(57)【要約】【課題】より均一且つ安定した現像剤層を現像剤担持体上に形成し、安定して高画質画像を形成することを可能とする現像剤規制部材、現像装置、カートリッジ及び画像形成装置を提供する。【解決手段】現像剤を担持して搬送する現像剤担持体４３に当接して現像剤担持体４３上の現像剤の量を規制する現像剤規制部材４５は、現像剤担持体４３と当接する当接部Ｐと、当接部Ｐよりも現像剤担持体４３の表面移動方向上流側に位置する現像剤規制部材４５の一端縁であり現像剤担持体４３の表面に非接触の現像剤取込部Ｑと、を有し、当接部Ｐと現像剤取込部Ｑとの間に段差が設けられている構成とする。【選択図】図３
2006251730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を担持して搬送する現像剤担持体に当接して前記現像剤担持体上の現像剤の量を規制する現像剤規制部材において、
前記現像剤担持体と当接する当接部と、前記当接部よりも前記現像剤担持体の表面移動方向上流側に位置する前記現像剤規制部材の一端縁であり前記現像剤担持体の表面に非接触の現像剤取込部と、を有し、前記当接部と前記現像剤取込部との間に段差が設けられていることを特徴とする現像剤規制部材。
【請求項２】
前記当接部と前記現像剤取込部との間の、前記現像剤担持体の表面に沿った方向の長さは、０．３ｍｍ以上２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の現像剤規制部材。
【請求項３】
前記当接部と前記現像剤取込部との間の、前記現像剤担持体の表面に沿った方向の長さは、０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の現像剤規制部材。
【請求項４】
前記当接部と前記現像剤取込部との間に設けられた段差の、前記現像剤担持体の表面に対し垂直方向の高さは、０．３ｍｍ以上２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の現像剤規制部材。
【請求項５】
前記当接部と前記現像剤取込部との間に設けられた段差の、前記現像剤担持体の表面に対し垂直方向の高さは、０．７ｍｍ以上１．８ｍｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の現像剤規制部材。
【請求項６】
前記現像剤規制部材は、少なくとも前記当接部が弾性体からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の現像剤規制部材。
【請求項７】
静電像を担持した像担持体に現像剤を供給する現像装置において、少なくとも現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に当接して前記現像剤担持体上の現像剤の量を規制するための請求項１〜６のいずれかの項に記載の現像剤規制部材と、を有することを特徴とする現像装置。
【請求項８】
前記現像剤担持体は所定の回転方向に回転可能であり、該現像剤担持体の内部には前記現像剤担持体に対して不動に配置された複数の磁極を備える磁界発生手段が設けられており、現像剤として磁性一成分現像剤を用い、
前記磁界発生手段の前記複数の磁極のうち前記当接部に最も近い磁極は、前記現像剤担持体の回転中心を基準として、前記当接部の前記回転方向上流側端部より前記回転方向上流側に０度以上２０度以下の位置に配置されることを特徴とする請求項７に記載の現像装置。
【請求項９】
前記当接部に最も近い磁極は、前記現像剤担持体の回転中心を基準として、前記当接部の前記回転方向上流側端部より前記回転方向上流側に５度以上１５度以下の範囲内の位置に配置されることを特徴とする請求項８に記載の現像装置。
【請求項１０】
現像剤の平均円形度は０．９６０以上であることを特徴とする請求項７〜９のいずれかの項に記載の現像装置。
【請求項１１】
記録材に現像剤による像を形成して出力する画像形成装置の装置本体に対して着脱可能なカートリッジにおいて、少なくとも請求項７〜１０のいずれかの項に記載の現像装置を有することを特徴とするカートリッジ。
【請求項１２】
記録材に現像剤による像を形成して出力する画像形成装置において、静電像が形成される像担持体と、前記像担持体に形成された静電像を現像剤で現像する請求項７〜１０のいずれかの項に記載の現像装置と、を有す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、電子写真方式或いは静電記録方式を用いた複写機、レーザープリンタなどの画像形成装置、及びこの画像形成装置にて用いられる現像剤規制部材、現像装置及びカートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電子写真方式を用いた画像形成装置においては、像担持体である電子写真感光体（感光体）を一様に帯電させた後、その表面を選択的に露光して静電像（潜像）を形成する。そして、この潜像は、現像剤であるトナーで顕像化される。感光体上に形成されたトナー像は、最終的に記録媒体に転写されて記録画像とされる。
【０００３】
このような画像形成装置にあっては、トナーがなくなる都度補給しなければならないが、このトナーの補給作業が煩わしいばかりか、汚れを伴うこともある。又、各部材のメンテナンスは専門のサービスマンでなければ行うことができず、使用者には不便を伴うことが多かった。
【０００４】
そこで、少なくとも現像剤担持体と現像剤容器とを一体構造にまとめて、画像形成装置本体に対して着脱可能なカートリッジとすることによって、トナーがなくなった場合に使用者がカートリッジごと交換することを可能とし、メンテナンスを容易にしたものが実用化されている。画像形成装置本体に対して着脱可能なカートリッジとしては、現像剤担持体と現像剤容器とを備える現像装置を単独でカートリッジ化した現像カートリッジや、現像装置に加えて感光体（更に、任意に帯電手段、クリーニング手段のうち少なくとも１つ）が一体的にカートリッジ化されたプロセスカートリッジがある。
【０００５】
又、画像形成装置、カートリッジの軽量・小型化を目的とした現像方式として、近年では、キャリア粒子が不要な一成分現像方式が用いられることが多い。図１２に示すように、一成分現像方式を用いた現像装置においては、トナーＴは、現像剤担持体としての現像スリーブ４３との摩擦及び／又は現像スリーブ４３上のトナーコート量を規制するための現像剤規制部材（現像剤層厚規制手段）４５との摩擦により、所定の極性（正極性又は負極性）の電荷が与えられる。摩擦帯電されたトナーＴは、現像スリーブ４３上にトナー層４６として薄く塗布されて、感光体と現像スリーブ４３とが対向した現像領域に搬送される。そして、現像領域において、感光体の表面の静電像に応じてトナーが現像スリーブ４３から感光体上へと飛翔・付着される。これにより、感光体上の静電像がトナー像として顕像化される。
【０００６】
現像剤規制部材としては、ゴムなどの弾性部材からなる板状の現像ブレード４５を用いる手法が知られている。つまり、現像ブレード４５を現像スリーブ４３に当接させてニップ（Ｎｉｐ）を形成し、このニップにおいてトナーＴに所定の極性の電荷を与えつつ、現像スリーブ４３上にトナー層４６を形成する。その際、現像スリーブ４３上に形成されるトナー層４６の厚みは、現像ブレード４５の当接圧Ｆと、現像ブレード４５の当接位置から自由端までの長さである突き出し長さＬとによって制御される。当接圧Ｆが高くなるにつれ、又は突き出し長さＬが短くなるにつれ、現像スリーブ４５上に形成されるトナー層４６の厚みは薄くなる。
【０００７】
ところで、近年、更なる高画質化を目的として、より球形に近い形のトナーが用いられるようになりつつある。このような球形トナーは、粒径、荷電量を均一にすることが比較的容易である。そのため、球形トナーを用いることによって、均一且つ安定した画像形成が可能となる。
【０００８】
しかしながら、球形トナーを用いた場合、均一なトナー層４６を現像スリーブ４５上に形成するためには、更なる改良が望まれていた。
【０００９】
即ち、トナーＴの形状が球形に近づくことによって、トナーＴが現像ブレード４５による層厚規制部を擦り抜け易くなり、現像スリーブ４３上に形成されるトナー層４６の厚みが厚くなり易くなる。トナー層４６の厚みが厚いと、個々のトナーＴが現像スリーブ４３及び／又は現像ブレード４５と摩擦する機会が減り、十分な電荷を持つことができず、現像性が低下する。そして、このような状態で画像形成を行うと、画像の濃度薄等の画像不良が発生し易い。
【００１０】
現像ブレード４５の当接圧Ｆを高くすることでトナー層４６の厚みを薄く規制することが可能である。しかし、当接圧Ｆが高くなると、トナーＴへのストレスが大きくなり、トナーＴが劣化し易いという問題がある。
【００１１】
又、現像ブレード４５の突き出し長さＬを短くすることでトナー層４６の厚みを薄く規制することが可能である（特許文献１参照）。しかし、突き出し長さＬが短くなると、スリーブゴースト現象が発生する場合があった。スリーブゴーストとは、画像部（トナー消費部）と非画像部とのトナー層４６の形成状態が変わり、トナーＴの荷電状態が異なってしまうために、先の画像の後が後続の画像上に現れる現象である。例えば、一度画像濃度の高いベタ画像を現像した現像スリーブ４３上の位置が現像スリーブ４３の回転によって再度現像位置にきた時に、ハーフトーン画像を現像すると、画像上にベタ画像の跡が現れてしまう。
【００１２】
トナーＴの形状が球形に近づくと、トナーＴの流動性が高くなり、現像ブレード４５による層厚規制部近傍のトナーＴの循環が速くなる。従って、新しいトナーＴ、即ち、現像スリーブ４３や現像ブレード４５との摩擦の履歴がなく、十分な電荷を持っていないトナーＴが、一度画像濃度の高いベタ画像などを現像することでトナー量が減った画像部（トナー消費部）に相当する現像スリーブ４３上の位置に供給され易くなる。一方、非画像部に相当する現像スリーブ４３上の位置には、現像スリーブ４３や現像ブレード４５との摩擦の履歴を持った、十分な電荷を持ったトナーが残っている。そのため、トナーの形状が球形に近づくと、現像スリーブ４３上のトナーの荷電状態の差が大きくなって、スリーブゴースト現象が発生し易くなる。
【特許文献１】特開昭６４−５７２７８号公報（第４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、より均一且つ安定した現像剤層を現像剤担持体上に形成することを可能とする現像剤規制部材、現像装置、カートリッジ及び画像形成装置を提供することである。
【００１４】
本発明のより詳細な目的は、円形度の高い現像剤を用いる場合であっても、現像剤担持体上の現像剤のより均一且つ安定した層厚規制を行い、現像剤担持体上の現像剤の荷電状態をより均一として、現像剤担持体上の現像剤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を可能とする現像剤規制部材、現像装置、カートリッジ及び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】
【００１５】
上記目的は本発明に係る現像剤規制部材、現像装置、カートリッジ及び画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、現像剤を担持して搬送する現像剤担持体に当接して前記現像剤担持体上の現像剤の量を規制する現像剤規制部材において、前記現像剤担持体と当接する当接部と、前記当接部よりも前記現像剤担持体の表面移動方向上流側に位置する前記現像剤規制部材の一端縁であり前記現像剤担持体の表面に非接触の現像剤取込部と、を有し、前記当接部と前記現像剤取込部との間に段差が設けられていることを特徴とする現像剤規制部材である。
【００１６】
本発明の他の態様によると、上記本発明の現像剤規制部材を備えた現像装置、該現像装置を備え、画像形成装置本体に対し着脱可能なカートリッジ、及び該現像装置を備えた画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、より均一且つ安定した現像剤層を現像剤担持体上に形成することが可能となる。又、本発明により奏し得る作用効果の一つとして、円形度の高い現像剤を用いる場合であっても、現像剤担持体上の現像剤の荷電状態をより均一として、現像剤層を形成すると共に現像剤担持体上の現像剤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挙げられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る現像剤規制部材、現像装置、カートリッジ及び画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１９】
実施例１
［画像形成装置の全体構成］
図１は本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成を示す。本実施例の画像形成装置１００は、画像形成装置本体（装置本体）Ａに対して通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ、原稿読み取り装置などの外部機器から送信された画像情報信号に従って、電子写真方式を利用して記録材（記録用紙、ＯＨＰシート、布など）に画像を形成して出力することのできるレーザービームプリンタである。
【００２０】
画像形成装置１００は、記録材１０に現像剤による像を形成する像形成部に、像担持体として円筒状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１を有する。感光ドラム１は、その軸を中心に図中矢印方向（時計回り）に一方向に回転駆動される。回転する感光ドラム１の表面は、帯電手段としての帯電ローラ（一次帯電器）２によって一様に所定の極性（本実施例では負極性）に帯電される。帯電ローラ２には、帯電バイアス印加手段としての帯電バイアス電源（図示せず）より、直流バイアスに交流バイアスが重畳された帯電バイアスが印加される。
【００２１】
帯電した感光ドラム１上には、露光手段としてのレーザー、ポリゴンミラー、レンズ系を備えるスキャナユニット３から画像信号に応じて変調されて出力されたレーザー光Ｅが照射される。これによって、感光ドラム１の表面上には画像情報信号に応じた静電像（潜像）が形成される。この静電像は、現像装置４によって、現像剤であるトナーＴで現像剤像（トナー像）として顕像化される。
【００２２】
一方、感光ドラム１上のトナー像の先端が、感光ドラム１と転写手段としての転写ローラ（転写帯電器）５との接触位置である転写ニップに到達するタイミングと同期して、記録材１０が記録材供給部７から転写ニップへと搬送されてくる。記録材供給部７は、記録材収容部としてのカセット７１内に収納されている記録材１０を、記録材供給ローラ７２、レジストローラ７３などによって転写ニップへと搬送する。
【００２３】
感光ドラム１上のトナー像は、転写ニップにおいて、転写ローラ５の作用によって記録材１０に転写される。転写ローラ５には、転写バイアス印加手段としての転写バイアス電源（図示せず）より、トナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の転写バイアスが印加される。
【００２４】
トナー像が転写された記録材１０は、次いで定着手段としての加熱加圧定着器（定着器）８へと搬送される。定着器８は、熱源を備えた定着ローラ８１と、定着ローラ８１に圧接する加圧ローラ８２とを有し、記録材１０は、これら両ローラ８１、８２によって加熱、加圧されながら搬送されることで、その上にトナー像が永久定着される。その後、記録材１０は、装置外部に排出される。
【００２５】
尚、転写ニップにおいてトナー像を記録材１０に転写した後に、転写されずに感光ドラム１上に残留したトナーなどの付着物は、クリーニング手段としてのクリーニング装置６によって除去される。クリーニング装置６は、感光ドラム１に当接して配置されたクリーニング部材としての弾性ブレード（クリーニングブレード）６２によって、トナーなどの付着物を感光ドラム１の表面から掻き取り、クリーニング容器６１に回収する。トナー等の付着物が除去された感光ドラム１は、繰り返し画像形成に供される。
【００２６】
［現像装置］
次に、図２をも参照して現像装置４について更に説明する。現像装置４は、感光ドラム１と対向する位置に開口部４１ａを有する現像剤収容部としての容器（現像装置本体）４１を有する。容器４１内には、現像剤として磁性一成分現像剤（トナー）Ｔが収容されている。容器４１の開口部４１ａから容器４１外に一部露出するように、現像剤担持体としての現像スリーブ４３が容器４１に軸支されている。現像スリーブ４３は、円筒状の非磁性材料で形成され、図中矢印方向に回転駆動される。感光ドラム１と現像スリーブ４３とは、対向部において互いに順方向に移動する。現像スリーブ４３の内部には、磁界発生手段としてのマグネットロール４４が、現像スリーブ４３に対して不動に、即ち、固定して配置されている。マグネットロール４４の外面側には、周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に複数個形成されている。又、現像スリーブ４３には、詳しくは後述するように、現像剤規制部材４５の当接部Ｐが所定の圧力で当接されている。現像剤規制部材４５としては、少なくとも当接部Ｐが弾性体から成るものが好適に用いられる。又、容器４１内には、現像剤撹拌部材４２が設けられており、容器４１内のトナーＴは、撹拌部材４２によって解されながら現像スリーブ４３側に供給される。
【００２７】
更に説明すると、現像スリーブ４３は、アルミニウムやステンレススチールなどの非磁性材料のパイプで形成することができる。又、現像スリーブ４３の表面は、所望量のトナーが搬送できるよう、適切な表面粗さに加工することができる。現像スリーブ４３は、回転軸方向両端部に設けられた離間コロ（図示せず）が感光ドラム１に接触することで、感光ドラム１との間に所定の間隙が設けられて配置されている。
【００２８】
マグネットロール４４は、本実施例では、周方向に磁極Ｎ１、Ｎ２、Ｓ１、Ｓ２の４つの磁極を有する。磁極Ｓ１は、感光ドラム１と現像スリーブ４３との対向する現像領域Ｄ側に設けられ、現像領域におけるトナーＴのカブリを防止する。磁極Ｎ２は容器４１内の下部側に設けられ、トナーＴの飛散を防止する。又、磁極Ｓ２は容器４１の中程に設けられ、磁極Ｎ１は現像剤規制部材４５の現像スリーブ４３への当接位置の最近接位置に配置されている。これら磁極Ｎ１、Ｓ２により、現像スリーブ４３側へのトナーＴの汲み上げ、搬送などが行われる。即ち、トナー汲み上げ極である磁極Ｓ２の磁力により現像スリーブ４３に引き付けられたトナーＴは、現像スリーブ４３と現像剤規制部材４５との当接位置から最も近いピーク磁極であるＮ１の磁力の及ぶ範囲まで現像スリーブ４３上を搬送される。そして、現像スリーブ４３上のトナーＴは、現像剤規制部材４５によって適量に規制されてトナー層４６（図３）とされた後に現像領域Ｄへと搬送される。トナーＴは、当接部Ｐへ搬送される間に現像スリーブ４３と摺擦されることにより、又、現像スリーブ４３と現像剤規制部材４５との間で摺擦されることにより、摩擦帯電で適切な電荷が与えられた状態で現像領域Ｄに搬送される。
【００２９】
又、現像スリーブ４３には、図示しない摺動接点を介して、現像バイアス印加手段としての現像バイアス電源（図示せず）が接続されている。現像スリーブ４３には、感光ドラム１上の静電像とタイミングを合わせて、現像バイアス電源より現像バイアス電圧が印加される。本実施例では、現像スリーブ４３には、直流バイアスに交流バイアスを重畳した現像バイアスが印加される。これにより、現像スリーブ４３上にコートされたトナーＴは、現像領域Ｄにおいて感光ドラム１上に飛翔し、感光ドラム１上の静電像に供給される。
【００３０】
［トナー］
本実施例では、平均円形度が０．９６０以上の現像剤として球形トナーを用いる。球形トナーは、粒径、荷電電量を均一にすることが比較的容易であるので、均一且つ安定した画像形成が可能となる。
【００３１】
又、より微小な潜像ドットを忠実に現像するためには、トナーの重量平均径が２μｍ〜１０μｍであることが好ましい。重量平均径が２μｍ未満のトナーにおいては、転写効率の低下から感光体上の転写残トナーが多くなり、接触帯電工程での感光体の削れやトナー融着の抑制が難しくなる。又、トナー全体の表面積が増えることに加え、粉体としての流動性及び攪拌性が低下し、個々のトナー粒子を均一に帯電させることが困難となる。このことから、カブリや転写性が悪化傾向となり、感光体の削れや融着以外にも画像の不均一ムラの原因となりやすいため好ましくない。一方、現像剤の重量平均径が１０μｍを越える場合には、文字やライン画像に飛び散りが生じ易く、高解像度が得られにくいことがある。
【００３２】
尚、トナーの重量平均粒径は、トナーを分級することにより、好適な粒径のトナーを取り出して調整することができる。又、トナーの重量平均粒径は、好適な平均粒径となるように、分級されたトナーを適宜混合して調整することもできる。
【００３３】
（測定方法）
ここで、平均円形度、重量平均粒径の測定方法について説明する。
【００３４】
ａ）平均円形度
平均円形度は、粒子の形状を定量的に表現する簡便な方法として用いることができる。ここでは、測定装置として、東亜医用電子製フロー式粒子像分析装置「ＦＰＩＡ−１０００」を用いて測定を行う。３μｍ以上の円相当径の粒子群について、測定された各粒子の円形度（Ｃｉ）を、下記式１によりそれぞれ求める。更に、下記式２で示すように、測定された全粒子の円形度の総和を全粒子数（ｍ）で除した値を、平均円形度（Ｃ）と定義する。
【００３５】
【数１】
2006251730.tif 000003
【００３６】
【数２】
2006251730.tif 000004
【００３７】
尚、上記測定装置「ＦＰＩＡ−１０００」は、各粒子の円形度を算出後、平均円形度の算出に当たって、次のような算出方法を用いている。即ち、粒子を、得られた円形度によって、円形度０．４０〜１．００を６１分割したクラスに分け、分割点の中心値と頻度を用いて平均円形度の算出を行う。しかしながら、この算出法で算出される平均円形度の値と、上述した各粒子の円形度を直接用いる算出式によって算出される平均円形度の値との誤差は、非常に少なく、実質的には無視できる程度のものである。従って、平均円形度の測定においては、算出時間の短絡化や算出演算式の簡略化の如き、データの取り扱い上の理由で、各粒子の円形度を直接用いる上記算出式の概念を利用して、一部変更した算出法を用いても良い。
【００３８】
具体的な測定方法は次の通りである。界面活性剤が約０．１ｍｇ溶解されている水１０ｍｌに、トナー約５ｍｇを分散させて分散液を調整し、超音波（２０ｋＨｚ，５０Ｗ）を分散液に５分間適用する。分散液濃度を５０００〜２万個／μｌとして、測定装置により測定を行い、３μｍ以上の円相当径の粒子群の平均円形度を求める。
【００３９】
ここで用いられる平均円形度とは、トナーの凹凸の度合いの指標であり、トナーが完全な球形の場合１．０００を示し、トナーの表面形状が複雑になるほど平均円形度は小さい値となる。
【００４０】
尚、上記測定方法において３μｍ以上の円相当径の粒子群についてのみ円形度を測定する理由は、次の通りである。３μｍ未満の円相当径の粒子群にはトナー粒子とは独立して存在する外部添加剤の粒子群も多数含まれるため、その影響によりトナー粒子群についての円形度が正確に見積もられないからである。
【００４１】
ｂ）重量平均粒径
平均粒径及び粒度分布は、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型又はコールターマルチサイザー（コールター社製）を用いた方法など、種々の方法で測定可能である。ここでは、コールターマルチサイザー（コールター社製）を用いた方法により測定する。コールターマルチサイザー（コールター社製）には、個数分布、体積分布を出力するインターフェイス（日科機製）及びＰＣ９８０１パーソナルコンピューター（ＮＥＣ製）を接続した。電解液は１級塩化ナトリウムを用いて、１％ＮａＣｌ水溶液を調整した。例えば、ＩＳＯＴＯＮ  Ｒ−ＩＩ（コールターサイエンティフィックジャパン社製）が使用できる。
【００４２】
測定法としては、上記電解水溶液１００〜１５０ｍＬ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を０．１〜５ｍＬ加え、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、コールターマルチサイザーにより、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、２μｍ以上のトナー粒子の体積、個数を測定して体積分布と個数分布とを算出する。それから、体積分布から求めた体積基準の重量平均粒径（Ｄ４）、個数分布から求めた個数基準の長さ平均粒径（Ｄ１）を求める。
【００４３】
（磁性トナーの製造方法）
トナーの製造方法としては、ディスク又は多流体ノズルを用い、溶融混合物を空気中に霧化しトナー粒子を得る方法、懸濁重合法を用いてトナー粒子を生成する方法、単量体は可溶であるが得られる重合体は不溶な親水性有機溶媒を用いる分散重合法を用いてトナー粒子を生成する方法、或いは水溶性重合開始剤の存在下で重合を行う乳化重合法を用いてトナー粒子を生成する方法などを用いることができる。又、トナーの製造方法として、結着樹脂、磁性体、その他の着色剤、添加剤を混合機により十分に混合してから、加熱ロール、ニーダー、エクストルーダーの如き熱混練機を用いて溶融、混練した後、冷却固化し、粉砕及び分級を行う、所謂、粉砕法を用いてもよい。更に、上記いずれかのトナーの製造方法に加えて、機械的な衝撃を与える方法や熱気流中で加熱する方法、更には、湿式により球形化処理を施すこともできる。本発明においては、トナーの製造方法は何ら制限されるものではなく、上述のような当業者には周知の方法などにより製造されたトナーを好適に用いることができる。
【００４４】
上述のように、平均円形度が０．９６０以上の磁性トナーは、粉砕法によっても製造することができるが、粉砕法で得られるトナー粒子は一般に不定形のものであり、更に機械的・熱的な処理などにより平均円形度を所望の値にする必要がある。これに対して、重合法により作製すれば、得られたトナーは個々の粒子形状がほぼ球形に揃っているため、比較的容易に平均円形度が０．９６０以上の球形トナーを得られるのでより好ましい。重合法として懸濁重合法を好適に用いることができる。
【００４５】
［カートリッジ］
図２に示すように、本実施例では、感光ドラム１、帯電ローラ２、現像装置４及びクリーニング装置６は一括してユニット化され、装置本体Ａに対して着脱可能なプロセスカートリッジＢとされている。トナーの消尽、或いは感光ドラム１の寿命などによりプロセスカートリッジＢが寿命となった場合には、使用者自身がプロセスカートリッジＢを交換することができる。プロセスカートリッジＢを交換することにより、トナーの補給作業による汚れなどのない、メンテナンスフリーが実現できる。
【００４６】
プロセスカートリッジＢ内で、感光ドラム１、帯電ローラ２、現像装置４、クリーニング装置６は、所定の相互配置関係を持って組み付けられている。又、プロセスカートリッジＢは、装置本体Ａに設けられた位置決め部材、装着ガイドなどとされる装着手段９を介して、装置本体Ａ内の所定部に対して所定の要領で挿入して装着できるようになっている。又、反対にプロセスカートリッジＢは、所定の要領で装置本体Ａから取り外しできるようになっている。
【００４７】
［現像剤規制部材］
次に、本実施例にて最も特徴的な、現像剤規制部材４５について詳しく説明する。
【００４８】
先ず、図３を参照して、本発明に従う現像剤規制部材４５の基本構成について説明する。図３は、本発明に従う現像剤規制部材４５によるトナーＴの層厚規制部近傍を拡大して示す模式図である。
【００４９】
本発明に従う現像剤規制部材４５は、現像スリーブ４３と当接する当接部Ｐと、当接部Ｐよりも現像スリーブ４３の表面移動方向上流側に位置する現像剤規制部材４５の一端縁である現像剤取込部Ｑとを有し、当接部Ｐと現像剤取込部Ｑとの間に段差が設けられている。
【００５０】
これにより、トナーＴが滞留する領域（現像剤溜まり）Ｒが形成される。つまり、当接部Ｐの現像スリーブ４３の表面移動方向上流側端部から、現像スリーブ４３の法線方向（現像スリーブ４３の表面から離れる方向）に延在する第１の壁面Ｗ１と、現像スリーブ４３の表面から離間しており、現像スリーブ４３の表面移動方向に沿って現像剤取込部Ｑから第１の壁面Ｗ１へと延在する第２の壁面Ｗ２と、現像スリーブ４３の表面との間の空間が現像剤溜まりＲとなる。
【００５１】
このように現像剤溜まりＲが形成されることによって、球形トナーを用いた場合であっても、現像スリーブ４３の移動によって搬送されてきたトナーＴは、一時的に現像剤溜まりＲにトラップされ、現像剤溜まりＲの中で循環しながら、現像スリーブ４３の表面や現像剤規制部材４５の表面、及びトナーＴ同士で摩擦されることによって帯電される。
【００５２】
トナーＴが十分な電荷を持った状態で当接部Ｐを通過して現像に供されるので、新たに現像スリーブ４３上に供給されるトナーＴと、非画像部で現像されずに再度使用されるトナーＴとの荷電状態の差がほとんど無視できる程度となる。その結果、スリーブゴーストのない良好な画像を得ることができる。
【００５３】
現像剤溜まりＲの領域が小さいとトナーがトラップされる時間が短くなり、トナーＴは、十分な電荷を持てずに現像に供されてしまう。一方、現像剤溜まりＲの領域が大きすぎるとトナーをトラップする効果が小さくなり、十分な電荷を持てずに現像に供されてしまう。そこで、以下、更に詳しく説明するように、現像剤溜まりＲの大きさとしては、現像スリーブ４３の表面に沿った方向の長さ（現像スリーブ４３の表面移動方向における現像剤取込部Ｑから当接部Ｐの現像スリーブ４３の表面方向移動方向上流側端部までの長さ）Ｌを、好ましくは０．３ｍｍ以上２ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下とする。又、現像スリーブ４３の表面に対し垂直方向の段差の高さ（現像スリーブ４３の法線方向における当接部Ｐの現像スリーブ４３に接触する先端から現像剤取込部Ｑ（第２の壁面Ｗ２）までの高さ）Ｈを、好ましくは０．３ｍｍ以上２ｍｍ以下、より好ましくは０．７ｍｍ以上１．８ｍｍ以下とする。
【００５４】
現像剤規制部材４５の形態としては、当接部Ｐと現像剤取込部Ｑとを有し、現像剤溜まりＲが形成される種々の形態をとることができる。本実施例では、図４〜図８に示す本発明に従う具体例の現像剤規制部材４５Ａ〜４５Ｅ、及び図９に示す従来例の現像剤規制部材４５Ｆを作成して、本発明の効果を検討した。図４〜図９に示すそれぞれの現像剤規制部材４５Ａ〜４５Ｆの構成は次の通りである。
【００５５】
具体例１（図４）：
先端（自由端側）が階段状に成型された、弾性体であるウレタンゴムからなる弾性ブレード４５ａを、支持板金に４５ｇに接着して、現像剤規制部材４５Ａを構成する。即ち、弾性ブレード４５ａの自由端近傍の現像スリーブ４３側の側面を切り欠いた形状（切り欠き部）とする。現像スリーブ４３に接触する弾性ブレード４５ａのエッジが当接部Ｐを構成し、現像スリーブ４３の表面移動方向において当接部Ｐよりも上流側に突出した部分の現像スリーブ４３側の端縁が現像剤取込部Ｑを構成する。当接部Ｐから現像スリーブ４３の法線方向に延在する第１の壁面Ｗ１と、現像スリーブ４３の表面移動方向に沿って現像剤取込部Ｑから第１の壁面Ｗ１へと略直線状に延在する第２の壁面Ｗ２と、現像スリーブ４３の表面との間に現像剤溜まりＲが形成される。
【００５６】
具体例２（図５）：
先端（自由端側）近傍に現像スリーブ４３に当接する突起４５ｂ１を設けた、弾性体であるウレタンゴムからなる弾性ブレード４５ｂを、支持板金に４５ｇに接着して、現像剤規制部材４５Ｂを構成する。即ち、現像スリーブ４３に接触する突起４５ｂ１の先端が当接部Ｐを構成し、突起４５ｂ１の基部を成す弾性ブレード４５ｂの、突起４５ｂ１よりも現像スリーブ４３の表面移動方向上流側に突出した部分の現像スリーブ４３側の端縁が現像剤取込部Ｑを構成する。突起４５ｂ１の先端から、現像スリーブ４３の表面移動方向上流側において、現像スリーブ４３から離れる方向に傾斜して延在する第１の壁面Ｗ１と、現像スリーブ４３の表面移動方向に沿って現像剤取込部Ｑから第１の壁面Ｗ１へと略直線状に延在する第２の壁面Ｗ２と、現像スリーブ４３の表面との間に現像剤溜まりＲが形成される。
【００５７】
具体例３（図６）：
弾性体であるリン青銅薄板からなる弾性ブレード４５ｈの先端（自由端側）近傍の現像スリーブ４３側に、弾性体である板状のウレタンゴム４５ｃを接着して、現像剤規制部材４５Ｃを構成する。即ち、現像スリーブ４３に接触するウレタンゴム４５ｃのエッジが当接部Ｐを構成し、弾性ブレード４５ｈの、ウレタンゴム４５ｃが接着された位置よりも現像スリーブ４３の表面移動方向上流側に突出した部分の現像スリーブ４３側の端縁が現像剤取込部Ｑを構成する。当接部Ｐから現像スリーブ４３の法線方向に延在する、ウレタンゴム４５ｃの側面である第１の壁面Ｗ１と、現像スリーブ４３の表面移動方向に沿って現像剤取込部Ｑから第１の壁面Ｗ１へと略直線状に延在する、弾性ブレード４５ｈの側面である第２の壁面Ｗ２と、現像スリーブ４３の表面との間に現像剤溜まりＲが形成される。
【００５８】
具体例４（図７）：
弾性体である平板状のウレタンゴムからなる弾性ブレード４５ｄの先端（自由端側）の、現像スリーブ４３とは反対側に、弾性体であるマイラーシート４５ｊを接着し、この弾性ブレード４５ｄを支持板金に４５ｇに接着して現像剤規制部材４５Ｄを構成する。即ち、現像スリーブ４３に接触する弾性ブレード４５ｄの先端（エッジ）が当接部Ｐを構成し、弾性ブレード４５ｄの先端よりも現像スリーブ４３の表面移動方向上流側に突出したマイラーシート４５ｊの現像スリーブ４３側の端縁が現像剤取込部Ｑを構成する。当接部Ｐから現像スリーブ４３の法線方向に延在する、弾性ブレード４５ｄの側面である第１の壁面Ｗ１と、現像スリーブ４３の表面移動方向に沿って現像剤取込部Ｑから第１の壁面Ｗ１へと略直線状に延在する、マイラーシート４５ｊの側面である第２の壁面Ｗ２と、現像スリーブ４３の表面との間に現像剤溜まりＲが形成される。
【００５９】
具体例５（図８）：
現像スリーブ４３に当接する突起４５ｅ１を設けた弾性体であるウレタンゴムからなるチップ４５ｅを支持板金４５ｉに接着し、支持板金４５いを弾性体であるバネ４５ｋで加圧することで現像剤規制部材４５を構成する。即ち、現像スリーブ４３に接触する突起４５ｅ１の先端が当接部Ｐを構成し、突起４５ｅ１の基部を成すチップ４５ｅの、突起４５ｅ１よりも現像スリーブ４３の表面移動方向上流側に突出した部分の現像スリーブ４３側の端縁が現像剤取込部Ｑを構成する。突起４５ｅ１の先端から、現像スリーブ４３の表面移動方向上流側において、現像スリーブ４３から離れる方向に傾斜して延在する第１の壁面Ｗ１と、現像スリーブ４３の表面移動方向に沿って現像剤取込部Ｑから第１の壁面Ｗ１へと略直線状に延在する第２の壁面Ｗ２と、現像スリーブ４３の表面との間に現像剤溜まりＲが形成される。
【００６０】
従来例（図９）：
従来例として、弾性体である平板状のウレタンゴムからなる弾性ブレード４５ｆを、自由端側のエッジが現像スリーブ４３に当接するように配置して現像剤規制部材４５Ｆを構成する。
【００６１】
図４〜図９に示すいずれの現像剤規制部材４５も、現像スリーブ４３の回転軸方向長さは同じであり、同方向における画像形成領域の幅と略同一とした。
【００６２】
これらの現像剤規制部材４５を現像装置４に取り付けて、円形度０．９６の球形トナーを用いて実際に画像出力し、スリーブゴーストの発生状況を調べた。結果を表１に示す。
【００６３】
【表１】
2006251730.tif 000005
【００６４】
それぞれの現像剤規制部材４５に関して現像剤溜まりＲの大きさを変えて画像出力した。その結果、良好な画像が得られる現像剤溜まりＲの大きさは、現像剤規制部材４５の構成によらず一定であることが分かった。表１から分かるように、スリーブゴーストのない特に良好な画像を得るためには、現像剤溜まりＲの現像スリーブ４３の表面に沿った方向の長さＬは、好ましくは０．３ｍｍ以上２ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下、又、現像剤溜まりＲの現像スリーブ４３の表面に対し垂直方向の段差の高さＨは、好ましくは０．３ｍｍ以上２ｍｍ以下、より好ましくは０．７ｍｍ以上１．８ｍｍ以下であることが分かった。
【００６５】
以上、本実施例によれば、トナーＴが十分な電荷を持った状態で当接部Ｐを通過して現像に供され、スリーブゴーストのない良好な画像を得ることができる。
【００６６】
実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例では、特に、現像装置が現像剤として磁性一成分現像剤を用いる場合において、より均一な現像剤への電荷付与を可能とする構成について説明する。本実施例では、実施例１にて説明した現像剤規制部材の特徴的構成に加えて、更に現像剤担持体が内包する磁界発生手段の磁極の位置を規定する。これにより、より均一な現像剤への電荷付与を可能とする。尚、本実施例において、実施例１のものと実質的に同一又は相当する機能、構成を有する要素には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
【００６７】
図１０を参照して、本実施例では、現像スリーブ４３に内包された磁界発生手段としてのマグネットロール４４の磁極の１つである磁極Ｎ１（現像剤規制部材４５の当接部Ｐに最も近いピーク磁極）は、現像剤規制部材４５の当接部Ｐの現像スリーブ４３の表面移動方向（回転方向）上流側の端部の近傍、且つ、現像スリーブ４３の表面移動方向（回転方向）上流側に配置される。このような配置にすることで、磁極Ｎ１近傍で現像スリーブ４３上のトナーＴが穂立ち状態となる。トナーＴが穂立ち状態となることで、トナーＴが解され、より均一に荷電できるようになる。又、現像剤規制部材４５の当接部ＰにおけるトナーＴの層厚規制の際にも、トナーＴが十分に解されているので、凝集したトナーＴが詰まったり、トナーＴが凝集した状態で当接部Ｐを擦り抜けてしまったりする不具合を大幅に抑制することが可能となる。
【００６８】
尚、凝集したトナーＴが層厚規制部に詰まると、縦スジ状の不良画像が発生する原因となる。又、凝集したトナーＴが層厚規制部を擦り抜けて現像に使用された場合には、黒ポチ状の不良画像となって現れる。
【００６９】
磁極Ｎ１（現像剤規制部材４５の当接部Ｐに最も近いピーク磁極）の位置は、現像スリーブ４３の表面移動方向（回転方向）において、現像剤規制部材４５の当接部Ｐよりも下流側になると、層厚規制前のトナーＴの解し効果が得られず、一方、上流側であっても距離が遠くなると解したトナーＴが再び凝集してしまう場合がある。そこで、磁極Ｎ１の位置は、現像スリーブ４３の回転中心を基準として、当接部Ｐより現像スリーブ４３の表面移動方向（回転方向）上流側に、好ましくは０度以上２０度以下、より好ましくは５度以上１５度以下の位置とする。
【００７０】
つまり、マグネットロール４４が備える磁極のうち現像剤規制部材４５の当接部Ｐに最も近い磁極の位置は、現像スリーブ４３の回転中心と、当接部Ｐの現像スリーブ４３の表面移動方向（回転方向）上流側端部とを結ぶ直線Ｌ１と、現像スリーブ４３の回転中心と、当接部Ｐの最近接位置に存在するマグネットロール４４により現像スリーブ４３上に発生される磁界の放線方向の磁束密度のピーク位置とを結ぶ直線Ｌ２とのなす角度θ（現像スリーブ４３の表面移動方向と逆方向を正の方向とする。）で表すとき、好ましくは０°≦θ≦２０°、より好ましくは５°≦θ≦１５°とする。
【００７１】
ここでは、磁極Ｎ１の位置を現像剤規制部材４５の当接部Ｐから上流側に１０°（θ＝１０°）の位置とし、実施例１と同様に、円形度０．９６の球形トナーＴを用いて実際に画像出力した。その結果、１０，０００枚プリントしても環境によらずスジ、黒ポチ（非画像部に現れる斑点状の画像）の発生は皆無であった。
【００７２】
比較のため、磁極Ｎ１の位置を現像剤規制部材４５の当接部Ｐから現像スリーブ４３の表面移動方向上流側に２２°（θ＝２２°）の位置としたもの（比較例１）、及び下流側に５°（θ＝−５°）の位置としたもの（比較例２）で同様の試験を行った。その結果、比較例１及び２において、通常環境では問題なかったが、高湿環境で３〜５／１０，０００枚に極軽微な縦スジ画像が発生した。比較例１及び２では、層厚規制前のトナーＴが十分に解されていないため、凝集したトナーが層厚規制部に詰まってしまったために、縦スジが発生したものと考えられる。
【００７３】
以上、本実施例によれば、トナーＴがより均一に荷電できるようになった。又、凝集したトナーＴが層厚規制部に詰まったり、トナーＴが凝集した状態で当接部Ｐを擦り抜けてしまったりする不具合を大幅に抑制することが可能となった。
【００７４】
以上、本発明を具体的な実施例に則して説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではないことを理解されたい。
【００７５】
上記実施例では、現像装置４は、プロセスカートリッジＢとして装置本体Ａに対して着脱可能であるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図１１に示すように、現像装置４が単独で装置本体Ａに対して着脱可能なカートリッジ（現像カートリッジ）Ｃとされていてもよい。尚、図１１中上記実施例におけるものと実質的に同一又は相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付している。又、当然、現像装置４は装置本体Ａに対して固定されていてもよい。これらいずれの場合においても、現像装置４は上記実施例のものと実質的に同一の構成とすることができ、それにより既に説明してきた効果と同じ効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略断面図である。
【図２】図１の画像形成装置に装着されるプロセスカートリッジの概略断面図である。
【図３】本発明の効果を説明するための現像剤の層厚規制部近傍を示す模式図である。
【図４】具体例１の現像剤規制部材の概略構成図である。
【図５】具体例２の現像剤規制部材の概略構成図である。
【図６】具体例３の現像剤規制部材の概略構成図である。
【図７】具体例４の現像剤規制部材の概略構成図である。
【図８】具体例５の現像剤規制部材の概略構成図である。
【図９】従来例の現像剤規制部材の概略構成図である。
【図１０】本発明の効果を説明するための現像剤の層厚規制部近傍を示す模式図である。
【図１１】本発明に係る現像装置（現像カートリッジ）の概略断面図である。
【図１２】従来の現像剤規制部材による現像剤の層厚規制部近傍を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７７】
１          感光ドラム（像担持体）
２          帯電ローラ（帯電手段）
３          スキャナユニット（露光手段）
４          現像装置（現像手段）
５          転写ローラ（転写手段）
６          クリーニング装置（クリーニング手段）
４３        現像スリーブ（現像剤担持体）
４４        マグネットロール（磁界発生手段）
４５        現像剤規制部材
Ａ          画像形成装置本体
Ｂ          プロセスカートリッジ
Ｃ          現像カートリッジ
Ｐ          当接部
Ｑ          現像剤取込部
Ｔ          トナー
【図１】
2006251730.tif 000006
【図２】
2006251730.tif 000007
【図３】
2006251730.tif 000008
【図４】
2006251730.tif 000009
【図５】
2006251730.tif 000010
【図６】
2006251730.tif 000011
【図７】
2006251730.tif 000012
【図８】
2006251730.tif 000013
【図９】
2006251730.tif 000014
【図１０】
2006251730.tif 000015
【図１１】
2006251730.tif 000016
【図１２】
2006251730.tif 000017