多量のトナーを供給すると、トナーが搬送部材上に滞留して所定のトナー搬送ができなくなるという状況が起こる可能性があり、更に好適にトナーを現像領域へ搬送できるようにすることが望まれる。
According to the technique disclosed in
However, none of the above developing devices has a detailed definition of the supply member, and if a large amount of toner is supplied, there is a possibility that the toner will stay on the conveyance member and the predetermined toner conveyance cannot be performed. It is desirable to allow the toner to be transported to the development area.
従来技術で述べたように、潜像担持体上の潜像にトナーを付着させて現像する現像装置の構成として、2成分現像剤を用いて供給部材で磁気穂(磁気ブラシ)を形成して予めトナーを帯電し、帯電したトナーを供給部材から搬送部材(搬送基板)へ供給するものが知られている。
帯電したトナーを供給部材から搬送部材に供給する場合、主に電界の力で供給部材から搬送部材の電極へトナーを移動させることになるが、この時の供給量が過剰であったりタイミングがずれたりすることにより、搬送電極上でトナーが滞留したり、搬送される現像剤量が極端に低下する場合がある。特に、供給部材から搬送基板へ供給されるトナー量が多くなり、搬送基板上にトナーが積層して多層になると搬送基板の搬送電界がトナーに作用しなくなったり、トナーが凝集して搬送基板に付着し(貼り付き)、最悪の場合にはトナーが搬送されないという問題が発生する可能性がある。
As described in the prior art, as a configuration of a developing device that develops by attaching toner to a latent image on a latent image carrier, a magnetic brush (magnetic brush) is formed by a supply member using a two-component developer. 2. Description of the Related Art There has been known a technique in which toner is charged in advance and the charged toner is supplied from a supply member to a conveyance member (conveyance substrate).
When supplying the charged toner from the supply member to the conveyance member, the toner is moved from the supply member to the electrode of the conveyance member mainly by the force of the electric field, but the supply amount at this time is excessive or the timing is shifted. In some cases, the toner may stay on the transport electrode or the amount of developer transported may be extremely reduced. In particular, the amount of toner supplied from the supply member to the transport substrate increases, and when the toner is stacked on the transport substrate to form a multilayer, the transport electric field of the transport substrate does not act on the toner or the toner aggregates and forms a transport substrate. There is a possibility that the toner adheres (sticks) and, in the worst case, the toner is not conveyed.
すなわち、本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、磁気ブラシを形成して現像剤を搬送する現像剤供給部材と、該現像剤供給部材から供給されるトナーを現像領域へ搬送するトナー搬送部材とを備えた現像装置において、
現像剤供給部材により高密度状態で現像剤を搬送するとともに、常に安定して多量のトナーをトナー搬送部材に供給し、供給されたトナーをトナー搬送部材により堆積や貼り付きなどがなく経時的に安定して搬送を行うことができ、トナーの飛散や画像の地汚れがない現像装置を提供することを目的とするとともに、この現像装置を用いた画像形成装置、プロセスカートリッジ及び現像方法、画像形成方法を提供することを目的とする。
併せて、本発明の現像装置にはEH(Electrostatic transport& Hopping)現象を利用し、低電圧駆動を可能とし、高い現像効率を達成することを目的とする。
That is, the present invention has been made in view of the above problems, and a developer supply member that forms a magnetic brush and conveys the developer, and toner that is supplied from the developer supply member is conveyed to the development region. A developing device including a toner conveying member;
The developer is transported in a high density state by the developer supply member, and a large amount of toner is always stably supplied to the toner transport member, and the supplied toner is not deposited or stuck by the toner transport member over time. An object of the present invention is to provide a developing device that can stably convey and is free from toner scattering and image smearing, as well as an image forming apparatus, a process cartridge, a developing method, and image forming using the developing device. It aims to provide a method.
At the same time, the developing device of the present invention uses an EH (Electrostatic Transport & Hopping) phenomenon to enable low voltage driving and to achieve high developing efficiency.
ここで、EH現象とは、粉体が移相電界のエネルギーを与えられ、そのエネルギーが機械的なエネルギーに変換されて、粉体自身が動的に変動する現象をいう。このEH現象は、静電気力による粉体の水平方向の移動(搬送)と垂直方向の移動(ホッピング)を含む現象であり、静電搬送部材の表面を、移相電界によって粉体が進行方向の成分を持って飛び跳ねる現象であり、このEH現象を用いた現像方式をEH現像という。 Here, the EH phenomenon refers to a phenomenon in which the powder itself is given a phase-shifting electric field energy, the energy is converted into mechanical energy, and the powder itself dynamically changes. This EH phenomenon is a phenomenon including horizontal movement (conveyance) and vertical movement (hopping) of the powder due to electrostatic force, and the surface of the electrostatic conveyance member is moved in the direction of travel by the phase-shift electric field. This is a phenomenon of jumping with components, and a developing system using this EH phenomenon is called EH development.
なお、本明細書において、EH現象における搬送部材上の粉体の振る舞いを区別して表現する場合、基板水平方向への移動については、「搬送」、「搬送速度」、「搬送方向」、「搬送距離」という表現を使用し、基板垂直方向への飛翔(移動)については、「ホッピング」、「ホッピング速度」、「ホッピング方向」、「ホッピング高さ(距離)」という表現を使用し、搬送部材上での「搬送及びホッピング」は「移送」と総称する。なお、搬送部材、搬送基板という用語に含まれる「搬送」は「移送」と同義である。 In this specification, when the behavior of the powder on the transport member in the EH phenomenon is distinguished and expressed, the movement in the horizontal direction of the substrate is “transport”, “transport speed”, “transport direction”, “transport”. The expression “distance” is used, and for the flight (movement) in the vertical direction of the substrate, the expressions “hopping”, “hopping speed”, “hopping direction”, and “hopping height (distance)” are used. “Transport and hopping” above is collectively referred to as “transfer”. Note that “transport” included in the terms of the transport member and the transport substrate is synonymous with “transfer”.
本発明者らは鋭意検討した結果、現像装置の現像剤供給部材からトナー搬送部材へトナーを供給するニップ領域におけるトナー搬送部材の搬送電界条件あるいはトナー搬送部材の配設条件を規定することにより、上記課題が解決されることを見出し本発明に至った。以下、本発明について具体的に説明する。 As a result of intensive studies, the inventors of the present invention have defined the electric field condition of the toner conveying member or the arrangement condition of the toner conveying member in the nip region for supplying toner from the developer supply member of the developing device to the toner conveying member. The inventors have found that the above problems can be solved and have reached the present invention. Hereinafter, the present invention will be specifically described.
すなわち、本発明は、表面に現像剤を保持し、該現像剤を搬送する現像剤供給部材と、該現像剤供給部材から供給されるトナーを潜像担持体と対向する現像領域(A1)へ搬送するトナー搬送部材とを備え、A1で潜像担持体上の潜像にトナーを付着させて現像する現像装置において、
前記現像剤供給部材と前記トナー搬送部材は、現像剤供給部材がトナーを供給するニップ領域(A2)を介して対向配置され、
該現像剤供給部材は、トナー供給電界形成用の電源(B1)に接続され、
該トナー搬送部材は、複数の電極を備えるとともに、該電極に搬送電界を形成する電源(B2)に接続され、
電源(B1)のバイアス印加により現像剤供給部材からトナー搬送部材に供給されたトナーを搬送する際、
電源(B2)のバイアス印加によりニップ領域(A2)内に位置する電極の所定箇所を境界にしてトナーの搬送電界方向を分割して形成し、一方はトナーが現像領域(A1)へ向かうように、他方はA1と逆に向かうように構成したことを特徴とする現像装置である。(請求項1)
That is, according to the present invention, the developer is held on the surface, and the developer supply member that transports the developer and the toner supplied from the developer supply member to the development area (A1) facing the latent image carrier. A developing device that includes a toner conveying member that conveys the toner and attaches the toner to the latent image on the latent image carrier in A1, and develops the toner.
The developer supply member and the toner conveying member are arranged to face each other via a nip region (A2) where the developer supply member supplies toner,
The developer supply member is connected to a power supply (B1) for forming a toner supply electric field,
The toner transport member includes a plurality of electrodes and is connected to a power source (B2) that forms a transport electric field on the electrodes.
When transporting the toner supplied from the developer supply member to the toner transport member by applying a bias of the power supply (B1),
By applying a bias of the power source (B2), the direction of the toner electric field is divided at a predetermined position of the electrode located in the nip area (A2), and one of the toner is directed toward the development area (A1). The other is a developing device characterized in that it is configured to go in the opposite direction to A1. (Claim 1)
上記構成とすることで、現像剤供給部材から高密度状態で安定して多量のトナーがトナー搬送部材に供給され、しかも、ニップ領域(A2)内でトナーの搬送電界方向を分割することにより、トナーの搬送量が適正に規定され、トナーの堆積や貼り付きが発生することなく効率的に安定してトナー搬送を行うことができる。また、低電圧駆動が可能であり、トナーの飛散や画像の地汚れもなく、高い現像効率で高品質現像を行うことができる。 With the above configuration, a large amount of toner is stably supplied from the developer supply member in a high density state to the toner transport member, and the toner transport electric field direction is divided in the nip region (A2). The toner conveyance amount is properly defined, and toner conveyance can be performed efficiently and stably without causing toner accumulation or sticking. Further, low-voltage driving is possible, and high-quality development can be performed with high development efficiency without toner scattering and image smearing.
また、本発明は、上記現像装置(請求項1)において、前記トナー搬送部材が、円筒状、ベルト状または基板状の何れかの形状を有する部材であることを特徴とする。 In the developing device (claim 1), the toner conveying member is a member having any one of a cylindrical shape, a belt shape, and a substrate shape.
上記現像装置は、円筒状、ベルト状または基板状の何れの搬送部材形状でも使用することができ、トナーの堆積や貼り付きが発生することなく効率的に安定してトナー搬送を行うことができるので、搭載される画像形成装置の構成に柔軟に対応することができる。 The developing device can be used in any shape of a cylindrical, belt-shaped or substrate-shaped conveying member, and can efficiently and stably convey toner without causing toner accumulation or sticking. Therefore, it is possible to flexibly cope with the configuration of the mounted image forming apparatus.
また、本発明は、上記現像装置(請求項1)において、前記トナー搬送部材による現像領域(A1)へのトナー搬送方向と、現像剤供給部材による現像剤の搬送方向が逆であることを特徴とする。 According to the present invention, in the developing device (Claim 1), the toner transport direction to the development area (A1) by the toner transport member is opposite to the developer transport direction by the developer supply member. And
トナーの搬送方向と現像剤の供給方向とを逆にすることによって、例えば、二成分現像剤のキャリアから解離したトナーを再びキャリアや現像剤担持体に捕獲されることなくトナー搬送部材に供給し、貼り付きなどが無く、更に効率良く安定してトナーを搬送電界に乗せて搬送することができる。 By reversing the toner transport direction and the developer supply direction, for example, the toner dissociated from the carrier of the two-component developer is supplied to the toner transport member again without being captured by the carrier or developer carrier. In addition, the toner can be transported in a transport electric field stably and efficiently without sticking.
また、本発明は、上記現像装置(請求項1)において、電源(B2)のバイアス印加によりトナーの搬送電界方向を分割するニップ領域(A2)内に位置する電極の所定箇所における境界を可変とさせるようにしたことを特徴とする。 According to the present invention, in the developing device (Claim 1), the boundary at a predetermined position of the electrode located in the nip region (A2) that divides the direction of the electric field of toner conveyance can be changed by applying a bias of the power source (B2). It was made to let it be made to do.
電極の所定箇所における境界を可変とさせることにより、経時においてトナー貼り付き等が発生しても、貼り付き部を避けるようにトナーの搬送電界方向を分割する境界を変更し設定することが可能になるので、常に安定してトナー搬送を行うことができ、均一で高品質の現像を行うことが可能となる。 By making the boundary at a predetermined position of the electrode variable, even if toner sticking occurs over time, it is possible to change and set the boundary that divides the direction of electric field of toner to avoid the sticking part As a result, the toner can always be stably conveyed, and uniform and high-quality development can be performed.
また、本発明は、上記現像装置(請求項1)において、前記現像剤が、磁性キャリアと非磁性のトナーから成る二成分現像剤であり、該トナーはトナー母体表面に添加剤を被着し、その添加剤のトナー母体表面積に対する被覆率が50%以上であることを特徴とする。 According to the present invention, in the developing device (Claim 1), the developer is a two-component developer composed of a magnetic carrier and a nonmagnetic toner, and the toner adheres an additive to the surface of the toner base. The coverage of the additive with respect to the surface area of the toner base is 50% or more.
二成分現像剤は一成分現像剤と比較してトナー帯電安定性が良好であり、二成分現像剤を用いることによって現像剤担持体表面上に磁気ブラシが好適に形成され、トナーを良好にホッピングして搬送することができる。
そして、添加剤のトナー母体(樹脂を主成分とする)表面積に対する被覆率を規定することにより、トナー搬送部材に対してトナーの堆積や貼り付きが発生することなく更に効率的に、且つ安定してトナー搬送を行うことができる。
The two-component developer has better toner charging stability than the one-component developer. By using the two-component developer, a magnetic brush is suitably formed on the surface of the developer carrying member, and the toner is hopped well. And can be transported.
By defining the coverage ratio of the additive to the surface area of the toner base (resin as a main component), the toner conveying member is more efficiently and stable without causing toner accumulation or sticking. The toner can be conveyed.
更に、本発明は、表面に現像剤を保持し、該現像剤を搬送する現像剤供給部材と、該現像剤供給部材から供給されるトナーを潜像担持体と対向する現像領域(A1)へ搬送するトナー搬送部材とを備え、A1で潜像担持体上の潜像にトナーを付着させて現像する現像装置において、
前記現像剤供給部材と前記トナー搬送部材は、現像剤供給部材がトナーを供給するニップ領域(A2)を介して対向配置され、且つトナー搬送部材の一方の端部はニップ領域(A2)内に配設され、
該現像剤供給部材は、トナー供給電界形成用の電源(B1)に接続され、
該トナー搬送部材は、複数の電極を備えるとともに、該電極に搬送電界を形成する電源(B2)に接続され、
電源(B1)のバイアス印加により現像剤供給部材からトナー搬送部材に供給されたトナーを搬送する際、
電源(B2)のバイアス印加によりニップ領域(A2)内に配設されたトナー搬送部材の一方の端部を搬送開始点としてトナーの搬送電界方向を形成し、トナーが現像領域(A1)に向かうように構成したことを特徴とする現像装置である。(請求項6)
Further, according to the present invention, a developer supply member that holds a developer on the surface and conveys the developer, and a toner supplied from the developer supply member to a development area (A1) that faces the latent image carrier. A developing device that includes a toner conveying member that conveys the toner and attaches the toner to the latent image on the latent image carrier in A1, and develops the toner.
The developer supply member and the toner conveying member are disposed to face each other via a nip region (A2) where the developer supplying member supplies toner, and one end of the toner conveying member is in the nip region (A2). Arranged,
The developer supply member is connected to a power supply (B1) for forming a toner supply electric field,
The toner transport member includes a plurality of electrodes and is connected to a power source (B2) that forms a transport electric field on the electrodes.
When transporting the toner supplied from the developer supply member to the toner transport member by applying a bias of the power supply (B1),
By applying a bias of the power source (B2), a toner conveying electric field direction is formed using one end of the toner conveying member disposed in the nip area (A2) as a conveying start point, and the toner moves toward the developing area (A1). The developing device is configured as described above. (Claim 6)
上記構成とすることで、現像剤供給部材から安定して多量のトナーがトナー搬送部材に供給され、しかも、現像剤供給部材と対向配置されるトナー搬送部材の一方の端部をニップ領域(A2)内に配設し、その端部を搬送開始点としてトナーの搬送電界方向を形成することにより、トナーの搬送量が適正に規定され、トナーの堆積や貼り付きが発生することなく効率的に安定してトナー搬送を行うことができる。また、低電圧駆動が可能であり、トナーの飛散や画像の地汚れもなく、高い現像効率で高品質現像を行うことができる。 With the above configuration, a large amount of toner is stably supplied from the developer supply member to the toner transport member, and one end of the toner transport member disposed to face the developer supply member is connected to the nip region (A2). ) And forming the toner electric field direction with the end thereof as the conveyance start point, the toner conveyance amount is properly defined, and the toner can be efficiently accumulated without causing toner accumulation or sticking. The toner can be stably conveyed. Further, low-voltage driving is possible, and high-quality development can be performed with high development efficiency without toner scattering and image smearing.
また、本発明は、上記現像装置(請求項6)において、前記トナー搬送部材が、円筒状、ベルト状または基板状の何れかの形状を有する部材であることを特徴とする。 In the developing device (claim 6), the toner conveying member is a member having any one of a cylindrical shape, a belt shape, and a substrate shape.
現像装置(請求項1)において説明したのと同様、円筒状、ベルト状または基板状の何れの搬送部材形状でも使用することができ、安定してトナー搬送が行えるので、搭載される画像形成装置の構成に柔軟に対応することができる。 As described in the developing device (Claim 1), any cylindrical, belt-like or substrate-like conveying member shape can be used, and toner can be stably conveyed. It is possible to respond flexibly to the configuration of
また、本発明は、上記現像装置(請求項6)において、前記トナー搬送部材によるトナー搬送方向と、現像剤供給部材による現像剤の搬送方向が逆であることを特徴とする。 In the developing device (claim 6), the toner transport direction by the toner transport member and the developer transport direction by the developer supply member are opposite to each other.
現像装置(請求項1)において説明したのと同様、例えば、二成分現像剤のキャリアから解離したトナーを再びキャリアや現像剤担持体に捕獲されることなくトナー搬送部材に供給し、貼り付きなどが無く、更に効率良く安定してトナーを搬送電界に乗せて搬送することができる。 As described in the developing device (Claim 1), for example, the toner dissociated from the carrier of the two-component developer is supplied again to the toner conveying member without being captured by the carrier or the developer carrying member, and is stuck. Therefore, the toner can be transported on the transport electric field more efficiently and stably.
また、本発明は、上記現像装置(請求項6)において、前記現像剤が、磁性キャリアと非磁性のトナーから成る二成分現像剤であり、該トナーはトナー母体表面に添加剤を被着し、その添加剤のトナー母体表面積に対する被覆率が50%以上であることを特徴とする。 According to the present invention, in the developing device (Claim 6), the developer is a two-component developer composed of a magnetic carrier and a nonmagnetic toner, and the toner adheres an additive to the surface of the toner base. The coverage of the additive with respect to the surface area of the toner base is 50% or more.
現像装置(請求項1)において説明したのと同様、二成分現像剤を用いることによって現像剤担持体表面上に磁気ブラシが好適に形成され、トナーが良好に搬送される。
そして、添加剤の被覆率を規定することにより、トナー搬送部材に対してトナーの堆積や貼り付きが発生することなく更に効率的且つ安定してトナー搬送を行うことができる。
As described in the developing device (Claim 1), by using a two-component developer, a magnetic brush is suitably formed on the surface of the developer carrying member, and the toner is conveyed well.
By defining the coverage of the additive, toner can be transported more efficiently and stably without causing toner accumulation or sticking to the toner transport member.
また、本発明は、上記何れか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。
に係るものである。
According to another aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising the developing device as described above.
It is related to.
上記画像形成装置によれば、前記何れかに記載の現像装置を備えているので、トナーの飛散や地汚れなどもなく、経時におけるトナーの安定供給が達成され、画像品質を向上することができ、更に、装置の小型化、低コスト化を図ることができる。 According to the image forming apparatus, since any one of the developing devices described above is provided, there is no scattering of toner or background contamination, stable supply of toner over time can be achieved, and image quality can be improved. In addition, the apparatus can be reduced in size and cost.
また、本発明は、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、上記何れか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に係るものである。 The present invention also relates to a process cartridge characterized by integrally holding at least one of a latent image carrier, a charging unit, and a cleaning unit in an electrophotographic process, and the developing device described above. It is.
上記構成のプロセスカートリッジによれば、低電圧駆動が可能であり、高い現像効率で高品質現像を行うことができ、装置の小型化、メンテナンス性の向上が図れ、適宜交換することにより、常に安定した現像を行うことができる。 According to the process cartridge having the above-described configuration, low voltage driving is possible, high-quality development can be performed with high development efficiency, the apparatus can be downsized and maintenance can be improved, and it is always stable by replacing as appropriate. Development can be performed.
また、本発明は、上記記載のプロセスカートリッジを備えていることを特徴とする画像形成装置に係るものである。 The present invention also relates to an image forming apparatus including the process cartridge described above.
上記プロセスカートリッジを備えた画像形成装置によれば、カートリッジを適宜交換することにより、常に安定した高品質の画像を形成することができる。更に、メンテナンス性が良好で、装置の小型化、低コスト化を図ることができる。 According to the image forming apparatus provided with the process cartridge, a stable and high-quality image can always be formed by appropriately replacing the cartridge. In addition, the maintainability is good, and the apparatus can be reduced in size and cost.
また、本発明は、前記何れかに記載の現像装置により、潜像担持体上の潜像にトナーを付着させて現像することを特徴とする現像方法に係るものである。 According to another aspect of the present invention, there is provided a developing method characterized in that the developing device according to any one of the above includes developing toner by attaching toner to the latent image on the latent image carrier.
上記現像方法によれば、経時においてもトナー搬送部材に対してトナーの堆積や貼り付きが発生することなく安定してトナー搬送を行うことができ、トナーの飛散や画像の地汚れもなく、現像品質が向上する。 According to the above developing method, it is possible to stably carry the toner without causing toner accumulation or sticking to the toner carrying member over time, and without developing toner scattering and image smearing. Quality is improved.
また、本発明は、上記記載の現像方法を用いたことを特徴とする画像形成方法に係るものである。 The present invention also relates to an image forming method using the developing method described above.
上記画像形成方法によれば、低電圧駆動が可能であり、高い現像効率で高品質現像を行うことができるとともに、常に安定して高品質の画像を形成することができる。 According to the image forming method, low voltage driving is possible, high quality development can be performed with high development efficiency, and a high quality image can always be stably formed.
本発明に係る現像装置によれば、経時においてもトナーの供給を安定して行うことができる現像品質の高い現像装置が提供される。また、低電圧で現像することができるため、潜像担持体の耐久性が向上するとともに、環境問題を回避することができる。
本発明に係る画像形成装置によれば、画像品質を向上することができ、装置の小型化、低コスト化が図れる。
本発明に係るプロセスカートリッジによれば、メンテナンス性の向上、装置の小型化が図れる。
本発明に係るプロセスカートリッジを備えた画像形成装置によれば、画像品質を向上することができる。プロセスカートリッジを複数備えれば、フルカラー画像形成装置を構成することができる。
本発明に係る現像方法によれば、トナー供給を安定して行うことができるとともに、高い現像効率で高品質現像を行うことができる。
本発明に係る画像形成方法によれば、低電圧駆動、トナーの飛散抑制などによる高品質現像により、高画質画像を形成することができる。
The developing device according to the present invention provides a developing device with high development quality capable of stably supplying toner even over time. Further, since development can be performed at a low voltage, durability of the latent image carrier is improved and environmental problems can be avoided.
According to the image forming apparatus of the present invention, the image quality can be improved, and the size and cost of the apparatus can be reduced.
According to the process cartridge of the present invention, it is possible to improve maintainability and downsize the apparatus.
According to the image forming apparatus including the process cartridge according to the present invention, the image quality can be improved. If a plurality of process cartridges are provided, a full-color image forming apparatus can be configured.
According to the developing method of the present invention, toner can be supplied stably and high quality development can be performed with high development efficiency.
According to the image forming method of the present invention, a high-quality image can be formed by high-quality development by low voltage driving, toner scattering suppression, and the like.
前述のように本発明における現像装置は、表面に現像剤を保持し、該現像剤を搬送する現像剤供給部材と、該現像剤供給部材から供給されるトナーを潜像担持体と対向する現像領域(A1)へ搬送するトナー搬送部材とを備え、A1で潜像担持体上の潜像にトナーを付着させて現像する現像装置において、
前記現像剤供給部材と前記トナー搬送部材は、現像剤供給部材がトナーを供給するニップ領域(A2)を介して対向配置され、
該現像剤供給部材は、トナー供給電界形成用の電源(B1)に接続され、
該トナー搬送部材は、複数の電極を備えるとともに、該電極に搬送電界を形成する電源(B2)に接続され、
電源(B1)のバイアス印加により現像剤供給部材からトナー搬送部材に供給されたトナーを搬送する際、
電源(B2)のバイアス印加によりニップ領域(A2)内に位置する電極の所定箇所を境界にしてトナーの搬送電界方向を分割して形成し、一方はトナーが現像領域(A1)へ向かうように、他方はA1と逆に向かうように構成したことを特徴とする。
As described above, the developing device according to the present invention has a developer holding member that holds the developer on the surface and transports the developer, and the toner supplied from the developer supplying member that faces the latent image carrier. A developing device that includes a toner conveying member that conveys the toner to a region (A1), and develops the toner by attaching the toner to the latent image on the latent image carrier in A1;
The developer supply member and the toner conveying member are arranged to face each other via a nip region (A2) where the developer supply member supplies toner,
The developer supply member is connected to a power supply (B1) for forming a toner supply electric field,
The toner transport member includes a plurality of electrodes and is connected to a power source (B2) that forms a transport electric field on the electrodes.
When transporting the toner supplied from the developer supply member to the toner transport member by applying a bias of the power supply (B1),
By applying a bias of the power source (B2), the direction of the toner electric field is divided at a predetermined position of the electrode located in the nip area (A2), and one of the toner is directed toward the development area (A1). The other is configured to be opposite to A1.
また、本発明における現像装置は、表面に現像剤を保持し、該現像剤を搬送する現像剤供給部材と、該現像剤供給部材から供給されるトナーを潜像担持体と対向する現像領域(A1)へ搬送するトナー搬送部材とを備え、A1で潜像担持体上の潜像にトナーを付着させて現像する現像装置において、
前記現像剤供給部材と前記トナー搬送部材は、現像剤供給部材がトナーを供給するニップ領域(A2)を介して対向配置され、且つトナー搬送部材の一方の端部はニップ領域(A2)内に配設され、
該現像剤供給部材は、トナー供給電界形成用の電源(B1)に接続され、
該トナー搬送部材は、複数の電極を備えるとともに、該電極に搬送電界を形成する電源(B2)に接続され、
電源(B1)のバイアス印加により現像剤供給部材からトナー搬送部材に供給されたトナーを搬送する際、
電源(B2)のバイアス印加によりニップ領域(A2)内に配設されたトナー搬送部材の一方の端部を搬送開始点としてトナーの搬送電界方向を形成し、トナーが現像領域(A1)に向かうように構成したことを特徴とする。
The developing device according to the present invention includes a developer supply member that holds a developer on the surface and conveys the developer, and a toner that is supplied from the developer supply member and a development region ( A developing device for developing the toner by attaching the toner to the latent image on the latent image carrier in A1;
The developer supply member and the toner conveying member are disposed to face each other via a nip region (A2) where the developer supplying member supplies toner, and one end of the toner conveying member is in the nip region (A2). Arranged,
The developer supply member is connected to a power supply (B1) for forming a toner supply electric field,
The toner transport member includes a plurality of electrodes and is connected to a power source (B2) that forms a transport electric field on the electrodes.
When transporting the toner supplied from the developer supply member to the toner transport member by applying a bias of the power supply (B1),
By applying a bias of the power source (B2), a toner conveying electric field direction is formed using one end of the toner conveying member disposed in the nip area (A2) as a conveying start point, and the toner moves toward the developing area (A1). It is configured as described above.
上記本発明の現像装置によれば、経時においてもトナーを安定して搬送を行うことができ、トナーの飛散や画像の地汚れのない高品質現像を高い現像効率で行うことができる。
また、EH現象を利用した低電圧駆動で現像することができるため、潜像担持体の耐久性が向上するとともに、NOxなどの発生がなく環境問題を回避することができる。
According to the developing device of the present invention, toner can be stably conveyed over time, and high-quality development without toner scattering and image smearing can be performed with high development efficiency.
In addition, since development can be performed with low voltage driving using the EH phenomenon, the durability of the latent image carrier is improved, and NOx is not generated, and environmental problems can be avoided.
ここで、上記トナー搬送部材は、円筒状やベルト状(無端状部材)または基板状の何れの形状でもよい。なお、円筒状部材とはローラ等を含み真円である必要はない。
現像装置に用いるトナー搬送部材を円筒状やベルト状(無端状部材)または基板状等、多様な形状とすることが可能であるため、画像形成装置の設計がどのような構成であっても本発明の現像装置が実現できて搭載が可能となり、仕様に対して柔軟に対応することができる。
なお、無端状部材における「無端」は端部のない部材形状を示すものであり、本発明で表現する「トナー搬送部材の一方の端部」における部材全体構造の端部とは別である。
Here, the toner conveying member may have any shape such as a cylindrical shape, a belt shape (an endless member), or a substrate shape. The cylindrical member does not need to be a perfect circle including a roller or the like.
Since the toner conveying member used in the developing device can have various shapes such as a cylindrical shape, a belt shape (endless member), or a substrate shape, this configuration can be used regardless of the configuration of the image forming apparatus. The developing device of the invention can be realized and can be mounted, and the specification can be flexibly handled.
Note that “endless” in the endless member indicates a member shape having no end, and is different from the end of the entire member structure in “one end of the toner conveying member” expressed in the present invention.
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。先ず、図1を参照して説明する。図1は、本発明に係る現像装置の第1実施形態を説明するための概略構成図である。
なお、第1実施形態は、上記電源(B2)のバイアス印加によりニップ領域(A2)内に位置する電極の所定箇所を境界にしてトナーの搬送電界方向を分割して形成し、一方はトナーが現像領域(A1)へ向かうように(正方向)、他方はA1と逆に向かうように構成した現像装置の場合である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, a description will be given with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram for explaining a first embodiment of a developing device according to the present invention.
In the first embodiment, by applying a bias of the power source (B2), the toner electric field direction is divided at a predetermined portion of the electrode located in the nip region (A2) as a boundary. This is the case of the developing device configured to go to the developing area (A1) (forward direction) and the other to the opposite of A1.
図1の現像装置34において、現像剤供給部材である磁気ブラシローラ43は、複数の磁極を有する磁石部材47を内蔵した非磁性の回転可能なスリーブ48で構成されている。磁石部材47は固定配置され、現像剤62がスリーブ48上の所定箇所を通過するときに磁力が作用するようになっている。本実施形態で用いたスリーブ48は、直径がφ18mmであり、表面粗さRz(十点平均粗さ)が10〜20μmの範囲に入るようにサンドブラスト処理されている。なお、現像剤62は、磁性キャリア(磁性粒子)61と非磁性のトナー(トナー)60から成る二成分現像剤であり、後述するように、トナーはトナー母体表面に帯電制御剤と添加剤を被着し、その添加剤のトナー母体表面積に対する被覆率が50%以上のものを使用している。
In the developing
磁気ブラシローラ43に内蔵された磁石部材47は、規制ブレード46による規制箇所から磁気ブラシローラ43の回転方向にN極(N1)、S極(S1)、N極(N2)、S極(S2)、S極(S3)の5つの磁極を有する。なお、磁石部材47の磁極の配置は、図1の構成に限定されるものではなく、磁気ブラシローラ43の周囲に設けられた規制ブレード46等の配置に応じて他の配置に設定してもよい。例えば、図2の別の概略構成図に示すように、規制ブレード46による規制箇所から磁気ブラシローラ43の回転方向にN極(N1)、S極(S1)、N極(N2)、S極(S2)の4つの磁極を配置してもよい。また、図1の現像装置34の例では、磁石部材47を固定配置しスリーブ48を回転駆動するように構成したが、スリーブ48を固定配置し、その内側のローラ状の磁石部材を回転させるように構成してもよい。
The
上記磁石部材47の磁力により、スリーブ48上にトナー60及び磁性粒子61からなる現像剤62がブラシ状に担持される。そして、磁気ブラシローラ43上の磁気ブラシ中のトナー60は、磁性粒子61と混合されることで規定の帯電量を得る。この磁気ブラシローラ43上のトナーの帯電量としては、−10〜−40[μC/g]の範囲が好適である。
Due to the magnetic force of the
上記磁性粒子61は金属もしくは樹脂をコアとしてフェライト等の磁性材料を含有し、表層はシリコン樹脂等で被覆されたものである。磁性粒子61の粒径は20〜50μmの範囲が好適である。また、磁性粒子61の抵抗は、ダイナミック抵抗DRで104〜1015Ωの範囲が好適である。
The
ここで、上記磁性粒子61のダイナミック抵抗DRの測定は、図3に示す測定装置を用いて、以下のように行うことができる。なお、図3は磁性粒子のダイナミック抵抗DRを測定する装置構成を示す模式図である。
先ず、接地した台座200の上方に、固定磁石を所定位置に内蔵した直径φ20mmの回転可能なスリーブ201をセットする。このスリーブ201の表面には、幅W=65mm及び長さL=0.5〜1mmの対向面積を有する対向電極(ドクタ)202を、ギャップg=0.9mmで対向させる。次に、スリーブ201を回転速度600rpm(線速628mm/sec)で回転駆動し始める。そして、回転しているスリーブ201上に測定対象の磁性粒子を所定量(14g)だけ担持させ、該スリーブ201の回転により該磁性粒子を10分間攪拌する。次に、スリーブ201に電圧を印加しない状態で、スリーブ201と対向電極202との間を流れる電流IRII[A]を電流計203で測定する。次に、直流電源204からスリーブ201に耐圧上限レベル(高抵抗シリコンコートキャリアでは400Vから鉄粉キャリアでは数V)の印加電圧E[V]を5分間印加する。本実施形態では200Vを印加した。そして、電圧Eを印加した状態でスリーブ201と対向電極202との間を流れる電流IRQ[A]を電流計203で測定する。
これらの測定結果から、次式(1)を用いてダイナミック抵抗DR[Ω]を算出することができる。なお、式中(1)中、DRはダイナミック抵抗を、Eは印加電圧を示す。
DR=E/(IRQ−IRII) …(1)
Here, the measurement of the dynamic resistance DR of the
First, a
From these measurement results, the dynamic resistance DR [Ω] can be calculated using the following equation (1). In the formula (1), DR represents a dynamic resistance, and E represents an applied voltage.
DR = E / (IRQ-IRII) (1)
また、前述の図1におけるトナー搬送部材(搬送部材)40は、現像剤供給部材(磁気ブラシローラ)43内の磁極N2に隣接するトナー供給領域(トナーを供給するニップ領域)A2で磁気ブラシローラ43上の磁気ブラシと接触するようにして対向するとともに、現像領域A1で潜像担持体(感光体)31に対向するように配設されている。すなわち、搬送部材42は、現像領域A1にトナーを搬送する。
Further, the toner conveying member (conveying member) 40 in FIG. 1 described above is a magnetic brush roller in the toner supply region (nip region for supplying toner) A2 adjacent to the magnetic pole N2 in the developer supply member (magnetic brush roller) 43. It is arranged so as to be in contact with the magnetic brush on 43 and to face the latent image carrier (photoconductor) 31 in the development area A1. That is, the
また、本実施形態では規制ブレード46と磁気ブラシローラ43の間の最近接部における間隔が500μmに設定され、また規制ブレード46に対向した磁石部材47の磁極N1を、規制ブレード46との対向位置よりも磁気ブラシローラ43の回転方向上流側に数度傾斜して位置している。これにより、ケーシング41内における現像剤62の循環流を容易に形成することができる。
Further, in the present embodiment, the distance at the closest portion between the regulating
上記規制ブレード46は、磁気ブラシローラ43との対向部で磁気ブラシローラ43上に形成された現像剤62の量を規制するように磁気ブラシと接触し、所定量の現像剤がトナー供給領域に搬送されるようにするとともに、現像剤62中のトナー60と磁性粒子61との摩擦帯電を促進させている。
The regulating
また、磁気ブラシローラ43は図示しない回転駆動装置により図1(図2も同様)の矢印c方向に回転駆動され、トナー供給ニップ領域(トナー供給領域)A2でトナー60のみが供給される。また、トナー供給領域A2におけるトナー搬送部材42と磁気ブラシローラ43のスリーブとのギャップは1.1mmに設定した。
Further, the
また、トナー搬送部材(搬送部材)42に設けられた輸送電界を形成するための電極には、電源(B2)49が接続され複数の電圧が印加されている。また、現像剤供給部材(磁気ブラシローラ)43のスリーブ48には、トナー供給領域A2にトナー供給用電界を形成するためのトナー供給バイアスVVXSを印加する電源(B1)50が接続されている。
In addition, a power source (B2) 49 is connected to an electrode for forming a transport electric field provided on the toner conveying member (conveying member) 42, and a plurality of voltages are applied thereto. The
次に、上記構成の現像装置34の動作を説明する。
図1のケーシング41内に収容された現像剤62は、トナー60と磁性粒子61が混合されたものであり、攪拌・搬送部材44,45や磁気ブラシローラ43のスリーブ48の回転力、磁石部材47の磁力によって攪拌され、そのときに、トナー60に磁性粒子61との摩擦帯電により電荷が付与される。
Next, the operation of the developing
The
一方、磁気ブラシローラ43上に担持された現像剤62は規制ブレード46によって規制され、トナー供給ニップ領域A2では、磁気ブラシ中のトナーが分離されて、トナー60の一定量がトナー供給バイアスで形成された電界等によって搬送部材に転移し、残りはケーシング41内に戻される。
On the other hand, the
本実施形態における現像剤供給部材(磁気ブラシローラ)の供給能力は、電位差1000[V]で0.6[mg/cm2]が供給される。ここでスリーブ48の回転線速は、40[cm/s]であり、幅1cm当たりの搬送能力は、0.6[mg/cm2]×40[cm/s]=24[mg/cm・s]となる。またこの時、トナー搬送部材上を搬送されるトナー量は、搬送部材の終端で2秒間に搬送された量から計算すると、供給と同様に2.4[mg/cm・s]であった。しかし、該磁気ブラシローラ403に印加する電圧を上げていくと供給能力は15[mg/cm・s]を超えたところで搬送部材上にトナーが積層して滞留してしまった。
The supply capability of the developer supply member (magnetic brush roller) in this embodiment is 0.6 [mg / cm 2 ] at a potential difference of 1000 [V]. Here, the linear velocity of rotation of the
ところが、図4(a)、(b)に示すようにトナー搬送部材(搬送部材)40における搬送方向を決めるバイアス印加の順番がトナー供給ニップ領域(ニップ領域)A2の一箇所を境にして、現像領域A1に向かう搬送方向(正方向)と、現像領域に対して逆方向に向かう、いわゆる双方向に移動できるように配設、制御することで供給ニップ領域で供給されたトナーは境界において両方向へ移動するようになる。 However, as shown in FIGS. 4A and 4B, the order of bias application for determining the conveyance direction in the toner conveyance member (conveyance member) 40 is one boundary of the toner supply nip region (nip region) A2. The toner supplied in the supply nip region can be moved in both directions at the boundary by being arranged and controlled so as to be able to move in a so-called bi-directional direction (forward direction) toward the development region A1 and in the opposite direction to the development region. To move to.
すなわち、図4(a)に示すように現像材供給部材(供給部材)43と搬送部材40の間において現像剤62の存在するニップ領域A2で、図4(b)に示すように搬送部材を分割して現像領域へ搬送する正方向と、前者と逆方向の供給領域内へトナーを移動させることが可能となるように搬送部材を構成する。
図4(a)において供給部材から搬送部材へ供給されたトナーは現像領域A1へ搬送されるが、逆方向へ搬送されたものはニップ領域A2内で再度磁気ブラシと接触することにより磁気ブラシに回収され、供給ローラを含む供給部へ戻る。
That is, in the nip region A2 where the
In FIG. 4A, the toner supplied from the supply member to the conveying member is conveyed to the developing area A1, but the toner conveyed in the reverse direction is brought into contact with the magnetic brush again in the nip area A2 to become a magnetic brush. It is collected and returned to the supply unit including the supply roller.
上記構成により実質上、搬送量が低減されて搬送部材上に多層のトナー層が形成されなくなってトナーの堆積や貼り付きが発生しにくくなり、円滑にトナーを搬送することが可能となる。 With the above-described configuration, the transport amount is substantially reduced, and a multilayer toner layer is not formed on the transport member, so that toner accumulation and sticking are less likely to occur, and the toner can be transported smoothly.
上記現像装置構成において、トナー搬送部材による現像領域(A1)へのトナー搬送方向と、現像剤供給部材による現像剤の搬送方向が逆であることが好ましい。
トナーの搬送方向と現像剤の供給方向とを逆にすることによって、効率良く安定してトナーを搬送電界に乗せて搬送することができる。例えば、二成分現像剤のキャリア(磁性粒子)から解離したトナーを再びキャリアや現像剤担持体に捕獲されることなくトナー搬送部材に供給することができる。したがって、更に効率良く安定してトナーを搬送電界に乗せて搬送することができる。
In the above developing device configuration, it is preferable that the toner transport direction to the development area (A1) by the toner transport member is opposite to the developer transport direction by the developer supply member.
By reversing the toner transport direction and the developer supply direction, the toner can be transported in a transport electric field efficiently and stably. For example, the toner dissociated from the carrier (magnetic particles) of the two-component developer can be supplied to the toner conveying member without being captured again by the carrier or developer carrier. Therefore, the toner can be transported in a transport electric field more efficiently and stably.
また、上記現像装置構成において、電源(B2)のバイアス印加によりトナーの搬送電界方向を分割するニップ領域(A2)内に位置する電極の所定箇所における境界を可変とするのが好ましい。
すなわち、電極の所定箇所における境界を可変とさせることにより、時間経過とともにトナーの体積や貼り付き等が生じたとしても、トナーの搬送電界方向を分割する境界を変更し、この貼り付き部を避けるように設定できるため、好適な条件で安定して継続的なトナー搬送を行うことができる。
In the developing device configuration, it is preferable that the boundary at a predetermined position of the electrode located in the nip region (A2) that divides the direction of the electric field of toner conveyance is changed by applying a bias of the power source (B2).
That is, by making the boundary at a predetermined position of the electrode variable, even if the toner volume or sticking occurs over time, the boundary that divides the direction of the toner electric field is changed to avoid this sticking part. Therefore, stable and continuous toner conveyance can be performed under suitable conditions.
次に、本発明に係る現像装置の第2実施形態について図5を参照して説明する。図5は、本発明に係る現像装置の第2実施形態を説明するための模式図である。
なお、第2実施形態は、現像剤供給部材と対向配置されるトナー搬送部材の一方の端部をニップ領域(A2)内に配設し、この端部を搬送開始点としてトナーの搬送電界方向を形成してトナーが現像領域(A1)に向かうように構成した現像装置の場合である。
Next, a second embodiment of the developing device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic view for explaining a second embodiment of the developing device according to the present invention.
In the second embodiment, one end portion of the toner conveying member arranged to face the developer supply member is disposed in the nip region (A2), and this end portion is used as a conveyance start point in the direction of toner conveying electric field. And a developing device configured such that the toner is directed toward the developing region (A1).
上記のように本第2実施形態ではトナー搬送部材である搬送基板端部がトナー供給幅中に存在する。図5に示すように、搬送基板である場合、搬送基板のトナー搬送開始点とする一方の端部をトナー供給ニップ領域(A2)内に設定配置し、供給ニップを形成する磁気ブラシの幅を減らして供給を行うものである。例えば、供給部における磁気ブラシの最近接領域でほぼ中央部に搬送基板の一方の端部を搬送開始点として配置することにより、供給されるトナーが半減し、またトナー供給領域が狭まるのでトナーの供給が適正とされ、多層に堆積することなく必要とされるトナー量が制御されて安定、且つ確実に搬送される。 As described above, in the second embodiment, the end of the transport substrate, which is a toner transport member, exists in the toner supply width. As shown in FIG. 5, in the case of a transport substrate, one end of the transport substrate as a toner transport start point is set and arranged in the toner supply nip region (A2), and the width of the magnetic brush forming the supply nip is set. The supply is reduced. For example, by arranging one end of the transport substrate as a transport start point at the central portion in the closest region of the magnetic brush in the supply unit, the supplied toner is halved and the toner supply region is narrowed. Supply is appropriate and the amount of toner required is controlled stably and reliably without being deposited in multiple layers.
すなわち、トナー搬送部材の一方の端部をニップ領域(A2)内に配設することにより、第1実施形態のようにニップ領域(A2)内でトナーの搬送電界方向を分割することなく、トナーの搬送量が適正に規定され、効率的に安定してトナー搬送を行うことができる。 That is, by arranging one end of the toner conveying member in the nip region (A2), the toner electric field direction is not divided in the nip region (A2) as in the first embodiment. Therefore, the toner can be transported efficiently and stably.
なお、第2実施形態における動作は、トナー搬送部材の一方の端部を搬送開始点としてトナーの搬送電界方向を形成し、好適なトナー量で現像領域(A1)に向かうように制御すること以外は、実施形態1と基本的な原理は同じであることから、詳細説明を省略する。
また、第2実施形態の現像装置構成において、トナー搬送部材による現像領域(A1)へのトナー搬送方向と、現像剤供給部材による現像剤の搬送方向が逆であることが好ましい。理由は前記第1実施形態の場合と同様である。
The operation in the second embodiment is performed except that one end portion of the toner transport member is used as a transport start point to form the toner transport electric field direction, and control is performed so as to move toward the development area (A1) with a suitable toner amount. Since the basic principle is the same as that of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
In the developing device configuration of the second embodiment, it is preferable that the toner transport direction to the development area (A1) by the toner transport member is opposite to the developer transport direction by the developer supply member. The reason is the same as in the case of the first embodiment.
次に、本発明の現像装置に用いられる現像材とトナーについて説明する。
図1、2で示したように、現像剤62は(磁性粒子)61と非磁性のトナー(トナー)60から成る二成分現像剤が好ましい。
トナーは樹脂を主成分とするトナー母体表面に添加剤を被着し、その添加剤のトナー母体表面積に対する被覆率が50%以上であるものが好適である。
ここで、トナー母体の表面を覆う添加剤の被覆率は、下記式(2)で与えられる。
Next, the developer and toner used in the developing device of the present invention will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, the
The toner is preferably one in which an additive is applied to the surface of a toner base composed mainly of a resin, and the coverage of the additive with respect to the surface area of the toner base is 50% or more.
Here, the coverage of the additive covering the surface of the toner base is given by the following formula (2).
上記式(1)において、Tnは添加剤の被覆率、Cはトナー母体に対する添加剤の添加量(wt%)、rは添加剤の粒径、Rはトナーの粒径、ρr、ρRはそれぞれ添加剤の比重とトナーの比重を表す。 In the above formula (1), Tn is the coverage of the additive, C is the amount of additive added to the toner base (wt%), r is the particle size of the additive, R is the particle size of the toner, ρ r , ρ R Represents the specific gravity of the additive and the specific gravity of the toner, respectively.
ρrを1、ρRを1とし、それぞれ実際に6μm径のトナーに0.1μm径の添加剤を添加したと仮定し、添加量Cを変化させて上記式(2)により被覆率を求めると、添加量と被覆率の関係は図6のグラフに示すような結果となり、3wt%の添加量で被覆率が約50%になる。
また、図7は、使用したトナーの添加剤被覆率に対する貼り付きの発生度合いを比較したものであり、添加剤量が多い場合、すなわち、被覆率が50%以上とすることで、トナーが搬送され易く流動性が高まり、トナー搬送部材における貼り付きの余裕度を広げることが可能となる。
1 [rho r, and 1 [rho R, assuming that was actually adding additives 0.1μm diameter in the toner of 6μm diameter respectively, by changing the addition amount C obtaining coverage by the formula (2) Then, the relationship between the addition amount and the coverage is as shown in the graph of FIG. 6, and the coverage is about 50% with the addition amount of 3 wt%.
FIG. 7 compares the degree of occurrence of sticking to the additive coverage of the toner used. When the amount of additive is large, that is, when the coverage is 50% or more, the toner is conveyed. As a result, the fluidity is increased and the margin of sticking in the toner conveying member can be increased.
前記現像剤62を構成するトナー60は、ポリエステル、ポリオ−ル、スチレンアクリル等の樹脂に帯電制御剤(CCA)及び色剤を混合したものであり、その周りにシリカ、酸化チタン等の外添剤を添加することで流動性を高めている。
添加剤の粒径は、通常0.1〜1.5μmの範囲である。用いられる色剤としては、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、キナクリドン、カーミン等を挙げることができる。トナー60として、更に必要に応じてワックス等を分散混合させた母体トナーに上記各種添加剤を外添しているものも使用することができる。
The
The particle size of the additive is usually in the range of 0.1 to 1.5 μm. Examples of the colorant used include carbon black, phthalocyanine blue, quinacridone, and carmine. As the
トナー60の体積平均粒径は3〜12μmの範囲が好適である。本実施形態で用いたトナーの体積平均粒径は3〜7μmであり、この範囲の粒径を用いることによって1200dpi以上の高解像度の画像にも十分対応することが可能である。
また、本実施形態では、帯電極性が負極性のトナー60を使用しているが、潜像担持体(感光体)31の帯電極性などに応じて帯電極性が正極性のトナーを使用してもよい。
The volume average particle diameter of the
In the present embodiment, the
次に、トナー搬送部材が基板状(搬送基板)であるものを例として、現像装置における現像領域とその前後の領域におけるトナーの搬送等について図8を参照して詳しく説明する。
現像装置は、(感光体ドラム)10と、表面に現像剤を保持し磁気ブラシを形成して搬送する図示しない現像剤供給部材から供給されたトナーTを搬送、ホッピング、回収するための電界を発生する複数の電極102を有するトナー搬送部材(搬送基板)1と、を備えている。なお、搬送基板1はトナーを潜像担持体と対向する現像領域(A1)へ搬送する。そして、この搬送基板1は図示しない電源(B2)の駆動回路2から所要の電界を発生させるためのn相(ここでは3相とする。)の異なる駆動波形Va1〜Vc1及びVa2〜Vc2が印加される。
Next, taking as an example the case where the toner conveying member is in the form of a substrate (conveying substrate), the toner conveyance in the developing area and the areas before and after the developing apparatus will be described in detail with reference to FIG.
The developing device has an electric field for transporting, hopping, and collecting the toner T supplied from a (photosensitive drum) 10 and a developer supply member (not shown) that holds the developer on the surface and forms and transports a magnetic brush. And a toner conveying member (conveying substrate) 1 having a plurality of generated
ここでは、搬送基板1は、駆動波形Va1〜Vc1及びVa2〜Vc2を与える電極102の範囲及び潜像担持体である感光体ドラム10との関係において、トナーTを感光体ドラム10近傍まで移送する搬送領域11、感光体ドラム1の潜像にトナーTを付着させてトナー像を形成するための現像領域12、トナーTを搬送基板1側に回収するための現像領域通過後の領域(これを、以下「回収領域」という。)13とに分けられる。
Here, the
そして、この現像装置における搬送基板1の搬送領域11ではトナーTを感光体ドラム10の近傍まで移送し、現像領域12では感光体ドラム10上の潜像の画像部に対してはトナーTがドラム10側に向かい、非画像部に対してはトナーTがドラム10と反対側(搬送基板側)に向かう方向の電界を形成して、トナーTを潜像に付着させて現像を行うための電界を発生し、回収領域13ではトナーTが潜像の画像部及び非画像部のいずれに対しても感光体ドラム10と反対側(搬送基板側)に向かう方向の電界を形成する。
In the developing device, the toner T is transferred to the vicinity of the
これにより、現像領域12では潜像担持体(感光体ドラム)10上の潜像にトナーが付着して可視像化され、現像に寄与しなかったトナーは感光体ドラム10の回転方向(移動方向)下流側の回収領域で搬送基板1側に回収されるので、飛散トナーの発生が防止される。なお、回収領域13は現像領域12よりも潜像担持体10の移動方向下流側とすることで、確実に浮遊トナーの回収を行うことができる。
As a result, in the developing
そこで、先ず、図8に示す現像装置における搬送基板1の構成について図9乃至図13を参照して詳細に説明する。なお、図9は、図8の搬送基板1の構成を説明するための平面展開図、図10は図9のA−A線に沿う断面図、図11は図9のB−B線に沿う断面図、図12は図9のC−C線に沿う断面図、図13(6)は図9のD−D線に沿う断面図である。
First, the configuration of the
この搬送基板1は、ベース基板(支持基板)101上に3本の電極(搬送電極)102a、102b、102c(これらを「電極102」とも総称する。)を1セットとして、所定の間隔で、トナー移送方向(トナー進行方向、トナー移動方向:図9、図10で矢示方向とする。)に沿ってトナー移送方向と略直交する方向に繰り返し形成配置し、この上に搬送面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、無機また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。なお、ここでは、表面保護層103が搬送面を形成しているが、表面保護層103上に更に粉体(トナー)との適合性に優れた表面層を別途成膜することもできる。
The
これらの電極102a、102b、102cの両側には、電極102a、102b、102cとそれぞれ両端部で相互接続した共通電極105a、105b、105c(これらを「共通電極105」とも総称する。)をトナー移送方向に沿って、すなわち、個々の電極と略直交する方向に設けている。この場合、共通電極105の幅(この幅は、トナー移送方向と直交する方向の幅)は電極102の幅(この幅は、トナー移送方向に沿う方向の幅)よりも広くしている。なお、図9では、共通電極105を、搬送領域11では共通電極105a1、105b1、105c1を、現像領域12では共通電極105a2、105b2、105c2、回収領域13では共通電極105a3、105b3、105c3と、区別して表記している。
On both sides of these
ここでは、支持基板101上に共通電極105a、105b、105cのパターンを形成した後層間絶縁膜107(表面保護層103と同じ材料でも異なる材料のいずれでもよい。)を形成し、この層間絶縁膜107にコンタクトホール108を形成した後、電極102a、102b、102cを形成することによって電極102a、102b、102cと共通電極105a、105b、105cとをそれぞれ相互接続している。
Here, after the pattern of the
なお、電極102aと共通電極105aを一体形成したパターン上に層間絶縁膜を形成し、この層間絶縁膜上に電極102bと共通電極105bを一体形成したパターンを形成し、更に層間絶縁膜を形成して、この層間絶縁膜上に電極102cと共通電極105cを一体形成したパターンを形成する、つまり、電極を三層構造とすることもでき、あるいは、一体形成に相互接続とコンタクトホールによる相互接続とを混在させることもできる。
An interlayer insulating film is formed on a pattern in which the
更に、これらの共通電極105a、105b、105cには図示しないが駆動回路2からの駆動信号(駆動波形)Va、Vb、Vcを入力するための駆動信号印加用入力端子を設けている。この駆動信号入力用端子は、支持基板101に裏面側に設けてスルーホールを介して共通電極105に接続してもよいし、あるいは後述する層間絶縁膜107上に設けてもよい。
Further, although not shown, these
ここで、支持基板101としては、ガラス基板、樹脂基板ある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などの導電性材料からなる基板にSiO2等の絶縁膜を成膜したもの、もしくは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。
Here, as the
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の厚さ、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。これら複数の電極102の粉体(トナー)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、且つ、電極102と102間の粉体(トナー)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。
For the
表面保護層103としては、例えば、SiO2、TiO2、TiO4、SiON、BN、TiN、Ta2O5などを厚さ0.5〜10μm、好ましくは厚さ0.5〜3μmで成膜して形成している。また、無機ナイトライド化合物、例えば、SiN、Bn、Wなどを用いることができる。特に、表面水酸基が増えると帯電トナーの帯電量が搬送途中で下がる傾向にあるので、表面水酸基(SiOH、シラトール基)が少ない無機ナイトライド化合物が好ましい。
As the surface
次に、このように構成した搬送基板1におけるトナーの静電搬送の原理について説明する。
搬送基板1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」あるいは「搬送電界」と同じ)が発生し、搬送基板1上の帯電したトナーは反発力及び/または吸引力を受けて移送方向にホッピングと搬送を含んで移動する。
Next, the principle of electrostatic transport of toner on the
By applying an n-phase driving waveform to the plurality of
例えば、搬送基板1の複数の電極102に対して、図14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3相のパルス状駆動波形(駆動信号)Va(A相)、Vb(B相)、Vc(C相)をタイミングをずらして印加する。
For example, with respect to the plurality of
このとき、図15に示すように、搬送基板1上に負帯電トナーTがあり、搬送基板1の連続した複数の電極102に同図に(1)で示すようにそれぞれ「G」、「G」、「+」、「G」、「G」が印加されたとすると、負帯電トナーTは「+」の電極102上に位置する。
At this time, as shown in FIG. 15, negatively charged toner T is present on the
次のタイミングで複数の電極102には(2)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には同図で左側の「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。更に、次のタイミングで複数の電極102には(3)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。
At the next timing, “+”, “G”, “G”, “+”, and “G” are respectively applied to the plurality of
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、搬送基板1上には進行波電界(搬送電界)が発生し、この進行波電界の進行方向に負帯電トナーTは搬送及びホッピングを行いながら移動する。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
更に図16を参照して具体的に説明すると、同図(a)に示すように、搬送基板1の電極A〜Fがいずれも0V(G)で搬送基板1上に負帯電トナーTが載っている状態から、同図(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、同図(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。更に、次のタイミングで、同図(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。
More specifically, referring to FIG. 16, as shown in FIG. 16A, the electrodes A to F of the
次に、駆動回路2の全体構成について図17を参照して説明する。
この駆動回路2は、パルス信号を生成出力するパスル信号発生回路21と、このパルス信号発生回路21からのパルス信号を入力して駆動波形Va1、Vb1、Vc1を生成出力する波形増幅器22a、22b、22cと、パルス信号発生回路21からのパルス信号を入力して駆動波形Va2、Vb2、Vc2を生成出力する波形増幅器23a、23b、23cとを有する。
Next, the overall configuration of the
The
パルス信号発生回路21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22a〜22c、23a〜23c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。
The pulse
波形増幅器22a、22b、22cは、図8に示した搬送領域11の各電極102及び回収領域13の各電極102に対して、例えば図18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」または「回収搬送電圧パターン」という。)3相の駆動波形(駆動パルス)Va1、Vb1、Vc1を印加する。
For example, as shown in FIG. 18, the
波形増幅器23a、23b、23cは、現像領域11の各電極102に対して、例えば、図19または図20に示すように、各相の+100Vまたは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「ホッピング電圧パターン」という。)3相の駆動波形(駆動パルス)Va2、Vb2、Vc2を印加する。
For example, as shown in FIG. 19 or FIG. 20, the
次に、現像バイアスについて説明する。
上記説明したようにEH現像ではトナーをホッピングさせることによって潜像担持体の静電潜像を一成分現像方式で反転現像を行うことができる。すなわち、現像領域で、トナーが潜像の画像部に対しては潜像担持体側に向かい、非画像部に対してはトナーが潜像担持体と反対側に向かう方向の電界を形成する手段を備えることによって現像を行うことができる。
Next, the developing bias will be described.
As described above, in the EH development, the electrostatic latent image on the latent image carrier can be reversely developed by the one-component development method by hopping the toner. That is, in the development area, means for forming an electric field in a direction in which the toner is directed to the latent image carrier side with respect to the image portion of the latent image and the toner is directed to the opposite side of the latent image carrier body with respect to the non-image portion. By providing, development can be performed.
例えば、前述した図20に示すホッピング電圧パターンの駆動波形のように、0〜−100Vで遷移するパルス状電圧波形である場合、潜像担持体上の非画像部電位が−100Vより低いときには、画像部に対してはトナーが潜像担持体側に向かい、非画像部に対してはトナーが潜像担持体と反対側に向かうことになる。この場合、潜像の非画像部の電位を−150Vや後述する−170Vとした場合に、トナーが潜像担持体側に向かうことが確認された。 For example, in the case of a pulsed voltage waveform transitioning from 0 to −100 V as in the driving waveform of the hopping voltage pattern shown in FIG. 20 described above, when the non-image portion potential on the latent image carrier is lower than −100 V, For the image portion, the toner is directed to the latent image carrier, and for the non-image portion, the toner is directed to the opposite side of the latent image carrier. In this case, it was confirmed that when the potential of the non-image portion of the latent image is −150V or −170V described later, the toner moves toward the latent image carrier.
また、ホッピング電圧パターンの駆動波形が20V〜−80Vで遷移するパルス状電圧波形である場合、画像部の電位を約0V、非画像部の電位が−110Vのときにも、パルス状駆動波形のローレベルの電位が潜像の画像部電位と非画像部電位との間にあるので、同様に、画像部に対してはトナーが潜像担持体側に向かい、非画像部に対してはトナーが潜像担持体と反対側に向かうことになる。
要するに、パルス状駆動波形のローレベルの電位を潜像の画像部の電位と非画像部の電位との間の電位に設定することで、非画像部へのトナーの付着を防止し、高品質の現像を行うことができる。
Further, when the driving waveform of the hopping voltage pattern is a pulsed voltage waveform that transitions between 20 V and −80 V, the pulsed driving waveform is also obtained when the potential of the image portion is about 0 V and the potential of the non-image portion is −110 V. Similarly, since the low level potential is between the image portion potential of the latent image and the non-image portion potential, the toner is directed toward the latent image carrier for the image portion and the toner is applied to the non-image portion. It goes to the opposite side to the latent image carrier.
In short, by setting the low-level potential of the pulse-shaped drive waveform to a potential between the potential of the latent image portion and the non-image portion, toner adhesion to the non-image portion is prevented and high quality is achieved. Development can be performed.
このように、EH現像においては、トナーがホッピングしていることにより潜像の画像部に対してトナーが吸引付着し、非画像部ではトナーが反発されて付着されないので、トナーによる潜像の現像を行うことができ、このとき、既にホッピングしているトナーは搬送基板1との間で吸着力が生じないため、容易に潜像担持体側に移送することができ、高い画像品質が得られる現像を低電圧で行うことができるようになる。
In this way, in the EH development, since toner is hopping, the toner is attracted and adhered to the image portion of the latent image, and the toner is repelled and not adhered to the non-image portion. At this time, since the toner that has already been hopped does not generate an adsorbing force with the
すなわち、従来の所謂ジャンピング現像方式にあっては、現像ローラから帯電トナーを剥離させて感光体に移送させるには、トナーの現像ローラに対する付着力以上の印加電圧が必要であり、DC600〜900Vのバイアス電圧をかけなければならない。これに対して、本発明によれば、トナーの付着力は通常50〜200nNであるが、搬送基板1上でホッピングしているために搬送基板1に対する付着力が略零になるので、トナーを搬送基板1から剥離する力が不要になり、低電圧で十分にトナーを潜像担持体側に移送することが可能になるのである。
That is, in the conventional so-called jumping development method, in order to peel off the charged toner from the developing roller and transfer it to the photosensitive member, an applied voltage higher than the adhesion force of the toner to the developing roller is required. A bias voltage must be applied. On the other hand, according to the present invention, the adhesion force of the toner is usually 50 to 200 nN. However, since the adhesion force to the
しかも、電極102、102間に印加する電圧が|150〜100|V以下の低電圧であっても発生する電界が非常に大きい値となり、電極102表面に付着しているトナーを容易に剥離し、飛翔、ホッピングさせることが可能になる。また、OPC等の感光体を帯電する時に発生するオゾン、NOxが非常に少なく、または皆無にすることができて、環境問題、感光体の耐久性に非常に有利となる。
In addition, even when the voltage applied between the
したがって、従来方式の現像ローラ表面、またはキャリア表面に付着しているトナーを剥離するために現像ローラと感光体の間に印加していた500V〜数KVの高電圧バイアスを必要とすることがなく、感光体の帯電電位を非常に低い値として、潜像を形成して現像することが可能になる。 Therefore, there is no need for a high voltage bias of 500 V to several KV applied between the developing roller and the photosensitive member in order to peel off toner adhering to the surface of the conventional developing roller or carrier. The latent image can be formed and developed by setting the charging potential of the photosensitive member to a very low value.
例えば、潜像担持体としてOPC感光体を使用し、その表面のCTL(Charge Transport Layer)の厚さが15μm、その比誘電率εが3、帯電したトナーの電荷密度が(−3E−4)C/m2の場合、OPC表面電位は約−170Vとなるが、この場合、搬送基板の電極への印加電圧として、0〜−100V、デューティー50%のパルス状駆動電圧を印加すると、平均で−50Vとなり、トナーが負帯電であれば搬送基板の電極とOPC感光体との間の電界は前述した関係になる。 For example, an OPC photoconductor is used as a latent image carrier, the surface CTL (Charge Transport Layer) thickness is 15 μm, the relative dielectric constant ε is 3, and the charge density of the charged toner is (−3E-4). In the case of C / m 2 , the OPC surface potential is about −170 V. In this case, when a pulsed drive voltage of 0 to −100 V and a duty of 50% is applied as an applied voltage to the electrode of the transport substrate, on average, If the toner is -50V and the toner is negatively charged, the electric field between the electrode of the transport substrate and the OPC photosensitive member has the relationship described above.
このとき、搬送基板とOPC感光体とのギャップ(間隔)が0.2〜0.3mmであれば十分に現像が可能となる。トナーのQ/M、搬送基板の電極への印加電圧、印刷速度すなわちOPC感光体の回転速度によっても異なるが、負帯電トナーの場合、少なくともOPC感光体を帯電する電位は−300V以下、または現像効率を優先した構成の場合は−100V以下でも十分に現像を行うことができる。なお、正帯電の場合の帯電電位は+電位となる。 At this time, if the gap (interval) between the transport substrate and the OPC photosensitive member is 0.2 to 0.3 mm, the development can be sufficiently performed. Depending on the Q / M of the toner, the voltage applied to the electrode of the transport substrate, the printing speed, that is, the rotational speed of the OPC photoconductor, in the case of negatively charged toner, at least the potential for charging the OPC photoconductor is −300 V or less, or development In the case of a configuration in which efficiency is prioritized, development can be sufficiently performed even at −100V or less. Note that the charging potential in the case of positive charging is a positive potential.
ところで、上述したEH現像は、搬送基板1上でトナーをホッピングさせることによって、搬送基板1との吸着力を0にすることで現像を行うものであるが、本発明者らの研究によると、単に搬送基板上でトナーをホッピングにさせるだけでは、ホッピングしたトナーが潜像担持体側への進行性を有しているとしても、潜像担持体10の潜像に付着することの確実性が保証されず、トナー飛散が生じることも確認された。
By the way, the above-described EH development is performed by hopping the toner on the
そこで、本発明者らはEH現像について鋭意研究した結果、ホッピングしたトナーが潜像担持体の潜像の画像部に対して選択的に確実に付着し、かつ、非画像部には付着しない、いわゆる地汚れが生じない条件を見出したものである。 Therefore, as a result of earnest research on the EH development, the present inventors have selectively and reliably adhered the hopped toner to the image portion of the latent image carrier and not to the non-image portion. It has been found that there is no so-called soiling.
すなわち、潜像担持体の潜像の電位(表面電位)と搬送基板に印加する電位(発生させる電界)との関係を所定の関係に設定する。つまり、上述したように、潜像担持体の潜像の画像部に対してはトナーが潜像担持体側に向かい、非画像部に対してはトナーが搬送基板側に向かう電界を発生させる。これにより、潜像の画像部に対してはトナーが確実に付着し、非画像部に向かうトナーは搬送基板側に押し返されるので、搬送基板からホッピングしたトナーが効率的に現像に利用され、飛散を防止でき低電圧駆動による高品質現像を可能にすることができる。 That is, the relationship between the potential of the latent image (surface potential) of the latent image carrier and the potential applied to the transport substrate (electric field to be generated) is set to a predetermined relationship. That is, as described above, an electric field is generated in which the toner is directed toward the latent image carrier for the latent image portion of the latent image carrier and the toner is directed toward the transport substrate for the non-image portion. As a result, the toner adheres securely to the image portion of the latent image, and the toner toward the non-image portion is pushed back to the transport substrate side, so that the toner hopped from the transport substrate is efficiently used for development, Scattering can be prevented and high-quality development by low voltage driving can be realized.
この場合、搬送基板の電極に印加する電位の平均値(平均値電位)を潜像担持体の潜像の画像部の電位と非画像部の電位との間の電位に設定することで、上述したように、潜像担持体の潜像の画像部に対してはトナーが潜像担持体側に向かい、非画像部に対してはトナーが搬送基板側に向かう電界を発生させることができる。 In this case, the average value (average value potential) of the potential applied to the electrode of the transport substrate is set to a potential between the potential of the image portion of the latent image on the latent image carrier and the potential of the non-image portion. As described above, it is possible to generate an electric field in which the toner is directed toward the latent image carrier for the latent image portion of the latent image carrier and the toner is directed toward the transport substrate for the non-image portion.
次に、トナーの搬送及びホッピングを行うための搬送基板1に設けられる複数の電極102の幅(電極幅)L及び電極間隔R、並びに表面保護層103について説明する。
搬送基板1における電極幅Lと電極間隔Rはトナーの搬送効率、ホッピング効率に大きく影響する。すなわち、電極と電極の間にあるトナーはほぼ水平方向の電界により、基板表面を隣接する電極まで移動する。これに対して、電極上に乗っているトナーは、少なくとも垂直方向の成分も持った初速が与えられることから、多くは基板面から離れて飛翔する。
Next, the width (electrode width) L and electrode spacing R of the plurality of
The electrode width L and the electrode interval R on the
特に、電極端面付近にあるトナーは、隣接電極を飛び越えて移動するため、電極幅Lが広い場合には、その電極上に乗っているトナーの数が多くなり、移動距離の大きいトナーが増えて搬送効率が上がる。ただし、電極幅Lが広すぎると、電極中央付近の電界強度が低下するためにトナーが電極に付着し、搬送効率が低下することになる。そこで、本発明者らは鋭意研究した結果、低電圧で効率よく粉体を搬送、ホッピングするための適正な電極幅があることを見出した。 In particular, since the toner near the electrode end surface moves over the adjacent electrode, when the electrode width L is wide, the number of toners on the electrode increases, and the toner having a large moving distance increases. Conveyance efficiency increases. However, if the electrode width L is too wide, the electric field strength in the vicinity of the center of the electrode is lowered, so that the toner adheres to the electrode and the transport efficiency is lowered. As a result of intensive studies, the present inventors have found that there is an appropriate electrode width for efficiently conveying and hopping powder at a low voltage.
また、電極間隔Rは、距離と印加電圧の関係から電極間の電界強度を決定し、間隔Rが狭い程電界強度は当然強く、搬送、ホッピングの初速が得られやすい。しかし、電極から電極へ移動するようなトナーについては、一回の移動距離が短くなり、駆動周波数を高くしないと移動効率が上がらないことになる。これについても、本発明者らは鋭意研究した結果、低電圧で効率よく粉体を搬送、ホッピングするための適正な電極間隔があることを見出した。 The electrode interval R determines the electric field strength between the electrodes from the relationship between the distance and the applied voltage. The narrower the interval R, the stronger the electric field strength, and the easier the initial speed of conveyance and hopping. However, for toner that moves from electrode to electrode, the distance traveled once is shortened, and the movement efficiency cannot be increased unless the drive frequency is increased. In this regard, as a result of intensive studies, the present inventors have found that there is an appropriate electrode interval for efficiently conveying and hopping powder at a low voltage.
更に、電極表面を覆う表面保護層の厚さも電極表面の電界強度に影響を与え、特に垂直方向成分の電気力線への影響が大きく、ホッピングの効率を決定することをも見出した。 Furthermore, it has also been found that the thickness of the surface protective layer covering the electrode surface also affects the electric field strength on the electrode surface, in particular, the influence of the vertical component on the electric field lines is large and determines the hopping efficiency.
そこで、搬送基板の電極幅、電極間隔、表面保護層厚さの関係を適正に設定することによって、電極表面でのトナー吸着問題を解決し、低電圧で効率的な移動を行うことができる。 Therefore, by appropriately setting the relationship between the electrode width of the transport substrate, the electrode interval, and the surface protective layer thickness, the toner adsorption problem on the electrode surface can be solved, and efficient movement can be performed at a low voltage.
より詳しく説明すると、先ず、電極幅Lについては、電極幅Lをトナー径(粉体径)の1倍としたときは、最低1個のトナーを乗せて搬送、ホピングするための幅寸法であり、これより狭いとトナーに作用する電界が少なくなり、搬送力、飛翔力が低下して実用上は十分でない。 More specifically, first, the electrode width L is a width dimension for carrying and hopping at least one toner when the electrode width L is set to one time the toner diameter (powder diameter). On the other hand, if it is narrower than this, the electric field acting on the toner is reduced, and the conveying force and the flying force are lowered, which is not sufficient for practical use.
また、電極幅Lが広くなるにしたがって、特に、電極上面中央付近で、電気力線が進行方向(水平方向)に傾斜し、垂直方向の電界の弱い領域が発生し、ホッピングの発生力が小さくなる。電極幅Lがあまり広くなると、極端な場合、トナーの帯電電荷に応じた鏡像力、ファンデルワールス力、水分等による吸着力が勝り、トナーの堆積が発生することがある。 In addition, as the electrode width L increases, the electric lines of force incline in the direction of travel (horizontal direction), particularly in the vicinity of the center of the upper surface of the electrode, and a region with a weak vertical electric field is generated. Become. When the electrode width L is too wide, in an extreme case, the image force according to the charged charge of the toner, the van der Waals force, the adsorbing force due to moisture, etc. may be superior, and toner deposition may occur.
そして、搬送及びホッピングの効率から、電極の上にトナー20個程度が乗る幅であれば吸着が発生しにくく、100V程度の低電圧の駆動波形で効率良く搬送、ホッピングの動作が可能である。それ以上広いと部分的に吸着が発生する領域が生じる。例えば、トナーの平均粒径を5μmとすると、5〜100μmまでの範囲に相当する。 From the efficiency of conveyance and hopping, if the width is such that about 20 toners are placed on the electrode, adsorption is unlikely to occur, and the conveyance and hopping operations can be efficiently performed with a low voltage drive waveform of about 100V. If it is wider than that, a region where adsorption occurs partially occurs. For example, when the average particle diameter of the toner is 5 μm, it corresponds to a range of 5 to 100 μm.
電極幅Lのより好ましい範囲は、駆動波形による印加電圧を100V以下の低電圧でより効率的に駆動するため、トナーの平均粒径の2倍以上、10倍以下である。電極幅Lをこの範囲内とすることで、電極表面中央付近の電界強度の低下が1/3以下に抑えられ、ホッピングの効率低下は10%以下となって、効率の大幅な低下をきたすことがなくなる。これは、例えば、トナーの平均粒径を5μmとすると、10〜50μmの範囲に相当する。 A more preferable range of the electrode width L is not less than 2 times and not more than 10 times the average particle diameter of the toner in order to more efficiently drive the applied voltage based on the drive waveform at a low voltage of 100 V or less. By setting the electrode width L within this range, the decrease in electric field strength near the center of the electrode surface can be suppressed to 1/3 or less, and the decrease in hopping efficiency is 10% or less, resulting in a significant decrease in efficiency. Disappears. This corresponds to a range of 10 to 50 μm, for example, when the average particle diameter of the toner is 5 μm.
更に、より好ましくは、電極幅Lは、トナーの平均粒径の2倍以上、6倍以下の範囲である。これは、例えば、トナーの平均粒径を5μmとすると、10〜30μmに相当する範囲である。この範囲とすることによって非常に効率が良くなることが判明している。 More preferably, the electrode width L is in the range of 2 to 6 times the average particle size of the toner. This is, for example, a range corresponding to 10 to 30 μm when the average particle diameter of the toner is 5 μm. It has been found that efficiency within this range is very good.
ここで、図21に示すように、搬送基板1(図9〜13の符号と同じ)上の電極102(図9〜13の符号と同じ)の幅(電極幅)Lを30μm、電極間隔Rを30μm、電極102の厚みを5μm、表面保護層103(図10〜13の符号と同じ)の厚みを0.1μmとし、隣接する2つの電極12にそれぞれ+100V、0Vを印加し、電極幅L、電極間隔Rに対する搬送電界TE、ホッピング電界HEの強度を測定した結果を図22及び図23に示している。
Here, as shown in FIG. 21, the width (electrode width) L of the electrode 102 (same as the reference numeral in FIGS. 9 to 13) on the transport substrate 1 (same as the reference numeral in FIGS. 9 to 13) is 30 μm, and the electrode interval R Is 30 μm, the thickness of the
なお、各評価データはシミュレーションと実測、および粒子の振る舞いについて高速度ビデオにより実測評価した結果である。図21では細部を分かり易くするために電極102は2つを示しているが、実際のシミュレーション、及び実験は前述したように十分な数の電極を有する領域について評価している。また、トナーTの粒径は8μm、電荷量は−20μC/gである。
Each evaluation data is a result of actual measurement and evaluation by simulation and actual measurement, and behavior of particles by high-speed video. In FIG. 21, two
これらの図22及び図23で示す電界の強度は電極表面の代表点の値であり、搬送電界TEの代表点TEaは図21に示す電極端部5μm上方の点、ホッピング電界HEの代表点HEaは図21に示す電極中央部5μm上方の点とし、それぞれX方向、Y方向のトナーに作用する一番電界の強い代表点に相当する。
The electric field strengths shown in FIGS. 22 and 23 are values of representative points on the surface of the electrode, and the representative point TEa of the carrier electric field TE is a point above the
これらの図22及び図23から、トナーの搬送、ホッピングに作用する力を付与できる電界としては(5E+5)V/m以上、吸着の問題がない好ましい電界としては(1E+6)V/m以上、更に十分な力を付与できるより好ましい電界としては(2E+6)V/m以上の範囲であることが分かる。 From FIG. 22 and FIG. 23, the electric field capable of imparting a force acting on toner conveyance and hopping is (5E + 5) V / m or more, and the preferred electric field without the problem of adsorption is (1E + 6) V / m or more. It can be seen that a more preferable electric field capable of imparting a sufficient force is in the range of (2E + 6) V / m or more.
電極間隔Rについては、間隔が広くなるほど搬送方向の電界強度は低下するため、上記電界強度の範囲に対応する値としても同様で、前述したように、トナーの平均粒径の1倍以上、20倍以下、好ましくは2倍以上、10倍以下、更に、より好ましくは2倍以上、6倍以下である。 Regarding the electrode spacing R, the electric field strength in the transport direction decreases as the spacing increases, and therefore the value corresponding to the range of the electric field strength is the same. As described above, 20 times or more the average particle diameter of the toner, 20 It is not more than twice, preferably not less than 2 times and not more than 10 times, more preferably not less than 2 times and not more than 6 times.
また、図23からホッピングの効率は電極間隔Rが広がると低下するが、トナー平均粒径の20倍までは実用上のホッピング効率が得られる。トナー平均粒径の20倍を越えるとやはり多くのトナーの吸着力が無視できなくなり、ホッピングが全く発生しないトナーが発生するため、この点でも電極間隔Rはトナーの平均粒径の20倍以下とする必要がある。 Further, from FIG. 23, the hopping efficiency decreases as the electrode spacing R increases, but practical hopping efficiency can be obtained up to 20 times the average particle diameter of the toner. If the average particle diameter of the toner exceeds 20 times, the adsorbing force of a large amount of toner cannot be ignored, and a toner with no hopping is generated. In this respect, the electrode interval R is 20 times or less of the average particle diameter of the toner. There is a need to.
以上のように、Y方向の電界強度は電極幅L、電極間隔Rで決定され、狭い方が電界強度は高くなる。また、電極端部寄りのX方向の電界強度も電極間隔Rで決定され、狭い方が電界強度は高くなる。 As described above, the electric field strength in the Y direction is determined by the electrode width L and the electrode interval R, and the narrower the electric field strength is. Further, the electric field strength in the X direction near the end of the electrode is also determined by the electrode interval R, and the narrower the electric field strength is.
このように、電極のトナー進行方向における幅をトナーの平均粒径の1倍以上、20倍以下で、且つ、電極のトナー進行方向の間隔を粉体の平均粒径の1倍以上、20倍以下とすることによって、電極上または電極間にある帯電したトナーに対し、その鏡像力、ファンデルワールス力、その他、吸着力にうち勝って、トナーを搬送、ホッピングさせるのに十分な静電力を作用させることができ、トナーの滞留が防止されて、低電圧で安定して効率的に搬送及びホッピングをさせることができる。 As described above, the width of the electrode in the toner traveling direction is 1 to 20 times the average particle diameter of the toner, and the distance in the toner traveling direction of the electrode is 1 to 20 times the average particle diameter of the powder. By setting the following, the electrostatic force sufficient to transport and hop toner can be obtained for the charged toner on or between the electrodes by overcoming its mirror image force, van der Waals force, and other attractive forces. The toner can be prevented from staying, and can be stably and efficiently conveyed and hopped at a low voltage.
本発明者らの研究によると、トナーの平均粒径が2〜10μm、Q/mが負帯電の場合には−3〜−40μC/g、より好ましくは、−10〜−30μC/g、正帯電の場合には+3〜+40μC/g、より好ましくは、+10〜+30μC/gであるときに、特に、上述した電極構成による搬送及びホッピングを効率的に行うことができた。 According to the study by the present inventors, when the average particle diameter of the toner is 2 to 10 μm and Q / m is negatively charged, it is −3 to −40 μC / g, more preferably −10 to −30 μC / g, positive In the case of charging, when the pressure is +3 to +40 μC / g, more preferably +10 to +30 μC / g, the transport and hopping by the electrode configuration described above can be efficiently performed.
次に、図10〜13に示した表面保護層103について説明する。
表面保護層を設けることにより、電極の汚れ、微粒子等の付着が無く、表面を搬送に好適な条件で維持することができ、高湿度環境での沿面リークの回避でき、Q/mの変動が無く、粉体の帯電電荷量を安定に維持することができる。
Next, the surface
By providing a surface protective layer, there is no contamination of the electrodes, adhesion of fine particles, etc., the surface can be maintained under conditions suitable for conveyance, creeping leaks in high humidity environments can be avoided, and Q / m fluctuations can be achieved. In addition, the charged charge amount of the powder can be stably maintained.
ここで、図21において表面保護層103の厚さを0.1〜80μmの範囲で変化させたときのX方向の電界強度を計算値で求めた結果を図24に示している。
Here, FIG. 24 shows a result obtained by calculating the electric field strength in the X direction when the thickness of the surface
この表面保護層13の誘電率εは空気より高い値であり、通常ε=2以上である。図24から分かるように、この表面保護層の膜厚(電極表面からの厚さ)が厚すぎると、表面のトナーに作用する電界強度が低下する。そこで、搬送効率、耐温湿度環境等を考慮すると、搬送動作に対して効率低下を問題にしないで実用可能な表面保護層厚さは、30%効率が低下する10μm以下、より好ましくは効率低下が数%に押さえられる5μm以下である。 The dielectric constant ε of the surface protective layer 13 is higher than that of air, and usually ε = 2 or more. As can be seen from FIG. 24, when the film thickness of the surface protective layer (thickness from the electrode surface) is too thick, the electric field strength acting on the toner on the surface decreases. Therefore, considering the transport efficiency, temperature and humidity resistance environment, etc., the surface protective layer thickness that can be practically used without causing a decrease in efficiency for the transport operation is 10 μm or less, more preferably the efficiency is decreased. Is 5 μm or less, which is suppressed to several percent.
また、電極表面のホッピングに作用する電界強度の例を図25及び図26に示している。図25は表面保護層の厚みを5μmとした例、図26は表面保護層の厚みを30μmとした例であり、いずれも電極幅30μm、電極間隔30μmで印加電圧0V、100Vとしている。 Examples of the electric field strength acting on the electrode surface hopping are shown in FIGS. 25 shows an example in which the thickness of the surface protective layer is 5 μm, and FIG. 26 shows an example in which the thickness of the surface protective layer is 30 μm. In both cases, the applied voltage is 0 V and 100 V with an electrode width of 30 μm and an electrode interval of 30 μm.
これらの各図から分かるように、表面保護層の厚さが厚くなると空気より誘電率が高い保護層から隣接する電極方向へ向かう電界が増加するため、表面の垂直方向成分が減少するとともに、保護層の厚み分、表面のトナーに作用する電界強度が低下する。 As can be seen from each of these figures, as the thickness of the surface protective layer increases, the electric field from the protective layer having a dielectric constant higher than that of air to the adjacent electrode increases, so that the vertical component of the surface decreases and the protective layer is protected. The electric field strength acting on the toner on the surface is reduced by the thickness of the layer.
すなわち、ホッピングに作用する垂直方向成分の電気力線は保護層厚さに大きく依存する。100V程度の低電圧で効率的にホッピングに作用する力を付与できる電界は、吸着の問題がない好ましい電界として(1E+6)V/m以上、更に十分な力を付与できるより好ましい電界としては(2E+6)V/m以上の範囲であり、そのための保護層厚さとしては10μm以下、より好ましくは5μm以下である。
なお、表面保護層の材料としては、比抵抗は10E6Ωcm以上、誘電率εが2以上の材料を用いることが好ましい。
That is, the vertical component electric field lines acting on hopping greatly depend on the protective layer thickness. An electric field that can efficiently apply a force that acts on hopping at a low voltage of about 100 V is (1E + 6) V / m or more as a preferable electric field that does not have a problem of adsorption, and a more preferable electric field that can apply a sufficient force is (2E + 6) ) V / m or more, and the protective layer thickness for that is 10 μm or less, more preferably 5 μm or less.
As a material for the surface protective layer, a material having a specific resistance of 10E6 Ωcm or more and a dielectric constant ε of 2 or more is preferably used.
このように、電極表面を覆う表面保護層を設け、この表面保護層の厚さを10μm以下とすることで、特に粉体に対して垂直方向成分の電界をより強く作用させることができ、ホッピングの効率を上げることができる。 Thus, by providing a surface protective layer covering the electrode surface and setting the thickness of the surface protective layer to 10 μm or less, the electric field of the vertical component can be made to act more strongly on the powder, and hopping Can increase the efficiency.
また、潜像担持体の帯電電位との関係については、トナーが負帯電トナーの場合、潜像担持体の表面の帯電電位を−300V以下、正帯電トナーの場合、潜像担持体の表面の帯電電位を+300V以下にする。すなわち、潜像担持体の表面の帯電電位は|300|V以下とする。 Regarding the relationship with the charging potential of the latent image carrier, when the toner is a negatively charged toner, the surface charging potential of the latent image carrier is −300 V or less, and when the toner is a positively charged toner, Set the charging potential to + 300V or less. That is, the charged potential on the surface of the latent image carrier is set to | 300 | V or less.
これによって、前述したように、電極をファインピッチ化した場合に、電極102、102間に印加する電圧が150〜100V以下の低電圧であっても発生する電界が非常に大きい値となり、電極102表面に付着しているトナーを容易に剥離し、飛翔、ホッピングさせることが可能になる。また、OPC等の感光体を帯電する時に発生するオゾン、NOxが非常に少なく、または皆無にすることができて、環境問題、感光体の耐久性に非常に有利となる。
As a result, as described above, when the electrodes are fine pitched, the generated electric field has a very large value even when the voltage applied between the
次に、移動させるトナーの帯電極性と表面保護層の最外層の材料の関係について説明する。なお、表面保護層の最外層とは、表面保護層が単一層の場合には当該層を、表面保護層が複数層から形成される場合には粉体が接触する面を形成する層をいう。 Next, the relationship between the charged polarity of the toner to be moved and the material of the outermost layer of the surface protective layer will be described. The outermost layer of the surface protective layer refers to a layer that forms a surface in contact with the powder when the surface protective layer is formed of a plurality of layers when the surface protective layer is a single layer. .
画像形成装置に用いられるトナーを搬送する場合、トナーの80%以上を占める樹脂材料としては、溶融温度、カラーにおいては透明性等が考慮され、一般的にはスチレン−アクリル系の共重合体、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリオール樹脂等が用いられる。
トナーの帯電特性はこれらの樹脂の影響を受けるが、積極的に帯電量をコントロールする目的で帯電制御剤が加えられる。ブラックトナー(BK)用の帯電制御剤としては、正帯電の場合は、例えば、ニグロシン系染料、四級アンモニウム塩類、負帯電の場合は、例えば、アゾ系含金属錯体、サリチル酸金属錯体が使用される。また、カラートナー用の帯電制御剤としては、正帯電の場合は、例えば、四級アンモニウム塩類、イミダゾール系錯体類、負帯電の場合は、例えば、サリチル酸金属錯体や塩類、有機ホウ素塩類が使用される。
When conveying toner used in an image forming apparatus, the resin material occupying 80% or more of the toner is considered to have melting temperature, transparency in color, etc., and is generally a styrene-acrylic copolymer, Polyester resin, epoxy resin, polyol resin and the like are used.
Although the charging characteristics of the toner are affected by these resins, a charge control agent is added for the purpose of positively controlling the charge amount. As a charge control agent for black toner (BK), for example, nigrosine dyes and quaternary ammonium salts are used in the case of positive charge, and in the case of negative charge, for example, an azo metal-containing complex or a salicylic acid metal complex is used. The As the charge control agent for color toners, for example, quaternary ammonium salts and imidazole complexes are used in the case of positive charge, and in the case of negative charge, for example, salicylic acid metal complexes, salts, and organic boron salts are used. The
一方、これらのトナーは、搬送基板上を移相電界(進行波電界)によって搬送、またはホッピングする動作によって、表面保護層と接触、剥離を繰り返すため、トナーが摩擦帯電の影響を受けることになるが、その帯電量と極性は材料相互の帯電系列によって決まってくる。 On the other hand, these toners are repeatedly contacted and peeled off from the surface protective layer by the operation of transporting or hopping on the transport substrate by a phase-shifting electric field (traveling wave electric field), so that the toner is affected by frictional charging. However, the charge amount and polarity are determined by the mutual charge series of the materials.
この場合、トナーの帯電量を主に帯電制御剤によって決定される飽和帯電量、または多少低下する程度に維持することで、搬送、ホッピング、感光体現像にとっての効率を向上させることができる。 In this case, it is possible to improve the efficiency for conveyance, hopping, and photoconductor development by maintaining the toner charge amount to a saturation charge amount determined mainly by the charge control agent, or to some extent.
そこで、トナーの帯電極性が負の場合は、少なくとも表面保護層の最表面を形成する層の材料として、摩擦帯電系列上でトナーの帯電制御剤として用いられる材料の近傍(搬送、ホッピングの領域が少ない場合)に位置する材料か、または正端側に位置する材料を使用することが好ましい。例えば、帯電制御剤が、サリチル酸金属錯体の場合はこの近傍に位置するポリアミド系が好ましい。例えば、ポリアミド(ナイロン:商品名)66、ナイロン(商品名)11等を用いる。 Therefore, when the toner charging polarity is negative, at least the material of the layer that forms the outermost surface of the surface protective layer, the vicinity of the material used as the toner charge control agent on the triboelectric charging series (the region of conveyance and hopping is It is preferable to use a material located on the right end side or a material located on the positive end side. For example, when the charge control agent is a salicylic acid metal complex, a polyamide system located in the vicinity thereof is preferable. For example, polyamide (nylon: trade name) 66, nylon (trade name) 11 or the like is used.
また、トナーの帯電極性が正の場合は、少なくとも表面保護層の最表面を形成する層の材料として、摩擦帯電系列上でトナーの帯電制御剤として用いられる材料の近傍(搬送、ホッピングの領域が少ない場合)に位置する材料か、または負端側に位置する材料を使用することが好ましい。例えば、帯電制御剤が、四級アンモニウム塩類の場合はこの近傍、またはフッ素等のテフロン(登録商標)系材料を用いる。 Further, when the toner charging polarity is positive, at least as the material of the layer that forms the outermost surface of the surface protective layer, the vicinity of the material used as the toner charge control agent on the triboelectric charging series (the region of conveyance and hopping is It is preferable to use a material located on the negative end side or a material located on the negative end side. For example, when the charge control agent is a quaternary ammonium salt, the vicinity thereof or a Teflon (registered trademark) material such as fluorine is used.
次に、電極102の厚みについて説明する。
上述したように電極表面を覆う数μm厚さの表面保護層を形成した場合、表面保護層の下に電極がある領域とない領域に対応して、搬送基板表面には凹凸が生じることになる。このとき、電極の厚さを3μm以下の薄層に形成することによって、保護膜表面の凹凸を問題にすることなくトナー等、5μm程度の粉体をスムースに搬送することができる。したがって、電極を3μm以下の厚みに形成すれば、搬送基板表面の平坦化処理等を必要しないで、薄層の表面保護層を有する搬送基板を実用化でき、搬送、ホッピングのための電界強度が低下することもなくなり、より効率的な搬送、ホッピングを行うことができる。
Next, the thickness of the
As described above, when a surface protective layer having a thickness of several μm is formed so as to cover the electrode surface, unevenness is generated on the surface of the transport substrate corresponding to the region where the electrode is present and not present under the surface protective layer. . At this time, by forming the electrode in a thin layer having a thickness of 3 μm or less, it is possible to smoothly convey a powder of about 5 μm, such as toner, without causing a problem of unevenness on the surface of the protective film. Therefore, if the electrode is formed to a thickness of 3 μm or less, a transport substrate having a thin surface protective layer can be put into practical use without the need for a flattening process on the transport substrate surface, and the electric field strength for transport and hopping can be increased. The drop does not occur, and more efficient conveyance and hopping can be performed.
本発明の現像装置を用いて潜像担持体上の潜像にトナーを付着させて現像する方法により、トナー供給を安定して行うことができ、高い現像効率で高品質現像を行うことができる。
また、上記現像方法を用いた画像形成方法とすれば、安定したトナー供給により高品質現像を達成し、トナーの飛散や地汚れのない高画質画像を形成することができる。
According to the method of developing the latent image on the latent image carrier using the developing device of the present invention, the toner can be stably supplied, and high quality development can be performed with high development efficiency. .
Further, if the image forming method using the above developing method is used, high-quality development can be achieved by supplying stable toner, and a high-quality image free from toner scattering and scumming can be formed.
以下、本発明の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置、プロセスカートリッジ等について説明する。
本発明に係る現像装置を含む本発明に係る画像形成装置の第1実施形態について図27を参照して説明する。
この画像形成装置の全体の概略及び動作を説明すると、潜像担持体である感光体ドラム301は基体302上に感光体層303を形成してなり、同図で矢示方向に回転駆動される。この感光体ドラム301は帯電装置305によって一様に帯電され、露光部306からの読み取り画像に応じたレーザー光による書き込みにより、感光体ドラム301の表面に静電潜像が形成される。
Hereinafter, an image forming apparatus, a process cartridge, and the like having the developing device of the present invention will be described.
A first embodiment of an image forming apparatus according to the present invention including a developing device according to the present invention will be described with reference to FIG.
The overall outline and operation of this image forming apparatus will be described. A
そして、この感光体ドラム301表面の静電潜像は、本発明に係る現像装置316によってトナーが付着されて可視像化され、この可視像は、給紙カセット317から給紙された転写紙(記録媒体)319に転写電源321からの電圧が印加される転写コロ320によって転写され、この可視像が転写された転写紙319は、感光体ドラム301の表面より分離されて、定着ユニット323のローラ間を通って、可視像が定着され、機外の排紙トレイへと排紙される。
Then, the electrostatic latent image on the surface of the
一方、転写が終了した感光体ドラム301の表面に残留しているトナーはクリーニング装置325によって除去され、感光体ドラム301の表面に残留している電荷は除電ランプ326によって消去される。
On the other hand, the toner remaining on the surface of the
そこで、現像装置316について説明すると、現像装置316内には粉体であるトナーの帯電を施す部材の一例として帯電ブラシ331a、331bの両ブラシが接触するように配置され回転動作し、トナータンク332から送り込まれるトナーTはブラシ331a、331bによる摩擦を受けて帯電が施される。
Therefore, the developing
供給部で帯電が施されトナーは、搬送基板341に送り込まれ、この搬送基板341上を搬送、ホッピングされて潜像担持体301に対向する現像領域に送られて、所要の現像を行った後、現像に供されなったトナーは搬送基板341の終端から落下して、逆搬送基板342によってトナーに帯電を施す部材(帯電ブラシ331b)に逆送される。
After being charged by the supply unit, the toner is sent to the
なお、搬送基板341及び逆送搬送基板342の構成は、前記搬送基板1と同様であり、搬送基板341及び逆送搬送基板342の各電極に駆動波形を与える駆動回路の構成も図示は省略するが、前記現像装置の各実施形態で説明した同様である。
Note that the configurations of the
このように構成することで、飛散トナーが少なく、高い現像品質で現像を行って高画質の画像を形成することができる。 With this configuration, it is possible to form a high-quality image by developing with high development quality with less scattered toner.
次に、本発明における画像形成装置の第2実施形態について図28を参照して説明する。なお、同図は同画像形成装置の全体概略構成図である。
この画像形成装置の全体の概略及び動作を説明すると、潜像担持体である感光体ドラム401(例えば、有機感光体:OPC)は同図で時計方向に回転駆動される。コンタクトガラス402上に原稿を載置し、図示しないプリントスタートスイッチを押すと、原稿照明光源403とミラー404とを含む走査光学系405と、ミラー406、407を含む走査光学系408とが移動して、原稿画像の読み取りが行われる。
Next, a second embodiment of the image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an overall schematic configuration diagram of the image forming apparatus.
The overall outline and operation of this image forming apparatus will be described. A photosensitive drum 401 (for example, an organic photosensitive member: OPC), which is a latent image carrier, is driven to rotate clockwise in FIG. When a document is placed on the
ここで、走査された原稿画像がレンズ409の後方に配置した画像読み取り素子410で画像信号として読み込まれ、読み込まれた画像信号はデジタル化され画像処理される。そして、この画像処理をした信号でレーザーダイオード(LD)を駆動し、このレーザーダイオードからのレーザー光をポリゴンミラー413で反射した後、ミラー414を介して感光体ドラム401上に照射する。この感光体ドラム401は帯電装置415によって一様に帯電されており、レーザー光による書き込みにより、感光体ドラム401の表面に静電潜像が形成される。
Here, the scanned document image is read as an image signal by the
そして、この感光体ドラム401表面の静電潜像は、本発明に係る現像装置416によってトナーが付着されて可視像化され、この可視像(トナー像)は、給紙部417Aまたは417Bから給紙コロ418Aまたは418Bで給紙された転写紙(記録媒体)419に転写チャージャ420のコロナ放電により転写される。この可視像が転写された転写紙419は、分離チャージャ421により感光体ドラム401の表面より分離されて、搬送ベルト422によって搬送され、定着ローラ対423の圧接部を通って、可視像が定着され、機外の排紙トレイ424へと排紙される。
The electrostatic latent image on the surface of the
一方、転写が終了した感光体ドラム401の表面に残留しているトナーはクリーニング装置425によって除去され、感光体ドラム401の表面に残留している電荷は除電ランプ426によって消去される。
On the other hand, the toner remaining on the surface of the
図28の現像装置416の要部拡大図を図29に示す。図29に示すように、トナーを収納するトナーホッパ部431と、このトナーホッパ部431内のトナーを攪拌するアジテータ432と、トナーホッパ部431内のトナーを帯電させてトナーボックス部433に供給する帯電ローラ434及びこの帯電ローラ434の周面に接触させて配置したドクターブレード435とを備えている。
FIG. 29 is an enlarged view of a main part of the developing
また、トナーボックス部433内に供給されたトナーを現像のために搬送、ホッピングするために搬送する搬送基板441と、この搬送基板441の終端から落下する現像に供されなかったトナーに帯電を施す部材(帯電ローラ434)に戻す方向に搬送する逆送搬送基板442とを備えている。
The toner supplied to the
なお、上記画像形成装置の第1実施形態でも述べたとおり、搬送基板441及び逆送搬送基板442の構成は、前記搬送基板1と同様であり、搬送基板441及び逆送搬送基板442の各電極に駆動波形を与える駆動回路の構成も図示は省略するが、前記現像装置の各実施形態で説明した同様である。
このように構成することで、飛散トナーが少なく、高い現像品質で現像を行って高画質の画像を形成することができる。
Note that, as described in the first embodiment of the image forming apparatus, the configurations of the
With this configuration, it is possible to form a high-quality image by developing with high development quality with less scattered toner.
次に、本発明に係るプロセスカートリッジを備えた画像形成装置の第3実施形態について図30及び図31を参照して簡単に説明する。なお、図30は同画像形成装置の概略構成図、図31は同画像形成装置を構成するプロセスカートリッジの概略構成図である。 Next, a third embodiment of an image forming apparatus provided with a process cartridge according to the present invention will be briefly described with reference to FIGS. 30 and 31. FIG. 30 is a schematic configuration diagram of the image forming apparatus, and FIG. 31 is a schematic configuration diagram of a process cartridge constituting the image forming apparatus.
この画像形成装置500は、マゼンダ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)、ブラック(Bk)の4色でフルカラー画像を形成するレーザプリンタの一例であり、各色用の画像信号に応じたレーザビームを出射する4つの光書き込み装置501M、501C、501Y、501Bk(以下「光書き込み装置501」とも総称する。)と、作像用の4つのプロセスカートリッジ502M、502C、502Y、502Bk(図において、502Bと省略する。)と、画像が転写される記録用紙を収納する給紙カセット503と、給紙カセット503から記録用紙を給紙する給紙ローラ504と、記録用紙を所定のタイミングで搬送するレジストローラ505と、記録用紙を各プロセスカートリッジの転写部に搬送する転写ベルト506と、記録用紙に転写された画像を定着する定着ベルト507と加圧ローラ508からなる定着装置509と、定着後の記録用紙を排紙トレイ511に排紙する排紙ローラ510等を備えた構成となっている。
The
4つのプロセスカートリッジ502M、502C、502Y、502Bkの構成は同じ(以下「プロセスカートリッジ502」とも総称する。)であり、図31に示すように、各プロセスカートリッジ502は、ケース内に像担持体であるドラム状の感光体521と、帯電ローラ522と、本発明に係る現像装置523と、クリーニングブレード524等を一体に備え、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成している。現像装置523を着脱自在であるプロセスカ−トリッジ502内に具備させることにより、メンテナンス性の向上、他の装置との一体交換を容易に行うことができるようになる。
The four
また、現像装置523内には、トナー供給ローラ525、帯電ローラ526、搬送基板1、搬送基板1へのトナー送り込み基板527、回収トナーを戻すトナー戻しローラ528が設けられており、各色のトナーが収納されている。また、プロセスカートリッジ502の背面側には、光書き込み装置501からのレーザビームが入射される窓口となるスリット530が設けられている。
Further, in the developing
各光書き込み装置501M、501C、501Y、501Bkは、半導体レーザ、コリメートレンズ、ポリゴンミラー等の光偏向器、走査結像用光学系等から構成され、装置外部のパーソナルコンピュータ等のホスト(画像処理装置)から入力される各色用の画像データに応じて変調されたレーザビームを出射し、各プロセスカートリッジ502M、502C、502Y、502Bkの感光体521上を走査し、静電荷像(静電潜像)を書き込む。
Each of the
そして、画像形成が開始されると、各プロセスカートリッジ502M、502C、502Y、502Bkの感光体521が帯電ローラ522で均一に帯電され、各光書き込み装置501M、501C、501Y、501Bkから画像データに応じたレーザビームが照射されて各感光体上に各色の静電潜像が形成される。
When the image formation is started, the
この感光体521上に形成された静電潜像は、現像装置523の搬送基板1によるEH現像により、各色のトナーによって現像され顕像化される。また、現像に供されなかったトナーは搬送基板1で搬送されてトナー戻しローラ528によってトナー送り込み基板527の入口側に戻される。このように、本発明に係る現像装置によって現像を行うことで、前述したように高品質の画像を形成することができる。
The electrostatic latent image formed on the
一方、図30に示すように各プロセスカートリッジ502Bk、502Y、502C、502Mの各色の画像形成に同期して、供給カセット503内の記録用紙が供給ローラ504で給紙され、レジストローラ505により所定のタイミングで転写ベルト506に向けて搬送される。そして、記録用紙は転写ベルト506に担持されて4つのプロセスカートリッジ502Bk、502Y、502C、502Mの感光体521に向けて順次搬送され、各感光体上のBk、Y、C、Mの各色のトナー像が順次重ね合わせて転写される。4色のトナー像が転写された記録用紙は、定着装置509に搬送され、4色のトナー像からなるカラー画像が定着されて排紙トレイ511に排紙される。
On the other hand, as shown in FIG. 30, the recording paper in the
次に、本発明に係るプロセスカートリッジを含む本発明に係る画像形成装置の第4実施形態について図32及び図33を参照して簡単に説明する。なお、図32は同画像形成装置の概略構成図、図33は同画像形成装置を構成するプロセスカートリッジの概略構成図である。 Next, a fourth embodiment of the image forming apparatus according to the present invention including the process cartridge according to the present invention will be briefly described with reference to FIGS. 32 and 33. FIG. 32 is a schematic configuration diagram of the image forming apparatus, and FIG. 33 is a schematic configuration diagram of a process cartridge constituting the image forming apparatus.
この画像形成装置は、水平に延在する転写ベルト(像担持体)551に沿って、各色のプロセスカ−トリッジ560Y、560M、560C、560Bk(以下「プロセスカートリッジ560」とも総称する。)を並置したタンデム方式のカラー画像形成装置である。なお、プロセスカ−トリッジ560は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で説明したが、この順番に特定されるものではなく、どの順番で並置してもよい。
In this image forming apparatus,
プロセスカ−トリッジ560は、潜像担持体561、帯電手段562、本発明に係るトナー搬送部材(搬送基板)1を含む現像手段563、クリーニング装置564等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカ−トリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカ−トリッジを複写機やプリンタ等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成している。
The
通常、カラーの画像形成装置は複数の画像形成部を有するため装置が大きくなってしまう。また、現像装置、クリーニングや帯電などの各ユニットが個別で故障したり、寿命による交換時期がきた場合は、装置が複雑でユニットの交換に非常に手間がかかっていた。 Usually, since a color image forming apparatus has a plurality of image forming units, the apparatus becomes large. Further, when each unit such as the developing device, cleaning, charging, etc. fails individually or it is time to replace it due to its life, the apparatus is complicated and it takes much time to replace the unit.
そこで、少なくとも像担持体と現像手段の構成要素をプロセスカ−トリッジ560として一体に結合して構成することによって、ユーザーによる交換も可能な小型で高耐久のカラー画像形成装置を提供することができる。
In view of this, a compact and highly durable color image forming apparatus that can be replaced by the user can be provided by integrally combining at least the components of the image carrier and the developing means as the
ここで、各色のプロセスカ−トリッジ560Y、560M、560C、560Bkで現像された像担持体上の現像トナーは水平に延在する転写電圧が印加された転写ベルト551に順次転写される。
Here, the developing toner on the image carrier developed by the
このようにイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと画像の形成が行なわれ、転写ベルト551上に多重に転写され、転写手段552で転写材553にまとめて転写される。そして、転写材553上の多重トナー像は図示しない定着装置によって定着される。
In this way, yellow, magenta, cyan, and black images are formed, transferred onto the
上記各実施形態で説明した画像形成装置は、いずれも本発明に係る静電搬送装置を含む現像装置を備えているので、装置の小型化、低コスト化を図れ、トナ−飛散などもなく、画像品質を向上することができる。 Each of the image forming apparatuses described in the above embodiments includes a developing device including the electrostatic conveyance device according to the present invention. Therefore, the apparatus can be reduced in size and cost, and there is no toner scattering. Image quality can be improved.
なお、上記実施形態においては、粉体としてトナーを例に説明しているが、トナー以外の粉体を搬送するための装置などにも同様に適用することができる。また、搬送電極に印加する駆動信号は3相を例に説明しているが、4相、6相などでもよい。 In the above-described embodiment, toner is described as an example of powder, but the present invention can be similarly applied to an apparatus for conveying powder other than toner. In addition, although the drive signal applied to the transport electrode has been described using three phases as an example, it may be four phases, six phases, or the like.
T トナー
A1 現像領域
A2 トナー供給ニップ領域(ニップ領域)
1 搬送基板
2 駆動回路
10 潜像担持体(感光体)
11 搬送領域
12 現像領域
13 回収領域
31 潜像担持体(感光体)
34 現像装置
41 ケーシング
42 トナー搬送部材(搬送部材)
43 現像剤供給部(磁気ブラシローラ)
46 規制ブレード
47 磁石部材
48 スリーブ
49 電源(B2)
50 電源(B1)
62 現像剤
60 非磁性のトナー(トナー)
61 磁性キャリア(磁性粒子)
101 ベース基板(支持基板)
102(102a、102b、102c) 電極
103 表面保護層
105a、105b、105c 共通電極
105a1、105b1、105c1 共通電極
105a2、105b2、105c2 共通電極
105a3、105b3、105c3 共通電極
301 潜像担持体(感光体ドラム)
302 基体
303 感光体層
305 帯電装置
306 露光部
316 現像装置
331a、331b 帯電ブラシ
332 トナータンク
341 搬送基板
342 逆搬送基板
401 感光体ドラム
408 走査光学系
415 帯電装置
416 現像装置
431 トナーホッパ部
432 アジテータ
433 トナーボックス部
434 帯電ローラ
435 ドクターブレード
441 搬送基板
442 逆送搬送基板
521 感光体
522 帯電ローラ
523 現像装置
524 クリーニングブレード
525 トナー供給ローラ
526 帯電ローラ
527 トナー送り込み基板
528 トナー戻しローラ
551 転写ベルト(像担持体)
560Y、560M、560C、560Bk プロセスカ−トリッジ
561 潜像担持体
562 帯電手段
563 現像手段
564 クリーニング装置
T toner A1 development area A2 toner supply nip area (nip area)
DESCRIPTION OF
11
34 Developing
43 Developer supply section (magnetic brush roller)
46
50 Power supply (B1)
62
61 Magnetic carrier (magnetic particles)
101 Base substrate (support substrate)
102 (102a, 102b, 102c)
302
560Y, 560M, 560C,
Claims (14)
前記現像剤供給部材と前記トナー搬送部材は、現像剤供給部材がトナーを供給するニップ領域(A2)を介して対向配置され、
該現像剤供給部材は、トナー供給電界形成用の電源(B1)に接続され、
該トナー搬送部材は、複数の電極を備えるとともに、該電極に搬送電界を形成する電源(B2)に接続され、
電源(B1)のバイアス印加により現像剤供給部材からトナー搬送部材に供給されたトナーを搬送する際、
電源(B2)のバイアス印加によりニップ領域(A2)内に位置する電極の所定箇所を境界にしてトナーの搬送電界方向を分割して形成し、一方はトナーが現像領域(A1)へ向かうように、他方はA1と逆に向かうように構成したことを特徴とする現像装置。 A developer supply member that holds the developer on the surface and transports the developer; and a toner transport member that transports the toner supplied from the developer supply member to the development region (A1) facing the latent image carrier; A developing device that develops the toner by attaching toner to the latent image on the latent image carrier in A1,
The developer supply member and the toner conveying member are arranged to face each other via a nip region (A2) where the developer supply member supplies toner,
The developer supply member is connected to a power supply (B1) for forming a toner supply electric field,
The toner transport member includes a plurality of electrodes and is connected to a power source (B2) that forms a transport electric field on the electrodes.
When transporting the toner supplied from the developer supply member to the toner transport member by applying a bias of the power supply (B1),
By applying a bias of the power source (B2), the direction of the toner electric field is divided at a predetermined position of the electrode located in the nip area (A2), and one of the toner is directed toward the development area (A1). A developing device characterized in that the other is opposite to A1.
前記現像剤供給部材と前記トナー搬送部材は、現像剤供給部材がトナーを供給するニップ領域(A2)を介して対向配置され、且つトナー搬送部材の一方の端部はニップ領域(A2)内に配設され、
該現像剤供給部材は、トナー供給電界形成用の電源(B1)に接続され、
該トナー搬送部材は、複数の電極を備えるとともに、該電極に搬送電界を形成する電源(B2)に接続され、
電源(B1)のバイアス印加により現像剤供給部材からトナー搬送部材に供給されたトナーを搬送する際、
電源(B2)のバイアス印加によりニップ領域(A2)内に配設されたトナー搬送部材の一方の端部を搬送開始点としてトナーの搬送電界方向を形成し、トナーが現像領域(A1)に向かうように構成したことを特徴とする現像装置。 A developer supply member that holds the developer on the surface and transports the developer; and a toner transport member that transports the toner supplied from the developer supply member to the development region (A1) facing the latent image carrier; A developing device that develops the toner by attaching toner to the latent image on the latent image carrier in A1,
The developer supply member and the toner conveying member are disposed to face each other via a nip region (A2) where the developer supplying member supplies toner, and one end of the toner conveying member is in the nip region (A2). Arranged,
The developer supply member is connected to a power supply (B1) for forming a toner supply electric field,
The toner transport member includes a plurality of electrodes and is connected to a power source (B2) that forms a transport electric field on the electrodes.
When transporting the toner supplied from the developer supply member to the toner transport member by applying a bias of the power supply (B1),
By applying a bias of the power source (B2), a toner conveying electric field direction is formed using one end of the toner conveying member disposed in the nip area (A2) as a conveying start point, and the toner moves toward the developing area (A1). A developing device configured as described above.
An image forming method using the developing method according to claim 13.
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