(57)【要約】【課題】小型化や高速化された画像形成装置においてかぶりや装置内のトナー飛散の発生を抑制する。【解決手段】本発明の画像形成装置は、貯蔵部内の現像剤が現像剤供給体３６を介して現像剤担持体３４に供給される現像装置１８を有する。現像装置１８は、現像剤を担持する現像剤担持体３６と、貯蔵部３２内から現像剤を担持して現像剤担持体３４に供給する現像剤供給体３６と、現像剤供給体３６と現像剤担持体３４の両方に当接し、現像剤供給体３６と現像剤担持体３４それぞれが担持する現像剤の量を規制しつつ該現像剤を帯電する規制部材４２とを有する。【選択図】図２
2007206114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯蔵部内の現像剤が現像剤供給体を介して現像剤担持体に供給される現像装置であって、
現像剤を担持する現像剤担持体と、
貯蔵部内から現像剤を担持して現像剤担持体に供給する現像剤供給体と、
現像剤供給体と現像剤担持体の両方に当接し、現像剤供給体と現像剤担持体それぞれが担持する現像剤の量を規制しつつ該現像剤を帯電する規制部材とを有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
貯蔵部内の現像剤が現像剤供給体を介して現像剤担持体に供給される現像装置であって、
現像剤を担持する現像剤担持体と、
貯蔵部内から現像剤を担持して現像剤担持体に供給する現像剤供給体と、
現像剤供給体と当接するとともに現像剤担持体に距離をあけて対向し、現像剤供給体が担持する現像剤の量を規制しつつ該現像剤を帯電するとともに、現像剤担持体が担持する現像剤の量を規制する規制部材と、
規制部材と現像剤担持体の間に電界を形成して該現像剤担持体が担持する現像剤の一部を規制部材に担持させる電界形成手段を有することを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１または２にいずれかに記載の現像装置を用いて静電潜像を現像す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、現像装置、特に貯蔵部内の現像剤（トナー）が現像剤供給体を介して現像剤担持体に供給される現像装置、および現像装置を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一成分現像方式の画像形成装置の現像装置として、貯蔵部に収容されているトナーを外周面で担持しつつ回転し、現像剤担持体である現像ローラとの対向領域で担持するトナーを該現像ローラの外周面に供給する現像剤供給体として供給ローラを有するものがある。この現像装置において、トナーは、現像ローラの外周面に担持されている間に、現像ローラの外周面と当接する規制部材によってその量を規制されつつ摩擦帯電される。このような現像装置を備える画像形成装置として、例えば特許文献１に記載のものがある。
【特許文献１】特開平８−１５２７７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、近年、画像形成装置の小型化や画像形成処理の高速化に伴い、現像ローラが小さい径で構成され、現像ローラの回転速度が高速に設定されている。そのため、トナーの帯電時間が短くなるとともに規制部材から規制されている間に受けるトナーへのストレスが大きくなり、その結果、トナーの帯電不足、トナーに種々の特性を与える外添剤がトナーの母材から脱離するなどのトナーの性能劣化が生じることがあった。当然、トナーの帯電不足や性能劣化が生じることは、記録材にトナーかぶりが発生したり、画像形成装置内にトナーが飛散するなどの問題が起きる可能性が高くなり好ましくない。
【０００４】
そこで、本発明は、小型で画像形成処理が高速な画像形成装置であっても、トナーを十分に帯電でき、トナーが受けるストレスを小さくすることができる現像装置、およびこの現像装置を備え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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の一態様の現像装置は、
貯蔵部内の現像剤が現像剤供給体を介して現像剤担持体に供給される現像装置であって、
現像剤を担持する現像剤担持体と、
貯蔵部内から現像剤を担持して現像剤担持体に供給する現像剤供給体と、
現像剤供給体と現像剤担持体の両方に当接し、現像剤供給体と現像剤担持体それぞれが担持する現像剤の量を規制しつつ該現像剤を帯電する規制部材とを有することを特徴とする。
【０００６】
また、本発明の別の態様の現像装置は、
貯蔵部内の現像剤が現像剤供給体を介して現像剤担持体に供給される現像装置であって、
現像剤を担持する現像剤担持体と、
貯蔵部内から現像剤を担持して現像剤担持体に供給する現像剤供給体と、
現像剤供給体と当接するとともに現像剤担持体に距離をあけて対向し、現像剤供給体が担持する現像剤の量を規制しつつ該現像剤を帯電するとともに、現像剤担持体が担持する現像剤の量を規制する規制部材と、
規制部材と現像剤担持体の間に電界を形成して該現像剤担持体が担持する現像剤の一部を規制部材に担持させる電界形成手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、現像剤は現像剤供給体に担持されている間にその量を規制されつつ帯電される。現像剤供給体が帯電状態の現像剤を現像剤担持体に供給するため、現像剤担持体に担持されている現像剤に対する帯電時間が短い場合または現像剤担持体に担持されている間に帯電されない場合でも、現像剤を現像剤供給体に担持されている間に十分に帯電することができる。また、現像剤供給体から量が規制されて略一定量の現像剤が現像剤担持体に供給されるため、規制部材の規制により現像剤担持体に担持されている現像剤が受けるストレスを小さくできるまたはなくすことができ、それにより現像剤の性能が劣化することが抑制される。その結果、かぶりの発生や画像形成装置内における現像剤の飛散が抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の構成を概略的に示している。図に符号１０で示す画像形成装置は、モノクロ画像をシート状の記録材（以下、「記録シート」と称する。）Ｓに形成する画像形成装置である。
【０００９】
画像形成装置１０は、像担持体である感光体１２と、感光体１２の外周面を帯電する帯電装置１４と、感光体１２の外周面に静電潜像を形成する露光装置１６と、感光体１２の外周面上の静電潜像を現像する現像装置１８と、現像画像を記録シートＳに転写する転写ローラ２０と、現像画像を記録シートＳに定着させる定着器２２を有する。
【００１０】
感光体１２は、円筒状であって、その外周面に静電潜像が形成されるように構成されている。また、感光体１２は、モータなどの回転駆動手段（図示せず）によって一定の回転速度で回転されている。なお、感光体は、円筒状でなくてもよく、例えばベルト形状などでもよい。
【００１１】
帯電装置１４は、コロナ放電方式の帯電チャージャであって、感光体１２の外周面と対向して配置され、その対向領域を通過する感光体１２の外周面を一様に帯電するように構成されている。なお、帯電装置は、帯電チャージャでなくてもよく、例えば帯電ブレードや帯電ブラシなどであってもよい。
【００１２】
露光装置１６は、感光体１２の回転方向に関して帯電装置１４の下流側の感光体１２の外周面と対向する位置に配置され、感光体１２との間に露光領域を形成し、感光体１２の回転により露光領域に搬送されてくる帯電された外周面を露光して静電潜像を形成するように構成されている。
【００１３】
現像装置１８は、感光体１２の回転方向に関して露光領域の下流側の感光体１２の外周面と対向する位置に配置され、感光体１２との間に現像領域を形成し、画像形成装置１０に対して着脱可能に構成されている。現像装置１８の詳細については後述する。
【００１４】
転写ローラ２０は、感光体１２の回転方向に関して現像領域の下流側の感光体１２の外周面と対向する位置に配置され、感光体１２との間に転写領域を形成し、シート搬送手段（図示せず）によって転写領域に搬送される記録シートＳに感光体１２の外周面上の現像画像を接触圧や熱によって転写するように構成されている。なお、転写ローラの代わりとして、転写チャージャや転写ベルトを転写手段として使用してもよい。
【００１５】
定着器２２は、対向し合う１対の定着ローラを有し、その対向領域で記録シートＳに転写された現像画像を該記録シートＳに接触圧や熱によって定着させるように構成されている。
【００１６】
ここからは、現像装置１８について詳細に説明する。
【００１７】
図２に現像装置１８の構成を示す。現像装置１８は、ハウジング３０を有し、その内部にトナーが貯蔵される貯蔵部３２と、トナーを用いて感光体１２の外周面上の静電潜像を現像する現像剤担持体である現像ローラ３４と、現像ローラ３４に貯蔵部３２内のトナーを供給する現像剤供給体である供給ローラ３６と、貯蔵部３２内のトナーを供給ローラ３６に送る搬送機構３８と、現像領域から戻るトナーを除電する除電部材４０と、現像ローラ３４と供給ローラ３６のそれぞれが担持するトナーを量に関して規制しつつ帯電する規制部材である規制ローラ４２と、規制ローラ４４に付着したトナーを掻き取るスクレーパ４４とを有する。なお、図中、トナーは、ドットハッチングで示されている。
【００１８】
貯蔵部３２は、ハウジング３０の内部空間で構成され、トナーを収容している。
【００１９】
現像ローラ３４は、一部がハウジング３０の外部に露出して感光体１２の外周面上の静電潜像を現像するように構成されている。具体的に言えば、現像ローラ３４は、感光体１２の回転中心線と平行な回転中心線を有し、金属の軸棒５０の周りにゴムなどの弾性層５２を形成した構造で、その外周面でトナーを担持するように構成されている。また、現像ローラ３４は、モータなどの回転駆動手段（図示せず）によって回転され、トナーを担持しつつ現像領域に搬送する。さらに、現像ローラ３４の軸棒５０には、現像ローラ３４と感光体１２との間の現像領域でトナーが現像ローラ３４から感光体１２に静電的に移動するように、電圧印加手段（図示せず）によって所定の電圧が印加されている。所定の電圧は、トナーの帯電極性や帯電装置１４に帯電された感光体１２の外周面の電位によって決定される。
【００２０】
供給ローラ３６は、現像ローラ３４の外周面にトナーを供給するように構成されている。そのために、供給ローラ３６は、現像ローラ３４の回転中心線と平行な回転中心線を有し、金属の軸棒５４の周りに導電性のウレタンなどの発泡弾性層５６を形成した構造で、発泡弾性層５６のセルでトナーを担持するように構成されている。また、供給ローラ３６は、その外周面が現像ローラ３４の外周面と接触しつつ、その外周面の周辺にトナーが存在するような貯蔵部３２内の位置に配置されるとともに、モータなどの回転駆動手段（図示せず）によって現像ローラ３４と同一の回転方向に回転されている。これらにより、供給ローラ３６は、貯蔵部３２のトナーを担持しつつ搬送し、現像ローラ３４との接触領域（以下、「供給領域」と称する。）で該現像ローラ３４の外周面にトナーを供給することができる。
【００２１】
さらに、供給ローラ３６は、現像に使用されず（感光体１２に静電的に移動せず）に現像ローラ３４の外周面に残ったトナーを、現像ローラ３４との接触領域で掻き取り貯蔵部３２内に戻す、すなわちトナーを回収する役割もする。
【００２２】
加えて、供給ローラ３６から現像ローラ３４へのトナー供給能力を高めるために、供給ローラ３６の軸棒５４には、電圧印加手段（図示せず）によって所定の電圧が印加されている。所定の電圧は、トナーが静電的に供給ローラ３６から現像ローラ３４に移動するような電圧である。例えば、負極性に帯電するトナーが使用される場合、現像ローラ３４に印加されている電圧に対して−５０〜−３００ボルト低い電圧が供給ローラ３６に印加される。
【００２３】
代わりとして、現像ローラ３４から供給ローラ３６へのトナー回収能力を高めるために、トナーが静電的に現像ローラから供給ローラに移動するような電圧を供給ローラに印加してもよい。例えば、負極性に帯電するトナーが使用される場合、現像ローラに印加されている電圧に対して５０〜３００ボルト高い電圧が供給ローラに印加されてもよい。
【００２４】
搬送機構３８は、供給ローラ３６の回転中心線と平行な回転中心線を有する送り羽根５８と、送り羽根５８を回転させる回転駆動手段（図示せず）から構成されている。送り羽根５８は、供給ローラ３６の周辺にトナーが常に存在するように、回転することによって貯蔵部３２内のトナーを供給ローラ３６の周辺に送るようにされている。
【００２５】
除電部材４０は、現像ローラ３４の回転方向に関して現像領域の下流側の現像ローラ３４の外周面と対向する位置に配置されて該外周面と当接し、その当接領域に搬送される現像に使用されずに現像ローラ３４の外周面に残る帯電状態のトナーを除電するように構成されている。
【００２６】
規制ローラ４２は、現像ローラ３４の回転中心線と平行な回転中心線を有する金属の軸棒からなり、現像ローラ３４の外周面上のトナーと供給ローラ３６の外周面上のトナーに対してその量を規制しつつ帯電するように構成されている。
【００２７】
具体的には、規制ローラ４２は、その外周面が供給ローラ３６の回転方向に関して供給領域の上流側で供給ローラ３６の外周面と接触するとともに、現像ローラ３４の回転方向に関して供給領域の下流側で現像ローラ３４の外周面と接触するようにハウジング３０に配置されている。
【００２８】
規制ローラ４２は、回転する供給ローラ３６の外周面に担持されて供給ローラ３６との接触領域に移動してくるトナーを量に関して規制する。しかしながら、規制ローラ４２は、この接触領域を通過するトナーの量が略一定になるように規制するように供給ローラ３６に大きい接触圧で接触していない。言い換えると、規制ローラ４２は、小さい接触圧で供給ローラ３６に接触し、現像ローラ３４に過剰なトナーが供給されない程度にトナー量を概ね一定に規制するようにしてある。
【００２９】
これに対し、規制ローラ４２は、回転する現像ローラ３６の外周面に担持されて現像ローラ３４との接触領域に移動してくるトナーを、過剰分を取り除いた良好な現像に必要な量に規制する。そのため、現像ローラ３６と規制ローラ４２の間の接触圧は供給ローラ３６と規制ローラ４２の間の接触圧に比べて大きくなる。しかしながら、現像ローラ３６に担持されているトナーが受けるストレスは、供給ローラ３６から現像ローラ３４に過剰に供給されないため、過剰に供給される場合に比べて小さい（参考として説明すると、現像ローラに過剰にトナーが供給される場合、現像ローラと規制ローラの間の接触圧を大きくして規制しなければならず、そのため、トナーが受けるストレスがトナーの性能劣化を生じさせるほど大きくなることがある。）。
【００３０】
言い換えると、規制ローラ４２は、供給ローラ３６との接触領域と現像ローラ３４との接触領域の２箇所で、すなわち２段階に分けてトナー量を規制することにより、トナーを性能劣化させることなく良好な現像に必要な量に規制している。
【００３１】
また、規制ローラ４２は、現像ローラ３４と供給ローラ３６の外周面上のトナーを摩擦帯電するために、回転可能にハウジング３０に支持されるとともに、電圧印加手段（図示せず）によって所定の電圧が印加されている。規制ローラ４２は、自由に回転するように支持される、またはモータなどの回転駆動手段（図示せず）によって回転されるいずれでもよく、また、回転方向も現像ローラ３４の回転方向と同一方向または逆方向いずれでもよい。規制ローラ４２に印加される電圧は、トナーが静電的に現像ローラ３４や供給ローラ３６から規制ローラ４２に静電的に移動しないような電圧に設定される。例えば、負極性に帯電するトナーが使用される場合、現像ローラや供給ローラに印加されている電圧に対して−１０〜−３００ボルト低い電圧が規制ローラ４２に印加される。
【００３２】
言い換えると、規制ローラ４２は、供給ローラ３６との接触領域と現像ローラ３４との接触領域の２箇所で、すなわち２段階に分けてトナーが良好な現像に必要な帯電量で帯電するようにトナーに対して摩擦帯電を実行する。
【００３３】
スクレーパ４４は、規制ローラ４２の外周面に付着したトナーを掻き取り貯蔵部３２内に戻すように構成されている。
【００３４】
このような構成によれば、貯蔵部３２内のトナーは、搬送機構３８によって供給ローラ３６の周辺に送られて供給ローラ３６の外周面に担持される。供給ローラ３６の外周面に担持されたトナーは、供給ローラ３６の回転により供給ローラ３６と規制ローラ４２との接触領域に搬送され、そこで１段階目として量に関して規制されつつ帯電される。量に関して規制されるともに帯電されたトナーは、供給ローラ３６の回転により供給ローラ３６と現像ローラ３４との接触領域に搬送され、そこで供給ローラ３６の外周面から現像ローラ３４の外周面に供給される。現像ローラ３４に供給されたトナーは、現像ローラ３４の回転により、現像ローラ３４と規制ローラ４２との接触領域に搬送され、そこで２段階目として量に関して規制されつつ帯電される。２段階に分けて量に関して規制されつつ帯電されたトナーは、現像ローラ３４の回転により現像領域に搬送され、そこで感光体１２に静電的に移動して静電潜像を現像する。静電潜像が現像されてなる現像画像は、感光体１２の回転により転写領域に搬送され、そこで記録シートＳに転写される。そして、転写された画像は、定着器２２によって記録シートＳに定着される。
【００３５】
本実施形態によれば、トナーは供給ローラに担持されている間にその量を規制されつつ帯電される。供給ローラが帯電状態のトナーを現像ローラに供給するため、現像ローラに担持されているトナーに対する帯電時間が短くても、トナーを供給ローラに担持されている間に十分に帯電することができる。また、供給ローラから量が規制されて概ね一定量のトナーが現像ローラに供給されるため、規制ローラの規制により現像ローラに担持されているトナーが受けるストレスを小さくでき、それによりトナーの性能が劣化することが抑制される。その結果、トナーかぶりの発生や画像形成装置内におけるトナーの飛散が抑制される。
【００３６】
（第２の実施形態）
本実施形態が上述の実施形態と異なる点は、規制ローラの外周面が現像ローラの外周面に接触していないことである。本実施形態について、異なる点を中心に説明する。
【００３７】
図３は、本実施形態の現像装置の構成を示す図である。図において符号１１８で示される現像装置の規制ローラ１４２は、その外周面が供給ローラ１３６の回転方向に関して供給領域の上流側で供給ローラ１３６の外周面と接触するとともに、現像ローラ１３４の回転方向に関して供給領域の下流側で現像ローラ１３４の外周面と一定の距離をあけて対向するようにハウジング１３０に配置されている。
【００３８】
規制ローラ１４２は、供給ローラ１３６との接触領域において、供給ローラ１３６の回転により搬送されてくるトナーを量に関して規制しつつ良好な画像に必要な帯電量に帯電する。規制ローラ１４２は、上述の規制ローラ４２が供給ローラ３６と現像ローラ３４それぞれとの接触領域において帯電する、すなわち２段階でトナーを良好な現像に必要な帯電量に摩擦帯電するのに対して、１回でトナーを良好な現像に必要な帯電量に摩擦帯電する。これは、規制ローラ１４２と現像ローラ１３４が接触していないためである。
【００３９】
また、現像ローラ１３４には所定の交流電圧が印加されるとともに、規制ローラ１４２には所定の直流電圧が印加されている。これにより、現像ローラ１３４と規制ローラ１４２の間に所定の交流電界が形成されている。さらに、供給ローラ１３６には、現像ローラ１３４との間の電位差が略一定になるような交流電圧が印加されている。
【００４０】
現像ローラ１３４と規制ローラ１４２の間の所定の交流電界により、現像ローラ１３４の外周面上の帯電されたトナーが、現像ローラ１３４と規制ローラ１４２の間を静電的に往復移動し、均一な厚さのトナー層が現像ローラ１３４の外周面上に形成される。また、現像ローラ１３４の外周面上のトナーの一部が規制ローラ１４２に担持され、規制ローラ１４２と現像ローラ１３４の間の対向領域でトナーの量が良好な現像に必要な量に規制される。規制ローラ１４２に担持されたトナーは、スクレーパ１４４によって貯蔵部１３２内に戻される。これにより、トナーが受けるストレスは、規制ローラ１４２と供給ローラ１３６の間の接触圧によるストレスだけになる。
【００４１】
なお、上述の実施形態の現像ローラは金属の軸棒で構成される規制ローラと接触しているために金属の軸棒のみで構成するのは無理だが（短絡するために無理だが）、本実施形態においては、規制ローラと接触していないため、現像ローラを金属の軸棒のみで構成することができる。この利点は、現像ローラの外周面が弾性層ではなく金属からなるため、その外周面を高精度に形成することが可能になることである。高精度に形成された現像ローラの外周面と規制ローラの外周面との間で、回転中心線方向に関してトナーが均等に量に関して規制される。
【００４２】
また、規制ローラに印加される電圧は、直流電圧でなくてもよく交流電圧であってもよい。しかしながら、現像ローラに担持されているトナーの一部が規制ローラに静電的に移動するような交流電圧を印加する必要がある。
【００４３】
本実施形態によれば、トナーは供給ローラに担持されている間にその量を規制されつつ帯電される。供給ローラが帯電状態のトナーを現像ローラに供給するため、現像ローラに担持されているトナーを帯電する必要がなくなる。また、現像ローラと規制ローラの間の電界によってトナーの量が規制されるため、現像ローラに担持されているトナーはストレスを受けず、それによりトナーの性能が劣化することが抑制される。その結果、かぶりの発生や画像形成装置内におけるトナーの飛散が抑制される
【００４４】
以上、２つの実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されない。
【００４５】
上述の２つの実施形態は単色のトナーを使用するモノクロ画像形成装置であったが、本発明は、各色について現像装置を有するタンデム方式のフルカラー画像形成装置にも実施可能である。
【００４６】
また、供給ローラは、発泡弾性層に代わってゴムなどの弾性層が金属の軸棒周りに形成された構造であってもよい。さらに、供給ローラは、トナーの担持量を大きくするために、その外周面に溝や凹凸を形成してもよい。
【００４７】
さらに、第１の実施形態においては、ゴムなどの弾性層が金属の軸棒周りに形成された構造の現像ローラと金属の軸棒のみで構成される規制ローラであったが、金属の軸棒のみで構成される現像ローラとゴムなどの弾性層が金属の軸棒周りに形成された構造の規制ローラであってもよい。現像ローラと規制ローラは接触しているので、少なくとも一方の外周が電気抵抗として機能する材料の層から構成されればよい。
【００４８】
さらにまた、供給ローラ、現像ローラ、規制ローラに印加される電圧は、常に一定でなくてもよく、例えば、非画像形成時（静電潜像が感光体に形成されない時）、供給ローラから現像ローラへのトナーの静電的な移動を抑制するために、現像ローラと供給ローラそれぞれに印加する電圧を変えて両者の間に形成される電界を小さくしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】第１の実施形態に掛かる現像装置の構成を概略的に示す図である。
【図３】第２の実施形態に掛かる現像装置の構成を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１８：現像装置
３４：現像剤担持体（現像ローラ）
３６：現像剤供給体（供給ローラ）
４２：規制部材（規制ローラ）
【図１】
2007206114.tif 000003
【図２】
2007206114.tif 000004
【図３】
2007206114.tif 000005