(57)【要約】【課題】  研磨剤を含んだトナーを用いて潜像担持体上の静電潜像を現像するもので、トナーの帯電不良を抑制し、良好な現像を行うことができる現像装置、並びにこれを備えた作像ユニット及び画像形成装置を提供する。【解決手段】  少なくともトナーを含んだ現像剤を担持し潜像担持体である感光体１上の静電潜像にトナーを供給する現像剤担持体としての現像ローラ５と、現像ローラ５に供給する現像剤であるトナーを収容する現像剤収容部としてのトナー収容部７とを有する現像装置３０で、研磨剤１６を収容する研磨剤収容部１５を設け、現像装置３０の内部で研磨剤収容部１５内の研磨剤１６をトナー収容部７内のトナーに添加する。【選択図】  図２
2009025479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともトナーを含んだ現像剤を担持し潜像担持体上の静電潜像にトナーを供給する現像剤担持体と、
該現像剤担持体に供給する該現像剤を収容する現像剤収容部とを有する現像装置において、
研磨剤を収容する研磨剤収容部を設け、現像装置の内部で該研磨剤収容部内の該研磨剤を該現像剤収容部内の該現像剤に添加することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置において、
上記現像剤収容部内に収容される上記現像剤はトナーであ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の現像装置において、
廃トナーを収容する廃トナー収容部を上記現像剤収容部の上方に備え、
該現像剤収容部と該廃トナー収容部とはフレキシブルな仕切り部材によって遮蔽され、
該廃トナー収容部内のトナーの自重によって該仕切り部材が下方に変形することを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項３の現像装置において、
上記研磨剤収容部を上記仕切り部材の鉛直方向下部に配置し、該仕切り部材が下方に変形して該研磨剤収容部に接触することによって、該研磨剤収容部内の研磨剤が上記現像剤収容部内の現像剤に混入されることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４の現像装置において、
上記研磨剤収容部内の研磨剤の有無を検知する研磨剤センサを有することを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項５の現像装置において、
上記研磨剤センサの検知結果より研磨剤が無いと判断したときは現像装置が動作しないことを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項５または６の現像装置において、
上記研磨剤収容部内の研磨剤の有無を検知する研磨剤センサを有し、
上記研磨剤センサの検知結果より研磨剤が無いと判断したときは、該研磨剤収容部内に研磨剤が無いことを報知することを特徴とする現像装置。
【請求項８】
少なくとも潜像担持体と現像手段とを備える作像ユニットにおいて、
該現像手段として請求項１、２、３、４、５、６または７の現像装置を備えることを特徴とする作像ユニット。
【請求項９】
少なくとも潜像担持体と、
該潜像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、
該潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、
該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段とを有する画像形成装置において、
該現像手段として、請求項１、２、３、４、５、６または７に記載の現像装置を用い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、複写機、ファクシミリ、プリンタ等に用いられる現像装置、並びにこれを用いた作像ユニット及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成は、光導電現象を利用して潜像担持体上に静電的な電荷の像（静電潜像）を形成し、この静電潜像に着色した帯電微粒子（トナー）を静電力で付着させて可視像（トナー像）とする。
このような電子写真方式の画像形成装置において、潜像担持体である感光体上に形成されたトナー像は転写部で転写紙などの記録体や中間転写体に転写される。また、感光体表面には転写時に感光体表面に残留したトナーや異物を除去するためのクリーニング部材が当接されている。
しかしながら、感光体に付着する異物をクリーニング部材で除去できないことがある。例えば、トナーに添加している添加剤が感光体の微小な傷に埋め込まれ、徐々に大きく成長する所謂添加剤フィルミングや、感光体を一様に帯電するための帯電部材による放電生成物の付着物などがクリーニング部材では除去しきれない。
添加剤フィルミングや放電生成物の付着物などの異物は少量の内は出力画像への影響はほとんどないが、その量が多くなると出力画像に影響し異常画像の原因となる。具体的には、放電生成物が付着すると、装置内の水分を吸収し感光体表面が低抵抗化し、出力画像のエッジ部がボケしまう画像ボケなどの画像不良が生じるおそれがある。また、添加剤フィルミングが発生するとクリーニング不良となり、感光体のクリーニング不良に起因する地汚れなどの画像不良が発生するおそれがある。
【０００３】
このような問題を解決できる画像形成装置として、特許文献１及び特許文献２に記載の現像装置を備えるものがある。
特許文献１及び特許文献２に記載の現像装置では、研磨剤を含むトナーを用いて感光体上の静電潜像を現像して、記録体や転写材に転写する。現像するときにはトナーとともに研磨剤も感光体表面上に供給される。この現像装置を備える画像形成装置では、転写後の感光体表面にクリーニング部材が当接するクリーニングニップ部に転写残トナーを滞在させ、この転写残トナーに含まれる研磨剤によって感光体表面を研磨する。このように研磨剤によって感光体表面を研磨することにより、感光体上の添加剤フィルミングや放電生成物を感光体表面上から除去し、感光体上に異物が付着したままとなることに起因する画像不良の発生を防止することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３０１４号公報
【特許文献２】特開２００４−３４７６６２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、特許文献１及び特許文献２に記載の画像形成装置では、予め研磨剤を添加したトナーを現像装置に収容している。研磨剤はトナーの帯電性に影響を与えるおそれがあり、トナーに研磨剤を添加した状態での経過時間が長いほど、トナーの帯電性が変化しやすい。トナーの帯電性が変化すると、現像に使用するトナーが帯電不良となり、これに起因して現像時に地肌汚れなどの異常画像が発生する。
【０００６】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、研磨剤を含んだトナーを用いて潜像担持体上の静電潜像を現像するもので、トナーの帯電不良を抑制し、良好な現像を行うことができる現像装置、並びにこれを備えた作像ユニット及び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】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、少なくともトナーを含んだ現像剤を担持し潜像担持体上の静電潜像にトナーを供給する現像剤担持体と、該現像剤担持体に供給する該現像剤を収容する現像剤収容部とを有する現像装置において、研磨剤を収容する研磨剤収容部を設け、現像装置の内部で該研磨剤収容部内の該研磨剤を該現像剤収容部内の該現像剤に添加することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記現像剤収容部内に収容される上記現像剤はトナーであることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の現像装置において、廃トナーを収容する廃トナー収容部を上記現像剤収容部の上方に備え、該現像剤収容部と該廃トナー収容部とはフレキシブルな仕切り部材によって遮蔽され、該廃トナー収容部内のトナーの自重によって該仕切り部材が下方に変形することを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３の現像装置において、上記研磨剤収容部を上記仕切り部材の鉛直方向下部に配置し、該仕切り部材が下方に変形して該研磨剤収容部に接触することによって、該研磨剤収容部内の研磨剤が上記現像剤収容部内の現像剤に混入されることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３または４の現像装置において、上記研磨剤収容部内の研磨剤の有無を検知する研磨剤センサを有することを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の現像装置において、上記研磨剤センサの検知結果より研磨剤が無いと判断したときは現像装置が動作しないことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項５または６の現像装置において、上記研磨剤収容部内の研磨剤の有無を検知する研磨剤センサを有し、上記研磨剤センサの検知結果より研磨剤が無いと判断したときは、該研磨剤収容部内に研磨剤が無いことを報知することを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、少なくとも潜像担持体と現像手段とを備える作像ユニットにおいて、該現像手段として請求項１、２、３、４、５、６または７の現像装置を備えることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、少なくとも潜像担持体と、該潜像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、該潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段とを有する画像形成装置において、該現像手段として、請求項１、２、３、４、５、６または７に記載の現像装置を用いることを特徴とするものである。
【０００８】
上記請求項１乃至９の発明においては、現像装置の内部で研磨剤収容部内の研磨剤を現像剤収容部内のトナーを含んだ現像剤に添加することにより、研磨剤が予め添加されたトナーを用いるものに比べて、トナーに研磨剤を添加した状態での経過時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１乃至９の発明によれば、トナーに研磨剤を添加した状態での経過時間を短縮することにより、トナーの帯電性に対する研磨剤の影響を軽減してトナーが帯電不良となることを抑制することで、良好な現像を行うことができるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
〔実施形態１〕
以下、本発明を画像形成装置であるプリンタ２００に適用した一つ目の実施形態（以下、実施形態１と呼ぶ）について説明する。
図１は実施形態１に係るプリンタ２００全体の概略構成を示す説明図である。
また、図２は、プリンタ２００が備える作像ユニット１００の概略構成図である。
【００１１】
作像ユニット１００は、図２中矢印Ａ方向に回転する潜像担持体としてのドラム状の感光体１を備えている。感光体１は、アルミニウム基体の外周面に有機感光体からなる感光層を形成したものを用い、そのドラム表層がポリカーボネート製のものである。感光体１の周囲には、帯電装置２、露光装置１０１、現像装置３０、転写装置４０、クリーニング装置１３０及び除電ランプ２３が順に配置されている。
感光体１の上方には、感光体１の表面を一様に帯電する帯電手段としての帯電装置２、帯電された感光体１の表面にレーザ光Ｌで静電潜像を形成する潜像形成手段としての露光装置１０１が配置されている。
【００１２】
また、感光体１の図１中右側には、感光体１の表面上に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像を行う現像手段としての現像装置３０が配置されている。
また、感光体１の下方には、感光体１上のトナー像を給紙カセット２２から搬送された転写紙Ｐに転写ローラ４３で転写する転写手段としての転写装置４０が設けられている。また、感光体１の図１中左側には、転写後に感光体１上に残った転写残トナーを除去する潜像担持体クリーニング手段としてのクリーニング装置１３０、及び、感光体１上の残留電位を除去する除電ランプ２３が設けられている。
【００１３】
感光体１は、帯電装置２によってその表面が一様帯電された後、不図示の露光装置が画像情報に基づいて照射するレーザ光Ｌによって画像情報に基づいた静電潜像が形成される。静電潜像が形成された感光体１の表面は、現像装置３０によって静電潜像にトナーが供給され、トナー像が形成される。現像装置３０ではキャリアを含有しないトナーのみからなる一成分現像剤を用いている。
【００１４】
転写装置４０の下方には、記録材としての転写紙Ｐを複数枚重ねて収容する給紙カセット２２が配設されている。この給紙カセット２２は、一番上の転写紙Ｐに押し当てている分離ローラ２５及び給紙ローラ２１を所定のタイミングで回転駆動させ、その転写紙Ｐを給紙搬送路２４に給紙する。給紙搬送路２４内では、送り出された転写紙Ｐが搬送ローラ対２０を経た後、レジストローラ対３１のローラ間に挟まれて止まる。レジストローラ対３１は、挟み込んだ転写紙Ｐを、上述のようにして感光体１上に形成されたトナー像に重ね合わせ得るタイミングで転写ローラ４３と感光体１との間の転写ニップに向けて送り出す。これにより、感光体１上のトナー像と、レジストローラ対３１によって送り出された転写紙Ｐとが転写ニップで同期して密着する。そして、感光体１上のトナー像は、転写バイアスの作用を受けて転写紙Ｐ上に静電転写される。
【００１５】
転写ローラ４３には、紙搬送ベルト４１が巻き付いている。紙搬送ベルト４１は、転写ローラ４３と駆動ローラ４２とに張架されており、図中反時計回りに無端移動する。また、紙搬送ベルト４１の図中左側方には、定着手段としての定着装置５０、排紙ローラ対６０が設けられている。トナー像が静電転写された転写紙Ｐは、紙搬送ベルト４１の無端移動により定着装置５０へ送られる。定着装置５０内に入った転写紙Ｐは、加熱処理及び加圧処理が施される。これにより、トナーが圧力を受けながら熱溶融して転写紙Ｐにトナー像が定着する。そして、転写紙Ｐは定着装置５０内から排紙ローラ対６０を経て機外へと排出される。
【００１６】
転写されずに感光体１上に残った転写残トナーはクリーニング装置１３０によって回収される。転写残トナーをクリーニング装置１３０によって除去された感光体１の表面は除電ランプ２３で初期化され、次回の画像形成プロセスに供される。また、紙搬送ベルト４１上に転移してしまった不要なトナーは、ベルトクリーニング装置４４によって紙搬送ベルト４１上から除去される。
【００１７】
作像ユニット１００は、感光体１、現像装置３０、帯電装置２、クリーニング装置１３０を一体に支持した構造体からなるプロセスカートリッジとなっている。作像ユニット１００はプロセスカートリッジとしてプリンタ２００本体に対して着脱自在となっている。よって、作像ユニット１００内に収容された部品に寿命が到来したり、メンテナンスが必要になったりしたときには、その作像ユニット１００のプロセスカートリッジを交換すればよく、利便性が向上する。
また、作像ユニット１００としてはプロセスカートリッジを形成するものに限らず、各部材がそれぞれ単独でプリンタ２００から着脱可能なものや、複数の部材を一つのユニットとしてプリンタ２００から着脱可能なものであってもよい。
【００１８】
次に、作像ユニット１００について説明する。
図２に示すように、作像ユニット１００が備える現像装置３０の現像部３には、現像剤担持体としての現像ローラ５と、現像ローラ５にトナーを供給するトナー供給ローラ６とを備えている。現像部３の上部から現像部３の上方にかけて現像剤収容部であるトナー収容部７が配置されている。またトナー収容部７の上方には廃トナー収容部８を備えている。廃トナー収容部８は、クリーニング装置１３０によって感光体１上から除去され、廃トナー回収搬送部材である廃トナー搬送部材１２によって搬送されてきた廃トナーを回収し、保持する廃トナー回収保持スペースである。さらに、トナー収容部７内には、内部のトナーを攪拌、搬送するための回転する第一攪拌部材９および第二攪拌部材１０が配置されている。なお、現像装置３０ではトナー収容部７にはあらかじめ一定量のトナーが充填された状態となっている。
【００１９】
トナー収容部７内のトナーは自重によって現像部３の下部に移動し、現像部３の下部に移動したトナーが回転するトナー供給ローラ６に供給され、トナー供給ローラ６によってトナーが現像ローラ５に供給され保持される。
トナー供給ローラ６により現像ローラ５に供給されたトナーは均一に薄層化する必要がある。そこで、現像装置３０では現像ローラ５表面上のトナーを均一に薄層化するために、薄層化ブレード１１が現像ローラ５の表面に接触配置されている。この薄層化ブレード１１は現像ローラ５の回転方向に対してカウンタ方向に接触する構成としている。また、場合によっては薄層化ブレード１１に電圧を印加し、薄層化を効率的に行うことも可能である。
【００２０】
均一にトナーが保持された現像ローラ５は回転することによって、トナーを感光体１と対向する現像領域へ搬送する。現像ローラ５には、図示していない現像バイアス電源から現像バイアスが印加される。これにより、現像領域において、現像ローラ５表面の電位と感光体１表面の静電潜像部分における電位との間に電位差が生じ、この電位差によって形成される現像電界の作用を受けて、帯電したトナーが静電潜像へ付着する。これにより、感光体１上の静電潜像が現像され、トナー像になる。
【００２１】
図２では、現像ローラ５は感光体１の回転方向（図１中の矢印Ａ方向）とは逆方向に回転しているが、特に逆方向に回転する必要はなく、同じ方向に回転させて現像することも可能である。また、薄層化ブレード１１の現像ローラ５の表面移動方向に対してカウンタ方向に接触しているが、トレーリング方向に接触するものであっても良い。
【００２２】
作像ユニット１００が備える帯電装置２は感光体１の表面を一様に帯電するものである。この帯電装置２は、帯電部材を感光体１の表面に接触、又は感光体１の表面と微小な空隙を空けて配置し、図示していない電源から帯電バイアスを印加することによって感光体１表面を所望の極性及び所望の電位に一様に帯電する。この帯電部材としては、弾性体からなる帯電ローラを用いることができる。帯電バイアスとしては、直流電圧を印加しても直流に交流電圧成分を重畳した電圧を用いてもよい。また、帯電部材を感光体１の表面と微小な空隙を空けて配置する場合においては、帯電部材の材質として弾性体ではなく表面が硬い樹脂を用いることも可能である。
【００２３】
作像ユニット１００画備えるクリーニング装置１３０は、転写されずに感光体１の表面に残留した転写残トナーを感光体１の表面から除去するものである。クリーニング装置１３０は、感光体１表面上の転写残トナーを掻き取って除去するクリーニング部材としてクリーニングブレード４を備えている。クリーニングブレード４はポリウレタンのブレード部材を金属支持体に貼り付けたものを用い、感光体１との当接方法は感光体１の回転方向（図２中の矢印Ａ方向）に対してカウンタ方向に接触させる。クリーニングブレード４に関しては感光体１表面からのトナー除去のみならず、記録材として紙を使用したときの紙粉、帯電装置２による帯電時の感光体１上で生じる放電により生成する放電生成物を除去する機能も備えている。さらに、トナーに添加されている添加剤などの不純物を感光体１表面から除去する機能も有している。
【００２４】
しかしながら、クリーニングブレード４のようなクリーニング部材だけでは、トナー以外の不純物（トナー添加剤や紙粉などの凝集体が感光体表面上に固着したものなど）は完全に除去することは困難である。
このため、現像装置３０では、トナーに研磨剤をトナーに混在させている。クリーニングブレード４と感光体１表面との接触ニップ部において研磨剤で感光体１を研磨して、トナー以外の不純物も感光体１表面上から除去する構成となっている。
【００２５】
図３は、作像ユニット１００が備え、図２では記載されていない廃トナー回収搬送部材１３と、作像ユニット１００の他の部材との位置関係を示した説明図である。
感光体１からクリーニング装置１３０によって除去されたトナーは、廃トナーとして廃トナー搬送部材１２によって作像ユニット１００の端部に搬送される。作像ユニット１００の端部に搬送された廃トナーを図３に示した廃トナー回収搬送部材１３によって、図３中矢印Ｂ方向に廃トナーを移動させ、廃トナー回収保持スペース部である廃トナー収容部８に搬送させる。
このとき回収した廃トナーは、再び現像するトナーとして使用しないで廃トナー収容部８に溜め込んだままとなる構成となっている。
【００２６】
現像装置３０では、トナー収容部７と廃トナー収容部８とはフレキシブルな材料からなる仕切り部材１４によって遮蔽されている。廃トナー収容部８の下面を形成する仕切り部材１４は、廃トナー収容部８内に廃トナーが搬送され、ある量のトナーが溜まると、トナーの重さで下方に変形するような材質によって構成されている。
仕切り部材１４の材料としては、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリウレタン樹脂などを薄く加工したものを使用することができる。
【００２７】
仕切り部材１４の鉛直方向下方のトナー収容部７内には研磨剤を収容する研磨剤収容部１５が配置されている。研磨剤収容部１５内部には研磨剤１６および研磨剤１６の有無を検知する研磨剤センサ１７が設置されている。
【００２８】
ここで、従来のトナー以外の不純物を除去する画像形成装置について説明する。
トナー以外の不純物が感光体に付着することによる問題を解決するために、従来、感光体を非作像時に回転し、クリーニング部材によりフィルミングを除去するモードを設定する画像形成装置がある。また、クリーニング部材以外に第二の除去部材を感光体ドラムに当接させ、感光体表面を研磨する画像形成装置がある。
特に、これらの動作時に研磨剤を感光体に付着させ、クリーニング部材と感光体ドラムのニップ部に滞在させ、感光体表面のフィルミング物質を研磨することで大幅に除去することが可能であることが知られている。このとき、研磨剤はあらかじめトナーに添加しておくことが多い。
特許文献１では、研磨粒子を含むトナーで現像し、転写後の感光体表面を弾性部材でクリーニングすることにより研磨することを提案している。
また、特許文献２では、トナーに含まれる研磨剤でアモルファスシリコン感光体表面を摺擦研磨するリフレッシュモードを備えた画像形成装置において、感光体表面に形成するトナー像の形成パターンを変化させることにより摺擦研磨用のトナー量を設定してクリーニングを行うようにした画像形成装置と提案している。更には、画像形成装置は温湿度検出手段を有し、温湿度検出手段によって検出された温湿度の信号に基づいて、トナー像の形成パターンを変化させることにより摺擦研磨用のトナー量を設定してクリーニングを行うようにした画像形成装置を提案している。
【００２９】
また、特開２００４−２７９９０２では、画像形成サイクルの非実行時に、感光体上に、研磨剤含有トナーを付着させ、感光体表面に付着したトナーを中間転写体上に一旦転写せしめ、次いで中間転写体表面から感光体上に当該トナーを逆転写し、逆転写された表面研磨用トナーにより、前記感光体の表面研磨を行うリフレッシュモードが実行されることを特徴とすることを提案している。
また、特開２００６−２９３２８６では、感光体表面の転写残トナーは、ほぼブラシローラと第一クリーニングブレードによって除去されるが、一度形成されてしまったメダカ状汚れが除去できないので、第一クリーニングブレードの下流側に第二クリーニングブレードを設ける。第二クリーニングブレードは、ポリウレタンゴムのような弾性体に研磨剤を分散させたものを用い、感光体ドラムを研磨することが提案されている。
【００３０】
しかしながら、上述した従来の画像形成装置のすべてあらかじめトナーに研磨剤を添加する構成となっている。研磨剤はトナーの帯電性に大きな影響を与えることが知られており、トナーの帯電不良による地肌汚れなどの異常画像の原因となることがある。また、第二の除去部材を用いると作像ユニットの小型化、低コスト化が不可能である。
【００３１】
次に、現像装置３０の特徴部について説明する。
現像装置３０では、現像装置３０の内部で研磨剤収容部１５内の研磨剤１６を現像剤収容部であるトナー収容部７内の現像剤としてのトナーに添加する。
現像装置３０の内部で研磨剤収容部１５内の研磨剤をトナー収容部７内のトナーに添加することにより、研磨剤１６が予め添加されたトナーを、現像装置３０に充填して用いるものに比べて、トナーに研磨剤１６を添加した状態での経過時間を短縮することができる。このため、トナーの帯電性に対する研磨剤１６の影響を軽減してトナーが帯電不良となることを抑制することで、良好な現像を行うことができる。そして、現像手段として現像装置３０を備える作像ユニット１００では良好なトナー像形成を行うことができる。また、現像手段として現像装置３０を備える画像形成装置としてのプリンタ２００は、良好な画像形成を行うことができる。
【００３２】
図４は、研磨剤１６がトナー収容部７に混入される仕組みの説明図である。
研磨剤収容部１５の図中左右方向両端の一方はトナー収容部７の側壁に固定し、逆側の端部は仕切りのないオープンな構成、あるいは下側に傾いた時に内部の研磨剤１６の重さによって開閉する蓋が設置されている。
上述したように、研磨剤収容部１５はフレキシブルな仕切り部材１４の鉛直方向下方の真下部に配置されている。したがって、廃トナー収容部８にトナーが徐々に蓄積されていくと、図４に示すように仕切り部材１４はフレキシブルな材質を用いているため下方に変形し、やがて研磨剤収容部１５と接触するようになる。研磨剤収容部１５の両端の一方はトナー収容部７の側壁に固定されているので、逆方向の端部が下がるように研磨剤収容部１５が傾いた状態となる。このような構成によって、研磨剤収容部１５内部の研磨剤１６が自重で下に落下するようになっている。
【００３３】
このような構成によって、廃トナー収容部８に蓄積されるトナーの量に従い、仕切り部材１４の変形量が大きくなり、研磨剤収容部１５の傾きも大きくなる。このため、研磨剤収容部１５内部の研磨剤１６が徐々にトナー収容部７内のトナーに混入され、第一攪拌部材９および第二攪拌部材１０によってトナーと攪拌される。
このような構成とすることで、トナーに混入された研磨剤１６がトナーの帯電性に与える影響が極力少なくなり、トナーの帯電不良などの問題が発生しない。
なお、研磨剤１６としては、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、チタン酸ストロンチウム、アルミナなどを用いることができる。
【００３４】
上述したように、現像装置３０では、トナー収容部７のトナーを用いて画像形成を行い、そのときに生じる廃トナーを回収し、回収した廃トナーの重みで研磨剤収容部１５内の研磨剤１６をトナー収容部７内に添加している。すなわち、トナー収容部７内のトナーを用いた画像形成を開始した後に、トナー収容部７内のトナーに研磨剤を添加している。
このように、現像装置３０では、トナー収容部７内のトナーを用いた画像形成を開始する前にはトナーに研磨剤が添加されないため、トナーに研磨剤１６を添加した状態での経過時間を短縮することができる。このため、トナーの帯電性に対する研磨剤１６の影響を軽減してトナーが帯電不良となることを抑制することで、良好な現像を行うことができる。
【００３５】
また、研磨剤収容部１５内部には研磨剤１６の有無を識別する研磨剤センサ１７が配置されている。
研磨剤センサ１７としては、光学的なセンサを用いて光の反射率から研磨剤１６の有無を判別するものや、研磨剤１６の静電容量を測定し、研磨剤１６の有無を判別するものを使用することができる。
図５は、研磨剤センサ１７の識別判断による作像ユニット１００の制御をフローチャートにしたものである。
作像ユニット１００を画像形成装置であるプリンタ２００本体にセットしたとき（Ｓ１）、プリンタ２００本体を稼動させ（Ｓ２）、研磨剤センサ１７によって研磨剤１６が研磨剤収容部１５内部にあるかどうかを検出する（Ｓ３）。研磨剤１６があると判断した場合（Ｓ４：ＹＥＳ）は、通常の動作を行いプリンタ２００は稼動する。逆に研磨剤１６がないと判断した場合は（Ｓ４：ＮＯ）、プリンタ２００は強制的に停止する（Ｓ６）。これにより、現像装置３０及び作像ユニット１００も停止する。
【００３６】
この研磨剤１６がないとした判断を作像ユニット１００の交換時期と判断させることも可能である。交換時期であることを報知することで交換時期であることを判断させる。上述したように研磨剤１６がないと判断したときにプリンタ２００を停止させるのは、研磨剤１６がない状態で画像形成を繰返すことにより、感光体１への不純物の付着が発生し、異常画像が発生することを未然に防ぐためである。
【００３７】
作像ユニット１００では、現像装置３０内のトナーに研磨剤１６をあらかじめ添加するのではなく、ある量の廃トナーが作像ユニット１００内に回収されたときに研磨剤をフレッシュなトナーに添加する、具体的には廃トナー収容部８に廃トナーが溜まり、その重さにより研磨剤１６がトナーに添加される機構を作像ユニット１００内に備える。このような機構によって、作像ユニット１００内でトナーに研磨剤１６を添加する構成としているので、研磨剤１６によるトナーの帯電性への影響を極力少なくすることができる。また、現像に用いられたトナーには研磨剤１６が添加されているので、感光体１のフィルミングを研磨して除去することで異常画像の出力を防止することができる。
【００３８】
作像ユニット１００は、現像ローラ５、トナー収容部７、研磨剤収容部１５及び廃トナー収容部８を備えた現像装置３０と帯電装置２とクリーニング装置１３０と感光体１とを有する。そして、研磨剤収容部１５内には研磨剤１６が充填されており、作像ユニット１００が有する現像装置３０内で研磨剤１６をトナー収容部７内のトナーに添加する。
上述したように、感光体１に、帯電時の放電生成物や紙粉やトナーの添加剤などが固着（フィルミング）すると異常画像の原因となる。そこで、トナーに研磨剤１６を添加することで、クリーニング装置１３０が備えるクリーニングブレード４と感光体１とのニップ部に研磨剤を滞留させ、感光体１表面の異物を研磨し除去することが可能である。しかしながら、トナーに研磨剤をあらかじめ添加した状態で長時間放置すると、トナーの帯電性が不安定となり異常画像の原因となる。
作像ユニット１００では、あらかじめ研磨剤１６をトナーに添加せず、作像ユニット１００が備える現像装置３０で研磨剤１６を徐々にトナーに添加する構成とすることでトナーの帯電不安定による異常画像を防止することができる。
【００３９】
作像ユニット１００が有する現像装置３０のトナー収容部７と、廃トナー収容部８とはフレキシブルな仕切り部材１４により隔壁されている。そして、廃トナー回収搬送部材１３によって廃トナー収容部８に搬送されてきたトナーの重さによって仕切り部材１４が下方に変形する。
トナー収容部７にはあらかじめトナーが満タン状態で充填されているが、画像を形成することによりトナーが消費されトナー収容部７にスペースが発生する。そこで、トナー収容部７と廃トナー収容部８とを仕切る仕切り部材１４をフレキシブルな部材とする。そして、廃トナー収容部８にトナーが溜まって仕切り部材１４が下側方向に変形することによって、トナー収容部７に発生したスペースを有効に活用することができる。これにより、廃トナー収容部８の省スペース化を図ることができ、現像装置３０及び作像ユニット１００の小型化を図ることができる。
【００４０】
現像装置３０では、仕切り部材１４の鉛直下方である真下部に研磨剤収容部１５を配置している。これにより、仕切り部材１４が下部に変形し接触することによって、研磨剤収容部１５内の研磨剤１６がトナーに混入される。これにより、研磨剤１６を添加するために、特別なモータや制御装置を用いることなく、簡易な構成で研磨剤１６をトナーに混入することができる。このため、トナー収容部７内のトナーに研磨剤１６を徐々に添加することができる現像装置３０のコストを大幅に低減させることができる。
【００４１】
作像ユニット１００では、現像装置３０が備える研磨剤収容部１５に研磨剤１６の有無を検知する研磨剤センサ１７を設置している。トナー内に研磨剤１６がないと、感光体１表面の異物を研磨し除去することができなくなる。そこで、研磨剤センサ１７によって研磨剤１６の有無を検知することで、研磨剤収容部１５内に研磨剤１６がある状態で画像形成させることが可能とる。これにより、研磨剤１６がないことに起因する感光体１表面の異物除去性能の低下防止による異常画像の発生を防止することができる。
【００４２】
作像ユニット１００では、研磨剤収容部１５内の研磨剤１６の有無を検知する研磨剤センサ１７により、研磨剤１６が無いと判断したときは作像ユニット１００が動作しない。研磨剤１６がないと感光体１表面の異物を研磨し除去することができなくなる。そこで、研磨剤センサ１７によって研磨剤１６の有無を検知し、研磨剤１６がないと判断したときに作像ユニット１００を動作させなくする。これにより、研磨剤１６がないことによる感光体１表面の異物除去性能の低下を防止することができ、これに起因する異常画像の発生を防止することができる。
【００４３】
また、プリンタ２００では、研磨剤収容部１５内の研磨剤センサ１７により、研磨剤１６が無いと判断したときは作像ユニット１００を交換する。研磨剤１６がないと感光体１表面の異物を研磨し除去することができなくなる。そこで、プリンタ２００では、研磨剤センサ１７によって研磨剤１６の有無を検知し、研磨剤１６がないと判断したときには作像ユニット１００の動作を停止し、作像ユニット１００を交換する。これにより、研磨剤１６がないことによる感光体１表面の異物除去性能の低下を防止することができ、これに起因する異常画像の発生を防止することができる。
【００４４】
実施形態１の現像装置３０では、廃トナー収容部８の廃トナーが増加することにより、廃トナーの重みによって研磨剤収容部１５内の研磨剤１６をトナー収容部７内のトナーに添加する機構である。研磨剤１６をトナー収容部７内トナーに添加する機構としてはこれに限るものではなく、研磨剤１６を添加するためモータを備え、制御部がこのモータの駆動を制御して研磨剤１６をトナーに添加するものであってもよい。このように、モータを用いて研磨剤１６を添加する構成であれば、トナー収容部７の上方に廃トナー収容部８を設ける必要が無いため、レイアウトの自由度が広がる。
【００４５】
また、モータを用いて研磨剤１６を添加する構成であれば、廃トナーの量に依存せず、任意のタイミングで研磨剤１６をトナー収容部７内のトナーに添加することができる。例えば、現像装置３０を備える作像ユニット１００をプリンタ２００にセットしたときに研磨剤１６の添加を開始しても良い。さらに、作像開始時や、所定枚数の画像形成が行われた後に研磨剤１６の添加を開始してもよい。
【００４６】
実施形態１の現像装置３０は、現像装置３０のケーシング内に設けられたトナー収容部７内に予めトナーを充填し、画像形成でトナーが消費されることによってトナー収容部７内のトナーの量が減少するものである。現像装置３０としては、現像ローラ５に供給するトナーを収容するトナー収容部７の他に、トナー収容部７に補給する補給用トナーを収容する補給用トナー収容部を備えるものであっても良い。補給用トナー収容部としては、現像装置３０のケーシングとともに作像ユニット１００としてプリンタ２００本体に対して着脱自在なものでも、作像ユニット１００とは別体でプリンタ２００本体に対して着脱自在なものでも良い。
補給用トナー収容部を備える現像装置３０では、研磨剤収容部１５内の研磨剤１６を添加する現像剤収容部は、現像装置３０のケーシング内のトナー収容部７であっても補給用トナー収容部であっても良い。しかし、現像装置３０のケーシング内のトナー収容部７に添加する構成の方が、トナーに研磨剤１６を添加した状態での経過時間を短縮することができる。
【００４７】
また、実施形態１の現像装置３０は、キャリアを含まずトナー及び添加剤のみからなる一成分現像剤を用いた一成分現像方式の現像装置である。現像装置３０のように現像装置内でトナーに研磨剤を添加する構成は、一成分現像方式の現像装置に限らず、二成分現像方式の現像装置にも適用可能である。二成分現像方式の現像装置の場合は、現像ローラに供給する現像剤を収容する現像剤収容部内のトナーとキャリアとを含有する現像剤に添加する。また、現像剤収容部内のトナー濃度が低下したときに現像剤収容部内の現像剤に補給する補給用トナーを収容する補給用トナー収容部を備える装置では、補給用トナー収容部内のトナーに研磨剤を添加しても良い。しかし、しかし、現像装置のケーシング内の現像剤収容部内の現像剤に添加する構成の方が、トナーに研磨剤を添加した状態での経過時間を短縮することができる。
【００４８】
〔実施形態２〕
図６は、実施形態２として、上述した実施形態１の現像装置３０を、いわゆるタンデム型のフルカラー画像形成装置に適用したプリンタ２００の概略構成図である。図６に現像装置３０を備えた作像ユニット１００を複数有する。
実施形態２のプリンタ２００は、複数の作像ユニット１００（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、中間転写体としての中間転写ベルト３２と、図示していない定着装置とを備える。また、中間転写ベルト３２と各作像ユニット１００（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が備える感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）とが接触する位置には、中間転写ベルト３２を挟んで感光体１と対向するように一次転写ローラ１８（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を備える。一次転写ローラ１８（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は感光体１との間で一次転写バイアスを形成する。
各作像ユニット１００（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が備える現像装置３０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー収容部７（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーがそれぞれ充填されている。これらの作像ユニット１００を用いてフルカラーの画像を形成するが、作像ユニット１００のトナーの色の順番は特にこれに限ったものでなくてもよい。
【００４９】
複数の作像ユニット１００（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上に形成された各色のトナー像は、一次転写ローラ１８（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）によって図６中矢印Ｃ方向に表面移動する中間転写ベルト３２上で重ねて転写される。そして、複数色のトナーで形成されたフルカラーの画像パターンとなる。複数の作像ユニット１００（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が対向する位置に対して、中間転写ベルト３２の表面移動方向下流側で、中間転写ベルト３２に対向するように二次転写装置１９が配置されている。二次転写装置１９に二次転写バイアスを印加することにより、図６中矢印Ｄ方向に移動する転写紙Ｐなどの記録体に中間転写ベルト３２上のトナー像が転写される。
【００５０】
二次転写装置１９は、弾性ローラ部材等の転写部材を用いることができ、中間転写ベルト３２の表面に所定の押圧力で接触させ、その転写部材と中間転写ベルト３２との間で二次転写ニップを形成する。この二次転写ニップで転写紙Ｐを挟み込んだ状態で、不図示の二次転写バイアス電源からトナーとは逆極性の二次転写バイアスを転写部材に印加する。二次転写バイアスを印加することで形成される二次転写電界によって、中間転写ベルト３２表面上のトナー像を転写紙Ｐ上へ転写させる。このようにしてトナー像が転写された転写紙Ｐは、図示していない定着装置へ搬送され、ここでトナー像が定着された後、プリンタ２００外へ排出される。
【００５１】
図６に示すフルカラーのプリンタ２００に、実施形態１に記載の現像装置３０を備えた作像ユニット１００を使用することにより、各色の感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）表面への異物の固着（フィルミング）を確実に防止することができる。このため、高品質なフルカラー画像を出力することができる。
【００５２】
以上、本実施形態の現像装置３０では、少なくともトナーを含んだ現像剤を担持し潜像担持体である感光体１上の静電潜像にトナーを供給する現像剤担持体としての現像ローラ５を有する。また、現像ローラ５に供給する現像剤であるトナーを収容する現像剤収容部としてのトナー収容部７とを有する。そして、研磨剤１６を収容する研磨剤収容部１５を設け、現像装置３０の内部で研磨剤収容部１５内の研磨剤１６をトナー収容部７内のトナーに添加する。このような現像装置３０によれば、現像装置３０の内部で研磨剤収容部１５内の研磨剤１６をトナー収容部７内のトナーに添加することにより、研磨剤１６が予め添加されたトナーを用いるものに比べて、トナーに研磨剤１６を添加した状態での経過時間を短縮することができる。これにより、トナーの帯電性に対する研磨剤の影響を軽減してトナーが帯電不良となることを抑制することで、良好な現像を行うことができる。
また、現像装置３０では、現像剤収容部であるトナー収容部７内に収容される現像剤はトナーであり、一成分現像方式の現像装置でトナーが帯電不良となることを抑制し、良好な現像を行うことができる。
また、現像装置３０は、廃トナーを収容する廃トナー収容部８を現像剤収容部であるトナー収容部７の上方に備え、トナー収容部７と廃トナー収容部８とはフレキシブルな仕切り部材１４によって遮蔽されている。そして、廃トナー収容部８内のトナーの自重によって仕切り部材１４が下方に変形する。これにより、画像を形成することでトナーが消費されてトナー収容部７内に発生したスペースが廃トナー収容部８のスペースとなり、廃トナー収容部８の省スペース化を図ることができる。よって、現像装置３０及び作像ユニット１００の小型化を図ることができる。
また、現像装置３０では、研磨剤収容部１５を仕切り部材１４の鉛直方向下部に配置し、仕切り部材１４が下方に変形して研磨剤収容部１５に接触することによって、研磨剤収容部１５内の研磨剤１６が現像剤収容部であるトナー収容部７内の現像剤であるトナーに混入される。これにより、特別なモータや制御装置を用いることなく、簡易な構成で研磨剤１６をトナーに混入することができる。このため、トナー収容部７内のトナーに研磨剤１６を徐々に添加することができる現像装置３０のコストを大幅に低減させることができる。
また、現像装置３０は、研磨剤収容部１５内の研磨剤１６の有無を検知する研磨剤センサ１７を有する。これにより、研磨剤収容部１５内に研磨剤１６が有無によって必要な対応をとることができる。そして、研磨剤１６がないときに研磨剤１６がないときに生じる不具合を防止する対応をとることにより、研磨剤１６がないことに起因する感光体１表面の異物除去性能の低下防止による異常画像の発生を防止することができる。
また、現像装置３０では、研磨剤センサ１７の検知結果より研磨剤１６が無いと判断したときは現像装置３０が動作しない。研磨剤１６がないと判断したときに作像ユニット１００を動作させなくすることにより、研磨剤１６がないことによる感光体１表面の異物除去性能の低下を防止することができ、これに起因する異常画像の発生を防止することができる。
また、現像装置３０では、研磨剤収容部１５内の研磨剤１６の有無を検知する研磨剤センサ１７を有し、研磨剤センサ１７の検知結果より研磨剤が無いと判断したときは、研磨剤収容部１５内に研磨剤１６が無いことを報知する。この報知によって、使用者などプリンタ２００を管理する者に対して、現像装置３０を備えた作像ユニット１００を交換する必要があることを伝達することができる。
また、少なくとも潜像担持体である感光体１と現像手段とを備える作像ユニット１００において、現像手段として現像装置３０を備えることによって、良好なトナー像形成を行うことができる。
また、少なくとも潜像担持体である感光体１と、感光体１表面を帯電させるための帯電手段である帯電装置２と、感光体１上に静電潜像を形成するための潜像形成手段である露光装置１０１と、静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段とを有する画像形成装置であるプリンタ２００で、現像手段として、現像装置３０を用いることにより、良好な画像形成を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】実施形態１に係るプリンタの概略構成を示す説明図。
【図２】プリンタが備える作像ユニットの概略構成図。
【図３】廃トナー回収搬送部材と作像ユニットの他の部材との位置関係を示した説明図。
【図４】研磨剤がトナー収容部に混入される仕組みの説明図。
【図５】研磨剤センサの識別判断による作像ユニットの制御のフローチャート。
【図６】実施形態２に係るプリンタの概略構成を示す説明図。
【符号の説明】
【００５４】
１      感光体
２      帯電装置
３      現像部
４      クリーニングブレード
５      現像ローラ
６      トナー供給ローラ
７      トナー収容部
８      廃トナー収容部
９      第一攪拌部材
１０    第二攪拌部材
１１    薄層化ブレード
１２    廃トナー搬送部材
１３    廃トナー回収搬送部材
１４    仕切り部材
１５    研磨剤収容部
１６    研磨剤
１７    研磨剤センサ
１８    一次転写ローラ
１９    二次転写装置
２０    搬送ローラ対
２１    給紙ローラ
２２    給紙カセット
２３    除電ランプ
２４    給紙搬送路
２５    分離ローラ
３０    現像装置
３１    レジストローラ対
３２    中間転写ベルト
１００  作像ユニット
１３０  クリーニング装置
２００  プリンタ
【図１】
2009025479.tif 000003
【図２】
2009025479.tif 000004
【図３】
2009025479.tif 000005
【図４】
2009025479.tif 000006
【図５】
2009025479.tif 000007
【図６】
2009025479.tif 000008