JP2008076892A

JP2008076892A - 現像装置および画像形成装置

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Publication number: JP2008076892A
Application number: JP2006257913A
Authority: JP
Inventors: Mitsugi Inomata; 貢猪股; Kunio Shigeta; 邦男重田; Munenobu Okubo; 旨宣大久保; Won Choe; 源崔
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2006-09-22
Filing date: 2006-09-22
Publication date: 2008-04-03
Anticipated expiration: 2026-09-22
Also published as: KR101329736B1; JP4854444B2; KR20080027435A

Abstract

【課題】トナーへのストレスを低減可能な現像装置を提供する。
【解決手段】本発明の現像装置１００は、現像剤担持体１１０と、柔軟性を有するフィルム部材１２１と、フィルム部材１２１の少なくとも一部が現像剤担持体１１０の外周面に外接するようにフィルム部材１２１を支持する支持部材１２３と、現像剤担持体１１０の外周面に外接する回収部材１３０とを備える。フィルム部材１２１の固定端側は、現像剤担持体１１０とフィルム部材１２１との間に形成された微小隙間１２７が一定となるように設けられる。また、フィルム部材１２１の自由端側は、フィルム部材１２１に電圧が印加されることにより、現像剤担持体１１０に静電吸着される。そして、回収部材１３０は、回収部材１３０と現像剤担持体１１０との間に形成された、現像剤担持体１１０上の現像剤が回収部材１３０に吸着される向きの電界により、現像剤担持体１１０上の現像剤を電気的に回収する。
【選択図】図１

Description

本発明は、現像装置に関し、より詳細には、電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像装置に関する。

近年、省エネルギー化やファーストプリントアウト時間の短縮が求められる中で、現像剤であるトナーの低温定着化が必要とされている。定着部にて溶解しやすいトナーは、現像部での機械的ストレスに対する耐性が低下するため、トナーに与える機械的ストレスが小さい現像方式の開発が重要となってきている。

従来の一成分現像方式の現像装置１は、図５に示すように、トナーを担持して移送する現像ローラ１０と、現像ローラ１０にトナーを供給し、また現像ローラ１０上の残トナーを剥離するＲＳ（ＲｅｍｏｖｅａｎｄＳｕｐｐｌｙ）ローラ２０と、現像ローラ１０上のトナーの層規制を行うドクターブレード３０とから構成される。

現像装置１は、ＲＳローラ２０によってトナー容器部（図示せず。）に収容されたトナーを担持して、ＲＳローラ２０と現像ローラ１０とのニップ部に移送する。現像装置１を構成するＲＳローラ２０は、例えばスポンジから形成されている。ＲＳローラ２０は、現像ローラ１０の外周面に圧接して設けられ、現像ローラ１０との圧接部において現像ローラ１０に対して逆方向に摺擦するように回転する。ＲＳローラ２０により移送されたトナーは、ニップ部おいて現像ローラ１０表面に擦り付けられて、現像ローラ１０に担持される。現像ローラ１０に担持されたトナーは、現像ローラ１０の周方向に沿って設けられたドクターブレード３０の下方を通過することにより、ある電位にまで帯電されるとともに層規制される。帯電した現像ローラ１０上のトナーは、静電潜像ローラ５に形成された静電潜像の現像に使用される。一方、静電潜像の現像に使用されなかった残トナーは、ＲＳローラ２０により機械的に剥離される。

特開２００１−３３１０３４号公報

このような現像装置１では、ドクターブレード３０の下部および現像ローラ１０とＲＳローラ２０とが圧接する圧接部において、特にトナーに対して機械的ストレスが加わる。ドクターブレード３０は、現像ローラ１０の揺れ精度、円筒度の変動および環境による外径変化に対応するために、トナーの帯電およびトナー層の形成に必要な圧力以上にトナーを押圧する。このため、トナーに機械的ストレスが加えられてしまう。

また、ＲＳローラ２０は、静電気的に現像ローラ１０に吸着されているトナーを機械的に剥離する。この際、現像ローラ１０上のトナーの剥離が不十分であるとその箇所がメモリとなり、以降の現像時の画像欠陥に繋がる。このため、ＲＳローラ２０は、現像ローラ１０に対して強く押圧されている。ＲＳローラ２０が現像ローラ１０に対して押圧されているときの現像ローラ軸での回転トルクを１００とすると、ＲＳローラ２０を設けていない場合の回転トルクは約７０であるように、その押圧力は強い。また、ＲＳローラ２０は、スポンジローラであるため、トナーがＲＳローラ２０内に侵入してしまう。このため、ＲＳローラ２０の硬度が高くなり、ＲＳローラ２０の圧接部においてトナーが受ける機械的ストレスが非常に大きくなる。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、現像剤へのストレスを低減することの可能な、新規かつ改良された現像装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、周面に現像剤を担持して移送する現像剤担持体と、現像剤担持体に担持された現像剤の層を規制するとともに現像剤を帯電させる、柔軟性を有するフィルム部材と、フィルム部材の少なくとも一部が現像剤担持体の外周面に外接するようにフィルム部材を支持する支持部材と、現像剤担持体の外周面に外接する回収部材と、を備える現像装置が提供される。かかる現像装置では、フィルム部材の固定端側が、現像剤担持体とフィルム部材との間に形成された、現像剤の導入口である微小隙間が一定となるように設けられる。また、フィルム部材の自由端側は、フィルム部材に電圧が印加されることにより、現像剤担持体に静電吸着される。そして、回収部材は、回収部材と現像剤担持体との間に形成された、現像剤担持体上の現像剤が回収部材に吸着される向きの電界により、現像剤担持体上の現像剤を電気的に回収することを特徴とする。

本発明によれば、現像剤の層規制および帯電を行うブレードとして、柔軟性を有するフィルム部材を用いる。フィルム部材は、一端側（固定端側）が支持部材に固定され、他端側（自由端側）は、少なくとも一部が現像剤担持体と外接するように設けられる。支持部材は、現像剤担持体の外周面とフィルム部材との間に形成された微小隙間が一定となるように固定される。かかる構成により、微小隙間の大きさがほとんど変動しないため、現像剤担持体とフィルム部材とによって形成されるニップに流入する現像剤量が一定となるよう規制することができる。

一方、フィルム部材の自由端側は、フィルム部材に電圧が印加されていない状態において、少なくともその一部が現像剤担持体に外接するように設けられる。フィルム部材に電圧が印加されると、フィルム部材と現像剤担持体との間に静電吸着力が生じ、フィルム部材と現像剤担持体とによってニップ幅が増大される。ニップ幅は、フィルム部材に印加される電圧の大きさに比例して増大する。ニップに流入した現像剤は、ニップを通過する際、フィルム部材との摩擦によって帯電され、均一な薄層となるよう規制される。このように、本発明の現像装置によれば、フィルム部材を用いることにより、現像剤に大きな力をかけることなく現像剤を帯電させ、かつ均一な層を形成することが可能となり、現像剤へのストレスを低減することができる。

さらに、現像剤担持体上に残存する現像剤は、回収部材により電気的に回収される。すなわち、回収部材と現像剤担持体との間に、現像剤担持体上の現像剤が回収部材に吸着される向きの電界を形成し、現像剤担持体上の現像剤を回収部材に静電吸着させる。これにより、従来の現像装置のように現像剤担持体上の現像剤を機械的に剥ぎ取るのではなく、電気的に回収することにより、効率よく回収することができ，現像剤へのストレスを低減することができる。

また，本発明の現像装置は、フィルム部材による現像剤の層規制および帯電と、現像剤の電気的な回収を組み合わせることにより、効果的に現像剤へのストレスを低減させることができる。フィルム部材による用いた現像剤の帯電性能は、従来のドクターブレードを用いる場合と比較して、現像剤をフィルム部材と現像剤担持体とのニップ部を１回通過させることで必要な帯電を行うことができる。また、回収部材の回収効率は、従来のＲＳローラによる回収と比較して、ほぼ１００％現像剤を回収することができる。これにより、現像剤担持体上の現像剤を確実に回収することができるので、現像剤が残留して現像剤担持体上を循環し続けることがない。これにより、現像剤の劣化を防止することができる。

ここで、本発明の現像装置は、さらに、回収部材上の現像剤を剥離する剥離部材を備えることもできる。剥離部材は、回収部材の外周面に当接するように配置される。剥離部材は、例えば導電性材質から形成することができる。また、回収部材の表面に、低表面エネルギー層を形成してもよい。これにより、回収部材から現像剤を容易に剥離することができる。

また、かかる現像装置は、回収部材より回収した現像剤をフィルム部材に移送する移送手段をさらに備えることもできる。移送手段は、回収部材により回収した現像剤と新たに供給される現像剤とを供給する供給部材と、供給部材から供給された現像剤を攪拌する攪拌部材と、からなる。本発明にかかる現像装置では、回収部材から剥離された現像剤が現像剤担持体に直接供給されないように、現像装置を構成する。そこで、回収部材から回収された現像剤を移送手段により移送して現像剤担持体とフィルム部材との間に供給することにより、現像剤の循環系を大きくすることができる。これにより、急激な現像剤の劣化、現像剤担持体に供給される現像剤の急激な特性変化を防止することができ、画質の安定性、システムの耐久性を向上させることができる。

このような現像装置は、例えばプリンタ等の画像形成装置に用いることができる。

以上説明したように本発明によれば、現像剤へのストレスを低減することの可能な現像装置を提供することができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施形態）
まず、図１および図２に基づいて、本発明の第１の実施形態にかかる現像装置１００について説明する。なお、図１は、本実施形態にかかる現像装置１００の概略構成を示す説明図である。図２は、本実施形態にかかるフィルム部材の構成を示す説明図である。

本実施形態にかかる現像装置１００は、図１に示すように、現像剤であるトナーを担持して移送する現像ローラ１１０と、現像ローラ１１０上のトナーの層規制を行い、トナーを帯電させるための層規制帯電部材１２０と、現像ローラ１１０上の残トナーを剥離する回収部材１３０と、トナーを剥離する剥離部材１４０と、トナーを攪拌する攪拌部材１５０とを備える。

現像ローラ１１０は、その外周面に現像剤であるトナーを担持して移送する略円柱形状の現像剤担持体であり、図１紙面奥方向に延びるように配置される。現像ローラ１１０は、回転することによりトナーを移送して、静電潜像を現像するためのトナーを静電潜像ローラ１０５に供給する。現像ローラ１１０は、静電潜像ローラ１０５と近接して設けられており、静電潜像ローラ１０５との間に電界を形成するために電圧Ｖ_１が印加される。例えば、現像ローラ１１０と静電潜像ローラ１０５との電位差が約４００Ｖとなるように、現像ローラ１１０に電圧Ｖ_１が印加される。

層規制帯電部材１２０は、トナーの帯電およびトナー層の層規制を行う部材であり、柔軟性を有するフィルム部材１２１と、フィルム部材１２１を支持する支持部材１２３とからなる。フィルム部材１２１は、現像ローラ１１０に担持されるトナーの層を均一にするとともに、トナーを摩擦帯電する。フィルム部材１２１は、中抵抗、望ましくは約１０^４〜１０^９Ω・ｃｍの抵抗値（体積抵抗値もしくは表面抵抗値）の材質から形成される中抵抗層を少なくとも含む。中抵抗層は、例えばポリイミド、ポリカーボネイト、ポリアミド等を主とした高分子フィルムから形成される。また、支持部材１２３は、基台１６０に固定されている。

フィルム部材１２１は、中抵抗層に加え、表面抵抗層を含んでもよい。例えば、フィルム部材１２１をその厚さ方向に２層にし、現像ローラ１１０に接する側の層を中抵抗層、他方の層を絶縁層（高抵抗層）としてもよい。このとき、導電はフィルム部材１２１の表面を介して行われるため、フィルム部材１２１の中抵抗層と支持部材１２３とを電気的に接続する接続部材が設けられる。接続部材としては、例えば銅テープ等の導電性のある層状のシート部材が用いられる。

また、表面抵抗層を形成する場合、例えば、トナーの導入口である現像ローラ回転方向上流側を低抵抗材質から形成し、現像ローラ回転方向下流側は高抵抗材質から形成することができる。現像ローラ回転方向上流側は静電吸着力が大きくなり、フィルム部材１２１と現像ローラ１１０とによって形成される微小隙間１２７をより一定に維持することができるので、トナーの流入量を安定させることができる。一方、現像ローラ回転方向下流側は静電吸着力が小さくなり、フィルム部材１２１の自由端の伸びを防止することができる。

さらに、フィルム部材１２１の現像ローラ１１０と対向する面側に、コーティング層を設けることもできる。例えば、コーティング層の現像ローラ回転方向上流側は表面硬度の高い材質から形成することにより、トナーによるフィルム部材１２１の傷付きを防止できる。また、コーティング層の現像ローラ回転方向下流側は表面エネルギーの低い材質から形成することにより、フィルム部材１２１にトナーが付着することを防止できる。

また、本実施形態において、フィルム部材１２１の厚さは約５０〜５００μｍに形成される。そして、フィルム部材１２１は、現像ローラ１１０に対して高い線圧をかけないように、柔軟性を有する材質から形成される。

フィルム部材１２１は、現像ローラ１１０下部側に配置され、図２に示すように、現像ローラ回転方向上流側（Ａ側）の一端（以下、「固定端」という。）側が支持部材１２３に固定されており、現像ローラ回転方向下流側（Ｂ側）の他端（以下、「自由端」という。）側は湾曲して、少なくとも一部が現像ローラ１１０に外接するように設けられている。

フィルム部材１２１の固定端側は、支持部材１２３によって、フィルム部材１２１と現像ローラ１１０との間に微小隙間１２７が形成されるような位置に固定される。微小隙間１２７はトナーの導入口である。微小隙間１２７の幅ｄ（フィルム部材１２１と現像ローラ１１０の外周面との距離）はトナーの大きさに応じて決定されるが、例えば約２ｍｍ以下、望ましくは約０．３〜０．５ｍｍ程度に形成される。このように、フィルム部材１２１の固定端側を支持部材１２３の現像ローラ１１０側の端部１２３ａで固定することにより、トナーの移送圧力によって微小隙間１２７が変動しないようになり、フィルム部材１２１の導入口でトナー層を所定の厚さに規制することができる。

フィルム部材１２１の自由端側は、支持部材１２３の現像ローラ１１０側の端部と現像ローラ１１０との間で屈曲されて小Ｒ形状を成し、自由端は現像ローラ回転方向下流側に沿って配置される。このとき、フィルム部材１２１の自由端側の少なくとも一部が現像ローラ１１０の外周面に接触している。フィルム部材１２１の自由端側は、フィルム部材１２１の自由端側の少なくとも一部が現像ローラ１１０の外周面と確実に接するような長さを有するように設けられる。このフィルム部材１２１の自由端側の長さは、例えば約５〜１０ｍｍの長さとすることができる。

フィルム部材１２１には、フィルム部材１２１と現像ローラ１１０との間に、帯電したトナーが現像ローラ１１０に担持される方向、すなわち現像ローラ１１０の回転中心方向の電界が形成されるように電圧Ｖ_２が印加される。フィルム部材１２１への電圧供給は、フィルム部材１２１の中抵抗層の形成位置に応じて決定される。例えば、フィルム部材１２１が中抵抗を有する１つの素材から形成されている等、フィルム部材１２１の厚さ方向の抵抗が中抵抗の導通があるように形成されている場合には、図２に示すように、支持部材１２３を導電性の材質から形成して、支持部材１２３に電圧Ｖ_２を印加する。これにより、支持部材１２３との接触面からフィルム部材１２１に導電させることもできる。

このようなフィルム部材１２１に電圧が印加されて現像ローラ１１０との間に電界が形成されると、フィルム部材１２１は現像ローラ１１０の外周面に静電吸着され、フィルム部材１２１と現像ローラ１１０との間にニップ幅が増大される。ニップ幅は、フィルム部材に印加される電圧の大きさに比例して増大する。本実施形態において、ニップは、ニップ幅（現像ローラ１１０の周方向の幅）が約１〜２ｍｍとなるように形成される。このニップをトナーが通過することにより、均一な薄層とされるとともにトナーが摩擦帯電される。

回収部材１３０は、静電潜像ローラ１０５に付着せずに現像ローラ１１０に残像したトナーを、現像ローラ１１０上から回収するローラである。回収部材１３０は、例えば現像ローラ１１０上部側に、現像ローラ１１０に接触して配置される。回収部材１３０は、例えばアルミニウム等の金属部材から形成されており、回収部材１３０の表層には、アルマイト処理により絶縁膜１３１が形成されている。さらに、絶縁膜１３１の表面に、低表面エネルギー層を形成してもよい。これにより、後述する剥離部材１４０による回収部材１３０上のトナーの剥離が容易になる。低表面エネルギー層としては、例えばフッ素コーティング層等が形成される。

また、現像ローラ１１０上の帯電した残トナーが回収部材１３０に転写される方向の電界を形成するため、回収部材１３０に電圧Ｖ_３が印加される。このとき、回収部材１３０には、現像ローラ１１０との電位差が約１００〜３００Ｖとなるような電圧Ｖ_３が印加される。これにより、現像ローラ１１０上のほとんどの残トナーを回収部材１３０に転写させることができる。本実施形態においては、回収部材１３０はグランド接続されている。

剥離部材１４０は、回収部材１３０に付着するトナーを剥離する部材であり、回収部材１３０の外周面に当接するように設けられる。剥離部材１４０は、例えば導電性を有する材質を板状にして形成される。剥離部材１４０を導電性材質から形成することにより、回収部材１３０から容易にトナーを剥離することができる。

攪拌部材１５０は、現像ローラ１１０に供給されるトナーを攪拌する部材である。攪拌部材１５０には、回収部材１３０によって回収された現像ローラ１１０上の残トナーと新たに供給されるトナーとが供給され、時計回りに回転する攪拌部材１５０によって攪拌される。攪拌部材１５０は、図１に示すように、例えば回転軸に略等間隔に設けられた４つの羽状部材１５１を備える。攪拌部材１５０の回転軸を回転させて羽状部材１５１を回転することにより、トナーを現像ローラ１１０とフィルム部材１２１との間に形成された微小隙間１２７へ供給する。

また、本実施形態にかかる現像装置１００は、現像装置１００を構成する各部材に印加する電圧を制御する電圧制御部（図示せず。）を備える。電圧制御部は、現像ローラ１１０、フィルム部材１２１と導通された支持部材１２３、および回収部材１３０に印加する電圧を制御する。各部材の電圧を制御することにより、現像ローラ１１０とフィルム部材１２１との間、および現像ローラ１１０と回収部材１３０との間に形成される電界の強さを制御することができる。

以上、本実施形態にかかる現像装置１００の概略構成について説明した。次に、図１および図３に基づいて、本実施形態にかかる現像装置１００におけるトナーの循環について説明する。なお、図３は、本実施形態にかかる現像装置１００におけるトナーの循環経路を示す説明図である。

＜現像装置におけるトナーの循環＞
本実施形態にかかる現像装置１００において、まず、現像ローラ１１０とフィルム部材１２１との間に形成された微小隙間１２７にトナーが導入される。攪拌部材１５０により攪拌されたトナーは、攪拌部材１５０が回転することによって微小隙間１２７付近に移送されて導入される。

微小隙間１２７に導入されたトナーは、現像ローラ１１０の周方向に沿って設けられた層規制帯電部材１２０により層規制および帯電される。層規制帯電部材１２０のフィルム部材１２１と現像ローラ１１０との間に形成される微小隙間１２７を通過する前のトナー層の厚さは不均一であるが、微小隙間１２７をトナーが通過する際に、フィルム部材１２１と現像ローラ１１０とによって形成されたニップを通過するトナー量が規制される。

上述したように、フィルム部材１２１の固定端側は、支持部材１２３に支持されており、フィルム部材１２１の自由端側は、支持部材１２３の現像ローラ１１０側の端部１２３ａでフィルム部材１２１が屈曲されている。したがって、トナーの移送圧力が大きくなったとしても、フィルム部材１２１の自由端側は支持部材１２３の端部１２３ａによって支えられるので、微小隙間１２７の幅ｄは略一定に維持される。このような構成により、トナーの移送圧力が変動しても微小隙間１２７は変動しないので、ニップに流入するトナー量が略一定となるよう規制することができる。

微小隙間１２７を通過したトナーは、フィルム部材１２１が現像ローラ１１０に静電吸着して形成されたニップを通過する。トナーは、ニップを通過する際に、フィルム部材１２１に擦り付けられて摩擦帯電される。ここで、フィルム部材１２１は、上述したように、中抵抗の材質からなる中抵抗層を含んで構成されている。このため、フィルム部材１２１と現像ローラ１１０との間に働く静電吸着力は、例えば図５に示すような、金属薄板からなる従来のドクターブレード３０と比較して弱い。また、フィルム部材１２１は柔軟性を有する材質から形成されているため、その靭性によりニップを通過するトナーに対して柔軟に動く。したがって、現像ローラ１０に高い線圧がかかる従来の現像装置１と比較して、現像ローラ１１０にかかる線圧を低くすることができ、ニップを通過するトナーにかかるストレスを低減することができる。

また、ニップでは、微小隙間１２７で略均一の層となるように規制された現像ローラ１１０上のトナー層が、さらに均一な薄層となるように層規制される。トナー層の層規制は、現像ローラ１１０の回転中心方向に静電吸着力の働くニップ部にトナーを通過させることにより、トナーを現像ローラ１１０側へ押圧して行われる。このように、本実施形態にかかる層規制帯電部材１２０は、微小隙間１２７においてトナーの流入量を規制し、さらにニップにおいて薄層に収束させる。このように２段階でトナー層の規制を行うことにより、大きな押圧力を用いることなく均一かつ薄層のトナー層を形成することができる。

ここで、電圧制御部により、フィルム部材１２１と現像ローラ１１０との間に形成される電界の電流値が一定となるように電圧制御してもよい。これにより、フィルム部材１２１と現像ローラ１１０との間に介在するトナーに関わらず両部材間の静電吸着力を一定に保つことができ、より均一にトナー層を規制することができる。

ニップを通過して帯電され、均一な薄層となった現像ローラ１１０上のトナーは、静電潜像が形成された静電潜像ローラ１０５と現像ローラ１１０とが近接する位置において、その一部が静電潜像ローラ１０５に付着する。一方、静電潜像ローラ１０５に付着せずに現像ローラ１１０に残像したトナーは、現像ローラ１１０に付着したまま移送されて、回収部材１３０に転写される。現像ローラ１１０と回収部材１３０との間には、現像ローラ１１０上のトナーが回収部材１３０に転写される方向の電界が形成されている。フィルム部材１２１によって帯電されたトナーは、この電界によって回収部材１３０に吸着されるような静電吸着力が働き、回収部材１３０上に転写される。現像ローラ１１０上の残トナーの剥離を電気的に行うことにより、剥離効率を向上することができる。さらに、現像ローラ１１０上の残トナーを安定して剥離することが可能でありながら、剥離時にトナーに与えるストレスは非常に少ない。

回収部材１３０に転写されたトナーは、本実施形態では反時計回りに回転する回収部材１３０によって移送された後、回収部材１３０の外周面に当接して設けられた剥離部材１４０によって回収部材１３０から剥離される。剥離部材１４０は、回収部材１３０上のトナーを機械的に剥離するが、回収部材１３０は現像ローラ１１０と比較して、その表層が表面エネルギーの低い材質によって形成されている。このため、回収部材１３０からトナーを剥離し易く、剥離によるストレスを非常に小さくすることができる。

剥離部材１４０によって回収部材１３０から剥離されたトナーは、回収部材１３０から落下して、攪拌部材１５０が設けられた攪拌領域に流入する。剥離されたトナーは、攪拌領域において、新しく供給されたトナーとともに攪拌部材１５０によって攪拌される。そして、攪拌されたトナーは、攪拌部材１５０の回転により、現像ローラ１１０とフィルム部材１２１とにより形成された微小隙間１２７に導入される。

以上、本実施形態にかかる現像装置１００におけるトナーの循環について説明した。ここで、本実施形態との比較のため、図６に基づいて、従来の現像装置１におけるトナーの循環について説明する。なお、図６は、従来の現像装置１におけるトナーの循環経路を示す説明図である。

従来の現像装置１では、図６に示すように、攪拌部材４０によって攪拌されたトナーはＲＳローラ２０に供給され、移送される。そして、ＲＳローラ２０と現像ローラ１０とによって形成されたニップ部においてトナーは現像ローラ１０に擦り付けられて付着された後、ドクターブレード３０によって帯電および層規制される。その後、帯電したトナーは、現像ローラ１０によって静電潜像ローラ５と対向する位置に移送されて、静電潜像ローラ５に形成された静電潜像に応じて静電潜像ローラ５に移動する。静電潜像ローラ５に移動しなかったトナーは現像ローラ１０上に残存し、ＲＳローラ２０とのニップ部において機械的に剥離される。

このような従来の現像装置１において、現像ローラ１０から静電潜像ローラ５へトナーが移動しない、または移動が少ない場合には、現像ローラ１０上の残トナーが現像ローラ１０に滞留してしまう。残トナーはＲＳローラ２０によって剥離されるが、残トナーの７０％ほどを剥離できるに過ぎない。したがって、現像ローラ１０の外周面に付着した残トナーは、現像ローラ１０およびＲＳローラ２０を循環してしまい、トナーが劣化しやすい。さらに、新しいトナーが現像ローラ１０に供給されると、現像ローラ１０上に滞留する残トナーと新しいトナーとの帯電特性に差が生じる。このため、現像ローラ１０上の帯電トナー状況が大きく変化し、画像の劣化が生じるという問題もあった。

一方、本実施形態にかかる現像装置１００では、図３に示すように、静電潜像ローラ１０５でのトナー消費量によらず、攪拌部材１５０により攪拌されたトナーが現像ローラ１１０により移送された後、静電潜像の現像に使用されなかった残トナーは、回収部材１３０により回収され、新たなトナーとともに攪拌部材１５０に供給される。このように、トナーは大きく循環される。このため、現像ローラ１１０上の残トナーの劣化や、新しいトナーが現像ローラ１１０に供給されたときの帯電変動はなく、画像の劣化が生じない。

また、上述したように、本実施形態にかかる回収部材１３０を用いることにより、現像ローラ１１０上のほとんどの残トナーを回収することができるが、例えば高湿度等のトナーの帯電性が低下する環境下において、従来のドクターブレード３０によりトナーを帯電させると、トナーの帯電が不足して画像不良が生じる場合がある。しかし、本実施形態のように、フィルム部材１２１を用いてトナーを帯電させることよって、環境によらず帯電性能を維持することができる。このように、フィルム部材１２１によるトナーの帯電と、電気的なトナーの回収とを組み合わせることによって従来の摩擦帯電に加えて放電による電荷の授受も行われることとなり、画質の環境安定性を高めることができる。

以上、第１の実施形態にかかる現像装置１００について説明した。かかる現像装置１００によれば、現像ローラ１１０の変動に追従可能な柔軟性を有するフィルム部材１２１によってトナーの帯電および層規制を行い、回収部材１３０によって現像ローラ１１０上の残トナーを電気的に回収する。これにより、トナーへのストレスを低減することができ、低温での定着が可能なトナーを使用することができる。

（第２の実施形態）
次に、図４に基づいて、第２の実施形態にかかる現像装置２００について説明する。本実施形態にかかる現像装置２００は、第１の実施形態にかかる現像装置１００と同様の特徴的構成、すなわち、トナーの帯電および層規制を行うフィルム部材および、残トナーの電気的な回収機構を有する、縦型構成の１成分非磁性トナー用の現像装置である。なお、図４は、本実施形態にかかる現像装置２００の概略構成を示す説明図である。

本実施形態にかかる現像装置２００は、図４に示すように、トナーを担持して移送する現像ローラ２１０と、現像ローラ２１０上のトナーの層規制を行い、トナーを帯電させるための層規制帯電部材２２０と、現像ローラ２１０上の残トナーを剥離する回収部材２３０と、トナーを剥離する剥離部材２４０と、トナーを供給する供給部材２５０と、トナーを攪拌する攪拌部材２６０とを備える。

現像ローラ２１０、層規制帯電部材２２０、回収部材２３０、剥離部材２４０および攪拌部材２６０は、第１の実施形態にかかる現像装置１００と同様の機能を有する部材であり、その配置のみが相違する。したがって、これら各部材の機能についての詳細な説明は省略する。

供給部材２５０は、回収部材２３０により回収された現像ローラ２１０上の残トナーおよびトナー容器（図示せず。）から移送されてきた新しいトナーを、攪拌部材２６０に供給する部材である。供給部材２５０は、例えば、図４紙面奥方向に延びるスクリューにより構成することができる。これにより、剥離部材２４０によって回収部材２３０から剥離したトナーが直接現像ローラ２１０に供給されることがなく、より多くトナーを循環させることができる。

本実施形態にかかる現像装置２００は、図４に示すように、現像ローラ２１０上方（ｙ軸正方向側）に静電潜像ローラ２０５が隣接して配置されている。また、現像ローラ２１０と静電潜像ローラ２０５とが対向する位置を基準として、現像ローラ回転方向下流側に回収部材２３０が現像ローラ２１０と外接して配置される。回収部材２３０の下部側（ｙ軸負方向側）には、剥離部材２４０、供給部材２５０、そして攪拌部材２６０が配置されている。剥離部材２４０は支持壁２７０に固定されており、支持壁２７０の下部側は略円弧状に形成されたトナー受け２８１となっている。本実施形態にかかる現像装置２００において、回収部材２３０、剥離部材２４０、供給部材２５０および攪拌部材２６０の配置は、現像装置２００のサイズをコンパクトにするため重要となる。

本実施形態にかかる現像装置２００におけるトナーの循環は、まず、攪拌部材２６０により攪拌されたトナーが、現像ローラ２１０とフィルム部材２２１との間に形成された微小隙間２２７に導入される。微小隙間２２７に導入したトナーは、現像ローラ２１０とフィルム部材２２１との間を通過する間に帯電されるとともに薄層形成され、静電潜像ローラ２０５の対向部において現像される。現像ローラ２１０上の残トナーは、現像ローラ２１０と回収部材２３０との間に働く電気的な吸着力により分離されて、回収部材２３０に静電吸着する。

回収部材２３０に吸着したトナーは、回収部材２３０の下部側に設けられた剥離部材２４０によって回収部材２３０から剥離される。隔離されたトナーは重力により下方に落下して、回収部材２３０の下部側に設けられた供給部材２５０に流入する。供給部材２５０には、トナー容器（図示せず。）から移送されてきた新しいトナーと、現像ローラ２１０から回収された残トナーとが流入し、これらのトナーが攪拌部材２６０に供給される。攪拌部材２６０に供給されたトナーは攪拌され、現像ローラ２１０とフィルム部材２２１との間に供給される。

このように、現像ローラ２１０の周囲に、トナーの帯電、現像、回収、供給、攪拌の機能部を効率的よく配置することにより、最適なトナー循環経路を非常にコンパクトに形成することができる。

以上、第２の実施形態にかかる現像装置２００について説明した。かかる現像装置２００によれば、現像ローラ２１０の変動に追従可能な柔軟性を有するフィルム部材２２１によってトナーの帯電および層規制を行い、現像ローラ２１０上の残トナーを電気的に回収する回収部材２３０を備える。これにより、トナーへのストレスを低減することができ、低温での定着が可能なトナーを使用することができる。さらに、最適なトナー循環経路をコンパクトに形成することができるので、従来は困難であった縦型構成の１成分非磁性トナー用の現像装置を構成することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、フィルム部材への電圧供給は、フィルム部材の固定端側から供給されたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、フィルム部材の固定端側と自由端側の両方から電圧供給してもよい。このとき、固定端側から印加する電圧を自由端側から印加する電圧に比べて弱くすることにより、フィルム部材の固定端側で生じる静電吸着力は、自由端側の静電吸着力よりも大きくなる。これにより、トナーが導入される微小隙間をより一定に維持することができ、トナーの流入量を安定させることができる。

本発明の第１の実施形態にかかる現像装置の概略構成を示す説明図である。同実施形態にかかるフィルム部材の構成を示す説明図である。本実施形態にかかる現像装置におけるトナーの循環経路を示す説明図である。本発明の第２の実施形態にかかる現像装置の概略構成を示す説明図である。従来の現像装置の概略構成を示す説明図である。従来の現像装置におけるトナーの循環経路を示す説明図である。

符号の説明

１００、２００現像装置
１０５、２０５静電潜像ローラ
１１０、２１０現像ローラ
１２０、２２０層規制帯電部材
１２１、２２１フィルム部材
１２３、２２３支持部材
１３０、２３０回収部材
１４０、２４０剥離部材
１５０、２６０攪拌部材
２５０供給部材
Ｔトナー

Claims

周面に現像剤を担持して移送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に担持された現像剤の層を規制するとともに前記現像剤を帯電させる、柔軟性を有するフィルム部材と、
前記フィルム部材の少なくとも一部が前記現像剤担持体の外周面に外接するように、前記フィルム部材を支持する支持部材と、
前記現像剤担持体の外周面に外接する回収部材と、
を備え、
前記フィルム部材の固定端側は、前記現像剤担持体と前記フィルム部材との間に形成された、前記現像剤の導入口である微小隙間が一定となるように設けられ、
前記フィルム部材の自由端側は、前記フィルム部材に電圧が印加されることにより、前記現像剤担持体に静電吸着され、
前記回収部材は、前記回収部材と前記現像剤担持体との間に形成された、前記現像剤担持体上の現像剤が前記回収部材に吸着される向きの電界により、前記現像剤担持体上の現像剤を電気的に回収することを特徴とする、現像装置。
前記回収部材上の現像剤を剥離する剥離部材を備え、
前記剥離部材は、前記回収部材の外周面に当接されることを特徴とする、請求項１に記載の現像装置。
前記剥離部材は、導電性材質からなることを特徴とする、請求項２に記載の現像装置。
前記回収部材より回収した現像剤を前記フィルム部材に移送する移送手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の現像装置。
前記移送手段は、
前記回収部材により回収した現像剤と新たに供給される現像剤とを供給する供給部材と、
前記供給部材から供給された現像剤を攪拌する攪拌部材と、
からなることを特徴とする、請求項４に記載の現像装置。
少なくとも１つの現像装置を備える画像形成装置であって、
前記現像装置は、
周面に現像剤を担持して移送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に担持された現像剤の層を規制するとともに前記現像剤を帯電させる、柔軟性を有するフィルム部材と、
前記フィルム部材の少なくとも一部が前記現像剤担持体の外周面に外接するように、前記フィルム部材を支持する支持部材と、
前記現像剤担持体の外周面に外接する回収部材と、
を備え、
前記フィルム部材の固定端側は、前記現像剤担持体と前記フィルム部材との間に形成された、前記現像剤の導入口である微小隙間が一定となるように設けられ、
前記フィルム部材の自由端側は、前記フィルム部材に電圧が印加されることにより、前記現像剤担持体に静電吸着され、
前記回収部材は、前記回収部材と前記現像剤担持体との間に形成された、前記現像剤担持体上の現像剤が前記回収部材に吸着される向きの電界により、前記現像剤担持体上の現像剤を電気的に回収することを特徴とする、画像形成装置。