(57)【要約】【課題】  現像ユニットと感光体ドラムにおけるトナーのリークを抑え画像異常を防止できる画像形成装置を提供すること。【解決手段】  静電潜像を形成する感光体ドラムと、感光体ドラムに対向するように配置されたトナー担持体と、トナー担持体に対向配置された二成分現像剤担持体とを備える画像形成装置であって、二成分現像剤担持体はトナー担持体に接近離間可能に配設され、感光体ドラムとトナー担持体を所定の間隙を介して固定配置する保持部材と、二成分現像剤担持体とトナー担持体の接近時の位置を規制する位置決め部材を有することを特徴とする画像形成装置とする。【選択図】  図３
2009276400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を形成する感光体ドラムと、前記感光体ドラムに対向するように配置されたトナー担持体と、前記トナー担持体に対向配置された二成分現像剤担持体とを備え、前記トナー担持体に電圧を印加する電源ユニットと、前記二成分現像剤担持体に電圧を印加する第２の電源ユニットを有する画像形成装置であって、
前記二成分現像剤担持体は前記トナー担持体に接近離間可能に配設され、
前記感光体ドラムと前記トナー担持体を所定の間隙を介して固定配置する保持部材と、
前記二成分現像剤担持体と前記トナー担持体の接近時の位置を規制する位置決め部材を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記２つの電源ユニットにより前記トナー担持体と前記二成分現像剤担持体に印加される電圧は、画像形成時と前記離間の動作前とで可変であり、
前記離間動作前における前記トナー担持体と前記二成分現像剤担持体の電位差が、前記画像形成時に比べてトナーの帯電極性の逆極性側に大きい、及び／又は前記離間動作前におけるトナーの帯電極性の逆極性側のバイアス成分が印加される時間が前記画像形成時に比べて長い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】
前記電源ユニットは、前記トナー担持体に印加する電圧と同じ電圧を、前記第２の電源ユニットが前記二成分現像剤担持体に印加する電圧に重畳させて、前記二成分現像剤担持体に印加する電源であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記電源ユニットが前記トナー担持体に印加する電圧は、デューティ比が５０％〜７０％であることを特徴とする請求項３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、現像方式としてタッチダウン現像方式を採用した電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置における現像方式としては、一成分現像方式及び二成分現像方式が知られている。また、一成分現像方式の特徴（高画質）と二成分現像方式の特徴（長寿命）を併せ持ったタッチダウン現像方式（ハイブリッド現像方式）が開示されている（特許文献１，２参照）。
【０００３】
タッチダウン現像方式とは、トナー及びキャリアを含有する二成分現像剤を磁気ローラ（現像剤担持体）の表面に担持させ、該磁気ローラ表面に担持された二成分現像剤からトナーのみを現像ローラ（トナー担持体）の表面に移送させて現像ローラの表面にトナー層を形成させ、該トナー層からトナーを静電潜像が形成された感光体の表面に飛翔させて静電潜像をトナー像として現像する方式である。
【０００４】
従来のタッチダウン現像方式を用いた画像形成装置は、図６に示すように現像ユニット（１１０）の筐体（５０）内に、現像ローラ（１０）と、磁気ローラ（２０）を備えている。
現像ローラ（１０）と磁気ローラ（２０）は、所定の間隙（ギャップ）を持って固定配置され、現像ユニット（１１０）の外側には現像ローラ（１０）に所定距離離れて感光体ドラム（２）が配設されている。
現像ローラ（１０）と感光体ドラム（２）の間は、位置決めコロ等によって規制され所定のギャップが設けられている。
【０００５】
磁気ローラ（２０）と現像ローラ（１０）間及び現像ローラ（１０）と感光体ドラム（２）間では夫々バイアス電圧が印加され、トナーが移送される。
【０００６】
現像ユニット（１１０）は感光体ドラム（２）に離接可能であり、また装置本体に対して挿脱可能である。メンテナンス等のために現像ユニット（１１０）を装置本体から抜脱する時に現像ローラ（１０）は感光体ドラム（２）に対して離間し、現像ユニット（１１０）を再び挿着した時に現像ローラ（１０）は感光体ドラム（２）に接近する。
【０００７】
しかしながら、バイアス電圧を印加してトナーを移送するためには、現像ローラ（１０）と感光体ドラム（２）とのギャップは数百マイクロメートル程度の精度が必要であり、
ギャップが変動するとトナーのリークを生じ画像異常が発生するという問題がある。
現像ユニット（１１０）の挿脱に伴って現像ローラ（１０）が感光体ドラム（２）に対して離接可能であると、現像ユニット（１１０）を挿着し現像ローラ（１０）を接近させた時に位置決めのズレ等により、トナーのリークを生じ画像異常が発生する。
【０００８】
特に、感光体ドラム（２）にアモルファスシリコン感光体を用いた低電位現像で現像時間が短くなる高速機においては、トナーの現像性を高めるためバイアス電圧を高くする必要があり、リークが起き易く画像異常発生が顕著となる。
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−３１８０９２号公報
【特許文献２】特開２００４−３４７７０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、現像ユニットと感光体ドラムにおけるトナーのリークを抑え画像異常を防止できる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】
【００１１】
請求項１に係る発明は、静電潜像を形成する感光体ドラムと、前記感光体ドラムに対向するように配置されたトナー担持体と、前記トナー担持体に対向配置された二成分現像剤担持体とを備え、前記トナー担持体に電圧を印加する電源ユニットと、前記二成分現像剤担持体に電圧を印加する第２の電源ユニットを有する画像形成装置であって、前記二成分現像剤担持体は前記トナー担持体に接近離間可能に配設され、前記感光体ドラムと前記トナー担持体を所定の間隙を介して固定配置する保持部材と、前記二成分現像剤担持体と前記トナー担持体の接近時の位置を規制する位置決め部材を有することを特徴とする画像形成装置に関する。
【００１２】
請求項２に係る発明は、前記２つの電源ユニットにより前記トナー担持体と前記二成分現像剤担持体に印加される電圧は、画像形成時と前記離間の動作前とで可変であり、
前記離間動作前における前記トナー担持体と前記二成分現像剤担持体の電位差が、前記画像形成時に比べてトナーの帯電極性の逆極性側に大きい、及び／又は前記離間動作前におけるトナーの帯電極性の逆極性側のバイアス成分が印加される時間が前記画像形成時に比べて長いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置に関する。
【００１３】
請求項３に係る発明は、前記電源ユニットは、前記トナー担持体に印加する電圧と同じ電圧を、前記第２の電源ユニットが前記二成分現像剤担持体に印加する電圧に重畳させて、前記二成分現像剤担持体に印加する電源であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置に関する。
【００１４】
請求項４に係る発明は、前記電源ユニットが前記トナー担持体に印加する電圧は、デューティ比が５０％〜７０％であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置に関する。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明によれば、感光体ドラムとトナー担持体を所定の間隙を介して固定配置する保持部材を有することにより、感光体ドラムとトナー担持体は安定保持され感光体ドラムとトナー担持体間のギャップ（間隙）の振れが無くなるので、リークによる画像異常の発生を抑制できる。
【００１６】
請求項２に係る発明によれば、離間動作前における前記トナー担持体と前記二成分現像剤担持体の電位差が、前記画像形成時に比べてトナーの帯電極性の逆極性側に大きい、及び／又は前記離間動作前におけるトナーの帯電極性の逆極性側のバイアス成分が印加される時間が前記画像形成時に比べて長いことにより、トナー担持体上に残留しているトナーを二成分現像剤担持体側に引き込むことができるので、離脱時にトナー担持体上に残留するトナーの落下等による装置内等へのトナー汚染を防止できる。
【００１７】
請求項３に係る発明によれば、トナー担持体と二成分現像剤担持体に同じ電圧を印加する電源ユニットと、該電圧に重畳させて二成分現像剤担持体に電圧を印加する第２の電源ユニットを有することにより、トナー担持体と感光体ドラム間及びトナー担持体と二成分現像剤担持体間で独立して電圧をかけることができるので、高い現像性が得られ、又トナー担持体と二成分現像剤担持体との間のギャップ振れが大きくとも補正を行うことができ、リークを発生させること無く安定してトナー薄層を形成できる。
【００１８】
請求項４に係る発明によれば、トナー担持体に印加される電圧のデューティ比が５０〜７０％であることにより、放電現象を生じ感光体ドラムを傷めることなく、高い現像性を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る画像形成装置の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明に係る画像形成装置の概略図である。
本発明に係る画像形成装置（１００）は図１に示すように、給紙部（１０１）と画像読取部（１０２）と画像形成部（１０３）と定着部（１０４）と排紙部（１０５）とを備えている。画像形成部（１０３）には感光体ドラムとレーザー光等により描かれた潜像を感光体ドラムに現像する現像ユニットを備えている。
画像形成装置（１００）は、画像読取部（１０２）で読み取られた画像情報を、画像形成部（１０３）にて現像ユニットにてレーザー光を介して感光体ドラムに現像し、給紙部（１０１）より送られた用紙に現像されたトナー像を転写させる。転写されたトナー像を、定着部（１０４）にて用紙に定着させ、排紙部（１０５）へ用紙を排出する。
【００２０】
図２は、画像形成装置（１００）の現像ユニット（１）周辺を示す模式図である。図３は、画像形成装置（１００）の現像ローラ（１０）と感光体ドラム（２）及び磁気ローラ（２０）の位置関係を示す図である。
なお、本実施形態における現像ローラ（１０）とはトナー担持体の一実施形態であり、磁気ローラ（２０）とは二成分現像剤担持体の一形態である。
また、図２において図６と同一又は相当する部分には同一の符号を付した。
【００２１】
画像形成装置（１００）の現像ユニット（１）は図２に示すように筐体（５０）内部に磁気ローラ（２０）、規制ブレード（３０）及び搬送部材（４０）を備え、現像ローラ（１０）及び感光体ドラム（２）は筐体（５０）の外部に位置している。
【００２２】
現像ローラ（１０）と感光体ドラム（２）は、図３に示されるように保持部材（１１）によって所定のギャップ（例えば１５０μｍ）を介して固定配置されている。
磁気ローラ（２０）は、現像ローラ（１０）に接近離間可能であり、図３に示すように、その両端部には該磁気ローラ（２０）より直径の大きなローラ状の位置決め部材（２１）を有している。また、画像形成装置（１００）は磁気ローラ（２０）を現像ローラ（１０）に接近させる押圧機構（図示略）を備えている。
磁気ローラ（２０）は、押圧機構によって現像ローラ（１０）に接近させられ、位置決め部材（２１）によって現像ローラ（１０）との間に所定のギャップ（例えば３５０μｍ）を形成する。つまり、位置決め部材（２１）は、磁気ローラ（２０）と現像ローラ（１０）の接近時の位置を規制している。
【００２３】
トナー及びキャリアを含有する二成分現像剤は、搬送部材（４０）によって磁気ローラ（２０）表面に搬送され担持される。
磁気ローラ（２０）表面に担持された二成分現像剤は規制ブレード（３０）によって均一な層とされ、バイアス電圧をかけられることによって、トナーのみが現像ローラ（２０）へと移送され、現像ローラ（１０）表面にトナー薄層が形成される。現像ローラ（１０）表面に担持されたトナーはバイアス電圧をかけられることで感光体ドラム（２）上に形成された静電潜像を現像しトナー像を形成する。
【００２４】
現像ローラ（１０）を保持部材（１１）によって感光体ドラム（２）と固定配置したことで、現像ローラと磁気ローラを固定配置し感光体ドラムに対して離接させていた従来の現像ユニット（１１０）に比べ、位置決めのズレを生じることが無いので、現像ローラ（１０）と感光体ドラム（２）とのギャップの振れを抑えることができ、リークを抑制し画像異常を防止できる。
【００２５】
図４は、現像ローラ（１０）及び磁気ローラ（２０）に印加する電源の構成を示す図である。
図４（ａ），（ｂ）に示すように画像形成装置（１００）は、現像ローラ（１０）に電圧を印加する電源ユニット（１２）と磁気ローラ（２０）に電圧を印加する電源ユニット（２２）を有する。
【００２６】
電源ユニット（１２）と電源ユニット（２２）は図４（ａ）に示すように夫々別個に現像ローラ（１０）と磁気ローラ（２０）に電圧を印加しても良いが、電源ユニット（１２）によって現像ローラ（１０）に印加される電圧が、図４（ｂ）に示すように電源ユニット（２２）によって磁気ローラ（２０）に印加される電圧に重畳されて磁気ローラ（２０）にも印加されることが好ましい。
以下の説明において、電源構成は図４（ｂ）のものとする。
【００２７】
電源ユニット（１２）によって現像ローラ（１０）と磁気ローラ（２０）に印加される電圧は同じであるので、現像ローラ（１０）と磁気ローラ（２０）の間では該電圧は相殺しあい、現像ローラ（１０）と磁気ローラ（２０）の間の電位差は、電源ユニット（２２）によって磁気ローラ（２０）に印加される電圧となる。
また、感光体ドラム（２）と現像ローラ（１０）との間の電位差は電源ユニット（１２）によって現像ローラ（１０）に印加される電圧となる。
【００２８】
従って、現像ローラ（１０）と磁気ローラ（２０）との間及び現像ローラ（１０）と感光体ドラム（２）との間に、トナー薄層形成及びトナー現像性に適した電圧を夫々独立して印加することができるので、高い現像性が得られる。
また、現像ローラと磁気ローラが固定配置された従来の現像ユニット（１００）に比して現像ローラ（１０）と磁気ローラ（２０）間のギャップ振れが大きくとも補正を行うことができるので、リークを発生させること無く安定してトナー薄層を形成できる。
【００２９】
トナー薄層形成及びトナー現像性に適した電圧とは、例えば、感光体ドラム（２）にアモルファスシリコン、現像ローラ（１０）にアルマイト処理を施したアルミニウム材を用い、感光体ドラム（２）の周速が３００ｍｍ／秒、現像ローラ（１０）の周速が４５０ｍｍ／秒、磁気ローラ（２０）の周速が６７５ｍｍ／秒であり、現像ローラ（１０）と磁気ローラ（２０）とのギャップが３５０μｍ、現像ローラ（１０）と感光体ドラム（２）とのギャップが１５０μｍである場合、電源ユニット（１２）が現像ローラ（１０）及び磁気ローラ（２０）に印加する電圧は、Ｖｄｃ１＝３００Ｖ、Ｖｐｐ＝１．６ｋＶ、周波数ｆ＝２．７ｋＨｚ、デューティ比＝５０％、電源ユニット（２２）が磁気ローラ（２０）に印加する電圧は、Ｖｄｃ２＝４００Ｖ、Ｖｐｐ＝２．８ｋＶ、周波数ｆ＝２．７ｋＨｚ、デューティ比＝７０％といった値であるが、トナーの粒子径や個数分布、キャリアの粒子径や飽和磁化等に影響され、特にこれに限定されるものではない。
なお、Ｖｄｃ１及びＶｄｃ２は直流バイアス電圧、Ｖｐｐは交流電圧である。
【００３０】
電源ユニット（１２）が現像ローラ（１０）に印加する電圧のデューティ比は、５０〜７０％であることが好ましい。
【００３１】
現像ローラ（１０）と感光体ドラム（２）間の電圧のデューティ比が低いと現像ローラ（１０）上に残留した小粒径のトナーが蓄積されチャージアップされて、現像ローラ（１０）上のトナーの現像性及び磁気ローラ（２０）による剥離性が低下する。
また、デューティ比が高いと現像ローラ（１０）に過度に電圧が印加されることになり放電現象を生じ感光体ドラム（２）の表面を損傷してしまい画像異常となる可能性がある。
現像ローラ（１０）と感光体ドラム（２）間の電圧はデューティ比が５０〜７０％であると、放電現象を生じて感光体ドラム（２）の表面を損傷し画像異常を起こすことなく、高い現像性及び剥離性が得られる。
【００３２】
磁気ローラ（２０）は、メンテナンス等で現像ユニット（１）を装置本体から抜脱するために現像ローラ（１０）から離間する。
電源ユニット（２２）によって磁気ローラ（２０）に印加される電圧は、画像形成時と現像ローラ（１０）と磁気ローラ（２０）の離間時とで切り換え可能で、磁気ローラ（２０）が現像ローラ（１０）から離間動作する前に、磁気ローラ（２０）と現像ローラ（１０）の電位差を画像形成時よりトナーの帯電極性の逆極性側（トナーの帯電極性が正帯電である場合は負極性側、負帯電である場合は正極性側）に大きくする電圧、及び／又は画像形成時よりトナーの帯電極性の逆極性側のバイアス成分の印加時間が長い電圧が印加される。
【００３３】
このことにより、現像されず現像ローラ（１０）に残留付着しているトナーを磁気ローラ（２０）に回収することができるので、離間時に現像ローラ（１０）からのリークを防止でき装置内等へのトナー汚染を防止できる。
なお、電源構成が図４（ａ）のものである場合には、電源ユニット（１２）によって現像ローラ（１０）に印加される電圧を変化させても良い。
【００３４】
図５は電源ユニット（２２）によって磁気ローラ（２０）に印加される電圧のパルス列を示す図で、図５（ａ）は前述の例（画像形成時）における電圧、図５（ｂ）（ｃ）は離間時に印加される電圧の例を示す。
なお、トナー帯電極性は本実施形態では正帯電である。
【００３５】
磁気ローラ（２０）と現像ローラ（１０）の電位差を画像形成時よりトナーの帯電極性の逆極性側に大きくする電圧とは、例えば画像形成時の磁気ローラ（２０）への電源ユニット（２２）による印加電圧が図５（ａ）の状態である場合、図５（ｂ）のように直流バイアス電圧Ｖｄｃ２を変更して磁気ローラ（２０）への印加電圧全体を負極性側へシフトさせた電圧であり、トナーの帯電極性の逆極性側のバイアス成分の印加時間が長い電圧とは、図５（ｃ）のように印加交流電圧のデューティ比を変更して負極性側が印加される時間を長くした電圧である。また、これらを組み合わせた電圧であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、現像方式としてタッチダウン現像方式を採用した画像形成装置に好適に利用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概略図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の現像ユニット周辺を示す模式図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置の現像ローラと感光体ドラム及び磁気ローラの位置関係を示すである。
【図４】本発明に係る画像形成装置の現像ローラ及び磁気ローラに印加する電源の構成を示す図である。
【図５】本発明に係る画像形成装置の磁気ローラに印加される電圧のパルス列を示す図である。
【図６】従来の画像形成装置の現像ユニット周辺を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３８】
１      現像ユニット
２      感光体ドラム
１０    現像ローラ
１１    保持部材
１２    電源ユニット
２０    磁気ローラ
２１    位置決め部材
２２    電源ユニット
【図１】
2009276400.tif 000003
【図２】
2009276400.tif 000004
【図３】
2009276400.tif 000005
【図４】
2009276400.tif 000006
【図５】
2009276400.tif 000007
【図６】
2009276400.tif 000008