(57)【要約】【課題】  現像ローラ表面からのトナー掻き取り機能を安定して発揮でき、トナーの帯電性の低下を防止できる現像装置を実現する。【解決手段】  現像装置１０内に、トナーを攪拌して帯電させる攪拌ローラ１１と、帯電されたトナーを担持して現像位置まで搬送する現像ローラ１２とを備え、さらにトナー掻き取り部材１６が現像位置下流側において上記現像ローラ１２に当接して配置される。上記トナー掻き取り部材１６は、螺旋状の掻き取り部を有すると共に、その内側が中空構造となっている。【選択図】  図１
2006106436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像槽内のトナーを攪拌して帯電させる攪拌ローラと、帯電されたトナーを担持して現像位置まで搬送する現像ローラとを備えた現像装置において、
上記現像ローラに付着したトナーを除去するトナー掻き取り部材が、現像位置下流側において上記現像ローラに当接して備えられており、
上記トナー掻き取り部材は、螺旋状の掻き取り部を有すると共に、その内側が中空構造となっていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
上記トナー掻き取り部材が弾性体部材であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
上記トナー掻き取り部材は、張力を付与された状態で上記現像ローラに当接していることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
上記トナー掻き取り部材は、上記現像ローラの軸心に対して傾いた状態で上記現像ローラに当接していることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項５】
上記現像ローラは、固定された複数の磁極と、その周りを回転する現像スリーブとからなる構成であり、
上記トナー掻き取り部材は、極性の同じ磁極が隣接して配置される釈放領域において上記現像ローラと当接していることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項６】
上記現像ローラは、上記現像スリーブの表面全域に渡って切欠き溝を有することを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】
上記トナー掻き取り部材の下方における現像槽底面部は、上記攪拌ローラ側に向けてトナーの移動を促進する構造であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項８】
上記請求項１ないし７の何れかに記載の現像装置を備えてい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、電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、感光体ドラムに静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーで顕像化し（現像し）、このトナー像を記録用紙に転写して定着することによって記録用紙上に画像が形成される。そして、感光体ドラム上の静電潜像をトナーで現像するために現像装置が使われている。
【０００３】
このような現像装置では、まずは攪拌によってハウジング内のトナーを帯電させ、帯電されたトナーを感光体ドラムに対向する現像位置まで搬送し、該トナーを静電力によって感光体ドラム上の静電潜像に付着させて現像を行うようになっている。
【０００４】
従来の一般的な現像装置の概略構成を、図７を参照して説明する。図７に示す現像装置１００は、現像装置内のトナーを攪拌して帯電させる攪拌ローラ１０１と、帯電したトナーを搬送し感光体ドラム２００に対向する現像位置まで供給する現像ローラ１０２とを備えている。
【０００５】
図７に示す上記現像ローラ１０２は、固定された磁極の周りを例えばアルミ円管からなる現像スリーブ１０３が回転することによってトナーを搬送する方式となっている。上記磁極は、トナーの搬送領域（図７では、磁極Ｓ３→Ｎ２→Ｓ１→Ｎ１→Ｓ２→Ｎ３→Ｓ４に渡る領域）においては極性の異なる磁極同士が隣接している。
【０００６】
また、現像位置と対向する位置にある釈放領域では極性の同じ磁極（すなわち、Ｓ４およびＳ３）が隣接している。そして、この釈放領域において発生する磁極線によって、現像スリーブ１０３表面のトナーは一旦引き剥がされ、攪拌ローラ１０１によって再度攪拌される。
【０００７】
一方、近年では、形成される画像の高精細化の要望に応えるべく、使用されるトナーにおいても小粒径のものが用いられるようになっている。しかしながら、このような小粒径のトナーは、現像ローラの表面に対する付着性が高くなる、言い換えれば現像ローラの表面からの剥離性が悪くなるといった問題がある。
【０００８】
現像ローラ表面に付着したトナーの剥離性が悪くなると、トナーの攪拌が十分に行われず、トナーの帯電性が低下する。トナーの帯電性が低下は、特に低印字率の印刷が連続した場合などに顕著となる。そして、トナーの帯電性が低下した状態で現像を行うと、例えば２成分トナーではかぶりが発生しやすくなるといった問題がある。このため、現像装置内におけるトナーの良好な帯電性を維持する必要があり、そのためには現像ローラ表面のトナーが十分に掻き落とされる必要がある。
【０００９】
現像ローラの表面のトナーを掻き落とすための構成を開示したものとしては、例えば特許文献１がある。
【００１０】
特許文献１では、現像スリーブに対して現像部の下流側に、現像スリーブと同方向に回転し、該現像スリーブ表面のトナーを回収するための螺旋回転体を設ける構成が開示されている。このような螺旋回転体の部材によってトナーを掻き取る構成では、ブレード状の部材によってトナーを掻き取る構成に比べ、部材表面でトナーの融着などが生じた場合に筋状の画像欠陥が生じにくくなり、部材の長寿命化が図れるといった利点がある。
【００１１】
また、特許文献２には、現像剤担持体の表面に、トナーに対する電荷付与部材として螺旋体の導電体部を設ける構成が開示されている。
【特許文献１】実開平３−１４６６０号公報（公開日平成３年２月１４日）
【特許文献２】特開平４−３７７８０号公報（公開日平成４年２月７日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記特許文献１の構成では、以下のような問題を生じる。すなわち、上記特許文献１に記載の螺旋回転体では、該螺旋回転体によって現像ローラ表面から掻き落とされた回収トナーは、螺旋状のはね部に沿って該螺旋回転体の軸方向に移送されるようになっている。
【００１３】
このような構成では、トナーが上記螺旋回転体のはね部に沿って移送される時に大きなストレスを受けることとなり、トナーが螺旋回転体のはね部の間に凝集して固化する恐れがある。このようなトナーの凝集および固化が生じると、上記螺旋回転体においてトナーの回収性能が著しく低下するばかりか、固化したトナーが現像ローラ表面からのトナーの掻き取りを阻害することになりトナー帯電性をかえって低下させる恐れもある。
【００１４】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、現像ローラ表面からのトナー掻き取り機能を安定して発揮でき、トナーの帯電性の低下を防止できる現像装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る現像装置は、上記課題を解決するために、現像槽内のトナーを攪拌して帯電させる攪拌ローラと、帯電されたトナーを担持して現像位置まで搬送する現像ローラとを備えた現像装置において、上記現像ローラに付着したトナーを除去するトナー掻き取り部材が、現像位置下流側において上記現像ローラに当接して備えられており、上記トナー掻き取り部材は、螺旋状の掻き取り部を有すると共に、その内側が中空構造となっていることを特徴としている。
【００１６】
上記の構成によれば、現像後のトナーが上記によりトナー掻き取り部材によって効率よく掻き落とされるため、現像槽内でのトナーの循環が良好となり、攪拌によるトナーの帯電性を維持することができるため、トナーの帯電性低下に起因するかぶり等の画像劣化を防止できる。
【００１７】
また、トナー掻き取り部材は、螺旋状の掻き取り部を有するため、現像ローラの全面においてトナーの除去効果を安定して得られる。さらに、トナー掻き取り部材の内側が中空構造となっているため、該トナー掻き取り部材によって現像ローラ表面から掻き取られたトナーは、螺旋状の掻き取り部の間で固化および凝集を生じることなく該トナー掻き取り部材から落下し、トナー掻き取り部材の長寿命化が図れる。
【００１８】
また、上記現像装置においては、上記トナー掻き取り部材が弾性体部材（例えばコイルスプリング）であることが好ましい。
【００１９】
上記の構成によれば、現像ローラの回転に伴って上記トナー掻き取り部材に振動が生じ、この振動によって該トナー掻き取り部材に付着したトナーが振り落とされるため、トナー掻き取り部材に対するトナーの固化および凝集を防止でき、トナー掻き取り部材のさらなる長寿命化が図れる。
【００２０】
また、上記現像装置においては、上記トナー掻き取り部材は、張力を付与された状態で上記現像ローラに当接していることが好ましい。
【００２１】
上記の構成によれば、トナー掻き取り部材に張力を与えることで、現像ローラとトナー掻き取り部材との接触状態が良好となり（現像ローラとトナー掻き取り部材との接触隙間が発生しない）、安定したトナー掻き取り能力が発揮できる。
【００２２】
また、上記現像装置においては、上記トナー掻き取り部材は、上記現像ローラの軸心に対して傾いた（スキューした）状態で上記現像ローラに当接していることが好ましい。
【００２３】
上記の構成によれば、トナー掻き取り部材を現像ローラの回転軸（軸心）に対して傾けて配置することで、該トナー掻き取り部材は現像ローラの周方向の曲率に幾分沿った状態で接触することとなるため、現像ローラの形状精度や変形を吸収して、安定した接触状態が得られる。
【００２４】
また、上記現像装置においては、固定された複数の磁極と、その周りを回転する現像スリーブとからなる構成であり、上記トナー掻き取り部材は、極性の同じ磁極が隣接して配置される釈放領域において上記現像ローラと当接している構成とすることができる。
【００２５】
上記の構成によれば、磁気吸引力から現像剤が釈放されるため、トナー掻き取り部材における掻き取り効果が高くなる。
【００２６】
また、上記現像装置においては、上記現像ローラは、上記現像スリーブの表面全域に渡って切欠き溝を有することが好ましい。
【００２７】
上記の構成によれば、上記現像スリーブの切欠き溝がトナー掻き取り部材の接触位置を通過するたびに振動が発生する。このようなトナー掻き取り部材の振動は、該トナー掻き取り部材に付着するトナーをふるい落とす作用を生じさせるため、トナーのブロッキング（融着）を防止できる。
【００２８】
また、上記現像装置においては、上記トナー掻き取り部材の下方における現像槽底面部は、上記攪拌ローラ側に向けてトナーの移動を促進する構造であることが好ましい。
【００２９】
上記の構成によれば、上記トナー掻き取り部材によって現像ローラから除去されたトナが、上記攪拌ローラ側に向けてスムーズに移動できるため、トナーの再攪拌が良好に行われ、トナーの帯電性を維持できる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の現像装置においては、上記現像ローラに付着したトナーを除去するトナー掻き取り部材が、現像位置下流側において上記現像ローラに当接して備えられており、上記トナー掻き取り部材は、螺旋状の掻き取り部を有すると共に、その内側が中空構造となっている。
【００３１】
それゆえ、現像後のトナーが上記によりトナー掻き取り部材によって効率よく掻き落とされるため、現像槽内でのトナーの循環が良好となり、攪拌によるトナーの帯電性を維持することができるため、トナーの帯電性低下に起因するかぶり等の画像劣化を防止できる。
【００３２】
特に、上記トナー掻き取り部材は、螺旋状の掻き取り部を有することで現像ローラの全面においてトナーの除去効果を安定して得られると共に、その内側が中空構造であることから、螺旋状の掻き取り部の間でトナーの固化および凝集を生じることなく、トナー掻き取り部材の長寿命化が図れるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明の一実施形態について図１ないし図６に基づいて説明すると以下の通りである。
【００３４】
先ずは、本実施の形態に係る現像装置の概略構成を図１を参照して説明する。図１に示す現像装置１０は、現像装置内のトナーを攪拌して帯電させる攪拌ローラ１１と、帯電したトナーを搬送し感光体ドラム２０に対向する現像位置まで供給する現像ローラ１２とを備えている。
【００３５】
上記現像ローラ１２は、固定された磁極の周りを例えばアルミ円管からなる現像スリーブ１３が回転することによってトナーを搬送する方式となっている。上記磁極は、トナーの搬送領域（図１では、磁極Ｓ３→Ｎ２→Ｓ１→Ｎ１→Ｓ２→Ｎ３→Ｓ４に渡る領域）においては極性の異なる磁極同士が隣接している。
【００３６】
現像スリーブの回転によって搬送されるトナーは、トナー層厚規制ブレード１４によって、現像位置まで搬送されるトナーの層厚を規制される。このとき、トナー層厚規制ブレード１４によって規制されたトナーは、流れ板１５に沿って攪拌ローラ１１まで戻され、攪拌ローラ１１によって再度攪拌される。
【００３７】
また、現像ローラ１２において、現像位置と対向する位置にある釈放領域では極性の同じ磁極（すなわち、Ｓ４およびＳ３）が隣接している。そして、この釈放領域において発生する磁極線によって、現像スリーブ１３表面のトナーは一旦引き剥がされ、このトナーも攪拌ローラ１１によって再度攪拌される。
【００３８】
上記現像ローラ１２には、この釈放領域においてトナー掻き取り部材１６と接しており、現像ローラ１２表面からのトナーの除去が確実に行えるようになっている。また、上記現像装置１０の底部にはトナー濃度センサー１７が配されており、該トナー濃度センサー１７によって現像装置１０内の残りのトナーが少ないと判断されると、トナーホッパー（図示せず）からトナー補給口１８を介してトナーを補給されるようになっている。
【００３９】
上記現像装置１０では、現像ローラ１２表面からトナーを除去するために設けられたトナー掻き取り部材１６に特徴を有するものであり、トナー掻き取り部材１６の詳細について以下に説明する。
【００４０】
トナー掻き取り部材１６は、現像ローラ１２表面と接し、該現像ローラ１２表面のトナーを掻き取るための螺旋状の掻き取り部を有していると共に、この掻き取り部の内側が中空構造となっている。また、トナー掻き取り部材１６は、現像ローラ１２に対して連れ廻り状態で従動回転する。また、掻き取り効果をよりいっそう高めるため同方向に回転駆動しても良い。このようなトナー掻き取り部材１６としては、例えば図２（ａ），（ｂ）に示すような構造が考えられる。
【００４１】
図２（ａ）は、トナー掻き取り部材１６として使用可能なコイルスプリングを示しているものであり、このようなコイルスプリングでは、螺旋状の掻き取り部のみでトナー掻き取り部材１６が構成されているため、その内側が中空構造となっている。
【００４２】
一方、図２（ｂ）に示すトナー掻き取り部材１６は、掻き取り部としての螺旋状のハネ部１６Ａと、例えばリブ等の補強部１６Ｂとによって構成されている。このような構成では、補強部１６Ｂは、ハネ部１６Ａにおけるハネ部内部の空間と中空部分との連通とを妨げない構造とされる。
【００４３】
図２（ａ），（ｂ）に示すようなトナー掻き取り部材１６の構成では、該トナー掻き取り部材１６によって現像ローラ１２表面から掻き取られたトナーは、その内側が中空構造となっているため、螺旋状の掻き取り部に沿って回転軸方向に搬送されなくても、該トナー掻き取り部材１６から落下して除去されるようになっている。
【００４４】
このため、現像ローラ１２表面から掻き取られたトナーが、螺旋状の掻き取り部の間に凝集して固化するといったことを防止でき、現像ローラ表面からのトナー掻き取り機能を安定して発揮でき、トナーの帯電性の低下を防止できる。
【００４５】
また、トナー掻き取り部材１６は、図２（ａ）に示すコイルスプリングのような弾性体部材を用いる場合に、さらに以下のような効果を得ることができる。
【００４６】
先ず、上記コイルスプリングは弾性体部材であるため、回転する現像ローラ１２と接触することで振動が生じる。特に、現像スリーブ１３の表面にはトナーの搬送性をよくするための凹凸として、通常、複数本の切欠き溝が形成されているため、この切欠き溝がコイルスプリングの接触位置を通過するたびに振動が発生する。このようなコイルスプリングの振動は、該コイルスプリングに付着するトナーをふるい落とす作用を生じさせるため、トナーのブロッキング（融着）を防止できる。
【００４７】
ここで、トナー掻き取り部材１６としてのコイルスプリングを現像ローラ１２に接触させて配置した場合と、トナー掻き取り部材１６を配置しない場合とでの、現像装置の性能比較を行った結果を図３に示す。図３において、スプリングＩＤはコイルスプリングを用いた場合のベタ黒領域の濃度を示しており、スプリングＢＧはコイルスプリングを用いた場合のバックグラウンド領域の濃度を示している。また、Ｒｅｆ．ＩＤはコイルスプリングを用いない場合のベタ黒領域の濃度を示しており、Ｒｅｆ．ＢＧはコイルスプリングを用いない場合のバックグラウンド領域の濃度を示している。
【００４８】
図３より、コイルスプリングを用いる場合と用いない場合とで、ベタ黒領域の濃度を比較すると、全体的にコイルスプリングを用いる場合の方が高い濃度を維持できているものの両者に大きな違いは無い。しかしながら、コイルスプリングを用いる場合と用いない場合とで、バックグラウンド領域の濃度を比較すると、コイルスプリングを用いない場合の方が濃度が高くなっており、特に連続通紙を行うことでかぶりが発生していることが分かる。すなわち、コイルスプリングを用いない場合では、現像ローラからのトナーの除去が十分に行えないため、トナーの帯電性が低下し、バックグラウンド領域でのかぶりが発生したものと考えられる。
【００４９】
また、トナー掻き取り部材１６として、コイルスプリングのような弾性体部材を用いる場合には、該コイルスプリングは張力を与えられた状態（自然長より引っ張りが与えられた状態）で配置されることが好ましい。すなわち、コイルスプリングに張力を与えることで、現像ローラとコイルスプリングとの接触状態が良好となり（現像ローラとコイルスプリングとの接触隙間が発生しない）、安定したトナー掻き取り能力が発揮できる。
【００５０】
また、トナー掻き取り部材１６として、コイルスプリングのような弾性体部材を用いる場合には、該コイルスプリングは、図４に示すように、現像ローラの回転軸に対して傾いて配置されることが好ましい。このように、コイルスプリングを現像ローラの回転軸に対して傾けて配置した場合、該コイルスプリングは現像ローラの周方向の曲率に幾分沿った状態で接触することとなるため、現像ローラの形状精度や変形を吸収して、安定した接触状態が得られる。
【００５１】
上記図１に示す現像装置１０では、トナー掻き取り部材１６によって現像ローラ１２の表面から掻き取られたトナーは、該トナー掻き取り部材１６の下方に落下する。そして、落下したトナーは、現像装置１０の現像槽底面部の斜面に沿って攪拌ローラ１１側へ移動し、攪拌ローラ１１によって再度攪拌を受けるようになっている。このとき、トナー掻き取り部材１６による現像ローラ１２の表面からのトナーの掻き取りが十分に行われたとしても、掻き取られたトナーが攪拌ローラ１１側へスムーズに移動しなければ、トナー攪拌が十分に行わず、帯電性が低下することも考えられる。
【００５２】
図５に示す現像装置３０は、トナー掻き取り部材１６によって掻き取られたトナーが、攪拌ローラ１１側へスムーズに移動するように、トナー掻き取り部材１６下方の現像槽底面部においてアルミシートやテフロン（登録商標）シート等のトナー移動促進部材１９を設けた構成となっている。これにより、トナー掻き取り部材１６によって掻き取られたトナーは、現像槽底面部との摩擦が低減されるため、攪拌ローラ１１側へスムーズに移動されやすくなる。無論、トナー移動促進部材１９が設けられる現像槽底面部は、攪拌ローラ１１側が低くなるような斜面であることが好ましい。尚、図５に示す現像装置３０は、トナー移動促進部材１９が設けられている以外は、図１に示す現像装置１０と同様の構成であるとする。
【００５３】
ここで、トナー移動促進部材１９としてのアルミシートを現像槽底面部に配置した場合と、トナー移動促進部材１９を配置しない場合とでの、現像装置の性能比較を行った結果を図６に示す。図６において、アルミＩＤはアルミシートを用いた場合のベタ黒領域の濃度を示しており、アルミＢＧはアルミシートを用いた場合のバックグラウンド領域の濃度を示している。また、Ｒｅｆ．ＩＤはアルミシートを用いない場合のベタ黒領域の濃度を示しており、Ｒｅｆ．ＢＧはアルミシートを用いない場合のバックグラウンド領域の濃度を示している。
【００５４】
図６より、アルミシートを用いる場合と用いない場合とで、ベタ黒領域の濃度を比較すると、全体的にアルミシートを用いる場合の方が高い濃度を維持できているものの両者に大きな違いは無い。しかしながら、アルミシートを用いる場合と用いない場合とで、バックグラウンド領域の濃度を比較すると、アルミシートを用いない場合の方が濃度が高くなっており、特に連続通紙を行うことでかぶりが発生していることが分かる。すなわち、アルミシートを用いない場合では、現像ローラからの除去されたトナーの攪拌ローラ１１への移動がスムーズに発生しないため、トナーの帯電性が低下し、バックグラウンド領域でのかぶりが発生したものと考えられる。
【００５５】
上記図６では、トナー移動促進部材１９の効果を検証するために、トナー掻き取り部材１６を設けない場合で比較を行ったが、トナー移動促進部材１９はトナー掻き取り部材１６と併用することで、より効果を発揮することは容易に理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施形態を示すものであり、現像装置の要部構成を示す断面図である。
【図２】図２（ａ），（ｂ）は、上記現像装置において使用されるトナー掻き取り部材の構成例を示す図である。
【図３】トナー掻き取り部材としてコイルスプリングを用いた場合と用いない場合との、印刷結果を比較したグラフである。
【図４】現像ローラとコイルスプリングとの配置の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態の変形例を示すものであり、現像装置の要部構成を示す断面図である。
【図６】トナー移動促進部材としてアルミシートを用いた場合と用いない場合との、印刷結果を比較したグラフである。
【図７】従来の現像装置の要部構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０    現像装置
１１    攪拌ローラ
１２    現像ローラ
１３    現像スリーブ
１６    トナー掻き取り部材
１９    アルミシート
【図１】
2006106436.tif 000003
【図２】
2006106436.tif 000004
【図３】
2006106436.tif 000005
【図４】
2006106436.tif 000006
【図５】
2006106436.tif 000007
【図６】
2006106436.tif 000008
【図７】
2006106436.tif 000009