(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に現像剤を担持しながら回転して静電潜像担持体上へ搬送して潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体によって担持される現像剤の厚さを規制して現像剤の層を現像剤担持体上に形成する層形成部材とを有する現像装置において、
層形成部材が現像剤担持体と当接する位置から上流側の現像剤担持体に面する側の層形成部材の面の表面粗さをその当接位置から下流側の面の表面粗さより小さくしたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記層形成部材のエッジで現像剤担持体に当接していることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記層形成部材の現像剤担持体に対する当接位置よりも上流の面に下流に向かって落ちる段差が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の現像装置。
【請求項４】
前記層形成部材の現像剤担持体に対する当接位置よりも上流の面の表面粗さＲａが０．０５μｍ〜０．１５μｍの範囲にあり、その当接位置よりも下流の面の表面粗さＲａが０．１５μｍ〜０．５μｍの範囲にあることを特徴とする請求項１から３の何れか１項記載の現像装置。
【請求項５】
前記段差は前記当接位置から上流側の０．５〜３ｍｍの範囲内に設けられ、前記段差の深さは０．０５〜０．２ｍｍの範囲内にあることを特徴とする請求項３又は４記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、あるいはプリンタ等の電子写真方式をとる画像形成装置に関し、特に、乾式現像装置の現像ローラ上にトナーの薄層を形成する層形成部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
乾式トナー（現像剤）を用いる現像装置においては、現像ローラ（現像剤担持体）に弾性体ブレードからなる層形成部材を当接させてトナーを摩擦帯電させると共に、現像ローラ上にトナーの単粒子層を形成し、その現像ローラを静電潜像担持体（感光体）に接触あるいは近接させることにより静電潜像を現像して顕像化している。
【０００３】
従来、弾性体ブレードの現像ローラに当接する位置から上流の面に粗面化処理をして凹凸を形成してその部分でトナーに搬送抵抗力を与えるようにすることにより、上記当接位置に近づくにつれてトナーの層厚を徐々に薄くして弾性体ブレードの凹凸部より下流の粗面化処理をしていない部分でトナーの層厚を均一な単粒子層にするものが、特開昭６０−３３５７８号において提案されている。
【０００４】
また、弾性体ブレードの当接位置の表面粗さＲａを０．３〜３μｍの範囲にすることにより、十分な帯電量を確保すると共に、均一なトナー層を形成するものが、特開昭６２−２４２９７５号において提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来技術においては、現像ローラのトナー搬送面上周方向に濃淡のムラが発生し、トナー層の膜厚が不均一になったり、トナーの帯電性が悪いといった問題点があった。
【０００６】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、長期間画像形成動作を続けても画像劣化の発生がない層形成部材を備えた現像装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の現像装置は、表面に現像剤を担持しながら回転して静電潜像担持体上へ搬送して潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体によって担持される現像剤の厚さを規制して現像剤の層を現像剤担持体上に形成する層形成部材とを有する現像装置において、
層形成部材が現像剤担持体と当接する位置から上流側の現像剤担持体に面する側の層形成部材の面の表面粗さをその当接位置から下流側の面の表面粗さより小さくしたことを特徴とするものである。
【０００８】
この場合に、層形成部材はそのエッジで現像剤担持体に当接するものであることが望ましい。
【０００９】
また、層形成部材の現像剤担持体に対する当接位置よりも上流の面に下流に向かって落ちる段差を設けることが望ましい。
【００１０】
なお、層形成部材の現像剤担持体に対する当接位置よりも上流の面の表面粗さＲａは、０．０５μｍ〜０．１５μｍの範囲にあり、その当接位置よりも下流の面の表面粗さＲａは、０．１５μｍ〜０．５μｍの範囲にあることが望ましい。
【００１１】
また、段差は当接位置から上流側の０．５〜３ｍｍの範囲内に設けられ、段差の深さは０．０５〜０．２ｍｍの範囲内にあることが望ましい。
【００１２】
以下、上記本発明の現像装置の構成と作用を図面を参照にして説明する。
【００１３】
図２に本発明の現像装置１０の構成を示す。感光体（潜像担持体）２０の周りには、その回転方向に沿って、不図示の帯電手段、露光手段が設けられ、現像装置１０、不図示の、転写装置、及び、クリーニング手段が配置されている。
【００１４】
帯電手段は、感光体２０の外周面に当接して外周面を一様に帯電させる。一様に帯電した感光体２０の外周面には、露光手段によって所望の画像情報に応じた選択的な露光がなされ、この露光によって感光体２０上に静電潜像が形成される。
【００１５】
現像装置１０には、現像剤担持体（現像ローラ）２と、その現像剤担持体２表面に現像剤（トナー）を供給する供給部材５と、現像剤担持体２表面に担持されている現像剤を摩擦帯電させると共に、その現像剤の厚さを規制して現像剤担持体２上に現像剤の単粒子層を形成する層形成部材（弾性体ブレード）１とが配置されて構成されている。
【００１６】
図１は、層形成部材１が現像剤担持体２に当接する位置近傍の拡大図であり、層形成部材１が現像剤担持体２と当接する位置Ｅから上流側の現像剤担持体に面する側の層形成部材１の面Ｓ1 の表面粗さは、その当接位置Ｅから下流側の面Ｓ2 の表面粗さより小さく平滑に仕上げられており、下流側の面Ｓ2 の表面は相対的に粗く仕上げられている。
【００１７】
このような構成の作用を説明すると、層形成部材１と現像剤担持体２のニップ部Ｅに至る前の現像剤担持体２の搬送面上には、通常トナー（現像剤）３の搬送ムラがあるが、層形成部材１の下流側の面Ｓ2 はある程度表面粗さが粗いので、現像剤担持体２上のトナー３の層の厚みに応じて層形成部材１の下流側の面Ｓ2 に付着する現象が発生し、層形成部材１の下流側の面Ｓ2 に付着したトナー３は見かけ上層形成部材１の一部のように働き、トナー３の層の厚みを規制する作用がその分強くなり、トナー搬送量の多い部分をより規制することになり、したがって、結果的にトナー搬送ムラがあっても現像剤担持体２の搬送面上のトナー３の層が自己補償的に均一になるという特性がある。このように、上流側の面Ｓ1 で均一にし切れなかったトナー層を下流側の面Ｓ2 において均一にすることができるためには、その面Ｓ2 にトナー３がある程度付着できるように粗くすることが望ましい。その表面粗さＲａは、０．１５μｍ〜０．５μｍの範囲にあることが望ましい。
【００１８】
また、層形成部材１の上流側の面Ｓ1 は、トナー３の固定層が生じてその面にトナーのフィルミングを発生させないように滑らかにした方が、層形成部材１を長期に安定して使用することができる。この上流側の面Ｓ1 の表面粗さＲａは、０．０５μｍ〜０．１５μｍの範囲にあることが望ましい。
【００１９】
また、層形成部材１は、後記の図５に示すように、そのエッジで現像剤担持体２に当接するようにすれば、層形成部材１と現像剤担持体２のニップの幅（搬送方向の長さ）を小さくすることでき、線圧が高まるため、トナー搬送面をより均一にできる。
【００２０】
また、図３に示すように、当接位置Ｅよりも上流の面Ｓ1 に下流に向かって落ちる（現像剤担持体２との距離が大ききなる）段差４を設けると、トナー３には図に矢印で示す通り段差４を境目として逆方向の流れ（渦）が形成され、その流れが当接位置Ｅに進行して行くトナー３の量が制限されるため、層形成部材１を浮かせようとする力が弱まり、より安定にトナー層が形成できる。また、その流れ（渦）によって上流の面Ｓ1 にトナーが固着してフィルミングを発生させることがより起こり難くなり、長期間画像形成動作を続けても均一な搬送面を形成し続けることが可能となる。
【００２１】
ここで、層形成部材１の上流側の段差４は、当接位置Ｅから距離０．５〜３ｍｍの範囲内にあることが望ましい。また、段差４の深さは０．０５ｍｍ以上の深さであることが望ましく、それ以下である場合は、現像剤３の流れを変化させ作用がないために効果がない。しかし、この段差が大きすぎると、段差４部分がトナー３の流れが滞留する部分になり、トナー３の固定層が発生しやすくなるため、０．２ｍｍ以下が望ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の現像装置を用いた画像形成装置の実施例と比較例について説明する。
【００２３】
（実施例１）
図４に本発明の１実施例の現像装置１０を用いた画像形成装置の要部の構成を示す。感光体２０の周りには、その回転方向に沿って、不図示の帯電手段、露光手段が設けられ、現像装置１０、不図示の、転写装置、及び、クリーニング手段が配置されている。
【００２４】
帯電手段は、潜像担持体２０の外周面に当接して外周面を一様に帯電させる。一様に帯電した潜像担持体２０の外周面には、露光手段によって所望の画像情報に応じた選択的な露光がなされ、この露光によって潜像担持体２０上に静電潜像が形成される。
【００２５】
現像装置１０には、現像室６と、メインホッパ７と、メインホッパ７の現像室６と反対側に設けられ、不図示のトナーカートリッジから現像剤を補給する現像剤補給口９とからなり、現像室６には、現像剤担持体２と、その現像剤担持体２表面に現像剤を供給する供給部材５と、現像剤担持体２表面に担持されている現像剤の厚さを規制して現像剤の層を現像剤担持体２に形成する層形成部材１とが配置され、現像剤担持体２と供給部材５は相互に接触して図示の方向に回転しており、現像剤担持体２には現像電源からの現像バイアス電圧が、供給部材５には供給電源からの供給バイアス電圧がそれぞれ印加されており、供給部材５の回転により摩擦帯電された現像剤は供給部材５から現像剤担持体２へ供給され、その表面に担持されている現像剤層の厚さは現像剤担持体２と当接している層形成部材１で規制されると共に、現像剤担持体２表面に担持されている現像剤はさらなる摩擦帯電を受ける。
【００２６】
メインホッパ７内には、現像剤補給口９を介して不図示のトナーカートリッジから補給された現像剤を攪拌して流動性の高い状態に保ったまま現像室６へと搬送するアジテータ８が配置されており、現像剤を現像室６へと搬送している。
【００２７】
潜像担持体２０上の静電潜像は、現像装置１０の現像剤担持体２が潜像担持体２０表面に接触して後記の一成分非磁性トナーが付与されて現像される。
【００２８】
現像装置１０中の現像剤担持体２は、アルミニウムローラ表面にショットブラストを施してＲｚ４〜５μｍ程度の凹凸を形成した後、Ｎｉメッキ処理を行ったものを使用している。供給部材５はウレタンスポンジをローラ状に形成してなるものであり、現像剤担持体２に圧接して配置し、図４に示すように、現像剤担持体２に対して反対方向に一定の周速比で回転させている。
【００２９】
潜像担持体２０は、ＯＰＣからなるものである。
【００３０】
潜像担持体２０の周速は１８０ｍｍ／ｓｅｃ、現像剤担持体２の周速は３６０ｍｍ／ｓｅｃ、供給部材５の周速は１８０ｍｍ／ｓｅｃである。
【００３１】
現像剤としては、ポリエステル系樹脂に顔料を分散させ、粉砕して作製した一成分非磁性トナーを用いている。
【００３２】
本実施例においては、潜像担持体２０の非画像部の表面電位を−７００Ｖ、画像部の表面電位を−５０Ｖ、現像バイアス電圧を−３００Ｖ、供給バイアス電圧を−５００Ｖとして用いている。
【００３３】
本実施例の層形成部材１は、図１に断面を示す通り、ゴム板を金属片に接着・固定した後、現像剤担持体２に対して所望量撓みをもって当接するように付設して使用している。ゴム板の材質はウレタンゴムであり、ゴム塊を所望の形状に切断機によりカットした後に、現像剤担持体２と当接部分を研削して作製している。
【００３４】
ゴム板の当接部分の表面粗さは、研削工程に使用する砥石の粗さ、研削速度、研削圧力を変化させることにより任意に作製することができ、本実施例の層形成部材１は、砥石の粗さは＃１２００、研削速度２０ｍｍ／ｓｅｃ、研削圧力を５ｇ／ｃｍとして研削後、砥石を粗さ＃１５００に変更し、その他の条件は同一として下流側のみを研削して作製した。このように作製した層形成部材１は、当接位置Ｅより上流側の面Ｓ1 の表面粗さはＲａ＝０．０７μｍ、下流側の面Ｓ2 の表面粗さはＲａ＝０．３５μｍである。
【００３５】
このような層形成部材１を用いて、図４の現像器１０を構成後、画像形成を行ったところ、初期においてカブリのない良好な画像を形成することができた。層形成部材１の下流側の面Ｓ2 を観察したところ、層形成部材１の上流の供給部材５の表面凹凸によりトナー層厚が厚くなる位置に対応する部分にトナーの付着があり、現像剤担持体２上の搬送面は均一で良好になっていた。
【００３６】
さらにこの現像装置を用いて連続して画像形成を行ったところ、１２万枚印字しても、初期と同様の品質の画像が得られた。１２万枚印字後の層形成部材１を観察したところ、下流側の面Ｓ2 に供給部材５の表面凹凸によりトナー層厚が厚くなる箇所にトナーの付着がみられ、その位置は初期と全く変わっていなかった。
【００３７】
（比較例１）
層形成部材１の表面粗さを砥石の粗さを実施例１と全く逆にして、下流側の面Ｓ2 を小さく、上流側の面Ｓ1 を大きくさせて層形成部材１を作製し、実施例１と同様の画像形成評価を行った。層形成部材１の表面粗さは、上流側の面Ｓ1 がＲａ＝０．４μｍ、下流側の面Ｓ2 はＲａ＝０．０７μｍであった。
【００３８】
このような現像装置を用いて画像形成を行ったところ、初期においては良好であったが、連続して行うと１０００枚にて画像上タテ方向に白スジが発生した。このときの層形成部材１を分解して観察したところ、当接位置近傍の上流側にトナーフィルミングを発生しており、現像剤担持体２と層形成部材１の当接位置を遮ってトナーが搬送されないために、白スジとなっていた。
【００３９】
（実施例２）
図５に示す通り、層形成部材１を現像剤担持体２に対してエッジ当接するような構成とし、それ以外は実施例１と同一条件で画像形成評価を行った。層形成部材１は図５に示す通り、剛体金属板１２に先端にゴムチップ１１を付設してなり、剛体金属板１２として厚み１．５ｍｍのステンレス板、ゴムチップ１１としてウレタンゴムを使用している。先端のウレタンゴムは、射出成形により剛体金属板１２に成形しており、射出成形後、現像剤担持体２と接するエッジ部分を研削し、Ｒ形状に作成している。層形成部材１の表面粗さは、研削工程に使用する砥石の粗さを変化させて作製しており、上流側の面Ｓ1 の表面粗さをＲａ＝０．０８μｍ、下流側の面Ｓ2 の表面粗さをＲａ＝０．１５μｍとしている。層形成部材１は、当接位置に半径５５μｍのＲを形成しており、Ｒ部が現像剤担持体２の稜線に４０ｇ／ｃｍの線圧力で当接するよう固定して、現像装置を構成した。
【００４０】
このような現像装置により画像形成を行ったところ、初期において均一な搬送面が形成できており、極めて良好な画像を形成できた。層形成部材１の下流側の面Ｓ2 を観察したところ、層形成部材１の上流の供給部材５の表面凹凸によりトナー層厚が厚くなる位置に対応する部分にトナーの付着があり、現像剤担持体２上の搬送面は均一で良好になっていた。
【００４１】
さらに連続して画像形成を行ったところ、長期にわたり安定して良好な画像を形成でき、１５万枚印字しても画像は変化しなかった。１５万枚印字後の層形成部材１を観察したところ、下流側の面Ｓ2 に供給部材５の表面凹凸によりトナー層厚が厚くなる箇所にトナーの付着がみられ、その位置は初期と全く変わっていなかった。
【００４２】
（実施例３）
実施例２の現像装置と同様の構成で、図６に示す通り、層形成部材１は、現像剤担持体２との当接位置Ｅから１．５ｍｍ位置に深さ０．１ｍｍの段差４を設けたものを使用し、実施例２と同様の画像形成評価を行った。
【００４３】
層形成部材１の段差は、ウレタンゴム成形時の金型により作製した。層形成部材１の現像剤担持体２との当接部付近の表面粗さは、実施例２と全く同様である。
【００４４】
このような現像装置により画像形成を行ったところ、初期において均一な搬送面が形成できており、極めて良好な画像を形成できた。層形成部材１の下流側の面Ｓ2 を観察したところ、層形成部材１の上流の供給部材５の表面凹凸によりトナー層厚が厚くなる位置に対応する部分にトナーの付着があり、現像剤担持体２上の搬送面は均一で良好になっていた。
【００４５】
さらに連続して画像形成を行ったところ、２０万枚印字しても全く初期に対して変化のない良好な画像が得られた。２０万枚印字後の層形成部材１の下流側の面Ｓ2 には、供給部材５の表面凹凸によりトナー層厚が厚くなる箇所に対応してトナーの付着がみられ、その位置は初期と全く変わっていなかった。
【００４６】
以上、本発明の現像装置を実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
【００４７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の現像装置によると、層形成部材が現像剤担持体と当接する位置から上流側の現像剤担持体に面する側の層形成部材の面の表面粗さをその当接位置から下流側の面の表面粗さより小さくいているので、下流側の面はその表面粗さにより、現像剤搬送ムラがあっても現像剤担持体の搬送面上の現像剤の層が自己補償的に均一になるという特性があり、上流側の面で均一にし切れなかった現像剤層を下流側の面において均一にすることができる。また、上流側の面はより滑らであるため、現像剤の固定層が生じてその面に現像剤フィルミングが発生しない。そのため、長期間画像形成動作を続けても、均一な現像剤の搬送面を形成し続けることが可能となり、画像劣化の発生が起きない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の現像装置の層形成部材が現像剤担持体に当接する位置近傍の拡大図である。
【図２】本発明の現像装置の概略の構成を示す図である。
【図３】本発明の現像装置の別の形態の層形成部材が現像剤担持体に当接する位置近傍の拡大図である。
【図４】本発明の１実施例の現像装置を用いた画像形成装置の要部の構成を示す図である。
【図５】実施例２の現像装置の層形成部材が現像剤担持体に当接する位置近傍の拡大図である。
【図６】実施例３の現像装置の層形成部材が現像剤担持体に当接する位置近傍の拡大図である。
【符号の説明】
１…層形成部材（弾性体ブレード）
２…現像剤担持体（現像ローラ）
３…現像剤
４…段差
５…供給部材
６…現像室
７…メインホッパ
８…アジテータ
９…現像剤補給口
１０…現像装置
１１…ゴムチップ
１２…剛体金属板
２０…感光体（潜像担持体）
Ｅ…層形成部材と現像剤担持体との当接位置
Ｓ1 …上流側の面
Ｓ2 …下流側の面
【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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