JP2010243885A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】規制ブレードにより現像ローラー表面の帯電量の多いトナーを掻き落とし、掻き落とされた帯電量の多いトナーを現像ローラーに供給することでかぶり、トナー飛散、トナー供給遅れの発生を防止する現像装置とそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】現像装置において、単一の円筒面の一部をそれぞれ成す凸部と、連続した溝部とが形成された現像ローラーと、前記現像ローラーにトナーを供給する供給ローラーと、トナーが供給された前記現像ローラーに当接する規制ブレードと、を備え、前記規制ブレードにより前記現像ローラーから除去されたトナーを、前記現像ローラーと前記供給ローラーとのニップ部に供給することを特徴とする。
【選択図】図７

Description

本発明は、電子写真方式の現像装置及び画像形成装置に関する。

非磁性一成分トナーを用いた画像形成装置では、トナーは現像ローラー上で摩擦帯電によって電荷が付与される。効率的に摩擦帯電を発生させるため、特開２００１−６６８７６号公報には、現像ローラーにブラスト処理を施し、現像ローラー表面に所定の表面粗さＲｚを付与し、トナーが現像ローラーに良好に擦られる状態とする現像ローラーが開示されている。

特開２００１−６６８７６号公報

しかしながら、ブラスト処理された現像ローラーの表面は不規則な凹凸形状となっているため、腹当て規制方式では規制ブレードによって掻き落とされるトナーは、規制ブレードが金属製の現像ローラー表面の凸部に均一に接触しないため、金属製の現像ローラー表面から離れた場所にある低帯電量のトナーであった。また、エッジ規制方式でもブラスト処理された現像ローラーでは、規制ブレード先端が金属製の現像ローラー表面の凸部に均一に接触しないため、掻き落とされるトナーは現像ローラー表面から離れた場所にある低帯電量のトナーがほとんどであった。規制ブレードにより掻き落とされた低帯電量のトナーは、供給ローラーの回転により作られるトナーの流れに沿って現像ローラーと供給ローラーとのニップ部に到達するが、帯電量が低い状態で現像ローラーに供給されるため、かぶり、トナー飛散、トナー供給遅れが発生しやすいという問題を有する。また、トナーの帯電量を上げるために、現像ローラーに対する供給ローラーの食い込み深さを大きくすると、現像ローラーの駆動トルクが大きくなり、かつ、トナーの劣化速度が速くなるという問題が発生する。

本発明は、前記従来技術の持つ課題を解決する、規制ブレードにより現像ローラー表面の高帯電量のトナーを掻き落とし、掻き落とされた高帯電量のトナーを現像ローラーに供給することでかぶり、トナー飛散、トナー供給遅れの発生を防止する現像装置とそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の現像装置は、前記課題を解決するために、単一の円筒面の一部をそれぞれ成す凸部と、連続した溝部が形成された現像ローラーと、前記現像ローラーにトナーを供給する供給ローラーと、トナーが供給された前記現像ローラーに当接する規制ブレードと、を備え、前記規制ブレードにより前記現像ローラーから除去されたトナーを、前記現像ローラーと前記供給ローラーとのニップ部に供給することを特徴とする。現像ローラーの表面に規則性のある凹凸が形成され、規制ブレードにより現像ローラーのトナー層厚を厳密に規制することができ、凹凸の凸表面の高帯電量のトナーが除去され、除去された高帯電量のトナーが現像ローラーに再供給するのでかぶり、トナー飛散、トナー供給遅れの発生を防止することが可能となる。

また、本発明の現像装置は、前記規制ブレードの先端と前記凸部とで形成される開口部の高さをトナーの体積平均粒径以下にすることを特徴とする。凸部の頂面上に担持された高帯電量のトナーを規制ブレードで効率的に除去することが可能となる。

また、本発明の現像装置は、前記供給ローラーを前記現像ローラーの回転方向に対して同方向に回転することを特徴とする。供給ローラーの回転によって作られるトナーの流れによって、規制ブレードにより除去された高帯電量のトナーを現像ローラーに供給することが可能となる。

また、本発明の現像装置は、前記現像ローラーを金属製とすることを特徴とする。現像ローラー表面に鏡像力により高帯電量のトナーを担持することが可能となる。

また、本発明の現像装置は、前記供給ローラーを導電性とし、前記供給ローラーに前記現像ローラー上のトナー層の正規トナー帯電極性に対してトナー剥離方向の電位を印加することを特徴とする。規制ブレードにより除去されたトナーの内、高帯電量のトナーを選択して現像ローラーに再供給することが可能となる。

また、本発明の現像装置は、前記規制ブレードを前記現像ローラーの重力方向の上部に当接させることを特徴とする。規制ブレードにより除去された高帯電量のトナーが重力落下し、現像ローラーと供給ローラーとのニップ部に供給することが可能となる。

また、本発明の現像装置は、前記現像ローラーの回転方向において前記現像ローラーと前記供給ローラーのニップ部から前記規制ブレードと前記現像ローラーのニップ部までの間に、除去トナー供給ガイド部材を配置することを特徴とする。規制ブレードにより除去された高帯電量のトナーを確実に現像ローラーに再供給することが可能となる。

また、本発明の現像装置は、前記規制ブレードを弾性部材で形成することを特徴とする。現像ローラー表面の凸部表面に当接することが可能となり、高帯電量のトナーを除去し、現像ローラーに再供給することが可能となる。

また、本発明の現像装置は、前記規制ブレードが円筒体からなる前記現像ローラーの表面上のトナーを除去することを特徴とする。現像ローラー表面の高帯電量のトナーを除去し、現像ローラーに再供給することが可能となる。

また、本発明の画像形成装置は、静電潜像が形成される潜像担持体と、前記静電潜像をトナーにより現像して前記潜像担持体にトナー像を現像する現像装置と、前記潜像担持体のトナー像を転写媒体に転写する転写装置と、を備え、前記現像装置は上記記載のいずれか１つに記載の現像装置であることを特徴とする。高帯電量のトナーを除去し、現像ローラーに再供給することでかぶり、トナー飛散、トナー供給遅れの発生を防止することが可能となる。

本発明の画像形成装置の実施の形態の一例を模式的に示す図である。 本発明の現像ユニットの一例を示す模式図である。 本発明の現像ユニットの一例を示す模式図である。 本発明の現像ローラーおよびその表面の部分拡大図の一例を示す図である。 規制ブレードによる規制前の現像ローラーのトナーの状態を示す図である。 規制ブレードによる規制後の現像ローラーのトナーの状態を示す図である。 規制ブレードで除去されたトナーの現像ローラー、供給ローラーの回転方向による流れを示す図である。 規制ブレードで除去されたトナーの現像ローラー、供給ローラーの回転方向による流れを示す図である。 規制ブレードで除去されたトナーの現像ローラー、供給ローラーの回転方向による流れを示す図である。 規制ブレードで除去されたトナーの現像ローラー、供給ローラーの回転方向による流れを示す図である。 （ａ）（ｂ）規制ブレードにより除去されたトナーをガイドする除去トナー供給ガイド部材の配置を示す図である。 （ａ）（ｂ）規制ブレードにより除去されたトナーをガイドする除去トナー供給ガイド部材の配置を示す図である。 供給ローラーの現像ローラーの回転方向に対する回転方向の相違による現像ローラー上のトナー層の帯電量分布を示す図である。 供給ローラーのトナー剥離方向の電位を印加した場合としない場合の現像ローラー上のトナー層の帯電量分布を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の画像形成装置の実施の形態の一例を模式的に示す図である。

図１に示すように、画像形成装置１０は、４つの画像形成ステーション１５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）、中間転写ベルト７０、二次転写ユニット８０を有し、さらに、定着ユニット９０、液晶パネルからなる表示ユニット９５、及び、これらのユニット等を制御し画像形成装置としての動作を司る制御ユニット１００を有している。

画像形成ステーション１５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナーで画像を形成する機能を有している。画像形成ステーション１５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の構成は同様であるので、以下、画像形成ステーション１５Ｙについて説明する。

画像形成ステーション１５Ｙは、図１に示すように、像担持体の一例としての感光体２０Ｙの回転方向に沿って、帯電ユニット３０Ｙ、露光ユニット４０Ｙ、現像ユニット５０Ｙ、一次転写ユニットを有している。

感光体２０Ｙは、円筒状の基材とその外周面に形成された感光層を有し、中心軸を中心に回転可能であり、本実施の形態においては、矢印で示すように時計回りに回転する。

帯電ユニット３０Ｙは、感光体２０Ｙを帯電するための装置である。露光ユニット４０Ｙからは、レーザを照射することによって帯電された感光体２０Ｙ上に潜像を形成する。

露光ユニット４０Ｙは、半導体レーザ、ポリゴンミラー、Ｆ−θレンズ等を有しており、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等の不図示のホストコンピュータから入力された画像信号に基づいて、変調されたレーザを帯電された感光体２０Ｙ上に照射する。

現像ユニット５０Ｙは、感光体２０Ｙ上に形成された潜像を、イエロー（Ｙ）のトナーを用いて現像するための装置である。現像ユニット５０Ｙは、交換可能なトナーカートリッジからトナーが供給される現像室５７Ｙ内に現像ローラー５１Ｙ、供給ローラー５２Ｙが配置され、現像ローラー５１Ｙには、規制ブレード５３Ｙが当接し現像ローラー５１Ｙ上のトナーを薄層化する。

一次転写ユニットは、一次転写部Ｂ１で一次転写ローラー６５Ｙにより一次転写バイアスが印加され、感光体２０Ｙに形成されたイエロートナー像を中間転写ベルト７０に転写する。各一次転写部Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４で４色のトナーが順次重ねて転写された場合には、中間転写ベルト７０にフルカラートナー像が形成される。

中間転写ベルト７０は、ベルト駆動ローラー７１ａ、従動ローラー７１ｂに張架されたエンドレスのベルトであり、感光体２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）と当接しながら回転駆動される。

二次転写ユニット８０は、中間転写ベルト７０上に形成された単色トナー像やフルカラートナー像を紙、フィルム、布等の転写材に転写するための装置である。

定着ユニット９０は、定着ローラー９０ａと加圧ローラー９０ｂにより構成され、転写材上に転写された単色トナー像やフルカラートナー像を転写材に融着させて永久像とするための装置である。

次に、このように構成された画像形成装置１０の動作について説明する。まず、不図示のホストコンピュータからの画像信号及び制御信号がインターフェイスを介して画像形成装置のメインコントローラーに入力されると、このメインコントローラーからの指令に基づくユニットコントローラーの制御により感光体２０Ｙ、現像ユニット５０Ｙに備えられた現像ローラー５１Ｙ、及び、中間転写ベルト７０等が回転する。感光体２０Ｙは、回転しながら、帯電位置において帯電ユニット３０Ｙにより順次帯電される。

感光体２０Ｙの帯電された領域は、感光体２０Ｙの回転に伴って露光位置に至り、露光ユニット４０Ｙによって、イエローＹの画像情報に応じた潜像が該領域に形成される。

感光体２０Ｙ上に形成された潜像は、感光体２０Ｙの回転に伴って現像位置に至り、現像ユニット５０Ｙによって現像される。これにより、感光体２０Ｙ上にトナー像が形成される。

感光体２０Ｙ上に形成されたトナー像は、感光体２０Ｙの回転に伴って一次転写部Ｂ１位置に至り、一次転写ユニットによって、中間転写ベルト７０に転写される。この際、一次転写ユニットでは、一次転写ローラー６５Ｙからトナーの帯電極性とは逆の極性の一次転写電圧が印加される。この結果、各感光体２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）上に形成された４色のトナー像は、中間転写ベルト７０に重なり合って転写され、中間転写ベルト７０上にはフルカラートナー像が形成される。

中間転写ベルト７０は、モーター等のベルト駆動手段からの駆動力がベルト駆動ローラー７１ａを介して伝達されることによって駆動される。

中間転写ベルト７０上に形成されたフルカラートナー像は、二次転写ユニット８０によって紙等の転写材に転写される。このような転写材は、給紙トレイから、給紙ローラー９４ａ、レジストローラー９４ｂを介して二次転写ユニット８０へ搬送される。

転写材に転写されたフルカラートナー像は、定着ユニット９０によって加熱加圧されて転写材に融着される。定着ユニット９０の通過後、排紙ローラー９４ｃにより排紙される。

一方、感光体２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は一次転写部Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４位置を経過した後に、除電ユニット（図示せず）によって除電され、次の潜像を形成するための帯電に備える。

二次転写後の中間転写ベルト７０の従動ローラー７１ｂ側に中間転写ベルトクリーニング装置（図示せず）が設置され、二次転写後の中間転写ベルト７０をクリーニングする。

図２は、本発明の現像ユニット５０Ｙの一例を示す模式図であり、図３は、現像ユニット５０Ｙの一例を示す模式図である。

現像ユニット５０Ｙは、感光体２０ＹにトナーＴを搬送する現像ローラー５１Ｙ、現像ローラー５１Ｙに圧接されてトナーＴを供給する供給ローラー５２Ｙ、現像ローラー５１Ｙに圧接されて感光体２０Ｙに搬送するトナーＴを規制する規制ブレード５３Ｙ、現像ローラー５１Ｙに現像後残ったトナーＴを回収する方向に当接しながらトナー漏れを防止するためのシール部材５６Ｙ、トナーＴを収容する現像室５７Ｙを備えている。

現像ローラー５１Ｙは、銅、鉄、アルミニウム、ステンレス等の金属または合金などの導電性材料で円筒状に形成されている。供給ローラー５２Ｙは、発泡ウレタンゴム、シリコンゴム等の弾性材料により円筒状に形成される。現像ローラー５１Ｙと供給ローラー５２Ｙが接触しながら回転することで、トナーＴが現像ローラー５１Ｙ上に供給され、所定厚みのトナー層が現像ローラー５１Ｙ上に形成される。

トナーＴが供給された現像ローラー５１Ｙに規制ブレード５３Ｙが現像ローラー５１Ｙの重力方向の上で当接し、規制ブレード５３Ｙの先端が現像ローラー５１Ｙの回転方向において上流側に向けて配設され、現像ローラー５１Ｙ上のトナー層厚を規制する。また、規制ブレード５３Ｙは、現像室５７ＹからのトナーＴの漏れを防止する機能も発揮する。トナーは現像ローラー５１Ｙ上で摩擦帯電によって電荷が付与される。規制ブレード５３Ｙは、薄肉帯状の板バネ等の支持部材にゴム等の弾性部材が固着されて形成される。支持部材である板バネの保持位置等を調節し、現像ローラー５１Ｙへの当接圧を調整する。

現像位置通過後の現像ローラー５１Ｙに当接するシール部材５６Ｙは、ポリエチレンやポリテトラフルオロエチレン等の樹脂フィルムで形成される。

現像ローラー５１Ｙの両端部には、それぞれスペーサ（図示せず）が固定されている。これらのスペーサが感光体２０Ｙの像非担持面に圧接されることで、現像ローラー５１Ｙのトナー搬送面とこのトナー搬送面に対向する感光体２０Ｙの像担持面の間に、現像ギャップｇが形成されている。

そして、この現像ギャップｇは、スペーサの厚みを適宜選択することで所望の大きさに調節される。これにより、この現像装置は非磁性一成分現像剤であるトナーＴを用いた非磁性一成分現像剤非接触ジャンピング現像を行うようになっている。その場合、この例では、感光体２０Ｙが反時計回りに回転するとともに、現像ローラー５１Ｙおよび供給ローラー５２Ｙがともに時計回りに回転するように設定されている。そして、感光体２０Ｙの周速と現像ローラー５１Ｙ上のスペーサの周速とが同一または略同一に設定されている。なお、本実施形態では、非接触式の現像方式で説明したが、接触式の現像方式を用いても良い。

図３に示される現像ユニット５０Ｙの実施形態では、規制ブレード５３Ｙが現像ローラー５１Ｙの重力方向の下部に当接する。他の構成は、図２に示される現像ユニット５１Ｙと同様であるので説明を省略する。

図４は、本発明の現像ローラーおよびその表面の部分拡大図の一例を示す図である。

トナーの搬送性とトナーの帯電性を向上するために、円筒形の現像ローラー５１Ｙの表面に、転造加工または切削加工により連続した溝が形成される。円筒形の現像ローラー５１Ｙの表面に連続した溝を転造加工または切削加工により形成することにより、現像ローラー５１Ｙの表面に規則性のある凹凸が形成される。各凸部の頂面は、現像ローラー５１Ｙの回転軸と同軸である単一の円筒面の一部をそれぞれ成しているため、各凸部の頂面が規制ブレード５３Ｙと均一に当接することができる。図４に示される実施形態では、軸方向及び周方向に対して所定角で傾斜した螺旋状に連続した第１傾斜溝５１ａと、第１傾斜溝５１ａと逆方向に軸方向及び周方向に傾斜した螺旋状に連続した第２傾斜溝５１ｂとが交差して形成される。また、第１傾斜溝５１ａと第２傾斜溝５１ｂに囲まれ、傾斜側面５１ｄを有する４角形の凸部５１ｃが形成される。なお、円筒形の表面に形成される溝は、交差する溝に限定されるものではなく、交差しない溝でも良い。

本発明の現像ローラー５１Ｙでは、その表面に形成された第１傾斜溝５１ａと第２傾斜溝５１ｂの溝部でトナーを搬送する規制方式を採用する。現像ローラー５１Ｙは、銅、鉄、アルミニウム、ステンレス等の金属または合金などの導電性材料で形成されているため、溝内で搬送される帯電したトナーとの間に鏡像力が作用し安定してトナーを現像ニップまで搬送する。

また、トナーとして、体積平均粒径が５μｍ以下の小粒径トナーを用いると、画像を高画質化することができ、小粒径トナーは粒径の大きなトナーと比較して帯電性が高いためトナーを主に溝内で搬送する規制方式に適している。なお、現像ローラー５１Ｙの表面には、帯電性や摩耗性の観点からニッケルメッキ、クロムメッキ等が施されていると好適である。また、トナーの平均円形度が０．９５〜 ０．９９、好ましくは０．９７２〜 ０．９８３のトナーを用いるとよい。これにより、帯電量が安定するとともに、搬送性も優れたものとすることができる。トナーの円形度の調節法としては、乳化重合法では２次粒子の凝集過程で温度と時間を制御することで、円形度を自由に変えることができ、その範囲は０．９４〜 １．００とできる。懸濁重合法では、真球のトナーの作成が可能であり、円形度は０．９８〜 １．００の範囲とできる。平均円形度を０．９５〜 ０．９９とするには、トナーのＴｇ温度以上で加熱変形させることで適宜調節できる。

図５は、規制ブレード５３Ｙによる層厚規制前の現像ローラー５１Ｙの表面の状態を示す図である。現像ローラー５１Ｙの表面には交差する傾斜溝５１ａ、５１ｂと、傾斜側面５１ｄ、凸部５１ｃが形成されており、その表面に接触するトナーは、トナー供給部において導電性の現像ローラー５１Ｙから受ける鏡像力により引き寄せられた高帯電量のトナーであり、現像ローラー５１Ｙの表面に接触するトナーに接触するトナーは帯電量が低いトナーである。この実施形態では、規制ブレード５３Ｙの先端と凸部５１ｃとで形成される開口部の高さを、トナーの体積平均粒径以下の値としている。このため、凸部５１ｃの頂面上に担持された高帯電量のトナーを規制ブレード５３Ｙで効率的に除去することができる。

図６は、規制ブレード５３Ｙによる層厚規制後の現像ローラー５１Ｙの表面の状態を示す図である。現像ローラー５１Ｙの表面は、規則性のある凹凸が形成されている。規制ブレード５３Ｙの現像ローラー５１Ｙへの当接位置を調整し、現像ローラー５１Ｙの凸部５１ｃ表面を層厚規制位置とする。その結果、現像ローラー５１Ｙの凸部５１ｃ表面に位置する高帯電量のトナーを含むトナーが規制ブレード５３Ｙにより除去される。

図７は、規制ブレード５３Ｙにより除去されたトナーの流れの一例を示す図である。この例では、規制ブレード５３Ｙは、現像ローラー５１Ｙに重力方向の上部で当接し、供給ローラー５２Ｙは現像ローラー５１Ｙの回転方向に対して同じ回転方向の反時計方向にカウンター回転する。供給ローラー５２Ｙが現像ローラー５１Ｙと同じ反時計方向に回転することにより、矢印のように、現像ローラー５１Ｙと供給ローラー５２Ｙのニップ部に向かうトナーの流れが作られる。規制ブレード５３Ｙは、現像ローラー５１Ｙの重力方向の上部に当接し、現像ローラー５１Ｙ上のトナーの層厚を規制する。規制ブレード５３Ｙにより除去された高帯電量のトナーを含む除去トナーは、重力落下と、供給ローラー５１Ｙの反時計方向の回転により作られるトナーの流れに乗って現像ローラー５１Ｙと供給ローラーのニップ部に再供給される。

高帯電量のトナーを含む除去トナーが、供給ローラー５１Ｙの回転により作られるトナーの流れと重力落下により、現像ローラー５１Ｙに再供給されることで、かぶり、トナー飛散、現像ローラー５１Ｙへのトナー供給遅れの発生を防止することが可能となる。

図８は、規制ブレード５３Ｙにより除去されたトナーの流れの他の例を示す図である。この例では、規制ブレード５３Ｙは、現像ローラー５１Ｙに重力方向の上部で当接し、供給ローラー５２Ｙは現像ローラー５１Ｙの回転方向に対して逆の回転方向の時計方向にウィズ回転する。供給ローラー５２Ｙが現像ローラー５１Ｙと逆方向の時計方向に回転することにより、矢印のように、現像ローラー５１Ｙと供給ローラー５２Ｙのニップ部から遠ざかるトナーの流れが作られる。規制ブレード５３Ｙは、現像ローラー５１Ｙの重力方向の上部に当接し、現像ローラー５１Ｙ上のトナーの層厚を規制する。規制ブレード５３Ｙにより除去された高帯電量のトナーを含む除去トナーは、一部が重力落下し現像ローラー５１Ｙに再供給される。残りの除去トナーは供給ローラー５１Ｙの時計方向の回転により作られるトナーの流れに乗って現像ローラー５１Ｙと供給ローラーのニップ部から遠ざかる。

このため、図７に示される例よりはその効果は少ないが、かぶり、トナー飛散、現像ローラー５１Ｙへのトナー供給遅れの発生を防止することが可能となる。

図９は、規制ブレード５３Ｙにより除去されたトナーの流れの別の例を示す図である。この例では、規制ブレード５３Ｙは、現像ローラー５１Ｙに重力方向の下部で当接し、供給ローラー５２Ｙは現像ローラー５１Ｙの回転方向に対して同じ回転方向の時計方向にカウンター回転する。供給ローラー５２Ｙが現像ローラー５１Ｙと同じ時計方向に回転することにより、矢印のように、現像ローラー５１Ｙと供給ローラー５２Ｙのニップ部に向かうトナーの流れが作られる。規制ブレード５３Ｙは、現像ローラー５１Ｙの重力方向の下部に当接し、現像ローラー５１Ｙ上のトナーの層厚を規制する。規制ブレード５３Ｙにより除去された高帯電量のトナーを含む除去トナーは、一部が重力落下し、残りの除去トナーは供給ローラー５１Ｙの時計方向の回転により作られるトナーの流れに乗って現像ローラー５１Ｙと供給ローラーのニップ部に再供給される。

高帯電量のトナーを含む除去トナーの一部が、供給ローラー５１Ｙの回転により作られるトナーの流れにより、現像ローラー５１Ｙに再供給される。除去されたトナーの一部が再供給されるため図７に示される例よりはその効果は少ないが、かぶり、トナー飛散、現像ローラー５１Ｙへのトナー供給遅れの発生を防止することが可能となる。

図１０は、規制ブレード５３Ｙにより除去されたトナーの流れの別の例を示す図である。この例では、規制ブレード５３Ｙは、現像ローラー５１Ｙに重力方向の下部で当接し、供給ローラー５２Ｙは現像ローラー５１Ｙの回転方向に対して逆の回転方向の反時計方向にウィズ回転する。供給ローラー５２Ｙが現像ローラー５１Ｙと逆方向の反時計方向に回転することにより、矢印のように、現像ローラー５１Ｙと供給ローラー５２Ｙのニップ部から遠ざかるトナーの流れが作られる。規制ブレード５３Ｙは、現像ローラー５１Ｙの重力方向の下部に当接し、現像ローラー５１Ｙ上のトナーの層厚を規制する。規制ブレード５３Ｙにより除去された高帯電量のトナーを含む除去トナーは、一部が重力落下し、残りの除去トナー供給ローラー５１Ｙの時計方向の回転により作られるトナーの流れに乗って現像ローラー５１Ｙと供給ローラーのニップ部から遠ざかる。

高帯電量のトナーを含む除去トナーは、重力落下とニップ部から遠ざかるトナーの流れに乗るので、現像ローラー５１Ｙ供給ローラー５１Ｙのニップに再供給される量が少なく、かぶり、トナーの飛散、現像ローラー５１Ｙへのトナー供給遅れの発生を防止する効果は、図７〜図９に示される例に比較して少ない。

下記の表１に、図７〜図１０に示される例のかぶり、トナー飛散、現像ローラーへのトナー供給遅れの発生を防止する効果の評価を示す。

図１１（ａ）は、規制ブレード５３Ｙにより除去されたトナーの流れの例を示す断面図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の矢印方向からみたカバーを外した状態の斜視図である。この例では、規制ブレード５３Ｙは、現像ローラー５１Ｙに重力方向の上部で当接する。現像ローラー５１Ｙの回転方向において現像ローラー５１Ｙと供給ローラー５２Ｙのニップ部から規制ブレード５３Ｙと現像ローラー５１Ｙのニップ部までの間に、現像ローラー５１Ｙの軸方向に延びる除去トナー供給ガイド部材５８Ｙを現像ローラー５１Ｙおよび供給ローラー５２Yに対して隙間を設けて配置する。除去トナー供給ガイド部材５８Ｙを配置する場合、供給ローラー５２Ｙの回転方向は現像ローラー５１Ｙの回転方向に対して同方向（カウンター回転）でも逆方向（ウィズ回転）でも良い。また、除去トナー供給ガイド部材は、供給ローラーより軸方向に長いものとする。

供給ローラー５２Ｙが現像ローラー５１Ｙの回転方向と同じ反時計方向にカウンター回転する場合、規制ブレード５３Ｙにより除去された高帯電量のトナーを含む除去トナーの一部は、除去トナー供給ガイド部材５８Ｙにガイドされて重力落下し現像ローラー５１Ｙに再供給される。残りの除去トナーは、除去トナー供給ガイド部材５８Ｙが配置されることで供給ローラー５１Ｙの反時計方向の回転により作られるトナーの流れから外れることなく現像ローラー５１Ｙに再供給される。そのため、規制ブレードにより除去された高帯電量のトナーを含む除去トナーは、そのほとんどが現像ローラー５１Ｙに再供給されるため、かぶり、トナー飛散、現像ローラー５１Ｙへのトナー供給遅れの発生を防止する効果がより発揮される。

供給ローラー５２Ｙが現像ローラー５１Ｙの回転方向と逆方向の時計方向にウィズ回転する場合、規制ブレード５３Ｙにより除去された高帯電量のトナーを含む除去トナーの一部は、除去トナー供給ガイド部材５８Ｙにガイドされて重力落下し現像ローラーに再供給される。残った除去トナーは、除去トナー供給ガイド部材５８Ｙが配置されることで供給ローラー５１Ｙの時計方向の回転により作られる現像ローラー５１Ｙと供給ローラーのニップ部から遠ざかるトナーの流れが阻止されて重力落下し現像ローラー５１Ｙに再供給される。そのため、供給ローラー５１Ｙの回転方向が現像ローラー５１Ｙの回転方向と逆回転（ウィズ回転）であっても、かぶり、トナー飛散、現像ローラー５１Ｙへのトナー供給遅れの発生を防止する効果が発揮される。

図１２（ａ）は、規制ブレード５３Ｙにより除去されたトナーの流れの例を示す断面図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の矢印方向からみたカバーを外した状態の斜視図である。この例では、規制ブレード５３Ｙは、現像ローラー５１Ｙに重力方向の下部で当接する。現像ローラー５１Ｙの回転方向において現像ローラー５１Ｙと供給ローラー５２Ｙのニップ部から規制ブレード５３Ｙと現像ローラー５１Ｙのニップ部までの間に、現像ローラー５１Ｙの軸方向に延びる除去トナー供給ガイド部材５８Ｙを現像ローラー５１Ｙおよび供給ローラー５２Yに対して隙間を設けて配置する。除去トナー供給ガイド部材５８Ｙを配置する場合、供給ローラー５２Ｙの回転方向は現像ローラー５１Ｙの回転方向に対して同方向（カウンター回転）の時計方向に回転とする。また、除去トナー供給ガイド部材は、供給ローラーより軸方向に長いものとする。

供給ローラー５２Ｙが現像ローラー５１Ｙの回転方向と同じ時計方向にカウンター回転すると、規制ブレード５３Ｙにより除去された高帯電量のトナーを含む除去トナーの一部は重力落下するが、残りの除去トナーは、除去トナー供給ガイド部材５８Ｙが配置されることで供給ローラー５１Ｙの時計方向の回転により作られるトナーの流れから外れることなく現像ローラー５１Ｙに再供給される。そのため、規制ブレードにより除去された高帯電量のトナーを含む除去トナーは、現像ローラー５１Ｙに再供給されるため、かぶり、トナー飛散、現像ローラー５１Ｙへのトナー供給遅れの発生を防止する効果がより発揮される。

これに対して、供給ローラー５２Ｙが現像ローラー５１Ｙの回転方向と逆方向の反時計方向にウィズ回転すると、規制ブレード５３Ｙにより除去された高帯電量のトナーを含む除去トナーの一部は重力落下する。残りの除去トナーは、除去トナー供給ガイド部材５８Ｙが配置されることで、供給ローラー５１Ｙの時計方向の回転により作られる現像ローラー５１Ｙと供給ローラーにニップ部から遠ざかるトナーの流れが阻止されるが、重力落下し現像ローラー５１Ｙに再供給されない。そのため、かぶり、トナー飛散、現像ローラー５１Ｙへのトナー供給遅れの発生を防止する効果は少ない。

図１３は、規制ブレード５３Ｙにより除去された高帯電量のトナーを含む除去トナーが現像ローラー５１Ｙに再供給された場合と再供給されない場合、現像ローラー５１Ｙのトナー層の正規トナー帯電極性が負の時のトナーの帯電分布を示す。高帯電量のトナーを含む除去トナーが現像ローラーに再供給されることでトナーの帯電量分布のピークが負側に移動し、現像ローラー上のトナー層の帯電量が増加することがわかる。

また、供給ローラー５２Ｙを導電性とし、供給ローラー５２Ｙに現像ローラー５１Ｙ上のトナー層の正規トナー帯電極性と逆方向のトナー剥離方向の電位を印加する。トナーの
正規トナー帯電極性が負の場合、供給ローラー５２Ｙにプラスの電位を印加する。供給ローラー５２Ｙにトナー剥離方向の電位を印加することで、現像ローラー５１Ｙに高帯電量のトナーを選択して供給することが可能となる。

下記の表２に、供給ローラー５２Ｙにトナー剥離方向の電位を印加することによるかぶりの発生を防止する効果の評価を示す。

現像ローラー５１Ｙに対する供給ローラー５２Ｙの電圧として、供給ローラー５２Ｙにトナー剥離方向の＋２５〜＋５０Ｖの電圧を印加すると現像ローラー５１Ｙのトナー層の帯電量が増加しかぶりの発生を防止することがわかる。一方、供給ローラー５２Ｙへのトナー剥離方向の電圧が大きすぎると現像ローラー５１Ｙに供給されるトナー量が減少してかぶりが発生する。

図１４は、供給ローラー５２Ｙに適度なトナー剥離方向の電位を印加した場合と印加しない場合、現像ローラー５１Ｙのトナー層の正規トナー帯電極性が負の時のトナーの帯電分布を示す。高帯電量のトナーを含む除去トナーが現像ローラーに再供給されることでトナーの帯電量分布のピークが負側に移動し、現像ローラー５１Ｙ上のトナー層の帯電量が増加することがわかる。

１０：画像形成装置、１５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）：画像形成ステーション、２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）：感光体、３０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）：帯電ユニット、４０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）：露光ユニット、５０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）：現像ユニット、５１Ｙ：現像ローラー、５１ａ：第１傾斜溝、５１ｂ：第２傾斜溝、５１ｃ：凸部、５１ｄ：傾斜側面、５２Ｙ：供給ローラー、５３Ｙ：規制ブレード、５６Ｙ：シール部材、５７Ｙ：現像室、５８Ｙ：除去トナー供給ガイド部材、７０：中間転写ベルト、８０：二次転写ユニット、９０：定着ユニット、１００：制御ユニット、

Claims (10)

1. 単一の円筒面の一部をそれぞれ成す凸部と、連続した溝部とが形成された現像ローラーと、
   前記現像ローラーにトナーを供給する供給ローラーと、
   トナーが供給された前記現像ローラーに当接する規制ブレードと、
   を備え、
   前記規制ブレードにより前記現像ローラーから除去されたトナーを、前記現像ローラーと前記供給ローラーとのニップ部に供給することを特徴とする現像装置。
2. 前記規制ブレードの先端と前記凸部とで形成される開口部の高さをトナーの体積平均粒径以下にすることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記供給ローラーを前記現像ローラーの回転方向に対して同方向に回転することを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
4. 前記現像ローラーを金属製とすることを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
5. 前記供給ローラーを導電性とし、前記供給ローラーに前記現像ローラー上のトナー層の正規トナー帯電極性に対してトナー剥離方向の電位を印加することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の現像装置。
6. 前記規制ブレードを前記現像ローラーの重力方向の上部に当接させることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の現像装置。
7. 前記現像ローラーの回転方向において前記現像ローラー５１Ｙと前記供給ローラーのニップ部から前記規制ブレードと前記現像ローラーのニップ部までの間に、除去トナー供給ガイド部材を配置することを特徴とする請求項１ないし６５のいずれか１項に記載の現像装置。
8. 前記規制ブレードを弾性部材で形成することを特徴とする請求項１ないし７６のいずれか１項に記載の現像装置。
9. 前記規制ブレードが円筒体からなる前記現像ローラーの表面上のトナーを除去することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の現像装置。
10. 静電潜像が形成される潜像担持体と、
    前記静電潜像をトナーにより現像して前記潜像担持体にトナー像を現像する現像装置と、
    前記潜像担持体のトナー像を転写媒体に転写する転写装置と、
    を備え、
    前記現像装置は請求項１ないし９のいずれか１項に記載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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