JP2007241006A - Developing device, process cartridge, and image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developing device, a process cartridge, and an image forming apparatus which allow the reduction of scattering powder during carrying by using ETH phenomenon. <P>SOLUTION: In the developing device, a multiphase voltage is applied to carrying electrodes through common electrodes by a voltage supply means to form a carrying electric field and powder is carried to an area facing a latent image carrier by the carrying electric field, of a carrying member to stick the powder onto the latent image carrier, whereby a latent image on the latent image carrier is developed. In this developing device, space intervals between common electrodes and one ends of carrying electrodes are longer than intervals of carrying electrodes, so that toner is made to go inward in a lengthwise direction by forming an electric field gong inward. Therefore, scattering powder in the lengthwise direction can be prevented and the powder can be prevented from sticking to the common electrodes. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関し、詳細にはETH(Electrostatic Transport & Hopping)現象を用いて、搬送電極の電極間隔と共通電極までの距離を制御して搬送中の飛散トナーと共通電極のトナー付着を低減可能な、現像装置、この現像装置を備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。   The present invention relates to a developing device, a process cartridge, and an image forming apparatus, and more specifically, using an ETH (Electrostatic Transport & Hopping) phenomenon, the distance between the transport electrodes and the distance to the common electrode are controlled to control the scattered toner being transported. The present invention relates to a developing device capable of reducing toner adhesion on a common electrode, a process cartridge including the developing device, and an image forming apparatus.

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、電子写真式プロセスを用いて、潜像担持体に潜像を形成し、この潜像に粉体である現像剤(以下、トナーと称す)を付着させて現像し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し、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で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 a developer (hereinafter referred to as toner) that is a powder is formed on the latent image. In some cases, the toner image is visualized as a toner image by being attached and developed, and this toner image is transferred to a recording medium, or once 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、潜像担持体に形成された潜像を現像する現像装置として、従来から、現像装置内で攪拌させたトナーを現像剤担持体である現像ローラの表面に担持し、当該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して対向する位置まで搬送し、潜像担持体の潜像を現像する。そして、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され、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 formed on a latent image carrier, conventionally, the toner stirred in the developing device is carried on the surface of a developing roller which is a developer carrier. Then, by rotating the developing roller, the developing roller is conveyed 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 is completed, 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. The toner is newly stirred and charged, and is again carried on the developing roller and transported. Things are known.

一方、現在、潜像担持体に現像ローラを接触させずに現像を行う非接触方式の現像装置が注目されている。その一つに、進行波電界を利用した方法が提案されている。このような進行波電界を利用する現像装置においては、その現像剤搬送部材上における各電極の配列方向と直交する幅方向の外側(現像剤搬送部材の搬送方向と直交する幅方向の両側)にそれぞれ配線パターンが設けられている。その場合、配線パターンが位置する領域では、各電極の外側に位置しているために進行波電界条件が形成されておらず、この領域に現像剤が入り込むと、現像剤の飛散や固着が発生する恐れがある。このような問題点を解決する提案の一つとしての特許文献1によれば、静電潜像をその表面に担持している像担持体に対向する現像領域に配置し、基材上に所定間隔を存して複数配列された電極を表面保護層によって被覆してなる現像剤搬送部材を備え、各電極に対する多相電圧の印加により形成される進行波電界によって現像剤を現像剤搬送部材上で搬送するようにした現像装置において、上記現像剤搬送部材上に現像剤を供給する供給部材を設けている。そして、上記各電極の配列方向と直交する幅方向の有効電極幅Leと、上記供給部材上における現像剤存在領域の現像剤供給方向と直交する幅方向の長さLtとを、Lt<Leの関係を満たすように設定する。このように供給幅を搬送幅より狭めることで、搬送領域外にトナーが散逸するのを防止している。
特許第3,639,545号明細書
On the other hand, a non-contact type developing device that performs development without bringing a developing roller into contact with a latent image carrier has been attracting attention. For example, a method using a traveling wave electric field has been proposed. In a developing device using such a traveling wave electric field, on the outside of the width direction perpendicular to the arrangement direction of each electrode on the developer conveying member (on both sides in the width direction perpendicular to the conveying direction of the developer conveying member) Each wiring pattern is provided. In that case, in the region where the wiring pattern is located, the traveling wave electric field condition is not formed because it is located outside each electrode, and if the developer enters this region, the developer is scattered or fixed. There is a fear. According to Patent Document 1 as one of proposals for solving such problems, an electrostatic latent image is arranged in a developing region facing an image carrier carried on the surface thereof, and is predetermined on a substrate. A developer carrying member formed by coating a plurality of electrodes arranged at intervals with a surface protective layer, and the developer is applied to the developer carrying member by a traveling wave electric field formed by applying a multiphase voltage to each electrode. In the developing device transported by the above, a supply member for supplying the developer is provided on the developer transport member. The effective electrode width Le in the width direction orthogonal to the arrangement direction of the electrodes and the length Lt in the width direction orthogonal to the developer supply direction of the developer existing area on the supply member are expressed as Lt <Le. Set to satisfy the relationship. In this way, the supply width is narrower than the conveyance width, thereby preventing the toner from escaping outside the conveyance area.
Patent No. 3,639,545

しかしながら、上記特許文献1では、トナーを搬送すると配線電極にも電界がかかっているために、搬送領域よりも長手方向で、幅広くトナーが搬送されてしまい、配線パターンが位置する領域まで、トナーが進入してしまう。また、進行波に載せてトナーを搬送する現像装置は進行波が並んで発生している部分は問題なく搬送されるが、エッジ部はバスライン(共通電極)があり、その部分には進行方向に電極が並んでいないためトナーが付着すると動かなくなって堆積していく。
また、従来の画像形成装置は搬送時にトナーがホッピングするが、その方向は必ずしも一定ではない。空気の抵抗や、電界の方向によってむしろ広がる方向にある。搬送方向が広がると、進行波が形成できない共通電極上や、更に外側の長手方向のエッジ部まで広がってしまい、最悪、画像形成装置の機内にトナーを飛散させてしまう。
更に、電極には進行波が発生しているので、ほとんどのトナーは電界にしたがって進行方向に向かう。しかし、電極のエッジ部では、次の電界がかかる部分が小さくなるので、共通電極の方向に向かうトナーが発生したりする。トナーは電界によるクーロン力で、引き付けられるので、電界の方向に制限を加えて、長手方向外側に力が向かわないようにすればよい。
However, in Patent Document 1 described above, since the electric field is applied to the wiring electrodes when the toner is conveyed, the toner is conveyed in a wider range in the longitudinal direction than the conveying area, and the toner reaches the area where the wiring pattern is located. I will enter. In addition, the developing device that transports the toner on the traveling wave is transported without any problem where the traveling wave is generated side by side, but the edge portion has a bus line (common electrode), and the traveling direction is in that portion. Since the electrodes are not lined up, if the toner adheres, it stops moving and accumulates.
In the conventional image forming apparatus, toner is hopped during conveyance, but the direction is not necessarily constant. It is rather in the direction of spreading depending on the resistance of air and the direction of the electric field. When the conveyance direction is widened, it spreads on the common electrode where a traveling wave cannot be formed, and further to the outer edge portion in the longitudinal direction, and in the worst case, the toner is scattered in the image forming apparatus.
Further, since traveling waves are generated in the electrodes, most of the toner travels in the traveling direction according to the electric field. However, at the edge portion of the electrode, the portion to which the next electric field is applied becomes small, so that toner is generated in the direction of the common electrode. Since the toner is attracted by the Coulomb force generated by the electric field, the direction of the electric field may be limited so that the force does not go outward in the longitudinal direction.

本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、ETH(Electrostatic Transport & Hopping)現象を用いて、搬送中の飛散粉体を低減できる、現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。   The present invention is for solving these problems, and provides a developing device, a process cartridge, and an image forming apparatus capable of reducing scattered powder during conveyance using an ETH (Electrostatic Transport & Hopping) phenomenon. For the purpose.

ここで、ETH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ETH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ETH現象を用いた現像方式をETH現像という。   Here, the ETH phenomenon refers to a phenomenon in which the powder itself is dynamically changed by being given energy of a phase-shifting electric field and converted to mechanical energy. This ETH phenomenon is a phenomenon including horizontal movement (conveyance) and vertical movement (hopping) of 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 development method using this ETH phenomenon is called ETH development.

なお、本明細書において、ETH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、搬送装置、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 conveying member in the ETH phenomenon is distinguished and expressed, regarding the movement in the horizontal direction of the substrate, “conveying”, “conveying speed”, “conveying direction”, “conveying” 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 “transport device” and “transport substrate” is synonymous with “transfer”.

前記問題点を解決するために、本発明の現像装置は、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させるために、所定の間隔で配列された複数の搬送電極を有する搬送部材と、該搬送電極の一端に接続された共通電極を介して搬送電極に多相の電圧を印加するための電圧供給手段と、該搬送部材に粉体を供給する粉体供給手段と、過剰な粉体を回収する回収手段を具備している。そして、本発明の現像装置は、電圧供給手段により搬送電極に共通電極を介して多相の電圧を印加して搬送電界を形成し、搬送部材において当該搬送電界によって潜像担持体と対向する領域に粉体を搬送して潜像担持体上に粉体を付着させて潜像担持体上の潜像を現像する。更に、本発明の現像装置は、共通電極と搬送電極の一端の空隙間隔が搬送電極間の間隔より大きいことに特徴がある。よって、内側に向かう電界を形成することによって、トナーが長手方向の内側に向かうようにすることができるので、長手方向の飛散粉体の防止と、共通電極の粉体付着を防止することができる。   In order to solve the above problems, the developing device of the present invention is arranged to face the latent image carrier, and to generate a traveling wave electric field for moving the powder, a plurality of arranged at predetermined intervals. A conveying member having a conveying electrode; voltage supply means for applying a multiphase voltage to the conveying electrode via a common electrode connected to one end of the conveying electrode; and a powder for supplying powder to the conveying member Supply means and recovery means for recovering excess powder are provided. In the developing device of the present invention, the voltage supply means applies a multiphase voltage to the transport electrode via the common electrode to form a transport electric field, and the transport member is a region facing the latent image carrier by the transport electric field. Then, the powder is conveyed to adhere the powder onto the latent image carrier to develop the latent image on the latent image carrier. Furthermore, the developing device of the present invention is characterized in that the gap between one end of the common electrode and the transport electrode is larger than the distance between the transport electrodes. Therefore, since the toner can be directed inward in the longitudinal direction by forming an electric field directed inward, it is possible to prevent scattered powder in the longitudinal direction and adhesion of powder on the common electrode. .

また、潜像担持体と対向する現像領域以外の領域に相当する搬送電極の配列方向と共通電極の配列方向と成す角度を、粉体の搬送方向に対して鋭角にすることにより、内側に向かう力が外側に向かう力より大きくなり、粉体が外に飛散しなくなる。   Further, the angle formed between the arrangement direction of the transport electrodes corresponding to the area other than the development area opposite to the latent image carrier and the arrangement direction of the common electrodes is set to an acute angle with respect to the powder transport direction, thereby moving inward. The force becomes larger than the outward force, and the powder does not scatter outside.

更に、搬送電極における現像領域以外の領域であって、かつ搬送電極の一端の長さは空隙間隔より小さいことにより、内側に向かう力が外側に向かう力より大きくなり、粉体が外に飛散しなくなる。   In addition, since the length of one end of the transport electrode is smaller than the gap interval in the transport electrode other than the development region, the inward force is larger than the outward force, and the powder is scattered outside. Disappear.

また、搬送電極における現像領域以外の領域であって、かつ搬送電極の一端の長さは搬送電極の電極ピッチより大きいことにより、内側に向かう力が外側に向かう力より大きくなり、粉体が外に飛散しなくなる。   In addition, since the length of one end of the transport electrode is larger than the electrode pitch of the transport electrode, the force toward the inner side is larger than the force toward the outer side, so that the powder is outside. Will not scatter.

更に、別の発明としてのプロセスカートリッジは、上記の現像装置と、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、を少なくとも含み、画像形成装置本体に着脱自在である。よって、搬送中の飛散粉体を低減することができるプロセスカートリッジを提供できる。   Furthermore, a process cartridge according to another invention includes at least one of the developing device described above and at least one of a latent image carrier, a charging unit, and a cleaning unit in an electrophotographic process, and is detachable from an image forming apparatus main body. is there. Therefore, it is possible to provide a process cartridge that can reduce the amount of scattered powder during conveyance.

更に、別の発明としての画像形成装置は、上記現像装置もしくは上記プロセスカートリッジを備えている。よって、搬送中の飛散粉体を低減することができる画像形成装置を提供できる。   Furthermore, an image forming apparatus as another invention includes the developing device or the process cartridge. Therefore, it is possible to provide an image forming apparatus capable of reducing scattered powder during conveyance.

また、別の発明としての画像形成装置によれば、上記プロセスカートリッジを複数備えて、高画質な多色の画像を形成することができると共に、搬送中の飛散粉体を低減することができる。   In addition, according to another image forming apparatus, a plurality of the process cartridges can be provided to form a high-quality multicolor image, and the amount of scattered powder during conveyance can be reduced.

本発明の現像装置は共通電極と搬送電極の一端の空隙間隔が搬送電極間の間隔より大きいことにより、搬送中の飛散粉体を低減できる。   In the developing device of the present invention, the gap between the common electrode and one end of the transport electrode is larger than the distance between the transport electrodes, so that the scattered powder during transport can be reduced.

図1は本発明の現像装置の構成を示す概略図である。同図に示す現像装置10は、粉体であるトナーTを搬送、ホッピング、回収するための電界を発生するための複数の搬送電極102を有する搬送部材である搬送基板11を備え、この搬送基板11の各搬送電極102に対しては駆動回路12から所要の電界を発生させるためのn相(nは2以上の正の整数。ここでは3相とする。)の異なる駆動波形Va1,Vb1,Vc1及びVa2,Vb2,Vc2が印加される。ここでは、搬送基板11は、駆動波形Va1,Vb1,Vc1及びVa2,Vb2,Vc2を与える搬送電極102の範囲及び潜像担持体である感光体ドラム20との関係において、トナーTを感光体ドラム20の近傍まで搬送する搬送領域、感光体ドラム20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、トナーTを搬送基板11側に回収するための現像領域通過後の回収領域とに分けられる。   FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of the developing device of the present invention. A developing device 10 shown in FIG. 1 includes a transport substrate 11 that is a transport member having a plurality of transport electrodes 102 for generating an electric field for transporting, hopping, and collecting the toner T that is powder. For each of the eleven transport electrodes 102, different drive waveforms Va1, Vb1, n-phase (n is a positive integer of 2 or more, here three-phase) for generating a required electric field from the drive circuit 12. Vc1 and Va2, Vb2, and Vc2 are applied. Here, the transport substrate 11 transfers the toner T to the photosensitive drum in relation to the range of the transport electrode 102 that gives drive waveforms Va1, Vb1, Vc1 and Va2, Vb2, Vc2, and the photosensitive drum 20 that is a latent image carrier. A developing area for forming a toner image by attaching the toner T to the latent image on the photosensitive drum 20, and after passing through the developing area for collecting the toner T on the conveying substrate 11 side. Divided into collection areas.

そして、この現像装置10において、搬送基板11の搬送領域ではトナーTを感光体ドラム20の近傍まで搬送し、現像領域では感光体ドラム20上の潜像の画像部に対してはトナーTが感光ドラム20側に向かい、非画像部に対してはトナーTが感光ドラム20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20と反対側(搬送基板11側)に向かう方向の電界を形成する。   In the developing device 10, the toner T is transported to the vicinity of the photosensitive drum 20 in the transport region of the transport substrate 11, and the toner T is exposed to the image portion of the latent image on the photosensitive drum 20 in the development region. In order to perform development by forming an electric field in a direction toward the drum 20 and on the non-image portion in a direction in which the toner T is directed to the opposite side (conveying substrate side) from the photosensitive drum 20. In the recovery region, the toner T forms an electric field in a direction toward the opposite side (conveying substrate 11 side) from the photosensitive drum 20 for both the image portion and the non-image portion of the latent image.

ここで、本発明の現像装置における搬送基板の構成について、図2〜図6を参照して詳細に説明する。なお、図2は搬送基板の平面図、図3は図2のA−A’線断面図、図4は図2のB−B’線断面図、図5は図2のC−C’線断面図、図6は図2のD−D’線断面図である。   Here, the configuration of the transport substrate in the developing device of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 is a plan view of the transfer substrate, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG. 2, FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line BB ′ in FIG. 2, and FIG. FIG. 6 is a sectional view taken along the line DD ′ of FIG.

本発明の現像装置における搬送基板11は、図3の支持基板101上に3本の搬送電極102a、102b、102c(これらを搬送電極102と総称する)を1セットとして、図2及び図3の矢印方向のトナー搬送方向に沿って所定の間隔で、かつトナー搬送方向と略直交する方向に繰り返し形成され配置し、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、これらの搬送電極101の表面を覆う保護膜となる、無機又は有機の絶縁性材料で形成した表面保護層103を積層したものである。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 transport substrate 11 in the developing device of the present invention is a set of three transport electrodes 102a, 102b, 102c (collectively referred to as the transport electrode 102) on the support substrate 101 of FIG. These are repeatedly formed and arranged at predetermined intervals along the toner conveying direction in the direction of the arrow and in a direction substantially perpendicular to the toner conveying direction to form an insulating conveying surface forming member on which a conveying surface is formed. A surface protective layer 103 made of an inorganic or organic insulating material, which is a protective film covering the surface of the electrode 101, is laminated. Here, the surface protective layer 103 forms the transport surface, but a surface layer having excellent compatibility with the powder (toner) can be additionally formed on the surface protective layer 103.

これらの搬送電極102a、102b、102cの両側には、搬送電極102a、102b、102cとそれぞれ両端部で相互接続した共通電極104a、104b、104c(これらを共通電極104と総称する)をトナー搬送方向に沿って、すなわち搬送電極102a、102b、102cの各々と略直交する方向に設けている。この場合、共通電極104の幅(この幅は、トナー搬送方向と直交する方向の幅)は搬送電極102の幅(この幅は、トナー搬送方向に沿う方向の幅)よりも広くしている。なお、図2では、共通電極104を、搬送領域では共通電極104a1、104b1、104c1を、現像領域では共通電極104a2、104b2、104c2、回収領域では共通電極104a3、104b3、104c3と、区別して表記している。   On both sides of the transport electrodes 102a, 102b, and 102c, common electrodes 104a, 104b, and 104c (collectively referred to as the common electrode 104) interconnected with the transport electrodes 102a, 102b, and 102c at both ends are collectively referred to as a toner transport direction. , That is, in a direction substantially orthogonal to each of the transport electrodes 102a, 102b, and 102c. In this case, the width of the common electrode 104 (this width is a width in the direction orthogonal to the toner conveyance direction) is larger than the width of the conveyance electrode 102 (this width is a width along the toner conveyance direction). In FIG. 2, the common electrode 104 is distinguished from the common electrodes 104a1, 104b1, and 104c1 in the transport region, the common electrodes 104a2, 104b2, and 104c2 in the development region, and the common electrodes 104a3, 104b3, and 104c3 in the recovery region. ing.

ここでは、図4に示すように、支持基板101上に共通電極104a、104b、104cのパターンを形成した後層間絶縁膜105を形成し、この層間絶縁膜105にコンタクトホール106を形成した後搬送電極102a、102b、102cを形成することによって、搬送電極102a、102b、102cと共通電極104a、104b、104cとをそれぞれ相互接続している。なお、層間絶縁膜105は表面保護層103と同じ材料でも異なる材料のいずれでも良い。また、搬送電極102aと共通電極104aを一体形成したパターン上に層間絶縁膜105を形成し、この層間絶縁膜105上に搬送電極102bと共通電極104bを一体形成したパターンを形成し、更に層間絶縁膜105を形成して、この層間絶縁膜105上に搬送電極102cと共通電極104c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106による相互接続とを混在させることもできる。   Here, as shown in FIG. 4, the pattern of the common electrodes 104 a, 104 b, and 104 c is formed on the support substrate 101, the interlayer insulating film 105 is formed, and the contact hole 106 is formed in the interlayer insulating film 105 and then transported. By forming the electrodes 102a, 102b, 102c, the transport electrodes 102a, 102b, 102c and the common electrodes 104a, 104b, 104c are interconnected, respectively. Note that the interlayer insulating film 105 may be either the same material as the surface protective layer 103 or a different material. Further, an interlayer insulating film 105 is formed on a pattern in which the transport electrode 102a and the common electrode 104a are integrally formed, and a pattern in which the transport electrode 102b and the common electrode 104b are integrally formed is formed on the interlayer insulating film 105, and further, an interlayer insulating film is formed. A film 105 is formed, and a pattern in which the transport electrode 102c and the common electrode 104c are integrally formed is formed on the interlayer insulating film 105. That is, the electrode can have a three-layer structure, or can be integrally formed with an interconnect. Interconnection by the contact hole 106 can also be mixed.

更に、これらの共通電極104a、104b、104cには、図1の駆動回路12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(図示せず)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各共通電極104に接続してもよいし、あるいは層間絶縁膜105上に設けてもよい。   Further, these common electrodes 104a, 104b, 104c are provided with drive signal application input terminals (not shown) for inputting drive signals (drive waveforms) Va, Vb, Vc from the drive circuit 12 of FIG. Provided. This drive signal input terminal may be provided on the back surface side of the support substrate 101 and connected to each common electrode 104 through a through hole, or may be provided on the interlayer insulating film 105.

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

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

次に、このように構成した搬送基板11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11の複数の搬送電極102に対してn相(nは2以上の正の整数)の駆動波形を印加することにより、複数の搬送電極102によって移相電界(進行波電界)が発生し、搬送基板11上の帯電したトナーは反発力及び/又は吸引力を受けて移送方向に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 transport substrate 11 configured as described above will be described. By applying an n-phase (n is a positive integer of 2 or more) driving waveform to the plurality of transport electrodes 102 of the transport substrate 11, a phase-shift electric field (traveling wave electric field) is generated by the plurality of transport electrodes 102. The charged toner on the transport substrate 11 receives a repulsive force and / or suction force and moves in the transport direction including hopping and transport.

例えば、搬送基板11の複数の搬送電極102に対して図7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)A(A相)、B(B相)、C(C相)を、タイミングをずらして印加する。   For example, as shown in FIG. 7, with respect to the plurality of transport electrodes 102 of the transport substrate 11, a three-phase pulse-shaped drive waveform (drive signal) A (A) that changes between the ground G (0 V) and the positive voltage + is provided. Phase), B (B phase), and C (C phase) are applied at different timings.

このとき、図8に示すように、搬送基板11上に負帯電のトナーTがあり、搬送基板11の連続した複数の搬送電極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、負帯電のトナーTは「+」の搬送電極102上に位置する。   At this time, as shown in FIG. 8, there is negatively charged toner T on the transport substrate 11, and “G”, as shown in FIG. Assuming that “G”, “+”, “G”, and “G” are applied, the negatively charged toner T is positioned on the “+” transport electrode 102.

次のタイミングで複数の搬送電極102には(2)に示すようにそれぞれ「+」、「G」、「G」、「+」、「G」が印加され、負帯電のトナーTには同図で左側の「G」の搬送電極102との間で反発力が、右側の「+」の搬送電極102との間で吸引力がそれぞれ作用するので、負帯電のトナーTは「+」の搬送電極102側に移動する。さらに、次のタイミングで複数の搬送電極102には(3)に示すようにそれぞれ「G」、「+」、「G」、「G」、「+」が印加され、負帯電のトナーTには同様に反発力と吸引力がそれぞれ作用するので、負帯電のトナーTは更に「+」の搬送電極102側に移動する。   At the next timing, “+”, “G”, “G”, “+”, and “G” are respectively applied to the plurality of transport electrodes 102 as shown in (2), and the same is applied to the negatively charged toner T. In the figure, a repulsive force acts between the left “G” transport electrode 102 and a suction force acts between the right “+” transport electrode 102, and therefore the negatively charged toner T is “+”. Move to the transport electrode 102 side. Further, as shown in (3), “G”, “+”, “G”, “G”, and “+” are respectively applied to the plurality of transport electrodes 102 at the next timing, and the negatively charged toner T is applied. Similarly, since the repulsive force and the attractive force act respectively, the negatively charged toner T further moves to the “+” conveying electrode 102 side.

このように複数の搬送電極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上には進行波電界が発生し、この進行波電界の進行方向に負帯電のトナーTは搬送及びホッピングを行いながら移動する。なお、正帯電のトナーT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 transport electrodes 102, a traveling wave electric field is generated on the transport substrate 1, and the negatively charged toner T is generated in the traveling direction of the traveling wave electric field. Moves while carrying and hopping. In the case of the positively charged toner T, it is similarly moved in the same direction by reversing the drive waveform change pattern.

次に、図1の駆動回路の全体構成について図9を参照して説明する。この駆動回路12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とを含んで構成されている。そして、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組のパルスで、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(図示せず)、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。   Next, the overall configuration of the drive circuit of FIG. 1 will be described with reference to FIG. The drive circuit 12 includes a pulse signal generation circuit 21 that generates and outputs a pulse signal, and waveform amplifiers 22a and 22b that generate and output drive waveforms Va1, Vb1, and Vc1 by inputting the pulse signal from the pulse signal generation circuit 21. 22c and waveform amplifiers 23a, 23b, and 23c that receive the pulse signal from the pulse signal generation circuit 21 and generate and output drive waveforms Va2, Vb2, and Vc2. The pulse signal generation circuit 21 receives, for example, logic level input pulses, and includes two sets of pulses that are phase-shifted by 120 °, and switching means (included in the waveform amplifiers 22a to 22c and 23a to 23c in the next stage). For example, a pulse signal having an output voltage of 10 to 15 V at a level capable of switching 100 V by driving a transistor is generated and output.

また、波形増幅器22a、22b、22cは、図1の搬送領域の各搬送電極102及び回収領域の各搬送電極102に対して、例えば図10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(以下、これを「搬送電圧パターン」又は「回収搬送電圧パターン」と称す)3相の駆動波形(駆動パルス)Va1、Vb1、Vc1を印加する。更に、波形増幅器23a、23b、23cは、図1の現像領域の各搬送電極102に対して、例えば図11又は図12に示すように、各相の+100V又は0Vの印加時間taを繰り返し周期tfの2/3である約67%に設定した(以下、これを「ホッピング電圧パターン」と称す)3相の駆動波形(駆動パルス)Va2、Vb2、Vc2を印加する。   Further, the waveform amplifiers 22a, 22b, and 22c apply the + 100V application time ta of each phase to the respective transport electrodes 102 in the transport region and the transport electrodes 102 in the recovery region of FIG. 1, for example, as shown in FIG. Three-phase driving waveforms (driving pulses) Va1, Vb1, and Vc1 are set to about 33%, which is 1/3 of the repetition period tf (hereinafter referred to as “carrier voltage pattern” or “collected carrier voltage pattern”). Apply. Further, the waveform amplifiers 23a, 23b, and 23c repeat the application time ta of + 100V or 0V for each phase as shown in FIG. 11 or FIG. 12, for each transport electrode 102 in the development region of FIG. The three-phase drive waveforms (drive pulses) Va2, Vb2, and Vc2 are applied (hereinafter referred to as “hopping voltage pattern”).

以上の説明のように、ETH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。   As described above, in the ETH 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、図12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. 12, when the non-image portion potential on the latent image carrier is lower than −100 V, the image portion In contrast, the toner is directed to the latent image carrier, and the toner is directed to the side opposite to the latent image carrier for the non-image portion. 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。   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.

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。   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、ETH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11との間で吸着力が生じないため、容易に潜像担持体側に搬送することができ、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 ETH development, because toner is hopping, the toner attracts and adheres to the image portion of the latent image, and the toner is repelled and does not adhere to the non-image portion. At this time, since the toner that has already been hopped does not generate an adsorbing force with the transport substrate 11, it can be easily transported to the latent image carrier side, and development with high image quality can be obtained. Can be performed at a low voltage.

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搬送させるには、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11に対する付着力が略零になるので、トナーを搬送基板11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搬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 transport it to the photoreceptor, 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, but since the adhesion force to the transport substrate 11 becomes substantially zero because of hopping on the transport substrate 1, the toner is removed. The force to peel off from the transport substrate 11 becomes unnecessary, and the toner can be sufficiently transported to the latent image carrier side at a low voltage.

しかも、各搬送電極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、搬送電極102の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、又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。   Moreover, even if the voltage applied between the transport electrodes 102 is a low voltage of | 150 to 100 | V or less, the generated electric field has a very large value, and the toner adhering to the surface of the transport electrode 102 can be easily removed. It is possible to peel, fly and hop. Further, ozone or NOx generated when charging a photoconductor such as OPC is very little or can be eliminated, which is very advantageous for environmental problems and durability of the photoconductor.

従って、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、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−4C/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, if an OPC photoconductor is used, 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-4C / m 2), OPC The 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, the average becomes −50 V, and the toner is negatively charged. Then, 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 photoreceptor, in the case of negatively charged toner, at least the potential for charging the photoreceptor is -300 V or less, or the development efficiency In the case of the priority configuration, the 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ETH現像は、搬送基板11上でトナーをホッピングさせることによって、搬送基板11との吸着力を0にすることで現像を行うものであるが、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。   By the way, the above-described ETH development is performed by hopping the toner on the transport substrate 11 to reduce the adsorption force with the transport substrate 11 to 0, but the toner is simply hopped on the transport substrate. However, even if the hopped toner has progress toward the latent image carrier, the certainty that it adheres to the latent image on the latent image carrier is not guaranteed, and toner scattering occurs.

そこで、本発明は、ETH現像について、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、すなわち地汚れが生じない条件を見出したものである。   Therefore, according to the present invention, in the ETH development, the hopped toner is selectively and reliably attached to the image portion of the latent image on the latent image carrier and does not adhere to the non-image portion, that is, the background is stained. This is what we found no conditions.

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, For the image portion of the latent image, the electric field is generated toward the latent image carrier, and for the non-image portion, the electric field is generated toward the transport substrate. 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、搬送基板の搬送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, by setting the average value (average potential) of the potential applied to the transport electrode of the transport substrate to a potential between the potential of the latent image carrier image portion and the non-image portion potential, 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.

これらの図14及び図15で示す電界の強度は搬送電極の表面の代表点の値であり、搬送電界TEの代表点TEaは図13に示す電極端部の5μm上方の点、ホッピング電界HEの代表点HEaは図13に示す電極中央部の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 strength of the electric field shown in FIGS. 14 and 15 is the value of the representative point on the surface of the transport electrode. The representative point TEa of the transport electric field TE is a point 5 μm above the end of the electrode shown in FIG. The representative point HEa is a point 5 μm above the center of the electrode shown in FIG. 13 and corresponds to the representative point having the strongest electric field acting on the toner in the X direction and Y direction, respectively.

これらの図14及び図15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 FIGS. 14 and 15, the electric field capable of imparting a force acting on the toner conveyance and hopping is (5E + 5) V / m or more, and the preferable electric field having no 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.

また、搬送電極の電極間隔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。   Further, regarding the electrode spacing R of the transport electrodes, 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. It is 1 to 20 times, preferably 2 to 10 times, and more preferably 2 to 6 times.

次に、図2に示すように、共通電極が搬送電極の両側にあるような時は、トナーが共通電極部にも付着することがあり、共通電極上は電界のかかる方向が一定でないため搬送領域のように連続して電界が形成されないため、付着したトナーは堆積してしまう。   Next, as shown in FIG. 2, when the common electrode is on both sides of the transport electrode, the toner may adhere to the common electrode portion, and the direction on which the electric field is applied is not constant on the common electrode. Since the electric field is not continuously formed as in the region, the adhered toner is accumulated.

そこで、本発明によれば、搬送電極の端と共通電極の間に、搬送電極の電極間隔以上の空隙を形成することによって、共通電極にトナーが付着することを防止することができる。   Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent toner from adhering to the common electrode by forming a gap larger than the electrode interval of the transport electrode between the end of the transport electrode and the common electrode.

図16は本発明の一実施の形態例に係る現像装置の搬送電極と共通電極の構成を示す部分拡大図である。また、図17は本実施の形態例の現像装置における搬送基板の構成を示す平面図である。図16において、搬送電極102aと共通電極104b、あるいは搬送電極102bと共通電極104cの空隙間隔D1は広ければ広いほど効果的であるが、搬送電極間の間隔であるスペース幅Sよりも広ければ、理想的には共通電極104b,104c上にトナーが付着することはない。しかし、実際は、電極表面が完全弾性衝突でないために実際は図14に示すように、搬送電極間の間隔であるスペース幅Sを30μmとした場合には、搬送電極102aと共通電極104b、あるいは搬送電極102bと共通電極104cの空隙幅D1は約3倍の100μm以上としたほうが望ましい。   FIG. 16 is a partially enlarged view showing the configuration of the transport electrode and the common electrode of the developing device according to the embodiment of the present invention. FIG. 17 is a plan view showing the configuration of the transport substrate in the developing device of this embodiment. In FIG. 16, the larger the gap distance D1 between the transport electrode 102a and the common electrode 104b, or between the transport electrode 102b and the common electrode 104c, the more effective, but if it is wider than the space width S that is the distance between the transport electrodes, Ideally, toner does not adhere to the common electrodes 104b and 104c. However, in reality, since the electrode surface is not a complete elastic collision, as shown in FIG. 14, when the space width S that is the distance between the transfer electrodes is set to 30 μm, the transfer electrode 102a and the common electrode 104b, or the transfer electrode It is desirable that the gap width D1 between 102b and the common electrode 104c be about three times 100 μm or more.

このように、搬送に寄与する電界強度が、搬送領域とそれ以外の領域で差ができ、搬送したい方向の表面の電界強度が、絶縁層のある領域の表面の電界強度より大きくなり、搬送したい方向の力が強くなる。そのために電荷をもったトナーは搬送方向に動く。   In this way, the electric field strength contributing to the transfer can be different between the transfer region and other regions, and the electric field strength of the surface in the direction to be transferred becomes larger than the electric field strength of the surface of the region with the insulating layer, and the transfer is desired. Directional force increases. Therefore, the charged toner moves in the transport direction.

次に、図18は本発明の別の実施の形態例に係る現像装置の搬送電極と共通電極の構成を示す部分拡大図である。同図に示す別の実施の形態例の現像装置は、共通電極104aから搬送電極102aに、共通電極104bから搬送電極102bに、そして共通電極104cから搬送電極102cに、トナー搬送方向に対してそれぞれ所定の角度θ(θ<90°)をつけることによって、電界の方向を長手方向の内側に向かせて、トナーが共通電極104a、104b、104c上に向かうことを防止して、共通電極104a、104b、104cにトナーが付着することを防止できる。更に、図18に示すように共通電極104bにつながらない現像幅よりも大きい部分の電極の長さD2を、搬送電極102aと共通電極104bや搬送電極102cと共通電極104bの間隔である空隙幅D1よりも小さくする。内側に向かう力が外側に向かう力より大きくなり、トナーが外に飛散しなくなる。このときは、空隙幅D1を200μmとして、共通電極104bにつながらない現像幅よりも大きい部分の電極の長さD2を100μmとした。このように電界が搬送方向に向かう力を大きくして、外側の共通電極104bへの方向に向かう力を小さくすることにより共通電極104bにトナーが付着することを防止できる。なお、共通電極104cに対してもD1’>D2’とする。   Next, FIG. 18 is a partially enlarged view showing the configuration of the transport electrode and the common electrode of the developing device according to another embodiment of the present invention. The developing device of another embodiment shown in the figure has a common electrode 104a to the transport electrode 102a, a common electrode 104b to the transport electrode 102b, and a common electrode 104c to the transport electrode 102c in the toner transport direction, respectively. By applying a predetermined angle θ (θ <90 °), the direction of the electric field is directed inward in the longitudinal direction to prevent the toner from being directed onto the common electrodes 104a, 104b, 104c. The toner can be prevented from adhering to 104b and 104c. Further, as shown in FIG. 18, the length D2 of the electrode that is larger than the development width not connected to the common electrode 104b is set to be larger than the gap width D1 that is the distance between the transport electrode 102a and the common electrode 104b or the transport electrode 102c and the common electrode 104b. Also make it smaller. The force toward the inside becomes larger than the force toward the outside, and the toner is not scattered outside. At this time, the gap width D1 was set to 200 μm, and the length D2 of the electrode larger than the developing width not connected to the common electrode 104b was set to 100 μm. In this way, it is possible to prevent toner from adhering to the common electrode 104b by increasing the force of the electric field in the transport direction and decreasing the force in the direction of the outer common electrode 104b. Note that D1 '> D2' is also set for the common electrode 104c.

なお、使用するトナーは粉砕トナーのように不定形であってもトナーが飛散したり共通電極に付着したりすることを防止できるが、円形度96%以上の球形トナーを使用することにより表面形状のばらつきを、粉砕トナーのような不定形なトナーと比較して少なくできるのでより均一な搬送が可能になる。つまり、円形度が96%より低い場合にトナーが基板と衝突のしたときの反発の方向がランダムになり、搬送方向から外れるトナーが生じてしまうので、共通電極までの距離D1及びD1’を大きくする必要があるが、このように円形度を規定することでトナーの共通電極部への散逸を比較的小さな距離で防止することが可能となる。また、同様に基板の表面性を表わす平均粗さ(Ra)がトナー径以下にすることによって、トナーが基板と衝突したときに、跳ね返る方向が安定し、電界に従った運動をする。そのため、上記のようにトナーの共通電極への散逸を防止することが可能となる。以上のように共通電極までの距離を短くすることができ、長手方向を短くすることにより現像装置の小型化が可能になる。   Even if the toner used is indefinite, such as pulverized toner, it can prevent the toner from scattering or adhering to the common electrode, but the surface shape can be reduced by using a spherical toner with a circularity of 96% or more. Can be reduced compared with an irregular shaped toner such as pulverized toner, so that more uniform conveyance is possible. That is, when the circularity is lower than 96%, the direction of repulsion when the toner collides with the substrate becomes random, and toner deviating from the transport direction is generated, so the distances D1 and D1 ′ to the common electrode are increased. However, by defining the circularity in this way, it is possible to prevent the toner from escaping to the common electrode portion at a relatively small distance. Similarly, by setting the average roughness (Ra) representing the surface property of the substrate to be equal to or smaller than the toner diameter, when the toner collides with the substrate, the direction of rebounding is stabilized, and the movement according to the electric field is performed. Therefore, it is possible to prevent the toner from escaping to the common electrode as described above. As described above, the distance to the common electrode can be shortened, and the developing device can be downsized by shortening the longitudinal direction.

また、本発明によれば、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 present invention, when the toner has an average particle diameter of 2 to 10 μm and Q / M is negatively charged, it is −3 to −40 μC / g, more preferably −10 to −30 μC / g, positively charged. In this case, when the pressure was +3 to +40 μC / g, more preferably +10 to +30 μC / g, the transport and hopping by the electrode configuration described above could be efficiently performed.

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、搬送電極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、搬送電極102の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、又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 if the voltage applied between the transport electrodes 102 is a low voltage of 150 to 100 V or less. The toner adhering to the surface of the toner can be easily peeled off, and can be allowed to fly and hop. Further, ozone or NOx generated when charging a photoconductor such as OPC is very little or can be eliminated, which is very advantageous for environmental problems and durability of the photoconductor.

次に、本発明の現像装置を搭載する別の発明に係る第1の実施の形態例の画像形成装置について図19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201は基体202上に感光体層203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201は帯電装置204によって一様に帯電され、露光部205からの読み取り画像に応じたレーザ光による書き込みにより、感光体ドラム201の表面に静電潜像が形成される。
Next, an image forming apparatus of a first embodiment according to another invention equipped with the developing device of the present invention will be described with reference to FIG.
The overall outline and operation of this image forming apparatus will be described. A photosensitive drum 201 as a latent image carrier is formed by forming a photosensitive layer 203 on a substrate 202, and is driven to rotate in the direction indicated by an arrow in FIG. . The photosensitive drum 201 is uniformly charged by a charging device 204, and an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 201 by writing with a laser beam corresponding to an image read from the exposure unit 205.

そして、この感光体ドラム201の表面の静電潜像は、本発明に係る現像装置206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207から給紙された転写紙(記録媒体)208に転写電源209からの電圧が印加される転写コロ210によって転写され、この可視像が転写された転写紙208は、感光体ドラム201の表面より分離されて、定着ユニット211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。   The electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 201 is visualized by attaching toner to the developing device 206 according to the present invention, and the visible image is fed from the paper feed cassette 207. The transfer paper 208 to which the voltage from the transfer power source 209 is applied to the transfer paper (recording medium) 208 is transferred and the visible image is transferred. The transfer paper 208 is separated from the surface of the photosensitive drum 201 and fixed. The visible image is fixed through the rollers of the unit 211 and discharged to a discharge tray outside the apparatus.

一方、転写が終了した感光体ドラム201の表面に残留しているトナーはクリーニング装置212によって除去され、感光体ドラム201の表面に残留している電荷は除電ランプ213によって消去される。   On the other hand, the toner remaining on the surface of the photoconductive drum 201 after the transfer is removed by the cleaning device 212, and the electric charge remaining on the surface of the photoconductive drum 201 is erased by the charge eliminating lamp 213.

そこで、本発明の現像装置について説明すると、現像装置206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214a、214b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215から送り込まれるトナーTは帯電ブラシ214a、214bによる摩擦を受けて帯電が施される。そして、帯電が施されたトナーTは、搬送基板216に送り込まれ、この搬送基板216上を搬送、ホッピングされて潜像担持体201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Tは搬送基板216の終端から落下して、逆送用の搬送基板217によってトナーに帯電を施す部材(帯電ブラシ214b)に逆送される。   Accordingly, the developing device of the present invention will be described. In the developing device 206, the charging brushes 214a and 214b are arranged so as to be in contact with each other and rotate as an example of a member for charging the toner, which is powder, and the toner is rotated. The toner T fed from the tank 215 is charged by receiving friction from the charging brushes 214a and 214b. Then, the charged toner T is sent to the transport substrate 216, transported and hopped on the transport substrate 216, and sent to the development area facing the latent image carrier 201, where necessary development is performed. Thereafter, the toner T used for development falls from the end of the transport substrate 216 and is transported back to a member (charging brush 214b) that charges the toner by the transport substrate 217 for reverse transport.

なお、搬送基板216及び逆送用の搬送基板217の構成は、上述した搬送基板11と同様であり、搬送基板216及び逆送用の搬送基板217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、現像装置の各実施形態で説明した同様である。   The configurations of the transfer substrate 216 and the reverse transfer substrate 217 are the same as those of the transfer substrate 11 described above, and the configuration of a drive circuit that applies drive waveforms to the respective electrodes of the transfer substrate 216 and the reverse transfer substrate 217. Although not shown in the figure, it is the same as that described in each embodiment of the developing device.

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、本発明の現像装置を搭載する別の発明に係る第2の実施の形態例の画像形成装置について図20を参照して説明する。
第2の実施の形態例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(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302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303とミラー304とを含む走査光学系305と、ミラー306、307を含む走査光学系308とが移動して、原稿画像の読み取りが行われる。ここで、走査された原稿画像がレンズ309の後方に配置した画像読取素子310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を駆動し、このレーザーダイオードからのレーザ光をポリゴンミラー311で反射した後、ミラー312を介して感光体ドラム301上に照射する。この感光体ドラム301は帯電装置313によって一様に帯電されており、レーザ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。
Next, an image forming apparatus of a second embodiment according to another invention equipped with the developing device of the present invention will be described with reference to FIG.
The overall outline and operation of the image forming apparatus according to the second embodiment will be described. A photosensitive drum 301 (for example, an organic photoreceptor: OPC), which is a latent image carrier, is rotationally driven clockwise in FIG. The When a document is placed on the contact glass 302 and a print start switch (not shown) is pressed, a scanning optical system 305 including a document illumination light source 303 and a mirror 304 and a scanning optical system 308 including mirrors 306 and 307 are moved. The original image is read. Here, the scanned original image is read as an image signal by the image reading element 310 disposed behind the lens 309, and the read image signal is digitized and subjected to image processing. Then, the laser diode is driven by the signal subjected to the image processing, the laser light from the laser diode is reflected by the polygon mirror 311, and then irradiated onto the photosensitive drum 301 through the mirror 312. The photosensitive drum 301 is uniformly charged by a charging device 313, and an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 301 by writing with a laser beam.

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314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315A又は315Bから給紙コロ316A又は316Bで給紙された転写紙(記録媒体)317に転写チャージャ318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317は、分離チャージャ319により感光体ドラム301の表面より分離されて、搬送ベルト320によって搬送され、定着ローラ対321の圧接部を通って、可視像が定着され、機外の排紙トレイ322へと排紙される。   The electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 301 is visualized by attaching toner to the developing device 314 according to the present invention, and the visible image (toner image) is supplied to the paper feeding unit 315A or 315B. To the transfer paper (recording medium) 317 fed from the feed roller 316A or 316B by the corona discharge of the transfer charger 318. The transfer sheet 317 to which the visible image is transferred is separated from the surface of the photosensitive drum 301 by the separation charger 319, conveyed by the conveyance belt 320, and passed through the pressure contact portion of the fixing roller pair 321 so that the visible image is transferred. The paper is fixed and discharged to a discharge tray 322 outside the apparatus.

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323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324によって消去される。   On the other hand, the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 301 after the transfer is removed by the cleaning device 323, and the charge remaining on the surface of the photosensitive drum 301 is erased by the charge eliminating lamp 324.

図20の現像装置314は、図21に示すように、トナーを収納するトナーホッパ部325と、このトナーホッパ部325内のトナーを攪拌するアジテータ326と、トナーホッパ部325内のトナーを帯電させてトナーボックス部327に供給する帯電ローラ328及びこの帯電ローラ328の周面に接触させて配置したドクターブレード329とを備えている。また、トナーボックス部325内に供給されたトナーを現像のために搬送、ホッポングするために搬送する搬送基板330と、この搬送基板330の終端から落下する現像に供されなかったトナーを、帯電を施す部材である帯電ローラ328に戻す方向に搬送する逆送用の搬送基板331とを備えている。   As shown in FIG. 21, the developing device 314 in FIG. 20 includes a toner hopper unit 325 for storing toner, an agitator 326 for agitating the toner in the toner hopper unit 325, and the toner in the toner hopper unit 325 to charge the toner box. A charging roller 328 supplied to the section 327, and a doctor blade 329 arranged in contact with the peripheral surface of the charging roller 328. In addition, the toner supplied to the toner box 325 is transported for development and transported for hopping, and the toner that has not been used for development falling from the end of the transport substrate 330 is charged. And a reverse transport substrate 331 for transporting in a direction to return to the charging roller 328 as a member to be applied.

なお、上記第1の実施の形態例でも述べたとおり、搬送基板330及び逆送用の搬送基板331の構成は、上述した搬送基板11と同様であり、搬送基板330及び逆送用の搬送基板331の各搬送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、上述した現像装置の各実施の形態例で説明した同様である。   As described in the first embodiment, the configuration of the transfer substrate 330 and the reverse transfer substrate 331 is the same as that of the transfer substrate 11 described above, and the transfer substrate 330 and the reverse transfer substrate. The configuration of a drive circuit that applies a drive waveform to each of the transport electrodes 331 is not shown, but is the same as that described in each embodiment of the developing device described above.

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、別の発明に係るプロセスカートリッジを備えた、第3の実施の形態例の画像形成装置について、図22及び図23を参照して簡単に説明する。なお、図22はプロセスカートリッジを備えた画像形成装置の概略構成図、図23はプロセスカートリッジの概略構成図である。   Next, an image forming apparatus according to a third embodiment having a process cartridge according to another invention will be briefly described with reference to FIGS. FIG. 22 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus provided with a process cartridge, and FIG. 23 is a schematic configuration diagram of the process cartridge.

図22に示す画像形成装置400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つの光書込装置401−M、401−C、401−Y、401−Bk(以下、光書込装置401と総称する)と、作像用の4つのプロセスカートリッジ402−M、402−C、402−Y、402−Bk(以下、プロセスカートリッジ502と総称する)と、画像が転写される記録用紙を収納する給紙カセット403と、給紙カセット403から記録用紙を給紙する給紙ローラ404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405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406と、記録用紙に転写された画像を定着する定着ベルト407と加圧ローラ408からなる定着装置409と、定着後の記録用紙を排紙トレイ411に排紙する排紙ローラ410等を備えた構成となっている。   An image forming apparatus 400 shown in FIG. 22 is an example of a laser printer that forms a full-color image with four colors of magenta (M), cyan (C), yellow (Y), and black (Bk), and an image signal for each color. Four optical writing devices 401-M, 401-C, 401-Y, 401-Bk (hereinafter collectively referred to as optical writing device 401) that emit laser beams according to the above, and four processes for image formation Cartridges 402-M, 402-C, 402-Y, and 402-Bk (hereinafter collectively referred to as process cartridge 502), a paper feed cassette 403 that stores recording paper onto which an image is transferred, and recording from the paper feed cassette 403 A paper feed roller 404 that feeds the paper, a registration roller 405 that feeds the recording paper at a predetermined timing, and a roller that feeds the recording paper to the transfer section of each process cartridge. A belt 406, a fixing device 409 including a fixing belt 407 and a pressure roller 408 for fixing an image transferred onto a recording sheet, a discharge roller 410 for discharging the fixed recording sheet onto a discharge tray 411, and the like. It becomes the composition.

4つのプロセスカートリッジからなるプロセスカートリッジ402は、図23に示すように、各プロセスカートリッジ402は、ケース内に像担持体であるドラム状の感光体412と、帯電ローラ413と、本発明に係る現像装置414と、クリーニングブレード415等を一体に備え、画像形成装置の本体に対して着脱可能に構成している。現像装置414を着脱自在であるプロセスカートリッジ402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。   As shown in FIG. 23, each process cartridge 402 is composed of four process cartridges. Each process cartridge 402 includes a drum-shaped photosensitive member 412 that is an image carrier in a case, a charging roller 413, and a developing device according to the present invention. The apparatus 414, the cleaning blade 415, and the like are integrally provided so as to be detachable from the main body of the image forming apparatus. By providing the developing device 414 in the detachable process cartridge 402, it is possible to improve maintenance and easily replace the developing device 414 with another device.

また、現像装置414内には、トナー供給ローラ416、帯電ローラ417、搬送基板418、搬送基板418へのトナー送り込み基板419、回収トナーを戻すトナー戻しローラ420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402の背面側には、光書込装置401からのレーザビームが入射される窓口となるスリット421が設けられている。   In the developing device 414, a toner supply roller 416, a charging roller 417, a transport substrate 418, a toner feeding substrate 419 to the transport substrate 418, and a toner return roller 420 for returning the collected toner are provided. It is stored. In addition, a slit 421 serving as a window through which the laser beam from the optical writing device 401 is incident is provided on the back side of the process cartridge 402.

各光書き込み装置401−M、401−C、401−Y、401−Bk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402−M、402−C、402−Y、402−Bkの感光体412上を走査し、静電荷像(静電潜像)を書き込む。   Each of the optical writing devices 401-M, 401-C, 401-Y, and 401-Bk includes a semiconductor laser, a collimator lens, an optical deflector such as a polygon mirror, a scanning imaging optical system, and the like. A laser beam modulated in accordance with image data for each color input from a host (image processing apparatus) such as a computer is emitted, and each process cartridge 402-M, 402-C, 402-Y, 402-Bk is exposed to light. The body 412 is scanned and an electrostatic charge image (electrostatic latent image) is written.

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402−M、402−C、402−Y、402−Bkの感光体412が帯電ローラ413で均一に帯電され、各光書込装置401−M、401−C、401−Y、401−Bk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 photosensitive members 412 of the process cartridges 402-M, 402-C, 402-Y, and 402-Bk are uniformly charged by the charging roller 413, and the optical writing devices 401-M. , 401-C, 401-Y, 401-Bk are irradiated with a laser beam corresponding to image data to form an electrostatic latent image of each color on each photoconductor.

この感光体412上に形成された静電潜像は、現像装置414の搬送基板418によるETH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418で搬送されてトナー戻しローラ420によってトナー送り込み基板419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 photoreceptor 412 is developed and visualized with toner of each color by ETH development by the transport substrate 418 of the developing device 414. Further, the toner that has not been developed is transported by the transport substrate 418 and returned to the inlet side of the toner feeding substrate 419 by the toner return roller 420. In this way, by performing development with the developing device according to the present invention, a high-quality image can be formed as described above.

一方、各プロセスカートリッジ402−Bk、402−Y、402−C、402−Mの各色の画像形成に同期して、供給カセット403内の記録用紙が供給ローラ404で給紙され、レジストローラ405により所定のタイミングで転写ベルト406に向けて搬送される。そして、記録用紙は転写ベルト406に担持されて4つのプロセスカートリッジ402−Bk、402−Y、402−C、402−Mの感光体412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409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411に排紙される。   On the other hand, the recording paper in the supply cassette 403 is fed by the supply roller 404 in synchronization with the image formation of each color of the process cartridges 402 -Bk, 402 -Y, 402 -C, and 402 -M, and is registered by the registration roller 405. The sheet is conveyed toward the transfer belt 406 at a predetermined timing. Then, the recording paper is carried on the transfer belt 406 and sequentially conveyed toward the photosensitive members 412 of the four process cartridges 402-Bk, 402-Y, 402-C, and 402-M, and Bk, Y on each photosensitive member. , C, M toner images are sequentially superimposed and transferred. The recording sheet on which the four color toner images are transferred is conveyed to the fixing device 409, where the color image composed of the four color toner images is fixed, and is discharged onto the discharge tray 411.

次に、別の発明に係るプロセスカートリッジを備えた、第4の実施の形態例の画像形成装置について、図24及び図25を参照して簡単に説明する。なお、図24はプロセスカートリッジを備えた画像形成装置の概略構成図、図25はプロセスカートリッジの概略構成図である。   Next, an image forming apparatus according to a fourth embodiment having a process cartridge according to another invention will be briefly described with reference to FIGS. 24 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus provided with a process cartridge, and FIG. 25 is a schematic configuration diagram of the process cartridge.

図24に示す画像形成装置500は、水平に延在する転写ベルト(像担持体)501に沿って、各色のプロセスカ−トリッジ502−Y、502−M、502−C、502−Bk(以下、プロセスカートリッジ502と総称する)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、プロセスカートリッジ502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。   An image forming apparatus 500 shown in FIG. 24 has process cartridges 502-Y, 502-M, 502-C, and 502-Bk (hereinafter referred to as “process cartridges”) of respective colors along a transfer belt (image carrier) 501 extending horizontally. , A color image forming apparatus of a tandem type in which process cartridges 502 are collectively arranged. The process cartridge 502 has been described in the order of yellow, magenta, cyan, and black. However, the process cartridge 502 is not specified in this order, and may be arranged in any order.

そして、図25に示すプロセスカ−トリッジ502は、像担持体505、帯電手段506、搬送基板507を含む本発明に係る現像装置508、クリーニング装置509等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカー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。   A process cartridge 502 shown in FIG. 25 processes a plurality of components such as the developing device 508 and the cleaning device 509 according to the present invention including the image carrier 505, the charging unit 506, and the transport substrate 507. The cartridge is integrally connected as a cartridge, and the process cartridge is configured to be detachable from a main body of an image forming apparatus such as a copying machine or a printer.

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装置の構成要素をプロセスカートリッジ502として一体に結合して構成することによって、ユーザ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 device as the process cartridge 502.

ここで、各色のプロセスカートリッジ502−Y、502−M、502−C、520−Bkで現像された像担持体505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501に順次転写される。   Here, the developing toner on the image carrier 505 developed with the process cartridges 502-Y, 502-M, 502-C, and 520-Bk for each color is applied to the transfer belt 501 to which a transfer voltage that extends horizontally is applied. Sequentially transferred.

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501上に多重に転写され、転写手段503で転写材504にまとめて転写される。そして、転写材504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, images of yellow, magenta, cyan, and black are formed, transferred onto the transfer belt 501 in multiple layers, and transferred onto the transfer material 504 by the transfer unit 503. The multiple toner images on the transfer material 504 are fixed by a fixing device (not shown).

上記各実施の形態例の画像形成装置は、いずれも本発明に係る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、トナー飛散などもなく、画像品質を向上することができる。   Since each of the image forming apparatuses according to the above embodiments includes the developing device according to the present invention, the apparatus can be reduced in size and cost, and the image quality can be improved without toner scattering. it can.

なお、上記実施の形態例においては、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相などのn相(nは2以上の正の整数)でもよい。また、搬送基板を円筒状にすることにより、搬送基板からのトナー回収が、小型化が可能になり、利用効率も向上する。   In the above embodiment, the toner is described as an example of the powder, but the present invention can be similarly applied to an apparatus for conveying powder other than the toner. Further, although the drive signal applied to the transport electrode is described by taking three phases as an example, it may be an n phase (n is a positive integer greater than or equal to 2) such as a four phase or a six phase. Further, by making the transport substrate cylindrical, the toner recovery from the transport substrate can be reduced in size, and the utilization efficiency is improved.

また、本発明は上記実施の形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。   Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications and substitutions can be made as long as they are described in the claims.

本発明の現像装置の構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a developing device of the present invention. 本発明の現像装置の搬送基板の平面図である。It is a top view of the conveyance board | substrate of the image development apparatus of this invention. 図2のA−A’線断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 2. 図2のB−B’線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line B-B ′ in FIG. 2. 図2のC−C’線断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line C-C ′ in FIG. 2. 図2のD−D’線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line D-D ′ in FIG. 2. 搬送基板に与える駆動波形の一例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows an example of the drive waveform given to a conveyance board | substrate. 粉体の搬送及びホッピングの様子を示す概略図である。It is the schematic which shows the mode of conveyance and hopping of powder. 図1の駆動回路の一例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a drive circuit in FIG. 1. 搬送電圧パターン及び回収搬送電圧パターンの駆動波形の一例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows an example of the drive waveform of a conveyance voltage pattern and a collection | recovery conveyance voltage pattern. ホッピング電圧パターンの駆動波形の一例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows an example of the drive waveform of a hopping voltage pattern. ホッピング電圧パターンの駆動波形の他の例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the other example of the drive waveform of a hopping voltage pattern. 本発明の現像装置の搬送基板の電極幅及び電極間隔を示す図である。It is a figure which shows the electrode width and electrode space | interval of the conveyance board | substrate of the image development apparatus of this invention. 電極幅と0V電極端の電界(X方向)の関係の一例を示す特性図である。It is a characteristic view which shows an example of the relationship between an electrode width and the electric field (X direction) of a 0V electrode end. 電極幅と0V電極端の電界(Y方向)の関係の一例を示す特性図である。It is a characteristic view which shows an example of the relationship between an electrode width and the electric field (Y direction) of a 0V electrode end. 本発明の一実施の形態例に係る現像装置の搬送電極と共通電極の構成を示す部分拡大図である。FIG. 4 is a partially enlarged view showing a configuration of a transport electrode and a common electrode of a developing device according to an embodiment of the present invention. 本実施の形態例の現像装置における搬送基板の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the conveyance board | substrate in the image development apparatus of this Embodiment. 本発明の他の実施の形態例に係る現像装置の搬送電極と共通電極の構成を示す部分拡大図である。It is the elements on larger scale which show the structure of the conveyance electrode and common electrode of the developing device which concerns on the other embodiment of this invention. 別の発明に係る第1の実施の形態例に係る画像形成装置の構成を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the image forming apparatus which concerns on the 1st Embodiment based on another invention. 別の発明に係る第2の実施の形態例に係る画像形成装置の構成を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the image forming apparatus which concerns on the 2nd Embodiment based on another invention. 図20の現像装置の構成を示す拡大概略構成図である。It is an expansion schematic block diagram which shows the structure of the developing device of FIG. 別の発明に係る第3の実施の形態例に係る画像形成装置の構成を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the image forming apparatus which concerns on the 3rd Embodiment based on another invention. 図22の現像装置を含むプロセスカートリッジの構成を示す拡大概略構成図である。FIG. 23 is an enlarged schematic configuration diagram showing a configuration of a process cartridge including the developing device of FIG. 22. 別の発明に係る第4の実施の形態例に係る画像形成装置の構成を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the image forming apparatus which concerns on the example of 4th Embodiment based on another invention. 図24の現像装置を含むプロセスカートリッジの構成を示す拡大概略構成図である。FIG. 25 is an enlarged schematic configuration diagram illustrating a configuration of a process cartridge including the developing device of FIG. 24.

符号の説明Explanation of symbols

10,206,314;現像装置、
11,216,217,330,331,418,507;搬送基板、
12;駆動回路、20;感光体ドラム、21;パスル信号発生回路、
22a〜22c、23a〜23c;波形増幅器、
101;支持基板、102;搬送電極、103;表面保護層、
104;共通電極、105;層間絶縁膜、106;コンタクトホール、
200,300,400,500;画像形成装置、
402,502;プロセスカートリッジ。
10, 206, 314; developing device,
11, 216, 217, 330, 331, 418, 507;
12; drive circuit, 20; photosensitive drum, 21; pulse signal generation circuit,
22a-22c, 23a-23c; waveform amplifier,
101; Support substrate, 102; Transport electrode, 103; Surface protective layer,
104; common electrode; 105; interlayer insulating film; 106; contact hole;
200, 300, 400, 500; image forming apparatus,
402, 502; process cartridge.

Claims (7)

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させるために、所定の間隔で配列された複数の搬送電極を有する搬送部材と、該搬送電極の一端に接続された共通電極を介して前記搬送電極に多相の電圧を印加するための電圧供給手段と、該搬送部材に前記粉体を供給する粉体供給手段と、過剰な前記粉体を回収する回収手段を具備し、前記電圧供給手段により前記搬送電極に前記共通電極を介して多相の電圧を印加して搬送電界を形成し、前記搬送部材において当該搬送電界によって前記潜像担持体と対向する領域に前記粉体を搬送して前記潜像担持体上に前記粉体を付着させて前記潜像担持体上の潜像を現像する現像装置であって、
前記共通電極と前記搬送電極の一端の空隙間隔が、前記搬送電極間の間隔より大きいことを特徴とする現像装置。
In order to generate a traveling-wave electric field that is disposed opposite to the latent image carrier and moves the powder, a transport member having a plurality of transport electrodes arranged at predetermined intervals is connected to one end of the transport electrode. Voltage supply means for applying a multiphase voltage to the transport electrode via the common electrode, powder supply means for supplying the powder to the transport member, and recovery means for recovering excess powder A region where a multi-phase voltage is applied to the transport electrode via the common electrode by the voltage supply means to form a transport electric field, and the transport member is a region facing the latent image carrier by the transport electric field A developing device for transporting the powder to the latent image carrier and developing the latent image on the latent image carrier by attaching the powder onto the latent image carrier;
The developing device according to claim 1, wherein a gap between one end of the common electrode and the transport electrode is larger than a distance between the transport electrodes.
前記潜像担持体と対向する現像領域以外の領域に相当する前記搬送電極の配列方向と前記共通電極の配列方向と成す角度を、前記粉体の搬送方向に対して鋭角にする請求項1記載の現像装置。   The angle formed by the arrangement direction of the transport electrodes and the arrangement direction of the common electrodes corresponding to an area other than the development area facing the latent image carrier is an acute angle with respect to the powder transport direction. Development device. 前記搬送電極における前記現像領域以外の領域であって、かつ前記搬送電極の一端の長さは、前記空隙間隔より小さい請求項1又は2に記載の現像装置。   3. The developing device according to claim 1, wherein the transport electrode is a region other than the development region, and a length of one end of the transport electrode is smaller than the gap interval. 前記搬送電極における前記現像領域以外の領域であって、かつ前記搬送電極の一端の長さは、前記搬送電極の電極ピッチより大きい請求項1〜3のいずれかに記載の現像装置。   The developing device according to claim 1, wherein the transport electrode is a region other than the development region, and a length of one end of the transport electrode is larger than an electrode pitch of the transport electrode. 請求項1〜4のいずれかに記載の現像装置と、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、を少なくとも含み、画像形成装置本体に着脱自在であることを特徴とするプロセスカートリッジ。   5. The image forming apparatus main body includes at least one of the developing device according to claim 1 and at least one of a latent image carrier, a charging unit, and a cleaning unit in an electrophotographic process, and is detachable from an image forming apparatus main body. Process cartridge characterized by. 潜像担持体上に粉体を付着させて潜像担持体上の潜像を現像して画像を形成する画像形成装置において、
請求項1〜4のいずれかに記載の現像装置もしくは請求項5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。
In an image forming apparatus that forms an image by developing a latent image on a latent image carrier by depositing powder on the latent image carrier,
An image forming apparatus comprising the developing device according to claim 1 or the process cartridge according to claim 5.
カラー画像を形成する画像形成装置において、
請求項5記載のプロセスカートリッジを複数備えていることを特徴とする画像形成装置。
In an image forming apparatus for forming a color image,
An image forming apparatus comprising a plurality of process cartridges according to claim 5.
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