現像装置、プロセスユニット、および画像形成装置
【課題】異物が各種部材に堆積することを防止し、長期的に良好で安定した画像形成を行う現像装置、プロセスユニット、および画像形成装置を提供する。
【解決手段】一成分系現像剤を表面に担持し、静電潜像を形成した潜像担持体３に現像剤を供給する回転可能な現像剤担持体４５と、前記現像剤担持体４５の表面に接触して前記現像剤を摩擦荷電すると共に層厚を規制する規制部材４６と、現像剤を収容する現像剤収容部３５と、現像剤収容部３５に配置され、現像剤収容部３５に収容された現像剤を現像剤担持体４５に供給する供給部材３７とを有する現像装置９であって、現像剤担持体４５と供給部材３７との間に、現像剤中の異物を捕集する捕集部材３６を配置し、供給部材３７から供給された現像剤を、捕集部材３６を介して現像剤担持体４５と規制部材４６との接触部に供給する。
【解決手段】一成分系現像剤を表面に担持し、静電潜像を形成した潜像担持体３に現像剤を供給する回転可能な現像剤担持体４５と、前記現像剤担持体４５の表面に接触して前記現像剤を摩擦荷電すると共に層厚を規制する規制部材４６と、現像剤を収容する現像剤収容部３５と、現像剤収容部３５に配置され、現像剤収容部３５に収容された現像剤を現像剤担持体４５に供給する供給部材３７とを有する現像装置９であって、現像剤担持体４５と供給部材３７との間に、現像剤中の異物を捕集する捕集部材３６を配置し、供給部材３７から供給された現像剤を、捕集部材３６を介して現像剤担持体４５と規制部材４６との接触部に供給する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置、プロセスユニット、および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に電子写真式などの画像形成装置においては、現像剤として、トナーのみからなる一成分系と、トナーおよびキャリアからなる二成分系のいずれかが使用される。一成分系現像剤には、現像装置の構成を簡略化できる、メンテナンスが容易である等の利点があるため、一成分系現像剤用の現像装置が種々提案されている。
【０００３】
図６に示すように、一成分系現像剤を用いる従来の現像装置１００は、感光体３００にトナーを供給する現像ローラ５００、トナー収容部６００に配置され、現像ローラ５００にトナーを供給する供給ローラ７００、現像ローラの表面に接触してトナーを摩擦荷電すると共に層厚を規制するドクターブレード８００、を基本構成として具備する。図６の現像装置では、現像ローラ５００に対するトナーの供給および除去を共通のローラ７００で行っているが、図７に示すように、トナーの供給と除去を別ローラ（供給ローラ７１０および除去ローラ７２０）で行う場合もある。
【０００４】
一成分系現像剤用の現像装置としては、例えば特開２００６−１７８０３４号公報（特許文献１）、および特開２００３−０２１６９５号公報（特許文献２）、および特開２００１−１９４９０４号公報（特許文献３）に記載されたものが知られている。
【０００５】
ところで、現像装置においては、現像ローラ５００とドクターブレード８００の接触部、現像ローラ５００と感光体３００の接触部、および現像ローラ５００と供給ローラ７００との接触部に生じる摩擦や、トナー収容部６００内およびここに至る図示しないトナー搬送経路内におけるトナーの攪拌・搬送に伴う他部材との摩擦等により、トナーは外力やストレスを受ける。これによって、トナーは劣化し、外添剤の遊離や、トナーの割れなどにより、トナー粒子よりも小さい微粉が発生する。本来のトナーでないこれらの微粉（以後、「異物」と呼ぶ）は、トナーに電荷を与える際に弱荷電や逆荷電を生じ、電界中で正規のトナーとは異なる動きをとることがある。また、微小サイズゆえに物理的な吸着力が大きく、大きな凝集体を形成し易いため、各種部材（特にドクターブレード）への固着やフィルミングを生じる傾向にある。そのため、画像形成装置の動作安定性を害するおそれがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載の現像装置は、小粒径の現像剤やＷＡＸ樹脂を分散させた現像剤を用いた際の現像スジや現像ブレードの融着を防止するため、現像ローラ上のトナーを剥ぎ取るバッファローラに交流電圧を印加し、交流電圧の周期を制御することにより、現像ローラをリフレッシュする構成を提案している。しかしながら、かかる現像装置において、バッファローラによって現像ローラから上記の異物が剥ぎ取られたとしても、この異物は再度現像ローラに戻され、ドクターブレードと現像ローラの接触部に供給される。そのため、現像ブレードでの異物の固着やフィルミングを防止することはできない。
【０００７】
また、上記特許文献２に記載の現像装置は、トナー供給ローラへの外添剤の堆積を防止するために、外添剤を感光ドラムの非画像形成領域に付着させ、感光ドラムのクリーニング位置で回収するように構成している。しかし、二成分現像剤中の外添剤の回収位置が感光ドラム上であるため、トナーの供給位置から回収位置に至るまでの様々な部位（特に規制ブレード）に異物を堆積するおそれがある。
【０００８】
さらに、上記特許文献３に記載の現像装置は、一成分現像剤における不良帯電トナーの回収に関するものである。現像ローラの上側に不良帯電トナー除去部材を設け、さらに除去トナー回収部材を、端部の片方が不良帯電トナー除去部材に当接するように配置している。しかし、不良帯電トナー除去部材は、現像剤規制部材としての薄層ブレードの下流側に設けられているため、トナー中の異物は薄層ブレードに堆積するおそれがある。
【０００９】
以上のように、いずれの特許文献においても、トナーに含まれる異物のドクターブレードへの堆積を防止するには不十分である。
【００１０】
そこで本発明は、かかる事情に鑑みて、異物が各種部材に堆積することを防止し、長期的に良好で安定した画像形成を行う現像装置、プロセスユニット、および画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、一成分系現像剤を表面に担持し、静電潜像を形成した潜像担持体に現像剤を供給する回転可能な現像剤担持体と、前記現像剤担持体の表面に接触して前記現像剤を摩擦荷電すると共に層厚を規制する規制部材と、現像剤を収容する現像剤収容部と、現像剤収容部に配置され、現像剤収容部に収容された現像剤を現像剤担持体に供給する供給部材とを有する現像装置であって、現像剤担持体と供給部材との間に、現像剤中の異物を捕集する捕集部材を配置し、供給部材から供給された現像剤を、捕集部材を介して現像剤担持体と規制部材との接触部に供給することを特徴とする現像装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、供給部材と現像剤担持体との間に捕集部材を新たに配置することで、複雑な機構を用いることなく、現像剤中に含まれる微小異物を分離することができ、各部材表面における微小異物の堆積を防止することができる。特に、規制部材と現像剤担持体との接触部の直前で微小異物を分離しているので、該接触部には微小異物が除去された現像剤を供給することができ、規制部材表面への異物の付着を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の一形態を適用した画像形成装置の外観斜視図である。
【図２】上記画像形成装置の内部構成の一例を示す概略断面図である。
【図３】上記画像形成装置に搭載されたプロセスユニットの概略断面図である。
【図４】上記プロセスユニットの他の例を示す概略断面図である。
【図５】上記プロセスユニットのさらに他の例を示す概略断面図である。
【図６】従来の現像装置の概略断面図である。
【図７】従来の他の現像装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図を参照して本発明の実施形態を説明する。実施形態および変形例等にわたり、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。
【００１５】
まず、図１および図２を参照して、本発明の実施の一形態を適用した画像形成装置の全体構成と動作を説明する。図１は、本発明の実施の一形態を適用した画像形成装置の外観斜視図、図２は、その画像形成装置の内部構成の一例を示す概略的な縦断面図である。両図に示した画像形成装置は、タンデムタイプのカラー画像形成装置である。
【００１６】
図１および図２に示す画像形成装置は、装置本体１のほぼ中央に配置され、記録媒体としての用紙ＳＨに画像を形成する画像形成部２と、この画像形成部２の下方に配置され、画像形成部２に用紙ＳＨを給送する給紙部２０と、画像形成部２にて画像形成された用紙ＳＨを排出する排紙部２５と、画像形成部２の上部に配置され、排紙部２５から排出される用紙ＳＨを積載する積載部４０とを有する。用紙ＳＨには、転写紙や記録紙等の普通紙（厚紙、はがき、封筒、普通紙、薄紙等を含む）だけでなく、塗工紙（コート紙やアート紙等を含む）、ＯＨＰシートもしくはＯＨＰフィルム、あるいはトレーシングペーパ等も含まれる。
【００１７】
画像形成部２には、図２に示すように、潜像担持体として構成された複数のドラム状の感光体３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを有し、その各感光体３ａ〜３ｄには、互いに異なった色のトナー像がそれぞれ形成される。図示した例では、感光体３ａ〜３ｄの表面に、イエロートナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像およびブラックトナー像がそれぞれ形成される。各感光体３ａ〜３ｄは、所定の間隔をあけて互いに平行に配置され、これらの感光体３ａ〜３ｄの下部に対向して中間転写体として構成された中間転写ベルト４が配置されている。中間転写ベルト４は、複数の支持ローラ５，６に巻き掛けられて矢印方向（図２中反時計方向）に駆動される無端ベルトからなる。中間転写体としてドラムを用いることもできる。
【００１８】
各感光体３ａ〜３ｄの周囲の構成は共通するため、以下では、図２において一番右側に配置されたイエロートナー像が形成される感光体３ａの周囲の構成を代表して説明する。感光体３ａの周囲には、感光体３ａの表面に一様な帯電処理を行う帯電手段としての帯電ローラ７と、画像情報に基づいて感光体３ａの表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する光走査装置（ＬＳＵ）８と、感光体３ａの表面に形成された静電潜像を顕像化する現像装置９と、中間転写ベルト４を介して感光体３ａと対向配置された転写装置１０と、中間転写ベルト４に転写後の感光体３ａの表面に残留するトナー等を除去するクリーニング手段としてのクリーニングブレード１１とが配置されている。現像装置９の上方には、トナー容器と補給機構が配置され、現像装置９でのトナー消費に応じて補給機構が駆動し、トナー容器から現像装置９にトナーが供給される。
【００１９】
かかる画像形成装置において画像形成が開始されると、感光体３ａが図２における時計方向に回転駆動され、帯電ローラ７によって感光体３ａの表面が所定の極性に一様に帯電される。次いで、その帯電面に、光走査装置８から画像情報に基づくレーザ光が照射され、これによって感光体３ａに静電潜像が形成される。感光体３ａの表面に形成された静電潜像は、現像装置９の現像ローラ４５から供給されたトナーによってイエロートナー像として顕像化され、そのイエロートナー像は転写装置１０によって中間転写ベルト４上に転写される。
【００２０】
フルカラー画像形成時は上記した画像形成動作が残りの全ての感光体３ｂ〜３ｄで同様に行われ、これによって各感光体３ａ〜３ｄにそれぞれ形成されたイエロートナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像およびブラックトナー像が中間転写ベルト４上に順次重ねて転写される。また、画像形成装置には、中間転写ベルト４を挟んで、支持ローラ６に対向して２次転写ローラ１２が配置されている。
【００２１】
一方、画像形成部２の下方に配置された給紙部２０には、用紙ＳＨを積載する給紙トレイ２１と、該給紙トレイ２１に積載された用紙ＳＨを送り出す給紙コロ２２と、重送された用紙を１枚に分離するフリクションパッド２３等が設けられている。
【００２２】
給紙部２０から給送された用紙ＳＨは、レジストローラ１３に向けて送り出され、その先端が停止しているレジストローラ１３に一旦突き当てられる。これによって用紙ＳＨ先端の斜めずれなどが修正・整合される。その後、レジストローラ１３は、上記中間転写ベルト４上に形成されたカラートナー像が２次転写ローラ１２を設けた２次転写部で用紙ＳＨの先端部と合致するようなタイミングで回転を再開し、２次転写ローラ１２を備えた２次転写部（転写部）に向けて用紙ＳＨを送り出す。
【００２３】
２次転写部で未定着のカラートナー像が転写された用紙ＳＨは、定着装置である定着部１４に送られ、定着部１４による加熱・加圧によって未定着のカラートナー像が定着された後、排紙部２５の排紙ローラ対２５ａ，２５ｂにより装置本体１の上面に設けられた積載部４０に、画像面を下向き（フェースダウン）にして排出される。定着部１４は、例えば定着ローラ１４ａ、定着ローラ１４ａに巻き掛けられた定着ベルト１４ｃ、および定着ベルト１４ｃを介して定着ローラ１４ａに圧接する加圧ローラ１４ｂで構成される。定着部１４としては、上記した構成に限らず、ヒータを内蔵したローラ式のもの、また加熱方式もＩＨを採用したものなどを適宜採用することができる。なお、カラートナー像転写後の中間転写ベルト４の表面に付着した転写残トナー等は、ベルトクリーニング装置１５によって除去される。
【００２４】
装置本体１の上部には、画像形成部２を覆う上カバー部材としての上カバー１８が設けられる。本実施形態では、この上カバー１８の上面部分を積載部４０の排紙トレイ（シート積載面）４１として用いている。
【００２５】
また、上カバー１８は、図２に示すように、その下部に画像形成部２の一部である光走査装置８を支持しており、装置の後端側に設けたヒンジ１７を中心に上方へ開放可能に構成されている。この上カバー１８は、後述するロック手段としてのロックレバー６０によって装置本体１にロックされ、このロックを解除すると上カバー１８が開閉可能な状態になる。図示を省略しているが、上カバー１８を反時計方向へ開放すると、下部の光走査装置８が上カバー１８と一緒に移動する。これにより、メンテナンス等のために画像形成部２にアクセスすることが可能となり、感光体３ａ〜３ｄ、帯電ローラ７、現像装置９、およびクリーニングブレード１１が一体化されたプロセスユニット３０の着脱が可能となる。
【００２６】
図１および図２に示す画像形成装置では、ロックレバー６０のロックを解除して上カバー１８を揺動・開放可能状態にする操作部６１を排紙トレイ４１上で、しかもストックされた用紙ＳＨで隠れる位置に設けている。このロックレバー６０には、一端側にユーザーが操作する操作部６１が、他端側に装置本体１に固着された突起６４に係合するロック爪６２がそれぞれ一体的に設けられている。ロックレバー６０は、上カバー１８に固着されたピン６３を中心に回転可能に支持されている。また、ロックレバー６０には、ピン６３の回りに装着された図示しないねじりコイルばねによって、ロック爪６２が常に突起６４に係合する向きの付勢力が付与されている。ロックレバー６０の操作部６１は、排紙トレイ４１と同一面上に沿うような面を備えた板材で形成されていて、排紙トレイ４１には、その操作部６１に手を掛けられるようにするため、図１に示すように扇状の凹部４４が形成されている。
【００２７】
上カバー１８を開放するときには凹部４４から手を差し込み、図示しないねじりコイルばねの前記付勢力に抗してロックレバー６０の操作部６１を上に持ち上げることにより、ロックレバー６０がピン６３を中心に時計方向に回転し、ロック爪６２が突起６４から外れる。そして、そのまま操作部６１を持ち上げることで、上カバー１８はヒンジ１７を中心として揺動される。
【００２８】
〔第１実施形態〕
図３は、感光体３ａ〜３ｄおよび現像装置９を有するプロセスユニット３０の概略断面図である。画像形成装置には、４つの感光体３ａ〜３ｄのうちいずれか一つをそれぞれに含む４つのプロセスユニット３０が装備されているが、各プロセスユニット３０の構成は基本的に共通するため、以下の説明では、そのうちの一つのプロセスユニット３０の構成を説明し（対応する感光ドラムの符号を「３」とする）、他のプロセスユニット３０の説明は省略する。
【００２９】
図３に示すように、プロセスユニット３０は、感光体３が装着された感光体ハウジング３１と、現像装置９を構成する各種部品が装着された現像ハウジング３２とを有する。感光体ハウジング３１と現像ハウジング３２とは組付け・分離可能に構成されている。互いに組み付けられた感光体ハウジング３１と現像ハウジング３２との間には、図１に示す光走査装置８から感光体３に照射されるレーザ光Ｌを通すレーザ光路空間３３が形成されている。
【００３０】
感光体ハウジング３１には、感光体３の外に、帯電ローラ７、帯電ローラ７の表面をクリーニングする帯電ローラ清掃部材２６、潜像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニングブレード１１、クリーニングブレード１１で感光体３の表面から除去した転写残トナーを図示しない廃トナー回収部へと搬送するトナー回収部材２７（第一の現像剤回収部材）などが装着されている。
【００３１】
帯電ローラ７は、導電性芯金の外側に導電性の弾性層（導電ゴム等）を被覆して構成される。帯電ローラ７は図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧および交流電圧の一方または双方が印加される。この帯電ローラ７により、転写後の感光体３の表面に残っている電荷・電位差が除去される共に、感光体３の表面が所定の極性に一様に帯電される。
【００３２】
クリーニングブレード１１は、板状のゴム等で形成されており、感光体３にカウンタ状態で当接している。この当接によって、感光体３上に残留するトナー、および汚れとして付着した用紙ＳＨの添剤（タルク、カオリン、炭酸カルシウム等）が除去されトナー回収部材２７によって廃トナー回収部に搬送される。
【００３３】
現像ハウジング３２には、図示しないトナーカートリッジから補給されたトナーを収容するトナー収容部３５（現像剤収容部）が設けられる。トナー収容部３５に溜まったトナー（図３に散点で示す）は、供給ローラ３７（供給部材）、捕集ローラ３６（捕集部材）、および現像ローラ４５（現像剤担持体）を介して感光体３に供給される。トナーとしては、キャリアを含まない一成分系が用いられる。磁性トナー、非磁性トナーのどちらも使用可能である。本実施形態では、例えば負極性帯電性を有する非磁性トナーを用いることができる。
【００３４】
供給ローラ３７は、トナー収容部３５のトナー出口付近に配置されており、図中の矢印Ｃ方向に回転駆動される。供給ローラ３７は、例えば導電化された発泡ウレタン材で形成することができる。
【００３５】
捕集ローラ３６は、供給ローラ３７と現像ローラ４５の間に配置され、供給ローラ３７および現像ローラ４５の双方と接触している。捕集ローラ３６はステンレス鋼等の金属で形成されており、その外周面は研摩等により平滑に仕上げられている。捕集ローラ３６は、供給ローラ３７に対して順方向（図中の矢印Ｄ方向）に回転駆動される。図示は省略するが、捕集ローラ３６には、交流電源を接続するのが望ましい。
【００３６】
現像ローラ４５は、導電性芯金を導電性の弾性体、例えば発泡ウレタン材で被覆することにより構成される。現像ローラ４５は捕集ローラ３６および感光体３のそれぞれに圧接しており、それぞれの部材との間にニップＮ、Ｐを形成している。現像ローラ４５には、例えば負極性のＤＣ電源等からなるバイアス電源が接続され、所定電位の現像バイアスが印加されている。本実施形態の現像ローラ４５は、捕集ローラ３６に対してカウンタ方向（図中の矢印Ｂ方向）に回転駆動される。
【００３７】
捕集ローラ３６の外周面には、清掃部材３８が当接している。清掃部材３８は現像ハウジング３２に固定されており、捕集ローラ３６と現像ローラ４５との間のニップＮよりも捕集ローラ３６の回転方向下流側で捕集ローラ３６と接触する。清掃部材３８の構成は任意で、例えばゴム等の弾性体で形成することができる。捕集ローラ３６に付着した異物は、清掃部材３８によってローラ表面から除去され、除去された異物は異物回収スクリュー３９（異物回収部材）によって、図示しない回収部に移送される。
【００３８】
また、現像ハウジング３２には、現像ローラ４５が担持するトナーの層厚を規制するドクターブレード４６（規制部材）、現像ローラ４５の表面の残トナーを除去する除去ローラ４７（除去部材）、ドクターブレード４６によって掻きとられたトナーを回収する第二のトナー回収部材４８（第二の現像剤回収部材）、除去ローラ４７によって除去されたトナーを回収する第三のトナー回収部材４９（第三の現像剤回収部材）が装着されている。
【００３９】
ドクターブレード４６は、ステンレス鋼等の導電性の部材で構成され、捕集ローラ３６と現像ローラ４５との間のニップＮよりも現像ローラ４５の回転方向下流で現像ローラ４５と接触する。この接触により、現像ローラ４５の表面上の余分なトナーが除去されると共に、当接部を通過するトナーに摩擦による電荷が与えられる。
【００４０】
ドクターブレード４６で除去された余剰トナーは、第二のトナー回収部材４８によりトナー収容部３５に移送される。第二のトナー回収部材４８は、現像ハウジング３２に設けた隔壁３２ａによりトナー収容部３５と区画された隔室３５２に配置されている。
【００４１】
除去ローラ４７は、例えば発泡ウレタンで構成されており、現像ローラ４５に対してカウンタ回転となる方向（図中の矢印Ｅ方向）に回転駆動される。除去ローラ４７は、現像ローラ４５と感光体３との間のニップＰよりも現像ローラ４５の回転方向下流側に配置され、感光体３に供給されなかった現像ローラ４５表面の余剰トナーを除去する。除去されたトナーは、第三のトナー回収部材４９によってトナー収容部３５に移送される。
【００４２】
現像ハウジング３２の隔壁３２ａは、捕集ローラ３６の外周面近傍まで延びている。隔壁３２ａの先端にはシール３５３が設けられ、このシール３５３によって、捕集ローラ３６の周辺隙間、具体的には隔壁３２ａの先端と捕集ローラ３６の外周面との間の隙間がシールされてトナー漏れが防止される。シールとして、接触型のシール部材を使用する他、非接触シールを使用することもできる。
【００４３】
かかる構成から、隔壁３２ａ、捕集ローラ３６、および清掃部材３８によって区画されたトナー収容部３５が略密閉された状態となる。また、供給ローラ３７よりも下流側の空間に必要以上のトナーが入り込まないように、供給ローラ３７の外周面と現像ハウジング３２との間の隙間Ｓは極力小さくする。本実施形態では、隔壁３２ａおよび清掃部材３８を供給ローラ３７の外周面に近接させることで、隙間Ｓを狭小化した場合を例示している。以上の構成から、トナー収容部３５のトナーは、ほとんどが供給ローラ３７と捕集ローラ３６との接触点を通過して現像ローラ４５に供給される。隙間Ｓをシール部材でシールしてもよい。
【００４４】
なお、捕集ローラ３６と現像ローラ４５のニップＮよりも捕集ローラ３６の回転方向下流側では、現像ハウジング３２の内側面が捕集ローラ３６に近接し、隙間を形成している。この隙間（捕集ローラ３６の周辺隙間）を、例えば現像ハウジング３２の内側面に設けたシール部材３５４でシールすることにより、清掃部材３８、捕集ローラ３６、および現像ハウジング３２で区画された空間を略密閉状態することができる。このシールは非接触シールで行うこともできる。
【００４５】
以上の構成から、トナー収容部３５に収容されたトナーは、供給ローラ３７から捕集ローラ３６によって現像ローラ４５との間のニップＮに向けて移送される。ニップＮでのカウンタ回転による摩擦でトナーにある程度の電荷が付与され、帯電したトナーが現像ローラ４５の表面に付着する。現像ローラ４５上のトナーは、ドクターブレード４６との摩擦によりさらに大きな電荷を与えられて所定電位に帯電する。その後、感光体３とのニップＰに達したトナーは、転写バイアスにより感光体３の表面に転移し、静電画像を顕像化させる。
【００４６】
ここで、トナーに含まれる異物は、外添剤や割れたトナー等の微粉末であり、トナー粒子よりも微小であるため、トナーよりも他部材に対する物理的吸着力は高い。本発明では、上記のとおり供給ローラ３７と現像ローラ４５の間に、新たに表面を平滑化した捕集ローラ３６を配置してある。捕集ローラ３６の平滑化された表面では、通常のトナー粒子は表面から離れやすいが、粒径の小さい異物は表面に吸着されやすい。そのため、捕集ローラ３６上の正規のトナーは現像ローラ４５に転移するが、トナーに含まれる異物は捕集ローラ３６表面に付着したままニップＮを通過する。ニップＮを通過した捕集ローラ３６表面の異物は、清掃部材３８によって掻き取られ、さらに異物回収スクリュー３９により図示しない廃トナー回収部に搬送されて廃棄される。
【００４７】
このように供給ローラ３７と現像ローラ４５の間に捕集ローラ３６を新たに配置することで、複雑な機構を用いることなく、トナー中に含まれる異物を分離することができる。また、ドクターブレード４６と現像ローラ４５の接触部の直前で異物を分離しているので、該接触部には、異物が除去されたトナーを供給することができ、特に異物の固着やフィルミングが生じやすかったドクターブレード４６表面への異物の付着を防止することができる。また、清掃部材３８による異物の除去が行われる空間は、上記のとおりトナー収容部３５、さらにはトナーの移動経路と隔絶された密封空間であるので、回収した異物がトナーに再混入することはない。従って、画像形成装置内部の各所での異物の固着やフィルミングを長期にわたり防止することができる。
【００４８】
また、捕集ローラ３６に交流電圧を印加すれば、捕集ローラ３６表面上でのトナーの動きが活発化される。そのため、異物とトナーの分離が促進され、異物の分離効果が高まる。
【００４９】
〔第２実施形態〕
続いて、本発明に係るプロセスユニット３０の他の実施形態について説明する。図４は上記プロセスユニット３０の他の例を示す概略断面図である。なお、本実施形態においては、単色のトナーを用いるモノクロ画像形成装置を対象としている。
【００５０】
本実施形態のプロセスユニット３０は、第１実施形態とほぼ同様の構成であるが、クリーニングブレード１１で感光体３の表面から除去した転写残トナーを、トナー回収部材２７により図示しないトナー循環経路に搬送し、トナー収容部３５に再供給するように構成している。
【００５１】
本発明のような、電子写真方式の画像形成装置では、トナーの完全な転写は困難とされている。そのため、カラー用の画像形成装置においては、中間転写ベルト４に転写されなかった感光体３上の転写残トナーは、他の色のトナーが混在しているおそれがあるため、回収して廃棄するのが望ましい。これに対し、単色のトナーを用いるモノクロ画像形成装置では、トナーの混色がないため、上記のように転写残トナーをトナー収容部３５に再供給してトナーの消費量を削減することができる。
【００５２】
この場合、感光体３の表面に付着した用紙ＳＨの添料（タルク、カオリン、炭酸カルシウム等の微小鉱物や化学化合物）もトナー収容部３５に供給されることになるが、この場合でも、これらの添料はトナーの粒径に比べて充分小さいため、トナー収容部３５に再補給された場合でも、捕集ローラ３６により他の異物と共に取り除くことができる。そのため、これら添料がトナーに混入することによる画像品質への悪影響を防止することができる。
【００５３】
〔第３実施形態〕
本発明に係るプロセスユニット３０のさらに他の実施形態について説明する。図５は上記プロセスユニット３０のさらに他の例を示す概略断面図である。
【００５４】
本実施形態のプロセスユニット３０は、第１実施形態における規制部材としてのドクターブレード４６に替えて、回転可能な規制ローラ５０を現像ローラ４５に接触して配置し、さらに、規制ローラ５０の表面に接触する規制ローラ清掃部材５１を装着した。
【００５５】
本来、トナーに含まれる異物は、捕集ローラ３６により除去されるが、完全に除去できなかった異物が現像ローラ４５に供給された場合には、ドクターブレード４６に堆積するおそれがある。上記のように、ドクターブレード４６に替えて回転可能な規制ローラ５０を使用すれば、異物が規制ローラ５０の表面に堆積しても、適宜、規制ローラ５０を所定角度回転することで異物の堆積のないフレッシュな面を現像ローラ４５に接触させることができる。また、規制ローラ５０の回転に伴い、規制ローラ５０の表面は規制ローラ清掃部材５１によってクリーニングされる。そのため、規制部材のメンテナンスを容易化させることができる。
【００５６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。本発明に係る画像形成装置は、図１に示す画像形成装置に限らず、モノクロ画像形成装置や、その他の複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等であってもよい。
【符号の説明】
【００５７】
３ 感光体（潜像担持体）
９ 現像装置
３５ トナー収容部（現像剤収容部）
３６ 捕集ローラ（捕集部材）
３７ 供給ローラ（供給部材）
４５ 現像ローラ（現像剤担持体）
４６ ドクターブレード（規制部材）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５８】
【特許文献１】特開２００６−１７８０３４号公報
【特許文献２】特開２００３−０２１６９５号公報
【特許文献３】特開２００１−１９４９０４号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置、プロセスユニット、および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に電子写真式などの画像形成装置においては、現像剤として、トナーのみからなる一成分系と、トナーおよびキャリアからなる二成分系のいずれかが使用される。一成分系現像剤には、現像装置の構成を簡略化できる、メンテナンスが容易である等の利点があるため、一成分系現像剤用の現像装置が種々提案されている。
【０００３】
図６に示すように、一成分系現像剤を用いる従来の現像装置１００は、感光体３００にトナーを供給する現像ローラ５００、トナー収容部６００に配置され、現像ローラ５００にトナーを供給する供給ローラ７００、現像ローラの表面に接触してトナーを摩擦荷電すると共に層厚を規制するドクターブレード８００、を基本構成として具備する。図６の現像装置では、現像ローラ５００に対するトナーの供給および除去を共通のローラ７００で行っているが、図７に示すように、トナーの供給と除去を別ローラ（供給ローラ７１０および除去ローラ７２０）で行う場合もある。
【０００４】
一成分系現像剤用の現像装置としては、例えば特開２００６−１７８０３４号公報（特許文献１）、および特開２００３−０２１６９５号公報（特許文献２）、および特開２００１−１９４９０４号公報（特許文献３）に記載されたものが知られている。
【０００５】
ところで、現像装置においては、現像ローラ５００とドクターブレード８００の接触部、現像ローラ５００と感光体３００の接触部、および現像ローラ５００と供給ローラ７００との接触部に生じる摩擦や、トナー収容部６００内およびここに至る図示しないトナー搬送経路内におけるトナーの攪拌・搬送に伴う他部材との摩擦等により、トナーは外力やストレスを受ける。これによって、トナーは劣化し、外添剤の遊離や、トナーの割れなどにより、トナー粒子よりも小さい微粉が発生する。本来のトナーでないこれらの微粉（以後、「異物」と呼ぶ）は、トナーに電荷を与える際に弱荷電や逆荷電を生じ、電界中で正規のトナーとは異なる動きをとることがある。また、微小サイズゆえに物理的な吸着力が大きく、大きな凝集体を形成し易いため、各種部材（特にドクターブレード）への固着やフィルミングを生じる傾向にある。そのため、画像形成装置の動作安定性を害するおそれがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載の現像装置は、小粒径の現像剤やＷＡＸ樹脂を分散させた現像剤を用いた際の現像スジや現像ブレードの融着を防止するため、現像ローラ上のトナーを剥ぎ取るバッファローラに交流電圧を印加し、交流電圧の周期を制御することにより、現像ローラをリフレッシュする構成を提案している。しかしながら、かかる現像装置において、バッファローラによって現像ローラから上記の異物が剥ぎ取られたとしても、この異物は再度現像ローラに戻され、ドクターブレードと現像ローラの接触部に供給される。そのため、現像ブレードでの異物の固着やフィルミングを防止することはできない。
【０００７】
また、上記特許文献２に記載の現像装置は、トナー供給ローラへの外添剤の堆積を防止するために、外添剤を感光ドラムの非画像形成領域に付着させ、感光ドラムのクリーニング位置で回収するように構成している。しかし、二成分現像剤中の外添剤の回収位置が感光ドラム上であるため、トナーの供給位置から回収位置に至るまでの様々な部位（特に規制ブレード）に異物を堆積するおそれがある。
【０００８】
さらに、上記特許文献３に記載の現像装置は、一成分現像剤における不良帯電トナーの回収に関するものである。現像ローラの上側に不良帯電トナー除去部材を設け、さらに除去トナー回収部材を、端部の片方が不良帯電トナー除去部材に当接するように配置している。しかし、不良帯電トナー除去部材は、現像剤規制部材としての薄層ブレードの下流側に設けられているため、トナー中の異物は薄層ブレードに堆積するおそれがある。
【０００９】
以上のように、いずれの特許文献においても、トナーに含まれる異物のドクターブレードへの堆積を防止するには不十分である。
【００１０】
そこで本発明は、かかる事情に鑑みて、異物が各種部材に堆積することを防止し、長期的に良好で安定した画像形成を行う現像装置、プロセスユニット、および画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、一成分系現像剤を表面に担持し、静電潜像を形成した潜像担持体に現像剤を供給する回転可能な現像剤担持体と、前記現像剤担持体の表面に接触して前記現像剤を摩擦荷電すると共に層厚を規制する規制部材と、現像剤を収容する現像剤収容部と、現像剤収容部に配置され、現像剤収容部に収容された現像剤を現像剤担持体に供給する供給部材とを有する現像装置であって、現像剤担持体と供給部材との間に、現像剤中の異物を捕集する捕集部材を配置し、供給部材から供給された現像剤を、捕集部材を介して現像剤担持体と規制部材との接触部に供給することを特徴とする現像装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、供給部材と現像剤担持体との間に捕集部材を新たに配置することで、複雑な機構を用いることなく、現像剤中に含まれる微小異物を分離することができ、各部材表面における微小異物の堆積を防止することができる。特に、規制部材と現像剤担持体との接触部の直前で微小異物を分離しているので、該接触部には微小異物が除去された現像剤を供給することができ、規制部材表面への異物の付着を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の一形態を適用した画像形成装置の外観斜視図である。
【図２】上記画像形成装置の内部構成の一例を示す概略断面図である。
【図３】上記画像形成装置に搭載されたプロセスユニットの概略断面図である。
【図４】上記プロセスユニットの他の例を示す概略断面図である。
【図５】上記プロセスユニットのさらに他の例を示す概略断面図である。
【図６】従来の現像装置の概略断面図である。
【図７】従来の他の現像装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図を参照して本発明の実施形態を説明する。実施形態および変形例等にわたり、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。
【００１５】
まず、図１および図２を参照して、本発明の実施の一形態を適用した画像形成装置の全体構成と動作を説明する。図１は、本発明の実施の一形態を適用した画像形成装置の外観斜視図、図２は、その画像形成装置の内部構成の一例を示す概略的な縦断面図である。両図に示した画像形成装置は、タンデムタイプのカラー画像形成装置である。
【００１６】
図１および図２に示す画像形成装置は、装置本体１のほぼ中央に配置され、記録媒体としての用紙ＳＨに画像を形成する画像形成部２と、この画像形成部２の下方に配置され、画像形成部２に用紙ＳＨを給送する給紙部２０と、画像形成部２にて画像形成された用紙ＳＨを排出する排紙部２５と、画像形成部２の上部に配置され、排紙部２５から排出される用紙ＳＨを積載する積載部４０とを有する。用紙ＳＨには、転写紙や記録紙等の普通紙（厚紙、はがき、封筒、普通紙、薄紙等を含む）だけでなく、塗工紙（コート紙やアート紙等を含む）、ＯＨＰシートもしくはＯＨＰフィルム、あるいはトレーシングペーパ等も含まれる。
【００１７】
画像形成部２には、図２に示すように、潜像担持体として構成された複数のドラム状の感光体３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを有し、その各感光体３ａ〜３ｄには、互いに異なった色のトナー像がそれぞれ形成される。図示した例では、感光体３ａ〜３ｄの表面に、イエロートナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像およびブラックトナー像がそれぞれ形成される。各感光体３ａ〜３ｄは、所定の間隔をあけて互いに平行に配置され、これらの感光体３ａ〜３ｄの下部に対向して中間転写体として構成された中間転写ベルト４が配置されている。中間転写ベルト４は、複数の支持ローラ５，６に巻き掛けられて矢印方向（図２中反時計方向）に駆動される無端ベルトからなる。中間転写体としてドラムを用いることもできる。
【００１８】
各感光体３ａ〜３ｄの周囲の構成は共通するため、以下では、図２において一番右側に配置されたイエロートナー像が形成される感光体３ａの周囲の構成を代表して説明する。感光体３ａの周囲には、感光体３ａの表面に一様な帯電処理を行う帯電手段としての帯電ローラ７と、画像情報に基づいて感光体３ａの表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する光走査装置（ＬＳＵ）８と、感光体３ａの表面に形成された静電潜像を顕像化する現像装置９と、中間転写ベルト４を介して感光体３ａと対向配置された転写装置１０と、中間転写ベルト４に転写後の感光体３ａの表面に残留するトナー等を除去するクリーニング手段としてのクリーニングブレード１１とが配置されている。現像装置９の上方には、トナー容器と補給機構が配置され、現像装置９でのトナー消費に応じて補給機構が駆動し、トナー容器から現像装置９にトナーが供給される。
【００１９】
かかる画像形成装置において画像形成が開始されると、感光体３ａが図２における時計方向に回転駆動され、帯電ローラ７によって感光体３ａの表面が所定の極性に一様に帯電される。次いで、その帯電面に、光走査装置８から画像情報に基づくレーザ光が照射され、これによって感光体３ａに静電潜像が形成される。感光体３ａの表面に形成された静電潜像は、現像装置９の現像ローラ４５から供給されたトナーによってイエロートナー像として顕像化され、そのイエロートナー像は転写装置１０によって中間転写ベルト４上に転写される。
【００２０】
フルカラー画像形成時は上記した画像形成動作が残りの全ての感光体３ｂ〜３ｄで同様に行われ、これによって各感光体３ａ〜３ｄにそれぞれ形成されたイエロートナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像およびブラックトナー像が中間転写ベルト４上に順次重ねて転写される。また、画像形成装置には、中間転写ベルト４を挟んで、支持ローラ６に対向して２次転写ローラ１２が配置されている。
【００２１】
一方、画像形成部２の下方に配置された給紙部２０には、用紙ＳＨを積載する給紙トレイ２１と、該給紙トレイ２１に積載された用紙ＳＨを送り出す給紙コロ２２と、重送された用紙を１枚に分離するフリクションパッド２３等が設けられている。
【００２２】
給紙部２０から給送された用紙ＳＨは、レジストローラ１３に向けて送り出され、その先端が停止しているレジストローラ１３に一旦突き当てられる。これによって用紙ＳＨ先端の斜めずれなどが修正・整合される。その後、レジストローラ１３は、上記中間転写ベルト４上に形成されたカラートナー像が２次転写ローラ１２を設けた２次転写部で用紙ＳＨの先端部と合致するようなタイミングで回転を再開し、２次転写ローラ１２を備えた２次転写部（転写部）に向けて用紙ＳＨを送り出す。
【００２３】
２次転写部で未定着のカラートナー像が転写された用紙ＳＨは、定着装置である定着部１４に送られ、定着部１４による加熱・加圧によって未定着のカラートナー像が定着された後、排紙部２５の排紙ローラ対２５ａ，２５ｂにより装置本体１の上面に設けられた積載部４０に、画像面を下向き（フェースダウン）にして排出される。定着部１４は、例えば定着ローラ１４ａ、定着ローラ１４ａに巻き掛けられた定着ベルト１４ｃ、および定着ベルト１４ｃを介して定着ローラ１４ａに圧接する加圧ローラ１４ｂで構成される。定着部１４としては、上記した構成に限らず、ヒータを内蔵したローラ式のもの、また加熱方式もＩＨを採用したものなどを適宜採用することができる。なお、カラートナー像転写後の中間転写ベルト４の表面に付着した転写残トナー等は、ベルトクリーニング装置１５によって除去される。
【００２４】
装置本体１の上部には、画像形成部２を覆う上カバー部材としての上カバー１８が設けられる。本実施形態では、この上カバー１８の上面部分を積載部４０の排紙トレイ（シート積載面）４１として用いている。
【００２５】
また、上カバー１８は、図２に示すように、その下部に画像形成部２の一部である光走査装置８を支持しており、装置の後端側に設けたヒンジ１７を中心に上方へ開放可能に構成されている。この上カバー１８は、後述するロック手段としてのロックレバー６０によって装置本体１にロックされ、このロックを解除すると上カバー１８が開閉可能な状態になる。図示を省略しているが、上カバー１８を反時計方向へ開放すると、下部の光走査装置８が上カバー１８と一緒に移動する。これにより、メンテナンス等のために画像形成部２にアクセスすることが可能となり、感光体３ａ〜３ｄ、帯電ローラ７、現像装置９、およびクリーニングブレード１１が一体化されたプロセスユニット３０の着脱が可能となる。
【００２６】
図１および図２に示す画像形成装置では、ロックレバー６０のロックを解除して上カバー１８を揺動・開放可能状態にする操作部６１を排紙トレイ４１上で、しかもストックされた用紙ＳＨで隠れる位置に設けている。このロックレバー６０には、一端側にユーザーが操作する操作部６１が、他端側に装置本体１に固着された突起６４に係合するロック爪６２がそれぞれ一体的に設けられている。ロックレバー６０は、上カバー１８に固着されたピン６３を中心に回転可能に支持されている。また、ロックレバー６０には、ピン６３の回りに装着された図示しないねじりコイルばねによって、ロック爪６２が常に突起６４に係合する向きの付勢力が付与されている。ロックレバー６０の操作部６１は、排紙トレイ４１と同一面上に沿うような面を備えた板材で形成されていて、排紙トレイ４１には、その操作部６１に手を掛けられるようにするため、図１に示すように扇状の凹部４４が形成されている。
【００２７】
上カバー１８を開放するときには凹部４４から手を差し込み、図示しないねじりコイルばねの前記付勢力に抗してロックレバー６０の操作部６１を上に持ち上げることにより、ロックレバー６０がピン６３を中心に時計方向に回転し、ロック爪６２が突起６４から外れる。そして、そのまま操作部６１を持ち上げることで、上カバー１８はヒンジ１７を中心として揺動される。
【００２８】
〔第１実施形態〕
図３は、感光体３ａ〜３ｄおよび現像装置９を有するプロセスユニット３０の概略断面図である。画像形成装置には、４つの感光体３ａ〜３ｄのうちいずれか一つをそれぞれに含む４つのプロセスユニット３０が装備されているが、各プロセスユニット３０の構成は基本的に共通するため、以下の説明では、そのうちの一つのプロセスユニット３０の構成を説明し（対応する感光ドラムの符号を「３」とする）、他のプロセスユニット３０の説明は省略する。
【００２９】
図３に示すように、プロセスユニット３０は、感光体３が装着された感光体ハウジング３１と、現像装置９を構成する各種部品が装着された現像ハウジング３２とを有する。感光体ハウジング３１と現像ハウジング３２とは組付け・分離可能に構成されている。互いに組み付けられた感光体ハウジング３１と現像ハウジング３２との間には、図１に示す光走査装置８から感光体３に照射されるレーザ光Ｌを通すレーザ光路空間３３が形成されている。
【００３０】
感光体ハウジング３１には、感光体３の外に、帯電ローラ７、帯電ローラ７の表面をクリーニングする帯電ローラ清掃部材２６、潜像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニングブレード１１、クリーニングブレード１１で感光体３の表面から除去した転写残トナーを図示しない廃トナー回収部へと搬送するトナー回収部材２７（第一の現像剤回収部材）などが装着されている。
【００３１】
帯電ローラ７は、導電性芯金の外側に導電性の弾性層（導電ゴム等）を被覆して構成される。帯電ローラ７は図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧および交流電圧の一方または双方が印加される。この帯電ローラ７により、転写後の感光体３の表面に残っている電荷・電位差が除去される共に、感光体３の表面が所定の極性に一様に帯電される。
【００３２】
クリーニングブレード１１は、板状のゴム等で形成されており、感光体３にカウンタ状態で当接している。この当接によって、感光体３上に残留するトナー、および汚れとして付着した用紙ＳＨの添剤（タルク、カオリン、炭酸カルシウム等）が除去されトナー回収部材２７によって廃トナー回収部に搬送される。
【００３３】
現像ハウジング３２には、図示しないトナーカートリッジから補給されたトナーを収容するトナー収容部３５（現像剤収容部）が設けられる。トナー収容部３５に溜まったトナー（図３に散点で示す）は、供給ローラ３７（供給部材）、捕集ローラ３６（捕集部材）、および現像ローラ４５（現像剤担持体）を介して感光体３に供給される。トナーとしては、キャリアを含まない一成分系が用いられる。磁性トナー、非磁性トナーのどちらも使用可能である。本実施形態では、例えば負極性帯電性を有する非磁性トナーを用いることができる。
【００３４】
供給ローラ３７は、トナー収容部３５のトナー出口付近に配置されており、図中の矢印Ｃ方向に回転駆動される。供給ローラ３７は、例えば導電化された発泡ウレタン材で形成することができる。
【００３５】
捕集ローラ３６は、供給ローラ３７と現像ローラ４５の間に配置され、供給ローラ３７および現像ローラ４５の双方と接触している。捕集ローラ３６はステンレス鋼等の金属で形成されており、その外周面は研摩等により平滑に仕上げられている。捕集ローラ３６は、供給ローラ３７に対して順方向（図中の矢印Ｄ方向）に回転駆動される。図示は省略するが、捕集ローラ３６には、交流電源を接続するのが望ましい。
【００３６】
現像ローラ４５は、導電性芯金を導電性の弾性体、例えば発泡ウレタン材で被覆することにより構成される。現像ローラ４５は捕集ローラ３６および感光体３のそれぞれに圧接しており、それぞれの部材との間にニップＮ、Ｐを形成している。現像ローラ４５には、例えば負極性のＤＣ電源等からなるバイアス電源が接続され、所定電位の現像バイアスが印加されている。本実施形態の現像ローラ４５は、捕集ローラ３６に対してカウンタ方向（図中の矢印Ｂ方向）に回転駆動される。
【００３７】
捕集ローラ３６の外周面には、清掃部材３８が当接している。清掃部材３８は現像ハウジング３２に固定されており、捕集ローラ３６と現像ローラ４５との間のニップＮよりも捕集ローラ３６の回転方向下流側で捕集ローラ３６と接触する。清掃部材３８の構成は任意で、例えばゴム等の弾性体で形成することができる。捕集ローラ３６に付着した異物は、清掃部材３８によってローラ表面から除去され、除去された異物は異物回収スクリュー３９（異物回収部材）によって、図示しない回収部に移送される。
【００３８】
また、現像ハウジング３２には、現像ローラ４５が担持するトナーの層厚を規制するドクターブレード４６（規制部材）、現像ローラ４５の表面の残トナーを除去する除去ローラ４７（除去部材）、ドクターブレード４６によって掻きとられたトナーを回収する第二のトナー回収部材４８（第二の現像剤回収部材）、除去ローラ４７によって除去されたトナーを回収する第三のトナー回収部材４９（第三の現像剤回収部材）が装着されている。
【００３９】
ドクターブレード４６は、ステンレス鋼等の導電性の部材で構成され、捕集ローラ３６と現像ローラ４５との間のニップＮよりも現像ローラ４５の回転方向下流で現像ローラ４５と接触する。この接触により、現像ローラ４５の表面上の余分なトナーが除去されると共に、当接部を通過するトナーに摩擦による電荷が与えられる。
【００４０】
ドクターブレード４６で除去された余剰トナーは、第二のトナー回収部材４８によりトナー収容部３５に移送される。第二のトナー回収部材４８は、現像ハウジング３２に設けた隔壁３２ａによりトナー収容部３５と区画された隔室３５２に配置されている。
【００４１】
除去ローラ４７は、例えば発泡ウレタンで構成されており、現像ローラ４５に対してカウンタ回転となる方向（図中の矢印Ｅ方向）に回転駆動される。除去ローラ４７は、現像ローラ４５と感光体３との間のニップＰよりも現像ローラ４５の回転方向下流側に配置され、感光体３に供給されなかった現像ローラ４５表面の余剰トナーを除去する。除去されたトナーは、第三のトナー回収部材４９によってトナー収容部３５に移送される。
【００４２】
現像ハウジング３２の隔壁３２ａは、捕集ローラ３６の外周面近傍まで延びている。隔壁３２ａの先端にはシール３５３が設けられ、このシール３５３によって、捕集ローラ３６の周辺隙間、具体的には隔壁３２ａの先端と捕集ローラ３６の外周面との間の隙間がシールされてトナー漏れが防止される。シールとして、接触型のシール部材を使用する他、非接触シールを使用することもできる。
【００４３】
かかる構成から、隔壁３２ａ、捕集ローラ３６、および清掃部材３８によって区画されたトナー収容部３５が略密閉された状態となる。また、供給ローラ３７よりも下流側の空間に必要以上のトナーが入り込まないように、供給ローラ３７の外周面と現像ハウジング３２との間の隙間Ｓは極力小さくする。本実施形態では、隔壁３２ａおよび清掃部材３８を供給ローラ３７の外周面に近接させることで、隙間Ｓを狭小化した場合を例示している。以上の構成から、トナー収容部３５のトナーは、ほとんどが供給ローラ３７と捕集ローラ３６との接触点を通過して現像ローラ４５に供給される。隙間Ｓをシール部材でシールしてもよい。
【００４４】
なお、捕集ローラ３６と現像ローラ４５のニップＮよりも捕集ローラ３６の回転方向下流側では、現像ハウジング３２の内側面が捕集ローラ３６に近接し、隙間を形成している。この隙間（捕集ローラ３６の周辺隙間）を、例えば現像ハウジング３２の内側面に設けたシール部材３５４でシールすることにより、清掃部材３８、捕集ローラ３６、および現像ハウジング３２で区画された空間を略密閉状態することができる。このシールは非接触シールで行うこともできる。
【００４５】
以上の構成から、トナー収容部３５に収容されたトナーは、供給ローラ３７から捕集ローラ３６によって現像ローラ４５との間のニップＮに向けて移送される。ニップＮでのカウンタ回転による摩擦でトナーにある程度の電荷が付与され、帯電したトナーが現像ローラ４５の表面に付着する。現像ローラ４５上のトナーは、ドクターブレード４６との摩擦によりさらに大きな電荷を与えられて所定電位に帯電する。その後、感光体３とのニップＰに達したトナーは、転写バイアスにより感光体３の表面に転移し、静電画像を顕像化させる。
【００４６】
ここで、トナーに含まれる異物は、外添剤や割れたトナー等の微粉末であり、トナー粒子よりも微小であるため、トナーよりも他部材に対する物理的吸着力は高い。本発明では、上記のとおり供給ローラ３７と現像ローラ４５の間に、新たに表面を平滑化した捕集ローラ３６を配置してある。捕集ローラ３６の平滑化された表面では、通常のトナー粒子は表面から離れやすいが、粒径の小さい異物は表面に吸着されやすい。そのため、捕集ローラ３６上の正規のトナーは現像ローラ４５に転移するが、トナーに含まれる異物は捕集ローラ３６表面に付着したままニップＮを通過する。ニップＮを通過した捕集ローラ３６表面の異物は、清掃部材３８によって掻き取られ、さらに異物回収スクリュー３９により図示しない廃トナー回収部に搬送されて廃棄される。
【００４７】
このように供給ローラ３７と現像ローラ４５の間に捕集ローラ３６を新たに配置することで、複雑な機構を用いることなく、トナー中に含まれる異物を分離することができる。また、ドクターブレード４６と現像ローラ４５の接触部の直前で異物を分離しているので、該接触部には、異物が除去されたトナーを供給することができ、特に異物の固着やフィルミングが生じやすかったドクターブレード４６表面への異物の付着を防止することができる。また、清掃部材３８による異物の除去が行われる空間は、上記のとおりトナー収容部３５、さらにはトナーの移動経路と隔絶された密封空間であるので、回収した異物がトナーに再混入することはない。従って、画像形成装置内部の各所での異物の固着やフィルミングを長期にわたり防止することができる。
【００４８】
また、捕集ローラ３６に交流電圧を印加すれば、捕集ローラ３６表面上でのトナーの動きが活発化される。そのため、異物とトナーの分離が促進され、異物の分離効果が高まる。
【００４９】
〔第２実施形態〕
続いて、本発明に係るプロセスユニット３０の他の実施形態について説明する。図４は上記プロセスユニット３０の他の例を示す概略断面図である。なお、本実施形態においては、単色のトナーを用いるモノクロ画像形成装置を対象としている。
【００５０】
本実施形態のプロセスユニット３０は、第１実施形態とほぼ同様の構成であるが、クリーニングブレード１１で感光体３の表面から除去した転写残トナーを、トナー回収部材２７により図示しないトナー循環経路に搬送し、トナー収容部３５に再供給するように構成している。
【００５１】
本発明のような、電子写真方式の画像形成装置では、トナーの完全な転写は困難とされている。そのため、カラー用の画像形成装置においては、中間転写ベルト４に転写されなかった感光体３上の転写残トナーは、他の色のトナーが混在しているおそれがあるため、回収して廃棄するのが望ましい。これに対し、単色のトナーを用いるモノクロ画像形成装置では、トナーの混色がないため、上記のように転写残トナーをトナー収容部３５に再供給してトナーの消費量を削減することができる。
【００５２】
この場合、感光体３の表面に付着した用紙ＳＨの添料（タルク、カオリン、炭酸カルシウム等の微小鉱物や化学化合物）もトナー収容部３５に供給されることになるが、この場合でも、これらの添料はトナーの粒径に比べて充分小さいため、トナー収容部３５に再補給された場合でも、捕集ローラ３６により他の異物と共に取り除くことができる。そのため、これら添料がトナーに混入することによる画像品質への悪影響を防止することができる。
【００５３】
〔第３実施形態〕
本発明に係るプロセスユニット３０のさらに他の実施形態について説明する。図５は上記プロセスユニット３０のさらに他の例を示す概略断面図である。
【００５４】
本実施形態のプロセスユニット３０は、第１実施形態における規制部材としてのドクターブレード４６に替えて、回転可能な規制ローラ５０を現像ローラ４５に接触して配置し、さらに、規制ローラ５０の表面に接触する規制ローラ清掃部材５１を装着した。
【００５５】
本来、トナーに含まれる異物は、捕集ローラ３６により除去されるが、完全に除去できなかった異物が現像ローラ４５に供給された場合には、ドクターブレード４６に堆積するおそれがある。上記のように、ドクターブレード４６に替えて回転可能な規制ローラ５０を使用すれば、異物が規制ローラ５０の表面に堆積しても、適宜、規制ローラ５０を所定角度回転することで異物の堆積のないフレッシュな面を現像ローラ４５に接触させることができる。また、規制ローラ５０の回転に伴い、規制ローラ５０の表面は規制ローラ清掃部材５１によってクリーニングされる。そのため、規制部材のメンテナンスを容易化させることができる。
【００５６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。本発明に係る画像形成装置は、図１に示す画像形成装置に限らず、モノクロ画像形成装置や、その他の複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等であってもよい。
【符号の説明】
【００５７】
３ 感光体（潜像担持体）
９ 現像装置
３５ トナー収容部（現像剤収容部）
３６ 捕集ローラ（捕集部材）
３７ 供給ローラ（供給部材）
４５ 現像ローラ（現像剤担持体）
４６ ドクターブレード（規制部材）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５８】
【特許文献１】特開２００６−１７８０３４号公報
【特許文献２】特開２００３−０２１６９５号公報
【特許文献３】特開２００１−１９４９０４号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一成分系現像剤を表面に担持し、静電潜像を形成した潜像担持体に現像剤を供給する回転可能な現像剤担持体と、前記現像剤担持体の表面に接触して前記現像剤を摩擦荷電すると共に層厚を規制する規制部材と、現像剤を収容する現像剤収容部と、現像剤収容部に配置され、現像剤収容部に収容された現像剤を現像剤担持体に供給する供給部材とを有する現像装置であって、
現像剤担持体と供給部材との間に、現像剤中の異物を捕集する捕集部材を配置し、供給部材から供給された現像剤を、捕集部材を介して現像剤担持体と規制部材との接触部に供給することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記捕集部材に交流電圧を印加可能としたことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記捕集部材の表面に付着した異物を除去する清掃部材を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
捕集部材の周辺隙間に、現像剤の漏れを防止するシールを設けた請求項１〜３いずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
現像剤担持体に除去部材を接触させ、潜像担持体との接触部を通過した現像剤担持体上の現像剤を除去部材で除去することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記潜像担持体の近傍に、現像剤を回収し、かつ回収した現像剤を前記現像剤収容部に供給する第一の現像剤回収部材を設けたことを特徴とする請求項1〜５のいずれか1項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記規制部材の近傍に、現像剤を回収し、かつ回収した現像剤を前記現像剤収容部に供給する第二の現像剤回収部材を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項８】
前記除去部材の近傍に、現像剤を回収し、かつ回収した現像剤を前記現像剤収容部に供給する第三の現像剤回収部材を設けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項９】
前記規制部材を回転可能な円筒状とし、前記規制部材に、清掃部材を接触させたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の現像装置と、潜像を担持する潜像担持体とを備えたことを特徴とするプロセスユニット。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれ１項に記載の現像装置と、潜像を担持する潜像担持体と、現像剤で顕像化した画像を記録媒体に転写する転写部と、記録媒体に転写された画像を記録媒体に定着させる定着部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
一成分系現像剤を表面に担持し、静電潜像を形成した潜像担持体に現像剤を供給する回転可能な現像剤担持体と、前記現像剤担持体の表面に接触して前記現像剤を摩擦荷電すると共に層厚を規制する規制部材と、現像剤を収容する現像剤収容部と、現像剤収容部に配置され、現像剤収容部に収容された現像剤を現像剤担持体に供給する供給部材とを有する現像装置であって、
現像剤担持体と供給部材との間に、現像剤中の異物を捕集する捕集部材を配置し、供給部材から供給された現像剤を、捕集部材を介して現像剤担持体と規制部材との接触部に供給することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記捕集部材に交流電圧を印加可能としたことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記捕集部材の表面に付着した異物を除去する清掃部材を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
捕集部材の周辺隙間に、現像剤の漏れを防止するシールを設けた請求項１〜３いずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
現像剤担持体に除去部材を接触させ、潜像担持体との接触部を通過した現像剤担持体上の現像剤を除去部材で除去することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記潜像担持体の近傍に、現像剤を回収し、かつ回収した現像剤を前記現像剤収容部に供給する第一の現像剤回収部材を設けたことを特徴とする請求項1〜５のいずれか1項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記規制部材の近傍に、現像剤を回収し、かつ回収した現像剤を前記現像剤収容部に供給する第二の現像剤回収部材を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項８】
前記除去部材の近傍に、現像剤を回収し、かつ回収した現像剤を前記現像剤収容部に供給する第三の現像剤回収部材を設けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項９】
前記規制部材を回転可能な円筒状とし、前記規制部材に、清掃部材を接触させたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の現像装置と、潜像を担持する潜像担持体とを備えたことを特徴とするプロセスユニット。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれ１項に記載の現像装置と、潜像を担持する潜像担持体と、現像剤で顕像化した画像を記録媒体に転写する転写部と、記録媒体に転写された画像を記録媒体に定着させる定着部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−４５０６２（Ｐ２０１３−４５０６２Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８４７８１（Ｐ２０１１−１８４７８１）
【出願日】平成２３年８月２６日（２０１１．８．２６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２６日（２０１１．８．２６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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