(57)【要約】【課題】現像装置において、トナー収容部からトナー供給部へのトナー供給過剰と、トナー供給部内におけるトナー滞留を防ぎ、トナー担持体（現像ローラ）にトナーを安定して供給して常に高画質画像を形成できるようにする。【解決手段】トナー収容部（現像剤収容容器）１４とトナー供給部（現像容器）１５を仕切る仕切壁１２に設けた開口部１３を開閉シャッター１６で開閉する。トナー供給部１５に配置されて電極部材として機能するトナー供給ローラ１８と、そして開閉シャッター１６のそれぞれに対して同極性または逆極性の電圧を印加する。逆極性の電圧を印加すると、開閉シャッター１６とトナー供給ローラ１８が互いに引き合う引力が発生する。同極性の電圧を印加すると、互いに反発し合う斥力が発生する。その引力と斥力を利用して開閉シャッター１６で開口部１３の開閉を行うことで、現像ローラ１１に供給されるトナー量を適量に制御する。【選択図】図３
2008224783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に着脱される現像装置において、
現像剤を収容する現像剤収容容器と、
前記現像剤収容容器から供給された現像剤を保持する、現像剤担持体を備えた現像容器と、
前記現像容器内に配置された電極部材と、
前記現像剤収容容器と前記現像容器との間の仕切壁に設けられた開口部を開閉する開閉部材であって、
前記電極部材に印加される電圧と同極性または逆極性の電圧が印加され、前記電極部材との間に生じる引力または斥力によって開閉する開閉部材と、
を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記開閉部材は、可撓性を有する導電性シートであることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項３】
前記開閉部材は可撓性を有し、前記開口部を開いて前記現像剤収容容器から前記現像容器へ現像剤の移動による供給を許容し、前記現像容器から前記現像剤収容容器への現像剤の移動は前記開口部を閉じて制止することを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記電極部材は、前記現像容器内に配置され、かつ前記現像剤担持体に圧接して配置された、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給ローラであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記請求項１乃至４のいずれか１項に記載の前記現像装置と、
前記現像装置が取り外し可能に装着された回転可能なロータリと、
を備えた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、記録媒体に画像を形成するレーザビームプリンタや複写機などの電子写真画像形成装置において、電子写真感光体や静電記録誘電体などからなる像担持体上に形成した静電潜像を現像して可視化するのに使用するものに関する。特に、一成分現像剤方式を用いて現像する現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて転写材に画像を形成するものである。その電子写真画像形成装置の具体例として、電子写真複写機、レーザビームプリンタやＬＥＤプリンタなどの電子写真プリンタ、ファクシミリ装置、そしてワードプロセッサなどが含まれる。以下、それらを「画像形成装置」と総称する。
【０００３】
従来、複写機やプリンタなどの画像形成装置に装備される現像装置には、現像装置内を仕切壁でトナー収容部とトナー供給部とに仕切り、その仕切壁に開口部を設けている。それによって、トナー収容部からトナー供給部へのトナー供給をその開口部から許すとともに、現像ローラから離脱した大きい粒径のトナーがトナー収容部に逆進入して戻るのを規制している（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
一方、近年、複数の現像装置にそれぞれ色彩の異なったトナーを収容させてカラー画像を形成するようにしたカラー画像形成装置が多用されている。このカラー画像形成装置では、色彩の異なるトナーを収容した４つの現像装置を回転支持体に保持させ、この回転支持体を回転させて、各現像装置を順次感光体ドラムに対向する位置に導いて現像する。その場合、特許文献１に記載の現像装置では、トナー供給部内の大きな粒径のトナーがトナー収容部に戻されてしまう。それによって、開口部付きの仕切壁を設けることの意味や有効性が損なわれ、やはり粒径の小さなトナーだけが先に現像に供され、粒径の大きなトナーが残りがちになる。その結果、画像の画質低下する場合が生じる。そこで、仕切壁に設けた開口部を開閉シャッターで開閉するように構成し、粒径の大きなトナーがトナー収容部に戻されるのを制止する装置が提案されている（たとえば、特許文献２，３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３３１０２８号公報
【特許文献２】特開平８−３２８３６７公報
【特許文献３】特開２００１−３３１０２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献２，３に開示された開閉シャッター付きの現像装置にあっても、より大容量のトナー収容を目標とするような現像装置の場合は特に次の新たな問題がある。すなわち、トナー収容部にトナーを大容量高密度に充填すると、トナーの重さによる圧力で開口部の開閉シャッターが開かれやすくなる。そのため、望まざるときにトナーが溢れてトナー供給部に過剰供給され、現像装置としての本来の機能を損なわせる。逆に、トナー収容部に収容されたトナー量が少なくなると、開口部を通過させてトナー供給部に必要かつ十分に送り込むべきトナー量が不足する。その結果、トナー収容部内のトナーを使い切らないうちに、画像の白抜けなどによる画像不良が発生しやすくなる。
【０００７】
本発明の目的は、現像剤収容容器から現像容器へ、現像剤の供給過剰を抑えかつ滞留を防いで、常に現像剤担持体に必要十分な現像剤を安定して供給し、高画質画像の形成を維持できる現像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の代表的な現像装置は、電子写真画像形成装置に着脱される現像装置において、現像剤を収容する現像剤収容容器と、前記現像剤収容容器から供給された現像剤を保持する、現像剤担持体を備えた現像容器と、前記現像容器内に配置された電極部材と、前記現像剤収容容器と前記現像容器との間の仕切壁に設けられた開口部を開閉する開閉部材であって、前記電極部材に印加される電圧と同極性または逆極性の電圧が印加され、前記電極部材との間に生じる引力または斥力によって開閉する開閉部材と、を有するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の現像装置によれば、電極部材に印加される電圧と同極性または逆極性の電圧が印加され、前記電極部材との間に生じる引力または斥力によって、開閉部材が開閉する。それによって、現像剤の供給過剰を抑えかつ滞留を防いで、常に現像剤担持体に必要十分な現像剤を安定して供給することができ、高画質画像の形成をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る現像装置の好適な実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
≪画像形成装置≫
図１は、電子写真方式によってカラー画像を形成する画像形成装置の一実施形態であるレーザビームプリンタを示す。一定速度で回転するドラム形状の感光体ドラム（像担持体）Ｐの表面を帯電手段２で均一に帯電し、露光手段（不図示）から画像情報に応じたレーザー光を照射して潜像をその感光体ドラムＰに形成する。形成された潜像をたとえば４つの現像装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ（以下、符号１０で代表させて記載する）によって現像する。各現像装置１０はたとえばＹ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）４色トナーに対応する。
【００１２】
また、画像形成装置１００に着脱され、回転可能で、現像装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを可能に装着したロータリ９が設けられている。そしてロータリ９は、各現像器を感光ドラムPと対向する位置に切り換えるために、回転する。そして、感光ドラムPには、現像画像が形成される。そして、感光体ドラムＰに形成された現像画像は順次中間転写体５に重ねて転写されてカラー画像が形成される。このカラー画像は、給紙部３６から搬送手段３２によって搬送される記録媒体となる記録紙やＯＨＰシート（以下、「シートＳ」という）上に中間転写体５から転写される。転写後、シートＳは定着装置２０に送られて加熱および加圧してカラー画像を永久定着し、それから装置上面の排紙部２４へと排出される。
【００１３】
感光体ドラムＰは、ドラムユニット６としてクリーニング部材６２を組み付けたクリーニング容器（枠体）６１に一体的に構成されている。現像剤（以下、「トナー」という）像をシートＳに転写後、クリーニング部材６２は感光体ドラムＰの表面に残留した未転写のトナーを除去する。除去されたトナーはクリーニング容器６１に蓄えられて次回使用に供される。
【００１４】
現像装置１０では、トナーを用いて感光体ドラムＰ上のトナー像を現像する。顕像化されたトナー像は中間転写体５に転写される。カラー画像を形成する場合、現像装置１０のそれぞれにおいて現像されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色トナー分の画像が中間転写体５上に重ねて転写される。中間転写体５は、感光体ドラムＰの回転に同期して図１中で反時計回り方向に回転する。トナー像を重ねて転写された中間転写体５上の各色トナー像は、電圧を印加された転写ローラ（転写手段）３３によってシートＳに同時に重ねて転写される。
【００１５】
また、シートＳを搬送する搬送手段は、シートＳを積層して収納した給紙カセット３７と、給紙ローラ３８と、搬送ローラ３２ａ，３２ｂと、レジストローラ３９と、そして排紙ローラ２３などによって構成されている。
【００１６】
画像形成時、画像形成動作に応じて給紙ローラ３８が回転駆動し、給紙カセット３７内のシートＳを一枚ずつ分離して給送する。給紙カセット３７から送り出されたシートＳはレジストローラ３９に至らせる。画像形成動作中にレジストローラ３９はシートＳを静止待機させる非回転動作と、シートＳを中間転写体５に向けて搬送する回転動作とを所定のシーケンスで行う。それによって次工程である転写工程時の画像とシートＳとの位置合わせを行い、上記転写ローラ３３によってカラー画像が転写される。
【００１７】
その後、カラー画像が転写されたシートＳは、定着装置２０に搬送されてトナー像が定着される。定着装置２０はシートＳを加熱する定着ローラ２１ａ，２１bを有し、シートＳを定着ローラ２１ａ，２１ｂに圧接させる加圧ローラ（不図示）などで構成されている。定着ローラ２１ａ，２１ｂはそれぞれ内部にヒータを有して回転駆動される。そして、シートＳを加熱および加圧しつつ搬送することによってトナー像をシートＳに定着する。トナーが定着されたシートＳは搬送手段を構成する排紙ローラ２３によって排紙部２４へと排出される。
【００１８】
≪現像装置≫
つぎに、本実施形態の現像装置１０の構成について説明する。
【００１９】
図２に示すように、現像装置１０はトナー収容部（現像剤収容容器）１４およびトナー供給部（現像容器）１５を有している。トナー収容部１４から供給されたトナーｔは、トナー供給部１５側に配置した現像ローラ（現像剤担持体）１１に保持され、対向する上記感光体ドラムＰ上の現像領域に導かれる。また、トナー収容部１４とナー供給部１５は仕切壁１２によって仕切られ、その仕切壁１２に貫通した開口部１３が設けられている。開口部１３はシート形状の開閉シャッター（開閉部材）１６によって開閉される。開閉シャッター１６は可撓性を有し、上部がトナー供給部１５側で開口部１３の上端に固定され、下部は弾性変形でもって開く方向と閉じる方向に撓んで開口部１３を開閉するようになっている。すなわち、開閉シャッター１６は、開口部１３を開いてトナー収容部１４からトナー供給部１５へのトナーｔの移動による供給を許容するが、逆にトナー供給部１５からトナー収容部１４へのトナーｔの移動は開口部１３を閉じて制止する。
【００２０】
開閉シャッター１６は、この表面にアルミの層をラミネートしたＰＥＴシートによる導電性シートで形成され、図示しない電源によって所要電圧のバイアスが印加されるようになっている。開閉シャッター１６の材質には、その他にもＰＥＴシートに銅箔をラミネートしたもの、あるいはＰＥＴシートに金属層を蒸着したものなどを用いることができる。
【００２１】
トナー収容部１４すなわち現像容器内には、可撓性の羽根部材を有するトナー送り部材１７が回転可能に設けられ、回転駆動させてトナー収容部１４内のトナーｔを開口部１３に導く。図３に示すように、開閉シャッター１６の下端部がトナー供給部１５側に撓んで湾曲して開口部１３を開けると、その開口部１３を通ってトナーｔがトナー供給部１５に供給される。トナーｔの供給を受けるトナー供給部１５には現像ローラ１１に接触する位置にトナー供給ローラ（現像剤供給ローラ）１８が設けられている。このトナー供給ローラ１８を現像ローラ１１と同一方向に回転させると、それら両ローラ間の接触部ではトナー供給ローラ１８が現像ローラ１１とは逆方向に移動するようになっている。そのようにしてトナー供給ローラ１８からトナーｔを現像ローラ１１の表面に供給して担持させる。供給されたトナーｔを担持する現像ローラ１１を回転させると、ローラ表面にエッジが圧接する規制部材１９によって搬送トナーｔの量を規制するとともに、規制部材１９はトナーｔを帯電するように構成されている。規制部材１９によって規制されかつ帯電されたトナーｔは、現像ローラ１１によって感光体ドラムＰに対向する現像領域に搬送される。現像ローラ１１は現像バイアス電源（不図示）によって現像バイアス電圧が印加され、感光体ドラムＰに形成された静電潜像部分に現像ローラ１１からトナーｔを供給して現像を行う。
【００２２】
ここで、上記トナー供給ローラ１８は現像ローラ１１にトナーｔを供給する本来の機能の他に「電極部材」としても機能し、開閉シャッター１６に印加されるバイアス電圧に対して図示しない電源から同極性または逆極性の電圧が印加される。
【００２３】
≪開閉シャッター作動≫
トナー収容部１４内のトナーをトナー供給部１５内に送り込んで供給する必要が生じた際、その検出信号に基づく制御によってトナー供給ローラ１８にバイアス電圧が印加され、その電圧に対して逆極性のバイアス電圧が開閉シャッター１６に印加される。それによって、図３に示すように、トナー供給ローラ１８に対して引き寄せられる引力が開閉シャッター１６に働き、開閉シャッター１６は撓んで湾曲した形になる。開口部１３が開放状態になると、トナー収容部１４からトナーｔがその開口部１３を通ってトナー供給部１５内に送り込まれる。
【００２４】
一方、トナー供給部１５内にトナーｔを供給する必要がないときは、そのときの制御によって開閉シャッター１６に対してトナー供給ローラ１８に印加されるバイアス電圧と同極性のバイアス電圧が印加される。その同極性の電圧印加によってトナー供給ローラ１８との間で互いに反発する斥力が開閉シャッター１６に働き、開閉シャッター１６は開口部１３に押し付けられ、開口部１３を閉じた状態になる。
【００２５】
また、開閉シャッター１６によって開口部１３が閉じられている状態では、粒径の大きなトナーｔがトナー収容部１４に戻されるのを制止する。また、トナー収容部１４にトナーｔが大容量で高密度に充填されている状態でも、開閉シャッター１６はトナー供給ローラ１８との電磁力による反発斥力で固く閉じた状態になっている。そのため、トナーｔの重さによる圧力で開閉シャッター１６は押し開かれず、開口部１３を閉じた状態に維持する。したがって、望まざるときにトナーｔが溢れてトナー供給部１５に過剰供給され、現像装置としての本来の機能を損なわせるといった問題も払拭される。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態の現像装置１０では、トナー収容部１４からトナー供給部１５に連通する開口部１３を開閉シャッター１６で開閉制御できるようにしている。その結果、トナー収容部１４に多量のトナーｔが収容されているような場合でも、トナー供給部１５にトナーｔが過剰に供給されるのを抑制することができる。それにより、トナーｔが帯電不十分な状態で現像に供されることがなくなり、形成される画像にかぶりなどが発生する問題も解消される。また一方、トナー収容部１４にトナーｔが高密度で収容されているような場合においても、トナー量が満タン状態から次第に減少していくまでかぶりが発生せず、よって良好な画質の画像を長期にわたって安定して得ることができる。
【００２７】
以上、本発明の現像装置についてその好適な実施形態が説明されたがその実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内でその他の実施形態、応用例、変形例およびそれらの組み合わせも可能である。
【００２８】
たとえば、上記実施形態では仕切壁１２に設けた開口部１３を開閉する開閉シャッター１６に対して、印加するバイアス電圧の極性を変える電極としてトナー供給ローラ１８が用いられている。しかし、その種のトナー供給ローラ１８を必要としない機種の不要な現像装置に対しては、電極部材として針金のような導電体の線材をトナー供給部１５に設けることでも同様に機能する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る実施形態の現像装置を装備した画像形成装置の具体例であるレーザビームプリンタを示す図。
【図２】本実施形態の現像装置において開閉シャッターの閉状態を示す断面図。
【図３】同開閉シャッターの開状態を示す断面図。
【符号の説明】
【００３０】
Ｐ      感光体ドラム（像担持体）
２      帯電手段
５      中間転写体
６      ドラムユニット
１０    現像装置
１１    現像ローラ（現像剤担持体）
１２    仕切壁
１３    開口部
１４    トナー収容部（現像剤収容容器）
１５    トナー供給部（現像容器）
１６    開閉シャッター（開閉部材）
１７    撹拌部材
１８    トナー供給ローラ（現像剤供給ローラ／電極部材）
１９    規制部材
２０    定着ユニット
３０    スキャナユニット
３２    搬送ローラ
３３    転写ローラ
３７    給紙カセット
３８    給紙ローラ
３９    レジストローラ
６１    クリーニング容器（枠体）
６２    クリーニング部材
【図１】
2008224783.tif 000003
【図２】
2008224783.tif 000004
【図３】
2008224783.tif 000005