(57)【要約】【目的】簡単な構成により、安定した画像形成を行うことができる現像装置を提供する。【構成】像担持体に現像剤像を形成する時には、転写後に像担持体１上に残留した現像剤を現像剤担持体４２上に移動させるとともに、現像剤供給手段４４から供給された現像剤を像担持体１上に薄層の現像剤像を形成し、また、像担持体に現像剤像を形成しない時には、現像剤供給手段４４からの現像剤の供給を抑制するとともに、層厚規制手段４３により、現像剤担持体４２に移動した現像剤および現像剤担持体４２上の現像剤を、画像形成を行うのに適した層となるように、現像剤担持体４２、層厚規制手段４３および現像剤供給手段４４の各印加する電圧を設定することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の帯電極性と同極性の現像剤を担持して、前記像担持体に現像剤像を形成するとともに前記像担持体上に残留した現像剤を回収する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤供給手段と、前記現像剤担持体上に前記現像剤の層を形成する層厚規制手段とを有し、
前記現像剤像を形成しない時には、前記現像剤供給手段からの現像剤の供給を抑制し、さらに、前記層厚規制手段により、前記現像剤担持体に移動した現像剤および前記現像剤担持体上の現像剤を、前記現像剤像の形成を行うのに適した層となるように、前記現像剤担持体、前記層厚規制手段および前記現像剤供給手段の各印加する電圧を設定することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤像を形成する時には、前記像担持体の表面電位を−６００Ｖから−９００Ｖとなるように帯電し、前記現像剤担持体に印加する電圧を−１７０Ｖから−３５０Ｖに設定するとともに前記層厚規制手段に印加する電圧を−２５０Ｖから−３５０Ｖに設定し、
前記現像剤像を形成しない時には、前記像担持体上の電荷を取り除き、前記現像剤担持体に印加する電圧を＋１７０Ｖから＋４５０Ｖに設定するとともに、前記層厚規制手段に印加する電圧を＋２５０Ｖから＋４５０Ｖに設定することを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記層厚規制手段は、中央部と中央部の両端側に電気的に絶縁された端部とから形成されたローラ体であり、前記中央部と前記端部は異なる電圧で印加するように設定されていることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項４】
像担持体に現像剤像を形成する時には、前記像担持体の表面電位を−６００Ｖから−９００Ｖとなるように帯電し、前記現像担持体に印加する電圧を−１７０Ｖから−３５０Ｖに設定するとともに、前記層厚規制手段の中央部に印加する電圧を−２５０Ｖから−３５０Ｖに設定し、且つ前記層厚規制手段の各端部に印加する電圧を前記層厚規制手段の中央部に印加する電圧よりも高く設定することを特徴とする請求項１、３および４記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像と像担持体上に残留した現像剤を回収とを同時に行う現像装置に関し、特には、現像装置の動作が、非画像形成から画像形成の状態となった時に、適切な現像ができる現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式として、感光ドラムなどの像担持体上に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像すると同時に像担持体上に残留した現像剤をクリーニングするクリーナレス方式があり、この方式を適用した構成のものが特許文献１に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６３−２４１５８７号公報
【０００４】
この構成は、従来必要としていたクリーニング装置や現像剤回収装置を不要とするために、装置の小型化を図れるとともに、像担持体上に残存する現像剤を使用することができるために、環境に対する配慮がなされ、且つコストパフォーマンスも良好とすることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１で開示された文献は、撹乱手段により、像担持体上に残留した現像剤を散らした後、その現像剤を現像ローラに回収する構成であり、少量の画像を出力するものに対しては、像担持体の履歴の発生を防止する点において、ある程度の効果がある。
【０００６】
しかし、高速機や、または大量の画像を連続して出力する場合には、散らした現像剤が再び像担持体上に付着し、現像ローラでの現像剤の回収能力が低下する傾向が高い。
【０００７】
このことから、例えば、大量の画像を連続出力した後に装置をアイドリング中にし、再び画像形成を行った時には、現像ローラに回収される現像剤が過多となり、現像ローラ上に形成される現像剤の層が、通常に形成される層より厚くなる。この結果、現像ローラに付着した現像剤の層が通常の層より厚くなり、出力した画像に濃度ムラが生じ、画像の品質に悪影響を与える傾向が高くなるおそれがある。本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成により、安定した画像形成を行うことができる現像装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、本発明は、請求項１においては、像担持体の帯電極性と同極性の現像剤を担持して、像担持体に現像剤像を形成するとともに像担持体上に残留した現像剤を回収する現像剤担持体と、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給手段と、現像剤担持体上に現像剤の層を形成する層厚規制手段とを有し、現像剤像を形成しない時には、現像剤供給手段からの現像剤の供給を抑制し、さらに、層厚規制手段により、現像剤担持体に移動した現像剤および現像剤担持体上の現像剤を、現像剤像の形成を行うのに適した層となるように、現像剤担持体、層厚規制手段および現像剤供給手段の各印加する電圧を設定することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に係わる発明は、像担持体に現像剤像を形成する時には、像担持体の表面電位を−６００Ｖから−９００Ｖとなるように帯電し、現像剤担持体に印加する電圧を−１７０Ｖから−３５０Ｖに設定するとともに層厚規制手段に印加する電圧を−２５０Ｖから−３５０Ｖに設定し、像担持体に現像剤像を形成しない時には、像担持体上の電荷を取り除き、現像剤担持体に印加する電圧を＋１７０Ｖから＋４５０Ｖに設定するとともに、層厚規制手段に印加する電圧を＋２５０Ｖから＋４５０Ｖに設定することを特徴とする。
【００１０】
さらに、請求項３に係わる発明は、層厚規制手段は、中央部と中央部の両端側に電気的に絶縁された端部とから形成されたローラ体であり、中央部と端部は異なる電圧で印加するように設定されていることを特徴とする。
【００１１】
また、さらに、請求項４に係わる発明は、像担持体に現像剤像を形成する時には、像担持体の表面電位を−６００Ｖから−９００Ｖとなるように帯電し、現像担持体に印加する電圧を−１７０Ｖから−３５０Ｖに設定するとともに、層厚規制手段の中央部に印加する電圧を−２５０Ｖから−３５０Ｖに設定し、且つ層厚規制手段の各端部に印加する電圧を層厚規制手段の中央部に印加する電圧よりも高く設定することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に、本発明の現像装置を備えた画像形成装置の概略図を示す。図１に示すように、像担持体１を中心に帯電装置２と露光装置３と現像装置４と転写装置５と回収装置６とを有する。
【００１３】
像担持体１は、ＯＰＣ（有機光導電体）やアモルファスシリコンよりなるドラム状感光体を使用し、矢印Ａ方向に回転する。帯電装置２は、像担持体１の表面を所定の極性に均一帯電するスコロトロン型の帯電器であり、像担持体１への均一な帯電付与ができるように、放電ワイヤにー約−６０００Ｖから−６５００Ｖの高電圧を印加し、像担持体１の表面電位が−６００ｖから−９００Ｖとなるような帯電を行う。なお、像担持体１の表面電位は−７００Ｖから−８００Ｖであることが望ましく、特には、７５０Ｖが望ましい。
【００１４】
露光装置３は、像担持体１の表面に光信号を照射（像露光）するものであり、具体的にはＬＥＤヘッドが用いられている。ＬＥＤヘッドは、発光素子からなるＬＥＤを形成する画像画素数だけ直線状に配置し、その一つ一つが形成する画像画素に応じて各ＬＥＤは点滅して光照射を行っている。なお、ＬＥＤアレイの各ＬＥＤの光照射時間は、３０から６０μＳｅｃとし、好ましくは４０μＳｅｃが望ましい。
【００１５】
現像装置４は、露光装置３によって形成された静電潜像を、静電潜像を像担持体１の帯電極性と同極性に帯電された現像剤により現像して現像剤像を形成するものである。
【００１６】
現像装置４は、非磁性一成分現像剤を使用した接触現像方式によるクリーナレス現像方式よりなり、現像剤を収容した現像容器４１と、弾性ローラからなる現像剤担持体４２と、現像剤担持体４２に適宜な圧力で接触して配置され、現像剤担持体４２上に一定の現像剤の層を形成する層厚規制手段４３と、現像剤担持体４２と接触して設けられ現像容器４１内の現像剤を現像剤担持体４２に供給する現像剤供給手段４４と、現像剤供給手段４４の後方に配置された攪拌部材４５などを備える。
【００１７】
現像剤担持体４２は、ステンレス等の導電性の剛体からなる中心軸４２ａの周りに、弾性中間層４２ｂを形成し、さらに、中間層の外周に弾性表面層４２ｃを形成した構成からなり、反時計方向に回転する。
【００１８】
さらに、弾性中間層４２ｂと弾性表面層４２ｃとは、体積抵抗値等の異なる性質を持つシリコンゴムからなる二層の弾性体により形成される。また、材料は、シリコンゴムのほか、弾性中間層４２ｂとしてＮＢＲゴム（アクリロニトリルブタジエン共重合ゴム）やウレタンゴム等の弾性体で形成したものを使用し、弾性表面層４２ｃもウレタンゴム等の弾性体で形成したものでもよい。
【００１９】
なお、現像剤担持体４２は、先に述べたように二層構造に限定されることなく、単層、または三層以上の構造であってもよい。これら現像剤担持体４２の比抵抗は、１０５〜１０８Ω・ｃｍの範囲が好ましく、またゴム硬度は２０〜３０度程度の範囲のものが好ましい。
【００２０】
現像剤担持体４２の中心軸４２ａは、電源４６（４６ａ、４６ｂ）に接続されている。電源４６は、二つあり、一つは像担持体に現像剤像を形成する時に所定の電圧を印加するもの、一つは像担持体に現像剤像を形成しない時に所定の電圧を印加するものがあり、切替手段４７（４７ａ、４７ｂ）により、ある一定のタイミングで現像剤担持体４２に印加する電圧が切り替わるようになっている。
【００２１】
実施形態において、現像剤担持体４２に印加する電圧は、像担持体に現像剤像を形成する時には、−１００Ｖから−３００Ｖに印加されるように設定されている。なお、現像剤担持体４２の電圧は約−２５０Ｖの印加が望ましい。また、像担持体に現像剤像を形成しない時には、現像剤担持体４２に印加する電圧が＋３００Ｖから＋７５０Ｖとなるように設定されている。なお、現像剤担持体４２の電圧は約＋３５０Ｖの印加が望ましい。
【００２２】
現像剤供給手段４４は、現像剤担持体４２の軸線と並行に延びて配置され、現像剤担持体４２とほぼ全長にわたって接触している。また、現像剤供給手段４４は、例えばカーボン微粉末が混入されたウレタンゴムの発泡体からなり、現像剤担持体４２に対して所定の圧力で接触しながら反時計方向に回転する。
【００２３】
現像剤供給手段４４の中心軸４４ａは、電源４８（４８ａ、４８ｂ）に接続されている。電源４８は、現像剤担持体４２と同様に像担持体に現像剤像を形成する時に所定の電圧を印加するもの、像担持体に現像剤像を形成しない時に所定の電圧を印加するものとがあり、切替手段４９（４９ａ、４９ｂ）により、ある一定のタイミングで現像剤担持体４２に印加する電圧が切り替わるようになっている。
【００２４】
実施形態において、現像剤供給手段４４に印加する電圧は、像担持体に現像剤像を形成する時には、−５００Ｖから−９００Ｖに印加されるように設定されている。なお、現像剤供給手段４４の電圧は約−２５０Ｖの印加が望ましい。また、像担持体に現像剤像を形成しない時には、現像剤供給手段４４に印加する電圧が＋１０Ｖから＋５００Ｖとなるように設定されている。なお、現像剤供給手段４４の電圧は約＋５００Ｖの印加が望ましい。
【００２５】
攪拌部材４５は、現像剤供給手段４４の後方に設けられ、現像剤担持体４２の軸線と同方向に延びる中心軸４５ａと、中心軸４５ａに軸線方向の複数箇所において設けられた攪拌翼４５ｂとを有し、攪拌翼４５ｂは時計方向に回転する。
【００２６】
層厚規制手段４３は、現像剤供給手段４４により現像剤担持体４２上に層状に供給された現像剤の層厚を規制するものである。この層厚規制手段４３については、平成１１年６月１３日付けで出願されているもので（特願平１１−２３３２３６号）、現像剤担持体４２の回転方向からみて、現像剤担持体４２と像担持体１との接触部の上流位置に配置された導電性または半導電性の回転可能なローラ体からなり、反時計方向に回転する。また、層厚規制手段４３の周面には、先端が当接するようにして弾性体のブレード８が配置されている。
【００２７】
図２に示すように、層厚規制手段４３は、中央部４３ａと、中央部４３ａの両端側の端部４３ｂとからなる。これら、中央部４３ａと各端部４３ｂは、電気的に絶縁されて構成されている。中央部４３ａと各端部４３ｂは、それぞれ電源５０、５２に接続され、異なる電圧が印加されている。
【００２８】
さらに、中央部４３ａおよび各端部４３ｂに接続される電源５０（５０ａ、５０ｂ）は、二つあり、一つは像担持体に現像剤像を形成する時に所定の電圧を印加するもの、一つは像担持体に現像剤像を形成しない時に所定の電圧を印加するものがある。これら異なる電源は、切替手段５１により、ある一定のタイミングで、それぞれ印加する電圧が切り替わるようになっている。
【００２９】
特に、両端部４３ｂに印加される電圧は、現像剤担持体４２に印加する電圧よりも常に高く設定されている。これにより、現像剤担持体４２の端部４３ｂに現像剤がある場合、その現像剤は、現像剤担持体４２が層厚規制手段４３と接した時、常に、両端側の表面へ移動するようになる。この結果、現像剤担持体４２の両側に現像剤で覆われない部分ができ、現像剤担持体４２の両端から現像剤が像担持体１側に漏れることを防いでいる。
【００３０】
実施形態において、層厚規制手段４３に印加する電圧は、像担持体に現像剤像を形成する時には、中央部４３ａに−２５０Ｖから−３５０Ｖに印加するように設定され、像担持体に現像剤像を形成しない時には、＋２５０Ｖから＋４５０Ｖに印加するように設定されている。なお、像担持体に現像剤像を形成する時における中央部４３ａの電圧は約−３５０Ｖの印加、像担持体に現像剤像を形成しない時における中央部４３ａの電圧は約＋３５０Ｖの印加が望ましい。
【００３１】
さらに、各端部４３ｂは、像担持体に現像剤像を形成する時には、中央部４３ａに印加された電圧と逆極性の電圧を印加するように設定されるとともに、像担持体に現像剤像を形成しない時には、現像剤担持体４２に印加された電圧よりも高く設定されている。なお、像担持体に現像剤像を形成する時における端部４３ｂの電圧は約＋１１５Ｖの印加、像担持体に現像剤像を形成しない時における端部４３ｂの電圧は約＋４７０Ｖの印加が望ましい。
【００３２】
このような構成により、現像装置４は、現像剤担持体４２に形成した薄層を像担持体１に押しつけるようにして像担持体１表面に現像剤を供給し、像担持体１の表面に形成された静電潜像を反転現像して現像剤像を形成する。
【００３３】
転写装置５は、像担持体１上に形成された現像剤像をシートに転写するものであり、現像剤の帯電極性とは逆極性のコロナを放電させる転写コロナ放電器５１とＡＣ分離コロナを放電させる分離コロナ放電器５２とを有する。コロナ放電器は、搬送されるシートの裏面から現像剤像と逆極性のコロナ放電を行って、像担持体１上の現像剤像をシート側へ静電吸着させて転写を行う。分離コロナ放電器５２は、現像剤像が転写されたシートを、像担持体１より分離する。分離したシートは、不図示の定着装置を通過して永久画像として外部に排出される。
【００３４】
除電装置７は、像担持体１の表面に残留した電荷を除去するものであり、イレーサランプなどから所定の光量を像担持体１の長手方向に均一に照射して像担持体１上の残留電荷を中和している。
【００３５】
回収装置６は、除電装置７と帯電装置２との間に配置され、転写装置５で転写しきれずに像担持体１上に残存する現像剤を静電的に吸着して像担持体１上から一時的に回収するものである。
【００３６】
この回収装置６については、本出願人によって、平成１３年６月１３日付けで出願されているもので（特願２００１−１７８３３５号）、像担持体１に対向して長手方向の全幅にわたって近接または接触して設けられ、像担持体１の回転方向とは逆方向に回転可能に設けられている。
【００３７】
さらに、回収装置６は、像担持体に現像剤像を形成する時と像担持体に現像剤像を形成しない時において所定のタイミングで、回収装置６への印加する電圧の切り替えにより現像剤の回収と像担持体１への再付着を行わせるものである。
【００３８】
次に、本実施の形態の動きについて説明する。像担持体に現像剤像を形成する時、具体的には、像担持体１上に現像された現像剤像をシートに転写する時には、各切替手段（４７、４９、５１）により現像剤担持体４２を−２５０Ｖ、現像剤供給手段４４を−７５０Ｖ、層厚規制手段４３の中央部４３ａを−３５０Ｖおよび層厚規制手段４３の端部４３ｂを＋１１５Ｖの電圧を印加するように設定する。
【００３９】
この電圧の設定のもと、現像剤供給手段４４が回転し、現像剤を現像剤担持体４２側に搬送する。現像剤は、現像剤供給手段４４と現像剤担持体４２が近接する位置まで現像剤が搬送されと、電位の低い現像剤供給手段４４から電位の高い現像剤担持体４２に移動する。現像体担持体に移動した現像剤は、現像体担持体の回転により層厚規制手段４３側へと搬送される。
【００４０】
層厚規制手段４３は現像剤担持体４２に対して圧接されているとともに、現像剤担持体４２と層厚規制手段４３は接点において、こすり合うように互い違いの方向に回転している。この状態のもと、現像剤担持体４２により搬送された現像剤は、層厚規制手段４３により、層厚規制手段４３と現像剤担持体４２との間を通過できる量に規制される。この間を通過できない現像剤は層厚規制手段４３によって現像容器４１側に搬送される。
【００４１】
また、特に、層厚規制手段４３の中央部４３ａと現像剤担持体４２との間を通過した現像剤は、現像剤担持体４２側に確実に付着するように、層厚規制手段４３の中央部４３ａの電圧は現像剤担持体４２の電圧に対して低く設定されている。この結果、層厚規制手段４３の中央部４３ａとの接点を通過した現像剤担持体４２上には薄い均一な現像剤層が形成される。
【００４２】
層厚規制手段４３によって現像容器４１内に搬送された現像剤の多くは、層厚規制手段４３の表面に付着している。この現像剤は、層厚規制手段４３に接触させているブレード８によって掻き落とされ、現像容器４１内に戻される。
【００４３】
さらに、層厚規制手段４３の両端部４３ｂは、現像剤担持体４２に印加した電圧と逆極性の電圧が印加され、現像剤担持体４２の端部４３ｂ側表面または両端部４３ｂ側表面に付着した現像剤を、層厚規制手段４３の端部４３ｂまたは両端部４３ｂに移動する。
【００４４】
この結果、現像剤担持体４２の両端側の表面には現像剤で覆われない部分ができ、現像剤が、現像剤担持体４２の端部４３ｂまたは両端部４３ｂから現像装置４外にこぼれ落ちることを防ぐことができる。
【００４５】
薄い均一な現像剤層が形成された現像剤担持体４２は、先に述べた帯電、露光工程を経て静電潜像が形成された像担持体１表面に接触することにより、像担持体１上に現像剤像が形成される。この現像剤像はシート上に転写され、シートに画像が形成される。シートに転写されずに像担持体１上に残留した現像剤は、除電を行った後、回収装置６に回収される。この後、再度、帯電が行われ、次の画像形成が行われる。
【００４６】
なお、回収されなかった現像剤があったとしても、次の画像形成の品質に悪影響を与えないほど僅かとなり、さらに、この現像剤は、次の画像の形成時に現像剤担持体４２に付着して現像容器４１内に回収される。この結果、次の現像剤像を形成するときに、残留した現像剤が、像担持体１の表面にない状態となり、安定した画像形成を行うことができる。
【００４７】
次に、像担持体に現像剤像を形成しない時として、具体的には、画像形成が終了し装置が停止またはアイドリング中の時、装置がジャム等により停止した後、画像形成を再開する時、所定のサイズのシートを出力する際にシートの供給元を切り替える時である。
【００４８】
この時、各切替手段（４７、４９、５１）により、現像剤担持体４２を＋３５０Ｖ、現像剤供給手段４４を＋５００Ｖ、層厚規制手段４３の中央部４３ａを＋３５０Ｖおよび層厚規制手段４３の端部４３ｂを＋４７０Ｖの電圧を印加するように設定する。
【００４９】
さらに、回収された現像剤を像担持体１に付着するように、印加する電圧を切り替える。この切り替えは、回収装置６の電位を、像担持体１の電位よりも低くなるようにする。これにより、回収装置６に回収されていた現像剤は、現像装置４の現像剤担持体４２に接触するまで、像担持体１側に移動し現像装置４側へと搬送される。
【００５０】
この状態において現像装置４内では、現像剤供給手段４４の電位の方が、現像剤担持体４２の電位よりも高くなるため、現像容器４１内にある現像剤の供給が抑制される。さらに、回収装置６から像担持体１に移動した現像剤は、現像装置４の現像剤担持体４２に接触すると、現像剤担持体４２に移動する。
【００５１】
また、現像剤担持体４２の電位と層厚規制手段４３の中央部４３ａの電位は同じであるため、回収装置６を経由して像担持体１から現像剤担持体４２に移動した現像剤およびもともと現像剤担持体４２上にある現像剤は、層厚規制手段４３の中央部４３ａと現像剤担持体４２を通過した時に、強制的に現像剤担持体４２に移動しない。この結果、画像形成を行うときに、現像剤担持体４２上に画像に濃度ムラが生じない程度の現像剤層が形成することができる。層厚規制手段４３の中央部４３ａに付着した現像剤は、ブレード８により掻き落とされ、現像容器４１内に戻される。
【００５２】
なお、この時、層厚規制手段４３の各端部４３ｂの電位は、現像剤担持体４２の電位および層厚規制手段４３の中央部４３ａの電位よりも高いため、先に述べたように、現像剤担持体４２の両端側の表面には現像剤で覆われない部分ができ、現像剤が、現像剤担持体の端部４３ｂまたは両端部４３ｂから現像装置４外にこぼれ落ちることを防ぐことができる。
【００５３】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、像担持体に現像剤像を形成しない時である装置のアイドリング中に、現像剤担持体に形成された現像剤層を、一定の層に形成し、画像に品質に悪影響を与える濃度ムラ等の問題を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明による画像形成装置の一例を示す概略断面図。
【図２】本発明に適用された層厚規制手段の詳細を示す図。
【符号の説明】
１  像担持体
８  ブレード
４２  現像剤担持体
４３  層厚規制手段
４４  現像剤供給手段
【図１】
2004226896.tif 000003
【図２】
2004226896.tif 000004