(57)【要約】【課題】トナーを電界によりホッピングさせるフレア（クラウド）現像方式において、現像後に現像剤担持体上に残る現像残トナーをスムーズに装置内へ取り込める開口部（現像剤担持体の表面に沿った搬送経路）を備えた現像装置において、装置内部からの現像剤の漏れを抑制できる現像装置を提供する。【解決手段】現像剤担持体としてのフレアローラ２２の回転方向における現像領域の下流には、開口部形成部材２４が設けられ、フレアローラ２２の表面に沿った円弧状の開口部２５が形成されている。開口部２５の内部にはシール部材２６が設けられている。撹拌パドル１８の上方における供給ローラ２１とケーシング１７との間の隙間は当接部材２７により塞がれ、装置内部からのトナーの開口部２５を経由した飛散が防止される。【選択図】図３
2013200379.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担持体と、
前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、
現像剤を収容するケーシングと、
前記ケーシング内の現像剤を回転動作により撹拌しつつ前記現像剤供給部材に現像剤を供給する撹拌部材と、を備え、
前記現像剤担持体は、第一の電極と、第一の電極に対して絶縁体を介して設けた第二の電極とを備え、
第一の電極及び第二の電極間の電位差が時間的に反転する電圧を印加することで前記現像剤担持体上の現像剤をクラウド化し、前記現像剤担持体の表面が移動することによって現像剤を現像領域へ搬送して前記像担持体に形成された静電潜像を現像し、現像後の前記現像剤担持体上に残る現像剤を、前記現像剤担持体と、該現像剤担持体との間に一定のギャップを形成するように設けられた開口部形成部材材との間の開口部を介して装置内に進入させた後に前記現像剤供給部材にて回収する現像装置において、
前記現像剤供給部材と前記ケーシングとの間の隙間と、前記開口部とが連通することによる装置外への現像剤の漏れを阻止可能に、前記現像剤供給部材に当接して前記隙間を塞ぐ当接部材を設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において、
前記当接部材が回転部材であり、前記現像剤供給部材の回転によって連れ回りすることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１に記載の現像装置において、
前記当接部材が、前記ケーシングに一体に形成された固定部材であることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の現像装置において、
前記当接部材の前記現像剤供給部材に対する食い込み量が、０ｍｍ以上３ｍｍ以下であることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の現像装置において、
前記当接部材と前記現像剤供給部材との間の空間の圧抜きをする圧抜き用防塵フィルタを有していることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の現像装置において、
前記撹拌部材は、回転中心を基準にして径方向に延びる撹拌羽根を有し、該撹拌羽根は前記ケーシングの内面に接触することで撓み、回転軌跡最上方に到達する前に前記撓み状態が開放されることで現像剤を前記現像剤供給部材に供給することを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の現像装置において、
現像剤は、非磁性一成分現像剤であることを特徴とする現像装置。
【請求項８】
画像情報に基づいて像担持体に形成された静電潜像を現像装置によりトナー像として可視化し、該トナー像を最終的に記録材に転移させて画像形成を行う画像形成装置において、
前記現像装置が、請求項１〜７のいずれか１つに記載のものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８に記載の画像形成装置において、
前記像担持体が複数設けられ、各像担持体に形成されたトナー像を互いに重ね合わせて得られる画像を記録材に形成することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像情報に基づいて像担持体上に形成された静電潜像（以下、単に「潜像」ともいう）を可視化する現像装置、該現像装置を有する複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも１つを備えた複合機等の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（現像剤担持体）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。以下、この方式を「フレア方式」又は「クラウド方式」という。
例えば、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具備する筒状のトナー担持体を有している。これら電極は、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。
これにより、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たり、他方の電極の上から浮上して一方の電極の上に着地したりする。この挙動を「ホッピング」と呼んでいる。
【０００３】
このようにしてホッピングを繰り返しながら、現像剤は、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、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。
かかる構成では、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成分現像方式や二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。
【０００４】
図１２は、従来のフレア方式の現像装置を示している。符号９は像担持体としての感光体ドラムを、２２は現像剤担持体としてのフレアローラを、２１は現像剤供給部材としての供給回収ローラを、２３はフレアローラ２２上の現像剤の層厚みを規制するトナー層厚規制部材を示している。
現像装置におけるフレアローラ２２の像担持体に対向する部位は、現像領域として開放されている。
図１３に示すように、対向部位におけるフレアローラ回転方向下流側には、シール部材２６がその自由端がフレアローラ表面に接触するように且つフレアローラの回転方向に沿うように設けられており、現像装置内の現像剤が対向領域を介して装置外に漏れることを抑制している。シール部材２６は、「現像上シール部材」あるいは「入り口シール」とも呼ばれている。図１２ではシール部材２６は省略している。
シール部材２６の材質としては、例えば、ＰＥＴフィルム（マイラー（登録商標））が採用されている。
【０００５】
特許文献１等に記載のフレア方式の現像装置においては、トナー担持体とトナーの付着力は極めて小さく、現像後フレアローラ２２上に残った現像残トナーは現像装置内に進入する際、シール部材２６に接触してはじかれ、あるいはシール部材２６で跳ね返された気流によりはじかれ、現像装置内に取り込まれずにトナーが装置外に漏れるという問題があった。
このようにして生じるトナー飛散を抑えるには、図１４に示すように、フレアローラとの間に一定のギャップを有する開口部形成部材２４を設け、フレアローラの表面に沿った円弧状の搬送経路としての開口部２５を形成し、開口部２５の内部に現像上シール部材としてのシール部材２６を設けるようにすれば、現像残トナーを現像装置内にスムーズに取り込むことができる（特許文献２参照）。
開口部２５は閉鎖的な搬送経路であるため、現像残トナーはフレアローラ２２の回転に伴う気流（引き込み気流）により開口部２５に押し込まれ、現像装置内に内に進入する。
【０００６】
しかしながら、供給回収ローラ２１とケーシングとの間の隙間７０と開口部２５とが連通するため、図１４に二点鎖線で示すように、撹拌部材１８で攪拌されて粉塵化したトナーが撹拌気流等により装置内から押し出されて開口部２５から現像装置外に漏れる問題が新たに存在する。
【０００７】
特許文献３には、現像剤の漏れを防止するためのシール部材を有する現像装置が開示されている。
この現像装置では、対向領域の下流で現像ローラに接触するシール部材の上方に壁面を設け、該壁面とシール部材との間にシール付勢部材を設けている。
これにより、現像剤が装置内部からシール部材へと向かう経路が遮断される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献３に記載の構成では、現像剤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フレア方式を考えた場合、シール部材が対向領域近傍で現像ローラに接触しているため、上述した「現像残トナーがシール部材に接触してはじかれ、あるいはシール部材２６で跳ね返された気流によりはじかれ、トナーの漏れ飛散が発生する」という問題は依然として解消できていない。
トナーの漏れ飛散が発生すると、地肌汚れ（画質低下）や画像形成装置内汚染（特に光学系への悪影響）が生じる。
【０００９】
本発明は、このような現状に鑑みてなされたもので、現像残トナーをスムーズに装置内へ取り込める開口部を備えた現像装置において、装置内部からの現像剤の漏れを抑制できる現像装置の提供を、その主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、像担持体に現像剤を搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、現像剤を収容するケーシングと、前記ケーシング内の現像剤を回転動作により撹拌しつつ前記現像剤供給部材に現像剤を供給する撹拌部材と、を備え、前記現像剤担持体は、第一の電極と、第一の電極に対して絶縁体を介して設けた第二の電極とを備え、第一の電極及び第二の電極間の電位差が時間的に反転する電圧を印加することで前記現像剤担持体上の現像剤をクラウド化し、前記現像剤担持体の表面が移動することによって現像剤を現像領域へ搬送して前記像担持体に形成された静電潜像を現像し、現像後の前記現像剤担持体上に残る現像剤を、前記現像剤担持体と、該現像剤担持体との間に一定のギャップを形成するように設けられた開口部形成部材材との間の開口部を介して装置内に進入させた後に前記現像剤供給部材にて回収する現像装置において、前記現像剤供給部材と前記ケーシングとの間の隙間と、前記開口部とが連通することによる装置外への現像剤の漏れを阻止可能に、前記現像剤供給部材に当接して前記隙間を塞ぐ当接部材を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、フレア方式の現像装置におけるトナー漏れを高精度に抑制することができ、トナー飛散による画質低下や画像形成装置内汚染を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概要構成図である。
【図２】各色の作像装置の構成の詳細を示す図である。
【図３】現像装置の概要断面図である。
【図４】本実施形態の効果を示す実験特性図である。
【図５】第２の実施形態における現像装置の概要断面図である。
【図６】本実施形態の効果を示す実験特性図である。
【図７】第３の実施形態における現像装置の概要断面図である。
【図８】フレアローラの斜視図である。
【図９】フレアローラの電極部分の周方向の断面展開図である。
【図１０】フレアローラの電極部分の平面展開図である。
【図１１】電極に印加される駆動波形を示す図である。
【図１２】従来のフレア方式の現像装置の概要断面図である。
【図１３】従来のフレア方式の現像装置におけるシール部材の配置構成を示す要部拡大図である。
【図１４】従来の他の現像装置の概要断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
図１乃至図４に基づいて第１の実施形態を説明する。まず、図１に基づいて、本実施形態に係るフルカラー画像形成が可能な画像形成装置の構成の概要を説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置は、像担持体ユニットまたはプロセスユニットとしての４色分の作像装置１５Ｙ（イエロー）、１５Ｍ（マゼンタ）、１５Ｃ（シアン）、１５Ｋ（黒）を有しており、各ステーションとしての作像装置１５は装置本体８０に対して着脱自在に設けられている。
各作像装置１５の他に、レーザ光を照射可能な露光手段としての光走査装置２０、中間転写体ユニット３０、給紙ユニット６０、及び定着手段としての定着ユニット５０等を備えている。
【００１４】
各作像装置１５Ｙ、１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｋの構造は現像色が異なるだけで同一である。イエローの作像装置１５Ｙを代表して説明すると、それぞれ像担持体としての感光体ドラム９Ｙと、感光体ドラムを帯電する帯電装置１３Ｙと、感光体ドラムに残留した現像剤等を除去するクリーニング装置１４Ｙと、感光体ドラムに形成された潜像を現像する現像装置１６Ｙとを一体に備えている。
また、各作像装置は、装置本体の操作面側に設けられた図示しない開閉式面板の開閉方向、すなわち感光体ドラムの回転軸方向に装置本体に対して着脱自在な構成になっている。
【００１５】
中間転写体ユニット３０は、中間転写体としての無端状の転写ベルト３１と、各感光体ドラム９に形成されたトナー像を転写ベルト３１に転写する一次転写手段としての４本の一次転写ローラ３５と、転写ベルト３１上に転写されたトナー像を更に記録媒体としての記録紙Ｐに転写する二次転写手段としての二次転写ローラ３６とを備えている。
転写ベルト３１は、支持ローラ３２、３３、一次転写ローラ３５間に掛け回されており、支持ローラ３２は転写ベルト３１を挟んで二次転写ローラ３６と対向し、二次転写ローラ３６との間で二次転写ニップ部を形成している。
支持ローラ３３に対向する部位には、転写後の転写ベルト３１の表面をクリーニングするベルトクリーニング装置３８が設けられている。
【００１６】
給紙ユニット６０は、図示しない上昇モータにて給紙カセット４１内部に設置したアーム４８を稼動させてトレイ底板４７を上昇させることで、記録紙Ｐの束を呼び出しコロ６１に当接させる構成を有している。
呼び出しコロ６１を回転させることによって記録紙Ｐの束を給紙方向下流にずらし、給紙コロ６２と逆転コロ６３とによって最上紙の一枚を分離し、搬送コロ対６４、レジストローラ対６５によって二次転写領域に搬送する。
定着ユニット５０は、定着ローラ５１及び加圧ローラ５２を備え、記録紙Ｐ上のトナー像に熱と圧を加えることで定着を行う。
【００１７】
上記構成において、まず１色目のイエローの作像装置１５Ｙにおいて、感光体ドラム９が帯電装置１３によって一様に帯電された後、光走査装置２０から照射されたレーザ光（イエローの画像データで変調された光ビーム）によって静電潜像が形成され、該潜像は現像装置１６によってトナー像として可視像化される。
感光体ドラム９上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ３５の作用によって転写ベルト３１上に転写される。一次転写が終了した感光体ドラム１２はクリーニング装置１４によってクリーニングされ、次の画像形成に備える。
クリーニング装置１４によって回収された残留トナーは、作像装置の取り出し方向に設置された図示しない廃トナー回収ボトルに貯蔵される。この廃トナー回収ボトルは満杯になると交換できるように装置本体に対し着脱自在になっている。
【００１８】
同様の画像形成工程が作像装置１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋにおいても行われて各色のトナー像が形成され、先に形成されたトナー像に順次重ねてフルカラー画像として転写される。
一方、記録紙Ｐが給紙カセット４１から二次転写領域に搬送され、転写バイアスが印加される二次転写ローラ３６によって転写ベルト３１上に形成されたトナー像が記録紙Ｐに二次転写される。
トナー像を転写された記録紙Ｐは定着ユニット５０に搬送され、該定着ユニット５０の定着ローラ５１と加圧ローラ５２とのニップ部にてトナー像が定着され、排紙ローラ対５５によって排紙トレイ５６に排紙される。
手差しトレイ５９にも記録紙Ｐがセットされており、給紙ローラ５８にて同様に給紙・搬送されるとともに、転写、定着され、排紙トレイ５６に排出される。
画像形成によって各作像装置１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋのトナーは消費される。これに応じて新しいトナーがトナーボトル５７Ｙ、５７Ｍ、５７Ｃ、５７Ｋから補給される。トナー補給時には、トナーボトル５７Ｙ、５７Ｍ、５７Ｃ、５７Ｋが回転され、図示しないパイプを通してトナーが各作像装置に搬送される。
【００１９】
図２は、各作像装置の詳細図である。現像装置１６は作像装置（プロセスユニット）１５の一構成要素として感光体ドラム９等と一体に構成されている。
【００２０】
図３に基づいて、本実施形態に係る現像装置１６の構成及び現像装置内でのトナー挙動について説明する。
まず、ケーシング１７のトナー収容部１７ａに収容されている現像剤としてのトナー（非磁性一成分現像剤）は、撹拌部材としての撹拌パドル１８により、現像剤供給部材としての供給ローラ２１に運ばれる。なお、本実施形態では、供給ローラ２１を現像剤担持体としてのフレアローラ２２とカウンタ方向に回転させることによって、供給ローラ２１に回収ローラとしての機能も持たせている。もちろん供給部材と回収部材が独立していても良い。
撹拌パドル１８は、回転中心を基準にして径方向に延びる撹拌羽根１８ａ、１８ｂ有している。撹拌羽根１８ａは、ケーシング１７の内面との間に僅かな隙間を介して移動する剛性を有する撹拌羽根である。
撹拌羽根１８ｂは、ケーシング１７の内面に接触することで撓み、回転軌跡最上方に到達する前に前記撓み状態が開放されることで、その弾性力で現像剤を供給ローラ２１に押し上げるように供給する。
【００２１】
供給ローラ２１からフレアローラ２２にトナーが供給されると、トナーはフレアローラおよび供給ローラとの摩擦により帯電される。帯電されたトナーは、フレアローラ内部の２相電極間の時間周期的に変化する電界に従ってホッピング運動（後述）を行う。
そして、フレアローラ自体の回転駆動によりトナー層厚規制部材２３を通過して付着量が規制された後、感光体ドラム９との対向領域（現像領域）に搬送され、感光体ドラム上の静電潜像を非接触で現像する。
【００２２】
一方、現像に寄与しなかったトナーは、現像残トナーとして現像領域を通過する。通過後のトナーは、回収ローラとしての機能も有する供給ローラ２１で回収され、トナー収容部１７ａに一旦戻される。フレアローラ上のトナーはホッピングしているため、フレアローラとトナーの付着力は小さく、回収ローラで容易に回収される。
上記の一連のプロセスを繰り返すことによってフレアローラ上には常にトナーがホッピングしている状態（クラウド）が形成される。
【００２３】
ここで、図１３で示したように、対向領域近傍でシール部材２６がフレアローラと当接する場合、フレアローラ上でホッピングしているトナーはフレアローラとの付着力が小さいためシール部材２６ではじかれてしまい通過することができないことが問題となる。
本実施形態ではこれを解消すべく、図３に示すように、フレアローラ２２との間に一定のギャップを有する開口部形成部材２４を設け、フレアローラ２２の表面に沿った円弧状の搬送経路としての開口部２５を形成している。開口部２５の内部に現像上シールとしてのシール部材２６を設けている。
シール部材２６は、一端部を開口部形成部材２４に支持され、自由端はフレアローラ２２の回転に沿うように配置されている。
これにより、現像残トナーはシール部材２６ではじかれることなく開口部２５により現像装置内にスムーズに進入し、シール部材２６を通過する。
【００２４】
しかしながら、上述したように、開口部２５を設けることで、撹拌パドル１８によって攪拌されて粉塵化したトナーが、撹拌部位と連通する開口部２５を介して装置外に漏れ易くなる。
本実施形態ではこれを解消すべく、供給ローラ２１に当接する当接部材２７を設けて、撹拌部位の上方におけるケーシング１７と供給ローラ２１との間の隙間を塞いでいる。当接部材２７によって装置内部と開口部２５との連通が遮断される。換言すれば、撹拌されたトナーの開口部２５を経る飛散経路が遮断される。
これにより、開口部２５とシール部材２６とによって現像領域側でのトナー漏れが抑制できると同時に、現像装置内からのトナー漏れを防止することができる。
当接部材２７はケーシング１７に一体に形成してもよく、別部材として固定してもよい。
当接部材２７の供給ローラ２１に対する食い込みは、０ｍｍ以上３ｍｍ以下が望ましい。
【００２５】
本実施形態の効果を検証するため、現像装置１６にA4紙を巻き付けた状態で一定時間駆動し、A4紙に付着するトナーの重量を飛散トナー量として測定した。結果を図４に示す。
図４から明らかなように、供給ローラ２１に当接する当接部材２７がある場合のトナー飛散量は8.06mg/60secとなり、当接部材がない場合(18.1mg/60sec)と比べて半分以下となった。
【００２６】
図５に基づいて第２の実施形態を説明する。なお、上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する（以下の他の実施形態において同じ）。
当接部材２７を設けた場合、ケーシング１７の形状によっては当接部材２７と開口部２５との間の空間で空気の流れが滞ることによる内圧の上昇が生じる虞がある。内圧の上昇が生じると、現像残トナーが現像装置内に進入する際に空気圧で押し戻されて飛散したり、供給ローラ２１による回収機能が阻害される等の不具合が懸念される。
この懸念を解消すべく、本実施形態では、当接部材２７と開口部２５との間の空間に、圧抜き用防塵フィルタ２８を設置している。
これによって、当接部材と開口部との間の空間で空気の流れが滞ることによる内圧の上昇が防止されとともに、現像残トナーが現像装置内に進入する際に発生する飛散の悪化を抑止できる。
【００２７】
本実施形態の効果を検証するため、装置内の圧力(装置外との差圧)とトナー飛散量との関係を確認したところ、図６に示すように、フィルタを設置して内圧の上昇を抑えるほどトナー飛散量も減少する結果となった。
【００２８】
図７に基づいて第３の実施形態を説明する。
本実施形態では、当接部材を、供給ローラ２１との接触によって連れ回り回転する回転ローラ２９としている。回転ローラ２９は軸方向両端部をケーシングに回転可能に支持されている。
これによって、撹拌パドル１８によって巻き上げられるトナーの、供給ローラ２１の上部空間への進入を抑止しつつ、供給ローラ２１との接触位置でトナーを回転によって積極的に撹拌部位へ搬送することができ、トナーの滞留による経時のトナー劣化、および画像濃度の低下を防止することができる。
回転ローラ２９の供給ローラ２１に対する食い込みは、０ｍｍ以上３ｍｍ以下が望ましい。
【００２９】
以下にフレア現像について説明する。
フレアローラ２２の概略図を図８に示す。図９はフレアローラの電極部分の周方向断面の概略図である。
支持基板上に電極が所定の間隔で配置され、その上に無機又は有機の絶縁性材料で形成した表面保護層が積層されている。なお、図９において各電極から伸びる線は各電極に電圧を印加するための導電線を表しており、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。
各電極に対しては、本体側の電源から2相の異なる駆動電圧が印加される。
【００３０】
図１０はフレアローラ電極部の平面展開図である。これらの図からわかるように、フレアローラは、トナーをホッピングさせるための電界を発生する2相の電極群を有し、偶数番目の電極群と奇数番目の電極群にそれぞれ図示しない駆動回路から一例としては図１１（a）もしくは（b）に示すような逆位相の駆動波形が印加され、2相の電極間に時間周期的な電位差が形成される。
そしてフレアローラは回転駆動され、回転軸の一方に奇数番電極が接続され、回転軸のもう一方に偶数番電極が接続されている。
【００３１】
フレアローラの支持基板としては、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適用できる。
電極は、支持基板上に、Al、Cu、Ni-Cr等の導電性材料を0.1〜10um厚、好ましくは0.5〜2.0umで成膜し、これをフォトリソ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。
【００３２】
次にトナーのホッピングを行うためのフレアローラ上の電極幅Ｌ及び電極間隔R、駆動波形形状並びに表面保護層について説明する。
搬送部材における電極幅Ｌと電極間隔Rはトナーのホッピング効率に大きく影響する。なお電極ピッチPは、P=R+Lで表される。
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。
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。
【００３３】
但し、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。
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。
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、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ホッピングしている時間が短くなり、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。
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。
【００３４】
すなわち、フレアローラの電極幅、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、低電圧で効率的なホッピングを行うことができる。
そこで、上記各実施形態では、図９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。
次に、表面保護層は、例えばSiO2、BaTiO2、ＴｉＯ2、ＴｉＯ4、SiON、BN、TiN、Ta2Ｏ5等を適用でき、厚さは0.5〜30umで形成している。
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。表面保護層は、絶縁性、耐久性、フレアローラ自体の製法、及び使用するトナーとの帯電列との関係から適宜選択される。
【００３５】
本発明に係る現像装置を画像形成装置に用いる場合、フレアローラとして、少なくともA4縦幅21cm、または横幅30cm以上の長尺、大面積にファインパターンの実用が必要になってくる。
ここでフレアローラの製法についていくつか挙げる。
まず、初めに、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付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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
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１２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。
【００３８】
次いで、表面保護層１３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。
【００３９】
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。
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１３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。
【００４０】
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。
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。
【００４１】
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１２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。
別のフレアローラの製法としては、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も挙げられるが、電極パターンおよび表面保護層の作成方法は上述の方法に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４２】
９  像担持体としての感光体ドラム
１６  現像装置
１７  ケーシング
１８  撹拌部材としての撹拌パドル
１８ｂ  撹拌羽根
２１  現像剤供給部材としての供給ローラ
２２  現像剤担持体としてのフレアローラ
２４  開口部形成部材材
２５  開口部
２７、２９  当接部材
２８  圧抜き用防塵フィルタ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４３】
【特許文献１】特開平３−２１９６７号公報
【特許文献２】特許第３３０２４７４号公報
【特許文献３】特開２００３−２８０３６９号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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