JP4845659B2 - 現像装置 - Google Patents

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。

電子写真方式の画像形成装置による画像形成は、まず、帯電器により静電潜像担持体である感光ドラムを帯電させた後、例えばレーザ光を像静電潜像担持体に照射して静電潜像担持体に静電潜像を形成する。次いで、現像装置によりトナーを像担持体に静電接着させて静電潜像を現像し、静電潜像担持体に担持されたトナーを、転写ローラを用いて用紙に転写する。その後、像静電潜像担持体に残存するトナーを除去して次の画像を形成する。

このような画像形成装置に備わる従来の現像装置１は、例えば図６のように、トナーを担持して搬送する現像ローラ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供給ローラ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では、トナー容器部（図示せず。）に収容されたトナーは、トナーを搬送する供給ローラ２０に担持され、供給ローラ２０と現像ローラ１０とのニップ部に搬送される。ニップ部にてトナーは現像ローラ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。ドクターブレード３０は、ドクターブレード３０の下方を通過するトナーをある電位にまで帯電し、現像ローラ１０に担持されたトナーが薄層となるように規制する。このように、ドクターブレード３０は、現像ローラ１０の表面にトナー薄層を形成し、トナーの補助的帯電を行う。

ドクターブレード３０としては、図６に示すように、例えば燐青銅からなる金属薄板を、その曲げ剛性を利用して現像ローラ１０に押圧するものが一般的に使用されている。しかし、このようなドクターブレード３０は長手方向に沿って堅固であり、現像ローラ１０に対して高い線圧がかかってしまう。このため、ドクターブレード３０の平面性や現像ローラ１０の円筒形状の不均一によるニップの不均一さや、現像ローラ１０の回転に伴うニップ状態の変動に応じて、現像ローラ１０上のトナー層が不均一となったり、ニップ状態に変動が生じたりして、画像品質が低下してしまうという問題がある。

このような問題を解決するために、図７に示すような柔軟性ドクターブレード４０が提案されている（例えば、特許文献１）。かかる柔軟性ドクターブレード４０は、略Ｌ字形状のブレード４１が薄板状のギャップ調整板４２により裏打ちされ、弾性フォーム材４３を介してブレード支持部材４４に固定されている。ブレード４１とブレード支持部材４４との間に弾性フォーム材４３を設けることにより現像ローラ１０回転方向の変動への追従性が向上され、ギャップ調整板４２により現像ローラ１０スラスト方向のブレード平面性が向上される。

特開平１０−３９６２３号公報

しかし、図７に示すような柔軟性ドクターブレード４０では、現像ローラ１０の周面に対して垂直方向におけるドクターブレード追従性とブレード４１の現像ローラ回転方向におけるトナーの保持力との両立を図ることが困難である。このため、ブレード１０の現像ローラ回転方向上流側の周方向変位によって、トナーの流入口となるくさび形状のギャップが変動する。このギャップが変動することにより、トナーの取り込み量が変動したり、弾性フォーム材４３による押圧の最適化が困難である等の問題がある。

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、トナーを帯電させるとともに均一なトナー層を形成することの可能な、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搬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、を備える現像装置が提供される。かかる現像装置の、支持部材に固定されたフィルム部材の固定端側は、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、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、フィルム部材は、表面抵抗層を更に含み、表面抵抗層の現像剤担持体回転方向上流側は低抵抗材質からなり、表面抵抗層の現像剤担持体回転方向下流側は高抵抗材質からな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。例えば、現像剤担持体の外周面と支持部材の現像剤担持体側の一端との距離が約２ｍｍ以下となるように支持部材を固定することにより、微小隙間の大きさを規制することができる。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の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。ニップに流入したトナーは、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、かかるフィルム部材を備えることにより、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る。また、フィルム部材の表面抵抗層を、現像剤の導入口である現像剤担持体回転方向上流側を低抵抗材質から形成し、現像剤担持体回転方向下流側を高抵抗材質から形成することにより、現像剤担持体回転方向上流側は静電吸着力が大きくなり、フィルム部材と現像剤担持体とによって形成される微小隙間をより一定に維持することができるので、現像剤の流入量を安定させることができる。一方、現像剤担持体回転方向下流側は静電吸着力が小さくなり、フィルム部材の自由端の伸びを防止することができる。

ここで、フィルム部材は、少なくとも中抵抗の材質からなる中抵抗層を含んで構成される。ここで、中抵抗層の抵抗値は、約１０^４〜１０^９Ω・ｃｍである。このようなフィルム部材を用いることにより、フィルム部材が現像剤担持体に静電吸着するときにおいても現像剤担持体にかかる線圧が低くなり、現像剤に対するストレスを低減させることができる。

また、フィルム部材の現像剤担持体周方向の両端から、異なる電圧を印加するようにしてもよい。例えば、フィルム部材の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よりも高い電圧とすると、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、現像剤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、現像剤の流入量を安定させることができる。

本発明の現像装置は、フィルム部材と現像剤担持体との間に形成される電界の電流値が略一定となるように、フィルム部材に印加する電圧を制御する電圧制御部をさらに備えることもできる。これにより、フィルム部材と現像剤担持体との間に介在する現像剤によらず、フィルム部材と現像剤担持体との間に生じる静電吸着力を維持することができる。

さらに、フィルム部材の現像剤担持体と対向する面側に、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剤担持体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、現像剤によるフィルム部材の傷付きを防止できる。また、コーティング層の現像剤担持体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、フィルム部材に現像剤が付着することを防止できる。

また、電圧制御部は、現像剤担持体とフィルム部材との間に形成される現像時の電界と非現像時の電界とが逆電界となるように、フィルム部材に印加する電圧を制御してもよい。例えば、電圧制御部は、フィルム部材に印加する電圧を現像剤担持体に印加されている電圧よりも低くなるように制御する。これにより、フィルム部材に付着する正規の極性に帯電した現像剤ではなく、逆極性に帯電した現像剤を現像剤担持体に付着させて排出させることができる。あるいは、電圧制御部は、フィルム部材に印加する電圧を切るように制御してもよい。

または、電界の向きが現像時と同一であっても、フィルム部材に印加する電圧を、現像時に印加する電圧よりも低くしてもよい。この場合、現像剤担持体とフィルム部材との間の静電吸着力が小さくなるとともに、電界による逆極性トナーのフィルム部材への電気的吸着力も小さくなる。したがって、正規の極性トナーとともに逆極性現像剤もフィルム部材と現像剤担持体との間から除去することができる。

また、現像終了時に、電圧制御部は、現像剤担持体とフィルム部材との間に形成される電界が現像時の電界と逆になるように、フィルム部材に印加する電圧を制御してもよい。あるいは、現像剤担持体とフィルム部材との間に形成される現像終了時の電界が現像時の電界よりも強くなるように、フィルム部材に印加する電圧を制御してもよい。この場合、現像剤担持体とフィルム部材との間の静電吸着力が大きくなることにより、トナーがニップを通過することができず、現像剤担持体からトナーが除去されるようになる。

以上説明したように本発明によれば、トナーを帯電させるとともに均一なトナー層を形成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。

まず、図１〜図３に基づいて、本発明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層規制帯電部材１３０の構成を示す説明図であり、フィルム部材１３１と現像ローラ１１０との間に静電吸着力が働いていない状態を示す。図３は、本実施形態にかかる層規制帯電部材１３０の構成を示す説明図であり、静電吸着力が働くフィルム部材１３１と現像ローラ１１０との間をトナーが通過する状態を示す。

＜現像装置の構成＞
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搬送する現像ローラ１１０と、現像ローラ１１０にトナーを供給し、また現像ローラ１１０上の残トナーを剥離するＲＳローラ１２０と、現像ローラ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１３０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搬送する、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搬送して、静電潜像を現像するためのトナーを静電潜像担持体１０５に供給する。現像ローラ１１０は、静電潜像担持体１０５と近接して設けられており、静電潜像担持体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と静電潜像担持体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。

ＲＳ（Ｒｅｍｏｖｅ ａｎｄ Ｓｕｐｐｌｙ）ローラ１２０は、現像ローラ１１０にトナーを供給する略円筒形状の供給部材である。また、ＲＳローラ１２０は、静電潜像担持体１０５に付着せずに現像ローラ１１０に残像したトナーを除去する除去部材としても機能する。ＲＳローラ１２０の外周部はスポンジ層１２１となっており、現像ローラ１１０に圧接して配置される。ＲＳローラ１２０には、例えば現像ローラ１１０とほぼ等電位となるように電圧が印加される。

層規制帯電部材１３０は、トナーの層規制および帯電を行う部材であり、現像ローラ１１０の周回りに沿って設けられる。層規制帯電部材１３０は、図１に示すように、層規制帯電部材１３０を基準として、現像ローラ回転方向上流側にＲＳローラ１２０が、現像ローラ回転方向下流側に静電潜像担持体１０５が位置するように配置される。層規制帯電部材１３０は、柔軟性を有するフィルム部材１３１と、フィルム部材１３１を支持する支持部材１３３とからなる。

フィルム部材１３１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１３１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。

ここで、フィルム部材１３１は、中抵抗層に加え、図３に示すように表面抵抗層を含んでもよい。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の層１３２ａを低抵抗材質から形成し、現像ローラ回転方向下流側の層１３２ｂは高抵抗材質（絶縁材）から形成することができる。これにより、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１３１と現像ローラ１１０とによって形成される微小隙間１３７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１３１の自由端の伸びを防止することができる。このとき、導電はフィルム部材１３１の表面を介して行われるため、フィルム部材１３１の中抵抗層と支持部材１３３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。

さらに、フィルム部材１３１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１３１の傷付きを防止できる。表面硬度の高い層は、例えばポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）等から形成することができる。また、耐摩耗性のよい材質として、ポリウレタン（ＰＰ）を用いることもできる。一方、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１３１にトナーが付着することを防止できる。表面エネルギーの低い層は、例えばフッ素コーティング等により形成することができる。

また、本実施形態において、フィルム部材１３１の厚さは約５０〜５００μｍに形成される。そして、フィルム部材１３１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１３１は、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１３３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１３１の固定端側は、支持部材１３３によって、フィルム部材１３１と現像ローラ１１０との間に微小隙間１３７が形成されるような位置に固定される。微小隙間１３７はトナーの導入口となる。微小隙間１３７の幅は、トナーの大きさに応じて決定される。この幅はフィルム部材１３１の厚さや曲げ剛性等により変化するが、支持部材１３３の現像ローラ１１０との対向する面１３３ａと現像ローラ１１０との外周面との距離ｄにより規制される。ここで、距離ｄは、例えば約２ｍｍ以下、望ましくは約０．３〜０．５ｍｍ程度に設定される。このように、フィルム部材１３１の固定端側を支持部材１３３の現像ローラ１１０側の端部１３３ａで固定することにより、トナーの搬送圧力によって微小隙間１３７が変動しないようになり、フィルム部材１３１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１３１の自由端側は、支持部材１３３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配置される。このとき、フィルム部材１３１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。また、フィルム部材１３１と現像ローラ１１０との接触部から現像ローラ回転方向下流側に向かうにつれて、フィルム部材１３１は、その靭性によって現像ローラ１１０から上方に離れるような形状を有する。フィルム部材１３１の自由端側は、フィルム部材１３１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１３１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。

また、フィルム部材１３１には、フィルム部材１３１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１３１への電圧供給は、フィルム部材１３１の中抵抗層の形成位置に応じて決定される。例えば、中抵抗層がフィルム部材１３１の、現像ローラ１１０と反対側の面に形成されている場合には、図２に示すように、支持部材１３３を導電性の材質から形成して、支持部材１３３に電圧Ｖ_２を印加することにより支持部材１３３との接触面からフィルム部材１３１に導電させることもできる。

フィルム部材１３１の基材の体積抵抗が中抵抗である場合には、例えば図４に示すように、フィルム部材１３１に電圧を印加するための電圧供給部材１３５を設けることもできる。電圧供給部材１３５は、例えば導電性のスポンジ部材から形成される。電圧供給部材１３５は、フィルム部材１３１と現像ローラ１１０との接触部の上方に位置するフィルム部材１３１の一面（現像ローラ１１０と対向する面と反対側の面）に接触するように設けられる。

また、中抵抗層がフィルム部材１３１の、現像ローラ１１０と対向する面側に形成されている場合には、例えば図５に示すように、フィルム部材１３１を支持部材１３３の現像ローラ回転方向下流側の面に固定するように設けてもよい。この場合は、図２と同様、支持部材１３３を導電性の材質から形成して、支持部材１３３に電圧を印加することにより、支持部材１３３の接触面からフィルム部材１３１に電圧を印加することができる。このように、フィルム部材１３１の中抵抗層の形成位置に応じて、フィルム部材１３１に電圧を供給することができる。

このようなフィルム部材１３１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１３１は現像ローラ１１０の外周面に静電吸着され、フィルム部材１３１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１３１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。

また、本実施形態にかかる現像装置１００は、フィルム部材１３１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。電圧制御部によりフィルム部材１３１に印加する電圧を制御することによって、フィルム部材１３１と現像ローラ１１０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、トナーの循環の流れに沿って、本実施形態にかかる現像装置１００の動作について説明する。なお、以下では、現像時における現像装置１００の動作を説明する。したがって、フィルム部材１３１と現像ローラ１１０との間には、現像ローラ１１０向きの電界が形成されているものとする。

＜現像装置の動作＞
本実施形態にかかる現像装置１００は、まず、トナー容器部（図示せず。）に収容されたトナーを、ＲＳローラ１２０によって現像ローラ１１０に供給する。ＲＳローラ１２０は現像ローラ１１０に押圧して設けられているため、ＲＳローラ１２０と現像ローラ１１０とによりニップが形成される。図１に示すように、例えば反時計回りに回転するＲＳローラ１２０は、トナー容器部のトナーを担持してニップ部に搬送する。一方、現像ローラ１１０も反時計回りに回転している。このため、ＲＳローラ１２０により搬送されたトナーは、ニップ部に流入せずに現像ローラ１１０に擦り付けられて、現像ローラ１１０に担持される。

現像ローラ１１０に担持されたトナーは、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１３０により、層規制および帯電される。層規制帯電部材１３０のフィルム部材１３１と現像ローラ１１０との間に形成される微小隙間１３７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１３７をトナーが通過する際に、フィルム部材１３１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１３１の固定端側は、支持部材１３３に支持されており、フィルム部材１３１の自由端側は、支持部材１３３の現像ローラ１１０側の端部１３３ａでフィルム部材１３１が屈曲されている。したがって、トナーの搬送圧力が大きくなったとしても、フィルム部材１３１の自由端側は支持部材１３３の端部１３３ａによって支えられるので、微小隙間１３７の幅は略一定に維持される。このような構成により、トナーの搬送圧力が変動しても微小隙間１３７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。

フィルム部材１３１と現像ローラ１１０との間に形成された微小隙間１３７を通過したトナーは、図３に示すように、フィルム部材１３１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１３１に擦り付けられることにより摩擦帯電される（図３のグレーのトナー）。

ここで、フィルム部材１３１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１３１と現像ローラ１１０との間に働く静電吸着力は、例えば図６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１３１は柔軟性・靭性を有する材質から形成されているため、フィルムのこし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１３７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。このとき、すでに微小隙間１３７にて一度トナーの層規制が行われているため、ニップ部でのトナーの層規制には大きな押圧力は不要である。したがって、トナーに大きなストレスをかけることなく層規制を行うことができる。このように、本実施形態にかかる層規制帯電部材１３０は、微小隙間１３７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。２段階でトナー層の規制を行うことにより、均一かつ薄層のトナー層を大きな押圧力を必要とせずに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１３１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１３１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。

ニップを通過することによって帯電され、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担持体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担持体１０５に付着する。静電潜像担持体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とＲＳローラ１２０との接触部にて力学的に現像ローラ１１０から剥離される。剥離されたトナーは、ＲＳローラ１２０により搬送されて、再び現像ローラ１１０に供給される。

以上、本実施形態にかかる現像装置１００の現像時における動作を説明した。かかる現像装置１００は、フィルム部材１３１を現像ローラ１１０に静電吸着させることによりニップを形成し、ニップを通過する現像ローラ１１０上のトナーの層規制を行うとともにトナーを帯電する。フィルム部材１３１の静電吸着は、上述したように、フィルム部材１３１に電圧を印加して、現像ローラ１１０とフィルム部材１３１との間に形成された電界によるものである。したがって、本実施形態にかかる現像装置１００の電圧制御部は、現像装置１００の駆動状態に応じてフィルム部材１３１に印加する電圧を制御することにより、現像ローラ１１０上のトナー処理を制御することもできる。

例えば、現像時には、電圧制御部は、上述したように、トナーの層規制および帯電を行うため、フィルム部材１３１を現像ローラ１１０に吸着させる静電吸着力が働くようにフィルム部材１３１に電圧を印加する。例えば、フィルム部材１３１と現像ローラ１１０との電位差が約０〜６００Ｖとなるように電圧制御する。ここで、電圧制御部は、フィルム部材１３１に印加する電圧を制御して電界の強さを調節することにより、ニップを通過するトナー量を制御することができる。

次に、非現像時には、電圧制御部は、現像ローラ１１０とフィルム部材１３１との間に現像時と逆の電界が形成されるように電圧制御する。もしくは、フィルム部材１３１に電圧を印加または電圧をかけないように電圧制御する。電圧制御部によってフィルム部材１３１に印加する電圧をこのように制御することにより、フィルム部材１３１に付着する正規の極性に帯電したトナーではなく、逆極性に帯電したトナーを現像ローラ１１０に付着させて排出させることができる。もしくは、非現像時の電界が現像時の電界と比較して低くなるように、フィルム部材１３１に印加する電圧を低くしてもよい。この場合、現像ローラ１１０とフィルム部材１３１との間の静電吸着力が低下するとともに、電界による逆極性トナーのフィルム部材１３１への電気的な吸着力も低下するため、正極性トナーとともに逆極性トナーも排出させることができる。

また、現像終了時には、電圧制御部により、現像ローラ１１０上のトナー層を除去するような電圧がフィルム部材１３１に印加される。すなわち、フィルム部材１３１と現像ローラ１１０との間に、現像時よりも強い電界もしくは現像時と逆の電界が形成されるように、電圧制御部はフィルム部材１３１に電圧を印加する。これにより、現像ローラ１１０上のトナー層を除去することができるので、多色画像形成装置における混色や現像装置交換時のトナー付着等を防止することができる。

以上、本発明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は、現像ローラ１１０の長手方向に沿って、均一なニップが静電吸着力によって形成され、現像ローラ１１０の回転方向の変動に柔軟に追従し、かつ、現像ローラ１１０の外周面上に均一な薄層であるトナー層を形成することができる。これにより、環境の変動によって現像ローラ１１０の外径が変動しても、フィルム部材１３１の追従するため、現像ローラ１１０に形成されるトナー層も環境による帯電性の変動やトナー層厚の変動がなく、画像品質を安定することができる。

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り、フィルム部材と現像ローラとの間に静電吸着力が働いていない状態を示す。 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り、静電吸着力が働くフィルム部材と現像ローラとの間をトナーが通過する状態を示す。 層規制帯電部材の第１の変形例を示す説明図である。 層規制帯電部材の第２の変形例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。 他の従来の現像装置の概略構成を示す説明図である。

符号の説明

１００ 現像装置
１０５ 静電潜像担持体
１１０ 現像ローラ
１２０ ＲＳローラ
１３０ 層規制帯電部材
１３１ フィルム部材
１３３ 支持部材
１３５ 電圧供給部材
１３７ 微小隙間
Ｔ トナー

Claims (9)

1. 周面に現像剤を担持して搬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共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、を備え、
   前記支持部材に固定された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、
   前記フィルム部材は、表面抵抗層を更に含み、
   前記表面抵抗層の現像剤担持体回転方向上流側は低抵抗材質からなり、
   前記表面抵抗層の現像剤担持体回転方向下流側は高抵抗材質からなることを特徴とする現像装置。
2. 前記微小隙間は、２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記フィルム部材は、少なくとも中抵抗の材質からなる中抵抗層を含み、
   前記中抵抗層の抵抗値は、１０^４〜１０^９Ω・ｃｍであ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. 前記フィルム部材の現像剤担持体周方向の両端には、異なる電圧が印加されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の現像装置。
5. 前記フィルム部材と前記現像剤担持体との間に形成される電界の電流値が略一定となるように、前記フィルム部材に印加する電圧を制御する電圧制御部を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置。
6. 前記フィルム部材の前記現像剤担持体と対向する面側にはコーティング層が設けられ、
   前記コーティング層の現像剤担持体回転方向上流側は表面硬度の高い材質からなり、
   前記コーティング層の現像剤担持体回転方向下流側は表面エネルギーの低い材質からなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の現像装置。
7. 前記電圧制御部は、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る現像時の電界と非現像時の電界とが逆電界となるように、前記フィルム部材に印加する電圧を制御することを特徴とする請求項５又は６に記載の現像装置。
8. 前記電圧制御部は、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る現像終了時の電界と現像時の電界とが逆電界となるように、前記フィルム部材に印加する電圧を制御することを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の現像装置。
9. 前記電圧制御部は、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る現像終了時の電界が現像時の電界よりも強くなるように、前記フィルム部材に印加する電圧を制御することを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の現像装置。
   

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