(57)【要約】【課題】クラウド現像において現像剤漏れ飛散を低減し、機内汚れおよび地汚れを軽減する。【解決手段】感光体ドラム１１に現像剤であるトナーを搬送するクラウドローラ１３ｄと、クラウドローラ１３ｄに設けられた奇数側電極２１および当該奇数側電極に対して絶縁体である表面保護層２４を介して設けられた偶数側電極２２と、奇数側電極２１および偶数側電極２２間の電位差が時間的に反転する交番電圧を印加し、現像剤をクラウド化する駆動回路と、クラウドローラ１３ｄ上の現像後のトナーが現像装置１３内に進入する際、前記現像装置１３の内外を非接触でシールするシール部材１３ｆと、シール部材１３ｆに設けられ、現像装置１３の内外を連通する吐出気流排気経路１３ｇと、を備え、吐出気流排気経路１３ｇから現像装置１３内の高圧の吐出し気流Ｇ１を排出する。【選択図】図６
2014059469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に現像剤を搬送する現像剤坦持体と、
前記現像剤坦持体に設けられた第１の電極および当該第１の電極に対して絶縁体を介して設けられた第２の電極と、
第１の電極および第２の電極間の電位差が時間的に反転する交番電圧を印加し、現像剤をクラウド化する電圧印加手段と、
前記現像剤坦持体上の現像後の現像剤が現像装置内に進入する際、前記現像装置の内外を非接触でシールするシール部材と、
前記シール部材の前記現像剤坦持体表面の接線方向に設けられ、前記現像装置内を外部に連通する排気経路と、
を備えた現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置であって、
前記排気経路の開口が前記像坦持体と対向する側の面に設けられた現像装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の現像装置であって、
前記排気経路に前記現像剤を捕集するフィルタが設けられた現像装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の現像装置であって、
前記排気経路に前記現像剤と同極性のバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加手段を備えた現像装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の現像装置であって、
前記シール部材の現像担持体表面とのギャップが、前記現像剤担持体の走行方向に沿って漸減されていく領域を備えた現像装置。
【請求項６】
請求項５に記載の現像装置であって、
前記排気経路の前記ギャップとの連通口が前記漸減されていく領域に設けられた現像装置。
【請求項７】
請求項６に記載の現像装置であって、
前記漸減されていく領域の前記現像剤坦持体の表面に沿って気流が引き込まれ、
前記排気経路を通って気流が吐出される現像装置。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の現像装置を備えた画像形成装置。
【請求項９】
請求項６に記載の画像形成装置であって、
前記現像装置が色毎に複数設けられ、色毎に現像された画像を重畳して画像形成を行う画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置および画像形成装置に係り、さらに詳しくは現像剤をクラウド化して現像を行う現像装置、およびこの現像装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の現像装置として、現像ローラや磁性キャリアに吸着させたトナーを現像に用いるのではなく、トナー搬送基板等のトナー担持体の表面上でホッピングさせたトナーを現像に用いるものが既に知られている。
【０００３】
例えば、特開平３−２１９６７号公報（特許文献１）に記載の現像装置は、周方向に所定のピッチで配設された複数の電極を有する筒状のトナー担持体を備えている。これらの電極は、互いに隣り合う２つの電極からなる電極対が繰り返し配設されたものである。それぞれの電極対における２つの電極の間には交番電界が形成される。すると、電極対における一方の電極の上に位置していたトナーが浮上して他方の電極の上に着地し、あるいは他方の電極の上から浮上して一方の電極の上に着地するというホッピングを行う。そして、このようにしてホッピングを繰り返しながら、筒状のトナー担持体の回転駆動に伴う表面移動よって現像領域まで搬送される。現像領域では、潜像担持体上の潜像の近傍まで浮上したトナーが、トナー担持体の電極に向けて下降することなく、潜像による電界に引かれて潜像に付着する。
【０００４】
このような構成では、現像ローラや磁性キャリアなどに吸着しているトナーではなく、ホッピングによって吸着力を発揮していないトナーを現像に用いる。これにより、従来の１成分現像方式や２成分現像方式では実現が望めなかったほどの低電位現像を実現することができる。例えば、周囲の非画像部との電位差が僅か数十［Ｖ］である静電潜像にトナーを選択的に付着させることも可能である。  
しかし、特許文献１記載の現像装置においては、現像剤担持体と現像剤の拘束力は極めて小さく、現像後の残現像剤は現像剤収容部内に進入する際、現像上シール部材に衝突すると、現像剤の漏れ飛散が発生する。また、現像装置の内圧が大気圧よりも高い場合、シール部において現像装置内部から気体が噴出して気流が発生する。そして、この気流によっても現像剤担持体に対して拘束力の弱い現像剤は吹き飛ばされ、現像剤漏れ飛散となる。このように現像剤漏れ飛散が生じると、記録媒体への印刷面に地汚れのみでなく、前記現像装置を搭載する機器機内外を汚染する可能性がある。
【０００５】
したがって、現像装置および現像装置を搭載する機器は、当該機器全体での現像剤漏れ飛散量を一定以下に抑える必要がある。また、現像装置が単独で回転走行する場合、過去の実績機情報から、例えばオフィスでよく使用される中低速レンジ機器ならば現像剤漏れ飛散量は毎分当たり１ｍｇ以下であることが望ましい。
【０００６】
このように現像剤の拘束力が小さい画像形成装置では、拘束力が小さいために前記現像剤漏れ飛散が生じやすく、条件によっては毎分当たり６００ｍｇ以上の飛散量となる場合もある。
【０００７】
そこで、例えば特開２００９−０２５４３１号公報（特許文献２）には、トナー担持体上のトナー量を規制する規制部材と、トナー担持体表面の移動方向で現像領域下流から規制部材上流の間の位置に設けられた導電性のトナー漏れ防止部材とを備え、トナー漏れ防止部材に電圧を印加する電圧印加手段を設け、該電圧印加手段により前記トナー漏れ防止部材に印加するバイアスの平均値が、前記トナー担持体内部の電極群に印加するバイアスの平均電位と同電位であることを特徴とする現像装置が記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の発明のようなトナー搬送基板等のトナー担持体の表面上でホッピングさせたトナー、言い換えればクラウド状態のトナーを用いて現像するクラウド現像では、現像剤担持体と現像剤の拘束力は極めて小さく、前述のように現像剤の漏れ飛散が発生する。このような現像剤の漏れ飛散は、引用文献１に特許文献２に記載されたトナー漏れ防止部材、一般的に公知の現像装置内の内圧上昇抑制手段、および前記シール部の形状最適化などの手段を組み合わせることによって低減可能であったが、まだ十分ではなかった。
【０００９】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、クラウド現像において現像剤漏れ飛散を低減し、機内汚れおよび地汚れを軽減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明は、像担持体に現像剤を搬送する現像剤坦持体と、前記現像剤坦持体に設けられた第１の電極および当該第１の電極に対して絶縁体を介して設けられた第２の電極と、第１の電極および第２の電極間の電位差が時間的に反転する交番電圧を印加し、現像剤をクラウド化する電圧印加手段と、前記現像剤坦持体上の現像後の現像剤が現像装置内に進入する際、前記現像装置の内外を非接触でシールするシール部材と、前記シール部材の前記現像剤坦持体表面の接線方向に設けられ、前記現像装置内を外部に連通する排気経路と、を備えた現像装置を特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、クラウド現像において現像剤漏れ飛散を低減し、機内汚れおよび地汚れを軽減することができる。
【００１２】
なお、前記以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明によって明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の現像装置を含む作像部の構成を示す図である。
【図２】図１に示した作像部で使用されているプロセスカートリッジを示す図である。
【図３】クラウドローラの概略構成を示す斜視図である。
【図４】クラウドローラを長手方向と直交する方向で断面し、展開して電極部分を示す図である。
【図５】駆動回路によって印加される逆位相の駆動波形を示す図である。
【図６】実施例１に係る現像装置の内部構成を示す図である。
【図７】実施例２に係る現像装置の内部構成を示す図である。
【図８】実施例２においてトナー飛散量を計測した結果を示す図である。
【図９】実施例３に係る現像装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、クラウド現像において現像後の残現像剤を現像剤収容部内に戻す際の、現像剤シール部材の形状および構造に特徴を有するものである。すなわち、本発明では、シール部材を非接触として現像ローラによる引き込み気流を阻害させない形態とするとともに、現像ユニットからの吐出し気流の排気経路を設けて、引き込み気流と吐出し気流が干渉しないようにしてシール部での現像剤漏れ飛散を抑制するようにしたことを特徴とする。
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら解説する。
【００１６】
図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置の現像装置を含む作像部の構成を示す図である。本実施形態に画像形成装置は、中間転写体上に各色のトナー像を重ねて形成するいわゆる間接転写方式のタンデム型のフルカラーの画像形成装置であり、この構成の画像形成装置もしくは作像部自体は、従来から公知である。そこで、概略的に構成を説明すると、作像部１は、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂｋ）の各色の作像ステーション１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｂｋと、中間転写体としての中間転写ベルト１７とを備えている。
【００１７】
各色の作像ステーション１０は（以下、各色共通の場合には，色を示すＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋは省略する。）直線状に配置されている。各作像ステーション１０は、感光体ドラム１１、帯電装置１２、現像装置１３、１次転写装置（１次転写ローラ）１４，クリーニング装置１５および除電装置１６から基本的に構成されている。なお、各作像ステーション１０のうち、感光体ドラム１１、帯電装置１２、現像装置１３、クリーニング装置１５および除電装置１６は、１つのユニットとして交換可能に構成されたプロセスカートリッジ１０ＣＲであり、１次転写装置１４は中間転写ベルト１７を挟んでプロセスカートリッジ１０ＣＲの感光体ドラム１１と対向した位置にある。中間転写ベルト１７は、駆動ローラ１８，従動ローラ１９、４個の１次転写ローラ１４間に掛け渡され、図示しない駆動部によって回転駆動される。
【００１８】
作像する場合には、まず、帯電装置１２により一様に感光体ドラム１１の表面の感光体層を帯電する。帯電された感光体ドラム１１は図示しない露光手段としての書込装置により、マゼンタの画像データで変調された光ビームによって露光され、マゼンタで現像する静電潜像が感光体ドラム１１上に形成される。この静電潜像が現像装置（マゼンタ）１３Ｍにより現像され、マゼンタのトナー像（顕像）となる。次いで中間転写ベルト１７上に１次転写装置１４によって転写される。
【００１９】
この現像および転写動作が、シアン、イエロー、ブラックの作像ステーションで１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｂｋで順次実行され、中間転写ベルト１７上に４色の画像が重畳されてフルカラー画像が形成される。感光体ドラム１１上の残留トナーはクリーニング装置１５によってクリーニングされ、除電装置１６によって感光体ドラム１１の表面が除電されて初期状態に戻り、次工程で新たに帯電されることになる。
【００２０】
一方、図示しない給紙装置から記録紙等の記録媒体が給送される。この記録媒体は電源から転写バイアスが印加される転写手段としての２次転写装置（２次転写ローラ）と中間転写ベルト１７とのニップ部分に搬送され、２次転写装置によって中間転写ベルト上のフルカラー画像が記録媒体に転写される。フルカラー画像が転写された記録媒体は、図示しない定着装置によりフルカラー画像が定着され、外部へ排出される。中間転写ベルトは、フルカラー画像転写後にクリーニング手段としてのクリーナにより残留トナー等が除去される。  
図２は、図１に示した作像部１で使用されているプロセスカートリッジを示す図である。
【００２１】
図２において、作像ステーション１０は、前述のように感光体ドラム１１、帯電装置１２、現像装置１３、クリーニング装置１５および除電装置１６からなる。現像装置１３は、図３にも示すようにトナー収容部１３ａ、撹拌パドル１３ｂ、供給（回収）ローラ１３ｃ、クラウドローラ１３ｄおよびトナー層厚規制部材１３ｅを備えている。この現像装置１３の構成は公知のものなので、ここでは、詳細な説明は省略し、現像装置１３内でのトナー挙動について説明する。
【００２２】
また、現像には、トナー担持体（クラウドローラ）の表面上でホッピングさせたトナーが用いられるが、ミクロで見ると「ホッピング」しているトナーをマクロで見ると「クラウド」状に観察され、これをトナーの「クラウド状態」あるいは「フレア状態」と称している。そこで、本明細書では、「フレア」についても「クラウド」という用語で統一して説明する。
【００２３】
まず、トナー収容部１３ａに収容されている現像剤としてのトナーは撹拌パドル１３ｂにより、供給ローラ１３ｃに運ばれる。なお、図２の現像装置１３の構成では、供給ローラ１３ｃをクラウドローラ１３ｄとカウンタ方向に回転させることによって、供給ローラ１３ｃに回収ローラとしての機能も持たせている。そこで、ここでは、供給（回収）ローラと称している。もちろん供給部材と回収部材が独立していてもよい。
【００２４】
供給ローラ１３ｃからクラウドローラ１３ｄにトナーが供給されると、トナーはクラウドローラ１３ｄおよび供給ローラ１３ｃとの摩擦により帯電される。帯電されたトナーは、クラウドローラ１３ｄ内部の２相電極間の時間周期的に変化する電界にしたがってホッピング運動を行う。そして、クラウドローラ１３ｄ自体が回転駆動されることによりトナー層厚規制部材１３ｅを通過してクラウドローラ１３表面のトナーの付着量が規制される。その後、感光体ドラム１１との対向領域に搬送され、感光体ドラム１１上の静電潜像がトナーにより非接触で現像される。
【００２５】
一方、現像に寄与しなかったトナーは、現像領域を通過する。通過後のトナーは、回収ローラ１３ｃ（この例では、回収機能と供給機能が集約されているので、前述の供給ローラ１３ｃと同一）で回収され、トナー収容部１３ａに一旦戻される。クラウドローラ１３ｄ上のトナーはホッピングしているため、クラウドローラ１３ｄとトナーの付着力は小さく、回収ローラ１３ｃで容易に回収される。このような一連のプロセスを繰り返すことによってクラウドローラ１３ｄ上には常にトナーがホッピングしている状態が形成される。
【００２６】
ここで、クラウドローラ１３ｄによって行われるクラウド現像について説明する。
【００２７】
図３はクラウドローラ１３ｄの概略構成を示す斜視図、図４はクラウドローラ１３ｄを長手方向と直交する方向で断面し、展開して電極部分を示した図である。クラウドローラ１３の表面には、図４に示すように電極複数の電極２１，２２が支持基板２３上に所定の間隔で平行に配置され、その上に無機または有機の絶縁性材料で形成した表面保護層２４が積層されている。そして、電極複数の電極２１，２２を備えた支持基板２３が円筒状の基体の表面に一体化され、クラウドローラ１３ｄが形成される。詳細は後述する。
【００２８】
なお、２１は奇数番目の電極、２２は偶数番目の電極を表し、奇数番目の電極２１はＡ相の電圧２７Ａが、偶数番目の電極２２にはＢ相の電圧２７Ｂがそれぞれ印加される。
【００２９】
また、図４において各電極２１，２２から延びる線２５，２６は各電極２１，２２に電圧を印加するための導電線を表している。各線２５，２６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２１，２２に印加される２相の異なる駆動電圧２７Ａ，２７Ｂは、本体側の図示しない電源から供給される。駆動電圧は同じく図示しない駆動回路によって前記印加条件に設定され、駆動電圧２７Ａ，２７Ｂとして印加される。
【００３０】
前記駆動回路はＣＰＵを備え、ＣＰＵは、制御部と演算部を含み、制御部が命令の解釈とプログラムの制御の流れを制御し、演算部が演算を実行する。また、プログラムは図示しないメモリに格納され、実行すべき命令（ある数値または数値の並び）を前記プログラムの置かれたメモリから取り出し、前記プログラムを実行する。
【００３１】
図３および図４から分かるようにクラウドローラ１３ｄは、トナーをホッピングさせるための電界を発生する２相の電極２１，２２群を有し、偶数番目の電極２２群と奇数番目の電極２１群にそれぞれ図示しない駆動回路から一例としては図５（ａ）あるいは（ｂ）に示すような逆位相の駆動波形が印加され、２相の電極２１，２２間に時間周期的な電位差が形成される。
【００３２】
クラウドローラ１３ｄは回転軸２８によって現像装置１３の図示しない軸受に支持され、図示しない駆動源によって回転駆動される。回転軸２８の一方には奇数番電極２１が接続されてＡ相の電圧が供給され、回転軸２８の他方には偶数番電極２２が接続されてＢ相の電圧が供給される。なお、クラウドローラ１３ｄの回転駆動制御も前記ＣＰＵが実行する。
【００３３】
なお、クラウドローラ１３ｄの支持基板２３は、樹脂等の絶縁性材料あるいはＳＵＳ等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等を使用することができる。電極は、支持基板上に、Ａｌ、Ｃｕ、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、これをフォトリソグラフ技術等で所要の電極形状にパターニングして形成している。
【００３４】
トナーのホッピングを行うためのクラウドローラ１３ｄ上の電極幅Ｌおよび電極間隔Ｒはトナーのホッピング効率に大きく影響する。電極ピッチＰは、
Ｐ＝Ｒ＋Ｌ
で表される。電極２１と電極２２の間にあるトナーはほぼ水平方向の電界により、支持基板２３の表面を隣接する電極まで移動する。これに対して、電極２１，２２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、多くは支持基板面から離れて飛翔する。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、ホッピング効率が低下することになる。
【００３５】
このようなことから、本発明者らは、鋭意研究の結果、低電圧で効率よくトナーをホッピングさせるための適正な電極幅があることを見出した。
【００３６】
また、電極間隔Ｒは、距離と印加電圧の関係から電極２１，２２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、ホッピングの初速が得られやすい。しかし、電極２１（２２から電極２２（２１）へ移動するようなトナーについては、１回の移動距離が短くなり、駆動周波数を高くしないとホッピングしている時間が短くなる。そのため、このようなトナーは電極２１，２２上に着地している時間が長くなる。これについても、本発明者らは鋭意研究した結果、低電圧で効率よくトナーを搬送、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。
【００３７】
さらに、本発明者らは、電極２１，２２の表面を覆う表面保護層２４の厚さも電極２１，２２の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。
【００３８】
このようなことから、クラウドローラ１３ｄの電極幅Ｌ、電極間隔Ｒ、表面保護層厚さの関係を適正に設定することによって、低電圧で効率的なホッピングを行うことができることが分かる。
【００３９】
そこで、本実施形態では、図４に示す電極幅Ｌは、トナー平均粒径の１倍以上２０倍以下とし、かつ、電極間隔Ｒもトナー平均粒径の１倍以上２０倍以下としている。表面保護層２４は、例えばＳｉＯ２、ＢａＴｉＯ２、ＴｉＯ２、ＴｉＯ４、ＳｉＯＮ、ＢＮ、ＴｉＮ、Ｔａ２Ｏ５等を適用でき、厚さは０．５〜３０μｍで形成している。また、ＳｉＯ２等の上にポリカーボネートなどの有機材料をコートしてもよい。ジルコニア、あるいは２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。表面保護層２４は、絶縁性、耐久性、クラウドローラ１３ｄ自体の製法、および使用するトナーとの帯電列との関係から適宜選択される。
【００４０】
さらに、本実施形態に係る現像装置１３を図１に示す画像形成装置の作像部１に用いる場合、クラウドローラ１３ｄとして、少なくともＡ４縦幅２１ｃｍ、または横幅３０ｃｍ以上の長尺、大面積の表面にファインパターンを形成することが必要になってくる。
【００４１】
このような長尺で、大面積のクラウドローラ１３ｄの表面にファインパターンを形成するには、
・  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る方法
・  ポリイミドのベースフィルムを基材として、その上に電極材料をパターニングする方法
・  導電インクを用いたスクリーン印刷、インクジェットによるプリント、メッキ加工した電極の非電極部をレーザ加工で除去する方法
などがある。
【００４２】
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る方法は、以下の通りである。
【００４３】
フレキシブルなファインピッチ薄層電極を有する基板として例えばポリイミド（ＰＩ）のベースフィルム（厚さ２０〜１００μｍ）を使用する。このポリイミド（ＰＩ）のベースフィルムを基材（支持基板２３）として、その上に蒸着法によって０．１〜０．３μｍ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。
【００４４】
前記蒸着法は、具体的には、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、等の方法が適用できる。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膜を介在させてもよいし、プラズマ処理やプライマ処理によっても密着性を向上させることができる。
【００４５】
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１〜３μｍをロール・トゥ・ロールで製造することが可能である。
【００４６】
そして、これらの薄膜電極にレジスト塗布、パターニング、エッチングで電極２１，２２を形成する。この場合、０．１〜３μｍ厚さの薄層電極であれば、フォトリソグラフ、エッチング処理によって５μｍ〜数１０μｍ幅、または間隔のファインパターン電極を精度よく形成することができる。
【００４７】
次いで、表面保護層２４としてＳｉＯ２  、ＢａＴｉＯ２、ＴｉＯ２  等を厚さ０．５〜２μｍをスパッタ等により形成する。あるいは、表面保護層としてポリイミドを厚さ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。ポリイミドのままで支障を生じるときには、さらに最表面にＳｉＯ２、その他無機膜を０．１〜０．５μｍ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よい。ジルコニア、あるいは２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。
【００４８】
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、あるいは部分的に曲面形状にして本実施形態に係るクラウドローラ１３ｄを製造することができる。
【００４９】
ポリイミドのベースフィルムを基材として、その上に電極材料をパターニングする方法では、ポリイミドのベースフィルム（厚さ２０〜１００μｍ）を基材（支持基板１１）として、その上に電極材料として、例えば厚さ１０〜２０μｍのＣｕ、ＳＵＳ等を使用する。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２０〜１００μｍ塗布してベークする。その後、金属材をフォトリソグラフ、エッチング処理によって電極２１，２２の形状にパターン化して電極パターン２２を形成し、その電極２１，２２面上に保護層１３としてポリイミドをコーティングする。この場合、金属材電極の厚さ１０〜２０μｍに応じた凹凸がある場合は平坦化して完成する。
【００５０】
平坦化は、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行われる。この場合、放置する間に、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。
【００５１】
さらに、フレキシブル基板の強度を上げたさらに他の例としては、基材として厚さ２０〜３０μｍ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５μｍ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分のポストベークを行って薄層ポリイミド膜を形成して支持基板２３とする。
【００５２】
その後、密着性向上のプラズマ処理やプライマ処理を施した後、薄層電極層としてＮｉ−Ｃｒを０．１〜０．２μｍの厚みに蒸着し、フォトリソグラフ、エッチングによって前記数１０μｍのファインパターンの電極２１，２２（電極パターン２０）を形成する。さらに、表面に前記ＳｉＯ２、ＢａＴｉＯ２、ＴｉＯ２等の表面保護層１３を０．５〜１μｍ程度の厚みにスパッタにより形成することによって、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よい。ジルコニア、あるいは２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。
【００５３】
また、前述のように、導電インクを用いたスクリーン印刷、インクジェットによるプリント、メッキ加工した電極の非電極部をレーザ加工で除去する等の製法によってファインパターンを形成することができる。その際、表面保護層２４も前述した方法に形成することができるが、前記方法に限定されるものではなく、公知の方法を適用することも可能である。
【実施例１】
【００５４】
図６は図２に示したプロセスカートリッジ１０ＣＲの実施例１に係る現像装置１３の内部構成を示す図である。前にも述べたが、クラウド状態で現像する現像方式では、トナー（現像剤）担持体とトナー間の付着力が極めて小さいため、現像後の現像残トナーは、トナーの収容部１３ａに進入する際に、現像上シール部材１３ｆに接触し、あるいは現像上シール部材１３ｆで跳ね返された気流にはじかれて、トナー飛散が発生する。なお、現像上シール部材１３ｆは、クラウドローラ１３ｄと感光体ドラム１１が接する部位であって、トナー層厚規制部材１３ｅとは逆側（図では上側）に設けられている。
【００５５】
本実施例では、図６に示すように、トナーが現像装置１３内に進入する際、現像装置１３１の内外をシールする現像上シール部材１３ｆが、クラウドローラ（現像担持体）１３ｄの表面とギャップＧを介して非接触で設置されている。さらに、内圧増加による吐出し気流Ｇ１を現像装置１３外に排出するために、吐出し気流排気経路１３ｇを現像上シール部材１３ｆ内であってクラウドローラ１３ｄの接線方向に設けている。吐出し気流排気経路１３ｇの開口１３ｇ１は、感光体ドラム１１と対向する側の面に形成されている。
【００５６】
クラウドローラ１３ｄの表面近傍は、層流によって引き込み気流Ｇ２が発生しているため、クラウドローラ１３ｄの表面から離した位置に吐出し気流排気経路１３ｇを設け、引き込み気流Ｇ２の流れを阻害することなく、吐出し気流Ｇ１を排出するようにしている。また、接線方向に設けることにより、吐出し気流Ｇ１が現像装置１３内で乱流を引き起こし、トナー飛散を併発することを防いでいる。
【００５７】
さらに詳しく述べると、吐出し気流排気経路１３ｇは、現像後のトナーがトナー収容部１３ａに向け移動するのを阻害しない圧力をギャップＧ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、クラウドローラ１３ｄの回転に伴い移動するトナーの移動の際に、トナーの移動方向上流側に生じる層流状の気流がギャップＧ内の圧力、特に、移動を妨げる圧力が生じている場合の反発力によって乱されるのを防止している。これによりトナーの飛散を抑制することが可能となり、現像領域を通過したトナーは、ギャップＧ内に入り込む際に不用意な反発力を受けることなく、円滑にギャップＧ内へと移動することができる。
【００５８】
すなわち、現像領域を通過した後、トナー収容部１３ａに入り込もうとするトナーは、クラウドローラ１３ｄに対して拘束力が弱い状態にある。このため、ギャップＧ内の圧力が高い場合あるいは入り込む方向上流側に生じる反発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おそれがある。トナーが押し返されると、吹き出して現像領域周辺に飛散し、周辺機器を汚損するおそれがある。
【００５９】
そこで、本実施例では、トナー収容部１３ａ内での圧力上昇を吐出し気流排気経路１３ｇから抜気し、圧力上昇を抑えることによってトナー収容部１３ａに入り込もうとするトナー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、トナー収容部１３ａ内での圧力上昇に起因するギャップＧ内での圧力上昇も、吐出し気流排気経路１３ｇからの排気により低下させている。これにより、トナーの噴出を防止することができる。
【００６０】
さらに吐出し気流排気経路１３ｇの開口部１３ｇ１にフィルタ１３ｇ２を設けることにより、現像装置１３外へのトナー漏れを防ぐことができる。フィルタ１３ｇ２は、吐出し気流排気経路１３ｇにおけるギャップＧ側の開口内で吐出し気流排気経路１３ｇの全面もしくは一部を対象として吐出し気流排気経路１３ｇ内に装填され、吐出し気流排気経路１３ｇに入り込んだトナーを捕集するようになっている。  
これにより、現像領域を通過した後のトナーがギャップＧ内に入り込む際に生じる気流に乗ってトナーが吐出し気流排気経路１３ｇ内に入り込もうとしたときには、フィルタ１３ｇ２に捕集される。そのため、吐出し気流排気経路１３ｇ内で跳ね返されることがない。その結果、跳ね返されたトナーがギャップＧ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。
【００６１】
また、フィルタ１３ｇ２に捕集されないまま跳ね返されて浮遊したトナーがある場合には、浮遊した状態でクラウドローラ１３ｄ側の電場に再捕捉されて再度ギャップＧ内に入り込み、回収され、現像領域への吹き出しが抑制される。
【実施例２】
【００６２】
図７は実施例２に係る現像装置を示す図で、図６に示した現像装置１３の吐出し気流排気経路１３ｇにバイアス電圧印加装置１３ｈを設けた例である。図７に示した現像装置１３では、吐出し気流口１３ｇの壁面に沿って電極１３ｉを配置し、バイアスを印加している。
【００６３】
このようにバイアス印加装置１３ｈを設け、トナーと同極性のバイアスを印加すると、トナーに対して、現像装置１３内へトナーを押し戻す力が発生する。これによって、気流のみを現像装置１３外へ排出し、トナーは現像装置１３内へと押し戻すことが可能となる。その結果、現像装置１３あるいはプロセスカートリッジ１０ＣＲからのトナー漏れ飛散を抑制することができる。
【００６４】
本実施形態では、クラウドローラ１３ｄ内部の２相の電極に印加するバイアスとして図５（ｂ）に示すような矩形波を用いた。すなわち、２相の電極ともオフセット電圧Ｖ０が−３００Ｖで、周波数ｆが７００Ｈｚ、ピークツーピーク電圧Ｖｐｐが５００Ｖの矩形波バイアスとした。
【００６５】
上記条件で吐出し気流口１３ｇに０〜−１０００Ｖのバイアスを印加したところ、−５００Ｖ以上のバイアス印加で効果が確認できた。
【００６６】
図８は、
（ａ）接触シール条件
（ｂ）非接触シール条件（吐出し気流排出口無し）
（ｃ）非接触シール条件（吐出し気流排出口有り）
（ｄ）非接触シール条件（吐出し気流排出口有り／バイアス有り）
におけるトナー飛散量を計測した結果を示す図である。
【００６７】
飛散量は６０秒（１分）当たりのトナー飛散量をｍｇで示したもので、（ａ）では、４０ｍｇ／ｍｉｎ、（ｂ）では１．１ｍｇ／ｍｉｎ、（ｃ）では０．８ｍｇ／ｍｉｎ、（ｄ）では０．５ｍｇ／ｍｉｎである。
【００６８】
この測定結果から、吐出し気流排気経路１３ｇを設けた効果は明らかである。この結果は、バイアス（−５００Ｖ以上）を印加することにより、トナーのホッピングを抑制してクラウドローラ１３ｄ表面に押し戻し、飛散量を低減できることを示している。
【実施例３】
【００６９】
図９は実施例３に係る現像装置を示す図である。実施例３は、図６に示した現像装置１３のギャップＧがクラウドローラ１３ｄの走行方向に沿って漸減されていく領域を備えた例である。図９に示した現像装置１３では、クラウドローラ（現像担持体）１３ｄの表面の対向する部材との最上流側のギャップＧ３と下流側のギャップＧとを比較すると、
Ｇ＜Ｇ３
となっており、ギャップＧは上流側から下流側に徐々に狭くなっている。すなわち、クラウド状のトナーがクラウドローラ１３ｄの表面に引き寄せられて排出される際のギャップＧが感光体ドラム１１側の開口部からトナー収容部１３ａにかけて徐々に狭くなっている。
【００７０】
言い換えれば、現像領域通過後のトナーがトナー収容部１３ａ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、最も狭い位置でのギャップＧは、クラウド化されて拘束きれているトナーの移動を阻害しない大きさ（間隙）に設定されている。最も狭い位置でのギャップＧは、図６に示したギャップＧと同じである。
【００７１】
クラウドローラ１３ｄと現像上シール部材１３ｆとが対向するギャップ部は、トナーが入り込み始める位置（ギャップＧ３の位置）からギャップＧの位置範囲（図９中、符号Ｈ１で示される領域）においてギャップＧの対向間隙が徐々に減少し、図９中、符号Ｈ２で示す範囲が一定したギャップＧとなる領域である。吐出し気流排気経路１３ｇのギャップＧとの連通口１３ｇ３はギャップＧの対向間隙が徐々に減少する領域Ｈ１に設けられている。
【００７２】
本実施例においては、現像領域を通過してクラウドローラ１３ｄの回転と共に移動するトナーは、トナー収容部１３ａに向けて入り込み始める位置において現像上シール部材１３ｆ側でのトナー移動路の空間サイズ（ギャップ幅）が大きくされている。そのため、ホッピングしながら移動するトナーがそのホッピング（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。
【００７３】
しかも、ギャップが大きい範囲（符号Ｈ１で示す範囲）では、一旦、トナーが現像上シール部材１３ｆの面に接触するとギャップが徐々に減少するので、クラウドローラ１３ｄ側に近づけられる。その結果、クラウドローラ１３ｄの電極２１，２２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、拘束状態が強化され、外部への飛散が抑制される。
【００７４】
一方、現像上シール部材１３ｆにおけるクラウドローラ１３ｄとのギャップ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トナーの移動を妨げない大きさにされているので、入口側では現像上シール部材１３ｆとの衝突を避けることができる。  
他方、入口を通過したトナーは、移動路の空間サイズが小さくなることにより凝縮され、移動方向下流側の圧力が高まる。しかし、その圧力上昇は、吐出し気流排気経路１３ｇから圧力を逃がすことによって食い止められる。これにより、トナー収容部１３ａ側での圧力上昇が抑えられ、トナーの噴出が防止される。
【００７５】
この結果、現像上シール部材１３ｆのギャップＧ内を移動するトナー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媒体への地汚れ発生および周辺機器への汚損を防ぐことができる。
【００７６】
以上のように、本実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
【００７７】
１）  感光体ドラム１１に現像剤であるトナーを搬送するクラウドローラ１３ｄと、クラウドローラ１３ｄに設けられた奇数側電極２１および当該奇数側電極に対して絶縁体である表面保護層２４を介して設けられた偶数側電極２２と、奇数側電極２１および偶数側電極２２間の電位差が時間的に反転する交番電圧を印加し、現像剤をクラウド化する駆動回路と、クラウドローラ１３ｄ上の現像後のトナーが現像装置１３内に進入する際、前記現像装置１３の内外を非接触でシールするシール部材１３ｆと、シール部材１３ｆに設けられ、現像装置１３の内外を連通する排気経路１３ｇと、を備えているので、吐出し気流Ｇ１を現像装置１３外へ排出することができる。また、接線方向に排気経路１３ｇを設けているので、シール部材１３ｆ内で乱流を起こすことなく、装置外へ排出することができる。
【００７８】
２）  排気経路１３ｇの開口１３ｇ１が感光体ドラム１１と対向する側の面に設けられ手いるので、排気された吐出気流Ｇ１は、感光体ドラム１１の回転方向に沿ってスムーズに外部に導かれる。
【００７９】
３）  排気経路１３ｇにトナーを捕集するフィルタ１３ｇ２が設けられているので、万が一トナーが排気経路１３ｇに流れ込んだ場合でも装置外への漏れを防ぐことができる。
【００８０】
４）  排気経路１３ｇにトナーと同極性のバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加装置１３ｈを備えたので、トナーを現像装置１３内へと押し戻す電界を形成することが可能となり、これにより現像剤漏れ飛散を抑制することができる。
【００８１】
５）  シール部材１３ｇのクラウドローラ１３ｄの表面とのギャップが、クラウドローラの走行方向に沿って漸減されていく領域を備えているので、入口で確実に現像剤を引き込むことができる。
【００８２】
６）  吐出し気流排気経路１３ｇのギャップＧとの連通口１３ｇ３がギャップＧの漸減されていく領域Ｈ１に設けられているので、ギャップＧの大きい領域Ｈ１で引き込み気流と吐出し気流の経路が分けられ、両気流の干渉を抑制することができる。
【００８３】
７）  ギャップＧの漸減されていく領域Ｈ１のクラウドローラ１３ｄの表面に沿って気流が引き込まれ、吐出し排気経路１３ｇを通って気流が吐出されるので、両気流の干渉を抑制することができる。
【００８４】
なお、特許請求の範囲における像担持体は本実施形態では感光体ドラム１１に、現像剤担持体はクラウドローラ（現像ローラ）１３ｄに、第１の電極は奇数側電極２１または偶数側電極２２に、第２の電極は偶数側電極２２または奇数側電極２１に、絶縁体は表面保護層２４に、電圧印加手段は図示しない駆動回路に、シール部材は現像上シール部材１３ｆに、排気経路は吐出し気流排気経路１３ｇに、排気経路の開口は開口１３ｇ１に、フィルタは符号１３ｇ２に、バイアス電圧印加手段はバイアス電圧印加装置１３ｈに、ギャップは符号Ｇに、現像剤担持体の走行方向に沿って漸減されていく領域は符号Ｈ１に、連通口は符号１３ｇ３に、現像装置は符号１３に、それぞれ対応する。
【００８５】
さらに、本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施例は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８６】
１１  感光体ドラム
１３  現像装置
１３ｄ  クラウドローラ（現像ローラ）
１３ｆ  現像上シール部材
１３ｇ  吐出し気流排気経路
１３ｇ１  開口
１３ｇ２  フィルタ
１３ｇ３  連通口
１３ｈ  バイアス電圧印加装置
２１，２２  電極
２４  表面保護層
Ｇ  ギャップ
Ｈ１  現像剤担持体の走行方向に沿って漸減されていく領域
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８７】
【特許文献１】特開平３−２１９６７号公報
【特許文献２】特開２００９−０２５４３１号公報
【図１】
2014059469.tif 000003
【図２】
2014059469.tif 000004
【図３】
2014059469.tif 000005
【図４】
2014059469.tif 000006
【図５】
2014059469.tif 000007
【図６】
2014059469.tif 000008
【図７】
2014059469.tif 000009
【図８】
2014059469.tif 000010
【図９】
2014059469.tif 000011