JP2006259013A - Developing device, process cartridge, and image forming apparatus - Google Patents

Developing device, process cartridge, and image forming apparatus Download PDF

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Masaaki Yamada
山田  正明
Masanori Horiie
正紀 堀家
Yoichiro Miyaguchi
耀一郎 宮口
Nobuaki Kondo
信昭 近藤
Yoshinori Nakagawa
悦典 中川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developing device that can collect toner particles from on an electrostatic carrying member moving the toner particles with a phase shifting electric field and uniformly supply toner, and also to provide a process cartridge, and an image forming apparatus. <P>SOLUTION: The developing device 41 is equipped with: an electrostatic carrying roller 42 which moves toner particles as powder with the phase shifting electric field to develop an electrostatic latent image on an image carrier 21; a storage section 43 which stores the toner particles etc.; a supply roller 44 constituting a supply means of supplying toner particles from the storage section 43 to the electrostatic carrying roller 42; and a collecting means 45 of collecting toner moved by the electrostatic carrying roller 42. The collecting means 45 is equipped with a metal plate 451 which is applied with a bias voltage VB1 by a bias power source 452 with the opposite polarity from the toner particles within a range from a development region of the electrostatic carrying roller 42 to a toner supply region to which the toner is supplied by the supply roller 44 and then electrostatically attracts the toner particles to collect them before they are supplied to the development region again. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関し、特に粉体を進行波電界によって移送する現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置に関する。   The present invention relates to a developing device, a process cartridge, and an image forming apparatus, and more particularly, to a developing device, a process cartridge, and an image forming apparatus that transfer powder by a traveling wave electric field.

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、プリンタ/ファックス/複写機複合機等の各種画像形成装置として、像担持体を帯電させ、静電潜像を形成して、この静電潜像に着色体などの粉体(本明細書では「トナー粒子」という。)を付着させて現像し、トナー像を被記録媒体に転写する電子写真プロセスを用いる画像形成装置が知られている。   As various image forming apparatuses such as printers, facsimiles, copying machines, plotters, printer / fax / copier multifunction machines, etc., the image carrier is charged to form an electrostatic latent image, and the electrostatic latent image is colored. There is known an image forming apparatus using an electrophotographic process in which a powder (hereinafter referred to as “toner particles”) is applied and developed, and a toner image is transferred to a recording medium.

このような画像形成装置において、潜像を現像する現像装置としては、特許文献1に記載されているように、移相電界のエネルギーを粉体であるトナー粒子に与えることによって静電搬送部材の表面でトナー粒子を水平方向及び垂直方向に移動させる現像装置が知られている。このような現像装置においては、トナー粒子は移相電界によって像担持体と現像装置との対向部である現像領域に移送され、現像領域において像担持体上の潜像の画像部に付着する。
特許第3530124号公報
In such an image forming apparatus, as a developing device for developing a latent image, as described in Patent Document 1, the energy of a phase-shifting electric field is applied to toner particles that are powders, so that A developing device that moves toner particles horizontally and vertically on the surface is known. In such a developing device, the toner particles are transferred to a developing area which is a facing portion between the image carrier and the developing device by a phase-shift electric field, and adhere to an image portion of a latent image on the image carrier in the developing area.
Japanese Patent No. 3530124

また、本出願人は、特許文献2に記載しているように、静電気力による粉体の水平方向の移動(搬送)と垂直方向の移動(ホッピング)を含む現象であり、静電搬送部材の表面を、移相電界によって粉体が進行方向の成分を持って飛び跳ねる現象を利用した現像方式を提案している。
特開2004−198675号公報
In addition, as described in Patent Document 2, the present applicant is a phenomenon including horizontal movement (conveyance) and vertical movement (hopping) of powder due to electrostatic force. We have proposed a development system that utilizes the phenomenon that the surface jumps with a component in the traveling direction due to a phase-shifting electric field.
JP 2004-198675 A

ここで、例えば特許文献1の現像装置にあっては、所定間隔を有して複数配列されている電極に対して多相電圧を印加して進行波電界を形成することによって、現像剤を搬送する現像剤搬送手段を備え、この現像剤搬送手段は複数の電極をエンドレスループ状に配列し、該複数の電極は、複数のユニットに分割して配列されるとともに、ユニットごとの電圧印加を制御する手段を設け、ユニット個別に多相電圧を印加することが可能に構成されている。   Here, for example, in the developing device of Patent Document 1, the developer is conveyed by forming a traveling wave electric field by applying a multiphase voltage to a plurality of electrodes arranged at predetermined intervals. A developer conveying unit configured to arrange a plurality of electrodes in an endless loop, the plurality of electrodes being divided into a plurality of units and controlling voltage application for each unit. And a multi-phase voltage can be applied to each unit.

上述したような移相電界(進行波電界)によってトナー粒子を移動させるタイプの現像装置では、2成分現像における現像スリーブとは異なって、静電搬送部材自体は移動しないため、トナー粒子が静電搬送部材の現像領域全域において均一に搬送されなければムラのない現像をすることが困難になる。   Unlike the developing sleeve in two-component development, the electrostatic conveying member itself does not move in a developing device that moves toner particles by a phase-shift electric field (traveling wave electric field) as described above. If it is not uniformly transported over the entire development area of the transport member, it becomes difficult to perform development without unevenness.

また、移相電界によってトナー粒子を移動させるタイプの現像装置では、トナー粒子は静電搬送部材の表面を跳びはねるように移動するため、大部分の時間はトナー粒子と静電搬送部材とは非接触である。そのため、トナー粒子が移相電界によって移動している状態においてはトナー粒子と静電搬送部材とが静電的に付着する力は弱い。このため現像電界を弱く設定しても(例えば現像ポテンシャル100V以下でも)現像能力を容易に確保することができる利点がある。しかしながら、他方、現像電界を弱く設定すると、トナー粒子の搬送量が少ないので、僅かなトナー量のばらつきでも現像ムラを発生させてしまうことになる。したがって、現像ポテンシャル100V以下の低電位プロセスでは特に、均一にトナー粒子を搬送することが難しいという課題が生じている。   Further, in a developing device that moves toner particles by a phase-shifting electric field, the toner particles move so as to jump off the surface of the electrostatic conveyance member. Contact. Therefore, in a state where the toner particles are moved by the phase-shift electric field, the force that electrostatically adheres the toner particles and the electrostatic transport member is weak. For this reason, even if the developing electric field is set weak (for example, even if the developing potential is 100 V or less), there is an advantage that the developing ability can be easily secured. On the other hand, if the developing electric field is set to be weak, the amount of toner particles transported is small, so that even a slight variation in toner amount causes development unevenness. Therefore, particularly in a low potential process with a development potential of 100 V or less, there is a problem that it is difficult to uniformly convey toner particles.

静電搬送部材上に供給されたトナー粒子の量にばらつきが生じると移相電界に乱れが生じ、搬送性能、現像性能に悪影響を与える。   If variations occur in the amount of toner particles supplied on the electrostatic conveyance member, the phase-shift electric field is disturbed, which adversely affects the conveyance performance and development performance.

このように、移相電界によってトナー粒子を移動させるタイプの現像装置では、静電搬送部材へのトナー粒子量の均一な供給が重要になってくる。   As described above, in a developing device that moves toner particles by a phase-shift electric field, it is important to uniformly supply the toner particle amount to the electrostatic conveyance member.

ここで、静電搬送部材上へのトナー粒子の供給を均一にしても、特許文献1に記載されているように静電搬送部材がエンドレスループ状のものにあっては、現像に寄与しないで通過したトナー粒子が、再びトナー供給部に戻って来るため、供給が均一にならず、トナー搬送にムラが生じてしまうおそれがある。この場合、特許文献1に記載の装置にあっては、トナー回収手段を設けているが、トナー量のばらつきを抑制するには十分ではない。   Here, even if the supply of toner particles onto the electrostatic transport member is made uniform, if the electrostatic transport member has an endless loop shape as described in Patent Document 1, it does not contribute to development. Since the toner particles that have passed through return to the toner supply unit again, the supply is not uniform, and there is a risk of uneven toner conveyance. In this case, the apparatus described in Patent Document 1 is provided with toner recovery means, but this is not sufficient to suppress variations in toner amount.

以上のように、移相電界によってトナー粒子を移動させるタイプの現像装置を実用化するに当たっては、静電搬送部材からトナーを完全に回収して、均一にトナーを供給しなければならないという課題がある。   As described above, when a developing device that moves toner particles by a phase-shifting electric field is put to practical use, there is a problem that the toner must be completely recovered from the electrostatic conveyance member and supplied uniformly. is there.

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、移相電界によってトナー粒子を移動させる静電搬送部材上からトナー粒子を回収して、均一にトナーを供給させることができる現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and a developing device and a process capable of collecting toner particles from an electrostatic transport member that moves the toner particles by a phase-shift electric field and supplying the toner uniformly. An object is to provide a cartridge and an image forming apparatus.

上記の課題を解決するため、本発明に係る現像装置は、静電搬送部材と、粉体を収容する粉体収容部から静電搬送部材に粉体を供給する供給手段と、静電搬送部材で移動される粉体を回収するための回収手段とを備える現像装置において、回収手段は、現像に供されなかった粉体が再び現像領域に到達する前にバイアスが印加されることで粉体を回収する回収部材を備えている構成とした。   In order to solve the above problems, a developing device according to the present invention includes an electrostatic transport member, a supply unit that supplies powder to the electrostatic transport member from a powder container that stores powder, and an electrostatic transport member In the developing device including the collecting means for collecting the powder moved in the step, the collecting means is configured to apply a bias before the powder that has not been developed reaches the developing area again. It was set as the structure provided with the collection | recovery member which collect | recovers.

ここで、回収手段は静電搬送部材の静電搬送面に対して非接触であることが好ましい。また、回収手段は、回収部材に回収された粉体を回収手段から分離する分離手段を有していることが好ましい。これらの場合、回収手段の回収部材は、静電搬送部材の静電搬送面に非接触で、バイアスが印加される静電ローラであることが好ましい。   Here, it is preferable that the collecting means is not in contact with the electrostatic transfer surface of the electrostatic transfer member. The recovery means preferably has a separation means for separating the powder recovered by the recovery member from the recovery means. In these cases, the recovery member of the recovery means is preferably an electrostatic roller that is not in contact with the electrostatic transfer surface of the electrostatic transfer member and to which a bias is applied.

また、回収手段の回収部材は、静電搬送部材の静電搬送面に接触して回転する回転体であること、回収手段の回収部材は、磁性体キャリア粒子で周面にブラシが形成され、静電搬送部材の静電搬送面に対向して回転する磁気ブラシローラであることが好ましい。   Further, the recovery member of the recovery means is a rotating body that rotates in contact with the electrostatic transfer surface of the electrostatic transfer member, the recovery member of the recovery means is formed of a magnetic carrier particle and a brush is formed on the peripheral surface, A magnetic brush roller that rotates to face the electrostatic transfer surface of the electrostatic transfer member is preferable.

これらの回収手段の回収部材が回転体又はローラである場合、回収手段の回収部材の周速が静電搬送部材の移相電界の進行速度より速いことが好ましい。   When the collection member of these collection means is a rotating body or a roller, it is preferable that the circumferential speed of the collection member of the collection means is faster than the traveling speed of the phase shift electric field of the electrostatic transfer member.

本発明に係る現像装置は、像担持体上の静電潜像を現像するために移相電界によって粉体を移動させる静電搬送部材と、粉体を収容する粉体収容部から静電搬送部材に粉体を供給する供給手段と、静電搬送部材で移動される粉体を回収するための回収手段とを備える現像装置において、回収手段は、静電搬送部材の静電搬送面側に磁性体キャリア粒子で形成したブラシを形成する静電搬送面の裏面側に配置したマグネットローラを備えている構成とした。   The developing device according to the present invention includes an electrostatic transfer member that moves powder by a phase-shift electric field to develop an electrostatic latent image on an image carrier, and an electrostatic transfer from a powder storage unit that stores the powder. In a developing device including a supply unit for supplying powder to a member and a recovery unit for recovering powder moved by the electrostatic transport member, the recovery unit is disposed on the electrostatic transport surface side of the electrostatic transport member. It was set as the structure provided with the magnet roller arrange | positioned at the back surface side of the electrostatic conveyance surface which forms the brush formed with the magnetic body carrier particle.

本発明に係る現像装置は、像担持体上の静電潜像を現像するために移相電界によって粉体を移動させる静電搬送部材と、粉体を収容する粉体収容部から静電搬送部材に粉体を供給する供給手段と、静電搬送部材で移動される粉体を回収するための回収手段とを備える現像装置において、回収手段は、静電搬送部材の静電搬送面に非接触で対向した静電搬送部材を備えている構成とした。   The developing device according to the present invention includes an electrostatic transfer member that moves powder by a phase-shift electric field to develop an electrostatic latent image on an image carrier, and an electrostatic transfer from a powder storage unit that stores the powder. In a developing device comprising a supply means for supplying powder to a member and a recovery means for recovering the powder moved by the electrostatic transfer member, the recovery means is not on the electrostatic transfer surface of the electrostatic transfer member. It was set as the structure provided with the electrostatic conveyance member which opposed by contact.

本発明に係る現像装置は、像担持体上の静電潜像を現像するために移相電界によって粉体を移動させる静電搬送部材と、粉体を収容する粉体収容部から静電搬送部材に粉体を供給する供給手段と、静電搬送部材で移動される粉体を回収するための回収手段とを備える現像装置において、回収手段は、静電搬送部材の静電搬送面から粉体を吸引するノズルを備えている構成とした。   The developing device according to the present invention includes an electrostatic transfer member that moves powder by a phase-shift electric field to develop an electrostatic latent image on an image carrier, and an electrostatic transfer from a powder storage unit that stores the powder. In a developing device including a supply unit for supplying powder to a member and a recovery unit for recovering powder moved by the electrostatic transport member, the recovery unit is configured to remove the powder from the electrostatic transport surface of the electrostatic transport member. It was set as the structure provided with the nozzle which attracts | sucks a body.

本発明に係る現像装置は、像担持体上の静電潜像を現像するために移相電界によって粉体を移動させる静電搬送部材と、粉体を収容する粉体収容部から静電搬送部材に粉体を供給する供給手段と、静電搬送部材で移動される粉体を回収するための回収手段とを備える現像装置において、供給手段が回収手段を兼ねている構成とした。   The developing device according to the present invention includes an electrostatic transfer member that moves powder by a phase-shift electric field to develop an electrostatic latent image on an image carrier, and an electrostatic transfer from a powder storage unit that stores the powder. In the developing apparatus including a supply unit that supplies powder to the member and a recovery unit that recovers the powder that is moved by the electrostatic conveyance member, the supply unit also serves as the recovery unit.

ここで、供給手段の回転方向が静電搬送部材の静電搬送面における移相電界の進行方向に対して逆方向であることが好ましい。また、粉体を搬送する複数の搬送ローラを備えていることが好ましい。さらに、一成分の現像剤を使用すること、あるいは、二成分の現像剤を使用することができる。   Here, it is preferable that the rotation direction of the supply unit is opposite to the traveling direction of the phase-shift electric field on the electrostatic transfer surface of the electrostatic transfer member. Moreover, it is preferable to provide the some conveyance roller which conveys powder. Furthermore, a one-component developer can be used, or a two-component developer can be used.

本発明に係るプロセスカートリッジは、電子写真方式の画像形成プロセスにおける帯電、クリーニング、像担持体のうちの少なくとも1つと、現像手段として本発明に係る現像装置を備えている構成とした。   The process cartridge according to the present invention is configured to include at least one of charging, cleaning, and image carrier in an electrophotographic image forming process, and the developing device according to the present invention as developing means.

本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る現像装置又は本発明に係るプロセスカートリッジを備えている構成とした。   The image forming apparatus according to the present invention includes a developing device according to the present invention or a process cartridge according to the present invention.

本発明に係る画像形成装置は、カラー画像を形成する画像形成装置において、本発明に係るプロセスカートリッジを複数備えている構成とした。   The image forming apparatus according to the present invention is configured to include a plurality of process cartridges according to the present invention in an image forming apparatus for forming a color image.

本発明に係る現像装置本によれば、回収手段は、現像に供されなかった粉体が再び現像領域に到達する前にバイアスが印加されることで粉体を回収する回収部材を備えている構成としたので、静電搬送部材により像担持体へ現像後に静電搬送面からトナー粒子を回収するため、静電搬送面に残留するトナーによる搬送ムラが解消されてトナー供給を均一にすることができ、画像品質が向上する。   According to the developing device book of the present invention, the collecting means includes the collecting member that collects the powder by applying a bias before the powder that has not been subjected to the development reaches the developing region again. Since it is configured, toner particles are collected from the electrostatic conveyance surface after being developed on the image carrier by the electrostatic conveyance member, so that uneven toner conveyance due to the toner remaining on the electrostatic conveyance surface is eliminated and the toner supply is made uniform. Image quality is improved.

本発明に係る現像装置によれば、回収手段は、静電搬送部材の静電搬送面側に磁性体キャリア粒子で形成したブラシを形成する静電搬送面の裏面側に配置したマグネットローラを備えている構成としたので、静電搬送面から力学的にトナー粒子を分離して回収することができ、回収手段を静電搬送部材に内包することができて、静電搬送面に残留するトナーによる搬送ムラが解消されてトナー供給を均一にすることができ、画像品質が向上するとともに、小型化を図れる。   According to the developing device of the present invention, the collecting unit includes the magnet roller disposed on the back surface side of the electrostatic transport surface that forms the brush formed of the magnetic carrier particles on the electrostatic transport surface side of the electrostatic transport member. Therefore, the toner particles can be mechanically separated and recovered from the electrostatic transport surface, the recovery means can be included in the electrostatic transport member, and the toner remaining on the electrostatic transport surface As a result, the unevenness of conveyance due to the toner can be eliminated, and the toner supply can be made uniform, improving the image quality and reducing the size.

本発明に係る現像装置によれば、回収手段は、静電搬送部材の静電搬送面に非接触で対向した静電搬送部材を備えている構成としたので、静電搬送面に残留するトナーによる搬送ムラが解消されてトナー供給を均一にすることができ、画像品質が向上するとともに、小型化を図れる。   According to the developing device of the present invention, since the collecting unit includes the electrostatic conveyance member that faces the electrostatic conveyance surface of the electrostatic conveyance member in a non-contact manner, the toner remaining on the electrostatic conveyance surface As a result, the unevenness of conveyance due to the toner can be eliminated, and the toner supply can be made uniform, improving the image quality and reducing the size.

本発明に係る現像装置によれば、回収手段は、静電搬送部材の静電搬送面から粉体を吸引するノズルを備えている構成としたので、静電搬送面に残留するトナーによる搬送ムラが解消されてトナー供給を均一にすることができ、画像品質が向上するとともに、静電搬送面から非接触でトナー粒子を分離して任意の場所に回収することが容易にできる。   According to the developing device of the present invention, since the collecting unit includes the nozzle that sucks the powder from the electrostatic conveyance surface of the electrostatic conveyance member, uneven conveyance due to the toner remaining on the electrostatic conveyance surface. Is eliminated, the toner supply can be made uniform, the image quality can be improved, and the toner particles can be easily separated from the electrostatic conveyance surface in a non-contact manner and collected at an arbitrary place.

本発明に係る現像装置によれば、供給手段が回収手段を兼ねている構成としたので、静電搬送面に残留するトナーによる搬送ムラが解消されてトナー供給を均一にすることができ、画像品質が向上するとともに、小型化を図れる。   According to the developing device of the present invention, since the supply unit also serves as the recovery unit, the unevenness of conveyance due to the toner remaining on the electrostatic conveyance surface can be eliminated, and the toner supply can be made uniform. The quality is improved and the size can be reduced.

本発明に係るプロセスカートリッジによれば、電子写真方式の画像形成プロセスにおける帯電、クリーニング、像担持体のうちの少なくとも1つと、現像手段として本発明に係る現像装置を備えている構成としたので、静電搬送面に残留するトナーによる搬送ムラが解消されてトナー供給を均一にすることができ、画像品質が向上する。   According to the process cartridge according to the present invention, since at least one of charging, cleaning, and image carrier in an electrophotographic image forming process and the developing device according to the present invention are provided as developing means, The unevenness of transport due to the toner remaining on the electrostatic transport surface is eliminated, the toner supply can be made uniform, and the image quality is improved.

本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る現像装置又は本発明に係るプロセスカートリッジを備えている構成としたので、静電搬送面に残留するトナーによる搬送ムラが解消されてトナー供給を均一にすることができ、画像品質が向上する。   According to the image forming apparatus according to the present invention, since the developing device according to the present invention or the process cartridge according to the present invention is provided, the unevenness in transport due to the toner remaining on the electrostatic transport surface is eliminated, and the toner is supplied. Can be made uniform, and the image quality is improved.

本発明に係る画像形成装置によれば、カラー画像を形成する画像形成装置において、本発明に係るプロセスカートリッジを複数備えている構成としたので、静電搬送面に残留するトナーによる搬送ムラが解消されてトナー供給を均一にすることができ、カラー画像の画像品質が向上する。   According to the image forming apparatus of the present invention, the image forming apparatus for forming a color image is configured to include a plurality of process cartridges according to the present invention, so that uneven transport due to toner remaining on the electrostatic transport surface is eliminated. Thus, the toner supply can be made uniform, and the image quality of the color image is improved.

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。先ず、図1を参照して本発明の第1実施形態について説明する。なお、図1は本発明の第1実施形態に係る本発明に係る現像装置を備えたカラー画像を形成可能な画像形成装置の一例を示す構成図である。
この画像形成装置は、像担持体、帯電手段、現像手段としての本発明に係る現像装置、クリーニング手段を備えた作像手段であるブラック(K)、マゼンタ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)のトナー像を形成する作像ユニット1K、1M、1C、1Y(以下、区別しないときには単に「作像ユニット1」という。)と、光書込み装置2K、2M、2C、2Yと、転写材6を搬送する搬送ベルト3A及び作像ユニット1K、1M、1C、1Yに搬送ベルト3Aを挟んで対向する転写ローラ3Bk、3Bm、3Bc、3Byと、定着装置4と、転写材6を収容する給紙装置5とを備えている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus capable of forming a color image including the developing device according to the first embodiment of the present invention.
The image forming apparatus includes an image carrier, a charging unit, a developing unit according to the present invention as a developing unit, and an image forming unit including a cleaning unit, black (K), magenta (M), cyan (C), and yellow. (Y) image forming units 1K, 1M, 1C, and 1Y (hereinafter simply referred to as “image forming unit 1” when not distinguished), optical writing devices 2K, 2M, 2C, and 2Y, and transfer A transfer belt 3B, 3Bm, 3Bc, and 3By that are opposed to the conveyance belt 3A that conveys the material 6 and the image forming units 1K, 1M, 1C, and 1Y with the conveyance belt 3A interposed therebetween, the fixing device 4, and the transfer material 6 are accommodated. And a paper feeding device 5.

ここで、光書込み装置2K、2M、2C、2Yは画像情報に従って作像ユニット1K、1M、1C、1Yの帯電後の像担持体に潜像を書き込むためのものであり、ポリゴンを用いた光走査装置やLEDアレイ等、種々のものを使用することができる。   Here, the optical writing devices 2K, 2M, 2C, and 2Y are for writing latent images on the charged image carriers of the image forming units 1K, 1M, 1C, and 1Y according to image information. Various devices such as a scanning device and an LED array can be used.

搬送ベルト3Aは、搬送ローラ11、従動ローラ12及びテンションローラ13,14間に架け渡され、搬送ローラ11の回転により矢示方向に周回移動する。そして、搬送ローラ11と対向して転写材6を搬送ベルト3A上に吸着させるための吸着ローラ15を配置し、また、搬送ベルト3Aの出口側には搬送ベルト3Aにトナー像を形成したときのパターンを検出するPセンサ16を配置している。   The conveyor belt 3 </ b> A is stretched between the conveyor roller 11, the driven roller 12, and the tension rollers 13 and 14, and moves around in the direction of the arrow as the conveyor roller 11 rotates. Then, an adsorption roller 15 for adsorbing the transfer material 6 onto the conveyance belt 3A is arranged opposite to the conveyance roller 11, and a toner image is formed on the conveyance belt 3A at the exit side of the conveyance belt 3A. A P sensor 16 for detecting a pattern is arranged.

転写ローラ3Bk、3Bm、3Bc、3Byは、少なくとも芯金と芯金を被覆する導電性弾性層とを有し、導電性弾性層はポリウレタンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンポリエチレン(EPDM)等の弾性材料に、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化スズ等の導電性付与剤を配合分散して電気抵抗値(体積抵抗率)を106〜1010Ω・cmの中抵抗に調整した弾性体ローラである。 The transfer rollers 3Bk, 3Bm, 3Bc, 3By have at least a core metal and a conductive elastic layer covering the core metal, and the conductive elastic layer is an elastic material such as polyurethane rubber, ethylene-propylene-diene polyethylene (EPDM), or the like. In addition, an elastic roller in which a conductivity imparting agent such as carbon black, zinc oxide or tin oxide is blended and dispersed to adjust the electric resistance value (volume resistivity) to a medium resistance of 10 6 to 10 10 Ω · cm.

定着装置4は、加熱ローラ4a及びこれに対向して加圧ローラ4bを備えている。   The fixing device 4 includes a heating roller 4a and a pressure roller 4b facing the heating roller 4a.

そして、この画像形成装置において、通常の画像形成動作では、給紙装置5から供給される記録用紙等の転写材6は吸着ローラ15に所定の電圧が印加されることで転写体である転写材搬送ベルト3Aに吸着させられる。転写材6は転写材搬送ベルト3Aに担持された状態で転写材搬送ベルト3Aとともに移動し、移動中に作像ユニット1K、1M、1C、1Yからトナー像が転写させられ、転写材6上にカラーのトナー像が形成される。転写材6が搬送ベルト3Aを通過して定着装置4に到達すると、転写材6上のトナー像は加熱ローラ4a及び加圧ローラ4bに挟まれつつ加熱されることで転写材6上に定着させられ、転写材6上に可視像が定着形成される。その後、カラー画像が形成された転写材6は装置本体10上部の排紙部7に排出される。   In this image forming apparatus, in a normal image forming operation, the transfer material 6 such as a recording sheet supplied from the paper supply device 5 is a transfer material that is a transfer body when a predetermined voltage is applied to the suction roller 15. It is adsorbed to the conveyor belt 3A. The transfer material 6 moves together with the transfer material conveyance belt 3A while being carried on the transfer material conveyance belt 3A. During the movement, toner images are transferred from the image forming units 1K, 1M, 1C, and 1Y, and are transferred onto the transfer material 6. A color toner image is formed. When the transfer material 6 passes through the conveying belt 3A and reaches the fixing device 4, the toner image on the transfer material 6 is heated while being sandwiched between the heating roller 4a and the pressure roller 4b to be fixed on the transfer material 6. As a result, a visible image is fixedly formed on the transfer material 6. Thereafter, the transfer material 6 on which the color image is formed is discharged to a paper discharge unit 7 at the top of the apparatus main body 10.

また、各色トナー像の色ずれやトナー濃度の調整を行なうモードでは、作像ユニット1K、1M、1C、1Yから転写材搬送ベルト3A上に直接所定パターンのトナー像が形成され、Pセンサ16によってそのトナーパターンが検出され、その検出結果に基づいて書込みタイミングや現像バイアスの変更などが行なわれ、最適なカラー画像を得ることができる状態に調整させられる。転写材搬送ベルト3A上のトナーパターンは吸着ローラ15に印加されたバイアスによって帯電極性を整えられた後、転写ローラ3Bk、3Bm、3Bc、3Byに印加された電圧によって作像ユニット1K、1M、1C、1Yに回収される。   In a mode in which the color misregistration and toner density of each color toner image are adjusted, a toner image having a predetermined pattern is directly formed on the transfer material conveying belt 3A from the image forming units 1K, 1M, 1C, and 1Y. The toner pattern is detected, and the write timing and development bias are changed based on the detection result, so that an optimum color image can be obtained. The toner pattern on the transfer material conveying belt 3A is adjusted in charge polarity by a bias applied to the suction roller 15, and then the image forming units 1K, 1M, and 1C by voltages applied to the transfer rollers 3Bk, 3Bm, 3Bc, and 3By. 1Y is collected.

次に、本発明に作像ユニット1について図2を参照して説明する。なお、図2は同作像ユニットの拡大説明図である。
この作像ユニット1は、像担持体21と、接触帯電部材31と、現像装置41と、クリーニング装置51とを備えている。
Next, the image forming unit 1 according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an enlarged explanatory view of the image forming unit.
The image forming unit 1 includes an image carrier 21, a contact charging member 31, a developing device 41, and a cleaning device 51.

像担持体21は、負帯電の有機感光体であり、図示しない回転駆動機構によって矢印方向(図で反時計回り方向)に回転されるようにして備えられている。   The image carrier 21 is a negatively charged organic photoreceptor, and is provided so as to be rotated in an arrow direction (counterclockwise direction in the drawing) by a rotation driving mechanism (not shown).

接触帯電部材31は、芯金32上に、ウレタン樹脂、導電性粒子としてのカーボンブラック、硫化剤、発泡剤等を処方した中抵抗の発泡ウレタン層33をローラ状に形成した可撓性の帯電ローラである。接触帯電部材(帯電ローラ)31の芯金32上に形成される中抵抗層としては、上記の発泡ウレタン層33に限定されるものではなく、ウレタン、エチレン−プロピレン−ジエンポリエチレン(EPDM)、ブタジエンアクリロニトリルゴム(NBR)、シリコーンゴムや、イソプレンゴム等に抵抗調整のためにカーボンブラックや金属酸化物等の導電性物質を分散したゴム材や、またこれらを発泡させたものを用いることができる。   The contact charging member 31 is a flexible charging in which a medium-resistance urethane foam layer 33 formulated with urethane resin, carbon black as a conductive particle, a sulfurizing agent, a foaming agent, etc. is formed in a roller shape on a core metal 32. Laura. The intermediate resistance layer formed on the cored bar 32 of the contact charging member (charging roller) 31 is not limited to the urethane foam layer 33 described above, but urethane, ethylene-propylene-diene polyethylene (EPDM), butadiene. A rubber material in which a conductive substance such as carbon black or a metal oxide is dispersed for resistance adjustment in acrylonitrile rubber (NBR), silicone rubber, isoprene rubber, or the like, or a foamed material thereof can be used.

現像装置41は、像担持体21上の静電潜像を現像するために移相電界によって粉体であるトナー粒子を移動させる静電搬送部材を構成する静電搬送部材(静電搬送ローラ)42と、トナー粒子等を収容する収容部43と、収容部43のトナー粒子を静電搬送ローラ42に供給する供給手段を構成する供給ローラ44、静電搬送ローラ42で移動されるトナーを回収するための回収手段45などとを備えている。   The developing device 41 is an electrostatic transport member (electrostatic transport roller) that constitutes an electrostatic transport member that moves toner particles that are powder by a phase-shifting electric field to develop an electrostatic latent image on the image carrier 21. 42, a storage unit 43 that stores toner particles and the like, a supply roller 44 that constitutes a supply unit that supplies toner particles in the storage unit 43 to the electrostatic transport roller 42, and a toner that is moved by the electrostatic transport roller 42 is collected. And a recovery means 45 and the like.

クリーニング装置51は、像担持体21の回転方向に対してカウンタ方向で当接させられたクリーニングブレード52と、クリーニングされたトナー粒子を廃トナーとして収納する廃トナー格納部53などを備えている。   The cleaning device 51 includes a cleaning blade 52 that is brought into contact with the rotation direction of the image carrier 21 in a counter direction, a waste toner storage unit 53 that stores the cleaned toner particles as waste toner, and the like.

次に、現像装置41の詳細について図3以降をも参照して説明する。
この現像装置41は、上述したように、粉体であるトナー粒子を搬送、現像、回収する電界を発生するための複数の電極を有するローラ状の静電搬送部材(以下「静電搬送ローラ」という。)42を備えている。この静電搬送ローラ42は、画像形成時には、像担持体21に対して50〜1000μm、好ましくは150〜400μmの間隙をあけて非接触で対向している。
Next, details of the developing device 41 will be described with reference to FIG.
As described above, the developing device 41 is a roller-shaped electrostatic transport member (hereinafter referred to as “electrostatic transport roller”) having a plurality of electrodes for generating an electric field for transporting, developing, and collecting powder toner particles. 42). The electrostatic transport roller 42 is opposed to the image carrier 21 in a non-contact manner with a gap of 50 to 1000 μm, preferably 150 to 400 μm, at the time of image formation.

この静電搬送ローラ42の構成について図3を参照して詳細に説明する。図3は、同静電搬送ローラ42の像担持体21側表面を拡大した断面図である。静電搬送ローラ42は、支持基板101上に複数の電極102、102、102……を、n本を1セットとして、トナー移動方向に沿って所要の間隔で配置し、この上に静電搬送面103aを形成する絶縁性の静電搬送面形成部材となり、電極102の表面を覆う保護膜となる、無機又は有機の絶縁性材料で形成した表面保護層103を積層したものである。   The configuration of the electrostatic transport roller 42 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the surface of the electrostatic transport roller 42 on the image carrier 21 side. The electrostatic transport roller 42 includes a plurality of electrodes 102, 102, 102... On the support substrate 101 as a set, arranged at a predetermined interval along the toner moving direction, and electrostatic transport thereon. A surface protective layer 103 made of an inorganic or organic insulating material, which becomes an insulating electrostatic transfer surface forming member for forming the surface 103a and serves as a protective film covering the surface of the electrode 102, is laminated.

本実施形態における支持基板101としては、ガラス基板、樹脂基板或いはセラミックス基板等の絶縁性材料からなる基板、或いは、SUSなどの導電性材料からなる基板にSiO2等の絶縁膜を成膜したもの、ポリイミドフィルムなどのフレキシブルに変形可能な材料からなる基板などを用いることができる。   As the support substrate 101 in this embodiment, a substrate made of an insulating material such as a glass substrate, a resin substrate or a ceramic substrate, or a substrate made of a conductive material such as SUS, and an insulating film such as SiO 2 is formed, A substrate made of a flexibly deformable material such as a polyimide film can be used.

電極102は、支持基板101上に、Al、Ni−Cr等の導電性材料を0.1〜10μm厚、好ましくは0.5〜2.0μmで成膜し、これをフォトリソ技術等を用いて所要の電極形状にパターン化して形成している。これらの複数の電極102の粉体進行方向における幅Lは移動させる粉体の平均粒径の1倍以上20倍以下とし、かつ、電極102、12の粉体進行方向の間隔Rも移動させる粉体の平均粒径の1倍以上20倍以下としている。   The electrode 102 is formed by depositing a conductive material such as Al or Ni—Cr on the support substrate 101 with a thickness of 0.1 to 10 μm, preferably 0.5 to 2.0 μm, and using a photolithography technique or the like. It is formed by patterning into the required electrode shape. The width L of the plurality of electrodes 102 in the powder traveling direction is 1 to 20 times the average particle diameter of the powder to be moved, and the distance R in the powder traveling direction of the electrodes 102 and 12 is also moved. The average particle size of the body is 1 to 20 times.

表面保護層103としては、例えばSiO、TiO、TiO、SiON、BN、TiN、Taなどを厚さ0.5〜10μm、好ましくは厚さ0.5〜3μmで成膜して形成している。 As the surface protective layer 103, for example, SiO 2 , TiO 2 , TiO 4 , SiON, BN, TiN, Ta 2 O 5 and the like are formed to a thickness of 0.5 to 10 μm, preferably 0.5 to 3 μm. Formed.

図3において、各電極102から伸びる線は各電極102に電圧を印加するための導電線をあらわしており、各線の重なる部分のうち黒丸で示した部分だけが電気的に接続されており、他の部分は電気的に絶縁状態である。各電極102に対しては、本体側の電源104からn相の異なる駆動電圧V11〜V13、V21〜V23が印加される。なお、本実施形態では3相の駆動電圧が印加される場合(n=3)について説明するが、本発明はトナー粒子が搬送される限りにおいて、n>2を満たす任意の自然数nについて適用可能である。   In FIG. 3, lines extending from the respective electrodes 102 represent conductive lines for applying a voltage to the respective electrodes 102, and only the portions indicated by black circles in the overlapping portions of the respective lines are electrically connected. This part is electrically insulated. Different drive voltages V11 to V13 and V21 to V23 having different n phases are applied to the respective electrodes 102 from the power source 104 on the main body side. In this embodiment, a case where a three-phase driving voltage is applied (n = 3) will be described. However, the present invention can be applied to any natural number n satisfying n> 2 as long as toner particles are transported. It is.

本実施形態では、各電極102は現像装置41側の接点S11、S12、S13,S21、S22、S23のいずれかに接続されており、各接点S11、S12、S13,S21、S22、S23は、現像装置41が画像形成装置本体10に装着された状態においては、それぞれ駆動波形V11、V12、V13、V21、V22、V23を与える本体側電源104と接続される。   In the present embodiment, each electrode 102 is connected to one of the contacts S11, S12, S13, S21, S22, and S23 on the developing device 41 side, and each of the contacts S11, S12, S13, S21, S22, and S23 is In a state where the developing device 41 is mounted on the image forming apparatus main body 10, it is connected to a main body side power source 104 that provides drive waveforms V11, V12, V13, V21, V22, and V23, respectively.

静電搬送ローラ42は、トナー粒子を像担持体21近傍まで移送し、また現像領域通過後の現像に寄与しなかったトナー粒子を回収するための搬送領域、像担持体21の潜像にトナー粒子を付着させてトナー像を形成するための現像領域とに分けられる。   The electrostatic transport roller 42 transports toner particles to the vicinity of the image carrier 21, and transports toner particles to the latent image of the image carrier 21 for transporting toner particles that have not contributed to development after passing through the development region. It is divided into a developing region for forming particles by adhering particles.

現像領域は、像担持体21に近接した領域のみに存在し、搬送領域は静電搬送ローラ42の周上、現像領域以外の全域に存在する。本発明では、トナー粒子が移相電界によって移動可能な領域を「静電搬送面」という。本実施形態の場合、静電搬送ローラ42の表面全体が静電搬送面である。   The development area exists only in the area close to the image carrier 21, and the conveyance area exists on the circumference of the electrostatic conveyance roller 42 and in the entire area other than the development area. In the present invention, an area in which toner particles can be moved by a phase-shift electric field is referred to as an “electrostatic transfer surface”. In this embodiment, the entire surface of the electrostatic transport roller 42 is an electrostatic transport surface.

搬送領域では電源104によって各電極102に駆動波形V11、V12、V13が印加され、現像領域では電源104によって各電極102に駆動波形V21、V22、V23が印加される。   In the transport region, the drive waveforms V11, V12, and V13 are applied to the electrodes 102 by the power source 104, and in the development region, the drive waveforms V21, V22, and V23 are applied to the electrodes 102 by the power source 104.

そこで、静電搬送ローラ42におけるトナーの静電搬送の原理について説明する。静電搬送ローラ42の複数の電極102に対してn相の駆動波形を印加することにより、複数の電極102によって移相電界(進行波電界)が発生し、静電搬送ローラ42上の帯電したトナー粒子は反発力及び/又は吸引力を受けて移送方向に移動する。   Therefore, the principle of electrostatic conveyance of toner by the electrostatic conveyance roller 42 will be described. By applying an n-phase driving waveform to the plurality of electrodes 102 of the electrostatic conveyance roller 42, a phase shift electric field (traveling wave electric field) is generated by the plurality of electrodes 102, and the electrostatic conveyance roller 42 is charged. The toner particles move in the transport direction in response to a repulsive force and / or suction force.

例えば、静電搬送ローラ42の複数の電極102に対して図4に示すように、グランドG(0V)と正の電圧+との間で変化するA相、B相、C相の3相のパルス状駆動波形を、タイミングをずらして印加する。このとき、図5に示すように、静電搬送ローラ42上に負帯電トナーTがあり、静電搬送ローラ42の連続した複数の電極102にそれぞれ「G」、「G」、「+」、「G」、「G」が印加された(同図(a))とすると、負帯電トナーTは「+」の電極102上に位置する。次のタイミングで複数の電極102にはそれぞれ「+」、「G」、「G」、「+」、「G」が印加され(同図(b))、負帯電トナーTには左側の「G」の電極102との間で反発力が、右側の「+」の電極102との間で吸引力がそれぞれ作用するので、負帯電トナーTは「+」の電極102側に移動する。さらに、次のタイミングで複数の電極102には、同図(c)に示すように、それぞれ「G」、「+」、「G」、「G」、「+」が印加され、負帯電トナーTには同様に反発力と吸引力がそれぞれ作用するので、負帯電トナーTは更に「+」の電極102側に移動する。   For example, as shown in FIG. 4 with respect to the plurality of electrodes 102 of the electrostatic conveyance roller 42, three phases of A phase, B phase, and C phase that change between the ground G (0 V) and the positive voltage + are obtained. A pulse-like drive waveform is applied at different timings. At this time, as shown in FIG. 5, the negatively charged toner T is present on the electrostatic transport roller 42, and “G”, “G”, “+”, Assuming that “G” and “G” are applied (FIG. 5A), the negatively charged toner T is positioned on the “+” electrode 102. At the next timing, “+”, “G”, “G”, “+”, and “G” are respectively applied to the plurality of electrodes 102 ((b) in the figure). Since a repulsive force acts between the “G” electrode 102 and an attractive force acts between the “+” electrode 102 on the right side, the negatively charged toner T moves to the “+” electrode 102 side. Further, as shown in FIG. 5C, “G”, “+”, “G”, “G”, and “+” are applied to the plurality of electrodes 102 at the next timing, respectively, and negatively charged toner Similarly, the repulsive force and the attractive force act on T, so the negatively charged toner T further moves to the “+” electrode 102 side.

このように複数の電極102に電圧の変化する複相の駆動波形を印加することで、静電搬送ローラ42上には進行波電界が発生し、負帯電トナーはこの進行波電界の進行方向に移動する。なお、正帯電トナーの場合には駆動波形の変化パターンを逆にすることで同様に同方向に移動する。   In this way, by applying a multi-phase driving waveform whose voltage changes to the plurality of electrodes 102, a traveling wave electric field is generated on the electrostatic conveyance roller 42, and the negatively charged toner moves in the traveling direction of the traveling wave electric field. Moving. In the case of positively charged toner, the drive waveform changes in the same direction by reversing the drive waveform change pattern.

ここで、本実施形態では、静電搬送ローラ42の搬送領域では、各電極102に対して、図6に示すように、各相の+100Vの印加時間taを繰り返し周期tfの1/3である約33%に設定した(これを「搬送電圧パターン」という。)3相の駆動波形(駆動パルス)V11、V12、V13を印加する。この駆動波形は搬送領域においてトナー粒子を高速搬送させるのに適した波形であることが、本出願人の研究から判明している。   Here, in this embodiment, in the transport region of the electrostatic transport roller 42, the application time ta of +100 V for each phase is 1/3 of the repetition period tf for each electrode 102 as shown in FIG. Three-phase drive waveforms (drive pulses) V11, V12, and V13, which are set to about 33% (this is referred to as “carrier voltage pattern”), are applied. It has been found from the applicant's research that this drive waveform is a waveform suitable for high-speed conveyance of toner particles in the conveyance region.

また、現像領域では、各電極102に対して、図7に示すように、各相の+100V又は0Vの印加時間taを繰り返し周期tfの2/3である約67%に設定した(これを「現像電圧パターン」という)3相の駆動波形(駆動パルス)V21、V22、V23を印加する。現像領域ではトナー粒子を積極的に像担持体に向かって打ち上げることが好ましく、図7の駆動波形はトナー粒子を打ち上げるのに適していることが本出願人の研究から判明している。   Further, in the development region, as shown in FIG. 7, for each electrode 102, the application time ta of + 100V or 0V of each phase is set to about 67%, which is 2/3 of the repetition period tf (this is referred to as “ Three-phase drive waveforms (drive pulses) V21, V22, and V23 are applied. In the development region, it is preferable that toner particles are positively launched toward the image carrier, and it has been found from the applicant's research that the drive waveform in FIG. 7 is suitable for launching toner particles.

なお、現像電圧パターンの駆動波形を印加した場合でも、0V電極のセンターに位置したトナー以外は、横方向への力も受けるため、すべてのトナーがいっせいに高く打ち上げられるというものではなく、水平方向に移動するトナーもあり、逆に、搬送電圧パターンの駆動波形を印加した場合でも、トナーの位置によっては、大きな角度で斜めに打ち上げられて水平に移動するよりも上昇距離の方が大きいものがある。   Even when a drive waveform of the development voltage pattern is applied, since the toner is also subjected to a lateral force other than the toner positioned at the center of the 0V electrode, not all the toners are launched at the same time, but move in the horizontal direction. Conversely, even when a drive waveform of a carrier voltage pattern is applied, depending on the position of the toner, there is a toner whose ascending distance is larger than that of being obliquely launched at a large angle and moving horizontally.

したがって、搬送領域において各電極102に印加する駆動波形パターンは前述した図6に示す搬送電圧パターンに限られるものではなく、また、現像領域12の各電極102に印加する駆動波形パターンも前述した図7に示す現像電圧パターンに限られるものではない。   Therefore, the drive waveform pattern applied to each electrode 102 in the transport region is not limited to the transport voltage pattern shown in FIG. 6 described above, and the drive waveform pattern applied to each electrode 102 in the development region 12 is also described above. The development voltage pattern shown in FIG.

ここまで駆動波形は3相の場合について説明したが、これをn相に一般化すると、次のようになる。すなわち、各電極に対してn相(nは3以上の整数)のパルス状電圧(駆動波形)を印加して進行波電界を発生させる場合、1相あたりの電圧印加時間が{繰り返し周期時間×(n−1)/n}未満となる電圧印加デューティとすることによって、搬送、現像の効率を上げることができる。例えば、3相の駆動波形を用いる場合には、各相の電圧印加時間taを繰り返し周期時間tfの2/3である約67%未満に設定し、4相の駆動波形を用いる場合には、各相の電圧印加時間を繰り返し周期時間の3/4である75%未満に設定することが好ましい。   Up to this point, the drive waveform has been described for the case of three phases. When this is generalized to the n phase, the drive waveform is as follows. That is, when an n-phase (n is an integer of 3 or more) pulsed voltage (driving waveform) is applied to each electrode to generate a traveling wave electric field, the voltage application time per phase {repetition period time × By setting the voltage application duty to be less than (n−1) / n}, it is possible to increase the efficiency of conveyance and development. For example, when a three-phase drive waveform is used, the voltage application time ta of each phase is set to less than about 67%, which is 2/3 of the repetitive cycle time tf, and when a four-phase drive waveform is used, It is preferable to set the voltage application time of each phase to less than 75%, which is 3/4 of the repetition cycle time.

他方、電圧印加デューティは、{繰り返し周期時間/n}以上に設定することが好ましい。例えば、3相の駆動波形を用いる場合には、各相の電圧印加時間taを繰り返し周期時間tfの1/3である約33%以上に設定することが好ましい。   On the other hand, the voltage application duty is preferably set to {repetition cycle time / n} or more. For example, when a three-phase driving waveform is used, it is preferable to set the voltage application time ta of each phase to about 33% or more, which is 1/3 of the repetition cycle time tf.

すなわち、注目電極に印加する電圧と進行方向上流側隣接電極及び下流側隣接電極に印加する各電圧との間には、上流側隣接電極が反発、下流側隣接電極が吸引という時間を設定することによって、効率を向上することができる。特に、駆動周波数が高い場合は、{繰り返し周期時間/n}以上で{繰り返し周期時間×(n−1)/n}未満の範囲内に設定することにより、注目電極上のトナーに対する初期速度が得られやすくなる。   That is, between the voltage applied to the target electrode and each voltage applied to the upstream adjacent electrode and the downstream adjacent electrode in the traveling direction, a time is set for the upstream adjacent electrode to repel and the downstream adjacent electrode to be sucked. The efficiency can be improved. In particular, when the driving frequency is high, the initial speed for the toner on the electrode of interest is set by setting it within the range of {repeat cycle time / n} or more and less than {repeat cycle time × (n−1) / n}. It becomes easy to obtain.

なお、上記の静電搬送部材の説明はベストモードと考えられるものを説明したのであるが、所望の搬送/現像性能が得られるのであれば、現像領域と搬送領域とで電極102間の間隔を異ならせて電界の方向を調整しても良いし、あるいは現像領域と搬送領域で電極の間隔および駆動波形を同一としても良い。   Note that the above description of the electrostatic transfer member has described what is considered to be the best mode. However, if the desired transfer / development performance can be obtained, the distance between the electrodes 102 in the development region and the transfer region is set to be the same. The direction of the electric field may be adjusted to be different, or the distance between the electrodes and the drive waveform may be the same in the development area and the conveyance area.

図2に戻って、現像装置41は、静電搬送ローラ42へトナー粒子を供給するための供給ローラ44を備え、供給ローラ45と静電搬送ローラ42との対向部分では磁気ブラシが形成されている。供給ローラ44の表面では、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂などの非磁性体を円筒形に形成してなる非磁性スリーブ44aが、図示しない回転駆動機構によって矢印方向(図2で時計回り方向)に回転されるようになっている。   Returning to FIG. 2, the developing device 41 includes a supply roller 44 for supplying toner particles to the electrostatic transport roller 42, and a magnetic brush is formed at a portion where the supply roller 45 and the electrostatic transport roller 42 face each other. Yes. On the surface of the supply roller 44, a nonmagnetic sleeve 44a formed of a nonmagnetic material such as aluminum, brass, stainless steel or conductive resin in a cylindrical shape is provided in the direction indicated by the arrow (clockwise in FIG. 2) by a rotation drive mechanism (not shown). ) To be rotated.

そして、この供給ローラ44の現像剤の搬送方向における現像領域の上流側部分には、現像剤チェーン穂の穂高さ、即ち、スリーブ44a上の現像剤量を規制するドクタブレード46を設けている。このドクタブレード46と供給ローラ44のスリーブ44aとの間隔であるドクタギャップは0.4mmに設定している。さらに、供給ローラ44の像担持体21とは反対側領域には、現像ケーシング47内の収容部43現像剤を攪拌しながら供給ローラ44へ汲み上げるための2つのスクリュー48を回転可能に設けている。   A doctor blade 46 for regulating the height of the developer chain spike, that is, the amount of developer on the sleeve 44a, is provided on the upstream side of the developing region in the developer transport direction of the supply roller 44. The doctor gap, which is the distance between the doctor blade 46 and the sleeve 44a of the supply roller 44, is set to 0.4 mm. Further, in the region opposite to the image carrier 21 of the supply roller 44, two screws 48 for pumping up the container 43 developer in the developing casing 47 to the supply roller 44 while being stirred are rotatably provided. .

供給ローラ44内には、図8に示すように、スリーブ44aの周表面に現像剤の穂立ちを生じるように磁界を形成する、複数の磁極(磁石)44cを備え磁石ローラ体(磁石ローラ)44bが固定状態で備えられている。この磁石ローラ体44bから発せられる法線方向磁力線に沿うように、現像剤のキャリアがスリーブ44a上にチェーン状に穂立ちを起こし、このチェーン状に穂立ちを生じたキャリアに帯電トナーが付着されて、磁気ブラシが構成される。この磁気ブラシはスリーブ44aの回転によってスリーブ44aと同方向に移送されることとなる。   As shown in FIG. 8, the supply roller 44 includes a plurality of magnetic poles (magnets) 44 c that form a magnetic field so as to cause developer spikes on the peripheral surface of the sleeve 44 a, and a magnet roller body (magnet roller). 44b is provided in a fixed state. The developer carrier rises in a chain shape on the sleeve 44a so as to follow the normal magnetic field lines emitted from the magnet roller body 44b, and the charged toner adheres to the carrier that has the chain shape. Thus, a magnetic brush is configured. The magnetic brush is transferred in the same direction as the sleeve 44a by the rotation of the sleeve 44a.

具体的には、図8に示すように、現像領域部分に現像剤の穂立ちを生じる現像主磁極P1、スリーブ44a上に現像剤を汲み上げるための磁極P4およびP5、汲み上げられた現像剤を供給領域まで搬送する磁極P6、供給後の領域で現像剤を搬送する磁極P2、剤離れ磁極P3を備えている。なお、ここでは、磁石ローラ体44bを6極の磁石によって構成しているが、8極や12極で構成してもよい。なお、図8において供給ローラ44表面に描かれた曲線は法線磁力パターンの概略を示すものであり、「N」、「S」の記号は各磁極の供給ローラ表面側の極性がそれぞれN極、S極であることを示している。   Specifically, as shown in FIG. 8, the main developing magnetic pole P1 that causes the rising of the developer in the developing region, the magnetic poles P4 and P5 for pumping the developer onto the sleeve 44a, and the pumped developer are supplied. A magnetic pole P6 for transporting to the region, a magnetic pole P2 for transporting the developer in the region after the supply, and a agent separating magnetic pole P3 are provided. Here, the magnet roller body 44b is configured by a 6-pole magnet, but may be configured by 8 or 12 poles. In FIG. 8, the curve drawn on the surface of the supply roller 44 shows the outline of the normal magnetic force pattern, and the symbols “N” and “S” indicate that the polarity of each magnetic pole on the surface of the supply roller is N poles, respectively. , S pole.

現像装置41の収容部43内には、図示しないが、トナー粒子及び磁性キャリアが格納されている。本発明を実施する上では、特にキャリア粒子及びトナー粒子を限定する必要はないが、本実施形態における態様の一例について説明する。   Although not shown, toner particles and a magnetic carrier are stored in the accommodating portion 43 of the developing device 41. In carrying out the present invention, it is not necessary to specifically limit the carrier particles and the toner particles, but an example of the aspect in the present embodiment will be described.

この例における、トナー粒子は、バインダー樹脂としてスチレン系又はアクリル系の重合性単量体を重合開始剤と共に水中に分散させた状態でラジカル重合させたものや、あるいはポリエステル系樹脂を水中に分散させ重付加反応により高分子化させたものを用い、これに着色剤、帯電制御剤などを加えて造粒することにより得られた、重量平均粒径約5μmの非磁性トナー粒子である。   In this example, the toner particles are radically polymerized with a styrene or acrylic polymerizable monomer dispersed in water together with a polymerization initiator as a binder resin, or a polyester resin is dispersed in water. Non-magnetic toner particles having a weight average particle diameter of about 5 μm obtained by granulating using a polymer obtained by polyaddition reaction and adding a colorant, a charge control agent and the like thereto.

また、磁性キャリアは、1キロエルステッドの磁界中における磁化量が30emu/cm以上、200emu/cm以下の範囲にあるキャリアが好ましい。磁化量が200emu/cm以下、好ましくは140emu/cm以下の低磁化であれば、隣り合う磁気ブラシの磁気的な相互作用が小さくなり、形成される磁気ブラシの穂が緻密に且つ短くなる。この結果、静電搬送ローラ42に対して均一なトナー粒子の供給を行なうができる。一方、磁性キャリアの磁化量が30emu/cm未満の場合には現像剤の搬送性能が劣る。したがって、磁性キャリアの磁化量は30emu/cm以上、好ましくは80emu/cm以上である。 The magnetic carrier is first magnetization amount of the magnetic field in kOe is 30 emu / cm 3 or more, the carrier in the range of 200 emu / cm 3 or less preferred. If the magnetization amount is 200 emu / cm 3 or less, preferably 140 emu / cm 3 or less, the magnetic interaction between adjacent magnetic brushes becomes small, and the ears of the formed magnetic brush become dense and short. . As a result, uniform toner particles can be supplied to the electrostatic transport roller 42. On the other hand, when the magnetization amount of the magnetic carrier is less than 30 emu / cm 3 , the developer transport performance is poor. Therefore, the magnetization of the magnetic carrier is 30 emu / cm 3 or more, preferably 80 emu / cm 3 or more.

この磁性キャリアとして、少なくともバインダー樹脂と、磁性金属酸化物及び非磁性金属酸化物とからなる重合法により生成された磁性体が分散されている樹脂磁性キャリアを用いる。具体的には、磁性金属酸化物としてはマグネタイト(Fe3)を用い、金属酸化物を分散させて結着させるバインダー樹脂としては、スチレン、アクリル酸エチルなどのビニル系モノマーを重合して得られる樹脂を用いる。磁性体がバインダー樹脂中に分散されているキャリアをそのまま用いてもよいが、これをキャリアコアとして用い、絶縁性樹脂をコート剤とし、キャリアコア表面に被覆してコート磁性キャリアとして用いるとよい。磁化量は、キャリアの磁気特性を理研電子(株)製の振動磁場型磁気特性自動記録装置にて、1キロエルステッドの外部磁場中に、円筒状の容器内にパッキングした磁性キャリアを置き、その際に測定して得た磁化の強さにキャリアの真比重を掛けることで算出できる。 As this magnetic carrier, a resin magnetic carrier in which a magnetic material produced by a polymerization method composed of at least a binder resin and a magnetic metal oxide and a nonmagnetic metal oxide is dispersed is used. Specifically, magnetite (Fe 3 O 4 ) is used as the magnetic metal oxide, and a vinyl monomer such as styrene or ethyl acrylate is polymerized as the binder resin for dispersing and binding the metal oxide. The resulting resin is used. A carrier in which a magnetic material is dispersed in a binder resin may be used as it is. However, it may be used as a carrier core, and an insulating resin may be used as a coating agent, and the carrier core surface may be used as a coated magnetic carrier. The amount of magnetization is determined by placing a magnetic carrier packed in a cylindrical container in an external magnetic field of 1 kilo-Oersted with an oscillating magnetic field type magnetic property automatic recording device manufactured by Riken Denshi Co., Ltd. It can be calculated by multiplying the true specific gravity of the carrier by the magnetization strength obtained by the measurement.

次に、このように構成した作像ユニット1の動作について説明する。
この画像形成装置は、複写機及びプリンタとして機能することができる複合機であり、複写機として機能するときには、スキャナから読み込まれた画像情報がA/D変換、MTF補正、階調処理等の種々の画像処理を施されて書込みデータに変換される。プリンタとして機能するときには、コンピュータ等から転送されるページ記述言語やビットマップ等の形式の画像情報に対して画像処理が施され書込みデータに変換される。
Next, the operation of the image forming unit 1 configured as described above will be described.
This image forming apparatus is a multifunction machine that can function as a copying machine and a printer. When the image forming apparatus functions as a copying machine, image information read from the scanner is subjected to various processes such as A / D conversion, MTF correction, and gradation processing. The image processing is performed and converted into write data. When functioning as a printer, image information in a format such as a page description language or a bitmap transferred from a computer or the like is subjected to image processing and converted into write data.

そして、画像形成に先駆けて、像担持体21は表面の移動速度が所定の速度となるように、図2の矢印方向すなわち反時計回り方向に回転を始める。また帯電ローラ31は像担持体21に対してつれまわり回転させられる。このとき帯電ローラ31の芯金32には帯電バイアス印加電源から−100Vの直流電圧および振幅1200V周波数2kHzの交流電圧が印加され、これにより像担持体21の表面が約−100Vに帯電させられる。   Prior to image formation, the image carrier 21 starts rotating in the direction of the arrow in FIG. 2, that is, in the counterclockwise direction so that the moving speed of the surface becomes a predetermined speed. The charging roller 31 is rotated with respect to the image carrier 21. At this time, a DC voltage of −100 V and an AC voltage with an amplitude of 1200 V and a frequency of 2 kHz are applied to the core metal 32 of the charging roller 31 from the charging bias application power source, whereby the surface of the image carrier 21 is charged to about −100 V.

帯電させられた像担持体21に対し、光書込み装置2は書込みデータに応じてレーザー光2aを照射して露光を行なう。すなわち、光照射によって画像部の電位を変化させることで光照射されなかった非画像部の電位との差を発生させ、この電位コントラストによる静電潜像を形成する。   The optical writing device 2 irradiates the charged image carrier 21 with a laser beam 2a in accordance with the writing data. That is, by changing the potential of the image portion by light irradiation, a difference from the potential of the non-image portion not irradiated with light is generated, and an electrostatic latent image is formed by this potential contrast.

光書込み装置2によって像担持体21上に形成された静電潜像は現像装置41によって現像され、画像部にトナー粒子が付着することによってトナー像として像担持体21上に可視化される。移相電界による現像ではトナー粒子が静電搬送ローラ42表面を跳びはねながら移動し、像担持体21に近接した際に画像部に吸着するように付着して現像が行なわれる。本実施形態では静電搬送ローラ42に−50V、供給ローラ44に−250Vの電圧が印加されることにより、供給ローラ45から静電搬送ローラ42、静電搬送ローラ42から像担持体21上の画像部へとトナー粒子を導く電界が形成される。   The electrostatic latent image formed on the image carrier 21 by the optical writing device 2 is developed by the developing device 41, and the toner particles adhere to the image portion to be visualized on the image carrier 21 as a toner image. In the development by the phase-shift electric field, the toner particles move while jumping off the surface of the electrostatic conveyance roller 42, and are attached so as to be attracted to the image portion when the toner particles approach the image carrier 21 for development. In this embodiment, a voltage of −50 V is applied to the electrostatic conveyance roller 42 and −250 V is applied to the supply roller 44, so that the electrostatic conveyance roller 42 is supplied from the supply roller 45 and the electrostatic conveyance roller 42 is applied to the image carrier 21. An electric field is formed that guides the toner particles to the image area.

像担持体21上に形成させられたトナー像が転写ローラ3Bと像担持体21との対向部である転写部に到達するのとタイミングを合わせて給紙装置5から転写材が搬送され、像担持体21上のトナー像は転写ローラ3Bに印加された電圧により転写材6へと転写される。トナー像が転写された転写材6は定着装置4によって定着処理され転写材6上にカラー画像が出力される。   The transfer material is transported from the sheet feeding device 5 in synchronization with the timing at which the toner image formed on the image carrier 21 reaches the transfer portion which is the opposite portion between the transfer roller 3B and the image carrier 21. The toner image on the carrier 21 is transferred to the transfer material 6 by the voltage applied to the transfer roller 3B. The transfer material 6 onto which the toner image has been transferred is fixed by the fixing device 4 and a color image is output on the transfer material 6.

一方、転写されずに像担持体21上に残留したトナー(転写残トナー)はクリーニング装置51によって清掃され、清掃後の像担持体21表面は次回の画像形成のために使用される。   On the other hand, the toner remaining on the image carrier 21 without being transferred (transfer residual toner) is cleaned by the cleaning device 51, and the surface of the image carrier 21 after cleaning is used for the next image formation.

そこで、この現像装置41における回収手段45の第1例について図9をも参照して説明する。
ここでは、静電搬送ローラ42の現像領域から供給ローラ44によってトナーが供給されるトナー供給領域までの範囲内に、バイアス電源452によってトナー粒子とは逆極性にバイアス電圧VB1を印加した、トナー粒子を静電的に吸着して回収する回収部材としての金属板451を配置している。
Accordingly, a first example of the collecting means 45 in the developing device 41 will be described with reference to FIG.
Here, toner particles in which a bias voltage VB1 is applied by a bias power source 452 to a polarity opposite to that of the toner particles within a range from the development area of the electrostatic conveyance roller 42 to the toner supply area to which the toner is supplied by the supply roller 44. A metal plate 451 is disposed as a recovery member that electrostatically attracts and recovers.

したがって、静電搬送ローラ42によって搬送されるトナー粒子の内、現像に寄与しなかったトナー粒子は、静電搬送ローラ42の現像領域を通過した後、バイアス電圧VB1を印加された金属板451に静電的に吸着され、静電搬送ローラ42から分離される。この金属板451に印加するバイアス電圧VB1は、静電搬送ローラ42に印加するバイアス電圧に対して逆極性に印加する。   Accordingly, toner particles that have not contributed to development among the toner particles conveyed by the electrostatic conveyance roller 42 pass through the development region of the electrostatic conveyance roller 42 and then are applied to the metal plate 451 to which the bias voltage VB1 is applied. It is electrostatically attracted and separated from the electrostatic transport roller 42. The bias voltage VB1 applied to the metal plate 451 is applied with a reverse polarity to the bias voltage applied to the electrostatic transport roller.

本実施形態では、金属板451に対して0V〜+100Vの範囲内でバイアス電圧VBを印加している。金属板451は、静電搬送ローラ42に対してわずかに離間させて設置している。金属板451と静電搬送ローラ42の間隙は、50〜1000μm、好ましくは150〜400μmでトナー粒子が移相電界によって移動する際にホッピングする高さより小さい方が好ましい。この例では、おおよそ400μm程度離して設置している。   In the present embodiment, the bias voltage VB is applied to the metal plate 451 within the range of 0V to + 100V. The metal plate 451 is installed slightly spaced from the electrostatic transport roller 42. The gap between the metal plate 451 and the electrostatic transport roller 42 is 50 to 1000 μm, preferably 150 to 400 μm, and is preferably smaller than the height at which the toner particles hop when moved by the phase-shifting electric field. In this example, they are installed approximately 400 μm apart.

そして、金属板451に吸着されトナー粒子は、静電搬送ローラ42でトナー搬送を行わないタイミングで、吸着時のバイアス電圧VB1と逆極性の電圧を印加して金属板451から静電的に反発させるか、若しくは、アースにより電荷の除去を行って金属板451から重力により落下させ、現像装置41のケーシング47内に回収する。   The toner particles adsorbed on the metal plate 451 are electrostatically repelled from the metal plate 451 by applying a voltage having a polarity opposite to the bias voltage VB1 at the time of adsorption at a timing when the toner is not conveyed by the electrostatic conveyance roller 42. Alternatively, the charge is removed by grounding and dropped from the metal plate 451 by gravity and collected in the casing 47 of the developing device 41.

この場合、金属板451はトナー粒子が落下しやすいように垂直方向に角度をつけて傾斜して取り付けている。このとき、金属板451からトナー粒子を分離落下させやすくするために、圧電素子などの振動手段453を設けて、超音波振動や高周波振動等で金属板451を加振させることもできる。   In this case, the metal plate 451 is attached with an inclination in the vertical direction so that the toner particles can easily fall. At this time, in order to make it easy to separate and drop the toner particles from the metal plate 451, a vibration means 453 such as a piezoelectric element can be provided to vibrate the metal plate 451 by ultrasonic vibration or high-frequency vibration.

このようにして金属板451から落下して回収されたトナー粒子は、再び供給ローラ44の現像剤に捕獲され供給領域に運ばれて、静電搬送ローラ42に供給される。   The toner particles dropped and recovered from the metal plate 451 in this manner are again captured by the developer on the supply roller 44 and are transported to the supply region, where they are supplied to the electrostatic transport roller 42.

このように、回収手段として、現像に供されなかった粉体が再び現像領域に到達する前にバイアスが印加されることで粉体を回収する回収部材を備えていることで、静電搬送部材よる像担持体への現像後に静電搬送面からトナー粒子を回収することができるため、静電搬送面に残留するトナーによる搬送ムラが解消され、トナー供給を均一にすることができて、画像品質を向上できる。   As described above, the electrostatic conveying member is provided as a collecting unit including a collecting member that collects the powder by applying a bias before the powder that has not been developed again reaches the developing region. Since toner particles can be collected from the electrostatic conveyance surface after development on the image carrier, uneven conveyance due to toner remaining on the electrostatic conveyance surface is eliminated, and toner supply can be made uniform. Quality can be improved.

この場合、回収手段の回収部材は静電搬送部材の静電搬送面に対して非接触であるので、静電搬送面から単純な構成により静電的にトナー粒子を分離回収することができるとともに、小型化を図れる。さらに。回収手段は、回収部材に回収された粉体を回収手段から分離する分離手段を有していることで、確実に回収部材からトナー粒子を分離回収することができる。   In this case, since the recovery member of the recovery means is not in contact with the electrostatic transfer surface of the electrostatic transfer member, the toner particles can be electrostatically separated and recovered from the electrostatic transfer surface with a simple configuration. And downsizing. further. The collecting means has a separating means for separating the powder collected by the collecting member from the collecting means, so that the toner particles can be reliably separated and collected from the collecting member.

次に、現像装置41における回収手段45の第2例について図10をも参照して説明する。
ここでは、静電搬送ローラ42の現像領域からトナー供給領域までの範囲内に、バイアス電源452によってトナー粒子とは逆極性にバイアス電圧VB1を印加した、トナー粒子を静電的吸着して回収部材としての静電ローラを構成する金属ローラ455を配置している。
Next, a second example of the collecting means 45 in the developing device 41 will be described with reference to FIG.
Here, within the range from the development area to the toner supply area of the electrostatic transport roller 42, the bias voltage VB1 is applied by the bias power source 452 to the opposite polarity to the toner particles, and the toner particles are electrostatically adsorbed and collected. A metal roller 455 constituting an electrostatic roller is disposed.

したがって、静電搬送ローラ42によって搬送されるトナー粒子の内、現像に寄与しなかったトナー粒子は、静電搬送ローラ42の現像領域を通過した後、バイアス電圧VB1を印加された金属ローラ455に静電的に吸着され、静電搬送ローラ42から分離される。この金属ローラ455に印加するバイアス電圧VB1は、静電搬送ローラ42に印加するバイアス電圧に対して逆極性に印加する。   Accordingly, toner particles that have not contributed to development among the toner particles conveyed by the electrostatic conveyance roller 42 pass through the development region of the electrostatic conveyance roller 42 and then are applied to the metal roller 455 to which the bias voltage VB1 is applied. It is electrostatically attracted and separated from the electrostatic transport roller 42. The bias voltage VB1 applied to the metal roller 455 is applied with a reverse polarity to the bias voltage applied to the electrostatic transport roller.

本実施形態では、金属ローラ455に対して0V〜+100Vの範囲内でバイアス電圧VBを印加している。静電ローラ455は、静電搬送ローラ42に対してわずかに離間させて設置している。金属ローラ455と静電搬送ローラ42の間隙は、50〜1000μm、好ましくは150〜400μmでトナー粒子が移相電界によって移動する際にホッピングする高さより小さい方が好ましい。この例では、おおよそ400μm程度離して設置している。   In the present embodiment, the bias voltage VB is applied to the metal roller 455 within the range of 0V to + 100V. The electrostatic roller 455 is installed slightly separated from the electrostatic transport roller 42. The gap between the metal roller 455 and the electrostatic transport roller 42 is 50 to 1000 μm, preferably 150 to 400 μm, and is preferably smaller than the height at which the toner particles hop when moved by the phase-shifting electric field. In this example, they are installed approximately 400 μm apart.

金属ローラ455に吸着したトナー粒子は、金属ローラ455を回転させることによりローラ表面に接触させたブレード456によって掻き取られ重力により現像装置41のケーシング47内に回収される。金属ローラ455の回転方向は特に限定しないが静電搬送ローラ42のトナー搬送方向と同じ方向が好ましい。   The toner particles adsorbed on the metal roller 455 are scraped off by the blade 456 brought into contact with the roller surface by rotating the metal roller 455 and are collected in the casing 47 of the developing device 41 by gravity. Although the rotation direction of the metal roller 455 is not particularly limited, the same direction as the toner conveyance direction of the electrostatic conveyance roller 42 is preferable.

このようにして金属ローラ455から落下して回収されたトナー粒子は、再び供給ローラ44の現像剤に捕獲され供給領域に運ばれて、静電搬送ローラ42に供給される。   The toner particles dropped and collected from the metal roller 455 in this way are captured again by the developer on the supply roller 44 and are transported to the supply region, where they are supplied to the electrostatic transport roller 42.

このように、回収手段の回収部材を静電搬送面に非接触なバイアスを印加した静電ローラで構成することによって、静電搬送部材よる像担持体への現像後に静電搬送面からトナー粒子を回収することができるため、静電搬送面に残留するトナーによる搬送ムラが解消され、トナー供給を均一にすることができて、画像品質を向上できる。   In this way, by configuring the recovery member of the recovery means with an electrostatic roller to which a bias that is not in contact with the electrostatic transfer surface is applied, toner particles from the electrostatic transfer surface after development on the image carrier by the electrostatic transfer member Therefore, unevenness in transport due to the toner remaining on the electrostatic transport surface is eliminated, toner supply can be made uniform, and image quality can be improved.

次に、現像装置41の回収手段45の第3例について図11を参照して説明する。
ここでは、静電搬送ローラ42の現像領域からトナー供給領域までの範囲に、外周面に細い繊維を植えたブラシ457aを有する回収部材を構成する回転体としてのブラシローラ457を設置している。ブラシローラ457を高速回転させて摩擦帯電させるか、若しくは、図に示すように、トナー粒子とは逆極性にバイアス電圧VB1を印加してブラシ457aの毛先にトナーを付着させ、機械的にトナーを除去する。なお、ブラシローラ457に印加するバイアス電圧VB1は静電搬送ローラ42に印加したバイアス電圧に対して逆極性に印加する。ここでは、ブラシローラ457には0V〜+100Vの範囲内でバイアス電圧VB1を印加している。
Next, a third example of the collecting means 45 of the developing device 41 will be described with reference to FIG.
Here, a brush roller 457 serving as a rotating member that constitutes a recovery member having a brush 457a in which fine fibers are planted on the outer peripheral surface is installed in a range from the developing region to the toner supply region of the electrostatic transport roller 42. The brush roller 457 is rotated at a high speed to be frictionally charged, or as shown in the figure, a bias voltage VB1 is applied in a polarity opposite to that of the toner particles to attach the toner to the hair tips of the brush 457a, and mechanically the toner Remove. The bias voltage VB1 applied to the brush roller 457 is applied with a reverse polarity to the bias voltage applied to the electrostatic transport roller. Here, the bias voltage VB1 is applied to the brush roller 457 within the range of 0V to + 100V.

また、ブラシローラ457のブラシ457a先端に接触するフリッカバー458を設けている。ブラシローラ457のブラシ457aの毛先に付着したトナー粒子は、ブラシローラ457を回転させることによりブラシ先端に接触させたこのフリッカバー458に衝突して離脱する。フリッカバー458の代わりに、バイアスローラをブラシ先端に接触させ静電的に回収するようにすることもできる。   Further, a flip cover 458 that contacts the tip of the brush 457 a of the brush roller 457 is provided. The toner particles adhering to the bristles of the brush 457a of the brush roller 457 collide with the flip cover 458 brought into contact with the tip of the brush by rotating the brush roller 457 and are detached. Instead of the flip cover 458, a bias roller may be brought into contact with the brush tip to electrostatically collect.

このフリッカバー458によって掻き落とされたトナーは現像装置41のケーシング47内に回収される。ブラシローラ457の回転方向は特に限定されないが静電搬送ローラ42のトナー搬送方向と逆方向が好ましい。   The toner scraped off by the flip cover 458 is collected in the casing 47 of the developing device 41. Although the rotation direction of the brush roller 457 is not particularly limited, the direction opposite to the toner conveyance direction of the electrostatic conveyance roller 42 is preferable.

このようにしてブラシローラ457から落下して回収されたトナー粒子は、再び供給ローラ44の現像剤に捕獲され供給領域に運ばれて、静電搬送ローラ42に供給される。   The toner particles dropped and collected from the brush roller 457 in this manner are again captured by the developer on the supply roller 44 and are transported to the supply region, where they are supplied to the electrostatic transport roller 42.

このように、回収部材として静電搬送面に接触させた回転する回転体を備えることによって、静電搬送面から容易に力学的にトナー粒子を分離して回収することができる。   As described above, by providing the rotating member that rotates in contact with the electrostatic transport surface as the recovery member, the toner particles can be easily and mechanically separated and recovered from the electrostatic transport surface.

次に、現像装置41の回収手段45の第4例について図12を参照して説明する。
ここでは、静電搬送ローラ42の現像領域からトナー供給領域までの範囲に、スリーブに内包したマグネットの磁力線によって磁性体キャリア粒子でブラシを形成した回転する回収部材である磁気ブラシローラ461を設けている。この磁気ブラシローラ461に対するキャリア粒子は、供給ローラ44で使用されるキャリアと兼用で、供給ローラ44との近接部より供給される。磁気ブラシローラ461のスリーブには図示しないバイアス電源によってトナーに対して逆極性を有するバイアス電圧を印加している。
Next, a fourth example of the collecting means 45 of the developing device 41 will be described with reference to FIG.
Here, a magnetic brush roller 461 which is a rotating recovery member in which a brush is formed with magnetic carrier particles by a magnetic force line of a magnet included in a sleeve is provided in a range from the developing area to the toner supply area of the electrostatic conveyance roller 42. Yes. The carrier particles for the magnetic brush roller 461 are supplied from a portion adjacent to the supply roller 44 and also used as the carrier used by the supply roller 44. A bias voltage having a reverse polarity to the toner is applied to the sleeve of the magnetic brush roller 461 by a bias power source (not shown).

また、磁気ブラシローラ461の穂先は、静電搬送ローラ42の表面に均一に当たるようにドクタブレード462で規制している。さらに、磁気ブラシローラ461の磁気ブラシからトナーを分離して回収する図示しないバイアス電源からバイアス電圧を印加した回収ローラ463を設けている。   Further, the tip of the magnetic brush roller 461 is regulated by the doctor blade 462 so as to uniformly contact the surface of the electrostatic transport roller 42. Further, a collection roller 463 to which a bias voltage is applied from a bias power source (not shown) that separates and collects toner from the magnetic brush of the magnetic brush roller 461 is provided.

これにより、現像に寄与しなかったトナー粒子は、静電搬送ローラ42の現像領域を通過して磁気ブラシローラ461のキャリア粒子に捕捉され、さらにバイアス電圧が印加された回収ローラ462で捕集され、現像装置41のケーシング47内に回収される。   As a result, the toner particles that have not contributed to the development pass through the development region of the electrostatic transport roller 42 and are captured by the carrier particles of the magnetic brush roller 461, and further collected by the recovery roller 462 to which a bias voltage is applied. Then, it is collected in the casing 47 of the developing device 41.

このようにして磁気ブラシローラ461で回収されたトナー粒子は、再び供給ローラ44の現像剤に捕獲され供給領域に運ばれて、静電搬送ローラ42に供給される。   The toner particles collected by the magnetic brush roller 461 in this manner are again captured by the developer of the supply roller 44 and are transported to the supply region and supplied to the electrostatic transport roller 42.

このように、回収手段の回収部材として磁性体キャリア粒子でブラシを形成した静電搬送面に対向して回転する磁気ブラシローラを備えることにより、静電搬送面から静電的にトナー粒子を回収することができる。   As described above, the toner particles are electrostatically collected from the electrostatic conveyance surface by including the magnetic brush roller that rotates opposite to the electrostatic conveyance surface in which the brush is formed of the magnetic carrier particles as the collection member of the collection unit. can do.

なお、上記第2例ないし第4例における金属ローラ455、ブラシローラ457、磁気ブラシローラ461の回転速度は、静電搬送ローラ42の表面と接触又は近接確率が高いほどトナーの捕獲が多くなるため、静電搬送ローラ42のトナー搬送速度より周速を速く設定することで、効率的にトナーを回収することができる。   The rotational speeds of the metal roller 455, the brush roller 457, and the magnetic brush roller 461 in the second to fourth examples are more likely to capture toner as the contact or proximity probability with the surface of the electrostatic transport roller 42 increases. By setting the peripheral speed faster than the toner conveyance speed of the electrostatic conveyance roller 42, the toner can be efficiently collected.

次に、この現像装置41の回収手段45の第5例について図13を参照して説明する。
ここでは、静電搬送ローラ42の現像領域からトナー供給領域までの範囲内に、静電搬送ローラ42と同じようにトナー粒子を移動させる電界を発生するための複数の電極を有する回収手段としての回収用静電搬送基板471を、静電搬送ローラ42と対向させて設けている。
Next, a fifth example of the collecting means 45 of the developing device 41 will be described with reference to FIG.
Here, as a collecting means having a plurality of electrodes for generating an electric field for moving toner particles within the range from the development area to the toner supply area of the electrostatic conveyance roller 42, similar to the electrostatic conveyance roller 42. A collection electrostatic transfer substrate 471 is provided to face the electrostatic transfer roller 42.

静電搬送ローラ42の搬送パルス(駆動パルス)の平均値が−100Vであれば、回収用静電搬送基板471の搬送パルスの平均値を0Vにして静電搬送ローラ42から回収用静電搬送基板461にトナーを移動させる。現像に寄与しなかったトナー粒子は、静電搬送ローラ42の現像領域を通過して対向する回収用静電搬送基板461の移相電界に捕捉され、回収用静電搬送基板461により搬送され、現像装置41のケーシング47内に回収される。なお、静電搬送ローラ42と回収用静電搬送基板104の移相電界のパルスは同期している。   If the average value of the transport pulse (drive pulse) of the electrostatic transport roller 42 is −100V, the average value of the transport pulse of the recovery electrostatic transport substrate 471 is set to 0V and the electrostatic transport for recovery from the electrostatic transport roller 42. The toner is moved to the substrate 461. The toner particles that have not contributed to the development are captured by the phase-shift electric field of the recovery electrostatic transfer substrate 461 that passes through the development region of the electrostatic transfer roller 42 and are transported by the recovery electrostatic transfer substrate 461. It is collected in the casing 47 of the developing device 41. Note that the pulses of the phase-shift electric field of the electrostatic transfer roller 42 and the recovery electrostatic transfer substrate 104 are synchronized.

このようにして回収用静電搬送基板471より回収されたトナー粒子は、再び供給ローラ44の現像剤に捕獲され供給領域に運ばれて、静電搬送ローラ42に供給される。   The toner particles recovered from the recovery electrostatic transport substrate 471 in this manner are again captured by the developer on the supply roller 44 and are transported to the supply region, where they are supplied to the electrostatic transport roller 42.

このように、静電搬送面から対向する静電搬送部材にトナー粒子を移動させて回収することによって、回収手段の小型化を図れる。   As described above, the recovery means can be reduced in size by moving the toner particles from the electrostatic transfer surface to the opposite electrostatic transfer member for recovery.

次に、現像装置41の回収手段45の第6例について図14を参照して説明する。
ここでは、静電搬送ローラ42の現像領域からトナー供給領域までの範囲に、エンドレス状の静電搬送ローラ42に内包したマグネットローラ(マグローラ)473の磁力線により、静電搬送ローラ42の外周面に磁性体キャリア粒子でブラシを形成してなる回収手段としての磁気穂472が形成されるようにしている。キャリア粒子は、供給ローラ44で使用されるキャリアと兼用で、供給ローラ44との近接部より供給される。
Next, a sixth example of the collecting means 45 of the developing device 41 will be described with reference to FIG.
Here, in the range from the development area of the electrostatic conveyance roller 42 to the toner supply area, the magnetic force lines of the magnet roller (mag roller) 473 included in the endless electrostatic conveyance roller 42 cause the outer circumferential surface of the electrostatic conveyance roller 42 to move. A magnetic spike 472 is formed as a collecting means formed by forming a brush with magnetic carrier particles. The carrier particles are also used as a carrier used in the supply roller 44 and are supplied from a portion adjacent to the supply roller 44.

これにより、現像に寄与しなかったトナー粒子は、静電搬送ローラ42の現像領域を通過して静電搬送ローラ42表面上の磁気穂472のキャリア粒子に捕捉される。静電搬送ローラ42に内包したマグローラが反時計方向に回転することで静電搬送ローラ42表面上の磁力がなくなりキャリア粒子に捕捉されたトナー粒子とともに落下して現像装置41のケーシング47内に回収される。   As a result, the toner particles that have not contributed to the development pass through the development region of the electrostatic transport roller 42 and are captured by the carrier particles of the magnetic spike 472 on the surface of the electrostatic transport roller 42. The magnetic roller contained in the electrostatic transport roller 42 rotates counterclockwise so that the magnetic force on the surface of the electrostatic transport roller 42 disappears and falls together with the toner particles captured by the carrier particles and is collected in the casing 47 of the developing device 41. Is done.

このようにして回収されたトナー粒子は、再び供給ローラ44の現像剤に捕獲され供給領域に運ばれて、静電搬送ローラ42に供給される。   The toner particles collected in this way are captured again by the developer on the supply roller 44 and are transported to the supply region, where they are supplied to the electrostatic transport roller 42.

このように、静電搬送面の裏側に設置したマグネットローラにより静電搬送面側に磁性体キャリア粒子で形成したブラシを回収手段とすることによって、静電搬送面から力学的にトナー粒子を分離して回収することができ、回収手段を静電搬送部材に内包することができて小型化を図れる。   In this way, the toner particles are separated mechanically from the electrostatic transfer surface by using the magnet roller installed on the back side of the electrostatic transfer surface as a collecting means with the brush formed of the magnetic carrier particles on the electrostatic transfer surface side. Thus, the collecting means can be included in the electrostatic conveyance member, and the size can be reduced.

次に、現像装置41の回収手段45の第7例について図15を参照して説明する。
ここでは、静電搬送ローラ42の現像領域からトナー供給領域までの範囲に、回収手段としての吸引ノズル474を静電搬送ローラ42に対向させて設けている。吸引ノズル474の開口部と静電搬送ローラ42の表面との間隙は、好ましくは150〜400μmでトナー粒子が移相電界によって移動する際にホッピングする高さ程度が好ましい。この例では、おおよそ500μm程度離している。
Next, a seventh example of the collecting means 45 of the developing device 41 will be described with reference to FIG.
Here, a suction nozzle 474 as a collecting means is provided in the range from the development area to the toner supply area of the electrostatic conveyance roller 42 so as to face the electrostatic conveyance roller 42. The gap between the opening of the suction nozzle 474 and the surface of the electrostatic transport roller 42 is preferably 150 to 400 μm, and is preferably about the height at which the toner particles hop when moved by the phase-shifting electric field. In this example, the distance is approximately 500 μm.

また、搬送されるトナーが吸引ノズルを通過しないように吸引ノズル474の開口部の片端にはシール部材475を設け、トナーをせき止め、吸引しやすくしている。さらに、吸引ノズル474にはダクト477を介して吸引ポンプ476を接続し、吸引ポンプ476からダクト478の排出口478aを介して現像装置41のケーシング47内に吸引したトナーを排出するようにしている。吸引ポンプ476は、ダイアフラムポンプやモーノポンプなどトナーのような粉体を搬送できるポンプを使用している。吸引ノズル474の開口部での流速はトナー搬送速度以上であることが好ましく、この例では、トナー搬送速度1m/secに対して吸引ノズル流速を2m/secに設定している。   Further, a seal member 475 is provided at one end of the opening of the suction nozzle 474 so that the toner to be conveyed does not pass through the suction nozzle, so that the toner is damped and easily sucked. Further, a suction pump 476 is connected to the suction nozzle 474 through a duct 477, and the toner sucked into the casing 47 of the developing device 41 is discharged from the suction pump 476 through the discharge port 478a of the duct 478. . The suction pump 476 uses a pump capable of conveying powder such as toner, such as a diaphragm pump or a Mono pump. The flow velocity at the opening of the suction nozzle 474 is preferably equal to or higher than the toner conveyance speed. In this example, the suction nozzle flow velocity is set to 2 m / sec with respect to the toner conveyance speed of 1 m / sec.

これにより、現像に寄与しなかったトナー粒子は、静電搬送ローラ42の現像領域を通過して対向する吸引ノズル474により吸引され、吸引ポンプ476によりダクト477、478内を搬送されて、収容部(攪拌部)43側に回収される。攪拌部43に回収されたトナー粒子は現像剤とともに攪拌され、供給ローラ44に供給される。   As a result, the toner particles that have not contributed to the development pass through the development area of the electrostatic transport roller 42 and are sucked by the opposing suction nozzle 474 and are transported through the ducts 477 and 478 by the suction pump 476 to be stored in the storage portion. (Stirring unit) Collected on the 43 side. The toner particles collected in the stirring unit 43 are stirred together with the developer and supplied to the supply roller 44.

このように、回収手段として静電搬送面に近接してトナー粒子を吸引するためのノズルを設けることによって、静電搬送面から非接触でトナー粒子を分離して任意の場所に回収することが容易にできる。   Thus, by providing a nozzle for sucking toner particles in the vicinity of the electrostatic conveyance surface as a collecting means, the toner particles can be separated from the electrostatic conveyance surface in a non-contact manner and collected at an arbitrary location. Easy to do.

次に、図16を参照して本発明の第2実施形態について説明する。なお、図16は本発明の第2実施形態に係る本発明に係る現像装置を備えたカラー画像を形成可能な画像形成装置の一例を示す構成図である。なお、第1実施形態で説明した各作像要素と同じ機能を果たす要素については同じ符号を付して表わし、特に必要がない限り構成に関する説明は省略する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a block diagram showing an example of an image forming apparatus capable of forming a color image provided with the developing device according to the second embodiment of the present invention. Note that elements having the same functions as the image forming elements described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description of the configuration is omitted unless particularly necessary.

この画像形成装置では、負帯電の有機感光体をベルト形状に構成したベルト状像担持体61を備え、このベルト状像担持体61は、駆動ローラ62、従動ローラ63及び転写対向ローラ64間に架け渡され、図示しない回転駆動機構によって矢印方向に周回移動される。   The image forming apparatus includes a belt-like image carrier 61 in which a negatively charged organic photoconductor is configured in a belt shape. The belt-like image carrier 61 is interposed between a driving roller 62, a driven roller 63, and a transfer counter roller 64. It is bridged and moved around in the direction of the arrow by a rotary drive mechanism (not shown).

このベルト状像担持体61には、ベルト状像担持体61を帯電させる帯電装置65K、65M、65C、65Yと、ベルト状像担持体61上の静電潜像を現像する本発明に係る現像装置である現像カートリッジ66K、66M、66C、66Yとが、それぞれ各色ごとに対向しており、像担持体21の移動にしたがって順次トナー像を像担持体61上に重ねていくように構成されている(1パスカラー)。   The belt-like image carrier 61 includes charging devices 65K, 65M, 65C, and 65Y for charging the belt-like image carrier 61, and development according to the present invention for developing an electrostatic latent image on the belt-like image carrier 61. The developing cartridges 66K, 66M, 66C, and 66Y, which are apparatuses, face each color, and are configured to sequentially superimpose toner images on the image carrier 61 as the image carrier 21 moves. Yes (1 pass color).

また、現像カートリッジ66K、66M、66C、66Yの静電搬送ローラ42にベルト状像担持体61を挟んで対向する位置に対向ローラ67K、67M、67C、67Yを配置している。さらに、転写対向ローラ64にベルト状像担持体61を挟んで対向する位置に転写ローラ68を配置している。   Further, opposed rollers 67K, 67M, 67C, and 67Y are arranged at positions facing the electrostatic conveyance rollers 42 of the developing cartridges 66K, 66M, 66C, and 66Y with the belt-shaped image carrier 61 interposed therebetween. Further, a transfer roller 68 is disposed at a position facing the transfer counter roller 64 with the belt-shaped image carrier 61 interposed therebetween.

この画像形成装置においては、画像形成時には、給紙装置5から送られた転写材6が像担持体61と転写ローラ68との接触部へと搬送され、当該接触部において像担持体61上に形成されたフルカラー画像が転写ローラ68に印加された電圧によって転写材6上に転写される。その後、転写材6は定着装置4に到達すると、転写材6上のトナー像は加熱ローラ4a及び加圧ローラ4bに挟まれつつ加熱されることで転写材6上に定着させられ、転写材6上にフルカラーの可視像が形成される。   In this image forming apparatus, at the time of image formation, the transfer material 6 sent from the sheet feeding device 5 is conveyed to a contact portion between the image carrier 61 and the transfer roller 68, and is placed on the image carrier 61 at the contact portion. The formed full color image is transferred onto the transfer material 6 by the voltage applied to the transfer roller 68. Thereafter, when the transfer material 6 reaches the fixing device 4, the toner image on the transfer material 6 is heated while being sandwiched between the heating roller 4 a and the pressure roller 4 b to be fixed on the transfer material 6. A full color visible image is formed on top.

ここで、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローのトナー像を現像するための現像カートリッジ66K、66M、66C、66Yは、図17に示すように、像担持体61が装置本体10から開放退避することで、開放された空間から着脱可能となっており、ユーザーによる交換が可能となっている。   Here, the developing cartridges 66K, 66M, 66C, and 66Y for developing the black, magenta, cyan, and yellow toner images are opened and retracted from the apparatus main body 10 as shown in FIG. It is removable from the open space and can be replaced by the user.

次に、この画像形成装置における帯電及び現像の各部について図18を参照して説明する。なお、現像カートリッジ66については前述した第1実施形態と同じ部分には同じ符号を付して説明を簡単にする。
帯電装置65は像担持体61の表面を一様帯電させるためのものであり、本実施形態ではコロナ帯電方式を採用している。コロナ帯電のように非接触の帯電手段を用いれば、上流側の現像カートリッジ66によって形成されたトナー像を乱すことなく像担持体61を帯電させることができる。
Next, each part of charging and developing in this image forming apparatus will be described with reference to FIG. For the developing cartridge 66, the same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description will be simplified.
The charging device 65 is for uniformly charging the surface of the image carrier 61. In this embodiment, a corona charging method is adopted. If non-contact charging means such as corona charging is used, the image carrier 61 can be charged without disturbing the toner image formed by the upstream developing cartridge 66.

現像カートリッジ66は、本発明に係る現像装置であり、多少の形状の変更はあるが上記第1実施形態で説明した現像装置41と同じである。   The developing cartridge 66 is a developing device according to the present invention, and is the same as the developing device 41 described in the first embodiment, although the shape is slightly changed.

そこで、像担持体61上にトナー像を形成させる動作について説明する。
先ず、帯電装置65によって像担持体61表面が一様に帯電させられる。すでに像担持体61上にトナー像が形成されている場合でも、トナー像を含め像担持体61の表面が一様帯電させられる。次いで、光書込み装置2から画像情報に応じた光ビームが照射される。光ビームは帯電装置65と現像カートリッジ66の間を通過するため、すでに一様帯電させられた像担持体61に対して光ビームが照射されることとなり、負帯電性の感光体である像担持体61の表面では画像部に対応する領域が除電されて潜像が形成される。
An operation for forming a toner image on the image carrier 61 will be described.
First, the surface of the image carrier 61 is uniformly charged by the charging device 65. Even when a toner image is already formed on the image carrier 61, the surface of the image carrier 61 including the toner image is uniformly charged. Next, a light beam corresponding to the image information is emitted from the optical writing device 2. Since the light beam passes between the charging device 65 and the developing cartridge 66, the light beam is applied to the image carrier 61 that has already been uniformly charged, and the image carrier, which is a negatively chargeable photoconductor. On the surface of the body 61, a region corresponding to the image portion is neutralized to form a latent image.

現像カートリッジ66は第1実施形態と同様に像担持体61上に形成された潜像の画像部にトナー粒子を付着させ、潜像をトナー像として可視化する。以上の帯電、光ビーム照射、現像の工程が前述のように各現像カートリッジとの対向部において繰り返され、像担持体61上に4色のトナー像が重ねられたフルカラー画像が形成される。   As in the first embodiment, the developing cartridge 66 attaches toner particles to the image portion of the latent image formed on the image carrier 61 and visualizes the latent image as a toner image. The charging, light beam irradiation, and development processes described above are repeated at the portion facing each developing cartridge as described above, and a full color image in which four color toner images are superimposed on the image carrier 61 is formed.

なお、本実施形態の画像形成装置では像担持体61表面の転写残トナー粒子を回収するためのクリーニング部材は設けていない。転写残トナー粒子は像担持体61表面に残留したままとなるが、4つの帯電装置65によって帯電され、やがて転写材に転写されて像担持体61上から除去される。転写残トナー粒子が転写材に転写されると多少の画像の乱れが生じるが、わずかの乱れであれば視覚的に認識されない。   Note that the image forming apparatus according to the present embodiment does not include a cleaning member for collecting the transfer residual toner particles on the surface of the image carrier 61. The transfer residual toner particles remain on the surface of the image carrier 61, but are charged by the four charging devices 65 and eventually transferred to a transfer material and removed from the image carrier 61. When the transfer residual toner particles are transferred to the transfer material, some image disturbance occurs, but if the transfer residual toner particles are slightly disturbed, they are not visually recognized.

そこで、現像カートリッジ66に備える回収手段の第1例について図18を参照して説明する。
ここでは、現像装置66は、静電搬送ローラ42へトナー粒子を供給するための供給ローラ44が配置されており、供給ローラ44と静電搬送ローラ42との対向部分では磁気ブラシが形成されている。供給ローラ44の表面では、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂などの非磁性体を円筒形に形成してなる非磁性スリーブが図示しない回転駆動機構によって矢示方向(図で時計回り方向)に回転されるようになっている。
Accordingly, a first example of the collecting means provided in the developing cartridge 66 will be described with reference to FIG.
Here, the developing device 66 is provided with a supply roller 44 for supplying toner particles to the electrostatic transport roller 42, and a magnetic brush is formed at a portion where the supply roller 44 and the electrostatic transport roller 42 face each other. Yes. On the surface of the supply roller 44, a nonmagnetic sleeve formed of a nonmagnetic material such as aluminum, brass, stainless steel, or conductive resin in a cylindrical shape is rotated in the direction indicated by an arrow (clockwise in the figure) by a rotation drive mechanism (not shown). It is designed to be rotated.

現像剤の搬送方向における現像領域の上流側部分には、現像剤チェーン穂の穂高さ、即ち、スリーブ上の現像剤量を規制するドクタブレード46が設けられている。このドクタブレード46と供給ローラ44のスリーブとの間隔であるドクタギャップは0.4mmに設定している。更に、供給ローラ44の像担持体61とは反対側領域には、現像ケーシング47内の現像剤を攪拌しながら供給ローラ44へ汲み上げるための2つのスクリュー48が設置されている。   A doctor blade 46 that regulates the height of the developer chain spike, that is, the amount of developer on the sleeve, is provided on the upstream side portion of the development area in the developer transport direction. The doctor gap, which is the distance between the doctor blade 46 and the sleeve of the supply roller 44, is set to 0.4 mm. Further, two screws 48 for pumping up the developer in the developing casing 47 to the supply roller 44 while stirring the developer are installed in a region opposite to the image carrier 61 of the supply roller 44.

上記供給ローラ44内には、スリーブの周表面に現像剤の穂立ちを生じるように磁界を形成する磁石ローラ体(磁石ローラ)が固定状態で備えられている。この磁石ローラ体から発せられる法線方向磁力線に沿うように、現像剤のキャリアがスリーブ上にチェーン状に穂立ちを起こし、このチェーン状に穂立ちを生じたキャリアに帯電トナーが付着されて、磁気ブラシが構成される。当該磁気ブラシはスリーブの回転によってスリーブと同方向に移送されることとなる。上記磁石ローラ体は、複数の磁極(磁石)を備えている。具体的には、前述した図8に示すように、供給領域部分に現像剤の穂立ちを生じる供給主磁極P1、スリーブ上に現像剤を汲み上げるための磁極P4およびP5、汲み上げられた現像剤を供給領域まで搬送する磁極P6、現像後の領域で現像剤を回収する磁極P2、剤離れ磁極P3を備えている。   In the supply roller 44, a magnet roller body (magnet roller) that forms a magnetic field is provided in a fixed state so as to cause the rising of the developer on the peripheral surface of the sleeve. Along the normal magnetic field lines emitted from the magnet roller body, the developer carrier is spiked in a chain shape on the sleeve, and the charged toner is attached to the carrier that has the chain shape on the sleeve, A magnetic brush is constructed. The magnetic brush is transferred in the same direction as the sleeve by the rotation of the sleeve. The magnet roller body includes a plurality of magnetic poles (magnets). Specifically, as shown in FIG. 8 described above, the supply main magnetic pole P1 that causes the rising of the developer in the supply region, the magnetic poles P4 and P5 for pumping up the developer on the sleeve, and the pumped-up developer. A magnetic pole P6 that conveys to the supply area, a magnetic pole P2 that collects the developer in the area after development, and an agent separation magnetic pole P3 are provided.

ここで、静電搬送ローラ42は、粉体であるトナー粒子を供給、搬送、現像、回収する電界を発生するための複数の電極を有している。本実施形態では、3相の駆動電圧が印加される場合(n=3)について説明するが、本発明はトナー粒子が搬送される限りにおいてn>2を満たす任意の自然数nについて適用可能である。本実施形態では、図19に示すように、各電極102は現像カートリッジ66の接点S11、S12、S13,S21、S22、S23のいずれかに接続されており、各接点は現像カートリッジ66装置が画像形成装置本体10に装着された状態においては、それぞれ駆動波形V11、V12、V13、V21、V22、V23を与える本体側電源104と接続される。   Here, the electrostatic transport roller 42 has a plurality of electrodes for generating an electric field for supplying, transporting, developing, and collecting toner particles that are powder. In this embodiment, a case where a three-phase driving voltage is applied (n = 3) will be described. However, the present invention can be applied to any natural number n satisfying n> 2 as long as toner particles are conveyed. . In the present embodiment, as shown in FIG. 19, each electrode 102 is connected to any one of the contacts S11, S12, S13, S21, S22, and S23 of the developing cartridge 66. When mounted on the forming apparatus main body 10, it is connected to a main body side power supply 104 that provides drive waveforms V 11, V 12, V 13, V 21, V 22, V 23, respectively.

静電搬送ローラ42は、トナー粒子を供給ローラ44より供給される供給領域、像担持体61近傍まで移送する搬送領域、像担持体61の潜像にトナー粒子を付着させてトナー像を形成するための現像領域と現像領域通過後の現像に寄与しなかったトナー粒子を回収するための回収領域、に分けられる。供給領域は供給ローラ44の供給主磁極P1に近接した領域で、搬送領域は供給領域から現像領域までの間、現像領域は像担持体61に近接した領域のみに存在する。一方、回収領域は供給ローラ44の回収磁極P2の近傍の領域である。   The electrostatic conveyance roller 42 forms a toner image by attaching toner particles to a supply area where the toner particles are supplied from the supply roller 44, a conveyance area where the toner particles are transferred to the vicinity of the image carrier 61, and a latent image on the image carrier 61. A development area for collecting toner particles that have not contributed to development after passing through the development area. The supply area is an area close to the supply main magnetic pole P <b> 1 of the supply roller 44, the transport area exists from the supply area to the development area, and the development area exists only in the area close to the image carrier 61. On the other hand, the recovery area is an area in the vicinity of the recovery magnetic pole P <b> 2 of the supply roller 44.

そして、供給、搬送、現像領域では各電極102に駆動波形V11、V12、V13が印加され、回収領域では各電極102に駆動波形V21、V22、V23が印加される。ここでは、供給ローラ44のバイアス−400V、帯電電圧−140V、露光後電圧−40Vとしたときに、駆動波形V11、V12、V13には平均値−100Vで±100Vの駆動パルス信号を印加してトナーの供給、搬送、現像を行い、駆動波形V21、V22、V23には平均値−500Vで±100Vの駆動パルス信号を印加してトナーを回収している。   The drive waveforms V11, V12, and V13 are applied to the electrodes 102 in the supply, conveyance, and development areas, and the drive waveforms V21, V22, and V23 are applied to the electrodes 102 in the recovery area. Here, when the bias of the supply roller 44 is −400 V, the charging voltage is −140 V, and the post-exposure voltage is −40 V, a driving pulse signal having an average value of −100 V and ± 100 V is applied to the driving waveforms V11, V12, and V13. Toner is supplied, conveyed, and developed, and a drive pulse signal having an average value of −500 V and ± 100 V is applied to the drive waveforms V21, V22, and V23 to collect the toner.

ここで、現像領域通過後の現像に寄与しなかったトナー粒子が供給領域のトナーと混合され濃度ムラを起さないように供給ローラ44の回転方向は、静電搬送ローラ42のトナー搬送方向と逆方向が好ましい。このように、逆方向回転とすることによって、静電搬送面からのトナー回収の影響を受けずに静電搬送面に確実にトナーを供給することができる。   Here, the rotation direction of the supply roller 44 is the same as the toner conveyance direction of the electrostatic conveyance roller 42 so that toner particles that have not contributed to development after passing through the development region are mixed with toner in the supply region and density unevenness does not occur. The reverse direction is preferred. Thus, by rotating in the reverse direction, the toner can be reliably supplied to the electrostatic conveyance surface without being affected by the toner recovery from the electrostatic conveyance surface.

なお、本例では磁石ローラ体を6極の磁石によって構成しているが、8極や12極で構成してもよい。   In this example, the magnet roller body is composed of 6-pole magnets, but it may be composed of 8-poles or 12-poles.

このように、供給手段が回収手段を兼ねることによって、小型化を図ることができる。   In this way, the supply means also serves as the collection means, so that the size can be reduced.

次に、現像カートリッジ66に備える回収手段の第2例について図20を参照して説明する。
ここでは、供給手段として複数個の供給ローラ44A、44Bを備えている。供給ローラ44Aで静電搬送ローラ42から主に現像に寄与しなかったトナー粒子の回収を行い、供給ローラ44Bで静電搬送ローラ42に対してトナーを供給することでトナーの混合を防いでいる。
Next, a second example of the collecting means provided in the developing cartridge 66 will be described with reference to FIG.
Here, a plurality of supply rollers 44A and 44B are provided as supply means. The supply roller 44A mainly collects toner particles that have not contributed to development from the electrostatic conveyance roller 42, and the supply roller 44B supplies toner to the electrostatic conveyance roller 42, thereby preventing toner mixing. .

なお、上述した各例では供給ローラ44は磁性キャリア粒子及びトナー粒子からなる2成分現像剤を担持する構成で説明したが、図21に示すように、供給ローラ44Cを導電性スポンジローラにしてトナー粒子のみを担持させる、つまり、一成分現像剤を使用する構成とすることもできる。   In each of the above-described examples, the supply roller 44 has been described as being configured to carry a two-component developer composed of magnetic carrier particles and toner particles. However, as shown in FIG. 21, the supply roller 44C is a conductive sponge roller. A configuration in which only the particles are supported, that is, a one-component developer can be used.

次に、上述した第1実施形態の作像ユニットをプロセスカートリッジとした第3実施形態について図22を参照して説明する。
つまり、この実施形態では作像ユニット4K、4M、4C、4Yはそれぞれブラック、マゼンタ、シアン、イエローのトナー像を形成するためのプロセスカートリッジ71K、71M、71C、71Yとしている。本実施形態において「プロセスカートリッジ」とは、少なくとも現像装置を含んで一体に構成され、画像形成装置本体10から着脱可能とされたカートリッジである。
Next, a third embodiment in which the image forming unit of the first embodiment described above is a process cartridge will be described with reference to FIG.
That is, in this embodiment, the image forming units 4K, 4M, 4C, and 4Y are process cartridges 71K, 71M, 71C, and 71Y for forming black, magenta, cyan, and yellow toner images, respectively. In the present embodiment, the “process cartridge” is a cartridge that is integrated with at least the developing device and is detachable from the image forming apparatus main body 10.

この画像形成装置において、プロセスカートリッジ71K、71M、71C、71Yは、転写材搬送ベルト3Aが装置本体10から開放退避することで、開放された空間から着脱可能となっており、ユーザーによる交換が可能となっている。画像形成時には、書込装置2K、2M、2C、2Yからプロセスカートリッジ71K、71M、71C、71Yに対して、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの画像情報に応じた書込み光がそれぞれ照射させられ、各プロセスカートリッジ71はこの書込み光に応じたトナー像を形成して転写材6に転写する。   In this image forming apparatus, the process cartridges 71K, 71M, 71C, and 71Y are removable from the open space by the transfer material conveyance belt 3A being opened and retracted from the apparatus body 10, and can be replaced by the user. It has become. At the time of image formation, writing devices 2K, 2M, 2C, and 2Y irradiate process cartridges 71K, 71M, 71C, and 71Y with writing light corresponding to the image information of black, magenta, cyan, and yellow, respectively. The process cartridge 71 forms a toner image corresponding to the writing light and transfers it to the transfer material 6.

なお、本発明は、中間転写ベルト、転写ドラム、中間転写ドラムなどを用いたカラー画像形成装置、モノクロ画像形成装置などにも適用可能であることはいうまでもない。   Needless to say, the present invention is also applicable to a color image forming apparatus, a monochrome image forming apparatus, and the like using an intermediate transfer belt, a transfer drum, an intermediate transfer drum, and the like.

本発明の第1実施形態に係る本発明に係る現像装置を備えたカラー画像を形成可能な画像形成装置の一例を示す構成図である。1 is a configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus capable of forming a color image including a developing device according to the first embodiment of the present invention. 同現像装置を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the developing device. 同現像装置の静電搬送ローラの説明に供する要部拡大説明図である。FIG. 3 is an enlarged explanatory view of a main part for explaining an electrostatic conveyance roller of the developing device. 同静電搬送部材の搬送原理の説明に供する駆動波形の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the drive waveform with which it uses for description of the conveyance principle of the electrostatic conveyance member. 同じくトナー搬送の一例を説明する説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining an example of toner conveyance. 同静電搬送ローラの搬送領域に印加する駆動波形の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the drive waveform applied to the conveyance area | region of the electrostatic conveyance roller. 同静電搬送ローラの現像領域に印加する駆動波形の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the drive waveform applied to the image development area | region of the electrostatic conveyance roller. 同現像装置の供給ローラの説明に供する説明図である。It is explanatory drawing with which it uses for description of the supply roller of the developing device. 同現像装置における回収手段の第1例の説明に供する説明図である。It is explanatory drawing with which it uses for description of the 1st example of the collection | recovery means in the developing device. 同現像装置における回収手段の第2例の説明に供する説明図である。It is explanatory drawing with which it uses for description of the 2nd example of the collection | recovery means in the developing device. 同現像装置における回収手段の第3例の説明に供する説明図である。It is explanatory drawing with which it uses for description of the 3rd example of the collection | recovery means in the developing device. 同現像装置における回収手段の第4例の説明に供する説明図である。It is explanatory drawing with which it uses for description of the 4th example of the collection | recovery means in the developing device. 同現像装置における回収手段の第5例の説明に供する説明図である。It is explanatory drawing with which it uses for description of the 5th example of the collection | recovery means in the developing device. 同現像装置における回収手段の第6例の説明に供する説明図である。It is explanatory drawing with which it uses for description of the 6th example of the collection | recovery means in the developing device. 同現像装置における回収手段の第7例の説明に供する説明図である。It is explanatory drawing with which it uses for description of the 7th example of the collection | recovery means in the developing device. 本発明の第2実施形態に係る本発明に係る現像装置を備えたカラー画像を形成可能な画像形成装置の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the image forming apparatus which can form the color image provided with the developing device which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 同画像形成装置の現像カートリッジの脱着の説明に供する説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the attachment / detachment of the developing cartridge of the image forming apparatus. 同画像形成装置の現像装置における回収手段の第1例の説明に供する説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a first example of a collecting unit in the developing device of the image forming apparatus. 同現像装置における静電搬送ローラの説明に供する説明図である。It is explanatory drawing with which it uses for description of the electrostatic conveyance roller in the developing device. 同現像装置における回収手段の第2例の説明に供する説明図である。It is explanatory drawing with which it uses for description of the 2nd example of the collection | recovery means in the developing device. 一成分現像剤を用いる場合の現像装置の説明に供する説明図である。It is explanatory drawing with which it uses for description of the image development apparatus in the case of using a one-component developer. 本発明に係るプロセスカートリッジの説明に供する説明図である。It is explanatory drawing with which it uses for description of the process cartridge which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1K、1M、1C、1Y…作像ユニット
2K、2M、2C、2Y…光書込み装置
3A…転写材搬送ベルト
3Bk、3Bm、3Bc、3By…転写ローラ
4…定着装置
5…給紙装置
6…転写材
7…排紙部
21…像担持体
31…帯電装置
41…現像装置
42…静電搬送ローラ
44…供給ローラ
45…回収手段
51…クリーニング装置
61…像担持体
65K、65M、65C、65Y…帯電装置
66K、66M、66C、66Y…現像カートリッジ
71K、71M、71C、71Y…プロセスカートリッジ
451…金属板
455…金属ローラ
457…ブラシローラ
461…磁気ブラシローラ
471…回収用静電搬送部材
473…マグローラ
474…吸引ノズル
1K, 1M, 1C, 1Y ... Image forming unit 2K, 2M, 2C, 2Y ... Optical writing device 3A ... Transfer material conveying belt 3Bk, 3Bm, 3Bc, 3By ... Transfer roller 4 ... Fixing device 5 ... Paper feed device 6 ... Transfer Material 7 ... Paper discharge unit 21 ... Image carrier 31 ... Charging device 41 ... Developing device 42 ... Electrostatic conveying roller 44 ... Supply roller 45 ... Recovery means 51 ... Cleaning device 61 ... Image carrier 65K, 65M, 65C, 65Y ... Charging device 66K, 66M, 66C, 66Y ... Developing cartridge 71K, 71M, 71C, 71Y ... Process cartridge 451 ... Metal plate 455 ... Metal roller 457 ... Brush roller 461 ... Magnetic brush roller 471 ... Electrostatic conveying member for collection 473 ... Mag roller 474 ... Suction nozzle

Claims (18)

像担持体上の静電潜像を現像するために移相電界によって粉体を移動させるための静電搬送部材と、前記粉体を収容する粉体収容部から前記静電搬送部材に前記粉体を供給する供給手段と、前記静電搬送部材で移動される粉体を回収するための回収手段とを備える現像装置において、前記回収手段は、前記現像に供されなかった粉体が再び現像領域に到達する前にバイアスが印加されることで前記粉体を回収する回収部材を備えていることを特徴とする現像装置。   An electrostatic transfer member for moving powder by a phase-shifting electric field to develop an electrostatic latent image on the image bearing member; and a powder receiving unit for storing the powder to the electrostatic transfer member In a developing device comprising a supply means for supplying a body and a collecting means for collecting the powder moved by the electrostatic conveying member, the collecting means develops the powder that has not been used for the development again. A developing device, comprising: a collecting member that collects the powder by applying a bias before reaching the region. 請求項1に記載の現像装置において、前記回収手段は前記静電搬送部材の静電搬送面に対して非接触であることを特徴とするが現像装置。   2. The developing device according to claim 1, wherein the collecting unit is not in contact with the electrostatic transfer surface of the electrostatic transfer member. 請求項2に記載の現像装置において、前記回収手段は、前記回収部材に回収された粉体を回収手段から分離する分離手段を有していることを特徴とする現像装置。   3. The developing device according to claim 2, wherein the collecting unit includes a separating unit that separates the powder collected by the collecting member from the collecting unit. 請求項2又は3に記載の現像装置において、前記回収手段の回収部材は、前記静電搬送部材の静電搬送面に非接触で、前記バイアスが印加される静電ローラであることを特徴とする現像装置。   4. The developing device according to claim 2, wherein the collecting member of the collecting unit is an electrostatic roller to which the bias is applied without being in contact with the electrostatic carrying surface of the electrostatic carrying member. Developing device. 請求項1に記載の現像装置において、前記回収手段の回収部材は、前記静電搬送部材の静電搬送面に接触して回転する回転体であることを特徴とする現像装置。   2. The developing device according to claim 1, wherein the collecting member of the collecting means is a rotating body that rotates in contact with the electrostatic carrying surface of the electrostatic carrying member. 請求項1に記載の現像装置において、前記回収手段の回収部材は、磁性体キャリア粒子で周面にブラシが形成され、前記静電搬送部材の静電搬送面に対向して回転する磁気ブラシローラであることを特徴とする現像装置。   2. The developing device according to claim 1, wherein the collecting member of the collecting means is a magnetic brush roller having a magnetic carrier particle and a brush formed on a peripheral surface thereof and rotating opposite to the electrostatic carrying surface of the electrostatic carrying member. A developing device characterized by the above. 請求項4ないし6のいずれかに記載の現像装置において、前記回収手段の回収部材の周速が前記静電搬送部材の移相電界の進行速度より速いことを特徴とする現像装置。   7. The developing device according to claim 4, wherein a circumferential speed of the collecting member of the collecting unit is faster than a traveling speed of the phase-shifting electric field of the electrostatic conveying member. 像担持体上の静電潜像を現像するために移相電界によって粉体を移動させる静電搬送部材と、前記粉体を収容する粉体収容部から前記静電搬送部材に前記粉体を供給する供給手段と、前記静電搬送部材で移動される粉体を回収するための回収手段とを備える現像装置において、前記回収手段は、前記静電搬送部材の静電搬送面側に磁性体キャリア粒子で形成したブラシを形成する前記静電搬送面の裏面側に配置したマグネットローラを備えていることを特徴とする現像装置。   An electrostatic transport member that moves powder by a phase-shifting electric field to develop an electrostatic latent image on an image carrier, and a powder container that stores the powder from the powder container to the electrostatic transport member. In the developing device including a supply unit for supplying and a recovery unit for recovering the powder moved by the electrostatic transfer member, the recovery unit has a magnetic body on the electrostatic transfer surface side of the electrostatic transfer member. A developing device comprising a magnet roller disposed on a back surface side of the electrostatic conveyance surface for forming a brush formed of carrier particles. 像担持体上の静電潜像を現像するために移相電界によって粉体を移動させる静電搬送部材と、前記粉体を収容する粉体収容部から前記静電搬送部材に前記粉体を供給する供給手段と、前記静電搬送部材で移動される粉体を回収するための回収手段とを備える現像装置において、前記回収手段は、前記静電搬送部材の静電搬送面に非接触で対向した静電搬送部材を備えていることを特徴とする現像装置。   An electrostatic transport member that moves powder by a phase-shifting electric field to develop an electrostatic latent image on an image carrier, and a powder container that stores the powder from the powder container to the electrostatic transport member. In a developing device comprising a supply means for supplying and a recovery means for recovering powder moved by the electrostatic transfer member, the recovery means is in non-contact with the electrostatic transfer surface of the electrostatic transfer member A developing device comprising an electrostatic transfer member facing each other. 像担持体上の静電潜像を現像するために移相電界によって粉体を移動させる静電搬送部材と、前記粉体を収容する粉体収容部から前記静電搬送部材に前記粉体を供給する供給手段と、前記静電搬送部材で移動される粉体を回収するための回収手段とを備える現像装置において、前記回収手段は、前記静電搬送部材の静電搬送面から前記粉体を吸引するノズルを備えていることを特徴とする現像装置。   An electrostatic transport member that moves powder by a phase-shifting electric field to develop an electrostatic latent image on an image carrier, and a powder container that stores the powder from the powder container to the electrostatic transport member. In a developing device comprising a supply means for supplying and a recovery means for recovering the powder moved by the electrostatic transfer member, the recovery means is configured to remove the powder from the electrostatic transfer surface of the electrostatic transfer member. A developing device comprising a nozzle for sucking the water. 像担持体上の静電潜像を現像するために移相電界によって粉体を移動させる静電搬送部材と、前記粉体を収容する粉体収容部から前記静電搬送部材に前記粉体を供給する供給手段と、前記静電搬送部材で移動される粉体を回収するための回収手段とを備える現像装置において、前記供給手段が前記回収手段を兼ねていることを特徴とする現像装置。   An electrostatic transport member that moves powder by a phase-shifting electric field to develop an electrostatic latent image on an image carrier, and a powder container that stores the powder from the powder container to the electrostatic transport member. A developing apparatus comprising: a supplying means for supplying; and a collecting means for collecting powder moved by the electrostatic conveying member. The developing apparatus, wherein the supplying means also serves as the collecting means. 請求項11に記載の現像装置において、前記供給手段の回転方向が前記静電搬送部材の静電搬送面における移相電界の進行方向に対して逆方向であることを特徴とする現像装置。   12. The developing device according to claim 11, wherein a rotation direction of the supply unit is opposite to a traveling direction of a phase-shift electric field on the electrostatic transfer surface of the electrostatic transfer member. 請求項11に記載の現像装置において、粉体を搬送する複数の搬送ローラを備えていることを特徴とする現像装置。   12. The developing device according to claim 11, further comprising a plurality of conveying rollers for conveying the powder. 請求項11ないし13のいずれかに記載の現像装置において、一成分の現像剤を使用することを特徴とする現像装置。   14. The developing device according to claim 11, wherein a single-component developer is used. 請求項11ないし13のいずれかに記載の現像装置において、二成分の現像剤を使用することを特徴とする現像装置。   14. The developing device according to claim 11, wherein a two-component developer is used. 電子写真方式の画像形成プロセスにおける帯電、クリーニング、像担持体のうちの少なくとも1つと、現像手段とを備えたプロセスカートリッジにおいて、請求項1ないし15のいずれかに記載の現像装置であることを特徴するプロセスカートリッジ。   16. The developing device according to claim 1, wherein the developing device includes at least one of charging, cleaning, and an image carrier in an electrophotographic image forming process, and a developing unit. To process cartridge. 像担持体と、この像担持体上に静電潜像を形成するために電荷を付与する帯電手段と、静電潜像に粉体を付着させて現像する現像手段を備えた画像形成装置において、請求項1ないし15のいずれかに記載の現像装置又は請求項16に記載のプロセスカートリッジを備えていることを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising: an image carrier; a charging unit that applies an electric charge to form an electrostatic latent image on the image carrier; and a developing unit that develops powder by attaching the powder to the electrostatic latent image An image forming apparatus comprising the developing device according to claim 1 or the process cartridge according to claim 16. カラー画像を形成する画像形成装置において、請求項16に記載のプロセスカートリッジを複数備えていることを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus for forming a color image, comprising: a plurality of process cartridges according to claim 16.
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