JP3426989B2

JP3426989B2 - 一成分トナーの現像装置

Info

Publication number: JP3426989B2
Application number: JP35122498A
Authority: JP
Inventors: 茂之若田; 広重荒木; 義則大塚; 栄一木戸
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-12-10
Filing date: 1998-12-10
Publication date: 2003-07-14
Anticipated expiration: 2018-12-10
Also published as: JP2000181220A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電潜像担持体に
形成された静電潜像を着色剤であるトナーにて可視像化
してなる現像装置であって、特にトナーとして一成分構
成からなる現像剤を利用してなる現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタなどの電子写真方式を
採用してなる画像形成装置においては、潜像等の像担持
体である感光体表面に静電潜像を形成し、これを可視像
化するために着色剤であるトナー等の現像剤を感光体側
へと供給し、トナーを選択的に付着させるようにしてな
る現像装置が備えられている。

【０００３】上記現像装置にて、上記感光体に形成され
た静電潜像を現像し、その現像されたトナー像は、転写
材であるシート等に転写される。そして、転写後、上記
感光体表面には、転写しきれなかった一部のトナーが残
留する。この残留する不要トナーは、次の画像形成を繰
り返し行うためにも感光体表面から除去される。そのた
め、転写後には感光体表面に残留するトナーを除去する
クリーニング装置が設けられており、該クリーニング装
置において除去された不要トナーがクリーニング装置内
の収容部に収容される。

【０００４】そこで、上述したような現像装置を備える
画像形成装置は、その小型化に対応して、感光体の周囲
に画像を形成するためのプロセス手段の配置スペースも
狭められ、よって現像装置においても小型化が強く要望
されるようになった。

【０００５】そのため、現像装置としては、トナー及び
磁性キャリアからなる二成分系の現像剤に代わって、一
成分系の現像剤、例えば非磁性トナーを用いる現像装置
が提案され、実施に供されるようになった。このよう
な、一成分トナーによる現像装置によれば、トナー及び
キャリアからなる現像剤を用いる現像装置に比べれば、
トナー濃度制御が不要となり、現像剤の攪拌機構も簡略
化でき、さらに現像ローラを小さく軽量化できる点で小
型化だけでなく、コストが安価になる点で非常に優れて
いる。

【０００６】また、現像剤の濃度調整等を行う必要な
く、かつ消費されないキャリアが存在しないため、メン
テナンス等の簡易性についても優れている。つまり、劣
化したキャリアを新しいものと交換する必要がない分、
その交換のためのメンテナンスが不要となる。

【０００７】また、トナーを補充するのみでよく、トナ
ー濃度検出を行う必要もなく、そのための制御も必要と
しなくなるため、制御も簡単になる。特に、一成分系の
トナーを用いる現像装置において、トナーを必要時に補
充するだけでよくなる。

【０００８】例えば、図７に示すように、像担持体であ
る感光体１に対して、該感光体１に形成されている静電
潜像を可視像化する現像装置５０が対向にて配置されて
いる。該現像装置５０は、一成分系の現像剤であるトナ
ーを収容してなる現像槽内で、一部が開口部より露出す
るようにしてなる現像ローラ５１を回転可能に設けてい
る。該現像ローラ５１は、上記現像槽の開口部に一部が
露出し、感光体１に対して例えば接触するように配置さ
れている。この接触する領域が現像領域となる。また、
現像ローラ５１は、感光体１より所定の間隔を隔てて配
置される場合もある。

【０００９】現像ローラ５１は、その表面に一成分のト
ナーを担持し、感光体１と対向する現像領域へと搬送す
る。そして現像後には、現像に寄与されなかったトナー
を現像槽内へと搬送し、回収する。回収されたトナー
は、一旦現像ローラ５１表面から除去するために、現像
ローラ４１と圧接するように供給ローラ５２が設けられ
ており、現像ローラ５１表面に担持されたトナーが掻き
取られる。そして、この供給ローラ５２にて、新たにト
ナーが現像ローラ５１表面に供給されるように構成され
ている。

【００１０】一成分トナーは、供給ローラ５２にて供給
されて現像ローラ５１表面に吸着されるが、その吸着量
を規制するために現像ローラ５１表面に圧接された規制
部材（ブレード）５３が設けられている。該規制部材５
３を通過したトナーは、その量が一定量に規制され、上
述したように感光体１と対向接触する現像領域へと至
り、感光体１表面に形成されている静電潜像に応じて選
択的に付着し、現像が行われることになる。

【００１１】また、現像を良好に行うためにも現像ロー
ラ５１には、通常現像バイアス電圧（Ｖａ）が、電源回
路５４から供給されている。この現像バイアス電圧は、
静電潜像にトナーが付着し、感光体のバックグランド領
域（画像以外の背景部分）にトナーが付着しないような
電圧値に設定されている。

【００１２】以上の構成により一成分系の現像剤、つま
りトナーを現像ローラ５１に吸着させて現像領域へと搬
送することで、感光体上の静電潜像にトナーが付着し、
よって潜像以外のバックグランドへのトナーの付着を阻
止し、正常な現像を行えるようにしている。

【００１３】ここで、現像後の現像に寄与されないトナ
ーは、先に説明したように現像ローラ５１の回転により
回収される。この時、現像ローラ５１に残留するトナー
は、上述した供給ローラ５２にて掻き取られ、現像ロー
ラ５１に新たなに供給ローラ５２によりトナーが供給さ
れる。しかし、現像後の現像に寄与されないトナーは現
像装置側に回収される時に、トナー飛散が生じることが
考えられる。このトナー飛散を防止するために、従来で
は、図７に示すように現像ローラ５１に当接させてトナ
ー飛散防止のためのシール部材５５を設けている。

【００１４】このようなシール部材を設ける点は、特開
平８−２５４８９６号公報等に開示されている。この図
７に示す、シール部材５５は、例えば弾性シールであ
り、例えばフッ素系フィルムにて構成されている。そし
て、このシール部材５５は、トナーの帯電極性と反対極
性に帯電されるようにしている。

【００１５】これにより、現像ローラ５１の下方に蓄積
したトナーの漏れや、吹き出しを防止し、トナー飛散に
よる画像の乱れを防止するようにしている。

【００１６】また、特開平１０−３９６３１号公報に
は、上記シール部材５５をトナー回収部材として利用
し、これを導電性の金属板で構成し、回収されるトナー
の帯電電位の上昇を防止するようにしている。

【００１７】したがって、回収されるトナーの帯電量の
上昇を防止し、画像のばらつきを低減させている。この
場合にも、シール部材、つまりトナー回収部材が、シー
ル効果を果たし、トナー飛散等を合わせて行うことが期
待できる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように図７に
示す構造の現像装置によれば、現像ローラの下部に蓄積
するトナーの吹き出しによるトナー飛散を防止すること
ができる。しかし、現像ローラがシール部材５５等に当
接し、回収される位置での内部圧力が増加した時に回収
トナーの一部が漏れ出し、トナー飛散することがある。
この点、図７に示す現像装置の構造であれば、その防止
対策が全く施されていない。

【００１９】つまり、現像後の現像ローラ５１は、回転
されており該現像ローラ５１に当接しているシール部材
５５と圧接し現像装置の現像槽内に回収される。この回
転による徐々に現像槽内の内部圧力が上昇してくる。そ
の上昇した圧力がシール部材５５と現像ローラ５１を介
して漏れ、それに合わせて回収トナーが吹き出し、トナ
ー飛散が生じる。このようなトナー飛散については、図
７に示す構造のシール部材５５では防止する術がなく、
飛散トナーにて感光体１上の形成された可視画像を乱す
ことになる。

【００２０】本発明は、上述の問題に鑑み、一成分トナ
ーを用いる現像装置において、現像後の現像剤ローラに
残留するトナーを回収する時に、回収トナーが吹き出し
てトナー飛散するのを効果的に防止し、これによる画像
の乱れを防止できるようにした一成分トナーの現像装置
を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明による上述した目
的を達成するための請求項１記載の一成分トナーによる
現像装置は、一成分トナーを担持し静電潜像担持体と対
向する現像領域へと搬送する現像ローラと、該現像ロー
ラにトナーを供給する供給ローラとを備えた現像装置に
おいて、現像ローラに担持される現像後のトナーを現像
槽内に回収するために、該現像ローラの回転方向におけ
る上記現像領域の下流側で、かつ上記供給ローラと現像
ローラとが対向する上流側に、絶縁性の第１のシール部
材と、該第１のシール部材より下流側に導電性の第２の
シール部材と、を設け、それぞれの第１及び第２のシー
ル部材の先端部分を上記現像ローラに当接させるように
設けたことを特徴とする。

【００２２】このような構成によれば、導電性の第２の
シール部材に現像槽内に回収されるトナーを効率よく回
収し、現像ローラより分離することができる。この時、
トナーの回収により現像槽の内部圧力が上昇しても、そ
の圧力が上流側に設けられた絶縁性の第１のシール部材
の変形等にて吸収され、回収トナーの吹き出しによる飛
散を防止できる。このように第１のシール部材と第２の
シール部材とでその機能を分離して効果的に発揮でき
る。これにより、現像後の可視像が乱されることなく、
良好なる現像を行える。

【００２３】上述した構成を特徴とする一成分トナーの
現像装置において、請求項２記載の発明によれば、上記
第１及び第２のシール部材は、現像ローラと当接する部
分を所定の間隔が生じるように現像槽の一部に取り付け
られ、第１のシール部材の取り付け角度θ１を、第２の
シール部材の取り付け角度θ２に対して、θ１＜θ２の
関係にする。このような関係とすれば、第１及び第２の
シール部材の間に空隙が形成される。その状態を図２に
示すように第１及び第２のシール部材（４４，４５）の
間に空隙（スペース）Ｇが形成され、その空隙にて圧力
上昇による吹き出しを阻止、つまり上昇圧が吸収され、
吹き出し状態を効率よく阻止できる。

【００２４】また、上述した構成を特徴とする一成分ト
ナーの現像装置において、請求項３記載の発明によれ
ば、上記第２のシール部材の現像ローラへの当接圧力
を、上記第１のシール部材の現像ローラへの当接圧力よ
り大きくしている。このようなく構成とすれば、第２の
シール部材を通過したトナーの漏れを抑制し、第１のシ
ール部材によるトナーのストレスを軽減し、トナー融着
といった現象を抑制できる。

【００２５】また、上述した構成を特徴とする一成分ト
ナーの現像装置において、請求項４記載の発明によれ
ば、上記第２のシール部材に現像ローラに供給される現
像バイアス電圧と同等のバイアス電圧を供給するように
したことを特徴とする。特に第２のシール部材に供給す
るバイアス電圧値としては、現像ローラに供給される現
像バイアス電圧とう同等の電位とすれば、回収効率を高
めることができる。また、トナーの除電を目的とするに
は、上記バイアス電圧（直流）に適度の正負を交互に反
転する交番電圧（交流電圧）を重畳させるようにすれ
ば、回収効率を促進できると同時に、回収トナーの除電
効果が高まる。

【００２６】上述した構成を特徴とする一成分トナーの
現像装置において、請求項５記載の発明によれば、上記
第２のシール部材は、現像ローラと当接する近傍に、複
数の小孔を形成するようにしておけば、過度の圧力上昇
を逃がすことができ、トナーや現像ローラに与えるスト
レスを軽減し、トナーの流動性を乱すことが防止でき
る。またトナーの回収効率を上げることができると同時
に、現像ローラの回転トルクの増大を抑制できる。

【００２７】また、上述した構成を特徴とする一成分ト
ナーの現像装置において、請求項６記載の発明によれ
ば、上記第２のシール部材は、現像ローラと当接する部
分が線接触する形状にように形成すれば、その圧接力が
第１のシール部材の圧接力よりも大きくとも、現像ロー
ラを回転させる駆動トナーの増大を抑制できる。また、
現像ローラ及びトナーに与えるストレスを小さくでき、
トナーの流動状態を乱すことなく、トナーをスムースを
通過させ、その回収効率を高めることができる。この場
合、図６に示すように第２のシール部材（４５）の現像
ローラ（４１）の当接部先端の形状としては、種々考え
られる。

【００２８】また、上述した構成を特徴とする一成分ト
ナーの現像装置において、請求項７記載の発明によれ
ば、上記第２のシール部材は、現像ローラとの当接する
面を、この現像ローラの表面の粗さより粗面にすること
で、現像ローラ上のトナーに与える負荷が軽減され、第
２のシール部材にトナーが融着されるのを防止でき、よ
ってトナーの部分的な融着により生じる不具合、特にト
ナーの流動性を乱し、トナーの吹き出しを促進すること
を効果的に防止できる。

【００２９】

【００３０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態について
図面に従って詳細に説明する。本発明の現像装置におけ
る一実施形態については、図１乃至図３を参照して説明
する。図１は画像形成装置の特に潜像の担持体である感
光体に対向配置された本発明による現像装置を示す図で
あり、図２は図１における現像ローラに付着する現像後
のトナーの回収、除去等を説明するための図である。ま
た、図３は図１に示す本発明の現像装置を備える画像形
成装置の構造の概略を説明するための構成図である。

【００３１】まず図３を参照して画像形成装置の概略構
成を説明する。符号１は画像形成装置本体のほぼ中央部
に配置され、画像形成動作時に矢印方向（Ｓ１）に一定
速度で回転駆動されるドラム形状に形成された静電潜像
を担持する像担持体を構成する感光体である。この感光
体１の周囲に対向するように各種の画像形成プロセス手
段が配置されている。

【００３２】上記画像形成プロセスを構成する手段（装
置）は、感光体１表面を均一に帯電する帯電器２、図示
しない画像に応じた光による像３を照射する光学系、該
光学系により露光されることで感光体１表面に形成され
た静電潜像を可視像化するための本発明にかかる現像装
置４、現像された像１０（トナー像）を適宜搬送されて
くるシート状の用紙Ｐに転写する転写器５、転写後に感
光体１表面に転写されなかった残留現像剤（トナー）を
除去するクリーニング装置６、及び感光体１表面に残る
帯電電荷を除去する除電器７等が、この順序で感光体１
の回転方向に配置されている。

【００３３】シートＰは、例えばトレイ又はカセットに
多量に収容されており、該収容された用紙が給送手段に
て１枚給紙され、上述した転写器５が配置された感光体
１と対向する転写領域へと、感光体１表面に形成された
トナー像の先端と一致するように送り込まれる。この転
写後のシートＰは、感光体１より例えば上記転写器６と
並設された剥離器９の作用により、シートＰ背面の電荷
が除去され剥離され、定着装置８へと送り込まれる。

【００３４】定着装置８は、シート上に転写された未定
着のトナー像を永久像として定着させるものであって、
トナー像と対向する面が、トナーを溶融し、定着させる
温度に加熱されたヒートローラからなり、該ヒートロー
ラに対して加圧されシートＰをヒートローラ側へと密着
させる加圧ローラ等を設けて構成している。この定着装
置８を通過したシートＰは、画像形成装置外へと排出ロ
ーラを介して図示しない排出トレイ上に排出処理され
る。

【００３５】上記図示しない光学系は、画像形成装置が
複写機であれば、コピー原稿を光照射し、原稿からの反
射光を光像３として照射する。あるいは、画像形成装置
がプリンタやデジタル複写機であれば、光学系は半導体
レーザを画像データに応じてＯＮ−ＯＦＦ駆動した光像
を照射する。特にデジタル複写機においては、コピー原
稿からの反射光を画像読取センサ（ＣＣＤ素子等）にて
読取った画像データを上記半導体レーザを含む光学系へ
と入力し、画像データに応じた光像を出力するようにし
ている。また、プリンタにおいては、他の処理装置、例
えばワードプロセッサやパーソナルコンピュータ等から
の画像データに応じた光像に変換し、これを照射するよ
うにしている。この光像への変換は、半導体レーザだけ
でなく、ＬＥＤ素子、液晶シャッタ等が利用される。

【００３６】以上のようにして、画像形成装置における
画像形成動作を開始すれば、感光体１が矢印方向に回転
駆動され、帯電器２にて感光体１表面が特定極性の電位
に均一帯電される。この帯電後に、上述した図示しない
光学系により光像３が照射され、その光像に応じた静電
潜像が感光体１表面に形成される。この静電潜像を可視
化するために現像装置４を構成する現像ローラ４１にて
現像される。この現像は、本発明においては一成分トナ
ーによる現像であって、該トナーが感光体１表面に形成
された静電潜像に例えば静電気力により選択的に吸引さ
れ、現像が行われる。ここで、図３において破線に囲っ
た部分が現像領域４６に対応する。

【００３７】このようにして現像された感光体１表面の
トナー像は、適宜感光体１の回転に同期して搬送されて
くるシートＰに、転写領域に配置された転写器５にて静
電転写される。この転写は、トナーの帯電極性と逆の極
性にて転写器５がシートＰ背面を帯電させることで、ト
ナー像をシートＰ側へと転移させている。

【００３８】転写後、感光体１表面には転写されなかっ
たトナー像の一部が残留し、この残留トナーが、クリー
ニング装置６にて感光体１表面から除去され、感光体１
を再利用するために除電器７にて感光体１表面が均一電
位、例えばほぼ０電位に除電する。

【００３９】一方、転写後のシートＰは、感光体１より
剥離器９の作用にて剥離され、定着装置８へと搬送され
る。この定着装置８にて、シートＰ上のトナー像は、溶
融されシートＰにローラ間の加圧力により圧着され融着
される。この定着装置８を通過するシートは、画像形成
済みシートＰとして画像形成装置の外部に設けられてい
る排出トレイ等に排出処理される。

【００４０】（本発明の現像装置の一実施形態）次に図
１を参照して本発明の現像装置の構造について説明す
る。つまり、本発明の一成分トナーによる現像装置の一
構成例について詳細に説明する。

【００４１】まず、図１を参照して一成分トナーによる
現像を行う現像装置の構造について説明すれば、現像装
置４は、一成分トナー、例えば非磁性の一成分トナーを
収容した現像槽内に回転可能に現像ローラ４１、一成分
トナーを現像ローラ４１側へと供給する供給ローラ４２
を備えている。

【００４２】現像槽内に設けられている現像ローラ４１
は、一部が現像槽の開口部より露出し、上述した感光体
１と対向する現像領域４６へとトナーを搬送するために
図において感光体１と対向する現像領域において同一方
向に回転されるように設けられている。この現像ローラ
４１には、上述した供給ローラ４２が、現像領域とは反
対側に位置で圧接されている。

【００４３】現像ローラ４１は、その構造として例えば
金属ローラ（回転軸を含む）の表面をスポンジ等の多孔
質の弾性体でコーティングして構成されている。スポン
ジ等の弾性体としては、高分子発砲ポリウレタン等にカ
ーボンを分散したもの、あるいはイオン導電性のソリッ
ドゴム等を用いるようにすれば、トナーの融着等が生じ
ない所定の抵抗値を維持でき、後に記述するように現像
バイアス電圧を供給する時に有効に作用する。

【００４４】この現像ローラ４１は、図示しない駆動モ
ータが連結されており、図において矢印方向に、回転駆
動される。一成分の非磁性トナーは、回転する現像ロー
ラ４１表面に吸着され、感光体１表面と対向する現像領
域４６へと搬送される。そして、現像ローラ４１が感光
体１表面に圧接されているため、その圧接された領域が
現像領域４６となって、一成分トナーが感光体１表面の
静電潜像に吸引され現像されることになる。

【００４５】上記一成分トナーは、非磁性一成分系のト
ナーであり、例えばスチレンーアクリル共重合体８０〜
９０重量部、カーボンブラック５〜１０重量部、また帯
電制御剤０〜５重量部の組成からなる材料を混合、混練
し、粉砕、分級することで平均粒径５〜１０μｍ程度の
負帯電トナーを得ることができる。このトナーに対し
て、流動性を良好にするために内添又は外添されるシリ
カ（ＳｉＯ₂）が０．５〜１．５重量部添加され、非磁
性の一成分トナーを得ている。

【００４６】トナーとしては、負帯電に限らず、正帯電
トナーを得ることもできる。これは、主成分の結着樹
脂、帯電制御剤等を適宜選択することで簡単に得ること
できる。また、トナーはモノクロ複写機、プリンタ用と
しての黒トナーに被らず、カラー複写機やプリンタ用の
カラートナーにも応用可能である。

【００４７】また、非磁性一成分トナーは、上述した組
成材料に限定されることはなく、以下に示す組成であっ
ても本発明の現像装置に用いることができる。

【００４８】主成分である結着樹脂である熱可塑性樹脂
としては、スチレンーアクリル共重合体以外に、ポリス
チレン、ポリエチレン、ポリエステル、低分子量ポリプ
ロピレン、エポキシ、ポリアミド、ポリビニルブチラー
ル等であってもよい。

【００４９】また着色剤としては、黒トナーの場合には
上述したカーボンブラックを用いる他に、ファーネスブ
ラック、ニグロシン系染料、含金属染料等がある。そし
てカラートナー用としては、黄色用のベンジジン系黄色
顔料、フォノンイエロー、アセト酢酸アニリド系不溶性
アゾ顔料、モノアゾ顔料、アゾメチン系色素等、マゼン
タ用のキサンテン系マゼンタ染料、リンタングステンモ
リブデン酸レーキ顔料、アントラキノン系染料、キサン
テン系染料と有機カルボン酸から成る色材、チオインデ
ィゴ、ナフトール系不溶性アゾ顔料等、シアン用の銅フ
タロシアニン系顔料等がある。

【００５０】さらに、トナーの流動化材として用いられ
る例えば外添剤のシリカ以外に、コロイダルシリカ、酸
化チタン、アルミナ、ステアリン酸亜鉛、ポリフッ化ビ
ニリデンやそれらの混合物であってもよい。

【００５１】さらにまた、帯電制御剤としては、負帯電
トナー用として、アゾ系含金染料、有機酸金属錯塩、塩
素化パラフィン等を用いることができる。そして、正帯
電トナー用としては、ニグロシン系染料、脂肪酸金属
塩、アミン、４級アンモニウム塩等を用いることができ
る。

【００５２】上述した構成による一成分トナーを用いて
現像を行う現像ローラ４１には、現像バイアス電源回路
１１から現像バイアス電圧Ｖａが供給されている。この
現像バイアス電圧Ｖａは、感光体１に形成された静電潜
像にトナー付着させ、それ以外の領域、つまり非画像領
域にトナーを付着させないような極性及び電圧値に設定
されている。

【００５３】この現像ローラ４１の一具体例を示せば、
現像ローラ４１は、例えば金属等のステンレス製の１８
ｍｍの軸４１ａに、例えばカーボンブラックなどの導電
化剤が添加された体積低効率約１０⁶Ωｃｍ、ＪＩＳ−
Ａ硬度６０〜７０度の導電性ウレタンゴムを被覆して直
径３４ｍｍの導電性ローラ構成となっている。またロー
ラ４１の表面粗さＲｚは、Ｒｚ＝３〜６μｍ（ＪＩＳＢ
−０６０１に準じる）としている。そして、現像ローラ
４１は感光体１に対して接触深さ０．１ｍｍ〜０．３ｍ
ｍでトナー層を介して圧接され、矢印方向に図示しない
駆動モータを介して周速度２８５ｍｍ／ｓｅｃにて回転
駆動される。

【００５４】上記現像ローラ４１は、その軸４１ａに現
像バイアス電源１１の現像バイアス電圧Ｖａ、一成分ト
ナーの帯電特性が負極性の場合、例えば−４５０Ｖの現
像バイアス電圧が供給される。

【００５５】また現像ローラ４１にトナーを供給する供
給ローラ４２は、その回転方向としては、現像ローラ２
１の対向（圧接領域）部分で現像ローラ４１の回転方向
と同一方向になるように図３に示す方向に回転駆動され
ている。この供給ローラ４２は、現像ローラ４１と同様
な素材を用いており、電気的抵抗の調整も現像ローラ４
１と同様の抵抗調整材料で可能である。また、供給ロー
ラ４２の弾性をさらに大きくするために、発泡された素
材を用いており、発泡剤の量を現像ローラよりも多くし
たものを用いている。

【００５６】上記供給ローラ４２の構造の一例を示せ
ば、多孔質の発泡体として、体積低効率１０⁵Ωｃｍ、
多孔質のセル密度として８０〜１４０個／ｉｎｃｈ、ア
スカＦ硬度６０〜アスカＣ硬度３０度の導電性ウレタン
フォームからなる。このポリウレタンフォームは、該フ
ォーム１００重量部に対して５重量部以上１５重量部以
下、場合によっては７０重量部程度のカーボンブラック
が混合されている。ポリウレタンフォームやカーボンブ
ラックは、現像ローラ４１に用いられるものと同じもの
が使用される。

【００５７】上述したセル密度を形成する発砲体を得る
には、例えばポリウレタンフォームとカーボンブラック
とを混合し、泡立て機で撹拌し、泡立てた後、加熱ブロ
ー形成によって金属製（現像ローラ４１と同一構成）の
直径８ｍｍの回転軸の周囲に被覆し、直径２０ｍｍの供
給ローラ４２を作成することができる。

【００５８】供給ローラ４２は、現像ローラ４１に対し
て、接触深さ０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度に圧接され、矢印
方向に図示しない駆動モータを介して周速度１７０ｍｍ
で回転駆動される。そして、供給ローラ４２は、ステン
レス製の軸に図示しないバイアス電源回路にて電圧Ｖｃ
として例えば−５５０Ｖが供給される。

【００５９】この供給ローラ４２にて供給されたトナー
は、現像ローラ４１表面に付着され、感光体１表面と対
向する現像領域へと搬送される前に、該現像ローラ４１
に適度に圧接されたトナー付着量を規制する部材である
規制ローラ４３にて、トナー付着量を規制し一定のトナ
ー層厚に規制している。

【００６０】規制ローラ４３は、現像ローラ４１に適度
の圧力にて圧接されている。この規制ローラ４３は、金
属材料や硬質性の樹脂材料等の硬質ローラ部材で形成さ
れており、現像ローラ４１との当接部において互いに逆
方向になるように、図に示すように反時計方向に回転駆
動されていう。そして、供給ローラ４２にて、例えばト
ナーは、負に予備帯電され、このトナーは現像ローラ４
１に付着して、規制ローラ４３に対向することで、その
付着量が一定に規制され、同時に所望の帯電量が付与さ
れる。

【００６１】このような構成の規制ローラ４３において
も、図示しないバイアス電源回路から所定のバイアス電
圧Ｖｂが供給されている。このバイアス電圧Ｖｂにおい
ても、規制ローラ４３からトナーを現像ローラ４１側へ
と押す方向、例えば負極性トナーであれば、より負極性
側に大きな値が設定されている。また、規制ローラ４３
に供給するバイアス電圧Ｖｂは、現像ローラ４１に供給
される現像バイアス電圧Ｖｂと同電位に、またその絶対
値で大きい値に設定する場合もある。

【００６２】一方、感光体１と対向する現像領域に搬送
されたトナーは、感光体１表面に形成された静電潜像に
応じて選択的に付着され、静電潜像をトナーの色、例え
ばブラック（黒）により顕像化する。そして、現像に寄
与されなかったトナーは、現像ローラ４１の回転により
現像装置４の現像槽内に戻される。その戻される位置、
つまり感光体１と現像ローラ４１が当接する現像領域よ
り現像ローラ４１の回転方向下流側で、かつ上述した供
給ローラ４２と現像ローラ４１とが当接する位置よりも
上流側には、回収トナーの除電及びトナー漏れ等を防止
する絶縁性の第１のシール部材４４と、導電性の第２の
シール部材４５とを、その順序、特に現像ローラ４１の
回転方向に沿って配置している。

【００６３】上記第１のシール部材４４は、その一端が
現像槽の底面の固定部４７に固定されており、されてお
り、その自由端側が、現像ローラ４１に、シール部材の
弾性力により適度の圧力にて当接される。また、第２の
シール部材４５は、その一端が現像槽の底面の固定部４
７に固定されており、その自由端側が、現像ローラ４１
に、シール部材の弾性力により適度の圧力にて当接され
る。

【００６４】なお、感光体１は、金属もしくは樹脂の導
電性基体の表面にアンダーレイヤが塗布されており、そ
の上の層としてキャリア発生層（ＣＧＬ）、さらに最外
層にポリカーボネイトを主成分としてキャリア移動層
（ＣＴＬ）が塗布されて形成されたＯＰＣ感光体等が用
いられている。本発明においては、このような感光体に
限られるものではなく、静電潜像を担持する担持体であ
ればよい。

【００６５】また、図１において符号４８は、規制ロー
ラ４３の下流側、つまり現像ローラ４１に当接する規制
ローラ４３の下流側で、現像領域の手前で現像ローラ４
１と当接するように設けられたトナー飛散等を防止する
シール部材である。

【００６６】以上のようにして現像装置４は、トナーを
感光体１と対向する領域へと搬送し、感光体１表面の静
電潜像を可視像化する。この感光体１表面のトナー像は
上述したように転写領域にて適宜搬送されてくるシート
Ｐに転写器５の作用により転写され、該シートＰが剥離
器９の作用にて除電されることで、感光体１表面より剥
離され、定着装置８を通過して画像形成装置外へと排出
される。

【００６７】そこで、現像装置４側においては、現像後
に現像に寄与されなかった現像ローラ４１にトナーが残
留し、該残留トナーは、供給ローラ４２の位置に達する
前に第１のシール部材４４を通過し、そして第２のシー
ル部材４５を通過して現像槽内に回収される。この時、
第１のシール部材４４にて、回収されたトナーを現像槽
外へと漏れ出すのを防止し、内側の第２のシール部材４
５にて現像ローラ４１表面に付着した回収トナーの剥離
等を行うといった、それぞれの機能を分離して行うよう
にできる。

【００６８】また、第１のシール部材４４に対して第２
のシール部材４５を、所定の間隔を経て設けるようにし
ているため、両者の間には空隙（空間／スペース）Ｇが
形成される。そのため、第２のシール部材４５にて回収
トナーを現像ローラ４１より分離し、そのトナーが下部
に溜まり、その部分の圧力上昇が生じ第２のシール部材
４５より漏れ出しても、第１のシール部材４４との間の
空隙にて吸収され、それ以上の吹き出しを防止できる。
また、第１のシール部材４４の変位や適度の変形により
吸収され、トナーが吹き出して飛散するといったことを
防止するようにしている。

【００６９】ここで、導電性である第２のシール部材４
５においては、現像ローラ４１に付着している現像後の
トナーを分離するためのものであり、そのトナーを現像
ローラ４１より剥離するためにも、バイアス電源回路１
２より所定もバイアス電圧Ｖｄを供給している。このバ
イアス電圧Ｖｄは、例えば現像ローラ４１に供給される
現像バイアス電圧Ｖａとほぼ同電位（上述した例では−
４５０Ｖ）としている。そのため、第２のシール部材４
５の先端、特に現像ローラ４１と当接する部分でのトナ
ーの回収が促進される。

【００７０】この場合、上記電源回路１２にて、回収ト
ナーの除電を効率よく行うためには、上述した直流のバ
イアス電圧のみでなく、正負が交互に生じる交番、つま
り交流電圧を重畳してなるバイアス電圧を供給するよう
にすればよい。特に直流電圧としては、現像バイアス電
圧と同電位とし、これに適度の値の交流電圧を重畳す
る。これにより、トナーの回収効率を促進することに加
え、回収されたトナーを効率よく除電することができ、
再度現像ローラに供給されるときに逆極性トナーが生じ
るのを抑制でき、また帯電量の上昇をも合わせて防止で
きる。

【００７１】（本発明の一実施形態による第１及び第２
のシール部材の関係）そこで、現像ローラ４１の現像後
に残るトナーを回収すべく現像ローラ４１に当接するよ
うに設けられている本発明にかかる第１のシール部材４
４は、例えばウレタンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム
等のゴム部材、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレー
ト）、ＰＰ（ポリプロピレン）等の樹脂フィルム、ＰＦ
Ａ，ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂フィルム等からなる絶縁性
フィルム構成である。

【００７２】また、第２のシール部材４５は、厚さ０．
２ｍｍ〜０．４ｍｍ前後の電気抵抗１０００Ω〜１ＭΩ
程度の導電性のポリエステルフィルム、アルミ蒸着シー
ト等や、ＳＵＳ、アルミニウム、リン青銅等の金属製の
導電性薄板を素材として構成されている。

【００７３】そして、第１及び第２のシート部材４４，
４５は、図２を参照して説明すれば、第１のシート部材
４４の現像ローラ４１との当接点（先端）から第２のシ
ート部材４５と最接近する位置までの間隔ｄを約１．５
ｍｍとしている。この間隔ｄは、第１のシート部材４４
の当接先端から第２のシート部材４５の面への垂直距離
である。また、第１及び第２のシート部材４４，４５
は、その固定端４７での端部間の距離を上記ｄより長く
している。そのため、上述した第１及び第２のシート部
材４４，４５で形成される空隙Ｇは、下部に広がるよう
に形成される。

【００７４】そのため、上記空隙Ｇにおいて、第２シー
ト部材４５から圧力上昇を逃がし、効果的に吸収するこ
とができ、よってトナーが漏れだしても、その位置で収
容することができる。

【００７５】ここで、第１及び第２のシール部材４４，
４５が現像ローラ４１に当接する時の当接圧力の関係に
ついて説明する。現像ローラ４１へと当接させる時の第
１のシール部材４４の当接圧力は、第２のシール部材４
５の当接圧力よりも小さく設定している。

【００７６】特に第１のシール部材４４による現像ロー
ラ４１へと当接する圧力は、線圧３０ｇ／ｃｍ以下にす
る。もし、この線圧が過大である場合には、現像ローラ
４１表面のトナーへのストレスが大きくなり、第１のシ
ール部材４４にトナー融着等が発生し、トナーの逆帯電
やトナー漏れ等を誘発する。これは、第１のシール部材
４４にトナーが融着すれば、トナーとの摩擦によりトナ
ーが逆帯電されることがあり、また部分的な融着により
トナーの漏れが生じる。

【００７７】これに対して、第２のシール部材４５によ
る現像ローラ４１への当接圧力は、線圧で３０ｇ／ｃｍ
〜４０ｇ／ｃｍ程度にする。もし、この第２のシール部
材４５の線圧が低すぎる場合には、トナー漏れが発生し
やすくなり、線圧が高すぎる場合には、現像ローラ４１
の表面に傷を付ける不具合が生じる。したがって、上述
した関係を維持することでトナーの漏れを防止でき、ま
たトナー融着等を抑制できる圧力でもって第１及び第２
のシール部材を当接さればよい。

【００７８】そして、上述した空隙Ｇを形成するには、
図２に示すように第１及び第２のシート部材４４，４５
の取り付け角度θ１，θ２は、θ１＜θ２の関係とな
る。この取り付け角度θは、シート部材を固定してなる
現像槽の底面（水平線）４７と、各第１及び第２のシー
ト部材４４，４５とで作る角度である。例えば、上記角
度θ１は、約５０゜前後、角度θ２は、約６５゜前後に
設けている。

【００７９】したがって、上述したようにシール部材４
４，４５とで形成され、その当接位置の下側が広がるよ
うにする空隙Ｇを形成することができ、上述した関係、
つまり取り付け角度θ１＜θ２の関係を維持でき、現像
後の現像ローラ４１及びトナーに与える負荷を少なくで
きる。これは、上述した角度設定により、第１及び第２
のシール部材４４，４５との当接圧力が大きくなること
を抑制でき、これによりシール部材４４等にトナーが融
着されることが抑制され、トナーを回収する時にトナー
の流動性を乱すことなく、効率よく回収できる。

【００８０】この時、第１のシール部材４４及び第２の
シール部材４５の突出量は、両者においてほぼ同一とす
る。この突出量とは、第１及び第２のシール部材４４，
４５の固定端４７から自由端の先端までの長さであり、
特に自由端の現像ローラ４１との当接位置までの長さで
ある。図２に示すように、第１及び第２のシール部材４
４，４５の突出量Ｌ１，Ｌ２は、Ｌ１≒Ｌ２の関係にし
ている。これにより、上述した条件と同様に、第１のシ
ール部材４４等による回収される現像ローラ４１に付着
しているトナーに与える負荷を少なくでき、トナー融着
等による不具合を防止することができる。

【００８１】なお、上述した第２のシール部材４５と現
像ローラ４１との当接圧において、第１のシール部材４
４の当接圧力よりも大きくしているため、現像ローラ４
１及びトナーに与える負荷が増すことが考えられる。そ
のため、第２のシール部材４５の現像ローラ４１との当
接部分の表面粗さを粗面にすることで、その抑制効果が
望める。特に第２のシール部材４５の現像ローラ４１と
の当接する面の粗さＲｚは、１０μｍＲｚ〜１００μｍ
Ｒｚ程度にしている。この粗さは、現像ローラ４１の表
面粗さ３μｍＲｚ〜６μｍＲｚに比べて非常に粗い。こ
れにより、トナーに与える負荷を抑制でき、トナーが第
２シール部材４５に融着されるのを防止できる。

【００８２】（本発明のその他の実施形態）次に本発明
にかかる上述した一実施形態において説明した第１及び
第２のシール部材４４，４５を現像槽の底面４７に支持
固定する方法について以下に説明する。

【００８３】図４を参照すれば、第１及び第２のシール
部材４４，４５の現像槽の底面の固定部４７に可動支持
もしくは浮動支持部４９を設けて上記第１及び第２のシ
ール部材４４，４５の一端を支持固定する。

【００８４】このような構成とすることで、第１及び第
２のシール部材４４，４５が適度に現像ローラ４１へと
圧接し、回収トナーを第２のシール部材４５で現像ロー
ラ４１より分離し、回収する。そして、現像ローラ４１
の回転により現像槽内の内圧が上昇すれば、第２のシー
ル部材４５及び第１のシール部材４４を含めて、その支
持部４９が変位可能となり、シール部材４４，４５の変
形を含めて、その上昇した圧力を吸収するように作用す
る。そのため、内圧の上昇が生じた時に回収トナーがシ
ール部材４４より現像装置４の外部へと漏れ出すことを
効果的に抑制することができる。

【００８５】また、図５に示すように、第２のシール部
材４５を現像槽の底面の固定部４７に固定する場合につ
いて説明する。まず、図５（ａ）において、第２のシー
ル部材４５は、現像ローラ４１と当接する自由端、特に
突出量（Ｌ２＝１．５ｍｍ）以外の領域４５ｂを両面テ
ープを用いて固定部４７に貼り付け固着するようにして
いる。この時、第２のシール部材４５の両端部分では、
一部で非接着領域４５ａを設けて接着固定しないように
している。

【００８６】これは、第２のシール部材４５と現像ロー
ラ４１との接触による発生する力が、第２のシール部材
４５と図１に示すシール部の固定端との接着面に作用す
る際に、第２のシール部材４５の両端部が適度に変形可
能となる。これにより、過度の圧力上昇を吸収し、現像
ローラ４１に残留するトナーに対するストレスを軽減す
るように作用する。

【００８７】また図５（ｂ）に示すものにおいては、第
２のシール部材４５の突出部、特に現像ローラ４１と当
接する自由端部分に、長手方向（現像ローラ４１の回転
軸方向）に多数の小孔４５ｃが形成されている。この小
孔４５ｃの径を、例えば０．５ｍｍにする。これは、第
２のシール部材４５と現像ローラ４１との当接による過
度の圧力上昇を小孔４５ｃを介して逃がし、現像ローラ
４１及びそれに担持されている回収トナーに対するスト
レスを軽減するようにしている。

【００８８】さらに、図５（ｃ）においては、上記小孔
４５ｃを第２のシール部材４５の全域に形成することな
く、中央部を除き両端部に形成するようにしている。こ
れは、第２のシール部材４５の中央部より両端部分でト
ナー落ちやトナー漏れが発生し、この第２のシール部材
４５の存在で両端部におけるトナーの流動状態が撹乱さ
れるものと考えられるので、この部分の圧力上昇を緩和
・調整する目的で、上記小孔４５ｃを設けている。また
両端部のみ、小孔４５ｃを設けているため、第２のシー
ル部材４５自身の強度を極端に低下させることもない。
そのため、第２のシール部材４５の選択の幅が広がり、
設計しやすい現像装置を得ることができる。

【００８９】一方、上述した第２のシール部材４５と現
像ローラ４１との接触位置での第２シール部材４５の接
触部の形状について説明する。特に第２のシール部材４
５は、第１のシール部材４４よりも当接圧力を大きくし
ている。これによるトナーに与える負荷を軽減するため
のものである。

【００９０】図６（ａ）に示すように、第２のシール部
材４５の先端を現像ローラ４１から離間するように屈曲
させ、その位置を現像ローラ４１に当接させるようにし
ている。このようにすることで、第２のシール部材４５
は現像ローラ４１に線接触させることができる。そのた
め、トナーに対する負荷をより軽減させることができ
る。よって、現像ローラ４１及びトナーに与えるストレ
スを軽減でき、トナーの流動状態を乱すことなく、スム
ースに現像槽内に回収でき、トナーの回収効率を上げる
ことができる。しかも、現像ローラ４１の回転駆動トル
クの増大を防止できる。

【００９１】また、図６（ｂ）及び（ｃ）は、現像ロー
ラ４１と当接する第２のシール部材４５の先端に円弧形
状の突起部４５ｄを形成している。この突起部４５ｄ
は、中実又は中空状態にしている。このように円弧形状
の突起部４５ｄとすることで、現像ローラ４１との当接
部分を線接触させることができ、上述した図６（ａ）と
同様の効果を奏する。さらに、現像ローラ４１等に突発
的な荷重変動が発生した場合でも、現像ローラ４１との
接触点において、上記荷重変動を吸収でき、現像ローラ
４１表面を傷付ける危険性もなくなる。よって信頼性の
高い導電性の第２のシール部材４５を実現できる。

【００９２】また、突起部４５ｄが中空の場合、上述の
効果に加え、さらに現像ローラ４１等に突発的な荷重変
動が発生しても、その荷重変動の吸収を中実の場合に比
べて、さらに効果的な吸収が望め、その信頼性も高ま
る。

【００９３】

【発明の効果】本発明の一成分トナーによる現像装置に
よれば、現像を行う現像ローラに現像後に担持されるト
ナーを回収する場合、その回収トナーが現像ローラより
分離され、現像装置外部に吹き出されるのを効果的に防
止でき、よって吹き出された飛散トナー等にて現像後に
画像が乱されることを防止できる。

【００９４】特に、回収トナーを第１及び第２のシール
部材にて回収させるようにし、第１及び第２のシール部
材によるそれぞれの機能を分離させるようにし、それぞ
れの機能を確実に発揮させることができる。また、第１
及び第２のシール部材間に形成される空隙を用いて、回
収された現像槽内部の圧力が上昇しても、その空隙にて
吸収でき、トナーの吹き出しを効果的に防止できる。

【００９５】また、回収トナーは機能を分離された第２
のシール部材にて現像ローラより剥離でき、また第２の
シール部材に現像ローラと同等のバイアス電圧を供給す
ることで、トナーの現像ローラからの剥離を促進でき
る。

【００９６】また、第２のシール部材の形状等を考慮す
ることで、現像ローラに担持される回収トナーに対する
ストレスや負荷を軽減でき、トナーの融着による不具合
をさらに抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる一実施形態を説明するための一
成分トナーを利用した現像装置を構成を示す図である。

【図２】図１に示す現像装置を構成する現像ローラと第
１及び第２のシール部材との関係の適正状態を説明する
ための図である。

【図３】図１に示す本発明の一成分トナーの現像装置を
備える画像形成装置の全体構造の概略を説明するための
構成図である。

【図４】本発明の他の実施形態にかかる第１及び第２の
シール部材の支持構造の一例を説明するための図であ
る。

【図５】本発明の導電性の第２のシール部材の構成を示
すもので、（ａ）は接着固定する状態を、（ｂ）及び
（ｃ）はトナーに対するストレスの軽減を行う事例を説
明するための図である。

【図６】本発明の導電性の第２のシール部材の現像ロー
ラとの接触位置での線接触させる形状を種々示す図であ
る。

【図７】従来の一成分トナーの現像装置の事例を示す図
である。

【符号の説明】

１感光体（静電潜像担持体）４現像装置１１現像ローラへの現像バイアス電圧Ｖａの供給用の
電源回路１２第２のシール部材に供給するバイアス電圧用の電
源回路４１現像ローラ４２供給ローラ４３規制ローラ４４絶縁性の第１のシール部材４５導電性の第１のシール部材４７シール部材の固定部４９支持部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木戸栄一大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 505

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一成分トナーを担持し静電潜像担持体と
対向する現像領域へと搬送する現像ローラと、該現像ロ
ーラにトナーを供給する供給ローラとを備えた現像装置
において、現像ローラに担持される現像後のトナーを現像槽内に回
収するために、該現像ローラの回転方向における上記現
像領域の下流側で、かつ上記供給ローラと現像ローラと
が対向する上流側に、絶縁性の第１のシール部材と、該
第１のシール部材より下流側に導電性の第２のシール部
材と、を設け、それぞれの第１及び第２のシール部材の
先端部分を上記現像ローラに当接させるように設けたこ
とを特徴とする一成分トナーの現像装置。
【請求項２】上記第１及び第２のシール部材は、現像
ローラと当接する部分を所定の間隔が生じるように現像
槽の一部に取り付けられ、第１のシール部材の取り付け
角度θ１を、第２のシール部材の取り付け角度θ２に対
して、θ１＜θ２の関係にしたことを特徴とする請求項
１記載の一成分トナーの現像装置。
【請求項３】上記第２のシール部材の現像ローラへの
当接圧力を、上記第１のシール部材の現像ローラへの当
接圧力より大きくしたことを特徴とする請求項１記載の
一成分トナーの現像装置。
【請求項４】上記第２のシール部材に現像ローラに供
給される現像バイアスと同等のバイアス電圧を供給する
ようにしたことを特徴とする請求項１記載の一成分トナ
ーの現像装置。
【請求項５】上記第２のシール部材は、現像ローラと
当接する近傍に、複数の小孔を形成されていることを特
徴とする請求項３記載の一成分トナーの現像装置。
【請求項６】上記第２のシール部材は、現像ローラと
当接する部分が線接触する形状にように形成されている
ことを特徴とする請求項３記載の一成分トナーの現像装
置。
【請求項７】上記第２のシール部材は、現像ローラと
の当接する面を、該現像ローラの表面の粗さより粗面に
したことを特徴とする請求項３記載の一成分トナーの現
像装置。