(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
放電電極を内部に備えるチャージャケースを有し、該放電電極およびチャージャケースに電圧印加することで、前記像担持体の表面を帯電する帯電部と、
帯電状態となった前記像担持体に光を照射して静電潜像を形成する露光部と、
静電潜像が形成された前記像担持体に供給するためのトナーを担持する現像剤担持体を有する現像部と、
前記現像剤担持体が担持するトナーの層厚を規制する現像剤規制部と、を備え、
少なくとも一部が導電性の前記現像剤規制部が前記チャージャケースと電気的に接続され、
前記現像剤規制部は、前記露光部が前記像担持体に向けて照射する光が通過する開口部が形成されていることを特徴とする、画像形成装置。
【請求項２】
前記帯電部は、前記放電電極からの放電にて前記像担持体の表面を帯電するとともに、前記現像剤担持体が担持するトナーに対しても帯電することを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記チャージャケースは、前記像担持体および前記現像剤担持体と対向し、複数の開口を有するグリッド板金を有することを特徴とする、請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
像担持体と、
放電電極を内部に備えるチャージャケースを有し、該放電電極およびチャージャケースに電圧印加することで、前記像担持体の表面を帯電する帯電部と、
帯電状態となった前記像担持体に光を照射して静電潜像を形成する露光部と、
静電潜像が形成された前記像担持体に供給するためのトナーを担持する現像剤担持体を有する現像部と、
前記現像剤担持体が担持するトナーの層厚を規制する現像剤規制部と、を備え、
少なくとも一部が導電性の前記現像剤規制部が前記チャージャケースと電気的に接続され、
前記帯電部は、前記放電電極からの放電にて前記像担持体の表面を帯電するとともに、前記現像剤担持体が担持するトナーに対しても帯電し、
前記チャージャケースは、前記像担持体および前記現像剤担持体と対向し、複数の開口を有するグリッド板金を有することを特徴とする、画像形成装置。
【請求項５】
前記グリッド板金は、ステンレス製の薄板であることを特徴とする、請求項３または４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記放電電極は、金属ワイヤであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記放電電極は、針状の金属製電極であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記現像剤規制部は、導電性のブレード板金と、前記ブレード板金に取り付けられた、材質がウレタンゴムである摺擦帯電部材とを有し、
前記摺擦帯電部材は、前記摺擦帯電部材と前記現像剤担持体との間を通過するトナーを摺擦することで帯電させることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記帯電部、前記露光部および前記現像部は、それぞれ４つ設けられており、
４つの前記現像部それぞれには、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーが貯蔵されていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を採用する画像形成装置に搭載される帯電及び現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用する画像形成装置においては、感光体の表面に形成される静電潜像に対して、現像装置から現像剤の成分であるトナーを供給して現像することによって可視像であるトナー像を形成し、さらにトナー像を転写媒体である記録紙などに転写し、記録紙上に転写されたトナー像を定着して堅牢な記録画像を形成する。
【０００３】
近年、カラーインクジェット方式の画像形成装置の普及により、電子写真方式を利用した画像形成装置においても、小型化・低価格化が求められている。
【０００４】
このような状況から、電子写真方式の画像形成装置に搭載される現像装置としては、構造が簡単で小型化が可能な、非磁性一成分現像方式が用いられることが多い。
【０００５】
例えば、特許文献１には、単工程現像によりフルカラーイメージを形成するカラー電子写真映像装置が記載されている。特許文献１に記載のカラー電子写真映像装置が備える現像ユニットにおいて、現像ユニット内のトナーを運ぶ、メッシュ状のベルトである輸送装置は、摩擦装置の２枚の板で挟まれる構造である。このため、輸送装置により運ばれてきたトナーは、摩擦装置の２枚の板と接触し、摩擦により帯電する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−０６９１４２号公報（１９９８年３月１０日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のような従来技術は、２枚の板の狭い間隔で摩擦が繰り返されると、トナーに加えられるストレスによって、次第にトナーが劣化して、トナーの流動性が悪化するため、現像に寄与されない滞留トナーが増える。また、トナーが凝集し易くなり、トナーの帯電量が安定しない。したがって、画質を安定させることができないといった問題があった。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、トナーに掛かるストレスを軽減して、画質の安定化を向上させることが可能な画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、像担持体と、放電電極を内部に備えるチャージャケースを有し、該放電電極およびチャージャケースに電圧印加することで、前記像担持体の表面を帯電する帯電部と、帯電状態となった前記像担持体に光を照射して静電潜像を形成する露光部と、静電潜像が形成された前記像担持体に供給するためのトナーを担持する現像剤担持体を有する現像部と、前記現像剤担持体が担持するトナーの層厚を規制する現像剤規制部とを備え、少なくとも一部が導電性の前記現像剤規制部が前記チャージャケースと電気的に接続されている。
【００１０】
上記の構成によれば、放電電極およびチャージャケースに電圧印加することで帯電状態となった像担持体に光を照射して静電潜像が形成され、静電潜像が形成された像担持体に供給するためのトナーが現像剤担持体により担持され、担持されたトナーの層厚が現像剤規制部により規制される。また、少なくとも一部が導電性の前記現像剤規制部が前記チャージャケースと電気的に接続されているので、放電電極およびチャージャケースに電圧印加されると、チャージャケースに流れる電流が現像剤規制部にも伝わる。
【００１１】
現像剤規制部は、現像剤担持体が担持するトナーの層厚を規制するために現像剤担持体上のトナーと接触するので、現像剤担持体上のトナーに電荷を注入することができる。したがって、チャージャケースから現像剤規制部に伝わった電流により、現像剤担持体上のトナーを帯電させることができる。
【００１２】
したがって、帯電部は、像担持体とともに、現像剤担持体上のトナーを帯電させることができるので、効率的な帯電が可能である。また、帯電部は、現像剤担持体が担持するトナーを十分に帯電するので、現像剤規制部は、従来のように現像剤担持体が担持するトナーに大きな摩擦力を与えて帯電させる必要がない。よって、トナーの劣化を抑制させることができるので、画質の安定化を向上させることができる。したがって、トナーに掛かるストレスを軽減して、画質の安定化を向上させることが可能な画像形成装置を提供することができる。
【００１３】
また、本発明の画像形成装置において、前記帯電部は、該放電電極からの放電にて前記像担持体の表面を帯電するとともに、前記現像剤担持体が担持するトナーに対しても帯電する。
【００１４】
上記の構成によれば、放電により像担持体および現像剤担持体上のトナーを同時に帯電するので、より一層効率的な帯電が可能である。また、現像剤担持体上のトナーを十分に帯電させることができるので、現像剤担持体が担持するトナーに与える摩擦力を、より小さくすることができる。
【００１５】
また、本発明の画像形成装置において、前記現像剤規制部は、前記露光部が前記像担持体に向けて照射する光が通過する開口部が形成されている。
【００１６】
上記の構成によれば、現像剤規制部に開口部が形成されていることで、露光部が像担持体に向けて照射する光を妨げないので、像担持体に光を当てることができる。
【００１７】
また、本発明の画像形成装置において、前記チャージャケースは、前記像担持体および前記現像剤担持体と対向し、複数の開口を有するグリッド板金を有する。
【００１８】
上記の構成によれば、チャージャケースにおいて、現像剤担持体と対向する部分が開口を有するグリッド板金で構成される。そのため、グリッド板金の開口を通って、放電電極から現像剤担持体に向けて放電されることとなり、その放電により現像剤担持体上のトナーを十分に帯電させることができる。また、放電電極と現像剤担持体との間にグリッド板金が配置されるため、印加電圧の制御性が良好となり、帯電されるトナーの電圧値を安定させることができる。
【００１９】
また、本発明の画像形成装置において、前記グリッド板金は、ステンレス製の薄板である。
【００２０】
上記の構成によれば、材料の劣化が少なく、十分な強度を保つことができる。
【００２１】
また、本発明の画像形成装置において、前記放電電極は、金属ワイヤである。
【００２２】
上記の構成によれば、ワイヤ間に電圧を印加して感光体ベルトを帯電するとともに、トナーを帯電することができる。
【００２３】
また、本発明の画像形成装置において、前記放電電極は、針状の金属製電極である。
【００２４】
上記の構成によれば、電極間に電圧を印加して感光体ベルトを帯電するとともに、トナーを帯電することができる。
【００２５】
また、画像形成装置において、前記現像剤規制部は、導電性のブレード板金と、前記ブレード板金に取り付けられた、材質がウレタンゴムである摺擦帯電部材とを有し、前記摺擦帯電部材は、前記摺擦帯電部材と前記現像剤担持体との間を通過するトナーを摺擦することで帯電させる。
【００２６】
上記の構成によれば、さらに摺擦帯電部材によっても現像部のトナーを帯電させることができる。そのため、トナーの帯電量をより一層安定化することができる。
【００２７】
また、本発明の画像形成装置において、前記帯電部、前記露光部および前記現像部は、それぞれ４つ設けられており、４つの前記現像部それぞれには、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーが貯蔵されている。
【００２８】
上記の構成によれば、効率的に各ユニットを配置することで画像形成装置全体をコンパクトにできる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明は、トナーの状態を良好に保つとともに、トナーの帯電量を安定化することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態における画像形成装置の全体構成を示す断面図である。
【図２】従来方式の現像装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態における現像装置の概略構成を、帯電チャージャユニットとともに示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態における帯電チャージャユニットの構成を、現像ローラとともに示す拡大断面図である。
【図５】帯電チャージャユニットの構造を示す分解斜視図である。
【図６】グリッド板金の表面の一例を示す拡大図である。
【図７】第２の実施形態における帯電チャージャユニットを、現像ローラとともに示す断面図である。
【図８】第２の実施形態における帯電チャージャユニットの構造を示す分解斜視図である。
【図９】現像ローラ上のトナーを帯電させたときの実験結果を示すグラフである。
【図１０】針状電極の構造を示す図である。
【図１１】針状電極の針部の構造を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００３２】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の実施の形態における画像形成装置の全体構成を示す断面図である。画像形成装置１００は、印刷モードとしてコピーモード（複写モード）、プリンタモードおよびＦＡＸモードを有しており、不図示の操作部における操作や、パーソナルコンピュータ等の外部ホスト装置からの印刷ジョブの受信に応じた印刷モードが、制御部によって選択される。ここで、印刷モードのうちコピーモードについて説明する。
【００３３】
コピーモードにおいて、ユーザが原稿読取部（不図示）のプラテンガラス（不図示）上に原稿を載置し、装置の外装前面部に配置される操作パネル（不図示）上の条件入力キー（印刷枚数／印刷倍率等々）を入力した後に、操作パネルのスタートキーを操作すると、コピー動作が開始される。
【００３４】
一方、原稿読取部においては、コピーランプ（不図示）が点灯し、コピーランプにより原稿に照射された照射光は、原稿の画像情報を含む反射光（原稿からの反射光）となり、該反射光は、コピーランプユニットに設けられたミラー（不図示）、光学レンズ（不図示）から、ＣＣＤ（不図示）へ入力されることによって読み取られる。
【００３５】
このようにして読み取られた画像情報は、不図示のＣＣＤ回路で、光の画像情報が電気的信号に変換され、その画像情報信号に基づいて、設定された条件で画像処理が行われる。
【００３６】
図１に示されるように、画像形成装置１００は、感光体ベルト（像担持体）３０と、従動ローラ２１と、駆動ローラ２３と、４つの画像形成ステーション４０−ｎ（ｎ：１〜４）と、転写ユニット（転写部）３６と、クリーニングユニット３７と、定着装置（定着部）３８とを含む。
【００３７】
駆動ローラ２３および従動ローラ２１は、感光体ベルト３０の内側に配置され、感光体ベルト３０を張架する。感光体ベルト３０は、駆動ローラ２３が図示しない駆動モータによる駆動に連動して、回転駆動する。
【００３８】
４つの画像形成ステーション４０−ｎそれぞれは、所定の間隔を空けて、感光体ベルト３０に対向して配置され、互いに異なる色のトナーを用いてトナー像を形成する。具体的には、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）および黒（Ｋ）のトナーを用いてトナー像を形成する。
【００３９】
画像形成ステーション４０−ｎは、帯電チャージャユニット（帯電部）３４−ｎと、レーザスキャナユニット（露光部）３３―ｎと、現像装置（現像部）３５−ｎとを含む。なお、４つの画像形成ステーション４０−ｎは、形成するトナー像の色が異なる点、および、それぞれの配置位置が異なる点以外は、構成および機能が同じであるので、ここでは画像形成ステーション４０−１の場合を例に説明する。
【００４０】
帯電チャージャユニット３４−１は、放電により感光体ベルト３０の表面を所定の電位に帯電する。
【００４１】
レーザスキャナユニット３３−１は、帯電チャージャユニット３４−１よりも、感光体ベルト３０の回転方向の下流側に配置される。また、レーザスキャナユニット３３−１は、レーザ出射部と、反射ミラー等と、レーザ出射部から出射されたレーザビームを走査するポリゴンミラーと、ポリゴンミラーによって反射されたレーザ光を感光体ベルト３０に導くためのレンズやミラー等の光学素子と備えている。レーザスキャナユニット３３−１としては、その他、発光素子をアレイ状に並べた、例えばＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いる手法も採用可能である。
【００４２】
また、レーザスキャナユニット３３−１は、感光体ベルト３０を、ＣＣＤ回路から入力される画像情報信号に応じて露光することにより、感光体ベルト３０の表面に、画像情報信号に応じた静電潜像を形成する。
【００４３】
現像装置３５−１は、レーザスキャナユニット３３−１よりも、感光体ベルト３０の回転方向の下流側に配置され、感光体ベルト３０表面に形成された静電潜像をトナーにより顕在化する。
【００４４】
転写ユニット３６は、感光体ベルト３０の内側の駆動ローラ２３に対向して配置され、図示しない高圧電源によって高電圧が印加される。転写ユニット３６は、感光体ベルト３０と対峙する位置において、図示しないレジストローラがタイミングを合わせて搬送してきた用紙（記録媒体）Ｐに、感光体ベルト３０上のトナー像を転写する。
【００４５】
クリーニングユニット３７は、感光体ベルト３０に対して、４つの画像形成ステーション４０−ｎと反対の位置に配置され、現像・画像転写後における感光体ベルト３０の表面に残留したトナーを、クリーニングブレードでかきとることにより除去し、除去されたトナーを回収する。
【００４６】
定着装置３８は、加熱ローラおよび加圧ローラを備えており、加熱ローラおよび加圧ローラは、用紙を挟んで回転するようになっている。また、加熱ローラは、所定の定着温度となるように制御されている。定着装置３８は、感光体ベルト３０により搬送される、転写後の用紙Ｐを加熱ローラと加圧ローラとの間で挟んで回転することにより、用紙Ｐ上に形成されたトナー像を定着させる。トナー像が定着された用紙Ｐは、排紙ローラ（不図示）により、排紙トレイ（不図示）に排出される。
【００４７】
図３は、本発明の実施の形態における現像装置の概略構成を、帯電チャージャユニットとともに示す断面図である。図４は、本発明の実施形態における帯電チャージャユニットの構成を、現像ローラとともに示す拡大断面図である。
【００４８】
図３，４に示されるように、現像装置３５−ｎは、現像剤を担持する現像ローラ（現像剤担持体）６２と、トナー供給ローラ６６と、現像剤を収容する現像槽６１と、現像槽６１の中で現像剤６０を攪拌および搬送する複数の攪拌搬送部材６３〜６５とを含む。
【００４９】
現像槽６１は、例えば硬質の合成樹脂などからなり、外観が略直方体形状を有する容器部材である。現像槽６１には、現像剤６０が収容されている。現像剤６０は、例えば非磁性の一成分現像剤である。
【００５０】
第１，２攪拌搬送部材６５，６３は、現像槽６１内の現像剤６０を攪拌および搬送する。具体的には、第１，２攪拌搬送部材６５，６３は、回転軸の周囲に設けられた羽が回転軸の駆動に連動して回転することにより、現像槽６１内の現像剤６０を攪拌および搬送する。第１，２攪拌搬送部材６５，６３が有する羽は、例えば薄い樹脂性、特にＰＥＴ製が好適である。
【００５１】
第３攪拌搬送部材６４は、スクリュー状の回転部材であって、主として軸方向のトナーを攪拌および搬送する。回転部材の材質は、例えば硬質の合成樹脂製である。
【００５２】
第２攪拌搬送部材６３とトナー供給ローラ６６との間には、中間壁部材８０が設けられる。中間壁部材８０は、例えば合成樹脂などからなる平板状の部材であり、片方が現像槽６１の長手方向に延び、他方が現像槽６１の底部から立ち上がるようにして設けられる。また、中間壁部材８０は、その中央部に開口穴８１を有し、現像槽６１内において、第２攪拌搬送部材６３からトナー供給ローラ６６へ向う現像剤の流れを形成している。
【００５３】
トナー供給ローラ６６は、芯金のまわりに円筒状の多孔性弾性部材が設けられたものである。多孔性弾性部材は、例えば発泡ウレタン等である。トナー供給ローラ６６は、多孔性弾性部材の穴部にトナーを吸着させつつ、現像ローラ６２を摺擦することでトナーを現像ローラ６２に供給する。これにより、現像ローラ６２上に一定量の現像剤６０が供給される。また、現像後において、トナー供給ローラ６６は、現像ローラ６２に残った余分のトナー層をクリーニングする役割も持つ。
【００５４】
現像ローラ６２は、図示しない駆動手段によって軸心回りに回転駆動するアルミ製のローラである。現像ローラ６２は、感光体ベルト３０を臨み、感光体ベルト３０との間隙が一定になるように配置され、現像槽６１本体のフレーム部（不図示）に支持される。現像ローラ６２は、その表面において、トナー供給ローラ６６から供給された現像剤６０を担持し、表面に担持している現像剤６０を感光体ベルト３０に供給する。
【００５５】
帯電チャージャユニット３４−ｎは、現像槽６１の上方、具体的には現像ローラ６２の上方に設けられている。帯電チャージャユニット３４−ｎは、コロナ帯電を用いた非接触方式を採用しており、現像剤規制ユニット７０と一体となった導電性のチャージャケース３９と、高電圧が印加されるチャージャ線（放電電極）３４ｂとを有する。チャージャ線３４ｂは、チャージャケース３９内に設けられ、シールドされている。
【００５６】
チャージャケース３９は、チャージャ線３４ｂを囲む部分が中空の角柱形状であり、感光体ベルト３０と対向する側面にグリッド板金３４ｃが配置されている。グリッド板金３４ｃは、複数の開口を有する導電性のメッシュ部材である。開口の形状としては、スリットや、多角形等がある。
【００５７】
また、チャージャケース３９において、上面、グリッド板金３４ｃと対向する側面、および、現像ローラ６２と対向する下面は、グリッドが形成されていない板金３４ａ，３４ｄにて構成される。それら板金３４ａ，３４ｄおよびグリッド板金３４ｃは、チャージャ線３４ｂより小さい電圧が印加されている。これにより、チャージャ線３４ｂから板金３４ａ，３４ｄおよびグリッド板金３４ｃに対して放電が生じる。したがって、グリッド板金３４ｃに対向する感光体ベルト３０を帯電することが可能である。また、現像剤規制ユニット７０は、チャージャケース３９と一体となって電気的に接続されているので、チャージャケース３９に流れる電流を現像剤規制ユニット７０に伝えることができる。
【００５８】
また、チャージャケース３９は、グリッド板金３４ｃを介してチャージャ線３４ｂが感光体ベルト３０と対向するように設けられる。チャージャ線３４ｂは、感光体ベルト３０の回転方向と直交する方向を軸方向として設けられる。
【００５９】
現像ローラ６２と対向する下面の板金３４ｄは、その一部が現像ローラ６２に向かって延びており、その延びた部分が現像剤規制ユニット７０に相当する。現像剤規制ユニット７０は、ドクターブレード板金６８と、現像剤規制部材６７とを有する。
【００６０】
ドクターブレード板金６８は、薄く、ばね性を有した金属板金であり、現像ローラ６２の長手方向と略同じ長さを有する。また、ドクターブレード板金６８は、板金３４ｄに近い部分を面の上部として、面の中部から下部にかけて現像ローラ６２と近接し、かつ、対向する。
【００６１】
現像剤規制部材６７は、ドクターブレード板金６８の面の中部から下部までの間において固定され、長手方向と直交する方向に沿った断面が略長方形である。また、現像剤規制部材６７は、現像ローラ６２の接触点ｐ’の位置において現像ローラ６２と接触する。なお、現像剤規制部材６７の材質としては、ウレタンゴムが好適である。
【００６２】
また、現像剤規制部材６７は、ドクターブレード板金６８の弾性力を受けて、現像ローラ６２の接触点ｐ’において押圧力（荷重Ｐ）を与える。ここで、現像ローラ６２は、矢印Ｎ（反時計）方向に回転しており、トナー供給ローラ６６から供給されたトナーを、接触点ｐ’の手前で担持する。これにより、接触点ｐ’の手前で担持されたトナーは、現像ローラ６２の回転により接触点ｐ’に流入し、層厚が調整される。また、接触点ｐ’に流入したトナーは、現像ローラ６２と現像剤規制部材６７とによって摩擦力を受け、帯電する。そして、接触点ｐ’を通過したトナーは、感光体ベルト３０と対向する現像位置に搬送された後、トナー像に供されトナー像を現像する。
【００６３】
また、現像ローラ６２上のトナーは、ドクターブレード板金６８と近接しているため、摩擦による帯電以外に、チャージャケースユニット３９からドクターブレード板金６８に伝わった電流によっても帯電する。このため、現像剤規制ユニット７０は、接触点ｐ’において従来方式よりも現像ローラ６２に対して加える圧力が小さくなるよう調整されている。これにより、トナーに加わる過度なストレスを抑制することができる。
【００６４】
なお、ドクターブレード板金６８が現像剤規制部材６７を現像ローラ６２に押圧する力は、下記のように設定されている。押圧力は主としてドクターブレード板金６８の弾性力を利用している。すなわち、現像ローラ６２にドクターブレード板金６８をどの程度撓ませた状態（Ｙ’方向）で、当てているかで押圧力を調整している。理論的には、下記の良く知られた片持ち梁の公式で表される。
【００６５】
力  Ｐ（ｋｇｆ）＝３ＥＩδ／Ｌ３
ここで、Ｅはブレード指示部材料のヤング率、Ｉは断面二次モーメント、δはたわみ量、Ｌは自由長を示す。
【００６６】
なお、実際の実験においては、現像剤規制部材６７と現像ローラ６２との間に短冊状にカットしたＰＥＴ製の部材の一端を挟んでおき、他端をテンションゲージに繋いで一定の速度でＰＥＴ製の部材を引き抜いた時の引抜力で評価している。テンションゲージには、アイコーエンジニアリング（株）製ＲＸ-５を使用している。本発明では、引抜力を０．０３〜０．０５ｋｇｆ/ｃｍ程度となるよう調整している。
【００６７】
図５は、帯電チャージャユニットの構造を示す分解斜視図である。図５を参照して、帯電チャージャユニット３４−ｎの構造について詳細に説明する。ドクターブレード板金６８は、面の上部（現像剤規制部材６７が設けられていない部分）に開口部６８ａを有する。この開口部６８ａは、レーザスキャナユニット３３−ｎが感光体ベルト３０に向かって照射する光が通過する領域に形成されている。このため、ドクターブレード板金６８は、感光体ベルト３０に導かれる光を妨げない構造となっている。
【００６８】
チャージャケース３９は、その前面および後面に板金ホルダ３４ｈ，３４ｉが配置され、板金ホルダ３４ｈ，３４ｉは、板金３４ａ，３４ｄおよびグリッド板金３４ｃと、不図示のビス等で強固に固定されている。これにより、チャージャケース３９は、板金ホルダ３４ｈ，３４ｉが板金３４ａ，３４ｄおよびグリッド板金３４ｃを両側から挟み込むようにユニット化される。
【００６９】
板金ホルダ３４ｈ，３４ｉは、樹脂性の略箱形状となっていて、その内側が３４ｌ，３４ｋのように凹状となっている。また、板金ホルダ３４ｈ，３４ｉは、板金３４ａ，３４ｄおよびグリッド板金３４ｃががたつくことなくホルダ内に収まるような内壁形状となっている。
【００７０】
また、板金ホルダ３４ｈ，３４ｉは、その内部においてチャージャ線３４ｂを保持する。具体的には、チャージャ線３４ｂの両端は、それぞれビス３４ｆ、および、チャージャ線３４ｂにテンションを与えて張るためのコイルスプリング３４ｅを介して、板金ホルダ３４ｈ，３４ｉに固定されている。
【００７１】
また、板金ホルダ３４ｉの一端には電極３４ｊが設けられている。電極３４ｊは、マシン内の電源回路から、チャージャ線３４ｂに電圧を印加する。電圧の値は個々のマシンの条件によって最適化されるが、本発明ではおよそＤＣ７００〜１２００Ｖの間で印加している。
【００７２】
グリッド板金３４ｃは、例えばＳＵＳ３０４等のステンレス製の薄板であり、板厚は０．１ｍｍ程度である。その表面Ｇは、複数の開口が一様に開けられていることを示している。グリッド板金３４ｃをステンレス製にすることで、材質的な劣化が少なく、強度も確保される。なお、図５には、板金３４ａ，３４ｄおよびグリッド板金３４ｃの幅Ｈを示しているが、この寸法は設置するマシンの諸条件に応じて最適化することが可能である。
【００７３】
図６は、グリッド板金の表面の一例を示す拡大図である。図６に示されるように、グリッド板金３４ｃの表面Ｇを構成している板金部の幅は０．１ｍｍで、隣り合う格子間の空隙の幅は０．３ｍｍである。これらの寸法は特に限定されるものではなく、装置に合わせて変更可能なことは言うまでもない。また、材質についても同様である。なお、図６に示した数値は一例である。
【００７４】
上述したように、帯電チャージャユニット３４−ｎは、感光体ベルト３０に対向して配置され、チャージャケース３９には、感光体ベルト３０に対向する側面にグリッド板金３４ｃを有している。これにより、帯電チャージャユニット３４−ｎは、感光体ベルト３０を帯電させることができる。
【００７５】
しかも、ここで、帯電チャージャユニット３４−ｎは、現像装置３５−ｎが有する現像ローラ６２の上方に配置され、チャージャケース３９と一体に現像剤規制ユニット７０のドクターブレード板金６８が形成されると共に、現像ローラ６２近傍まで延びている。このため、感光体ベルト３０の帯電に寄与しないチャージャケース３９に流れる電流が、ドクターブレード板金６８に伝わるようになり、感光体ベルト３０を帯電させると同時に、ドクターブレード板金６８の近傍に位置する現像ローラ６２上のトナーを帯電させることができる。これにより、チャージャケース３９に流れる電流を有効に利用することができる。
【００７６】
つまり、現像ローラ６２上のトナーは、現像剤規制部材６７の接触点ｐ’において摩擦を受けて帯電するが、上記構成によれば、ドクターブレード板金６８より供給される電荷によっても帯電されることとなる。
【００７７】
ここで、従来方式の現像装置について説明する。図２は、従来方式の現像装置の概略構成を示す断面図である。図２に示す現像装置１３５−ｎが図３に示す現像装置３５−ｎと異なる点は、帯電チャージャユニット３４−ｎの代わりに現像装置１３５−ｎにおいて、現像剤規制ユニット１７０が設けられている点である。この場合、ドクターブレード６８には、開口部６８ａが設けられていない。その他の構成については、現像装置３５−ｎと同じであるので、現像装置３５−ｎと異なる構成について主に説明する。
【００７８】
現像剤規制ユニット１７０は、現像剤規制部材６７と、ドクターブレード板金６８と、複数の固定板金７１，７２とを含む。
【００７９】
ドクターブレード板金６８は、現像槽６１の長手方向に延びている。複数の固定板金７１，７２は、ドクターブレード板金６８の一端を挟み込んだ状態で、現像装置１３５−ｎが備える中間壁部材８０のうち、現像槽６１の長手方向に延びる部分においてビス等により固定される。
【００８０】
現像剤規制部材６７は、ドクターブレード板金６８の弾性力を受けて、現像ローラ６２の接触点ｐにおいて押圧力（荷重Ｐ）を与える。ここで、現像ローラ６２は、矢印Ｎ（反時計）方向に回転しており、トナー供給ローラ６６から供給されたトナーを、接触点ｐの手前で担持する。これにより、接触点ｐの手前で担持されたトナーは、現像ローラ６２の回転により接触点ｐに流入し、層厚が調整される。また、接触点ｐに流入したトナーは、現像ローラ６２と現像剤規制部材６７とによって摩擦力を受け、帯電する。そして、接触点ｐを通過したトナーは、感光体ベルト３０と対向する現像位置に搬送された後、トナー像に供されトナー像を現像する。
【００８１】
このように、従来の現像装置１３５−ｎにおいて、ドクターブレード板金６８には電荷が供給されていない。このため、摩擦だけを利用して現像ローラ上のトナーを帯電させていた。
【００８２】
それに対して、本実施形態における帯電チャージャユニット３４−ｎは、現像剤規制部材６７の接触点ｐ’における摩擦帯電では足りない帯電量を補うことができるので、ドクターブレード板金６８が現像ローラ６２に対して与える圧力を小さく抑えることができる。これにより、トナーの劣化を抑えることができるので、画質を安定させることができる。
【００８３】
＜第２の実施形態＞
図７は、第２の実施形態における帯電チャージャユニットを、現像ローラとともに示す断面図である。図８は、第２の実施形態における帯電チャージャユニットの構造を示す分解斜視図である。第２の実施形態においては、帯電チャージャユニット３４Ａ−ｎは、それが備えるチャージャケース３９の現像ローラ６２と対向する下面に、グリッド板金３４ｄ’を有する構成である。また、グリッド板金３４ｄ’は、その構造がグリッド板金３４ｃと同じである。第２の実施形態における現像装置の他の構成は、第１の実施形態における現像装置３５−ｎと同じであるので、詳細な説明は繰り返さない。
【００８４】
帯電チャージャユニット３４Ａ−ｎは、現像装置３５−ｎが有する現像ローラ６２の上方であり、感光体ベルト３０に対向して配置される。帯電チャージャユニット３４Ａ−ｎが有するチャージャケース３９Ａは、感光体ベルト３０に対向する側面、および、現像ローラ６２に対向する下面にそれぞれグリッド板金３４ｃ，３４ｄ’を有している。これにより、帯電チャージャユニット３４Ａ−ｎは、感光体ベルト３０および現像ローラ６２上のトナーに対して同時に帯電させることができる。
【００８５】
また、現像ローラ６２上のトナーは、現像剤規制部材６７の接触点ｐ’において摩擦を受け帯電し、さらに帯電チャージャユニット３４Ａ−ｎからも帯電される。
【００８６】
さらに、チャージャケース３９Ａの板金３４ａは、感光体ベルト３０および現像ローラ６２上のトナーの帯電には寄与していない。しかしながら、チャージャケース３９Ａにドクターブレード板金６８が一体となっていることにより、感光体ベルト３０および現像ローラ６２上のトナーの帯電に寄与しない電流は、チャージャケース３９Ａからドクターブレード板金６８に伝わるので、ドクターブレード板金６８の近傍に位置する現像ローラ６２上のトナーを帯電させることができる。これにより、チャージャケース３９Ａに流れる電流を有効に利用することができる。
【００８７】
このように、帯電チャージャユニット３４Ａ−ｎは、現像剤規制部材６７の接触点ｐ’における摩擦帯電では足りない帯電量を補うことができるので、ドクターブレード板金６８が現像ローラ６２に対して与える圧力を小さく抑えることができる。これにより、現像ローラ６２上のトナーの劣化を抑制することができるので、画質を安定させることができる。
【００８８】
図９は、現像ローラ上のトナーを帯電させたときの実験結果を示すグラフである。グラフの横軸は印字枚数を示し、グラフの縦軸は現像ローラ６２上のトナーの帯電量を示す。
【００８９】
図９に示されるように、「グリッドバイアスあり」で示されるグラフは、第２の実施形態における帯電チャージャユニット３４Ａ−ｎにより現像ローラ６２上のトナーを帯電させたときの結果を示し、「グリッドバイアスなし」で示されるグラフは、従来方式の現像装置１３５−ｎにより現像ローラ６２上のトナーを帯電させたときの結果を示す。２つのグラフは、印字枚数の増加とともに、現像ローラ６２上のトナーの帯電量が減少しているが、「グリッドバイアスあり」で示されるグラフの方が、減少量が小さいことがわかる。また、「グリッドバイアスあり」で示されるグラフの方が、現像ローラ６２上のトナーを十分に帯電することができていることがわかる。なお、本実験においては、主な仕様は下記の如くである。
【００９０】
現像ローラ        ；  外径１６ｍｍ
感光体ベルト      ；  ＯＰＣベルト
トナー供給ローラ  ；  外径１６ｍｍ
プロセス速度      ；  １４５ｍｍ／ｓｅｃ
ここで、出力用紙上の画像濃度は、ベタ画像濃度をポータブル分光測色濃度計（商品名：Ｘ−Ｒｉｔｅ  ９３９、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）を用いて測定することができる。また、トナー帯電量は、ＴＲｅＫ社製  Ｍｏｄｅｌ  ２１０ＨＳ-２Ａ  を用いて測定することができる。
【００９１】
以上のように、本発明の画像形成装置１００は、感光体ベルト３０と、チャージャ線３４ｂを内部に備えるチャージャケース３９を有し、該チャージャ線３４ｂおよびチャージャケース３９に電圧印加することで、感光体ベルト３０の表面を帯電する帯電チャージャユニット３４−ｎと、帯電状態となった感光体ベルト３０に光を照射して静電潜像を形成するレーザスキャナユニット３３−ｎと、静電潜像が形成された感光体ベルト３０に供給するためのトナーを担持する現像ローラ６２を有する現像装置３５−ｎと、現像ローラ６２が担持するトナーの層厚を規制する現像剤規制ユニット７０とを備え、少なくとも一部が導電性の現像剤規制ユニット７０がチャージャケース３９と電気的に接続されている。
【００９２】
このため、チャージャ線３４ｂおよびチャージャケース３９に電圧印加することで帯電状態となった感光体ベルト３０に光を照射して静電潜像が形成され、静電潜像が形成された感光体ベルト３０に供給するためのトナーが現像ローラ６２により担持され、担持されたトナーの層厚が現像剤規制ユニット７０により規制される。また、少なくとも一部が導電性の現像剤規制ユニット７０がチャージャケース３９と電気的に接続されているので、チャージャ線３４ｂおよびチャージャケース３９に電圧印加されると、チャージャケース３９に流れる電流が現像剤規制ユニット７０にも伝わる。
【００９３】
現像剤規制ユニット７０は、現像ローラ６２が担持するトナーの層厚を規制するために現像ローラ６２上のトナーと接触するので、現像ローラ６２上のトナーに電荷を注入することができる。したがって、チャージャケース３９から現像剤規制ユニット７０に伝わった電流により、現像ローラ６２上のトナーを帯電させることができる。
【００９４】
したがって、帯電チャージャユニット３４−ｎは、感光体ベルト３０とともに、現像ローラ６２上のトナーを帯電させることができるので、効率的な帯電が可能である。また、帯電チャージャユニット３４−ｎは、現像ローラ６２が担持するトナーを十分に帯電するので、現像剤規制ユニット７０は、従来のように現像ローラ６２が担持するトナーに大きな摩擦力を与えて帯電させる必要がない。よって、トナーの劣化を抑制させることができるので、画質の安定化を向上させることができる。
【００９５】
なお、第１の実施形態においては、帯電チャージャユニット３４−ｎが有するチャージャケース３９において、感光体ベルト３０に対向する側面にグリッド板金３４ｃを有する構成（スコロトロン型）としたが、この構成に限定するものではない。感光体ベルト３０に対向する、つまりグリッド板金を設けない、側面を開放するようにしてもよい（コロトロン型）。
【００９６】
同様に、第２の実施形態においては、チャージャケース３９Ａにおいて、感光体ベルト３０に対向する側面および現像ローラ６２に対向する下面の両方にグリッドを設けたが、少なくとも一方を開放するようにしてもよい。
【００９７】
また、本発明において、チャージャケース３９，３９Ａは、チャージャ線３４ｂの代わりに、図１０のような針状電極を内部に備える構成であってもよい。例えば、材質はステンレス製、板厚は０．１ｍｍ程度である。また、針状電極の下方を、樹脂等のホルダ部材にてチャージャケース３９，３９Ａ本体に固定する。なお、針状電極の上方は、針状の凸部が形成されている。具体的には、針状の凸部は、図１１に示される針部Ｑの拡大図の構造である。
【００９８】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９９】
２１  従動ローラ
２３  駆動ローラ
３０  感光体ベルト（像担持体）
３３−ｎ  レーザスキャナユニット（露光部）
３４−ｎ  帯電チャージャユニット（帯電部）
３９  チャージャケース
３４ａ，３４ｄ  板金
３４ｂ  チャージャ線（放電電極）
３４ｃ，３４ｄ’  グリッド板金
３４ｅ  コイルスプリング
３４ｆ  ビス
３４ｈ，３４ｉ  板金ホルダ
３４ｊ  電極
３５−ｎ  現像装置（現像部）
３６  転写ユニット
３７  クリーニングユニット
３８  定着装置（定着部）
４０−ｎ  画像形成ステーション
６０  現像剤
６１  現像槽
６２  現像ローラ
６３〜６５  攪拌搬送部材
６６  トナー供給ローラ
６７  現像剤規制部材
６８  ドクターブレード板金
６８ａ  開口部
７０  現像剤規制ユニット（転写部）
７１，７２  固定板金
８０  中間壁部材
８１  開口穴
【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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