JP5152347B2 - 現像ユニット、プロセス装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像ユニット、プロセス装置および画像形成装置に関する。

従来より、レーザプリンタやデジタル複合機などの電子写真方式の画像形成装置には、現像剤を収容した現像装置（現像ユニット）が設けられている。そして、現像装置に収容された現像剤は、供給ローラにより現像ローラに供給され、さらに現像ローラから静電潜像が形成された像担持体に供給された後、記録シートに転写される。

一般的に、このような現像剤は消耗品であるため、使い切った後には現像装置内に直接新しい現像剤を供給したり、現像装置本体に対して着脱自在に構成された現像剤カートリッジを交換したりする必要がある。

新しい現像剤が補給されると、現像装置内では新しい現像剤と残留している劣化した現像剤とが混合される。このとき、新しい現像剤と劣化した現像剤との間で電荷が移動し、新しい現像剤は本来帯電すべき極性へ、劣化した現像剤は本来帯電すべき極性とは逆の極性へそれぞれ帯電する。これにより、新しい現像剤と劣化した現像剤とが静電凝集して、凝集体が発生する。そして、この凝集体や逆帯電現像剤（本来帯電すべき極性とは逆の極性に帯電した現像剤）が、供給ローラから現像ローラを介して像担持体に供給されると、例えば、形成すべき画像以外の部分にも現像剤が転写され、画像品質が低下することがある。

そこで、特許文献１においては、発泡性材料からなる供給ローラと導電性の現像室底部とが、例えば１ｍｍの間隔をおいて対向配置され、現像室底部に供給ローラに印可されたバイアスよりも現像剤の帯電極性と同極性側に偏ったバイアスが印可される現像装置が開示されている。このような現像装置によれば、供給ローラに付着した逆帯電現像剤が現像室底部に吸着されるため、凝集体や逆帯電現像剤が画像形成に与える影響を抑制することができる。
特開平８−２０２１４３号公報（図５）

ところで、供給ローラは、現像ローラに現像剤を供給する部材であるから、特に供給ローラに付着した逆帯電現像剤は確実に除去されることが望まれる。

しかし、前記した従来の現像装置は、供給ローラと現像室底部との間に比較的大きな隙間（例えば１ｍｍ）があり、その隙間に現像剤が存在するため、供給ローラに付着した逆帯電現像剤を確実に現像室底部に吸着させることが難しいという問題がある。その結果、従来の現像装置は、供給ローラ上に残留した逆帯電現像剤が現像ローラを介して像担持体に供給され、さらに記録シートに転写されるので、画像品質の低下を確実に抑制することはできない。

そこで、本発明は、逆帯電現像剤をより確実に吸着することで、画像品質をより向上させることが可能な現像ユニット、プロセス装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

前記した目的を達成するため、第1の発明の現像ユニットは、 第１の極性側に帯電極性を有する現像剤を収容する現像剤収容部材と、前記現像剤収容部材内に配置され、前記現像剤を担持する現像ローラと、前記現像剤収容部材内に配置され、前記現像ローラに前記現像剤を供給する供給ローラと、前記供給ローラに摺接するとともに、前記供給ローラの周面に摺接する部位が、帯電系列において前記供給ローラよりも前記第１の極性側にある材料で構成された板状の帯電部材とを備え、前記帯電部材は、前記帯電部材と前記供給ローラとの接触位置において、当該接触位置における前記供給ローラの回転方向に沿って延びるように設けられた板状部材であり、前記供給ローラは、前記現像ローラと同方向に回転するように構成され、前記現像剤収容部材は、前記現像ローラおよび前記供給ローラが配置される現像室を形成する壁面と、当該現像室と連通し前記現像剤が収容される現像剤収容室を形成する壁面と、前記現像剤収容室と前記現像室とを区画する区画部を備え、前記帯電部材は、前記供給ローラと前記区画部との間に形成される現像剤回収経路に配置されたことを特徴とする。また、第２の発明の現像ユニットは、第１の極性側に帯電極性を有する現像剤を収容する現像剤収容部材と、前記現像剤収容部材内に配置され、前記現像剤を担持する現像ローラと、前記現像剤収容部材内に配置され、前記現像ローラに前記現像剤を供給する供給ローラと、前記供給ローラに摺接するとともに、前記供給ローラの周面に摺接する部位が、帯電系列において前記供給ローラよりも前記第１の極性側にある材料で構成された板状の帯電部材とを備え、前記帯電部材は、前記帯電部材と前記供給ローラとの接触位置において、当該接触位置における前記供給ローラの回転方向に沿って延びるように設けられた板状部材であり、前記供給ローラは、前記現像ローラと同方向に回転し、前記現像剤収容部材は、前記現像ローラおよび前記供給ローラが配置される現像室と、当該現像室と連通し前記現像剤が収容される現像剤収容室とを区画する区画部を備え、前記帯電部材は、前記供給ローラと前記区画部との間に形成される現像剤回収経路と、前記現像剤収容室から前記現像室への現像剤補給経路との合流部よりも回転方向下流側に配置されたことを特徴とする。

このように構成された現像ユニットによれば、供給ローラと帯電部材とが摺接することにより帯電部材が現像剤の帯電極性と同極性に帯電するため、現像ケース内に存在する、または、供給ローラに付着した逆帯電現像剤を帯電部材に吸着させることができる。また、供給ローラと帯電部材とが摺接し隙間が小さいため、供給ローラと帯電部材との間に存在する現像剤の量を少なくすることができ、供給ローラに付着した逆帯電現像剤を確実に帯電部材に吸着させることができる。

また、本発明は、前記現像ユニットと、前記現像ユニットから前記現像剤が供給されて現像剤像が形成される像担持体とを備えたプロセス装置として構成することができる。

さらに、本発明は、前記プロセス装置と、前記プロセス装置の前記像担持体を露光して前記像担持体上に静電潜像を形成する露光装置と、前記プロセス装置で形成された現像剤像を前記記録シート上に転写する転写装置と、記録シート上に形成された像を定着する定着装置とを備えた画像形成装置として構成することができる。

本発明の現像ユニット、プロセス装置および画像形成装置によれば、供給ローラに摺接する帯電部材により、供給ローラに付着した逆帯電現像剤をより確実に吸着して分離することができ、凝集体の発生を抑制することができる。これにより、逆帯電現像剤や凝集体が、供給ローラから現像ローラを介して像担持体に供給されることが抑制されるため、画像品質をより向上させることができる。

［第１実施形態］
次に、本発明の第１実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１は画像形成装置の一例としてのレーザプリンタを示す側断面図であり、図２は図１におけるプロセス装置を示す側断面図である。なお、以下の説明において方向は、レーザプリンタの使用時におけるユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１において、紙面右側を「手前側」、左側を「奥側」とし、紙面垂直方向のうち奥側を「右側」、手前側を「左側」とする。なお、上下方向については、図示方向とレーザプリンタ使用時におけるユーザの方向が一致するので、そのまま「上下方向」とする。

＜レーザプリンタの全体構成＞
図１に示すように、画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ１は、本体ケーシング２内に、記録シートの一例としての用紙３を給紙するためのフィーダ部４や、給紙された用紙３に画像を形成するための画像形成部５などを備えている。

＜フィーダ部の構成＞
フィーダ部４は、本体ケーシング２内の底部に着脱可能に装着された給紙トレイ６と、給紙トレイ６内に設けられた用紙押圧板７とを主に備えている。また、フィーダ部４は、用紙３の搬送や紙粉取りを行う各種のローラ１１を備えている。

このように構成されるフィーダ部４では、給紙トレイ６内の用紙３が、用紙押圧板７に
よって上方に寄せられ、各種のローラ１１によって画像形成部５に搬送される。

＜画像形成部の構成＞
画像形成部５は、露光装置の一例としてのスキャナユニット１５、プロセス装置１６、定着装置の一例としての定着部１８などを備えている。

＜スキャナユニットの構成＞
スキャナユニット１５は、本体ケーシング２内の上部に設けられ、レーザ発光部（図示せず。）、回転駆動されるポリゴンミラー１９、レンズ２０，２１、反射鏡２２，２３，２４などを備えている。レーザ発光部から発光される画像データに基づくレーザビームは、鎖線で示すように、ポリゴンミラー１９、レンズ２０、反射鏡２２、反射鏡２３、レンズ２１、反射鏡２４の順に反射または通過して、プロセス装置１６の像担持体の一例としての感光ドラム３１の表面上に高速走査にて照射される。

＜プロセス装置の構成＞
プロセス装置１６は、本体ケーシング２の手前側に設けられたフロントカバー２Ａを適宜開放することで、本体ケーシング２に対して着脱自在に装着される構造となっている。このプロセス装置１６は、現像ユニット１００とドラムユニット３０とで主に構成されている。

現像ユニット１００は、本体ケーシング２にドラムユニット３０を介して着脱自在、より詳細には、本体ケーシング２内に固定されるドラムユニット３０に対して着脱自在に装着される。なお、この現像ユニット１００の本体ケーシング２への装着は、現像ユニット１００だけで行う構成としてもよいし、現像ユニット１００にドラムユニット３０を装着したプロセス装置１６で行う構成としてもよい。

現像ユニット１００は、現像カートリッジ１１０と、トナーカートリッジ１３０とから構成されている。

現像カートリッジ１１０は、図２に示すように、現像室１１１を形成する現像ケース１１０Ａと、現像ローラ１０１と、層厚規制ブレード１０２と、現像ローラ１０１に摺接する供給ローラ１０３と、供給ローラ１０３に摺接する帯電部材１０４とを主に備えている。なお、現像ローラ１０１および供給ローラ１０３には現像時にそれぞれ正極性のバイアスが印加される。

トナーカートリッジ１３０は、図２に示すように、現像剤収容室１３１を形成する現像剤ケースの一例としてのトナーケース１３０Ａと、現像剤収容室１３１内に収容されたトナーを現像室１１１へ搬送するアジテータ１４０とを備え、現像ケース１１０Ａに対して着脱可能に構成されている（図４参照）。現像剤収容室１３１は、より具体的には、空間であり、トナーカートリッジ１３０の壁面（内壁面）により形成されている。

なお、本実施形態では、現像ケース１１０Ａとトナーケース１３０Ａとから、現像ユニット１００の筐体である現像剤収容部材１００Ａが構成されている。そして、現像ケース１１０Ａにトナーケース１３０Ａが装着された現像剤収容部材１００Ａとして、本体ケーシング２に対して着脱されるように構成されている。

現像剤収容室１３１に収容される現像剤の一例としてのトナーは、現像剤収容室１３１から現像室１１１内に供給され、供給ローラ１０３を介してまたは直接、現像ローラ１０１に供給される。現像ローラ１０１上に供給されたトナーは、現像ローラ１０１の回転に伴って、層厚規制ブレード１０２と現像ローラ１０１との間に進入し、一定厚さの薄層と
して現像ローラ１０１上に担持される。このとき、トナーは、供給ローラ１０３と現像ローラ１０１との間や、層厚規制ブレード１０２と現像ローラ１０１との間で摺接されて正に摩擦帯電される。

図２に示すように、ドラムユニット３０は、像担持体の一例としての感光ドラム３１、スコロトロン型帯電器３２と、転写装置の一例としての転写ローラ１７とを主に備えている。

感光ドラム３１は、ドラムケース３０Ａに回転可能に支持され、現像ユニット１００がドラムユニット３０に装着された状態では、現像ローラ１０１の奥側において、現像ローラ１０１と接触するように配置されている。

スコロトロン型帯電器３２は、タングステンなどの帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させる正帯電用のスコロトロン型の帯電器であり、感光ドラム３１の表面を一様に正極性に帯電させるように構成されている。

転写ローラ１７は、感光ドラム３１の下方において、この感光ドラム３１に対向して接触するように配置され、ドラムケース３０Ａに回転可能に支持されている。この転写ローラ１７には、転写時に、定電流制御によって転写バイアスが印加される。

このように構成されるプロセス装置１６では、感光ドラム３１の表面が、スコロトロン型帯電器３２により一様に正帯電された後、スキャナユニット１５からのレーザビームの高速走査により露光される。これにより、露光された部分の電位が下がって、画像データに基づく静電潜像が形成される。

ここで、「静電潜像」とは、一様に正帯電されている感光ドラム３１の表面のうち、レーザビームによって露光されて電位が下がっている露光部分をいう。

次いで、現像ローラ１０１の回転により、現像ローラ１０１上に担持されているトナーが、感光ドラム３１に対向して接触するときに、感光ドラム３１の表面上に形成される静電潜像に供給される。このようにトナーが、感光ドラム３１の表面上で選択的に担持されることにより可視像化され、反転現像によりトナー像が形成される。

その後、感光ドラム３１と転写ローラ１７とが、用紙３を両者間で挟持して搬送するように回転駆動し、感光ドラム３１と転写ローラ１７との間を用紙３が搬送されることにより、感光ドラム３１の表面に担持されているトナー像が用紙３上に転写される。

＜定着部の構成＞
定着部１８は、図１に示すように、プロセス装置１６の下流側に設けられ、加熱ローラ４１と、加熱ローラ４１と対向して配置され加熱ローラ４１を押圧する押圧ローラ４２とを主に備えている。

このように構成される定着部１８では、用紙３上に転写されたトナーを、用紙３が加熱ローラ４１と押圧ローラ４２との間を通過する間に熱定着させる。定着部１８でトナーが熱定着された用紙３は、定着部１８の下流側に設けられた排紙ローラ４５により搬送され、排紙トレイ４６上に送り出される。

＜現像ユニットの詳細構造＞
次に、本発明の第１実施形態に係る現像ユニット１００の詳細構造について説明する。図３は帯電部材と固定部材との関係を示す斜視図である。

前記したように現像ユニット１００の筐体である現像剤収容部材１００Ａは、現像ケース１１０Ａとトナーケース１３０Ａとから構成されている。

図２に示すように、現像ケース１１０Ａは、現像ローラ１０１および供給ローラ１０３を回転可能に支持するとともに、現像ローラ１０１、層厚規制ブレード１０２、供給ローラ１０３および帯電部材１０４が配置される現像室１１１を形成している。

現像ケース１１０Ａの上壁内部側の供給ローラ１０３の上方には、現像室１１１を２つに分けるように配置され、上方から下方に向かって延出する仕切壁１１２が形成されている。なお、説明の便宜上、仕切壁１１２により２つに分けられた現像室１１１のうち、手前側すなわちトナーが貯留される部分を第１現像室１１１Ａ、奥側すなわち現像ローラ１０１と層厚規制ブレード１０２が配置される部分を第２現像室１１１Ｂとする。

より具体的には、第１現像室１１１Ａは、空間であり、現像ケース１１０Ａの壁面（内壁面）１１１０Ａにより構成されている。また、第２現像室１１１Ｂは、空間であり、現像ケース１１０Ａの壁面（内壁面）１１１０Ｂにより形成されている。

現像ケース１１０Ａの手前側には、現像ケース１１０Ａの一部を構成するとともに、現像室１１１と後述するトナーケース１３０Ａ（現像剤収容室１３１）とを区画する区画部の一例としての区画壁１１３が形成されている。

供給ローラ１０３の上方には、帯電部材１０４が供給ローラ１０３に摺接するように配設されている。この帯電部材１０４は、図３に示すように、仕切壁１１２の下部に形成された複数の固定部材１１４に固定されている。複数の固定部材１１４は、一定の間隔をおいて設けられているので、トナーは各固定部材１１４の間に形成された隙間を通って現像ローラ１０１に供給される。

ここで、帯電部材１０４は、供給ローラ１０３の周面のうち、少なくとも画像形成幅内にある領域に摺接するように構成される。ここで、本実施形態において、「画像形成幅内」とは、供給ローラ１０３の軸と現像ローラ１０１の軸と感光ドラム３１の軸とが略平行になるように構成された状態において、感光ドラム３１の軸方向における静電潜像が形成される領域の幅内を指す。特に、本実施形態では、帯電部材１０４は、供給ローラ１０３の周面のうち、全ての領域に摺接するように構成されている。

本実施形態の供給ローラ１０３はその表面がウレタン系の発泡弾性体から形成されている。一方、帯電部材１０４は帯電系列において供給ローラ１０３の表面材料すなわちウレタンよりも正極性側に位置する材料であるアクリル板で形成されている。これにより、供給ローラ１０３が回転して帯電部材１０４と摺接すると、帯電部材１０４の供給ローラ１０３に摺接する部位が正に摩擦帯電される。

ここで、「帯電系列」（帯電列）とは、２種類の材料を摩擦（摺接）したときに、正極性側に帯電しやすい材料を上位側（正極性側）に、負極性側に帯電しやすい材料を下位側（負極性側）に並べた序列をいう。

トナーケース１３０Ａは、トナーが収容される現像剤収容室１３１を形成し、開口部１０５によって現像剤収容室１３１と第１現像室１１１Ａ（現像室１１１）とが連通している。また、トナーケース１３０Ａは、前記したように、現像ケース１１０Ａに着脱可能に構成されているので、トナーの補給を容易に行うことができ、現像ユニット１００の取り扱いを容易としている。

ここで、現像ケース１１０Ａ（現像カートリッジ１１０）とトナーケース１３０Ａ（トナーカートリッジ１３０）の着脱機構の一例について説明する。図４は現像カートリッジとトナーカートリッジを示す斜視図であり、図５（ａ）は現像カートリッジにトナーカートリッジを装着した状態を示す側断面図、（ｂ）は現像室と現像剤収容室とが連通した状態を示す側断面図である。

トナーケース１３０Ａを現像ケース１１０Ａに装着する場合は、図４に示すように、トナーケース１３０Ａの位置決めピン１３２を、現像ケース１１０Ａの位置決め凹部１１５に合わせながら、トナーケース１３０Ａを現像ケース１１０Ａの手前側部分に押し付ける。このとき、図５（ａ）に示すように、トナーケース１３０Ａの固定用レバー１３３の係合爪１３３Ａが、現像ケース１１０Ａの被係合部１１６に引っ掛かることでトナーケース１３０Ａが現像ケース１１０Ａに固定される。また、トナーケース１３０Ａを現像ケース１１０Ａから取り外す場合は、固定用レバー１３３を引き上げることにより係合爪１３３Ａの引っ掛かりを解除して、トナーケース１３０Ａを現像ケース１１０Ａの手前側斜め上方に引く。

ここで、トナーケース１３０Ａは、図５（ａ）に示すように、円筒状の内側筐体１３４と、内側筐体１３４を回動自在に支持する外側筐体１３５とから構成され、内側筐体１３４には内側開口部１３４Ａが、外側筐体１３５には外側開口部１３５Ａがそれぞれ形成されている。単独状態のトナーケース１３０Ａ（すなわちトナーカートリッジ１３０）およびトナーケース１３０Ａが現像ケース１１０Ａに単に固定された状態（図５（ａ）参照）では、内側開口部１３４Ａと外側開口部１３５Ａとは連通状態にはない。

そこで、トナーケース１３０Ａが現像ケース１１０Ａに固定されると、図５（ａ）に示すように、内側筐体１３４の両端部に形成された円弧状突起１３４Ｂ（図４参照）が、現像ケース１１０Ａに揺動自在に設けられた操作レバー１１７の凹部１１７Ａ内に入り込む。そして、図５（ｂ）に示すように、操作レバー１１７を上方に揺動させ、外側筐体１３５に対して内側筐体１３４を回動させることで内側開口部１３４Ａと外側開口部１３５Ａとが連通状態となる。

このとき同時に、現像ケース１１０Ａに設けられたトナー供給口１１８を閉塞するシャッタ１１９も、内側筐体１３４の図示しない係合部と係合することによって内側筐体１３４と一体に回動するように構成されている。これにより、操作レバー１１７を上方に揺動させることで、トナー供給口１１８、シャッタ開口部１１９Ａ、外側開口部１３５Ａおよび内側開口部１３４Ａが連通状態となり、開口部１０５を形成する。

なお、トナーケース１３０Ａは、図５（ｂ）に示す状態において、手前側がこの操作レバー１１７によっても固定される。

次に、以上のように構成された現像ユニット１００の帯電部材１０４の作用について説明する。図６は帯電部材の作用を説明する拡大断面図である。

現像ケース１１０Ａは、図６に示すように、第１対向壁１１０Ｂを有している。第１対向壁１１０Ｂは、現像ローラ１０１の表面において現像位置ＧＰから現像ローラ１０１の回転方向下流側に連続して供給ローラ１０３との接触位置ＳＰに至る領域、および供給ローラ１０３の表面において現像ローラ１０１との接触位置ＳＰから供給ローラ１０３の回転方向下流側に連続して延びる領域に対向している。

ここで、「現像位置ＧＰ」とは、現像ローラ１０１の表面における感光ドラム３１に最
も近接した位置をいい、本実施形態においては特に、現像ローラ１０１の表面における感光ドラム３１と接触している位置をいう。

また、現像ケース１１Ａは、供給ローラ１０３を挟んで第１対向壁１１０Ｂと反対側に第２対向壁１１０Ｃ（図２参照）を有している。

なお、前記した区画壁１１３は、第１対向壁１１０Ｂから供給ローラ１０３の回転方向下流側（第２対向壁１１０Ｃ側）へ向けて連続して延びることにより、現像剤収容室１３１と第１現像室１１１Ａとを区画している。より詳細には、区画壁１１３は、現像剤収容室１３１と第１現像室１１１Ａとの間に形成されており、区画壁１１３の上端（先端）は、開口部１０５の一部を形成している。

ここで、現像ローラ１０１および供給ローラ１０３と第１対向壁１１０Ｂとの間に形成された経路、並びに、供給ローラ１０３と区画壁１１３との間に形成された経路をトナー回収経路Ｒ２とする。このようなトナー回収経路Ｒ２は、劣化トナーＴ２が、感光ドラム３１から現像ローラ１０１および供給ローラ１０３を介して第１現像室１１１Ａ内に回収される経路として構成される。

また、新トナーＴ１が、現像剤収容室１３１から開口部１０５を介して後述する合流部Ｍへ至る経路と、合流部Ｍから現像ローラ１０１を介して感光ドラム３１に補給される経路をトナー補給経路Ｒ１とする。このようなトナー補給経路Ｒ１は、合流部Ｍより下流側においては、供給ローラ１０３を挟んで第１対向壁１１０Ｂと反対側に形成されている。

さらに、供給ローラ１０３の回転中心Ｃと区画壁１１３の奥側上端部１１３Ａとを結ぶ鎖線上における、供給ローラ１０３の表面と奥側上端部１１３Ａとを結んだ線上、すなわち、トナー補給経路Ｒ１とトナー回収経路Ｒ２とが合流する領域を合流部Ｍとする。

本実施形態のトナーは、磁性粒子を含まない非磁性一成分の正帯電性の重合トナーである。このようなトナーは、供給ローラ１０３から現像ローラ１０１、感光ドラム３１へと供給・摩擦帯電される間に、供給ローラ１０３と現像ローラ１０１との間や層厚規制ブレード１０２と現像ローラ１０１との間、現像ローラ１０１と感光ドラム３１との間で摺接されるため劣化しやすく、正極性側に帯電しづらくなっている。このようにトナーは劣化して劣化トナーＴ２となる。

劣化トナーＴ２は、トナー回収経路Ｒ２を通って第１現像室１１１Ａ内に回収されるので、現像室１１１内に残ることとなる。このような状態で、トナーカートリッジ１３０が交換され、新トナーＴ１が、トナー補給経路Ｒ１を通って第１現像室１１１Ａ内に補給されると、合流部Ｍ付近で新トナーＴ１と劣化トナーＴ２とが混合される。新トナーＴ１と劣化トナーＴ２とが混合すると、トナー同士の摩擦により、新トナーＴ１は正に帯電して正帯電トナーＴＰとなり、劣化トナーＴ２は負に帯電して逆帯電トナー（本来帯電すべき正極性とは逆の負極性に帯電したトナー）ＴＮとなる。

図６に示すように、前記した各トナーＴ１，Ｔ２，ＴＮ，ＴＰが存在する状態において、画像形成が開始されると、まず、アジテータ１４０が時計方向に回転し、現像ローラ１０１および供給ローラ１０３が反時計方向（図６の矢印方向）に回転駆動する。そうすると、アジテータ１４０先端側に設けられた撹拌羽（フィルム）１４０Ａが、開口部１０５を介して現像室１１１へトナーを搬送する。そして、供給ローラ１０３の回転により、ウレタン系の発泡弾性体で形成された供給ローラ１０３の表面とアクリル板で形成された帯電部材１０４とが摺接し、帯電部材１０４の供給ローラ１０３に摺接する部位が正に摩擦帯電する。

これにより、第１現像室１１１Ａ内に残る逆帯電トナーＴＮや、トナー回収経路Ｒ２を通って回収され供給ローラ１０３上に付着した逆帯電トナーＴＮは、静電気力によって正に帯電した帯電部材１０４に吸着される。このように逆帯電トナーＴＮが帯電部材１０４に吸着されることで、正帯電トナーＴＰと逆帯電トナーＴＮとが分離されるので、凝集体の発生は抑制されることとなる。

なお、正帯電トナーＴＰは、正に帯電した帯電部材１０４に吸着されることなく、供給ローラ１０３を介してまたは直接、現像ローラ１０１に供給され、さらに現像ローラ１０１から感光ドラム３１に供給された後、用紙３に転写されて画像を形成する。

以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。

供給ローラ１０３と帯電部材１０４とが摺接することにより、帯電部材１０４が正極性側に帯電するため、現像ケース１１０Ａ内に存在する、または、供給ローラ１０３に付着した逆帯電トナーＴＮを帯電部材１０４に吸着させることができる。これにより、逆帯電トナーＴＮを分離することができ、逆帯電トナーＴＮと正帯電トナーＴＰが静電凝集した凝集体の発生を抑制することができる。その結果、逆帯電トナーＴＮや凝集体が、現像ローラ１０１を介して感光ドラム３１に供給されることが抑制され、感光ドラム３１から用紙３への転写も抑制されるため、画像品質を向上させることができる。

供給ローラ１０３と帯電部材１０４とが摺接し、供給ローラ１０３と帯電部材１０４との隙間が小さいため、供給ローラ１０３と帯電部材１０４との間に存在するトナーの量を少なくすることができ、供給ローラ１０３に付着した逆帯電トナーＴＮを確実に帯電部材１０４に吸着させることができる。これにより、供給ローラ１０３に付着した逆帯電トナーＴＮが、現像ローラ１０１を介して感光ドラム３１に供給されることがより確実に抑制され、感光ドラム３１から用紙３への転写も抑制されるため、画像品質をより向上させることができる。

供給ローラ１０３の表面が発泡弾性体から形成されているので、供給ローラの表面には凹部が多数形成されている。このため、供給ローラ１０３の表面の凹部にトナーが担持されるとともに、凹部以外の表面部分が適度に弾性変形することで帯電部材１０４とより確実に摺接する。これにより、供給ローラ１０３は、トナーを確実に搬送することができるとともに、帯電部材１０４を確実に正極性側に帯電させることができる。

現像ローラ１０１と供給ローラ１０３が、同方向（反時計方向）に回転するため、供給ローラ１０３から現像ローラ１０１へのトナーの補給経路（図示せず）と、現像ローラ１０１から供給ローラ１０３へのトナー回収経路Ｒ２とが明確に区別される。これにより、劣化トナーＴ２や逆帯電トナーＴＮが現像室内を円滑に流動するので、劣化トナーＴ２や逆帯電トナーＴＮの滞留を抑制することができ、帯電部材１０４による逆帯電トナーＴＮの吸着をより効果的に行うことができる。

また、劣化トナーＴ２や逆帯電トナーＴＮが現像室内を円滑に流動するので、劣化トナーＴ２や逆帯電トナーＴＮが局所的に滞留することが抑制される。その結果、劣化トナーＴ２や逆帯電トナーＴＮの濃度が高まることによって形成される画像品質が低下することが抑制される。

帯電部材１０４が、トナー回収経路Ｒ２とトナー補給経路Ｒ１との合流部Ｍよりも供給ローラ１０３の回転方向下流側に配置されることで、現像ローラ１０１に近接した位置において逆帯電トナーＴＮを効果的に吸着させることができる。これにより、現像ローラ１
０１上に新トナーＴ１を効果的に供給することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態は、前記した第１実施形態に係る現像ユニット１００の一部の構成、具体的には、帯電部材１０４の配設位置を変更したものであるため、この点についてのみ説明する。参照する図面において、図７は本実施形態に係る現像ユニットの主要部分を示す拡大断面図であり、図８は帯電部材と固定部材との関係を示す平面図である。

本実施形態では、帯電部材１０４は、図７に示すように、トナー回収経路Ｒ２上の供給ローラ１０３と区画壁１１３との間において、供給ローラ１０３に摺接するように配設されている。すなわち、本実施形態においては、手前側から奥側に向かって、現像剤収容室１３１、区画壁１１３、帯電部材１０４、供給ローラ１０３および現像ローラ１０１という順に並んで配置されている。

帯電部材１０４は、先端部１０４Ａが帯電部材１０４と供給ローラ１０３との接触位置Ｑから供給ローラ１０３の回転方向下流側へ延びるように構成されている。より詳細には、帯電部材１０４は、帯電部材１０４の先端部１０４Ａと合流部Ｍとが一致するように構成されている。

この帯電部材１０４は、図８に示すように、区画壁１１３に設けられた複数の固定部材１１４に固定されている。複数の固定部材１１４は、一定の間隔をおいて設けられているので、トナーが各固定部材１１４の間に形成された隙間１１４Ａを通過することができる。すなわち、各固定部材１１４の間において、トナーをトナー補給経路Ｒ１へ向けて通過させる隙間１１４Ａが形成されており、隙間１１４Ａはトナー回収経路Ｒ２の一部を構成している。

また、帯電部材１０４は、固定部材１１４よりもトナー補給経路Ｒ１側へ向けて突出するように構成されているので、帯電部材１０４と区画壁１１３との間において、トナー回収経路Ｒ２の一部を構成している。

次に、本実施形態に係る現像ユニット１００の帯電部材１０４の作用について簡単に説明する。

図７に示すように、前記した各トナーＴ１，Ｔ２，ＴＮ，ＴＰが存在する状態において、画像形成が開始されると、まず、現像ローラ１０１および供給ローラ１０３が同方向（反時計方向。図７の矢印方向）に回転駆動する。そうすると、供給ローラ１０３の回転により、ウレタン系の発泡弾性体で形成された供給ローラ１０３の表面とアクリル板で形成された帯電部材１０４とが摺接し、帯電部材１０４の供給ローラ１０３に摺接する部位が正に摩擦帯電する。

これにより、特に供給ローラ１０３に付着した逆帯電トナーＴＮや、トナー回収経路Ｒ２を通って回収された逆帯電トナーＴＮは、静電気力によって正に帯電した帯電部材１０４に吸着される。このように逆帯電トナーＴＮが帯電部材１０４に吸着されることで、正帯電トナーＴＰと逆帯電トナーＴＮとが分離されるので、凝集体の発生は抑制されることとなる。

このように構成される本実施形態に係る現像ユニット１００によれば、前記した第１実施形態と同等の効果を得ることができる。さらに、本実施形態においては、逆帯電トナーＴＮや劣化トナーＴ２の濃度が高いトナー回収経路Ｒ２上に帯電部材を配置するため、逆
帯電トナーＴＮを効果的に帯電部材１０４に吸着させることができる。これにより、第１現像室１１１Ａ内の逆帯電トナーＴＮの濃度を低下させることができ、凝集体の発生を抑制することができるため、画像品質を向上させることができる。また、区画壁１１３に固定部材１１４を取り付けることができるため、前記した第１実施形態と比較して、帯電部材１０４の供給ローラ１０３と摺接する面とは反対側の面をより安定した状態で固定することができる。

また、帯電部材１０４と区画壁１１３との間、および、各固定部材１１４の間において、トナー回収経路Ｒ２が形成されているので、帯電部材１０４と供給ローラ１０３との間を通過しなかったトナーを、トナー補給経路Ｒ１へ円滑に送ることができる。これにより、逆帯電トナーＴＮや劣化トナーＴ２が局所的に滞留して、逆帯電トナーＴＮや劣化トナーＴ２の濃度が局所的に高まることが抑制される。その結果、画像品質を向上させることができる。

また、帯電部材１０４の先端部１０４Ａが、帯電部材１０４と供給ローラ１０３との接触位置Ｑよりもトナー補給経路Ｒ１側へ突出しているので、劣化トナーＴ２をトナー回収経路Ｒ２からトナー補給経路Ｒ１へ円滑に流すことができる。これにより、劣化トナーＴ２が局所的に滞留して、劣化トナーＴ２の濃度が局所的に高まることが抑制される。さらに、帯電部材１０４と区画壁１１３との間を通過した劣化トナーＴ２が直接的に供給ローラ１０３の周面に向けて流れることが抑制される。その結果、形成される画像品質を向上させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

前記した実施形態では、記録シートの一例として、普通紙、厚紙、はがき、薄紙などの用紙３を例示したが、これに限定されず、例えば、ＯＨＰシートや布などであってもよい。

前記した実施形態では、現像ユニット１００がドラムユニット３０に対して着脱自在に装着される構成としたが、これに限定されず、例えば、現像ユニット１００とドラムユニット３０を一体に構成してもよい。また、ドラムユニット３０と現像ケース１１０Ａ（現像カートリッジ１１０）を一体に構成し、これにトナーケース１３０Ａ（トナーカートリッジ１３０）が着脱自在に装着される構成としてもよい。

前記した実施形態では、帯電部材１０４全体をアクリル板で形成したが、帯電部材１０４のうち正に帯電する部位は、供給ローラ１０３に摺接する部位であるため、例えば、帯電部材のうち、少なくとも供給ローラに摺接する部位がアクリル板で形成されていればよい。

前記した実施形態では、供給ローラ１０３の表面をウレタン系の発泡弾性体から形成し、帯電部材１０４をアクリル板で形成したが、これに限定されるものではない。例えば、供給ローラの表面を鉄から形成し帯電部材をポリエステルで形成してもよいし、供給ローラの表面をシリコーンゴムから形成し帯電部材をナイロンで形成してもよい。

なお、供給ローラの表面が弾性体であるシリコーンゴムから形成されていると、供給ローラの弾性変形により、供給ローラと帯電部材とが適度に摺接し帯電部材を良好に帯電させることができるとともに、トナーを供給ローラと帯電部材との間に搬送することができる。

前記した実施形態では、供給ローラ１０３の表面を発泡弾性体から形成したが、これに限定されず、例えば、帯電部材を発泡弾性体から形成してもよい。この場合、帯電部材を形成する発泡弾性体は、帯電系列において供給ローラ（少なくともその表面）を構成する材料よりも正極性側にあることはいうまでもない。一例としては、供給ローラをポリエチレンから形成し、帯電部材をポリウレタンフォームから形成することができる。

前記した実施形態では、現像ローラ１０１と供給ローラ１０３が、同方向に回転するように構成したが、これに限定されず、現像ローラと供給ローラの回転方向を逆方向としてもよい。

前記した実施形態では、供給ローラ１０３に対して１つの帯電部材１０４を配設した構成を示したが、これに限定されず、供給ローラ１０３に対して複数の帯電部材１０４を配設した構成としてもよい。例えば、前記した第１および第２実施形態を組み合わせた構成とすることができる。

前記した実施形態では、現像剤収容部材１００Ａが、現像ケース１１０Ａと、現像ケース１１０Ａに着脱自在に装着されるトナーケース１３０Ａの２つに分けて構成されているが、これに限定されるものではない。例えば、現像ケースとトナーケース（現像剤ケース）とが一体として構成された現像剤収容部材であってもよい。なお、この場合、現像剤の補給は、現像剤収容部材が形成する現像剤収容室に、直接新しい現像剤を供給することで行うことができる。

前記した実施形態では、現像剤の一例として正帯電性のトナーを示したが、これに限定されず、例えば、負帯電性のトナーであっても本発明を適用することができる。なお、この場合、帯電部材が、帯電系列において供給ローラ（少なくともその表面）を構成する材料よりも負極性側にある材料で構成される。例えば、供給ローラの表面をアルミニウムで形成し、帯電部材をポリエチレンフォームで形成すればよい。

前記した第２実施形態では、複数の固定部材１１４の間にトナー回収経路Ｒ２の一部を形成したが、これに限定されず、例えば、１つの固定部材に貫通孔を形成し、この貫通孔をトナー回収経路Ｒ２の一部としてもよい。

次に、本発明の実施例について説明する。本実施例では、帯電部材を備えるレーザプリンタ（実施例）と、帯電部材を備えないレーザプリンタ（比較例）を使用して印刷実験を行った。

本実施例における実験条件は、帯電部材の寸法および固定部材の数・寸法を除いて第２実施形態と同様であり、より詳細には以下のとおりである。なお、第２実施形態および下記の具体的構成は、本発明を限定するものではない。
（１）トナー
（ａ）新トナー
正帯電性の非磁性一成分トナー。

（ｂ）劣化トナー
劣化トナーは、新トナーが充填された１つの現像ユニットによってＡ４普通紙に１２，０００枚の印字がなされた後に、その現像ユニット（現像室）内に残留しているトナーを指す。
（２）現像ローラ
・材質：シリコーンゴム
・直径：２０ｍｍ
・幅（左右方向）：２３６ｍｍ
（３）供給ローラ
・材質：ウレタン
・直径：１３ｍｍ
・幅（左右方向）：２１７ｍｍ
・周速：１４５ｍｍ／ｓｅｃ
（４）帯電部材（実施例のみ）
・材質：アクリル板
・厚み（供給ローラと帯電部材の対向方向）１．５ｍｍ
・幅（供給ローラの幅（軸）方向）：３０ｍｍ
・長さ（厚み方向および幅方向に直交する方向）：１０ｍｍ
・配設位置：第２実施形態と同様。ただし、供給ローラの幅（２１７ｍｍ）のうち、図９の右側方向から１０〜４０ｍｍ（図９のＸ領域に対応）および６０〜９０ｍｍ（図９のＹ領域に対応）の領域にのみ摺接するように配設。
（５）固定部材（実施例のみ）
帯電部材１つに対応して、固定部材が２つ設けられ、それらの固定部材間に隙間が１つ形成されている。

・隙間の形状：長方形
・隙間の断面積：３２ｍｍ２
・長さ（供給ローラの軸方向）：１６ｍｍ
・幅（供給ローラと帯電部材との対向方向）：２ｍｍ
なお、「隙間」とは、帯電部材、区画壁および２つの固定部材によって形成される空間をいう（図８参照）。

以上のような条件において、印刷実験を行った。具体的には、現像室に３０ｇの劣化トナーを入れ、現像ローラ、供給ローラおよびアジテータを１分間回転させた後で、現像剤収容室に１００ｇの新トナーを補給して、白ベタ印刷を行った。その結果を、図９および図１０に示す。

図９は実施例のレーザプリンタを使用して白ベタ印刷を行った後の用紙の一部を示す写真図であり、図１０は帯電部材が設けられていない比較例のレーザプリンタを使用して白ベタ印刷を行った後の用紙の一部を示す写真図である。なお、両図ともに、（ａ）は印刷１枚目、（ｂ）は印刷５枚目、（ｃ）は印刷１０枚目の印刷結果である。

また、図９において、用紙幅方向（供給ローラの軸方向）の領域ＸおよびＹは供給ローラに帯電部材を摺接させた部位に対応する領域であり、その他の領域は供給ローラに帯電部材を摺接させていない部位に対応する領域である。

ここで、「白ベタ印字」とは、感光体ドラムに静電潜像を形成しない状態で、なされる印字をいう。なお、図９および図１０において、紙面上下方向が用紙の搬送方向に対応し、紙面左右方向が用紙の幅方向に対応する。

図９に示すように、実施例のレーザプリンタを使用して白ベタ印刷を行った結果、特に図９（ａ）に示す印刷１枚目の印刷結果では、帯電部材が配設された領域において画像品質の向上が確認された。また、図９（ｂ）に示す印刷５枚目の印刷結果では、帯電部材が配設された領域の周辺においても画像品質の向上が確認された。さらに、図９（ｃ）に示す印刷１０枚目の印刷結果では、画像品質が向上した領域が印刷５枚目の印刷結果よりも
さらに広範囲となったことが確認された。

一方、図１０に示すように、比較例のレーザプリンタを使用して白ベタ印刷を行った結果では、凝集体の影響と考えられる黒点が、実施例と比較して多く発生した。また、黒点のサイズも実施例と比較して大きく、画像品質の低下が確認された。なお、印刷枚数を重ねることで、画像品質が向上することは実施例と同様であるが、その程度は実施例と比較すると不十分であることが確認された。

以上より、供給ローラに前記したような性質を有する帯電部材を摺接させることで、画像品質をより向上させることができることが確認された。

なお、以上の実験結果からも明らかなように、凝集体の発生による画像品質の低下は、現像剤収容室内に新しいトナーを供給した直後や、トナーカートリッジを交換した直後のトナー補給直後（すなわち、例えば印刷５枚目よりも印刷１枚目）において特に問題となることが確認された。そこで、前記した帯電部材は、現像剤収容室に現像剤が補給されてから、または、現像剤ケースが現像ケースに装着されてからの所定時間の間だけ供給ローラと摺接し、所定時間経過後には供給ローラから離間するように構成してもよい。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の一例としてのレーザプリンタを示す側断面図である。 図１におけるプロセス装置を示す側断面図である。 帯電部材と固定部材との関係を示す斜視図である。 現像カートリッジとトナーカートリッジを示す斜視図である。 （ａ）は現像カートリッジにトナーカートリッジを装着した状態を示す側断面図であり、（ｂ）は現像室と現像剤収容室とが連通した状態を示す側断面図である。 帯電部材の作用を説明する拡大断面図である。 本発明の第２実施形態に係る現像ユニットの主要部分を示す拡大断面図である。 帯電部材と固定部材との関係を示す平面図である。 帯電部材を備えるレーザプリンタを使用して白ベタ印刷を行った後の用紙の一部を示す写真図であり、（ａ）は印刷１枚目、（ｂ）は印刷５枚目、（ｃ）は印刷１０枚目の印刷結果である。 帯電部材を備えないレーザプリンタを使用して白ベタ印刷を行った後の用紙の一部を示す写真図であり、（ａ）は印刷１枚目、（ｂ）は印刷５枚目、（ｃ）は印刷１０枚目の印刷結果である。

１ レーザプリンタ
３ 用紙
１５ スキャナユニット
１６ プロセス装置
１７ 転写ローラ
１８ 定着部
３１ 感光ドラム
１００ 現像ユニット
１００Ａ 現像剤収容部材
１０１ 現像ローラ
１０３ 供給ローラ
１０４ 帯電部材
１１０Ａ 現像ケース
１１１ 現像室
１１３ 区画壁
１３０Ａ トナーケース
１３１ 現像剤収容室
Ｍ 合流部
Ｒ１ トナー補給経路
Ｒ２ トナー回収経路

Claims (7)

1. 第１の極性側に帯電極性を有する現像剤を収容する現像剤収容部材と、
   前記現像剤収容部材内に配置され、前記現像剤を担持する現像ローラと、
   前記現像剤収容部材内に配置され、前記現像ローラに前記現像剤を供給する供給ローラと、
   前記供給ローラに摺接するとともに、前記供給ローラの周面に摺接する部位が、帯電系列において前記供給ローラよりも前記第１の極性側にある材料で構成された板状の帯電部材とを備え、前記帯電部材は、前記帯電部材と前記供給ローラとの接触位置において、当該接触位置における前記供給ローラの回転方向に沿って延びるように設けられた板状部材であり、
   前記供給ローラは、前記現像ローラと同方向に回転し、
   前記現像剤収容部材は、前記現像ローラおよび前記供給ローラが配置される現像室を形成する壁面と、当該現像室と連通し前記現像剤が収容される現像剤収容室を形成する壁面と、前記現像剤収容室と前記現像室とを区画する区画部を備え、
   前記帯電部材は、前記供給ローラと前記区画部との間に形成される現像剤回収経路に配置されたことを特徴とする現像ユニット。
2. 第１の極性側に帯電極性を有する現像剤を収容する現像剤収容部材と、
   前記現像剤収容部材内に配置され、前記現像剤を担持する現像ローラと、
   前記現像剤収容部材内に配置され、前記現像ローラに前記現像剤を供給する供給ローラと、
   前記供給ローラに摺接するとともに、前記供給ローラの周面に摺接する部位が、帯電系列において前記供給ローラよりも前記第１の極性側にある材料で構成された板状の帯電部材とを備え、前記帯電部材は、前記帯電部材と前記供給ローラとの接触位置において、当該接触位置における前記供給ローラの回転方向に沿って延びるように設けられた板状部材であり、
   前記供給ローラは、前記現像ローラと同方向に回転し、
   前記現像剤収容部材は、前記現像ローラおよび前記供給ローラが配置される現像室と、当該現像室と連通し前記現像剤が収容される現像剤収容室とを区画する区画部を備え、
   前記帯電部材は、前記供給ローラと前記区画部との間に形成される現像剤回収経路と、前記現像剤収容室から前記現像室への現像剤補給経路との合流部よりも回転方向下流側に配置されたことを特徴とする現像ユニット。
3. 前記供給ローラまたは前記帯電部材は、発泡弾性体から形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の現像ユニット。
4. 前記現像剤収容部材には、前記現像剤収容室、前記区画部、前記帯電部材、前記供給ローラおよび前記現像ローラがこの順に並んで配置されたことを特徴とする請求項１に記載の現像ユニット。
5. 前記現像剤収容部材は、前記現像ローラおよび前記供給ローラが配置される現像室を形
   成する現像ケースと、前記現像室と連通し前記現像剤が収容される現像剤収容室を形成する現像剤ケースの２つに分けて構成され、前記現像剤ケースを前記現像ケースに対し着脱可能に構成したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の現像ユニット。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の現像ユニットと、
   前記現像ユニットから前記現像剤が供給されて現像剤像が形成される像担持体とを備えたことを特徴とするプロセス装置。
7. 記録シート上に画像を形成する画像形成装置であって、
   請求項６に記載のプロセス装置と、
   前記プロセス装置の前記像担持体を露光して前記像担持体上に静電潜像を形成する露光装置と、
   前記プロセス装置で形成された現像剤像を前記記録シート上に転写する転写装置と、
   前記記録シート上に形成された像を定着する定着装置とを備えたことを特徴とする画像形成装置。