JP4724525B2 - Toner conveying device and developing device having the same - Google Patents
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Description
本発明は、トナー搬送装置、及びこれを具備する現像装置、さらには、これらを具備する画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a toner conveying device, a developing device having the toner conveying device, and an image forming apparatus having the toner conveying device.
従来、現像剤担持体上の現像剤を潜像担持体に直接接触させないで、現像剤を潜像担持体上に供給して現像をおこなう構成の現像装置が知られている。
その一例として、トナー搬送部材によってトナーを潜像担持体上に供給するという従来技術がある。
このトナー搬送装部材は潜像担持体に対向して配置され、その表面には複数の電極が所定のピッチで配置されている。
この電極にはn相の交流電圧が印加され、トナーを搬送する進行波電界を発生させるようになされており、トナーはこの進行波電界によって、垂直方向にホッピングしながら潜像担持体と対向する現像領域まで搬送される。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a developing device configured to perform development by supplying a developer onto a latent image carrier without directly contacting the developer on the developer carrier with the latent image carrier.
As an example, there is a conventional technique in which toner is supplied onto a latent image carrier by a toner conveying member.
The toner conveying member is arranged to face the latent image carrier, and a plurality of electrodes are arranged on the surface thereof at a predetermined pitch.
An n-phase AC voltage is applied to this electrode to generate a traveling wave electric field that conveys the toner. The toner opposes the latent image carrier while hopping in the vertical direction by this traveling wave electric field. It is conveyed to the development area.
トナー搬送部材表面近傍の領域では、複数の電極に印加された電圧によって発生する進行波電界が大きく、表面近傍の領域にいるトナーは進行波電界に正確に追従している。
その場合のトナーの搬送速度vtは、電極のピッチをr、電極の相数をn、電極に印加する電圧の周波数をfとした場合、r×n×fで計算される。
トナーは空気中を搬送されるため、搬送中に空気と衝突しながら搬送され、空気の粘性抵抗を受ける。
しかし、表面近傍の領域では進行波電界からの力の方が空気抵抗よりも大きいため、空気抵抗の影響はあまり受けずトナーは速度vtで搬送される。
逆に、表面近傍の領域の空気は、トナーとの衝突によって定常状態ではトナーと同じvtの速度でトナー搬送方向に流れを作る。
トナー搬送部材の法線方向の高さに関して表面近傍の領域よりも少し高い位置での空気は、下側の空気の流れの影響を受けて、トナー搬送方向に流れを作る。
このようにして、表面近傍の領域のトナーがvtの速度で搬送されることによって、トナー搬送部材の法線方向に関して表面近傍の領域より高い領域の空気も同じようにトナー搬送方向に流れを作る。
In the region near the surface of the toner conveying member, the traveling wave electric field generated by the voltages applied to the plurality of electrodes is large, and the toner in the region near the surface accurately follows the traveling wave electric field.
In this case, the toner conveyance speed vt is calculated as r × n × f, where r is the electrode pitch, n is the number of electrode phases, and f is the frequency of the voltage applied to the electrodes.
Since the toner is conveyed in the air, the toner is conveyed while colliding with the air during the conveyance, and receives the viscous resistance of the air.
However, in the region near the surface, the force from the traveling wave electric field is greater than the air resistance, so that the toner is transported at the speed vt with little influence from the air resistance.
Conversely, air in the region near the surface creates a flow in the toner transport direction at the same vt speed as the toner in a steady state due to collision with the toner.
The air at a position slightly higher than the region near the surface with respect to the height in the normal direction of the toner conveying member is influenced by the flow of the air on the lower side and creates a flow in the toner conveying direction.
In this way, the toner in the region near the surface is transported at the speed of vt, so that the air in the region higher than the region near the surface with respect to the normal direction of the toner transport member also makes a flow in the toner transport direction. .
一方、トナー搬送部材からの距離が大きくなるにつれて、進行波電界は小さくなっていく。
進行波電界が小さくなると、トナーが進行波電界から受ける力も小さくなる。
進行波電界から受ける力が小さくなると、相対的に空気の流れから受ける粘性抵抗の方が大きくなり、トナーは空気の流れに乗ってトナー搬送方向に流される。
トナーが受ける力のうち空気の粘性抵抗が支配的になると、トナーは搬送部材表面に戻ることはなく、空気の流れに乗って空中を漂いながら搬送される。
このようなトナーの動きは、もはや進行波電界で制御しているとは言えない。
このような搬送状態で現像領域に入った場合、上空にできた空気の流れが潜像担持体と衝突する。
その際に空気といっしょに空中を漂っていたトナーも潜像担持体と衝突し、潜像担持体に付着する。
この場合、潜像担持体の非画像部にトナーが衝突した場合、非画像部にトナーが付着してしまい、地汚れが発生してしまい問題となる。
ベタ画像の潜像を現像する場合は、搬送されたトナーの大部分が潜像担持体へ現像されるため、現像領域では空気の流れは発生しない。
On the other hand, the traveling wave electric field decreases as the distance from the toner conveying member increases.
When the traveling wave electric field is reduced, the force that the toner receives from the traveling wave electric field is also reduced.
When the force received from the traveling wave electric field is reduced, the viscous resistance received from the air flow is relatively increased, and the toner is carried in the toner transport direction along the air flow.
When the viscous resistance of air becomes dominant among the forces received by the toner, the toner does not return to the surface of the conveying member, but is conveyed while drifting in the air on the air flow.
It can be said that such toner movement is no longer controlled by a traveling wave electric field.
When entering the development area in such a transport state, the air flow formed in the sky collides with the latent image carrier.
At that time, the toner floating in the air with the air also collides with the latent image carrier and adheres to the latent image carrier.
In this case, when the toner collides with the non-image portion of the latent image carrier, the toner adheres to the non-image portion, causing a background stain.
When developing a latent image of a solid image, most of the conveyed toner is developed on the latent image carrier, and therefore no air flows in the development area.
しかし、孤立ドット潜像など面積率の小さい潜像を現像する場合、大部分のトナーはそのまま進行波電界によって搬送されるため、現像領域においても空気の流れは発生してしまう。この場合、潜像電界からの力によってトナーは潜像へ引き付けられるが、空気の流れによる粘性抵抗を受け、現像されずそのまま流されてしまう。
よって、ドット潜像が現像されず画質劣化が発生してしまう。
空気の流れによる粘性抵抗を小さくするために、トナーの搬送速度を小さくすることが考えられる。実際は、電極に印加する電圧の周波数を小さくすることによって、搬送速度を小さくすることができる。
しかし、周波数を小さくするとトナーと搬送部材表面との接触時間が大きくなり、トナーと搬送部表面材間での接触摩擦によるトナーの電荷のリークや、鏡像電荷の誘起などによって、トナーの搬送性が低下する。
よって、トナーは搬送部材表面に付着してしまい、搬送されなくなってしまう。
However, when developing a latent image with a small area ratio, such as an isolated dot latent image, most of the toner is transported by the traveling wave electric field as it is, and thus air flows in the developing region. In this case, the toner is attracted to the latent image by the force from the latent image electric field, but is subjected to a viscous resistance due to the flow of air, and flows without being developed.
Therefore, the dot latent image is not developed and image quality deterioration occurs.
In order to reduce the viscous resistance due to the air flow, it is conceivable to reduce the toner conveyance speed. Actually, the conveyance speed can be reduced by reducing the frequency of the voltage applied to the electrodes.
However, if the frequency is decreased, the contact time between the toner and the surface of the conveying member increases, and the toner conveyance performance is increased due to leakage of toner charge due to contact friction between the toner and the surface material of the conveying portion, and induction of mirror image charge. descend.
Therefore, the toner adheres to the surface of the conveying member and is not conveyed.
従来技術として、所定の間隔をあけて配列された複数の電極に多層の交流電圧を印加することにより不均等交番電界を形成して現像剤を搬送する現像剤搬送手段を有し、前記現像剤搬送手段にて現像剤を静電潜像が形成された像担持体に向けて搬送することによって前記静電潜像を可視化する現像装置であって、 現像剤搬送手段は、各電極の表面から現像剤搬送表面までの距離が、現像剤搬送方向に進むに従って段階的に小さくなるように構成されている現像装置が提案されていた(例えば、特許文献1参照。)。 As a conventional technique, the developer includes a developer transport unit that transports the developer by forming a non-uniform alternating electric field by applying a multilayer AC voltage to a plurality of electrodes arranged at predetermined intervals. A developing device that visualizes the electrostatic latent image by conveying the developer toward an image carrier on which the electrostatic latent image is formed by a conveying unit, wherein the developer conveying unit is formed from the surface of each electrode. There has been proposed a developing device configured such that the distance to the developer transport surface decreases stepwise as the developer transport direction proceeds (see, for example, Patent Document 1).
この現像装置においては、各電極の表面から現像剤搬送表面までの距離が、現像剤搬送方向に進むに従って段階的に小さくなるように構成されている。
このような構成にすることで、現像剤の飛散を防止しながら、現像領域で確実にトナークラウドを発生させることができるとしている。
この現像装置においては、各電極の表面から現像剤搬送表面までの距離を段階的に小さくすることによって、現像剤搬送表面での進行波電界を大きくすることができる。
This developing device is configured such that the distance from the surface of each electrode to the developer transport surface decreases stepwise as the developer transport direction proceeds.
With such a configuration, it is possible to reliably generate a toner cloud in the development area while preventing the developer from scattering.
In this developing device, the traveling wave electric field on the developer transport surface can be increased by gradually reducing the distance from the surface of each electrode to the developer transport surface.
しかし、進行波電界が大きくなるということは、トナーの搬送方向の電界が大きくなるだけでなく、ホッピング方向(搬送部材表面から法線方向)の電界も大きくなる。
よって、トナーは高さ方向により高くホッピングするようになる。
搬送方向へもトナーは動いているために、空気の流れも発生する。
表面近傍の空気の流れは、さらに高い領域での空気の流れも発生させる。
進行波電界が大きくなることによって、流れている空気の層の厚さは、さらに大きくなる。
進行波電界からの力よりも空気の粘性抵抗が大きくなる領域では、トナーは進行波電界では制御できず、空気の流れに乗って空中を漂いながら搬送される。
このような搬送状態で現像領域に入っても、トナーはクラウド化しているわけではなく、空気の流れに乗っているだけである。
よって、上記のような画質劣化が発生してしまう。
However, an increase in traveling wave electric field not only increases the electric field in the toner conveyance direction, but also increases the electric field in the hopping direction (normal direction from the surface of the conveyance member).
Therefore, the toner hops higher in the height direction.
Since the toner is moving also in the transport direction, an air flow is also generated.
The air flow in the vicinity of the surface also generates an air flow in a higher region.
By increasing the traveling wave electric field, the thickness of the flowing air layer is further increased.
In the region where the viscous resistance of air is larger than the force from the traveling wave electric field, the toner cannot be controlled by the traveling wave electric field and is carried while drifting in the air on the air flow.
Even if the toner enters the developing area in such a transport state, the toner is not clouded, but only on the air flow.
Therefore, the image quality deterioration as described above occurs.
ところで、トナー搬送部材と潜像担持体との距離(現像ギャップ)を小さくすることによって、進行波電界が有効に作用しない上空の空気の流れを発生させず、トナー搬送部材と潜像担持体間でトナーを進行波電界で制御することが可能である。
しかしこの場合、トナー搬送部材と潜像担持体との距離が小さく、トナーをホッピングさせる方向の電界が大きいために、ホッピングしたトナーは運動エネルギーが小さくなる前に非画像部に到達してしまい、地汚れが発生してしまう。
By the way, by reducing the distance (development gap) between the toner conveying member and the latent image carrier, there is no flow of air over which the traveling wave electric field does not act effectively, and there is no gap between the toner conveying member and the latent image carrier. The toner can be controlled by a traveling wave electric field.
However, in this case, since the distance between the toner conveying member and the latent image carrier is small and the electric field in the direction of hopping the toner is large, the hopped toner reaches the non-image area before the kinetic energy decreases, Dirt will occur.
そこで本発明においては、上述した従来の問題点の解決を図ることを目的とし、トナーの搬送方向に対する進行波電界の方向、搬送時間、周波数について着目し、トナー搬送部材上空の空気の流れを抑制し、搬送部材表面へのトナーの付着を回避し、現像効率や回収効率の向上を図り、画像の質の向上を図ることとした。 Therefore, in the present invention, for the purpose of solving the above-described conventional problems, attention is paid to the direction of traveling wave electric field, the conveyance time, and the frequency with respect to the toner conveyance direction, and the flow of air over the toner conveyance member is suppressed. Thus, toner adhesion on the surface of the conveying member is avoided, development efficiency and recovery efficiency are improved, and image quality is improved.
本発明においては、トナーを静電気力で搬送、ホッピングさせるための進行波電界を発生させる複数の電極を有するトナー搬送部材を具備するトナー搬送装置であり、トナーの搬送方向に対する進行波電界の方向が、ある一定時間毎に進行波電界全体で順方向と逆方向とを繰り返すように、前記複数の電極に進行波パルスを印加して、トナーを所定の方向に搬送させるようになされているトナー搬送装置を提供する。
請求項2の発明においては、トナーの搬送速度は、前記進行波電界の方向がトナーの搬送方向と順方向の場合の進行波パルス印加時間と逆方向の場合の進行波パルス印加時間とで設定されるようにしたトナー搬送装置を提供する。
請求項3の発明においては、トナーの搬送速度は、前記進行波電界の方向がトナーの搬送方向と順方向の場合の進行波パルスの周波数と逆方向の場合の進行波パルスの周波数とで設定されるようにしたトナー搬送装置を提供する。
請求項4の発明においては、トナーの搬送速度は、進行波電界の方向がトナーの搬送方向と順方向の場合の進行波パルス印加時間および進行波パルスの周波数と、逆方向の場合の進行波パルス印加時間および進行波パルスの周波数とで設定されるものとしたトナー搬送装置を提供する。
The present invention is a toner conveying device including a toner conveying member having a plurality of electrodes for generating a traveling wave electric field for conveying and hopping toner with electrostatic force, and the direction of the traveling wave electric field with respect to the toner conveying direction is , to a traveling-wave electric field across at repeat the forward and reverse directions Suyo at predetermined time intervals, by applying a traveling wave pulse to the plurality of electrodes are adapted so as to convey the toner in a predetermined direction A toner conveying device is provided.
Set in the present invention of claim 2, the conveying speed of the toner, the direction of the traveling wave electric field traveling wave pulse applying time when the conveyance direction and traveling-wave pulse applying time when the forward and backward direction of the toner Provided is a toner conveying device.
Set in the invention of claim 3, the conveying speed of the toner, the frequency of the traveling wave pulse when the direction of the traveling wave electric field frequency and backward traveling wave pulse when the transport direction and the forward direction of the toner Provided is a toner conveying device.
In the invention of claim 4, the conveying speed of the toner, the frequency of the traveling wave pulse applying time and the traveling wave pulse when the direction of the traveling wave electric field in the transport direction and the forward direction of the toner, the traveling wave when the reverse Provided is a toner conveying device which is set by pulse application time and traveling wave pulse frequency.
請求項5の発明においては、潜像担持体と対向して配置され、前記潜像担持体上の静電潜像を現像する現像装置であって、請求項1〜4の何れか一項に記載のトナー搬送装置を具備している現像装置を提供する。
請求項6の発明においては、前記潜像担持体と、前記トナー搬送部材とが対向する現像領域において、トナーの搬送方向に対して、前記進行波電界の方向がある一定時間毎に進行波電界全体で順方向と逆方向を繰り返すように、前記複数の電極に進行波パルスを印加して、トナーを所定の搬送方向に搬送するようになされている現像装置を提供する。
請求項7の発明においては、トナーの搬送方向を基準として潜像担持体より下流側であって、前記トナー搬送部材と対向して位置し、前記現像領域において現像に寄与しなかったトナーを回収する回収手段を具備し、前記回収手段と、前記トナー搬送部材とが対向する回収領域において、トナーの搬送方向に対して進行波電界の方向がある一定時間毎に進行波電界全体で順方向と逆方向を繰り返すように、前記複数の電極に進行波パルスを印加して、トナーを所定の搬送方向に搬送するようになされている現像装置を提供する。
請求項8の発明においては、前記現像領域と、前記回収領域の両方において、トナーの搬送方向に対して進行波電界の方向がある一定時間毎に進行波電界全体で順方向と逆方向を繰り返すように、前記複数の電極に進行波パルスを印加して、トナーを所定の搬送方向に搬送するようになされている現像装置を提供する。
請求項9の発明においては、トナーの搬送速度を、前記潜像担持体の周速の0.5倍〜2.0倍に設定した現像装置を提供する。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a developing device that is arranged to face a latent image carrier and develops an electrostatic latent image on the latent image carrier. A developing device comprising the toner conveying device described above is provided.
According to a sixth aspect of the present invention, in the developing region where the latent image carrier and the toner conveying member face each other, the traveling wave electric field is directed at a certain time with respect to the toner conveying direction at a certain time interval. the total repeat the forward and reverse Suyo, by applying a traveling wave pulse to the plurality of electrodes, to provide a developing apparatus which is adapted to convey the toner in a predetermined conveying direction.
According to a seventh aspect of the present invention, the toner that is located downstream of the latent image carrier with respect to the toner conveyance direction and is opposed to the toner conveyance member and that has not contributed to development in the development region is collected. In the recovery region where the recovery means and the toner conveying member face each other, the direction of the traveling wave electric field with respect to the toner conveying direction is set to be forward in the entire traveling wave electric field every certain time. to repeat the reverse Suyo, by applying a traveling wave pulse to the plurality of electrodes, to provide a developing apparatus which is adapted to convey the toner in a predetermined conveying direction.
In the invention of claim 8, in both of the developing area and the recovery area, the direction of the traveling wave electric field with respect to the toner transport direction repeats the forward direction and the reverse direction for the entire traveling wave electric field at a certain time interval. to return Suyo, by applying a traveling wave pulse to the plurality of electrodes, to provide a developing apparatus which is adapted to convey the toner in a predetermined conveying direction.
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a developing device wherein the toner transport speed is set to 0.5 to 2.0 times the peripheral speed of the latent image carrier.
請求項10の発明においては、上述した現像装置を備えた画像形成装置を提供する。
請求項11の発明においては、電子写真プロセスにおける潜像担持体、帯電手段、クリーニング手段のうちの少なくとも一つと、上述した現像装置とを一体に保持した構成のプロセスカートリッジを提供する。
請求項12の発明においては、前記プロセスカートリッジを複数備えている画像形成装置を提供する。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus provided with the above-described developing device.
According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided a process cartridge having a structure in which at least one of a latent image carrier, a charging unit, and a cleaning unit in an electrophotographic process and the developing device described above are integrally held.
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus including a plurality of the process cartridges.
本発明によれば、トナーの搬送方向に対して進行波電界の方向がある一定時間毎に進行波電界全体で順方向と逆方向とを繰り返すように、前記複数の電極に進行波パルスを印加して、トナーを搬送方向に搬送するようにしたことによって、トナー搬送部材上空の空気の流れを抑制することができた。これにより、進行波電界によって正確にトナーを制御することが可能となった。トナーを逆方向に搬送しているため、トナーを動かしながら搬送速度を小さくしているので、搬送部材表面へのトナーの付着も防止できた。
According to the present invention, the repeat the forward and reverse direction across the traveling wave electric field at regular time intervals with the direction of the traveling wave electric field with respect to the conveying direction of the toner Suyo, traveling wave pulse to the plurality of electrodes Is applied so that the toner is conveyed in the conveying direction, thereby suppressing the flow of air over the toner conveying member. As a result, the toner can be accurately controlled by the traveling wave electric field. Since the toner is transported in the reverse direction, the transport speed is reduced while moving the toner, so that the toner can be prevented from adhering to the surface of the transport member.
トナーの搬送速度を順方向と逆方向の進行波パルス印加時間によって設定することによって、トナーの搬送速度を正確に設定することができた(請求項2)。
トナーの搬送速度を順方向と逆方向の進行波パルスの周波数によって設定することによって、トナーの搬送速度を正確に設定することができた(請求項3)。
トナーの搬送速度を順方向と逆方向の進行波パルス印加時間と進行波パルスの周波数によって設定することによって、トナーの搬送速度を正確に制御できた(請求項4)。
請求項1乃至4のいずれか一項に記載のトナー搬送装置を現像装置に備えるようにしたことにより、現像装置内での空気の流れの発生を抑制できた(請求項5)。
現像領域においてトナーの搬送方向に対して進行波電界の方向がある一定時間毎に進行波電界全体で順方向と逆方向とを繰り返すように、前記複数の電極に進行波パルスを印加して、トナーを搬送方向に搬送するようにしたことによって、現像領域以外はトナーの搬送速度を大きくし、現像領域ではトナーの搬送速度を小さくすることができた。また、現像領域で搬送速度を小さくすることによって、現像効率の向上が図られた(請求項6)。
回収領域においてトナーの搬送方向に対して進行波電界の方向がある一定時間毎に進行波電界全体で順方向と逆方向とを繰り返すように、前記複数の電極に進行波パルスを印加して、トナーを搬送方向に搬送するようにしたことによって、回収領域以外はトナーの搬送速度を大きくし、回収領域ではトナーの搬送速度を小さくすることができた。また、回収領域で搬送速度を小さくすることによって、回収効率の向上が図られた(請求項7)。
現像領域と回収領域の両方においてトナーの搬送方向に対して進行波電界の方向がある一定時間毎に進行波電界全体で順方向と逆方向とを繰り返すように、前記複数の電極に進行波パルスを印加して、トナーを搬送方向に搬送するようにしたことによって、現像領域と回収領域で搬送速度を小さくし、現像効率と回収効率の向上が図られた(請求項8)。
トナー搬送装置上を搬送されるトナーの搬送速度を潜像担持体の周速の0.5倍から2.0倍に設定したことによって、孤立1ドットの現像とベタ画像の現像を両立することが可能となった(請求項9)。
By setting the toner conveyance speed according to the traveling time pulse application time in the forward direction and in the reverse direction, the toner conveyance speed can be set accurately (claim 2).
By setting the toner transport speed according to the frequency of the traveling wave pulse in the forward direction and the reverse direction, the toner transport speed can be set accurately.
By setting the toner conveyance speed according to the traveling wave pulse application time in the forward direction and the reverse direction and the frequency of the traveling wave pulse, it is possible to accurately control the toner conveyance speed.
By providing the toner conveying device according to any one of claims 1 to 4 in the developing device, generation of air flow in the developing device can be suppressed (claim 5).
In total traveling wave electric field for each predetermined time with respect to the conveying direction of the toner is the direction of the traveling wave electric field to repeat Suyo the forward and backward direction in the developing area, by applying a traveling wave pulse to the plurality of electrodes Thus, by transporting the toner in the transport direction, the toner transport speed can be increased outside the development area, and the toner transport speed can be decreased in the development area. In addition, the development efficiency was improved by reducing the conveyance speed in the development area (claim 6).
In total traveling wave electric field at regular time intervals with the direction of the traveling wave electric field in the forward and reverse directions and the repeat Suyo to the conveying direction of the toner in the recovery area, by applying a traveling wave pulse to the plurality of electrodes Thus, by transporting the toner in the transport direction, the toner transport speed can be increased outside the recovery area, and the toner transport speed can be decreased in the recovery area. In addition, the collection efficiency was improved by reducing the conveyance speed in the collection area (claim 7).
To repeat the forward across the traveling wave electric field at regular time intervals with the direction of the traveling wave electric field in both the developing area collection region to the conveying direction of the toner and the opposite direction Suyo, traveling to the plurality of electrodes By applying the wave pulse to transport the toner in the transport direction, the transport speed is reduced in the development region and the recovery region, and the development efficiency and the recovery efficiency are improved (claim 8).
By setting the transport speed of the toner transported on the toner transport device from 0.5 times to 2.0 times the peripheral speed of the latent image carrier, it is possible to achieve both development of an isolated dot and solid image. (Claim 9).
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の例に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to the following examples.
本発明のトナー搬送装置を備えた現像装置について図1、2を参照して説明する。
図1の現像装置10は、磁性キャリアと非磁性トナーから成る二成分現像剤を用いているものとする。
現像装置10は、潜像担持体11と、トナー搬送装置12により構成されている。
潜像担持体11の現像領域では感光体ドラム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所定の回収領域で回収されるようになされている。
A developing device provided with the toner conveying device of the present invention will be described with reference to FIGS.
The developing device 10 in FIG. 1 uses a two-component developer composed of a magnetic carrier and a non-magnetic toner.
The developing device 10 includes a
In the development area of the
トナー搬送装置12は、トナーを、静電気力で搬送、ホッピングさせるための進行波電界を発生させる複数の電極14を有するトナー搬送部材13を具備している。
トナー搬送装置12においては、トナー補給口15からトナーが供給され、現像剤収容部16に送り込まれる。
現像剤収容部16は2室に分けられており、現像装置内の両端部の現像剤通路(図示せず)によって連結している。
現像剤収容部16には二成分現像剤が収容されており、各室にある攪拌搬送スクリュ17によって攪拌しながら搬送される。
The toner conveying device 12 includes a
In the toner transport device 12, toner is supplied from the toner replenishing port 15 and is sent to the
The
A two-component developer is accommodated in the
現像剤収容部14には、現像剤の透磁率を検知するトナー濃度センサ(図示せず)が設置されており、これにより現像剤の濃度を検知している。
現像剤収容部16のトナー濃度が減少すると、トナー補給口15から現像剤収容部16にトナーが補給される。
攪拌搬送スクリュ17と対向する位置には、現像剤担持体18が配置されている。
現像剤担持体18の内部には、固定された磁石が配置されおり、現像剤担持体18の回転と磁力によって、現像剤収容部16内の現像剤は現像剤担持体18表面に汲み上げられる。
The developer storage unit 14 is provided with a toner concentration sensor (not shown) that detects the magnetic permeability of the developer, thereby detecting the developer concentration.
When the toner concentration in the
A developer carrier 18 is disposed at a position facing the agitating and conveying
A fixed magnet is disposed inside the developer carrier 18, and the developer in the
現像剤の汲み上げ位置より現像剤担持体18の回転方向上流において、現像剤担持体18と対向する位置に現像剤層規制部材19が設けられている。所定の汲み上げ位置で汲み上げたれた現像剤は、現像剤層規制部材部材19によって一定量の現像剤層厚に規制される。
現像剤層規制部材19を通った現像剤は、現像剤担持体18の回転にともなって、トナー搬送部材13と対向する位置まで搬送される。
現像剤担持体18には、第一電圧印加手段21によって供給バイアスが印加されている。
トナー搬送部材13には、第二電圧印加手段22によって電極14に電圧が印加されている。
トナー搬送部材13と対向する位置においては、第一、第二電圧印加手段21、22によってトナー搬送部材13と現像剤担持体18との間に電界が生じている。
その電界からの静電気力を受け、トナーはキャリアから解離し、トナー搬送部材13の表面に移動する。
トナー搬送部材表面に達したトナーは、第二電圧印加手段22が印加する電圧による搬送電界によって、トナー搬送部材表面上をホッピングしながら搬送される。
潜像担持体11と対向する位置まで搬送電界によって搬送されたトナーは、トナー搬送部材13と潜像担持体11上の画像部との間の現像電界によって、潜像担持体11上に現像される。
現像に寄与しなかったトナーはトナー搬送部材13によってさらに搬送され、回収手段(図示せず)によってトナー搬送部材表面から回収される。
回収されたトナーは再び現像剤収容部16に戻され、現像装置10内を循環する。
A developer
The developer that has passed through the developer
A supply bias is applied to the developer carrier 18 by the first voltage application means 21.
A voltage is applied to the
At a position facing the
Under the electrostatic force from the electric field, the toner dissociates from the carrier and moves to the surface of the
The toner that has reached the surface of the toner transport member is transported while hopping on the surface of the toner transport member by the transport electric field generated by the voltage applied by the second
The toner conveyed by the conveying electric field to a position facing the
The toner that has not contributed to the development is further conveyed by the
The collected toner is returned again to the
図2に、本発明の現像装置の他の一例の概略構成図を示す。
図2の現像装置20には、非磁性トナーから成る一成分現像剤を用いた現像装置の一例を示す。
トナーは現像剤収容部16に収容されており、トナー補給ローラ23によってトナーは現像剤担持体18と摩擦帯電を行い、静電気力によって現像剤担持体18上に汲み上げられる。
現像剤担持体18上のトナーは、現像剤層規制部材19によって薄層とされ、現像剤担持体18の回転にともなって、トナー搬送部材13と対向する位置に搬送される。
現像剤担持体18には、第一電圧印加手段21によって供給バイアスが印加されている。
トナー搬送部材13には、第二電圧印加手段22によって電極14に電圧が印加されている。
トナー搬送部材13と対向する位置においては、第一、第二電圧印加手段21、22によってトナー搬送部材13と現像剤担持体18との間に電界が生じている。
その電界からの静電気力を受け、トナーは現像剤担持体18から解離し、トナー搬送部材13の表面に移動する。
トナー搬送部材13表面に達したトナーは、第二電圧印加手段22が印加する電圧による搬送電界によって、トナー搬送部材13表面上をホッピングしながら搬送される。
潜像担持体11と対向する位置まで搬送電界によって搬送されたトナーは、トナー搬送部材13と潜像担持体11上の画像部との間の現像電界によって、潜像担持体11上に現像される。
現像に寄与しなかったトナーはトナー搬送部材13によってさらに搬送され、回収手段(図示せず)によってトナー搬送部材表面から回収される。
回収されたトナーは再び現像剤収容部16に戻され、現像装置20内を循環する。
FIG. 2 shows a schematic configuration diagram of another example of the developing device of the present invention.
The developing device 20 in FIG. 2 shows an example of a developing device using a one-component developer made of nonmagnetic toner.
The toner is accommodated in the
The toner on the developer carrier 18 is made into a thin layer by the developer
A supply bias is applied to the developer carrier 18 by the first voltage application means 21.
A voltage is applied to the
At a position facing the
Under the electrostatic force from the electric field, the toner dissociates from the developer carrier 18 and moves to the surface of the
The toner that has reached the surface of the
The toner conveyed by the conveying electric field to a position facing the
The toner that has not contributed to the development is further conveyed by the
The collected toner is returned again to the
上述したような構成の現像装置10、20において、トナー搬送部材13上をトナーを搬送させる場合、トナーの搬送方向に対して進行波電界の方向が順方向と逆方向を繰り返しながらトナーを搬送方向に搬送している(請求項1)。
図3に順方向と逆方向の送りを繰り返してトナー搬送する場合の進行波パルスの例を示す。
ここでは、順方向進行波パルスの印加時間に対して逆方向進行波パルスの印加時間を短く、周波数は同一に設定した例を示す(請求項2)。
進行波電界によるトナーの搬送速度vは、v=f×r×nである。
f:進行波電界を発生させる電極の1つに印加するパルスの繰り返し周波数
r:進行波電界を発生させる電極ピッチ
n:進行波電界の相数
とする。
順方向進行波パルスの印加時間をtsと、逆方向進行波パルスの印加時間trとした場合、順方向、逆方向を繰り返して搬送する場合の搬送距離はX1は、X1=v・ts−v・trとなる。
例えば、パルスの繰り返し周波数f=7kHz、電極ピッチr=0.06mm、進行波電界の相数がn=3の時、トナーの搬送速度vは、v=1.26m/secであり、順方向進行波パルスの印加時間ts=4msec、逆方向進行波パルスの印加時間tr=2msecとして、順方向、逆方向を繰り返して搬送する場合のトナーの搬送距離Xは、2.52mmとなる。
一方、逆方向の進行波を印加しない場合、すなわちtsとtrとも順方向の進行波で搬送する場合の搬送距離X2は、7.56mmであり、この例では順方向、逆方向を繰り返すことで全体としては、実質1/3の速度に低下させることが出来る。
図3は、A相、B相、C相の3相パルスにおいて、A相を基準として順方向、逆方向を切り替えている例であり、A相パルスの6周期分の時間は順方向、すなわちA相→B相→C相の方向の進行波パルス、3周期分の時間は逆方向C相→B相→A相の方向の進行波パルスである。
In the developing devices 10 and 20 configured as described above, when the toner is transported on the
FIG. 3 shows an example of a traveling wave pulse in the case where toner is conveyed by repeating forward and reverse feeding.
Here, an example is shown in which the application time of the backward traveling wave pulse is shorter than the application time of the forward traveling wave pulse, and the frequency is set to be the same.
The toner conveyance speed v by the traveling wave electric field is v = f × r × n.
f: repetition frequency of pulse applied to one of the electrodes for generating traveling wave electric field r: electrode pitch for generating traveling wave electric field n: number of phases of traveling wave electric field.
The application time of the forward traveling wave pulse and ts, when the application time tr reverse traveling wave pulses, the transport distance X 1 in the case of carrying forward, repeating the reverse direction, X 1 = v · ts −v · tr.
For example, when the pulse repetition frequency f = 7 kHz, the electrode pitch r = 0.06 mm, and the number of phases of the traveling wave electric field is n = 3, the toner conveyance speed v is v = 1.26 m / sec, and the forward direction Assuming that the traveling wave pulse application time ts = 4 msec and the backward traveling wave pulse application time tr = 2 msec, the toner transport distance X in the case of repeatedly transporting in the forward and reverse directions is 2.52 mm.
On the other hand, when no traveling wave in the reverse direction is applied, that is, when both ts and tr are transported with a traveling wave in the forward direction, the transport distance X 2 is 7.56 mm. In this example, the forward direction and the reverse direction are repeated. As a whole, the speed can be reduced to substantially 1/3.
FIG. 3 is an example in which the forward direction and the reverse direction are switched based on the A phase in the three-phase pulses of the A phase, the B phase, and the C phase, and the time for six cycles of the A phase pulse is the forward direction, A traveling wave pulse in the direction of A phase → B phase → C phase is a traveling wave pulse in the direction of reverse C phase → B phase → A phase for three periods.
次に、順方向と逆方向の送りを繰り返してトナー搬送する場合の進行波パルスの例を図4に示して説明する。
ここでは、順方向進行波パルスの印加時間と逆方向進行波パルスの印加時間は同じであるが、順方向の周波数が逆方向の周波数に対して高い値に設定した例である(請求項3)。
進行波電界によるトナーの搬送速度vは、図3に示した例と同様に、v=f×r×nである。
そして、順方向進行波パルスの周波数fsと、逆方向進行波パルスの周波数fr、繰り返しの時間tとした場合、順方向、逆方向を繰り返して搬送する場合の搬送距離X1は、X1=fs×r×n×t−fr×r×n×t=(fs−fr)r×n×tとなる。
例えば、順方向パルスの周波数fs=6kHz、逆方向パルスの周波数fr=3kHz、電極ピッチr=0.06mm、進行波電界の相数がn=3、順逆進行波パルスの繰り返し時間t=1msecとして順方向、逆方向を繰り返して搬送する場合のトナーの搬送距離X1は、0.54mmとなる。
一方、逆方向の進行波を印加しない場合、すなわち周波数fs=6kHzで時間2tの間順方向の進行波で搬送する場合の搬送距離X2は、X2=fs×r×n×2t=2.16mmとなる。
この図4の例では順方向、逆方向を繰り返した搬送距離X1は順方向のみのX2に対して、全体としては実質1/4の速度に低下させることができる。
図4は、A相、B相、C相の3相パルスにおいて、A相を基準として順方向、逆方向を切り替えている例であり、周波数fsでA相パルスの6周期分は順方向、すなわちA相→B相→C相の方向の進行波パルス、周波数frで3周期分は逆方向C相→B相→A相の方向の進行波パルスである。
Next, an example of a traveling wave pulse when the toner is conveyed by repeating the forward and reverse feeding will be described with reference to FIG.
In this example, the forward traveling wave pulse application time and the backward traveling wave pulse application time are the same, but the forward frequency is set higher than the reverse frequency. ).
The toner conveyance speed v by the traveling wave electric field is v = f × r × n as in the example shown in FIG.
Then, assuming that the frequency fs of the forward traveling wave pulse, the frequency fr of the backward traveling wave pulse, and the repetition time t, the transport distance X 1 when transporting the forward direction and the reverse direction repeatedly is X 1 = fs * r * n * t-fr * r * n * t = (fs-fr) r * n * t.
For example, a forward pulse frequency fs = 6 kHz, a reverse pulse frequency fr = 3 kHz, an electrode pitch r = 0.06 mm, a traveling wave electric field phase number n = 3, and a forward / reverse traveling wave pulse repetition time t = 1 msec. The toner transport distance X 1 in the case of repeatedly transporting the forward direction and the reverse direction is 0.54 mm.
On the other hand, when the traveling wave in the reverse direction is not applied, that is, when the traveling wave in the forward direction is transported at the frequency fs = 6 kHz for the time 2t, the transport distance X 2 is X 2 = fs × r × n × 2t = 2. .16 mm.
In the example of FIG. 4, the transport distance X 1 in which the forward direction and the reverse direction are repeated can be reduced to a substantially 1/4 speed as a whole with respect to X 2 only in the forward direction.
FIG. 4 is an example in which the forward direction and the reverse direction are switched with reference to the A phase in the three-phase pulses of the A phase, the B phase, and the C phase, and the six periods of the A phase pulse at the frequency fs are in the forward direction. That is, a traveling wave pulse in the direction of A phase → B phase → C phase, and three periods at a frequency fr are traveling wave pulses in the direction of reverse C phase → B phase → A phase.
上述したように、図3は、順方向進行波パルスの印加時間に対して逆方向進行波パルスの印加時間を短く、周波数は同一に設定した実施例、また図4は、順方向進行波パルスの印加時間と逆方向進行波パルスの印加時間は同じであるが、順方向の周波数が逆方向の周波数に対して高い値に設定した実施例であるが、これら時間と周波数を適切に組み合わせて(請求項4)実質の搬送速度を必要に応じて最適に低く設定することは勿論可能である。 As described above, FIG. 3 is an embodiment in which the application time of the backward traveling wave pulse is shorter than the application time of the forward traveling wave pulse and the frequency is set to be the same, and FIG. Although the application time of the forward traveling wave pulse is the same as the application time of the backward traveling wave pulse, the forward frequency is set to a higher value than the reverse frequency, but the time and frequency are appropriately combined. (Claim 4) It is of course possible to set the actual conveyance speed to an optimum low value as required.
以上のようなトナー搬送部材を、本発明の現像装置は具備している(請求項5)。
トナーの搬送方向に対して進行波電界の方向が順方向と逆方向を繰り返しながらトナーを搬送方向に搬送することによって、一方向の定常的な空気の流れがトナー搬送部材13上に発生しない。
よって、トナーは空気の流れに流されることなく、進行波電界によって正確に制御することができる。
またトナーを動かしながら搬送速度を小さくしているので、トナー搬送部材13表面へのトナーの付着も回避できる。
The developing device of the present invention includes the toner conveying member as described above (Claim 5).
By transporting the toner in the transport direction while the direction of the traveling wave electric field repeats the forward direction and the reverse direction with respect to the toner transport direction, a steady air flow in one direction does not occur on the
Therefore, the toner can be accurately controlled by the traveling wave electric field without flowing in the air flow.
Further, since the conveyance speed is reduced while moving the toner, it is possible to avoid the adhesion of toner to the surface of the
本発明の現像装置は、潜像担持体11とトナー搬送部材13とが対向する現像領域において、トナーの搬送方向に対して進行波電界の方向が順方向と逆方向を繰り返すようにしてトナーを所定の搬送方向に搬送するようになされている(請求項6)。
トナー搬送部材13と、現像剤担持体18が、対向する供給領域においては、第一電圧印加手段21によってトナーを現像剤担持体18からトナー搬送部材13上に移動させる電界が発生している。
この供給領域においてトナーの搬送速度が小さいと、トナーが搬送部材13表面に付着する可能性があるため、供給領域では搬送速度は大きい方が好ましい。
また供給領域と現像領域の間の搬送領域では、供給領域でトナー搬送部材13へ移動してきたトナーをできるだけ速く現像領域へ搬送する必要があり、搬送領域でも搬送速度は大きい方が好ましい。
よって、現像領域においてのみ順方向と逆方向を繰り返しながらトナーを搬送している。
現像領域でのトナーの搬送速度は、順方向と逆方向の時間や周波数で設定されるが、潜像担持体11の周速の0.5〜2.0倍に設定することが好ましい(請求項9)。
トナーの搬送速度は、現像後の画像品質で決定される。トナーの搬送速度が小さい場合、トナーが現像領域にいる時間は長くなる。そのため、1ドット潜像などは現像されやすくなる。
しかし、ベタ画像の現像の場合は多くのトナーが現像に必要であり、現像にトナーが使われるとすぐに新しいトナーが搬送されてくる必要がある。
よって、トナーの搬送速度が小さすぎるとベタ現像に必要なトナー量が搬送されず、濃度不足等の問題が生じる。
トナー搬送速度が大きい場合は、トナーが現像に使われてもすぐに新しいトナーが搬送されてくるため、濃度不足の問題は生じない。しかし、1ドット潜像を現像する場合、トナーの搬送速度が大きいと、搬送方向の速度が大きいためにトナーが1ドット潜像になかなか引きつけられない。そのため、1ドット潜像の現像が充分に行われなくなるという問題が生じる。
In the developing device of the present invention, in the developing region where the
In a supply region where the
If the toner conveyance speed is low in this supply area, the toner may adhere to the surface of the
In the transport region between the supply region and the development region, it is necessary to transport the toner that has moved to the
Therefore, the toner is conveyed while repeating the forward direction and the reverse direction only in the development region.
The toner conveyance speed in the development region is set by time and frequency in the forward direction and in the reverse direction, but is preferably set to 0.5 to 2.0 times the peripheral speed of the latent image carrier 11 (claims). Item 9).
The toner conveyance speed is determined by the image quality after development. When the toner conveyance speed is low, the time during which the toner is in the development area is long. Therefore, a one-dot latent image or the like is easily developed.
However, in the case of solid image development, a lot of toner is required for development, and new toner needs to be conveyed as soon as the toner is used for development.
Therefore, if the toner transport speed is too low, the amount of toner necessary for solid development is not transported, causing problems such as insufficient density.
When the toner transport speed is high, new toner is transported as soon as the toner is used for development, so that the problem of insufficient density does not occur. However, when developing a one-dot latent image, if the toner transport speed is high, the toner is not easily attracted to the one-dot latent image because the speed in the transport direction is high. For this reason, there arises a problem that the one-dot latent image is not sufficiently developed.
以上のように、1ドット現像とベタ現像の両方を成立させるためには、トナーの搬送速度はある数値範囲内とすることが必要である。
下記表1に、潜像担持体11の周速に対するトナー搬送速度の比を変えた場合の、孤立1ドット潜像の現像性とベタ画像の現像性の、それぞれの評価を示す。
As described above, in order to establish both 1-dot development and solid development, the toner transport speed needs to be within a certain numerical range.
Table 1 below shows the evaluation of the developability of the isolated 1-dot latent image and the developability of the solid image when the ratio of the toner conveyance speed to the peripheral speed of the
表1に示すように、潜像担持体11の周速に対するトナー搬送速度の比が、0.3の場合、搬送速度が遅すぎてベタ現像にトナー搬送が追いつけず、ベタ画像が正常に現像されない(評価×)。
比が2.2の場合、搬送速度が大きいため1ドット潜像が正常に現像されない(評価×)。
比が0.5〜2.0の場合は、1ドット潜像もベタ画像も両方正常に現像されており、両立することができる(評価○)。
よって、現像領域におけるトナーの搬送速度は潜像担持体の周速の0.5〜2.0倍に設定することが好ましい。
As shown in Table 1, when the ratio of the toner transport speed to the peripheral speed of the
When the ratio is 2.2, the one-dot latent image is not normally developed because of the high conveyance speed (evaluation x).
When the ratio is 0.5 to 2.0, both the 1-dot latent image and the solid image are normally developed and can be compatible (evaluation ◯).
Therefore, it is preferable to set the toner conveyance speed in the development region to 0.5 to 2.0 times the peripheral speed of the latent image carrier.
トナー搬送方向に関して現像領域下流側に回収手段を備えている。
回収手段としては、種々の方法が考えられる。図5は、回収板30によるトナー回収を示した図である。
トナー搬送部材13と回収板30の間において、トナーにトナー搬送部材13から回収板30に向かう方向に力が作用するように電界を発生させるようになされている。
現像領域で現像に寄与しなかったトナーは、回収板30とトナー搬送部材13とが対向し合う回収領域32において、トナー搬送部材13上から回収板30へ移動する。
回収板30上にトナーがある程度の量がたまると、振動子31によって回収板30を振動させ、回収板30上のトナーを振るい落とし、再び現像剤収容部16に戻す。
A collecting unit is provided on the downstream side of the developing region in the toner conveyance direction.
Various methods are conceivable as the recovery means. FIG. 5 is a diagram showing toner recovery by the recovery plate 30.
An electric field is generated between the
The toner that has not contributed to development in the development area moves from the
When a certain amount of toner accumulates on the collection plate 30, the collection plate 30 is vibrated by the vibrator 31, the toner on the collection plate 30 is shaken off, and returned to the
図6は回収ローラ40による回収を示した図である。
トナー搬送部材13と回収ローラ40との間において、トナーにトナー搬送部材13から回収ローラ40に向かう方向に力が作用するように電界を発生させるようになされている。
現像領域で現像に寄与しなかったトナーは、回収ローラ40とトナー搬送部材13が対向しあう回収領域42において、トナー搬送部材13上から回収ローラ40へ移動する。
回収ローラ40に付着したトナーは、ブレード41によって掻き落とされ、再び現像剤収容部に戻される。
FIG. 6 is a view showing collection by the
An electric field is generated between the
The toner that has not contributed to the development in the development area moves from the
The toner adhering to the
図7はブラシローラ50による回収を示した図である。
トナー搬送部材13とブラシローラ50との間において、トナーにトナー搬送部材13からブラシローラ50に向かう方向に力が作用するように電界を発生させるようになされている。
現像領域で現像に寄与しなかったトナーは、ブラシローラ50とトナー搬送部材13とが対向しあう回収領域52において、トナー搬送部材13上からブラシローラ50へと移動する。
ブラシローラ50に付着したトナーは、フリッカーバー51によって掻き落とされ、再び現像剤収容部16に戻される。
FIG. 7 is a view showing collection by the brush roller 50.
An electric field is generated between the
The toner that has not contributed to development in the development area moves from the
The toner adhering to the brush roller 50 is scraped off by the flicker bar 51 and returned to the
図8は、吸引ノズル60による回収を示した図である。
吸引ノズル60とトナー搬送部材13とを対向させ、吸引ポンプ63によって、吸引ノズル60から空気を吸引する。
吸引ノズル60のトナー搬送方向下流側にはシール61がつけてあり、このシール61はトナー搬送部材13の表面と接触している。
現像領域で現像に寄与しなかったトナーは、回収領域62において空気の流れに乗って吸引ノズル60を通って回収される。
空気の流れに乗らず、進行波電界によって搬送されているトナーもシール61と衝突し、そのまま下流に搬送されていくことはない。
吸引ノズル60によって回収されたトナーは、ダクト64を通って再び現像剤収容部16に戻される。
FIG. 8 is a diagram showing collection by the suction nozzle 60.
The suction nozzle 60 and the
A seal 61 is attached downstream of the suction nozzle 60 in the toner conveyance direction, and this seal 61 is in contact with the surface of the
The toner that has not contributed to the development in the development area is collected through the suction nozzle 60 on the air flow in the collection area 62.
The toner that is not carried by the air flow and is conveyed by the traveling wave electric field also collides with the seal 61 and is not conveyed downstream as it is.
The toner collected by the suction nozzle 60 is returned to the
上述した各種回収方式において、回収される直前のトナーの搬送速度は小さい方が回収効率の向上を図るために有利である。
トナー搬送速度が大きい場合は、回収板30や回収ローラ40、ブラシローラ50での回収は、回収手段に向かう方向の力がトナーに作用する時間が短くなる。
そうなると、このような回収手段では、確実に回収することが困難であり、進行波電界によってさらに下流まで搬送されるトナーが発生してしまう。
そのようなトナーは再び供給領域まで搬送されるが、供給領域を通過することができず、供給領域手前でトナー搬送部材に付着してしまう。
吸引ノズル60による回収では、トナーの搬送速度がトナーの吸引速度より大きいと、トナーが搬送部材上で停滞してしまい、回収領域手前でトナー付着が発生してしまう。
吸引速度を大きくするためには、吸引ポンプ63の性能を上げる必要があり、コストアップになってしまう。
よって、回収領域では、トナーの搬送速度はできるかぎり小さい方が回収効率がよくなる。
In the various collection methods described above, it is advantageous to improve the collection efficiency when the toner conveyance speed immediately before the collection is small.
When the toner conveyance speed is high, the collection by the collection plate 30, the
In such a case, it is difficult to reliably collect with such a collecting means, and toner conveyed further downstream is generated by the traveling wave electric field.
Such toner is transported to the supply area again, but cannot pass through the supply area and adheres to the toner transport member before the supply area.
In the collection by the suction nozzle 60, if the toner conveyance speed is larger than the toner suction speed, the toner stagnates on the conveyance member, and toner adhesion occurs before the collection area.
In order to increase the suction speed, it is necessary to improve the performance of the suction pump 63, resulting in an increase in cost.
Therefore, in the collection region, the collection efficiency is improved when the toner conveyance speed is as low as possible.
上述したことにより、回収領域32、42、52、62においては、トナーの搬送方向に対して進行波電界の方向が順方向と逆方向を繰り返すようにしながら、トナーを搬送方向に搬送することが望ましい(請求項7)。
順方向と逆方向を繰り返すことによって、搬送部材上にトナーを付着させることなく搬送速度を小さくすることができ、回収効率を上げることが可能となる。
As described above, in the collection regions 32, 42, 52, and 62, the toner can be transported in the transport direction while the traveling wave electric field repeats the forward direction and the reverse direction with respect to the toner transport direction. Desirable (Claim 7).
By repeating the forward direction and the reverse direction, the conveyance speed can be reduced without causing toner to adhere to the conveyance member, and the collection efficiency can be increased.
上記においては、現像領域と回収領域を別々で説明をしたが、現像領域と回収領域の両方においてトナーの搬送方向に対して進行波電界の方向が順方向と逆方向を繰り返しながらトナーを搬送方向に搬送することも可能である(請求項8)。
この場合は、トナー搬送部材13上の現像領域入り口から回収領域までの間、順方向と逆方向を繰り返しながらトナーを搬送してもいいし、現像領域と回収領域は順方向と逆方向を繰り返し、その間の領域は順方向のみでトナーを搬送するようにしてもよい。
こうすることによって、現像効率と回収効率の両方を向上させることができる。
In the above description, the development area and the collection area are described separately. However, in both the development area and the collection area, the direction of the traveling wave electric field repeats the forward and reverse directions with respect to the toner conveyance direction. It is also possible to carry it to (Claim 8).
In this case, the toner may be conveyed while repeating the forward direction and the reverse direction from the developing area entrance to the collecting area on the
By doing so, both development efficiency and recovery efficiency can be improved.
本発明の現像装置10は、従来公知の画像形成装置の一構成要素として組み込むことができる。
一般的な画像形成装置について説明する。画像形成装置は、潜像担持体である感光体ドラムが帯電装置によって一様に帯電され、露光部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、感光体ドラム表面に静電潜像が形成される。
そして、感光体ドラム表面の静電潜像は、上述した本発明の現像装置10、20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、給紙カセットから給紙された転写紙(記録媒体)に転写電源からの電圧が印加される転写コロによって転写され、この可視像が転写された転写紙は、感光体ドラムの表面より分離されて、定着ユニット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ようになされている。
The developing device 10 of the present invention can be incorporated as a component of a conventionally known image forming apparatus.
A general image forming apparatus will be described. In the image forming apparatus, a photosensitive drum as a latent image carrier is uniformly charged by a charging device, and an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum by writing with a laser beam according to an image read from an exposure unit. Is done.
The electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum is visualized by attaching toner to the above-described developing devices 10 and 20 of the present invention, and the visible image is transferred from the paper feeding cassette. The transfer paper onto which the visible image is transferred is transferred to a paper (recording medium) by a transfer roller to which a voltage from a transfer power source is applied. The transfer paper is separated from the surface of the photosensitive drum and passes between the rollers of the fixing unit. Thus, the visible image is fixed and discharged to a discharge tray outside the apparatus.
また、上述した画像形成装置と、本発明の現像装置とを保持したプロセスカートリッジを作製することもでき、更には、このプロセスカートリッジを例えば色ごとに複数本備えた画像形成装置を構成することもできる。
なお、ここでプロセスカートリッジとは、所定のケース内に像担持体であるドラム状の感光体と、帯電ローラと、現像装置と、クリーニングブレード等を一体に備え、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたものとする。
In addition, a process cartridge that holds the above-described image forming apparatus and the developing device of the present invention can be manufactured. Further, an image forming apparatus including a plurality of process cartridges for each color can be configured. it can.
Here, the process cartridge is integrally provided with a drum-shaped photoconductor as an image carrier, a charging roller, a developing device, a cleaning blade, etc. in a predetermined case, and is attached to and detached from the image forming apparatus main body. It shall be configured as possible.
10 現像装置
11 潜像担持体
12 トナー搬送装置
13 トナー搬送部材
14 電極
15 トナー補給口
16 現像剤収容部
17 攪拌搬送スクリュ
18 現像剤担持体
19 現像剤層規制部材
20 現像装置
21 第一電圧印加手段
22 第二電圧印加手段
23 トナー補給ローラ
30 回収板
31 振動子
32 回収領域
40 回収ローラ
41 ブレード
42 回収領域
50 ブラシローラ
51 フリッカーバー
52 回収領域
60 吸引ノズル
61 シール
62 回収領域
63 吸引ポンプ
64 ダクト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Developing
Claims (12)
トナーの搬送方向に対する進行波電界の方向が、ある一定時間毎に進行波電界全体で順方向と逆方向とを繰り返すように、前記複数の電極に進行波パルスを印加して、トナーを所定の方向に搬送させるようになされていることを特徴とするトナー搬送装置。 A toner conveying device comprising a toner conveying member having a plurality of electrodes for generating a traveling wave electric field for conveying and hopping toner with electrostatic force,
Direction of the traveling wave electric field for carrying direction of the toner, to a certain Suyo throughout traveling wave electric field repeat the forward and reverse direction for each predetermined time, by applying a traveling wave pulse to the plurality of electrodes, the toner A toner transporting device, wherein the toner transporting device is transported in a predetermined direction.
請求項1〜4の何れか一項に記載のトナー搬送装置を具備していることを特徴とする現像装置。 A developing device that is arranged to face a latent image carrier and develops an electrostatic latent image on the latent image carrier,
A developing device comprising the toner conveying device according to claim 1.
前記回収手段と、前記トナー搬送部材とが対向する回収領域において、トナーの搬送方向に対して進行波電界の方向がある一定時間毎に進行波電界全体で順方向と逆方向を繰り返すように、前記複数の電極に進行波パルスを印加して、トナーを所定の搬送方向に搬送するようになされていることを特徴とする請求項5に記載の現像装置。 A recovery means for recovering toner that is located downstream of the latent image carrier with respect to the toner transport direction and is opposed to the toner transport member and that has not contributed to development in the development region;
Wherein the recovery means, the collection area where the toner conveying member faces, repeat the forward and reverse direction across the traveling wave electric field for each predetermined time with respect to the conveying direction of the toner is the direction of the traveling wave electric field Suyo 6. The developing device according to claim 5 , wherein a traveling wave pulse is applied to the plurality of electrodes to convey the toner in a predetermined conveyance direction.
請求項5乃至9の何れかに一項に記載の現像装置とを一体に保持したことを特徴とするプロセスカートリッジ。 At least one of a latent image carrier, charging means, and cleaning means in an electrophotographic process;
10. A process cartridge comprising the developing device according to claim 5 integrally held therein.
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