(57)【要約】【課題】トナー担持体に保持された現像後のトナーを接触部材に接触させて除電させ、この接触部材を通して装置本体内に戻す現像装置において、トナーが劣化した場合にも、現像後のトナーが適切に除電されて接触部材を通して装置本体内にうまく戻されるようにする。【解決手段】帯電されたトナーｔをトナー担持体１２によって像担持体１と対向する現像領域に搬送し、トナー担持体に電源１４から直流電圧に交流電圧が重畳されたバイアス電圧を印加させて像担持体に形成された潜像を現像し、トナー担持体に保持された現像後のトナーを接触部材１５に接触させて除電させ、この接触部材を通して装置本体内に戻すようにした現像装置において、上記の電源に接触部材を接続させると共に、電源と接触部材と間にトナーの帯電極性と逆極性の交流電圧の電位を低下させる整流素子２０を設けた。【選択図】　図２
2004117756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電されたトナーをトナー担持体によって像担持体と対向する現像領域に搬送し、このトナー担持体に電源から直流電圧に交流電圧が重畳されたバイアス電圧を印加させて像担持体に形成された静電潜像を現像し、現像後におけるトナー担持体に保持されたトナーを接触部材に接触させて除電させると共に、この接触部材を通してトナーを装置本体内に戻すようにした現像装置において、上記の電源に上記の接触部材を接続させると共に、この電源と接触部材との間に、トナーの帯電極性と逆極性の交流電圧の電位を低下させる整流素子を設けたことを特徴とする現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機やプリンター等の画像形成装置において、像担持体に形成された静電潜像を現像するのに使用する現像装置に係り、特に、帯電されたトナーをトナー担持体によって像担持体と対向する現像領域に搬送し、このトナー担持体に電源から直流電圧に交流電圧が重畳されたバイアス電圧を印加させて像担持体に形成された静電潜像を現像し、現像後におけるトナー担持体に保持されたトナーを接触部材に接触させて除電させると共に、この接触部材を通してトナーを装置本体内に戻すようにした現像装置において、現像後におけるトナーが接触部材との接触によって適切に除電されると共に、接触部材を通してうまく装置本体内に戻されるようにした点に特徴を有するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複写機やプリンター等の画像形成装置において、像担持体に形成された静電潜像を現像するのに様々な現像装置が使用されていた。
【０００３】
そして、このような現像装置の一つとして、図１に示すようなものが用いられている。
【０００４】
ここで、この現像装置においては、装置本体１０内に収容されたトナーｔをトナー送り部材１１によって像担持体１と対向するように設けられたローラ状のトナー担持体１２に供給し、このトナー担持体１２を回転させて、供給されたトナーｔを像担持体１と対向する現像領域に搬送させる途中において、このトナー担持体１２の表面に規制部材１３を圧接させ、トナー担持体１２によって現像領域に搬送させるトナーｔの量を規制すると共にトナーｔを摩擦帯電させるようにしている。
【０００５】
そして、このように規制されて摩擦帯電されたトナーｔをトナー担持体１２により像担持体１と対向する現像領域に導き、このトナー担持体１２に電源１４から直流電圧に交流電圧が重畳されたバイアス電圧を印加させて、トナーｔを像担持体１に形成された静電潜像の部分に供給して現像を行うようにしている。
【０００６】
また、このようにトナーｔを像担持体１に形成された静電潜像の部分に供給して現像を行った後は、トナー担持体１２に残った現像後のトナーｔを装置本体１０に設けた接触部材１５に接触させて除電させると共に、このトナーｔを接触部材１５を通して装置本体１０内に戻すようにしている。
【０００７】
ここで、上記のような現像装置において、トナー担持体１２に残ったトナーｔを接触部材１５に接触させて除電させるにあたっては、一般に、図１に示すように、この接触部材１５に対して上記の電源１４からトナー担持体１２と同じバイアス電圧を印加させるようにしたり、トナー担持体１２よりもトナーｔの帯電極性と逆極性側の電位を高くしたバイアス電圧を印加させるようにしていた。
【０００８】
しかし、このように接触部材１５に対してトナー担持体１２と同じバイアス電圧を印加させるようにしたり、トナー担持体１２よりもトナーｔの帯電極性と逆極性側の電位を高くしたバイアス電圧を印加させるようにした場合、トナーｔが次第に劣化してその帯電量が低下すると、トナー担持体１２に対するトナーｔの付着力が弱くなり、現像後のトナーｔが上記の接触部材１５をうまく通過せずに、トナーｔの一部が接触部材１５との接触部分に残り、これが次第に増加して現像装置からこぼれ落ち、記録紙や画像形成装置内が汚れたりするという問題があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、帯電されたトナーをトナー担持体によって像担持体と対向する現像領域に搬送し、このトナー担持体に電源から直流電圧に交流電圧が重畳されたバイアス電圧を印加させて像担持体に形成された静電潜像を現像し、現像後におけるトナー担持体に保持されたトナーを接触部材に接触させて除電させると共に、この接触部材を通してトナーを装置本体内に戻すようにした現像装置における上記のような問題を解決することを課題とするものである。
【００１０】
すなわち、この発明においては、上記のような現像装置において、トナーが次第に劣化してその帯電量が低下し、トナー担持体に対するトナーの付着力が弱くなった場合においても、現像後のトナーが接触部材を通してうまく装置本体内に戻されるようにすると共に、その除電も適切に行われるようにすることを課題とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明における現像装置においては、上記のような課題を解決するため、帯電されたトナーをトナー担持体によって像担持体と対向する現像領域に搬送し、このトナー担持体に電源から直流電圧に交流電圧が重畳されたバイアス電圧を印加させて像担持体に形成された静電潜像を現像し、現像後におけるトナー担持体に保持されたトナーを接触部材に接触させて除電させると共に、この接触部材を通してトナーを装置本体内に戻すようにした現像装置において、上記の電源に上記の接触部材を接続させると共に、この電源と接触部材との間に、トナーの帯電極性と逆極性の交流電圧の電位を低下させる整流素子を設けるようにしたのである。
【００１２】
そして、この発明における現像装置のように、上記の電源と接触部材との間にトナーの帯電極性と逆極性の交流電圧の電位を低下させる整流素子を設けると、上記の電源からこの接触部材にトナーの帯電極性と逆極性の交流電圧が印加される時点では、上記の整流素子の作用により、接触部材に作用する交流電圧の電位が低下して、トナー担持体に作用する交流電圧の電位よりも低くなり、これにより接触部材とトナー担持体との間に、トナーをトナー担持体に押し付ける方向の電界が作用して、トナーがトナー担持体に押し付けられるようになる。
【００１３】
このため、トナーが次第に劣化してその帯電量が低下し、トナー担持体に対するトナーの付着力が弱くなった場合においても、現像後のトナーがこの接触部材と接触すると、トナーの帯電極性と逆極性の交流電圧が作用する時点においては、このトナーがトナー担持体に押し付けられ、現像後のトナーがこのトナー担持体により接触部材を通して装置本体内に適切に戻されるようになり、トナーの一部が接触部材との接触部分に残るのが防止され、従来のように接触部材との接触部分に残ったトナーが溜り、このトナーが現像装置からこぼれ落ちたりするのが抑制されるようになる。
【００１４】
また、この発明における現像装置において、上記の電源から接触部材とトナー担持体とにトナーの帯電極性と同極性の交流電圧が印加された場合には、接触部材とトナー担持体とが同電位になり、現像後のトナーがこの接触部材と接触すると、このトナーが接触部材により適切に除電され、このように除電されたトナーが上記のように装置本体内に適切に戻されるようになり、安定した現像が行えるようになる。すなわち、トナーの帯電極性と同極性の交流電圧が印加される場合において、接触部材の電位がトナー担持体よりも高くなると、トナーが接触部材との接触によって除電されにくくなり、このように除電されていないトナーが再度現像に使用されて、ゴーストと呼ばれるかぶりが発生し易くなる。一方、トナーの帯電極性と同極性の交流電圧が印加される場合において、接触部材の電位がトナー担持体よりも低くなると、トナーがトナー担持体から接触部材に押し付けられるようになり、現像後のトナーがこの接触部材を通過しにくくなり、トナーの一部が接触部材との接触部分に残って溜り、このトナーが現像装置からこぼれ落ちたりする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態に係る現像装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。
【００１６】
この実施形態における現像装置においては、図２に示すように、装置本体１０内にトナーｔを収容させると共に、この装置本体１０内にトナー送り部材１１を設け、このトナー送り部材１１を回転させて、装置本体１０内に収容されたトナーｔを仕切り部材１６に設けられた供給口１６ａを通して、この仕切り部材１６によって分離されたトナー供給部１０ａに送り込むようにしている。
【００１７】
ここで、上記のようにトナー送り部材１１により、トナーｔを仕切り部材１６に設けた供給口１６ａを通してトナー供給部１０ａに送り込むにあたり、この実施形態における現像装置においては、図３に示すように、仕切り部材１６の両側部に供給口１６ａを設けると共に、各供給口１６ａの部分に開閉部材１９を取り付け、上記のトナー送り部材１１によって送られてきたトナーｔにより各開閉部材１９を押して各供給口１６を開き、この両側の供給口１６ａからトナーｔをトナー供給部１０ａに送り込むようにしている。
【００１８】
そして、このように両側の供給口１６ａからトナー供給部１０ａに送り込まれたトナーｔを、このトナー供給部１０ａ内において中央部に導くようにすると共に、像担持体１と対向して設けられたローラ状のトナー担持体１２と接触しながら回転するトナー供給ロール１７により、トナーｔをトナー担持体１２に供給するようにしている。
【００１９】
ここで、上記のように両側の供給口１６ａからトナー供給部１０ａに送り込まれたトナーｔをこのトナー供給部１０ａ内において中央部に導くにあたり、この実施形態における現像装置においては、トナー供給部１０ａ内において上記の仕切り部材１６側からトナー供給ロール１７の下に伸びた複数の案内部材１８をトナー供給部１０ａの中央部を境にして逆方向に傾斜するように設け、上記のトナー供給ロール１７の回転に伴って、トナー供給部１０ａの両側に供給されたトナーｔが上記の各案内部材１８によりトナー供給部１０ａの中央部に導かれるようにしている。なお、上記のような案内部材１８に代えて、両側に供給されたトナーｔをトナー供給部１０ａの中央部に導くようなスクリュウ部材（図示せず）を設けるようにすることも可能である。
【００２０】
そして、上記のようにトナー担持体１２に供給されたトナーｔを、回転するトナー担持体１２によって像担持体１と対向する現像領域に搬送させる途中において、このトナー担持体１２の表面に規制部材１３を圧接させ、トナー担持体１２によって現像領域に搬送させるトナーｔの量を規制すると共に、このトナーｔを摩擦帯電させるようにしている。
【００２１】
そして、このように規制されて摩擦帯電されたトナーｔをトナー担持体１２により像担持体１と対向する現像領域に導き、このトナー担持体１２に電源１４から直流電圧に交流電圧が重畳されたバイアス電圧を印加させて、トナーｔを像担持体１に形成された静電潜像の部分に供給して現像を行うようにしている。
【００２２】
また、このようにトナーｔを像担持体１に形成された静電潜像の部分に供給して現像を行った後は、トナー担持体１２に残った現像後のトナーｔを、このトナー担持体１２と同じ電源１４に接続された接触部材１５に接触させて除電させると共に、この接触部材１５を通して現像後のトナーｔをトナー担持体１２によって装置本体１０内に戻すようにしている。
【００２３】
ここで、この実施形態の現像装置においては、上記のようにトナー担持体１２と同じ電源１４に接触部材１５を接続させて、電源１４からこの接触部材１５に直流電圧に交流電圧が重畳されたバイアス電圧を印加させるにあたり、この電源１４と接触部材１５との間に、トナーｔの帯電極性と逆極性の交流電圧の電位を低下させる整流素子２０として、ツェナーダイオード２０を設けている。
【００２４】
そして、このようにトナーｔの帯電極性と逆極性の交流電圧の電位を低下させるようにして、電源１４と接触部材１５との間にツェナーダイオード２０を設けると、電源１５からトナーｔの帯電極性と逆極性の交流電圧が印加される場合においては、上記のツェナーダイオード２０が作用して、トナー担持体１２の電位よりも接触部材１５の電位が低くなり、トナー担持体１２と接触部材１５との間において、トナーｔをトナー担持体１２に送る方向の電界が作用し、トナーｔがトナー担持体１２に押し付けられるようになる一方、トナーｔの帯電極性と逆極性の交流電圧が印加される場合においては、トナー担持体１２と接触部材１５とが同電位になる。
【００２５】
ここで、−に帯電するトナーｔを用いた場合において、上記の電源１４からトナー担持体１２と接触部材１５とに直流電圧（−ＶＤＣ）とパルス状の交流電圧とを重畳させてバイアス電圧を印加させると、図４に示すように、トナーｔの帯電極性と逆極性の＋の交流電圧が作用する時点においては、上記のツェナーダイオード２０の作用により、接触部材１５の電位Ｖ２　がトナー担持体１２の電位Ｖ１　よりもツェナー電圧ΔＶだけ低くなり、−に帯電したトナーｔがトナー担持体１２に押し付けられるようになる。一方、トナーｔの帯電極性と同極性の−の交流電圧が作用する時点においては、上記のツェナーダイオード２０が作用せず、接触部材１５とトナー担持体１２とが同じ電位になる。
【００２６】
このため、トナーｔが次第に劣化してその帯電量が低下し、トナー担持体１２に対するトナーｔの付着力が弱くなった場合においても、現像後のトナーｔがトナー担持体１２によって搬送されて上記の接触部材１５と接触すると、上記のようにトナーｔと逆極性の交流電圧が作用する時点において、トナーｔがトナー担持体１２に押し付けられるようになると共に、トナーｔの帯電極性と同極性の交流電圧が作用する時点においては、接触部材１５とトナー担持体１２とが同じ電位になっているため、現像後のトナーｔが接触部材１５側に押し付けられることなく、この接触部材１５との接触によってトナーｔが適切に除電されるようになる。
【００２７】
この結果、現像後のトナーｔが適切に除電された状態で接触部材１５を通して装置本体１０内に適切に戻されるようになり、トナーｔが接触部材１５との接触部分に溜ってこぼれ落ちたりするのが抑制されると共に、現像後のトナーｔが適切に除電されて良好な現像が安定して行えるようになる。
【００２８】
【実施例】
次に、上記のような現像装置において、上記の電源１４と接触部材１５との間に、ツェナー電圧ΔＶの異なるツェナーダイオード２０を設けた実施例１〜３の現像装置と、ツェナーダイオード２０を設けていない比較例の現像装置とを用いて実験を行い、実施例１〜３の現像装置が比較例の現像装置よりも優れていることを明らかにする。
【００２９】
ここで、実施例１においては、ツェナー電圧ΔＶが１０Ｖのツェナーダイオードを、実施例２においては、ツェナー電圧ΔＶが５０Ｖのツェナーダイオードを、実施例３においては、ツェナー電圧ΔＶが１００Ｖのツェナーダイオードを用いた。
【００３０】
そして、上記の実施例１〜３及び比較例の各現像装置において、平均粒径が８．３μｍになった−帯電のトナーｔを用い、上記の電源１４から−２９０Ｖの直流電圧ＶＤＣに、ピーク・ピーク値Ｖｐｐが１．８ｋＶ，周波数が２ｋＨｚの矩形波からなる交流電圧を重畳させたバイアス電圧を印加させ、システム速度を１６０ｍｍ／ｓにして、黒の比率が１％の画像を１枚毎に間欠的にプリントし、トナーこぼれ及び除電不良による画像不良を調べた。
【００３１】
この結果、実施例１〜３及び比較例の何れの現像装置においても、除電不良による画像不良は発生しなかったが、比較例の現像装置においては、１万２千枚のプリント時点においてトナーこぼれが発生した。
【００３２】
これに対して、実施例１の現像装置においては、１万４千枚のプリント時点においてトナーこぼれが僅かに発生しただけであり、また実施例２の現像装置においては、２万枚のプリント時点においてトナーこぼれがごく僅かに発生しただけであり、さらに実施例３の現像装置においては、２万枚のプリント時点においてもトナーこぼれは全く発生しておらず、比較例の現像装置に比べてトナーこぼれの発生が抑制された。特に、ツェナー電圧ΔＶが５０Ｖ以上のツェナーダイオードを用いると、トナーこぼれの問題が殆ど生じなかった。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明における現像装置においては、現像後におけるトナー担持体に保持されたトナーを接触部材に接触させて除電させると共に、この接触部材を通してトナーを装置本体内に戻すにあたり、トナー担持体に直流電圧に交流電圧が重畳されたバイアス電圧を印加させる電源を接触部材に接続させると共に、この電源と接触部材との間にトナーの帯電極性と逆極性の交流電圧の電位を低下させる整流素子を設けたため、この接触部材とトナー担持体とにトナーの帯電極性と同極性の交流電圧が印加される場合には、接触部材とトナー担持体とが同電位になり、現像後のトナーがこの接触部材と接触して適切に除電される一方、接触部材とトナー担持体とにトナーの帯電極性と逆極性の交流電圧が印加される場合には、整流素子の作用により、接触部材に作用する交流電圧の電位がトナー担持体に作用する交流電圧の電位よりも低くなり、トナーがトナー担持体に押し付けられるようになった。
【００３４】
この結果、この発明における現像装置においては、トナーが次第に劣化してその帯電量が低下し、トナー担持体に対するトナーの付着力が弱くなった場合においても、現像後のトナーが適切に除電されると共に接触部材を通してうまく装置本体内に戻されるようになり、従来のように接触部材との接触部分に残ったトナーが溜って、現像装置からこぼれ落ちたりするのが抑制されると共に、現像後のトナーが適切に除電されて良好な現像が安定して行えるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の現像装置を示した概略説明図である。
【図２】この発明の一実施形態に係る現像装置を示した概略説明図である。
【図３】同実施形態の現像装置において、仕切り部材に設けられた供給口を通してトナー供給部内に送り込まれたトナーがトナー供給部内において送られる状態を示した概略説明図である。
【図４】同実施形態の現像装置において、トナー担持体と接触部材とに作用する電圧の波形を示した図である。
【符号の説明】
１　像担持体
１０　装置本体
１２　トナー担持体
１４　電源
１５　接触部材
２０　整流素子（ツェナーダイオード）
ｔ　トナー
【図１】
2004117756.tif 000003
【図２】
2004117756.tif 000004
【図３】
2004117756.tif 000005
【図４】
2004117756.tif 000006