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技術 現像装置及びプロセスカートリッジ

出願人 キヤノン株式会社
発明者 新川貴晃大久保和洋三浦淳奥田満小川祥寛杉山遼
出願日 2017年7月14日 (4年5ヶ月経過) 出願番号 2017-138093
公開日 2018年4月12日 (3年8ヶ月経過) 公開番号 2018-060170
状態 特許登録済
技術分野 電子写真における乾式現像
主要キーワード 押出し用金型 成型キャビティ 回転体周 湾曲形 放電機械加工 最終速度 重力方向上方 間隙領域
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (13)

課題

トナー層規制不良を抑制し、画像不良の発生を抑制することができる現像装置及びプロセスカートリッジを提供する。

解決手段

表面に現像剤を保持する現像剤担持体と、現像剤担持体を回転可能に支持し、現像剤を収容する現像枠体と、現像枠体に固定され、現像剤担持体に担持された現像剤を規制する規制部材と、を有する構成とし、規制部材は、現像剤担持体の回転方向の下流側から順に、現像剤担持体へ向かって突出し当接する当接部を有する突出部と、一端が突出部につながり他端が自由端となる、現像剤担持体と対向する対向面と、を有し、対向面は、一端から他端へ向かうにつれて、現像剤担持体との距離が等しい又は近づく、変極点を有さない曲面とする。

概要

背景

画像形成装置においては、現像剤担持体現像ローラ)等の現像手段を有する現像装置、又はこの現像装置と像担持体感光体ドラム)を有するプロセスカートリッジを画像形成装置に着脱可能とし、装置のメンテナンスを容易とする構成が知られている。この画像形成装置においては、電子写真画像形成プロセスを用いられ、現像剤担持体(現像ローラ)の表面にトナーを付着させた後、規制部材で均一な厚さのトナー層とする。そして、像担持体に形成された静電潜像を現像剤担持体上に形成されたトナーで現像し、トナー像として可視化した後、トナー像を記録材転写し、定着器でトナー像を記録材に定着させることで、画像形成を行う。

従来、規制部材と現像剤担持体は、現像剤担持体の回転方向に延びる接触幅が極めて短く、線接触する構成となっていた。このため、規制部材によるトナーの帯電性が悪い他、規制部材の現像剤担持体と接触する部分にトナーの固着が生じた場合、規制部材によるトナーの規制不良が生じ、トナー層が不均一になる問題を有していた。

そこで現像剤担持体の回転方向の下流側に位置する一端を支持し、他端を現像剤担持体の外周面に接触させて回転体周面上の現像剤を規制する規制部材とすることが提案されている(特許文献1)。そしてこの構成では、規制部材を、規制部材と現像剤担持体との接触部近傍で、現像剤担持体に対して外方に折り曲げた構成とし、像剤担持体の回転方向に延びる接触幅が長くし、規制部材と現像剤担持体を面接触する構成としている。これにより、規制部材と現像剤担持体を均一に接触させ、トナーの帯電性の問題と、トナー固着の問題を解消することができる。

概要

トナー層の規制不良を抑制し、画像不良の発生を抑制することができる現像装置及びプロセスカートリッジを提供する。表面に現像剤を保持する現像剤担持体と、現像剤担持体を回転可能に支持し、現像剤を収容する現像枠体と、現像枠体に固定され、現像剤担持体に担持された現像剤を規制する規制部材と、を有する構成とし、規制部材は、現像剤担持体の回転方向の下流側から順に、現像剤担持体へ向かって突出し当接する当接部を有する突出部と、一端が突出部につながり他端が自由端となる、現像剤担持体と対向する対向面と、を有し、対向面は、一端から他端へ向かうにつれて、現像剤担持体との距離が等しい又は近づく、変極点を有さない曲面とする。

目的

本発明では、トナー層の規制不良を抑制し、画像不良の発生を抑制することができる構成を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

表面に現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体を回転可能に支持し、現像剤を収容する現像枠体と、前記現像枠体に固定され、前記現像剤担持体に担持された現像剤を規制する規制部材と、を有する現像装置であって、前記規制部材は、前記現像剤担持体の回転方向の下流側から順に、前記現像剤担持体へ向かって突出し当接する当接部を有する突出部と、一端が前記突出部につながり他端が自由端となる、前記現像剤担持体と対向する対向面と、を有し、前記対向面は、前記一端から前記他端へ向かうにつれて、前記現像剤担持体との距離が等しい又は近づく、変極点を有さない曲面であることを特徴とする現像装置。

請求項2

前記対向面は、前記現像剤担持体の半径をNとしたとき、前記曲面の曲率半径RをR=N±0.5N(mm)の範囲としたことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。

請求項3

前記規制部材は、前記対向面が構成される範囲において、前記一端から前記他端に向かうにつれて、前記当接部における前記現像剤担持体の法線方向の厚さが厚くなることを特徴とする請求項1または2に記載の現像装置。

請求項4

表面に現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体を回転可能に支持し、現像剤を収容する現像枠体と、前記現像枠体に固定され、前記現像剤担持体に担持された現像剤を規制する規制部材と、を有する現像装置であって、前記規制部材は、前記現像剤担持体の回転方向の下流側から順に、前記現像剤担持体へ向かって突出し当接する当接部を有する突出部と、一端が前記突出部につながり他端が自由端となる、前記現像剤担持体と対向する対向面と、を有し、前記規制部材は、前記対向面が構成される範囲において、前記一端から前記他端に向かうにつれて、前記当接部における前記現像剤担持体の法線方向の厚さが厚くなるように形成され、前記対向面は、前記一端から前記他端へ向かうにつれて、前記現像剤担持体との距離が近づく平面であることを特徴とする現像装置。

請求項5

前記対向面は、前記当接部における前記現像剤担持体の法線方向に対して、前記回転方向の上流側へ傾斜した角度は、77°以下とされていることを特徴とする請求項4に記載の現像装置。

請求項6

前記現像剤担持体は、前記突出部と、前記対向面と、を有するブレード部と、前記現像枠体に固定され、前記ブレード部を支持する支持部と、を備えたものであることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の現像装置。

請求項7

現像剤は、非磁性一成分トナーであることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の現像装置。

請求項8

前記対向面は、前記他端となる自由端から前記突出部を構成する段差までの長さLを0.85≦L(mm)≦2.00とし、前記突出部は、前記対向面との接続部からの最大高さHを0.1≦H(mm)≦0.3としたことを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載の現像装置。

請求項9

表面に静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体の静電潜像を前記現像剤担持体に担持された現像剤で現像する請求項1ないし8のいずれか1項に記載の現像装置と、を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ

技術分野

0001

本発明は、記録材に画像を形成する電子写真プリンタ電子写真複写機などの画像形成装置に用いられる現像装置及びプロセスカートリッジに関するものである。

背景技術

0002

画像形成装置においては、現像剤担持体現像ローラ)等の現像手段を有する現像装置、又はこの現像装置と像担持体感光体ドラム)を有するプロセスカートリッジを画像形成装置に着脱可能とし、装置のメンテナンスを容易とする構成が知られている。この画像形成装置においては、電子写真画像形成プロセスを用いられ、現像剤担持体(現像ローラ)の表面にトナーを付着させた後、規制部材で均一な厚さのトナー層とする。そして、像担持体に形成された静電潜像を現像剤担持体上に形成されたトナーで現像し、トナー像として可視化した後、トナー像を記録材に転写し、定着器でトナー像を記録材に定着させることで、画像形成を行う。

0003

従来、規制部材と現像剤担持体は、現像剤担持体の回転方向に延びる接触幅が極めて短く、線接触する構成となっていた。このため、規制部材によるトナーの帯電性が悪い他、規制部材の現像剤担持体と接触する部分にトナーの固着が生じた場合、規制部材によるトナーの規制不良が生じ、トナー層が不均一になる問題を有していた。

0004

そこで現像剤担持体の回転方向の下流側に位置する一端を支持し、他端を現像剤担持体の外周面に接触させて回転体周面上の現像剤を規制する規制部材とすることが提案されている(特許文献1)。そしてこの構成では、規制部材を、規制部材と現像剤担持体との接触部近傍で、現像剤担持体に対して外方に折り曲げた構成とし、像剤担持体の回転方向に延びる接触幅が長くし、規制部材と現像剤担持体を面接触する構成としている。これにより、規制部材と現像剤担持体を均一に接触させ、トナーの帯電性の問題と、トナー固着の問題を解消することができる。

先行技術

0005

特開平03−48876号公報

発明が解決しようとする課題

0006

上記の構成では、規制部材と現像剤担持体との接触部近傍で、現像剤担持体に対して外方に折り曲げた規制部材としている。このため、規制部材の自由端は、現像剤担持体の回転方向の上流側から回転方向の下流側に向うにつれて側現像剤担持体に近づき、接触する構成とされていた。つまり、現像剤担持体の回転方向の上流側において、規制部材と、現像剤担持体の外周面との間には、上流側の開口から接触部へ狭くなった楔形の空間が形成されていた。この結果、楔形の空間にトナーが進入することにより、規制部材が現像剤担持体の外周面から離れる方向に変形させる力が加わり、現像剤担持体に対する規制部材の当接圧が減少し、当接幅も減少する恐れがあることが発明者の検討の結果、判明した。そこで本発明では、トナー層の規制不良を抑制し、画像不良の発生を抑制することができる構成を提供する。

課題を解決するための手段

0007

そこで、本発明の実施例に係る現像装置は、表面に現像剤を保持する現像剤担持体と、現像剤担持体を回転可能に支持し、現像剤を収容する現像枠体と、現像枠体に固定され、現像剤担持体に担持された現像剤を規制する規制部材と、を有する。そして規制部材は、現像剤担持体の回転方向の下流側から順に、現像剤担持体へ向かって突出し当接する当接部を有する突出部と、一端が突出部につながり他端が自由端となる、現像剤担持体と対向する対向面と、を有し、対向面は、一端から他端へ向かうにつれて、現像剤担持体との距離が等しい又は近づく、変極点を有さない曲面とすることを特徴とする。

0008

また本発明の他の実施例に係る現像装置は、表面に現像剤を担持する現像剤担持体と、現像剤担持体を回転可能に支持し、現像剤を収容する現像枠体と、現像枠体に固定され、現像剤担持体に担持された現像剤を規制する規制部材と、を有する。規制部材は、現像剤担持体の回転方向の下流側から順に、現像剤担持体へ向かって突出し当接する当接部を有する突出部と、一端が突出部につながり他端が自由端となる、現像剤担持体と対向する対向面と、を有する。そして規制部材は、対向面が構成される範囲において、一端から他端に向かうにつれて、当接部における現像剤担持体の法線方向の厚さが厚くなるように形成され、対向面は、一端から他端へ向かうにつれて、現像剤担持体との距離が近づく平面であることを特徴とする。

発明の効果

0009

本発明によれば、トナー層の規制不良を抑制し、画像不良の発生を抑制することができる構成を提供することができる。

図面の簡単な説明

0010

本発明の実施例に係る現像ブレードを示す図である。
本発明の実施例に係る現像ブレードを備えた画像形成装置の断面図である。
本発明の実施例に係る現像ユニットを示す断面図である。
本発明の変形例に係る現像ブレードを示す図である。
本発明に係る現像ブレードの一例を示す概略断面図である。
本発明に係る現像ブレードの他の一例を示す概略断面図である。
本発明に係る現像ブレードの他の一例を示す概略断面図である。
本発明に係る現像ブレードの他の一例を示す概略断面図である。
本発明に係る現像ブレードの他の一例を示す概略断面図である。
当接部の形状を説明するための概略断面図である。
本発明に係る現像ローラの一例を示す概略断面図である。
現像ブレードの製造装置の一例である。

0011

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施例について詳細に説明する。尚、以下の実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、及び、それらの相対配置、各パラメータの値などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明の範囲を以下の実施例に限定する趣旨のものではない。

0012

尚、本発明に係る現像装置において、前記「非接触の間隙の幅」とは、現像ローラの中心からの半径方向の直線上の距離であって、現像ローラの表面から、対向する突出し部の表面までの距離を意味する。また前記「当接部」とは、現像剤層厚規制部と現像ローラの表面とが当接する部分を意味する。更に、現像剤層厚規制部が回転する現像ローラと最初に当接する箇所を当接部の「上流端」といい、現像剤層厚規制部と現像ローラとの当接が終了する箇所を当接部の「下流端」といい、該当接部の上流端よりもさらに上流側を「当接部より上流側」という。また、「長手方向」とは、現像ローラの回転軸に平行な方向を意味し、図5紙面に垂直な方向を意味する。「短手方向」とは、図5のX方向を意味し、「厚さ方向」とは、図5のZ方向を意味する。

0013

<画像形成装置の全体的な概略構成
まず、本発明に係る電子写真画像形成装置(以下、画像形成装置)の全体構成について説明する。図2は、本実施例の画像形成装置100の概略断面図である。本実施例の画像形成装置100は、インライン方式中間転写方式を採用したフルカラーレーザープリンタである。

0014

画像形成装置100は、画像情報にしたがって、記録材(例えば、記録用紙プラスチックシート、布など)にフルカラー画像を形成することができる。画像情報は、画像読み取り装置、或いは、画像形成装置100に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器から、画像形成装置100に入力される。

0015

画像形成装置100は、複数の画像形成部として、それぞれイエロー(y)、マゼンタ(m)、シアン(c)、ブラック(b)の各色の画像を形成するための第1、第2、第3、第4のプロセスカートリッジ10y、10m、10c、10bを有する。本実施例では、第1〜第4のプロセスカートリッジ10y、10m、10c、10bは、鉛直方向と交差する方向に一列に配置されている。

0016

なお、本実施例では、第1〜第4のプロセスカートリッジ10y、10m、10c、10bの構成及び動作は、形成する画像の色が異なることを除いて実質的に同じである。したがって、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために符号に与えた添え字y、m、c、bは省略して、総括的に説明する。

0017

本実施例では、画像形成装置100は、複数の像担持体として、鉛直方向と交差する方向に並設された4個のドラム型電子写真感光体、すなわち、感光体ドラム1(1y、1m、1c、1b)を有する。感光体ドラム1は、図示しない駆動手段(駆動源)により回転駆動される。感光体ドラム1の周囲には、帯電ローラ2(2y、2m、2c、2b)、スキャナユニット露光装置)7、現像ユニット(現像装置)3(3y、3m、3c、3b))、クリーニングユニット5(5y、5m、5c、5b)、が配置されている。帯電ローラ2は、感光体ドラム1の表面を均—に帯電する帯電手段である。またスキャナユニット7は、パーソナルコンピュータ等のホスト機器から入力された画像情報からCPU9で演算された出力に基づき、レーザー照射して感光体ドラム1上に静電像(静電潜像)を形成する露光手段である。現像ユニット5は、静電像を現像剤(以下、トナー)像として現像する現像手段である。クリーニングユニット5は、転写後の感光体ドラム1の表面に残ったトナー(転写残トナー)を除去するクリーニング手段である。

0018

そして、感光体ドラム1と、感光体ドラム1に作用するプロセス手段としての帯電ローラ2、現像ユニット3及びクリーニングユニット5は一体化され、プロセスカートリッジ10を形成している。プロセスカートリッジ10は、画像形成装置100に設けられた装着ガイド位置決め部材などの装着手段を介して、画像形成装置100に着脱可能となっている。

0019

また4個の感光体ドラム1に対向して、感光体ドラム1上のトナー像を記録材Pに転写するための中間転写体としての中間転写ベルト61が配置されている。無端状のベルトで形成された中間転写ベルト61は、全ての感光体ドラム1に当接し、図示矢印R2方向(時計方向)に循環移動(回転)する。中間転写ベルト61は、複数の支持部材として、二次転写対向ローラ62、駆動ローラ63、従動ローラ64に掛け渡されている。

0020

中間転写ベルト61の内周面側には、各感光体ドラム1に対向するように、一次転写手段としての、4個の一次転写ローラ4(4y、4m、4c、4b)が並設されている。一次転写ローラ4は、中間転写ベルト61を感光体ドラム1に向けて押圧し、中間転写ベルト61と感光体ドラム1とが当接する一次転写部を形成する。

0021

また、中間転写ベルト61の外周面側において二次転写対向ローラ62に対向する位置には、二次転写手段としての二次転写ローラ65が配置されている。二次転写ローラ65は、中間転写ベルト61を介して二次転写対向ローラ62に圧接し、中間転写ベルト61と二次転写ローラ65とが当接する二次転写部を形成する。

0022

トナー像が転写された記録材Pは、定着手段としての定着装置8に搬送される。定着装置8において記録材Pに熱及び圧力を加えられることで、記録材Pにトナー像が定着される。

0023

なお、画像形成装置100は、所望の一つの画像形成部のみを用いて、又は、幾つか(全てではない)の画像形成部のみを用いて、単色又は、マルチカラーの画像を形成することもできるようになっている。

0024

<画像形成プロセス>
画像形成時には、まず感光体ドラム1の表面が帯電ローラ2によって一様に帯電される。次に、ホスト機器から入力された画像情報からCPU9で演算された出力に基づいてスキャナユニット7から発せられたレーザー光で帯電した感光体ドラム1の表面を走査露光し、感光体ドラム1上に画像情報に従った静電像が形成される。次に、感光体ドラム1上に形成された静電像は、現像ユニット3によってトナー像として現像される。そして、一次転写ローラ4に、一次転写電圧印加手段としての一次転写電圧電源高圧電源)から、トナーの正規帯電極性とは逆極性電圧が印加される。これによって、感光体ドラム1上のトナー像が中間転写ベルト61上に一次転写される。フルカラー画像の形成時には、上述のプロセスが、第1〜第4のプロセスカートリッジ10y、10m、10c、10bにおいて順次に行われ、中間転写ベルト61上に各色のトナー像が次に重ね合わせて一次転写される。

0025

その後、中間転写ベルト61の移動と同期が取られて記録材Pが二次転写部へと搬送される。そして、二次転写ローラ65に、図示しない二次転写電圧印加手段としての二次転写電圧電源(高圧電源)から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の電圧が印加される。これによって、中間転写ベルト61上の4色トナー像は、記録材Pを介して中間転写ベルト61に当接している二次転写ローラ65の作用によって、一括して給送手段によって搬送された記録材P上に二次転写される。

0026

トナー像が転写された記録材Pは、定着手段としての定着装置8に搬送される。定着装置8において、記録材Pは、熱及び圧力を加えられることで、転写されたトナー像が定着され、画像形成装置100から排出される。

0027

なお、一次転写工程後に感光体ドラム1上に残留した一次転写残トナーは、クリーニングブレード51によって除去、回収される。

0028

また、現像ユニット3は、現像剤担持体としての現像ローラ(後述)を感光体ドラム1に対して接触させて反転現像を行うものとした。すなわち、感光体ドラム1の帯電極性と同極性(本実施例では負極性)に帯電したトナーを、感光体ドラム1上の露光により電荷減衰した部分(画像部、露光部)に付着させることで静電像を現像する現像ユニット3を用いた。

0029

<プロセスカートリッジの構成>
次に、本実施例の画像形成装置100に装着されるプロセスカートリッジ10の全体構成について説明する。各色用のプロセスカートリッジ10は、図示しない識別部等を除き、同一形状を有し、各色用のプロセスカートリッジ10の現像ユニット3内には、それぞれイエロー(y)、マゼンタ(m)、シアン(c)、ブラック(b)の各色のトナーが収容されている。なお、現像ユニット3は、現像剤として非磁性一成分トナーを用いた。

0030

以下では、感光体ドラム1の長手方向(回転軸線方向)と交差する断面を示した図2を用い、説明を行う。プロセスカートリッジ10は、感光体ドラム1を備えた感光体ユニットと、回転可能とされた現像ローラ11等を備えた現像ユニット(現像装置)3と、を一体化して構成される。

0031

感光体ユニットは、感光体ドラム1の他、感光体ドラム1の周面上に接触するように、クリーニングブレード51、帯電ローラ2がクリーニング枠体に配置されたクリーニングユニット(クリーニング装置)5を有している。感光体ドラム1は、が図示しない軸受を介してクリーニングユニット5に対して回転可能に支持されている。感光体ドラム1は、図示しない駆動手段(駆動源)の駆動力が感光体ユニットに伝達されることで、画像形成動作に応じて図示矢印R1方向(反時計方向)に回転駆動される構成としている。クリーニングユニット5は、クリーニングブレード51で感光体ドラム1の表面から除去された転写残トナーがクリーニング枠体内に落下、収容される他、帯電ローラ2の導電性ゴムローラ部が感光体ドラム1に加圧接触し、従動回転する構成とされている。

0032

一方、現像ユニット3は、図3に示すように、トナーTを担持する現像ローラ11と、現像ブレード(規制部材)11と、これらを固定する現像枠体20と、を有している。現像枠体20は、現像ローラ11が配置された現像室20aと、現像室20aから外界へつながる現像開口(開口部)20bと、を備えている。現像ブレード30の一端が現像開口20bに固定され、現像ブレード30の他端が現像ローラ11に当接させられ、現像ローラ11上のトナーコート量規制と、トナーTへの摩擦電荷トリボ)の付与と、が可能な構成とされている。現像ローラ11は、現像開口20bに配置され、感光体ドラム1に当接可能とされている。なお、現像ローラ11は、例えば基体11aに導電弾性層11b、表面層11cが順次積層され構成を有するローラであり、同図中の矢印の方向へ回転駆動するように配置されている。

0033

〔現像ローラ〕
本発明に係る現像ローラは、例えば、図9に示すように、円柱状または中空円筒状の導電性の基体11aの外周面に導電性弾性層11bが形成され、導電性弾性層の外周面に表面層11cが積層された構成とされる。現像ローラの構成はこれに限定されず、公知の現像ローラを使用することができる。

0034

〈基体〉
現像ローラに用いられる基体は、導電性を有し、その上に設けられる導電性弾性層を支持する機能を有する。基体の材質としては、例えば、鉄、銅、アルミニウムニッケルの如き金属;これらの金属を含むステンレス鋼ジュラルミン真鍮及び青銅の如き合金を挙げることができる。基体の表面には、耐傷性付与を目的として、導電性を損なわない範囲で、メッキ処理を施すことができる。さらに、基体としては、樹脂製の基材の表面を金属で被覆して表面導電性としたものや、導電性樹脂組成物から製造されたものも使用可能である。

0035

〈導電性弾性層〉
導電性弾性層は、使用される装置において要求される弾性を現像ローラに付与するために設けられる。具体的な構成としては、中実体、発泡体のいずれであってもよい。また、導電性弾性層は、単層であっても、複数の層からなっていてもよい。例えば、現像ローラは、感光ドラム、及びトナーと常に圧接しているので、これらの部材間において相互に与えるダメージを低減するため、低硬度低圧永久歪の特性を持つ導電性弾性層が設けられる。

0036

導電性弾性層の材質としては、例えば、天然ゴムイソプレンゴムスチレンゴムブチルゴムブタジエンゴムフッ素ゴムウレタンゴムシリコーンゴムを挙げることができる。これらは1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。

0037

導電性弾性層には、現像ローラに要求される機能に応じて導電剤非導電性充填剤や、その他成型に必要な各種添加剤成分として、架橋剤、触媒分散促進剤が含有されていてもよい。

0038

導電性弾性層に配合される導電剤としては、各種導電性金属又は合金、導電性金属酸化物、これらで被覆された絶縁性物質微粉末カーボンブラック等の電子導電剤や、イオン導電剤を用いることができる。これら導電剤は粉末状や繊維状の形態で、1種単独でまたは2種類以上を組み合わせて使用することができる。これらのうち、電子導電剤であるカーボンブラックは導電性の制御が容易であり、また経済的であることから好ましい。このような導電剤を含有させて、導電性弾性層の体積抵抗率を1×104〜1×1010Ω・cmに制御することができる。導電性弾性層の体積抵抗率がこの範囲内である現像ローラでは、感光ドラムに対するトナー現像量の制御が容易となる。導電性弾性層の体積抵抗率は、より好ましくは1×104〜1×109Ω・cmである。

0039

導電性弾性層に含有されていてもよい非導電性充填剤としては、例えば、以下のものを例示することができる。珪藻土石英粉末乾式シリカ湿式シリカ酸化チタン酸化亜鉛アルミノケイ酸炭酸カルシウム珪酸ジルコニウム珪酸アルミニウムタルクアルミナ酸化鉄

0040

導電性弾性層は、現像ローラに要求される弾性を付与し、その硬度としては、例えば、アスカーC硬度が10度以上80度以下であることが好ましい。導電性弾性層のアスカーC硬度が10度以上であれば、現像ローラに対向配置される各部材による圧縮永久歪を抑制できる。また、導電性弾性層のアスカーC硬度が80度以下であれば、トナーへのストレスを抑制することができ、画像形成を繰り返すことによる画質の低下を抑制することができる。ここでアスカーC硬度は、アスカーゴム硬度計高分子計器(株)製)により測定した測定値によって規定することができる。

0041

導電性弾性層の厚さとしては、例えば0.1mm以上50mm以下であり、より好ましくは0.5mm以上10mm以下である。

0042

導電性弾性層の成形方法としては、例えば、押出成形プレス成形射出成形液状射出成形注型成形の各種成形法により、適切な温度および時間で加熱硬化させて基体上に成形する方法を挙げることができる。注型成形の場合は、基体を設置した円筒形金型内に未硬化の導電性弾性層用の材料を注入し、加熱硬化する方法によって、基体の周囲に導電性弾性層を精度よく成形することができる。

0043

〈表面層〉
現像ローラには、トナー搬送、帯電付与等の現像ローラとして必要とされる特性を満たすため、導電性弾性層の外周に表面層の如き層が設けられていてもよい。表面層は上記特性を満たすため、樹脂層であることが好ましく、表面層を構成する樹脂としては例えば、フッ素樹脂ポリアミド樹脂メラミン樹脂シリコーン樹脂ウレタン樹等及びこれらの混合物が挙げられる。

0044

表面層には樹脂に導電性や補強性を付与する目的でカーボンブラックを添加したものを用いることができる。カーボンブラックの配合量は樹脂成分に対して3質量%以上30質量%以下とすることが好ましい。表面層は、例えば、前記樹脂とカーボンブラックと溶剤を混合、分散した塗工液を導電性弾性層に塗工することによって得ることができる。塗工液に用いる溶剤としては、表面層として用いる樹脂が溶解するという条件内で適宜使用することができる。

0045

表面層の厚みは4μm以上50μm以下が好ましい。厚みが4μm以上であれば使用時の摩耗を抑制でき、50μm以下であれば現像ローラの表面硬度によるトナーへのストレスを抑制できる。

0046

表面層の表面粗さは特に限定されず、トナーの搬送力を確保して高品位な画像を得る目的で、適宜調整して用いることができる。表面粗さを制御する手段としては、表面層に所望の粒径粒子を含有させることが有効である。表面層に含有させる粒子としては、粒径0.1μm以上30.0μm以下の金属粒子及び樹脂粒子を用いることができる。中でも、柔軟性に富み、比較的比重が小さくて塗料の安定性が得やすい樹脂粒子がより好ましい。表面層を複数層形成する場合には、複数層の全てに粒子を含有させても良く、複数層のうちの少なくとも一層に粒子を含有させても良い。

0047

本実施例では、現像ローラ11と感光体ドラム1は、対向部において各々の表面が同方向(本実施例では重力方向上方からから下方に向かう方向)に移動するようにそれぞれ回転させる。そして、所定の直流電圧を現像ローラ11に印加し、摩擦帯電よりマイナスに帯電したトナーで、感光体ドラム1に接触する現像部において、静電潜像を顕像化し、トナー像を形成している。なお、本実施例では、現像ローラ11は、感光体ドラム1に接触して配置されているが、現像ローラ11は、感光体ドラム1に対して所定間隔を開けて近接配置される構成であってもよい。

0048

<現像ブレードの構成>
図1を用いて、本実施例における現像ブレードの構成を詳細に説明する。現像ブレード30は、現像ローラ11に対してカウンター方向を向くようにして当接しており、トナーのコート量の規制及び電荷付与を行っている。本実施例では、現像ブレード30として、厚さ50〜120μmの板バネ状SUS板の支持部32を用い、支持部32のバネ弾性を利用して、ブレード部31の表面を現像ローラ11に当接させている。現像ブレード11は、短手方向において、一端にブレード部31が形成され、他端が現像枠体20に固定された支持部材Sに接続され、支持された構成とされている。

0049

支持部とブレード部を構成する材料は単一の材料であっても、それぞれ異なる材料であってもよい。現像ブレードに用いられる支持部としては、ブレード部の支持が可能であれば、特に制限されるものではない。尚、本発明において、支持部及びブレード部は、両者が互いに別箇独立した部材として存在する形態に限定されず、両者が一体化されて現像ブレードの支持部及びブレード部として存在する形態も含まれる。

0050

[ブレード部]
ブレード部の材質も特に限定されず、ゴム熱可塑性エラストマーの如き弾性材料、各種樹脂が挙げられる。具体的には以下のものが挙げられる。ゴム弾性を有する熱硬化性ポリウレタンゴム、シリコーンゴム、液状ゴムの如きゴム;ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテル樹脂等の如き熱可塑性樹脂ポリエステルエラストマーポリウレタンエラストマーポリアミドエラストマーの如き熱可塑性エラストマー。

0051

ブレード部を構成する材料が支持部を構成する材料と異なる場合、以下の材料がブレード部として使用可能である。シリコーン樹脂、シリコーンゴム、ウレタン樹脂、ウレタンゴム、フェノール樹脂尿素樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂エポキシ樹脂の如き熱硬化性樹脂またはゴム;及び、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂如き熱可塑性樹脂。なかでも、熱可塑性樹脂は、熱を加えることで容易に所望の形状に変形できるため、熱可塑性樹脂でブレード部を成形することが好ましい。

0052

支持部とブレード部の材料が異なる場合、ブレード部の厚さ(図5におけるZ方向の距離)は、特に制限されず、現像剤層厚規制部では、10μm以上、3mm以下が好ましい。現像剤層厚規制部のブレード部の厚さが10μm以上であれば、樹脂またはゴムとしての弾性を維持しつつ現像ローラとの摩擦による磨耗に対する耐久性を確保できる。また、現像剤層厚規制部のブレード部の厚さが3mm以下であれば、現像ローラとの安定した当接圧を得ることができる。

0053

支持部に対するブレード部の形成箇所は特に限定されず、ブレード部は、支持部の現像ローラに当接する側の片面に形成することができ、また、支持部の両面を被覆する形状に形成することができる。例えば図5に示すように、支持部の一端に現像剤規制部と突出し部が形成されたブレード部が配置され、支持部が突出し部の位置まで延在している構成を挙げることができる。

0054

ブレード部の形成は、金型成型、押出成形、塗布成形、シートの貼り合せ成形、射出成型、などによって行うことができる。具体的には、金型成型や押出成形による場合、必要に応じて接着剤を塗布した支持部を成形金型に設置し、成型金型加熱溶融した樹脂材料を注入して、ブレード部を支持部に接合した形態で成型することができる。また、シートの貼り合せ成形による場合、押出し成形等でシート状に成形したブレード部を、接着剤を塗布した支持部に貼り合わせることができる。また射出成型による場合、金型キャビティ内に上記樹脂材料を注入し、冷却してブレード部を成型することができる。

0055

ブレード部を形成するにあたり、必要に応じて支持部上に接着剤層を形成することができる。接着剤層の材質としては、例えば、ホットメルト系接着剤として、ポリウレタン系、ポリエステル系、エチレンビニルアルコール系(EVA系)、ポリアミド系の接着剤を挙げることができる。

0056

[支持部]
支持部の材質としては、特に限定されず、SUSの他、クロメート処理及び潤沢樹脂等の表面処理鋼板、ステンレス鋼、りん青銅、アルミニウムなどの金属や、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂などの樹脂を挙げることができる。樹脂を使用する場合で導電性が必要とされる場合は、樹脂に導電材料を加えることが好ましい。

0057

支持部の厚さ(図5におけるZ方向の距離)は特に制限されず、0.05mm以上、3mm以下が好ましい。特に、支持部の厚さが0.05mm以上0.15mm以下の薄板である場合は、支持部が適度のバネ性を有するため、現像ローラにブレード部を適正な当接圧で当接させることができ、現像ローラ上のトナーを適正な層厚に規制することができる。また、支持部の厚さが0.8mm以上の場合は、現像装置、プロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置への現像ブレードの取り付け及びその位置設定が容易で、かつ歪等なく設置できるため、現像ローラに対してブレード部を安定して適正な当接圧で当接することが可能になる。

0058

支持部とブレード部を構成する材料が単一であって、材質が金属である場合は、支持部は、プレス等の曲げ加工電気化学機械加工放電機械加工レーザービーム機械加工、等の方法によって成型することが可能である。

0059

また支持部の材質が熱可塑性樹脂である場合は、例えば、押出成形、射出成型などによって支持部を成型することができる。具体的には、押出成形による場合、成型金型内に加熱溶融した上記熱可塑性樹脂を注入して支持部を成型することができる。また射出成型による場合、金型キャビティ内に上記熱可塑性樹脂を注入し、冷却して支持部を成型することができる。

0060

[導電剤]
支持部やブレード部や接着剤層には、必要に応じて導電剤を付与することができる。導電剤としては、イオン導電剤やカーボンブラックのような電子導電剤が挙げられる。

0061

カーボンブラックとしては、具体的には、「ケッチェンブラック」(商品名、ライオン(株)製)、アセチレンブラックの如き導電性カーボンブラック;SAFISAF、HAF、FEF、GPF、SRF、FT、MTの如きゴム用カーボンブラックを挙げることができる。その他、酸化処理を施したカラーインク用カーボンブラック、熱分解カーボンブラックを用いることができる。カーボンブラックの使用量は、樹脂またはゴム100質量部に対し5質量部以上50質量部以下であることが好ましい。樹脂またはゴム中におけるカーボンブラックの含有量熱重量分析装置(TGA)を用いて測定することができる。

0062

上記カーボンブラックの他、使用可能な電子導電剤としては、以下のものを挙げることができる。天然グラファイト人造グラファイトの如きグラファイト;銅、ニッケル、鉄、アルミニウムの如き金属粉;酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫の如き金属酸化物粉ポリアニリンポリピロールポリアセチレンの如き導電性高分子。これらは必要に応じて1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。

0063

イオン導電剤としては、例えば以下のものが挙げられる。テトラエチルアンモニウムテトラブチルアンモニウムラウリルトリメチルアンモニウムドデシルトリメチルアンモニウム、ステアリルトリメチルアンモニウムオクタデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム、変性脂肪ジメチルエチルアンモニウムの如きアンモニウムイオンを含む、過塩素酸塩塩素酸塩塩酸塩臭素酸塩ヨウ素酸塩ホウフッ化水素酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩ビストリフルオロメチルスルホン酸)イミド塩リチウムナトリウムカルシウムマグネシウムの如きアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む、過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩、ビス(トリフルオロメチルスルホン酸)イミド塩など。中でも、アルカリ金属又はアンモニウムイオンのトリフルオロメチル硫酸塩、ビス(トリフルオロメチルスルホン酸)イミド塩が好ましい。これらの塩は、アニオンフッ素を含有した構造を有しているため、導電性付与効果が大きいので好適である。これらは必要に応じて1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。

0064

支持部やブレード部や接着剤層には、その他、上記樹脂もしくはゴム、及び導電剤の機能を阻害しない範囲で、荷電制御剤潤滑剤、充填剤酸化防止剤老化防止剤を含有させることができる。

0065

本実施例ではブレード部31は、現像ローラ11の回転方向の下流側から順に、現像ローラ11に向かって突出し接触する突出部31dと、一端が突出部31dにつながり他端が自由端となる、現像ローラ11と対向する対向面31c1と、を有している。この突出部31dにおいては、現像ローラ11と接触する当接部(ニップ部)Nが形成されている。

0066

当接部(ニップ部)Nでは、現像ローラ11が回転することにより、現像ローラ11との摺擦により摩擦帯電され、電荷が付与されると同時に、現像ローラ11上のトナーTの層厚が規制され、均一となるようにされている。本実施例では、ブレード部31を現像ローラ11に50gf/cmの力で当接させた時に、ブレード部31と現像ローラ11の間の当接幅(ニップ幅)Wが600〜800μmとなる構成とした。また、本実施例においては、現像ブレード30に不図示のブレード電圧電源から所定電圧を印加し、トナーコートの安定化を図っている。

0067

なお、ブレード部は、現像ローラとの当接部となる、現像剤層厚規制部の現像ローラの回転方向の長さW(図10における円弧の距離)が、1.0mm以上5.0mm以下であることが好ましい。図10に示すように、現像剤層厚規制部が、現像ローラの表面に沿うように曲面を形成していると、長い当接幅を確保することができる。

0068

一方、対向面31c1は、現像ローラ11が回転することにより、現像ローラ11と対向面31c1の間にトナーが供給され、対向面31c1の法線方向にトナーからの圧力F2が加わるように構成されている。

0069

そこで本構成では、対向面31c1は、突出部31dにつながる一端から自由端となる他端へ向かうにつれて、現像ローラ11との距離が等しい、又は近づく構成、具体的には、変極点を有さない曲率半径Rの曲面を持った対向面31c1とした。対向面31c1が変極点を有さない曲面とすることにより、トナーからの圧力F2を、現像ブレード30を変形させる、支持部32の短手方向に延びる面と直交する方向への力から一部を支持部32の短手方向への力に分散させることができる。これにより、現像ブレード30がトナーから受ける力を分散させることができ、現像ローラ11から離れる方向に押し上げられ、変形することを抑制し、現像ブレード30と現像ローラ11間に適正な当接圧が加わり、所定の当接幅Wとすることができる。

0070

さらに発明者の検討の結果、対向面31c1の曲率半径Rを以下の範囲にすることが好ましいことがわかった。現像ローラ11の半径をN(mm)としたとき、対向面31c1を構成する連続した曲面の曲率半径Rは、R=N±0.5N(mm)とすることが好ましいことがわかった。これにより、曲率半径Rを現像ローラ11と現像ブレード30の先端が当接しない下限値から、対向面31c1と現像ローラ11の間に供給されるトナー量を適当な量にしつつ、現像ブレード30の変形に寄与する力の発生を低減できる範囲とすることができる。

0071

この結果、現像ブレード30と現像ローラ11の当接圧が低くなる問題や、現像ブレード30の現像ローラ11と接触する部分に生じるトナー固着の問題を抑制する。ひいては本実施例では、現像ブレード30によるトナーの規制不良、ひいては画像不良の発生を抑制することができる。

0072

また従来、トナーTは各トナー粒子の帯電量が不均一となることがあった。これは、トナーTは大きく分けて、3種類のトナー粒子を含むためと考えられる。1つ目は、現像ローラ11と接触して電荷の授受を行ったトナー粒子T1である。2つ目は、逆に現像ローラ11と接触せず、一切電荷を授受しないトナー粒子T2である。そして、3つ目は、現像ローラ11に接触しなかったものの、現像ローラ11と接触し、電荷を授受したトナー粒子T1と接触し、このトナー粒子T1より間接的に電荷を授受したトナー粒子T3である。このようにトナーTは、現像ローラ11から授受した電荷量が異なるトナー粒子T1、T2、T3を有する。このため、感光体ドラム1上の静電潜像を現像する際に、画像形成部のトナー濃度が薄くなったり、非画像形成部にトナーが付着するかぶりが発生したりして、画像不良を生じさせることがあった。

0073

そこで本実施例では、対向面31c1を構成する連続した曲面の両端を結ぶ直線の距離、つまりブレード部31側の自由端(先端)から突出した突出部31dを構成する段差までの対向面31c1の長さをL1とし、0.85≦L1(mm)≦2.00とした。また、支持部32の短手方向に延びる面と直交する方向における、対向面31c1と突出部31dの接続部からの突出部31c1の最大高さ、つまり突出部31c1の凸の大きさをHとし、0.1≦H(mm)≦0.3とした。この結果、現像ローラ11と対向面31c1との間でより良くトナー粒子T1、T2、T3を互いに接触させ、トナーTの各トナー粒子が有する帯電量(電荷量)を平均化することができ、かぶり等の画像不良の発生を抑制することができる。

0074

加えて本実施例では、現像ブレード30は、対向面31c1が構成される範囲において、突出部31dにつながる一端から自由端となる他端へ向かうにつれて、接部(ニップ部)Nにおける現像ローラ11の法線方向における厚さが厚くなる構成とした。これにより、ブレード部31と現像ローラ11の間の当接幅Wを十分に確保し得る構成とすることができる他、当接部Nの位置を当接状況に依らず一定とすることができ、現像ローラ11に対してブレード部31を安定して当接させることができる。

0075

また、図5に示す現像ブレードは、図1とは形状が異なるものの、いずれも現像剤層厚規制部と突出し部とを有し、該突出し部は、現像ローラに対向する側の表面(対向面)が凹状に曲っている。そして、ブレード部が現像剤層厚規制部と突出し部とを有し、ブレード部31の先端方向には突出し部31cが設けられている。

0076

本構成に係る現像装置によれば、現像ローラにより搬送されるトナーが、現像ローラの表面と現像ブレードの突出し部(対向面31c1)との間の間隙が形成する「トナー剥ぎ取り領域」で、白ベタ画像の現像後の帯電量の高くなりすぎたトナーが現像ローラの表面から剥ぎ取られる。更に、現像ローラから剥ぎ取られたトナーと現像室20aから供給されるトナーが共に循環し、トナーの帯電量が均一となりゴースト画像を抑制することができる。

0077

トナーの電荷量の差に起因する画像不良としては、ゴースト画像(先の画像の跡が後続の画像上に現れる現象)が知られている。画像濃度が0%の白ベタ画像を現像した領域と画像濃度100%の黒ベタ画像を現像した領域では、次に現像ブレードに規制されたトナーの電荷量の差が大きくなり易い。画像濃度の低い領域、特に白ベタ画像の領域では現像ローラ上のトナーが殆ど現像されないため、トナーは現像ブレードと現像剤供給ローラとの間で繰り返し摺擦されて、トナーの電荷量が高くなる傾向にある。また、画像濃度の高い領域、特に黒ベタ画像の領域では現像ローラ上のトナーがほぼ現像されるため、白ベタ画像の領域のトナーとの電荷量の差が大きくなってゴースト画像が発生する。

0078

そこで、現像剤層厚規制部と現像ローラの当接部より上流側において現像ローラの表面と非接触の間隙を形成し、この間隙の幅をGとし、この間隙の最大幅及び最小幅をそれぞれGmax及びGminとしたときに、
(1) 0.05mm≦G≦0.5mm
(2) Gmax/Gmin≦3.0
を満たし、かつ、数式(1)及び(2)を満たす該間隙の、現像ローラの表面の回転方向の連続した長さをL2としたときに、
(3) L2≧0.8mm
を満たすようにすることで、トナー剥ぎ取り領域は、現像ローラ上のトナーの剥ぎ取りとトナーを循環する効果が得られる。トナー剥ぎ取り領域では、トナーの搬送方向(現像ローラの回転方向)において、トナーを強く詰めた状態の狭く長い間隙を確保できるため、トナーの循環と共に、現像ローラの表面とトナーとの間の摺擦が起こる。この結果、現像ローラ上のトナーの荷電状態を均一にして、現像ローラ上のトナーの荷電状態の差に起因するゴースト画像の発生を抑制することができる。

0079

本発明の現像装置において、突出し部の間隙の幅Gは、0.05mm以上0.5mm以下である。間隙の幅Gが0.05mmより小さい場合は、トナーを強く詰めた状態が強固になりすぎるため、トナーの循環が不足し、現像ローラから剥ぎ取られたトナーと現像室20aから供給されるトナーの帯電量が均一になり難い。また、間隙の幅Gが0.5mmより大きい場合は、突出し部の間隙領域にトナーが詰まった状態にならずトナー同士の摺擦が不足するため、白ベタ画像の現像後の帯電量の高くなりすぎたトナーを現像ローラの表面から剥ぎ取る効果が得られない。更に間隙の幅Gが、0.05mm以上0.3mm以下の範囲であると、現像ローラの表面のトナーの剥ぎ取りと、突出し部の間隙領域でのトナーの循環が好適に行われる。

0080

本発明の現像装置において、間隙の最大幅と最小幅との割合「Gmax/Gmin」は、3.0以下である。この割合Gmax/Gminの値が3.0を超えると、突出し部の間隙領域にトナーが詰まった状態が不均一になる。突出し部の上流側の間隙が最小幅Gmin、下流側の間隙が最大幅Gmaxであり、Gmax/Gminの値が3.0を超える場合、突出し部の間隙領域でトナーは移動し易くなり、間隙領域にトナーが均一に詰まった状態にならない。そのため、トナー同士の摺擦が不足し、白ベタ画像の現像後の帯電量の高くなりすぎた現像ローラの表面のトナーを剥ぎ取る効果が得られない。また、突出し部の上流側の間隙が最大幅Gmax、下流側の間隙が最小幅Gminであり、Gmax/Gminの値が3.0を超える場合、間隙領域の上流部で取りこまれた多量のトナーにより、間隙領域の下流部にトナーが詰まり過ぎ、現像剤層厚規制部が持ち上げられてトナーの規制不良が発生する場合がある。

0081

前記数式(1)及び(2)を満たす間隙の、現像ローラの表面の現像ローラの回転方向の連続した長さをL2としたときに、L2は0.8mm以上である。この長さL2が0.8mm未満である場合、トナー剥ぎ取り領域においてトナー同士が摺擦する時間が不足するため、白ベタ画像の現像後の帯電量の高くなりすぎたトナーを現像ローラの表面から剥ぎ取る効果が得られない。また、この長さL2は3.0mm以下であることが好ましい。3.0mm以下である場合、トナー剥ぎ取り領域に強く詰められたトナーが突出し部の表面を押し上げるおそれがなく、現像剤層厚規制部でのトナー層の厚みの規制が良好である。

0082

前記長さL2は、例えば図10に示される円周方向の距離であって、突出し部31cの表面の各2点と現像ローラの断面円の中心を結ぶ2つの直線D及びDと、現像ローラの表面との各交点の現像ローラ上での距離である。

0083

本発明の現像装置において、現像ローラの表面側に対向する現像ブレードの突出し部の表面は、凹状に曲っている。突出し部の表面が凹状に曲っていることで、間隙の幅Gを0.05mm以上0.5mm以下の範囲内として、間隙領域の長さL2を長くすることができる。更に、この突出し部の表面形状は、凹状に湾曲していることが好ましい。突出し部の表面形状が湾曲していることで、現像ローラの回転方向において狭い間隙を長く確保できるため、トナー同士が摺擦されやすく、現像ローラ表面上の現像剤剥ぎ取りが効果的に行われる。

0084

更に、現像剤層厚規制部の長さ(円弧の長さ)Wが、1.0mm以上5.0mm以下であることが好ましい。現像ブレードと現像ローラによる摺擦距離を長くすることで、トナーの電荷量を均一な高い値にすることができる。

0085

<変形例>
なお、実施例では、図1に示すようにブレード部31は、現像ローラ11と所定空間を介して対向する曲率半径Rの曲面を持った対向面31c1を備えた構成とした。しかし、これに限らず、本発明の変形例として図4に示すように、ブレード部31は、現像ローラ11と所定空間を介して対向する、支持部32が延びる面に対して傾斜した斜面を持った対向面31c1を備えた構成としてもよい。なお、対向面31c1の形状以外の点は、実施例と同様の構成としているため、同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。

0086

現像ブレード30は、支持部32の先端をブレード部31が覆うように形成される。またブレード部31は、実施例同様、支持部32の短手方向に延びる面と直交する方向における、対向面31c2と突出部31dの接続部からの突出部31c1の最大高さ、つまり突出部31c1の凸の大きさをH(mm)とする。

0087

本変形例では図4(B)に示したとおり、対向面31c2が、当接部(ニップ部)Nにおける現像ローラ11の法線方向に対し、角度θ(°)だけ傾斜した平面、つまり斜面としている。つまり、対向面31c2の角度θ、対向面31c2の長さL1を所定の長さとし、実施例同様、突出部31dにつながる一端から自由端となる他端へ向かうにつれて、現像ローラ11との距離が近づく構成とした。

0088

現像ローラ11が回転することにより、現像ローラ11と対向面31c2の間にトナーが供給され、対向面31c2の法線方向にトナーからの圧力F3が発生する。しかし本構成により、圧力F3をトナーからの圧力が現像ブレード30を変形させる、支持部32の短手方向に延びる面と直交する方向への力から一部を支持部32の短手方向への力とすることができる。この結果、現像ブレード30がトナーから受ける力を分散させることができ、現像ローラ11から離れる方向に押し上げられ、変形することを抑制し、現像ブレード30と現像ローラ11との間に適正な当接圧が加わり、所定の当接幅Wとすることができる。なお、発明者の検討の結果、当接部(ニップ部)Nにおける現像ローラ11の法線方向に対し、現像ローラ11の回転方向の上流側へ傾斜した角度θは、77°以下とすることがより好ましいことが分かった。角度θをこの範囲にすることにより、対向面31c2と現像ローラ11の間に供給されるトナー量を適当な量にしつつ、現像ブレード30の変形に寄与する力の発生を低減できる。

0089

また本実施例では、現像ブレード30は、対向面31c2が構成される範囲において、突出部31dにつながる一端から自由端となる他端へ向かうにつれて、接部(ニップ部)Nにおける現像ローラ11の法線方向における厚さが厚くなる構成とした。これにより、ブレード部31と現像ローラ11の間の当接幅Wを十分に確保し得る構成とすることができる他、当接部Nの位置を当接状況に依らず一定とすることができ、現像ローラ11に対してブレード部31を安定して当接させることができる。

0090

以上の構成により、現像ブレード30と現像ローラ11の当接圧が低くなる問題や、現像ブレード30の現像ローラ11と接触する部分に生じるトナー固着の問題を抑制する。ひいては本実施例では、現像ブレード30によるトナーの規制不良、ひいては画像不良の発生を抑制できる。

0091

なお、本実施例においても、ブレード部31側の自由端(先端)から突出した突出部31dを構成する段差までの対向面31c2の長さL1を0.85≦L1(mm)≦2.00とした。また、支持部32の短手方向に延びる面と直交する方向における、対向面31c2と突出部31dの接続部からの突出部31c1の最大高さ、つまり突出部31c1の凸の大きさHを0.1≦H(mm)≦0.3とした。このようにして、現像ローラ11と対向面31c2との間でより良くトナー粒子T1、T2、T3を互いに接触させ、トナーTの各トナー粒子が有する帯電量(電荷量)を平均化し、かぶり等の画像不良の発生を抑制した。

0092

(他の実施例)
現像ブレードの突出し部は、現像ローラに対向する側の表面が凹状に曲った形状を有している。凹状に曲った表面を有することで、現像ローラの表面に対して数式(1)及び(2)を満たす小幅の間隙を、現像ローラの回転方向の長い距離に亘って、確保することが可能になる。突出し部の形状としては、直線が折れ曲った形状、湾曲した形状などをとりうるが、湾曲した形状が好ましい。湾曲した形状である場合は角が存在しないため、突出し部の表面側のトナーを円滑に循環させせることができる。更に、突出し部の表面の湾曲形状は、現像ローラの断面円の同心円上にある円弧形状であることが好ましい。その場合、現像ローラの表面に対して小幅の間隙を、一定の状態で、現像ローラの回転方向の長い距離に亘って、確保することが可能になる。突出し部の形状としては、例えば、図5図10等に示す形状が挙げられる。

0093

図5に示すように、現像剤層厚規制部31aと突出し部31cとの境界の位置に、段差31bを設けることができる。現像ローラの表面と突出し部31cとの間隙において強く詰められたトナーによって突出し部の表面が押し上げられる場合があるが、段差31bを有することでトナー層の厚みを規制するエッジ部分を確保できるため、トナー層の厚みの規制不良の発生を抑制することができる。

0094

現像剤層厚規制部では現像ローラの表面との間で、トナー層の厚みの規制と摺擦によるトナーへの電荷付与が行われる。現像剤層厚規制部の形状は、平面、湾曲形状、凸形状、凹形状のいずれであってもよいが、図8に示すように、湾曲形状であることが特に好ましい。湾曲形状とすることで、現像剤層厚規制部と現像ローラによる摺擦距離が長くなり、トナーの電荷量を均一な高い値にすることができる。更に、湾曲形状が、現像ローラの表面に沿った形状が好ましい。

0095

支持部とブレード部を構成する材料が異なる場合は、支持部が突出し部の位置まで延在していると好ましい。支持部がその位置まで延在することにより突出し部の剛性が高くなるため、現像ローラの表面と突出し部の表面との間隙にトナーが強く詰まった状態でも、所望の間隙を維持することが可能になる。

0096

以下、製造例及び実施例により、本発明を具体的に説明する。尚、現像ブレードの突出し部の「先端」とは、図5のX方向の端部を意味し、現像ブレードの突出し部の「根元」とは、現像剤層厚規制部と突出し部との境界の位置を意味する。

0097

〔実施例2〕
1.現像ブレードの製造
ブレード部の材料としてポリエステル熱可塑性樹脂(TPEE)(東レ・デュポン株式会社製;商品名ハイトレル4047N)を用いた。支持部には、SUS‐304‐1/2H材の短手方向15.2mm、厚さ0.08mmの長尺シートを使用した。

0098

図12は、現像ブレードの製造装置である。まず、ブレード部用の材料を押出成形機内113にて200℃で溶融し、押出し用金型112の成型キャビティに注入した。また同時に、支持部の一端面を押出し用金型に成形キャビティ走行させながら、ブレード部を支持部の短手方向の一端面に被覆した。金型112の温度は250℃に設定した。

0099

押出し用金型112から吐出したブレード部を冷却機114により固化し、支持部の当接支持面、先端面、及び当接支持面の反対面がブレード部にて被覆された部材を得た。この部材を、切断機116により長手方向の長さ226mmで切断し、次いで、現像ローラに対向する側の表面を加工して、突出し部の表面の曲率半径Rを6.20mm、突出し部の長さL0を1.0mmとする図8に示す現像ブレードNo.1を得た。

0100

2.現像ローラの製造
基体として、外径6mm、長さ270mmのSUS304製の軸芯体プライマー(商品名:DY35−051;東レダウコーニング社製)を塗布、焼付けしたものを用意した。この基体を金型内に配置し、下記表1に示す材料を混合した付加型シリコーンゴム組成物を、金型内に形成されたキャビティに注入した。

0101

0102

続いて、金型を加熱してシリコーンゴム組成物を温度150℃で15分間加熱して硬化させ、脱型した後、さらに温度180℃で1時間加熱して硬化反応を完結させ、基体の外周に厚さ3mmの導電性弾性層を有する導電性弾性ローラを製造した。次に、下記表2に示す材料を量し、メチルエチルケトン100質量部を加えたのち、ビーズミルを用いて分散させ表面層塗工液とした。

0103

0104

続いて、上記導電性弾性ローラを、その長手方向を鉛直方向にして、基体の上端部を把持して、上記表面層塗工液中に浸漬してディッピング法で、膜厚10.0μmとなるように塗工した。浸漬時間は9秒間とし、塗工液からの塗工物引き上げ速度は、初期速度30mm/s、最終速度20mm/s、及び、これらの間は、時間に対して直線的に速度を変化させた。得られた塗工物を、温度80℃のオーブン中で15分間乾燥後、温度140℃のオーブン中で2時間加熱して、硬化反応させて、表面層を設け、曲率半径DRが6.0mmの現像ローラNo.1を製造した。

0105

3.現像装置の作製
上記現像ブレードNo.1と上記現像ローラNo.1を図5に示す現像装置に取り付けて、間隙の最大幅Gmax、間隙の最小幅Gminが共に0.2mm、割合Gmax/Gminが1.0、数式(1)及び(2)を満たす該間隙の、現像ローラの表面の回転方向の連続した長さL2(以下、「剥ぎ取り領域の長さL2」と称する。)が1.0mmとなるように設定した。

0106

4.現像ブレードと現像ローラの間隙の形状測定
図10は、現像ブレードと現像ローラとの当接部を現像ブレードの長手方向に垂直な断面方向から見た図である。デジタルマイクスコープキーエンス社製;VHX−5000)を用いてこの画面を500倍に拡大して観察した。間隙の幅Gが0.05mm以上0.5mm以下、且つ、割合Gmax/Gminが3.0以下となる間隙の長さL2を、現像ローラの表面上で測定した。測定は、現像ローラの表面上に沿って0.1mmピッチで行った。

0107

5.電子写真画像形成装置によるゴースト評価
電子写真画像形成装置(商品名:CLJ CP4525、ヒュレットパッカード社製)用のプロセスカートリッジの現像装置に、現像ローラNo.1及び現像ブレードNo.1を組み込み、温度15℃、相対湿度10%の低温低湿環境下に24時間放置した。次に、評価用画像印刷を行い、現像ゴーストの評価を行った。

0108

現像ゴーストの判定は、紙先端に5mm×5mmの黒ベタパッチを10mm間隔で配置し、それ以降にハーフトーン画像を印刷する評価画像を用いて行った。この画像において、黒ベタパッチ印刷後の現像ローラピッチハーフトーン画像濃度と、それ以外の部分でのハーフトーン画像濃度をX−Rite製SPECTRDENSITOMETER500用いて測定し、その濃度差から以下のような基準でランク付けを行った。
A:ハーフトーン画像において、濃度差が0.04未満である。
B:ハーフトーン画像において、濃度差が0.04以上0.08未満である。
C:ハーフトーン画像において、濃度差が0.08以上である。

0109

〔実施例3及び4〕
現像ローラに対向する側の突出し部の表面の曲率半径Rを6.05mm(実施例2)または6.50mm(実施例3)、突出し部の長さL0を1.0mmとする以外は、実施例2と同様にして、現像ブレードNo.2を得た。間隙の最大幅Gmax、最小幅Gmin、割合Gmax/Gmin、剥ぎ取り領域の長さL2は、表4に示す間隙を形成するように設定した。上記以外は、実施例1と同様にして、現像装置を作製し、測定、評価した。

0110

〔実施例5〕
図6に示すように、突出し部先端で最小幅Gmin:0.10mm、突出し部根元で最大幅Gmax:0.20mm、割合Gmax/Gmin:2.0となる間隙を形成するように設定した以外は、実施例1と同様にして、現像ブレードNo.4を作製し、更に現像装置を作製し、測定、評価した。

0111

〔実施例6〕
図7に示すように、突出し部先端で最大幅Gmax:0.20mm、突出し部根元で最小幅Gmin:0.10mm、割合Gmax/Gmin:2.0となる間隙を形成するように設定した以外は、実施例1と同様にして、現像ブレードNo.5を作製し、更に現像装置を作製し、測定、評価した。

0112

〔実施例7〕
Gmax、Gmin、及び割合Gmax/Gminを、表4に示す間隙を形成するように設定した以外は実施例4と同様にして、現像装置を作製し、測定、評価した。

0113

〔実施例8〕
Gmax、Gmin、及び割合Gmax/Gminを、表4に示す間隙を形成するように設定した以外は実施例5と同様にして、現像装置を作製し、測定、評価した。

0114

〔実施例9〜11〕
現像ブレードは、現像ローラ側の突出し部の表面の曲率半径Rを6.20mmとし、突出し部の長さL0を、それぞれ、0.8mm(実施例8)、3.0mm(実施例9)または2.0mm(実施例10)とする以外は、実施例1と同様にして、現像ブレードNo.8〜10を得た。また、剥ぎ取り領域の長さL2を0.8mmとなるように設定した。上記以外は、実施例1と同様にして、現像装置を作製し、測定、評価した。

0115

〔実施例12〕
図9(a)に示すように、現像ブレード30として、現像ローラ側の突出し部31cの表面が折れ曲り形状とし、突出し部の長さL0を、先端側突出し部長さL01、中央突出し部長さL02、根元側突出し長さL03に3等分した現像ブレードNo.11を作製した。また、L01とL02およびL02とL03の突出し部表面側の成す角度は170°とした。上記以外は、実施例1と同様にして、現像装置を作製し、測定、評価した。

0116

〔実施例13〕
現像ローラに対向する側の突出し部の表面の曲率半径Rを6.30mmとし、突出し部の長さL0を1.0mmとする以外は、実施例1と同様にして、現像ブレードNo.12を得た。また、Gmax:0.30mm、Gmin:0.30mm、となるように設定した。上記以外は、実施例1と同様にして、現像装置を作製し、測定、評価した。

0117

〔実施例14〕
現像ローラに対向する側の突出し部の表面の曲率半径Rを6.30mmとし、突出し部の長さL0を1.0mmとし、図6に示すように、突出し部の先端の間隙がGmin:0.10mm、突出し部の現像剤層厚規制部側の間隙がGmax:0.30mm、割合Gmax/Gmin:3.0となる間隙が形成されるように設定した以外は、実施例4と同様にして、現像ブレードNo.13を得た。次いで、実施例1と同様にして、現像装置を作製し、測定、評価した。

0118

〔実施例15〕
現像ローラに対向する側の突出し部の表面の曲率半径Rを6.30mmとし、突出し部の長さL0を1.0mmとし、図7に示すように、突出し部の先端の間隙がGmax:0.30mm、突出し部の現像剤層厚規制部側の間隙がGmin:0.10mm、割合Gmax/Gmin:3.0となる間隙が形成されるように設定した以外は、実施例5と同様にして、現像ブレードNo.14を得た。次いで、実施例1と同様にして、現像装置を作製し、測定、評価した。

0119

〔実施例16〜18〕
現像剤層厚規制部の長さWが、それぞれ、1.0mm(実施例15)、3.0mm(実施例16)または5.0mm(実施例17)となるように設定した以外は実施例1と同様にして現像ブレードNo.15〜17を作製した。次いで、実施例1と同様にして、現像装置を作製し、測定、評価した。

0120

〔実施例19〕
現像ローラに対向する側の突出し部の表面の曲率半径Rを6.20mm、突出し部の長さL0を4.0mmに変更した以外は実施例1と同様にして現像装置を作製し、測定、評価した。

0121

〔実施例20〕
この実施例は、支持部とブレード部が同一の材料で形成された図9(b)に示す現像ブレードを使用した例である。

0122

1.現像ブレードの製造
下記表3の成分(1)の欄に示す2種類の材料を温度80℃で3時間、攪拌しながら反応させてNCO%8.50%のプレポリマーを得た。このプレポリマーに、表3の成分(2)の欄に示す5種類の材料を混合してポリウレタンエラストマー原料組成物を調製した。成形用金型キャビティーに、この組成物を注入し、温度130℃で2分間かけて硬化させた後に脱型して、弾性部材を得た。この弾性部材を、長手方向:226mm、短手方向:15.2mm、厚み:2.0mmのサイズに切断した。次いで更に加工して、現像ローラに対向する側の突出し部31cの表面の曲率半径Rが6.20mm、突出し部の長さL0が1.0mmの、図9(b)に示す現像ブレードNo.19を得た。

0123

0124

2.現像装置の作製及び評価
上記現像ブレードを用いた以外は、実施例1と同様にして、現像装置を作製し、測定、評価した。

0125

〔実施例21〕
図9(c)に示すように、支持部とブレード部が同一の材料で形成された現像ブレードを使用した。SUS‐304‐1/2H材製の材料を短手方向15.2mm、長手方向226mm、厚さ0.08mmの部材をプレス加工して現像ブレードNo.20を作製した。上記以外は、実施例1と同様にして、現像ローラおよび現像ブレードを現像装置に組み込み、測定、評価した。

0126

各実施例における各部材の構成、各測定値、及び評価の結果を表4に示す。

0127

〔比較例1〕
現像ブレードは、現像ローラに対向する側の突出し部の表面を直線形状とし、突出し部の表面の中央部の間隙が最小幅Gmin:0.20mmになる間隙が形成されるように設定した現像ブレードNo.21を作製した。上記以外は、実施例1と同様にして、現像ローラおよび現像ブレードを現像装置に組み込み、測定、評価した。

0128

〔比較例2〕
現像ブレードは、曲率半径Rを6.03mmとし、間隙の最大幅Gmax、最少幅Gminが共に0.03mmになる間隙が形成されるように設定した。上記以外は、実施例1と同様にして、現像装置を作製し、測定、評価した。

0129

〔比較例3〕
現像ブレードは、曲率半径Rを6.60mmとし、間隙の最大幅Gmax、最少幅Gminが共に0.6mmになる間隙が形成されるように設定した。上記以外は、実施例1と同様にして、現像装置を作製し、測定、評価した。

0130

〔比較例4〕
現像ブレードは、突出し部の長さL0を0.5mmとし、剥ぎ取り領域の長さLが0.5mmになる間隙が形成されるように設定した。上記以外は、実施例1と同様にして、現像装置を作製し、測定、評価した。

0131

〔比較例5〕
図6に示すように、突出し部先端の間隙が最小幅Gmin:0.05mm、突出し部根元の間隙が最大幅Gmax:0.20mm、割合Gmax/Gminが4.0となる間隙が形成されるように設定した以外は、実施例1と同様にして、現像装置を作製し、測定、評価した。

0132

〔比較例6〕
図7に示すように、突出し部先端の間隙が最大幅Gmax:0.20mm、突出し部根元の間隙が最小距離Gmin:0.05mm、割合Gmax/Gminが4.0となる間隙が形成されるように設定した以外は、実施例1と同様にして、現像装置を作製し、測定、評価した。

0133

各比較例における各部材の構成、各測定値、及び評価の結果を表5に示す。

0134

0135

実施例

0136

以上のとおり、本発明に係る現像装置は、現像ローラの表面と現像ブレードの現像ローラに対向する側の突出し部の表面が凹状に曲っており、かつ、数式(1)、(2)及び(3)を全て満たすトナー剥ぎ取り領域を有することから、ゴースト画像の発生を抑制することができる。

0137

1、1y、1m、1c、1b感光体ドラム
2、2y、2m、2c、2b帯電ローラ
3、3y、3m、3c、3b現像ユニット(現像装置)
11、11y、11m、11c、11b現像ローラ
4、4y、4m、4c、4b 1次転写ローラ
5…5y、5m、5c、5bクリーニングユニット(クリーニング装置)
51、51y、51m、51c、51bクリーニングブレード
61中間転写体
62 2次転写対向ローラ
65 2次転写ローラ
7露光装置
8定着器
9 処理部
Tトナー
S 支持部
10、10y、10m、10c、10bカートリッジ
11 現像ローラ
20 現像枠体

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