(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノックアウトを有する上型部と、
パンチを有して前記上型部と相対移動可能な下型部とを有し、平板状の材料を切断して所望の端面を形成するための金型であって、
前記ノックアウトは断面的に第１の平面部と当該第１の平面部から突出する三角形状突出部を有し、前記パンチは断面的に第２の平面部と当該第２の平面部に形成された三角形状溝部とを有し、前記三角形状突出部が前記第１の平面部から突出する第１の角度は前記三角形状溝部が前記第２の平面部から引き込む第２の角度よりも大きく、
前記三角形状突出部と前記三角形状溝部は、前記所望の端面の形成中において非接触であり、
前記所望の端面は、前記三角形状突出部と前記三角形状溝部との間に形成される金型。
【請求項２】
前記第１の角度と前記第２の角度の差は５度以下である請求項１記載の金型。
【請求項３】
前記第１の角度と前記第２の角度の差は２度以下である請求項１記載の金型。
【請求項４】
ノックアウトを有する上型部と、
パンチを有して前記上型部と相対移動可能な下型部とを有し、平板状の材料を切断して所望の端面を形成するための金型であって、
前記ノックアウトは断面的に第１の平面部と当該第１の平面部から突出する三角形状突出部を有し、前記パンチは断面的に第２の平面部と当該第２の平面部に形成された三角形状溝部とを有し、前記三角形状突出部が前記第１の平面部に接続する第１の幅は前記第２の平面部から見た前記三角形状溝部の第２の幅よりも小さく、
前記三角形状突出部と前記三角形状溝部は、前記所望の端面の形成中において非接触であり、
前記所望の端面は、前記三角形状突出部と前記三角形状溝部との間に形成される金型。
【請求項５】
前記第１の幅は０．０５ｍｍであり、前記第２の幅は０．１ｍｍである請求項４記載の金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、現像装置において現像ローラの現像剤の層厚を規制するブレード、その製造方法及び製造用金型に係る。また、本発明は、当該ブレードを利用する現像装置及び画像形成装置にも係る。本発明は、例えば、現像ローラ上の非磁性一成分現像剤の層厚を規制するブレード、当該ブレードを用いた非磁性一成分現像剤層の形成方法、当該ブレードを有する現像装置、及び、これらの構成要素の一又は複数を有する電子写真式の画像形成装置に好適である。もっとも、本発明は非磁性一成分現像剤への適用に限定されるものではない。
【０００２】
ここで、「非磁性一成分現像剤」とは、非磁性でキャリアを含まない一成分の現像剤をいう。また、「電子写真式の画像形成装置」とは米国特許第２，２９７，６９１に記載されたカールソンプロセスを利用した画像形成装置であり、典型的にはレーザプリンタで、記録媒体である現像剤を被記録体（印刷用紙やＯＨＰフィルムなど）に付着することによって記録するノンインパクトプリンタをいう。
【０００３】
【従来の技術】
近年、オフィスオートメーションの進展により、コンピュータの出力端末、ファクシミリ、コピー機等にレーザプリンタ等の電子写真式の画像形成装置が多く使用されている。電子写真方式は、一般に、光導電性絶縁体（感光体ドラムや感光体ベルト）を使用して帯電、露光、現像、転写、定着、その他の後処理などの工程を有している。
【０００４】
帯電工程では、感光体ドラムを一様に（例えば、−６００Ｖに）帯電させる。露光工程では感光体ドラムにレーザビームなどを照射して照射部分の電位を、例えば、−５０Ｖ程度に変化させて静電潜像を形成する。現像工程では、例えば、反転現像法を利用して、感光体ドラムに現像剤を電気的に付着させて静電潜像を可視化する。反転現像法とは、露光によって電荷の抜けた場所に、現像バイアスにより電場を形成し、この電場により感光体ドラムの一様帯電と同極性の現像剤を付着させる現像方法である。転写工程では、被記録体に静電潜像に対応するトナー像を形成する。定着工程では、加熱、加圧等によりトナー像を溶融して被記録体に定着させて印刷物を得る。後処理では、転写後の感光体ドラムの除電とクリーニング、残留トナーの回収と再利用及び／又は廃棄などが行われる。
【０００５】
上述した現像工程に使用される現像剤は、トナーを使用する一成分系現像剤と、トナーとキャリアを使用する二成分系現像剤とに大別することができる。トナーには、例えば、合成高分子物質からなるバインダ樹脂中に外添剤、染料、カーボンブラックなどの着色剤などを分散させたものを３乃至１５μｍ程度に微粉砕した粒子が使用される。外添剤はトナー表面改質剤として使用される微粉末で、元来はトナーの流動性を改善するために使用されたが画質向上剤として使用される場合もある。外添剤には、コロイダルシリカ、酸化チタン、アルミナ、ステアリン酸亜鉛などがある。また、キャリアには、例えば、直径１００μｍ程度の鉄粉やフェライトビーズが使用される。一成分系現像剤は、（１）キャリアの劣化やトナー濃度の制御、混合、攪拌機構が不要なため現像装置の構成の簡素化と小型化する、（２）不要になったトナーにキャリアなどの廃棄物がないなどの特長を有している。
【０００６】
一成分系現像剤はトナーの中に磁性粉を含有させた磁性一成分現像剤とこれを含有しない非磁性一成分現像剤に更に分類することができる。しかし、磁性一成分現像剤は、（１）電気抵抗が小さい磁性粉を多量に含有しているので帯電量を高くできず転写性能が悪い、（２）黒色磁性粉のために透明性が低くカラー化することが困難である、（３）磁性粉のために定着性が悪くなり、高温、高圧を要してランニングコストの増加を招くなどの問題があるため、これらの問題を有しない非磁性一成分現像剤は今後ますます需要が高まるものとして期待されている。
【０００７】
非磁性一成分現像剤は、比較的体積固有抵抗の高い（例えば、３００ＧΩｃｍなど）のトナーを一般に使用する。また、トナーは基本的に電荷を有していないので現像装置内で摩擦帯電又は電荷注入によってトナーに電荷を与える必要がある。
【０００８】
非磁性一成分現像剤を使用する現像方法は、現像剤を担持した現像ローラを感光体ドラムと接触させることによって現像剤を感光体ドラムに付着させる接触型の現像方法と、両者に一定のギャップ（例えば、約３５０μｍ）を設けて離間して、現像剤を現像ローラから飛翔させて感光体ドラムに付着させる非接触型の現像方法とに分類することができる。
【０００９】
非磁性一成分現像剤を使用する現像方法は、現像ローラから感光体ドラムへ搬送されるトナーの量を制御して十分な画像濃度を得ることが重要である。このために、現像ローラに所定のトナー層を、その厚さを制御しながら形成することが重要となる。典型的なトナーの層厚制御方法として現像ローラに弾性ブレード（規制ブレード）を当接して層圧を均一化する方法が従来提案されている。
【００１０】
かかる非磁性一成分現像剤を使用する接触型現像装置は、一般に、リセットローラと、現像ローラと、ブレードとを有する。現像ローラには現像バイアスを印加するバイアス電源が接続される。リセットローラは、供給ローラや塗布ローラとも呼ばれ、現像ローラに当接してトナーを現像ローラへ供給し、更に、現像に使用されなかった現像ローラ上のトナーを剥ぎ取ってこれを除去する機能を有する。現像ローラは、例えば、樹脂製ローラで、帯電したトナーを薄層として表面に吸着して感光帯ドラムと接触する現像領域に搬送する。
【００１１】
ブレードは現像ローラに当接してトナー層を均一な厚さに制御する機能を有する。ブレードは金属やウレタン等の弾性材料から構成され、現像ローラと端部又は非端部（即ち、腹当て）で当接してトナー層の厚さを規制する。トナー層は薄すぎると画像濃度の低下と濃度のバラツキをもたらし、厚すぎると逆帯電性及び低帯電性トナーの割合が多くなり非画像部へのカブリ（画像がないために本来白く抜けるべき箇所がトナーにより着色される現象）が発生するという問題を発生する。このため、ブレードは適度な厚さを有するトナー層を形成することが要求される。
【００１２】
図２８を参照して、ブレードがその端部において現像ローラに当接する場合のブレードによるトナー層の層厚規制について説明する。ここで、図２８は、ブレードの曲率と規制されるトナー層の関係を示す概略断面図であり、ブレード５００が異なる３つの曲率を有する端部５１０（即ち、５１２乃至５１６）を有する場合を示している。ブレード５００が小さい曲率を有する端部５１０ａを有する場合、図中一点差線で示すように、ブレード５００の現像ローラ２０に対する食い込み量が大きすぎて得られるトナー層Ｔの厚さ（即ち、現像ローラ２０表面からの高さ）は薄くなる。一方、ブレード５００が大きい曲率を有する端部５１０ｃを有する場合、図中破線で示すように、ブレード５００の現像ローラ２０に対する食い込み量が小さすぎてトナー層Ｔの厚さは厚くなる。適当なトナー層の厚さはブレード５００が実線で示す曲率を有する端部５１０ｂを有する場合である。このように、ブレード５００はその端部５１０において適度な曲率を有する必要がある。
【００１３】
かかる適度な曲率を有する端部をブレードに形成する方法として、本発明者らは、特許公開公報平成９年第６２０９６号において、端部５１０ｂを、打抜き加工により必然的にできる抜きだれを利用して形成する技術を開示している。打抜き加工はダイとパンチを有する金型を利用するが、打抜き時に端部５１０においては抜きだれが、端部５１０に対向する端部１４にバリ（又はカエリ）が必然的に形成される。「抜きだれ」とは離型時に形成される曲面部を意味し、「バリ」とは成形時に鋭角状端部を意味する。抜きだれの寸法は本来は端部５１０ａあるいは５１２よりも小さいが、本出願人は同公報において抜きだれの大きさをダイとパンチのクリアランスを本来の幅よりも広げることによって大きくすることができることを開示している。
【００１４】
現像動作においては、トナーは、リセットローラ、ブレード及び現像ローラによって摺動摩擦されて（例えば、マイナスに）帯電する。その後、マイナスに帯電したトナーはリセットローラにより現像ローラの表面に供給され、静電的吸着力によって付着する。その後、ブレードによって現像ローラ上のトナー層は１０μｍ乃至４０μｍ程度の均一な厚さの薄層となる。トナーは、感光体ドラムから現像ローラまで搬送され、現像領域に印加された所定の電圧によって、感光体ドラム上の静電潜像に対して電気的吸引力で吸着する。この結果、潜像は可視化されて現像される。その後、潜像が形成されていない非画像部にあたる現像ローラ上の残留トナーは、リセットローラによって現像ローラから除去される。現像プロセスではこの一連の動作を繰り返し行っている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、本発明者らが特許公開公報平成９年第６２０９６号において開示した製造方法及びこれによって得られたブレードは幾つかの問題を有するため、本発明者は製造方法の改善が必要であると考えた。
【００１６】
第１に、同公報の製造方法は金型の寿命の短命化を招く。これは、金型のクリアランスを本来の打抜きに適した幅よりも広げているために金型に負荷がかかるためである。
【００１７】
第２に、同公報の製造方法は、抜きだれの寸法の制御が困難であり、抜きだれ寸法が端部５１０ａや５１６のようになれば画質の低下を招く。これは、抜きだれの寸法がダイの端部の切れ味とブレード材料の硬度にも依存し、これらを適切に調節することは大変だからである。
【００１８】
例えば、ダイの端部を研磨した直後は切れ味が鋭すぎて抜きだれが小さ過ぎるため、所定の切れ味になるまで５０００枚程度の捨て抜きを必要になる。この結果、ブレード製造の歩留まりが悪くなりコストアップを招く。
【００１９】
また、ブレード材料の硬度がばらつく場合にはブレードの再現性が悪く、同様に、ブレード製造の歩留まりが悪くなりコストアップを招く。より詳細には、ブレードの端部５１０は、図２９に示すように、その曲線の高さＸと曲線の長さＹ（即ち、Ｙ1及びＹ2）によって表すことができ、同公報の製造方法は端部５１０を形成する際に高さＸを基準にしている。ここで、図２９は、従来のブレード５００の概略部分拡大断面図である。例えば、クリアランスと高さＸとの関係を求めて所望の高さＸを得るために必要なクリアランスを調節するなどである。しかし、その後、本発明者らは、端部５１０のうち磨耗するのは高さＸではなく長さＹであることを発見した。例えば、図２９においては、長さＹ1は磨耗して長さＹ2になる。ところが、同公報の製造方法によって得られるブレードの長さＹは材料の硬度によるばらつきが大きく正確には把握できなかった。もちろん、同公報の製造方法により得られたブレードについて高さＸと長さＹとの関係やクリアランスとＹとの関係も把握することができない。このため、同公報の製造方法は、ある高さＸを得るために必要なクリアランスの情報は得ることができたが、その場合の長さＹの情報は得ることができない。高さＸは磨耗せずに端部５１０は長さＹに依存するので、このことは換言すれば、同公報の製造方法は所望の端部５１０ｂを有するブレードの再現性が低いことを意味する。
【００２０】
一方、ブレードが当初は適度の曲率を有する端部５１０ｂを有しても継続的使用により磨耗して端部５１０ｃのようになりトナー層が厚くなる。本発明者らはこの原因を検討した結果、従来はブレード材料とトナーに添加される無機有機物（外添剤など）との硬度の関係については考慮されていなかったことを発見した。特に、近年の高速印字処理が要求される画像形成装置にあっては現像ローラが高速で回転するためにブレードが受ける負荷が増大する傾向にある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
そこで、このような従来の課題を一又は複数を解決する新規かつ有用な現像装置に使用されるブレード、その製造方法及び製造用金型、当該ブレードを有する現像装置及び画像形成装置を提供することを本発明の概括的目的とする。
【００２２】
より特定的には、本発明は、安定して高品質画像を形成することができる現像装置に使用されるブレード、その製造方法及び製造用金型、当該ブレードを有する現像装置及び画像形成装置を提供することを例示的目的とする。
【００２３】
上記目的を達成するために、本発明のプレス成形用金型は、ノックアウトを有する上型部と、パンチを有して前記上型部と相対移動可能な下型部とを有し、前記ノックアウトは断面的に第１の平面部と当該第１の平面部から突出する三角形状突出部を有する。前記パンチは断面的に第２の平面部と当該第２の平面部に形成された三角形状溝部とを有し、前記三角形状突出部が前記第１の平面部から突出する第１の角度は前記三角形状溝部が前記第２の平面部から引き込む第２の角度よりも大きい。代替的に又はこれと共に、前記ノックアウトは断面的に第１の平面部と当該第１の平面部から突出する三角形状突出部を有し、前記パンチは断面的に第２の平面部と当該第２の平面部に形成された三角形状溝部とを有し、前記三角形状突出部が前記第１の平面部に接続する第１の幅は前記第２の平面部から見た前記三角形状溝部の第２の幅よりも小さい。更に、代替的に又はこれと共に、前記ノックアウトは断面的に第１の平面部を有し、前記パンチは断面的に第２の平面部を有し、前記ノックアウトと前記パンチのいずれか一方は前記第１及び第２の平面部のいずれか一方から突出する突出部を有し、前記ノックアウトと前記パンチの他方は前記第１及び第２の平面部の他方に形成された溝部とを有し、前記突出部と前記溝部とは異なる寸法を有する。また、本発明の例示的一態様としてのブレードはこれらの金型のいずれかによって製造される。
【００２４】
これらの金型は、実験的に、基部と所望の曲面状端部とを有して現像剤の層厚を規制するのに使用可能なブレードを製造することができた。当該ブレードの前記端部は断面的に高さと長さを有し、例えば、これらの金型の一又は複数は、前記端部の高さと長さとの間に前記基部の厚さ別にほぼ一定の関係が成立するブレードを製造することができる。また、これらの金型の一又は複数は、当該端部の長さと前記第２の角度との間に前記ブレードの材料の硬度に拘らずほぼ一定の関係が成立するブレードを製造することができる。更に、これらの金型の一又は複数は、当該端部の長さと前記第２の角度との間に前記ブレードの前記基部の厚さ別にほぼ一定の関係が成立するブレードを製造することができる。
【００２５】
現像ローラと上述のブレードを有する本発明の現像装置も前記ブレードの作用を奏することができる。また、感光体と、前記感光体を帯電させる帯電器と、前記帯電器により帯電された前記感光体を露光して静電潜像を形成する露光部と、前記露光された感光体を現像して可視化する上記現像装置と、前記トナー像を被記録体に転写する転写部とを有する本発明の画像形成装置も前記ブレードの作用を奏することができる。
【００２６】
本発明の別の例示的一態様としての現像装置は、現像ローラと、前記現像ローラに当接されて前記現像ローラ上に現像剤の層を所定の層厚で形成することができるブレードとを有し、前記現像剤はトナーと無機微粒子とを有し、前記ブレードは前記無機微粒子よりも高い硬度を有して前記現像剤に接触する部分を有する。かかる現像装置は、ブレードが無機微粒子によって磨耗しないため現像ローラ上には所定の層厚を維持することができる。感光体と、前記感光体を帯電させる帯電器と、前記帯電器により帯電された前記感光体を露光して静電潜像を形成する露光部と、前記露光された感光体を現像して可視化する上記現像装置と、前記トナー像を被記録体に転写する転写部とを有する本発明の画像形成装置も前記現像装置の作用を奏することができる。
【００２７】
本発明のブレード製造方法は、ノックアウトを有する上型部と、パンチを有して前記上型部と相対移動可能に構成された下型部とを有するプレス成形用金型であって、前記ノックアウトは断面的に第１の平面部を有し、前記パンチは断面的に第２の平面部を有し、前記ノックアウトと前記パンチのいずれか一方は前記第１及び第２の平面部のいずれか一方から突出する突出部を有し、前記ノックアウトと前記パンチの他方は前記第１及び第２の平面部の他方に形成された溝部とを有する金型の前記下型部に板状部材を配置する工程と、前記上型部と前記下型部とを近接させる工程と、前記ノックアウトと前記パンチとを相対的に近接させる工程と、前記ノックアウトと前記パンチとを相対的に離間させる工程と、前記上型部と下型部とを離間させる工程とを有する。かかるブレード製造方法は、上述した金型を使用して所望の端部を有するブレードを製造できることが実験的に確認されている。
【００２８】
本発明の他の目的と更なる特徴は、以下、添付図面を参照して説明される実施例において明らかになるであろう。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図１を参照して、本発明の現像装置１００及び現像装置１００を有する画像形成装置２００を説明する。なお、各図において同一の参照符号は同一部材を示し、重複説明は省略する。ここで、図１は、現像装置１００を有する画像形成装置２００の要部概略断面図である。現像装置１００は、リセットローラ１０と、現像ローラ２０と、（ドクター）ブレード３０と、フレーム４０と、現像バイアス電源５０とを有する。
【００３０】
リセットローラ１０は、供給ローラ又は塗布ローラとも呼ばれ、現像ローラ２０に接触して現像剤Ｔをフレーム４０から現像ローラ２０に供給する。リセットローラ１０は現像剤Ｔを現像ローラ２０との間で摩擦することによって現像剤Ｔを帯電させるべく、導電性を有するスポンジ等によって構成されている。本実施例の図１では、リセットローラ１０は左回り（時計と反対方向）に回転し、現像ローラ２０の対して接触している。かかる接触と回転によって現像剤Ｔは帯電し、現像ローラ２０に供給される。また、リセットローラ１０は、現像に使用されずに現像ローラ２０上に残留した現像剤Ｔを回収する機能も有する。トナー回収時は、両ローラ１０及び２０が接触していることを利用し、現像ローラ２０上の現像剤Ｔを剥ぎ取ってフレーム４０の内部に戻す。
【００３１】
現像ローラ２０は、表面に現像剤Ｔを吸着し、回転によってその現像剤Ｔを接触している感光体ドラム２１０に搬送する。現像ローラ２０は、例えば、感光体ドラム２１０の周速の１．１５倍の周速で感光体ドラム２１０と同方向に回転する。現像ローラ２０は外径２０ｍｍ、硬度４１度のソリッドゴム（ＮＢＲゴム）からなる。現像ローラ２０は、５μｍ乃至１２μｍ（例えば、８μｍ）の十点平均粗さＲｚを有してウレタン樹脂でコートされている。かかる構成のために、ブレード３０が現像ローラ２０に後述する図２に示すように食い込みつつ現像剤Ｔの層厚を規制する。
【００３２】
本実施例は、リセットローラ１０を現像ローラ２０に接触深さ１ｍｍで当接させ、両ローラとも左回りに回転させて行った。よって、リセットローラ１０と現像ローラ２０との接触点では逆方向の回転となっている。また、リセットローラ１０は金属のシャフトに導電性を示すウレタン発砲体を被覆した構造を有し、外径が２０ｍｍ、シャフトとスポンジ間の抵抗は１０7Ωに調整された。回転速度は、リセットローラ１０と現像ローラ２０は共に９０ｍｍ／ｓに調整された。
【００３３】
ブレード３０は、リセットローラ１０によって供給された現像剤Ｔを所定の厚さに規制する部材である。更に、ブレード３０は、現像ローラ２０と共に現像剤Ｔを挟持し、現像ローラ２０により搬送される現像剤Ｔを摩擦し、現像剤Ｔを帯電させる。しかもブレード３０に電位を掛けることにより、ブレード３０を介して現像剤Ｔに電荷を注入することができる。このブレード３０は、ウレタンなどに代表される弾性体や、ステンレスやリン青銅等の板バネ特性を示す金属によって形成される。材質によって現像剤Ｔの層厚を規制する方法も異なり、削り取ったり、先端部又は腹部で押し当てたりという方法がある。本実施例では、ブレード３０には０.０８ｍｍ、０．１０ｍｍ、０．１２ｍｍ、０.１５ｍｍの４種類の板厚ｔを有するステンレス製板部材を用意し、現像ローラ２０に所定の線圧でその先端部を接触させた。
【００３４】
ブレード３０は、図２に示すように、基部３２、端部３４及び成形跡３６とを有する。ここで、図２は、現像装置１００の現像ローラ２０とブレード３０との関係を示す拡大模式断面図である。基部３２は板厚ｔを有し、端部３４は曲線の高さＸ、長さＹ及び曲率半径Ｒで表現される。厳密に言えば、端部３４は、より先端部において曲率半径Ｒ’（＜Ｒ）を有する。しかし、曲率半径Ｒ’が支配する範囲は微小であるために本実施例では曲率半径Ｒを端部３４の曲率半径と近似する。特徴的に、本発明のブレード３０は、本発明者らが特許公開公報平成９年第６２０９６号において開示した製造方法によって得られたブレードとは異なる。
【００３５】
まず、従来のブレードは曲線の長さＹがブレード材料によって著しく変化して把握することができなかったが、本実施例のブレード３０は板厚ｔ別に高さＸに対して長さＹは一定の関係を有する。かかる様子を図３乃至図５に示す。ここで、図３は、板厚ｔが０.０８ｍｍの場合の高さＸと長さＹとの関係を示す。図４は、板厚ｔが０.１０ｍｍの場合の高さＸと長さＹとの関係を示す。図５は、板厚ｔが０.１２ｍｍの場合の高さＸと長さＹとの関係を示す。図３乃至図５に示すグラフは従来得ることができなかったグラフである。本実施例のブレード３０によれば、ある板厚ｔの下である高さＸに対して長さＹが図３乃至図５に示すグラフから求まる。従って、上述したように高さＸは磨耗しても変化しないので、現実に測定した長さＹをグラフから求められるＹと比較することによりブレード３０が磨耗したかどうかを容易に知ることができる。
【００３６】
次に、図１０に示す従来のブレード５００はバリ５２０を有するが、本実施例のブレード３０はバリは殆ど有さずに成形跡３６を有する。ブレード５００はダイとパンチのクリアランスを広げて抜きだれから端部５１０を形成することを目的としている。一方、バリ５２０はクリアランスが大きくなればなるほど大きくなるので抜きだれから端部５１０を形成しようとすれば必然的に生じる。これに対して、ブレード３０は、後述するように、クリアランスを極力ゼロに近づけているためバリは殆ど発生しない。但し、ブレード３０には、ブレード材料が後述するノックアウトの溝部に入り込むことによって生じる成形跡３６が形成される。
【００３７】
以下、ブレード３０の製造方法を説明する。ブレード３０は、図６に示すプレス成形用金型３００によって形成される。ここで、図６は、ブレード３０を製造するためのプレス成形用金型３００の概略断面図である。金型３００は、上型部３１０と、下型部３５０と、ガイドポスト３９０とを有する。上型部（雄型）３１０と下型部（雌型）３５０とはガイドポスト３９０を介して相対的に移動可能である。本実施例では、下型部３５０が固定されて上型部３１０が移動する。
【００３８】
上型部３１０は、ダイセット３１２と、シャンク３１４と、パッキングプレート３２２と、ダイプレート３２４と、ダイ３３０と、ノックアウト３４０とを有する。下型部３５０は、ダイセット３５２と、パッキングプレート３６２と、パンチプレート３６４と、ストリッパ３７０と、パンチ３８０とを有する。なお、各部の基本的な構造及び動作は当業界で周知であるので以下の説明では本発明に関連するダイ３３０と、ノックアウト３４０と、ストリッパ３７０と、パンチ３８０について図７を参照して説明する。ここで、図７は、図６に示す金型３００の部分拡大断面図である。
【００３９】
ダイ３３０とノックアウト３４０とは相対的に移動可能で、ストリッパ３７０とパンチ３８０とは相対的に移動可能である。ノックアウト３４０は、平面部３４１と平面部３４１から角度θ1で突出する突出部３４２とを有する。パンチ３８１は、平面部３８１と平面部３８１から角度θ2で引き込む溝部３８２とを有する。突出部３４２は底辺Ｌ１を有し、溝部３８２は底辺Ｌ２を有する。突出部３４２と溝部３８２とは異なる寸法を有する。より詳細には、θ2＜θ1で、好ましくはθ1＝θ2＋約５°、より好ましくはθ1＝θ2＋約２°である。かかる角度の制限はノックアウト３４０が割れることを防止するためである。本実施例では、θ1＝２７°、θ2＝２５°である。また、Ｌ１＜Ｌ２であり、本実施例では、Ｌ１＝０.０５ｍｍ、Ｌ２＝０.１ｍｍである。
【００４０】
動作においては、まず、下型部３５０上にブレード成形用金属板が載置される。その後、上型部３１０が下型部３５０に向かって下降する。その際、ノックアウト３４０の平面部３４１はダイ３１０よりも下方に突出して位置決めされる。その後、ノックアウト３４０がパンチ３８０に向かって下降する。この結果、金属板はブレード３０に切断される。突出部３４２と溝部３８２は本実施例に開示するような異なる寸法を有するため、図７において、ブレード３０の上側に端部３４が形成され、端部３４はブレードの成形跡３６のような形状（即ち、溝部３８２に対応するような断面三角形状）にはならずに断面曲線形状になる。パンチ３８０の平面部３８１は、ストリッパ３７０よりも下方に退避して予め位置決めされる。その後、ノックアウト３４０は上方に移動し、パンチ３８０は下方に移動し、ブレード３０と切断された金属板片が取り出される。
【００４１】
ブレード３０の端部３２の曲線の高さＸ、長さＹ及び曲率半径Ｒは、θ1＝θ2＋２°であって、板厚ｔ＝０.１０ｍｍ、ブレード材料の硬度ＨＶ＝３４０度、クリアランス＝０.０１ｍｍの場合に、図８乃至図１０に示すような一定の関係をパンチ角度θ2とそれぞれ有する。また、以下の表１は図８乃至図１０に示す結果をまとめたものである。ここで、図８は、ブレード３０の端部３４の曲線の高さＸのパンチ角度θ2に対する依存性を示すグラフである。同図に示すように、高さＸとパンチ角度θ2はほぼ比例する。図９は、ブレード３０の端部３４の曲線の長さＹのパンチ角度θ2に対する依存性を示すグラフである。同図に示すように、高さＸとパンチ角度θ2は一定の曲線を描く。図１０は、ブレード３０の端部３４の曲線の曲率半径Ｒのパンチ角度θ2に対する依存性を示すグラフである。同図に示すように、曲率半径Ｒとパンチ角度θ2は一定の曲線を描く。従来は長さＹを把握できなかったため、少なくとも図９に示すグラフは得られなかったが、本発明のブレード３０の製造方法においては所望の長さＹに対応するパンチ角度θ2を図９から決定することができる。この結果、所望の長さＹを有する端部３４を有するブレード３０をパンチ角度θ2を調節することによって信頼性よく製造することができる。
【００４２】
【表１】
0003667591.tif 000002
表２に、θ1＝θ2＋２°であって、板厚ｔ＝０.１０ｍｍ、ブレード材料の硬度ＨＶ＝３４０度、クリアランス＝０.００５ｍｍの場合に、ブレード３０の端部３２の曲線の高さＸ、長さＹ及び曲率半径Ｒとパンチ角度θ2との関係をそれぞれ示す。同表に示すように、クリアランス＝０.００５ｍｍは、クリアランス０.０１ｍｍでは作成できないような小さい寸法の長さＹを形成することができる。
【００４３】
【表２】
0003667591.tif 000003
ブレード３０の端部３４の曲線の高さＸ及び長さＹは、パンチ角度θ2が一定であれば、ブレード材料の硬度に拘らず、図１１及び図１２に示すようにほぼ一定になる。また、表３は図１１及び図１２に示す結果をまとめたものである。ここで、図１１は、θ1＝θ2＋２°、板厚ｔ＝０.１０ｍｍ、クリアランス＝０.０１ｍｍの場合に、ブレード３０の端部３４の曲線の高さＸのパンチ角度θ2に対する依存性を硬度別に示すグラフである。同図に示すように、硬度ＨＶが２８０度、３４０度及び４００度のブレード材料に関して、ブレード３０の端部３４の曲線の高さＸとパンチ角度θ2との関係（比例関係）はほぼ重なる。図１２は、θ1＝θ2＋２°、板厚ｔ＝０.１０ｍｍ、クリアランス＝０.０１ｍｍの場合に、ブレード３０の端部３４の曲線の長さＹのパンチ角度θ2に対する依存性を硬度別に示すグラフである。同図に示すように、硬度ＨＶが２８０度、３４０度及び４００度のブレード材料に関して、ブレード３０の端部３４の曲線の高さＸとパンチ角度θ2との関係（比例関係）はほぼ重なる。この結果、本発明のブレード３０の製造方法は、ブレード材料の硬度に拘らず、所望の高さＸ及び長さＹを有する端部３４を有するブレード３０をパンチ角度θ2を調節することによって信頼性よく製造することができる。
【００４４】
【表３】
0003667591.tif 000004
図１３及び表４に、特許公開公報平成９年第６２０９６号において開示した製造方法による端部５１０の曲線の高さＸのダイとパンチとのクリアランスへの依存性をブレード材料の硬度別に示す。同図に示すように、硬度ＨＶが２８０度、３４０度及び４００度と異なるブレード材料に関して、高さＸはクリアランスが一定であっても一定ではない。この結果、同公報の製造方法はブレード材料の硬度が異なれば高さＸをクリアランスによって制御できない点で、ブレード材料の硬度が異なってもパンチ角度θ2によって高さＸを制御できる図１１に示す本発明の製造方法とは異なる。また、同公報の製造方法は長さＹをクリアランスによって制御できない点で、ブレード材料の硬度が異なってもパンチ角度θ2によって長さＹを制御できる図１２に示す本発明の製造方法とは異なる。
【００４５】
【表４】
0003667591.tif 000005
ブレード材料の硬度が一定（ＨＶ＝３４０度）で、クリアランス＝０.０１ｍｍであってブレード３０の板厚ｔが異なる場合の、高さＸとパンチ角度θ2との関係を図１４に、長さＹとパンチ角度θ2との関係を図１５に示す。また、表５はこれらの結果をまとめたものである。図１４に示すように、異なる板厚ｔが０.０８ｍｍ、０.１０ｍｍ、０.１２ｍｍ及び０.１５ｍｍに対して高さＸとパンチ角度θ2とはほぼ比例関係を示すが、板厚ｔが小さくなるにつれて同一のパンチ角度θ2に対する高さＸの値は大きくなる。一方、図１５に示すように、異なる板厚ｔが０.０８ｍｍ、０.１０ｍｍ、０.１２ｍｍ及び０.１５ｍｍに対して長さＹとパンチ角度θ2とは一定の関係を示すが、板厚ｔが小さくなるにつれて同一のパンチ角度θ2に対する長さＹの値は小さくなる。特許公開公報平成９年第６２０９６号において開示した製造方法では長さＹが得られず、図１５に対応するグラフ（即ち、横軸がクリアランスであるグラフ）は得られない。
【００４６】
【表５】
0003667591.tif 000006
フレーム４０は、現像剤Ｔを収納してリセットローラ１０に供給すると共にリセットローラ１０が回収したトナーを受け入れる。フレーム４０には図示しないパドルやアジテータその他の構成要素を含んでおり、トナーカートリッジなどの外部のトナー収納容器に接続可能である。
【００４７】
現像剤Ｔは非磁性一成分現像剤として通常使用されるもので、本実施例では、着色剤としてのカーボン微粒子と電荷制御剤とをポリエステル樹脂に混練し、所定の体積平均粒径に粉砕している。選択的に、現像剤Ｔは、ワックスやポリエチレン、ポリプロピレンなどの低分子量物からなるオフセット防止剤を必要に応じて使用（内添）してもよい。その後、３μｍ未満の微紛と２０μｍ以上の大粒子を除去し、残った粒子の表面には流動性及び帯電性を付与するために二酸化ケイ素及び二酸化チタンの微粉末を外添被膜する。この現像剤Ｔは、ガラス転移点が５５乃至６７℃、融点が１２０乃至１５０℃である熱特性を有する。ガラス転移点と融点との間の温度差が大きいのは、外添剤の被覆率、ポリエステル樹脂の分子量分布及び架橋度等が広範囲に亘っているためである。本実施例では、体積平均粒径が８．０μｍである現像剤Ｔを使用した。なお、現像剤Ｔは、上述した粉砕法によらず、重合法、スプレードライ法等の造粉法などを所望の方法で得ることができる。
【００４８】
現像剤Ｔの帯電量は、現像ローラ２０上に形成されたトナー層ＴＬの状態をＥ−ｓｐａｒｔアナライザ（ホソカワミクロン製）によって測定した。トナー層形成及び画像品質から見て最適な現像ローラ２０上のトナー層厚の電位Ｖｔは−１５μ乃至−４０Ｖである。トナー層厚の電位が−４０Ｖ未満の場合、現像ローラ２０への付着力である鏡像力が低いためにトナー層厚が薄くなる。一方、トナー層厚の電位が−１５Ｖより大きい場合、鏡像力が高くなって現像効率が低下する。また、現像ローラ２０上のトナー層厚の電位が高いとトナーの規制は困難となるため、現像ローラ２０の表面粗さを小さくし、ブレード（線）圧を高くする必要がある。
【００４９】
好ましくは、ブレード３０は現像剤、特に、トナーの流動性を向上するために添加されている外添剤などの無機微粒子よりも高い硬度、より好ましくは、無機微粒子よりもモース硬さ１以上高い硬度を有する。これはブレード３０の磨耗を防止するためである。特に、近年の高速印字処理が要求される画像形成装置２００にあっては現像ローラ２０が高速で回転するためにブレード３０が受ける負荷が増大する傾向にあるため、ブレード３０と現像剤Ｔとの硬度を考慮することは重要である。
【００５０】
ブレード３０の硬度を上げる場合、高い硬度を有するブレード材料を使用してもよい。代替的に、ブレード３０は図３０及び図３１に示すブレード３０Ａに置換されて、その端部３２の全部又は一部に硬質メッキ処理層を形成してもよい。ここで、図３０は、ブレード３０の変形例としてのブレード３０Ａの概略平面図である。図３１は、図３０に示すＢ−Ｂ線に沿った断面図である。本実施例ではブレード３０Ａは、その端部３２の一部にクロムからなる１２μｍ以下、好ましくは、８μｍ以下の硬質メッキ処理層３８を有している。ブレード３０Ａは、図２１に示すフレーム４０に固定ネジ４４と保持板４２を介して固定され、固定ネジ３３が挿入されるネジ孔３１を有している。
【００５１】
クロムは硬度が高いだけではなく導電体であり、ブレード３０を介して電位をかけて現像剤Ｔに電荷を注入するためには硬質クロムメッキが好ましい。クロムはモース硬さ９.０を有する。例えば、外添剤はモース硬度７であり、クロムの代わりにダイヤモンドを使用してもよく、ダイヤモンドはモース硬さ１０.０を有する。
【００５２】
硬質メッキ処理層３８は、端部３２の一部に形成されれば十分である。端部３２の一部としたのはブレード３０の反りや変形を防止するためと、更に、電解メッキ法を用いてメッキを行う場合、ブレード３０全体に電解メッキを行うと、電荷が分散し硬質メッキ処理層にむらが発生し、更に、時間もかかるためコストアップになる。そのため、硬質メッキ処理層は、先端から１ｍｍ乃至５ｍｍ程度あれば、現像ローラ２０との接触箇所を保護することが可能である。そのため、電解メッキ法を用いてメッキを行う場合は、水溶液に、ブレード３０に先端部分のみ（硬質メッキ処理層を施したい先端から距離１ｍｍ乃至５ｍｍ）を浸漬することにより、メッキを施すことが可能となる。但し、製造の容易性、コストを考慮すると、この硬質メッキ処理層は、先端から３ｍｍが望ましい。ブレード３０の反りや変形、或いは、硬質メッキ処理層に厚さのむらはトナー層厚にむらを招く。また、硬質メッキ処理層の厚さを１２μｍ以下としたのはメッキ層が厚くなるとブレード３０が荒れて柔軟性がなくなるからである。
【００５３】
硬質メッキ処理層は、これに限定されるものではないが、例えば、電解メッキ方法によって形成することができる。電解メッキ方法とは、目的の金属イオンを含む水溶液中へ被処理体を浸漬し、これを還元反応が起こる電極のカソードとし、一方、適当な可溶性又は不溶性のアノード（酸化反応が起こる電極）との間に順方向直流電流を流し、被処理体の表面に目的金属の膜を電解析出するメッキ処理装置を利用する。まず、金属イオンを含むセルにブレード３０と直流電極板を対向させて浸漬し、ブレード３０に電極を取り付けてこれをカソード（負極）とし、電極板をアノード（正極）として順方向電流を流し、ブレード３０の表面にクロムなどの目的金属膜を電解析出するように制御部は電流を制御する。制御部は、ブレード３０の表面に析出皮膜されるメッキ層の厚さを通電後の経過時間、通電中の電流値などを測定することによって直接的又は間接的に知ることができる。通電後の経過時間や通電中の電流値によってメッキ層の厚さを検出する場合には予めシミュレーションによって得たデータを利用することができる。かかるシミュレーションは、金属イオンの濃度、水溶液の温度、湿度などのパラメータを考慮して行われることになるであろう。
【００５４】
図１６に、ブレード３０が、硬質メッキ層（厚さ２乃至５μｍ）を有する場合と硬質メッキ層を有さずに現像剤Ｔに含まれる無機微粒子（この場合は二酸化ケイ素）よりも硬度が低い場合とで長さＹの磨耗量を比較したグラフを示す。ここでは、ブレード材料は、ＪＧ−ＳＵＳ３０４−ＣＳＰ−３／４Ｈを使用している。同図に示すように、硬質メッキ層を有するブレード３０の長さＹは印刷枚数が増えても磨耗しないことが理解されるであろう。長さＹが磨耗しなければ現像剤層の規制性能は低下しないので長時間の高画質形成を維持することができる。
【００５５】
より具体的には、図１７乃至図２０に示すように、硬質メッキ層を有するブレード３０は、印刷枚数が増えても用紙上のトナー付着量、画像濃度及び現像ローラ２０上のトナー層電位が劣化せず、かぶりが生じないことが理解されるであろう。なお、画像濃度及びかぶりはＯ．Ｄ．メータで測定した。ここで、図１７は、ブレード３０が、硬質メッキ層を有する場合と硬質メッキ層を有さずに現像剤Ｔに含まれる無機微粒子よりも硬度が低い場合とで、印刷枚数と用紙上のトナー付着量との関係を比較したグラフである。図１８は、ブレード３０が、硬質メッキ層を有する場合と硬質メッキ層を有さずに現像剤Ｔに含まれる無機微粒子よりも硬度が低い場合とで、印刷枚数と画像濃度との関係を比較したグラフである。図１９は、ブレード３０が、硬質メッキ層を有する場合と硬質メッキ層を有さずに現像剤Ｔに含まれる無機微粒子よりも硬度が低い場合とで印刷枚数とかぶりとの関係を比較したグラフである。図２０は、ブレード３０が、硬質メッキ層を有する場合と硬質メッキ層を有さずに現像剤Ｔに含まれる無機微粒子よりも硬度が低い場合とで、印刷枚数と現像ローラ上のトナー層電位との関係を比較したグラフである。
【００５６】
ブレード(線）圧は、ブレードの板圧、ブレード支持部からローラ当接部までの距離に相当する自由長、たわみ量の３因子を変化させることによって数式１によって調整することができる。本実施例では、かかる数式１によって算出されたブレード圧を１０乃至１００ｇ／ｃｍの範囲で変化させて、最適な値を測定した。
【数１】
0003667591.tif 000007
ここで、Ｗはブレード圧の全荷重、δはたわみ量、Ｅは弾性係数、ｂはブレード幅、ｈは板厚、Ｌは自由長である。
【００５７】
本発明者らは、高品位画質を得るために均一な厚さのトナー層を現像ローラ２０上に安定して形成することを検討した。トナー層は薄すぎると画像濃度の低下と濃度のバラツキをもたらし、厚すぎると逆帯電性及び低帯電性トナーの割合が多くなり非画像部へのカブリが発生する。そして、本発明者らは、均一な厚さのトナー層の形成は、ブレード３０の端部３２の形状のみならず、現像ローラの表面粗さ、ブレード圧、トナー粒径及びトナー帯電量の４つのパラメータ（もっともこれらに限定されるものではないが）に依存すると共にこれらのパラメータは相関付けられて制御されるべきであると考えた。
【００５８】
本実施例では現像ローラ２０に樹脂ローラを用いて感光体ドラム２１０と接触させる接触型の現像方法が採用された。但し、本発明は現像ローラ２０と感光体ドラム２１０が接触する非接触型の現像方法を排除するものではない。
【００５９】
また、本実施例では、現像電圧バイアスとして、リセットローラ１０に−４２０Ｖの直流電圧を加え、現像ローラ２０に−３２０Ｖの直流電流を加えている。感光体ドラム２１０表面の電位は−６７０Ｖとし、露光された潜像部分の電位は−５０Ｖ程度であった。
【００６０】
現像剤Ｔは、リセットローラ１０と現像ローラ２０の接触ニップで摩擦して負極性（マイナス）に帯電され、静電気力である鏡像力と機械的力によって現像ローラ２０に供給されて付着する。現像ローラ２０上の現像剤Ｔは過剰に付着しているため、ブレード３０によって規制される。この時、上述したように、現像ローラ２０の表面粗さＲｚ、ブレード（線）圧Ｐｂ、現像剤Ｔの体積平均粒径Ｄ及び帯電量Ｖｔを含む因子によってトナー層厚ＴＬは制御され、数μｍ乃至１００μｍ程度まで変化できる。
【００６１】
所定の層厚に規定されたトナー層ＴＬは、現像ローラ２０から感光体ドラム２１０に搬送される。その後、現像剤Ｔは現像バイアス電圧によって感光体ドラム２１０の表面に形成された静電潜像に付着し、潜像はトナー像として可視化される。
【００６２】
上述の条件によってトナー層ＴＬの形成を行い、各条件がトナー層の形成状態及び画像品質に及ぼす影響を表６乃至表１１に示す。
【００６３】
表６は、現像ローラ２０の表面粗さを２μｍで一定とした場合の実験結果を示している。
【００６４】
【表６】
0003667591.tif 000008
表面粗さが比較的小さい場合、ブレード（線）圧Ｐｂを弱めても、トナー層厚ｄｔは薄く、よって画像濃度も薄い。最もブレード線圧Ｐｂの弱い条件（１１．０ｇｆ／ｃｍ）では、現像剤Ｔを規制しきれずにブレード３０のすり抜けが発生する。よって、ブレード線圧Ｐｂは少なくとも１５．０ｇｆ／ｃｍより高い荷重が好ましい。
【００６５】
トナー層ＴＬの形成は、トナー層厚ｄｔが１０μｍ未満になると不安定になり、画像濃度が低下するばかりでなく、ムラも生じることがあった。高品位の印字を達成するためには、トナー層厚ｄｔはトナー体積平均粒径Ｄの１．２倍以上あることが好ましい。
【００６６】
表７に、現像ローラ２０の表面粗さ（十点平均粗さ）Ｒｚを５μｍで一定とした場合の実験結果を示す。この条件では、良好なトナー層ＴＬを形成するブレード圧Ｐｂの範囲を比較的広く確保できることが判明した。
【００６７】
【表７】
0003667591.tif 000009
表８に、現像ローラ２０の表面粗さＲｚを８μｍで一定とした場合の実験結果を示す。この条件では、前述の表面粗さＲｚを５μｍにした場合と同様に比較的広い範囲でトナー層ＴＬの形成が行うことができた。５μｍのときより画像濃度の良好範囲が拡大した。また、ブレード圧が５０ｇｆ／ｃｍのときには、画像濃度が良好であったので、連続印字試験を行った。その結果、１６時間後にブレード融着が発生した。ブレード融着とは、ブレード及びトナーに熱が発生し、その熱によってトナーが融解し、ブレードに接着してしまうことをいう。この原因としては、ブレード圧Ｐｂが高すぎることで、現像剤Ｔへのストレスが増加したためである。
【００６８】
【表８】
0003667591.tif 000010
表９に、現像ローラ２０の表面粗さＲｚを１２μｍで一定とした場合の実験結果を示す。表面粗さＲｚが最も高いこの条件では、トナー層厚ｄｔは厚くなりやすく、カブリが生じやすい結果が得られた。このカブリを抑制するためには、ブレード圧Ｐｂを高めなくてはいけないが、ブレード圧Ｐｂが上昇すると前述した融着が発生しやすくなってしまうという問題を有する。また、表には表されていないが、Ｒｚが１２μｍ以上になると、画像に白点が表れ、肌荒れのような画質となる。
【００６９】
【表９】
0003667591.tif 000011
表１０に、比較的安定して均一な厚さのトナー層を形成できた８μｍの表面粗さＲｚを有する現像ローラ２０を使用して、比較的帯電の低い現像剤Ｔを使用した場合の実験結果を示す。現像剤Ｔの帯電が低い場合、トナー層厚ｄｔは厚く、画像濃度が高かった。ブレード圧Ｐｂが１０ｇｆ／ｃｍと低い場合は、表７と同様に、すり抜けが多く生じた。
【００７０】
【表１０】
0003667591.tif 000012
表１１に、比較的安定して均一な厚さのトナー層を形成できた８μｍの表面粗さＲｚを有する現像ローラ２０を使用して、比較的帯電の高いトナーを使用した場合の実験結果を示す。トナーの帯電が高い場合、トナー層厚ｄｔは薄く、カブリの発生が生じにくかった。また、ブレード３０のすり抜けも多く、この原因は現像剤Ｔの帯電が高いために、現像ローラ２０に付着しにくいためである。換言すれば、鏡像力が低いということである。
【００７１】
【表１１】
0003667591.tif 000013
ここで、体積平均粒径Ｄは４乃至１２μｍ、好ましくは約８μｍである。４μｍ未満のトナーは現状では存在しないためであり、１２μｍより大きいトナーは画像品質上解像度低下につながるからである。トナー層厚の電位Ｖｔは−１５乃至−４０Ｖである。−４０Ｖ未満ではトナー層厚が厚くなり、トナー規制不良によるすり抜けが発生し、−１５Ｖを超えると現像効率が低下するからである。現像ローラの表面粗さＲｚは５乃至１２μｍである。５μｍ未満ではトナー層厚が薄くなりやすく、１２μｍを超えるとトナー層厚が厚くなってカブリが発生するとともに、画像に白点が表れ、いわゆるはだあれするからである。ブレード線圧Ｐｂは１５乃至４５ｇ／ｃｍである。１５ｇ/ｃｍ未満であるとすり抜けが発生しやすく、４５ｇ/ｃｍを超えるとブレード融着が発生し易くなるからである。
【００７２】
本実施例によれば、高加工精度、低製造コスト、高特性安定性の金属製現像ローラ２０及びブレード３０を使用することにより、均一な厚さのトナー層を現像ローラ２０に安定して形成することができる。トナー層の均一性の測定には、例えば、キーエンス社製のレーザースキャンマイクロを使用することができる。この結果、画像濃度の低下、非画像部へのカブリの低減、トナーのブレードすり抜け、高ストレスによるトナーのブレードへの融着及びトナー帯電性劣化を防止することにより高品位画質を得ることができる。本実施例に拠れば、トナーの体積平均粒径は８.０μｍであって、好ましいトナー層厚は１０乃至１８μｍであり、より好ましくは１２乃至１６μｍである。
【００７３】
融着の評価としては、現像ローラ２０を空回し、１６時間経た後も融着しない状態を良好とした。ブレード圧は、１５乃至４５ｇｆ／ｃｍであり、好ましくは、２０乃至４０ｇｆ／ｃｍである。
【００７４】
本発明の例示的一態様としての画像形成装置２００は、図１に示すように、現像装置１００と、感光体ドラム２１０と、前帯電器２２０と、露光部２３０と、転写ローラ２５０とを有する。その他、感光体ドラム２１０は回転可能なドラム状の導体支持体上に感光性の誘電体層を有する構造を持ち、帯電器２２０によって均一に帯電されている。例えば、感光体ドラム２１０はアルミドラム上に機能分離型有機感光体を厚さ約２０μｍに塗布したＯＰＣであり、その外径は、例えば、３０ｍｍで矢印方向に周速度７２.８ｍｍ／ｓで回転する。
【００７５】
前帯電器２２０はブラシローラ帯電器であり、感光体ドラム２１０表面を約−６７０Ｖに一様に帯電する。前帯電気２２０には印加電圧ＤＣ−６４５ＶとＡＣ１１５０Ｖp-pの電荷が付与される。次に、露光部２３０によって印字原に即した０．２４ｍｗのレーザ光が感光体ドラム２１０に結像される。この時、感光体ドラム２１０が均一に帯電が施されているうちで、光によって結像された部分の帯電状態は前記導体支持の効果によって中和され消失し（例えば、−５０Ｖ）、原稿の明暗の対する帯電パターンである潜像を形成する。この潜像は現像装置１００により可視化されてトナー像になる。
【００７６】
現像装置１００では、感光体ドラム２１０と接触した現像ローラ２０が感光体ドラム２１０の周速の１．１５倍の周速で同方向に回転し、リセットローラ１０から供給される現像剤Ｔをブレード３０が規制しながら現像ローラ２０上にトナー層を形成する。本実施例の現像装置１００は現像ローラ２０上に均一な厚さのトナー層を安定して形成することができる。トナーはリセットローラ１０、現像ローラ２０及びブレード３０による摺動摩擦によりマイナスに帯電している。
【００７７】
バイアス電源５０によって現像装置１００のリセットローラ１０には−４２０Ｖ、現像ローラ２０には−３２０Ｖが印加されている。その後、現像ローラ２０に形成されたトナー層は、現像ローラ２０に印加されている現像バイアス電圧により感光体ドラム２１０の静電潜像領域に付着して現像が行われる。現像に寄与しなかったトナーは現像ローラ２０の下方において逆方向に回転しているリセットローラ１０で剥ぎ取られて、リセットローラ３０の下方部を通ってフレーム４０内に戻される。こうして得られた感光体ドラム２１０上のトナー像は、転写ローラ２４０位置において、搬送路ＰＰに沿って図示しない搬送ローラによってタイミング良く送られてきた印刷用紙に転写される。残余している感光体ドラム２１０上のトナーはクリーナー２５０によって回収される。印字された印刷用紙は図示しない定着部を通過して定着されて排出される。
【００７８】
図２１に示すように、ブレード３０が破線で示す現像ローラ２０取付前と実線で示す現像ローラ２０取付後との間の距離はＡである。ここで、図２１は図１に示すブレード３０付近の部分拡大図である。ブレード３０は、フレーム４０と保持板４２とに挟持され、更に、固定ネジ４４でフレーム４０に対して固定されている。かかる距離Ａと印刷用紙に形成される画質との関係を図２２乃至図２３及び表１２に示す。ここで、図２２は、距離Ａと定着前の用紙上のトナー付着量（転写効率９０％）との関係を示すグラフである。図２３は、距離ＡとＯ．Ｄ．メータで測定された画像濃度との関係を示すグラフである。図２４は、距離Ａと用紙上のＯ．Ｄ．メータで測定されたかぶりとの関係を示すグラフである。図２２乃至図２４に示すように、距離Ａ２.０ｍｍを軸に±０.２ｍｍが安定している範囲であることが理解されるであろう。
【００７９】
【表１２】
0003667591.tif 000014
ブレード３０の端部３２の曲線の高さＸ及び長さＹと印刷用紙に形成される画質との関係を図２５乃至図２７及び表１３乃至表１５に示す。ここで、図２５及び表１３は、板厚ｔ＝０.０８ｍｍにおける高さＸ及び長さＹと定着前の用紙上のトナー付着量（転写効率９０％）との関係を示す。図２６及び表１４は、板厚ｔ＝０.１０ｍｍにおける高さＸ及び長さＹと定着前の用紙上のトナー付着量（転写効率９０％）との関係を示す。図２７及び表１５は、板厚ｔ＝０.１２ｍｍにおける高さＸ及び長さＹと定着前の用紙上のトナー付着量（転写効率９０％）との関係を示すグラフである。上述したように、高さＸと長さＹとは図３乃至図５に示す関係が成立する。理解されるように、図３乃至図５に示す関係が成立する高さＸと長さＹに対しては板厚別に用紙上のトナー付着量は比例関係を示す。
【００８０】
【表１３】
0003667591.tif 000015
【００８１】
【表１４】
0003667591.tif 000016
【００８２】
【表１５】
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以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はその要旨の範囲内で様々な変形及び変更が可能である。例えば、本発明は接触型非磁性一成分現像方法に限定されるものではなく、非接触型非磁性一成分現像方法にも適用可能である。また、本発明は非磁性二成分現像剤や磁性現像剤への適用を妨げるものではない。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のプレス成形用金型及びブレード製造方法は、実験的に、基部と所望の曲面状端部とを有して現像剤の層厚を規制するのに使用可能な本発明のブレードを製造することができる。例えば、これらの金型の一又は複数は、ブレード端部の高さと長さとの間に前記基部の厚さ別にほぼ一定の関係が成立するブレード、端部の長さと金型の第２の角度との間にブレード材料の硬度に拘らずほぼ一定の関係が成立するブレード、及び／又は、端部の長さと第２の角度との間にブレードの基部の厚さ別にほぼ一定の関係が成立するブレードを製造することができる。当該ブレードを有する本発明の現像装置や、当該現像装置を有する本発明の画像形成装置も前記ブレードの作用を奏することができる。所望の現像剤の層厚を形成するために必要な形状及び寸法を有するブレードを信頼性よく製造することができるので、高品位画像形成に寄与する。
【００８４】
本発明の別の例示的一態様としての現像装置や画像形成装置は、ブレードが無機微粒子によりも硬くて磨耗しないため現像ローラ上には所定の現像剤層を維持することができる。ブレードが形成する現像剤層は経時的に不均一になったり層厚が増加したりしないので、高品位画像を長期間維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の現像装置及び画像形成装置の要部断面図である。
【図２】  図１に示す現像装置のブレードと現像ローラとの関係を示す拡大模式断面図である。
【図３】  板厚ｔが０.０８ｍｍの場合の図１に示すブレードの端部の曲線の高さＸと長さＹとの関係を示すグラフである。
【図４】  板厚ｔが０.１０ｍｍの場合の図１に示すブレードの端部の曲線の高さＸと長さＹとの関係を示すグラフである。
【図５】  板厚ｔが０.１２ｍｍの場合の図１に示すブレードの端部の曲線の高さＸと長さＹとの関係を示すグラフである。
【図６】  図１に示すブレードを製造するためのプレス成形用金型の概略断面図である。
【図７】  図６に示すプレス成形用金型の一部拡大断面図である。
【図８】  θ1＝θ2＋２°、板厚ｔ＝０.１０ｍｍ、ブレード材料の硬度ＨＶ＝３４０度、クリアランス＝０.０１ｍｍの場合に、図２に示すブレードの端部の曲線の高さＸと図７に示す金型のパンチ角度θ2との関係を示すグラフである。
【図９】  θ1＝θ2＋２°、板厚ｔ＝０.１０ｍｍ、ブレード材料の硬度ＨＶ＝３４０度、クリアランス＝０.０１ｍｍの場合に、図２に示すブレードの端部の曲線の長さＹと図７に示す金型のパンチ角度θ2との関係を示すグラフである。
【図１０】  θ1＝θ2＋２°、板厚ｔ＝０.１０ｍｍ、ブレード材料の硬度ＨＶ＝３４０度、クリアランス＝０.０１ｍｍの場合に、図２に示すブレードの端部の曲線の曲率半径Ｒと図７に示す金型のパンチ角度θ2との関係を示すグラフである。
【図１１】  θ1＝θ2＋２°、板厚ｔ＝０.１０ｍｍ、クリアランス＝０.０１ｍｍの場合に、図２に示すブレードの端部３４の曲線の高さＸと図７に示す金型のパンチ角度θ2との関係を示すグラフである。
【図１２】  θ1＝θ2＋２°、板厚ｔ＝０.１０ｍｍ、クリアランス＝０.０１ｍｍの場合に、図２に示すブレードの端部３４の曲線の長さＹと図７に示す金型のパンチ角度θ2との関係を示すグラフである。
【図１３】  従来のブレード製造方法により製造されるブレードの端部の曲線の高さＸとダイとパンチとのクリアランスとの関係をブレード材料の硬度別に示すグラフである。
【図１４】  ブレード材料の硬度ＨＶ＝３４０度、クリアランス＝０.０１ｍｍでブレードの板厚ｔが異なる場合に、図２に示すブレードの端部の高さＸと図７に示す金型のパンチ角度θ2との関係を示すグラフである。
【図１５】  ブレード材料の硬度ＨＶ＝３４０度、クリアランス＝０.０１ｍｍでブレードの板厚ｔが異なる場合に、図２に示すブレードの端部の長さＹと図７に示す金型のパンチ角度θ2との関係を示すグラフである。
【図１６】  図１に示すブレードが、硬質メッキ層を有する場合と硬質メッキ層を有さずに現像剤Ｔに含まれる無機微粒子よりも硬度が低い場合とで長さＹの磨耗量を比較したグラフである。
【図１７】  図１に示すブレードが、硬質メッキ層を有する場合と硬質メッキ層を有さずに現像剤Ｔに含まれる無機微粒子よりも硬度が低い場合とで、印刷枚数と用紙上のトナー付着量との関係を比較したグラフである。
【図１８】  図１に示すブレードが、硬質メッキ層を有する場合と硬質メッキ層を有さずに現像剤Ｔに含まれる無機微粒子よりも硬度が低い場合とで、印刷枚数と画像濃度との関係を比較したグラフである。
【図１９】  図１に示すブレードが、硬質メッキ層を有する場合と硬質メッキ層を有さずに現像剤Ｔに含まれる無機微粒子よりも硬度が低い場合とで印刷枚数とかぶりとの関係を比較したグラフである。
【図２０】  図１に示すブレードが、硬質メッキ層を有する場合と硬質メッキ層を有さずに現像剤Ｔに含まれる無機微粒子よりも硬度が低い場合とで、印刷枚数と現像ローラ上のトナー層電位との関係を比較したグラフである。
【図２１】  図１に示すブレード３０付近の部分拡大図である。
【図２２】  図２１に示す距離Ａと用紙上のトナー付着量との関係を示すグラフである。
【図２３】  図２１に示す距離Ａと画像濃度との関係を示すグラフである。
【図２４】  図２１に示す距離Ａと用紙上のＯ．Ｄ．メータで測定されたかぶりとの関係を示すグラフである。
【図２５】  板厚ｔ＝０.０８ｍｍにおける高さＸ及び長さＹと用紙上のトナー付着量との関係を示すグラフである。
【図２６】  板厚ｔ＝０.１０ｍｍにおける高さＸ及び長さＹと用紙上のトナー付着量との関係を示すグラフである。
【図２７】  板厚ｔ＝０.１２ｍｍにおける高さＸ及び長さＹと用紙上のトナー付着量との関係を示すグラフである。
【図２８】  従来のブレードの曲率と規制されるトナー層の関係を示す概略断面図であり、ブレードが異なる３つの曲率を有する端部を有する場合を示している。
【図２９】  従来のブレードの概略部分拡大断面図である。
【図３０】  図１に示すブレードの変形例の概略平面図である。
【図３１】  図３０に示すＢ−Ｂ線に沿った拡大断面図である。
【符号の説明】
１０            リセットローラ
２０            現像ローラ
３０            ブレード
４０            フレーム
５０            バイアス電源
１００          現像装置
２００          画像形成装置
２１０          感光体ドラム
２２０          帯電器
２３０          露光部
２４０          転写ローラ
２５０          クリーニング部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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