(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の表面に形成される静電潜像に現像トナーを供給する現像装置であって、
現像トナーを収容する現像容器と、
前記現像容器に回転可能に支持され、回転することによって前記現像容器に収容されている現像トナーを前記像担持体に供給する現像ローラと、
前記現像容器に備えられ、前記現像ローラの長手方向の周面端部に接触して前記現像ローラの長手方向の周面端部をシールするシール部材と、
前記シール部材の前記現像ローラと接触する側の面に塗布され、前記現像トナーよりもガラス転移温度の高いシール用トナーと
を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記シール部材の前記現像ローラに接触する側の部分がフェルト材から構成され、
前記シール用トナーが、前記フェルト材の表面及び内部に保持されている
ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記シール用トナーの平均粒径が、前記現像トナーの平均粒径よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の現像装置。
【請求項４】
前記シール用トナーの色が、前記現像トナーの色と同じ色であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
前記シール用トナーのガラス転移温度が、前記現像トナーを記録媒体上に定着させるときに定着装置によって与えられる加熱温度より低いことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
前記シール用トナーの帯電性が、前記現像トナーの帯電性よりも低いことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の現像装置。
【請求項７】
静電潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体の表面に現像トナーを供給する現像装置と、
前記像担持体の表面に形成された現像トナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
前記記録媒体に転写された現像トナー像を定着させる定着装置と
を有し、
前記現像装置が、前記請求項１乃至６のいずれかに記載の現像装置である
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式のプリンタや複写機等の画像形成装置に関し、特に、感光ドラムの表面に現像トナーを供給する現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来の現像装置として、現像トナーを収容する現像容器と、現像容器に回転可能に支持された現像ローラと、現像ローラの長手方向の周面端部に接触して現像ローラの長手方向の周面端部をシールするシール部材とを有するものがある。このシール部材の現像ローラに接触する部分には、フェルトにテフロン（登録商標）を含浸させたテフロン（登録商標）フェルトが用いられている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２０６７８７号公報（段落番号００４０、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の現像装置においては、現像ローラを回転させたときに現像容器内の現像トナーが現像ローラとシール部材との間に進入し、この進入した現像トナーが現像ローラとシール部材との摺擦によって発生する熱でガラス転移し、ガラス転移した現像トナーが現像ローラの停止後に固化して大きな塊になる現象が発生することがある。この固化したトナーの大きな塊は、現像ローラとシール部材との間に隙間を生じさせ、現像装置内の現像トナーの現像ローラの端部からの漏れを増大させるという問題を生じさせていた。
【０００５】
そこで、本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、現像ローラの周面端部からの現像トナーの漏れを減少させることができる現像装置及びこの現像装置を有する画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の現像装置は、像担持体の表面に形成される静電潜像に現像トナーを供給する現像装置であって、現像トナーを収容する現像容器と、前記現像容器に回転可能に支持され、回転することによって前記現像容器に収容されている現像トナーを前記像担持体に供給する現像ローラと、前記現像容器に備えられ、前記現像ローラの長手方向の周面端部に接触して前記現像ローラの長手方向の周面端部をシールするシール部材と、前記シール部材の前記現像ローラと接触する側の面に塗布され、前記現像トナーよりもガラス転移温度の高いシール用トナーとを有するものである。
【０００７】
本発明の画像形成装置は、静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体の表面に現像トナーを供給する現像装置と、前記像担持体の表面に形成された現像トナー像を記録媒体に転写する転写装置と、前記記録媒体に転写された現像トナー像を定着させる定着装置とを有し、前記現像装置が、現像トナーを収容する現像容器と、前記現像容器に回転可能に支持され、回転することによって前記現像容器に収容されている現像トナーを前記像担持体に供給する現像ローラと、前記現像容器に備えられ、前記現像ローラの長手方向の周面端部に接触して前記現像ローラの長手方向の周面端部をシールするシール部材と、前記シール部材の前記現像ローラと接触する側の面に塗布され、前記現像トナーよりもガラス転移温度の高いシール用トナーとを有するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明においては、シール部材に現像トナーよりもガラス転移温度の高いシール用トナーを予め塗布しており、塗布されたシール用トナーによってシール部材と現像ローラとの間の隙間が少なくなっているので、現像容器内からシール部材と現像ローラとの間の隙間に進入する現像トナーの量を少なくすることができる。また、シール部材に塗布されたシール用トナーのガラス転移温度は、現像容器内に収容された現像トナーのガラス転移温度よりも高いので、シール部材と現像ローラとの間の摺擦の熱によってシール部材と現像ローラとの間のトナーがガラス転移し、その結果生じるトナーの固化は生じ難い。したがって、本発明によれば、現像装置内の現像トナーの現像ローラの端部からの漏れを減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
《第１の実施形態》
図１は、本発明の第１の実施形態に係る現像装置が適用された画像形成装置の構成を概略的に示す断面図である。
【００１０】
図１に示される画像形成装置は、記録媒体としての記録用紙１を搬送する搬送部１０１と、搬送部１０１に対向配置されたブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の画像形成部２０１〜２０４と、画像形成部２０１〜２０４で感光ドラム２１１上に形成された現像トナー像を搬送部１０１によって搬送される記録用紙１上に転写する転写ローラ３０１〜３０４と、記録用紙１に転写された現像トナー像を記録用紙１上に定着させる定着装置４０１とを有している。
【００１１】
搬送部１０１は、搬送ベルト１０２と、搬送ベルト１０２を支持し、搬送ベルト１０２をＤ１方向に進行させる駆動ローラ１０３，１０４とを有している。駆動ローラ１０３，１０４の一方又は両方は、図示しない駆動モータからの駆動力を受けて回転し、搬送ベルト１０２をＤ１方向に進行させる。また、搬送部１０１には、搬送ベルト１０２の表面に付着した不要なトナーを除去するクリーニング部１１０が備えられている。クリーニング部１１０は、搬送ローラ１０２の表面に接触するクリーニングブレード１１１と、クリーニングブレード１１１によって掻き取られた不要トナー１１３を収容する廃トナーボックス１１２とから構成されている。
【００１２】
各画像形成部２０１〜２０４は、表面に静電潜像が形成される像担持体としての感光ドラム２１１と、感光ドラム２１１の表面を一様帯電させる帯電器２１２と、一様帯電した感光ドラム２１１の表面に画像情報に応じた露光を施して静電潜像を形成する露光装置２１３と、静電潜像が形成された感光ドラム２１１の表面に現像トナーを供給する現像装置２１４と、感光ドラム２１１上に形成されたトナー像の転写後に感光ドラム２１１上に残留したトナーを除去するクリーニング装置２１５とを有している。露光装置２１３は、入力された画像情報に基づく光を照射する装置であり、露光用光源としてＬＥＤアレイを用いたもの又は半導体レーザーを用いたものなどがある。また、図１には示されていないが、画像形成部２０１〜２０４は、感光ドラム２１１の駆動装置と、記録用紙１の供給部とを有している。
【００１３】
画像形成部２０１〜２０４の各現像装置２１４はそれぞれ、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、及びシアン（Ｃ）の現像トナーＤＴを収容している。
【００１４】
定着装置４０１は、１対の定着ローラ４０２，４０３を有している。定着ローラ４０２，４０３は、定着ローラ４０２，４０３の間に、現像トナー像が転写された記録用紙１を通過させることによって定着ローラに備えられたヒータによって加熱し、同時に加圧し、現像トナー像を記録用紙１上に定着させる。
【００１５】
なお、図１には、画像形成部２０１〜２０４をタンデム式に配列して記録用紙１に順次、画像を転写する直接印刷方式を採用した例を示したが、本発明の現像装置を適用できる画像形成装置は、図１の構成には限定されない。本発明の現像装置は、搬送ベルト１０２を中間転写ベルトとし、この中間転写ベルトに一旦形成された画像を記録用紙に転写する方式の画像形成装置にも適用することができる。また、本発明の現像装置は、単色の画像形成装置、３色以下又は５色以上のトナーを用いるカラー画像形成装置にも適用することができる。さらに、本発明の現像装置は、プリンタの他に、ＭＦＰ（多機能プリンタ）、ファクシミリ装置、及び複写機などに適用することができる。
【００１６】
図２は、図１の現像装置２１４の構成を概略的に示す側面図であり、図３は、現像装置２１４の要部拡大図である。また、図４は、現像装置２１４から現像ローラ２２４を取り外した状態を概略的に示す斜視図である。
【００１７】
図２乃至図４に示されるように、現像装置２１４は、現像トナーＤＴを収容し、収容された現像トナーＤＴを感光ドラム２１１に供給するための開口部２２２（図４に示す。）を有する現像容器（現像剤カートリッジ）２２１と、現像容器２２１の軸受け部２２３に回転可能に支持され、感光ドラム２１１に対向配置され、回転することによって現像容器２２１に収容されている現像トナーＤＴを開口部２２２を通して感光ドラム２１１に供給する現像ローラ２２４とを有している。現像トナーＤＴは、例えば、ガラス転移温度Ｔｇ（ＤＴ）が約４０℃のポリエステル樹脂に、着色剤、帯電制御剤、離型剤、及び疎水性シリカ等の外添剤を添加し、平均粒径８μｍとしたものである。
【００１８】
また、現像装置２１４は、現像容器２２１に備えられ、現像ローラ２２４の長手方向（図４におけるＤ２方向）の周面端部に接触して現像ローラ２２４の長手方向の周面端部をシールする現像トナー漏れ防止用のシール部材２２５と、シール部材２２５の現像ローラ２２４と接触する側の面に塗布され、現像トナーＤＴよりもガラス転移温度の高いシール用トナー２２６とを有している。シール部材２２５は、例えば、スポンジ材２２５ａと、スポンジ材２２５ａの外側（すなわち、現像ローラ側）に備えられたフェルト材２２５ｂとから構成される。スポンジ材２２５ａは、フェルト材２２５ｂを現像ローラ２２４に押し付ける弾性体としての機能を持つ。シール用トナー２２６は、製造段階において、例えば、刷毛塗りによって、フェルト材２２５ｂの表面に塗布される。塗布されたシール用トナー２２６は、フェルト材２２５ｂの表面及びフェルト材の内部（すなわち、フェルト材を構成する繊維の隙間）に保持される。
【００１９】
シール用トナー２２６は、例えば、現像トナーＤＴのポリエステル樹脂の分子量を変えることにより、ガラス転移温度Ｔｇ（２２６）を約１１０℃としたものである。また、シール用トナー２２６としては、現像トナーＤＴと同一の着色剤を用い、現像トナーＤＴと同じ帯電制御剤、離型剤及び外添剤で構成した平均粒径８μｍのものを用いることができる。なお、現像トナーＤＴ及びシール用トナー２２６としては、粉砕法により製造されたトナーを用いてもよく、また、重合法により製造した重合トナーを用いてもよい。また、現像トナーＤＴ及びシール用トナー２２６の平均粒径は、８μｍに限定されるものではなく、他の値であってもよい。
【００２０】
さらに、現像装置２１４は、現像容器２２１内部に現像トナーＤＴの供給ローラ２２７と、現像ローラ２２４の表面に形成されるトナー層の厚さを規制する層形成ブレード２２８とを有している。
【００２１】
図５は、連続印刷動作中における、時間とシール部材２２５の表面温度との関係を示す図である。図５に示されるように、現像装置２１４におけるシール部材２２５のフェルト材２２５ｂの温度は、連続印刷動作開始から１時間程度で約５０℃に達する。
【００２２】
したがって、従来の現像装置においては、連続印刷時に、現像ローラ２２４とシール部材２２５のフェルト材２２５ｂとの摺擦により接触部の温度が上昇し、シール部材２２５と現像ローラ２２４との間に進入した現像トナー（例えば、ガラス転移温度Ｔｇ（ＤＴ）が約４０℃）が、ガラス転移し、その後（例えば、印刷動作停止後に）、固化してシール部材２２５上に大きな塊となって固着するという不具合が発生していた。このシール部材２２５上に固着したトナーの大きな塊によって、現像ローラ２２４とシール部材２２５との間に隙間が生じ、シール部材２２５によるシール効果が低減して、現像容器２２１内の現像トナーＤＴが現像ローラ２２４の端部から漏れ出すことがあった。また、この漏れた現像トナーＤＴが記録用紙１上に付着して、印刷画像の品質を低下させることがあった。
【００２３】
これに対し、第１の実施形態の現像装置２１４においては、シール部材２２５のフェルト材２２５ｂの表面に現像トナーＤＴよりもガラス転移温度の高いシール用トナー２２６を予め塗布しているので、塗布されたシール用トナー２２６によってシール部材２２５のフェルト材２２５ｂと現像ローラ２２４との間の隙間、及び、フェルト材２２５ｂを構成する繊維の隙間が少なくなっている。このため、現像容器２２１内からシール部材２２５と現像ローラ２２４との間の隙間、及び、フェルト材２２５ｂを構成する繊維の隙間に進入する現像トナーＤＴの量を少なくすることができる。
【００２４】
また、第１の実施形態の現像装置２１４においては、シール部材２２５のフェルト材に塗布されたシール用トナー２２６のガラス転移温度Ｔｇ（２２６）は、現像容器２２１内に収容された現像トナーＤＴのガラス転移温度Ｔｇ（ＤＴ）よりも高い（より厳密に言えば、連続印刷時に到達するシール部材２２５の最高温度よりも高い）ので、シール部材２２５と現像ローラ２２４との間の摺擦の熱によってシール部材２２５と現像ローラ２２４との間のトナーがガラス転移し、その結果生じるトナーの固化は生じ難い。
【００２５】
以上に説明した理由により、第１の実施形態の現像装置２１４においては、現像容器２２１内の現像トナーＤＴの現像ローラ端部からの漏れを減少させることができる。
【００２６】
なお、上記説明においては、シール用トナー２２６のガラス転移温度Ｔｇ（２２６）が約１１０℃である場合を説明したが、シール用トナー２２６のガラス転移温度Ｔｇ（２２６）は、連続印刷中におけるシール部材２２５の最高温度である約５０℃よりも高いもの（好ましくは、１０℃程度高い温度である、６０℃以上）であれば使用可能である。
【００２７】
《第２の実施形態》
本発明の第２の実施形態の現像装置は、シール用トナー２２６として、その平均粒径が、現像容器２１４内に収容された現像トナーＤＴの平均粒径よりも小さいものを用いている点が、上記第１の実施形態の現像装置と相違する。したがって、第２の実施形態においては、図１乃至図５をも参照する。
【００２８】
第２の実施形態の現像装置２１４において、例えば、現像トナーＤＴとして平均粒径が８μｍのものを用いる場合には、シール用トナー２２６として分級により平均粒径が、例えば、４μｍの現像剤を用いる。なお、シール用トナー２２６は、現像トナーＤＴと同様の着色剤、帯電制御剤、離型剤及び外添剤で構成されている。
【００２９】
第２の実施形態の現像装置２１４においては、シール部材２２５のフェルト材２２５ｂの表面に現像トナーＤＴよりもガラス転移温度の高いシール用トナー２２６を予め塗布しているので、塗布されたシール用トナー２２６によってシール部材２２５のフェルト材２２５ｂと現像ローラ２２４との間の隙間、及び、フェルト材２２５ｂを構成する繊維の隙間が少なくなっている。また、シール用トナー２２６として、その平均粒径が、現像トナーＤＴの平均粒径よりも小さいものを用いているので、シール用トナー２２６は、シール部材２２５のフェルト材２２５ｂと現像ローラ２２４との間の非常に狭い隙間、及び、フェルト材２２５ｂを構成する繊維の非常に狭い隙間まで入り込んで保持される。このため、第２の実施形態の現像装置においては、現像容器２２１内の現像トナーＤＴが、シール部材２２５のフェルト材２２５ｂと現像ローラ２２４との間の隙間、及び、フェルト材２２５ｂを構成する繊維の隙間により一層進入し難い構造となっている。
【００３０】
このため、第２の実施形態の現像装置２１４においては、現像容器２２１内の現像トナーＤＴの現像ローラ端部からの漏れをより一層減少させることができる。
【００３１】
なお、上記説明においては、シール用トナー２２６の平均粒径を４μｍとして説明したが、シール要トナーの平均粒径は、現像トナーの平均粒径よりも小さければ、他の値であってもよい。
【００３２】
また、第２の実施形態において、上記以外の点は、上記第１の実施形態の場合と同じである。
【００３３】
《第３の実施形態》
本発明の第３の実施形態の現像装置２１４は、各画像形成部２０１〜２０４において、シール用トナー２２６の色を現像トナーＤＴの色と同じ色としている点が、上記第１の実施形態の現像装置２１４と相違する。また、第３の実施形態の現像装置２１４は、各画像形成部２０１〜２０４において、シール用トナー２２６のガラス転移温度Ｔｇ（２２６）を、現像容器２２１内の現像トナーＤＴのガラス転移温度（例えば、５０℃）よりも高く、且つ、定着装置４０１における加熱温度（例えば、１００℃）よりも低い温度、例えば、６０℃としている点が、上記第１の実施形態の現像装置と相違する。したがって、第３の実施形態においては、図１乃至図５をも参照する。
【００３４】
第３の実施形態の現像装置２１４において、例えば、現像トナーの色がブラック（Ｋ）である画像形成部２０１の現像装置においては、ブラックに着色したシール用トナーを用い、現像トナーの色がイエロー（Ｙ）である画像形成部２０２の現像装置においては、イエローに着色したシール用トナーを用い、現像トナーの色がマゼンダ（Ｍ）である画像形成部２０３の現像装置においては、マゼンダに着色したシール用トナーを用い、現像トナーの色がシアン（Ｃ）である画像形成部２０４の現像装置においては、シアンに着色したシール用トナーを用いる。
【００３５】
シール用トナー２２６はシール部材２２５に塗布されたものであり、シール部材２２５のフェルト材２２５ｂの隙間に保持されたものであり、強固に保持されているものではない。したがって、シール部材２２５に塗布されたシール用トナー２２６の中には、シール部材２２５から離れて、現像容器２２１内に移行するものも存在する。
【００３６】
第３の実施形態の現像装置２１４によれば、シール用トナー２２６に現像トナーＤＴの色と同じ色の顔料（着色剤）を用いているので、シール用トナー２２６の一部が印刷動作中に現像容器２２１内に移行し、現像ローラ２２４によって感光ドラム２１１の表面に移動し、記録用紙１に転写された場合であっても、異なる色のトナーが現像トナーＤＴに混在することはなく、記録用紙１上に形成される画像の色彩に悪影響を与えることはない。
【００３７】
また、第３の実施形態の現像装置によれば、シール用トナー２２６のガラス転移温度Ｔｇ（２２６）を、定着装置４０１のヒータ（図示せず）による加熱温度（例えば、１００℃）よりも低い温度としているので、記録用紙１に転写された現像トナーＤＴと同様に、記録用紙１に転写されたシール用トナー２２６も記録用紙１に定着されるので、画像品質を低下させることはない。なお、第３の実施形態におけるシール用トナー２２６のガラス転移温度は、６０℃に限定されず、連続印刷によって現像ローラ２２４に摺擦されるシール部材２２５が到達する最高温度よりも１０℃程度高い温度以上であって、定着装置４０１によって与えられる加熱温度よりも１０℃程度低い温度以下の範囲内であれば、他の温度であってもよい。
【００３８】
また、第３の実施形態において、上記以外の点は、上記第１又は第２の実施形態の場合と同じである。
【００３９】
《第４の実施形態》
本発明の第４の実施形態の現像装置は、各画像形成部２０１〜２０４において、シール用トナー２２６の帯電性を現像トナーＤＴの帯電性よりも低くしている点が、上記第１の実施形態の現像装置と相違する。したがって、第４の実施形態においては、図１乃至図５をも参照する。
【００４０】
第４の実施形態の現像装置２１４において、例えば、シール用トナー２２６として、疎水性シリカ等の外添剤を添加しない現像剤を用い、現像トナーＤＴの帯電量３０μＣ／ｍｇに対して、帯電量５μＣ／ｍｇとした帯電量の低いシール用トナー２２６を用いることができる。なお、シール用トナー２２６として、例えば、ポリエステル樹脂の分子量を調節することにより現像トナーＤＴよりもガラス転移温度を高くした樹脂を用い、現像トナー７０と同様の着色剤、帯電制御剤及び離型剤で構成したものを用いることができる。
【００４１】
第４の実施形態の現像装置２１４によれば、シール用トナー２２６に現像トナーＤＴよりも帯電性の低いトナーを用いたので、シール用トナー２２６の一部が現像容器２２１内に混入した場合であっても、混入したシール用トナー２２６に働く静電的な吸引力を小さくすることができる。したがって、シール用トナー２２６が現像ローラ２２４に吸引されにくくなり、シール用トナー２２６が現像ローラ２２４によって感光ドラム２１１に運ばれる量を減少させることができる。このため、シール用トナー２２６が記録用紙１の画像品質に及ぼす悪影響を減少させることができる。
【００４２】
なお、第４の実施形態において、上記以外の点は、上記第１、第２、又は第３の実施形態の場合と同じである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１乃至第４の実施形態に係る現像装置が適用できる画像形成装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】第１乃至第４の実施形態に係る現像装置の構成を概略的に示す側面図である。
【図３】第１乃至第４の実施形態に係る現像装置の要部拡大図である。
【図４】第１乃至第４の実施形態に係る現像装置から現像ローラを取り外した状態を概略的に示す斜視図である。
【図５】連続印刷動作中における、時間とシール部材の表面温度との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  記録用紙（記録媒体）
１０１  搬送部
１０２  搬送ベルト
１０３，１０４  駆動ローラ
１１０  クリーニング部
１１１  ブレード
１１２  廃トナー容器
１１３  トナー
２０１〜２０４  画像形成部
２１１  感光ドラム（像担持体）
２１２  帯電器
２１３  露光装置
２１４  現像装置
２１５  クリーニング部
２２１  現像容器（現像剤カートリッジ）
２２２  開口部
２２３  軸受け部
２２４  現像ローラ（現像剤担持体）
２２５  シール部材
２２５ａ  スポンジ材
２２５ｂ  フェルト材
２２６  シール用トナー
２２７  供給ローラ
２２８  層形成ブレード
３０１〜３０４  転写ローラ
４０１  定着装置
４０２，４０３  定着ローラ
【図１】
0004628918.tif 000002
【図２】
0004628918.tif 000003
【図３】
0004628918.tif 000004
【図４】
0004628918.tif 000005
【図５】
0004628918.tif 000006