(57)【要約】【課題】長期の使用においても、現像剤の融着に起因する画像劣化がなく、長寿命化が可能な現像剤量規制ブレードを備えた現像装置を提供する。【解決手段】現像剤担持体２２は、矢印の方向に回転し、現像剤を規制部２３まで搬送する。このとき、ブレード部材２１の先端は曲率Ｒを有しており、規制部２３と反対側に傾斜面２４があるため、現像剤粒子はスムーズな周方向の流れに沿って滞留することなく規制部２３方向とその反対側へ分かれることになり、ブレード部材先端への現像剤固着を防止できる。この曲率Ｒは、現像剤粒子の堆積および固着を防止するために設けられたものであり、用いる現像剤粒子の平均体積粒子径ｒ以下であればよい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に対して当接配置された弾性を有する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に開放端である一端部近傍を近接させて配置され、前記現像剤担持体の表面に担持される現像剤量を規制する現像剤量規制ブレードを有する現像装置において、
前記現像剤量規制ブレードは、前記開放端に曲率を有し、且つ、先端部の曲率半径をＲ（μｍ）、現像剤の体積平均粒子径を２ｒ（μｍ）として、Ｒ≦ｒを満足することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤量規制ブレードは、前記現像剤担持体に当接する当接面と為す角度が、９０度未満である傾斜面を有す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】
前記現像剤量規制ブレードは、前記開放端の先端部から他端部に１０μｍ〜３００μｍ離れた部分で前記現像剤担持体に最も接近することを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像剤量規制ブレードは、前記傾斜面及び少なくとも前記先端部から前記現像剤担持体に最も接近する位置までの範囲がコート材においてコートされていることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項５】
前記コート材は、ＤＬＣ、ＴｉＢＮ、またはフッ素系樹脂粒子を含有したＮｉ材料からなることを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した画像形成において、像担持体上に形成した潜像を現像して可視化するために使用される現像装置に関し、現像剤量を規制するブレード部材の形状に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真プロセスを用いた現像方式の一つとして、圧接現像が知られている。この圧接現像は、装置の簡素化、小型化が容易であり、高解像度化が容易である等の多くの利点を有している。そして、かかる現像方式においては、現像剤担持体上に、略一層の現像剤薄層の形成を行う必要がある。一般には、現像剤規制手段として、現像剤量規制ブレードを現像剤担持体に圧接させることにより、均一、且つ薄層の現像剤層の形成が行われている。
【０００３】
最近では、電子写真プロセスを応用した高画質化およびフルカラー化において、現像剤が微粒子化する傾向があり、これによって現像剤担持体での薄層化がさらに必要となってきている。また、フルカラー時の定着性から現像剤の低融点化なども求められるようになっている。このような状況で現状の現像剤規制ブレードを用いる場合、比較的強い圧力で現像剤量を規制するため、長期の使用により、現像剤が摩擦や圧力によって現像剤規制ブレードへ結着する。あるいはブレード部材が現像剤担時体との当接において磨耗する場合があり、その結果、現像剤の融着による白筋発生などの画像の劣化が起こる。
【０００４】
図４において従来の現像装置の概略について説明する。
【０００５】
現像装置４１中の現像剤４６は現像剤供給手段４３により現像剤担持体４２に送られる。ここで不要な現像剤は現像剤量規制ブレード４５によりかき落とされる。現像剤担持体４２は像担持体４４に現像剤を供給して現像剤像を形成させる。
【０００６】
このような画像劣化を抑制するため、現像剤量規制ブレードの先端形状が、現像剤の薄層が形成される現像剤担持体の周面に対して円弧状で、かつ現像剤量規制ブレードと現像剤担持体とが接触した近傍から斜めに形成した現像剤量規制ブレード部材が記載されている（例えば特許文献１参照。）。
【０００７】
また、ブレードの先端形状を、曲面を挟んで２つの稜線を有する部位を設けた現像剤量規制ブレードが提案されている（例えば特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平１１−２４９４２２号公報
【特許文献２】特開２００２−３７２８５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記２つの方法はいずれも、現像剤が搬送される流れに対して、現像剤量規制ブレードの先端部位と現像剤担持体との空隙で現像剤が滞留することになり、現像剤同士の擦れ合いによる劣化及び凝集、並びに、これらの結果として、現像剤量規制ブレードへの現像剤固着が生じやすくなると考えられる。
【０００９】
また、現像剤量規制ブレードの長期使用による現像剤の融着は、現像剤量規制ブレードの先端部位に微少あるいは劣化した現像剤が固着及び凝集し、続いて現像剤量規制ブレードと現像剤担持体との間における摩擦や圧力によって現像剤が変性して融着するものと考えられ、現像剤量規制ブレードの先端部位への現像剤の固着を防止する必要がある。
【００１０】
本発明の目的は、上述の現状に鑑みてなされたものであり、長期の使用においても、現像剤の融着に起因する画像劣化がなく、長寿命化が可能な現像剤量規制ブレードを備えた現像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を備えている。
【００１２】
（１）像担持体に対して当接配置された弾性を有する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に開放端である一端部近傍を近接させて配置され、前記現像剤担持体の表面に担持される現像剤量を規制する現像剤量規制ブレードを有する現像装置において、
前記現像剤量規制ブレードは、前記開放端に曲率を有し、且つ、先端部の曲率半径をＲ（μｍ）、現像剤の体積平均粒子径を２ｒ（μｍ）として、Ｒ≦ｒを満足することを特徴とする。
【００１３】
この構成では、現像剤量規制ブレードにおける現像剤担持体に近接する開放端が、現像剤の体積平均粒子径より小さい曲率の円弧状に形成される。したがって、現像剤担持体に当接する側の先端部に現像剤が堆積することがない。
【００１４】
（２）前記現像剤量規制ブレードは、前記現像剤担持体に当接する当接面と為す角度が、９０度未満である傾斜面を有することを特徴とする。
【００１５】
この構成では、現像剤担持体との当接部分の反対側に９０度未満の傾斜面が形成される。したがって、現像剤は、現像剤量規制ブレードの傾斜面に沿って現像剤供給手段から現像剤担持体へ搬送される。
【００１６】
（３）前記現像剤量規制ブレードは、前記開放端の先端部から他端部に１０μｍ〜３００μｍ離れた部分で前記現像剤担持体に最も接近することを特徴とする。
【００１７】
この構成では、現像剤量規制ブレードにおける開放端の先端部から１０〜３００μｍ離れた位置で現像剤担持体に最接近する。したがって、現像剤量規制ブレードの開放端の先端部に最大の圧力が作用することがない。
【００１８】
（４）前記現像剤量規制ブレードは、前記傾斜面及び少なくとも前記先端部から前記現像剤担持体に最も接近する位置までの範囲がコート剤においてコートされていることを特徴とする。
【００１９】
この構成では、現像剤量規制ブレードの開放端の先端部から現像剤担持体に再接近する部分での表面にコート材のコート層が形成される。したがって、現像剤量規制ブレードの開放担の表面の特性がコート材によって変化する。
【００２０】
（５）前記コート材は、ＤＬＣ、ＴｉＢＮ、またはフッ素系樹脂粒子を含有したＮｉ材料からなることを特徴とする。
【００２１】
この構成では、現像剤量規制ブレードの開放端の表面がＤＬＣ、ＴｉＢＮ、又はフッ素系樹脂粒子を含有した上記コート材料は、現像剤の帯電性を向上するとともに、耐擦性、耐摩耗性に優れる。したがって、現像剤量規制ブレードの開放端の表面は、現像剤との接触によって磨耗し難く、かつ現像剤が十分に帯電する。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【００２３】
（１）現像剤担持体に当接する側の先端部に現像剤が堆積することがなく、現像剤の堆積に起因する固着を防止できるとともに、現像剤量規制ブレードの耐現像剤融着性を向上することができることにより、高画質化対応に必要な現像剤の薄層形成、あるいは低融点現像剤での画像形成におけるブレードの長寿命化が可能となる。
【００２４】
（２）現像剤は、現像剤量規制ブレードの傾斜面に沿って現像剤供給手段から現像剤担持体へ搬送されるため、現像剤量規制ブレードと現像剤担持体が接触する部位における現像剤の堆積、あるいは現像剤同士の摩擦による劣化、凝集を防ぐことができる。
【００２５】
（３）現像剤量規制ブレードの開放端の先端部に最大の圧力が作用することがないため、ブレード先端の磨耗、あるいは摩擦による現像剤を削減することができる。
【００２６】
（４）現像剤量規制ブレードの開放担の表面の特性がコート材によって変化するため、ブレードと現像剤の間に発生する摩擦熱が減少し、現像剤の溶融を防止する。また、コート面を少ない範囲に制限することによって、大量生産が可能となり、安価で性能の優れたブレードを得ることができる。
【００２７】
（５）現像剤量規制ブレードの開放端の表面は、現像剤との接触によって磨耗し難く、かつ現像剤が十分に帯電するため、ブレードの耐現像剤融着性が向上し、長寿命化を実現できる。また、十分な画像濃度を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明に係る現像剤量規制ブレードを用いた現像装置について図を参照しながら詳述する。
【００２９】
図１（ａ）は、平板状の現像剤量規制ブレード２０の断面図である。現像剤量規制ブレード２０は一端部において傾斜面２０ｂを備えている。この傾斜面２０ｂは、互いに平行な２平面のうちの一方の平面である当接面２０ａとのなす角度θを９０度未満にされている。当接面２０ａと傾斜面２０ｂの交わる先端部２０ｃは曲率Ｒの部分円弧で形成されている。図１（ｂ）は、薄板状の現像剤量規制ブレード３０の断面図である。現像剤量規制ブレード３０は一端部において薄板材を折り曲げた傾斜面３０ｂを備えている。この傾斜面２０ｂは、互いに平行な２平面のうちの一方の平面である当接面３０ａとのなす角度θを９０度未満にされている。当接面３０ａと傾斜面３０ｂの交わる先端部３０ｃは曲率Ｒの部分円弧で形成されている。
【００３０】
この曲率Ｒは、現像剤粒子の堆積および固着を防止するために設けられたものであり、用いる現像剤粒子の平均体積粒子径ｒ以下であればよい。
【００３１】
曲率Ｒを形成する手段としては、従来の研削方法やばり取り方法の他に、電気化学機械加工、放電機械加工、レーザービーム機械加工、電子ビーム機械加工、写真化学機械加工、超音波機械加工がある。
【００３２】
図１（ｂ）に示す現像剤量規制ブレード３０は図１（ａ）に示す平板状ブレード２０に比べ、現像剤担持体との当接部における現像剤量規制ブレードの直線性が高まり、当接状態を均一に保持するのが容易であるため、形成する現像剤層を均一、且つ安定化させることができる。また、当接部の上流側における現像剤の流動が安定し、形成する現像剤層を均一に薄層化できるといった利点がある。
【００３３】
また、現像剤量規制ブレードの部材は、通常単一部材（ＳＵＳ３０４等）からなる薄板で構成されており、厚さは３０μｍ以上２００μｍ以下が好ましい。３０μｍ以下であれば、ブレードの弾性が弱くなるため、現像剤量を均一に規制しにくく、２００μｍ以上であれば、ブレードの剛性が通常板厚の３乗に比例するため、剛性が高くなりすぎて現像幅全域に渡り均一な接触圧で当接することが困難になる。
【００３４】
図２は、現像剤担持体２２に対する現像剤量規制ブレード２０の配置状態を示す図である。現像剤量規制ブレード２０は現像剤担持体２２に対し当接面を対向させて配置されており、先端２０ｃは現像剤担持体２２の周面において現像剤量規制ブレード２０が最接近する点を通る法線より下方に距離Ｌだけ離れた位置に現像剤量規制ブレードの先端２０ｃが位置する。現像剤担持体２２は、矢印の方向に回転し、現像剤を規制部２３まで搬送する。このとき、ブレード部材２１の先端は曲率Ｒを有しており、規制部２３と反対側に傾斜面２４があるため、現像剤粒子はスムーズな周方向の流れに沿って滞留することなく規制部２３方向とその反対側へ分かれることになり、ブレード部材先端への現像剤固着を防止できる。また、現像剤担持体への現像剤搬送量は、ブレード部材２１と現像剤担持体２２とが当接するときの圧力、および現像剤担持体２２の中心線からブレード部材２１との最も当節している面までの距離Ｌにより制御することができる。この当接面までの距離Ｌは、ブレードの耐久性、現像剤の劣化防止を考慮し、また現像剤担持体上における現像剤の層厚から、１０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。
【００３５】
この距離Ｌは、現像剤担持体の中心線に対し垂直方向の固定位置を調整することで変更することが可能である。更に、前記中心線と平行な方向には、ブレードと現像剤担持体との当接圧を、図示していないスペーサーにより調節することができるため、これらの治具を変えることによって、所望とする現像剤帯電量ならびに搬送量が確保できることになる。
【００３６】
図３では、現像剤量規制ブレードのコート面を示す。現像剤量規制ブレードと現像剤担持体との最当接面までの端位置３１から、ブレード先端の曲率Ｒを経て、当節面と反対傾斜面の終わりの位置３２までをコートする。
【００３７】
適度な現像剤搬送量および帯電量を確保し、ブレード先端部位の耐磨耗性、滑り性を良好にするためのコート材として、ＤＬＣ、若しくはＴｉＢＮ、またはフッ素系樹脂粒子を含有したＮｉ材料を用いるのが良い。これらのコート材は、それぞれイオン化蒸着、スパッタリング、メッキといったプロセスによりコートすることができる。
【００３８】
コートする厚さは、耐剥離性、耐久性などを考慮して１μｍ以上５μｍ以下が好ましく、３μｍ以下がさらに好ましい。５μｍより厚くなると、コスト面で不利になる。
【００３９】
以下、上述した現像剤量規制ブレードを用いて画像形成を行った結果について詳細に説明する。
【００４０】
ブレード部材の原料としてＳＵＳ３０４を用い、安定した現像剤層形成を行うため、その先端から２ｍｍの部分をＬ型の屈曲形状にする。そして、屈曲したブレード部材の先端部位を研削加工により所望とする曲率Ｒに加工する。その他実施例および比較例の条件を表１に示す。
【００４１】
各種コート材は、厚さ１μｍ〜４μｍである。
【００４２】
ランニングテスト
上記製造方法で得られた現像剤量規制ブレードを用いて、シャープ社製ＡＲ−５０３０の現像装置を改造し、平均体積粒子径が８．５μｍの非磁性黒現像剤を用い、常温常圧環境下で４００００枚の長期ランニングテストを行い、画像評価、現像剤融着評価、現像剤量規制ブレードの耐久性を評価する。
【００４３】
（Ａ）画像濃度測定
５０ｍｍ×５０ｍｍのベタ画像部の濃度を濃度計にて測定をする。
【００４４】
（Ｂ）帯電量／搬送量測定
吸引法により、現像剤担持体上の現像剤を吸引したときのカウンターチャージを測定し、吸引した質量から現像剤の電荷量および搬送量を求める。
【００４５】
（Ｃ）融着確認
２１０．３ｍｍ×２９７．０ｍｍのＡ４紙の全面ベタ画像を印字し、白筋の有無を確認した。また、現像剤担持体上の現像剤をテープにとり、筋の発生を調べる。
【００４６】
更に、現像剤担持体を取り外し、ブロアーにて現像剤量規制ブレード上の現像剤を吹き飛ばしたのち、光学顕微鏡により現像剤量規制ブレード上を目視にて観察した。
【００４７】
上記３項目により融着が確認された場合を「×」、現像剤担持体上でのみ筋が確認された場合を「△」、ブレードおよび現像剤担持体上に筋が全く現れなかった場合を「○」で表す。
【００４８】
（Ｄ）ブレードの耐久性
ランニングテスト後のブレード先端を光学顕微鏡により観察し、欠けや磨耗の有無を確認した。殆ど変化のないものを「○」、やや欠けあるいは磨耗の見られる場合を「△」、欠けや磨耗がある場合を「×」とする。
【００４９】
以上、各評価結果を表２に示す。
【００５０】
表２の結果より、現像剤量規制ブレードの先端を、用いる現像剤の堆積平均粒子径以下の曲率に加工したブレードはランニングテスト後も現像剤の融着が生じにくく、ブレードの長寿命化が可能であることがわかった。更に、ブレード先端の傾斜角度を９０度未満とし、曲率加工した部位を磨耗しにくいコート材でコートすることにより、その効果がより向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の現像剤量規制ブレードの断面形状の概略図である。
【図２】本発明の現像剤量規制ブレードを用いた現像方式の模式的断面図である。
【図３】本発明の現像剤量規制ブレードのコートした断面の概略図である。
【図４】従来の現像装置の概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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