JP2007233296A - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電子写真方式の画像形成装置において、トナーの画像形成装置内部への飛散を起こすことなく、現像装置におけるドクターブレードへのトナーの融着を防止し、白すじなどの画像不良がない高画質画像を長期にわたって形成する。
【解決手段】 現像槽２と、現像ローラ３と、現像ローラ３を回転させる回転駆動手段と、回転駆動手段による現像ローラ３の回転を制御する回転制御手段と、供給ローラ４と、ドクターブレード５と、攪拌部材６，７と、一端が感光体ドラム２５表面に当接し、他端が現像槽２外壁に支持されるように設けられるトナー飛散防止部材８とを含む現像装置１において、非現像時に現像ローラ３を現像時とは逆方向に回転させるとともに、トナー飛散防止部材８と現像ローラ３と感光体ドラム２５とによって閉空間を形成し、トナーの飛散を防止する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、現像装置および画像形成装置に関する。

電子写真方式による画像形成方法は、良好な画質品位を有する画像を容易にかつ比較的安価に形成できることから、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に広く利用される。電子写真方式の画像形成装置は、たとえば、表面に光導電性物質を含む感光層を有する感光体ドラムと、感光体ドラム表面を帯電させる帯電手段と、帯電状態にある感光体ドラム表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、感光体ドラム表面の静電潜像にトナーを供給してトナー 像を形成する現像手段と、感光体ドラム表面に担持されるトナー像を記録媒体などに転写する転写手段と、記録媒体上のトナー像を加熱、加圧などによって記録媒体上に定着させる定着手段とを含む。電子写真方式の画像形成装置において、保守管理作業の簡易化、画像形成装置本体の小型化、軽量化、低コスト化などを図る上では、現像手段には一般に非磁性１成分現像装置が用いられる。通常の非磁性１成分現像装置は、現像槽と、現像ローラと、供給ローラと、攪拌部材と、ドクターブレードとを含む。現像槽はトナーのみからなる１成分現像剤を貯留し、現像ローラ、供給ローラおよび攪拌部材を回転自在に支持する。現像ローラは感光体ドラムに圧接するように設けられ、その表面にトナー層を担持する。供給ローラは現像ローラに圧接するように設けられ、現像ローラの周囲にトナーを供給する。攪拌部材は現像槽内のトナーを攪拌する。ドクターブレードは、現像ローラ表面に当接するように設けられ、現像ローラ表面のトナー層の層厚を規制する。非磁性１成分現像装置によれば、現像ローラ表面のトナー層から感光体ドラム上の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する。

非磁性１成分現像装置には、トナーと磁性キァリアとを含む２成分現像剤を用いる２成分現像装置に比べて、トナーの凝集が起こり易いという問題点がある。特に、現像ローラとドクターブレードとの当接部分においては、トナーの凝集が大きな問題を引き起こす。ドクターブレードは、現像ローラ表面のトナー層の層厚を規制するために、現像ローラ表面に加圧下に当接されるので、現像ローラとドクターブレードとの間では、比較的大きな圧力と摩擦熱とが付加される。この当接部分でトナーが凝集してトナーの塊が生ずると、トナーの流動性が低下してトナーの塊がその部分に付着したまま保持され、現像動作を行っても剥落することがほとんどない。このトナーの塊は、画像形成時には摩擦熱が加えられ、非画像形成時である待機中にも画像形成装置内部の余熱が加えられ、画像形成と待機とが交互に繰返し実行されるうちに、融解してドクターブレードの現像ローラへの当接部分に融着する。ドクターブレードにトナーが融着すると、融着部分に接触する現像ローラ上のトナー層が削り取られ、白すじなどの画像不良が現れる。この画像不良は黒べた画像などを形成すると一層顕著に現れる。また、融着部分にはさらに大きな圧力が掛かり、トナーの融着が一層進行し易い状態になるので、融着部分が経時的に成長して現像ローラ表面を傷付け、装置自体の耐用性を損なうおそれがある。

特許文献１には、トナーのドクターブレードへの融着を防止するために、たとえば、トナーを収容する現像槽とトナーを搬送する現像スリーブと、現像スリーブに当接するドクターブレードと、非現像時に現像時とは逆方向に現像ローラを回転させる回転駆動手段とを含む１成分現像装置が提案されている。この現像装置においては、非現像時に現像ローラを逆回転させることによって、ドクターブレードに付着するトナー凝集物を除去することを開示している。

また、特許文献２には、現像剤を外周面に付着させて所定方向に回転することによって現像剤を現像部に搬送する現像ローラと、現像ローラの表面に接触又は極近接して配置された層厚規制部材（層厚規制ブレードまたは層厚規制ローラ）と、非現像時に、現像時とは逆方向に現像ローラを回転させる現像ローラ駆動手段とを含む１成分現像装置が提案されている。この現像装置においては、非現像時に現像ローラまたは層厚規制ローラを現像時の方向と逆方向に回転させることによって、層厚規制ブレードまたは層厚規制ローラとの間に停留して固まった現像剤が振り払われて除去されることを開示している。

しかしながらこれらの先行技術に開示されているように、現像ローラを逆回転させることによって、現像ローラと感光体とが対峙してなる現像領域および周囲にある現像剤が飛散し、感光体上の帯電部材等に汚染し新たに白筋が発生するという問題があるが、上記の先行技術においては、トナー飛散およびトナー飛散に対する対策方法について記述されていない。

特開昭６１−２４３４７３号公報 特開平４−２８１４７８号公報

本発明の目的は、トナーの画像形成装置内部への飛散を起こすことなく、ドクターブレードへの融着が防止され、白すじなどの画像不良がない高画質画像を長期にわたって形成できる現像装置および該現像装置を備える電子写真方式の画像形成装置を提供することである。

本発明は、
感光体ドラムを含む電子写真方式の画像形成装置に搭載される現像装置において、
感光体ドラムを臨むように設けられ、内部空間を有してトナーを収容する現像槽と、
感光体ドラムと圧接して現像ニップ部を形成するように設けられ、表面にトナー層を担持し、現像ニップ部において感光体ドラム上の静電潜像にトナーを供給する現像ローラと、
現像ローラを軸心回りに回転駆動させる回転駆動手段と、
非現像時に現像ローラを現像時とは逆方向に回転駆動させるように回転駆動手段を制御する回転制御手段と、
現像ローラ表面に当接するように設けられ、現像ローラ表面のトナー層の層厚を規制するドクターブレードと、
感光体ドラム回転方向の現像槽よりも上流側において、一端が感光体ドラム表面に当接し、他端が現像槽外壁に支持されるように設けられ、トナーが画像形成装置内部に飛散するのを防止する板状部材であるトナー飛散防止部材とを含むことを特徴とする現像装置である。

また本発明の現像装置は、
トナー飛散防止部材が、
可撓性フィルムと、
可撓性フィルムの少なくとも一方の面に形成される導電性層とを含むシート状部材であることを特徴とする。

さらに本発明の現像装置は、可撓性フィルムが可撓性を有する高分子化合物から構成され、かつ導電性層が導電性金属または導電性金属酸化物から構成されることを特徴とする。

さらに本発明の現像装置は、
トナー飛散防止部材の感光体ドラム表面への当接長さが、
その感光体ドラム表面への当接位置から現像ニップ部までの長さよりも短いことを特徴とする。

さらに本発明の現像装置は、非現像時に現像ローラを現像時とは逆方向に回転駆動させる際に、トナー飛散防止部材に電圧を印加する電圧印加手段をさらに含むことを特徴とする。

さらに本発明の現像装置は、
電圧印加手段とともに、
電圧印加手段によるトナー飛散防止手段への電圧印加を制御する電圧印加制御手段をさらに含むことを特徴とする。

さらに本発明の現像装置は、
電圧印加手段が、
感光体ドラム表面の電位とは逆極性の電圧をトナー飛散防止部材に印加することを特徴とする。

また本発明は、
感光体ドラムと、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段とを含む電子写真方式の画像形成装置において、
現像手段が、
前述のいずれか１つの現像装置であることを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、現像槽と、現像ローラと、現像ローラを軸心回りに回転駆動させる回転駆動手段と、非現像時に現像時と逆方向に現像ローラを回転駆動させるように回転駆動手段を制御する回転制御手段と、ドクターブレードと、感光体ドラム回転方向の現像槽よりも上流側において、一端が感光体ドラム表面に当接し、他端が現像槽外壁に支持されるように設けられるトナー飛散防止部材とを含む現像装置が提供される。本発明の現像装置においては、現像ローラを非現像時に現像時とは逆方向に回転駆動させることによって、ドクターブレードに付着するトナー凝集物を除去するとともに、感光体ドラム回転方向の現像ローラよりも上流側にトナー飛散防止部材を設け、感光体ドラム、現像槽および現像ローラとの協働により現像ニップ部の鉛直方向上方の空間を閉空間とすることによって、現像ローラを逆回転させる際に、現像槽から噴出するトナーの画像形成装置内部への飛散が防止される。したがって、本発明の現像装置によれば、画像形成装置内にトナーを飛散させて画像形成装置内部を広範囲にわたって汚染することなく、ドクターブレードへのトナーの融着を防止でき、長期間にわたる白すじなどの画像不良のない高画質画像の形成に寄与し得る。また、ドクターブレードへのトナー融着が防止されるので、ドクターブレードひいては現像装置自体の耐用寿命の延長を図り得る。

本発明によれば、トナー飛散防止部材として、可撓性フィルムと、可撓性フィルムの少なくとも一方の面（好ましくは両面）に形成される導電性層とを含むシート状部材を用いることによって、感光体ドラムとトナー飛散防止部材とが電気的な引力によって安定的な接触状態を保ち、トナーの飛散防止が確実に行われる。また、好ましくは、感光体ドラムと導電性層とを接触させる構成を採ることによって、感光体ドラムが導電性層による摺擦を受けても、可撓性フィルムの表面に導電性層が形成されるので、大きな損傷を受けることがない。したがって、感光体ドラムの定期的な交換時期を短縮することがない。

本発明によれば、トナー飛散防止部材として、可撓性フィルムを可撓性の高分子化合物（合成樹脂、ゴムなど）で構成し、かつ導電性層を導電性金属または導電性金属酸化物で構成することによって、トナー飛散防止部材に要求される特性、たとえば、感光体ドラムとの接触安定性、感光体ドラムに損傷を与えない特性などが最大限に発揮される。

本発明によれば、トナー飛散防止部材の感光体ドラム表面への当接長さを、トナー飛散防止部材の感光体ドラム表面への当接位置から現像ニップ部までの長さよりも短くすることによって、トナー飛散防止部材が、感光体ドラム上の静電潜像に現像ローラからトナーを供給する現像動作を妨げることがなく、安定的に現像動作を実行できる。

本発明によれば、現像ローラを現像時とは逆方向に回転駆動させる際に、トナー飛散防止部材に電圧を印加する電圧印加手段を設けることによって、感光体ドラムとトナー飛散防止部材とを静電的な引力を強めて接触させ得るので、感光体ドラムとトナー飛散防止部材とを単に接触させるよりも、感光体ドラムとトナー飛散防止材との接触状態をさらに良好なものとし、現像ローラを逆回転させる際のトナーの飛散を一層確実に防止できる。また、電気的な吸着力を用いるため、逆回転の際にトナー飛散防止部材によって感光体ドラムを損傷させることはない。

本発明によれば、トナー飛散防止部材への電圧印加を制御する電圧印加制御手段を設けることによって、現像ローラの逆回転時のみのトナー飛散防止部材への選択的な電圧印加を容易に実施できる。

本発明によれば、電圧印加手段にて、トナー飛散防止部材に感光体ドラム表面の電位とは逆極性の電圧を印加することによって、感光体ドラムとトナー飛散防止部材との静電的な引力による接触状態が一層良好になる。

本発明によれば、感光体ドラムと、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段とを含む電子写真方式の画像形成装置おいて、現像手段として前述の現像装置を用いることによって、トナーの無駄な消費を著しく少なくし、長期にわたって白すじなどの画像不良がない高画質画像を形成でき、現像装置の保守管理が容易で、保守管理作業の間隔を大きくすることができる画像形成装置が得られる。

図１は、本発明の実施の第１形態である現像装置１の構成を模式的に示す断面図である。図２および図３は、図１に示す現像装置１の要部の構成を拡大して示す部分断面図である。図２は現像時におけるトナー飛散防止部材８の感光体ドラム２５への当接状態を示す。図３は非現像時の現像ローラ３の逆回転時におけるトナー飛散防止部材８の感光体ドラム２５への当接状態を示す。現像装置１は、現像槽２と、現像ローラ３と、供給ローラ４と、ドクターブレード５と、撹拌部材６，７と、トナー飛散防止部材８と、図示しない回転駆動手段と、回転制御手段とを含む。

現像槽２は、たとえば硬質の合成樹脂などからなる容器状部材であり、その内部空間に現像ローラ３、供給ローラ４、ドクターブレード５および攪拌部材６，７を収容し、さらにトナーを収容する。現像装置１が画像形成装置に装着された状態で、現像槽２の画像形成装置に備わる感光体ドラム２５を臨む側面には、感光体ドラム２５の軸線方向と平行に延びる開口部２ａが形成される。また、撹拌部材７の鉛直方向上方の現像槽壁には、トナー受入口１０が形成され、現像槽２の内部空間と、現像槽２の鉛直方向上部に連接するように設けられるトナーホッパ９の内部空間とを連通させる。トナーホッパ９はトナー貯留容器であり、現像槽２内におけるトナーの消費状況に応じ、トナー受入口１０を介して現像槽２内にトナーを補給する。

現像ローラ３は、現像槽２に感光体ドラム２５を臨んで形成される開口部２ａを通して感光体ドラム２５に圧接し、かつ感光体ドラム２５の軸線と現像ローラ３の軸線とが平行になるように設けられるローラ部材である。現像ローラ３は、現像槽２に回転自在に支持されて図示しない回転駆動手段によって矢符１３の方向に回転する。現像ローラ３はその表面にトナー層を担持し、矢符１３方向への回転によって現像ローラ３と感光体ドラム２５との圧接部（以後「現像ニップ部」と称す）に搬送し、感光体ドラム２５表面の静電潜像にトナーを供給する。

現像ローラ３は、現像装置１が装着される画像形成装置において、感光体ドラム２５と図示しない回転駆動手段を共用する。これは、一般的な画像形成装置において採用される構成である。現像ローラ３および感光体ドラム２５と回転駆動手段とは、たとえば、ギアトレインなどで連結される。したがって、現像ローラ３を逆回転させる際には、感光体ドラム２５も矢符２６とは反対の方向に回転させることができる。現像ローラ３の逆回転は、非現像時のみに行われる。回転駆動手段には、たとえば、正逆方向に回転可能なモータと、該モータに電力を供給する電源とを含むものが用いられる。逆回転時期の具体例としては、たとえば、現像装置１が装着される画像形成装置の電源投入時（電源スイッチＯＮ時）、画像形成動作の終了時、印字濃度調整動作の終了時などが挙げられる。逆回転を行う時間、逆回転の回転数、および現像ローラ３、ドクターブレード５、トナー飛散防止部材８、感光体ドラム２５に逆回転時に印加する電圧等は、ドクターブレード５に付着するトナー凝集物を除去するのに適した逆回転を行う時間、回数および各部材への印加電圧を、各逆回転時期に応じて実験などによって予め決定される。現像ローラ３の回転駆動は、回転制御手段によって制御される。回転制御手段は、現像装置１が装着される画像形成装置において全動作を制御するＣＰＵ２７に画像形成動作が入力される現像時には現像ローラ３を矢符１３の方向に回転駆動させ、ＣＰＵ２７に画像形成動作が入力されない非現像時には現像ローラ３を矢符１３とは反対の方向に回転駆動させるように回転駆動手段を制御する。本実施の形態では、回転制御手段には前述と同様のＣＰＵ２７が利用されるけれども、別個に制御回路を設けることも可能である。ＣＰＵ２７は制御部と演算部と記憶部とを含む。記憶部には、非現像時における現像ローラ３の逆回転時期、逆回転時期毎の逆回転時間、逆回転の回数および各部材への印加電圧が入力される。演算部は、演算部による判定時点が現像ローラ３の逆回転時期に当たるか否かを判定する。制御部は、演算部が現像ローラ３の逆回転時期に当たると判定した場合に、回転駆動手段に制御信号を送り、回転駆動手段は制御信号に基づいて、現像ローラ３、ドクターブレード５、トナー飛散防止部材８、感光体ドラム２５に所定の電圧を印加し、現像ローラ３を現像時とは逆方向（矢符１３とは反対の方向）に所定時間または所定回数、回転駆動させる。

供給ローラ４は、現像ローラ３を介して感光体ドラム２５と対向する位置に、現像ローラ３に圧接するように設けられ、現像槽２によって矢符１４の方向に回転自在に支持されるローラ部材である。供給ローラ４の回転によって、現像ローラ３の周囲に現像槽２内のトナーが供給され、現像ローラ３の表面にトナー層が形成される。

ドクターブレード５は、短手方向の一端が現像槽２に支持され、他端が遊端部となって現像ローラ３表面に当接するように設けられる薄板部材である。他端である遊端部の先端部は、現像ローラ３への当接部分において、現像ローラ３表面から外方に向う方向に屈曲する鉤状に形成される。ドクターブレード５には、たとえば、弾性材料からなる薄板を使用できる。弾性材料としては特に制限されないけれども、たとえば、弾性を有する金属、弾性を有する合成樹脂などが挙げられる。ドクターブレード５は、現像ローラ３表面に担持されるトナー層の厚さが所望の値になるように調整する。ドクターブレードが層厚規制ローラであってもよい。また、現像ローラ回転方向に対し、ドクターブレード５の下流側で、感光体ドラム２５との当接部より上流側の範囲に別のドクターブレードを配してもよい。

攪拌部材６，７は、現像ローラ３を介して感光体ドラム２５に対向する位置に、現像ローラ３および供給ローラ４と離隔するように設けられ、現像槽２によって回転自在に支持されるスクリュー状ローラ部材である。攪拌部材６，７は、トナーの消費状況に応じて図示しないトナーホッパから現像槽２に供給されるトナーを攪拌し、均一な状態にして供給ローラ４の周囲に搬送する。

トナー飛散防止部材８は、短手方向の一端が現像ローラ３を臨む現像槽壁の外周面に支持され、他端が遊端部となって感光体ドラム２５表面に当接（または接触）するように設けられるシート状部材である。トナー飛散防止部材８は現像ローラ３および感光体ドラム２５と共に、現像ニップ部の鉛直方向上方の空間を閉空間にする。これによって、現像ローラ３を逆回転（矢符１３とは反対方向の回転）させる際に、現像ローラ３の逆回転に伴って現像ニップ部を通過した後に、現像ニップ部の鉛直方向上方の空間に噴出するトナーがそのまま画像形成装置内部に飛散するのが防止される。現像ローラ３表面のトナーは通常は静電的に現像ローラ３表面に付着するけれども、現像ローラ３を回転させると、回転の方向にトナーが飛散する。したがって、現像ローラ３の逆回転の場合は、鉛直方向上方へのトナーの飛散を考慮すればよく、鉛直方向下方には画像形成装置内部を汚染するほどのトナーは飛散または落下しない。鉛直方向下方に飛散または落下する少量のトナーは、画像形成装置内部の底面に残留するけれども、画像形成動作などに悪影響を及ぼすものではなく、定期的な点検作業の際に画像形成装置内部から容易に除去できる。

トナー飛散防止部材８には、たとえば、可撓性フィルムと、可撓性フィルムの少なくとも片面に形成される導電性層とを含む板状部材（またはシート状部材）を使用できる。導電性層は、現像ローラ３の逆回転時に感光体ドラム２５表面に接触する面に設けられるのが好ましい。可撓性フィルムとしては特に制限されないけれども、可撓性を有する高分子化合物からなるフィルムが好ましい。可撓性を有する高分子化合物とは、可撓性を有する合成樹脂、ゴムなどである。ここで、合成樹脂としては、ポリウレタン、フッ素樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリイミドなどの熱可塑性樹脂が挙げられる。市販の樹脂フィルムも使用でき、たとえば、テフロンシート、マイラーシート、カプトンシート（いずれも商品名）などが挙げられる。ゴムとしては、たとえば、ウレタンゴム、シリコーンゴムなどが挙げられる。可撓性フィルムは、１種の可撓性を有する高分子化合物からなる単層のシートでもよく、または可撓性を有する高分子化合物からなるシートを２層以上積層したシートであって、各シートに含まれる可撓性を有する高分子化合物がそれぞれ異なる積層シートでもよい。可撓性フィルムの厚みは特に制限されないけれども、トナー飛散防止部材８と感光体ドラム２５表面との接触性、感光体ドラム２５の回転駆動を妨げないことなどを考慮し、感光体ドラム２５の直径が３００ｍｍである場合を目安にすれば、好ましくは５０μｍ〜１ｍｍ、さらに好ましくは８０〜３００μｍである。また、導電性層は、導電性金属、導電性金属酸化物、導電性樹脂組成物などによって構成される。これらの中でも、導電性金属、導電性金属酸化物が好ましい。導電性金属としては、たとえば、アルミニウムなどが挙げられる。導電性金属酸化物としては、たとえば、酸化インジウム、酸化スズ、これらの混合物（ＩＴＯ）などが挙げられる。導電性層は蒸着法によって形成されるのが好ましい。導電性層の厚みも特に制限されないけれども、トナー飛散防止部材８と感光体ドラム２５との接触性（特に、トナー飛散防止部材８に電圧を印加する際の感光体ドラム２５との接触性）などを考慮し、感光体ドラム２５の直径が３０ｍｍである場合を目安にすれば、好ましくは５〜３０ｎｍ程度、さらに好ましくは７〜２０ｎｍ程度である。本実施の形態では、厚さ１００μｍのポリウレタンシート（ポリウレタンブレード）８ａと、ポリウレタンシート８ａの一方の面に積層される厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートシート８ｂと、厚み方向においてポリエチレンフタレート８ｂのポリウレタンシート８ａへの積層面とは反対側の面に積層される厚さ１０ｎｍ程度のアルミニウム蒸着膜８ｃとを含むシート状部材を使用する。これ以外にも、実用的なシート状部材として、厚さ１００μｍ程度のポリウレタンシート（ポリウレタンブレード）と、該ポリウレタンシートの一方の面に積層される厚さ１０ｎｍ程度のアルミニウム蒸着膜とを含むシート状部材が挙げられる。なお、これらのシート状部材における各シートおよび蒸着膜の厚みは、感光体ドラム２５の直径が３０ｍｍである場合の数値であり、感光体ドラム２５の直径が３０ｍｍから変更される場合には、それに応じて適宜変更可能である。

トナー飛散防止部材８には、図２および図３に示すように、電圧印加手段である電源１２と、電圧印加制御手段１５とが直列で電気的に接続される。電源１２は電圧印加制御手段１５を介してトナー飛散防止部材８に接続され、トナー飛散防止部材８に電圧を印加する。電源１２によるトナー飛散防止部材８への電圧の印加は、現像ローラ３の逆回転時のみに行われる。トナー飛散防止部材８へ印加される電圧は、感光体ドラム２５の表面電位とは逆極性であることが好ましい。それによって、トナー飛散防止部材８と感光体ドラム２５との接触状態が、静電的な引力の付加によって一層良好なものとなり、現像ローラ３の逆回転時のトナー飛散が一層確実に防止できる。また、印加される電圧値は特に制限はなく、感光体ドラム２５の表面電位に応じて適宜選択すればよいけれども、たとえば、感光体ドラム２５の表面電位が−２０〜５０Ｖである場合は、好ましくは＋０〜５０Ｖである。電圧印加制御手段１５は、スイッチ部材１１と、ＣＰＵ２７とを含み、電源１２によるトナー飛散防止部材８への電圧印加を、現像ローラ３の逆回転時期のみに制御する。スイッチ部材１１は一端をトナー飛散防止部材８のアルミニウム蒸着膜８ｃに接続され、他端を電源１２に接続される。スイッチ部材１１のＯＮ・ＯＦＦによって、トナー飛散防止部材８への電圧印加が実行されまたは停止される。スイッチ部材１１がＯＮの時は、図３に示すように、現像ローラ３が逆回転する非現像時であり、スイッチ部材１１を介して電源１２からトナー飛散防止部材８に電圧が印加される。スイッチ部材１１がＯＦＦの時は、図２に示すように、現像ローラ３が矢符１３の方向に回転する現像時であり、電源１２からトナー飛散防止部材８への電圧印加は停止される。ＣＰＵ２７は、現像装置１が装着される画像形成装置に設けられ、該画像形成装置の全動作を制御する制御回路である。ＣＰＵ２７は、前述のように、制御部と演算部と記憶部とを含む。記憶部には現像ローラ３の逆回転時期が予め入力され、さらに判定時における動作状況が入力される。演算部は、記憶部から現像ローラ３の逆回転時期および判定時における動作状況を取り出して比較する。当該判定時点が現像ローラ３の逆回転時期であるとの判定結果に応じて、制御部はスイッチ部材１１をＯＮにする。さらに、現像ローラ３の逆回転が、逆回転時期毎に決定される逆回転時間を経過するかまたは所定の回転回数の逆回転を終了した後は、制御部は制御信号を送付してスイッチ部材１１をＯＦＦにする。なお、トナー飛散防止部材８は、図２に示す現像時には感光体ドラム２５が矢符２６の方向に回転し、ポリウレタンシート８ａ表面が感光体ドラム２５表面に当接するよう構成される。したがって、もしスイッチ部材１１が誤ってＯＮの状態になっても、感光体ドラム２５の表面に電圧が印加されることはない。一方、図３に示す非現像時には感光体ドラム２５が矢符２６とは反対の方向に回転し、アルミニウム蒸着膜８ｃの表面が感光体ドラム２５表面に当接するように構成される。したがって、スイッチ部材１１がＯＮになると、アルミニウム蒸着膜８ｃを介して感光体ドラム２５表面に電圧が印加され、トナー飛散防止部材８と感光体ドラム２５との接触が一層密になる。

トナー飛散防止部材８の遊端部の先端およびその近傍部分は、感光体ドラム２５の表面に当接するように構成される。トナー飛散防止部材８の感光体ドラム２５への当接長さは、トナー飛散防止部材８の感光体ドラム２５への当接開始点（以後「当接位置」と称す）から先端までの長さである。本発明では、トナー飛散防止部材８の感光体ドラム２５への当接長さを、当接開始点から現像ニップ部までの長さよりも短くすることが好ましい。さらに具体的には、トナー飛散防止部材８と現像ローラ３とが接触することなく、常に間隙を有して離隔する状態にあることが好ましい。このように構成すれば、トナー飛散防止部材８の存在によって、静電潜像の現像が妨げられることがなくなり、良好な画質を有する高品位画像を長期にわたって形成できる。

現像装置１によれば、現像槽２内において、攪拌ローラ６および供給ローラ４の回転によってトナーを現像ローラ３表面に担持させてトナー層を形成し、ドクターブレード５によって現像ローラ３表面のトナー層の層厚を規制し、感光体ドラム２５表面の静電潜像に該トナー層からトナーを供給して現像を行い、トナー像を形成するとともに、必要に応じて、非画像形成時（非現像時）に現像ローラ３を逆回転させてドクターブレード５に当接させて付着するトナー凝集物を除去する。現像ローラ３の逆回転時に発生するトナーの飛散は、トナー飛散防止部材８を設けることによって防止する。

図４は、本発明の実施の別形態である画像形成装置３０の構成を模式的に示す断面図である。画像形成装置３０は本発明の実施の第１形態である現像装置１を備える電子写真方式のフルカラープリンタである。画像形成装置３０は、たとえばパーソナルコンピュータなどの外部装置で創出されて伝達される画像情報に応じて、記録紙などの記録媒体上にフルカラーまたはモノクロの画像を形成するものである。

この画像形成装置３０は、フルカラープリンタであり、画像情報が、ブラック（ｂ）、シアン（ｃ）、マゼンタ（ｍ）、イエロー（ｙ）の各色を用いるカラー画像に応じたものである。したがって、トナー像形成手段３１に含まれる作像ユニット４０および作像ユニット４０を構成する各部材は、各色に対応してそれぞれ４つ設けられる。ここでは、各色に応じて４つずつ設けられる各部は、各色を表すアルファベットを参照符号の末尾に付して区別し、総称する場合は参照符号のみで表す。画像形成装置３０は、トナー像形成手段３１と、転写手段３２と、記録媒体供給手段３３と、定着手段３４と、排出手段３５とを含む。

トナー像形成手段２は作像ユニット４０から構成される。作像ユニット４０は、感光体ドラム４１と、帯電器４２と、露光ユニット４３と、現像装置１と、クリーニングユニット４４とを含む。このうち、帯電器４２、露光ユニット４３、現像装置１およびクリーニングユニット４４は、感光体ドラム４１まわりに、この順序で配置される。帯電器４２は、感光体ドラム４１の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、チャージャー型、ローラ型またはブラシ型などのいずれが用いられてもよい。露光ユニット４３としては、たとえばレーザ照射部および反射ミラーを備えるレーザスキャニングユニットが用いられる。露光ユニット４３は、一様な電位に帯電された感光体ドラム４１の表面を画像情報に応じて露光し、その表面に静電潜像を形成する。現像装置１は、感光体ドラム４１の表面に形成された静電潜像にトナーを供給して現像し、可視像であるトナー像を形成する。クリーニングユニット４４は、感光体ドラム４１の表面から記録媒体上へ転写しきれずに残留するトナーを、感光体ドラム４１の表面から除去し回収する。トナー像形成手段２によれば、感光体ドラム４１表面に静電潜像を形成し、これに現像装置１からトナーを供給して現像し、感光体ドラム４１表面にトナー像を形成する。

転写手段３２は、転写ベルト４６と、駆動ローラ４８と、テンションローラ４９と、転写ベルト従動ローラ５０と、転写ローラ５１（ｙ，ｍ，ｃ，ｂ）と、転写ベルトクリーニングユニット５２とを含む。駆動ローラ４８、テンションローラ４９および転写ベルト従動ローラ５０は転写ベルト４６を張架し、駆動ローラ４８の回転駆動によって、転写ベルト４６を矢符４７方向へ回転駆動させる。転写ベルト４６は、各感光体ドラム４１に接触するように設けられ、後述の記録媒体供給手段５５から送給される記録媒体を搬送する。転写ベルト４６に搬送される記録媒体が転写ベルト４６と感光体ドラム４１との間を通過する際、感光体ドラム４１表面のトナー像が記録媒体上へ転写される。フルカラー画像の場合、各感光体ドラム４１表面の各色のトナー画像が記録媒体上に順次重ねて転写されることによって、フルカラートナー像が形成される。転写ローラ５１は、転写ベルト４６を介して感光体ドラム４１に対向するように配置される。転写ローラ５１には、トナーの帯電極性とは逆極性の転写バイアスが印加され、この転写バイアスによって感光体ドラム４１表面のトナー像が記録媒体へ転写される。転写ベルトクリーニングユニット５２は、転写ベルト４６の外周に接触するように設けられる。感光体ドラム４１との接触によって転写ベルト４６に付着するトナーは、記録媒体の裏面を汚染する原因になるので、転写ベルトクリーニングユニット５２が転写ベルト４６表面のトナーを除去し回収する。転写手段３２によれば、感光体ドラム４１表面のトナー像が、転写ベルト４６に載置されて搬送される記録媒体上に転写される。

記録媒体供給手段３３は、給紙トレイ５５と、ピックアップローラ５６と、レジストローラ５７と、搬送ローラ５８とを含む。給紙トレイ１０６は、画像形成装置３０の鉛直方向下部に設けられ、記録媒体を貯留する。記録媒体には、たとえば、普通紙、カラー画像形成専用紙、コート紙などの記録紙、ＯＨＰ（オーバーヘッドプロジェクタ）用紙などがある。ピックアップローラ５６は、給紙トレイ５５内に貯留される記録媒体を１枚ずつ取り出し、用紙搬送路Ｓ１に送給する。搬送ローラ５８は、ピックアップローラ５６によって送給される記録媒体をさらにレジストローラ５７に向けて送給する。レジストローラ５７は、転写手段３２の搬送方向手前に設けられ、記録媒体を挟持して一旦保持し、不図示のレジスト前検知センサの検知出力に応じて、感光体ドラム４１表面に形成されるトナー像の先端が記録紙の画像形成範囲の先端に整合するように、タイミングを同期させて記録媒体を転写手段３２の転写ベルト４６に向けて送給する。記録媒体供給手段３３によれば、給紙トレイ５５内の記録媒体を、トナー像形成のタイミングに合わせて１枚ずつ転写ベルト４６上に送給する。

定着手段３４は、転写ベルト４６よりも記録媒体の搬送方向下流側に設けられ、加熱ローラ５９と、加圧ローラ６０と、加熱ローラ５９の図示しない加熱源、加熱ローラ５９の表面温度を検知する図示しないセンサと、加熱ローラ５９が所定の温度になるように加熱源の動作を制御する制御部とを含む。加熱ローラ５９と加圧ローラ６０とは、互いに押圧状態で記録媒体を挟圧搬送できるように設けられる。定着ユニット３４は、記録媒体が加熱ローラ５９と加圧ローラ６０とによって形成されるニップ部を通過する際、トナー像を加熱および加圧して記録媒体に定着させ、堅牢な記録画像とする。

排出手段３５は、搬送方向切換ガイド６１と、第１排紙トレイ６２と、排紙ローラ６３と、第２排紙トレイ６４とを含む。搬送方向切換ガイド６１は、定着手段３４よりも記録媒体の搬送方向下流側に設けられ、定着手段３４によってトナー像が定着される記録媒体の搬送方向を切換える。記録媒体は画像形成装置３０の側面に外方に向けて突出するように設けられる第１排紙トレイ６２に排出されるかまたは搬送ローラ６３によって形成される用紙搬送路Ｓ２に送給される。用紙搬送路Ｓ２に送給される記録媒体は、搬送ローラ６３によって、画像形成装置３０の上面に設けられる第２排紙トレイ６４に排出される。排出手段３５は、トナー像が定着される記録媒体を第１排紙トレイ６２または第２排紙トレイ６４に排出する。

画像形成装置３０には、図示しない制御手段が設けられる。制御手段は、たとえば、画像形成装置３０の内部空間における上部に設けられ、図示しない、制御部、演算部、記憶部などからなる中央処理装置（ＣＰＵ）を備えるマイクロコンピュータなどによって実現される処理回路を含む。ＣＰＵの記憶部には、画像形成装置３０の上面に配置される図示しない操作パネルを介する画像形成命令、画像形成装置３０内部の各所に配置される図示しないセンサなどからの検知結果、外部機器からの画像情報などが入力され、入力される各種データ（画像形成命令、検知結果、画像情報など）に基づいて演算部による判定が行われ、演算部の判定結果に応じて制御部から制御信号が送付され、画像形成装置３０の全動作が制御される。記憶部には、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、リードオンリィメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などが挙げられる。外部機器には、画像情報の形成または取得が可能であり、かつ画像形成装置に電気的に接続可能な電気・電子機器を使用でき、たとえば、コンピュータ、デジタルカメラ、テレビ、ビデオレコーダ、ＤＶＤレコーダ、ファクシミリ装置などが挙げられる。制御手段は、前述の処理回路とともに電源を含み、電源は制御手段だけでなく、画像形成装置３０内部における各装置にも電力を供給する。

画像形成装置３０によれば、トナー像形成手段３１において、感光体ドラム４１上に形成されるトナー像を、記録媒体供給手段３３から転写手段３２の転写ベルト４６外周面に送給され、転写ベルト４６によって搬送される記録媒体に転写してトナー像を担持させ、このトナー像を担持する記録媒体は定着手段３４に搬送されて加熱加圧を受け、記録媒体にトナー像を定着させた後、排出手段３５によって画像形成装置３０の内部から第１排紙トレイ６２または第２排紙トレイ６４に排出され、一連の画像形成動作を完了する。

本発明の画像形成装置において、中間転写ベルト、転写ベルト、各ローラなどに用いられる材料、層構造、寸法などは、電子写真方式の画像形成分野で常用されるものをそのまままたは適宜変更して使用できる。また、ローラに代えて、ベルトなどの無端状部材を用いることもできる。さらに中間転写ベルト、搬送ベルトなどは無端状部材とされるけれども、ローラ形態にすることもできる。本発明の画像形成装置は、各実施の形態において、タンデム方式のカラー画像形成装置として示すけれども、それに限定されず、たとえば、中間転写ベルトが１回回転する毎に１色の画像を重ね合わせる、いわゆる４回転方式のカラー画像形成装置とすることもできる。また、カラー画像形成装置に限定されず、単色画像形成装置とすることもできる。このような本発明の画像形成装置は、たとえば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの２種以上の複合機として使用される。

本発明の実施の第１形態である現像装置の構成を模式的に示す断面図である。 図１に示す現像装置の要部の構成を拡大して示す部分断面図である。 図１に示す現像装置の要部の構成を拡大して示す部分断面図である。 本発明の実施の別形態である画像形成装置の構成を模式的に示す断面図である。

符号の説明

１ 現像装置
２ 現像槽
３ 現像ローラ
４ 供給ローラ
５ ドクターブレード
６，７ 撹拌部材
８ トナー飛散防止部材
９ トナーホッパ
１０ トナー受入口
１１ スイッチ部材
１２ 電源
１５ 電圧印加制御手段
２５ 感光体ドラム
３０ 画像形成装置
３１ トナー像形成手段
３２ 転写手段
３３ 記録媒体供給手段
３４ 定着手段
３５ 排出手段
４０ 作像ユニット

Claims (8)

1. 感光体ドラムを含む電子写真方式の画像形成装置に搭載される現像装置において、
   感光体ドラムを臨むように設けられ、内部空間を有してトナーを収容する現像槽と、
   感光体ドラムと圧接して現像ニップ部を形成するように設けられ、表面にトナー層を担持し、現像ニップ部において感光体ドラム上の静電潜像にトナーを供給する現像ローラと、
   現像ローラを軸心回りに回転駆動させる回転駆動手段と、
   非現像時に現像ローラを現像時とは逆方向に回転駆動させるように回転駆動手段を制御する回転制御手段と、
   現像ローラ表面に当接するように設けられ、現像ローラ表面のトナー層の層厚を規制するドクターブレードと、
   感光体ドラム回転方向の現像槽よりも上流側において、一端が感光体ドラム表面に当接し、他端が現像槽外壁に支持されるように設けられ、トナーが画像形成装置内部に飛散するのを防止する板状部材であるトナー飛散防止部材とを含むことを特徴とする現像装置。
2. トナー飛散防止部材は、
   可撓性フィルムと、
   可撓性フィルムの少なくとも一方の面に形成される導電性層とを含むシート状部材であることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 可撓性フィルムは可撓性を有する高分子化合物から構成され、かつ導電性層は導電性金属または導電性金属酸化物から構成されることを特徴とする請求項２記載の現像装置。
4. トナー飛散防止部材は、
   その感光体ドラム表面への当接長さが、
   その感光体ドラム表面への当接位置から現像ニップ部までの長さよりも短いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の現像装置。
5. 非現像時に現像ローラを現像時とは逆方向に回転駆動させる際に、トナー飛散防止部材に電圧を印加する電圧印加手段をさらに含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の現像装置。
6. 電圧印加手段とともに、
   電圧印加手段によるトナー飛散防止手段への電圧印加を制御する電圧印加制御手段をさらに含むことを特徴とする請求項５記載の現像装置。
7. 電圧印加手段は、
   感光体ドラム表面の電位とは逆極性の電圧をトナー飛散防止部材に印加することを特徴とする請求項５または６記載の現像装置。
8. 感光体ドラムと、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段とを含む電子写真方式の画像形成装置において、
   現像手段は、
   請求項１〜７のいずれか１つの現像装置であることを特徴とする画像形成装置。

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