現像装置及び画像形成装置
【課題】現像ロール６４と規制部材６６との間を通過する現像剤の粒子間で生じる摩擦を低減する。
【解決手段】付与装置７４が、支持部材７２を介して超音波振動を規制部材６６へ付与する。これにより、現像剤Ｇの各粒子間、現像剤Ｇの粒子と規制部材６６との間で超音波振動周期に応じた離間と接触がおこる。このため、現像ロール６４（円筒部材７０Ａ）と規制部材６６との間を通過する現像剤Ｇの粒子間で生じる摩擦及び、現像剤Ｇと規制部材６６との間で生じる摩擦が低減される。
【解決手段】付与装置７４が、支持部材７２を介して超音波振動を規制部材６６へ付与する。これにより、現像剤Ｇの各粒子間、現像剤Ｇの粒子と規制部材６６との間で超音波振動周期に応じた離間と接触がおこる。このため、現像ロール６４（円筒部材７０Ａ）と規制部材６６との間を通過する現像剤Ｇの粒子間で生じる摩擦及び、現像剤Ｇと規制部材６６との間で生じる摩擦が低減される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、以下に示す現像装置が開示されている。この現像装置では、振動子４に繊維ブラシ３を接合させ、現像スリーブ１と間隔をおいて配置する。振動子４は駆動回路９によって駆動され、繊維ブラシ３と現像スリーブ１との間にはバイアス電源１０によるバイアス電圧の印加で電界が発生している。振動子４の振動で繊維ブラシ３により撹乱され摩擦帯電したトナー８は、前記電界による静電引力を受けて現像スリーブ１に搬送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１９６１４号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、現像剤を搬送する搬送体と、その現像剤に接触して現像剤層の厚みを規制する規制部材との間を通過する現像剤の粒子間で生じる摩擦を低減することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、現像剤を外周に保持すると共に自らが回転して、潜像へ向けて該現像剤を搬送する搬送体と、前記搬送体の外周に対向され、前記搬送体が搬送する現像剤に接触して、前記搬送体に形成される現像剤層の厚みを規制する規制部材と、前記現像剤の粒子径よりも振幅が小さい力学的な超音波振動を、前記搬送体に保持された現像剤、前記搬送体及び前記規制部材の少なくとも一つに付与する付与手段と、を備える現像装置である。
【０００６】
請求項２の発明は、像を保持可能な像保持体と、前記像保持体を帯電させる帯電装置と、前記帯電装置によって帯電した前記像保持体を露光し、静電潜像を形成する露光装置と、前記露光装置によって前記像保持体に形成された静電潜像を現像する請求項１に記載の現像装置と、を備える画像形成装置である。
【０００７】
請求項３の発明は、各画像形成モードにおける前記搬送体の搬送速度に応じて、前記付与手段が付与する振動の振幅を制御する制御手段を備える請求項２に記載の画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の請求項１の構成によれば、振動を付与する付与手段を備えない場合に比べ、搬送体と規制部材との間を通過する現像剤の粒子間で生じる摩擦を低減することができる。
【０００９】
本発明の請求項２の構成によれば、振動を付与する付与手段を備えない場合に比べ、搬送体と規制部材との間を通過する現像剤の粒子間で生じる摩擦熱に起因する画像劣化を抑制することができる。
【００１０】
本発明の請求項３の構成によれば、搬送体の搬送速度に応じて振幅を制御する制御手段を備えない場合に比べ、搬送体と規制部材との間を通過する現像剤の粒子間で生じる摩擦熱による昇温を管理できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る現像装置の構成を示す概略図である。
【図３】図３は、現像ロールを駆動するための駆動トルクに現像ロールの回転数を乗じた値と、筐体内の現像剤温度との関係を示すグラフである。
【図４】図４は、本実施形態に係る現像装置における摩擦熱の発生部分を示す斜視図である。
【図５】図５は、現像ロールを駆動するための駆動トルクと、付与装置が付与する振動の振幅との関係を示すグラフである。
【図６】図６は、第１変形例に係る現像装置の構成を示す概略図である。
【図７】図７は、第１変形例に係る現像装置における振動子の構成を示す斜視図である。
【図８】図８は、第１変形例に係る現像装置における振動子への配線の構成を示す斜視図である。
【図９】図９は、第１変形例に係る現像装置における振動子の変形例の構成を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、第２変形例に係る現像装置の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。
【００１３】
（本実施形態に係る画像形成装置の構成）
まず、本実施形態に係る画像形成装置の構成を説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。なお、図中に示す矢印ＵＰは鉛直方向上方を示す。
【００１４】
画像形成装置１０は、図１に示すように、各構成部品が内部に収容される画像形成装置本体１１を備えている。
【００１５】
画像形成装置本体１１の内部には、用紙等の記録媒体Ｐが収容される記録媒体収容部１２と、記録媒体Ｐに画像を形成する画像形成部１４と、記録媒体収容部１２から画像形成部１４へ記録媒体Ｐを搬送する搬送部１６と、画像形成装置１０の各部の動作を制御する制御部２０と、が設けられている。また、画像形成装置本体１１の上部には、画像形成部１４によって画像が形成された記録媒体Ｐが排出される記録媒体排出部１８が設けられている。
【００１６】
画像形成部１４は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像を形成する画像形成ユニット２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ（以下、２２Ｙ〜２２Ｋと示す）と、画像形成ユニット２２Ｙ〜２２Ｋで形成されたトナー画像が転写される転写体の一例としての中間転写ベルト２４と、画像形成ユニット２２Ｙ〜２２Ｋで形成されたトナー画像を中間転写ベルト２４に転写する第１転写部材の一例としての第１転写ロール２６と、第１転写ロール２６によって中間転写ベルト２４に転写されたトナー画像を中間転写ベルト２４から記録媒体Ｐへ転写する第２転写部材の一例としての第２転写ロール２８と、を備えている。
【００１７】
画像形成ユニット２２Ｙ〜２２Ｋは、水平方向に沿って画像形成装置１０の上下方向中央部に並んで配置されている。また、画像形成ユニット２２Ｙ〜２２Ｋは、像を保持する像保持体の一例として、一方向（図１における時計回り方向）へ回転する感光体３２をそれぞれ有している。
【００１８】
各感光体３２の周囲には、感光体３２の回転方向上流側から順に、感光体３２を帯電させる帯電装置の一例としての帯電ロール３４と、帯電ロール３４によって帯電した感光体３２が露光されて形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像装置６０と、感光体３２に形成されたトナー画像が中間転写ベルト２４に転写された後に感光体３２に残留しているトナーを除去する除去装置４０と、が設けられている。
【００１９】
また、画像形成ユニット２２Ｙ〜２２Ｋの下方には、帯電ロール３４によって帯電した各感光体３２を露光して静電潜像を形成する露光装置３６が設けられている。露光装置３６は、制御部２０から送られた画像信号に基づき静電潜像を形成するようになっている。制御部２０から送られる画像信号としては、例えば、制御部２０が外部装置から取得した画像信号がある。
【００２０】
中間転写ベルト２４は、環状に形成されると共に、画像形成ユニット２２Ｙ〜２２Ｋの上側に配置されている。中間転写ベルト２４の内周側に、中間転写ベルト２４が巻き掛けられる巻掛ロール４２，４４が設けられている。中間転写ベルト２４は、巻掛ロール４２，４４のいずれかが回転駆動することによって、感光体３２と接触しながら一方向（図１における反時計回り方向）へ循環移動（回転）するようになっている。なお、巻掛ロール４２は、第２転写ロール２８に対向する対向ロールとされている。
【００２１】
第１転写ロール２６は、中間転写ベルト２４を挟んで感光体３２に対向している。第１転写ロール２６と感光体３２との間が、感光体３２に形成されたトナー画像が中間転写ベルト２４に転写される第１転写位置とされている。
【００２２】
第２転写ロール２８は、中間転写ベルト２４を挟んで巻掛ロール４２と対向している。第２転写ロール２８と巻掛ロール４２との間が、中間転写ベルト２４に転写されたトナー画像が記録媒体Ｐに転写される第２転写位置とされている。
【００２３】
搬送部１６は、記録媒体収容部１２に収容された記録媒体Ｐを送り出す送出ロール４６と、送出ロール４６に送り出された記録媒体Ｐが搬送される搬送路４８と、搬送路４８に沿って配置され送出ロール４６によって送り出された記録媒体Ｐを第２転写位置へ搬送する複数の搬送ロール５０と、が設けられている。
【００２４】
第２転写位置より搬送方向下流側には、第２転写ロール２８によって中間転写ベルト２４から記録媒体Ｐへ第２転写位置で転写されたトナー画像を記録媒体Ｐに定着させる定着装置３０が設けられている。定着装置３０よりも搬送方向下流側には、トナー画像が定着された記録媒体Ｐを記録媒体排出部１８へ排出する排出ロール５２が設けられている。
【００２５】
次に、本実施形態に係る画像形成装置１０における、記録媒体Ｐへ画像を形成する画像形成動作について説明する。
【００２６】
本実施形態に係る画像形成装置１０では、記録媒体収容部１２から送出ロール４６によって送り出された記録媒体Ｐが、複数の搬送ロール５０によって第２転写位置へ送り込まれる。
【００２７】
一方、画像形成ユニット２２Ｙ〜２２Ｋでは、帯電ロール３４によって帯電した感光体３２が、露光装置３６によって露光されて感光体３２に静電潜像が形成される。その静電潜像が現像装置６０によって現像されて感光体３２にトナー画像が形成される。画像形成ユニット２２Ｙ〜２２Ｋで形成された各色のトナー画像は、第１転写位置にて中間転写ベルト２４に重ねられて、カラー画像が形成される。そして、中間転写ベルト２４に形成されたカラー画像が、第２転写位置にて記録媒体Ｐへ転写される。
【００２８】
トナー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着装置３０へ搬送され、転写されたトナー画像が定着装置３０により定着される。トナー画像が定着された記録媒体Ｐは、排出ロール５２によって記録媒体排出部１８に排出される。以上のように、一連の画像形成動作が行われる。
【００２９】
（現像装置６０の構成）
次に、現像装置６０の構成について説明する。図２は、現像装置６０の構成を示す概略図である。
【００３０】
現像装置６０は、現像剤Ｇが収容される収容部の一例としての筐体６２と、筐体６２の内部に設けられ感光体３２の静電潜像へ向けて現像剤Ｇを搬送する搬送体の一例としての現像ロール６４と、現像ロール６４に形成される現像剤層の厚みを規制する規制部材６６と、現像ロール６４へ付与される現像剤Ｇを攪拌しながら搬送する搬送部材６７Ａ・６７Ｂと、を備えている。なお、現像剤Ｇは、例えば、非磁性トナーと、磁性キャリアとを備えて構成されている。
【００３１】
搬送部材６７Ａ・６７Ｂは、例えば、回転可能な回転軸６８Ａと、その回転軸６８Ａにその軸周りに螺旋状に設けられた羽根部材６８Ｂと、を備えて構成されている。搬送部材６７Ａの回転軸６８Ａが回転することで、羽根部材６８Ｂが現像剤Ｇを攪拌しながら回転軸６８Ａの軸方向の一方へ搬送し、搬送部材６７Ｂの回転軸６８Ａが回転することで、羽根部材６８Ｂが現像剤Ｇを攪拌しながら回転軸６８Ａの軸方向に沿って、搬送部材６７Ａの搬送方向とは逆方向へ搬送して、現像剤Ｇを循環させるようになっている。
【００３２】
現像ロール６４は、筐体６２に対して回転可能に支持された円筒状の円筒部材７０Ａと、円筒部材７０Ａに内部に設けられ、筐体６２に対して固定された円柱状の磁性部材７０Ｂと、を備えている。
【００３３】
円筒部材７０Ａは、筐体６２から感光体３２側へ露出して、感光体３２に対向している。この円筒部材７０Ａの外周へは、円筒部材７０Ａ（現像ロール６４）の近い側に配置された搬送部材６７Ｂによって搬送される現像剤Ｇが、磁性部材７０Ｂの磁力によって付与されるようになっている。
【００３４】
現像ロール６４では、搬送部材６７Ｂから付与された現像剤Ｇを、磁性部材７０Ｂの磁力によって円筒部材７０Ａの外周に保持すると共に、円筒部材７０Ａが回転することで、感光体３２に対向する対向位置へ向けて現像剤Ｇを搬送するように構成されている。そして、感光体３２に対向する対向位置へ搬送された現像剤Ｇが、静電力等により、感光体３２へ供給されるように構成されている。
【００３５】
規制部材６６は、感光体３２と搬送部材６７Ｂとの間で円筒部材７０Ａに対向する位置に配置されており、円筒部材７０Ａに保持されて搬送される現像剤Ｇに接触して、円筒部材７０Ａに形成される現像剤層の厚みを規制するようになっている。このように、規制部材６６が現像剤層の厚みを規制することにより、円筒部材７０Ａに保持された現像剤Ｇが円筒部材７０Ａと規制部材６６との間を通過する際に、現像剤Ｇの粒子間で摩擦が生じると共に、円筒部材７０Ａに保持された現像剤Ｇと規制部材６６との間で摩擦が生じる。
【００３６】
また、規制部材６６は、筐体６２に対して固定された支持部材７２によって支持されている。
【００３７】
ここで、本実施形態では、現像剤Ｇの粒子径（具体的には、トナーの粒子径）よりも振幅が小さい力学的な超音波振動を規制部材６６に付与する付与手段の一例としての付与装置７４が、支持部材７２に対して設けられている。
【００３８】
付与装置７４は、圧電素子を備え超音波振動を発生させる振動子７６と、振動子７６で発生した超音波振動の振幅を増幅して規制部材６６に伝達する増幅器の一例としての増幅ホーン７８と、を備えて構成されている。
【００３９】
振動子７６には、その圧電素子に電圧を印加する印加部７９が、その圧電素子の表面に設けられた電極（図示省略）に電気的に接続されている。振動子７６は、印加部７９から印加される電圧に応じた振幅の振動を発生させ、印加部７９から印加される電圧の周波数に応じた周波数の振動を発生させる構成となっている。なお、付与装置７４では、支持部材７２を介して規制部材６６へ振動を付与する構成となっているが、規制部材６６に直接振動を付与する構成であってもよい。
【００４０】
なお、超音波振動とは、正常な聴力を持つ人に聴感覚を生じないほど周波数（振動数）が高い音波（弾性波）となる振動であって、具体的には、２０ｋＨｚ以上の振動をいう。また、力学的な振動とは、電気的な振動ではない、機械的な振動をいう。
【００４１】
印加部７９には、付与装置７４が規制部材６６へ付与する振動の振幅を制御する制御手段の一例としての制御部７７が接続されている。制御部７７は、印加部７９が振動子７６の圧電素子へ印加する電圧を制御することで、各画像形成モードにおける現像ロール６４の現像剤Ｇを感光体３２へ搬送する搬送速度に応じて振幅を制御する構成となっている。具体的には、制御部７７は、現像ロール６４の回転数（回転速度）に応じて振幅を制御するようになっている。
【００４２】
本実施形態では、画像形成モードは、例えば、画質や記録媒体Ｐの種類・厚さに応じたモードがあり、モードに応じて、現像ロール６４の回転数を含む画像形成速度（プロセススピード）が変化するようになっている。例えば、標準画質モードよりも高画質に画像形成する高画質モードは、標準画質モードよりも現像ロール６４の回転数が少なくなり、普通紙よりも厚い厚紙に画像形成する厚紙モードは、普通紙に画像形成する普通紙モードよりも回転数が少なくなるように構成されている。
【００４３】
図３に示すように、駆動モータ６７（図４参照）が現像ロール６４を駆動するための駆動トルクに、現像ロール６４の回転数を乗じた値は、筐体６２内の現像剤温度と比例関係にある。従って、現像ロール６４の回転数及び現像ロール６４の駆動トルクの値の少なくとも一方が高くなることで、筐体６２内の現像剤温度が上昇することになる。
【００４４】
これは、現像ロール６４の回転数が上昇すると、現像ロール６４（円筒部材７０Ａ）と規制部材６６との間を通過する現像剤Ｇの粒子間での摩擦熱Ｈ２が上昇するためである。また、現像ロール６４における駆動トルクが上昇すると、現像ロール６４（円筒部材７０Ａ）に設けられたギヤ６５における摩擦熱Ｈ１が上昇して、その熱が筐体６２内の現像剤Ｇへ伝導するためである。
【００４５】
ここで、付与装置７４によって超音波振動が付与されると、現像剤Ｇの粒子間及び現像剤Ｇと規制部材６６との間で摩擦が低減される（文献 粉体工学会 会誌 Vol.46, No.5, pp.330-337 (2009)「超音波による粒子群摩擦低減に及ぼす粒子物性の影響」参照）。これは、超音波振動により現像剤Ｇの粒子間及び現像剤Ｇと規制部材６６との間で振動周期に応じた離間と接触が発生し、単位時間に作用する摩擦抵抗が低減されるためであると考えられる。また、この超音波振動の振幅が大きくなれば、離間時間が長くなると考えられ、摩擦低減効果は高くなる。そして、この摩擦が小さくなると、現像ロール６４に回転抵抗が小さくなり駆動トルクが小さくなる。従って、現像ロール６４における駆動トルクは、図５に示すように、付与装置７４が規制部材６６へ付与する超音波振動の振幅と比例関係にある。
【００４６】
以上のことから、現像剤温度の所望の上限温度と、各画像形成モードにおける現像ロール６４の回転数とから、現像剤温度の所望の上限温度を超えないようにする駆動トルクが規定され（図３参照）、この駆動トルクから超音波振動の振幅が規定される（図５参照）。なお、現像剤温度の所望の上限温度は、例えば、現像剤Ｇ（トナー）が融解する温度によって設定される。
【００４７】
そこで、本実施形態では、制御部７７において、各画像形成モードにおける現像ロール６４の回転数（回転速度）に応じた超音波振動の振幅を予め設定してテーブル化し、制御部７７は、入力された画像形成モードに応じた振幅を当該テーブルから参照して、その振幅に対応した電圧が印加されるように印加部７９を制御する。
【００４８】
なお、制御部７７においては、以下の手順のように、テーブルを参照せずに、超音波振動の振幅を決定する構成であってもよい。制御部７７は、まず、各画像形成モードにおける現像ロール６４の回転数を取得すると、その現像ロール６４の回転数と、予め設定された現像剤温度が所望の上限温度とから定まる現像ロール６４における許容トルクを得る（図３参照）。次に、制御部７７は、その許容トルクから定まる振幅を得る（図５参照）そして、制御部７７は、その振幅に対応した電圧が印加されるように印加部７９を制御する。
【００４９】
また、規制部材６６へ付与される振動の振幅は、少なくとも、規制部材６６に規制されて形成される現像剤層の厚さよりも小さく、さらに、現像剤Ｇを構成する粒子の粒子径よりも小さくなっている。例えば、現像剤Ｇがトナー及びキャリアで構成される場合においては、上記振幅は、トナー及びキャリアのいずれの粒子よりも小さい。
【００５０】
具体的には、例えば、現像剤層の厚さが１０〜２０μｍで、トナーの粒子径が５μｍに対して、振幅がトナーの粒子径の１／１０以下である０．２μｍに設定される。
【００５１】
なお、制御部７７は、画像形成装置１０の各部の動作を制御する制御部２０（図１参照）で構成されていてもよいし、制御部２０とは別に構成されたものであってもよい。
【００５２】
（本実施形態の作用）
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００５３】
搬送部材６７Ｂから現像ロール６４の円筒部材７０Ａへ供給された現像剤Ｇは、磁性部材７０Ｂの磁力によって円筒部材７０Ａの外周に保持されると共に円筒部材７０Ａが回転することで、感光体３２に対向する対向位置へ向けて搬送される。
【００５４】
円筒部材７０Ａに保持された状態で、対向位置へ搬送される現像剤Ｇに対して、規制部材６６が接触して、円筒部材７０Ａに形成される現像剤層の厚みが規制される。
【００５５】
本実施形態では、付与装置７４が、支持部材７２を介して超音波振動を規制部材６６へ付与する。これにより、現像剤Ｇの各粒子間、現像剤Ｇの粒子と規制部材６６との間で超音波振動周期に応じた離間と接触がおこると考えられ、現像ロール６４（円筒部材７０Ａ）と規制部材６６との間を通過する現像剤Ｇの粒子間で生じる摩擦及び、現像剤Ｇと規制部材６６との間で生じる摩擦が低減される。これにより、現像ロール６４に保持された現像剤Ｇが現像ロール６４と規制部材６６との間を通過する際の通過抵抗、すなわち、現像ロール６４の回転抵抗が低減され、現像ロール６４を回転駆動する際の駆動トルクの増加が抑制される。
【００５６】
現像ロール６４と規制部材６６との間を通過する現像剤Ｇの粒子間で生じる摩擦が低減されることにより、その摩擦による摩擦熱Ｈ２（図４参照）が低減され、現像剤Ｇの昇温が抑制される。また、現像ロール６４の駆動トルクの増加が抑制されることにより、現像ロール６４のギヤ６５での摩擦熱が低減され、現像剤Ｇの昇温が抑制される。これにより、現像剤Ｇに生じる融解などの劣化による画像劣化が抑制される。
【００５７】
なお、現像ロール６４のギヤにおける摩擦熱は、筐体６２などを通じて現像剤Ｇへ伝導することで現像剤Ｇが昇温するものと考えられる。
【００５８】
また、本実施形態では、制御部７７によって、各画像形成モードにおける現像ロール６４の回転数（回転速度）に応じて、付与装置７４が規制部材６６へ付与する振動の振幅を制御するので、効率よく、現像剤Ｇの昇温が管理される。これにより、無駄に、規制部材６６へ振動を付与しなくなるので、省エネルギーにつながる。
【００５９】
また、制御部７７による振幅の制御により、摩擦熱による劣化が生じない範囲で、現像剤Ｇに対して摩擦による帯電を生じさせて、現像剤Ｇを感光体３２へ良好に供給するための静電力が得られるので、画質維持と現像剤Ｇの昇温との両立が図れる。
【００６０】
また、本実施形態では、現像剤Ｇに接触する規制部材６６自体の形状や材質に変更を加えるのではなく、規制部材６６の振動によって摩擦を低減するので、規制部材６６の現像剤Ｇに対する接触面の形状を変えて接触面積を小さくする構成や、摩擦係数の小さい材料を規制部材６６と現像剤Ｇとの間に介在させて摩擦を低減する構成に比べて、現像剤層の層形成に影響を与えにくい。
【００６１】
また、本実施形態では、発生した熱を逃がすのではなく、熱源となる摩擦熱の発生を抑制するので、空冷することにより現像剤Ｇの昇温を抑制する構成に比べて、熱を逃がすための経路等を確保する必要がなく、省スペースとなり、装置が小型化される。
【００６２】
また、超音波振動の振幅は、規制部材６６に規制されて形成される現像剤層及び現像剤Ｇを構成する粒子の粒子径よりも小さいため、現像剤層の層厚の均一性に影響を与えにくい。
【００６３】
なお、付与装置としては、上記の付与装置７４に限られず、例えば、下記の変形例に示すものであってもよく、現像剤Ｇの粒子径よりも振幅が小さい力学的な超音波振動を、現像ロール６４に保持された現像剤Ｇ、現像ロール６４及び規制部材６６の少なくとも一つに付与するものであればよい。
【００６４】
（第１変形例に係る付与装置）
次に、第１変形例に係る付与装置を説明する。
【００６５】
第１変形例に係る付与装置８０は、図６に示すように、現像剤Ｇの粒子径よりも振幅が小さい力学的な超音波振動を現像ロール６４に付与する付与手段の一例として構成されている。具体的には、付与装置８０では、圧電素子を備え超音波振動を発生させる振動子８２が、円筒部材７０Ａの内周に固定されている。
【００６６】
振動子８２は、図７に示すように、周方向の一部において、軸方向の一端から他端に渡って隙間Ｓが形成された円筒状で構成されている。
【００６７】
現像ロール６４の磁性部材７０Ｂの軸方向両端部に設けられた軸部７０Ｃは、軸受８４で支持されると共に、現像装置６０の筐体６２に対して固定されている。
【００６８】
軸受８４は、円筒部材７０Ａに対して固定されており、軸受８４が回転することにより、円筒部材７０Ａ及び振動子８２が一体に回転するようになっている。
【００６９】
振動子８２には、図６に示すように、その圧電素子に電圧を印加する印加部８３が、配線８１を介して、その圧電素子の表面に設けられた電極（図示省略）に電気的に接続されている。
【００７０】
配線８１は、図８に示すように、振動子８２の軸方向一端部であって、隙間Ｓを間に挟む周方向一端部及び他端部に一端部がそれぞれ接続された電線８６Ａ、８６Ｂを備えている。電線８６Ａ、８６Ｂの他端部は、軸受８４の外周に周方向に沿って一対設けられた環状の接続端子８８Ａ、８８Ｂにそれぞれ接続されている。
【００７１】
接続端子８８Ａ、８８Ｂのそれぞれには、接続端子８８Ａ、８８Ｂに弾性力等により押し当てられた接続端子８９Ａ、８９Ｂが設けられている。接続端子８９Ａ、８９Ｂは、軸受８４が回転した場合でも接続端子８８Ａ、８８Ｂ上を滑りながら、相対的に動くので接続端子８８Ａ、８８Ｂに対する接触状態が維持されようになっている。
【００７２】
接続端子８９Ａ、８９Ｂに接続された印加部８３から、接続端子８９Ａ、８９Ｂ及び電線８６Ａ、８６Ｂを通じて振動子８２の圧電素子に電圧が印加されると、振動子８２は、円筒部材７０Ａの径方向へ変形して振動を生じさせるようになっている。振動子８２は、印加部８３から印加される電圧に応じた振幅の振動を発生させ、印加部８３から印加される電圧の周波数に応じた周波数の振動を発生させる構成となっている。印加部８３には、図６に示すように、上記の制御部７７が接続されており、付与装置７４における場合と同様に制御される。
【００７３】
なお、現像ロール６４に振動を生じさせる構成としては、図９に示すように、圧電素子を備え超音波振動を発生させる振動子８２を、円筒部材７０Ａの軸方向両端部に配置した構成であってもよい。図９に示す構成では、振動子８２は、軸部７０Ｃに回転可能に取り付けられると共に、円筒部材７０Ａの軸方向端部と軸受８４との間で、円筒部材７０Ａ及び軸受８４に固定されている。
【００７４】
（第２変形例に係る付与装置）
次に、第２変形例に係る付与装置を説明する。
【００７５】
第２変形例に係る付与装置９０は、図１０に示すように、現像剤Ｇの粒子径よりも振幅が小さい力学的な超音波振動を、現像ロール６４に保持された現像剤Ｇへ付与する付与手段の一例として構成されている。
【００７６】
第２変形例に係る付与装置９０は、圧電素子を備え超音波振動を発生させる振動子９２と、振動子９２で発生した超音波振動の振幅を増幅して現像剤Ｇへ伝達する増幅器の一例としての導音ダクト９４と、を備えて構成されている。
【００７７】
導音ダクト９４は、具体的には、ダクト内で共鳴させることで増幅させた振動を、現像ロール６４と規制部材６６との間の近傍であって現像ロール６４と規制部材６６との間よりも搬送方向上流側に存在する現像剤Ｇに対して照射するようになっている。これにより、現像ロール６４に接触する現像剤Ｇ及び規制部材６６に接触する現像剤Ｇが振動するようになっている。
【００７８】
振動子９２には、その圧電素子に電圧を印加する印加部９６が、その圧電素子の表面に設けられた電極（図示省略）に電気的に接続されている。振動子９２は、印加部９６から印加される電圧に応じた振幅の振動を発生させ、印加部９６から印加される電圧の周波数に応じた周波数の振動を発生させる構成となっている。印加部９６には、上記の制御部７７が接続されており、同様に制御される。
【００７９】
なお、現像ロール６４に保持された現像剤Ｇへ力学的な超音波振動を付与する付与手段としては、現像ロール６４と規制部材６６との間に存在する現像剤Ｇに振動を照射する構成であってもよく、現像ロール６４と規制部材６６との間よりも搬送方向下流側に存在する現像剤Ｇに振動を照射する構成であってもよい。
【００８０】
また、本実施形態では、付与装置７４、８０、９０が付与する振動の振幅を制御していたが、振幅を制御せず、予め定められた振幅による超音波振動を付与する構成であってもよい。また、現像装置としては、付与装置７４、８０、９０のいずれかを複数備えた構成であってもよい。
【００８１】
本発明は、上記の実施形態に限るものではなく、種々の変形、変更、改良が可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１０ 画像形成装置
３２ 感光体（像保持体の一例）
３４ 帯電ロール（帯電装置の一例）
３６ 露光装置
６０ 現像装置
６４ 現像ロール（搬送体の一例）
６６ 規制部材
７４ 付与装置（付与手段の一例）
７７ 制御部（制御手段の一例）
８０ 付与装置（付与手段の一例）
９０ 付与装置（付与手段の一例）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、以下に示す現像装置が開示されている。この現像装置では、振動子４に繊維ブラシ３を接合させ、現像スリーブ１と間隔をおいて配置する。振動子４は駆動回路９によって駆動され、繊維ブラシ３と現像スリーブ１との間にはバイアス電源１０によるバイアス電圧の印加で電界が発生している。振動子４の振動で繊維ブラシ３により撹乱され摩擦帯電したトナー８は、前記電界による静電引力を受けて現像スリーブ１に搬送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１９６１４号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、現像剤を搬送する搬送体と、その現像剤に接触して現像剤層の厚みを規制する規制部材との間を通過する現像剤の粒子間で生じる摩擦を低減することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、現像剤を外周に保持すると共に自らが回転して、潜像へ向けて該現像剤を搬送する搬送体と、前記搬送体の外周に対向され、前記搬送体が搬送する現像剤に接触して、前記搬送体に形成される現像剤層の厚みを規制する規制部材と、前記現像剤の粒子径よりも振幅が小さい力学的な超音波振動を、前記搬送体に保持された現像剤、前記搬送体及び前記規制部材の少なくとも一つに付与する付与手段と、を備える現像装置である。
【０００６】
請求項２の発明は、像を保持可能な像保持体と、前記像保持体を帯電させる帯電装置と、前記帯電装置によって帯電した前記像保持体を露光し、静電潜像を形成する露光装置と、前記露光装置によって前記像保持体に形成された静電潜像を現像する請求項１に記載の現像装置と、を備える画像形成装置である。
【０００７】
請求項３の発明は、各画像形成モードにおける前記搬送体の搬送速度に応じて、前記付与手段が付与する振動の振幅を制御する制御手段を備える請求項２に記載の画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の請求項１の構成によれば、振動を付与する付与手段を備えない場合に比べ、搬送体と規制部材との間を通過する現像剤の粒子間で生じる摩擦を低減することができる。
【０００９】
本発明の請求項２の構成によれば、振動を付与する付与手段を備えない場合に比べ、搬送体と規制部材との間を通過する現像剤の粒子間で生じる摩擦熱に起因する画像劣化を抑制することができる。
【００１０】
本発明の請求項３の構成によれば、搬送体の搬送速度に応じて振幅を制御する制御手段を備えない場合に比べ、搬送体と規制部材との間を通過する現像剤の粒子間で生じる摩擦熱による昇温を管理できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る現像装置の構成を示す概略図である。
【図３】図３は、現像ロールを駆動するための駆動トルクに現像ロールの回転数を乗じた値と、筐体内の現像剤温度との関係を示すグラフである。
【図４】図４は、本実施形態に係る現像装置における摩擦熱の発生部分を示す斜視図である。
【図５】図５は、現像ロールを駆動するための駆動トルクと、付与装置が付与する振動の振幅との関係を示すグラフである。
【図６】図６は、第１変形例に係る現像装置の構成を示す概略図である。
【図７】図７は、第１変形例に係る現像装置における振動子の構成を示す斜視図である。
【図８】図８は、第１変形例に係る現像装置における振動子への配線の構成を示す斜視図である。
【図９】図９は、第１変形例に係る現像装置における振動子の変形例の構成を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、第２変形例に係る現像装置の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。
【００１３】
（本実施形態に係る画像形成装置の構成）
まず、本実施形態に係る画像形成装置の構成を説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。なお、図中に示す矢印ＵＰは鉛直方向上方を示す。
【００１４】
画像形成装置１０は、図１に示すように、各構成部品が内部に収容される画像形成装置本体１１を備えている。
【００１５】
画像形成装置本体１１の内部には、用紙等の記録媒体Ｐが収容される記録媒体収容部１２と、記録媒体Ｐに画像を形成する画像形成部１４と、記録媒体収容部１２から画像形成部１４へ記録媒体Ｐを搬送する搬送部１６と、画像形成装置１０の各部の動作を制御する制御部２０と、が設けられている。また、画像形成装置本体１１の上部には、画像形成部１４によって画像が形成された記録媒体Ｐが排出される記録媒体排出部１８が設けられている。
【００１６】
画像形成部１４は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像を形成する画像形成ユニット２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ（以下、２２Ｙ〜２２Ｋと示す）と、画像形成ユニット２２Ｙ〜２２Ｋで形成されたトナー画像が転写される転写体の一例としての中間転写ベルト２４と、画像形成ユニット２２Ｙ〜２２Ｋで形成されたトナー画像を中間転写ベルト２４に転写する第１転写部材の一例としての第１転写ロール２６と、第１転写ロール２６によって中間転写ベルト２４に転写されたトナー画像を中間転写ベルト２４から記録媒体Ｐへ転写する第２転写部材の一例としての第２転写ロール２８と、を備えている。
【００１７】
画像形成ユニット２２Ｙ〜２２Ｋは、水平方向に沿って画像形成装置１０の上下方向中央部に並んで配置されている。また、画像形成ユニット２２Ｙ〜２２Ｋは、像を保持する像保持体の一例として、一方向（図１における時計回り方向）へ回転する感光体３２をそれぞれ有している。
【００１８】
各感光体３２の周囲には、感光体３２の回転方向上流側から順に、感光体３２を帯電させる帯電装置の一例としての帯電ロール３４と、帯電ロール３４によって帯電した感光体３２が露光されて形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像装置６０と、感光体３２に形成されたトナー画像が中間転写ベルト２４に転写された後に感光体３２に残留しているトナーを除去する除去装置４０と、が設けられている。
【００１９】
また、画像形成ユニット２２Ｙ〜２２Ｋの下方には、帯電ロール３４によって帯電した各感光体３２を露光して静電潜像を形成する露光装置３６が設けられている。露光装置３６は、制御部２０から送られた画像信号に基づき静電潜像を形成するようになっている。制御部２０から送られる画像信号としては、例えば、制御部２０が外部装置から取得した画像信号がある。
【００２０】
中間転写ベルト２４は、環状に形成されると共に、画像形成ユニット２２Ｙ〜２２Ｋの上側に配置されている。中間転写ベルト２４の内周側に、中間転写ベルト２４が巻き掛けられる巻掛ロール４２，４４が設けられている。中間転写ベルト２４は、巻掛ロール４２，４４のいずれかが回転駆動することによって、感光体３２と接触しながら一方向（図１における反時計回り方向）へ循環移動（回転）するようになっている。なお、巻掛ロール４２は、第２転写ロール２８に対向する対向ロールとされている。
【００２１】
第１転写ロール２６は、中間転写ベルト２４を挟んで感光体３２に対向している。第１転写ロール２６と感光体３２との間が、感光体３２に形成されたトナー画像が中間転写ベルト２４に転写される第１転写位置とされている。
【００２２】
第２転写ロール２８は、中間転写ベルト２４を挟んで巻掛ロール４２と対向している。第２転写ロール２８と巻掛ロール４２との間が、中間転写ベルト２４に転写されたトナー画像が記録媒体Ｐに転写される第２転写位置とされている。
【００２３】
搬送部１６は、記録媒体収容部１２に収容された記録媒体Ｐを送り出す送出ロール４６と、送出ロール４６に送り出された記録媒体Ｐが搬送される搬送路４８と、搬送路４８に沿って配置され送出ロール４６によって送り出された記録媒体Ｐを第２転写位置へ搬送する複数の搬送ロール５０と、が設けられている。
【００２４】
第２転写位置より搬送方向下流側には、第２転写ロール２８によって中間転写ベルト２４から記録媒体Ｐへ第２転写位置で転写されたトナー画像を記録媒体Ｐに定着させる定着装置３０が設けられている。定着装置３０よりも搬送方向下流側には、トナー画像が定着された記録媒体Ｐを記録媒体排出部１８へ排出する排出ロール５２が設けられている。
【００２５】
次に、本実施形態に係る画像形成装置１０における、記録媒体Ｐへ画像を形成する画像形成動作について説明する。
【００２６】
本実施形態に係る画像形成装置１０では、記録媒体収容部１２から送出ロール４６によって送り出された記録媒体Ｐが、複数の搬送ロール５０によって第２転写位置へ送り込まれる。
【００２７】
一方、画像形成ユニット２２Ｙ〜２２Ｋでは、帯電ロール３４によって帯電した感光体３２が、露光装置３６によって露光されて感光体３２に静電潜像が形成される。その静電潜像が現像装置６０によって現像されて感光体３２にトナー画像が形成される。画像形成ユニット２２Ｙ〜２２Ｋで形成された各色のトナー画像は、第１転写位置にて中間転写ベルト２４に重ねられて、カラー画像が形成される。そして、中間転写ベルト２４に形成されたカラー画像が、第２転写位置にて記録媒体Ｐへ転写される。
【００２８】
トナー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着装置３０へ搬送され、転写されたトナー画像が定着装置３０により定着される。トナー画像が定着された記録媒体Ｐは、排出ロール５２によって記録媒体排出部１８に排出される。以上のように、一連の画像形成動作が行われる。
【００２９】
（現像装置６０の構成）
次に、現像装置６０の構成について説明する。図２は、現像装置６０の構成を示す概略図である。
【００３０】
現像装置６０は、現像剤Ｇが収容される収容部の一例としての筐体６２と、筐体６２の内部に設けられ感光体３２の静電潜像へ向けて現像剤Ｇを搬送する搬送体の一例としての現像ロール６４と、現像ロール６４に形成される現像剤層の厚みを規制する規制部材６６と、現像ロール６４へ付与される現像剤Ｇを攪拌しながら搬送する搬送部材６７Ａ・６７Ｂと、を備えている。なお、現像剤Ｇは、例えば、非磁性トナーと、磁性キャリアとを備えて構成されている。
【００３１】
搬送部材６７Ａ・６７Ｂは、例えば、回転可能な回転軸６８Ａと、その回転軸６８Ａにその軸周りに螺旋状に設けられた羽根部材６８Ｂと、を備えて構成されている。搬送部材６７Ａの回転軸６８Ａが回転することで、羽根部材６８Ｂが現像剤Ｇを攪拌しながら回転軸６８Ａの軸方向の一方へ搬送し、搬送部材６７Ｂの回転軸６８Ａが回転することで、羽根部材６８Ｂが現像剤Ｇを攪拌しながら回転軸６８Ａの軸方向に沿って、搬送部材６７Ａの搬送方向とは逆方向へ搬送して、現像剤Ｇを循環させるようになっている。
【００３２】
現像ロール６４は、筐体６２に対して回転可能に支持された円筒状の円筒部材７０Ａと、円筒部材７０Ａに内部に設けられ、筐体６２に対して固定された円柱状の磁性部材７０Ｂと、を備えている。
【００３３】
円筒部材７０Ａは、筐体６２から感光体３２側へ露出して、感光体３２に対向している。この円筒部材７０Ａの外周へは、円筒部材７０Ａ（現像ロール６４）の近い側に配置された搬送部材６７Ｂによって搬送される現像剤Ｇが、磁性部材７０Ｂの磁力によって付与されるようになっている。
【００３４】
現像ロール６４では、搬送部材６７Ｂから付与された現像剤Ｇを、磁性部材７０Ｂの磁力によって円筒部材７０Ａの外周に保持すると共に、円筒部材７０Ａが回転することで、感光体３２に対向する対向位置へ向けて現像剤Ｇを搬送するように構成されている。そして、感光体３２に対向する対向位置へ搬送された現像剤Ｇが、静電力等により、感光体３２へ供給されるように構成されている。
【００３５】
規制部材６６は、感光体３２と搬送部材６７Ｂとの間で円筒部材７０Ａに対向する位置に配置されており、円筒部材７０Ａに保持されて搬送される現像剤Ｇに接触して、円筒部材７０Ａに形成される現像剤層の厚みを規制するようになっている。このように、規制部材６６が現像剤層の厚みを規制することにより、円筒部材７０Ａに保持された現像剤Ｇが円筒部材７０Ａと規制部材６６との間を通過する際に、現像剤Ｇの粒子間で摩擦が生じると共に、円筒部材７０Ａに保持された現像剤Ｇと規制部材６６との間で摩擦が生じる。
【００３６】
また、規制部材６６は、筐体６２に対して固定された支持部材７２によって支持されている。
【００３７】
ここで、本実施形態では、現像剤Ｇの粒子径（具体的には、トナーの粒子径）よりも振幅が小さい力学的な超音波振動を規制部材６６に付与する付与手段の一例としての付与装置７４が、支持部材７２に対して設けられている。
【００３８】
付与装置７４は、圧電素子を備え超音波振動を発生させる振動子７６と、振動子７６で発生した超音波振動の振幅を増幅して規制部材６６に伝達する増幅器の一例としての増幅ホーン７８と、を備えて構成されている。
【００３９】
振動子７６には、その圧電素子に電圧を印加する印加部７９が、その圧電素子の表面に設けられた電極（図示省略）に電気的に接続されている。振動子７６は、印加部７９から印加される電圧に応じた振幅の振動を発生させ、印加部７９から印加される電圧の周波数に応じた周波数の振動を発生させる構成となっている。なお、付与装置７４では、支持部材７２を介して規制部材６６へ振動を付与する構成となっているが、規制部材６６に直接振動を付与する構成であってもよい。
【００４０】
なお、超音波振動とは、正常な聴力を持つ人に聴感覚を生じないほど周波数（振動数）が高い音波（弾性波）となる振動であって、具体的には、２０ｋＨｚ以上の振動をいう。また、力学的な振動とは、電気的な振動ではない、機械的な振動をいう。
【００４１】
印加部７９には、付与装置７４が規制部材６６へ付与する振動の振幅を制御する制御手段の一例としての制御部７７が接続されている。制御部７７は、印加部７９が振動子７６の圧電素子へ印加する電圧を制御することで、各画像形成モードにおける現像ロール６４の現像剤Ｇを感光体３２へ搬送する搬送速度に応じて振幅を制御する構成となっている。具体的には、制御部７７は、現像ロール６４の回転数（回転速度）に応じて振幅を制御するようになっている。
【００４２】
本実施形態では、画像形成モードは、例えば、画質や記録媒体Ｐの種類・厚さに応じたモードがあり、モードに応じて、現像ロール６４の回転数を含む画像形成速度（プロセススピード）が変化するようになっている。例えば、標準画質モードよりも高画質に画像形成する高画質モードは、標準画質モードよりも現像ロール６４の回転数が少なくなり、普通紙よりも厚い厚紙に画像形成する厚紙モードは、普通紙に画像形成する普通紙モードよりも回転数が少なくなるように構成されている。
【００４３】
図３に示すように、駆動モータ６７（図４参照）が現像ロール６４を駆動するための駆動トルクに、現像ロール６４の回転数を乗じた値は、筐体６２内の現像剤温度と比例関係にある。従って、現像ロール６４の回転数及び現像ロール６４の駆動トルクの値の少なくとも一方が高くなることで、筐体６２内の現像剤温度が上昇することになる。
【００４４】
これは、現像ロール６４の回転数が上昇すると、現像ロール６４（円筒部材７０Ａ）と規制部材６６との間を通過する現像剤Ｇの粒子間での摩擦熱Ｈ２が上昇するためである。また、現像ロール６４における駆動トルクが上昇すると、現像ロール６４（円筒部材７０Ａ）に設けられたギヤ６５における摩擦熱Ｈ１が上昇して、その熱が筐体６２内の現像剤Ｇへ伝導するためである。
【００４５】
ここで、付与装置７４によって超音波振動が付与されると、現像剤Ｇの粒子間及び現像剤Ｇと規制部材６６との間で摩擦が低減される（文献 粉体工学会 会誌 Vol.46, No.5, pp.330-337 (2009)「超音波による粒子群摩擦低減に及ぼす粒子物性の影響」参照）。これは、超音波振動により現像剤Ｇの粒子間及び現像剤Ｇと規制部材６６との間で振動周期に応じた離間と接触が発生し、単位時間に作用する摩擦抵抗が低減されるためであると考えられる。また、この超音波振動の振幅が大きくなれば、離間時間が長くなると考えられ、摩擦低減効果は高くなる。そして、この摩擦が小さくなると、現像ロール６４に回転抵抗が小さくなり駆動トルクが小さくなる。従って、現像ロール６４における駆動トルクは、図５に示すように、付与装置７４が規制部材６６へ付与する超音波振動の振幅と比例関係にある。
【００４６】
以上のことから、現像剤温度の所望の上限温度と、各画像形成モードにおける現像ロール６４の回転数とから、現像剤温度の所望の上限温度を超えないようにする駆動トルクが規定され（図３参照）、この駆動トルクから超音波振動の振幅が規定される（図５参照）。なお、現像剤温度の所望の上限温度は、例えば、現像剤Ｇ（トナー）が融解する温度によって設定される。
【００４７】
そこで、本実施形態では、制御部７７において、各画像形成モードにおける現像ロール６４の回転数（回転速度）に応じた超音波振動の振幅を予め設定してテーブル化し、制御部７７は、入力された画像形成モードに応じた振幅を当該テーブルから参照して、その振幅に対応した電圧が印加されるように印加部７９を制御する。
【００４８】
なお、制御部７７においては、以下の手順のように、テーブルを参照せずに、超音波振動の振幅を決定する構成であってもよい。制御部７７は、まず、各画像形成モードにおける現像ロール６４の回転数を取得すると、その現像ロール６４の回転数と、予め設定された現像剤温度が所望の上限温度とから定まる現像ロール６４における許容トルクを得る（図３参照）。次に、制御部７７は、その許容トルクから定まる振幅を得る（図５参照）そして、制御部７７は、その振幅に対応した電圧が印加されるように印加部７９を制御する。
【００４９】
また、規制部材６６へ付与される振動の振幅は、少なくとも、規制部材６６に規制されて形成される現像剤層の厚さよりも小さく、さらに、現像剤Ｇを構成する粒子の粒子径よりも小さくなっている。例えば、現像剤Ｇがトナー及びキャリアで構成される場合においては、上記振幅は、トナー及びキャリアのいずれの粒子よりも小さい。
【００５０】
具体的には、例えば、現像剤層の厚さが１０〜２０μｍで、トナーの粒子径が５μｍに対して、振幅がトナーの粒子径の１／１０以下である０．２μｍに設定される。
【００５１】
なお、制御部７７は、画像形成装置１０の各部の動作を制御する制御部２０（図１参照）で構成されていてもよいし、制御部２０とは別に構成されたものであってもよい。
【００５２】
（本実施形態の作用）
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００５３】
搬送部材６７Ｂから現像ロール６４の円筒部材７０Ａへ供給された現像剤Ｇは、磁性部材７０Ｂの磁力によって円筒部材７０Ａの外周に保持されると共に円筒部材７０Ａが回転することで、感光体３２に対向する対向位置へ向けて搬送される。
【００５４】
円筒部材７０Ａに保持された状態で、対向位置へ搬送される現像剤Ｇに対して、規制部材６６が接触して、円筒部材７０Ａに形成される現像剤層の厚みが規制される。
【００５５】
本実施形態では、付与装置７４が、支持部材７２を介して超音波振動を規制部材６６へ付与する。これにより、現像剤Ｇの各粒子間、現像剤Ｇの粒子と規制部材６６との間で超音波振動周期に応じた離間と接触がおこると考えられ、現像ロール６４（円筒部材７０Ａ）と規制部材６６との間を通過する現像剤Ｇの粒子間で生じる摩擦及び、現像剤Ｇと規制部材６６との間で生じる摩擦が低減される。これにより、現像ロール６４に保持された現像剤Ｇが現像ロール６４と規制部材６６との間を通過する際の通過抵抗、すなわち、現像ロール６４の回転抵抗が低減され、現像ロール６４を回転駆動する際の駆動トルクの増加が抑制される。
【００５６】
現像ロール６４と規制部材６６との間を通過する現像剤Ｇの粒子間で生じる摩擦が低減されることにより、その摩擦による摩擦熱Ｈ２（図４参照）が低減され、現像剤Ｇの昇温が抑制される。また、現像ロール６４の駆動トルクの増加が抑制されることにより、現像ロール６４のギヤ６５での摩擦熱が低減され、現像剤Ｇの昇温が抑制される。これにより、現像剤Ｇに生じる融解などの劣化による画像劣化が抑制される。
【００５７】
なお、現像ロール６４のギヤにおける摩擦熱は、筐体６２などを通じて現像剤Ｇへ伝導することで現像剤Ｇが昇温するものと考えられる。
【００５８】
また、本実施形態では、制御部７７によって、各画像形成モードにおける現像ロール６４の回転数（回転速度）に応じて、付与装置７４が規制部材６６へ付与する振動の振幅を制御するので、効率よく、現像剤Ｇの昇温が管理される。これにより、無駄に、規制部材６６へ振動を付与しなくなるので、省エネルギーにつながる。
【００５９】
また、制御部７７による振幅の制御により、摩擦熱による劣化が生じない範囲で、現像剤Ｇに対して摩擦による帯電を生じさせて、現像剤Ｇを感光体３２へ良好に供給するための静電力が得られるので、画質維持と現像剤Ｇの昇温との両立が図れる。
【００６０】
また、本実施形態では、現像剤Ｇに接触する規制部材６６自体の形状や材質に変更を加えるのではなく、規制部材６６の振動によって摩擦を低減するので、規制部材６６の現像剤Ｇに対する接触面の形状を変えて接触面積を小さくする構成や、摩擦係数の小さい材料を規制部材６６と現像剤Ｇとの間に介在させて摩擦を低減する構成に比べて、現像剤層の層形成に影響を与えにくい。
【００６１】
また、本実施形態では、発生した熱を逃がすのではなく、熱源となる摩擦熱の発生を抑制するので、空冷することにより現像剤Ｇの昇温を抑制する構成に比べて、熱を逃がすための経路等を確保する必要がなく、省スペースとなり、装置が小型化される。
【００６２】
また、超音波振動の振幅は、規制部材６６に規制されて形成される現像剤層及び現像剤Ｇを構成する粒子の粒子径よりも小さいため、現像剤層の層厚の均一性に影響を与えにくい。
【００６３】
なお、付与装置としては、上記の付与装置７４に限られず、例えば、下記の変形例に示すものであってもよく、現像剤Ｇの粒子径よりも振幅が小さい力学的な超音波振動を、現像ロール６４に保持された現像剤Ｇ、現像ロール６４及び規制部材６６の少なくとも一つに付与するものであればよい。
【００６４】
（第１変形例に係る付与装置）
次に、第１変形例に係る付与装置を説明する。
【００６５】
第１変形例に係る付与装置８０は、図６に示すように、現像剤Ｇの粒子径よりも振幅が小さい力学的な超音波振動を現像ロール６４に付与する付与手段の一例として構成されている。具体的には、付与装置８０では、圧電素子を備え超音波振動を発生させる振動子８２が、円筒部材７０Ａの内周に固定されている。
【００６６】
振動子８２は、図７に示すように、周方向の一部において、軸方向の一端から他端に渡って隙間Ｓが形成された円筒状で構成されている。
【００６７】
現像ロール６４の磁性部材７０Ｂの軸方向両端部に設けられた軸部７０Ｃは、軸受８４で支持されると共に、現像装置６０の筐体６２に対して固定されている。
【００６８】
軸受８４は、円筒部材７０Ａに対して固定されており、軸受８４が回転することにより、円筒部材７０Ａ及び振動子８２が一体に回転するようになっている。
【００６９】
振動子８２には、図６に示すように、その圧電素子に電圧を印加する印加部８３が、配線８１を介して、その圧電素子の表面に設けられた電極（図示省略）に電気的に接続されている。
【００７０】
配線８１は、図８に示すように、振動子８２の軸方向一端部であって、隙間Ｓを間に挟む周方向一端部及び他端部に一端部がそれぞれ接続された電線８６Ａ、８６Ｂを備えている。電線８６Ａ、８６Ｂの他端部は、軸受８４の外周に周方向に沿って一対設けられた環状の接続端子８８Ａ、８８Ｂにそれぞれ接続されている。
【００７１】
接続端子８８Ａ、８８Ｂのそれぞれには、接続端子８８Ａ、８８Ｂに弾性力等により押し当てられた接続端子８９Ａ、８９Ｂが設けられている。接続端子８９Ａ、８９Ｂは、軸受８４が回転した場合でも接続端子８８Ａ、８８Ｂ上を滑りながら、相対的に動くので接続端子８８Ａ、８８Ｂに対する接触状態が維持されようになっている。
【００７２】
接続端子８９Ａ、８９Ｂに接続された印加部８３から、接続端子８９Ａ、８９Ｂ及び電線８６Ａ、８６Ｂを通じて振動子８２の圧電素子に電圧が印加されると、振動子８２は、円筒部材７０Ａの径方向へ変形して振動を生じさせるようになっている。振動子８２は、印加部８３から印加される電圧に応じた振幅の振動を発生させ、印加部８３から印加される電圧の周波数に応じた周波数の振動を発生させる構成となっている。印加部８３には、図６に示すように、上記の制御部７７が接続されており、付与装置７４における場合と同様に制御される。
【００７３】
なお、現像ロール６４に振動を生じさせる構成としては、図９に示すように、圧電素子を備え超音波振動を発生させる振動子８２を、円筒部材７０Ａの軸方向両端部に配置した構成であってもよい。図９に示す構成では、振動子８２は、軸部７０Ｃに回転可能に取り付けられると共に、円筒部材７０Ａの軸方向端部と軸受８４との間で、円筒部材７０Ａ及び軸受８４に固定されている。
【００７４】
（第２変形例に係る付与装置）
次に、第２変形例に係る付与装置を説明する。
【００７５】
第２変形例に係る付与装置９０は、図１０に示すように、現像剤Ｇの粒子径よりも振幅が小さい力学的な超音波振動を、現像ロール６４に保持された現像剤Ｇへ付与する付与手段の一例として構成されている。
【００７６】
第２変形例に係る付与装置９０は、圧電素子を備え超音波振動を発生させる振動子９２と、振動子９２で発生した超音波振動の振幅を増幅して現像剤Ｇへ伝達する増幅器の一例としての導音ダクト９４と、を備えて構成されている。
【００７７】
導音ダクト９４は、具体的には、ダクト内で共鳴させることで増幅させた振動を、現像ロール６４と規制部材６６との間の近傍であって現像ロール６４と規制部材６６との間よりも搬送方向上流側に存在する現像剤Ｇに対して照射するようになっている。これにより、現像ロール６４に接触する現像剤Ｇ及び規制部材６６に接触する現像剤Ｇが振動するようになっている。
【００７８】
振動子９２には、その圧電素子に電圧を印加する印加部９６が、その圧電素子の表面に設けられた電極（図示省略）に電気的に接続されている。振動子９２は、印加部９６から印加される電圧に応じた振幅の振動を発生させ、印加部９６から印加される電圧の周波数に応じた周波数の振動を発生させる構成となっている。印加部９６には、上記の制御部７７が接続されており、同様に制御される。
【００７９】
なお、現像ロール６４に保持された現像剤Ｇへ力学的な超音波振動を付与する付与手段としては、現像ロール６４と規制部材６６との間に存在する現像剤Ｇに振動を照射する構成であってもよく、現像ロール６４と規制部材６６との間よりも搬送方向下流側に存在する現像剤Ｇに振動を照射する構成であってもよい。
【００８０】
また、本実施形態では、付与装置７４、８０、９０が付与する振動の振幅を制御していたが、振幅を制御せず、予め定められた振幅による超音波振動を付与する構成であってもよい。また、現像装置としては、付与装置７４、８０、９０のいずれかを複数備えた構成であってもよい。
【００８１】
本発明は、上記の実施形態に限るものではなく、種々の変形、変更、改良が可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１０ 画像形成装置
３２ 感光体（像保持体の一例）
３４ 帯電ロール（帯電装置の一例）
３６ 露光装置
６０ 現像装置
６４ 現像ロール（搬送体の一例）
６６ 規制部材
７４ 付与装置（付与手段の一例）
７７ 制御部（制御手段の一例）
８０ 付与装置（付与手段の一例）
９０ 付与装置（付与手段の一例）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を外周に保持すると共に自らが回転して、潜像へ向けて該現像剤を搬送する搬送体と、
前記搬送体の外周に対向され、前記搬送体が搬送する現像剤に接触して、前記搬送体に形成される現像剤層の厚みを規制する規制部材と、
前記現像剤の粒子径よりも振幅が小さい力学的な超音波振動を、前記搬送体に保持された現像剤、前記搬送体及び前記規制部材の少なくとも一つに付与する付与手段と、
を備える現像装置。
【請求項２】
像を保持可能な像保持体と、
前記像保持体を帯電させる帯電装置と、
前記帯電装置によって帯電した前記像保持体を露光し、静電潜像を形成する露光装置と、
前記露光装置によって前記像保持体に形成された静電潜像を現像する請求項１に記載の現像装置と、
を備える画像形成装置。
【請求項３】
各画像形成モードにおける前記搬送体の搬送速度に応じて、前記付与手段が付与する振動の振幅を制御する制御手段を備える請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項１】
現像剤を外周に保持すると共に自らが回転して、潜像へ向けて該現像剤を搬送する搬送体と、
前記搬送体の外周に対向され、前記搬送体が搬送する現像剤に接触して、前記搬送体に形成される現像剤層の厚みを規制する規制部材と、
前記現像剤の粒子径よりも振幅が小さい力学的な超音波振動を、前記搬送体に保持された現像剤、前記搬送体及び前記規制部材の少なくとも一つに付与する付与手段と、
を備える現像装置。
【請求項２】
像を保持可能な像保持体と、
前記像保持体を帯電させる帯電装置と、
前記帯電装置によって帯電した前記像保持体を露光し、静電潜像を形成する露光装置と、
前記露光装置によって前記像保持体に形成された静電潜像を現像する請求項１に記載の現像装置と、
を備える画像形成装置。
【請求項３】
各画像形成モードにおける前記搬送体の搬送速度に応じて、前記付与手段が付与する振動の振幅を制御する制御手段を備える請求項２に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１９７４５９（Ｐ２０１１−１９７４５９Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６４９４０（Ｐ２０１０−６４９４０）
【出願日】平成２２年３月１９日（２０１０．３．１９）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１９日（２０１０．３．１９）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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