JP5081554B2 - 現像装置およびこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。

複写機やプリンタに代表される電子写真法による画像形成装置には、トナーを収容する現像装置が備わっており、現像装置内の現像ローラが感光体ドラムに対向する位置に移動すると、感光体ドラム上の静電潜像が現像されて、感光体ドラム上にトナー像が形成される。
このような現像装置は、トナーの劣化や環境の変化によりトナーの帯電性能が低下しやすくなり、これに起因して現像ローラからトナーが飛散しやすかった。現像ローラから飛散した飛散トナーが感光体ドラム上に付着すると、トナー像と共に転写されるため、画像品質の低下を招くこととなる。

そこで、飛散トナーを回収する方法として、例えば特許文献１には、スリーブ（現像ローラ）に対向して配置された回収手段を備えた現像装置が開示されている。特許文献１によれば、回収手段として導電ローラを用い、該導電ローラにバイアス電圧を印加することで、飛散トナーを回収している。
また、特許文献２には、現像ローラの近傍にトナー回収ローラと、該トナー回収ローラの表面に当接する摩擦帯電手段と、トナー回収ローラのローラ表面に付着したトナーを除去するトナー剥離手段とを配設した現像装置が開示されている。特許文献２によれば、トナー回収ローラとトナー剥離手段とを接触帯電させることで、飛散トナーの回収効率を高めている。

このように、特許文献１、２に記載の現像装置では、飛散トナーを回収するローラ（回収ローラ）として金属製のローラを用い、これにバイアス電圧を印加することで回収ローラに飛散トナーを引き付けやすくさせ、飛散トナーの回収効率を高めている。
特開平２−２１０４７２号公報 特開平７−３１９２７９号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載の現像装置のように、金属製の回収ローラにバイアス電圧を印加して飛散トナーを回収する方法では、回収ローラと飛散トナーとの間で作用するファンデルワールス力が大きいため、回収ローラに飛散トナーを引き付ける力が強かった。
そのため、一旦、回収ローラに飛散トナーが引き付けられて付着すると、回収ローラにクリーニング部材を取り付けても飛散トナーを除去することは困難になり、画像形成装置を長期間運転すると、回収ローラの表面全体を飛散トナーが被覆してしまい、回収ローラと飛散トナーとの間で作用するファンデルワールス力が低下しやすかった。その結果、飛散トナーが回収ローラに引き付けられにくくなり、回収ローラの回収性能が低下しやすかった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、回収性能を低下させることなく、長期にわたって飛散トナーを回収できる現像装置、およびこれを備えた画像形成装置の実現を目的とする。

本発明の現像装置は、現像ローラと、該現像ローラに対向して配置された、飛散トナーを回収する回収ローラとを具備し、負帯電性のトナーを収容する現像装置であって、前記回収ローラは、表面がフッ素系またはシリコーン系の樹脂にて被覆され、かつ、前記飛散トナーを除去するブレードを備え、前記樹脂の仕事関数（Ａ）と前記ブレードの仕事関数（Ｃ）との差（Ａ−Ｃ）が０．１０ｅＶ以上であることを特徴とする。

また、本発明の現像装置は、現像ローラと、該現像ローラに対向して配置された、飛散トナーを回収する回収ローラとを具備し、正帯電性のトナーを収容する現像装置であって、前記回収ローラは、表面がアクリル系またはシリコーン系の樹脂にて被覆され、かつ、前記飛散トナーを除去するブレードを備え、前記樹脂の仕事関数（Ｂ）と前記ブレードの仕事関数（Ｃ）との差（Ｂ−Ｃ）が−０．１０ｅＶ以下であることを特徴とする。

また、本発明の画像形成装置は、前記現像装置を備えたことを特徴とする。

本発明の現像装置、およびこれを備えた画像形成装置によれば、回収性能を低下させることなく、長期にわたって飛散トナーを回収できる。

以下、図を参照して、本発明を詳細に説明する。
［現像装置］
図１は、本発明の一実施形態例である現像装置の概略図である。この例の現像装置１０は、トナーを感光体ドラムＤの周面に供給するべく当該感光体ドラムＤに隣設された現像装置本体（装置本体部）２０と、この現像装置本体２０に着脱自在に装着されてトナーを補給するトナーカートリッジ（現像剤供給部）８０とを備えた基本構成を有している。

現像装置本体２０は、現像ローラ３０と、該現像ローラ３０に対向して配置された回収ローラ４０とを備えている。
現像ローラ３０には、ブレード３１が設けられており、該ブレード３１により現像ローラ３０の表面に付着したトナーの膜厚を調整する。ブレード３１の材質としては、ウレタン樹脂が好ましい。

回収ローラ４０は現像ローラ３０から飛散する飛散トナーを回収するものであり、その表面が樹脂にて被覆されている。回収ローラ４０の材質としては、特に制限されないが、アルミニウムなどの金属製であれば、バイアス電圧を印加する際に有用である。
また、回収ローラ４０には、ブレード４１が設けられており、該ブレード４１により表面に付着した飛散トナーを除去する。ブレード４１の材質としては、例えば、ウレタン樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂などが挙げられる。中でも、ウレタン樹脂が好ましい。
回収ローラ４０の表面が樹脂にて被覆されることにより、回収ローラ４０と飛散トナーとの間で作用するファンデルワールス力を適度に抑制できるので、回収ローラ４０に付着する飛散トナーをブレード４１にて容易に除去できる。

なお、被覆の方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、スプレードライなどが挙げられる。
また、回収ローラ４０の表面を樹脂にて被覆する際は、例えば、５〜３０μｍ程度の厚さになるように被覆するのが好ましい。厚さが５μｍ以上であれば、回収ローラ４０と飛散トナーとの間で作用するファンデルワールス力をより抑制できる。一方、厚さが３０μｍ以下であれば、飛散トナーの付着力が十分なものとなる。

前記樹脂としては、現像装置に収容されるトナーが負帯電性の場合、フッ素系やシリコーン系の樹脂（ａ）が用いられる。中でも表面エネルギの低いフッ素系の樹脂（ａ）が好ましく、ファンデルワールス力をより抑制でき、ブレード４１にて飛散トナーをより容易に除去できる。
また、前記樹脂（ａ）は、該樹脂（ａ）の仕事関数（Ａ）と前記ブレード４１の仕事関数（Ｃ）との差（Ａ−Ｃ）が０．１０ｅＶ以上であり、好ましくは０．１５〜０．４０ｅＶである。
ここで、仕事関数とは、物質表面から１つの光電子を放出するのに必要な、最小の紫外線照射エネルギのことであり、例えば、理研計器社製の大気中光電子分光装置「ＡＣ−１」より求めることができる。

本発明者らは鋭意検討した結果、現像装置に収容されたトナーが劣化することで逆帯電となったトナーが、飛散トナーの主な構成成分であることに着目した。そこで、現像装置に収容されるトナーと同極性の樹脂を回収ローラ４０の表面に被覆すれば、ブレード４１と接触して擦れることで、回収ローラ４０の表面が飛散トナーとは逆極性に帯電し、飛散トナーが引き付けられることを見出した。
現像装置に収容されるトナーが負帯電性の場合、負極性であるフッ素系の樹脂を回収ローラ４０の表面に被覆すれば、ブレード４１と擦れることで回収ローラ４０の表面が負帯電性になりやすくなる。また、仕事関数の差（Ａ−Ｃ）が０．１０ｅＶ以上であれば、ブレード４１自身の電子が、フッ素系の樹脂を表面に被覆した回収ローラ４０側に移行しやすくなり、回収ローラ４０の表面が十分にマイナスに帯電するため、正帯電性の飛散トナーを引き付けやすくなり、飛散トナーの回収性能が向上する。

フッ素系の樹脂としては、上述した仕事関数の差（Ａ−Ｃ）が０．１０ｅＶ以上となるようなものであれば、特に制限されないが、例えば、フッ化ビニリデン、テトラフロロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、モノクロロトリフロロエチレン、モノクロロエチレン、トリフロロエチレン等の重合体または共重合体などが挙げられる。中でも、テトラフロロエチレンが好ましい。

なお、シリコーン系の樹脂は無極性ではあるが、仕事関数の幅が広いため、種類によっては負極性または正極性の樹脂と同等に使用することができる。
仕事関数の差（Ａ−Ｃ）が０．１０ｅＶ以上となるような、シリコーン系の樹脂としては、例えば、ストレートシリコーン、フッ素変性シリコーン、ＲＴＶシリコーンなどが挙げられる。中でも、ストレートシリコーンが好ましい。また、シリコーン系の樹脂としては市販のものを用いてもよく、例えば、東レ・ダウコーニング社製のストレートシリコーン「ＳＲ２４０６」などが好適である。

このように、現像装置に収容されるトナーが負帯電性の場合、フッ素系またはシリコーン系の樹脂（ａ）を回収ローラ４０に被覆することで、回収トナー４０に飛散トナーが付着されやすくなるので、回収性能が向上すると共に、回収ローラ４０と飛散トナーとの間で作用するファンデルワールス力が抑制され、飛散トナーがブレード４１にて除去されやすくなる。従って、高い回収性能を保持しつつ、長期にわたって飛散トナーを回収できる。

一方、現像装置に収容されるトナーが正帯電性の場合、前記樹脂としては、アクリル系やシリコーン系の樹脂（ｂ）が用いられる。
また、前記樹脂（ｂ）は、該樹脂（ｂ）の仕事関数（Ｂ）と前記ブレード４１の仕事関数（Ｃ）との差（Ｂ−Ｃ）が−０．１０ｅＶ以下であり、好ましくは−０．１５〜−０．４０ｅＶである。

現像装置に収容されるトナーが正帯電性の場合、正極性であるアクリル系の樹脂を回収ローラ４０の表面に被覆すれば、ブレード４１と擦れることで回収ローラ４０の表面が正帯電性になりやすくなる。また、仕事関数の差（Ｂ−Ｃ）が−０．１０ｅＶ以下であれば、回収ローラ４０の表面に被覆したアクリル系の樹脂の電子が、ブレード側に移行しやすくなり、回収ローラ４０の表面が十分にプラスに帯電するため、負帯電性の飛散トナーを引き付けやすくなり、飛散トナーの回収性能が向上する。

アクリル系の樹脂としては、上述した仕事関数の差（Ｂ−Ｃ）が−０．１０ｅＶ以下となるようなものであれば、特に制限されないが、例えば、ポリメタクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチルなどが挙げられる。中でも、ポリメタクリル酸メチルが好ましい。

なお、シリコーン系の樹脂は無極性ではあるが、上述したように仕事関数の幅が広いため、種類によっては負極性または正極性の樹脂と同等に使用することができる。
仕事関数の差（Ｂ−Ｃ）が−０．１０ｅＶ以下となるような、シリコーン系の樹脂としては、例えば、ストレートシリコーン、フッ素変性シリコーン、ＲＴＶシリコーンなどが挙げられる。中でも、ストレートシリコーンが好ましい。また、シリコーン系の樹脂としては市販のものを用いてもよく、例えば、東レ・ダウコーニング社製のストレートシリコーン「ＡＹ４２−１７０」などが好適である。

このように、現像装置に収容されるトナーが正帯電性の場合、アクリル系またはシリコーン系の樹脂（ｂ）を回収ローラ４０に被覆することで、回収トナー４０に飛散トナーが付着されやすくなるので、回収性能が向上すると共に、回収ローラ４０と飛散トナーとの間で作用するファンデルワールス力が抑制され、飛散トナーがブレード４１にて除去されやすくなる。従って、高い回収性能を保持しつつ、長期にわたって飛散トナーを回収できる。

回収ローラ４０には、バイアス電源４２が取り付けられていてもよい。バイアス電源４２から回収ローラ４０にバイアス電圧を印加することで、飛散トナーの回収性能をより高めることができる。
バイアス電圧を印加する際は、現像装置に収容されるトナーと同極性のバイアス電圧を印加する。

さらに、回収ローラ４０には回収した飛散トナーを後述するハウジング内に循環する循環手段４３が設けるのが好ましい。
回収ローラ４０に回収された飛散トナーは、回収ローラが回転することによりブレード４１にて回収ローラ４０から除去される。除去された飛散トナーは、循環手段４３に備わる捕獲部材（図示略）により捕獲され、循環手段４３内を通ってハウジング５０内に供給される。
このように、循環手段４３を設けることで、飛散トナーを再利用することができる。

本発明の現像装置本体２０には、上述した現像ローラ３０や回収ローラ４０以外にも、内部にトナーを循環移動させる循環搬送路５１を備えたハウジング５０と、該ハウジング５０の上面開口を閉止する蓋体６０と、該蓋体６０に形成されたトナー受入口６１を開閉するべく蓋体６０に取り付けられた蓋体側シャッタ部材７０とを備えて構成され、蓋体側シャッタ部材７０の装着された蓋体６０がハウジング５０に固定されることによって現像装置本体２０が形成されるようになっている。

循環搬送路５１は、前方に形成された幅方向に長尺の前方搬送路５１ａと、該前方搬送路５１ａの後方に当該前方搬送路５１ａと平行に形成された後方搬送路５１ｂとからなっていると共に、一対のスパイラルフィーダ（搬送手段）５２が装着されている。該スパイラルフィーダ５２は、前方搬送路５１ａに装着される前方スパイラルフィーダ５２ａと、後方搬送路５１ｂに装着される後方スパイラルフィーダ５２ｂとからなっている。

前後のスパイラルフィーダ５２ａ、５２ｂは、フィーダ軸５３と、該フィーダ軸５３回りに螺旋状で形成されたスパイラルフィン５４とを備えて構成され、スパイラルフィン５４のフィーダ軸５３回りの一体回転によって循環搬送路５１内に装填されているトナーを循環搬送させ得るようになっている。

上述した現像ローラ３０は、前方搬送路５１ａより前方に位置している。また、前方搬送路５１ａと現像ローラ３０が設けられている部分とは幅方向の略全長に亘って連通状態とされていると共に、現像ローラ３０は、その周面が前方の感光体ドラムＤの周面と対向するように設置位置が設定されている。従って、前方搬送路５１ａを搬送されつつあるトナーは、現像ローラ３０を介して感光体ドラムＤの周面に供給され、これによって感光体ドラムＤの周面にトナー像が形成されることになる。

蓋体６０は、平板状の蓋体本体（図示略）を備えている。該蓋体本体は、平面寸法がハウジング５０の上面開口より若干大きめに設定され、これによって蓋体本体がハウジング５０の上面に被せられた状態で、循環搬送路５１の上面が閉止されるようになっている。また、蓋体６０にはトナーカートリッジ８０からのトナーをハウジング５０内に装填するためのトナー受入口６１が設けられている。蓋体側シャッタ部材７０は、このトナー受入口６１を開閉するためものである。
なお、上述した循環手段４３はトナー受入口６１に連結しており、回収された飛散トナーは、トナーカートリッジ８０に収容されている未使用のトナーと共に適宜トナー受入口６１からハウジング５０内に装填され、循環搬送路５１を循環することによって正規な帯電性を付与される。

前記トナーカートリッジ８０は、トナーが装填されるカートリッジ本体８１と、該カートリッジ本体８１の上面開口を閉止するカバー体８２とを備えて構成されている。
かかるトナーカートリッジ８０は、前記蓋体６０のトナー受入口６１と対向するように穿設されたトナー排出口８３が設けられ、トナーカートリッジ８０がハウジング５０に装着された状態で、トナーカートリッジ８０内のトナーがこのトナー排出口８３および蓋体６０のトナー受入口６１を介してハウジング５０内に供給されるようになっている。
なお、トナーカートリッジ８０にはトナーを掻き取るための撹拌部材８４と、カートリッジ側シャッタ部材８５が備わっており、撹拌部材８４とカートリッジ側シャッタ部材８５とが同期回転することで、トナーをトナー排出口８３へ向けて搬送する。

＜トナー＞
上述したトナーカートリッジ８０に収容されるトナーとしては、特に制限されないが、例えば結着樹脂中に着色剤、電荷制御剤、離型剤等を分散して造粒し、所望により帯電制御剤、流動性向上剤等を外添したものを用いることができる。
結着樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂が挙げられ、例えば、ポリスチレン等のビニル芳香族樹脂、スチレン−アクリル共重合体、アクリル系樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。

電荷制御剤は、トナーの帯電量を制御するものである。正帯電性の電荷制御剤としては、ニグロシンベース、四級アンモニウム塩等が挙げられる。負帯電性の電荷制御剤としては、金属錯塩染料、サリチル酸誘導体、スルホン酸誘導体等が挙げられる。
なお、電荷制御剤を使用せず、電荷制御作用の一部を結着樹脂に行わせる場合には、結着樹脂の一部として、アニオン性またはカチオン性の極性基を有する樹脂を用いる。カチオン性極性基としは、第１級、第２級または第３級アミノ基、第４級アンモニウム基、アミド基、イミノ基、イミド基、ヒドラジノ基、グアニジノ基、アミジノ基等の塩基性窒素含有基が挙げられる。アニオン性極性基としては、カルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸等の極性基が挙げられる。
このように、配合する電荷制御剤を適宜選択することにより、トナーの帯電性をプラスまたはマイナスに調整できる。

色剤としては、例えば、黒色顔料として、アセチレンブラック、ランブラック、アニリンブラック等のカーボンブラック；黄色顔料として、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマンネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキ；橙色顔料として、赤口黄鉛、モリブテンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダスレンブリリアントオレンジＧＫ；赤色顔料として、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀カドミウム、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウオッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂ；紫色顔料として、マンガン紫、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ；青色顔料として、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーＢＣ；緑色顔料として、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ、ファナルイエローグリーンＧ；白色顔料として、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛；白色顔料として、バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等が挙げられる。

離型剤としては、各種天然ワックス、ポリオレフィン系ワックス等の合成ワックスが挙げられる。ポリオレフィン系ワックスの数平均分量（Ｍｎ）は、１，０００〜１０，０００が好ましく、２，０００〜６，０００がより好ましい。ポリオレフィンとしては、ポリプロピレン、ポリエチレン、プロピレン−エチレン共重合体等が挙げられ、ポリプロピレンが好ましい。

さらに、トナーには、必要に応じてこれに外添剤を添加してもよい。外添剤としては、シリカ、酸化チタン、アルミナ等の無機酸化物、ステアリン酸カルシウム等の金属石鹸等が挙げられる。
また、トナーは、キャリアと組み合わせて二成分現像剤として用いてもよく、単独で一成分系現像剤として用いてもよい。キャリアとしては、磁性体の粒子、または結着樹脂中に磁性体を分散させた樹脂粒子など公知のものを使用できる。

［画像形成装置］
本発明の現像装置は、電子写真法による画像形成装置に備える現像装置として好適に使用できる。
ここで、図２を用いて、本発明の現像装置を備えた画像形成装置の一実施形態例について説明する。この例の画像形成装置１００は、４つの感光体ドラムＤが中間転写ベルト（中間転写体）上に配列された間接転写タンデム方式のカラー画像形成装置である。

図２に示すように、この画像形成装置１００におけるハウジング１１０内には、ローラ１４１、１４２、１４３に張架されて走行する中間転写ベルト１４５が配設され、この中間転写ベルト１４５の上にはトナー像転写の順に（上流側から順に）４つの画像形成ユニット１２０（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）が配設されている。
画像形成ユニット１２０は、上述した現像装置１０、および帯電装置１２１、露光装置１２２、クリーニング装置１２３が感光体ドラムＤ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４）の周囲にそれぞれ配設された構造を有している。タンデム方式ではこれらをコンパクトに設計することが重要である。これらの感光体ドラムＤは、中間転写ベルト１４５の移動方向に沿って順に配列されている。
なお、各現像装置１０には、トナーＴ１（マゼンタトナー）、トナーＴ２（シアントナー）、Ｔ３（イエロートナー）、Ｔ４（ブラックトナー）がそれぞれ収容されている。

次に、上記画像形成装置１００の画像形成工程を概説する。画像形成ユニット１２０ａを例に挙げると、まず、感光体ドラムＤ１の表面が帯電装置１２１により正極性に一様に帯電する。次いで、露光装置１２２で感光体ドラムＤ１の表面に静電潜像を形成する。

現像装置１０では、現像ローラ３０にトナーが順次供給され、現像ローラ３０上に現像層が形成される。現像ローラ３０のトナーは、現像ローラ３０の反時計回りの回転によって感光体ドラムＤ１の対向位置（現像部）に送られる。このとき、トナー量がブレード３１（図１参照。）によって制御されると共にトナーＴ１に摩擦帯電が付与される。そして、この帯電したトナーＴ１が感光体ドラムＤ１上の静電潜像に付着して、静電潜像が可視像化（現像）されトナー像が形成される。他の画像形成ユニット１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄにおいても上記と同様の流れで感光体ドラムＤ２，Ｄ３，Ｄ４上の静電潜像が可視像化されトナー像がそれぞれ形成される。

感光体ドラムＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４上に可視像化されたトナー像は、中間転写ベルト１４５の表面に、上流側の感光体ドラムＤ１から順に転写される。そして、この中間転写ベルト１４５上に転写されたフルカラー画像は、給紙カセット１３０からロール１４１と転写ロール１４４との間に搬送されてきた転写紙（記録材）に転写される。中間転写ベルト１４５上の転写されなかったトナーはクリーニング装置１４６により除去される。転写紙上に転写されたフルカラー画像は、一対の定着ローラ１５１を備えた定着手段１５０において熱および圧力が加えられて転写紙上に溶融定着された後、この転写紙がハウジング１１０の上方に排出される。

一方、現像ローラ３０から飛散する飛散トナーは、現像装置１０に備わる回収ローラ４０（図１参照。）にて回収される。この際、現像装置に収容されるトナーと同極性のバイアス電圧を回収ローラに印加すると、飛散トナーの回収効率をより向上できる。これにより、飛散トナーが感光体ドラムＤ上に付着するのを抑制するので、飛散トナーの転写を防ぎ、画像品質の低下を低減できる。

なお、各感光体ドラム上の静電潜像を現像する方法は正現像法および反転現像法のいずれでもよく、また現像方式としては現像剤層と感光体ドラムが接触する接触現像方式および両者が接触しないジャンピング現像方式のいずれでもよい。高品質の画像を得る観点からは反転現像法が好ましい。この場合、感光体ドラムをトナーと同極性に帯電させ、潜像部分の電荷を露光により除去する。そして現像部において現像スリーブと感光体ドラムとの間に、現像バイアスとして直流に交流を重畳した交互電圧を印加することにより、感光体ドラム上の電荷の除去された静電潜像に現像剤中のトナーを転移させ静電潜像に付着させてトナー像として可視化する。

また、本発明において使用できる感光体ドラムの材料は、特に限定されず、従来公知のものが使用できる。例えば、非晶質シリコン系感光体、有機系感光体、Ｓｅ系感光体、ＺｎＯ感光体、ＣｄＳ系感光体などの感光体が挙げられる。この中でも耐久性の観点からは非晶質シリコン感光体が好ましい。

上記実施形態では、各画像形成ユニットに露光装置が備えられた形態について説明したが、画像形成ユニットの外に個々の感光体への露光部を備えた、一体化されたマルチビームレーザ露光装置を用いてもよい。
また、本発明の画像形成装置は上述したものに限らず、例えば中間転写体を有さず、感光体ドラムから記録材に直接転写を順次繰り返すシステム（直接転写タンデム方式）のカラー画像形成装置に、本発明の現像装置を備えることもできる。

以上説明したように、本発明によれば、飛散トナーを回収する回収ローラの表面を特定の樹脂にて被覆することにより、飛散トナーが回収ローラに引き付けられやすくなり、回収性能が向上すると共に、回収ローラと飛散トナーとの間で作用するファンデルワールス力を抑制するので、回収ローラに付着する飛散トナーをブレードにて容易に除去でき、長期にわたって飛散トナーを回収できる。

以下、本発明について実施例を挙げて具体的に説明する。
［トナーの製造］
＜正帯電性トナーの製造＞
スチレン８０質量部、２-エチルヘキシルメタクリレート２０質量部、着色剤としてシアン顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３）５質量部、低分子量ポリプロピレン３質量部、電荷制御剤として４級アンモニウム塩化合物（オリエント化学工業社製、「Ｐ−５１」）２質量部、架橋剤としてジビニルベンゼン１質量部の混合溶液に重合開始剤２，２-アゾビス（２，４-ジメチルバレロニトリル）２質量部加え、これらを精製水４００質量部に加え、さらに懸濁安定剤として第三リン酸カルシウム５質量部とドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．１質量部を添加し、ＴＫホモミキサー（特殊機化工業社製）を用いて、回転数７０００ｒｐｍで２０分間攪拌し、さらに窒素雰囲気下、７０℃、１００ｒｐｍで１０時間重合反応させ、体積平均粒径６．３μｍの粉体を得た。この粉体に疎水性シリカ粉末を１．５質量部加え、ヘンシェルミキサー（三井鉱山社製）にて混合することにより体積平均粒径６．３μｍの正帯電性のシアントナーを得た。なお、体積平均粒径は、マルチマイザーIII（コールスターカウンター社製）にて測定した。

＜負帯電性トナーの製造＞
電荷制御剤として、４級アンモニウム塩化合物の代わりに負帯電性の電荷制御剤（オリエント化学工業社製、「Ｅ−８４」）を２質量部用いた以外は、正帯電性トナーの製造を同様にして、負帯電性のシアントナーを製造した。該シアントナーの体積平均粒径は６．５μｍであった。

［各種測定］
＜仕事関数の測定＞
回収ローラの表面を被覆する樹脂、および回収ローラに備わるブレードの仕事関数は、大気中光電子分光装置（理研計器社製、「ＡＣ−１」）を用い、温度２０℃、湿度６０％の条件にて測定した。

＜飛散トナーの付着力の測定＞
回収ローラにおける飛散トナーの付着力は、粒子間付着力測定装置（岡田精工社製、「ＰＡＦ−３００Ｎ」）を用い、温度２０℃、湿度６０％の条件にて測定した。

［試験１］
＜実施例１−１＞
現像装置は図１に示す構造のものを用いた。また、画像形成装置は、京セラミタ社製のプリンタ（ＬＳ−Ｃ８０２６）を改造したものを用い、先の現像装置を取り付け、先に得られた負帯電性トナーを現像装置に収容した。
なお、回収ローラとしては、アルミニウム製の金属ローラを用い、その表面をスプレードライにより、フッ素系の樹脂（三井・デュポンフロロケミカル社製、「ＤＬ−９０２」）にて被覆した。また、回収効率を向上させる目的で、トナーと同極性（マイナス）のＤＣバイアス電圧（−５００Ｖ）を印加し、回転数１０ｒｐｍにて回収ローラを回転させた。また、回収ローラには、ウレタン製のブレードを備えた。該ブレードの仕事関数は５．５ｅＶであった。

前記画像形成装置を用い、１００００枚の耐久試験を実施した。
２０００枚印字毎に、中間転写ベルト上に付着した飛散トナーを計測し、これを飛散トナー量とした。
また、ブレードにて回収ローラに付着した飛散トナーを除去する際のクリーニング性能を目視にて評価し、クリーニング性能が良好な場合を「○」、不良である場合を「×」とした。
また、回収ローラの飛散トナー回収性能について、１００００枚の耐久試験後の、飛散トナー量の累計が１．０ｇ以下の場合を良好と判断して「○」とし、飛散トナー量の累計が１．０ｇを超える場合を不良と判断して「×」とした。
各評価結果を表１に示す。

＜実施例１−２＞
樹脂として、表１に示すようにシリコーン系の樹脂（東レ・ダウコーニング社製、「ＳＲ２４０６」）を用いた以外は、実施例１−１と同様にして耐久試験を実施し、飛散トナー量を求め、クリーニング性能および飛散トナー回収性能を評価した。結果を表１に示す。

＜比較例１−１＞
回収ローラの表面を樹脂にて被覆しなかった以外は、実施例１−１と同様にして耐久試験を実施し、飛散トナー量を求め、クリーニング性能および飛散トナー回収性能を評価した。結果を表１に示す。

＜比較例１−２＞
樹脂として、表１に示すようにアクリル系の樹脂（三井化学社製、「アルマッテクス」）を用いた以外は、実施例１−１と同様にして耐久試験を実施し、飛散トナー量を求め、クリーニング性能および飛散トナー回収性能を評価した。結果を表１に示す。

＜比較例１−３＞
樹脂として、表１に示すようにシリコーン系の樹脂（東レ・ダウコーニング社製、「ＳＲ２５１０」）を用いた以外は、実施例１−１と同様にして耐久試験を実施し、飛散トナー量を求め、クリーニング性能および飛散トナー回収性能を評価した。結果を表１に示す。

表１から明らかなように、表面がフッ素系またはシリコーン系の樹脂にて被覆された回収ローラを用い、仕事関数の差（Ａ−Ｃ）が０．１ｅＶ以上であった実施例の場合は、回収ローラの表面が現像装置に収容された負帯電性のトナーと同極性、すなわちマイナスに帯電していたので、飛散トナーが回収ローラに引き付けられやすく、回収性能が良好であった。
また、回収ローラの表面が樹脂にて被覆されていたので、回収ローラと飛散トナーとの間で作用するファンデルワールス力が抑制され、回収ローラに付着する飛散トナーをブレードにて容易に除去でき、クリーニング性能が良好であった。従って、１００００枚の耐久試験後であっても、飛散トナー量が０．１〜０．２ｇであり、回収性能を低下させることなく、長期にわたって飛散トナーを回収できた。

一方、比較例１−１は、回収ローラの表面がプラスに帯電していたため、飛散トナーが引き付けられにくく、回収性能が実施例に比べて劣っていた。また、回収ローラの表面を樹脂にて被覆しなかったため、回収ローラと飛散トナーとの間でファンデルワールス力が作用して、回収ローラに引き付けられた飛散トナーが回収ローラに強く付着したため、印字枚数が増えるに連れてブレードにて飛散トナーを除去することが困難となった。その結果、回収ローラの表面が飛散トナーで覆われ、回収性能がさらに低下した。
比較例１−２、１−３は、回収トナーの表面を樹脂にて被覆したので、クリーニング性能は良好であったが、比較例１−２は仕事関数の差（Ａ−Ｃ）が−０．２ｅＶであり回収トナーの表面がプラスに帯電したため、一方、比較例１−３は仕事関数の差（Ａ−Ｃ）が０．０ｅＶであり回収トナーの表面が帯電しなかったため、飛散トナーが引き付けられにくく、実施例に比べて飛散トナーの回収性能が劣っていた。

［試験２］
＜実施例２−１＞
負帯電性のトナーの代わりに、正帯電性のトナーを現像装置に収容し、回収ローラの表面を被覆する樹脂として、表２に示すようにアクリル系の樹脂（三井化学社製、「アルマッテクス」）を用い、回収ローラにトナーと同極性（プラス）のＤＣバイアス電圧（＋５００Ｖ）を印加した以外は、実施例１−１と同様にして耐久試験を実施し、飛散トナー量を求め、クリーニング性能および飛散トナー回収性能を評価した。結果を表２に示す。

＜実施例２−２＞
樹脂として、表２に示すようにシリコーン系の樹脂（東レ・ダウコーニング社製、「ＡＹ４２−１７０」）を用いた以外は、実施例２−１と同様にして耐久試験を実施し、飛散トナー量を求め、クリーニング性能および飛散トナー回収性能を評価した。結果を表２に示す。

＜比較例２−１＞
回収ローラの表面を樹脂にて被覆しなかった以外は、実施例２−１と同様にして耐久試験を実施し、飛散トナー量を求め、クリーニング性能および飛散トナー回収性能を評価した。結果を表２に示す。

＜比較例２−２＞
樹脂として、表２に示すようにフッ素系の樹脂（三井・デュポンフロロケミカル社製、「ＤＬ−９０２」）を用いた以外は、実施例２−１と同様にして耐久試験を実施し、飛散トナー量を求め、クリーニング性能および飛散トナー回収性能を評価した。結果を表２に示す。

＜比較例２−３＞
樹脂として、表１に示すようにシリコーン系の樹脂（東レ・ダウコーニング社製、「ＳＲ２５１０」）を用いた以外は、実施例２−１と同様にして耐久試験を実施し、飛散トナー量を求め、クリーニング性能および飛散トナー回収性能を評価した。結果を表２に示す。

表２から明らかなように、表面がアクリル系またはシリコーン系の樹脂にて被覆された回収ローラを用い、仕事関数の差（Ｂ−Ｃ）が−０．１ｅＶ以下である実施例の場合は、回収ローラの表面が現像装置に収容された正帯電性のトナーと同極性、すなわちプラスに帯電していたので、飛散トナーが回収ローラに引き付けられやすく、回収性能が良好であった。
また、回収ローラの表面が樹脂にて被覆されていたので、回収ローラと飛散トナーとの間で作用するファンデルワールス力が抑制され、回収ローラに付着する飛散トナーをブレードにて容易に除去でき、クリーニング性能が良好であった。従って、１００００枚の耐久試験後であっても、飛散トナー量が０．１ｇであり、回収性能を低下させることなく、長期にわたって飛散トナーを回収できた。

一方、比較例２−１は、飛散トナーの付着力が高く、回収ローラの表面がプラスに帯電していたため、飛散トナーが引き付けられやすく、耐久試験２０００枚程度までは、効率よく飛散トナーを回収できた。しかし、回収ローラの表面を樹脂にて被覆しなかったため、回収ローラと飛散トナーとの間でファンデルワールス力が作用して、回収ローラに引き付けられた飛散トナーが回収ローラに強く付着したため、印字枚数が増えるに連れてブレードにて飛散トナーを除去することが困難となった。その結果、回収ローラの表面が飛散トナーで覆われ、回収性能が低下した。
比較例２−２、２−３は、回収トナーの表面を樹脂にて被覆したので、クリーニング性能は良好であったが、比較例２−２は仕事関数の差（Ｂ−Ｃ）が０．２ｅＶであり回収トナーの表面がマイナスに帯電したため、一方、比較例２−３は仕事関数の差（Ｂ−Ｃ）が０．０ｅＶであり回収トナーの表面が帯電しなかったため、飛散トナーが引き付けられにくく、各々実施例に比べて飛散トナーの回収性能が劣っていた。

本発明の現像装置の一例を示す概略構成図である。 本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。

符号の説明

１０：現像装置、３０：現像ローラ、４０：回収ローラ、４１：ブレード、１００：画像形成装置、Ｄ：感光体ドラム

Claims (2)

1. 現像ローラと、該現像ローラに対向して配置された、飛散トナーを回収する回収ローラとを具備し、正帯電性のトナーを収容する現像装置であって、
   前記回収ローラは、表面がアクリル系またはシリコーン系の樹脂にて被覆され、かつ、前記飛散トナーを除去するブレードを備え、
   前記樹脂の仕事関数（Ｂ）と前記ブレードの仕事関数（Ｃ）との差（Ｂ−Ｃ）が−０．１０ｅＶ以下であることを特徴とする現像装置。
2. 請求項１記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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