JP6362023B2 - 現像装置、プロセスユニット及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像装置、プロセスユニット及び画像形成装置に関する。

現像剤として、帯電微粒子であるトナーを使用した現像装置が知られている。当該現像装置では、像担持体・潜像担持体としての感光体上に静電潜像を形成し、この静電潜像にトナーを静電気的に付着させることにより現像を行う。

このような現像装置においては、トナーが現像装置から漏れ出しやすいという問題がある。トナーが現像装置から漏れると、この現像装置を備えた画像形成装置本体の内部が汚れてしまい、その結果印字不良が発生したり、現像装置の交換時に作業者の手や着衣が汚れてしまったりする。

特に、非磁性一成分現像剤としてのトナーを使用した現像装置では、現像ローラ周辺でのトナー漏れが起こりやすい。これは、高画質化対応のためにトナーの小粒径化が進むにつれて、現像ローラに形成・担持されたトナーの薄層からトナーが脱落しやすくなるからである。そこで、従来から、トナー漏れを防止するための発明が多数提案されている。

例えば特許文献１（特開２０００−７５６５６号公報）では、入口シールの両端部を斜めにカットして台形状にした発明が提案されている。入口シール９０の両端部は現像ローラとの摺接により引っ張り変形（端部波打ち変形）を起こしやすい。入口シールのこのような変形が起きると、当該変形部分を伝ってトナー漏れが起こりやすい。入口シールの両端部を斜めにカットすることで現像ローラとの摺接面積を低減し、端部波打ち変形を防止するようにしている。

また特許文献２（特開２０１０−９１９５８号公報）では、端部シールに斜めの案内通路を多数形成した発明が提案されている。このような斜めの案内通路を形成することで現像ローラの軸線方向両端外側方向に漏れ出ようとするトナーを、中央側に戻す作用が得られる。

しかし、前記特許文献１、２の現像装置では、トナー漏れ出しを十分に防止することができていない。この理由として、現像ローラの周囲に配設される入口シールと端部シールとの重なりにより形成される段差（以下「重なり段差」と呼称する）の問題がある。

すなわち、現像ローラの周囲には、下側の入口シールと、左右の端部シールと、現像ローラ周面のトナー薄層の厚さを規制する上側のトナー層規制部材とが配設されている。入口シールの両端部と端部シールの周方向一端部（下端部）は互いに重なっている。この重なり部分により、現像ローラの軸線方向外側に延びた重なり段差が形成されている。

このため、入口シールの長手方向に沿って現像ローラの軸線方向外側に流れたトナーが、前記重なり段差の隙間を伝って現像ケースの外側に漏れやすいという問題があった。

このようなトナー漏れを防止するため、例えば特許文献３（特開２０１０−６６３８６号公報）では、入口シールの両端部と端部シールを、周方向で分離してオーバーラップさせないようにした発明が提案されている。入口シールと端部シールを周方向でオーバーラップさせなければ前記重なり段差が出来ないという考え方である。

しかし、特許文献３のように入口シール両端部と端部シールを周方向で分離すると、入口シールと端部シールとの間に周方向において隙間が出来るため、当該隙間からのトナー漏れが起こる可能性がある。

そこで本発明は、入口シールの両端部形状を改良することで、前述した重なり段差の隙間を伝って現像ケースの外側に漏れ出ようとするトナーを抑制することができる、現像装置、プロセスユニット及び画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明は、
現像剤としてのトナーを内部に収容し、当該トナーの出入口となる開口部が形成された現像ケースと、
周面にトナー担持面を有し、前記トナーを当該トナー担持面に担持して移動するために前記現像ケースの前記開口部に回転可能に配設された現像ローラと、
前記トナー担持面に担持する前記トナーの層厚を規制するために前記開口部の縁部に配設されたトナー層規制部材と、
前記現像ローラの周面に残留した前記トナーを前記現像ケースの内部に回収するために、前記開口部の長手方向に延びた一対の縁部のうち、前記現像ローラの回転する周面が、前記現像ケースの内部に入る側の他方の縁部に配設された入口シールと、
前記現像ローラの両端部周面に接した状態で前記現像ケース側に固定され、周方向一端部が前記入口シールの両端部外周面と重なった左右一対の端部シールと、
を備えた現像装置であって、
前記入口シールの両端部が、当該両端部から、前記端部シールに沿って前記現像ローラの回転方向に延びたトナー堰き止め部を有し、前記トナー堰き止め部の内側縁が、前記端部シールと、前記現像ローラとの間に挟まれた状態で前記現像ローラの回転方向に対して傾斜して延びた傾斜内側縁を有することを特徴とする現像装置である。

本発明によれば、入口シールの両端部に、端部シールに沿って現像ローラの回転方向に延びたトナー堰き止め部を設け、かつ、当該トナー堰き止め部の内側縁が現像ローラの回転方向に対して傾斜して延びた傾斜内側縁を有する。したがって、当該トナー堰き止め部によって、入口シールと端部シールとの重なり段差により形成された隙間を伝って現像ケースの外側に漏れ出ようとするトナーを抑制することができる。

また、トナー堰き止め部の縁は入口シール加工時にバリ等が発生しやすく、その縁が現像ローラの周方向に延びていると、当該縁のバリ等によって現像ローラの周面に環状のスジ溝が形成されやすい。そうすると、当該スジ溝によりトナーが漏れ出しやすくなる。本発明はトナー堰き止め部の内側縁を現像ローラの回転方向に対して傾斜させたので、現像ローラの周方向のスジ溝を防止することができ、当該スジ溝を軽油したトナーの漏れ出しを防止することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略図である。 本発明の実施形態に係るプロセスユニットの概略図である。 本発明の実施形態に係る現像装置の平面図である。 現像容器の端部斜視図である。 現像容器の部分断面図である。 現像容器の部分拡大図である。 第１実施形態に係る現像装置のシール部分の部分平面図である。 第２実施形態に係る現像装置のシール部分の部分平面図である。 第３実施形態に係る現像装置のシール部分の部分平面図である。 本発明をクリーニング装置に適用した実施形態の断面図である。 クリーニング装置のシール部分の部分平面図である。 パイル織物を使用した端部シールの部分断面図である。 パイル織物による端部シールを使用した現像容器の部分断面図である。 従来のフェルトによる端部シールを使用した現像容器の部分断面図である。 トナー漏れ試験の結果を示す図である。

以下、添付の図面に基づき、本発明の実施形態に係る画像形成装置、プロセスユニット、現像装置、クリーニング装置の各実施形態について説明する。

なお、この実施形態を説明するための各図面において、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。

（画像形成装置）
図１は、電子写真方式による画像形成装置の概略構成を示している。この画像形成装置は、簡略のためモノクロ画像形成装置として示しているが、本発明をカラー画像形成装置に適用することも勿論可能である。

モノクロ画像形成装置１０の機枠体のほぼ中央部に、プロセスユニット１２が配設されている。このプロセスユニット１２の内部に、像担持体としてのドラム状の感光体１４が配設されている。

感光体１４の直上に位置するように、露光装置１５が配設されている。露光装置１５によって、感光体１４の外周面に潜像が形成されるようになっている。

プロセスユニット１２の下側に、転写ローラ１６が配設されている。転写ローラ１６の下側に、給紙カセット１８が配置されている。給紙カセット１８に記録媒体が積載・収容されている。

転写ローラ１６に高電位が印加されることによって、感光体１４と転写ローラ１６との間に電位差が生じ、これにより感光体１４の表面に形成されたトナー像が記録媒体に転写される。

給紙カセット１８にて給紙された記録媒体は、転写ローラ１６と感光体１４との間を通って、定着器２０へ導かれる。この定着器２０によって、記録媒体にトナー像が熱定着される。トナー像が熱定着された記録媒体は、排紙装置２２によって、画像形成装置１０の上面の排紙トレー２４に排紙される。

（プロセスユニット）
図２は、前記画像形成装置１０に搭載されたプロセスユニット１２を、概略的に示したものである。当該プロセスユニット１２は、感光体１４と現像装置３０とを、ユニット化したものである。

プロセスユニット１２は、画像形成装置１０の本体に対して着脱可能とされている。また現像装置３０は、感光体１４から分離して、現像装置３０単体でプロセスユニット１２に対して着脱可能とされている。

感光体１４の周囲に、感光体１４の回転方向に、クリーニング装置４０、帯電ローラ５０及び露光装置１５が順に配設されている。露光装置１５は、書き込みヘッドであるＬＥＤヘッドを備えている。ＬＥＤヘッドは、その長手方向が感光体１４の軸線方向に略平行に設けられている。ＬＥＤヘッドは、画像データに応じて変調されたドット光を発するライン状配列の複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）と、当該発光ダイオードからの光を感光体１４の表面に結像させるセルフォックレンズアレイを有する（「セルフォック」は登録商標）。

帯電ローラ５０によって、感光体１４の表面が所定の極性に一様に高電位に帯電されて初期化される。その後、当該高電位帯電領域に露光装置１５の前記ＬＥＤヘッドから光線Ｌが照射されることによって、感光体１４の外周面に静電潜像が形成される。

クリーニング装置４０は、クリーニングケース４１に、クリーニング部材としてのクリーニングブレード４２と、トナー搬送スクリュ４３とを備えている。クリーニングブレード４２は、電気抵抗が例えば１０^5~9〜Ω・ｃｍのゴムなどの弾性体からなる。このクリーニングブレード４２は、感光体１４と所定の当接圧でカウンター当接されている。

クリーニングブレード４２に、図示しない電極が長手方向に沿って貼り付けられている。当該電極に図示しない電源回路が接続され、当該電源回路により、クリーニングブレード４２に電圧が印加されるようになっている。

この電圧印加により、クリーニングブレード４２をすり抜けるトナーに電荷が注入され、クリーニングブレード４２を通過した後の転写残トナーを単一極性に揃えるようにしている。

クリーニング装置４０のクリーニングケース４１には、後述する図６に示すように、クリーニングブレード４２よりも感光体１４の回転方向上流側に、弾性研磨ローラ４４を配設することができる。

（現像装置）
現像装置３０は、図２のように縦型の現像ケース３１を有する。この現像ケース３１の中に、上から順に第１トナー搬送スクリュ３２、隔壁３３、第２トナー搬送スクリュ３４、トナー供給ローラ３５、現像ローラ３６が配設されている。現像ローラ３６の上部にはトナー層規制部材３７が配設されている。

現像ケース３１の上部には、補給用トナーを収容したトナー補給容器６０が連結されている。このトナー補給容器６０内に、トナーの流動性を保つために、攪拌パドル６１とトナー搬送スクリュ６２が配設されている。

トナー補給容器６０内のトナーは、攪拌パドル６１とトナー搬送スクリュ６２によって常に攪拌され、必要量のトナーが現像装置３０の図示しないトナー補給口に供給可能とされている。このトナーの補給量は、後述する本体側駆動手段の駆動時間により制御することができる。例えば温湿度環境の変化によりトナーの流動性が変化した場合、これに対応させて駆動時間を変化させることができる。

図３は、図２の現像装置３０を左側から透視した図である。第１トナー搬送スクリュ３２、第２トナー搬送スクリュ３４、トナー供給ローラ３５及び現像ローラ３６は、互いに平行に配設されている。

これらスクリュ３２、３４及びローラ３５、３６のそれぞれの回転軸の一端には、ギヤ７１〜７４が取り付けられている。一方、画像形成装置の本体には、クラッチ、カップリング、ギヤ等を使用した図示しない公知の駆動手段が配設されている。当該駆動手段に前記ギヤ７１〜７４が着脱可能に連結されることで、前記スクリュ３２、３４及びローラ３５、３６が本体の駆動手段によって回転するようになっている。

第１トナー搬送スクリュ３２と第２トナー搬送スクリュ３４との間に形成された隔壁３３の左右両側に、トナー流通用の開口部３３ａ、３３ｂが形成されている。スクリュ３２とスクリュ３４は、ギヤ７１、７２によって回転し、内部のトナーを互いに逆方向に搬送するようになっている。

この実施形態では、第１トナー搬送スクリュ３２によってトナーが左方向に搬送され、第２トナー搬送スクリュ３４によってトナーが右方向に搬送されるようになっている。これにより、現像ケース３１内でトナーが循環するように構成されている。

トナーの搬送速度は、トナー搬送スクリュ３２、３４の構成で制御することができる。すなわち、トナーの搬送速度は、トナー搬送スクリュ３２、３４のスクリュピッチと回転数に比例し大きくなる。スクリュの１回転あたりに搬送するトナー量は、スクリュ径を大きくすることなどでも制御可能である。

トナー供給ローラ３５の表面部は、トナーを保持可能に、例えば発泡ポリウレタンやスポンジなどで構成されている。また現像ローラ３６は、芯金の周囲に導電ウレタンを所定厚で被覆して構成されている。そして、トナー供給ローラ３５の外周が現像ローラ３６に所定の圧力で当接されている。

トナー供給ローラ３５は現像ローラ３６に所定のニップをもって接触している。そしてトナー供給ローラ３５は現像ローラ３６の回転方向とは逆方向、すなわち図２で反時計方向に回転する。これにより、トナー供給ローラ３５上のトナーを当該ニップ内で現像ローラ３６表面に擦りつけることで、トナーをプレ帯電させながら供給するようになっている。

トナー供給ローラ３５によって現像ローラ３６の周面に供給されたトナーは、図４Ａ、図４Ｂに示すトナー層規制部材３７によって、現像ローラ３６周面に付着したトナー層が均一化される。その後、感光体１４の表面電位に応じた量のトナーが、現像ローラ３６から感光体１４の表面に移動する。これにより、感光体１４の表面に静電潜像がトナー像として顕像化される。当該トナー像は、図示しない転写手段によって記録媒体に転写される。

前述のとおり、感光体１４に移動したトナーが転写残トナーとなって感光体１４上に残留すると、当該残トナーは図２のクリーニング装置４０により除去された後、画像形成装置１０内に配設された図示しない廃トナー収容容器に回収される。

（現像ケースにおける現像ローラの端部回り構造）
図４Ａに示すように、現像ケース３１には、現像ローラ３６が回転可能に配設される横長長方形状の開口部３１ａが形成されている。現像ケース３１の幅方向両端部であって、前記開口部の両側に位置する部分に、現像ローラ３６の両端部が回転可能に収容される部分円筒部３１ｂが形成されている。

当該部分円筒部３１ｂの内周面に、図４Ａ、図４Ｂに示すように、トナー漏れを防止するための端部シール８０が貼り付けられている（図４Ａで薄網掛表示）。この端部シール８０は、フェルトやパイル織物等によって構成されている。パイル織物の場合、現像ローラ３６の凹凸のある表面を良好にシールするため、例えば１．５［ｍｍ］以上の毛長のあるものを使用するのが望ましい。

端部シール８０は現像ローラ３６の形状に沿うような曲面を有する。端部シール８０の一部が現像ローラ３６に摺擦する。現像ケース３１に現像ローラ３６が組みつけられると、現像ローラ３６の左右両端部が端部シール８０に押し当てられる。こうして現像ローラ３６と現像ケース３１との間の隙間がシールされる。

現像ケース３１の開口部３１ａの上縁部には、例えば厚さ０．１ｍｍのＳＵＳ材を使用して、その先端をＬ字状に曲げ成形されたトナー層規制部材３７が取り付けられている。このトナー層規制部材３７は、現像ローラ３６に対して例えば−１００Ｖで印加される。そして、トナー層規制部材３７の先端が現像ローラ３６の周面に当接することによって、当該現像ローラ３６の周面にトナー薄層が形成されるようになっている。このトナー層規制部材３７の両端部は、端部シール８０の上に乗り上げている。

すなわち、端部シール８０の一部はトナー層規制部材３７とも接触する。現像ケース３１に現像ローラ３６が組み付けられると、トナー層規制部材３７が現像ローラ３６によって押圧され、トナー層規制部材３７の両端部が端部シール８０に押し当てられる。こうしてトナー層規制部材３７と現像ケース３１との間の隙間もシールされる。

なお、現像ローラ３６の軸線方向両端近傍には図示しないスペーサが設けられている。当該スペーサが感光体１４の表面に接触することで、現像ローラ３６の現像領域における円筒部表面と感光体１４との距離（現像ギャップ）が一定に保たれる。

前記端部シール８０は前記スペーサよりも軸線方向内側に配設されている。このような端部シール８０によって、現像ケース３１における開口部３１ａの長手方向両端部からトナーが漏れ出るのが防止される。

一方、現像ケース３１の開口部３１ａの長手方向に延びた下縁部には、当該下縁部からのトナー漏れ出しを防止するために入口シール９０が配設されている。この入口シール９０は開口部３１ａの下縁部の全幅にわたって配設されている。入口シール９０の両端部は、端部シール８０と、現像ローラ３６の周面のトナー担持面との間に挟まれている。

入口シール９０は、例えば所定の体積抵抗で導電性を付与したＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）で構成することができる。入口シール９０は現像ローラ３６に対して同電位とされている。入口シール９０によって、現像ローラ３６上のトナーが除電されて現像ケース３１内に回収される。

図４Ｂは現像装置３０の端部断面図である。図示するように、入口シール９０の端部に隣接する、端部シール８０と現像ローラ３６との間には、従来においては、側面視で楔状をなす微小な隙間Ｓが存在していた。そのため、当該隙間Ｓを通って、現像ケース３１の両端部へトナーが漏れ出してしまうという問題が発生していた。

隙間Ｓの大きさは入口シール９０を薄くすると小さくすることができる。しかし、入口シール９０を薄くすると、現像ローラとの接触で入口シール９０が波打ち変形しやすい（前述した端部波打ち変形）。入口シール９０が波打ち変形すると、その変形皺に沿ってトナーが漏れ出しやすい。このため、従来の入口シール９０は少なくとも厚さが０．１５ｍｍ程度は必要であると考えられていた。

しかし、例えば厚さが０．１５ｍｍの場合でも、その厚さのために図４Ｂの微小な隙間Ｓが出来て、この隙間Ｓからトナー漏れが生じることが分かった。そこで本実施形態では入口シール９０の厚さを０．１ｍｍ以下にした。但し、０．０５ｍｍ以下にすると端部波打ち変形を起こしやすくなる。そこで、入口シール９０の厚さは０．０５ｍｍ以上、０．１ｍｍ以下とするのが望ましい。

また、本発明の実施形態に係る現像装置の入口シール９０は、後述するように当該楔状の隙間Ｓを埋めるようにトナー堰き止め部９３〜９５を有する。図４Ａは参考例であって、濃網掛で表示するようにトナー堰き止め部９２を周方向に矩形状に延長形成した例である。なお、類似のシール構造は特許文献４（特開２００７−１１４１７号公報）（請求項２４、［０１５８］、［０１６０］段）に開示されている。図４Ｂでは当該トナー堰き止め部９２（９３〜９５）を破線で示している。このトナー堰き止め部９２（９３〜９５）は、入口シール９０と同じ厚さで一体形成されている。

すなわち、入口シール９０の両端部において、現像ローラ３６の回転方向下流側が、自由端であるトナー堰き止め部９２（９３〜９５）として、周方向（現像ローラ３６の回転方向）に所定長で延びている。したがって、当該トナー堰き止め部９２（９３〜９５）によって、図４Ｂの楔状の隙間Ｓが埋められることでトナーの漏れ出しが防止される。

但し、参考例として示したトナー堰き止め部９２のように、トナー堰き止め部を周方向に矩形状に延長形成すると、図４Ｃのようにトナー堰き止め部９２の縁に出来たバリ等の突起９２ａによって現像ローラ３６の周面に周方向のスジ溝３６ｂが形成されやすい。このようにスジ溝３６ｂが形成されると、当該スジ溝３６ｂを経由したトナー漏れが生じやすくなる。

そこで本発明の実施形態では、図５Ａ〜図５Ｃのように、トナー堰き止め部９３〜９５を単純に矩形状に周方向に延長形成するのではなく、その内側縁を外側又は内側に傾斜させて延長形成した。こうすることで、トナー堰き止め部９３〜９５の傾斜内側縁９３ｂ、９４ｂ、９５ｂによって現像ローラ３６の周面が局部的に削られて円周方向のスジ溝３６ｂが形成されるのを防止することができる。

すなわち、トナー堰き止め部９３〜９５の傾斜内側縁９３ｂ、９４ｂ、９５ｂが傾斜しているので、内側縁９３ｂ、９４ｂ、９５ｂのバリ等の突起によって現像ローラ３６の周面が削られても、浅く広く削られるに過ぎない。このような現像ローラ３６の摩耗があっても、トナー堰き止め部９３〜９５に対する現像ローラ３６のニップによってトナー漏れを防止することができる。

現像ローラ３６の下側の周面は、入口シール９０と接した状態で回転する。現像ローラ３６の周面には、残留トナーが付着している。この残留トナーは、現像ローラ３６の周面から脱落しやすい。入口シール９０は、現像ケース内のトナーが外側に漏れ出ないようにシールする作用と、現像ローラ３６の周面に付着した残留トナーが現像ローラ３６の回転によりスムーズに現像ケース内に収容する作用を有する。

（入口シール）
図５Ａ〜図５Ｃは、前記トナー堰き止め部９３〜９５によって改良した３種類の入口シール９０の形状を示す（第１〜第３実施形態）。図５Ａ〜図５Ｃは、入口シール９０を図４Ｂの上側（感光体１４の側）から見た図である。３種類の入口シール９０の形状は、いずれも左右対称である。現像ケース３１とトナー層規制部材３７は図示省略している。また現像ローラ３６は薄墨をつけてその輪郭を一点鎖線で示している。

現像ローラ３６の周面は、矢印で示すように、図示手前側（上側）が下向きに回転し、図示向こう側（下側）が上向きに回転する。現像ローラ３６の周面の下側が、図４Ｂのように入口シール９０に接した状態で現像ケース３１内に入る。

図５Ａ〜図５Ｃは、いずれも、トナー堰き止め部９３〜９５が、入口シール９０の両端部から、現像ローラ３６の回転方向（周方向）に延長形成されたものである。しかし、トナー堰き止め部９３〜９５の傾斜内側縁９３ｂ、９４ｂ、９５ｂは、現像ローラ３６の回転方向（周方向）に対してそれぞれ角度θ_１，θ_２，θ_３で傾斜している。

すなわち、図５Ａの第１実施形態ではトナー堰き止め部９３の傾斜内側縁９３ｂが現像ローラ３６の回転方向に対して外側に角度θ_１で傾斜している。図５Ｂの第２実施形態ではトナー堰き止め部９４の内側縁９４ｂが現像ローラ３６の回転方向に対して外側に角度θ_２で傾斜している。図５Ｃの第３実施形態ではトナー堰き止め部９５の内側縁９５ｂが現像ローラ３６の回転方向に対して内側に角度θ_３で傾斜している。図５Ａ〜図５Ｃの３種類の入口シール９０の両端部以外の形状は共通である。

（入口シールの第１実施形態）
まず、図５Ａの第１実施形態から説明する。入口シール９０の両端部のトナー堰き止め部９３は、全体として台形状である。トナー堰き止め部９３は、現像ローラ３６の両端部周面と当接した状態で、入口シール９０の両端部から、現像ローラ３６の回転方向（周方向）に所定長で延びている。トナー堰き止め部９３は、その全体が、現像ローラ３６の両端部周面と端部シール８０との間に挟まれている。

入口シール９０の傾斜内側縁９３ｂは、角部（第１変曲点）９３ａと角部（第２変曲点）９３ｃとの間で角度θ_１で外側に傾斜して直線状に延びている。トナー堰き止め部９３の先端縁９３ｄは、角部９３ｃと角部９３ｅとの間で、軸線方向に延びている。トナー堰き止め部の外側縁９３ｆは周方向に延びている。入口シール９０の長手方向縁部９１と、トナー堰き止め部９３の傾斜内側縁９３ｂは、角部９３ａで交わっている。角部９３ａの角度は鈍角（９０°＋θ_１）である。

入口シール９０が従来のようにトナー堰き止め部９３のない単純な横長長方形状であると、前記隙間Ｓから容易にトナーが漏れ出してしまう。またトナー堰き止め部９３が図４Ａのトナー堰き止め部９２のように周方向に延びた単純な矩形状であると、現像ローラ３６の周面にスジ溝３６ｂが形成されてトナー漏れが生じやすい。本発明の実施形態のように、トナー堰き止め部９３を台形状に形成することで、図４Ｂの鎖線で示すようにトナー堰き止め部９３で隙間Ｓを埋め、かつ、現像ローラ３６の周面にスジ溝３６ｂが付くのを防止してトナー漏れを防止することができる。

また、トナー堰き止め部９３の先端縁９３ｄ及び傾斜内側縁９３ｂにより重なり段差が出来るが、当該重なり段差部分に現像ローラ３６と端部シール８０とのニップが存在するので、当該ニップによって入口シール９０両端部からのトナー漏れを防止することができる。隙間Ｓを埋める効果は、第２実施形態（図５Ｂ）のトナー堰き止め部９４及び第３実施形態（図５Ｃ）のトナー堰き止め部９５でも同様である。

本発明の対象とするトナー漏れを防止するためには、前述したように、端部シール８０と現像ローラ３６とのニップを利用する必要がある。このため、少なくとも角部９３ａは、端部シール８０の内側縁８０ａと、現像ローラ３６のトナー担持面の端部３６ａとの間に存在する必要がある。

また、良好なトナーシール性を保持するためには、トナー堰き止め部９３の周方向長さＬ１を、１．０ｍｍ以上とする必要がある。周方向長さＬ１は、角部（第１変曲点）９３ａから角部（第２変曲点）９３ｃまでの周方向距離である。Ｌ１が１．０ｍｍ未満であると、十分なトナー堰き止め作用が得られず、トナーの漏れ出しを防止することができない。長さＬ１を１．０ｍｍ以上とすることで十分なトナー堰き止め作用が得られる。周方向長さＬ１は、後述の図５Ｂ、図５Ｃでも同様である。

なお、トナー堰き止め部９３の角部９３ａ、９３ｃ、９３ｅに、必要に応じて面取りやＲを付けてもよい。このような面取りやＲを付けても良好なトナーシール性は維持される。当該面取りやＲを付けた場合のトナーシール性維持は、後述の図５Ｂ、図５Ｃでも同様である。

図５Ａにトナーの移動経路を矢印で示している。トナーは入口シール９０の長手方向縁部９１に沿って外側に移動する。しかし、トナー堰き止め部９３の傾斜内側縁９３ｂは長手方向縁部９１の端部から外側に傾斜して延びているので、角部９３ａすなわち第１変曲点でトナー流れが抑制される。

この第１実施形態では、図４Ａの矩形状のトナー堰き止め部９２に比べて、傾斜内側縁９３ｂが傾斜している分だけ傾斜内側縁９３ｂが長くなるので、その分だけトナー流れが抑制される。また、この部分には現像ローラ３６と端部シール８０によるニップが形成されている。

したがって、実質的にトナー流れが阻止される。前記ニップを形成するため、少なくとも角部９３ａは、端部シール８０の内側縁８０ａと、現像ローラ３６の端部３６ａとの間に存在する必要がある。

トナーが傾斜内側縁９３ｂに沿って現像ローラ３６の回転方向にさらに流れ続けようしても、この部分は現像ローラ３６と端部シール８０によるニップが形成されているので、実質的にトナー流れが阻止される。

（入口シールの第２実施形態）
次に、入口シール９０の第２実施形態について説明する。入口シール９０の両端部のトナー堰き止め部９４は、第１実施形態と類似して全体として台形状である。この第２実施形態では、傾斜堰き止め縁部９４の傾斜内側縁９４ｂを、現像ローラ３６の軸線方向外側に角度θ_２で傾斜させ（θ_１＜θ_２）、先端縁９４ｄを現像ローラ３６の端部３６ａよりも外側に配置している。したがって、入口シール９０の長手方向縁部９１と傾斜内側縁９４ｂとが成す角度は鈍角（９０°＋θ_２）である。

また、先端縁９４ｄが現像ローラ３６のトナー担持部と重ならないので、この部分での現像ローラ３６の摩耗を防止することができる。この摩耗防止効果は、第２変曲点としての角部９４ｃが現像ローラ３６のトナー担持部の端部３６ａと一致していても変わらない。

この第２実施形態では、傾斜内側縁９４ｂがθ_２（θ_１＜θ_２）で傾斜しているため傾斜内側縁９４ｂが第１実施形態よりも長くなるので、その分だけトナー流れが抑制される。また、この部分には現像ローラ３６と端部シール８０によるニップが形成されている。したがって、実質的にトナー流れが阻止される。前記ニップを形成するため、少なくとも角部９４ａは、端部シール８０の内側縁８０ａと、現像ローラ３６の端部３６ａとの間に存在する必要がある。

（入口シールの第３実施形態）
次に、入口シール９０の第３実施形態について説明する。入口シール９０の両端部のトナー堰き止め部９５は、全体として前記第１実施形態、第２実施形態と比べて上下を逆にした台形状である。この第３実施形態では、内側縁９４ｂを内側に傾斜させ、先端縁９５ｄの幅を広げている。入口シール９０の長手方向縁部９１と、第３堰き止め縁部としての傾斜内側縁９５ｂとが成す角度は鋭角（９０°−θ_３）である。

但し、第２変曲点としての角部９５ｃは、端部シール８０の内側縁８０ａの手前に位置している。角部９５ｃが内側縁８０ａを越えると画像形成に影響を及ぼすため、角部９５ｃが内側縁８０ａを越えていない。

図５Ｃにトナーの移動経路を矢印で示している。トナーは入口シール９０の長手方向縁部９１に沿って外側に移動する。しかし、トナー堰き止め部９５の傾斜内側縁９５ｂは長手方向縁部９１の端部から内側に傾斜して延びているので、鋭角となった角部９５ａすなわち第１変曲点でトナー流れが第１実施形態よりも強く抑制される。

またトナーが傾斜内側縁９５ｂに沿ってさらに流れ続けようしても、この部分には現像ローラ３６と端部シール８０によるニップが形成されているので、実質的にトナー流れが阻止される。

（クリーニング装置の実施形態）
図６は本発明をクリーニング装置に適用した実施形態を示している。このクリーニング装置は弾性研磨ローラ４４を使用している。

当該弾性研磨ローラ４４は、前述した現像装置３０の現像ローラ３６に対応する。弾性研磨ローラ４４の下側には、図６及び図７に示すように、端部シール１８０と入口シール１９０が配設されている。

図６のようなクリーニング装置４０においても、従来、端部シール１８０と入口シール１９０で重なり段差が形成されていたため、前述したトナー漏れと同様の問題が指摘されていた。

弾性研磨ローラ４４は、トナーリフレッシュモードで感光体１４と摺擦し、感光体１４の全周面に強制消費のため供給された劣化トナーを掻き取る。同時に、弾性研磨ローラ４４は感光体１４の表面に経時で付着したトナーフィルミングを削る。

トナーリフレッシュモードは、感光体１４に形成された静電潜像をトナー像とする工程が行われていないときに実行される。クリーニング部材としてのクリーニングブレード４２と弾性研磨ローラ４４の回転により、劣化トナーがクリーニングケース４１内に取り込まれる。取り込まれた劣化トナーは、トナー搬送スクリュ４３によって所定の廃トナー収容部に搬送される。

図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、入口シール１９０の端部から、トナー堰き止め部１９３〜１９５が弾性研磨ローラ４４の回転方向（周方向）に延びて形成されている。図７は入口シール１９０の一端部のみを示しているが、反対側でも同様の形状である（左右対称形状）。

図７（ａ）〜（ｃ）の矢印は劣化トナーの流れを示している。この劣化トナーの流れは、トナー堰き止め部１９３〜１９５によって抑制・阻止される。トナー堰き止め部１９３〜１９５の形状と作用は、前述した入口シール９０のトナー堰き止め部９３〜９５とまったく同様である。

（端部シールの構成）
次に、前述した各実施形態において使用可能な端部シール８０の構成について説明する。当該端部シール８０は現像装置の他に、クリーニング装置の端部シール１８０にも使用可能である。図８に示すように、端部シール８０は層状に構成されている。すなわち、端部シール８０は、パイル織物８０ａと、当該パイル織物８０ａの下層に配設される弾性部材としての発泡ポリウレタン層８０ｂの少なくとも２層で構成されている。

パイル織物８０ａと発泡ポリウレタン層８０ｂは両面テープ８０ｃで貼り合わされている。また発泡ポリウレタン層８０ｂは両面テープ８０ｄを介して部分円筒部３１ｂの内周面に貼り付けられている。両面テープ８０ｃ、８０ｄに代えて接着剤等の他の任意の接着方法も使用可能である。

パイル織物８０ａは一般的なものでよく、植毛パイル部８０ａ１と、当該植毛パイル部８０ａ１の基端側が固定されるベース部８０ａ２とで構成されている。植毛パイル部８０ａ１はテフロン（登録商標）系の糸やナイロン系の糸などで構成することができる。

植毛パイル部８０ａ１の毛長は、現像ローラ３６の凹凸のある表面を良好にシールするため、０．６〜３．０［ｍｍ］のものを使用するのが望ましい。０．６［ｍｍ］未満では毛に腰がなくなり現像ローラ３６の周面の凸凹に上手く倣わない。３．０［ｍｍ］以上になると毛の間に隙間が出来やすくなる。したがって、０．６〜３．０［ｍｍ］の範囲外ではトナー漏れが生じやすいが、０．６〜３．０［ｍｍ］の範囲内であればトナー漏れが生じにくい。

（パイル織物を使用する理由）
前記パイル織物８０ａを使用する理由は以下の通りである。
トナーが現像ユニット内部から漏れ出る経路である「重なり段差」は、一般的に図９Ｂのように形成される。すなわち、従来のフェルト等の単一材で構成された端部シール８０は、所定の圧力で現像ローラの両端部周面に面接触する。この接触面に入口シール９０の先端部が入り込んでいる。

入口シール９０は例えば０．３ｍｍ程度の厚さがある。したがって、当該入口シール９０の厚み分だけ端部シール８０が潰された形になる。端部シール８０は入口シール９０先端部とのオーバーラップ部分ＬＡＰから抜けると下流側で弾性的に復元する。

しかし、端部シール８０が入口シール９０先端部から抜けた直後は弾性復元の途中にあるため、入口シール９０の厚み分の隙間Ｓを完全には埋めきることができない。すなわち、フェルト等は繊維が密に絡み合った構成であるため、入口シール９０の先端の押し潰しによる影響が下流側所定範囲まで及んでしまう。このような状況で隙間Ｓが出来てしまう。

本実施形態では、入口シール９０の先端部に発生する重なり段差を埋めやすくするために、端部シール８０を複数の部材からなる層状構成とした。そして最も重要な現像ローラ３６との当接側の部材をパイル織物８０ａにし、当該パイル織物８０ａの植毛パイル部８０ａ１を現像ローラ３６の周面に当接させることにした。

パイル織物８０ａは、図８のように植毛パイル部８０ａ１の各パイルが独立した繊維で構成されている。このため、図９Ａのようにパイル織物８０ａを使用すると、そのパイルが現像ローラ３６の周面に隙間無く接触する。したがって、図９Ｂのように、従来においては入口シール９０の先端に出来ていた隙間Ｓが、図９Ａのようにパイル織物８０ａを使用することで解消され、トナー漏れを防止することができる。

つまり図９Ａのように、入口シール９０の下流側先端を境目として、入口シール９０が重ならない下流側領域の植毛パイルは、入口シール９０の直近でも押し潰される影響を受けない。したがって、図９Ｂの隙間Ｓを植毛パイル部８０ａ１が埋めることが出来、隙間が発生しにくい。このように植毛パイル部８０ａ１が重なり段差の隙間Ｓを埋めるため、前述したトナー堰き止め部のみによる実施形態よりも、さらにシール性を向上することが出来る。

（弾性部材を使用する理由）
前記のようにパイル織物８０ａを使用することで隙間を発生しにくくする効果が得られるが、この効果を得るためには、現像ローラ３６に対する端部シール８０のシール圧が適正に設定されている必要がある。

すなわち、パイル織物８０ａ自体は前述のように各パイル繊維が独立していてその繊維間に隙間があるため、本来的にその内部にトナーが侵入しやすい構造である。一般に端部シール８０のシール圧力を高くすればシール性は向上するが、現像ローラ３６との摺動による摩擦熱が発生しやすくなる。摩擦熱が発生すると、端部シール８０近傍のトナーが端部シール８０に固着し、この固着したトナーによる現像ローラ３６のロックやトルク過多などにより異常画像が出る。したがって、適当な大きさのシール圧を設定する必要がある。

しかしながら、パイル織物８０ａの植毛パイル部８０ａ１は柔軟性に乏しく、適正なシール圧を設定出来る領域が非常に狭い。したがって、パイル織物８０ａを単独で使用した場合は、シール圧の設定不良で端部シール８０を潰し過ぎてシール圧力が高くなりすぎることがある。

逆に端部シール８０の潰し量が足りないと圧力が低くなりすぎ、トナー漏れが生じる。このようにパイル織物８０ａの植毛パイル部８０ａ１はシール圧のバラツキに敏感である。

そこで、パイル織物８０ａ単体で端部シール８０を構成するのではなく、パイル織物８０ａに適度のクッション性を有する部材（例えば発砲ポリウレタン等）を貼り合わせることで適正なシール圧確保を容易化する。

例えば部品寸法のバラツキで端部８０シールを潰し過ぎてしまった場合でも、弾性部材としての発砲ポリウレタン８０ｂが潰れることで過大な圧力設定が回避される。端部シール８０の圧力は、トナーのシール性と現像ローラ３６の削れ度合いに鑑みて、０．５〜４．０Ｎ／ｃｍ^２、に設定するのが好ましい。

（両面テープ）
また、端部シール８０の貼り付けに使用する両面テープ８０ｃ、８０ｄは、一般的な厚み０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度のものでも良いが、より好ましくは厚さ０．０５ｍｍ以下のものが好適である。その理由は、端部シール８０を現像ケース３１に貼り付ける面は、現像ローラ３６の形状に対応した部分円筒部３１ｂの内周面である。このため、分厚い両面テープであると貼り付け面にシワが寄りやすく、発生したシワからトナーが染み出すといった不具合を生じるためである。

（入口シール）
入口シール９０は前述したように必ずしも導電性である必要はなく、一般的なＰＥＴシートなどを使用可能である。入口シール９０の材質如何に関わらず、重なり段差を抑制するためには入口シール９０の厚みを０．３ｍｍ以下にするのが好ましい。このような厚さの入口シール９０に対し、重なり段差を埋めるためには植毛パイル部８０ａ１の毛足の長さ（毛長）は物理的に最低限０．３ｍｍ必要である。

しかしながら、仮に０．３ｍｍ厚の入口シール９０に対し、毛長０．３ｍｍの植毛パイル部８０ａ１を用いた場合、入口シール９０先端の隙間Ｓを埋めるためには、植毛パイル部８０ａ１を０．３ｍｍ潰す必要がある。入口シール９０とラップする領域では０．３ｍｍの入口シール９０が存在するため、植毛パイル部８０ａ１が実質０ｍｍに潰されることになる。

但し、パイル織物８０ａの裏側は発泡ポリウレタン層８０ｂで構成されているので、圧力が高くなるとそれに応じて発泡ポリウレタン層８０ｂが潰れることで急激な圧力上昇がある程度緩和される。したがって、前記のような圧力上昇を抑制するためには毛長が入口シール９０厚の少なくとも２倍程度すなわち０．６ｍｍ以上に設定するのが好ましい。なお、弾性部材としては発泡ポリウレタン以外の弾性部材でも使用可能であることは勿論である。

（トナー漏れ試験）
図１０は端部シール８０の材質等を変えて行った５つのサンプルＮｏ．１〜５のトナー漏れ試験の結果を示すものである。端部シール８０の各サンプルＮｏ．１〜５の仕様は図示する通りである。

トナー堰き止め部の形状は図５Ｂ（第２実施形態）と同じである。すなわち、トナー堰き止め部９４の内側縁９４ｂが現像ローラ３６の回転方向に対して外側に角度θ_２で傾斜しているものを使用した。角度θ_２はこの試験では５０°に設定した。但し、他の試験でθ_２＝５０°±３０°の範囲で変化させて同様の試験を行ったが、有意差は認められなかった。

この結果に示すように、トナー堰き止め部のないＮｏ．１、すなわち図５（Ｂ）のトナー堰き止め部９４が両端にない直線状の入口シールを有するものでは、現像ローラ走行距離３ｋｍで早くもトナーの飛散が認められた。これに対し、トナー堰き止め部の有るＮｏ．２は１５ｋｍでもトナーの飛散が認められなかった。このことから、トナー堰き止め部によるトナー漏れ防止の顕著な効果が確認された。

一方、Ｎｏ．２とＮｏ．３を比較すると、どちらもトナー堰き止め部を有するが、端部シールがフェルトであるため、シール圧が低い方（０．５Ｎ／ｃｍ^２）のＮｏ．３で現像ローラ走行距離６ｋｍでトナーの飛散が認められた。これに対し、シール圧が高い方（２．０Ｎ／ｃｍ^２）のＮｏ．２では現像ローラ走行距離１５ｋｍでもトナーの飛散が認められなかった。

また、走行距離６ｋｍでトナー漏れを生じた低圧シールのＮｏ．３でも、Ｎｏ．４のように端部シールに植毛パイルを採用することで、同じ低圧で少なくとも走行距離９ｋｍまではトナー漏れを防止することができることが確認された。

したがって、低圧シールであっても、植毛パイルによる端部シールはトナー漏れ防止に有効であることが確認された。しかし、Ｎｏ．５のようにシール圧が強すぎると（５．０Ｎ／ｃｍ^２）、シール性では問題はないがトナー固着が早期に発生することが確認された。以上のことから、パイル織物で構成した端部シールを０．５〜４．０Ｎ／ｃｍ^２の圧力で現像ローラに接触させる構成がトナー漏れに有効であることが確認された。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば前記実施形態では入口シール９０のトナー堰き止め部９３〜９５として３種類の形状を示したが、当該形状は現像ローラの回転方向に延びた部分を有する限り種々の変形が可能である。

また、トナー堰き止め部９３〜９５は必ずしも入口シール９０と同一材料で一体形成する必要はない。同一又は異種材料により別体として形成したトナー堰き止め部９３〜９５を、接着剤等により入口シール９０に固定してもよい。

１０：モノクロ画像形成装置 １２：プロセスユニット
１４：感光体 １５：露光装置
１６：転写ローラ １８：給紙カセット
２０：定着器 ２２：排紙装置
２４：排紙トレー ３０：現像装置
３１：現像ケース ３１ａ：開口部
３１ｂ：部分円筒部 ３２：第１トナー搬送スクリュ
３３：隔壁 ３３ａ，３３ｂ：：開口部
３４：第２トナー搬送スクリュ ３５：トナー供給ローラ
３６：現像ローラ ３６ａ：端部
３７：トナー層規制部材 ４０：クリーニング装置
４１：クリーニングケース ４２：クリーニングブレード
４３：トナー搬送スクリュ ４４：弾性研磨ローラ
５０：帯電ローラ ６０：トナー補給容器
６１：攪拌パドル ６２：トナー搬送スクリュ
７１〜７４：ギヤ ８０：端部シール
８０ａ：内側縁 ９０：入口シール
９１：長手方向縁部 ９３〜９５：トナー堰き止め部
９３ａ，９４ａ，９５ａ：角部 ９３ｂ：傾斜内側縁
９４ｂ：傾斜内側縁 ９５ｂ：傾斜内側縁
９３ｃ，９４ｃ，９５ｃ：角部 ９３ｄ，９４ｄ，９５ｄ：先端縁
９３ｅ，９４ｅ，９５ｅ：角部 ９３ｆ，９４ｆ，９５ｆ：外側縁
１８０：端部シール １９０：入口シール
１９３〜１９５：トナー堰き止め部 Ｌ：光線
Ｓ：隙間

特開２０００−７５６５６号公報 特開２０１０−９１９５８号公報 特開２０１０−６６３８６号公報 特開２００７−１１４１７号公報（請求項２４、［０１５８］、［０１６０］段）

Claims (10)

1. 像担持体から掻き取ったトナーを受け入れるクリーニングケースと、
   前記クリーニングケースに取り付けられ、前記像担持体の表面からトナーを掻き取るクリーニングブレードと、
   前記像担持体に接して回転するとともに、前記掻き取ったトナーを前記クリーニングケース内に移動する弾性研磨ローラと、
   前記弾性研磨ローラの下側と前記クリーニングケースとの間に配設された入口シールと、
   前記弾性研磨ローラの両端部周面に接した状態で前記クリーニングケース側に固定され、周方向一端部が前記入口シールの両端部外周面と重なった左右一対の端部シールと、
   を有するクリーニング装置において、
   前記入口シールの両端部が、当該両端部から、前記端部シールに沿って前記弾性研磨ローラの回転方向に延びたトナー堰き止め部を有し、前記トナー堰き止め部の内側縁が、前記端部シールと、前記弾性研磨ローラとの間に挟まれた状態で前記弾性研磨ローラの回転方向に対して傾斜して延びた傾斜内側縁を有することを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記傾斜内側縁が、前記弾性研磨ローラの回転方向に対して外側に傾斜した外側傾斜内側縁を有することを特徴とする請求項１のクリーニング装置。
3. 前記傾斜内側縁が、前記弾性研磨ローラの回転方向に対して内側に傾斜した内側傾斜内側縁を有することを特徴とする請求項１のクリーニング装置。
4. 前記端部シールをパイル織物で構成し、当該パイル織物の植毛側を前記弾性研磨ローラの両端部周面に所定圧で接触させたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項のクリーニング装置。
5. 前記パイル織物の毛長を０．６ｍｍ以上、３．０ｍｍ未満にしたことを特徴とする請求項４のクリーニング装置。
6. 前記パイル織物で構成した端部シールを０．５〜４．０Ｎ／ｃｍ^２の圧力で前記弾性研磨ローラに接触させたことを特徴とする請求項４又は５のクリーニング装置。
7. 前記パイル織物のベース部を弾性層を介して前記クリーニングケースに固定したことを特徴とする請求項４から６のいずれか１項のクリーニング装置。
8. 前記弾性層を発泡ポリウレタンで構成したことを特徴とする請求項７のクリーニング装置。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載のクリーニング装置を備えたプロセスユニット。
10. 請求項１から８のいずれか１項に記載のクリーニング装置を備えた画像形成装置。

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