(57)【要約】【課題】現像装置を小型化しながらも残留トナーを確実に回収することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】静電画像が形成される感光ドラム１０と、感光ドラム１０上にトナー画像を形成させる現像ローラ２３と、現像ローラ２３の表面と接触しながら現像ローラ２３と連動して回転し、現像ローラ２３の表面へトナーを供給すると共に、トナー画像の形成に寄与しない残留トナーを現像ローラ２３の表面から除去させる供給ローラ２４と、を備えた画像形成装置１であって、供給ローラ２４の表面を現像ローラ２３の表面に対して押圧するための押圧機構と、押圧機構による押圧力を調整可能な押圧力調整機構３０と、を備えた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電画像が形成される像担持体と、前記像担持体上にトナー画像を形成させる現像剤担持体と、前記現像剤担持体の表面と接触しながら現像剤担持体と連動して回転し、現像剤担持体の表面へ現像剤を供給すると共に、トナー画像の形成に寄与しない残留現像剤を前記現像剤担持体の表面から除去させる現像剤供給体と、を備えた画像形成装置であって、
前記現像剤供給体の表面を前記現像剤担持体の表面に対して押圧するための押圧機構と、
前記押圧機構による押圧力を調整可能な押圧力調整機構と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記押圧力を調整するタイミングを制御する押圧力調整制御部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記押圧力調整制御部は、トナー画像を形成する前、及び／又は、後に、前記押圧力が大きくなるように制御することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記押圧力調整機構は、前記現像剤供給体の回転軸を支持する回転軸支持体と、前記回転軸支持体に作用する付勢部材と、前記付勢部材による押圧力が大きくなるように作用する押圧力作用体と、前記回転軸支持体を前記現像剤担持体の回転軸の方向にガイドするガイド部材と、を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に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、静電画像が形成される像担持体と、前記像担持体上にトナー画像を形成させる現像剤担持体と、前記現像剤担持体の表面と接触しながら現像剤担持体と連動して回転し、現像剤担持体の表面へ現像剤を供給すると共に、トナー画像の形成に寄与しない残留現像剤を前記現像剤担持体の表面から除去させる現像剤供給体と、を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
かかる画像形成装置として、例えば、下記特許文献１，２に開示される現像装置が知られている。現像装置は、トナーを収容し、感光ドラム（像担持体）の外周面上の静電画像を可視化させる。トナーの供給手段としての供給ローラ（現像剤供給体）、現像手段としての現像ローラ（現像剤担持体）が設けられている。現像ローラの表面は、供給ローラの表面と常時接触するように配置されており、かつ、接触点において、互いの速度ベクトルが逆になるように夫々のローラが駆動される。
【０００３】
供給ローラから現像ローラの表面に移動したトナーは、感光ドラムの画像形成部分に付着するが、画像形成に寄与しない残りのトナー（残留トナー）は、現像ローラの表面に載せられたまま戻ってくる。残留トナーが現像ローラと供給ローラの接触点に戻ってくると、掻き落されるように回収される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２１８５８１号公報
【特許文献２】特開２０１０−１６４７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、残留トナーはすべてが回収されず、一部は、そのまま現像ローラの表面に載ったまま、新たに供給されるトナーと混合した状態で再び感光ドラムの方向に供給される。新たに供給されるトナーは充分に帯電されているが、残留トナーは劣化した状態であり、両者の間には帯電量に差が生じている。このように帯電量が均一ではないトナーで画像形成を行った場合、画像の濃度ムラやかぶりを生じるという課題がある。
【０００６】
かかる課題を解決するため、前述の特許文献１では、残留トナー除去ローラや現像ローラに接触するスクレーパを設けている。しかし、残留トナー除去ローラやスクレーパを設けると、装置の小型化という要請に応えることが難しい。
【０００７】
一方、残留トナー除去ローラやスクレーパを単に設けないというだけでは、次のような課題が存在する。すなわち、供給ローラの表面は現像ローラの表面に押圧された状態で回転駆動されるが、供給ローラの表面はスポンジのような材質で形成されており、長期間使用しているうちに、表面が摩耗してくる。そのため、残留トナーを掻き落す機能も低下していくため、画像形成に対して悪影響を与える傾向が強くなっていく。
【０００８】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、現像装置を小型化しながらも残留トナーを確実に回収することが可能な画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため本発明に係る画像形成装置は、
静電画像が形成される像担持体と、前記像担持体上にトナー画像を形成させる現像剤担持体と、前記現像剤担持体の表面と接触しながら現像剤担持体と連動して回転し、現像剤担持体の表面へ現像剤を供給すると共に、トナー画像の形成に寄与しない残留現像剤を前記現像剤担持体の表面から除去させる現像剤供給体と、を備えた画像形成装置であって、
前記現像剤供給体の表面を前記現像剤担持体の表面に対して押圧するための押圧機構と、
前記押圧機構による押圧力を調整可能な押圧力調整機構と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
この構成による画像形成装置の作用および効果は次のとおりである。像担持体上にトナー画像を形成するため、現像剤供給体により現像剤担持体に現像剤が供給される。トナー画像の形成に寄与しない現像剤は現像剤供給体と現像剤担持体の接触点に戻ってきて、現像剤担持体の表面から除去される。このとき、現像剤供給体の表面を現像剤担持体の表面に押圧しているが、その押圧力を調整できるように構成している。現像剤供給体の表面が摩耗してくると、そのままでは上記押圧力が低下するが、押圧力を調整できるように構成しているので、所望の押圧力を維持することができる。従って、残留現像剤を確実に回収することができ、現像装置も小型化することができる。
【００１１】
本発明において、前記押圧力を調整するタイミングを制御する押圧力調整制御部を設けたことが好ましい。
【００１２】
押圧力を調整するタイミングを制御できるので、必要な時に押圧力をあげるなどの対応をすることができる。
【００１３】
本発明に係る前記押圧力調整制御部は、トナー画像を形成する前、及び／又は、後に、前記押圧力が大きくなるように制御することが好ましい。
【００１４】
トナー画像の形成時に押圧力をあげると、画像形成に影響を及ぼす可能性があるので、画像形成が行われない、前後において押圧力が大きくなるように設定することで、その時間に確実に残留トナーを回収させることができる。
【００１５】
本発明に係る前記押圧力調整機構は、前記現像剤供給体の回転軸を支持する回転軸支持体と、前記回転軸支持体に作用する付勢部材と、前記付勢部材による押圧力が大きくなるように作用する押圧力作用体と、前記回転軸支持体を前記現像剤担持体の回転軸の方向にガイドするガイド部材と、を備えていることが好ましい。
【００１６】
この構成によると、現像剤供給体の回転軸は固定されているのではなく、回転軸支持体に支持された状態で可動になっている。動く方向は、現像剤担持体の回転軸の方向となるようにガイド部材によりガイドされ、付勢部材により押圧力が付与される。これにより、簡素な構成で押圧力調整機構を構成することができ、装置の小型化にも貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】画像形成装置の内部構成を概念的に示す断面図
【図２】現像装置の構成を示す図であり、（ａ）は内部構造を示す断面図、（ｂ）は側面図である。
【図３】現像装置を上方から見た断面図
【図４】押圧力の調整を行う時の動作例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明に係る画像形成装置の好適な実施形態を図面を用いて説明する。図１に示す画像形成装置１は、電子写真方式の画像記録部を備えたプリンタを示しているが、これに画像読取部を付加して、複写装置、ファクシミリ装置、さらに、これらを組み合わせたいわゆる複合機として構成することもできる。図示の画像形成装置１は、下部に記録紙（普通紙）の供給部２、この供給部２の上部に電子写真方式の画像形成部７及び記録済み記録紙の排出部が設けられている。
【００１９】
＜画像形成装置の全体構成＞
供給部２には、記録紙が積層された状態で収容されており、ピックアップローラ３とリタードローラ４により、記録紙が１枚ずつ給紙される。給紙された記録紙は搬送路６に導入され、搬送ローラ対５により、更に下流側に送り込まれる。搬送路６上に画像形成部７が配置され、この画像形成部７により、記録紙にトナー画像を形成して定着部８へ送り出す。定着部８を構成するヒートローラ８ａと、プレスローラ８ｂによって、加熱及び加圧されて、記録紙上のトナー画像が定着される。そして、排出ローラ対９によって記録紙が排出トレイ１０に排出されて、記録紙への画像形成処理が終了する。
【００２０】
次に画像形成部７について説明する。画像形成部７には、感光ドラム１０（像担持体に相当する）が設けられており、画像形成時には、反時計方向（矢印参照）に回転し、その回転方向に沿って、帯電器１１、露光器１２、現像装置２０、転写ローラ１３が配置される。感光ドラム１０の表面は、帯電器１１により帯電され、次いで露光器１２によって画像露光されることで、感光ドラム１０の表面に静電画像が形成される。次いで、現像装置２０により、静電画像をトナーにより可視化させ、転写ローラ１３と感光ドラム１０のニップ位置に記録紙が到達することにより、転写ローラ１３にバイアス電圧が印加され、感光ドラム１０の外表面上のトナー画像が記録紙に電気的に引き寄せられる。これにより、記録紙に画像形成される。
【００２１】
＜現像装置の構成＞
次に、現像装置２０の構成を説明する。図２は、現像装置の構成を示す図であり、（ａ）は内部構造を示す断面図、（ｂ）は側面図である。図３は、上方から見た断面図である。
【００２２】
現像装置２０は、ケーシング２１の内部には現像剤としての非磁性一成分トナー（以下、単にトナーと略す）が収容される。ケーシング２１内のトナー収容部２１ａにトナーが収容される。トナーを攪拌して摩擦帯電させるために攪拌部材２２が設けられている。
【００２３】
感光ドラム１０に隣接して現像ローラ２３が設けられ、現像ローラ２３の表面（外周面）と感光ドラム１０の表面とは、直接接触するか、わずかな隙間が形成された状態になるように配置される。現像ローラ２３の表面は好適にはゴム材料により形成される。また、現像ローラ２３の表面と接触点Ｐで接触するように供給ローラ２４が配置される。供給ローラ２４の表面は、好適にはスポンジ等の材料で形成される。
【００２４】
現像ローラ２３は、回転軸２３ａ周りに図の反時計方向に回転されるように駆動される。供給ローラ２４も、回転軸２４ａ周りに図の反時計方向に回転されるように駆動される。回転軸２３ａの位置は固定されているが、回転軸２４ａの位置は後述のように可動である。
【００２５】
現像ローラ２３の外表面に、可撓性を有するブレード２５を接触させている。ブレード２５の根元部分はケーシング２１に取り付けられている。ブレード２５の先端部分２５ａを外表面に当接させて、トナーの薄膜を形成させる。これにより、一定厚さの薄膜が形成された状態で、感光ドラム１０の方にトナーが送り込まれる。
【００２６】
現像ローラ２３と供給ローラ２４は、共に時計方向に回転されるので、接触点Ｐにおいては、互いの速度ベクトルが逆方向になる。攪拌部材２２で攪拌されて帯電されたトナーは、供給ローラ２４の上側の表面に載り、現像ローラ２３の方向に供給される。さらに接触点Ｐ近傍まで供給されたトナーは現像ローラ２４の上側の表面に乗り、ブレード２５により均一の薄膜にされた状態で、感光ドラム１０の方向へ送り込まれる。
【００２７】
画像形成が行われる時は、帯電されたトナーが感光ドラム１０の静電画像形成部分に移動することでトナー画像が形成される。トナー画像の形成に寄与しなかったトナー（残留トナー、残留現像剤）は、現像ローラ２３の回転に伴い、下側を経由して再び接触点Ｐの位置まで戻ってくる。この時、供給ローラ２４の周速は下方向に向いており、現像ローラ２３の表面に残留トナーは、供給ローラ２４により掻き落される。掻き落された残留トナーは、再び、トナー収容部２１ａにおいて攪拌されて所望の帯電状態にされる。
【００２８】
次に、押圧力調整機構３０の構成について説明する。供給ローラ２４は現像ローラ２３の表面に押圧力を作用させた状態で取り付ける必要がある。これにより、供給ローラ２４から現像ローラへのトナーの供給と、供給ローラ２４による残留トナーの掻き落し（回収）を確実に行うことができる。供給ローラ２４の現像ローラ２３に対する押圧力が弱いと、接触点Ｐに戻ってきた残留トナーが掻き落されずに、接触点Ｐを超えて、再び、感光ドラム１０の方向に向かう可能性がある。戻ってきた残留トナーは劣化した状態であり、その帯電量は、新たに供給されるトナーの帯電量よりも小さく、これら帯電量の異なるトナーが混在することにより、画像の濃度ムラやかぶりを生じるという課題がある。そこで、押圧力を調整できるようにして、常に所望の押圧力を付与できるようにしている。
【００２９】
特に、供給ローラ２４は表面がスポンジで形成されており、経時変化により摩耗して外径寸法が小さくなっていく。そうすると、所望の押圧力が付与されず残留トナーの掻き落しの機能を十分に発揮できなくなる。押圧力調整機構３０を設けることで、供給ローラ２４の表面が摩耗しても、所望の押圧力を付与し続けることができる。図３に示すように、押圧力調整機構３０及び押圧機構３０Ａは、現像装置２０の両側に設けられており、その構成は同じであるので、一方のみを説明する。
【００３０】
図２に示すように、供給ローラ２４の回転軸２４ａは、回転軸支持体３１に支持されている。また、回転軸支持体３１は、ガイド部材３２によりガイドされており、現像ローラ２３の回転軸２３ａの方向に向けてスライド移動可能に構成されている。具体的には、スライドする方向は、回転軸２３ａと回転軸２４ａを結んだ直線に平行な方向である。
【００３１】
押圧力増加ロッド３２（押圧力作用体に相当）が設けられており、ガイド部材３２に固定された軸受部材３３により支持されている。押圧力増加ロッド３２の先端には作用部３２ａが設けられている。作用部３２ａと回転軸支持体３１の間にコイルバネ３４（付勢部材に相当）が設けられており、これにより、供給ローラ２４を現像ローラ２３に対して押圧する。作用部３２ａは、コイルバネ３４により反力を受けているが、軸受部材３３が設けられているので、図２（ｂ）の位置よりも右方向へは移動できない。また、供給ローラ２４の表面は、現像ローラ２３の表面と常時当接しているので、その位置よりも左方向へは移動できない。
【００３２】
コントローラ４０は、画像形成部７の各部を制御するが、その主要な機能について説明する。画像形成制御部４０ａは、感光ドラム１０、帯電器１１、露光器１２、転写ローラ１３を制御し、所望のトナー画像が形成できるように各部の動作を制御する。ローラ駆動制御部４０ｂは、現像ローラ２３や供給ローラ２４の駆動を制御できるように、ローラ駆動部４１に対して制御を行う。ローラ駆動部４１は、モータ等のアクチュエータと、ギヤ等の駆動連結機構により構成される。図３には、その一部として、回転軸２３ａに結合されるギヤ４２ａと、回転軸２４ａに結合されるギヤ４２ｂが図示されている。
【００３３】
押圧力調整制御部４０ｃは、押圧力を調整するタイミングを制御する機能を有する。ロッド駆動部４２を制御し、押圧力増加ロッド３２を図２（ｂ）の矢印Ａ方向に駆動させる。これにより、押圧力増加ロッド３２の作用部３２ａがコイルバネ３４の端部を押圧するので、押圧力を増加させることができる。押圧力増加ロッド３２を駆動するためのアクチュエータは、モータ、ソレノイド等、適宜のものを用いることができる。
【００３４】
押圧力を増加させるタイミングは、次のようにして行う。押圧力の増加は、感光ドラム１０によるトナー画像の形成が行われる前か、終了した後に行うことが好ましい。画像形成前であれば、押圧力を増加した状態で、現像ローラ２３と供給ローラ２４を回転駆動する時間を確保し、所定の駆動時間が経過したのち、トナー画像の形成を行うように制御することができる。回転駆動する時間としては、現像ローラ２３が１〜３回転する程度の時間を確保すればよい。画像形成後についても同様である。
【００３５】
従って、トナー画像の形成時には、必要最小限の押圧力を現像ローラ２３の表面に対して付与し、それ以外の残留トナーを回収する時は、押圧力を増加させることで、確実に残留トナーの回収を行うことができる。
【００３６】
また、供給ローラ２４の外表面は摩耗により少しずつ劣化していくので、時間の経過に応じて押圧力を徐々に増加していくように制御することが好ましい。すなわち、作用部３２ａの位置（基準位置）を徐々に前方に移動していくように制御していくことが好ましい。経時変化に伴い、基準位置を移動させ、その位置を基準として、残留トナーを回収する動作を行う時の押圧力を増加させる制御を行う。あるいは、基準位置が変化させずに、押圧力を増加させるときの作用部３２ａの移動量を経時変化に伴い増加させるようにしてもよい。この場合、押圧力増加テーブルデータを予め記憶させておき、このテーブルに従って押圧力調整機構３０を制御するようにしてもよい。
【００３７】
＜押圧力の調整動作＞
次に、押圧力の調整を行う時の動作例を図４のフローチャートにより説明する。画像形成処理を開始により、記録紙が給紙部２から搬送路６へと送り出される（Ｓ１）。一方、感光ドラム１０の表面に、帯電器１１及び露光器１２により静電画像が形成される（Ｓ２）。現像装置２０によりトナーが供給され、トナー画像が形成される（Ｓ３）。感光ドラム１０のトナー画像は、転写ローラ１３と感光ドラム１０の協働により記録紙表面に転写される（Ｓ４）。
【００３８】
トナー画像の転写が終了した後（Ｓ５）、コントローラ４０は押圧力増加ロッド３２を前進させる（Ｓ６）。これにより、作用部３２ａによりコイルバネ３４を圧縮方向に作用させ、押圧力が増加する。この状態で、現像ローラ２３及び供給ローラ２４を所定量、例えば、１回転〜３回転駆動する（Ｓ７）。所定量の回転が終了した後、ローラの回転を停止する（Ｓ８）。そして、コントローラ４０により押圧力増加ロッド３２を元の位置に復帰させる（Ｓ９）。
【００３９】
以上のような構成による画像形成装置においては、残留トナーを回収するための残留トナー除去ローラやスクレーパは必要なく、押圧力を調整することで、残留トナーを現像ローラの表面から掻き落し、回収することができる。従って、現像装置の小型化を実現することができる。
【００４０】
＜別実施形態＞
押圧力調整機構の具体的な構成は、図示の構成に限定されるものではない。例えば、回転軸支持体３１をスライドさせる機構としてカム面により行うように構成してもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１        画像形成装置
１０      感光ドラム
２０      現像装置
２３      現像ローラ
２３ａ    回転軸
２４      供給ローラ
２４ａ    回転軸
３０      押圧力調整機構
３０Ａ    押圧機構
３１      回転軸支持体
３２      押圧力増加ロッド
３２ａ    作用部
３４      コイルバネ
４０      コントローラ
４０ｃ    押圧力調整制御部
Ｐ        接触点
【図１】
2012103368.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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