(57)【要約】【課題】安定した現像薄層を形成することができ、画像に濃度の濃い鋭い線が発生する現像ローラセット画像不良を回避し、画像濃度の安定した、高画質な画像を形成することが可能な、現像剤規制部材、現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供する。【解決手段】弾性を有する現像剤担持体２１の表面に当接して、現像剤担持体２１上の現像剤２５の量を規制する現像剤規制部材２３において、少なくとも現像剤規制部材２３の現像剤担持体２１との当接部の表面粗さは、十点平均粗さＲｚで、２．０μｍよりも大きく、且つ、最大高さＲｍａｘが、現像剤２５の平均粒径よりも小さくなるように設定されている。【選択図】　　　　図２
2004012542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性を有する現像剤担持体の表面に当接して、該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、
少なくとも前記現像剤規制部材の前記現像剤担持体との当接部の表面粗さは、十点平均粗さＲｚで、２．０μｍよりも大きく、且つ、最大高さＲｍａｘが、前記現像剤の平均粒径よりも小さくなるように設定されていることを特徴とする現像剤規制部材。
【請求項２】
弾性を有する現像剤担持体の表面に当接して、該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、
弾性を有する薄板状であって、少なくとも前記現像剤担持体との当接部に弾性体を備え、少なくとも前記現像剤規制部材の前記現像剤担持体との当接部の表面粗さは、
十点平均粗さＲｚで、２．０μｍよりも大きく、且つ、最大高さＲｍａｘが、前記現像剤の平均粒径よりも小さくなるように、設定されていることを特徴とする現像剤規制部材。
【請求項３】
弾性を有する現像剤担持体の表面に当接して、該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、
弾性を有する薄板状であって、少なくとも前記現像剤担持体との当接部にポリアミド含有ゴム層を備え、少なくとも前記現像剤規制部材の前記現像剤担持体との当接部の表面粗さは、
十点平均粗さＲｚで、２．０μｍよりも大きく、且つ、最大高さＲｍａｘが、前記現像剤の平均粒径よりも小さくなるように設定されていることを特徴とする現像剤規制部材。
【請求項４】
前記ポリアミド含有ゴム層は、ポリアミド成分とポリエーテル成分を含むことを特徴とする請求項３に記載の現像剤規制部材。
【請求項５】
前記ポリアミド含有ゴム層は、ポリアミドとポリエーテルがエステル結合あるいはアミド結合して形成されたことを特徴とする請求項３又は４の現像剤規制部材。
【請求項６】
少なくとも前記現像剤担持体との当接部の表面粗さは、中心線平均粗さＲａで、０．２μｍよりも大きい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】
少なくとも前記現像剤担持体との当接部の表面粗さは、最大高さＲｍａｘで７μｍよりも小さいことを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載の現像剤規制部材。
【請求項８】
前記現像剤の平均粒径は、重量平均粒径であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかの項に記載の現像剤規制部材。
【請求項９】
前記現像剤は、非磁性一成分現像剤であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかの項に記載の現像剤規制部材。
【請求項１０】
前記非磁性一成分現像剤は、略球形であることを特徴とする請求項９の現像剤規制部材。
【請求項１１】
前記非磁性一成分現像剤は、負帯電性トナーを含み、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０であり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１４０であることを特徴とする請求項９又は１０の現像剤規制部材。
【請求項１２】
静電潜像担持体に押圧摺擦され、該静電潜像担持体上に形成された静電潜像を現像するための現像剤を担持する、弾性を有する現像剤担持体と、該現像剤担持体上に前記現像剤の薄層を形成する請求項１〜７のいずれかの項に記載の現像剤規制部材と、を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項１３】
前記現像剤担持体の表面粗さは、十点平均粗さＲｚで、５．０μｍよりも大きく、且つ、最大高さＲｍａｘが、前記現像剤の平均粒径の２倍よりも小さくなるように、設定されていることを特徴とする請求項１２の現像装置。
【請求項１４】
前記現像剤担持体の表面粗さは、中心線平均粗さＲａで、０．９μｍよりも大きいことを特徴とする請求項１２又は１３の現像装置。
【請求項１５】
前記現像剤担持体の表面粗さは、最大高さＲｍａｘで１３μｍよりも小さいことを特徴とする請求項１２、１３又は１４の現像装置。
【請求項１６】
前記現像剤の平均粒径は、重量平均粒径であることを特徴とする請求項１２〜１５のいずれかの項に記載の現像装置。
【請求項１７】
前記現像剤は、非磁性一成分現像剤であることを特徴とする請求項１２〜１６のいずれかの項に記載の現像装置。
【請求項１８】
前記非磁性一成分現像剤は、略球形であることを特徴とする請求項１７の現像装置。
【請求項１９】
前記非磁性一成分現像剤は、負帯電性トナーであり、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０であり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１４０であることを特徴とする請求項１７又は１８の現像装置。
【請求項２０】
表面に静電潜像が形成される静電潜像担持体と、該静電潜像を現像する請求項１２〜１９のいずれかの項に記載の現像装置と、を少なくとも備え、画像形成装置に着脱可能に設けられることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２１】
表面に静電潜像が形成される静電潜像担持体と、該静電潜像を現像する請求項１２〜１９のいずれかの項に記載の現像装置と、を少なくとも備え、記録媒体に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２２】
請求項２０のプロセスカートリッジを着脱可能に備え、記録媒体に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタ、あるいは、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関し、特に、これらの装置に備えられる、プロセスカートリッジ、現像装置、及び、現像に共される現像剤量を規制する現像剤規制部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、記録媒体上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタ、あるいは、ファクシミリ装置等の画像形成装置においては、静電潜像担持体上に形成した静電潜像を、現像剤を用いて現像装置により現像剤像（トナー像）として可視化することを行っている。
【０００３】
このような現像装置として、例えば、乾式一成分接触現像装置が提案され実用化されている。この場合多くは、回転する静電潜像担持体と同じく回転する、現像剤を担持した現像剤担持体を、適当な相対周速差で押圧もしくは接触させることで、静電潜像を現像している。加えて、この場合は磁性材料が不要であり、装置の簡略化及び小型化が容易である、非磁性トナーを使用することでフルカラー画像形成装置に応用が可能である等、多くの利点を有している。
【０００４】
現像剤担持体としては、弾性及び導電性を有する現像ローラを使用することが多い。即ち、静電潜像担持体に押圧もしくは接触させて現像を行うため、特に静電潜像担持体が剛体である場合、これを傷つけることを避けるために、現像ローラを弾性体により構成するのである。
【０００５】
又、現像ローラ表面もしくは表面近傍に導電層を設け、現像バイアスを印加することもできる。
【０００６】
更に、トナーへの電荷付与及び均一なトナー薄層の形成を目的とし、現像剤担持体に現像剤規制部材として現像ブレードを当接させることも可能である。この場合、現像ブレードには、ゴム又はバネ弾性を有する金属薄板で構成される、弾性ブレードを用いることが可能である。
【０００７】
従来の現像装置５の構成を図５を用いて説明する。現像装置５は、現像剤５５を収容する現像容器５６で構成され、その静電潜像担持体１１に対向する開口部に現像剤担持体５１が現像部を露出して設けられている。
【０００８】
現像剤担持体である現像ローラ５１は、シリコンゴムを基層とし表層としてアクリル・ウレタン系ゴムをコートした導電性を有する弾性ローラであり、矢印Ａ’方向に回転駆動する。
【０００９】
現像剤規制部材である金属薄板の現像ブレード５３は、ブレード支持板金５３に支持され、自由端側の先端近傍を現像ローラ５１の外周面に面接触するように当接させて、現像剤５５を収容する現像容器５６に設けられている。
【００１０】
更に、現像容器５６内では、弾性を有する現像剤供給ローラ（供給ローラ）５４が現像ローラ５１に当接し、現像ローラ５１の回転方向Ａ’に対しカウンター方向である矢印Ｂ’方向に回転駆動する。供給ローラ５４はスポンジローラであり、現像ローラ５１へ現像剤５５の供給、且つ、現像されずに現像ローラ５１上に残った現像剤５５の剥ぎ取りを目的とし、現像ブレード５２よりも、現像ローラ５１の回転方向Ａ’上流側に配設されている。
【００１１】
現像剤５５は、非磁性トナーを含む非磁性一成分現像剤である。現像剤５５は、トナーの帯電性及び、転写性の向上を目的として、適当な量の疎水性シリカを外添されている。
【００１２】
供給ローラ５４によって現像ローラ５１に現像剤５５が汲み上げられ、現像ローラ５１が回転してそれを静電潜像担持体１１と対向した現像部へと搬送する。その過程で、現像ブレード５３が現像ローラ５１上の余分な現像剤５５を掻き取ることで、現像ローラ５１上の現像剤量、つまり現像剤層厚が規制される。
【００１３】
上述した構成の現像装置５において、現像ローラ５１上に非磁性トナー５５の薄層を良好に形成することができ、静電潜像担持体上の静電潜像を良好に現像することができた。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術において、現像剤担持体である現像ローラ５１が弾性を有する弾性ローラであり、現像剤規制部材である現像ブレード５３と、長期間に渡って当接させた場合、現像ローラ５１と現像ブレード５３の当接部位において、現像ローラ５１の変形が生じ、現像ローラ５１に均一に現像剤がコートされなくなり、そのため、現像ローラ５１の回転周期で、形成された画像に濃度の濃い鋭い線、いわゆる、現像ローラセット画像不良が出現するという問題が生じた。
【００１５】
従って、本発明の目的は、現像剤担持体上に安定した現像薄層を形成することができ、画像に濃度の濃い鋭い線が発生する現像ローラセット画像不良を回避し、画像濃度の安定した、高画質な画像を形成することが可能な、現像剤規制部材、現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る現像剤規制部材、現像装置、プロセス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、第１の本発明は、弾性を有する現像剤担持体の表面に当接して、該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、
少なくとも前記現像剤規制部材の前記現像剤担持体との当接部の表面粗さは、十点平均粗さＲｚで、２．０μｍよりも大きく、且つ、最大高さＲｍａｘが、前記現像剤の平均粒径よりも小さくなるように設定されていることを特徴とする現像剤規制部材を提供する。
【００１７】
第２の本発明は、弾性を有する現像剤担持体の表面に当接して、該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、
弾性を有する薄板状であって、少なくとも前記現像剤担持体との当接部に弾性体を備え、少なくとも前記現像剤規制部材の前記現像剤担持体との当接部の表面粗さは、
十点平均粗さＲｚで、２．０μｍよりも大きく、且つ、最大高さＲｍａｘが、前記現像剤の平均粒径よりも小さくなるように、設定されていることを特徴とする現像剤規制部材を提供する。
【００１８】
第３の本発明は、弾性を有する現像剤担持体の表面に当接して、該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、
弾性を有する薄板状であって、少なくとも前記現像剤担持体との当接部にポリアミド含有ゴム層を備え、少なくとも前記現像剤規制部材の前記現像剤担持体との当接部の表面粗さは、
十点平均粗さＲｚで、２．０μｍよりも大きく、且つ、最大高さＲｍａｘが、前記現像剤の平均粒径よりも小さくなるように設定されていることを特徴とする現像剤規制部材を提供する。
【００１９】
第４の本発明は、静電潜像担持体に押圧摺擦され、該静電潜像担持体に形成された静電潜像を現像するため現像剤を担持する、弾性を有する現像剤担持体と、該現像剤担持体上に前記現像剤の薄層を形成する第１、第２又は第３の本発明の現像剤規制部材と、を備えることを特徴とする現像装置を提供する。
【００２０】
第５の本発明は、表面に静電潜像が形成される静電潜像担持体と、該静電潜像を現像する第４の本発明の現像装置と、を少なくとも備え、画像形成装置に着脱可能に設けられることを特徴とするプロセスカートリッジを提供する。
【００２１】
第６の本発明は、表面に静電潜像が形成される静電潜像担持体と、該静電潜像を現像する第４の本発明の現像装置と、を少なくとも備え、記録媒体に画像を形成することを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００２２】
第７の本発明は、第５の本発明のプロセスカートリッジを着脱可能に有し、記録媒体に画像を形成することを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００２３】
第１〜第７の本発明の一実施態様によると、前記現像剤規制部材において、少なくとも前記現像剤担持体との当接部の表面粗さは、中心線平均粗さＲａで、０．２μｍよりも大きい。
【００２４】
第１〜第７の本発明の他の実施態様によると、前記現像剤規制部材において、少なくとも前記現像剤担持体との当接部の表面粗さは、最大高さＲｍａｘで７μｍよりも小さい。
【００２５】
第１〜第７の本発明の他の実施態様によると、前記現像剤は、非磁性一成分現像剤である。
【００２６】
第４〜第７の本発明の一実施態様によると、前記現像剤担持体の表面粗さは、十点平均粗さＲｚで、５．０μｍよりも大きく、且つ、最大高さＲｍａｘが、現像剤の平均粒径の２倍よりも小さくなるように、設定されている。
【００２７】
第４〜第７の本発明の他の実施態様によると、前記現像剤担持体の表面粗さは、中心線平均粗さＲａで、０．９μｍよりも大きいか、又、最大高さＲｍａｘで１３μｍよりも小さい。
【００２８】
又、前記平均粒径とは、重量平均粒径であることが可能である。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る現像剤規制部材、現像装置、プロセス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。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置等は、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、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００３０】
実施例１
図１は本発明を適用した画像形成装置１０の概略断面図、図２は現像装置２の概略断面図である。
【００３１】
まず、画像形成手段による画像形成動作について説明する。
【００３２】
図１において、静電潜像が形成される静電潜像担持体としての感光ドラム１１は、矢印Ｃ’方向に回転する。まず感光ドラム１１は、帯電装置１２によって一様に帯電される。その後、露光手段であるレーザー光学装置１４からのレーザー光１３により露光され、その表面に静電潜像が形成される。
【００３３】
この静電潜像を、感光ドラム１１に所定の侵入量をもって押圧、接触し配設された現像装置２によって現像し、現像剤像（トナー像）として可視化する。
【００３４】
可視化された感光ドラム１１上のトナー像は、転写手段である転写ローラ１５によって記録媒体１６に転写される。転写されずに感光ドラム１１上に残存した転写残現像剤は、クリーニング手段（クリーナ）であるクリーニングブレード１７により掻き取られ、廃トナー容器１８に収納される。クリーニングされた感光ドラム１１は上述作用を繰り返し、画像形成を行う。
【００３５】
一方、トナー像を転写された記録媒体１６は、定着装置１９によって永久定着された後、機外に排紙される。
【００３６】
本発明の特徴部分である現像装置２について、図２に基づき、更に説明する。
【００３７】
ここでは、現像剤２５として負帯電性の非磁性一成分トナー（トナー）が使用される。このトナー２５は、現像容器２６に収容される。そして、現像装置２は、現像容器２６の長手方向に延在する開口部に、感光ドラム１１と対向配置されるようにして、現像剤担持体としての現像ローラ２１を備えており、この現像ローラ２１が感光ドラム１１と対向した現像部に現像剤２５を搬送して、感光ドラム１１上の静電潜像を現像、可視化するようになっている。
【００３８】
感光ドラム１１は、アルミシリンダーを基体とし、その周囲に所定厚みの感光層を塗工した剛体である。画像形成時において、帯電装置１２により帯電電位Ｖｄ＝−７００Ｖに均一帯電されており、画像信号に従いレーザー１４で露光された部分がＶｌ＝−１５０Ｖになる。Ｖｌ部に対し、現像ローラ２１の芯金には直流電圧Ｖｄｃ＝−４００Ｖが現像バイアスとして印加され、負性帯電トナー２５が移動することで反転現像される。
【００３９】
弾性を有する現像ローラ２１は、本実施例では、上記現像容器２６の開口部にて、図２に示す断面図で右略半周を現像容器２６に突入し、左略半周面を現像容器２６から露出して横設される。この現像容器２６から露出した面は、現像装置２の図２の断面図で左方に位置する感光ドラム１１に所定の侵入量となるように押圧、接触するように対向している。本実施例においては、感光ドラム１１に対して現像ローラ２１が５０μｍ侵入し、接触する。
【００４０】
現像ローラ２１は感光ドラム１１の回転方向Ｃ’と順方向である矢印Ａ’方向に回転駆動される。本実施例における現像ローラ２１は、シリコンゴムを基層とし、アクリル・ウレタン系ゴムを表面にコートした二層構成であり、その表面粗さは、Ｒａ＝１．２μｍ、Ｒｚ＝７．０μｍ、Ｒｍａｘ＝１０．０μｍである。又、１０４〜１０６Ωの抵抗を有している。
【００４１】
ここで、抵抗の測定方法を説明する。現像ローラ２１を、感光ドラム１１と等しい直径のアルミスリーブに、当接荷重５００ｇｆで当接させる。このアルミスリーブを、さらに感光ドラム１１と等しい周速で回転させる。本実施例において、感光ドラム１１は周速９０ｍｍ／ｓｅｃで回転し、直径は３０ｍｍであり、現像ローラ２１は、感光ドラム１１よりも速い周速１２０ｍｍ／ｓｅｃで回転し、直径は１６ｍｍである。次に、現像ローラ２１に、本実施例の現像バイアスと等しい−４００Ｖの直流電圧を印加する。その際、アース側に１０ｋΩの抵抗を設け、その両端の電圧を測定することで電流を算出し、現像ローラ２１の抵抗を算出する。
【００４２】
現像容器２６内部で、現像ローラ２１回転方向Ａ’で現像剤規制部材である現像ブレード２３の上流の位置、ここでは現像ローラ２１の下方に、弾性を有する現像剤供給ローラ（供給ローラ）２４が当接され、回転可能に支持されている。供給ローラ２４は、スポンジ構造や、芯金上にレーヨン、ナイロン等の繊維を植毛したファーブラシ構造のものが、現像ローラ２１へのトナー２５の供給及び未現像トナーの剥ぎ取りの点から好ましい。本実施の形態においては、ウレタンスポンジローラであり、現像ローラ２１とカウンター方向、現像ローラ２の回転方向Ａ’と同一方向である回転方向Ｂ’に回転駆動する。
【００４３】
本実施の形態において、現像剤２５として収容されている一成分現像剤である負帯電性の非磁性トナー（トナー）２５には、高画質化を図るために、小粒径化を達成し、且つ、転写効率を向上させるため、略球形トナーを用いている。具体的には形状係数として、ＳＦ−１が１００〜１８０であり、ＳＦ−２が１００〜１４０であるものを用いている。
【００４４】
このＳＦ−１、ＳＦ−２は、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）（商品名）を用いて、トナー像を無作為に１００個サンプリングし、それら画像情報を、インターフェースを介してニコレ社製画像解析装置Ｌｕｓｅｘ３（商品名）に導入し解析を行い、下式より算出し得られた値を定義している。
【００４５】
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（π／４）×１００
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（π／４）×１００
（但し、ＭＸＬＮＧ：絶対最大長、ＡＲＥＡ：トナー投影面積、ＰＥＲＩ：周長）
【００４６】
このトナーの形状係数ＳＦ−１は球形度合を示し、１００から大きくなるにつれて球形から徐々に不定形になる。ＳＦ−２は凹凸度合を示し、１００から大きくなるにつれてトナー表面の凸凹が顕著になる。
【００４７】
トナーの製造方法としては、トナーが上記形状係数の範囲内になれば、こだわるものではない。例えば従来の粉砕トナー表面を熱的・機械的ストレスにより塑性球形化処理することも可能であるし、混濁重合法により直接トナーを製造する方法や、単量体には可溶で得られる重合体が不溶な水系誘起溶剤を用い、直接トナーを背生成する分散重合方法、又は水溶性極性開始剤存在下で直接重合しトナーを生成するソープフリー重合方法に代表される乳化重合法等を用いることも可能である。
【００４８】
本実施の形態においては、比較的容易に形状係数ＳＦ−１を１００〜１８０に、ＳＦ−２を１００〜１４０にコントロールでき、粒度分布がシャープな４〜８μｍの粒径が得られる、常圧下での、又は、加圧下での混濁重合方法を用い、又、モノマーとしてスチレンとｎ−ブチルアクリレート、荷電制御剤としてサリチル酸金属化合物、極性レジンとして飽和ポリエステル、更に着色剤を加えて、重量平均粒径約７μｍであり、重量平均粒径４μｍ以下のトナー粒子が２５個数％以下の負帯電性トナーを製造している。
【００４９】
トナーの重量平均粒径の測定には、コールターカウンターＴＡＩＩ型あるいはコールターマルチライザー（コールター社製）を用いている。電解液は、１級塩化ナトリウムを用いて、１％ＮａＣｌ水溶液を調整している。この電解水溶液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ホン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、さらに測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を混濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理され、前記測定装置により、１００μｍのアパーチャーを用いて、２μｍ以上のトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布とを算出し、体積分布から重量基準の重量平均粒径Ｄ４を求めている。
【００５０】
その後、外添剤である流動性付与剤として、疎水性シリカを１．５ｗｔ％外添している。外添量は、当然これに限るものではない。トナー表面を外添剤によって被膜することで、負性帯電性能の向上、且つ、トナー間に微小な間隙を設けることによる、流動性の向上を達成している。
【００５１】
本実施例では現像ローラ２１の上方に、弾性を有する現像剤規制部材としての現像ブレード２３が、支持板金２２に支持され、自由端側の先端近傍を現像ローラ２１の外周面に面接触にて当接するように設けられている。現像ブレード２３の材質として、本実施例では、リン青銅金属薄板を用いている。その表面粗さは、Ｒａ＝０．４μｍ、Ｒｚ＝３．０μｍ、Ｒｍａｘ＝５．０μｍである。当接方向としては、当接部に対して自由端側の先端が、現像ローラ２１の回転方向Ａ’上流側に位置するカウンター方向となっている。
【００５２】
以上説明した画像形成装置１０ならびに現像装置２を用いて、１００００枚のプリントアウト試験を行ったところ、従来例で説明した現像ローラセット画像不良が発生することなく、縦スジ画像が発生することなく、現像ローラ上のトナー薄層量が一定で画像濃度の安定した、高画質な画像を得ることができた。
【００５３】
ここで、実験例により、本発明の効果を具体的に説明する。
【００５４】
実験例１
従来の現像装置５を常温常湿環境（２５℃、６０％ＲＨ）に１ヶ月間放置して、プリントアウト試験を行ったところ、現像ローラ５１の回転周期で、濃度の濃い鋭い線、いわゆる、現像ローラセット画像不良が出現した。
【００５５】
観察したところ、現像ローラセット画像不良は、常温常湿環境で放置している間、現像ローラ５１と現像ブレード５３が当接していた部位で発生しており、この部位は、現像ローラ５１が弾性ローラであるがゆえに、放置期間中、現像ブレード５３との当接による圧力を受け続けることで変形が生じていた。
【００５６】
現像ローラ５１の回転周期で、濃度の濃い鋭い線の現像ローラセット画像不良が出現する原因は、この現像ローラ５１の変形部位において、均一なトナーコート層が形成できないためであり、具体的には、変形部位とそれ以外の部分で、現像ローラ上のトナーコート量に差が生じてしまうためであった。
【００５７】
そこで、本発明者等は、図２にて説明した現像装置２において、変形部位と、それ以外の部位で、現像ローラ２１上のトナーコート量を均一にすることを目的とし、まず、現像ブレード２３の表面粗さに着目した。
【００５８】
現像装置２の現像ブレード２３を現像ブレードＡ〜Ｆに置き換え、現像ブレード２３以外の構成を、現像装置５そのままの現像装置２とし、常温常湿環境（２５℃、６０％ＲＨ）に１ヶ月間放置した、それぞれの現像ブレードＡ〜Ｆを取り付けた現像装置２を用いてプリントアウト試験を行った結果を以下に表１として示す。
【００５９】
【表１】
2004012542.tif 000003
【００６０】
上記表から明らかなように、現像ブレードの表面粗さを、
Ｒｚ＞２．０μｍ、好ましくはＲａ＞０．２μｍ
とすることで、現像ローラセット画像不良の発生を抑制することができる。
【００６１】
なぜならば、現像ブレード２３表面を粗すことによって摩擦力が高まり、つまり、現像ブレード２３の主たる目的である現像剤規制力が強くなることで、放置期間中に変形した部位とそれ以外の部位で、現像ローラ２１上のトナーコート量の差が無くなり、均一なトナーコート層の形成が可能となるためである。
【００６２】
又、現像ブレード２３のＲｍａｘが、本実施例におけるトナーの重量平均粒径約７μｍよりも大きい場合、つまり、現像ブレード２３の凹凸が、トナー粒径よりも大きくなると、現像ローラ２１上に均一なトナーコートが形成できず、縦スジ画像となってしまうことがわかった。
【００６３】
以上説明したように、現像ブレード２３の表面粗さを、
Ｒｚ＞２．０μｍ、好ましくはＲａ＞０．２μｍ、且つＲｍａｘ＜トナーの重量平均粒径、とすることで、現像ローラセット画像不良の発生、且つ、縦スジ画像の発生を抑制することができ、長期間、放置された直後においても、現像ローラ上に均一なトナーコート層を形成することができた。
【００６４】
実験例２
更に、現像ローラ２１上に安定した、均一なトナーコート層を形成することを目的として、現像ローラ２１の表面粗さに着目した。
【００６５】
本実施例において、適正な画像濃度を得るために必要な現像ローラ２１上のトナーコート量は、０．３〜０．８ｍｇ／ｃｍ２である。
【００６６】
現像装置２において、現像ブレード２３として、現像ローラセット画像不良の発生及び縦スジの発生を抑制することができた現像ブレードＣ〜Ｅを用い、現像ローラ２１として、下記表２に示す現像ローラａ〜ｄとを用いて、実験例１の方法にて行ったプリントアウト試験結果を表３に示す。
【００６７】
【表２】
2004012542.tif 000004
【００６８】
【表３】
2004012542.tif 000005
【００６９】
上記表から明らかなように、現像ローラ２１の表面粗さを、
Ｒｚ＞５．０μｍ、好ましくはＲａ＞０．９μｍ
とすることで、現像ローラ２１上のトナーコート量を適正にすることができ、良好な画像濃度を得ることができる。
【００７０】
良好な画像濃度を達成するために必要なトナーコート量は、本実施例において、０．３〜０．８ｍｇ／ｃｍ２であるが、この場合、現像ローラ２１上にはトナー約２層分のトナーコートが形成されている。
【００７１】
よって、現像ローラ２１のＲｍａｘがトナーの重量平均粒径約７μｍの２倍程度で１３μｍよりも大きい場合、つまり、現像ローラ２１の凹凸が、適正な画像濃度を達成するために必要なトナーコート層厚よりも大きくなると、現像ローラ上に均一なトナーコートが形成できず、縦スジ画像となってしまうことがわかった。
【００７２】
以上説明したように、現像ローラ２１の表面粗さを、Ｒｚ＞５．０μｍ、好ましくはＲａ＞０．９μｍ、且つＲｍａｘ＜トナーの重量平均粒径×２とすることで、現像ローラ２１上のトナーコート量を適正にすることができ、すなわち、良好な画像濃度を得ることができ、且つ、縦スジ画像の発生を抑制することができた。
【００７３】
以上説明したように、表面粗さＲｚ、Ｒａ、Ｒｍａｘを上記に説明した数値に調整した現像ブレード２３及び現像ローラ２１を用いて、１００００枚のプリントアウト試験を行ったところ、現像ローラセット画像不良が発生することなく、更に、縦スジ画像も発生することなく、現像ローラ２１上のトナー薄層量が一定で画像濃度の安定した、高画質な画像を得ることができた。
【００７４】
尚、ここでは、表面粗さＲｚ、Ｒａ、Ｒｍａｘは、ＪＩＳ　Ｂ　０６０１による十点平均粗さＲｚ、中心線平均粗さＲａ、最大高さＲｍａｘであり、それらの測定は、接触式表面粗さ計（（株）小坂研究所製：サーフコーダーＳＥ−３４００）を用い、現像ブレード、現像ローラの表面に対して、Ｒｚ、Ｒａ、Ｒｍａｘを測定した。測定条件は、送りスピードが０．０５ｍｍ／秒、測定長さが、現像ブレードに関しては０．８ｍｍ、現像ローラに関しては２．５ｍｍである。
【００７５】
実施例２
以下の本発明に係る実施例２について、図３（ａ）（ｂ）を用いて説明する。現像ブレード２３の以外の構成及び作用については実施例１と同一なので、その説明は省略する。
【００７６】
本実施例においては、負極性トナーに対して良好な摩擦帯電能力を有するポリアミド成分と、弾性を有するポリエーテル成分とを含有したポリアミドエラストマーで弾性を有する現像ブレード２３を用いる。
【００７７】
現像ブレード２３は、図３（ｂ）に示すように、リン青銅の金属薄板２８の現像ローラ２１との当接面全面において、即ち支持板金２２に支持される側の先端から、現像ローラ２１の外周面に面接触する自由端側までの、金属薄板２８全面に弾性体としてポリアミド含有ゴム（以下、ポリアミドエラストマー）２７をラミネート加工接着させた図３（ａ）に示すような薄板状のものである。
【００７８】
リン青銅の金属薄板２８の厚さは１２０μｍとし、ポリアミドエラストマー２７の厚さは３０μｍとしている。
【００７９】
ポリアミドエラストマー２７は、ポリアミドとポリエーテルをエステル結合、あるいは、アミド結合させたものである。
【００８０】
ポリアミド成分としては、特に限定されるものではないが、６−ナイロン、６，６−ナイロン、６，１２−ナイロン、１１−ナイロン、１２−ナイロン、１２，１２−ナイロン、又はそれらモノマーの重縮合から得られるコポリアミドを含み、好ましくはポリアミドの末端アミノ基を二塩基酸等によりカルボキシル化されたものが用いられる。二塩基酸としては、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカンニ酸等の脂肪族飽和ジカルポン酸、マレイン酸等の脂肪族不飽和ジカルポン酸、フタル酸、テレフタル酸等の芳香族ジカルボン酸、及び上記二塩基酸とエチレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール等のジオールを含むポリジカルボン酸等が用いられる。又、ポリエーテル成分としては、単独重合又は共重合したポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリエーテルや両末端がアミノ化されたポリエーテルジアミン等が用いられる。
【００８１】
本実施例に使用したポリアミドエラストマーは、ポリアミド成分として１２−ナイロンを用い、二塩基酸としてドデカンニ酸と反応させ、ポリエーテル成分としてポリテトラメチレングリコールを用い反応させ、所定時間乾燥させた後、リン青銅金属薄板上にラミネート加工したものである。
【００８２】
リン青銅金属薄板上にポリアミドエラストマーをラミネート加工した現像ブレードを用いた現像装置を、常温常湿環境（２５℃、６０％ＲＨ）に１ヶ月間放置して、プリントアウト試験を行った場合、現像ローラの回転周期で、濃度の濃い鋭い線、いわゆる、現像ローラセット画像不良が出現した。
【００８３】
この原因は、実施例１で説明したのと同様であり、常温常湿環境で放置している間、現像ローラ２１と現像ブレード２３が当接していた部位で、現像ローラ２１が弾性ローラであるがゆえに、変形が生じ、この現像ローラの変形部位において、均一なトナーコート層が形成できないためであり、具体的には、変形部位とそれ以外の部分で、現像ローラ上のトナーコート量に差が生じてしまうためであった。
【００８４】
そこで本発明者等は、リン青銅金属薄板上にラミネート加工したポリアミドエラストマーを用いた現像装置２ａに対しても、表面粗さを、Ｒｚ＞２．０μｍ、好ましくはＲａ＞０．２μｍ、且つＲｍａｘ＜トナーの重量平均粒径、とし、プリントアウト試験を行ったところ、現像ローラセット画像不良の発生、且つ、縦スジ画像の発生を抑制することができ、長期間、放置された直後においても、現像ローラ上に均一なトナーコート層を形成することができた。
【００８５】
更に、負極性トナーに対して良好な摩擦帯電能力を有するポリアミド成分と、弾性を有するポリエーテル成分とを含有したポリアミドエラストマーで弾性を有する現像ブレードを構成することで、トナーへの摩擦帯電能力不足によるカブリの発生がなく、良好な画質を得ることができた。
【００８６】
以上の結果からポリアミドエラストマーを金属薄板全面に接着一体成形した現像ブレードを用いた場合においても、現像ローラセット画像不良の発生、且つ、縦スジ画像の発生を抑制することができ、長期間、放置された直後においても、現像ローラ上に安定した均一なトナー薄層を形成でき、良好な画質を得ることができた。
【００８７】
実施例３
図４は、本発明を適用したプロセスカートリッジ４０の一例を示す概略断面図である。
【００８８】
プロセスカートリッジ４０は、現像剤担持体としての現像ローラ２１と、この現像ローラ２１の外周面に面接触にて当接するように設けられた現像剤規制部材２３、及び供給ローラ２４等で構成される、現像装置２と、感光ドラム１１と、帯電手段１２、クリーニング手段１７とで構成され、プラスチック製の現像枠体４１、４２により一体的にカートリッジ化される。
【００８９】
即ち、本実施の形態のプロセスカートリッジ４０は、実施例１、２にて説明した現像装置２と、感光ドラム１１に作用するプロセス構成部を一体的にユニット化したものである。従って、上述した全ての現像装置２構成部が同様にプロセスカートリッジ４０において適用されるものであり、又、このプロセスカートリッジ４０は画像形成装置に着脱可能に設けられるものである。
【００９０】
上記の構成をとることによって、実施例１〜３で説明した効果が得られることに加えて、これらの構成部品の交換を容易に行うことができるようになる。従って、画像形成装置のメンテナンス性が格段に向上する。又、カートリッジを交換することで、電子写真の重要な構成部品が新品に交換されるため、常に高品質な画像を保つことができる。
【００９１】
又、プロセスカートリッジの構成については、上記の構成に限定するものではなく、帯電手段１２とクリーナー１７のどちらかと、感光ドラム１１と、現像装置２と、を有する構成のもの、又は、現像装置２と感光ドラム１１とで一体化した構成のものでも適用できる。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、弾性を有する現像剤担持体の表面に当接して、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、少なくとも現像剤規制部材の現像剤担持体との当接部の表面粗さは、十点平均粗さＲｚで、２．０μｍよりも大きく、且つ、最大高さＲｍａｘが、現像剤の平均粒径よりも小さくなるように設定されている現像剤規制部材、それを備えた現像装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置であるので、本発明を適用した現像剤規制部材により、現像剤担持体上に均一な現像剤薄層を形成することができるので、長期間放置した場合にも現像ローラセット画像不良の発生を防止することができ、良質な画質を維持できた。
【００９３】
更に、現像装置に、表面粗さは、十点平均粗さＲｚで、５．０μｍよりも大きく、且つ、最大高さＲｍａｘが、現像剤の平均粒径の２倍よりも小さくなるように、設定されている現像剤担持体を設けることで、安定した現像薄層を形成することができ、画像濃度の安定した、高画質な画像を得ることが可能な装置を提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る現像装置の一例を示す断面図である。
【図３】本発明に係る現像剤規制部材の一例を示す断面図である。
【図４】本発明に係るプロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。
【図５】従来の現像装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
２、５　　　　　　　　　現像装置
１０　　　　　　　　　　画像形成装置
１１　　　　　　　　　　感光ドラム（静電潜像担持体）
１２　　　　　　　　　　帯電手段
１４　　　　　　　　　　レーザー光学装置（露光手段）
１６　　　　　　　　　　記録媒体
１７　　　　　　　　　　クリーナ（クリーニング手段）
２１　　　　　　　　　　現像ローラ（現像剤担持体）
２２　　　　　　　　　　支持板金
２３　　　　　　　　　　現像ブレード（現像剤規制部材）
２４　　　　　　　　　　供給ローラ
２５　　　　　　　　　　現像剤
２６　　　　　　　　　　現像容器
２７　　　　　　　　　　ポリアミド含有ゴム
２８　　　　　　　　　　金属板金
４０　　　　　　　　　　プロセスカートリッジ
【図１】
2004012542.tif 000006
【図２】
2004012542.tif 000007
【図３】
2004012542.tif 000008
【図４】
2004012542.tif 000009
【図５】
2004012542.tif 000010