JP2000305351A - 一成分トナーの現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一成分トナーを担持し現像を行う現像ローラ
の現像後に残留するトナーを効率よく除去し、現像装置
の小型化をも合わせて可能にする。 【解決手段】 静電潜像を担持した感光体に接触するよ
うに一成分トナーを担持して搬送する現像ローラ４１に
対して圧接される供給ローラ４２を設ける。また、現像
ローラ４１の感光体１と対向する現像領域４６の直後に
トナーを除去するための除去ロッド４４を背面より弾性
プレート４５を介して現像ローラ４１に圧接させるよう
に設け、現像直後の現像ロッド４１に対して遊離しやす
い状態にあるトナーを、径が小さな除去ロッド４４にて
効率よく除去する。また、除去ロッド４４を現像領域４
６側に近接させることで装置の小型化も可能としてい
る。

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、コストも安価になり、非常に優れたも
のといえる。

【０００６】また、現像剤の濃度調整を等を行う必要な
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５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、例えば接触するように、又は
離間されるように配置されている。そこで、両者が対向
する一部の領域が現像領域となる。また、現像ローラ５
１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５１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に残留トナーが残
ったまま、再度現像領域に送られると、そのトナーが現
像ローラ５１に融着する等して、経時変化により現像不
良が生じ、現像ローラ５１の寿命が早くなる。そのた
め、回収されたトナーは、現像ローラ５１より確実に除
去する必要がある。

【００１４】そのため、特開平４−２９５８７１号公報
には、図５に示すように板状の掻き取り部材５５を設
け、該掻き取り部材５５の先端を現像ローラ５１に圧接
させるように設けている。この掻き取り部材５５は、感
光体１と対向する現像領域より、現像ローラ５５の回転
方向下流側に設けられている。これにより、現像後の現
像ローラ５５に残留するトナーは、掻き取り部材５５に
て除去され、次の供給ローラ５２にて、新しいトナーが
現像ローラ表面に供給される。

【００１５】また、図６に示す特開昭６３−６０１６１
号公報等に記載のものによれば、上記掻き取り部材に代
わり、回転するトナー除去用の弾性部材（ゴム）等から
なるシールローラ５６を設けるものがある。上記公報記
載の弾性ローラ５６は、現像ローラ５１と接触位置にお
いて同一方向になるように、互いに逆方向に回転される
ようになっている。これにより、現像ローラ５１に付着
した現像後のトナーを除去するようにしている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように図５に
示す構造の現像後のトナー除去手段である掻き取り部材
５５を設ける構成によれば、トナーを除去する点では良
好に行えるものの、現像ローラ５１より除去したトナー
（回収トナー）を、効率よく再利用することはできな
い。つまり、掻き取るのみであり、これを供給ローラ５
２へと送り込むことができず、トナーの再使用による循
環等が良好に行われず、下部の現像槽に蓄積されるこが
ある。

【００１７】また、掻き取り部材５５にて除去されたト
ナーが現像槽５０内に回収されずに、飛散することがあ
る。そのため、現像槽５０の下部先端を現像ローラ５１
側又は感光体１表面に近接させるように設けることが必
要となる。しかし、近接させるようにした場合、現像槽
５０がトナーと接触すれば、飛散又は現像された画像を
乱すことになるため、どうしても隙間が生じ、掻き取り
部材５５にて除去されたトナーが飛散するのを防止でき
ない。さらに、掻き取り部材５５先端が現像ローラ５１
に圧接されているため、トナーを掻き取る時に現像ロー
ラ５１表面を傷付ける虞れがある。

【００１８】この点、図６に示す構造によれば、現像後
のトナーの除去を回転されるシールローラ５６にて除去
するようにしている。そのため、現像ローラ５１に対す
る傷付けを防止できる。また、除去後のシールローラ５
６と圧接されるようにシールシート５７を設けることに
より、現像ローラ５１より除去したトナーが飛散される
ことなくシール効果が高まる構成とすることができる。
よって、トナー飛散の問題は解消できる。

【００１９】しかし、図６に示すものは、特に現像ロー
ラ５１からトナーを除去する点のみに着目していること
から、シールローラ５６の径が供給ローラ５２とほぼ同
等の大きさになり、現像装置全体が大きくなる。また、
シールローラ５６は、現像後において、供給ローラ５２
の近くでトナーを現像ローラ５１より除去するようにし
ている。この場合、現像ローラ５１とトナーとの吸着力
が強く作用しているため、その除去効果が落ちる。その
ため、その効率を上げるためにも、シールローラ５６の
ローラ径をできるだけ大きくする必要がある。その結
果、現像装置全体が大きくなる。

【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
残るトナーの除去を確実にし、また小型化が可能な現像
措置を提供することを目的とする。

【００２１】また、本発明の目的は、除去後のトナーが
飛散しないようにシール効果も合わせて高めることがで
きる現像装置を提供することにある。

【００２２】

【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を備えた現像装
置において、上記現像ローラの現像領域の下流側の直後
に現像後のトナーを現像ローラより除去するために現像
ローラに対して圧接された回転可能な除去ロッドを設け
たことを特徴とする。

【００２３】このように、除去ロッドを現像領域の直後
に配置するようにすることで、現像後の現像ローラに付
着しているトナーの除去効率を上げることができる。つ
まり、現像領域におていは、トナーが潜像担持体との間
で担持体側へと移動するような傾向が強く現れる。つま
り現像のために、トナーは潜像担持体側へと吸引され、
現像ローラに対してトナーが遊離する傾向が非常に強
く、簡単に除去可能となる。そのため、現像領域の直後
に除去ロッドを現像ローラに強く圧接しなくても、除去
すれば、その除去が良好に、かつ除去効率が上がる。ま
た、除去ロッドの径を大きくしなくても、除去が容易に
なるため、現像装置全体を小型化できる。

【００２４】以上のような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、
上記除去ロッドは、現像領域の下流側の直後に設けるた
めに断面が円形で小径にて構成され、その背面が弾性プ
レートにて現像ローラ側へと圧接されるように設けられ
ていることを特徴とする。このような構成によれば、現
像装置全体を小型化できると共に除去ロッドの背面が弾
性プレートを介して押圧され、現像ローラへと圧接され
るように構成すれば、該弾性プレートが現像槽と一体化
されている場合、現像槽内での密着性を良好にでき、回
収したトナーのシール効果を高めることができる。

【００２５】また、以上のような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、上記除去ロッドは、導電性部材にて構成され、ト
ナーと同極性であって、現像ローラに供給される現像バ
イアス電圧に対して、その絶対値で低い電圧が供給され
ていることを特徴とする。このようなバイアス電圧の供
給により、現像ローラからのトナーの除去効果が助長さ
れると同時に、トナーげ除去ロッド側にも付着されず、
トナーの回収及びそれを効率よく再使用することができ
る。

【００２６】また、以上のような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、上記除去ロッドは、現像ローラの回転方向と逆方
向に、かつ現像ローラが回転される周速度よりも速い周
速度で回転駆動されていることを特徴とする。除去ロッ
ドの回転速度が速いため、現像ローラ側に付着している
トナーの除去効果がさらに高まる。

【００２７】一方、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、上記除去ロッドと現像ローラとの圧接位置に対して
除去ロッドの回転方向の下流側に除去ロッドに対して圧
接され付着したトナーを掻き落とすための掻き取り部材
の先端を当接され、該掻き取り部材を上記弾性プレート
に固定したことを特徴とする。このような構成とすれ
ば、除去したトナーが現像槽内に回収され、それが外部
へと飛散することがなくなる。しかも、掻き取り部材に
て除去ロッド表面を確実にクリーニングできるため、再
度現像ローラと当接してトナーの除去の効果を高めるこ
とができる。この場合、除去ロッドを硬質のもので構成
することが可能となり、掻き取り部材にて傷付けること
もなくなる。

【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６記載の発明によれ
ば、上記除去ロッドと弾性プレートとの間に弾性部材を
介在したことを特徴とする。このように弾性部材にて除
去ロッドを現像ローラ側へと圧接させることができ、よ
り安定した圧接状態を維持でき、現像ローラ表面を傷付
ける心配も解消され、除去効率を助長できる。また、弾
性部材として発泡部材にて構成するようにしておけば、
当然クリーニング効果が上がり、クリーンな状態で現像
ローラに対するトナーの除去を行える。

【００２９】以上のような構成において、現像後の現像
ローラに付着するトナーの除去効果が高まり、現像ロー
ラへのトナー融着による現像不良を無くし、長期におい
て現像を安定させることが可能となる。

【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。また、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
現像後のトナーの除去動作の説明、及び除去効果を高め
るための他の形態を示す要部拡大図、図３はさらに他の
形態を示す要部拡大図である。

【００３１】また、図４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。

【００３２】まず図４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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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４において破線に囲っ
た部分が現像領域４６に対応する。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】（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。

【００４３】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４０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。

【００４４】現像槽４０内に設けられている現像ローラ
４１は、一部が現像槽４０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４６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３６とは反対側の位置で圧接されている。

【００４５】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。

【００４６】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（Ｓ３）
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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】供給ローラ４２は、回転方向としては、現
像ローラ４１の対向（圧接領域）部分で現像ローラ４１
の回転方向と逆方向になるように図４に示す方向（Ｓ
２）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４１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には、バイアス電源回
路１２からバイアス電圧Ｖｃが印加されており、一般的
にはトナーを現像ローラ４１側に押す（移動させる）方
向、つまり供給ローラ４２側のトナーを反発し現像ロー
ラ４１へと供給する方向のバイアス電圧に設定されてい
る。例えば、負極性のトナーを用いる場合は、負極性側
にさらに大きなバイアス電圧Ｖｃを供給ローラ４２に印
加している。

【００５７】現像ローラ４１及び供給ローラ４２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Ｓ３，Ｓ２に回転駆動されることで、供給ローラ４
２によって現像ローラ４１にトナーを供給すると共に、
現像後に現像に寄与されなかった現像ローラ４１表面の
残留トナーを剥離（除去）する。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ブレード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。

【００５８】ブレード４３は、現像ローラ４１に適度の
圧力にて圧接されている。このブレード４３は板状の金
属材からなるブレード構成部材等にて形成されており、
その先端近傍の腹（面）の部分が現像ローラ４１に圧接
されている。従って、現像ローラ４１に供給されたトナ
ーは、ブレード４３の所定の設定圧力や設定位置によっ
て所定の帯電電荷量と厚みに規制され、感光体１と対向
接触する現像領域へと搬送されていく。

【００５９】上記規制部材であるブレード４３は、一端
が現像槽４０側に固定され、他端の自由端側の腹の部分
がバネ性を有する弾性変形により現像ローラ４１表面に
圧接するように設けられている。該ブレード４３は、例
えば板厚０．０５〜０．５ｍｍ程度のリン青銅、あるい
はステンレス（ＳＵＳ）等の金属板にて構成され、現像
ローラ４１に対して所定圧で、その長手方向（現像ロー
ラの回転軸方向）に沿って先端の近傍の腹部分が圧接さ
れている。これによりブレード４３にて、現像ローラ４
１表面に供給ローラ４２を介して担持された一成分トナ
ーの量が一定にされ、感光体１と接触する現像領域へと
搬送される。

【００６０】金属製のバネ性を有するブレード４３は、
ＳＵＰなどのバネ鋼、上述したようにＳＵＳ３０１、Ｓ
ＵＳ３０４，ＳＵＳ４２０Ｊ２、ＳＵＳ６３１等のスレ
ンレス鋼、Ｃ１７００、Ｃ１７２０、Ｃ５２１０、Ｃ７
７０１などの同合金等を用いることができる。そして、
ブレード４３の現像ローラ４１と当接する先端部は、現
像ローラ４１から遠ざかる方向に微少量傾斜した面を有
している。そのため、ブレード４３の傾斜面は、機械的
な切削や研磨、曲げ加工の他、予め所望の形状に形成加
工したチップ状先端部を導電性接着剤などで貼り付けた
り、ブレード先端に段差加工を施し、その上から導電性
接着剤などで金属箔を貼り付けるなどの加工法により作
製される。

【００６１】このような構成のブレード４３において
も、バイアス電源回路１３から所定の電圧Ｖｂが供給さ
れている。このバイアス電圧Ｖｂにおいても、ブレード
４３からトナーを現像ローラ４１側へと押す方向、他と
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、ブレード４３に供給するバイアス
電圧Ｖｂは、現像ローラ２１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４６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の回転により現像槽４０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４６より現像ローラ４１の回転
方向の下流側の直後に現像ローラ４１と圧接されるよう
に断面が円形状の除去ロッド４４が現像ローラ４１に圧
接されるように設けられている。この除去ロッド４４
は、供給ローラ４２と現像ローラ４１とが圧接される回
転方向の手前に配置されており、適度に現像ローラ４１
に圧接させるように、その圧接位置で互いに同一方向に
なるように回転駆動されている。

【００６３】上記除去ロッド４４は、トナーを現像ロー
ラ４１を除去するために、ロッドそのもの両端部を軸受
等を介して回転可能に設けており、軸受を介して現像ロ
ーラ４１側へと移動可能なように設けられている。この
除去ロッド４４は、その背面、つまり現像ローラ４１と
当接する位置と反対面側が弾性プレート４５にて押圧さ
れ、上記現像ローラ４１表面に弾性プレート４５の付勢
力にて圧接されている。

【００６４】弾性プレート４５は、その一端が現像槽４
０に固定されており、弾性力を利用して除去ロッド４４
を現像ロッド４１へと圧接させるようにしている。この
弾性プレート４５は、現像槽４０と一体的に設けるよう
にしてもよい。つまり、弾性プレート４５が、現像槽４
０に一体化されており、その弾性力にて除去ロッド４５
を現像ローラ４１側に圧接させている。

【００６５】除去ロッド４４は、例えば丸棒状に形成さ
れており、その材質としては硬質部材であり、例えば金
属、あるいは硬質の樹脂にて形成されている。ここで、
本発明の除去ロッド４４は、図に示すようにできるだけ
現像領域４６に近接させるように、設けることができる
ように、その径を小さくしている。その径としては、数
ｍｍ程度に設定されている。これにより、現像後に感光
体１表面に接することなく、現像直後に近接させて現像
ローラ４１に圧接させるように設けることが可能とな
る。

【００６６】また、上記除去ロッド４４は、現像ローラ
４１とは別の駆動手段、例えばモータからの回転が伝達
されるようになっており、現像ローラ４１の回転方向と
は、逆方向に回転駆動されている。また、現像後の現像
ローラ４１に付着しているトナーを効率よく除去するた
めにも、現像ローラ４１の周速度よりも速い周速度で回
転駆動されている。

【００６７】以上のような構成において、除去ロッド４
４を設け、これを回転駆動させることで、現像ローラ４
１に付着している現像後のトナーを除去するように作用
する。特に、回転方向が現像ローラ４１と接触位置で同
一方向であり、トナーを現像槽４０内へと掻き取る方向
に回転されているため、掻き取られたトナーが飛散する
ことはない。

【００６８】ここで、除去ロッド４４は、その径が非常
に小さいため、図６に示すような形状のシールローラ６
よりもトナーの除去効果が落ちるように思われる。しか
しながら、径をできるだけ小さく構成した除去ローラ４
４であるために、現像領域４６近傍の現像ローラ４１に
圧接させ、トナー除去を行うようにできる。この結果、
トナー除去を確実に行える。

【００６９】つまり、現像ローラ４１が感光体１と対向
する現像領域４６においては、現像ローラ４１に付着し
ているトナーが、現像バイアス及び感光体１に形成され
ている静電潜像等にて生じる電界により、感光体１側へ
吸引される傾向にある。そのため、トナーは現像ローラ
４１表面から浮いた状態となり、現像ローラ４１への付
着力が小さく遊離しやすい状態にある。特に、現像ロー
ラ４１のトナーと感光体１とが非接触状態で、現像ロー
ラ４１に交流電圧を重畳させるようにした場合には、現
像領域４６においてトナーは感光体１との間を往復移動
するような状態にある。

【００７０】そのため、その現像直後での現像領域４６
の近傍に除去ロッド４４を対向圧接させている場合、遊
離しやすい状態にあるトナーについては、簡単に現像ロ
ーラ４１から除去することが可能となる。また、その時
の除去ロッド４４の接触圧力を大きくしなくとも、その
除去効率が上がり、大きな圧力にてトナーが融着される
ようなことを防止しつつ、良好なるトナーの除去を確実
に行える。

【００７１】しかし、現像ローラ４１に付着し残留する
トナーは、現像領域４６より徐々に遠のき離れること
で、感光体１からも大きく離間されると、現像ローラ４
１側へと付着する付着力が徐々に大きくなる。そのた
め、そのトナーを除去するために、図６に示すシールロ
ーラ等の径を大きく、また圧接力を大きくする必要があ
る。その結果、どうしても現像装置が大きくなる傾向に
あった。この点、本発明によれば、上述したように圧接
力等を小さくできるため、トナーのダメージ等も軽減
し、融着等も防止すると同時に、装置の小型化が可能と
なる。

【００７２】また、本発明の構成において、除去ロッド
４４は、その背面が弾性プレート４５にて現像ローラ４
１へと圧接させるように構成しておけば、現像槽４０内
でシールされた状態となり、除去されたトナーが飛散さ
れることもなくなる。しかも、現像直後の現像ローラに
付着しているトナーは、その付着力が弱いため、トナー
飛散の原因になるものの、その飛散前に現像槽４０内に
除去ロッド４４に回収でき、飛散効果もさらに高まる。

【００７３】この時、除去ロッド４４を導電性としてお
くことで、該除去ロッド４４に電源回路１４からバイア
ス電圧Ｖｄを供給することができる。このバイアス電圧
Ｖａとしては、現像ローラ４１に供給される現像バイア
ス電圧Ｖａに対して絶対値で小さい電圧値に設定し、か
つ帯電される一成分トナーと同極性としている。これに
より、さらに除去効果をより高めることと、現像ローラ
４１への付着力が弱い現像直後のトナーを除去ロッド４
４側へと移行させることができ、回収効率を高めること
ができる。しかも、トナーと同極性とすることで、トナ
ーの除去ロッド４４への強固な吸着を阻止し、除去ロッ
ド４４からの分離も容易にできる。

【００７４】（本発明の他の実施の態様）上述したよう
に、本発明の一実施形態においては、除去ローラ４４を
現像ローラ４１による現像直後に近接させるように設け
る構成、及びその回転方向や、周速度、さらに供給する
バイアス電圧の関係について説明し、そのトナーの除去
効率が良好にできる点を説明した。

【００７５】トナーの除去及び回収、そしてトナーの供
給の効率を良好にする条件としては、上述のものだけで
なく、他の要件についても適度に設定することで、トナ
ーの回収効率を高めることができ、この点について以下
に説明する。

【００７６】トナーの除去効果を高めるためには、上述
したように除去ロッド４４の設ける位置、バイアス電圧
（Ｖｄ）や、その回転方向及び周速度と共に、図２に示
すように除去ロッド４４の現像ローラ４１との圧接位置
の回転下流側に除去ロッド４４にて除去され、付着した
トナーを掻き落とすための掻き取り部材４７を、除去ロ
ッド４４に圧接させるように設けている。

【００７７】上記掻き取り部材４７は、図に示すように
断面がＬ字形状に形成され、一辺側が弾性プレート４５
側に固定され、他の辺の先端が除去ロッド４４の表面に
圧接させるように設けられている。

【００７８】このような掻き取り部材４７を設けること
で、除去ロッド４４にて現像ローラ４１に残留し付着し
ているトナーＴを除去し、現像槽４０内に回収した時、
除去ロッド４４表面に付着したトナーＴをも確実に掻き
取ることができる。そして、除去ロッド４４は、クリー
ンな状態で再度現像ローラ４１表面に圧接され、除去効
率を高めるように作用する。この場合、掻き取り部材４
７の一端部は、現像槽４０に一体化されている弾性プレ
ート４５に固定されているため、シール部材としても作
用し、回収されたトナーの現像槽４０外への吹き出し
や、飛散を効率よく防止できる。

【００７９】この場合、上述したように除去ロッド４４
にトナーＴと同極性のバイアス電圧Ｖｄを供給するよう
にしておけば、掻き取り部材４７による掻き取り効果が
良好になり、なお一層の除去効果を期待できる。

【００８０】図２では、除去ロッド４４に対して現像ロ
ーラ４１の残留トナーの除去した下流位置で掻き取り部
材４７を設けるようにしたが、図３に示すように弾性プ
レート４５と除去ロッド４４との間にクリーニング機能
を兼ね備えるゴム等の弾性部材、または発泡部材４８を
設ける。このように構成することで、除去ロッド４４と
現像ローラ４１との圧接状態を良好に保つと共に、回収
したトナーのシーリング性を高める結果にもなり、合わ
せて除去ロッド４４表面のクリーニングをも合わせて同
時に行えるようになる。

【００８１】この図３に示す構成においても、図２にて
説明したようにシーリング効果も高まり、除去ロッド４
４に付着したトナーを除去して、クリーンな状態で再度
現像ローラ４１へと圧接させることができ、除去効果を
高めることができる。また、除去ロッド４４の現像ロー
ラ４１への圧接を弾性部材４８等にて助勢できるため、
安定した圧接状態を維持でき、除去作用を安定させ、か
つ現像ローラ４１の傷付けを防止できる。

【００８２】（実施例）以下に、図１に示す構造におい
てその効果を確認した実施例を示しておく。

【００８３】感光体１の直径を６５ｍｍ、矢印Ｓ１方向
に周速１９０ｍｍ／ｓｅｃで駆動させ、その感光体表面
電位を−５５０Ｖに帯電させた。

【００８４】現像ローラ４１は、カーボンブラックなど
の導電化剤が添加された体積抵抗率が約１０ＭΩｃｍ、
ＪＩＳ−Ａ硬度６０〜７０度の導電性ウレタンゴムから
なる直径３４ｍｍのものを用いた。この現像ローラ４１
の表面粗さをＲｚ＝３〜６μｍ（ＪＩＳＢ−０６０１に
準じる）とし、接触深さ０．１〜０．３ｍｍで上記感光
体１にトナー層を介して接触させ、矢印Ｓ３方向に周速
２８５ｍｍ／ｓｅｃで回転させている。この現像ローラ
４１の直径１８ｍｍのステンレス製の軸を介して現像バ
イアス電圧Ｖａとして−４５０Ｖを供給した。

【００８５】供給ローラ４２は、体積低効率約０．１Ｍ
Ωｃｍ、セル密度８０〜１４０個／インチ、アスカＦ硬
度６０度〜アスカＣ硬度３０度の導電性ウレタンフォー
ムからなる直径２０ｍｍの導電性発泡体ローラ構成とし
て。該供給ローラ４２を現像ローラ４１に対して接触深
さ０．５〜１ｍｍで接触させ、矢印Ｓ２方向に周速１７
０ｍｍ／ｓｅｃで回転させ、直径８ｍｍの軸を介してバ
イアス電圧Ｖｃとして−５５０Ｖを供給した。

【００８６】また規制部材であるブレード４３は、その
板厚を０．１ｍｍ程度のステンレス板を用い、現像ロー
ラ４１に圧接させた。特にブレード４３は、片持ち板バ
ネ構造であり、その自由端側を現像ローラ４１に当接
し、弾性変形することにより所定の圧力でもって現像ロ
ーラ４１表面上のトナー層に加える。この、ブレード４
３にも、電源回路１３よりバイアス電圧（Ｖｂ）とし
て、−５００Ｖが供給されている。

【００８７】一成分トナーとしては、スチレン−アクリ
ル共重合体８０〜９０重量部、カーボンブラック５〜１
０重量部、外添剤としてシリカを０．５〜１．５重量
部、電化制御剤０〜５重量部の組成からなる平均粒径５
〜１０μｍの不帯電トナーを用いた。

【００８８】そして、本発明にかかる除去ロッド４４の
径としては約３ｍｍ程度の金属製とし、現像領域４６の
下流側に近接させ、感光体１と現像ローラ４１との圧接
点の約１０ｍｍ下流位置で現像ローラ４１に圧接させ
た。この除去ロッド４４の回転速度としては、周速を３
００ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動させ、−３００Ｖのバイア
ス電圧を供給した。

【００８９】このような構成においては、現像ローラ４
１の現像後に除去ロッド４４にて効率よく除去すること
を確認した。特に現像ローラ４１への長期の使用によ
り、トナーが付着して融着された形跡を認めることがな
く、長期において安定した現像を行えることを確認し
た。また、除去ロッド４４を設けることで、現像ローラ
４１表面への傷付き等も全くなかった。

【００９０】特に除去ロッド４４は、現像ローラ４１よ
り硬度よりも高い場合においても、円形状で接触部で同
一方向となるため、傷付け等の心配のなくなる。しか
し、除去ロッド４４を現像ローラ４１と同一の弾性ゴム
等にて構成すれば、現像ローラ４１との圧接位置でのニ
ップを長く設定でき、さらに圧接力を低く抑えることが
可能となる。そのため、トナーの除去効率がさらに上が
り、現像ローラ４１への傷付け防止効果がさらに高ま
る。

【００９１】なお、上述した現像装置４は、単色、特に
ブラックトナーによる現像において説明した。本発明に
おいては、非磁性一成分トナーを用いるものであるた
め、磁性トナー等に磁性を含ませる必要がない。これに
より、シアン、マゼンタ、イエローの量質のトナーを簡
単に得ることができ、このトナーを用いて現像を行え
る。そのため、４色のトナーを用い、これらの色のトナ
ーを重ねる現像装置として用いることで、量質のカラー
画像の再現を可能にすることができる。

【００９２】

【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、現像後に付着して残
留するトナーを効率よく除去でき、現像ローラへの傷付
けや、トナーの融着等を無くし、長期において安定した
現像を可能にできる。

【００９３】また、現像装置における現像ローラの除去
において、現像領域の下流側近傍に除去ロッドを設ける
ようにしており、その除去ロッドの径をできるだけ小さ
くすることで、現像装置の小型化を可能にでき、また小
さくすることによるトナーの除去に対しては、現像領域
近傍に位置することで、トナーが現像ローラより遊離し
ている状態で除去できるため、その効率が上がる。

【００９４】さらに、除去ロッドの背面を弾性プレート
を用いて現像ローラへと圧接させるようにすることで、
圧接を良好にして除去効率を高め、かつ除去後にトナー
の飛散を防止するシール効果を高めることができ、飛散
防止効果も高まる。

【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に残
留したトナーを除去する除去ローラによる除去したトナ
ーの後処理にかかる一実施形態による他の態様を示す要
部の拡大図である。

【図３】図１に示す現像装置を構成する現像ローラに残
留したトナーを除去する除去ローラによる除去したトナ
ーの後処理にかかる一実施形態によるその他の態様を示
す要部の拡大図である。

【図４】図１に示す構成の現像装置を備えた画像形成装
置において、画像形成部における要部の構成を説明する
ための構成図である。

【図５】従来の現像装置の一例を示す図である。

【図６】従来の現像装置の他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 １０ （非磁性）一成分トナー 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 １４ 除去ローラへのバイアス電圧Ｖｄの供給用の電源
回路 ４０ 現像槽 ４１ 現像ローラ ４２ 供給ローラ ４３ ブレード（規制部材） ４４ 除去ロッド ４５ 弾性プレート ４６ 現像領域 ４７ 掻き取り部材 ４８ 弾性部材

フロントページの続き (72)発明者 巽 洋 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 (72)発明者 山中 隆幸 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 Ｆターム(参考） 2H077 AC04 AD02 AD06 AD13 AD23 AD31 AD32 AD35 AD36 CA12 EA14 EA15 EA16 FA01 FA22 FA25

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【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を備えた現像
   装置において、 上記現像ローラの現像領域の下流側の直後に現像後のト
   ナーを現像ローラより除去するために現像ローラに対し
   て圧接された回転可能な除去ロッドを設けたことを特徴
   とする一成分トナーの現像装置。
2. 【請求項２】 上記除去ロッドは、現像領域の下流側の
   直後に設けるために断面が円形で小径にて構成され、そ
   の背面が弾性プレートにて現像ローラ側へと圧接される
   ように設けられている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。
3. 【請求項３】 上記除去ロッドは、導電性部材にて構成
   され、トナーと同極性であって、現像ローラに供給され
   る現像バイアス電圧に対して、その絶対値で低い電圧が
   供給されている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。
4. 【請求項４】 上記除去ロッドは、現像ローラの回転方
   向と逆方向に、かつ現像ローラが回転される周速度より
   も速い周速度で回転駆動されている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。
5. 【請求項５】 上記除去ロッドと現像ローラとの圧接位
   置に対して除去ロッドの回転方向の下流側に除去ロッド
   に対して圧接され付着したトナーを掻き落とすための掻
   き取り部材の先端を当接され、該掻き取り部材を上記弾
   性プレートに固定したことを特徴とする請求項２記載の
   一成分トナーの現像装置。
6. 【請求項６】 上記除去ロッドと弾性プレートとの間に
   弾性部材を介在したことを特徴とする請求項２記載の一
   成分トナーの現像装置。