(57)【要約】【課題】劣化トナーと新トナーとの混合がなされる現像装置を有するものであっても，適切にトナーの帯電特性の調整が可能な現像装置およびそれを用いた画像形成装置を提供すること。【解決手段】本発明の現像装置２４は，感光体２１の潜像を１成分トナーで現像するものであって，現像に供するトナーを収容するトナー収容部３３と，トナー収容部３３へ補給するトナーを貯蔵するトナーホッパ３９と，収容されているトナーを表面に担持して感光体２１に供給する現像ローラ３１と，現像ローラ３１上における現像位置より上流の位置に担持されているトナーに電界を印加してトナーの荷電を調整する荷電部材３５と，荷電部材３５と現像ローラ３１との間に電圧を印加するとともに，その電圧の絶対値を，トナーホッパ３９からトナー収容部３３へのトナー補給後所定時間内には他の時間より大きくする制御部４４を有する。【選択図】            図１
2007017866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１成分現像装置において，
現像に供するトナーを収容するトナー収容部と，
前記トナー収容部へ補給するトナーを貯蔵するトナーホッパと，
前記収容されているトナーを表面に担持して像担持体に供給する現像ローラと，
前記現像ローラ上における現像位置より上流の位置に担持されているトナーに電界を印加してトナーの荷電を調整する荷電部材と，
前記荷電部材と前記現像ローラとの間に電圧を印加するとともに，その電圧の絶対値を，前記トナーホッパから前記トナー収容部へのトナー補給後所定時間内には他の時間より大きくする電圧調整部を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において，
前記荷電部材を前記現像ローラに押し付ける押し付け部材を有することを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１に記載の現像装置において，
前記荷電部材は，前記現像ローラに接触する状態と接触しない状態との間で可動であることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の現像装置において，
前記荷電部材を，前記トナーホッパから前記トナー収容部へのトナー補給後所定時間内のみ前記現像ローラに接触させ，それ以外の時には前記現像ローラから離隔させる荷電部材駆動部を有することを特徴とする現像装置。
【請求項５】
像担持体と，像担持体の潜像を１成分トナー（以下，単に「トナー」という）で現像する現像装置とを有し，像担持体上に形成されたトナー像を媒体に転写して画像を形成する画像形成装置において，
現像に供するトナーを収容するトナー収容部と，
前記トナー収容部へ補給するトナーを貯蔵するトナーホッパと，
前記収容されているトナーを表面に担持して像担持体に供給する現像ローラと，
前記現像ローラ上における現像位置より上流の位置に担持されているトナーに電界を印加してトナーの荷電を調整する荷電部材と，
前記荷電部材と前記現像ローラとの間に電圧を印加するとともに，その電圧の絶対値を，前記トナーホッパから前記トナー収容部へのトナー補給後所定時間内には他の時間より大きくする電圧調整部を有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，電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像装置およびそれを用いた画像形成装置に関する。さらに詳細には，１成分トナーによる現像装置およびそれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より，電子写真方式の画像形成装置では，像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像装置が用いられている。キャリアを使用しない１成分トナーによる現像装置では，一般に，トナー収容部とトナーを像担持体へと供給する現像剤担持体とを有している。また，現像剤担持体には，現像剤担持体に適切なトナー層を形成するためのトナー供給部材や層厚規制部材，現像残トナーを除電するための除電部材等が所定の条件で押し当てられている。そのため，現像剤担持体上のトナーには，これらの圧接箇所で，所定の圧力や電界による力が加えられる。
【０００３】
１成分トナーは，一般に樹脂と色材からなる母材の表面に，複数種の小粒径の外添剤が付着されている。このようなトナーに圧力や電界による力が加えられると，外添剤の離脱や母材への埋没，母材の割れ等によってトナーの帯電特性が変化する。このようになった劣化トナーは，背景部かぶり等の画像ノイズや装置内へのトナー飛散等の問題の原因となるおそれがある。そのため，例えば特許文献１に記載の画像形成装置では，現像剤担持体に接触する接触部材を設け，その接触部材に交番電圧をかけてトナーの帯電特性を調整している。
【０００４】
また近年，画像形成装置のさらなる小型化や高寿命化が求められている。そして，小型化手段の１つとして，イメージングユニットの小型化が挙げられる。例えば，新トナーを貯蔵するトナーホッパおよび補給機構を別配置とすることにより，トナー収容部を含む現像装置部分を極力小型化するものがある。このような画像形成装置では，トナー収容部内のトナーが規定量以下になると，補給機構が駆動され，トナーホッパからトナー収容部へ新しいトナーが補給される。
【特許文献１】特開２０００−９８７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら，上記のような補給機構を有する現像装置では，補給によって劣化したトナーに新しいトナーが混合される。このような状況においてトナー帯電特性が大きく変化してしまい，特許文献１に記載されている画像形成装置の接触部材のような荷電部材では帯電特性を調整しきれないおそれがある。特に，画像形成時以外での現像器駆動時間やバイアス印加時間が長い場合や，低印字比率での印字回数が多い場合，トナー劣化が大きく，あるいは，トナー収容部の容積が小さく，補給トナーのトナー収容部に存在するトナーに対する割合が大きくなると，トナー帯電特性の変化が大きく，トナー帯電特性の調整も難しいものとなるという問題点があった。
【０００６】
さらに，長寿命の仕様設定がなされている現像装置では，耐久に伴って現像剤担持体や荷電部材へのトナー固着が起こりがちである。現像剤担持体にトナーが固着すると画像ノイズの原因となり，荷電部材にトナーが固着すると荷電機能が低下するおそれがある。特に，劣化トナーの帯電量調整を強力に行うために荷電部材と現像剤担持体との電位差を大きくすると，このトナー固着が起きやすくなるという問題点があった。
【０００７】
本発明は，前記した従来の現像装置およびそれを用いた画像形成装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，劣化トナーと新トナーとの混合がなされる現像装置を有するものであっても，適切にトナーの帯電特性の調整が可能な現像装置およびそれを用いた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の現像装置は，１成分現像装置であって，現像に供するトナーを収容するトナー収容部と，トナー収容部へ補給するトナーを貯蔵するトナーホッパと，収容されているトナーを表面に担持して像担持体に供給する現像ローラと，現像ローラ上における現像位置より上流の位置に担持されているトナーに電界を印加してトナーの荷電を調整する荷電部材と，荷電部材と現像ローラとの間に電圧を印加するとともに，その電圧の絶対値を，トナーホッパからトナー収容部へのトナー補給後所定時間内には他の時間より大きくする電圧調整部を有するものである。
【０００９】
本発明の現像装置によれば，トナーはトナーホッパ内に貯蔵されて，トナー収容部へと補給される。トナー収容部内のトナーは，現像ローラの表面に担持されて像担持体へと供給される。この現像ローラ上のトナーは現像前に荷電部材によって荷電調整される。ここで，荷電部材と現像ローラとの間に印加されている電圧が，トナーホッパからトナー収容部へのトナー補給後所定時間内には大きくされるので，新トナーが劣化トナーに混合された後しばらくは積極的に荷電調整がなされている。一方，他の時間ではこの電圧が大きくされていないので，トナー固着等の問題は回避されている。従って，劣化トナーと新トナーとの混合がなされる現像装置を有するものであっても，適切にトナーの帯電特性の調整が可能な現像装置となっている。
【００１０】
さらに本発明では，荷電部材を現像ローラに押し付ける押し付け部材を有することが望ましい。
このようにすれば，押し付け部材で押し付けられている間は，荷電部材による現像ローラ上のトナーに対する荷電調整力が大きいものとなる。従って，さらに効果的に荷電調整することができる。
【００１１】
さらに本発明では，荷電部材は，現像ローラに接触する状態と接触しない状態との間で可動であることが望ましい。
このようにすれば，現像ローラに接触する状態である間は，荷電部材による現像ローラ上のトナーに対する荷電調整力が大きいものとなる。従って，さらに効果的に荷電調整することができる。
【００１２】
さらに本発明では，荷電部材を，トナーホッパからトナー収容部へのトナー補給後所定時間内のみ現像ローラに接触させ，それ以外の時には現像ローラから離隔させる荷電部材駆動部を有することが望ましい。
このようにすれば，トナーホッパからトナー収容部へのトナー補給後所定時間内のみ，荷電部材による荷電調整力が大きいものとされる。従って，さらに効果的に荷電調整することができる。
【００１３】
また，本発明は，像担持体と，像担持体の潜像を１成分トナー（以下，単に「トナー」という）で現像する現像装置とを有し，像担持体上に形成されたトナー像を媒体に転写して画像を形成する画像形成装置であって，現像に供するトナーを収容するトナー収容部と，トナー収容部へ補給するトナーを貯蔵するトナーホッパと，収容されているトナーを表面に担持して像担持体に供給する現像ローラと，現像ローラ上における現像位置より上流の位置に担持されているトナーに電界を印加してトナーの荷電を調整する荷電部材と，荷電部材と現像ローラとの間に電圧を印加するとともに，その電圧の絶対値を，トナーホッパからトナー収容部へのトナー補給後所定時間内には他の時間より大きくする電圧調整部を有する画像形成装置にも及ぶ。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の現像装置およびそれを用いた画像形成装置によれば，劣化トナーと新トナーとの混合がなされる現像装置を有するものであっても，適切にトナーの帯電特性の調整が可能となっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
「第１の形態」
以下，本発明を具体化した第１の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，いわゆるタンデム方式のカラープリンタに本発明を適用したものである。
【００１６】
本形態のカラープリンタ１は，図１に示すように，各色の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋが中間転写ベルト１１に沿って，並べられており，これらによって各色のトナー像が形成されて中間転写ベルト１１上に重ね合わされる。重ね合わされたトナー像は，２次転写装置１２によって記録紙に転写され，定着装置１３によって定着されてカラー画像が形成される。各色の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは，いずれも同様の装置であり，以下ではＹＭＣＫの添え字を省略して表記する。
【００１７】
画像形成部１０は，図１に示すように，感光体２１とその周囲に配置された帯電装置２２，露光装置２３，現像装置２４，１次転写装置２５，クリーニング装置２６を有している。感光体２１は，図中に矢印で示すように回転駆動され，帯電ローラ等の帯電装置２２によって一様に帯電される。帯電された感光体２１は，レーザやＬＥＤ等の露光装置２３によって露光され，静電潜像が形成される。形成された静電潜像は，現像装置２４において各色のトナーで現像され，１次転写装置２５によって中間転写ベルト１１に転写される。転写後も感光体２１に残ったトナーは，クリーニングブレード等のクリーニング装置２６によって掻き取られて回収される。
【００１８】
ここで，本形態の現像装置２４は，図１と図２に示すように，現像ローラ３１と供給ローラ３２とを有し，トナー収容部３３に収容されているトナーを感光体２１へ供給するものである。また，現像ローラ３１には，規制部材３４，荷電部材３５，除電部材３６がそれぞれ当接されている。規制部材３４は，現像ローラ３１上のトナー層が所定の厚さとなるように規制する。また，荷電部材３５は，現像ローラ３１上のトナーに電界を加えて荷電調整する。また，除電部材３６は，現像後も現像ローラ３１上に残った残留トナーを除電する。
【００１９】
さらに，トナー収容部３３には，図２に示すように，光学式のトナー残量検知手段３７が設けられ，トナー残量が所定量以下となると信号が送出される。また，トナー収容部３３には，トナー搬送路３８を介してトナーホッパ３９が接続されている。トナー搬送路３８中には，トナーホッパ３９内のトナーをトナー収容部３３へと搬送する搬送スクリュー４８が設けられている。また，搬送スクリュー４８には，補給モータ４９が接続され，トナー残量検知手段３７の出力を受けて補給モータ４９が駆動される。これにより，必要に応じて新しいトナーがトナー収容部３３に追加されるようになっている。
【００２０】
さらに，現像ローラ３１には，高圧電源４１が接続され，現像電圧が印加される。高圧電源４１は，制御部４２によって制御されている。また，荷電部材３５には，高圧電源４３が接続され，電圧が印加される。高圧電源４３は，制御部４４によって制御されている。また，荷電部材３５は，表面抵抗値１０Ｅ＋４〜１０Ｅ＋８（Ω）の導電性シートであり，板バネ４５によって現像ローラ３１に対して，軸方向に均一な力で押し当てられている。
【００２１】
ここで，本形態では，荷電部材３５に常時電圧を印加するわけではない。荷電部材３５と現像ローラ３１との電位差は，図３に示すように制御される。すなわち，トナー残量検知手段３７の信号を受けて補給モータが駆動されると，制御部４４は高圧電源４３を制御して，現像ローラ３１の電圧に対して約＋２００Ｖの電圧を３００秒間だけ印加する。あるいは，印字比率５％以下の印字が規定の枚数を超えて行われた後にも，同様に電圧が印加される。あるいは，画像形成時以外での現像装置２４の駆動時間やバイアス印加時間が長い場合も，同様に電圧を印加する。
【００２２】
ここで，高圧電源４１，４３によって印加される電圧は，直流電圧に限らず，交流電圧でも良い。交流電圧の場合は，電位差の実効値がトナー補給後の一定時間の間拡大されるように，印加電圧値を変更すればよい。さらには，荷電部材３５を現像ローラ３１に押し付ける方法として，板バネに限らず，発砲ウレタン材やゴムなどの弾性体材料を利用したり，金属棒による押し当てでもよい。さらに，導電性シートを金属板バネにコーティングすることにより一体的な荷電部材３５を形成してもよい。また，電圧を印加している時間も，３００秒間に限らず，トナー補給量等に応じて変更しても良い。
【００２３】
このようにすれば，トナー残量検知手段３７の信号によってトナーが補給された時には，制御部４４によって，高圧電源４３によって荷電部材３５に電圧が印加される。従って，劣化トナーに新トナーが混合されたときには，荷電部材３５によってトナーの電荷が積極的に調整されるので，トナー帯電特性の大きな変化を抑制することができる。その一方で，荷電部材３５には常時電圧が印加されているわけではないので，荷電部材３５へのトナーの固着が進行することはない。
【００２４】
以上詳細に説明したように第１の形態のカラープリンタ１によれば，新トナーが補給されたときに限り荷電部材３５に電圧が印加されるので，劣化トナーと新トナーとの混合がなされる現像装置を有するものであっても，適切にトナーの帯電特性の調整が可能となっている。
【００２５】
「第２の形態」
以下，本発明を具体化した第２の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，現像装置の荷電部材を除いて第１の形態と同様であり，同じ部材については，同じ符号を付して説明を省略する。
【００２６】
本形態の現像装置５０の荷電部材５１は，図４に示すように，導電性シートのみで一体的に形成され，板バネを有していない。この導電性シートは例えば，表面抵抗値１０Ｅ＋４〜１０Ｅ＋８（Ω），厚み６０〜８０（μｍ），ヤング率が０．０４〜０．３×Ｅ＋１０（Ｐａ）ものを選択すると良い。また，荷電部材５１は電圧が印加されていない状態では図中に実線で示したように，現像ローラ３１からやや離れて保持されている。
【００２７】
本形態の荷電部材５１にも，第１の形態と同様に高圧電源４３が接続されており，図３と同様のタイミングで電圧が印加される。そして，荷電部材５１に電圧が印加されると，現像ローラ３１との間に電界が形成され，荷電部材５１は図中に破線で示したように現像ローラ３１に吸着される。従って，第１の形態と同様のタイミングで，トナーの電荷が積極的に調整される。
【００２８】
そして，荷電部材５１に印加されていた電圧が停止されると，荷電部材５１自身の弾性力により，図中に実線で示した元の位置に戻る。または，荷電部材５１に弱いバネ等を設けて，その付勢力で実線位置に戻るようにしても良い。
【００２９】
以上詳細に説明したように第２の形態の画像形成装置によれば，第１の形態と同様に，劣化トナーと新トナーとの混合がなされる現像装置を有するものであっても，適切にトナーの帯電特性の調整が可能となっている。
【００３０】
「第３の形態」
以下，本発明を具体化した第３の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，現像装置の荷電部材を除いて第１の形態と同様であり，同じ部材については，同じ符号を付して説明を省略する。
【００３１】
本形態の現像装置６０の荷電部材６１は，図５に示すように，第１の形態の荷電部材３５と同様の導電性シートによる荷電部材６１であり，板バネ６２等に取り付けられている。板バネ６２はソレノイド６３に接続され，荷電部材６１を現像ローラ３１に対して接離可能に保持している。また，荷電部材６１には高圧電源４３が接続されている。ここでは，高圧電源４３は特に制御されることなく，荷電部材６１が現像ローラ３１に対して約＋２００Ｖとなるように常時電圧が印加されている。
【００３２】
一方，ソレノイド６３には，制御部６４が接続され，図３と同様のタイミングで駆動される。すなわち，トナー残量検知手段３７の信号を受けて補給モータが駆動されると，制御部６４はソレノイド６３を制御して，図中に破線で示したように荷電部材６１を現像ローラ３１に押し付ける。あるいは，印字比率５％以下の印字が規定の枚数を超えて行われた後にも，同様に荷電部材６１を現像ローラ３１に押し付ける。従って，第１の形態と同様のタイミングで，トナーの電荷が積極的に調整される。
【００３３】
以上詳細に説明したように第３の形態の画像形成装置によれば，第１の形態と同様に，劣化トナーと新トナーとの混合がなされる現像装置を有するものであっても，適切にトナーの帯電特性の調整が可能となっている。
【００３４】
なお，本形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
例えば，画像形成装置１の各構成要素は，上記のものに限らず，それぞれの機能を実施できれば良い。例えば，感光体２１は，ローラに限らず，ベルト状の感光体でも良い。また，帯電装置２２は，ローラ帯電方式に限らず，コロナ放電方式の帯電チャージャ，ブレード，ブラシ，近接帯電部材等でも良い。また，クリーニング装置２６は，クリーニングブラシ，クリーニングローラ等でも良い。あるいは，クリーニング装置２６を有しない，クリーナレス方式であっても良い。また，定着装置１３は，定着ローラ方式の他に，定着ベルト方式，非接触式の定着方式等でもよい。また，２段階の転写方式に限らず，感光体から記録材へトナー像を転写する直接転写方式であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１の形態に係るカラープリンタの概略構成を示す断面図である。
【図２】第１の形態に係る現像装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】荷電部材に印加される電圧の例を示すタイムチャートである。
【図４】第２の形態に係る現像装置の概略構成を示す断面図である。
【図５】第３の形態に係る現像装置の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  カラープリンタ（画像形成装置）
２４，５０，６０  現像装置
３１  現像ローラ
３３  トナー収容部
３５，５１，６１  荷電部材
３９  トナーホッパ
４４  制御部（電圧調整部）
４５  板バネ（押し付け部材）
６３  ソレノイド（荷電部材駆動部）
【図１】
2007017866.tif 000003
【図２】
2007017866.tif 000004
【図３】
2007017866.tif 000005
【図４】
2007017866.tif 000006
【図５】
2007017866.tif 000007