(57)【要約】【課題】  画質低下が抑制された画像形成装置を提供する。【解決手段】  所定の現像電位が付与された現像ロールと、現像ロールに隣接し、内部に収容した現像剤を前記現像ロールに供給する第１収容部と、第１収容部に隣接し、両端に、第１収容部との間で現像剤が移動する移動口が設けられた第２収容部と、現像ロールの、現像領域よりも下流側、かつ現像ロールに第１収容部から現像剤が供給される位置よりも上流側で現像ロールに隣接し、現像電位に対する潜像電位の相対的極性と同極性で現像電位と潜像電位との電位差よりも大きな電位差を現像電位との間で生じる回収電位が付与されることで、現像ロールが保持している現像剤中の帯電トナーを回収する回収体と、回収体によって回収された帯電トナーを第２収容部へと送り込む送り込み部とを備えた現像器。【選択図】        図２
2008310074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に像が形成されて該像を保持する像保持体と、
前記像保持体の表面に、所定の潜像電位を有する静電潜像を形成する潜像形成部と、
前記像保持体表面に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する、該トナーを含んだ現像剤を内部に収容した現像器とを備え、
前記現像器が、
前記像保持体に隣接し、表面に前記現像剤を保持して回転することで該現像剤を、前記像保持体に面した現像領域へと搬送する、所定の現像電位が付与された現像ロールと、
前記現像ロールに隣接し該現像ロールの回転軸に沿って延びた、内部に前記現像剤を収容して該現像剤を前記現像ロールに供給する、収容した現像剤を攪拌しつつ該回転軸に沿った第１方向に搬送する第１収容部と、
前記第１収容部に隣接し該第１収容部に並んで延びた、両端に、該第１収容部との間で現像剤が移動する移動口が設けられた、内部に前記現像剤を収容しトナーが供給されて該現像剤と該トナーを攪拌して混合しつつ前記第１方向とは逆の第２方向に搬送する第２収容部と、
前記現像ロールの、前記現像領域よりも下流側、かつ該現像ロールに前記第１収容部から前記現像剤が供給される位置よりも上流側で該現像ロールに隣接し、前記現像電位に対する前記潜像電位の相対的極性と同極性で該現像電位と該潜像電位との電位差よりも大きな電位差を該現像電位との間で生じる回収電位が付与されることで、該現像ロールが保持している現像剤中のトナーを回収する回収体と、
前記回収体によって回収されたトナーを前記第２収容部へと送り込む送り込み部とを備えたものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像ロールが、表面に保持した現像剤を、前記回収体が隣接した位置よりも下流側で開放するものであり、
前記現像ロールが開放した現像剤の少なくとも一部を前記第２収容部へと案内する案内部材を備えたことを特徴とする請求項１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、トナーとキャリアを含む現像剤の中のトナーで静電潜像を現像して得たトナー像を記録媒体上に転写および定着することにより該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、像保持体上に静電潜像を形成し、この静電潜像を、トナーと磁性キャリアとを少なくとも含む現像剤の中のトナーで現像することによりトナー像を得て、この得られたトナー像を記録媒体上に転写および定着することにより、この記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置が知られている。
【０００３】
この様な画像形成装置には、現像剤を収容する現像剤収容室を備え、この現像剤収容室内で現像剤を撹拌することにより、キャリアとの摩擦によって現像剤中のトナーを帯電させてキャリアに静電的に付着させているものがある。また、この様な画像形成装置には、帯電トナーが付着した磁性キャリアを磁力で保持する回転自在の現像ロールが像保持体に隣接して備えられており、帯電したトナーは、現像ロールの回転により像保持体に面した現像領域に運ばれ、像保持体表面に形成された静電潜像に付着することで静電潜像の現像が行われる。
【０００４】
ところで、上述した画像形成装置のなかには、例えば、現像剤収容室内の現像剤中のトナー濃度を検出し、トナー濃度が所定値を下回ると、現像剤収容室へのトナー供給が行われるようになっているものがある。
【０００５】
ところが、現像剤収容室に新たに供給されたばかりでキャリアとの摩擦がまだ不十分な低帯電トナーは、像保持体に形成された静電潜像以外の部分に付着した、所謂かぶりと呼ばれる画質低下を引き起こすことが知られている。また、高帯電になりすぎて現像ロール上に残存し、画質に悪影響を及ぼす高帯電トナーによっても画質低下が引き起こされることが知られている。
【０００６】
そこで、トナーから離れ、キャリア表面に蓄積することで、トナーとキャリアとの間の摩擦を阻害するトナー微粉を、キャリア表面から取り除くとともに現像剤収容室外に廃棄する提案がなされている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２０１７５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記提案では、キャリアとの摩擦回数が少なく低帯電のトナーの高帯電化についての対策としては不十分であり、また、高帯電になりすぎて現像ロール上に残存し、画質に悪影響を及ぼすトナーにより引き起こされる画質の低下に対応できないという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑み、画質の低下が抑制された画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の画像形成装置は、
表面に像が形成されてこの像を保持する像保持体と、
上記像保持体の表面に、所定の潜像電位を有する静電潜像を形成する潜像形成部と、
上記像保持体表面に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する、このトナーを含んだ現像剤を内部に収容した現像器とを備え、
上記現像器が、
上記像保持体に隣接し、表面に上記現像剤を保持して回転することでこの現像剤を、上記像保持体に面した現像領域へと搬送する、所定の現像電位が付与された現像ロールと、
上記現像ロールに隣接しこの現像ロールの回転軸に沿って延びた、内部に上記現像剤を収容してこの現像剤を上記現像ロールに供給する、収容した現像剤を攪拌しつつこの回転軸に沿った第１方向に搬送する第１収容部と、
上記第１収容部に隣接しこの第１収容部に並んで延びた、両端に、この第１収容部との間で現像剤が移動する移動口が設けられた、内部に上記現像剤を収容しトナーが供給されてこの現像剤とこのトナーを攪拌して混合しつつ上記第１方向とは逆の第２方向に搬送する第２収容部と、
上記現像ロールの、上記現像領域よりも下流側、かつこの現像ロールに上記第１収容部から上記現像剤が供給される位置よりも上流側でこの現像ロールに隣接し、上記現像電位に対する上記潜像電位の相対的極性と同極性でこの現像電位とこの潜像電位との電位差よりも大きな電位差をこの現像電位との間で生じる回収電位が付与されることで、この現像ロールが保持している現像剤中のトナーを回収する回収体と、
上記回収体によって回収されたトナーを上記第２収容部へと送り込む送り込み部とを備えたものであることを特徴とする。
【００１０】
本発明の画像形成装置では、高帯電になりすぎた故に現像ロールに残存するトナーが増加し、濃度低下といった画質の低下を引き起こす高帯電トナーの回収が可能な回収電位が回収体に付与されており、回収体で回収された高帯電トナーは、新たにトナーが供給される第２収容部に送り込まれる。したがって、本発明の画像形成装置によれば、現像ロールに残存していては濃度低下を引き起こしてしまう高帯電トナーを現像ロールから取り除くことで濃度低下による画質の低下を抑制すると共に、撹拌不足によりキャリアとの摩擦機会が少なく低帯電のままであることでかぶりを引き起こしてしまう低帯電トナーと、現像ロールから取り除いた高帯電トナーとを積極的に一緒にすることで、高帯電トナー側から低帯電トナー側に電荷を移行させ、かぶりによる画質の低下を抑制することができる。
【００１１】
ここで、上記現像ロールが、表面に保持した現像剤を、上記回収体が隣接した位置よりも下流側で開放するものであり、本発明の画像形成装置が、上記現像ロールが開放した現像剤の少なくとも一部を上記第２収容部へと案内する案内部材を備えたものであることが好ましい。
【００１２】
このように、帯電トナーの第２収容部への送込みを案内部によって行うことで、低帯電量トナーの帯電をより一層促進することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の画像形成装置によれば、画質低下の抑制を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【００１６】
図１に示す本実施形態の画像形成装置１はモノクロ画像専用機であり、矢印Ａの向きに回転する、トナーからなる現像像を保持する像保持体１００と、この像保持体１００の表面に所定の電荷を付与する帯電器１１０と、この帯電器１１０により所定の電荷が付与された像保持体１００の表面に露光光を照射して、この像保持体１００の表面に静電潜像を形成させる露光器１２０と、この静電潜像をトナーで現像する現像器１０と、現像器１０により静電潜像が現像されたことで像保持体１００の表面に形成された現像像を、矢印Ｂの向きに搬送されてきた記録用紙上に転写する転写ロール１４０と、記録用紙１００上に転写された現像像を加熱および加圧することで、記録用紙１００上に現像像を定着する定着器１５０とで構成されている。
【００１７】
図１には、記録用紙が収容される用紙カセット１６０、および、用紙カセット１６０から記録用紙を引き出すピックアップロール１７１と、ピックアップロール１７１により用紙カセット１６０から引き出された記録用紙を搬送する搬送ロール１７２とを備えた用紙搬送部１７０も示されている。
【００１８】
図２は、現像器の断面図である。
【００１９】
図２に示す現像器１０は、像保持体１００に面する現像領域１００ａにおいては上向き（矢印ｃの向き）に移動する現像スリーブ１１１を有する現像ロール１１と、現像ロール１１の一部を露出した状態でこの現像ロール１１を回転自在に保持すると共に、トナーと磁性キャリアを含む現像剤を収容するハウジング１２と、このハウジング１２の内部に配備された、詳しくは後述する回収部１３と、現像ロール１１をマイナスの所定の電位に帯電させる電源部１４とで構成されている。
【００２０】
電源部１４は、ＤＣ電源１４１とＡＣ電源１４２とで構成されている。
【００２１】
現像ロール１１は、矢印ｃ方向に回転する円筒形状の現像スリーブ１１１と、この現像スリーブ１１１の内部に、現像スリーブ１１１とは独立に固定された、現像スリーブ１１１の周回方向に複数の磁極が配列されたマグネットロール１１２とで構成されている。
【００２２】
ハウジング１２は、現像ロール１１に隣接し、この現像ロール１１の回転軸に沿って延びた第１収容室１２ａと、第１収容室１２ａとの間に壁１２１を挟んで隣接し、現像ロール１１の回転軸に沿って延びた第２収容室１２ｂと、壁１２２を挟んで第２収容室１２ｂと隣接した、第２収容室１２ｂへ供給するトナーを収容したトナー供給室１２ｃとを有している。第１収容室１２ａでは、収容した現像剤を、現像ロール１１の回転軸に沿って延びた第１オーガ１２１ａで攪拌しつつその回転軸に沿った図２における奥側から手前側に搬送しており、第２収容室１２ｂでは、収容した現像剤を、現像ロール１１の回転軸に沿って延びた第２オーガ１２１ｂで攪拌しつつその回転軸に沿った図２における手前側から奥側に搬送している。また、これら第１収容室１２ａと第２収容室１２ｂの両端部では、現像剤の循環移動が可能となっている。また、トナー供給室１２ｃには、第３オーガ１２１ｃが備えられ、第２収容室１２ｂとトナー供給室１２ｃとの間を仕切る壁１２２の、第３オーガ１２１ｃの近傍には、トナー供給室１２ｃに収容されているトナーを第２収容室１２ｂに送り込むための開口（不図示）が設けられており、第３オーガ１２１ｃが回転することで、その開口を通じてトナーが第２収容室１２ｂに送り込まれる。
【００２３】
このハウジング１２では、第１収容室１２ａと第２収容室１２ｂとの間でトナーと磁性キャリアを含む現像剤を撹拌しながら搬送することでトナーをマイナスに摩擦帯電させ、この帯電したトナーを静電的に磁性キャリアに付着させている。トナーが付着した磁性キャリアは、保持位置１２０ａでマグネットロール１１２に引きつけられ、回転する現像スリーブ１１１の表面に、トナーが付着した磁性キャリアが保持される。これにより、トナーは、現像領域１００ａに運ばれることとなる。
【００２４】
この画像形成装置１では、現像器１０の現像ロール１１は−５００Ｖに帯電され、また、像保持体１００の静電潜像部分は、現像ロール１１の電位よりも高電位の−１６７Ｖに帯電されている。このため、マイナス極性に帯電されたトナーは、現像領域１００ａにおいて、像保持体１００の静電潜像部分から現像ロール１１へ向かう向きの電界により、キャリアとの間の静電引力に打ち勝って静電潜像側に飛翔する。尚、現像ロール１１に保持されたまま現像領域１００ａを通過したトナーは、上述の保持位置１２０ａの上流側の解放位置１２０ｂでキャリアと共に解放される。
【００２５】
ここで、現像領域１００ａよりも下流側で、かつ解放位置１２０ｂよりも上流側で現像ロール１１に隣接する回収ロール１３１を有する回収部１３について説明する。
【００２６】
回収部１３は、現像領域１００ａよりも下流側で、かつ解放位置１２０ｂよりも上流側で、現像ロール１１が保持するトナーを回収する回収ロール１３１と、この回収ロール１３１で回収したトナーを剥ぎ落とすスクレーパ１３３と、スクレーパ１３３で剥ぎ落とされたトナーを第２収容室１２ｂに導くガイドカバー１３２とで構成されている。
【００２７】
回収部１３では、回収ロール１３１は地絡されて、像保持体１００の静電潜像部分の電位（−１６７Ｖ）よりも高電位（０Ｖ）にされている。このため、現像ロール１１と回収ロール１３１との間の電界は、現像ロール１１と像保持体１００の静電潜像部分との間の電界と向きは同じでも強くなっている。このため、回収ロール１３１は、現像ロール１１に保持されたものの、現像領域１００ａを通過した際に静電潜像部分に飛翔しなかったトナーのなかでも高帯電のトナーの回収が可能であり、回収ロール１３１によって回収された高帯電トナーは、スクレーパ１３３により回収ロール１３１から剥ぎ取られ、ガイドカバー１３２によって第２収容室１２ｂに送り込まれる。
【００２８】
この様に、この現像器１０では、高帯電になりすぎた故に現像ロール１３１に残存して画質の低下を引き起こす高帯電トナーが回収ロール１３１で回収され、未帯電のトナーが供給される第２収容室１２ｂにガイドカバー１３２によって送り込まれる。これにより、本実施形態の画像形成装置１では、現像ロール１３１に残存してして低濃度を引き起こす高帯電トナーを現像ロール１３１から取り除くことで低濃度による画質の低下を抑制すると共に、未帯電トナーと高帯電トナーとを積極的に一緒にさせて未帯電トナーの帯電を促進することで、低帯電トナーによって引き起こされるかぶりによる画質の低下を抑制することができる。
【００２９】
また、この現像器１０には、現像ロール１１の表面に保持された現像剤が解放される解放位置１２０ｂの近傍に、解放された現像剤の一部を第２収容室１２ｂに送り込むガイド板１２３が備えられており、ガイド板１２３によって第２収容室１２ｂに送り込まれた現像剤も、第２収容室１２ｂに送り込まれてくる未帯電トナーの帯電に寄与することとなる。尚、以上に説明した実施形態では、回収ロール１３１で回収したトナーと、解放位置１２０ｂで解放された現像剤との双方を第２収容室１２ｂに導く例を挙げて説明したが、少なくとも回収ロール１３１で回収したトナーが第２収容室１２ｂに送り込まれるのであれば、解放位置１２０ｂで解放された現像剤までもが第２収容室１２ｂに送り込まれなくてもよい。また、以上に説明した実施形態では、像保持体１００の静電潜像部分の電位を現像ロール１１の電位（−５００Ｖ）よりも高電位（−１６７Ｖ）に設定するとともに、回収ロール１３１を地絡させて回収ロール１３１の電位を０Ｖに設定した例を挙げて説明したが、回収ロール１３１の電位は、現像ロール１１の電位に対する静電潜像部分の電位の相対的極性と同極性で、かつ現像ロール１１の電位と静電潜像部分の電位との電位差よりも大きな電位差を現像ロール１１の電位との間で生じる電位であれば０Ｖに限るものではない。
【００３０】
以下、上述の画像形成装置１を、回収ロール１３１の取外しおよび電位設定が変更自在となるように、また、上記ガイド板１２３の取外しが自在となるように改造して行った実験について説明する。
【００３１】
まず、実施例１では、回収ロールと現像ロールとの間の電位差を、回収ロールと像保持体の静電潜像との間の電位差の１．５倍とするとともに、ガイド板を取り外した場合における‘トナー飛散’および‘トナーかぶり’を判定し、これらの判定に基づいて画質の評価を行った。
【００３２】
実施例２では、回収ロールと現像ロールとの間の電位差を、回収ロールと静電潜像との間の電位差の１．２倍とするとともに、ガイド板を取り外した場合における‘トナー飛散’および‘トナーかぶり’を判定し、これらの判定に基づいて画質の評価を行った。
【００３３】
実施例３では、回収ロールと現像ロールとの間の電位差を、回収ロールと静電潜像との間の電位差の１．５倍とし、ガイド板を取り付けた場合における‘トナー飛散’および‘トナーかぶり’を判定し、これらの判定に基づいて画質の評価を行った。
【００３４】
これに対し、比較例１では、回収ロールとガイド板の双方を取り外した場合における‘トナー飛散’および‘トナーかぶり’を判定し、これらの判定に基づいて画質の評価を行った。
【００３５】
比較例２では、回収ロールを取り外し、ガイド板のみを取り付けた場合における‘トナー飛散’および‘トナーかぶり’を判定し、これらの判定に基づいて画質の評価を行った。
【００３６】
比較例３では、回収ロールと現像ロールとの間の電位差を、回収ロールと静電潜像との間の電位差と同じにするとともに、ガイド板を取り外した場合における‘トナー飛散’および‘トナーかぶり’を判定し、これらの判定に基づいて画質の評価を行った。
【００３７】
‘トナー飛散’および‘トナーかぶり’の判定は、トナー飛散量の削減率が８０％以上であれば‘◎’、７５％以上８０％未満であれば‘○＋’、７０％以上７５％未満であれば‘○’、７０％未満であれば‘△’、効果がほとんど無ければ‘×’としており、‘評価’については、画質上全く問題なければ‘優’、画質上ほとんど問題無ければ‘良’、画質上許容範囲であれば‘可’、画質上問題あれば‘不可’としている。以下に示す表１が、これら実施例１から実施例３まで、および、比較例１から比較例３までについての実験内容および結果である。
【００３８】
【表１】
2008310074.tif 000003
【００３９】
比較例１から比較例３までからは、‘トナー飛散’および‘トナーかぶり’の評価が、比較例１および比較例３で共に‘×’となっていることから、回収ロールが備えられていても、回収ロールと現像ロールとの間の電位差が、回収ロールと像保持体の静電潜像との間の電位差と同じでは全く効果のないことが確認され、比較例１および比較例３の‘評価’は、共に‘不可’となっている。また、比較例２では、‘トナー飛散’および‘トナーかぶり’の評価が共に‘△’であることから、ガイド板のみが備えられていても効果は薄く、比較例２の評価は‘不可’となっている。
【００４０】
また、実施例１および実施例２からは、実施例１の‘トナー飛散’および‘トナーかぶり’の判定は共に‘○＋’であるのに対し、実施例２の‘トナー飛散’の評価は‘○’、‘トナーかぶり’の判定は‘△’であることから、回収ロールと現像ロールの間の電位差が、回収ロールと静電潜像との間の電位差よりもより大きくなることで、効果もそれにつれて大きくなることが確認でき、実施例１の評価は‘良’、実施例２の評価は‘可’とおおむね良好となっている。
【００４１】
実施例１および実施例３からは、実施例１の‘トナー飛散’および‘トナーかぶり’の判定は共に‘○＋’であるのに対し、実施例３の‘トナー飛散’および‘トナーかぶり’の判定は共に‘◎’となっていることから、ガイド板が取り付けられていることでより効果が上がることが確認でき、実施例１の‘良’に対し、実施例３の評価は‘優’とさらに高評価となっている。
【００４２】
以上の結果から、高帯電化したトナーを回収し、第２収容室に積極的に送り込むことで、トナー帯電量の引き上げられ、画質の低下抑制に効果があることが確認できた。さらに、解放位置で解放される現像剤を第２収容室に積極的に送り込むことによっても、トナー帯電量が引き上げられ、画質の低下抑制に一層効果があることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】現像器の断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  画像形成装置
１０  帯電器
１００  像保持体
１００ａ  現像領域
１１  現像ロール
１２  ハウジング
１２ａ  第１収容室
１２ｂ  第２収容室
１２ｃ  トナー供給室
１２０ａ  保持位置
１２０ｂ  解放位置
１２１、１２２  壁
１２３  ガイド板
１３  回収部
１３１  回収ロール
１３２  ガイドカバー
１３３  スクレーパ
１４  電源
【図１】
2008310074.tif 000004
【図２】
2008310074.tif 000005