JP4139714B2 - Developing device and image forming apparatus - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像装置および画像形成装置に関するものであり、より詳細には、像担持体上に形成された静電潜像に対して、複数の電極を有する搬送部材の電極に電圧を印加することによって現像剤を搬送して供給する現像装置およびそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
複写機、プリンタ等の画像形成装置において、電子写真プロセスによる現像装置が用いられている。このような現像装置のうち、静電潜像の形成された像担持体に対して、現像剤(トナー)を搬送する現像剤担持体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。非接触方式の例としては、パウダーラウンド法・ジャンピング法、電界カーテン(進行波電界)を利用した方法などが提案されている。
【0003】
このような現像装置の一例が、日本国の特許掲載公報「特公平5−31146号公報(公告日:1993年5月11日)」、または「特公平5−31147号公報(公告日:1993年5月11日)」に開示されている。上記公報には、互いに位相が異なる複数種の交番電圧を発生する電源と、基材上に所定の間隔をあけて複数配列された電極に前記電源からの交番電圧を印加することにより形成される進行波電界によって現像剤を像担持体(感光体)に供給する現像剤搬送部材とを備えた現像装置が記載されている。
【0004】
また、現像装置の他の一例が、日本国の公開特許公報「特開平3−21967号公報(公開日:1991年1月30日)」に開示されている。上記公報には、現像剤担持搬送体によって搬送される現像剤を予備荷電する予備荷電手段と、現像剤担持搬送体上に電界カーテンを作用させる電界カーテン発生手段とを設けた装置が提案されている。上記装置において、予備荷電手段としては、例えば発泡ウレタンからなる予備荷電ローラが用いられる。予備荷電ローラは現像剤担持搬送体に接するように設けられており、一方、この予備荷電ローラに先端が接するようにブレードが設けられている。予備荷電ローラは、現像剤担持搬送体との間で現像剤を摩擦することにより現像剤の予備帯電を行うとともに、現像剤の層厚も規制する。
【0005】
そして、上記構成により、現像剤を均一に適正な荷電量に帯電させることができるとともに、現像剤を像担持体へと安定して搬送できるようになり、その結果、搬送時に現像剤が飛散したり、形成される画像にカブリが生じたりすることを回避できるとの点が、上記特開平3−21967号公報には記載されている。
【0006】
しかしながら、上記各公報に記載の構成は、進行波電界を発生させるための部材に対して直接現像剤を供給する構成なので、例えば進行波電界の発生している領域に直接供給された現像剤が飛散したりする虞れがある。このように、現像剤の供給と搬送とを同時に行おうとすると、問題を生じ易い。
【0007】
これに対して、例えば日本国の公開特許公報「特開2002−91160号公報(公開日:2002年3月27日)」には、進行波電界を発生させる部材(搬送部材)の外側にベルト部材を設けて、このベルト部材を低速で回転させる構成の現像装置が開示されている。この構成によれば、進行波電界とは別に、ベルト部材によっても現像剤を移動させることができる。したがって、例えば進行波電界の発生している領域に、ベルト部材を用いて現像剤を供給することによって、現像剤の飛散を防止できる。
【0008】
【特許文献1】
特公平5−31146号公報
【0009】
【特許文献2】
特公平5−31147号公報
【0010】
【特許文献3】
特開平3−21967号公報
【0011】
【特許文献4】
特開2002−91160号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報記載の構成によれば、ベルト部材を用いる場合であっても、ベルト部材の帯電量(誘導電荷の量)が所望のものとならず、これによって現像剤搬送の乱れを生じてしまう虞れがある。
【0013】
すなわち、ベルト部材を用いる構成においては、ベルト部材と搬送部材との接触状態に応じて、ベルト部材上の帯電量に、好ましくない不均一性を生ずる可能性がある。ここで、帯電量がこのような不均一になると、現像剤に与える力(電界)も望ましくない不均一なものとなってしまい、結果として、現像剤の搬送の乱れを生ずることとなる。
【0014】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、現像剤の搬送の乱れを生じさせない現像装置および画像形成装置を提供するにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る現像装置は、上記課題を解決するために、間隔を設けて並べられた複数の電極を有し、上記電極に電圧が印加されることによって像担持体の静電潜像へと現像剤を搬送する現像剤搬送部材と、上記現像剤搬送部材の表面を覆い、上記現像剤搬送部材に対して移動可能なベルト部材とを備えた現像装置において、上記現像剤搬送部材は、上記ベルト部材と接触する領域において、上記ベルト部材の移動する方向と上記ベルト部材の厚み方向とに平行となっている平面による断面形状が、上記ベルト部材に対して凸状になっており、上記ベルト部材は、上記現像剤搬送部材と接触する領域において、上記ベルト部材に生ずる張力の合力が上記現像剤搬送部材に向かうことによって上記現像剤搬送部材と密着するように、上記現像剤搬送部材の表面を覆っていることを特徴としている。
【0016】
上記現像装置の現像剤搬送部材の各電極に、例えば外部の電源からの電圧が印加されると、各電極は進行波電界を発生する。すなわち、現像剤搬送部材は、進行波電界を発生して、像担持体の静電潜像へと現像剤を搬送するものである。この進行波電界は、現像剤搬送部材表面から遠ざかると電界強度が弱まるようになっている。このため、現像剤搬送能力を低下させないように、現像剤搬送部材を覆いつつ回動するベルト部材は、厚みが薄く、かつ現像剤搬送部材に密着していることが望ましい。例えばベルト部材の厚みは、50μm以下が好ましい。
【0017】
また、ベルト部材と現像剤搬送部材とを密着させるために、ベルト部材の移動する方向に平行な平面でありかつベルト部材の厚み方向に対して平行なその平面による、現像剤搬送部材の断面形状が、ベルト部材と接触している領域において、ベルト部材に対して凸状となるように、現像剤搬送部材を設ける。これによって、現像剤搬送部材と接触している領域において、ベルト部材に生ずる張力の合力が現像剤搬送部材に向かう。このため、ベルト部材が、現像剤搬送部材と密着するように現像剤搬送部材の表面を覆うので、ベルト部材と現像剤搬送部材の密着性を確実にできる。
【0018】
また、現像剤搬送部材の上記の断面形状を、ベルト部材の移動する方向と垂直な方向であるベルト部材の幅方向に対して垂直となっている平面による断面形状である、と表現することもできる。また、ベルト部材の移動する方向に平行な平面でありかつ上記ベルト部材との接触面に対して垂直なその平面による断面形状である、と表現することもできる。
【0019】
また、この構造によって、ベルト部材と現像剤搬送部材との密着が安定するため、ベルト部材が現像剤搬送部材から浮くことが無い。また、ベルト部材にシワ等が発生することも無い。したがって、ベルト部材が移動しても、ベルト部材と現像剤搬送部材の進行波電極との距離が常に一定に保たれ、ベルト部材における帯電量(誘導電荷の量)を好ましく均一なものにでき、安定した現像剤の搬送が可能となる。なお、ベルト部材における帯電量、および発生する電界における好ましい均一性とは、現像剤の搬送方向に対して垂直、かつベルト部材表面に対して平行な方向における均一性を意味する。現像剤の搬送方向と平行な方向については、進行波電界は均一でないことはもちろんである。
【0020】
また、上述のようにベルト部材と現像剤搬送部材とを密着させた上で、さらに以下のようにして、ベルト部材と現像剤搬送部材中の進行波を発生させる電極との間隔を確実に一定に保つようにしてもよい。
【0021】
すなわち、例えば上記構成において、現像剤搬送部材の上記断面形状を円弧形状とすることも好ましい。これにより、現像剤搬送部材とベルト部材との接触が均一となる。よって、ベルト部材と現像剤搬送部材中の進行波を発生させる電極との間隔を、容易に、かつ確実に一定に保つことができる。また、現像剤搬送部材の表面の電位も所望の均一なものとなる。したがって、現像剤搬送部材から発生する電界を所望の均一なものとして、安定した状態での現像剤の搬送が可能となる。よって、良好な現像が可能となる。
【0022】
なお、上記構成において、現像剤搬送部材とベルト部材とが接触する領域は、全てが連続した領域となっている構成に限るものではない。例えば、電極が埋め込まれて進行波電界が作用するようになっている、現像剤搬送部材の特定の部分領域ごとに、現像剤搬送部材とベルト部材とが接触している構成であってもよい。この場合においても、現像剤搬送部材の上記断面形状が、ベルト部材と接触する領域においてベルト部材に対して凸状であれば、密着性を向上させて、現像剤搬送部材とベルト部材とを均一に接触するようにできる。なお、この構成においては、現像剤の搬送方向に垂直となっている、電極の長手方向には、現像剤搬送部材とベルト部材とが接触する領域が全て連続した領域となっていることが好ましい。
【0023】
なお、上述のように、ベルト部材の厚みが50μm以下であるときに、例えば密着性が十分でなく、現像剤搬送部材とベルト部材とが50μm以上離間すると、ベルト部材上の現像剤に進行波電界を及ぼすことができず、現像剤を搬送することができない。また、密着性が十分でなく、現像剤搬送部材とベルト部材とが離間している部分があれば、例えば現像剤搬送部材とベルト部材との離間している距離が50μm以下であっても、密着している部分よりも離間している部分の電界強度が弱くなるため、現像剤の搬送能力が不均一となって、現像ムラを生ずる。
【0024】
また、これまでの研究によれば、ベルト部材と、現像剤搬送部材の表面または現像剤搬送部材を保持するための保持部材の表面とを、均一でなく局所的な不均一を伴うように摩擦すると、ベルト部材の特定部分が強く摩擦帯電して、部分的なチャージアップが発生することが分かっている。このような状態になると、ベルト部材の余分に帯電した部分が現像剤と余分に吸引、若しくは反発するので、ベルト部材上の現像剤は所望の均一性を有する現像剤層とならない。このため、例えば現像剤の搬送方向に縦スジとなって現像剤の搬送ムラが生じ、良好な現像が行えない。
【0025】
なお、従来の公報においては、ベルト部材の張力の合力としてのベクトルが現像剤を搬送する部材に向くことによって、ベルト部材と現像剤を搬送する部材との密着を保つという作用には触れられていない。このため、従来の公報における現像剤を搬送するための部材の構成は、ベルト部材を滑らかに回動させるための構成である、と解釈される。
【0026】
なお、上記の現像装置を、基材中に所定間隔で複数配列した電極に多相交流電圧を印加して形成した進行波電界により、現像剤を像担持体へ向けて搬送するための現像剤搬送部材と、現像剤搬送部材の表面を覆い、現像剤の搬送方向へ回転可能なベルト部材とを備え、像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置において、上記ベルト部材を回動させるための回転軸に垂直な平面による上記現像剤搬送部材の断面形状が、上記ベルト部材と接触している領域において、上記ベルト部材に対して凸状になっている構成である、と表現することもできる。
【0027】
本発明に係る現像装置は、上記課題を解決するために、上記構成において、上記現像剤搬送部材は、上記ベルト部材と接触する領域の全面において、上記ベルト部材が上記現像剤搬送部材に向かう側に均一な(均等な)力を受けるような、凸状の上記断面形状となっていることを特徴としている。
【0028】
このように、現像剤搬送部材とベルト部材とが接触している領域の全面において、現像剤搬送部材に向かう側に均一な力(張力の合力)をベルト部材が受けるようになっていれば、例えば現像剤搬送部材において電極が埋め込まれている領域とベルト部材とを均一に接触(当接)させることができる。これによって、ベルト部材表面の電位を好ましく均一なものに維持できる。このため、現像剤搬送部材から発生させる電界に悪影響を与えることがない。よって、現像剤に作用させる電界の大きさを所望の均一なものとし、ベルト部材上の現像剤層を乱すことなく安定した現像剤搬送が可能となる。
【0029】
なお、例えば、現像剤搬送部材の上記断面形状を円弧形状とすることによって、ベルト部材が現像剤搬送部材に向かう側に対して均一な力を受けるような構成を実現できる。
【0030】
また、上述の現像装置を、現像剤搬送部材(電極部分)が、ベルト部材と接触する領域の全面にわたって、ベルト部材が均等に力を受けるような凸形状となっている構成である、と表現することもできる。
【0031】
本発明に係る現像装置は、上記課題を解決するために、上記構成において、上記現像剤搬送部材は、上記ベルト部材と接触する領域において、上記ベルト部材の上記現像剤搬送部材に向かう側の力が、上記ベルト部材の移動方向の下流側から上流側に向かって単調増加し最大値に達してから単調減少するような、凸状の上記断面形状となっていることを特徴としている。
【0032】
この構成であれば、ベルト部材と現像剤搬送部材とが接触している領域(接触領域)における、ベルト部材の現像剤搬送部材に向かう側の力が、接触領域の内側部で大きく、外縁部で小さくなるようにできる。したがって、ベルト部材が例えば振動を生ずることによって、現像剤搬送部材とベルト部材との接触状態の乱れを生じた場合であっても、この乱れを容易に減衰させることができる。すなわち、現像剤搬送部材とベルト部材との接触状態が、接触領域の内側部では好ましいものに維持され、接触領域の外縁部を介して接触領域外において減衰するので、この接触領域の外縁部を介する分について減衰を早めることができる。したがって、安定した密着状態を維持できる。
【0033】
なお、上述の現像装置を、現像剤搬送部材(電極部分)が、ベルト部材と接触する領域の中央付近において、ベルト部材が受ける力が最も大きくなっている構成である、と表現することもできる。
【0034】
本発明に係る現像装置は、上記課題を解決するために、上記構成において、上記現像剤搬送部材は、上記ベルト部材と接触する領域における、上記断面形状の曲率半径が、10mmないし50mmとなっていることを特徴としている。
【0035】
このように、曲率半径を10mm以上としているので、現像剤搬送部材の断面形状から曲率半径の非常に小さい尖った領域を除くことができる。したがって、ベルト部材と現像剤搬送部材とが、上記の尖った領域における場合のような、局所的に強い摩擦を生ずることがない。
【0036】
また、曲率半径が有限の値であるので、ベルト部材と接触している領域において、現像剤搬送部材の断面形状が平面(曲率半径無限大)になることがない。したがって、ベルト部材と接触している領域が平面となることを防止して、ベルト部材に生ずる張力の合力が現像剤搬送部材に向かわないようなことを生じさせず、ベルト部材と現像剤搬送部材とが確実に密着するようにできる。また、曲率半径が50mm以下であれば、例えば断面100mm角の範囲にベルト部材と現像剤搬送部材とを備えた、本発明に係る現像装置を実現できる。
【0037】
また、上記構成において、現像剤搬送部材の、ベルト部材と接触している領域における上記断面形状が、曲率半径の最大値が曲率半径の最小値の2倍以内となるような凸形状となっている構成も好ましい。
【0038】
この構成であれば、ベルト部材が接している領域の範囲内での現像剤搬送部材の曲率の変化を少なくして、ベルト部材に生ずる張力の合力の変化を少なくできる。このため、上述の張力の合力の弱い部分においても、ベルトの浮きを生じさせない。
【0039】
また、上記構成において、現像剤搬送部材は、ベルト部材と接触している領域において、ベルト部材の移動方向の下流側から上流側に向かって、現像剤搬送部材の上記断面形状の曲率半径が単調減少し最小値に達してから単調増加するような、凸状の上記断面形状となっていてもよい。
【0040】
これによって、ベルト部材の現像剤搬送部材に向かう側の力が、ベルト部材と現像剤搬送部材とが接触している領域において、ベルト部材の移動方向の下流側から上流側に向かって単調増加し最大値に達してから単調減少するような構成を実現できる。この構成であれば、接する面の中央付近において、曲率が最小になる部分を実現できる。また、曲率が小さい部分が複数あると、その間でベルトが浮きやすくなるが、このようなことを生じさせない。
【0041】
なお、従来の文献においては、現像剤搬送部材とベルト部材との密着を確実なものとするために、上述のような曲率半径を指定する点については記載されていない。
【0042】
本発明に係る現像装置は、上記課題を解決するために、上記構成において、上記ベルト部材からの力を受ける上記現像剤搬送部材を保持するための保持部材を備え、上記ベルト部材と上記現像剤搬送部材とが接触する領域の、上記ベルト部材の移動方向の下流側と上流側とにおいて、上記現像剤搬送部材および上記保持部材と上記ベルト部材とが離間していることを特徴としている。
【0043】
ここで、現像剤搬送部材の表面を覆い、移動可能なベルト部材を備えた構成においては、現像剤搬送部材や現像剤搬送部材の保持部材とベルト部材とが接触し始める部分、若しくは離間し始める部分において、接触する圧力が急激に変化したり、部分的な摩擦(ベルト部材の片当たりなど)が生じたりする。このような現象が生ずると、ベルト部材の表面が好ましく均一な電位とならず、現像剤の搬送に影響を及ぼす。また部分的に強く接している部分が存在すると、他の接触部で相対的に接触する圧力が低下し、ベルト部材の浮きを生じてしまう問題がある。
【0044】
そこで、上述のように現像剤搬送部材の配置を凸形状とした上で、さらに現像剤搬送部材の端部や、現像剤搬送部材の保持部材の端部を、ベルト部材と接触しないように、ベルト部材から、例えばベルト部材に沿うように離間させる。
【0045】
このために、例えば現像剤搬送部材の端部や保持部材の端部に、離間させるための逃げ部を設けてもよい。または、現像剤搬送部材の端部や保持部材の端部と接触しないように、ベルト部材を張るようにしてもよい。
【0046】
例えば、逃げ部を設ける構成の場合に、ベルト部材と現像剤搬送部材とが接触している領域(接触領域)に対して滑らかに接続するように逃げ部を設ける。すなわち、現像剤搬送部材のなめらかな面に、ベルト部材が接触し始める、またはベルト部材が離間し始めるようにする。例えば、逃げ部における、ベルト部材と現像剤搬送部材とが接触している領域へ接続する部分の断面形状の曲率半径を、10mmないし50mmとしてもよい。このようにすれば、現像剤搬送部材とベルト部材とが接触している部分と逃げ部との間で、接触する圧力が急激に変化したり、部分的な摩擦が生じたりすることがない。よって、ベルト部材表面の電位が所望の均一なものとなり、現像剤を搬送する電界に影響を与えないので、安定した現像剤の搬送が可能となる。また、保持部材にも逃げ部を設けているので、例えばベルト部材が振動した場合であっても、ベルト部材と保持部材とを接触させないようにできる。また、現像剤搬送部材が保持部材に埋め込まれている形状であっても、ベルト部材と保持部材とを接触させないようにできる。また、ベルト部材の張り方によって、現像剤搬送部材の端部や保持部材の端部と接触しないように構成する場合にも、同様の効果が得られることはもちろんである。
【0047】
なお、上記現像装置を、現像搬送部材、若しくは、現像剤搬送部材を保持する保持部材の端部が、ベルト部材に接触しない構成である、と表現することもできる。
【0048】
本発明に係る現像装置は、上記課題を解決するために、上記構成において、上記現像剤搬送部材は、上記断面形状において、上記ベルト部材に沿った長さが、上記ベルト部材と接触する部分の長さ以上であることを特徴としている。
【0049】
ここで、現像剤搬送部材の表面を覆い、移動可能なベルト部材を備えた構成においては、現像剤搬送部材や現像剤搬送部材の保持部材とベルト部材とが接触し始める部分、若しくは離間し始める部分において、接触する圧力が急激に変化したり、部分的な摩擦(ベルト部材の片当たりなど)が生じたりする。このため、ベルト部材が接触する部分の摩擦が強くなり、ベルト部材の他の部分に比して摩擦による帯電量が多くなる。
【0050】
そこで、上述のように現像剤搬送部材の配置を凸形状とし、さらに上記の構成によって、現像剤搬送部材の端部とベルト部材とを接触させないようにする。これによって、局所的な摩擦を防止することが可能となる。
【0051】
また、この構成を実現するために、上述のように、例えば現像剤搬送部材の端部や保持部材の端部に、離間させるための逃げ部を設けてもよい。または、現像剤搬送部材の端部や保持部材の端部と接触しないように、ベルト部材を張るようにしてもよい。
【0052】
なお、上記現像装置を、前記現像剤搬送部材の長さをL1、現像剤搬送部材とベルト部材の接触部の長さをL2としたとき、L1>L2の関係を満たす構成である、と表現することもできる。
【0053】
本発明に係る現像装置は、上記課題を解決するために、上記構成において、上記現像剤搬送部材は、上記断面形状において、上記ベルト部材に沿った長さが、上記ベルト部材に沿った上記保持部材の長さ以下であることを特徴としている。
【0054】
ここで、現像剤搬送部材のベルト部材に沿った長さとは、現像剤搬送部材の各点からベルト部材に対して垂線を下ろした場合の各垂線によって占められる、ベルト部材における領域の長さを意味するものとする。
【0055】
この構成であれば、現像剤搬送部材よりも保持部材の方が、ベルト部材に沿った長さが長いので、ベルト部材から力を受ける現像剤搬送部材を、保持部材にて確実に保持できる。したがって、現像剤搬送部材のばたつきを防ぐことができる。
【0056】
なお、上記現像装置を、前記現像剤搬送部材の長さをL1、現像剤搬送部材を保持する保持部材の長さをL3としたとき、L1<L3の関係を満たす構成である、と表現することもできる。
【0057】
本発明に係る画像形成装置は、上記課題を解決するために、上述のいずれかの現像装置を備えていることを特徴としている。
【0058】
画像形成装置は、像担持体上に形成された静電潜像に対して、上記現像装置を用いて現像剤を供給して、現像を行う。したがって、上記現像装置を用いて、現像剤の搬送の乱れを生ずることなく現像が可能であるので、良好な画像を形成できる。
【0059】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態について説明すると以下の通りである。
【0060】
本実施形態の画像形成装置1は、図1に示すように、感光体ドラム(像担持体)2、帯電部3、露光部4、現像装置5、転写部6、クリーニング部7、除電部8、および定着部9を備えている。
【0061】
画像形成装置1は、トナー(現像剤)Tを用いて印刷シートPに印刷を行うためのものである。
【0062】
感光体ドラム2は円筒状の像担持体である。感光体ドラム2は、導電性基体11とその上に形成された光導電層10とを含んでいる。感光体ドラム2としては、例えばアルミニウムなどで製作された導電性基体(金属ドラム)11の外周面に、アモルファスシリコン(a−Si)、セレン(Se)や有機光半導体(OPC)などの光導電層10が薄膜状に形成されてなる構成が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【0063】
帯電部3は、感光体ドラム2を均一に帯電させるためのものである。帯電部3としては、例えばタングステンワイヤなどの導電線、金属性のシールド板、グリッド板からなるコロナ帯電器や帯電ローラ、帯電ブラシなどの構成が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【0064】
露光部4は、所望の画像情報を、例えばレーザ光によって感光体ドラム2に静電潜像として書き込む。露光部4としては、例えば半導体レーザや発光ダイオードなどが挙げられるが、特に限定されるものではない。
【0065】
現像装置5は、感光体ドラム2上の静電潜像にトナーTを付着させて、現像を行うものである。現像装置5の詳細については後述する。
【0066】
転写部6は、感光体ドラム2上のトナー像を印刷シートPに転写する。転写部6としては、例えば、コロナ転写器、転写ローラ、転写ブラシなどが挙げられるが、特に限定されるものではない。
【0067】
クリーニング部7は、感光体ドラム2上に残留しているトナーをクリーニングして除去する。クリーニング部7としては、クリーニングブレードなどが挙げられるが、特に限定されるものではない。
【0068】
除電部8は、感光体ドラム2の表面に残留している電位を除去する。除電部8としては、除電ランプなどが挙げられるが、特に限定されるものではない。
【0069】
定着部9は、印刷シートPにトナーTを定着させるものである。定着部9は、上下一対の定着ローラ12・13を備えている。
【0070】
画像形成装置1の内部には、感光体ドラム2を中心として、その周囲に、帯電部3、露光部4、現像装置5、転写部6、クリーニング部7、および除電部8がこの順で配置されている。また、感光体ドラム2と転写部6との間に、印刷シートPを搬送する用紙搬送路が配置されている。用紙搬送路の搬送方向における感光体ドラム2の下流側に、定着部9が配置されている。
【0071】
上記構成の画像形成装置1は、電子写真プロセスによって、感光体ドラム2に原稿像、あるいはホストコンピュータ(図示せず)からのデータに対応した静電潜像を形成し、その静電潜像を現像装置5によって現像(可視化)し、印刷シートPに転写して画像形成を行う。
【0072】
より詳細には、以下のようである。感光体ドラム2は、帯電部3から上記各部材4〜8の配置順に従って、図1に示すD1方向に回転可能となっている。
【0073】
まず、感光体ドラム2の表面(光導電層10)は、帯電部3によって所定の電位となるまで帯電される。次に、感光体ドラム2の帯電された領域は、回転によって露光部4の位置まで到達する。この露光部4は、画像情報に基づいて、例えばレーザ光などの光によって、感光体ドラム2の表面上に画像を書き込む。これによって、感光体ドラム2上に静電潜像が形成される。感光体ドラム2の表面静電潜像は、感光体ドラム2の回転によって現像装置5の位置まで到達する。
【0074】
現像装置5は、搬送部材(現像剤搬送部材)18によって搬送されるトナーTによって、感光体ドラム2の表面の静電潜像を現像剤像として現像する。トナーTが担持された感光体ドラム2の表面は、感光体ドラム2の回転によって転写部6の位置まで到達する。
【0075】
転写部6は、感光体ドラム2の表面上のトナーTを印刷シートP上に転写する。感光体ドラム2から印刷シートP上に転写されたトナー像は、定着部9の定着ローラ12・13によって印刷シートP上に定着される。
【0076】
トナー像が転写された後の感光体ドラム2の表面の領域は、この感光体ドラム2の回転によってクリーニング部7の位置まで到達する。クリーニング部7は、感光体ドラム2の表面に残留しているトナーTや紙粉などを除去する。クリーニング部7によってクリーニングされた感光体ドラム2の表面は、この感光体ドラム2の回転によって除電部8の位置まで到達する。
【0077】
次に、除電部8は、感光体ドラム2の表面に残留している電位を除去する。上述した一連の動作によって一回の画像形成が終了する。また、複数の印刷シートPを印刷する際には、上述した動作を複数回繰り返すようにしてもよい。
【0078】
次に、現像装置5の詳細な構成について、図面を参照して説明する。
【0079】
現像装置5は、図2に示すように、ケーシング14、ミキシングパドル15、供給ローラ16、規制部材17、搬送部材18、保持部材19、回収ローラ20、ベルト(ベルト部材)22、ローラ23a〜23c・24、クリーニング部材25、および隔壁部材26を含んでいる。また、現像装置5の搬送部材18には、多相交流電源21aと現像バイアス直流電源21bとが接続されている。
【0080】
ケーシング14は、トナーTを収容するための容器である。また、ケーシング14は、現像装置5を構成する各部材を支持する。ミキシングパドル15は、ケーシング14内に収容されているトナーTを混合するものである。
【0081】
供給ローラ16は、ケーシング14内に収容されているトナーTを搬送部材18に向かって供給する、現像剤供給部材である。供給ローラ16は、ベルト22に所定の線圧力で当接した状態に設けられている。供給ローラ16とベルト22との圧接力はバネ等によって与えられる。供給ローラ16の材質としては特に限定されるものではないが、例えばシリコーン、ウレタン、EPDM(エチレン−プロピレン−メチレン共重合体)などのソリッドゴム、発泡ゴムなどが挙げられる。また、カーボンブラックやイオン導電剤を添加することによって導電性を付与してもよい。また、電圧を印加してもよい。また、本実施形態においてはローラ形状の供給ローラ16としているが、これに限らず現像剤を供給するための現像剤供給部材であればよい。規制部材17は、供給ローラ16の表面上に形成するトナー層の層厚を規制するための、現像剤層厚規制部材である。規制部材17は、供給ローラ16に当接するように設けられている。
【0082】
搬送部材18は、進行波電界を発生させてトナーTを搬送するものである。搬送部材18は、感光体ドラム2の現像領域に対向して、緩やかな曲面を形成するようなベルト形状となっている。この搬送部材18は、例えばフレキシブルプリント配線板(Flexible Print Cable:FPC)で構成される。
【0083】
搬送部材18は、図3に示すように、湾曲した保持部材19に取り付けられ、保持される。このため、搬送部材18は、湾曲形状となっている。搬送部材18の、図示しない感光体ドラム2との対向面には、その面を周方向に覆うようにベルト22が設けられている。このため、搬送部材18の、感光体ドラム2との対向面は、滑らかな湾曲形状となっている。
【0084】
搬送部材18は、図3に示すように、ベルト22の移動方向D2に平行な平面でありかつベルト22の厚み方向に平行なその平面による断面形状が、ベルト22と接触する領域において、ベルト22に対して凸状になっている。これによって、図4に示すように、搬送部材18と接触する領域において、ベルト22に生ずる張力がF2とF3とになり、この合力F1は図示しない搬送部材18の方向に向く。これによって、ベルト22が、搬送部材18と密着するように搬送部材18の表面を覆うことになる。
【0085】
なお、図3に示すように、搬送部材18とベルト22とが接触している、長さL2にて示す領域の外側(搬送部材18の端の領域R1およびR2)においては、搬送部材18とベルト22、および保持部材19とベルト22とが離間しており、接触しないようになっている。また、このために、搬送部材18のベルト22に沿った長さL1が、搬送部材18とベルト22とが接触している領域の長さL2よりも長くなっている。また、領域R1と長さL2の領域をつなぐ遷移部分、および長さL2の領域と領域R2をつなぐ遷移部分においては、搬送部材18の表面がなめらかになっており、搬送方向D2に移動するベルト22が搬送部材18に対して滑らかに接触し始め、または滑らかに離間し始めるようになっている。なお、搬送部材18のベルト22に沿った長さとは、搬送部材18からベルト22に向かって垂線を下ろし、この垂線によって占められる領域の長さを意味するものとする。
【0086】
また、搬送部材18は、長さL1の全体にわたって保持部材19にて保持されており、ベルト22に沿った搬送部材18の長さL1とベルト22に沿った保持部材19の長さとが等しくなっている。
【0087】
なお、図3に示す構成においては、搬送部材18とベルト22とが接触している領域と、搬送部材18によって進行波電界が生成される領域とが等しくなっている。このため、搬送部材18の端の領域R1およびR2においては進行波電界が生成されない。このため、この領域R1およびR2においては、図示しないトナーTに進行波電界を及ぼすことがない。
【0088】
また、長さL2にて示す、搬送部材18とベルト22とが接触している領域において、図3に示す断面における、搬送部材18の表面の曲率半径は、例えば30mmとなっており、10mmないし50mmの範囲となっている。
【0089】
また、搬送部材18は、図5に示すように、基材18a、進行波電極(電極)18b、および表面保護層18cを含んでいる。絶縁層からなる基材18aの上に、進行波電界を発生させる進行波電極18bが順次間隔を設けて配設されている。さらにその上の、搬送部材18の表面側は、表面保護層18cによって覆われている。なお、進行波電極18bは、図5の紙面垂直方向において長尺状となっている。また、進行波電極18bは、4本を1組として複数の組が備えられている。
【0090】
搬送部材18のうちの進行波電極18bが、図5に示すように、多相交流電源21aおよび現像バイアス直流電源21bに接続されている。4本を1組とした進行波電極18bには、例えば図6に示すような、多相交流電源21aからの交流電圧V1〜V4をそれぞれ印加する。なお、ここでは交流電圧は、所定の周期にて変化する電圧を意味するものとする。これによって、搬送部材18の表面に平行となる、矢印D2にて示す方向に、進行波電界が発生する。進行波電界によって、トナーTを現像領域Wまで搬送し、現像を行う。また、進行波電極18bには、現像バイアス直流電源21bにてバイアス電圧が印加される。
【0091】
搬送部材18の具体例を挙げると、例えば、基材18a:ポリイミド(厚さ25μm)、進行波電極18b:銅(厚さ18μm)、表面保護層18c:ポリイミド(厚さ25μm)といった構成を挙げることができる。また、進行波電極18bは、約50dpi(dot per inch)〜300dpi、すなわち約500μm〜85μmのピッチの間隔を保って互いに平行に配置されており、幅40μm〜250μm程度の微小電極となっている。
【0092】
なお、本実施形態では、4本の進行波電極18bを1組とし、これら各組の進行波電極18bに対して、例えば図6に示すような電圧波形の4相の交流電圧を印加し、進行波電極18b上に進行波電界を形成しているが、これに限定されるものではない。例えば、3本の進行波電極18bを1組として3相の交流電圧を印加しても構わない。
【0093】
また、交流電圧の1周期にわたる平均は0でなくてもよく、バイアスが加わっていてもよい。また、例えば、上記電圧波形は正弦波や台形波などでもよく、電圧値の範囲としては100V〜3kV程度が好ましい。また、周波数の範囲としては100Hz〜5kHzが好ましい。ただし、これらの電圧値や周波数については、進行波電極18bの形状、トナーTの搬送速度、トナーTの使用材料などによって適正値を設定すればよく、特に限定されるものではない。
【0094】
図2に戻ると、搬送部材18は、図示しない感光体ドラム2表面の現像領域の接線に対して略平行となるように、例えば現像装置5の上下方向に対して若干傾斜して配置されている。また、ベルト形状の搬送部材18が上記の配置を保持できるように、搬送部材18を保持する保持部材19が、トナーTを搬送する表面とは反対側の面に設けられている。
【0095】
保持部材19は、搬送部材18を感光体ドラム2の現像領域に対向した状態を保持するためのもので、その構成は特に限定されるものではない。例えば、ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene:アクリロニトリルブタジエンスチレン)樹脂などを挙げることができる。
【0096】
また、本実施形態の保持部材19は、図3に示すように、搬送部材18を支持している面が凸形状であり、感光体ドラム2と最接近する部分を短軸の頂点とした楕円形となっている。また、ほぼ均一な厚みの搬送部材18が、保持部材19に保持されている。このため、ベルト22による搬送部材18に向かう力(張力の合力)は、図3に示すトナー搬送方向D2において、下流側から上流側に向かって単調増加し、上記の頂点の位置において最大値に達してから単調減少する。なお、保持部材として円形のものを用いる場合には、ベルトと搬送部材とが接触している領域の全面において、ベルトによる力(張力の合力)は均一となる。
【0097】
また、保持部材19は、搬送部材18のトナー搬送方向D2の最上流側の領域R1、最下流側の領域R2を、他の領域と比べてベルト22から離れるように設定している。すなわち、領域R1、R2に、ベルト22から離間するための逃げ部を設けている。これによって、搬送部材18の領域R1、R2が、ベルト22と接触しないようになっている。また、搬送部材18の凸形状をより容易に実現できる。
【0098】
図2に戻ると、回収ローラ20は、搬送部材18表面のトナーTをケーシング14内部に回収するためのものである。本実施形態においては、搬送部材18の下方端部にトナーTを供給する供給ローラ16が設けられている一方で、回収ローラ20が搬送部材18の上方端部に設けられる。回収ローラ20は、感光体ドラム2の静電潜像の現像に寄与しないトナーTを回収する。なお、本実施形態では、回収ローラ20として、搬送部材18の表面に回転可能に接しているローラを用いているが、これに限るものではなく、非接触の形態や、または回転しない回収部材の形態であってもよい。また、回収ローラ20の材質としては、特に限定されないが、例えば供給ローラ16と同様のものを使用できる。
【0099】
また、ベルト(無端ベルト)22は、搬送部材18表面上での帯電およびトナーTの固着を防止するためのものである。ベルト22は、感光体ドラム2と対向する側の搬送部材18の表面を覆うように設けられており、搬送部材18に対して移動可能となっている。このベルト22は、プーリにより固定され適度のテンションが加えられる。
【0100】
このように、ベルト22には、搬送部材18の表面に対し密着した状態となるように一定の張力が付与されている。その表面上において進行波電極18bにより形成された進行波電界(電界カーテン)が、好ましい均一性を保って作用するようになっている。なお、ここでの好ましい均一性とは、トナーTの搬送方向に対して垂直、かつベルト22の表面に対して平行な方向における均一性を意味する。
【0101】
また、ベルト22は、ケーシング14内に設けられたベルト駆動部材としてのローラ23a〜23cなどによって、搬送部材18に対してトナーTの搬送方向D2に所定の周速度で移動(回動)される。これによって、搬送部材18の表面が常に刷新され、この表面上での帯電およびトナーTの固着が防止される。このように、本実施形態においては、トナーTの搬送方向とベルト22の移動方向とは等しくなっている。また、ベルト22を回転させる回転軸としての、ローラ23a〜23cの中心軸は、それぞれ互いに平行となっている。この回転軸に対して垂直な平面は、ベルト22の移動方向D2に平行な平面であり、かつベルト22の厚み方向に対して平行な平面である。
【0102】
ベルト22の駆動速度は、トナーTの搬送速度よりも非常に小さくすることが好ましく、例えばほぼ静止しているとみなされるレベルに制御してもよい。具体的には、例えば、トナーTの搬送速度に対して10分の1ないしは100分の1程度に設定される。なお、ベルト22の速度は、例えば赤外線センサを2つ設け、各々でトナーTの到達した時間を検知する方法、あるいは高速ビデオカメラを用いて測定する方法を採用すればよい(例えばIS&Ts NIP 15:1999 International Conference on Digital Printing Technologies p.262-265 参照)。
【0103】
ベルト22の材料としては、ポリイミド、PET(ポリエチレンテレフタレート)、ポリ4フッ化エチレン、ポリフッ化エチレンプロプレン、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)などの有機絶縁材料や、シリコーン、イソプレン、ブタジエンなどのゴム材料を挙げることができる。また、ベルト22の厚みは、図5に示すような、搬送部材18の進行波電極18bの電極間ピッチλにもよるが、5μm〜200μmであればよく、好ましくは10μm〜100μmがよい。
【0104】
また、ローラ23a〜23cとしては、SUS(ステンレス)または鉄などの金属ローラ部材や、これを芯金にしてその表面にゴム、フィルムやスポンジなどの部材を被覆したものが用いられる。
【0105】
また、ローラ24は、ベルト22の回動をスムーズにするための駆動補助部材である。ローラ24は、ローラ23cとベルト22を介して当接するように設けられている。これによって、ベルト22は、ローラ23cとローラ24とで挟み込まれた状態となり、ローラ23cとの接触性を高めて、高い駆動力が得られる構造となっている。
【0106】
ローラ24としては、ローラ23cなどと同様に、SUSまたは鉄などの金属ローラ部材や、これを芯金にしてその表面にゴム、フィルムやスポンジなどの部材を被服したものを挙げることができる。また、ローラ24の形状は、ローラ状だけでなく、板状あるいは角状であってもよい。
【0107】
さらに、ローラ24には、ローラ23cに対して加圧当接させるための加圧手段(図示せず)が設けられていてもよい。その加圧手段としては、例えば板ばねやコイルばねなど、押付け力を付与できるものを挙げることができる。
【0108】
また、ローラ24の回動機構としては、ベルト22との接触による従動回転機構、ギヤまたはプーリとベルトにてローラ23cの駆動源に連結する連結駆動機構などを挙げることができる。また、図示はしないが、ローラ24をローラ23cとは別に設けた駆動源にて駆動してもよい。また、ローラ24を電気的に接地することにより、ベルト22の表面に帯電した電位を除電することができる。
【0109】
クリーニング部材25は、ベルト22上に付着、残留したトナーTを除去するためのものである。クリーニング部材25は、ローラ23cにベルト22を介して当接する。クリーニング部材25はケーシング14の一部に固定されている。クリーニング部材25の材質としては、SUS、ニッケルコートを施した鉄、ウレタンまたはシリコーンゴムなどが挙げられる。
【0110】
また、クリーニング部材25は、ベルト22表面をクリーニングするとともに、トナーTをケーシング14のトナー蓄積部14aに戻す。また、図2に示すように、本実施形態の現像装置5においては、クリーニング部材25から供給ローラ16までの間に、ベルト22にトナーTが付着しないように、トナー蓄積部14aからベルト22を隔てるための隔壁部材26が設けられている。これにより、ベルト22のクリーニングをより有効に行える構造となっている。
【0111】
なお、上記構成において、供給ローラ16及び搬送部材18の弾性率を調整して両者の位置関係を制御するようにしてもよい。さらに、供給ローラ16に適切な値の電圧を印加して、供給ローラ16がトナーTを帯電させる構成であってもよい。あるいは、供給ローラ16の前段に、例えば薄板状のブレード(材料としては、供給ローラ16と同じものが使用可能)を設けてトナーTを帯電させるようにしても構わない。
【0112】
上記構成の現像装置5は、現像を行う際には以下のように動作する。すなわち、上述のように、多相交流電源21aと現像バイアス直流電源21bとから、搬送部材18の進行波電極18bに電圧が印加されると、ベルト22上のトナーTに作用する進行波電界が発生する。これによって、図5に示すような像担持体としての感光体ドラム2にトナーを供給する。また、搬送部材18を覆っているベルト22が、図2に示すように、ローラ23a〜23cなどによって矢印D2方向に移動する。これによって搬送部材18表面上での帯電およびトナーTの固着を防止する。すなわち、ベルト22が覆っているので、搬送部材18に直接トナーTを付けることがない。また、例えば進行波電界の無い領域のベルト22に供給されたトナーTを、ベルト22の移動によって進行波電界の有る領域まで搬送すれば、トナーTの固着を防止できる。
【0113】
ここで、移動するベルト22には、例えば振動が生ずることがある。ここで、従来の搬送部材においては、搬送部材の上流側の端部(端の角部分)とベルトとが接触しうるようになっていた。このように、搬送部材の角とベルトとが接触すると、その部分において特に摩擦力が大きくなる。すなわち、搬送部材において他の領域よりも尖った領域とベルトとが接触すると、摩擦力が大きくなる。これにより、ベルトの帯電量(誘導電荷の量)が局所的に増加してしまう。このため、ベルトがチャージアップを生じ、搬送部材によって生成される電界が弱められて、トナーの搬送異常、搬送ムラを生じてしまう。
【0114】
一方、本実施形態の搬送部材18、保持部材19は、図3に示すように、ベルト22と接触しない領域R1、R2を端部に設けている。このため、ベルト22が振動して多少上下移動しても、ベルト22と搬送部材18、ベルト22と保持部材19とが接触しないようになっている。これにより、ベルト22の局所的な摩擦帯電を防止できる。
【0115】
以上のように、本実施形態に係る現像装置5は、進行波電界を発生させるための進行波電極18bを含んでいる搬送部材18と、搬送部材18を覆い、搬送部材18に対して移動可能に設けられているベルト22とを備え、搬送部材18がベルト22に対して凸状となっていることによって、ベルト22が搬送部材18に密着する構成である。このように、ベルト22と搬送部材18との密着が安定するため、ベルト22が搬送部材18から浮くことが無く、またベルト22にシワ等が発生することも無い。よって、ベルト22が回動しても、ベルト22と進行波電極との距離を常に一定に保って、安定したトナーTの搬送が可能となる。
【0116】
また、本実施形態の画像形成装置1は、現像装置5を備えている構成である。このため、トナーTの搬送の乱れが生ずることがなく、良好な画像を形成できる。
【0117】
なお、上述の実施形態においては、図3に示すように、搬送部材18とベルト22との接触領域が、搬送部材18において進行波電界が生ずる領域と同じ大きさである場合について説明したが、本発明はこれに限るものではない。
【0118】
本発明に係る現像装置は、例えば図7に示すような搬送部材27と保持部材19aとを含んでいてもよい。すなわち、図7に示すように、搬送部材27とベルト22との接触領域の長さL4が、搬送部材27において進行波電界が発生する領域のL5よりも小さくなっていてもよい。なお、この一例においては、図7に示すように、搬送部材27のベルト22に沿った長さL3よりも、搬送部材27とベルト22との接触領域の長さL4が小さくなっている。また、搬送部材27は、搬送部材27の全長にわたって保持部材19aに支持されている。これによって、搬送部材18を安定的に保持できる。
【0119】
また、上述の実施の形態においては、例えば図3に示すように、ベルト22に沿った搬送部材18の長さL1とベルト22に沿った保持部材19の長さとが等しくなっている場合について説明したが、本発明はこれに限るものではない。ベルトに沿った搬送部材の長さが、ベルトに沿った保持部材の長さ以下となっていればよい。この構成であれば、搬送部材を保持部材にて安定的に保持できる。
【0120】
なお、例えば、図11に示すように、搬送部材41のベルト22に沿った長さが、保持部材42のベルト22に沿った長さよりも長いような従来の構成においては、搬送部材41を安定的に保持できず、搬送部材41の端がばたつきを生ずる虞れがある。
【0121】
また、上述の図6、図7においては、保持部材19として、楕円形の一部を切り取った形状のものを用いたが、保持部材19は、楕円形、円形などの変形例であってもよい。
【0122】
例えば図8(a)に示すように、搬送部材28を楕円形の保持部材29に取り付けるようにしてもよい。また、例えば図9に示すように、搬送部材31を円形の保持部材32に取り付けるようにしてもよい。なお、例えば図8(b)に示すように、楕円形の一部を切り取った形状の保持部材29aに搬送部材28を取り付けてもよいのはもちろんである。
【0123】
このような構成であっても、例えば図8(a)のように、ベルト22に沿った保持部材29の長さL6が、ベルト22に沿った搬送部材28の長さL7よりも長ければ、搬送部材28を安定して保持できる。また、図8(b)のように、ベルト22に沿った保持部材29aの長さL8が、ベルト22に沿った搬送部材28の(長さL7と等しい)長さL9よりも長ければ、搬送部材28を安定して保持できる。
【0124】
ここで、図9に示すような円形の保持部材32の場合には、例えばベルト22の張力の合力は、ベルト22と搬送部材31とが接触する領域において均一なものとなるが、一方、ベルト22の張力の合力として大きな密着力を得ることはできない。このため、ベルト22と搬送部材31とが接触する領域における密着力は、相対的に真中の密着力が弱くなる。
【0125】
一方、図8(a)(b)に示すような楕円形の保持部材29・29aの場合には、例えばベルト22の張力の合力は、ベルト22と搬送部材28とが接触する領域において均一なものにはならず、ベルト22と搬送部材28とが接触する領域の真中において最大となる。このため、例えばベルト22が振動を生ずることによって、ベルト22と搬送部材28との接触状態の乱れが生じた場合であっても、この乱れを容易に減衰させることができる。すなわち、ベルト22がばたつきを生じた場合であっても、トナー搬送の乱れを生じにくい。このように、搬送部材28の曲率が大きく、それによって生ずるベルト22の密着が強い領域が、ベルト22と搬送部材28とが接触する領域の真中付近にあれば、ベルト22を安定させることができる。一方、このような構成を用いない場合には、例えばベルト22にごみが挟まり、イレギュラーなばたつきを生じた場合に、トナーの搬送の乱れが伝わりやすくなってしまう。
【0126】
また、上述の実施形態においては、例えば図3に示すように、搬送部材18とベルト22とが接触している領域が連続している構成について説明したが、本発明はこれに限るものではない。
【0127】
すなわち、例えば図10に示すように、搬送部材33とベルト22とが、進行波電極の領域ごとに接触しており、接触している領域がそれぞれ分離している構成であってもよい。例えば、搬送部材33を作製する際には、間隔を設けて基材に配置した進行波電極に表面保護層を被覆するため、図10に示すような凹凸が表面に生ずる場合がある。この場合であっても、接触する領域において、搬送部材33が凸状であることによって、ベルト22が搬送部材33に密着する構成であればよい。
【0128】
以上のように、本発明は、潜像担持体(像担持体)上に形成される静電潜像を現像剤などによって現像する現像装置及びこれを備えた画像形成装置に関し、特に、進行波電界を用いて現像剤を搬送する機構を利用する現像装置および画像形成装置に関するものである。
【0129】
ところで、進行波電界を用いてトナーを搬送する現像装置では、電極の上で直接トナーを搬送すると逆極性トナーの付着などが生じ、良好なトナー搬送が行えない。そのため、トナー搬送を行う搬送部材表面を覆い、微速で移動するベルト部材についての発明を行った。しかしながら、ベルト部材と搬送部材との摩擦による新たな問題が発生した。そこで、本発明は、進行波電界を用いる現像装置の問題に加えて、進行波電界とベルト部材とを併用した現像装置特有の問題を解決するものである。
【0130】
なお、上記の静電潜像としては、所定の電荷を付与して帯電させた像担持体上に光情報を書き込んだものだけでなく、イオンフロー方式のように誘電体上に直接静電電荷潜像を形成するものや、トナージェット方式のように複数の開口部を有する電極に任意の電圧を印可することにより空間に静電潜像を形成し、現像剤を記録媒体に飛翔させ直接画像形成を行うものに適用可能である。
【0131】
本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施の形態中にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。
【0132】
上述の具体的な実施形態または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、本発明はそのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能であり、変更した形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【0133】
【発明の効果】
本発明に係る現像装置は、以上のように、現像剤搬送部材は、ベルト部材と接触する領域において、上記ベルト部材の移動する方向と上記ベルト部材の厚み方向とに平行となっている平面による断面形状が、上記ベルト部材に対して凸状になっており、上記ベルト部材は、上記現像剤搬送部材と接触する領域において、上記ベルト部材に生ずる張力の合力が上記現像剤搬送部材に向かうことによって上記現像剤搬送部材と密着するように、上記現像剤搬送部材の表面を覆っている構成である。
【0134】
それゆえ、現像剤搬送部材が凸状になることによって、ベルト部材が、現像剤搬送部材と密着するように現像剤搬送部材の表面を覆うので、ベルト部材と現像剤搬送部材の密着性を確実にできるという効果を奏する。
【0135】
本発明に係る現像装置は、以上のように、上記構成において、上記現像剤搬送部材は、上記ベルト部材と接触する領域の全面において、上記ベルト部材が上記現像剤搬送部材に向かう側に均一な力を受けるような、凸状の上記断面形状となっている構成である。
【0136】
それゆえ、現像剤搬送部材において電極が埋め込まれている領域とベルト部材とを均一に接触させて、現像剤に作用させる電界の大きさを所望の均一なものとし、ベルト部材上の現像剤層を乱すことなく安定した現像剤搬送が可能になるという効果を奏する。
【0137】
本発明に係る現像装置は、以上のように、上記構成において、上記現像剤搬送部材は、上記ベルト部材と接触する領域において、上記ベルト部材の上記現像剤搬送部材に向かう側の力が、上記ベルト部材の移動方向の下流側から上流側に向かって単調増加し最大値に達してから単調減少するような、凸状の上記断面形状となっている構成である。
【0138】
それゆえ、現像剤搬送部材とベルト部材との接触状態の乱れを生じた場合であっても、この乱れを容易に減衰させて、安定した密着状態を維持できるという効果を奏する。
【0139】
本発明に係る現像装置は、以上のように、上記構成において、上記現像剤搬送部材は、上記ベルト部材と接触する領域における、上記断面形状の曲率半径が、10mmないし50mmとなっている構成である。
【0140】
それゆえ、現像剤搬送部材の断面形状から曲率半径の非常に小さい尖った領域を除いて、局所的に強い摩擦を生ずることがないという効果を奏する。また、ベルト部材と接触している領域が平面となることを防止して、ベルト部材と現像剤搬送部材とが確実に密着するようにできるという効果を奏する。
【0141】
本発明に係る現像装置は、以上のように、上記構成において、上記ベルト部材からの力を受ける上記現像剤搬送部材を保持するための保持部材を備え、上記ベルト部材と上記現像剤搬送部材とが接触する領域の、上記ベルト部材の移動方向の下流側と上流側とにおいて、上記現像剤搬送部材および上記保持部材と上記ベルト部材とが離間している構成である。
【0142】
それゆえ、離間させる際に、例えば現像剤搬送部材のなめらかな面にベルト部材が接触し始める、またはベルト部材が離間し始めるようにして、現像剤搬送部材及びベルト部材が接触している部分と離間している部分との間で、接触する圧力が急激に変化したり、部分的な摩擦が生じたりすることを防止して、ベルト部材表面の電位を所望の均一なものとして、安定した現像剤の搬送が可能となるという効果を奏する。また、保持部材とベルト部材とを離間させて、ベルトと保持部材とを接触させないようにできるという効果を奏する。
【0143】
本発明に係る現像装置は、以上のように、上記構成において、上記現像剤搬送部材は、上記断面形状において、上記ベルト部材に沿った長さが、上記ベルト部材と接触する部分の長さ以上である構成である。
【0144】
それゆえ、ベルト部材に沿った長さが全体としてベルト部材と接触する部分の長さよりも大きい現像剤搬送部材に対して、例えば現像剤搬送部材のなめらかな面にベルト部材が接触し始める、またはベルト部材が離間し始めるようにして、現像剤搬送部材及びベルト部材が接触している部分と離間している部分との間で、接触する圧力が急激に変化したり、部分的な摩擦が生じたりすることを防止して、ベルト部材表面の電位を所望の均一なものとして、安定した現像剤の搬送が可能となるという効果を奏する。
【0145】
本発明に係る現像装置は、以上のように、上記構成において、上記現像剤搬送部材は、上記断面形状において、上記ベルト部材に沿った長さが、上記ベルト部材に沿った上記保持部材の長さ以下である構成である。
【0146】
それゆえ、ベルト部材から力を受ける現像剤搬送部材を、保持部材にて確実に保持して、現像剤搬送部材のばたつきを防ぐことができるという効果を奏する。
【0147】
本発明に係る画像形成装置は、以上のように、上述のいずれかの現像装置を備えている構成である。
【0148】
それゆえ、現像剤の搬送の乱れを生ずることなく現像を行って、良好な画像を形成できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像形成装置の一実施の形態を示す概略の断面図である。
【図2】上記画像形成装置の備えている現像装置を示す概略の断面図である。
【図3】上記現像装置の一部を示す断面図である。
【図4】上記現像装置のベルト部材を説明するための図である。
【図5】上記現像装置の他の一部を示す断面図である。
【図6】上記現像装置における進行波電界のための駆動電圧を示すタイミングチャートである。
【図7】本発明に係る現像装置の他の一例の一部を示す断面図である。
【図8】(a)は本発明に係る現像装置のさらに他の一例の一部を示す断面図であり、(b)は現像装置のさらに他の一例の一部を示す断面図である。
【図9】本発明に係る現像装置のさらに他の一例の一部を示す断面図である。
【図10】本発明に係る現像装置のさらに他の一例の一部を示す断面図である。
【図11】従来の現像装置の一例の一部を示す断面図である。
【符号の説明】
1 画像形成装置
2 感光体ドラム(像担持体)
5 現像装置
18、27、28、31、33 搬送部材(現像剤搬送部材)
18b 進行波電極(電極)
19、29、29a、32 保持部材
22 ベルト(ベルト部材)
F2、F3 張力
F1 合力
P 印刷シート
T トナー(現像剤)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a developing device and an image forming apparatus. More specifically, a voltage is applied to an electrode of a conveying member having a plurality of electrodes with respect to an electrostatic latent image formed on an image carrier. The present invention relates to a developing device that conveys and supplies the developer, and an image forming apparatus including the developing device.
[0002]
[Prior art]
In an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, a developing device using an electrophotographic process is used. Among such developing devices, there is a non-contact type developing device that performs development without bringing a developer carrying body that conveys developer (toner) into contact with an image carrying body on which an electrostatic latent image is formed. Attention has been paid. Examples of non-contact methods include a powder round method, a jumping method, and a method using an electric field curtain (traveling wave electric field).
[0003]
An example of such a developing device is a Japanese patent publication “Japanese Patent Publication No. 5-31146 (Public Notice: May 11, 1993)” or “Japanese Patent Publication No. 5-31147 (Public Notice: 1993)”. 11 May). In the above publication, a power source that generates a plurality of types of alternating voltages having different phases from each other and an alternating voltage from the power source are applied to a plurality of electrodes arranged at predetermined intervals on a substrate. A developing device is described that includes a developer conveying member that supplies a developer to an image carrier (photoconductor) by a traveling wave electric field.
[0004]
Another example of the developing device is disclosed in Japanese published patent publication "Japanese Patent Laid-Open No. 3-21967 (published date: January 30, 1991)". The above publication proposes an apparatus provided with precharging means for precharging the developer conveyed by the developer carrying carrier and electric field curtain generating means for applying an electric field curtain on the developer carrying carrier. Yes. In the above apparatus, as the precharging means, for example, a precharging roller made of foamed urethane is used. The preliminary charging roller is provided so as to be in contact with the developer carrying carrier, and on the other hand, a blade is provided so that the tip is in contact with the preliminary charging roller. The preliminary charging roller preliminarily charges the developer by rubbing the developer with the developer carrying member, and also regulates the layer thickness of the developer.
[0005]
With the above configuration, the developer can be uniformly charged to an appropriate charge amount, and the developer can be stably conveyed to the image carrier. As a result, the developer is scattered during conveyance. Japanese Patent Laid-Open No. 3-21967 describes that fogging can be avoided in the formed image.
[0006]
However, since the configurations described in the above publications directly supply the developer to the member for generating the traveling wave electric field, for example, the developer directly supplied to the region where the traveling wave electric field is generated There is a risk of scattering. As described above, if the developer is supplied and transported at the same time, problems are likely to occur.
[0007]
On the other hand, for example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2002-91160 (publication date: March 27, 2002) discloses a belt outside a member (conveying member) that generates a traveling wave electric field. A developing device having a configuration in which a member is provided and the belt member is rotated at a low speed is disclosed. According to this configuration, the developer can be moved by the belt member separately from the traveling wave electric field. Therefore, for example, the developer can be prevented from being scattered by supplying the developer to the region where the traveling wave electric field is generated using the belt member.
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 5-31146
[0009]
[Patent Document 2]
Japanese Patent Publication No. 5-31147
[0010]
[Patent Document 3]
JP-A-3-21967
[0011]
[Patent Document 4]
JP 2002-91160 A
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the configuration described in the above publication, even when a belt member is used, the charge amount (inductive charge amount) of the belt member is not a desired one, which causes disorder in developer conveyance. There is a risk of it.
[0013]
That is, in the configuration using the belt member, an undesirable non-uniformity may occur in the charge amount on the belt member depending on the contact state between the belt member and the conveying member. Here, when the charge amount becomes non-uniform, the force (electric field) applied to the developer also becomes undesirably non-uniform, and as a result, the conveyance of the developer is disturbed.
[0014]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a developing device and an image forming apparatus that do not cause disturbance of developer conveyance.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the developing device according to the present invention has a plurality of electrodes arranged at intervals, and a voltage is applied to the electrodes to form an electrostatic latent image on the image carrier. In the developing device including a developer transport member that transports the developer and a belt member that covers a surface of the developer transport member and is movable with respect to the developer transport member, the developer transport member includes In the region in contact with the belt member, a cross-sectional shape by a plane parallel to the moving direction of the belt member and the thickness direction of the belt member is convex with respect to the belt member, and the belt In the region where the member comes into contact with the developer transport member, the developer transporting member is brought into close contact with the developer transport member when the resultant tension of the belt member is directed toward the developer transport member. It is characterized by covering the surface of the member.
[0016]
For example, when a voltage from an external power source is applied to each electrode of the developer conveying member of the developing device, each electrode generates a traveling wave electric field. That is, the developer transport member generates a traveling wave electric field and transports the developer to the electrostatic latent image on the image carrier. The traveling wave electric field is designed such that the electric field strength decreases as the distance from the surface of the developer conveying member increases. Therefore, it is desirable that the belt member that rotates while covering the developer conveying member is thin and is in close contact with the developer conveying member so as not to reduce the developer conveying ability. For example, the thickness of the belt member is preferably 50 μm or less.
[0017]
Further, in order to bring the belt member and the developer conveying member into close contact with each other, the sectional shape of the developer conveying member is a plane parallel to the moving direction of the belt member and parallel to the thickness direction of the belt member. However, the developer conveying member is provided so as to be convex with respect to the belt member in the region in contact with the belt member. As a result, in the region in contact with the developer conveying member, the resultant tension of the belt member is directed toward the developer conveying member. For this reason, since the belt member covers the surface of the developer transport member so as to be in close contact with the developer transport member, the adhesion between the belt member and the developer transport member can be ensured.
[0018]
In addition, the above cross-sectional shape of the developer conveying member may be expressed as a cross-sectional shape by a plane perpendicular to the width direction of the belt member, which is a direction perpendicular to the moving direction of the belt member. it can. It can also be expressed as a cross-sectional shape by a plane that is parallel to the moving direction of the belt member and perpendicular to the contact surface with the belt member.
[0019]
In addition, this structure stabilizes the close contact between the belt member and the developer conveying member, so that the belt member does not float from the developer conveying member. Further, wrinkles and the like are not generated on the belt member. Therefore, even if the belt member moves, the distance between the belt member and the traveling wave electrode of the developer conveying member is always kept constant, and the amount of charge (the amount of induced charge) in the belt member can be preferably made uniform. A stable developer can be conveyed. Note that the charge amount in the belt member and preferable uniformity in the generated electric field mean uniformity in a direction perpendicular to the developer transport direction and parallel to the belt member surface. Of course, the traveling wave electric field is not uniform in the direction parallel to the developer conveyance direction.
[0020]
In addition, after the belt member and the developer conveying member are brought into close contact with each other as described above, the distance between the belt member and the electrode that generates the traveling wave in the developer conveying member is reliably fixed as follows. You may make it keep to.
[0021]
That is, for example, in the above configuration, it is also preferable that the cross-sectional shape of the developer conveying member is an arc shape. Thereby, the contact between the developer conveying member and the belt member becomes uniform. Therefore, the distance between the belt member and the electrode that generates the traveling wave in the developer conveying member can be easily and reliably kept constant. Further, the potential of the surface of the developer conveying member is also desired and uniform. Therefore, it is possible to transport the developer in a stable state with a desired uniform electric field generated from the developer transport member. Therefore, good development is possible.
[0022]
In the above configuration, the region where the developer conveying member and the belt member are in contact with each other is not limited to the configuration in which all are continuous regions. For example, the developer conveying member and the belt member may be in contact with each specific partial region of the developer conveying member in which the traveling wave electric field is applied by embedding the electrodes. . Even in this case, if the cross-sectional shape of the developer conveying member is convex with respect to the belt member in the region in contact with the belt member, adhesion is improved and the developer conveying member and the belt member are made uniform. Can be touched. In this configuration, it is preferable that all the areas where the developer conveying member and the belt member are in contact with each other are continuous in the longitudinal direction of the electrode, which is perpendicular to the developer conveying direction. .
[0023]
As described above, when the thickness of the belt member is 50 μm or less, for example, the adhesion is not sufficient, and if the developer conveying member and the belt member are separated by 50 μm or more, the traveling wave is generated in the developer on the belt member. An electric field cannot be applied and the developer cannot be conveyed. Further, if there is a portion where the adhesion is not sufficient and the developer conveying member and the belt member are separated, for example, even if the distance between the developer conveying member and the belt member is 50 μm or less, Since the electric field strength in the part that is separated from the part that is in close contact is weakened, the developer transport capability becomes non-uniform, resulting in development unevenness.
[0024]
Further, according to previous studies, the friction between the belt member and the surface of the developer conveying member or the surface of the holding member for holding the developer conveying member is not uniform but involves local non-uniformity. Then, it is known that a specific portion of the belt member is strongly frictionally charged and partial charge-up occurs. In such a state, an excessively charged portion of the belt member is excessively attracted or repelled with the developer, so that the developer on the belt member does not become a developer layer having a desired uniformity. For this reason, for example, vertical streaks occur in the developer conveyance direction, causing uneven developer conveyance, and good development cannot be performed.
[0025]
In the conventional publications, the vector as the resultant tension of the belt member is directed to the member that conveys the developer, so that the belt member and the member that conveys the developer are kept in close contact with each other. Absent. For this reason, the configuration of the member for transporting the developer in the conventional publication is interpreted as a configuration for smoothly rotating the belt member.
[0026]
A developer for transporting the developer toward the image carrier by a traveling wave electric field formed by applying a multiphase AC voltage to electrodes arranged in the substrate at a predetermined interval in the developing device. In the developing device for developing the electrostatic latent image formed on the image carrier, the belt member covering the surface of the transport member and the belt member that covers the surface of the developer transport member and is rotatable in the transport direction of the developer. The cross-sectional shape of the developer conveying member by a plane perpendicular to the rotation axis for rotating the belt is convex with respect to the belt member in a region in contact with the belt member. It can also be expressed as
[0027]
In order to solve the above-described problems, the developing device according to the present invention has the above-described configuration, in which the developer conveying member is disposed on the entire surface of the region in contact with the belt member on the side where the belt member faces the developer conveying member. It is characterized by having a convex cross-sectional shape that receives a uniform (even) force.
[0028]
As described above, if the belt member receives a uniform force (a resultant force of tension) on the entire surface where the developer conveying member and the belt member are in contact with each other toward the developer conveying member, For example, the region where the electrode is embedded in the developer conveying member and the belt member can be uniformly contacted (contacted). As a result, the potential on the surface of the belt member can be maintained preferably uniform. For this reason, the electric field generated from the developer conveying member is not adversely affected. Therefore, the desired electric field applied to the developer is made uniform, and the developer can be stably conveyed without disturbing the developer layer on the belt member.
[0029]
For example, by making the cross-sectional shape of the developer conveying member into an arc shape, it is possible to realize a configuration in which the belt member receives a uniform force on the side toward the developer conveying member.
[0030]
Further, the developing device described above is expressed as a configuration in which the developer conveying member (electrode portion) has a convex shape over the entire area in contact with the belt member so that the belt member receives the force evenly. You can also
[0031]
In order to solve the above-described problems, the developing device according to the present invention is configured so that, in the above-described configuration, the developer conveying member has a force on the side of the belt member toward the developer conveying member in a region in contact with the belt member. However, the belt member has a convex cross-sectional shape that monotonously increases from the downstream side in the moving direction of the belt member toward the upstream side and monotonously decreases after reaching the maximum value.
[0032]
With this configuration, in the region where the belt member and the developer conveying member are in contact (contact region), the force on the side of the belt member toward the developer conveying member is large at the inner side of the contact region, and the outer edge portion To make it smaller. Therefore, even if the belt member generates vibration, for example, when the contact state between the developer conveying member and the belt member is disturbed, the disorder can be easily attenuated. That is, the contact state between the developer conveying member and the belt member is maintained to be preferable in the inner portion of the contact region, and attenuates outside the contact region via the outer edge portion of the contact region. Attenuation can be accelerated with respect to the intervening portion. Therefore, a stable close contact state can be maintained.
[0033]
The developing device described above can also be expressed as a configuration in which the developer member (electrode portion) receives the largest force on the belt member in the vicinity of the center of the region in contact with the belt member. .
[0034]
In order to solve the above problems, in the developing device according to the present invention, in the above configuration, the developer conveying member has a curvature radius of 10 mm to 50 mm in the cross-sectional shape in a region in contact with the belt member. It is characterized by being.
[0035]
Thus, since the radius of curvature is 10 mm or more, a sharp region having a very small radius of curvature can be excluded from the cross-sectional shape of the developer conveying member. Therefore, the belt member and the developer conveying member do not cause strong local friction as in the above-described sharp region.
[0036]
Also, since the radius of curvature is a finite value, the cross-sectional shape of the developer conveying member does not become flat (the radius of curvature is infinite) in the region in contact with the belt member. Therefore, the belt member and the developer transport member are prevented from preventing the region in contact with the belt member from being flat and preventing the resultant tension of the belt member from being directed toward the developer transport member. And can be securely attached. Further, when the radius of curvature is 50 mm or less, for example, the developing device according to the present invention including a belt member and a developer conveying member in a range of 100 mm square in cross section can be realized.
[0037]
In the above configuration, the cross-sectional shape of the developer conveying member in the region in contact with the belt member is a convex shape in which the maximum value of the radius of curvature is within twice the minimum value of the radius of curvature. The configuration is also preferable.
[0038]
With this configuration, the change in the curvature of the developer conveying member within the region where the belt member is in contact can be reduced, and the change in the resultant tension of the belt member can be reduced. For this reason, the belt is not lifted even in the portion where the resultant force of the tension is weak.
[0039]
In the above configuration, the developer conveying member has a monotonous curvature radius of the cross-sectional shape of the developer conveying member from the downstream side to the upstream side in the moving direction of the belt member in the region in contact with the belt member. It may have a convex cross-sectional shape that decreases and reaches a minimum value and increases monotonously.
[0040]
As a result, the force of the belt member toward the developer conveying member monotonously increases from the downstream side to the upstream side in the moving direction of the belt member in the region where the belt member and the developer conveying member are in contact with each other. A configuration that monotonously decreases after reaching the maximum value can be realized. With this configuration, it is possible to realize a portion having a minimum curvature near the center of the contacting surface. Further, if there are a plurality of portions having a small curvature, the belt easily floats between them, but this does not occur.
[0041]
Note that the conventional literature does not describe the point of specifying the radius of curvature as described above in order to ensure the close contact between the developer conveying member and the belt member.
[0042]
In order to solve the above-described problems, a developing device according to the present invention includes a holding member for holding the developer conveying member that receives a force from the belt member in the above-described configuration, and the belt member and the developer The developer conveying member, the holding member, and the belt member are separated from each other on the downstream side and the upstream side in the moving direction of the belt member in a region where the conveying member is in contact.
[0043]
Here, in a configuration including a movable belt member that covers the surface of the developer conveying member, the developer conveying member, a portion where the holding member of the developer conveying member and the belt member start to contact, or start to separate. In the portion, the contact pressure changes abruptly, or partial friction (per one piece of the belt member) occurs. When such a phenomenon occurs, the surface of the belt member does not preferably have a uniform potential and affects the transport of the developer. In addition, if there is a part that is partly in strong contact with each other, there is a problem in that the pressure at which the other contact part relatively comes into contact decreases, and the belt member floats.
[0044]
Therefore, after making the arrangement of the developer conveying member convex as described above, the end of the developer conveying member and the end of the holding member of the developer conveying member are not contacted with the belt member. For example, the belt member is separated from the belt member along the belt member.
[0045]
For this purpose, for example, an escape portion may be provided at the end of the developer conveying member or the end of the holding member. Alternatively, the belt member may be stretched so as not to contact the end portion of the developer conveying member or the end portion of the holding member.
[0046]
For example, in the case of a configuration in which an escape portion is provided, the escape portion is provided so as to smoothly connect to an area (contact area) where the belt member and the developer transport member are in contact. That is, the belt member starts to contact the smooth surface of the developer conveying member or the belt member starts to separate. For example, the radius of curvature of the cross-sectional shape of the portion connected to the region where the belt member and the developer conveying member are in contact with each other may be set to 10 mm to 50 mm. In this way, the contact pressure between the portion where the developer conveying member and the belt member are in contact with the escape portion does not change suddenly, and partial friction does not occur. Accordingly, the belt member surface has a desired uniform potential and does not affect the electric field for conveying the developer, so that the developer can be stably conveyed. Further, since the escape portion is also provided in the holding member, for example, even when the belt member vibrates, the belt member and the holding member can be prevented from contacting each other. Even if the developer conveying member is embedded in the holding member, the belt member and the holding member can be prevented from contacting each other. Of course, the same effect can be obtained when the belt member is configured not to come into contact with the end portion of the developer conveying member or the end portion of the holding member depending on how the belt member is stretched.
[0047]
The developing device can also be expressed as a configuration in which the end of the holding member that holds the developer conveying member or the developer conveying member does not contact the belt member.
[0048]
In order to solve the above-described problems, the developing device according to the present invention is configured so that, in the above-described configuration, the developer transporting member has a length along the belt member in the cross-sectional shape that is in contact with the belt member. It is characterized by being longer than the length.
[0049]
Here, in a configuration including a movable belt member that covers the surface of the developer conveying member, the developer conveying member, a portion where the holding member of the developer conveying member and the belt member start to contact, or start to separate. In the portion, the contact pressure changes abruptly, or partial friction (per one piece of the belt member) occurs. For this reason, the friction of the part which a belt member contacts becomes strong, and the charge amount by friction increases compared with the other part of a belt member.
[0050]
Therefore, the developer conveying member is arranged in a convex shape as described above, and the end of the developer conveying member and the belt member are not brought into contact with each other by the above configuration. As a result, local friction can be prevented.
[0051]
Moreover, in order to implement | achieve this structure, you may provide the escape part for making it separate, for example in the edge part of a developer conveyance member, or the edge part of a holding member as mentioned above. Alternatively, the belt member may be stretched so as not to contact the end portion of the developer conveying member or the end portion of the holding member.
[0052]
The developing device is expressed as a configuration satisfying the relationship of L1> L2, where L1 is the length of the developer conveying member and L2 is the length of the contact portion between the developer conveying member and the belt member. You can also
[0053]
In order to solve the above-described problems, the developing device according to the present invention is configured so that, in the above-described configuration, the developer conveying member has the cross-sectional shape, and the length along the belt member is the holding along the belt member. It is characterized by being less than or equal to the length of the member.
[0054]
Here, the length along the belt member of the developer conveying member is the length of the region in the belt member occupied by each perpendicular when the perpendicular to the belt member is lowered from each point of the developer conveying member. Shall mean.
[0055]
With this configuration, since the holding member is longer in length along the belt member than the developer conveying member, the developer conveying member that receives a force from the belt member can be reliably held by the holding member. Therefore, flapping of the developer conveying member can be prevented.
[0056]
The developing device is expressed as a configuration satisfying the relationship of L1 <L3, where L1 is the length of the developer conveying member and L3 is the length of the holding member that holds the developer conveying member. You can also.
[0057]
In order to solve the above problems, an image forming apparatus according to the present invention includes any one of the developing devices described above.
[0058]
The image forming apparatus develops the electrostatic latent image formed on the image carrier by supplying a developer using the developing device. Therefore, development can be performed using the above-described developing device without causing disorder in the transport of the developer, so that a good image can be formed.
[0059]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described as follows.
[0060]
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 1 according to the present embodiment includes a photosensitive drum (image carrier) 2, a charging unit 3, an exposure unit 4, a developing device 5, a transfer unit 6, a cleaning unit 7, and a charge removal unit 8. And a fixing unit 9.
[0061]
The image forming apparatus 1 is for performing printing on a printing sheet P using toner (developer) T.
[0062]
The photosensitive drum 2 is a cylindrical image carrier. The photosensitive drum 2 includes a conductive substrate 11 and a photoconductive layer 10 formed thereon. As the photosensitive drum 2, photoconductive materials such as amorphous silicon (a-Si), selenium (Se), and organic photo semiconductor (OPC) are formed on the outer peripheral surface of a conductive substrate (metal drum) 11 made of, for example, aluminum. Although the structure by which the layer 10 is formed in a thin film form is mentioned, it is not specifically limited.
[0063]
The charging unit 3 is for uniformly charging the photosensitive drum 2. Examples of the charging unit 3 include a conductive wire such as a tungsten wire, a metal shield plate, a corona charger made of a grid plate, a charging roller, a charging brush, and the like, but is not particularly limited.
[0064]
The exposure unit 4 writes desired image information as an electrostatic latent image on the photosensitive drum 2 by, for example, laser light. Examples of the exposure unit 4 include a semiconductor laser and a light emitting diode, but are not particularly limited.
[0065]
The developing device 5 performs development by attaching toner T to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 2. Details of the developing device 5 will be described later.
[0066]
The transfer unit 6 transfers the toner image on the photosensitive drum 2 to the print sheet P. Examples of the transfer unit 6 include a corona transfer device, a transfer roller, and a transfer brush, but are not particularly limited.
[0067]
The cleaning unit 7 cleans and removes the toner remaining on the photosensitive drum 2. Examples of the cleaning unit 7 include, but are not limited to, a cleaning blade.
[0068]
The neutralization unit 8 removes the potential remaining on the surface of the photosensitive drum 2. Examples of the neutralization unit 8 include a neutralization lamp, but are not particularly limited.
[0069]
The fixing unit 9 fixes the toner T to the print sheet P. The fixing unit 9 includes a pair of upper and lower fixing rollers 12 and 13.
[0070]
Inside the image forming apparatus 1, a charging unit 3, an exposure unit 4, a developing device 5, a transfer unit 6, a cleaning unit 7, and a charge removing unit 8 are arranged in this order around the photosensitive drum 2. Has been. A paper conveyance path for conveying the print sheet P is disposed between the photosensitive drum 2 and the transfer unit 6. A fixing unit 9 is disposed on the downstream side of the photosensitive drum 2 in the conveyance direction of the sheet conveyance path.
[0071]
The image forming apparatus 1 configured as described above forms an original image or an electrostatic latent image corresponding to data from a host computer (not shown) on the photosensitive drum 2 by an electrophotographic process. Development (visualization) is performed by the developing device 5 and transferred to the print sheet P to form an image.
[0072]
More specifically, it is as follows. The photosensitive drum 2 is rotatable in the direction D1 shown in FIG. 1 in accordance with the arrangement order of the members 4 to 8 from the charging unit 3.
[0073]
First, the surface of the photosensitive drum 2 (photoconductive layer 10) is charged by the charging unit 3 until it reaches a predetermined potential. Next, the charged region of the photosensitive drum 2 reaches the position of the exposure unit 4 by rotation. The exposure unit 4 writes an image on the surface of the photosensitive drum 2 with light such as laser light based on the image information. As a result, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 2. The surface electrostatic latent image on the photosensitive drum 2 reaches the position of the developing device 5 by the rotation of the photosensitive drum 2.
[0074]
The developing device 5 develops the electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 2 as a developer image with the toner T conveyed by the conveying member (developer conveying member) 18. The surface of the photosensitive drum 2 on which the toner T is carried reaches the position of the transfer unit 6 by the rotation of the photosensitive drum 2.
[0075]
The transfer unit 6 transfers the toner T on the surface of the photosensitive drum 2 onto the print sheet P. The toner image transferred from the photosensitive drum 2 onto the print sheet P is fixed onto the print sheet P by the fixing rollers 12 and 13 of the fixing unit 9.
[0076]
The area of the surface of the photosensitive drum 2 after the toner image is transferred reaches the position of the cleaning unit 7 by the rotation of the photosensitive drum 2. The cleaning unit 7 removes the toner T and paper dust remaining on the surface of the photosensitive drum 2. The surface of the photosensitive drum 2 cleaned by the cleaning unit 7 reaches the position of the charge eliminating unit 8 by the rotation of the photosensitive drum 2.
[0077]
Next, the charge removal unit 8 removes the potential remaining on the surface of the photosensitive drum 2. One image formation is completed by the series of operations described above. Further, when printing a plurality of print sheets P, the above-described operation may be repeated a plurality of times.
[0078]
Next, a detailed configuration of the developing device 5 will be described with reference to the drawings.
[0079]
As shown in FIG. 2, the developing device 5 includes a casing 14, a mixing paddle 15, a supply roller 16, a regulating member 17, a conveying member 18, a holding member 19, a collection roller 20, a belt (belt member) 22, and rollers 23 a to 23 c. 24, the cleaning member 25, and the partition member 26 are included. In addition, a multiphase AC power source 21 a and a developing bias DC power source 21 b are connected to the conveying member 18 of the developing device 5.
[0080]
The casing 14 is a container for storing the toner T. Further, the casing 14 supports each member constituting the developing device 5. The mixing paddle 15 mixes the toner T accommodated in the casing 14.
[0081]
The supply roller 16 is a developer supply member that supplies the toner T accommodated in the casing 14 toward the conveyance member 18. The supply roller 16 is provided in contact with the belt 22 with a predetermined linear pressure. The pressure contact force between the supply roller 16 and the belt 22 is given by a spring or the like. The material of the supply roller 16 is not particularly limited, and examples thereof include solid rubber such as silicone, urethane, EPDM (ethylene-propylene-methylene copolymer), and foamed rubber. Further, conductivity may be imparted by adding carbon black or an ionic conductive agent. A voltage may be applied. In the present embodiment, the roller-shaped supply roller 16 is used. However, the present invention is not limited to this, and any developer supply member for supplying a developer may be used. The regulating member 17 is a developer layer thickness regulating member for regulating the thickness of the toner layer formed on the surface of the supply roller 16. The regulating member 17 is provided so as to contact the supply roller 16.
[0082]
The transport member 18 transports the toner T by generating a traveling wave electric field. The conveying member 18 has a belt shape that forms a gently curved surface facing the developing area of the photosensitive drum 2. The conveying member 18 is constituted by, for example, a flexible printed wiring board (Flexible Print Cable: FPC).
[0083]
As shown in FIG. 3, the conveying member 18 is attached to and held by a curved holding member 19. For this reason, the conveying member 18 has a curved shape. A belt 22 is provided on the surface of the conveying member 18 facing the photosensitive drum 2 (not shown) so as to cover the surface in the circumferential direction. For this reason, the surface of the conveying member 18 facing the photosensitive drum 2 has a smooth curved shape.
[0084]
As shown in FIG. 3, the conveying member 18 is a plane parallel to the moving direction D <b> 2 of the belt 22, and in a region where the cross-sectional shape of the plane parallel to the thickness direction of the belt 22 is in contact with the belt 22. Is convex. As a result, as shown in FIG. 4, the tension generated in the belt 22 becomes F2 and F3 in the region in contact with the conveying member 18, and the resultant force F1 is directed toward the conveying member 18 (not shown). As a result, the belt 22 covers the surface of the conveying member 18 so as to be in close contact with the conveying member 18.
[0085]
In addition, as shown in FIG. 3, in the outer side (area | region R1 and R2 of the end of the conveyance member 18) of the area | region shown by the length L2 where the conveyance member 18 and the belt 22 are contacting, with the conveyance member 18 The belt 22 and the holding member 19 and the belt 22 are separated from each other so that they do not come into contact with each other. For this reason, the length L1 along the belt 22 of the conveying member 18 is longer than the length L2 of the region where the conveying member 18 and the belt 22 are in contact with each other. Further, in the transition portion connecting the region R1 and the region of length L2, and in the transition portion connecting the region of the length L2 and the region R2, the surface of the transport member 18 is smooth, and the belt moves in the transport direction D2. 22 starts to come into smooth contact with the conveying member 18 or starts to move away smoothly. Note that the length along the belt 22 of the conveying member 18 means a length of an area occupied by the perpendicular from the conveying member 18 toward the belt 22.
[0086]
Further, the conveying member 18 is held by the holding member 19 over the entire length L1, and the length L1 of the conveying member 18 along the belt 22 is equal to the length of the holding member 19 along the belt 22. ing.
[0087]
In the configuration shown in FIG. 3, the region where the conveying member 18 and the belt 22 are in contact with the region where the traveling wave electric field is generated by the conveying member 18 is equal. Therefore, no traveling wave electric field is generated in the regions R1 and R2 at the end of the conveying member 18. Therefore, a traveling wave electric field is not exerted on the toner T (not shown) in the regions R1 and R2.
[0088]
In the region where the conveyance member 18 and the belt 22 are in contact with each other, indicated by the length L2, the radius of curvature of the surface of the conveyance member 18 in the cross section shown in FIG. The range is 50 mm.
[0089]
Moreover, the conveyance member 18 contains the base material 18a, the traveling wave electrode (electrode) 18b, and the surface protective layer 18c, as shown in FIG. On the base material 18a made of an insulating layer, traveling wave electrodes 18b for generating a traveling wave electric field are sequentially arranged at intervals. Further, the surface side of the conveying member 18 is further covered with a surface protective layer 18c. The traveling wave electrode 18b is elongated in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. Further, the traveling wave electrode 18b is provided with a plurality of sets of four.
[0090]
As shown in FIG. 5, the traveling wave electrode 18b of the conveying member 18 is connected to a multiphase AC power source 21a and a developing bias DC power source 21b. For example, as shown in FIG. 6, AC voltages V1 to V4 from a multiphase AC power supply 21a are applied to the traveling wave electrodes 18b, which are a set of four. Here, the AC voltage means a voltage that changes in a predetermined cycle. As a result, a traveling wave electric field is generated in the direction indicated by the arrow D <b> 2 parallel to the surface of the conveying member 18. The toner T is conveyed to the development area W by the traveling wave electric field, and development is performed. Further, a bias voltage is applied to the traveling wave electrode 18b by a development bias DC power supply 21b.
[0091]
Specific examples of the conveying member 18 include, for example, a base material 18a: polyimide (thickness: 25 μm), traveling wave electrode 18b: copper (thickness: 18 μm), and surface protective layer 18c: polyimide (thickness: 25 μm). be able to. Further, the traveling wave electrodes 18b are arranged in parallel with each other at intervals of about 50 dpi (dots per inch) to 300 dpi, that is, about 500 μm to 85 μm, and become minute electrodes having a width of about 40 μm to 250 μm. .
[0092]
In the present embodiment, four traveling wave electrodes 18b are taken as one set, and a four-phase AC voltage having a voltage waveform as shown in FIG. 6 is applied to each set of traveling wave electrodes 18b, for example. Although the traveling wave electric field is formed on the traveling wave electrode 18b, the present invention is not limited to this. For example, a three-phase AC voltage may be applied with three traveling wave electrodes 18b as a set.
[0093]
Moreover, the average over one period of an alternating voltage may not be 0, and the bias may be added. Further, for example, the voltage waveform may be a sine wave or a trapezoidal wave, and the voltage value is preferably about 100 V to 3 kV. The frequency range is preferably 100 Hz to 5 kHz. However, these voltage values and frequencies may be set appropriately depending on the shape of the traveling wave electrode 18b, the transport speed of the toner T, the material used for the toner T, and the like, and are not particularly limited.
[0094]
Returning to FIG. 2, the conveying member 18 is disposed, for example, slightly inclined with respect to the vertical direction of the developing device 5 so as to be substantially parallel to the tangent line of the developing region on the surface of the photosensitive drum 2 (not shown). Yes. In addition, a holding member 19 that holds the conveying member 18 is provided on the surface opposite to the surface that conveys the toner T so that the belt-shaped conveying member 18 can hold the above-described arrangement.
[0095]
The holding member 19 is for holding the conveying member 18 in a state of facing the developing area of the photosensitive drum 2, and the configuration thereof is not particularly limited. For example, ABS (Acrylonitrile-Butadiene-Styrene) resin can be used.
[0096]
Further, as shown in FIG. 3, the holding member 19 of the present embodiment has a convex shape on the surface supporting the conveying member 18, and an ellipse having a portion closest to the photosensitive drum 2 as a short axis vertex. It is in shape. Further, the conveying member 18 having a substantially uniform thickness is held by the holding member 19. For this reason, the force (tensile force) from the belt 22 toward the conveyance member 18 monotonously increases from the downstream side toward the upstream side in the toner conveyance direction D2 shown in FIG. 3, and reaches a maximum value at the above vertex position. It decreases monotonically after reaching. When a circular member is used as the holding member, the force (tensile force) by the belt is uniform over the entire area where the belt and the conveying member are in contact.
[0097]
Further, the holding member 19 is set such that the most upstream area R1 and the most downstream area R2 of the conveying member 18 in the toner conveying direction D2 are separated from the belt 22 as compared with other areas. That is, relief areas for separating from the belt 22 are provided in the regions R1 and R2. As a result, the regions R <b> 1 and R <b> 2 of the conveying member 18 are not in contact with the belt 22. Moreover, the convex shape of the conveying member 18 can be realized more easily.
[0098]
Returning to FIG. 2, the collection roller 20 is for collecting the toner T on the surface of the conveying member 18 in the casing 14. In the present embodiment, a supply roller 16 that supplies toner T is provided at the lower end portion of the conveying member 18, while a collection roller 20 is provided at the upper end portion of the conveying member 18. The collection roller 20 collects the toner T that does not contribute to the development of the electrostatic latent image on the photosensitive drum 2. In the present embodiment, a roller that is rotatably in contact with the surface of the conveying member 18 is used as the collecting roller 20. However, the present invention is not limited to this, and a non-contact form or a non-rotating collecting member is used. Form may be sufficient. The material of the collection roller 20 is not particularly limited, but for example, the same material as the supply roller 16 can be used.
[0099]
The belt (endless belt) 22 is for preventing charging on the surface of the conveying member 18 and fixing of the toner T. The belt 22 is provided so as to cover the surface of the conveying member 18 on the side facing the photosensitive drum 2, and is movable with respect to the conveying member 18. The belt 22 is fixed by a pulley and an appropriate tension is applied.
[0100]
Thus, a constant tension is applied to the belt 22 so as to be in close contact with the surface of the conveying member 18. A traveling wave electric field (electric field curtain) formed on the surface by the traveling wave electrode 18b acts while maintaining preferable uniformity. The preferable uniformity here means uniformity in a direction perpendicular to the conveying direction of the toner T and parallel to the surface of the belt 22.
[0101]
The belt 22 is moved (turned) at a predetermined peripheral speed in the conveyance direction D2 of the toner T with respect to the conveyance member 18 by rollers 23a to 23c as belt drive members provided in the casing 14. . As a result, the surface of the conveying member 18 is constantly renewed, and charging and toner T sticking on the surface are prevented. Thus, in this embodiment, the toner T conveyance direction and the belt 22 movement direction are equal. Further, the central axes of the rollers 23a to 23c, which serve as rotation axes for rotating the belt 22, are parallel to each other. The plane perpendicular to the rotation axis is a plane parallel to the moving direction D2 of the belt 22 and parallel to the thickness direction of the belt 22.
[0102]
The driving speed of the belt 22 is preferably much lower than the conveying speed of the toner T, and may be controlled to a level that is considered to be substantially stationary, for example. Specifically, for example, it is set to about 1/10 to 1/100 of the conveying speed of the toner T. The speed of the belt 22 may be, for example, a method in which two infrared sensors are provided, each of which detects the time when the toner T arrives, or a method of measuring using a high-speed video camera (for example, IS & Ts NIP 15: 1999 International Conference on Digital Printing Technologies p.262-265).
[0103]
Examples of the material of the belt 22 include organic insulating materials such as polyimide, PET (polyethylene terephthalate), polytetrafluoroethylene, polyfluorinated ethylene proprene, and PTFE (polytetrafluoroethylene), and rubber materials such as silicone, isoprene, and butadiene. Can be mentioned. Further, the thickness of the belt 22 may be 5 μm to 200 μm, preferably 10 μm to 100 μm, although depending on the inter-electrode pitch λ of the traveling wave electrode 18 b of the conveying member 18 as shown in FIG.
[0104]
Further, as the rollers 23a to 23c, a metal roller member such as SUS (stainless steel) or iron, or a member obtained by coating the surface with a member such as rubber, a film, or a sponge using the same as a metal core is used.
[0105]
The roller 24 is a drive assisting member for making the belt 22 rotate smoothly. The roller 24 is provided so as to contact the roller 23 c via the belt 22. As a result, the belt 22 is sandwiched between the roller 23c and the roller 24, so that the contact with the roller 23c is improved and a high driving force is obtained.
[0106]
As the roller 24, a metal roller member such as SUS or iron, or a member having a surface coated with a member such as rubber, a film, or a sponge, which is a metal core member such as SUS or iron, can be used. Further, the shape of the roller 24 is not limited to a roller shape but may be a plate shape or a square shape.
[0107]
Further, the roller 24 may be provided with a pressure means (not shown) for making pressure contact with the roller 23c. As the pressurizing means, for example, a plate spring, a coil spring or the like that can apply a pressing force can be exemplified.
[0108]
Further, examples of the rotation mechanism of the roller 24 include a driven rotation mechanism by contact with the belt 22 and a connection drive mechanism that is connected to a drive source of the roller 23c by a gear or a pulley and a belt. Although not shown, the roller 24 may be driven by a drive source provided separately from the roller 23c. Further, by electrically grounding the roller 24, the potential charged on the surface of the belt 22 can be eliminated.
[0109]
The cleaning member 25 is for removing the toner T adhering to and remaining on the belt 22. The cleaning member 25 contacts the roller 23c via the belt 22. The cleaning member 25 is fixed to a part of the casing 14. Examples of the material of the cleaning member 25 include SUS, nickel-coated iron, urethane, or silicone rubber.
[0110]
Further, the cleaning member 25 cleans the surface of the belt 22 and returns the toner T to the toner accumulation portion 14 a of the casing 14. As shown in FIG. 2, in the developing device 5 of the present embodiment, the belt 22 is attached from the toner accumulating portion 14 a so that the toner T does not adhere to the belt 22 between the cleaning member 25 and the supply roller 16. A partition wall member 26 is provided for separation. As a result, the belt 22 can be cleaned more effectively.
[0111]
In the above configuration, the positional relationship between the supply roller 16 and the conveying member 18 may be controlled by adjusting the elastic modulus. Furthermore, the supply roller 16 may be configured to apply a voltage having an appropriate value so that the supply roller 16 charges the toner T. Alternatively, for example, a thin plate-like blade (the same material as the supply roller 16 can be used) may be provided in front of the supply roller 16 to charge the toner T.
[0112]
The developing device 5 configured as described above operates as follows when performing development. That is, as described above, when a voltage is applied from the multiphase AC power source 21a and the developing bias DC power source 21b to the traveling wave electrode 18b of the conveying member 18, a traveling wave electric field acting on the toner T on the belt 22 is generated. appear. Thus, toner is supplied to the photosensitive drum 2 as an image carrier as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 2, the belt 22 covering the conveying member 18 is moved in the direction of arrow D2 by rollers 23a to 23c and the like. This prevents charging and toner T sticking on the surface of the conveying member 18. That is, since the belt 22 is covered, the toner T is not directly applied to the conveying member 18. Further, for example, if the toner T supplied to the belt 22 in the region having no traveling wave electric field is conveyed to the region having the traveling wave electric field by the movement of the belt 22, the toner T can be prevented from sticking.
[0113]
Here, the moving belt 22 may be vibrated, for example. Here, in the conventional conveying member, the upstream end portion (corner portion of the end) of the conveying member and the belt can come into contact with each other. As described above, when the corners of the conveying member and the belt come into contact with each other, the frictional force particularly increases in that portion. That is, when the belt is in contact with a region sharper than other regions in the transport member, the frictional force increases. As a result, the charge amount of the belt (inductive charge amount) locally increases. Therefore, the belt is charged up, the electric field generated by the conveying member is weakened, and toner conveyance abnormality and conveyance unevenness occur.
[0114]
On the other hand, as shown in FIG. 3, the conveyance member 18 and the holding member 19 of this embodiment are provided with regions R1 and R2 that do not come into contact with the belt 22 at the ends. For this reason, even if the belt 22 vibrates and moves up and down somewhat, the belt 22 and the conveying member 18 and the belt 22 and the holding member 19 are not in contact with each other. Thereby, local frictional charging of the belt 22 can be prevented.
[0115]
As described above, the developing device 5 according to the present embodiment covers the transport member 18 including the traveling wave electrode 18 b for generating the traveling wave electric field, covers the transport member 18, and is movable with respect to the transport member 18. And the belt 22 is in close contact with the conveying member 18 because the conveying member 18 is convex with respect to the belt 22. As described above, since the close contact between the belt 22 and the conveying member 18 is stabilized, the belt 22 does not float from the conveying member 18 and the belt 22 is not wrinkled. Therefore, even when the belt 22 rotates, the distance between the belt 22 and the traveling wave electrode is always kept constant, and the toner T can be stably conveyed.
[0116]
Further, the image forming apparatus 1 of the present embodiment is configured to include a developing device 5. Therefore, the toner T is not disturbed and a good image can be formed.
[0117]
In the above-described embodiment, as illustrated in FIG. 3, the contact region between the conveyance member 18 and the belt 22 has been described as having the same size as the region in which the traveling wave electric field is generated in the conveyance member 18. The present invention is not limited to this.
[0118]
The developing device according to the present invention may include, for example, a conveying member 27 and a holding member 19a as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 7, the length L4 of the contact area between the conveying member 27 and the belt 22 may be smaller than L5 in the area where the traveling wave electric field is generated in the conveying member 27. In this example, as shown in FIG. 7, the length L4 of the contact area between the conveying member 27 and the belt 22 is smaller than the length L3 along the belt 22 of the conveying member 27. Further, the transport member 27 is supported by the holding member 19 a over the entire length of the transport member 27. Thereby, the conveyance member 18 can be stably held.
[0119]
In the above-described embodiment, for example, as shown in FIG. 3, the case where the length L1 of the conveying member 18 along the belt 22 and the length of the holding member 19 along the belt 22 are equal is described. However, the present invention is not limited to this. The length of the conveyance member along the belt should just be below the length of the holding member along the belt. With this configuration, the conveying member can be stably held by the holding member.
[0120]
For example, as shown in FIG. 11, in the conventional configuration in which the length of the conveying member 41 along the belt 22 is longer than the length of the holding member 42 along the belt 22, the conveying member 41 is stabilized. The end of the conveying member 41 may flutter.
[0121]
In FIGS. 6 and 7, the holding member 19 has a shape obtained by cutting out a part of an ellipse. However, the holding member 19 may be a modified example such as an ellipse or a circle. Good.
[0122]
For example, as shown in FIG. 8A, the conveying member 28 may be attached to an elliptical holding member 29. For example, as shown in FIG. 9, the conveying member 31 may be attached to a circular holding member 32. Of course, as shown in FIG. 8B, for example, the conveying member 28 may be attached to a holding member 29a having a shape obtained by cutting out a part of an ellipse.
[0123]
Even in such a configuration, for example, as shown in FIG. 8A, if the length L6 of the holding member 29 along the belt 22 is longer than the length L7 of the conveying member 28 along the belt 22, The conveyance member 28 can be stably held. 8B, if the length L8 of the holding member 29a along the belt 22 is longer than the length L9 (equal to the length L7) of the conveyance member 28 along the belt 22, The member 28 can be stably held.
[0124]
Here, in the case of the circular holding member 32 as shown in FIG. 9, for example, the resultant force of the tension of the belt 22 is uniform in the region where the belt 22 and the conveying member 31 are in contact with each other. A large adhesion force cannot be obtained as the resultant of the tension of 22. For this reason, the contact | adhesion power in the area | region where the belt 22 and the conveyance member 31 contact becomes relatively weak in the center contact | adhesion power.
[0125]
On the other hand, in the case of the elliptical holding members 29 and 29a as shown in FIGS. 8A and 8B, for example, the resultant tension of the belt 22 is uniform in the region where the belt 22 and the conveying member 28 are in contact with each other. It does not become a thing, and becomes the maximum in the middle of the region where the belt 22 and the conveying member 28 contact. For this reason, for example, even if the contact state between the belt 22 and the conveying member 28 is disturbed by the vibration of the belt 22, this disorder can be easily attenuated. That is, even if the belt 22 flutters, the toner conveyance is less likely to be disturbed. As described above, the belt 22 can be stabilized if the region where the curvature of the conveying member 28 is large and the belt 22 is tightly contacted is near the center of the region where the belt 22 and the conveying member 28 are in contact with each other. . On the other hand, when such a configuration is not used, for example, when dust is caught in the belt 22 and irregular flickering occurs, toner conveyance disturbance is easily transmitted.
[0126]
Further, in the above-described embodiment, as illustrated in FIG. 3, for example, the configuration in which the region where the conveyance member 18 and the belt 22 are in contact with each other is continuous is described, but the present invention is not limited to this. .
[0127]
That is, for example, as illustrated in FIG. 10, the conveyance member 33 and the belt 22 may be in contact with each region of the traveling wave electrode, and the contacted regions may be separated from each other. For example, when the transport member 33 is manufactured, the traveling wave electrode disposed on the base member with a space is covered with the surface protective layer, and therefore, unevenness as shown in FIG. 10 may occur on the surface. Even in this case, the belt 22 may be configured to be in close contact with the conveyance member 33 when the conveyance member 33 is convex in the contact area.
[0128]
As described above, the present invention relates to a developing device that develops an electrostatic latent image formed on a latent image carrier (image carrier) with a developer or the like, and an image forming apparatus including the developing device. The present invention relates to a developing device and an image forming apparatus that use a mechanism for transporting a developer using an electric field.
[0129]
By the way, in a developing device that transports toner using a traveling wave electric field, if toner is transported directly on an electrode, adhesion of reverse polarity toner or the like occurs, and satisfactory toner transport cannot be performed. Therefore, an invention has been made for a belt member that covers the surface of a conveying member that conveys toner and moves at a low speed. However, a new problem has occurred due to friction between the belt member and the conveying member. Therefore, the present invention solves problems specific to a developing device using both a traveling wave electric field and a belt member in addition to the problem of a developing device using a traveling wave electric field.
[0130]
Note that the electrostatic latent image is not limited to the one in which optical information is written on the image carrier charged with a predetermined charge, but also the electrostatic charge directly on the dielectric as in the ion flow method. An electrostatic latent image is formed in a space by applying an arbitrary voltage to an electrode having a plurality of openings as in the case of a toner image method or a toner jet method, and a developer is ejected onto a recording medium to directly image the image. It is applicable to what performs formation.
[0131]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope shown in the claims, and the embodiments can be obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the embodiments. This form is also included in the technical scope of the present invention.
[0132]
The specific embodiments or examples described above are merely to clarify the technical contents of the present invention, and the present invention is not limited to such specific examples and should not be interpreted in a narrow sense. Various modifications can be made within the scope of the claims, and the modified forms are also included in the technical scope of the present invention.
[0133]
【The invention's effect】
In the developing device according to the present invention, as described above, the developer conveying member is based on a plane parallel to the moving direction of the belt member and the thickness direction of the belt member in the region in contact with the belt member. The cross-sectional shape is convex with respect to the belt member, and in the region where the belt member is in contact with the developer conveying member, the resultant tension of the belt member is directed toward the developer conveying member. Is configured to cover the surface of the developer transport member so as to be in close contact with the developer transport member.
[0134]
Therefore, since the developer conveying member becomes convex, the belt member covers the surface of the developer conveying member so as to be in close contact with the developer conveying member, so that the adhesion between the belt member and the developer conveying member is ensured. There is an effect that can be made.
[0135]
As described above, in the developing device according to the present invention, in the above configuration, the developer conveying member is uniformly on the side where the belt member faces the developer conveying member over the entire area in contact with the belt member. It is the structure which becomes the said convex cross-sectional shape which receives force.
[0136]
Therefore, the region where the electrode is embedded in the developer conveying member and the belt member are brought into uniform contact with each other so that the electric field applied to the developer has a desired uniform magnitude, and the developer layer on the belt member The developer can be stably conveyed without disturbing the above.
[0137]
As described above, in the developing device according to the present invention, in the above configuration, in the region where the developer conveying member is in contact with the belt member, the force on the side of the belt member toward the developer conveying member is The belt member has a convex cross-sectional shape that monotonously increases from the downstream side in the moving direction of the belt member toward the upstream side and monotonously decreases after reaching the maximum value.
[0138]
Therefore, even when the contact state between the developer conveying member and the belt member is disturbed, the disorder can be easily attenuated and a stable contact state can be maintained.
[0139]
As described above, the developing device according to the present invention is configured such that, in the above configuration, the developer conveying member has a curvature radius of the cross-sectional shape of 10 mm to 50 mm in a region in contact with the belt member. is there.
[0140]
Therefore, there is an effect that local strong friction is not generated except for a sharp region having a very small radius of curvature from the cross-sectional shape of the developer conveying member. Further, it is possible to prevent the region in contact with the belt member from being flat and to ensure that the belt member and the developer conveying member are in close contact with each other.
[0141]
As described above, the developing device according to the present invention includes a holding member for holding the developer conveying member that receives the force from the belt member in the above-described configuration, and the belt member, the developer conveying member, The developer conveying member, the holding member, and the belt member are separated from each other on the downstream side and the upstream side in the moving direction of the belt member in a region where the belt member contacts.
[0142]
Therefore, when separating, for example, the belt member starts to contact the smooth surface of the developer conveying member, or the belt member starts to separate, and the developer conveying member and the belt member are in contact with each other. Stable development by preventing the contact pressure from changing abruptly or causing partial friction between the separated parts, and making the belt member surface have a desired uniform potential. There is an effect that the agent can be conveyed. Further, there is an effect that the holding member and the belt member are separated from each other so that the belt and the holding member do not come into contact with each other.
[0143]
As described above, in the developing device according to the present invention, in the above configuration, the developer conveying member has a length along the belt member that is equal to or longer than a length of a portion in contact with the belt member in the cross-sectional shape. It is the composition which is.
[0144]
Therefore, for example, the belt member starts to contact the smooth surface of the developer conveying member with respect to the developer conveying member whose overall length along the belt member is larger than the length of the portion in contact with the belt member, or As the belt member begins to separate, the contact pressure changes suddenly or partial friction occurs between the developer conveying member and the portion where the belt member is in contact with the portion where the belt member is separated. This is advantageous in that the developer can be stably conveyed by making the potential of the belt member surface uniform as desired.
[0145]
As described above, in the developing device according to the present invention, in the above configuration, the developer conveying member has a length along the belt member in the cross-sectional shape, and a length of the holding member along the belt member. It is the structure which is below.
[0146]
Therefore, the developer conveying member that receives the force from the belt member can be reliably held by the holding member, and the developer conveying member can be prevented from flapping.
[0147]
As described above, the image forming apparatus according to the present invention includes any one of the above-described developing devices.
[0148]
Therefore, there is an effect that the development can be performed without causing disorder in the transport of the developer and a good image can be formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a developing device provided in the image forming apparatus.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a part of the developing device.
FIG. 4 is a diagram for explaining a belt member of the developing device.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing another part of the developing device.
FIG. 6 is a timing chart showing a driving voltage for a traveling wave electric field in the developing device.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a part of another example of the developing device according to the present invention.
FIG. 8A is a cross-sectional view showing a part of still another example of the developing device according to the present invention, and FIG. 8B is a cross-sectional view showing a part of still another example of the developing device.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a part of still another example of the developing device according to the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a part of still another example of the developing device according to the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a part of an example of a conventional developing device.
[Explanation of symbols]
1 Image forming device
2 Photosensitive drum (image carrier)
5 Development device
18, 27, 28, 31, 33 Conveying member (developer conveying member)
18b Traveling wave electrode (electrode)
19, 29, 29a, 32 holding member
22 Belt (Belt member)
F2, F3 tension
F1 resultant force
P Printing sheet
T Toner (Developer)

Claims (10)

間隔を設けて並べられた複数の電極を有し、上記電極に電圧が印加されることによって像担持体の静電潜像へと現像剤を搬送する現像剤搬送部材と、
上記現像剤搬送部材の表面を覆い、上記現像剤搬送部材に対して移動可能なベルト部材と、を備えた現像装置において、
上記現像剤搬送部材は上記ベルト部材の移動する方向と上記ベルト部材の厚み方向とに平行となっている平面による断面形状上記ベルト部材に対して凸状になるような湾曲面を有し、上記湾曲面の一部は上記ベルト部材と接触する接触領域になっており、
上記ベルト部材は、上記接触領域に接する部分において、上記ベルト部材に生ずる張力の合力が上記現像剤搬送部材に向かうことによって上記現像剤搬送部材と密着するように、上記現像剤搬送部材の表面を覆っており、
上記湾曲面において、上記接触領域よりも上記ベルト部材の移動方向の下流側および上流側は、上記ベルト部材に対して隙間を空け且つ上記ベルト部材と非接触の非接触領域になっており、
上記複数の電極は、上記ベルト部材のうち、上記接触領域に接する部分に進行波電界を及ぼし、上記隙間を介して上記非接触領域と対向する部分に進行波電界を及ぼさないように設定されていることを特徴とする現像装置。
A developer conveying member having a plurality of electrodes arranged at intervals, and conveying a developer to the electrostatic latent image of the image carrier by applying a voltage to the electrodes;
A developing device that includes a belt member that covers a surface of the developer conveying member and is movable with respect to the developer conveying member;
The developer conveying member, have a so that a curved surface such cross-sectional shape by a plane which is parallel moved in the thickness direction of the direction and the belt member which is convex with respect to the belt member of the belt member And, a part of the curved surface is a contact area that contacts the belt member,
The belt member, Oite the portion in contact with the contact area, the resultant force of the tension generated in the belt member so as to be in close contact with the developer carrying member by toward the developer carrying member, the developer conveying member Covering the surface ,
In the curved surface, the downstream side and the upstream side in the moving direction of the belt member with respect to the contact region are spaced apart from the belt member and are non-contact regions that are not in contact with the belt member,
The plurality of electrodes are set so that a traveling wave electric field is applied to a portion of the belt member that is in contact with the contact region, and a traveling wave electric field is not applied to a portion that faces the non-contact region through the gap. A developing device.
上記現像剤搬送部材は、上記接触領域の全面において、上記ベルト部材が上記現像剤搬送部材に向かう側に均一な力を受けるような、凸状の上記断面形状となっていることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。The developer conveying member has a convex cross-sectional shape so that the belt member receives a uniform force toward the developer conveying member over the entire contact area. The developing device according to claim 1. 上記現像剤搬送部材は、上記接触領域において、上記ベルト部材の上記現像剤搬送部材に向かう側の力が、上記ベルト部材の移動方向の下流側から上流側に向かって単調増加し最大値に達してから単調減少するような、凸状の上記断面形状となっていることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。In the developer conveying member, the force of the belt member toward the developer conveying member in the contact region monotonously increases from the downstream side to the upstream side in the moving direction of the belt member and reaches a maximum value. The developing device according to claim 1, wherein the developing device has a convex cross-sectional shape that monotonously decreases after a long time. 上記現像剤搬送部材は、上記接触領域における、上記断面形状の曲率半径が、10mmないし50mmとなっていることを特徴とする、請求項1に記載の現像装置。The developing device according to claim 1, wherein the developer conveying member has a radius of curvature of the cross-sectional shape of 10 mm to 50 mm in the contact area . 上記ベルト部材からの力を受ける上記現像剤搬送部材を保持するための保持部材を備えていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の現像装置。5. The developing device according to claim 1, further comprising a holding member for holding the developer conveying member that receives a force from the belt member. 上記現像剤搬送部材は、上記断面形状において、上記ベルト部材に沿った長さが、上記ベルト部材と接触する部分の長さ以上であることを特徴とする、請求項1ないし4のいずれか1項に記載の現像装置。  5. The developer conveying member according to claim 1, wherein, in the cross-sectional shape, the length along the belt member is equal to or longer than a length of a portion in contact with the belt member. The developing device according to item. 上記現像剤搬送部材は、上記断面形状において、上記ベルト部材に沿った長さが、上記ベルト部材に沿った上記保持部材の長さ以下であることを特徴とする、請求項5に記載の現像装置。  6. The development according to claim 5, wherein the developer conveying member has a length along the belt member that is equal to or less than a length of the holding member along the belt member in the cross-sectional shape. apparatus. 上記接触領域は凹凸形状になっていることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の現像装置。The developing device according to claim 1, wherein the contact area has an uneven shape. 上記現像剤搬送部材の上記湾曲面は楕円面状であることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。The developing device according to claim 1, wherein the curved surface of the developer conveying member is elliptical. 請求項1から9のいずれか1項に記載の現像装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus comprising the developing device according to claim 1.
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