JP2013210436A - Developing device and image forming apparatus - Google Patents

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正洋 渡部
Hideki Kosugi
秀樹 小杉
Takahiro Adachi
貴広 安達
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developing device.SOLUTION: A developing device 4 having such a configuration that a developer is made into a cloud by the application of a bias voltage from alternately different drive power sources includes a seal member 45 preventing the developer from being scattered from a developer storage part. The seal member 45 is provided in such a state that a predetermined gap G is set with respect to the surface of a flare roller 40 and the seal member 45 is separated from the surface of the flare roller 40. It is constituted so that in the seal material, a ventilation part 45A is provided in a part of a wall surface facing the flare roller 40 and a supply roller 41 supplying the developer to the flare roller 40, to avoid pressure resistance to the developer entering from a facing gap entrance side and pressure rise in the developer storage part.

Description

本発明は、現像装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、現像装置内からのトナー飛散防止機構に関する。   The present invention relates to a developing device and an image forming apparatus, and more particularly to a mechanism for preventing toner scattering from the developing device.

周知のように、複写機やプリンタあるいは印刷機などの画像形成装置においては、潜像担持体である感光体上に形成された静電潜像が現像装置から供給される現像剤によって可視像処理される。
可視像処理されたトナー像は転写材に転写された後、定着装置による加熱・加圧によってトナーが融解・浸透することで定着されて複写画像とされる。
As is well known, in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a printing machine, an electrostatic latent image formed on a photosensitive member, which is a latent image carrier, is visualized by a developer supplied from a developing device. It is processed.
The visible image-processed toner image is transferred to a transfer material, and is then fixed by heating and pressurizing with a fixing device so that the toner melts and permeates to form a copy image.

画像形成装置においては、単一色だけでなく、フルカラーなどの複数色の画像を形成する構成を備えたものもあり、この場合には、複数の作像部において形成された異なる色の画像をベルトなどの中間転写体に対して順次転写(1次転写)したうえで、重畳画像を記録シートなどの記録媒体に対して一括転写(2次転写)する方式を用いることがある。   Some image forming apparatuses are configured to form not only a single color but also a plurality of colors such as full colors. In this case, images of different colors formed in a plurality of image forming units are belted. In some cases, a superimposed image is transferred onto a recording medium such as a recording sheet (secondary transfer) after being sequentially transferred (primary transfer) to an intermediate transfer body such as the above.

一方、画像形成に用いられる現像装置には、キャリアとトナーとを含む二成分系現像剤の他に、キャリアを含まない一成分系現像剤を用いる構成が知られており、その一成分系現像剤として、非磁性トナーを用いる構成がある。
そして、非磁性トナーを用いる現像方式の一つとして、トナー層を感光体などの静電潜像担持体に直接接触させないで現像剤担持体表面に印加される交番電界によってトナーをホッピングさせながら搬送し、その状態にあるトナーを潜像担持体側の静電潜像により静電引力により静電潜像に付着させる非接触現像方式がある(例えば、特許文献1)。
On the other hand, in a developing device used for image formation, a configuration using a one-component developer not containing a carrier in addition to a two-component developer containing a carrier and a toner is known. There is a configuration using a non-magnetic toner as the agent.
As one development method using non-magnetic toner, the toner layer is transported while hopping the toner by an alternating electric field applied to the surface of the developer carrier without directly contacting the electrostatic latent image carrier such as a photoreceptor. In addition, there is a non-contact developing method in which toner in this state is attached to an electrostatic latent image by electrostatic attraction using an electrostatic latent image on the latent image carrier side (for example, Patent Document 1).

一方、トナーをホッピングさせながら搬送する構成としては、トナー担持体表面において所定間隔で交互に異なる電路を接続された複数の電極を配置し、各電極同士での電界が時間的に変化するようにバイアス印加するバイアス手段を設け、電極間に印加されるバイアスにより形成される交番電界によってトナーをクラウド状に飛翔されて感光体との対向位置である現像領域に向けて搬送する構成が提案されている(例えば、特許文献2,3)。   On the other hand, as a configuration for transporting toner while hopping, a plurality of electrodes connected to different electric paths at predetermined intervals are arranged on the surface of the toner carrier so that the electric field between the electrodes changes with time. There has been proposed a configuration in which bias means for applying a bias is provided, and toner is ejected in a cloud shape by an alternating electric field formed by a bias applied between the electrodes and conveyed toward a developing area that is a position facing the photoconductor. (For example, Patent Documents 2 and 3).

上述したようなホッピング状態にあるトナーを静電潜像の静電引力により静電潜像に吸着させる方式では、二成分系現像剤等のようにキャリアとトナーおよび静電潜像からの静電引力との関係ではなく、トナーに対する静電潜像の静電引力が直接作用することを利用する関係であるので、低電位の静電潜像へのトナー付着も可能となり、非画像部と画像部との境界部での再現性などを良好に発揮することができる。   In the method in which the toner in the hopping state as described above is attracted to the electrostatic latent image by the electrostatic attraction of the electrostatic latent image, the electrostatic charge from the carrier, the toner, and the electrostatic latent image, such as a two-component developer, is used. Since the relationship is based on the direct action of the electrostatic attraction of the electrostatic latent image on the toner, not the relationship with the attraction, it is possible to attach the toner to the electrostatic latent image at a low potential. The reproducibility at the boundary with the part can be exhibited well.

トナーのホッピングを利用した非接触現像方式では、現像剤担持体に対するトナーの拘束力が磁気ブラシを用いる場合と違って非常に弱い。
このため、現像に供されなかったトナーが現像装置の現像剤収容部内に回収される際に、例えば、特開2002−207355号公報(参考文献)に開示されているように、現像剤担持体表面に接触して現像装置内部からのトナーの流出を防止するシール部材などの堰き止め部材に衝突すると、その位置で跳ね返されると現像領域側に向けて漏れてしまう虞がある。
In the non-contact development method using toner hopping, the binding force of the toner on the developer carrying member is very weak unlike the case of using a magnetic brush.
For this reason, when the toner that has not been developed is collected in the developer container of the developing device, as disclosed in, for example, JP-A-2002-207355 (reference document), a developer carrier If it collides with a blocking member such as a seal member that contacts the surface and prevents the toner from flowing out from the inside of the developing device, it may leak toward the developing region when it rebounds at that position.

また、シール部材は現像剤収容部内からの現像剤の漏洩を防止するための部材であるが、現像剤収容部内での圧力が大気圧以上に達すると、現像剤担持体との接触位置から外部への噴出気流が発生し、回収された現像剤が現像剤収容部から吹き出すだけでなく、その噴出気流により回収される状態にある拘束力の弱いトナーが吹き飛ばされてしまい、現像装置周辺部から漏れ出して飛散することがある。
トナーが現像装置周辺部に飛散すると、現像領域を通過する記録媒体に付着することもあり、記録媒体の地肌部に付着した場合には地汚れを起こす原因となるばかりでなく、現像装置周辺部に設置されている機器類を汚損してしまう。
The seal member is a member for preventing leakage of the developer from the developer accommodating portion. When the pressure in the developer accommodating portion reaches the atmospheric pressure or higher, the seal member is moved from the contact position with the developer carrying member to the outside. Not only the collected developer blows out from the developer container, but also the weakly binding toner that is in the state of being collected by the blown air is blown off from the periphery of the developing device. May leak and scatter.
When toner scatters around the developing device, it may adhere to the recording medium passing through the developing area. If it adheres to the background of the recording medium, it will cause not only background staining but also the peripheral portion of the developing device. The equipment installed in the factory will be soiled.

このため、トナーの漏れ飛散量をなるべく少なくすることが重要となり、例えば、現像装置単独での稼働時ではオフィス仕様の中低速タイプの画像形成装置であれば、現像剤漏れ飛散量が概ね毎分あたり1mg以下であれば上述した不具合が発生しないことが確認されている。   For this reason, it is important to reduce the amount of toner leakage as much as possible. For example, when the developing device alone is operated, if the image forming apparatus is a medium / low speed type office specification, the amount of developer leakage scattering is approximately every minute. It has been confirmed that the above-described problems do not occur if the amount is 1 mg or less per unit.

しかし、上述したように、現像剤担持体に対する拘束力が弱い条件下では、トナーの漏れ飛散が生じやすいことから、発明者が実験したところ、噴出気流の圧力などの条件にもよるが、毎分600mg以上の飛散量を確認することもあった。
このような問題を解消するために、シール部材の耐圧性などの機械的特性を変更することや現像剤収容部内での内圧抑制なども考えられるが、シール部材の耐圧性を高めた場合には現像剤収容部内の圧力がかなり高められることになり、噴出気流の圧力の高くなることからトナーの漏れ飛散も強く起こることになる。
However, as described above, since the leakage of the toner is likely to occur under the condition where the binding force on the developer carrying member is weak, the inventor conducted an experiment, but depending on the conditions such as the pressure of the jet airflow, In some cases, a scattering amount of 600 mg or more was confirmed.
In order to solve such problems, it may be possible to change the mechanical characteristics such as pressure resistance of the seal member or to suppress internal pressure in the developer container, but when the pressure resistance of the seal member is increased, The pressure in the developer accommodating portion is considerably increased, and the pressure of the jet airflow is increased, so that toner leakage and scattering also occur strongly.

本発明の目的は、上記従来の現像装置における問題に鑑み、現像剤担持体に対する拘束力の弱い条件下で用いられる現像剤の飛散漏れを確実に防止できる構成を備えた現像装置および画像形成装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a developing device and an image forming apparatus having a configuration capable of reliably preventing the scattering and leakage of a developer used under a condition where the binding force to the developer carrying member is weak in view of the problems in the conventional developing device. Is to provide.

この目的を達成するため、本発明は、第一の電極と、前記第一の電極に対して絶縁体を介して設けられた第二の電極とを備え、第一の電極および第二の電極間での電位差が時間的に反転するバイアス電圧を印加することで現像剤をクラウド化し、前記電極の移動に連動して現像領域に搬送する現像剤担持体を備えた現像装置であって、前記現像領域を通過した後の現像剤が現像剤収容部に入り込む位置には、前記現像剤担持体に対して所定間隔のギャップを設定されて該現像剤収容部の内外をシールする現像上シール部材が設けられ、前記シール部材には、前記ギャップを設定されて前記現像剤担持体に対向する領域から前記現像剤収容部の内外をシールする領域に至る面の任意位置に現像剤収容部の内外に連通可能な通気部が設けられていることを特徴とする現像装置にある。   In order to achieve this object, the present invention comprises a first electrode and a second electrode provided via an insulator with respect to the first electrode, the first electrode and the second electrode A developing device including a developer carrying member that forms a cloud by developing a bias voltage by applying a bias voltage that reverses a potential difference between them in time, and conveys the developer to a developing region in conjunction with the movement of the electrode, A development upper seal member that seals the inside and outside of the developer container by setting a gap at a predetermined interval with respect to the developer carrier at a position where the developer after passing through the development region enters the developer container. The seal member is provided with an inner and outer portions of the developer accommodating portion at an arbitrary position on a surface extending from a region facing the developer carrying member with the gap set to a region sealing the inside and outside of the developer accommodating portion. Ventilation part that can communicate with In the developing device, characterized in that.

本発明によれば、現像剤収容部の内外をシールするシール部材が、現像剤担持体と対向する領域において現像剤担持体との間に所定のギャップを持たせてあることにより、現像領域を通過して現像剤担持体に残っているクラウド化された現像剤がそのギャップ内を通過して現像剤収容部に入り込むことができるので、シール部材に衝突した際の跳ね返りによる周辺部への飛散を抑制できる。   According to the present invention, the seal member that seals the inside and outside of the developer container is provided with a predetermined gap between the seal member and the developer carrier in the region facing the developer carrier. Since the clouded developer that has passed through and remains on the developer carrier can pass through the gap and enter the developer container, it is scattered to the periphery due to rebounding when it collides with the seal member Can be suppressed.

しかも、ギャップ内での圧力上昇が生じて現像剤の移動を阻害するような場合でも、上昇した圧力を通気部から外部に逃がすことができるので、ギャップ内での圧力上昇による現像剤の吹き出しなどの異常事態が発生するのを防止することができる。
これにより、現像剤の漏れ飛散による記録材への地汚れ発生や周辺機器への汚損を防止することが可能となる。
In addition, even when the pressure increase in the gap occurs and the movement of the developer is inhibited, the increased pressure can be released to the outside from the ventilation portion, so that the developer blows out due to the pressure increase in the gap. It is possible to prevent the abnormal situation from occurring.
As a result, it is possible to prevent the recording material from being contaminated by the developer leakage and the peripheral device from being damaged.

本発明の実施形態にかかる現像装置を用いる画像形成装置の一例を説明するための模式図である。1 is a schematic diagram for explaining an example of an image forming apparatus using a developing device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態にかかる現像装置の構成を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the structure of the image development apparatus concerning embodiment of this invention. 図2に示した現像装置に用いられる現像剤担持体の構成を説明するための模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a configuration of a developer carrier used in the developing device illustrated in FIG. 2. 図3に示した現像剤担持体における電極構造を説明するための結線図である。FIG. 4 is a connection diagram for explaining an electrode structure in the developer carrying member shown in FIG. 3. 本発明の実施形態にかかる現像装置の要部構成を説明するための図2相当の模式図である。FIG. 3 is a schematic view corresponding to FIG. 2 for explaining a main configuration of the developing device according to the embodiment of the present invention. 本発明の別実施形態にかかる現像装置の要部構成を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the principal part structure of the image development apparatus concerning another embodiment of this invention. 図6に示した要部構成の変形例を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the modification of the principal part structure shown in FIG. 図7に示した要部構成の変形例を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the modification of the principal part structure shown in FIG. 図8に示した要部構成の変形例を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the modification of the principal part structure shown in FIG.

以下、図面において本発明を実施するための形態について説明する。
図1において、画像形成装置100は、1次転写装置に用いられる中間転写ベルト1の展張方向に沿って複数の作像部Y(イエロー),M(マゼンタ),C(シアン),K(黒)を備えたタンデム方式の画像形成装置である。
中間転写ベルト1は、複数のローラ1A、1Bに掛け回されて展張面の一つを上述した各作像部に対向させている。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1, an image forming apparatus 100 includes a plurality of image forming units Y (yellow), M (magenta), C (cyan), and K (black) along the extending direction of an intermediate transfer belt 1 used in a primary transfer apparatus. A tandem type image forming apparatus.
The intermediate transfer belt 1 is wound around a plurality of rollers 1A and 1B so that one of the extended surfaces faces each of the image forming units described above.

作像部Y,M,C,Kは、同様な構成を備えており、いま、Y(イエロー)の作像部を対象としてその構成を説明すると次の通りである。
作像部Yは、潜像担持体として用いられるドラム状の感光体(以下、感光体と称する)2が回転可能に設けられ、周辺部には、図2において詳細を説明するが、帯電装置3、書き込み部(図示されず)、現像装置4、クリーニング装置5がそれぞれユニットに収容されたプロセスカートリッジで構成されている。
中間転写ベルト1を挟んで感光体2と対向する位置には、1次転写装置として用いられる中間転写ローラ6が配置されている。
The image forming units Y, M, C, and K have the same configuration. Now, the configuration of the Y (yellow) image forming unit will be described as follows.
The image forming unit Y is rotatably provided with a drum-shaped photoconductor (hereinafter referred to as a photoconductor) 2 that is used as a latent image carrier, and the peripheral portion will be described in detail with reference to FIG. 3. A writing unit (not shown), a developing device 4 and a cleaning device 5 are each composed of a process cartridge accommodated in a unit.
An intermediate transfer roller 6 used as a primary transfer device is disposed at a position facing the photoconductor 2 with the intermediate transfer belt 1 interposed therebetween.

中間転写ベルト1が掛け回されているローラの一つ1Bと対向する位置には、図示しない給紙装置から繰り出される記録材としての記録紙に対して中間転写ベルト1に重畳転写された画像を一括転写する2次転写装置7が配置されている。   At a position facing one of the rollers 1B around which the intermediate transfer belt 1 is wound, an image superimposed and transferred to the intermediate transfer belt 1 onto a recording sheet as a recording material fed out from a paper feeding device (not shown). A secondary transfer device 7 for batch transfer is disposed.

図2において、作像部Yは、感光体2の表面に光り書き込みにより形成された静電潜像を現像装置4から供給されるトナーにより可視像処理される。
可視像処理後の画像は、中間転写ベルト1に静電転写され、転写後の感光体2は、クリーニング装置5に残留トナーが除去されるが、本実施形態におけるクリーニング装置5は、感光体2に当接して残留トナーを除去する掻き取りブレード5Aと感光体2の摩擦抵抗軽減のための潤滑剤5B1とこれを感光体2に塗布する塗布ローラ5B2と均しブレード5B3とを備えた構成が用いられている。なお、図2においては、便宜上、現像装置を現像ユニット4として表示してあり、感光体2およびこれに対する現像装置4以外の装置を配置した領域を感光体ユニットとして表示している。
In FIG. 2, the image forming unit Y performs visible image processing on the electrostatic latent image formed by light writing on the surface of the photoreceptor 2 with toner supplied from the developing device 4.
The image after the visible image processing is electrostatically transferred to the intermediate transfer belt 1, and the toner 2 after the transfer is removed of the residual toner in the cleaning device 5, but the cleaning device 5 in this embodiment is a photoconductor. 2 is configured to include a scraping blade 5A that comes into contact with 2 to remove residual toner, a lubricant 5B1 for reducing the frictional resistance of the photoreceptor 2, an application roller 5B2 for applying the lubricant 5B2 to the photoreceptor 2, and a leveling blade 5B3. Is used. In FIG. 2, for the sake of convenience, the developing device is displayed as the developing unit 4, and an area where the photosensitive member 2 and other devices than the developing device 4 are arranged is displayed as the photosensitive member unit.

一方、静電潜像の可視像処理を行う現像装置4は、非磁性一成分系トナーが用いられ、二成分系現像剤のような磁性キャリアを用いないでトナー自体の摩擦帯電により静電潜像との間のファンデルワールス力によって静電潜像に付着させる構成が用いられている。
現像装置4には、感光体2と対向する現像剤担持体であるフレアローラ40、フレアローラ40に当接しながらフレアローラ40と逆方向に回転する際に現像剤を摩擦帯電させると共にフレアローラ40に残留する現像剤を回収可能な供給ローラ41,攪拌パドル42そして補給スクリュー43さらにはフレアローラ40に当接して現像剤の層厚規制を行う層厚規制ブレード44が現像ユニット内に収容されて設けられている。なお、図2中、符号SLは、静電潜像形成のための書き込み光を示している。
On the other hand, the developing device 4 that performs visible image processing of an electrostatic latent image uses non-magnetic one-component toner, and without using a magnetic carrier such as a two-component developer, A configuration in which the image is attached to the electrostatic latent image by van der Waals force between the latent image and the latent image is used.
The developing device 4 includes a flare roller 40 that is a developer carrying member facing the photosensitive member 2, and frictionally charges the developer when rotating in the opposite direction to the flare roller 40 while being in contact with the flare roller 40 and the flare roller 40. A layer thickness regulating blade 44 that contacts the supply roller 41, the stirring paddle 42, the replenishing screw 43, and the flare roller 40 that can collect the developer remaining in the developer and regulates the layer thickness of the developer is housed in the developing unit. Is provided. In FIG. 2, reference sign SL indicates writing light for forming an electrostatic latent image.

フレアローラ40は、感光体2に対して自身の表面上でホッピングすることでクラウド化された現像剤を感光体2に向けて飛翔させる非接触現像方式を採用されており、このため、感光体2に対して所定間隙を設定されて離間している。
上述した所定間隙は、クラウド化された現像剤の進行を阻害しない間隙に設定されている。
The flare roller 40 employs a non-contact developing method in which the developer developer clouded by flying on the surface of the photoreceptor 2 on the surface of the photoreceptor 2 is caused to fly toward the photoreceptor 2. A predetermined gap is set with respect to 2 and separated.
The predetermined gap is set to a gap that does not hinder the progress of the clouded developer.

フレアローラ40の構成は図3および4に示されている。
図3においてフレアローラ40の表面には、支持基板上に所定間隔を以て第一の電極40Aおよび第二の電極40Bが交互に並列されており、それら各電極40A、40Bの上面には無機あるいは有機の絶縁材料で形成された表面保護層が設けられている。
第一、第二の電極40A、40Bは、図4に示すように、それぞれ異なる電路に接続されており、各電路には本体側の2相の異なる駆動電源(図3では、A相、B相と表示してある)からの駆動電圧が印加されるようになっている。
上述した構成のフレアローラ40では、2層の駆動電源から180度位相が異なり、時間周期的な電位差が生じた際に、磁気ブラシを用いる場合と違って、磁性キャリアの拘束がない分、現像剤自身が各電極間で現像剤をホッピングしてクラウド化されるようになっている。
The configuration of the flare roller 40 is shown in FIGS.
In FIG. 3, on the surface of the flare roller 40, the first electrode 40A and the second electrode 40B are alternately arranged in parallel on the support substrate at a predetermined interval. The upper surface of each of the electrodes 40A and 40B is inorganic or organic. A surface protective layer made of an insulating material is provided.
As shown in FIG. 4, the first and second electrodes 40 </ b> A and 40 </ b> B are connected to different electric circuits, and each electric circuit has two different driving power sources on the main body side (in FIG. 3, A phase and B The drive voltage from (indicated as phase) is applied.
In the flare roller 40 having the above-described configuration, when the phase difference is 180 degrees from the driving power source of the two layers and a time-periodic potential difference occurs, unlike the case where a magnetic brush is used, the magnetic carrier is not restrained. The agent itself is made into a cloud by hopping the developer between the electrodes.

クラウド化された現像剤は、フレアローラ表面が移動するのに連動する電極の移動により感光体2と対向する現像領域に向けて搬送され、現像領域において感光体2上に形成された静電潜像との間に生じるファンデルワールス力によって静電潜像に静電吸着される。本実施形態でのフレアローラに用いられる第一の電極群が奇数番電極群として用いられ、第二の電極群が偶数番電極として用いられ、これら奇数番電極および偶数番電極が上述したように異なる2相の駆動電極(A相、B相)に接続されている。   The clouded developer is transported toward the development area facing the photoreceptor 2 by the movement of the electrode in conjunction with the movement of the flare roller surface, and the electrostatic latent image formed on the photoreceptor 2 in the development area. The electrostatic latent image is electrostatically attracted by van der Waals force generated between the image and the image. The first electrode group used for the flare roller in this embodiment is used as an odd-numbered electrode group, the second electrode group is used as an even-numbered electrode, and these odd-numbered electrodes and even-numbered electrodes are as described above. It is connected to different two-phase drive electrodes (A phase, B phase).

フレアローラ40は、支持基板として、樹脂等の絶縁材料あるいはSUS等の導電性材料が用いられ、その基板にはSiO等の絶縁膜が成膜されて構成されている。
第一、第二の電極としては、支持基板上にAl(アルミニウム)、Cu,Ni−Cr等の導電性材料を厚さ0.1〜10μmとし、好ましくは0.5〜2.0μmにより成膜し、これをフォトリソグラフ処理などにより所用の電極形状にパターニングすることにより構成されている。
The flare roller 40 is configured by using an insulating material such as resin or a conductive material such as SUS as a support substrate, and an insulating film such as SiO 2 is formed on the substrate.
As the first and second electrodes, a conductive material such as Al (aluminum), Cu, or Ni—Cr is formed on the support substrate to a thickness of 0.1 to 10 μm, preferably 0.5 to 2.0 μm. The film is formed and patterned into a desired electrode shape by a photolithographic process or the like.

また、図4において、各電極40A、40B同士の配置ピッチ(P)は、ローラ軸方向での電極幅(L)および隣接電極間の間隔、いわゆる電極間隔(R)とした場合、P=L+Rで示され、電極幅(L)と電極間隔(R)は、現像剤のホッピング特性に影響するため、電極幅(L)は現像剤に陥られるトナー粉体の平均粒径の1〜20倍以下とし、電極間隔(R)は上記粉体の平均粒径の1〜20倍以下に設定されている。   In FIG. 4, when the arrangement pitch (P) between the electrodes 40A and 40B is the electrode width (L) in the roller axis direction and the interval between adjacent electrodes, so-called electrode interval (R), P = L + R The electrode width (L) and the electrode spacing (R) affect the hopping characteristics of the developer, so the electrode width (L) is 1 to 20 times the average particle size of the toner powder that falls into the developer. The electrode spacing (R) is set to 1 to 20 times or less the average particle size of the powder.

上述した電極長さ(L)および隣接間隔(R)の設定は次の理由による。
すなわち、電極と電極の間にあるトナーはほぼ水平方向の電界により、基板表面を隣接する電極まで移動する。これに対して、電極上に乗っているトナーは、少なくとも垂直方向の成分も持った初速が与えられることから、多くは基板面から離れて飛翔する。
The above-described electrode length (L) and adjacent interval (R) are set for the following reason.
That is, the toner between the electrodes moves to the adjacent electrode on the substrate surface by a substantially horizontal electric field. On the other hand, since the toner on the electrode is given an initial velocity having at least a component in the vertical direction, most of the toner flies away from the substrate surface.

特に、電極端面付近にあるトナーは、隣接電極を飛び越えて移動するため、電極幅Lが広い場合には、その電極上に乗っているトナーの数が多くなり、移動距離の大きいトナーが増えて搬送効率が上がる。ただし、電極幅Lが広すぎると、電極中央付近の電界強度が低下するためにトナーが電極に付着し、搬送効率が低下することになる。そこで、本発明者らは鋭意研究した結果、低電圧で効率よく粉体を搬送、ホッピングするための適正な電極幅があることを見出した。   In particular, since the toner near the electrode end face moves over the adjacent electrode, when the electrode width L is wide, the number of toners on the electrode increases, and the toner having a large moving distance increases. Conveyance efficiency increases. However, if the electrode width L is too wide, the electric field strength in the vicinity of the center of the electrode is lowered, so that the toner adheres to the electrode and the transport efficiency is lowered. As a result of intensive studies, the present inventors have found that there is an appropriate electrode width for efficiently conveying and hopping powder at a low voltage.

また、電極間隔Rは、距離と印加電圧の関係から電極間の電界強度を決定し、間隔Rが狭い程電界強度は当然強く、搬送、ホッピングの初速が得られやすい。しかし、電極から電極へ移動するようなトナーについては、一回の移動距離が短くなり、駆動周波数を高くしないと移動効率が上がらないことになる。これについても、本発明者らは鋭意研究した結果、低電圧で効率よく粉体を搬送、ホッピングするための適正な電極間隔があることを見出した。   The electrode interval R determines the electric field strength between the electrodes from the relationship between the distance and the applied voltage. The narrower the interval R, the stronger the electric field strength, and the easier the initial speed of conveyance and hopping. However, for toner that moves from electrode to electrode, the distance traveled once is shortened, and the movement efficiency cannot be increased unless the drive frequency is increased. In this regard, as a result of intensive studies, the present inventors have found that there is an appropriate electrode interval for efficiently conveying and hopping powder at a low voltage.

さらに、電極表面を覆う表面保護層の厚さも電極表面の電界強度に影響を与え、特に垂直方向成分の電気力線への影響が大きく、ホッピングの効率を決定することをも見出した。   Further, the present inventors have also found that the thickness of the surface protective layer covering the electrode surface also affects the electric field strength on the electrode surface, in particular, the influence of the vertical component on the electric field lines is large, and determines the hopping efficiency.

そこで、搬送基板の電極幅、電極間隔、表面保護層厚さの関係を適正に設定することによって、電極表面でのトナー吸着問題を解決し、低電圧で効率的な移動を行うことができる。   Therefore, by appropriately setting the relationship between the electrode width of the transport substrate, the electrode interval, and the surface protective layer thickness, the toner adsorption problem on the electrode surface can be solved, and efficient movement can be performed at a low voltage.

より詳しく説明すると、まず、電極幅Lについては、電極幅Lをトナー径(粉体径)の1倍としたときは、最低1個のトナーを乗せて搬送、ホッピングするための幅寸法であり、これより狭いとトナーに作用する電界が少なくなり、搬送力、飛翔力が低下して実用上は十分でない。   More specifically, first, the electrode width L is a width dimension for carrying and hopping at least one toner when the electrode width L is set to one time the toner diameter (powder diameter). On the other hand, if it is narrower than this, the electric field acting on the toner is reduced, and the conveying force and the flying force are lowered, which is not sufficient for practical use.

また、電極幅Lが広くなるに従って、特に、電極上面中央付近で、電気力線が進行方向(水平方向)に傾斜し、垂直方向の電界の弱い領域が発生し、ホッピングの発生力が小さくなる。電極幅Lがあまり広くなると、極端な場合、トナーの帯電電荷に応じた鏡像力、ファンデルワールス力、水分等による吸着力が勝り、トナーの堆積が発生することがある。   Further, as the electrode width L is increased, the electric field lines are inclined in the traveling direction (horizontal direction) particularly near the center of the upper surface of the electrode, a region having a weak vertical electric field is generated, and the hopping generation force is reduced. . When the electrode width L is too wide, in an extreme case, the image force according to the charged charge of the toner, the van der Waals force, the adsorbing force due to moisture, etc. may be superior, and toner deposition may occur.

そして、搬送及びホッピングの効率から、電極の上にトナー20個程度が乗る幅であれば吸着が発生しにくく、100V程度の低電圧の駆動波形で効率良く搬送、ホッピングの動作が可能である。それ以上広いと部分的に吸着が発生する領域が生じる。例えば、トナーの平均粒径を5μmとすると、5μm〜100μmまでの範囲に相当する。   From the efficiency of conveyance and hopping, if the width is such that about 20 toners are placed on the electrode, adsorption is unlikely to occur, and the conveyance and hopping operations can be efficiently performed with a low voltage drive waveform of about 100V. If it is wider than that, a region where adsorption occurs partially occurs. For example, when the average particle diameter of the toner is 5 μm, it corresponds to a range from 5 μm to 100 μm.

電極幅Lに関し、より好ましい範囲は、駆動波形による印加電圧を100V以下の低電圧でより効率的に駆動するため、粉体の平均粒径の2倍以上〜10倍以下である。電極幅Lをこの範囲内とすることで、電極表面中央付近の電界強度の低下が1/3以下に抑えられ、ホッピングの効率低下は10%以下となって、効率の大幅な低下をきたすことがなくなる。これは、例えば、トナーの平均粒径を5μmとすると、10μm〜50μmの範囲に相当する。   Regarding the electrode width L, a more preferable range is 2 times to 10 times the average particle diameter of the powder in order to drive the applied voltage by the drive waveform more efficiently at a low voltage of 100 V or less. By setting the electrode width L within this range, the decrease in electric field strength near the center of the electrode surface can be suppressed to 1/3 or less, and the decrease in hopping efficiency is 10% or less, resulting in a significant decrease in efficiency. Disappears. For example, this corresponds to a range of 10 μm to 50 μm when the average particle diameter of the toner is 5 μm.

さらに、より好ましくは、電極幅Lは、粉体の平均粒径の2倍以上〜6倍以下の範囲である。これは、例えば、トナーの平均粒径を5μmとすると、10μm〜30μmに相当する範囲である。この範囲とすることによって非常に効率が良くなることが判明している。   More preferably, the electrode width L is in the range of 2 to 6 times the average particle size of the powder. For example, this is a range corresponding to 10 μm to 30 μm when the average particle diameter of the toner is 5 μm. It has been found that efficiency within this range is very good.

上述した表面保護層には、SiO、BaTiO、TiO、TiO、SiON、BN、TiN、Ta等を適用でき、厚さは0.5〜30μmに設定されている。
また、表面保護層の構成としては、SiO等の上にポリカーボネイイトなどの有機材料を被覆するようにしてもよい。なお、ジルコニア、あるいは二成分現像剤のキャリアのコート材料として一般的に使われる材料、例えばシリコーン系樹脂を選択することもできる。このように、表面保護層は、絶縁性、耐久性、フレアローラ自体の製法、及び使用する現像剤との帯電列との関係から適宜選択される。
The surface protective layer described above, SiO 2, BaTiO 2, TiO 2, TiO 4, SiON, BN, TiN, can apply Ta 2 O 5 or the like, the thickness is set to 0.5 to 30 m.
In addition, as a configuration of the surface protective layer, an organic material such as polycarbonate may be coated on SiO 2 or the like. Note that zirconia or a material generally used as a coating material for a carrier of a two-component developer, such as a silicone resin, can also be selected. As described above, the surface protective layer is appropriately selected from the relationship between the insulating properties, durability, the production method of the flare roller itself, and the charge train with the developer to be used.

次にフレアローラ40製法について説明すると次の通りである。
本実施形態では、フレアローラ40が、少なくともA4縦幅21cm、横幅30cm以上の長尺、大面積の記録材を対象として使用されることを考慮して、このような大面積に各電極のパターン形成が必要となる。
Next, the flare roller 40 manufacturing method will be described as follows.
In the present embodiment, considering that the flare roller 40 is used for a recording material having a long and large area of at least A4 vertical width of 21 cm and a horizontal width of 30 cm or more, the pattern of each electrode in such a large area is used. Formation is required.

そこで、はじめに、フレキシブルな電極パターンを形成し、それを支持ドラムに巻きつけてフレアローラを形成する場合について説明する。
フレキシブルなファインピッチ薄層電極を有する基板の一例としては、ポリイミドのベースフィルム(厚さ20〜100um)を基材(支持基板)として、その上に蒸着法によって0.1〜0.3umのCu、Al、Ni-Cr等を成膜する。幅30〜60cmであれば、ロール・トゥ・ロールの装置で製造可能であり、量産性が非常に高まる。共通バスラインは同時に幅1〜5mm程度の電極を形成する。
Therefore, first, a case where a flexible electrode pattern is formed and wound around a support drum to form a flare roller will be described.
As an example of a substrate having a flexible fine pitch thin layer electrode, a polyimide base film (thickness 20 to 100 μm) is used as a base material (supporting substrate), and a 0.1 to 0.3 μm Cu film is formed thereon by vapor deposition. , Al, Ni—Cr and the like are formed. If it is 30-60 cm in width, it can be manufactured by a roll-to-roll apparatus, and mass productivity is greatly increased. The common bus line simultaneously forms electrodes having a width of about 1 to 5 mm.

この蒸着法の具体的手段としては、スパッタ法、イオンプレーティング法、CVD法、イオンビーム法、等の方法が可能である。例えば、スパッタ法で電極を形成する場合において、ポリイミドとの密着性を向上させるため、Cr膜を介在させても良いし、プラズマ処理やプライマー処理によっても密着性を向上させることができる。   As a specific means of the vapor deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a CVD method, an ion beam method, or the like can be used. For example, when an electrode is formed by sputtering, a Cr film may be interposed in order to improve adhesion with polyimide, and adhesion can also be improved by plasma treatment or primer treatment.

また、蒸着法以外の工法としては、電着法によっても薄層電極を形成することができる。
この場合は、前記ポリイミドの基材上に、まず、無電解メッキによって電極を形成する。塩化Sn、塩化Pd、塩化Niに順次浸漬して下地電極を形成した後、Ni電解液中で電解メッキを行ってNi膜1〜3umをロール・トゥ・ロールで製造することが可能である。
Further, as a method other than the vapor deposition method, a thin layer electrode can be formed also by an electrodeposition method.
In this case, an electrode is first formed on the polyimide substrate by electroless plating. It is possible to manufacture Ni films 1 to 3 um in a roll-to-roll manner by forming a base electrode by sequentially immersing in Sn chloride, Pd, and Ni chloride, followed by electrolytic plating in a Ni electrolyte.

そして、これらの薄膜電極にレジスト塗布、パタンニング、エッチングで電極を形成する。この場合、0.1〜3um厚さの薄層電極であれば、フォトリソ、エッチング処理によって5um〜数10um幅、又は間隔のファインパターン電極を精度良く形成することができる。   Then, electrodes are formed on these thin film electrodes by resist coating, patterning, and etching. In this case, if it is a thin layer electrode having a thickness of 0.1 to 3 μm, a fine pattern electrode having a width of 5 μm to several tens of μm or a space can be formed with high accuracy by photolithography and etching.

次いで、表面保護層としてSiO2 、BaTiO2、TiO2等を厚さ0.5〜2umをスパッタ等により形成する。或いは、表面保護層としてPI(ポリイミド)を厚さ2〜5μmにロールコータ、その他コーティング装置により塗布し、ベークして仕上げる。PIのままで支障を生じるときには、更に最表面にSiO2 、その他無機膜を0.1〜0.5umの厚みにスパッタ等で形成すればよい。また、SiO2等の上にポリカなどの有機材料をコートしても良い。ジルコニア、あるいは二成分現像剤のキャリアのコート材料として一般的に使われる材料、例えばシリコーン系樹脂を選択することもできる。   Next, SiO2, BaTiO2, TiO2 or the like is formed as a surface protective layer to a thickness of 0.5 to 2 um by sputtering or the like. Alternatively, PI (polyimide) as a surface protective layer is applied to a thickness of 2 to 5 μm with a roll coater or other coating apparatus, and baked to finish. When troubles occur with PI, it is sufficient to form SiO2 on the outermost surface and other inorganic films to a thickness of 0.1 to 0.5 μm by sputtering or the like. Further, an organic material such as polycarbonate may be coated on SiO 2 or the like. It is also possible to select zirconia or a material generally used as a coating material for a carrier of a two-component developer, for example, a silicone resin.

このようなフレキシブル基板を構成することによって、円筒形状のドラムに貼り付けたり、或いは、部分的に曲面形状にしたりすることが容易に行える。  By configuring such a flexible substrate, it can be easily attached to a cylindrical drum, or partially curved.

また、別の例としては、ポリイミドのベースフィルム(厚さ20〜100um)を基材(支持基板)として、その上に電極材料として、厚さ10〜20umのCu、SUS等を使用することも可能である。この場合は、逆に金属材の上にポリイミドをロールコータにて20〜100um塗布してベークする。その後、金属材をフォトリソ、エッチング処理によって電極の形状にパターン化し、その電極面上に保護層としてポリイミドをコーティング、金属材電極の厚さ10〜20umに応じた凹凸がある場合は平坦化して完成する。  As another example, a polyimide base film (thickness 20 to 100 μm) is used as a base material (supporting substrate), and an electrode material is used thereon, such as Cu or SUS having a thickness 10 to 20 μm. Is possible. In this case, conversely, polyimide is applied on a metal material by a roll coater for 20 to 100 μm and baked. After that, the metal material is patterned into the shape of an electrode by photolithography and etching, and polyimide is coated on the electrode surface as a protective layer, and if there are irregularities according to the thickness of the metal material electrode, it is flattened and completed. To do.

例えば、粘度50〜10,000cps、より好ましくは100〜300cpsのポリイミド系材料、ポリウレタン系材料をスピンコートして放置することによって、材料の表面張力によって基板の凹凸がスムージングされ、搬送部材最表面が平坦化される。   For example, when a polyimide material or polyurethane material having a viscosity of 50 to 10,000 cps, more preferably 100 to 300 cps is spin-coated and left standing, the unevenness of the substrate is smoothed by the surface tension of the material, and the outermost surface of the conveying member is Flattened.

フレキシブル基板の強度を上げた更に他の例としては、基材として厚さ20〜30umのSUS、Al基材等を用いて、その表面に絶縁層(電極と基材との間の絶縁)として5um程度の希釈したポリイミド材をロールコータによりコーティングする。そして、このポリイミドを例えば150℃-30分のプリベーク、350℃−60分のポストベークして薄層ポリイミド膜を形成して支持基板とする。   As yet another example of increasing the strength of the flexible substrate, an SUS or Al base material having a thickness of 20 to 30 μm is used as the base material, and an insulating layer (insulation between the electrode and the base material) is formed on the surface. A diluted polyimide material of about 5 μm is coated with a roll coater. Then, this polyimide is pre-baked, for example, at 150 ° C. for 30 minutes, and post-baked at 350 ° C. for 60 minutes to form a thin-layer polyimide film, which is used as a support substrate.

その後、密着性向上のプラズマ処理やプライマー処理を施した後、薄層電極層としてNi-Crを0.1〜0.2umの厚みに蒸着し、フォトリソ、エッチングによって前記数10umのファインパターンの電極を形成する。さらに、表面に前記SiO2、BaTiO2、TiO2 等の表面保護層を0.5〜1μm程度の厚みにスパッタにより形成することで、フレキシブル搬送部材を得ることができる。また、SiO2等の上にポリカなどの有機材料をコートしても良い。ジルコニア、あるいは二成分現像剤のキャリアのコート材料として一般的に使われる材料、例えばシリコーン系樹脂を選択することもできる。   Then, after performing plasma treatment and primer treatment for improving adhesion, Ni—Cr is deposited as a thin electrode layer to a thickness of 0.1 to 0.2 μm, and the fine pattern electrode of several tens of μm is formed by photolithography and etching. Form. Furthermore, a flexible transport member can be obtained by forming a surface protective layer such as SiO2, BaTiO2, or TiO2 on the surface to a thickness of about 0.5 to 1 [mu] m. Further, an organic material such as polycarbonate may be coated on SiO 2 or the like. It is also possible to select zirconia or a material generally used as a coating material for a carrier of a two-component developer, for example, a silicone resin.

以上のような構成の現像装置を対象として本実施形態での特徴を説明すると次の通りである。
図5は、本実施形態の特徴の一つを適用された現像装置の構成を説明するための模式図である。
同図において現像装置4には、現像領域を通過した現像剤が現像剤収容部をなす現像装置4内に入り込む位置に、現像剤収容部内からの現像剤の飛散を防止するためにシール部材45が設けられている。つまり、シール部材45は、現像剤収容部を備えた現像装置4の内外をシールする機能を有している。
The characteristics of the present embodiment will be described below for the developing device having the above-described configuration.
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the configuration of a developing device to which one of the features of this embodiment is applied.
In the drawing, the developing device 4 includes a seal member 45 for preventing the developer from scattering from the developer accommodating portion at a position where the developer that has passed through the developing region enters the developing device 4 forming the developer accommodating portion. Is provided. That is, the seal member 45 has a function of sealing the inside and outside of the developing device 4 provided with the developer accommodating portion.

図5に示す実施形態では、シール部材45が、現像剤担持体として用いられるフレアローラ40の表面に接触するのではなく、所定寸法を持たせた対向間隙Gを設定されている。
この対向間隙Gは、クラウド化した状態の現像剤が移動するのを阻害しないことを条件として設定されている。
シール部材45は、図6に示すように、上述した対向間隙Gを以てフレアローラ40に対向する領域から供給ローラ41に対向する領域までをシール範囲Hとして設定できる壁面を有している。
この場合の対向間隙Gは、フレアローラ40上でホッピングする現像剤の目標飛翔高さを0.2mmとした場合に、0.5〜3.0mmに設定されて上述したシール範囲H内で一定とされている。以下、対向間隙部をギャップと称することもある。
In the embodiment shown in FIG. 5, the seal member 45 is not in contact with the surface of the flare roller 40 used as a developer carrier, but is set with a facing gap G having a predetermined dimension.
The facing gap G is set on condition that the developer in the cloud state is not hindered from moving.
As shown in FIG. 6, the seal member 45 has a wall surface that can be set as a seal range H from the region facing the flare roller 40 to the region facing the supply roller 41 with the above-described facing gap G.
In this case, the facing gap G is set to 0.5 to 3.0 mm when the target flying height of the developer to be hopped on the flare roller 40 is 0.2 mm, and is constant within the above-described seal range H. It is said that. Hereinafter, the opposing gap may be referred to as a gap.

現像装置4における第1の特徴は、図6に示すように、上述したシール範囲Hを構成する壁面の一部に現像剤収容部内外を連通可能な通気部45Aが設けられている点にある。   A first feature of the developing device 4 is that, as shown in FIG. 6, a ventilation portion 45 </ b> A capable of communicating the inside and outside of the developer accommodating portion is provided in a part of the wall surface constituting the above-described seal range H. .

図6(A)において通気部45Aは、フレアローラ40と対向するギャップに対向する壁面で現像領域を通過した現像剤がギャップ内に入り込む位置から後方に開口を有し、かつ、現像装置4の外部に対向する位置に開口を有して両方の開口間が連通された通気穴が用いられている。
通気部45Aは、図6(B)に示すように、フレアローラ40における現像剤担持面の軸方向のほぼ全域に対向するスリット状の開口を有した抜気部(図中、矢印Fにより抜気方向を示す)として構成されている。なお、フレアローラ40の回転方向に沿った通気部45Aの開口幅は、その通気能力の設定に応じたサイズに設定されるようになっている。
In FIG. 6A, the ventilation portion 45A has an opening on the rear side from the position where the developer that has passed through the developing region on the wall surface facing the gap facing the flare roller 40 enters the gap, and A vent hole having an opening at a position facing the outside and communicating between both openings is used.
As shown in FIG. 6 (B), the ventilation portion 45A is a venting portion having a slit-like opening that faces almost the entire axial direction of the developer carrying surface of the flare roller 40 (shown by an arrow F in the figure). Indicating the air direction). The opening width of the ventilation portion 45A along the rotation direction of the flare roller 40 is set to a size according to the setting of the ventilation capability.

通気部45Aは、現像後の現像剤が現像剤収容部に向け移動するのを阻害しない圧力をギャップ内で維持するためのものである。具体的には、現像領域を通過した後、フレアローラ40の回転に伴い移動する現像剤が移動する際に現像剤の移動方向上流側に生起させる層流状の気流がギャップ内の圧力、特に、移動を妨げる圧力が生じている場合の反撥力によって乱されるのを防止して現像剤が飛散するのを抑制するようにしている。
これにより、現像領域を通過した現像剤は、ギャップ内に入り込む際に不用意な反撥力を受けることなく円滑にギャップ内へと移動することができることになる。
The ventilation portion 45A is for maintaining a pressure in the gap that does not inhibit the developer after development from moving toward the developer accommodating portion. Specifically, after passing through the development area, when the developer moving with the rotation of the flare roller 40 moves, a laminar air flow generated on the upstream side in the movement direction of the developer is caused by the pressure in the gap, particularly In this case, the developer is prevented from being scattered by preventing it from being disturbed by a repulsive force when a pressure that hinders movement is generated.
As a result, the developer that has passed through the development region can smoothly move into the gap without receiving an inadvertent repulsive force when entering the gap.

つまり、現像領域を通過した後、現像剤収容部に入り込もうとする現像剤は、フレアローラ40に対して拘束力が弱い状態にある。このため、ギャップ内の圧力が高い場合あるいは入り込む方向上流側に生起される反撥気流の圧力が強い場合には、入り込む際の抵抗力を受けて押し返されてしまう虞がある。現像剤が押し返されると、吹き出したりして現像領域周辺に飛散し、周辺機器を汚損する虞がある。   That is, the developer that tries to enter the developer accommodating portion after passing through the developing region is in a state where the binding force is weak with respect to the flare roller 40. For this reason, when the pressure in the gap is high, or when the pressure of the repellent airflow generated upstream in the entering direction is strong, there is a possibility that it will be pushed back due to the resistance force when entering. When the developer is pushed back, the developer may be blown out and scattered around the developing region, which may damage the peripheral device.

そこで、本実施形態では、現像剤収容部内での圧力上昇を通気部45Aを介した抜気によって抑えることで現像剤収容部に入り込もうとする現像剤への不用意な圧力を付与しないようにしている。また、当然のことではあるが、現像剤収容部内での圧力上昇が原因するギャップ内での圧力上昇も通気部45Aからの排気により低下させて現像剤の噴出が起こるのを防止するようにもなっている。   Therefore, in the present embodiment, an increase in pressure in the developer accommodating portion is suppressed by evacuation through the ventilation portion 45A, so that inadvertent pressure is not applied to the developer trying to enter the developer accommodating portion. Yes. As a matter of course, the pressure increase in the gap caused by the pressure increase in the developer accommodating portion is also reduced by the exhaust from the ventilation portion 45A to prevent the developer from being ejected. It has become.

また、上述した実施形態では、クラウド化された状態で現像領域を通過した後の現像剤をフレアローラ40の表面に引きつけるようにして拘束力の弱い状態にある現像剤をフレアローラ40表面に集約させて上述したギャップ内へ導入しやすくする構成が備えられている。
つまり、シール部材45における現像剤が入り込む側には、詳細を説明しないが導電部材からなる現像剤クラウド抑制部材が設けられている。
現像剤クラウド抑制部材は、現像領域下流部からシール部材45の現像剤入口側でフレアローラ40に対向して配置されており、クラウド化されている現像剤をフレアローラ側に押し戻すことができるバイアスが印加されている。
バイアスに関しては、フレアローラ40の内部電極に印加する平均電位に対し、負帯電現像剤の場合には小さく、正帯電現像剤の場合には大きい交流バイアスが印加され、現像剤のホッピングを抑制して現像剤をフレアローラ表面に押し戻せるようにしている。
In the above-described embodiment, the developer having a weak binding force is attracted to the surface of the flare roller 40 by attracting the developer after passing through the development area in the cloud state to the surface of the flare roller 40. Thus, a configuration is provided to facilitate introduction into the gap described above.
That is, a developer cloud suppressing member made of a conductive member is provided on the side of the seal member 45 where the developer enters, although details are not described.
The developer cloud suppressing member is arranged to face the flare roller 40 from the downstream side of the developing region on the developer inlet side of the seal member 45, and can bias the clouded developer back to the flare roller side. Is applied.
Regarding the bias, an AC bias that is small in the case of a negatively charged developer and large in the case of a positively charged developer with respect to the average potential applied to the internal electrode of the flare roller 40 is suppressed to suppress developer hopping. The developer can be pushed back onto the flare roller surface.

次に、本発明の別実施形態について説明する。
図7に示す実施形態では、図6に示した通気部45Aに現像剤を捕集可能なフィルタ46が設けられている点を特徴としている。
フィルタ46は、通気部45Aにおけるギャップ側の開口内で通気部45Aの全面もしくは一部を対象として通気部45A内に装填され、通気部45Aに入り込んだ現像剤を捕集するようになっている。
Next, another embodiment of the present invention will be described.
The embodiment shown in FIG. 7 is characterized in that a filter 46 capable of collecting the developer is provided in the ventilation portion 45A shown in FIG.
The filter 46 is loaded in the ventilation part 45A for the entire surface or part of the ventilation part 45A in the opening on the gap side in the ventilation part 45A, and collects the developer that has entered the ventilation part 45A. .

本実施形態は以上のような構成であるから、現像領域を通過した後の現像剤がギャップ内に入り込む際に生起される気流に順じて現像剤が通気部45A内に入り込もうとしたときには、フィルタ46に捕集されることで通気部45A内で跳ね返されることがない。これにより、跳ね返された現像剤がギャップ側から現像領域に向けて吹き出すことがなく、現像領域に飛散した場合に生じる周辺部への汚損を防ぐことができる。
また、フィルタ46に捕集されなないまま跳ね返されて浮遊した現像剤がある場合には、浮遊した状態でフレアローラ40側の電場に再捕捉されて再度ギャップ内に入り込むことで回収されるので、上述した現像領域への吹き出しが抑制されることになる。
Since the present embodiment is configured as described above, when the developer tries to enter the ventilation portion 45A in accordance with the airflow generated when the developer after passing through the development region enters the gap, By being collected by the filter 46, it is not rebounded in the ventilation part 45A. Thereby, the splashed developer does not blow out from the gap side toward the development area, and it is possible to prevent the peripheral portion from being damaged when it is scattered in the development area.
Further, when there is a developer that has been bounced off and floated without being collected by the filter 46, it is recaptured by the electric field on the flare roller 40 side in a floating state and is recovered by entering the gap again. Thus, the above-described blowing out to the development area is suppressed.

なお、上述したフィルタ46は、通気部45Aとして用いられる通気穴内での抜気構造に応じて設置を異ならせることも可能であり、例えば、通気穴に図示しない排気ダクトを連結したような場合には、通気部45Aの内部ではなく排気ダクトの一部にフィルタ46を設けるようにすることも可能である。   The above-described filter 46 can be installed in a different manner depending on the vent structure in the vent hole used as the vent portion 45A. For example, when an exhaust duct (not shown) is connected to the vent hole. The filter 46 may be provided not in the ventilation part 45A but in a part of the exhaust duct.

次に、図6に示した実施形態の要部構成に関する変形例について説明する。
図8は、要部構成の変形例を示す図7相当の図であり、同図において、シール部材45におけるフレアローラ40表面との対向間隙に関し、現像領域通過後の現像剤が現像剤収容部に入り込む方向の上流側と下流側とで異ならせてあることを特徴としている。
Next, a modified example related to the main configuration of the embodiment shown in FIG. 6 will be described.
FIG. 8 is a view corresponding to FIG. 7 showing a modified example of the configuration of the main part. In FIG. 8, with respect to the gap facing the surface of the flare roller 40 in the seal member 45, the developer after passing through the development region is the developer containing portion. It is characterized by being different between the upstream side and the downstream side in the direction of entering.

つまり、上述した対向間隙は、現像剤がフレアローラ40と対向するシール部材45のギャップ部に入り込み始める位置での対向間隙G1が現像剤収容部側での対向間隙Gよりも大きく設定されている。
換言すれば、現像領域通過後の現像剤が現像剤収容部に向けて移動する際の移動方向上流側から下流側に向けて徐々に狭くされており、最も狭い位置での対向間隙Gは、クラウド化されて拘束されている現像剤の移動を阻害しない大きさに設定されている。
上述した最も狭い位置での対向間隙Gは、図5に示した構成での対向間隙Gと同じとされている。
That is, the above-described facing gap is set such that the facing gap G1 at the position where the developer begins to enter the gap portion of the seal member 45 facing the flare roller 40 is larger than the facing gap G on the developer accommodating portion side. .
In other words, the developer after passing through the developing region is gradually narrowed from the upstream side toward the downstream side in the moving direction when moving toward the developer accommodating portion, and the opposing gap G at the narrowest position is The size is set so as not to hinder the movement of the developer that is restricted by being clouded.
The opposing gap G at the narrowest position described above is the same as the opposing gap G in the configuration shown in FIG.

上述したように、フレアローラ40とシール部材45とが対向するギャップ部は、現像剤が入り込み始める位置から上述した符号G1で示す対向間隙に至る範囲(図7中、符号H1で示す範囲)において対向間隙が徐々に減少し、符号Gで示す対向間隙の範囲(図7中、符号Hで示す範囲)が一定した間隙となる範囲とされている。   As described above, the gap portion where the flare roller 40 and the seal member 45 face each other is in the range from the position where the developer starts to enter to the facing gap indicated by the reference symbol G1 (the range indicated by the reference symbol H1 in FIG. 7). The opposing gap gradually decreases, and the range of the opposing gap indicated by reference numeral G (the range indicated by reference numeral H in FIG. 7) is set to a constant range.

本実施形態においては、現像領域を通過してフレアローラ40の回転と共に移動する現像剤は、現像剤収容部に向けて入り込み始める位置においてシール部材45側での現像剤移動路の空間サイズが大きくされているので、飛翔(ホッピング)しながら移動する現像剤がその飛翔高さよりも大きい空間内に容易に入り込むことができる。
しかも、対向間隙が大きい範囲(符号H1で示す範囲)では、一旦、現像剤がシール部材45の面に接触すると対向間隙が徐々に減少することでフレアローラ40側に近づけられるので、フレアローラ40の内蔵電極に拘束されやすくなり、帯電量が少なく拘束力が弱い状態であっても、拘束状態を強化されて不用意に外部へ飛散するのを抑止されることになる。
In the present embodiment, the developer moving through the developing region with the rotation of the flare roller 40 has a large space size of the developer moving path on the seal member 45 side at a position where the developer starts to enter the developer containing portion. Therefore, the developer moving while flying (hopping) can easily enter a space larger than the flying height.
In addition, in the range where the facing gap is large (the range indicated by reference numeral H1), once the developer contacts the surface of the seal member 45, the facing gap gradually decreases, so that the flare roller 40 is brought closer to the flare roller 40 side. Therefore, even if the amount of charge is small and the restraining force is weak, the restrained state is strengthened and the inadvertent scattering to the outside is prevented.

一方、シール部材45におけるフレアローラ40との対向間隙が入口側から徐々に空間サイズを狭く、つまり小さくされ、最小空間サイズはホッピングする現像剤の移動を妨げない大きさにされているので、入口側では上述したようにシール部材45との衝突が避けられる。
一方、入口を通過した現像剤は、移動路の空間サイズが小さくなることで凝縮されることが原因して移動方向下流側の圧力が高まるが、その圧力上昇は、通気部45Aから圧力を逃がすことで上昇を食い止められることになるので、現像剤収容部側での圧力上昇が抑えられて噴出を防止されることになる。
この結果、シール部材45の対向間隙内を移動する現像剤が現像領域側に向けて飛散することがなく、飛散した場合の記録材への地汚れ発生や周辺機器への汚損が防がれることになる。
On the other hand, the gap between the seal member 45 and the flare roller 40 is gradually narrowed, that is, made smaller from the entrance side, and the minimum space size is set so as not to hinder the movement of the hopping developer. On the side, collision with the seal member 45 is avoided as described above.
On the other hand, the developer that has passed through the inlet increases in pressure on the downstream side in the movement direction because it is condensed due to a reduction in the space size of the movement path, but the pressure increase causes the pressure to escape from the vent portion 45A. As a result, the rise can be prevented, and the pressure rise on the developer accommodating portion side is suppressed, and the ejection is prevented.
As a result, the developer moving in the facing gap of the seal member 45 does not scatter toward the developing area side, and the occurrence of scumming on the recording material and the contamination of peripheral devices when it scatters can be prevented. become.

次にさらに本発明の別実施形態について説明する。
図9は、本実施形態を説明するための図8相当の図であり、同図において、シール部材45におけるフレアローラ40との対向面には、現像剤の移動方向に沿って複数の櫛歯状溝部45Bが設けられている。櫛歯状溝部45Bは、開口をフレアローラ40側に有しており、対向間隙内で生じる圧力上昇分の気流を取り込めるようになっている。
Next, another embodiment of the present invention will be described.
FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 8 for explaining the present embodiment. In FIG. 9, a plurality of comb teeth are arranged on the surface of the seal member 45 facing the flare roller 40 along the developer moving direction. A groove 45B is provided. The comb-shaped groove 45B has an opening on the flare roller 40 side, and can take in an air flow corresponding to a pressure increase generated in the facing gap.

本実施形態では、櫛歯状溝部45Bを設けることで対向間隙が相当する現像剤の移動路がラビリンス状を呈することになる。これにより、対向間隙内で圧力上昇を招く空気は溝部45B内に取り込まれることで対向間隙内での圧力上昇を抑えられることになる。
これにより、対向間隙内での圧力損失を生起されて圧力上昇が原因する現像剤の吹き出しおよび対向間隙入口側での反撥圧力を抑えられることになる。
In the present embodiment, by providing the comb-like groove 45B, the developer movement path corresponding to the facing gap has a labyrinth shape. As a result, air that causes a pressure increase in the opposing gap is taken into the groove 45B, thereby suppressing the pressure increase in the opposing gap.
As a result, it is possible to suppress the developer blow-out and the repulsive pressure on the inlet side of the counter gap caused by the pressure increase caused by the pressure loss in the counter gap.

以上のように、各実施形態では、いずれもシール部材とフレアローラ表面とが対向する位置に設けられている対向間隙での圧力上昇を抑える構成となっているので、対向間隙入口側での現像剤に対する反撥圧力や現像剤収容部内からの圧力上昇の影響を現像剤の移動に作用させることがない。
これにより、現像領域通過後の現像剤が現像領域側に飛散することがなくなり、この現象が原因する記録材への地汚れや周辺機器への汚損を確実に防止することができる。
As described above, in each of the embodiments, since it is configured to suppress the pressure increase in the facing gap provided at the position where the seal member and the flare roller surface face each other, the development at the facing gap entrance side is performed. The influence of the repulsive pressure on the developer and the pressure increase from the inside of the developer container does not affect the movement of the developer.
As a result, the developer after passing through the development area is not scattered to the development area side, and it is possible to reliably prevent the background material from being soiled or the peripheral equipment from being damaged due to this phenomenon.

2 感光体
4 現像装置
40 フレアローラ
41 供給ローラ
45 シール部材
45A 通気部
45B 櫛歯状溝部
G,G1 対向間隙
2 Photosensitive member 4 Developing device 40 Flare roller 41 Supply roller 45 Seal member 45A Ventilation portion 45B Comb-like groove portion G, G1 Opposing gap

特開平03−21967号公報Japanese Patent Laid-Open No. 03-21967

Claims (9)

第一の電極と、前記第一の電極に対して絶縁体を介して設けられた第二の電極とを備え、第一の電極および第二の電極間での電位差が時間的に反転するバイアス電圧を印加することで現像剤をクラウド化し、前記電極の移動に連動して現像領域に搬送する現像剤担持体を備えた現像装置であって、
前記現像領域を通過した後の現像剤が現像剤収容部に入り込む位置には、前記現像剤担持体に対して所定間隔のギャップを設定されて該現像剤収容部の内外をシールする現像上シール部材が設けられ、
前記シール部材には、前記ギャップを設定されて前記現像剤担持体に対向する領域から前記現像剤収容部の内外をシールする領域に至る面の任意位置に前記ギャップ部分とこれ以外の位置とを連通可能な通気部が設けられていることを特徴とする現像装置。
A bias comprising a first electrode and a second electrode provided via an insulator with respect to the first electrode, wherein the potential difference between the first electrode and the second electrode is reversed in time A developing device including a developer carrier that applies a voltage to cloud the developer and conveys the developer to the development area in conjunction with the movement of the electrode,
A development upper seal that seals the inside and outside of the developer container by setting a gap at a predetermined interval with respect to the developer carrier at a position where the developer after passing through the development region enters the developer container. Members are provided,
In the seal member, the gap portion and other positions are arranged at arbitrary positions on the surface from the region where the gap is set and facing the developer carrying member to the region where the inside and outside of the developer container are sealed. A developing device characterized in that a communicating ventilation portion is provided.
請求項1記載の現像装置において、
前記通気部は、前記現像領域を通過した現像剤が前記現像上シール部材に向けて入り込む位置から後方に一方側開口を有し、他方側開口が現像剤収容部外に位置する通気穴で構成されていることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1,
The ventilation portion is configured by a ventilation hole having one opening on the rear side from the position where the developer that has passed through the developing region enters toward the development upper seal member, and the other opening is located outside the developer containing portion. A developing device.
請求項1または2記載の現像装置において、
前記通気部には、その一部または全域に前記現像剤を捕集可能なフィルタが配置されていることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1 or 2,
The developing device according to claim 1, wherein a filter capable of collecting the developer is disposed in a part or the entire area of the ventilation portion.
請求項1乃至3のうちの一つに記載の現像装置において、
前記シール部材は、前記現像剤担持体との間のギャップの大きさとして、前記現像剤担持体表面でクラウド化されて拘束されている現像剤が前記現像領域に移動するのを妨げない大きさに設定されていることを特徴とする現像装置。
The developing device according to any one of claims 1 to 3,
The seal member has a size as a size of a gap between the developer carrying member and a developer that is constrained by being clouded on the surface of the developer carrying member and does not prevent the developer from moving to the developing region. A developing device characterized by being set to.
請求項1乃至4のうちの一つに記載の現像装置において、
前記シール部材は、前記現像剤担持体との間のギャップの大きさとして、前記現像領域を通過した後の現像剤収容部に向け移動する現像剤の移動方向上流側から下流側に向けて狭くされ、最小の狭さを持つ位置のギャップが現像剤担持体表面でクラウド化されて拘束されている現像剤の移動を妨げない大きさに設定されていることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1,
The seal member has a narrow gap from the upstream side to the downstream side in the moving direction of the developer that moves toward the developer container after passing through the developing region, as the size of the gap between the seal member and the developer carrier. The developing device is characterized in that the gap at the position having the smallest narrowness is set to a size that does not hinder the movement of the developer restrained by being clouded on the surface of the developer carrying member.
請求項1乃至5のうちの一つに記載の現像装置において、
前記シール部材における前記現像剤担持体と対向する面の一部または全部には前記通気部とは別に櫛歯状の溝部が設けられていることを特徴とする現像装置。
The developing device according to any one of claims 1 to 5,
2. A developing device according to claim 1, wherein a part of or all of the surface of the seal member facing the developer carrying member is provided with a comb-like groove portion separately from the ventilation portion.
請求項1乃至6のうちの一つに記載の現像装置を用いる画像形成装置であって、
前記現像剤は、前記現像剤担持体に当接する帯電付与部材との摩擦により帯電されることを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus using the developing device according to claim 1,
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the developer is charged by friction with a charge imparting member in contact with the developer carrying member.
請求項7記載の画像形成装置において、
前記現像剤は、前記現像剤担持体表面でクラウド化された状態で潜像担持体上に形成されている静電潜像の静電引力により静電潜像に付着することで可視像化に用いられ、可視像が記録材に転移される工程を備えていることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 7.
The developer is visualized by adhering to the electrostatic latent image by electrostatic attraction of the electrostatic latent image formed on the latent image carrier in a clouded state on the surface of the developer carrier. And an image forming apparatus comprising a step of transferring a visible image to a recording material.
請求項7または8記載の画像形成装置において、
前記可視像は、複数色の画像形成が可能な作像部において順次重畳され、重畳画像が前記記録材に一括転写される構成を備えていることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 7 or 8,
The image forming apparatus, wherein the visible image is sequentially superimposed in an image forming unit capable of forming images of a plurality of colors, and the superimposed image is collectively transferred to the recording material.
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