(57)【要約】【課題】現像剤規制部材と現像剤の間の余分な圧力を低減し又は取り除き、現像剤規制部材への現像剤の固着を抑制することで、現像剤規制部材の機能を安定化させ、安定的に高画質を提供できる現像装置及び画像形成装置を実現する。【解決手段】現像装置が、トナーと磁性キャリアからなる現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で該潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体の表面に規制端面を対向させて該現像剤担持体の表面と該規制端面との間を通過する現像剤の厚さを規制する現像剤規制部材とを有し、現像剤規制部材は、現像剤担持体の表面に設けられた凹部の回転方向下流側の端部が現像剤規制部材の真下に来る際、当該凹部における上流側の現像剤搬送面の法線方向への現像剤の流れが塞がれないように、配置されることで解決される。【選択図】図５
2010217527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーと磁性キャリアからなる現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で該潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体の表面に規制端面を対向させて該現像剤担持体の表面と該規制端面との間を通過する現像剤の厚さを規制する現像剤規制部材とを有する現像装置において、
現像剤規制部材は、現像剤担持体の表面に設けられた凹部の回転方向下流側の端部が現像剤規制部材の真下に来る際、当該凹部における上流側の現像剤搬送面の法線方向への現像剤の流れが塞がれないように、配置されることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
現像剤規制部材は、磁性板と非磁性板からな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】
現像剤規制部材の非磁性板は、斜めに切り欠かれることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
現像剤規制部材は、現像剤担持体の中心軸を通る垂直平面よりも回転方向下流側に設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項５】
現像剤規制部材は、現像剤担持体と対向する下面が水平面に対して傾くように配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項６】
トナーの重量平均粒径が３〜６μｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項７】
トナーのガラス転移温度が４５〜６５℃であり、流出開始温度が８５〜１１５℃であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項８】
磁性キャリアの芯材の平均粒径が２５〜５０μｍであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の現像装置を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等に用いられる画像形成装置に用いられる現像装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内部に磁界発生手段を備えた現像剤担持体の表面上に磁力によって担持された現像剤の層厚を現像剤規制部材で規制してから現像剤を現像領域へ送り込む現像装置が広く知られている。近年では、現像領域へ送り込む現像剤の量が少なく設定される傾向にあるため、現像剤規制部材で現像剤の層厚を薄く規制することが要求される。そのため、現像剤規制部材における現像剤担持体表面と対向する端面（規制端面）と現像剤担持体表面との間のギャップ（ドクタギャップ）の公差が非常に厳しいものとなっている。そのため、この公差を広げるために、現像剤規制部材に磁性部材を設けた現像装置が提案されている。
【０００３】
現像剤規制部材に磁性部材を設けるとドクタギャップの公差を広げることができる理由は次のとおりである。
現像剤規制部材に磁性部材を設けた場合、現像剤規制部材に磁性部材を設けない場合に比べて、ドクタギャップを通過する現像剤は疎の状態となる。これは次の理由による。すなわち、現像剤規制部材に磁性部材を設けた場合、その磁性部材と現像剤担持体内部の磁界発生手段とによってドクタギャップ内及びその周辺で強い磁界が形成されるため、その磁力線に沿って現像剤が穂立ちする。穂立ち状態の現像剤は穂と穂の間に隙間を持つので、現像剤規制部材に磁性部材を設けないで現像剤を穂立ちさせない場合に比べて、疎の状態になる。このように穂立ちして疎の状態になっている現像剤であれば、密の状態である場合に比べて、ドクタギャップの変化量に対するこれを通過する現像剤量の変化割合が小さくなる。よって、ドクタギャップの公差を広げることができる。
【０００４】
特許文献１は、紙粉が混入した未転写トナーがリサイクルトナーとして現像部に供給される際、当該トナーが現像剤規制部材に付着するのを防止するため、現像剤規制部材による現像剤の規制量を現像ローラの長手方向における複数の検知位置で検知する検知手段を備え、さらに現像剤規制部材の先端部の形状を複数の検知位置に対応して異なるように形成することを開示している。しかし、現像ローラと現像剤規制部材の位置関係には着目していない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現像剤担持体上の現像剤の量を一定に規制する現像剤規制部材の磁性部表面にトナーが固着すると、現像剤規制部材の機能が低下して現像剤規制部材を通過する現像剤の量が増えてしまう。そうすると、画像上に縦方向帯状の濃度ムラが発生し、又は潜像担持体と現像剤担持体のニップ部において現像剤が溢れ、現像剤が固着し、それにより異常画像が発生する恐れがある。
【０００６】
このように、現像剤規制部材にトナーが固着する要因としては熱と圧力が考えられる。ここで、現像剤規制部材が現像剤に与える圧力は、現像剤を規制するために必要であり、ゼロにすることはできないが、トナーの固着を抑制するために、現像剤の規制に寄与しない余分な圧力は取り除く必要がある。
【０００７】
図４は、従来の現像装置の部分拡大図であり、取り除かれるべき余分な圧力の発生を説明するものである。
図示のように、下方に回転方向Ｉに回転する現像剤担持体としての現像ローラ６１があり、その上方に非磁性板７１と磁性板７２からなる現像剤規制部材７０が配置されている。現像ローラ６１の表面には、紙面に垂直な軸方向に延在する複数の溝６２が等間隔で設けられており、これらの溝によって現像ローラ６１による現像剤の搬送力が強化される。現像ローラ６１が回転方向Ｉに回転して現像剤８０を搬送する際、現像ローラ６１と現像剤規制部材７０の間の現像剤８０は、現像剤規制部材７０の規制端面によって圧力を加えられ、それにより厚さが規制されることになる。図４は、溝６２が現像剤規制部材７０の真下に来た瞬間、特に、溝６２における回転方向Ｉの下流側の端部が現像剤規制部材７０の先端の真下に来た瞬間を示している。
【０００８】
ここで、現像ローラ６１上の現像剤厚さを規制しているのは、現像剤規制部材７０の表面のうち磁性板７２の規制端面７４の部分であり、現像ローラ６１との間で磁場を発生させるこの部分が現像剤８０に圧力を与えることはその機能上必要であるが、その他の部分は現像剤になるべく圧力を加えないことが好ましい。
ここで、溝６２における回転方向Ｉの上流側の現像剤搬送面６３は、現像剤８０の搬送力を強化するために設けられたものであり、現像剤搬送面６３の法線方向上にある現像剤８１は法線方向６４に押されることになる。すると、現像剤搬送面６３の法線方向上には非磁性板７１が存在するために、非磁性板７１の規制端面７３が現像剤８０に圧力を加えてしまう。
【０００９】
前述のように、規制端面７４による現像剤８０への圧力以外は不要であり、このような余分な圧力により、現像剤規制部材７０に現像剤８０が固着すると、現像剤８０を規制する機能が低下するために現像ローラ６１の現像剤８０の搬送量が増加してしまう。また、これが、現像剤規制部材７０の長手方向において部分的に発生すると、縦帯状の画像濃度ムラを発生させる恐れがある。また、現像剤搬送量がさらに増加すると、感光体（潜像担持体）との対向部において現像剤８０が圧縮されて感光体及び現像ローラ６１上に固着してしまう恐れがある。従って、このような余分な圧力を取り除く必要がある。
【００１０】
そこで、本発明は、現像剤担持体と現像剤規制部材の位置関係に着目して、現像剤規制部材と現像剤の間の余分な圧力を低減し又は取り除き、現像剤規制部材への現像剤の固着を抑制することで、現像剤規制部材の機能を安定化させ、安定的に高画質を提供できる現像装置及び画像形成装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、当該課題は、現像装置が、トナーと磁性キャリアからなる現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で該潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体の表面に規制端面を対向させて該現像剤担持体の表面と該規制端面との間を通過する現像剤の厚さを規制する現像剤規制部材とを有し、現像剤規制部材は、現像剤担持体の表面に設けられた凹部の回転方向下流側の端部が現像剤規制部材の真下に来る際、当該凹部における上流側の現像剤搬送面の法線方向への現像剤の流れが塞がれないように、配置されることで解決される。
【００１２】
また、現像剤規制部材は、磁性板と非磁性板からなると好ましい。
また、現像剤規制部材の非磁性板は、斜めに切り欠かれると好ましい。
また、現像剤規制部材は、現像剤担持体の中心軸を通る垂直平面よりも回転方向下流側に設けられると好ましい。
また、現像剤規制部材は、現像剤担持体と対向する下面が水平面に対して傾くように配置されると好ましい。
【００１３】
また、トナーの重量平均粒径が３〜６μｍであると好ましい。
また、トナーのガラス転移温度が４５〜６５℃であり、流出開始温度が８５〜１１５℃であると好ましい。
また、磁性キャリアの芯材の平均粒径が２５〜５０μｍであると好ましい。
【００１４】
また、本発明に係る画像形成装置は、前記の現像装置を有すると好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
画像形成装置に用いられるトナーは紙面に画像を形成する際に熱と圧力によって溶かされる必要があるが、紙面以外の場所で溶けてしまうとその場所で固着してしまい、異常画像や装置の故障を引き起こしてしまう。従って、現像装置の現像剤規制部材は現像剤担持体に運ばれようとする現像剤を規制するという機能上、現像剤に圧力をかけることは避けられないものの、紙面以外の場所では極力トナーに熱と圧力をかけないことが望ましい。本発明の現像装置によれば、現像剤担持体が現像剤を搬送する現像剤搬送面の法線方向が現像剤規制部材によって塞がれていないため、現像剤に余計な圧力を与えずに済み、従って、現像剤が現像剤規制部材に固着しにくくなる。
【００１６】
また、現像剤規制部材として磁性板と非磁性板を組み合わせることにより、適切な現像剤規制能力と強度を持った現像剤規制部材を実現できる。
また、現像剤規制部材の非磁性部を斜めに切り欠き、現像剤担持体表面の凹部の現像剤搬送面の法線方向が塞がれないようにすることで、現像剤規制部材の強度を保ちつつ、適切な現像剤規制能力と現像剤の固着抑制機能を同時に実現することができる。
また、現像剤規制部材を、現像剤担持体の中心軸を通る垂直平面よりも回転方向下流側に設けることで、現像剤規制部材の厚さを増大させて強度を保つことができる。
また、現像剤規制部材を、現像剤担持体と対向する下面が水平面に対して傾くように配置することで、凹部における上流側の端部である現像剤搬送面の法線方向への現像剤の流れが塞がれないようにすることができる。
【００１７】
また、トナーの重量平均粒径が小さくなると表面積が大きくなり、現像剤規制部材先端とトナーとの接触確率が高くなるため、重量平均粒径が大きいトナーに比べて現像剤規制部材先端にトナーが付着し易くなる。しかし、本発明の現像装置によればトナーに余分な圧力がかからないため、粒径が小さいトナーを有効に利用することができ、重量平均粒径の小さいトナーを用いることで良好な高解像度の画像が得られる。
また、トナーのガラス転移温度が低い場合や流出開始温度が低い場合は、これらが高い場合に比べてトナーが溶融し易い。しかし、本発明の現像装置によればガラス転移温度及び流出開始温度が低いトナーを有効利用することができ、これにより低温で定着でき、エネルギー消費を抑えることができる。また、複数色を重ねてトナー付着量が多くなり易いフルカラー画像でも十分に定着し易く、画像はがれのない高品質の画像が得られる。
また、トナーと帯電し易い粒径の小さいキャリアを使用することで、トナーとキャリアとの静電付着量が高くなる。また、キャリアの表面積が大きくなり、より多くのトナーがキャリアと静電的に付着できるため、現像剤規制部材先端にトナーが接触しても滞りにくくなり、トナーの溶着を抑制することができる。
【００１８】
また、本発明に係る画像形成装置は前記の現像装置を有することで、安定的に高画質の画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るカラー画像形成装置の一例を模式的に示す。
【図２】本発明に係る現像装置の断面図である。
【図３】現像ローラと現像剤規制部材の拡大図である。
【図４】従来の現像装置において余分な圧力が現像剤にかかる状況の説明図である。
【図５】本発明の現像装置の第１実施例を示す。
【図６】本発明の現像装置の第２実施例を示す。
【図７】本発明の現像装置の第３実施例を示す。
【図８】トナーの流出開始温度を示すフローテスターのフローカーブ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、カラー画像形成装置１の一例を模式的に示しており、まず、この画像形成装置１について説明する。
当該カラー画像形成装置１では、図示のように給紙テーブル２００上に装置本体１００が載置されている。その装置本体１００の上にはスキャナ３００を取り付けると共に、その上に自動原稿給送装置（ＡＤＦ）４００を取り付けている。装置本体１００内には、その略中央にベルト状の無端移動部材である中間転写ベルト１０を有する転写装置を設けており、中間転写ベルト１０は駆動ローラ９と２つの従動ローラ１５，１６の間に張架されて図１において時計回りに回動するようになっている。
【００２１】
また、この中間転写ベルト１０は、従動ローラ１５の左方に設けられているクリーニング装置１７により、その表面に画像転写後に残留する残留トナーが除去されるようになっている。その中間転写ベルト１０の駆動ローラ９と従動ローラ１５の間に架け渡された直線部分の上方には、その中間転写ベルト１０の移動方向に沿って、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の４つのドラム状の感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｂｋ（以下、特定しない場合には単に感光体４０と呼ぶ）が所定の間隔を置いて配設されている。そして、中間転写ベルト１０の内側に各感光体４０に対向して中間転写ベルト１０を挟むように、４個の１次転写ローラ５８が設けられている。
【００２２】
４個の各感光体４０は、それぞれ図１で反時計回りに回転可能であり、その各感光体４０の回りには、それぞれ帯電装置、現像装置６０、上述した１次転写ローラ５８、感光体クリーニング装置、除電装置を設けており、それぞれ作像ユニット１８を構成している。そして、その４個の作像ユニット１８の上方に、共用の露光装置２１を設けている。
そして、その各感光体上に形成された各画像（トナー画像）が、中間転写ベルト１０上に直接重ね合わせて順次転写されていくようになっている。
一方、中間転写ベルト１０の下側には、その中間転写ベルト１０上の画像を記録紙であるシートＰに転写する転写部からなる２次転写装置２２を設けている。その２次転写装置２２は、２つのローラ２３，２３間に無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡したものであり、その２次転写ベルト２４が中間転写ベルト１０を介して従動ローラ１６に押し当たるようになっている。
【００２３】
この２次転写装置２２は、２次転写ベルト２４と中間転写ベルト１０との間に送り込まれるシートＰに、中間転写ベルト１０上のトナー画像を一括転写する。
そして、２次転写装置２２のシート搬送方向下流側には、シートＰ上のトナー画像を定着する定着装置２５があり、そこでは無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７が押し当てられている。
なお、２次転写装置２２は、画像転写後のシートを定着装置２５へ搬送する機能も果たす。また、この２次転写装置２２は、転写ローラや非接触のチャージャを使用した転写装置であってもよい。その２次転写装置２２の下側には、シートの両面に画像を形成する際にシートを反転させるシート反転装置２８を設けている。
【００２４】
このように、この装置本体１００は、間接転写方式のタンデム型カラー画像形成装置１を構成している。
このカラー画像形成装置１によってカラーコピーをとるときは、自動原稿給送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。また、手動で原稿をセットする場合には、自動原稿給送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、自動原稿給送装置４００を閉じてそれを押える。
【００２５】
そして、図示していないスタートキーを押すと、自動原稿給送装置４に原稿をセットしたときは、その原稿がコンタクトガラス３２上に給送される。また、手動で原稿をコンタクトガラス３２上にセットしたときは、直ちにスキャナ３が駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４が走行を開始する。そして、第１走行体３３の光源から光が原稿に向けて照射され、その原稿面からの反射光が第２走行体３４に向かうと共に、その光が第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読取りセンサ３６に入射して、原稿の内容が読み取られる。
【００２６】
また、上述したスタートキーの押下により、中間転写ベルト１０が回動を開始する。さらに、それと同時に各感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋが回転を開始して、その各感光体上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各単色トナー画像を形成する動作を開始する。そして、その各感光体上に形成された各色のトナー画像は、図１で時計回りに回動する中間転写ベルト１０上に重ね合わせて順次転写されていき、そこにフルカラーの合成カラー画像が形成される。
【００２７】
一方、上述したスタートキーの押下により、給紙テーブル２内の選択された給紙段の給紙ローラ４２が回転し、ペーパーバンク４３の中の選択された１つの給紙カセット４４からシートＰが繰り出され、それが分離ローラ４５により１枚に分離されて給紙路４６に搬送される。そのシートＰは、搬送ローラ４７により装置本体１内の給紙路４８に搬送され、レジストローラ４９に突き当たって一旦停止する。
【００２８】
また、手差し給紙の場合には、手差しトレイ５１上にセットされたシートＰが給紙ローラ５０の回転により繰り出され、それが分離ローラ５２により１枚に分離されて手差し給紙路５３に搬送され、レジストローラ４９に突き当たって一旦停止状態になる。
そのレジストローラ４９は、中間転写ベルト１０上の合成カラー画像に合わせた正確なタイミングで回転を開始し、一旦停止状態にあったシートＰを中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間に送り込む。そして、そのシートＰ上に２次転写装置２２でカラー画像が転写される。
【００２９】
そのカラー画像が転写されたシートＰは、搬送装置としての機能も有する２次転写装置２２により定着装置２５へ搬送され、そこで熱と加圧力が加えられることにより転写されたカラー画像が定着される。その後、そのシートＰは、切換爪５５により排出側に案内され、排出ローラ５６により排紙トレイ５７上に排出されて、そこにスタックされる。
また、両面コピーモードが選択されているときには、片面に画像を形成したシートＰを切換爪５５によりシート反転装置２８側に搬送し、そこで反転させて再び転写位置へ導き、今度は裏面に画像を形成した後に、排出ローラ５６により排紙トレイ５７上に排出する。
【００３０】
図２は、本発明に係る現像手段としての現像装置６０の断面図である。４つの現像装置６０が、図１に示すようにイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）に対応して、各感光体に対向して配置されているが、どの現像装置も構造は同じである。現像剤８０は、ここでは図示していないが、トナーと磁性キャリアを有する二成分現像剤であり、現像装置６０に内包されている。
【００３１】
ここで、図２，３を用いて現像装置６０における現像剤８０の流れと現像剤規制部材７０を説明する。
現像装置６０は、現像剤担持体としての現像ローラ６１を有しており、現像ローラ６１は、図示しない駆動部によって回転方向Ｉに表面移動しながら、当該現像ローラ６１に対向する感光体（図示せず）の表面上の潜像にトナーを供給し、現像する機能を有する。また、供給搬送部材としての供給スクリュ６７が設けられ、当該供給スクリュ６７は、回転軸及び当該回転軸に設けられた羽部を備え、図示しない駆動部によって回転方向Ｊに回転することで軸方向、すなわち図１の手前方向に現像剤を搬送しながら、現像ローラ６１に現像剤を供給する。供給スクリュ６７の領域を含む、現像ローラ６１に現像剤を供給するための供給搬送路９０が、現像ローラ６１の横に配置されている。
【００３２】
また、現像ローラ６１と感光体との対向部である現像部から見て、現像ローラ６１の回転方向Ｉのさらに下流側には、回収スクリュ６５が備えられている。当該回収スクリュ６５は、図示しない駆動部によって回転方向Ｋに回転する回収搬送部材であり、現像部を通過して落下する現像済みの残留現像剤を回収し、回収した回収現像剤を供給スクリュ６７と同方向の紙面奥側から手前側に搬送する。回収スクリュ６５の領域を含む、回収現像剤のための回収搬送路９１が、現像ローラ６１の下方に配置されている。
【００３３】
また、回収スクリュ６５の図中左側及び供給スクリュ６７の下方に、攪拌スクリュ６６が配置されている。攪拌スクリュ６６は、図示しない駆動部によって回転方向Ｌに回転する攪拌搬送部材であり、回収スクリュ６５から搬送されてきた現像剤を攪拌しながら、これを回収スクリュ６５とは逆方向である紙面手前側から奥側に搬送する。攪拌スクリュ６６の領域を含む、現像剤を攪拌するための攪拌搬送路９２が、回収搬送路９１の図中左側であって、供給搬送路９０の下方に設けられている。現像剤は、攪拌搬送路９２を紙面奥側まで搬送されると、そこで上方に運ばれて供給搬送路９０に達する。現像ローラ６１に供給されなかった現像剤は、通常は供給スクリュ端部まで搬送されると攪拌スクリュ６６の領域へと戻される。ただし、現像剤の量が現像装置６０の容量を超えている場合には、余剰分の現像剤が現像剤廃棄スクリュ６８へと受け渡されて、現像装置外に排出される。
【００３４】
供給搬送路９０と攪拌搬送路９２は、仕切り部材としての第一仕切り壁９３によって仕切られているが、図中手前側と奥側との両端には第一仕切り壁９３はなく開口部となっており、よって供給搬送路９０と攪拌搬送路９２が連通しており、そこを介して現像剤が搬送される。なお、供給搬送路９０と回収搬送路９１も、第一仕切り壁９３によって仕切られているが、開口部は設けられていない。
【００３５】
また、攪拌搬送路９２と回収搬送路９１の２つの搬送路は、仕切り部材としての第二仕切り壁９４によって仕切られている。第二仕切り壁９４は、図中手前側が開口部となっており、攪拌搬送路９２と回収搬送路９１は連通している。
【００３６】
現像後の残留現像剤は、回収搬送路９１によって回収され、図中手前側に搬送され、非画像領域部に設けられた第一仕切り壁９４の開口部を介して、攪拌搬送路９２に移送される。なお、攪拌搬送路９２における現像剤搬送方向上流側の第一仕切り壁９４の開口部の付近で、攪拌搬送路９２の上側に設けられたトナー補給口から攪拌搬送路９２にトナーが補給される。
【００３７】
また、現像ローラ６１と供給スクリュ６７との対向部から見て、現像ローラ６１の回転方向Ｉの下流側には、供給スクリュ６７から現像ローラ６１に供給された現像剤を現像に適した厚さに規制する現像剤規制部材７０が設けられている。図３に示すように、現像剤規制部材７０の通過後の現像ローラ６１上の現像剤８０はその厚さを規制され、一定の厚さになる。
【００３８】
ドクターブレードである現像剤規制部材７０は、主に、長尺な略長方形状の板状部材からなる非磁性部材としての非磁性板７１と、非磁性板７１よりも小さい寸法で長尺な略長方形状の板状部材からなる磁性部材としての磁性板７２とから構成されている。非磁性板７１の材料としては、例えば、ステンレス製のＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６等を用いることができる。磁性板７２の材料としては、例えばＳＵＳ４３０等の材料を用いることができる。磁性板７２には非磁性板７１の板厚よりも薄いものが用いられ、非磁性板７１の板厚は例えば１〜３ｍｍであり、磁性板７２の板厚は例えば０．１〜０．３ｍｍである。
【００３９】
現像ローラ６１上にステンレス製の現像剤規制部材７０によって薄層化された現像剤は、感光体との対向部である現像領域まで搬送され、現像が行われる。現像ローラ６１の表面はＶ溝が形成されており、現像ローラ６１はφ２５ｍｍのＡｌ又はＳＵＳ素管からなり、現像剤規制部材７０及び感光体とのギャップは０．２〜０．４ｍｍ程度となっている。
【００４０】
現像剤搬送部材である供給スクリュ６７、回収スクリュ６５及び攪拌スクリュ６６は、樹脂又は金属製のスクリュからなっており、各スクリュ径は全てφ２２ｍｍで、スクリュピッチは、供給スクリュが５０ｍｍの２条巻き、回収スクリュ６５及び攪拌スクリュ６６が２５ｍｍの１条巻きであり、回転数は全て約７００ｒｐｍに設定されている。
【００４１】
次に、図５を用いて本発明の現像装置の第１実施例を説明する。
図５は、回転方向Ｉの下流側の溝６２の端部が現像剤規制部材７０の先端の真下に来た瞬間、より具体的には、溝６２の下流側の端部が現像剤規制部材７０の先端と現像ローラ６１の中心軸を通る平面上に来た瞬間を示している。本実施例では図示のように、現像剤規制部材７０の非磁性板７１を斜めに切り欠くことにより、溝の上流側の端部である現像剤搬送面６３の法線方向６４への現像剤８０の流れを塞ぐ部分を除去している。これによって、現像剤８０は余分な圧力を非磁性板７１から受けることなく現像剤規制部材７０を通過することができ、磁性板７２や非磁性板７１への現像剤８０の固着が起きにくくなる。この際、現像剤８０を規制する磁性板７２の規制端面７４が、図４の場合と同様に現像剤８０を規制するため、非磁性板７１の部分が除去されても本来の現像剤を規制する機能が損なわれることはない。
なお、公知の研削方法により非磁性板７１を精度良く切り欠くことができる。また、図５では説明のために、現像剤規制部材７０は現像剤担持体６１の中心軸を通る垂直平面上に配置されているが、現像剤搬送面６３の法線方向６４への現像剤８０の流れが塞がれなければ、必ずしもこの位置に配置される必要はない。
【００４２】
現像剤規制部材７０を斜めに切り欠く場合、現像剤規制部材７０全体が磁性板７２で形成されていると、この磁力により現像剤８０は切り欠き部分に溜まり易く、現像剤８０の切り欠き部分への固着・解離のために、現像剤規制部材７０通過後における現像ローラ６１上の現像剤厚さにばらつきが生じる恐れがあるが、本実施例のように非磁性板７１を用い、さらに非磁性板７１を斜めに切り欠くことにより、これを緩和することができる。
【００４３】
また、本実施例の場合、現像ローラ６１と現像剤規制部材７０の間の隙間は約０．４ｍｍであり、溝６２の底部を通る面と現像剤搬送面６３との成す角度を約６５°としているため、現像剤規制部材７０を現像ローラ６１の真上に配置すると、磁性板７２の厚さは０．３ｍｍ以下となってしまう。このように磁性板７２は非常に薄いため、その撓みによる現像剤８０の規制厚さのばらつきを防ぐために、非磁性板７１によって強度を補っている。
【００４４】
次に、図６を用いて本発明の現像装置の第２実施例を説明する。
本実施例では、現像剤担持体６１の中心軸を通る垂直平面よりも、現像ローラ６１の回転方向Ｉの下流側（図中右側）に磁性板７２’を設けている。よって、図示のように、溝６２’が現像剤規制部材７０の真下に来た瞬間において、現像ローラ６１の表面の溝６２’は、溝６２よりも下流側になる。このとき、現像剤搬送面６３’は、上流側の現像剤搬送面６３よりも右回りに回転しているために垂直に近くなり、従って、現像剤搬送面６３’の法線方向６４’は、上流側の法線方向６４よりも水平に近くなる。このため、磁性板７２’が現像剤搬送面６３’の法線方向６４’を避けるための厚さｔ２を、上流側での厚さｔ１よりも大きくすることができる。
【００４５】
例えば、１．０ｍｍ〜２．０ｍｍ程度下流へ移動させることができ、このように現像剤規制部材としての磁性板の位置を適切に設定することによって、磁性板の厚さ（強度）を充分に確保することができる。ここでは、非磁性板７１は図示されていないが、第１実施例のように磁性板７２と非磁性板７１からなる現像剤規制部材を用いてもよいし、場合によってはこのような複合部材を使わなくてもよく、より低コストの現像剤規制部材で同等の機能を実現できる。
【００４６】
次に、図７を用いて本発明の現像装置の第３実施例を説明する。
本実施例では、第１及び第２実施例と異なり、現像剤規制部材の磁性板７２を傾けており、従って、現像剤担持体と対向する現像剤規制部材の下面は水平面に対して傾いている。よって、図示のように、溝が現像剤規制部材の真下に来た瞬間において、現像ローラ６１の表面の溝６２の現像剤搬送面６３の法線方向６４への現像剤８０の流れが塞がれないように、現像剤規制部材を配置することができる。傾きの程度は、磁性板７２の規制端面７４により現像剤８０が適切に規制される範囲内であればよいが、磁性板７２の下面が水平になる位置から、図示のように当該下面が現像剤搬送面６３の法線方向と平行になるまでの範囲が好ましい。これによって、磁性板７２の厚さｔ３を、水平に配置されたときの厚さｔ１よりも大きくすることができ、十分な強度を有する厚さを確保することができる。
【００４７】
次に、本発明の現像装置に使用するトナーについて説明する。
トナーの体積平均粒径は、３〜９μｍが好ましく、より好ましくは３〜７μｍである。この範囲では、微小な潜像ドットに対して、十分に小さい粒径のトナー粒子を有していることから、ドット再現性に優れる。体積平均粒径が３μｍ未満であると、転写効率の低下やブレードクリーニング性の低下といった症状が発生し易く、９μｍを超えると、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しくなる。
【００４８】
トナーの体積平均粒径は粒度測定器（「マルチサイザーＩＩＩ」、ベックマンコールター社製）を用い、アパーチャー径１００μｍで測定し、解析ソフトで解析することで得られる。具体的には、ガラス製１００ｍｌビーカーに１０質量％界面活性剤（アルキルベンゼンスフォン酸塩ネオゲンＳＣ−Ａ；第一工業製薬製）を０．５ｍｌ添加し、各トナーを０．５ｇ添加し、ミクロスパーテルでかき混ぜ、次いでイオン交換水８０ｍｌを添加する。そして、得られた分散液を超音波分散器（Ｗ−１１３ＭＫ−ＩＩ、本多電子社製）で１０分間分散処理する。前記分散液を前記マルチサイザーＩＩＩを用い、測定用溶液としてアイソトンＩＩＩ（ベックマンコールター社製）を用いて測定を行う。測定では、装置が示す濃度が８±２％になるように前記トナーサンプル分散液を滴下する。本測定法は、粒径の測定再現性の点から前記濃度を８±２％にすることが重要である。この濃度範囲であれば粒径に誤差は生じない。
【００４９】
トナーのガラス転移温度は４０〜７０℃、流出開始温度は８０〜１２０℃が好ましい。両特性を満足するトナーを用いることで、良好な定着性が得られる。より好ましくは、ガラス転移温度が４５〜６５℃、流出開始温度が８５〜１１５℃である。ガラス転移温度が４０℃よりも低い場合は、定着時にオフセットが発生する場合があり、逆に７０℃よりも高い場合は、十分な定着性が得られず、画像が転写紙から剥がれ易くなる場合がある。流出開始温度が８０℃よりも低い場合は、定着時にオフセットが発生する場合があり、逆に１２０℃よりも高い場合は、十分な定着性が得られず、画像が転写紙から剥がれ易くなる場合がある。
トナーのガラス転移温度は示差走査熱量計で測定できる。
【００５０】
測定装置としては、島津製作所製のＴＡ−６０ＷＳ，ＤＳＣ−６０を用い、次に示す条件で測定する。
〔測定条件〕
・サンプル容器：アルミニウム製サンプルパン（フタあり）
・サンプル量：５ｍｇ
・リファレンス：アルミニウム製サンプルパン（アルミナ１０ｍｇ）
・雰囲気：窒素（流量５０ｍｌ／ｍｉｎ）
・温度条件
・開始温度：２０℃
・昇温速度：１０℃／ｍｉｎ
・終了温度：１５０℃
・保持時間：なし
・降温速度：１０℃／ｍｉｎ
・終了温度：２０℃
・保持時間：なし
・昇温速度：１０℃／ｍｉｎ
・終了温度：１５０℃
測定した結果は、島津製作所製の解析ソフトを用い、２回目の昇温時の吸熱曲線から最も低温側にある吸熱ピークとベースラインとの接線交点を求める。この温度がガラス転移温度Ｔｇである。
【００５１】
トナーの流出開始温度は、熱特性を測定するフローテスターのフローカーブから求められる。
フローテスターとしては、例えば島津製作所製の高架式フローテスターＣＦＴ５００型があり、以下の測定条件で測定される。このフローテスターのフローカーブは図８に示されるデータになり、そこから各々の温度を読み取ることができる。図中、Ｔｇがガラス転移温度であり、Ｔｆｂが流出開始温度である。
〔測定条件〕
・荷重：１０ｋｇ／ｃｍ２
・昇温速度：３．０℃／ｍｉｎ
・ダイ口径：０．５０ｍｍ
・ダイ長さ：１０．０ｍｍ
【００５２】
本発明におけるトナーは、結着樹脂及び着色剤、また必要に応じて離型剤や帯電制御剤を含有するものである。
結着樹脂としては、例えばポリエステル、ポリスチレン、ポリｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体；スチレン−ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレンーイソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体がある。また、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂などを混合して使用することもできる。
【００５３】
着色剤としては、各色のトナーを得ることが可能な染料および顔料が使用できる。例えば、カーボンブラック、ランプブラック、群青、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローＧ、ローグミン６Ｇ、レーキ、カルコオイルブルー、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料などの染顔料がある。
【００５４】
離型剤としては、例えば、脱遊離脂肪酸型カルナウバワックス、モンタンワックス及び酸化ライスワックス、エステルワックス、パラフィンワックスなどがある。
【００５５】
帯電制御剤としてはニグロシン、塩基性染料、塩基性染料のレーキ顔料、四級アンモニウム塩化合物などの正帯電制御剤、モノアゾ染料の金属塩、サリチル酸、ナフトエ酸、ダイカルボン酸の金属錯体他などの不帯電制御剤がある。
しかしながら、これらトナー構成材料はここに挙げた例に限らず、従来公知のものが使用できる。
【００５６】
また、本発明のトナーは、溶融混練したトナー構成材料を粉砕することによって粒子化する方法や、液体中で重合や造粒する方法で製造することができる。得られた粒子には、外添剤として、疎水性シリカ、酸化チタン、アルミナなどの流動性向上剤を添加してもよい。
【００５７】
次に、本発明の現像装置に使用されるキャリアについて説明する。
キャリアとしては、公知のものがすべて使用可能であるが、芯材と該芯材を被覆する樹脂層とを有するものが好ましい。
芯材としては、例えば、鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性金属；マグネタイト、ヘマタイト、フェライトなどの合金や化合物；ガラスビーズ等が挙げられる。
芯材の平均粒子径は、１０〜１５０μｍであることが好ましく、２５〜５０μｍがより好ましい。平均粒子径が１０μｍ未満であると、キャリア中に微粉が多くなり、一粒子当たりの磁化が低下してキャリアの飛散が生じることがあり、１５０μｍを超えると、比表面積が低下し、トナーの飛散が生じることがあり、ベタ部分の多いフルカラーでは、特にベタ部の再現が悪くなることがある。
【００５８】
樹脂層の材料としては、例えば、アミノ系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、弗化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、フッ化ビニリデンとフッ化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデンと非フッ化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、シリコーン樹脂、などが挙げられる。
【００５９】
前記樹脂層には、必要に応じて導電粉等を含有させてもよく、該導電粉としては、例えば、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛などが挙げられる。前記樹脂層は、例えば、前記シリコーン樹脂等を溶剤に溶解させて塗布溶液を調製した後、該塗布溶液を前記芯材の表面に公知の塗布方法により均一に塗布し、乾燥した後、焼付を行うことにより形成することができる。前記塗布方法としては、例えば、浸漬法、スプレー法、ハケ塗り法などが挙げられる。
【符号の説明】
【００６０】
Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌ  現像剤担持体の回転方向
６１  現像剤担持体（現像ローラ）
６２  溝（凹部）
６３  現像剤搬送面
６４  現像剤搬送面の法線方向
７０  現像剤規制部材（ドクターブレード）
７１  現像剤規制部材（非磁性板）
７２，７２’  現像剤規制部材（磁性板）
７３，７４  規制端面
８０  現像剤
ｔ１，ｔ２  現像剤規制部材の最大厚さ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６１】
【特許文献１】特開２００７−１３９９９０号公報
【図１】
2010217527.tif 000003
【図２】
2010217527.tif 000004
【図３】
2010217527.tif 000005
【図４】
2010217527.tif 000006
【図５】
2010217527.tif 000007
【図６】
2010217527.tif 000008
【図７】
2010217527.tif 000009
【図８】
2010217527.tif 000010