JP2006317718A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤の劣化による画像不具合を抑制することのできる現像装置、及びこれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像剤担持体４と、現像剤収納部２ａと、現像剤搬送部材５と、を有する現像装置１は、現像剤担持体４と現像剤搬送部材５との最近接位置よりも現像剤担持体４の表面移動方向上流において、現像剤担持体４と現像剤搬送部材５との間に設置され、現像剤担持体４に当接して現像剤担持体４から現像剤を掻き取る掻取壁部材７と、掻取壁部材７によって現像剤担持体４から掻き取られた現像剤が通過する回収通路９と、少なくとも現像剤担持体４、現像剤搬送部材５及び掻取壁部材７とで囲まれ、現像剤担持体４と現像剤搬送部材５との対向部に現像剤を保持する現像剤供給部Ｘと、を有し、現像剤搬送部材５は、現像剤供給部Ｘに現像剤を搬送すると共に、掻取壁部材７によって現像剤担持体４から掻き取られ回収通路９を通過した現像剤を搬送する構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式、静電記録方式を利用したレーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置にて用いられる現像装置、及び該画像形成装置に関するものである。

従来、例えば電子写真方式を利用した画像形成装置では、像担持体である電子写真感光体（感光体）の表面が帯電手段で帯電され、その後この感光体の表面に光が照射されることによって、感光体の表面上に静電像（潜像）が形成される。この静電像は、現像装置から供給される現像剤のトナーによりトナー像として現像される。このトナー像は、転写手段で感光体から転写材（記録用紙、ＯＨＰシート、布等）に転写された後、定着手段によって定着処理を受ける。

静電像をトナー像とするための現像方法には、大別して１成分現像方式と、２成分現像方式とがある。１成分現像方式では、現像剤として実質的に樹脂トナー粒子（トナー）のみから成る１成分現像剤が使用される。一方、２成分現像方式では、主に樹脂トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とを備える２成分現像剤が使用される。１成分現像剤、２成分現像剤のいずれにおいても、トナーの帯電性の安定化や流動性の調整などのために、トナー粒子には外添剤（補助粒子）が加えられることがある。

１成分現像方法としては、例えば、次のような乾式１成分接触現像法が提案され、実用化されている。この方法は、現像剤として非磁性１成分現像剤を用いる。そして、現像剤を担持して感光体へと搬送する現像剤担持体を、回転する感光体に対して押圧又は接触させることで、静電像を現像する。或いは、現像剤担持体を感光体に対して非接触とした状態で現像を行う非接触現像方式もある。

非磁性１成分現像剤を用いる現像方法は、現像剤に磁性材料が不要であり、装置の簡略化及び小型化が容易である。又、非磁性１成分現像剤を使用する現像方法は、色味が良好であることからフルカラー画像形成装置への応用が容易である等の多くの利点を有している。

非磁性１成分現像剤を利用した現像装置においては、磁気力により現像剤担持体にトナーを供給することができないので、現像剤担持体にトナーを供給するその他の手段が必要とされる。

このような非磁性１成分現像剤を使用する現像装置において、現像剤担持体にトナーを供給する手段として、現像剤担持体と非接触である、現像剤搬送部材としての供給ローラを用いる方法が提案されている（特許文献１、２参照）。

つまり、図１１に示すように、このような現像装置２０１は、回転する現像剤担持体２０４と、現像剤担持体２０４に接触するシール部材２１１と、シール部材２１１よりも現像剤担持体２０４の表面移動方向下流側で、現像剤担持体２０４と所定の間隔を置いて対向すると共に、トナーと接触しながら現像剤担持体２０４にトナーを供給する供給ローラ２０５と、シール部材２１１を支持する保持部材２１２と、保持部材２１２に支持され、供給ローラ２０５の外周部に保持されているトナーを掻き取る掻取部材２１３と、を有する。現像剤担持体２０４、シール部材２１１、保持部材２１２、掻取部材２１３及び供給ローラ２０５で囲まれる空間（収容部）は、そこに収容されたトナーを現像剤担持体２０４上に供給するトナー供給部２１４を形成している。従来、現像剤担持体２０４としては、回転体の周長よりも僅かに長い周長を有し、回転体に外装されているベルトスリーブ若しくは金属スリーブ、又は弾性体ローラ等が用いられる。

斯かる構成の現像装置２０１における現像剤担持体２０４へのトナー供給方法は、次のようなものである。即ち、供給ローラ２０５の外周部に保持されたトナーが、供給ローラ２０５の回転に基づいて搬送され、掻取部材２１３で掻き取られてトナー供給部２１４に保持される。又、供給ローラ２０５の回転によってトナー供給部２１４に収容されるトナー量が増し、その結果、そこでのトナー圧力（粉圧）が高く保たれる。この高いトナー圧力により、トナー供給部２１４に収容されているトナーと接する現像剤担持体２０４には必要量のトナーが供給される。

現像工程終了後（即ち、感光体との接触部又は対向部を通過した後）の現像剤担持体２０４上に残留したトナーは、現像剤担持体２０４とシール部材２１１との隙間を通過し、再びトナー供給部２１４に戻る。

ここで、現像剤担持体２０４上に新たに供給されるトナーと、現像工程後に現像剤担持体２０４上に残留したトナーが混じると、画像欠陥が生じる。そこで、従来、シール部材２１１を導電性のモルトプレーン等のスポンジ構造の導電性弾性部材で形成して除電部材を構成したり、或いはシール部材２１１の上部に導電性テフロンシート等の除電シートを貼ることにより除電部材を構成したりする。そして、この除電部材にバイアスをかけることにより、現像剤担持体２０４上に残留したトナーの除電を行う。これにより、現像工程後にトナーが現像剤担持体２０４から剥離され、その後、新たなトナーの層が現像剤担持体２０４上に形成される。

しかしながら、上述のような従来の現像装置２０１では、現像工程終了後の現像剤担持体２０４上に残留したトナーは、シール部材２１２を通過し、その後現像剤担持体２０４上から剥離されたとしても、現像剤担持体２０４から離れることなく再びトナー供給部２１４に戻る。そのため、このトナー供給部２１４に戻されたトナーが、直ぐに再び現像剤担持体２０４上に供給されて現像に使用されることとなる。

ところで、現像剤担持体２０４上のトナーは、弾性ブレード等の現像剤規制部材２０６や感光体との摺擦を受ける。そのため、上述のようにトナー供給部２１４に戻されたトナーが、直ぐに再び現像剤担持体２０４上に供給されて現像に使用されると、装置が連続的に使用された場合には、トナーに摺擦による熱やダメージが蓄積される。そして、トナーの外周部に付着している外添剤がトナー中に埋め込まれたり、外添剤がトナーから遊離したりする、所謂、トナー劣化が生じる。従って、装置が連続的に使用されると、現像剤規制部材２０６にトナーの融着が発生する。その結果、現像剤担持体２０４上にはスジ状のトナーの凸凹部分が生じ、スジ状の濃度差が画像に出ることがある。

又、上述のように、現像剤担持体２０４上に残留したトナーを現像剤担持体２０４から剥ぎ取るために除電部材にバイアスをかけると、電気的な影響で生じるトナーからの外添剤遊離が起こり易い。そのため、トナーを連続的に使用すると、トナーのトリボ（トナーの単位重量当たりの帯電電荷量）の低下や凝集度が高まり、現像剤担持体２０４の次周回の画像形成において画像の濃度が変化し、所謂、ゴースト等の画像欠陥が生じることがある。

このように、従来、トナー供給部２１４に供給ローラ２０５にてトナーを搬送し、高いトナー圧力にて現像剤担持体２０４にトナーを供給する現像装置において、現像領域通過後の現像剤担持体２０４上に残留したトナーが直ぐに現像に使用されることによるスジやゴースト等の画像欠陥を抑制することが求められている。
特開平３−４８８７７号公報 特開平１１−２１２３６５号公報

本発明の目的は、現像剤の劣化による画像不具合を抑制することのできる現像装置、及びこれを備えた画像形成装置を提供することである。

本発明のより詳細な目的の一つは、現像領域通過後の現像剤担持体に残留した現像剤が直ぐに再び現像剤担持体上に供給されることを抑制することのできる現像装置、及びこれを備えた画像形成装置を提供することである。

上記目的は本発明に係る現像装置及び画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、表面が移動可能な現像剤担持体と、前記現像剤担持体に供給する現像剤を収納する現像剤収納部と、前記現像剤担持体に非接触で対向配置され、前記現像剤担持体との対向部において前記現像剤担持体の表面移動方向と逆方向に表面が移動可能な現像剤搬送部材と、を有する現像装置において、
前記現像剤担持体と前記現像剤搬送部材との最近接位置よりも前記現像剤担持体の表面移動方向上流において、前記現像剤担持体と前記現像剤搬送部材との間に設置され、前記現像剤担持体に当接して前記現像剤担持体から現像剤を掻き取る掻取壁部材と、
前記掻取壁部材によって前記現像剤担持体から掻き取られた現像剤が通過する回収通路と、
少なくとも前記現像剤担持体、前記現像剤搬送部材及び前記掻取壁部材とで囲まれ、前記現像剤担持体と前記現像剤搬送部材との対向部に現像剤を保持する現像剤供給部と、
を有し、
前記現像剤搬送部材は、前記現像剤供給部に現像剤を搬送すると共に、前記掻取壁部材によって前記現像剤担持体から掻き取られ前記回収通路を通過した現像剤を搬送することを特徴とする現像装置である。

又、本発明の他の態様によると、転写材に現像剤による像を形成して出力する画像形成装置において、静電像が形成される像担持体と、前記静電像を現像するための上記本発明の現像装置と、を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。

本発明によれば、現像剤の劣化による画像不具合を抑制することができる。又、本発明に奏し得る作用効果の一つとして、現像領域通過後の現像剤担持体に残留した現像剤が直ぐに再び現像剤担持体上に供給されることを抑制し得ることが挙げられる。

以下、本発明に係る現像装置及び画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
［画像形成装置］
先ず、図５を参照して、本発明に従って構成される現像装置を備える画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。本実施例では、画像形成装置１００は、画像形成装置本体（装置本体）に対して通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ、原稿読み取り装置等からの画像情報信号に従って、電子写真方式を利用して転写材（記録用紙、ＯＨＰシート、布等）に画像を形成して出力するレーザビームプリンタである。又、本実施例の画像形成装置１００は、非磁性１成分現像剤（トナー）を使用する現像装置１を備えている。

画像形成装置１００は、像担持体としてドラム型の感光体、即ち、感光ドラム２１を有する。感光ドラム２１は、図示矢印方向に回転駆動される。回転する感光ドラム２１の表面は、帯電手段としての帯電ローラ２２によって所定の極性（本実施例では負極性）・電位に帯電される。帯電した感光ドラム２１の表面は、露光手段（画像書き込み手段）としてのレーザスキャナ２３によって画像情報信号に応じて走査露光される。これにより、感光ドラム２１上に静電像が形成される。感光ドラム２１に形成された静電像は、次いで、現像装置１によって現像剤のトナーが供給されて、可視像、即ち、トナー像として可視化される。

一方、感光ドラム２１上へのトナー像の形成とタイミングを合わせて、感光ドラム２１と転写手段としての転写ローラ２４とが対向する転写部Ｎに、図示しない転写材供給部から被転写体としての転写材Ｐが搬送されてくる。そして、感光ドラム２１上のトナー像は、転写ローラ２４の作用により転写材Ｐ上に転写される。この時、転写ローラ２４には、図示しない転写バイアス出力手段から、トナーの正規の帯電極性（本実施例では負極性）とは逆極性のバイアスが印加される。

トナー像が転写された転写材Ｐは、その後定着手段としての図示しない定着器に搬送される。転写材Ｐ上のトナーは、定着器によって加熱、加圧されることによって転写材Ｐに定着される。その後、転写材Ｐは、装置本体外に排出される。

又、トナー像の転写後に感光ドラム２１上に残留したトナーは、クリーニング手段としてのクリーニングブレード２５により除去されて、図示しない廃トナー容器に回収される。

［現像装置］
次に、本実施例の画像形成装置１００が備える現像装置１について更に説明する。

図１は、本実施例における現像装置１の概略断面を示す。本実施例では、現像装置１は、現像剤として非磁性１成分現像剤、即ち、トナーを用いる。現像装置１は、容器（現像容器枠体）２を有する。容器２は、トナーが収納されたトナー収納部２ａと、後述の現像剤担持体等の現像手段が配置された現像室２ｂとを有する。トナー収納部２ａ内には、現像剤攪拌搬送部材としての攪拌羽根３が配置されている。この現像剤搬送部材３の回転により、トナー収納部２ａ内のトナーは、現像室２ｂへと供給される。トナー収納部２ａと現像室２ｂとの間は、トナー搬送開口部２ｃによって連通していると共に、容器２の底面から上方に突出して形成された仕切壁２ｄによって仕切られている。これにより、現像室２ｂ内に、所望量のトナーを保持することができるようになっている。

容器２の現像室２ｂは、感光ドラム１と対向する部分が一部開口しており、その開口部２ｅから一部露出するように、現像剤担持体としての現像ローラ４が配置されている。現像ローラ４は、容器２に回転可能に支持されている。現像ローラ４と感光ドラム２１とは、接触部にてそれぞれの表面（外周部）の移動方向が順方向となるように回転する。又、現像室２ｂ内には、現像剤搬送部材としての供給ローラ５が、現像ローラ４に非接触で対向配置されている。供給ローラ５は、容器２に回転可能に支持されている。現像ローラ４と供給ローラ５とは、対向部でそれぞれの表面（外周部）移動方向が逆方向になるように回転する。又、現像ローラ４と供給ローラ５との最近接位置よりも現像ローラ４の表面移動方向下流側において、現像剤規制部材としての現像ブレード６が、現像ローラ４に当接して配置されている。

そして、本実施例では、現像装置１は更に、現像ローラ４から感光ドラム２１にトナーを供給する現像領域よりも現像ローラ４の表面移動方向下流で、現像ローラ４と供給ローラ５との最近接位置よりも現像ローラ４の表面移動方向上流において、現像ローラ４と供給ローラ５との間に設置され、少なくとも一部が現像ローラ４に当接する掻取壁部材７を有する。又、現像装置１は、掻取壁部材７によって掻き取られたトナーを回収するための回収通路９を有している。

斯かる構成により、掻取壁部材７によって現像スリーブ４上から掻き取られたトナーを、供給ローラ５の回転によってトナー収納部２ａに戻すことができるようになっている。一方、現像ローラ４と、供給ローラ５と、掻取壁部材７とで囲まれた空間（収容部）が、現像ローラ４と供給ローラ５との間にトナーを保持するトナー供給部（現像剤供給部）Ｘを構成する。このトナー供給部Ｘにおいて、供給ローラ５の回転により現像ローラ４との対向部に搬送されたトナーが現像ローラ４に押し付けられて、現像ローラ４上にトナーが供給される。以下、更に詳しく説明する。

（現像剤担持体）
現像剤担持体としての現像ローラ４は、トナーを担持して感光ドラム２１に搬送する。現像ローラ４は、感光ドラム２１に対して接触して配置され、図示矢印Ａ方向に回転する。本実施例では、現像ローラ４は、外径８ｍｍの円筒状中実金属棒（芯金）の外周に、弾性層を約４ｍｍ積層して外径１６ｍｍとした弾性ローラである。弾性層としては、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ブチルゴム、エピクロロヒドリンゴム、ニトリルブタジエンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）等の一般的なゴムが使用可能である。

尚、現像ローラ４としては、弾性層自身を最表層としてもよいが、トナーに与える帯電性を考慮して、弾性層と異なる材料にて表層を形成してもよい。負帯電性トナーを用いる場合には、表層としてウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、シリコーン樹脂等が使用可能である。又、正帯電性のトナーを用いる場合には、表層としてフッ素樹脂等が使用可能である。

本実施例においては、現像ローラ４として、シリコーンゴムから成る弾性層に、表層としてウレタン樹脂を約２０μｍ塗工し、表面粗さが十点平均粗さＲｚ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１）５〜８μｍ、電気抵抗値１．０×１０^３〜２．０×１０^７Ωであるローラを使用した。

尚、表面粗さの測定には小坂研究所の表面粗さ試験機「ＳＥ−３０Ｈ」を使用した。現像ローラ４の電気抵抗値は、次のようにして測定した。つまり、外径３０ｍｍのステンレス円筒部材と現像ローラ４を接触対向させて、現像ローラ４の芯金とステンレス円筒部材の間に１００Ｖの直流電圧を印加した場合の電流値から、現像ローラ４の電気抵抗値を算出した。

又、現像ローラ４には、現像バイアス出力手段が接続されている。現像動作時には、この現像バイアス出力手段から現像ローラ４に印加される現像バイアスによる電界の作用で、現像ローラ４上のトナーは、静電像に応じて感光ドラム２１上に供給される。本実施例では、感光ドラム２１上の帯電電荷が露光により減衰した部分（明部）に感光ドラム２１の帯電極性と同極性（本実施例では負極性）に帯電したトナーを付着させる。

（現像剤規制部材）
現像剤規制部材としての現像ブレード６は、現像ローラ４上にコーティングされるトナー量を規制する。本実施例では、現像ブレード６は、板状の弾性部材である金属薄板で形成される。現像ブレード６は、この金属薄板のバネ弾性を利用して、所定の当接圧にて現像ローラ４に接触される。金属薄板の材料としては、ステンレス鋼、リン青銅等が使用可能である。本実施例においては、現像ブレード６として、厚さ０．１ｍｍのリン青銅薄板を用いた。

（現像剤搬送部材）
現像剤搬送部材としての供給ローラ５は、現像ローラ４へトナーを搬送する。供給ローラ５は、現像ローラ４に非接触で対向配置され、図示矢印Ｂ方向に回転する。即ち、現像ローラ４と供給ローラ５とは、対向部でそれぞれの表面移動方向が逆方向になるように回転する。

本実施例では、供給ローラ５としては、外径１０ｍｍ、表面粗さＲｚ２．０μｍのアルミニウム棒を使用した。供給ローラ５は、現像ローラ４の軸方向（表面移動方向と交差する方向）における現像領域以上の範囲にわたりトナーを供給できるようになっている。

供給ローラ５は、トナー供給部Ｘにトナーを搬送できるならば、材料、形状は特に制限されるものではない。但し、表面粗さＲｚが１μｍ〜１０μｍであることが好ましい。表面粗さＲｚが１μｍ未満では、トナー搬送量が少なくなり易くなる。又、表面粗さＲｚが１０μｍを超えると、搬送にムラが生じ易くなる。

供給ローラ５の周速度（表面移動速度）は、現像ローラ４の周速度の７０〜３００％とするのが好ましい。この周速度比が７０％未満であると、所望量のトナーを搬送できなくなり、濃度が低い画像となる虞がある。又、この周速度比が３００％を超えると、機械的負荷が増え、駆動部分が大型化する虞がある。本実施例においては、現像ローラ４の周速度を１２０ｍｍ／ｓｅｃとし、供給ローラ５の周速度を８９．３ｍｍ／ｓｅｃ（現像ローラ４の周速度に対して７４．４％）とした。

（掻取壁部材）
本実施例では、掻取壁部材７として発泡弾性部材を用いた。より具体的には、本実施例では、掻取壁部材７として、現像装置１に設置する前の状態で幅（現像装置１に設置した時の現像ローラ４の軸方向と直交する方向の幅）３ｍｍ、高さ（現像装置１に設置した時の現像ローラ４と供給ローラ５との間のギャップ方向の高さ）３ｍｍの、断面矩形の連続発泡性のポリウレタンフォームを使用した。又、掻取壁部材７は、現像装置１に設置した状態で、現像ローラ４の軸方向と略平行に、現像ローラ４上のトナー担持領域の略全域にわたり延在する長さを有する。掻取壁部材７は、後述する保持部材８に支持されて、現像ローラ４と供給ローラ５との最近接部より現像ローラ４の表面移動方向上流側に配置される。

図２は、現像ローラ４に対するトナー供給、及び現像ローラ４からのトナーの剥ぎ取りが行われる部分を拡大して示す。図２に示されるように、掻取壁部材７は、少なくとも１つの角部として、現像ローラ４の表面移動方向上流側の角部７ａが現像ローラ４に当接して掻き取り部Ｃを形成するように配置される。掻取壁部材７の角部７ａが現像ローラ４に当接することで、現像ローラ４に担持されたトナーを角部７ａで掻き取ることが可能となる。このため、現像ローラ４上のほとんどのトナーは、現像ローラ４と掻取壁部材７との間を通過することなく掻き取られる。本実施例では、現像ローラ４上から掻き取られたトナーは落下し、後述する保持部材８に形成された回収通路９を通過して、供給ローラ５の搬送作用が及ぶ範囲Ｄ内へと導かれる。

掻取壁部材７のウレタンフォームのセル構造は、トナーを捕らえ易く、現像ローラ４上の現像に寄与しなかった残留トナーの掻き取り性に有利に働く。このセル構造の掻き取り性は、ウレタンフォームに限定されるものでなく、発泡弾性部材として、シリコーンゴムやエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭゴム）等を発泡させた発泡ゴム等を使用しても得ることが可能である。又、発泡弾性部材は、連続発泡性のものに限定されるものではなく、独立発泡性の発泡弾性部材を使用することも可能である。

掻取壁部材７は、この掻取部材７と、供給ローラ５と、現像ローラ４とによって囲まれる空間、即ち、トナー供給部Ｘを形成し、図中破線矢印Ｔ１にて示すようなトナーの流路を形成する役割を有する。つまり、攪拌羽根３の回転によってトナー収納部２ａから現像室２ｂへと供給されたトナーは、供給ローラ５の回転によって、トナー供給部Ｘに向けて搬送される。そして、トナー供給部Ｘに搬送されたトナーは、現像ローラ４の回転によって現像ブレード６と現像ローラ４との当接部に向けて搬送される。このとき、供給ローラ５によって運ばれたトナーは、トナー供給部Ｘに押し込まれて、現像ローラ４に押し付けられる。現像ローラ４に押し付けられたトナーは、現像ローラ４にトナーを供給する役目も担っている。

本実施例では、現像ローラ４と供給ローラ５との間のギャップは１．０ｍｍである。本実施例では、ウレタンフォームから成る掻取壁部材７は、現像ローラ４と供給ローラ５との間のギャップよりも大きい高さを有する。従って、掻取壁部材７は、現像装置１に設置した状態では、圧縮されて、現像ローラ４との当接圧が高まる。そのため、供給ローラ５によって搬送されてきたトナーは、効果的に掻取壁部材７によって塞き止められる。そして、現像ローラ４と掻取壁部材７と供給ローラ５とで閉じられた空間、即ち、トナー供給部Ｘで、トナーが現像ローラ４上に押し付けられる。これにより、現像ローラ４に効率良くトナーを供給することが可能となる。

図３は、掻取壁部材７が取り付けられた保持部材８を示す。本実施例では、保持部材８は、板状とされ、掻取壁部材４を支持すると共に、現像工程終了後（即ち、感光ドラム２１との接触部を通過した後）の現像ローラ４上から剥ぎ取られたトナーを回収するための回収通路９を有する。保持部材８としては、これに限定されるものではないが、板状の弾性部材である樹脂製フィルムを好適に用いることができる。本実施例では、保持部材８として、厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートのフィルムを使用した。保持部材８は、その長手方向が現像ローラ４の軸方向に沿うように配置される。そして、現像ローラ４の表面移動方向に沿う方向（現像ローラ４の軸方向と交差する方向）において、保持部材８の一方の端部に掻取壁部材７が取り付けらる。この掻取壁部材７が設置されている側の保持部材８の端部は、供給ローラ５に接触している。これにより、本実施例では、トナー供給部Ｘの供給ローラ５の表面移動方向下流側は実質的に密閉される。又、現像ローラ４の表面移動方向に沿う方向において、保持部材８のもう一方の端部は、容器（現像容器枠体）２に取り付けられている。これにより、保持部材８のこの端部側は容器２に連結される。

本実施例では、回収通路９として、保持部材８を貫通する、幅（現像装置１に設置した時の現像ローラ４の軸方向と直交する方向の幅）２．５ｍｍ×長さ（現像装置１に設置した時の現像ローラ４の軸方向の長さ）３．０ｍｍの穴が、保持部材８の長手方向にわたって複数設けられている。更に説明すると、本実施例では、保持部材８の長手方向（現像ローラ５の表面移動方向と交差する方向）において、両端部を除く略全域にわたって穴の開いていない部分がないように、回収通路９を設けた。本実施例では、回収通路９として、現像ローラ４の軸方向に沿って２列の一群の穴を、現像ローラ４の軸方向と交差する方向において互い違いに開けた。これによって、保持部材８の長手方向において穴の開いていない部分がないようにした。又、回収通路９は、掻取壁部材７の直ぐ横に設けた。

ここで、図４に示すように、保持部材８の長手方向において両端部以外に穴の開いていない箇所Ｙがあると、この部分に、掻取壁部材７によって剥ぎ取られたトナーが堆積し易くなる。従って、トナーの堆積を防ぐために、保持部材８の長手方向において、両端部を除く略全域にわたって穴の開いていない部分がないように回収通路９を設けることが好ましい。或いは、保持部材８の長手方向において穴の開いていない箇所Ｙの同方向の幅を１ｍｍ以下とすることが望ましい。

但し、回収通路９は、現像ローラ４から剥ぎ取られたトナーが保持部材８上に堆積しないならば、その形状、大きさは限定されるものではなく、上記以外にも適宜設定することができる。例えば、保持部材８をメッシュ形状とすることで回収通路９を設けても良い。尚、保持部材８は、掻取壁部材４を支持し、回収通路８を設けることができるならば、本実施例にて用いた材料に限定されるものではない。

（現像装置の動作）
続いて、この現像装置１の動作について説明する。本実施例では、現像ローラ４と供給ローラ５とのギャップは１．０ｍｍであり、供給ローラ５の周速度は現像ローラ４の周速度に対して７４．４％とされている。攪拌羽根３の回転によってトナー収納部２ａから現像室２ｂへとトナーが供給される。このトナーは、次いで供給ローラ５の矢印Ｂ方向の回転によって搬送される。供給ローラ５によって搬送されてきたトナーは、掻取壁部材７によって塞き止められる。そして、このトナーは、現像ローラ４と掻取壁部材７と供給ローラ５とで閉じられた（囲まれた）空間、即ち、トナー供給部Ｘで、現像ローラ４上に押し付けられる。これにより、現像ローラ４にトナーが供給される。

現像ローラ４の外周面に担持されたトナーは、現像ローラ４の矢印Ａ方向の回転により、現像ローラ４と現像ブレード６との間を通過する。この時、現像ローラ４上のトナーは、現像ブレード６で薄層状にされると共に、摩擦帯電される。現像ローラ４上のトナーは、現像ローラ４の回転により更に搬送されて、現像ローラ４と感光ドラム２１との当接部（現像領域）へと搬送される。現像領域において、現像ローラ４上のトナーは、現像ローラ４に印加される現像バイアスの作用により、静電像に応じて感光ドラム２１上に供給される。これにより、感光ドラム２１上の静電像はトナー像となる。

現像工程終了後（即ち、現像領域の通過後）の現像ローラ４上に残留したトナーは、現像ローラ４の矢印Ａ方向の回転に従い、掻取壁部材７と現像ローラ４との接触部（掻き取り部）Ｃにおいて、現像ローラ４から剥ぎ取られる。このとき、本実施例では、ウレタンフォームから成る掻取壁部材７が角部７ａ（図２）で圧縮されているほど、現像ローラ４上のトナーは剥ぎ取られ易くなる。そして、現像ローラ４から剥ぎ取られたトナーは、保持部材８に設けられた回収通路９を通過し、破線矢印Ｔ２にて示すように、供給ローラ５の回転により搬送されて、現像ローラ４から離れる方向に搬送され、典型的にはトナー収納部２ａに戻される。上述のように、トナー供給部Ｘには、大部分トナー収納部２ａから新たに現像室２ｂに供給されて供給ローラ５によって搬送されたトナーが押し込まれている。そのため、掻取壁部材７により現像ローラ４上から掻き取られた後に、供給ローラ５で搬送されてトナー収納部２ａに戻らないトナーがある場合でも、直ぐに現像ローラ４上に供給されることは大幅に抑制される。

本実施例では、回収通路９を通過したトナーは、落下して供給ローラ５の搬送作用が及ぶ範囲Ｄ内へと導かれるが、本発明はこれに限定されるものではない。回収通路は、現像ローラ４から掻き取られたトナーが通過して、供給ローラ５の搬送作用が及ぶ範囲に導かれるように設けられていればよい。

本実施例の画像形成装置１００において１０００枚の画像出力耐久試験を行った。上述のように本実施例の画像形成装置１００が備える現像装置１では、現像工程終了後の現像ローラ４上の残留トナーは、現像ローラ４から剥ぎ取られ、トナー収納部２ａに回収される。つまり、現像ローラ４から掻き取られたトナーが直ぐに再び現像ローラ４に供給されて現像に使用されることは抑制される。そのため、装置の連続使用時に、摺擦などの機械的なトナーへのダメージが小さいため、トナー劣化の防止に有利である。その結果、現像ブレード６へのトナー融着が抑制され、現像ローラ４上にスジ状のトナーの凹凸が発生することはなかった。このため、画像にスジ状の濃度差が生じることはなかった。

又、現像工程終了後の現像ローラ４上に残留するトナーを剥ぎ取るために除電部材を使用しないため、電気的な影響によるトナーからの外添剤遊離も少ない。そのため、装置の連続的な使用によるトナーのトリボ低下や、凝集度の増加によるゴースト等の画像欠陥を防ぐことが可能となった。

又、本実施例では、現像ローラ４へのトナーの供給と、現像ローラ４からのトナーの剥ぎ取りの両方の働きを担う掻取壁部材７は、ポリエチレンテレフタレートのフィルムで形成された保持部材８により、長手方向に均一に現像ローラ４に当接される。このため、濃度ムラのない均一な画像を得ることができた。又、掻取壁部材７で剥ぎ取られたトナーは、直ぐに回収通路９を通過し、供給ローラ５の回転によりトナー収納部２ａに戻されるため、トナーの堆積によって起こるかぶり等の画像欠陥は発生しなかった。

以上説明したように、本実施例によれば、現像工程終了後の現像ローラ４上に残留したトナーは掻取壁部材７によって剥ぎ取られ、直ぐに回収通路９を通過して、典型的には供給ローラ５により搬送されてトナー収納部２ａに戻される。このため、連続して現像に使用されることは抑制され、トナー劣化は生じ難くなる。つまり、本実施例によれば、従来の現像装置にて起こるような、トナーが現像ローラ４に付着したまま、現像ローラ４とシール部材の隙間を何度も通過し、摺擦を受けることはない。このため、装置の連続使用時に現像ブレード６へのトナー融着によるスジ状の濃度差を抑制することができる。又、現像ローラ４からトナーを除去するために除電部材が不要であり、電気的な影響で生じるトナーからの外添剤遊離を抑えることもできる。このため、装置の連続的な使用によるトナーのトリボの低下や凝集度増加によるゴースト等の画像欠陥防止に有利である。即ち、本実施例によれば、トナーの劣化による画像不具合を抑制することができる。

又、本実施例では、掻取壁部材７を板状の保持部材８で支持することにより、掻取壁部材７を現像ローラ４と長手方向で均一に当接させることができる。これにより、長手方向で濃度ムラのない均一な画像を得ることができる。そして、板状の保持部材８上に設置された掻取壁部材７の直ぐ横に、この保持部材８を貫通する穴とされる回収通路９を設けたため、掻取壁部材７によって現像ローラ７から剥ぎ取られたトナーは、直ぐに回収通路９を通過する。従って、掻き取り部Ｃよりも現像ローラ４の表面移動方向上流側でのトナーの堆積を防ぐことができる。更に、保持部材８の長手方向において両端部以外の略全域にわたって穴の開いていない箇所がないように回収通路９を設けることによって、現像ローラ４から剥ぎ取られたトナーが回収通路９を通過できずに、掻き取り部Ｃよりも現像ローラ４の表面移動方向上流側でトナーの堆積が生じることを防ぐことができる。従って、トナー堆積によって生じるかぶり等の画像欠陥を防止できる。

実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の現像装置及び画像形成装置の基本的構成及び動作は、実施例１のものと同じである。従って、実施例１のものと実質的に同一又は相当する機能、構成を有する要素には同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。

図６及び図７に示すように、本実施例では、掻取壁部材７の材料が実施例１とは異なる。現像装置１及び画像形成装置１００のその他の構成及び動作は、実施例１のものと実質的に同じである。

本実施例では、掻取壁部材７の材料を、実施例１におけるウレタンフォームから、弾性部材としての樹脂製フィルムに変更した。更に説明すると、本実施例では、実施例１におけるウレタンフォームの替わりに、厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートのフィルムを掻取壁部材７として使用した。このポリエチレンテレフタレートのフィルムで形成された掻取壁部材７は、実施例１と同様の保持部材８に取り付けられている。本実施例では、掻取壁部材７は、現像ローラ４の表面移動方向下流側に自由端を向けて、その端部で現像ローラ４に当接する。

ポリエチレンテレフタレートのフィルムとされる掻取壁部材７が現像ローラ４と接触することにより、供給ローラ５と現像ローラ４との間のギャップが閉じられ、トナー供給部Ｘを形成する。これにより、図６の破線矢印Ｔ１にて示すようなトナーの流れができる。即ち、実施例１と同様に、攪拌羽根３の回転によってトナー収納部２ａから現像室２ｂへと供給されたトナーは、供給ローラ５の回転によってトナー供給部Ｘに向けて搬送される。そして、トナー供給部Ｘに搬送されたトナーは、現像ローラ４の回転によって現像ブレード６と現像ローラ４との当接部に向けて搬送される。

又、現像工程終了後に現像ローラ４上に残留したトナーは、掻取壁部材７と現像ローラ４との接触部（掻き取り部）Ｃにおいて、現像ローラ４から剥ぎ取られる。そして、現像ローラ４から剥ぎ取られたトナーは、保持部材８に設けられた回収通路９を通過し、破線矢印Ｔ２にて示すように、供給ローラ５の回転によって搬送されて、典型的にはトナー収納部２ａに戻される。

掻取壁部材７をポリエチレンテレフタレートのフィルムで形成する場合、実施例１におけるウレタンフォームで形成する場合と比較して、現像ローラ４との当接圧を高くし易い。つまり、掻取壁部材７をポリエチレンテレフタレートのフィルムで形成することにより、トナー供給部Ｘの密閉性が高まり、現像ローラ４へトナーを押し付ける力が高まる。このため、現像ローラ４へのより効果的なトナー供給が可能となる。

このように、本実施例によれば、実施例１よりも現像ローラ４へトナーを押し付ける力が高いため、濃度の高い画像を出力することができる。又、掻取壁部材７をポリウレタンフォームで形成する場合よりも、掻取壁部材７自体を薄くすることができるため、実施例１と比較して、掻き取り部Ｃよりも現像ローラ４の表面移動方向上流側の構成の小型化を図り易くなる。

尚、本実施例では、掻取壁部材７として、厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートのフィルムを用いたが、更に厚い樹脂フィルム（ポリエチレンテレフタレートのフィルム等）を使用してもよい。この場合、掻取壁部材７と現像ローラ４との当接圧を増すことが容易となるため、トナー供給部Ｘの密閉性を更に高め、トナーを現像ローラ４により強く押し付けることが容易となる。これにより、一層、高い濃度の画像を出力し易くなると共に、現像ローラ４上のトナーの剥ぎ取り性を高めることも容易となる。

以上説明したように、本実施例によれば、材料をウレタンフォームからポリエチレンテレフタレートフィルムに変更することにより、より密閉性の高い掻取壁部材７とすることができる。このため、掻取壁部材７と現像ローラ４と供給ローラ５とで囲まれた空間、即ち、トナー供給部Ｘで、現像ローラ４にトナーを押し付ける力が高まり、形成される画像の後端部まで濃度の高い画像を得ることができる。

実施例３
次に、本発明の更に他の実施例について説明する。本実施例の現像装置及び画像形成装置の基本的構成及び動作は、実施例１のものと同じである。従って、実施例１のものと実質的に同一又は相当する機能、構成を有する要素には同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。

図８及び図９に示すように、本実施例では、掻取壁部材７を保持する保持部材８が実施例１とは異なる。現像装置１及び画像形成装置１００のその他の構成及び動作は、実施例１のものと実質的に同じである。

本実施例では、実施例１におけるポリエチレンテレフタレートのフィルムの替わりに、現像装置１の内容積を規定する少なくとも一部の枠体（現像容器枠体，容器）２自体に、掻取壁部材７を保持するための保持部材８としての機能を持たせ、回収通路９も容器２自体に設ける。

更に説明すると、本実施例では、保持部材としての容器２に一体に形成された突起部８に掻取壁部材７を取り付ける。つまり、本実施例では、図９に示すように、現像ローラ４と供給ローラ５との最近接位置よりも現像ローラ４の表面移動方向上流側の容器２の形状を、現像ローラ４の軸方向と交差する方向における先端が供給ローラ３に近接するような突起形状とする。これにより、容器２の内壁を、保持部材として掻取壁部材７を支持すると共に、回収通路９を設けられる形にした。本実施例では、突起部８の先端は、２００μｍ〜５００μｍのギャップを介して供給ローラ５に近接している。このギャップは、トナー供給部Ｘにおける十分なトナー圧を確保できる程度に設けられる。この突起部８の先端近傍に、実施例１と同様に、幅３ｍｍ、高さ３ｍｍの連続発泡性のポリウレタンフォームから成る掻取壁部材７が設置される。現像ローラ４と掻取壁部材７と供給ローラ５とで囲まれた空間、即ち、トナー供給部Ｘが形成される。尚、掻取壁部材７は、実施例２で示したようなポリエチレンテレフタレートのフィルムでも良い。

又、本実施例では、容器２と一体となっている突起部８に回収通路９を設ける。図１０は、突起部８に設けられた回収通路９の拡大図である。回収通路９は、突起部８を貫通する穴により構成される。又、回収通路９は、実施例１と同様に、現像ローラ４の軸方向に沿う方向において、両端部を除き略全域にわたって穴が開いてない部分がないように設けられている。これにより、掻き取り部Ｃよりも現像ローラ４の表面移動方向上流側でのトナーの堆積を防止することができる。

本実施例では、掻取壁部材７を保持するためのポリエチレンテレフタレートのフィルムが不要になる。そのため、現像装置１の組み立てが簡易となり、部品を減らすことができるためにコスト的にも有利である。又、実施例１、実施例２では供給ローラ５と、ポリエチレンテレフタレートのフィルムで形成された保持部材８とが接触する。これに対して、本実施例では、供給ローラ５が保持部材として機能する容器２の突起部８と非接触である。このため、本実施例では、実施例１、２と比較して、供給ローラ５を回転させるためのトルクが小さくなる。

以上説明したように、本実施例によれば、容器２自体に掻取壁部材７を設置することにより、掻取壁部材７を支持するために、例えば実施例１にて使用した板状の保持部材のような別個の部材が不要となる。このため、現像装置１の組み立てが簡易となる。又、部品点数が減るためにコスト的にも有利である。そして、容器２自体に一体に形成された保持部材８は、供給ローラ５と近接しているが非接触であるため、供給ローラ５を回転させるためのトルクが小さくなるという利点がある。

以上、本発明を具体的な実施例に則して説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではないことを理解されたい。

例えば、上記各実施例では、現像装置１が感光ドラム２１と現像ローラ４とが接触する接触現像方式を用いるものとして説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、感光ドラム２１と現像ローラ４とが非接触である非接触現像方式を用いた現像装置においても等しく適用することができる。

又、例えば、掻取壁部材７と保持部材８とが共にポリエチレンテレフタレートのフィルムで形成される場合などにおいて、これら掻取壁部材７と保持部材８とが一体に形成されていてもよい。

又、上記実施例３において、掻取壁部材７の保持部材としての容器２に一体的に形成された突起部８の先端は供給ローラ５と非接触としたが、接触させてもよい。又、例えば該突起部８の先端にシール部材、例えば樹脂フィルムを設けて、これを供給ローラ５に接触させるようにしてもよい。これにより、実施例１と同様に、トナー供給部Ｘの供給ローラ５の表面移動方向下流側は実質的に密閉される。或いは、掻取壁部材７自体が現像ローラ４と供給ローラ５との両方に接触して、トナー供給部Ｘの供給ローラ５の表面移動方向下流側を実質的に密閉するようにしてもよい。

又、本発明は、複数の像担持体に対してそれぞれ現像装置が対応して設けられるか、或いは単一の像担持体に対して複数の現像装置が設けられて、例えばフルカラー画像の形成が可能なカラー画像形成装置においても等しく適用することができる。複数種類（色）のトナー像を像担持体上で直接重ね合わせたり、転写材上に順次に転写することで転写材上で直接重ね合わせたり、又は中間転写体上で重ね合わせた後に転写材に転写したりすることにより、フルカラー画像等を出力することのできる画像形成装置が斯界にて周知である。

更に、本発明に係る現像装置は、画像形成装置本体（装置本体）に対して着脱可能なカートリッジとされていてもよい。カートリッジには、現像装置が単独で装置本体に対して着脱可能とされた現像カートリッジがある。又、カートリッジには、現像装置の他に、少なくとも感光体が枠体によって一体的にカートリッジ化されたプロセスカートリッジがある。プロセスカートリッジは更に、帯電手段、クリーニング手段のうち少なくとも１つを有していてよい。このような装置本体に対して着脱可能なカートリッジは、装置本体が備える装着ガイド、位置決め部材等の装着手段を介して装置本体に取り外し可能に装着される。

本発明に係る現像装置の一実施例の概略断面図である。 図１の現像装置におけるトナーの供給・掻き取り部近傍の拡大断面図である。 本発明に従って構成される掻取壁部材が取り付けられた保持部材の一実施例の平面図である。 保持部材に設けられる回収通路の構成を説明するための保持部材の平面図である。 本発明に係る画像形成装置の一実施例の要部概略構成図である。 本発明に係る現像装置の他の実施例の概略断面図である。 図６の現像装置におけるトナーの供給・掻き取り部近傍の拡大断面図である。 本発明に係る現像装置の更に他の実施例の概略断面図である。 図８の現像装置におけるトナーの供給・掻き取り部近傍の拡大断面図である。 図８の現像装置における回収通路の構成を説明するための概略斜視図である。 従来の現像装置の一例の概略断面図である。

符号の説明

１ 現像装置
２ 容器（現像容器枠体）
３ 攪拌羽根（現像剤攪拌搬送部材）
４ 現像ローラ（現像剤担持体）
５ 供給ローラ（現像剤搬送部材）
６ 現像ブレード（現像剤規制部材）
７ 掻取壁部材
８ 保持部材
９ 回収通路
２１ 感光ドラム（像担持体）
１００ 画像形成装置

Claims (13)

1. 表面が移動可能な現像剤担持体と、前記現像剤担持体に供給する現像剤を収納する現像剤収納部と、前記現像剤担持体に非接触で対向配置され、前記現像剤担持体との対向部において前記現像剤担持体の表面移動方向と逆方向に表面が移動可能な現像剤搬送部材と、を有する現像装置において、
   前記現像剤担持体と前記現像剤搬送部材との最近接位置よりも前記現像剤担持体の表面移動方向上流において、前記現像剤担持体と前記現像剤搬送部材との間に設置され、前記現像剤担持体に当接して前記現像剤担持体から現像剤を掻き取る掻取壁部材と、
   前記掻取壁部材によって前記現像剤担持体から掻き取られた現像剤が通過する回収通路と、
   少なくとも前記現像剤担持体、前記現像剤搬送部材及び前記掻取壁部材とで囲まれ、前記現像剤担持体と前記現像剤搬送部材との対向部に現像剤を保持する現像剤供給部と、
   を有し、
   前記現像剤搬送部材は、前記現像剤供給部に現像剤を搬送すると共に、前記掻取壁部材によって前記現像剤担持体から掻き取られ前記回収通路を通過した現像剤を搬送することを特徴とする現像装置。
2. 前記掻取壁部材で前記現像剤担持体から掻き取られ前記回収通路を通過した現像剤は、前記現像剤搬送部材により前記現像剤収納部に戻されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 更に、前記現像剤担持体の表面移動方向に沿う方向の一端部に前記掻取壁部材が取り付けられ、同方向の他端部が当該現像装置の内容積を規定する少なくとも一部の枠体に連結された保持部材を有し、該保持部材には、前記回収通路として該保持部材を貫通する穴が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
4. 前記保持部材は、板状部材で形成されることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
5. 前記保持部材は、樹脂製フィルムで形成されることを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
6. 前記保持部材は、前記枠体と一体的に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
7. 前記保持部材は、前記現像剤担持体の表面移動方向と交差する方向において、両端部を除いて全域にわたり前記回収通路が設けられていない箇所がないことを特徴とする請求項３〜６のいずれかの項に記載の現像装置。
8. 前記現像剤担持体の表面移動方向に沿う方向において、前記掻取壁部材が取り付けられている側の前記保持部材の先端部は、前記現像剤搬送部材に接触することを特徴とする請求項３〜７のいずれかの項に記載の現像装置。
9. 前記掻取壁部材は、発泡弾性部材で形成されることを特徴とする請求項１〜８のいずれかの項に記載の現像装置。
10. 前記掻取壁部材は、前記現像剤担持体と前記現像剤搬送部材との間に圧縮して設置され、少なくとも１つの角部で前記現像剤担持体に当接することを特徴とする請求項９に記載の現像装置。
11. 前記掻取壁部材は、板状部材で形成されることを特徴とする請求項１〜８のいずれかの項に記載の現像装置。
12. 前記掻取壁部材は、樹脂製フィルムで形成されることを特徴とする請求項１１に記載の現像装置。
13. 転写材に現像剤による像を形成して出力する画像形成装置において、静電像が形成される像担持体と、前記静電像を現像するための請求項１〜１２のいずれかの項に記載の現像装置と、を有することを特徴とする画像形成装置。

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