(57)【要約】【課題】  長期の使用においても、トナー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提供する。【解決手段】  トナー２を有する現像剤を収容する容器１と、弾性を有し、像担持体に対して当接配置して現像剤を供給する現像剤担持体５と、現像剤担持体５に対して当接配置するよう容器１に取付けて、供給する現像剤の量を規制する現像剤量規制ブレード６とを備える現像装置において、現像剤量規制ブレード６は、少なくともトナー２と接触する領域に、フッ素樹脂からなる微粒子６３を含有した複合メッキ皮膜を有する。複合メッキ皮膜の膜厚は、１μｍ以上１５μｍ以下である。微粒子６３の粒子径は０．１μｍ以上５μｍ以下である。微粒子６３の体積割合は、２０％以上３５％以下である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを有する現像剤を収容する容器と、弾性を有し、像担持体に対して当接配置して現像剤を供給する現像剤担持体と、該現像剤担持体に対して当接配置するよう前記容器に取付けて、供給する現像剤の量を規制する現像剤量規制ブレードとを備える現像装置において、
前記現像剤量規制ブレードは、少なくともトナーと接触する領域に、フッ素樹脂からなる微粒子を含有した複合メッキ皮膜を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
上記複合メッキ被膜が、以下の（ａ）〜（ｃ）の条件をすべて満たし、上記現像剤に対して離型性に優れた被膜である請求項１記載の現像装置。
（ａ）複合メッキ皮膜の膜厚は、１μｍ以上１５μｍ以下である。
（ｂ）含有するフッ素樹脂からなる微粒子の粒子径は０．１μｍ以上５μｍ以下である。
（ｃ）含有するフッ素樹脂からなる微粒子の体積割合は、２０％以上３５％以下である。
【請求項３】
上記現像剤量規制ブレードの複合メッキ皮膜中に含有するフッ素樹脂からなる微粒子の形状が球形である請求項１又は２記載の現像装置。
【請求項４】
上記容器は、複合メッキ液を常に攪拌しながら複合メッキ皮膜を形成する手段を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
上記現像剤規制ブレードは、最後にメッキ処理がなされたものである請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
上記容器は、表面に複合メッキ皮膜を形成した後、加熱処理が行われたものである請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項７】
上記トナーは、非磁性１成分トナーである請求項１〜６のいずれか１項に記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置であり、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のに使用される現像装置に関し、特に現像剤量を規制するブレード部材に関するものである。
【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、この現像剤量規制手段として、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る均一で薄いトナー層の形成が行われている。また、現像剤量規制ブレードは、現像剤担持体上のトナー量を規制するだけでなく、摩擦によるトナーへの電荷付与の役割もある。現像剤量規制ブレードは、現像剤担持体に対する圧接力が温度変化に影響されない等の利点からステンレス等の金属薄板を用い、打ち抜きあるいはエッチングにより成形されたものが多い。
【０００３】
しかしながら、上記現像剤量規制ブレードを用いる場合、比較的強い圧力でトナー量を規制するため、長期の使用によりトナーが摩擦や圧接応力によって現像剤量規制ブレードへ融着するといった問題点がある。
【０００４】
また最近では、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、トナーが小粒径化する傾向があり、且つ現像剤担持体上でのトナー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トナーの低融点化なども求められるようになっている。このような状況下ではトナーの融着が促進され、白筋発生などの画像の劣化がさらに起こりやすくなる。
【０００５】
上記問題点を解決する手段として、例えば特許文献１には、現像剤量規制ブレードとトナーの接触する領域にシリコーンやフッ素樹脂からなるトナー離型層を設けることを提案している。更に、特許文献２には、現像剤担持体に接触する部分にフッ素樹脂微粒子を分散させたニッケルー燐の複合メッキ層を形成した現像剤規制ブレードが提案されている。
【特許文献１】特開平１０−１４２９３４号公報
【特許文献２】特開２００１−１９４８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、シリコーンやフッ素樹脂層を設けた現像剤量規制ブレードは、トナー粒子の帯電電荷の量や電荷の極性が不均一な状態になりやすく、その結果画像の地肌部にトナーが付着する、いわゆるかぶりと呼ばれる現象が発生しやすくなる。また、強い当接圧で現像剤担持体に圧接した場合には、長期使用によりこれらの樹脂層は磨耗あるいは剥離することがある。また、フッ素樹脂微粒子を分散させたメッキ層では、メッキ層厚や含有量、あるいは樹脂微粒子の大きさ等により、メッキ層およびフッ素樹脂微粒子の剥がれや脱離が生じて、トナーの離型性や耐トナー融着性の点で期待されるような効果が得られない場合がある。
【０００７】
現像剤量規制ブレードの長期使用によるトナーの融着は、現像剤量規制ブレードの先端部位に微小あるいは劣化したトナーが固着、凝集し、続いて現像剤量規制ブレードと現像剤担持体の間における各間の摩擦熱や圧接応力によってトナーが変性、溶融して融着するものと推察され、現像剤量規制ブレードの先端部位へのトナー固着を防止する必要がある。
【０００８】
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、トナー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提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的は、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て達成される。すなわち、本発明の現像剤量規制ブレードを有する現像装置は、以下の構成あるいは手段からなることを特徴とし、上記課題を解決するものである。
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対して当接配置され、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、少なくともトナーと接触する領域に、フッ素樹脂微粒子を含した複合メッキ皮膜を有する。
【００１０】
２．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対して当接配置され、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、少なくともトナーと接触する領域に現像剤に対して以下の（ａ）〜（ｃ）の条件を満たすフッ素樹脂微粒子を含む離型性に優れた複合メッキ皮膜を有する。
（ａ）複合メッキ皮膜の膜厚は、１μｍ以上１５μｍ以下とする。
（ｂ）複合メッキ皮膜は、フッ素樹脂からなる微粒子を含有し、前記微粒子の粒子径は０．１μｍ以上５μｍ以下とする。
（ｃ）複合メッキ皮膜中に含有されるフッ素樹脂微粒子の体積割合は、２０％以上３５％以下とする。
【００１１】
現像剤量規制ブレード表面と、現像剤が接触する領域を上記（ａ）〜（ｃ）からなる複合メッキで被覆することにより、現像剤量規制ブレードへのトナーの固着および現像剤量規制ブレードの耐トナー融着性を向上することができる。このことにより、高画質化対応に必要な現像剤の薄層形成、あるいは低融点トナー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。
【００１２】
３．現像剤量規制ブレードの複合メッキ皮膜中に含有されるフッ素樹脂微粒子は、球形をしている。
【００１３】
複合メッキ皮膜中に含有されるフッ素樹脂微粒子は、球形をしているため、トナー層形成時の摩擦による粉砕の影響が少ない。
【００１４】
４．現像剤量規制ブレードは、複合メッキ液を常に攪拌しながら複合メッキ皮膜を形成する。
【００１５】
複合メッキ液中には、フッ素樹脂微粒子が含有されているため、複合メッキ液の攪拌により、これら微粒子を均一に分散することができ、一様な複合メッキ皮膜を形成することが可能となる。
【００１６】
５．現像剤規制ブレードは、最後にメッキ処理をする。
【００１７】
現像剤量規制ブレードの形状をＬ字型等に変形する場合には、先に変形加工を行った後でメッキ処理をすると、加工時の応力によりメッキ皮膜が剥がれるといったことがない。
【００１８】
６．現像剤量規制ブレードは、表面に複合メッキ皮膜を形成した後、加熱処理を行う。
【００１９】
加熱処理を行った複合メッキ皮膜は、硬度、撥水性に優れ、現像剤量規制ブレードの耐トナー融着性を向上することができる。
【００２０】
７．本発明の現像剤量規制ブレードを用いた現像装置には、非磁性１成分トナーを用いる。
【００２１】
磁性トナーでは、電磁気的な力の作用により現像剤規制ブレードにトナーが付着する可能性があるが、非磁性１成分トナーであれば、前記の影響が少なく、トナーの融着が生じにくい。また、カラー化への対応が可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明により、現像剤量規制ブレードにおいて、少なくともトナーと接触する領域にフッ素樹脂微粒子を含む離型性に優れた複合メッキ皮膜を設け、皮膜の膜厚、微粒子の大きさ、含有される樹脂微粒子の体積割合を最適化することで複合メッキ皮膜の効果を最大限に活かすことが可能となり、ブレード表面のトナーの融着を長期にわたって防ぐことができ、高画質および長寿命化が可能な現像装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明を実施するための最良の形態を説明する。
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の好ましい実施の形態を詳述する。図１は、本発明の実施の形態に係る現像装置の概略断面図である。１は容器、２はトナー（現像剤）、３はアジテータ、４は供給ローラ、５は現像剤担持体（現像ローラ）、６は現像剤量規制ブレード、７は静電潜像保持体（感光体）である。
【００２４】
図１において、容器１の中に非磁性１成分のトナー２が入っている。このトナー２は、アジテータ３によって、供給ローラ４とトナー担持体５により形成されるトナー貯留部に搬送され、現像剤担持体５の表面に担持される。現像剤量規制ブレード６によって、均一な薄層を形成するとともに、所定の極性に摩擦帯電される。現像剤担持体５の表面に形成されたトナー層は、静電潜像を保持する感光体７と現像剤担持体５とが当接する現像領域に運ばれ、ここで現像剤担持体５から感光体７へとトナーが静電的に移行し、潜像が顕像化される。本発明の現像装置で用いる非磁性１成分のトナーは、特に限定はなく、通常の粉砕法あるいは重合法により形成されたものを使用する。
【００２５】
ここで、図２に現像剤量規制ブレード６を拡大して示すが、同図に示すように、現像剤量規制ブレード６のトナー担持体５との当接部には複合メッキ皮膜６１が形成されており、この複合メッキ皮膜６１は現像剤量規制ブレード６とトナー担持体５との間に介在して現像剤量規制ブレード６にトナーが融着するのを防止する機能を果たす。
【００２６】
複合メッキ皮膜６１は、基材となる現像剤量規制ブレード６の表面に、マトリックス金属６２中にフッ素樹脂微粒子６３が分散含有した構造を有している。複合メッキ皮膜６１が形成される領域は、特に限定されるものではなく、トナーと現像剤量規制ブレード６の接触する範囲が被覆されていればよい。
【００２７】
本発明における現像剤量規制ブレードの材質は、通常金属製（ステンレス鋼等）の薄板で構成されており、厚さは３０μｍ〜２００μｍ以下が好ましい。３０μｍ未満にすると、ブレード部材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より厚いと、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。
【００２８】
現像剤量規制ブレードの形状としては、特に限定されるものではないが、平板あるいは片端をＬ字型に曲げたものが一般的に用いられ、その形は通常、打ち抜きあるいはエッチングによって形成される。従って、例えばＬ字型の現像剤量規制ブレード表面にメッキ皮膜を形成する前に、ブレードの成形を行う必要がある。逆にメッキ皮膜を形成した後でＬ字型にブレードの成形を行った場合、成形する領域に強制的かつ局所的な曲げ応力がかかることになり、メッキ皮膜の亀裂や破損を招くことになる。
【００２９】
上記基材にメッキ皮膜を形成させる方法としては、以下の方法が例示される。メッキ処理の工程は、通常、基材の脱脂から酸続いて水でそれぞれ洗浄し、メッキ処理を施した後、再度水洗して乾燥させて終了する。加熱処理をする場合には、この後で一定時間加熱するということになる。
【００３０】
一般に、メッキ皮膜中に含まれるフッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン（以下「ＰＴＦＥ」という）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（以下「ＦＥＰ」という）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（以下「ＰＦＡ」という）、ポリクロロトリフルオロエチレン（以下「ＰＣＴＦＥ」という）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（以下「ＥＴＦＥ」という）等があり、これらを用いると自己潤滑性、摺動性（低摩擦性）、非粘着性等に優れるといった特徴が得られる。これらの中でも、本発明に用いられるメッキ層に含まれるフッ素樹脂としては、トナーの離型性、非粘着性等の点からＰＴＦＥが好ましい。
【００３１】
本発明で使用するフッ素樹脂は、いずれも公知物質であり、その原料および製造方法等は特に限定されるものではないが、フッ素樹脂の微粒子は、エマルジョンあるいは重合法などにより、その形状が球形をなしているものを選んで使用することとする。複合メッキ皮膜に球形の樹脂粒子を用いることで、摩擦等の応力による樹脂の粉砕を防ぐことができる。
【００３２】
また、本発明においては、上記フッ素樹脂をそれぞれ単独で使用してもよく、あるいは２種類以上を併用しても良い。２種類以上のフッ素樹脂を併用する場合であっても、それらの混合割合は特に限定されず、任意に選択することができる。
【００３３】
これらフッ素樹脂の微粒子を金属とともに基材表面に析出させて複合メッキ皮膜を形成させることによって、トナーに対する離型性がよく、摺動面の磨耗を低減させることができる。
【００３４】
本発明の複合メッキ皮膜中のマトリックスには、ニッケルが含まれていればよく、他の金属例えば、銀、銅、鉄、亜鉛、スズ、鉛、カドミウム、パラジウム、貴金属類などが含まれていても良い。また、リン、ホウ素などの非金属元素が含まれていても良い。
【００３５】
マトリックスに他の金属が含まれる場合、複合メッキ中の他の金属あるいは非金属の含有率は、本発明の効果が得られる範囲であれば特に限定されるものではないが、複合メッキ皮膜中のマトリックスの全重量に基づいて、通常１０重量％以下、好ましくは５重量％以下程度である。
【００３６】
本発明における複合メッキ皮膜の形成に際しては、基材の表面にニッケルを含むマトリックス金属を析出させ得る公知の無電解メッキ法および電解メッキ法を採用することができる。また、使用するメッキ液についても、ニッケル並びに必要に応じて他の金属あるいは非金属を含むメッキ液としては、各種のものが公知となっているので、それら公知の組成のメッキ液のいずれをも使用することができる。
【００３７】
本発明において、複合メッキ皮膜を形成するためのメッキ液（以下「複合メッキ液」という）に添加するフッ素樹脂の微粒子の粒径は、特に限定されるものではないが、複合メッキ皮膜全体の膜厚よりも小さい方が、摩擦などによるメッキ面からの粒子の脱離を生じにくくするため、複合メッキ皮膜の層厚よりも小さい微粒子を使用するのが望ましい。
【００３８】
本発明における複合メッキ皮膜の膜厚は、基材の材質や形状などに応じて適宜設定することができるが、通常１μｍ〜１５μｍ、好ましくは１μｍ〜１０μｍである。１μｍ未満とすると、メッキ皮膜が脆弱なためトナーとの摩擦により磨耗または剥離してしまう。また、メッキ皮膜の膜厚が１５μｍより厚くなると、ブレードにかかる応力が高くなりメッキが剥がれやすくなる。
【００３９】
従って、フッ素樹脂微粒子の粒径は、この複合メッキ皮膜の厚さを考慮して定めれば良いが、通常０．１μｍ〜５μｍ、０．２μｍ〜１μｍがより好ましい。０．１μｍ未満の微粒子にすると、メッキ皮膜表面の粗さが平滑になり、トナーの搬送あるいは帯電といった性能を維持できなくなる。一方、５μｍより大きい粒子を用いた場合には、メッキ液中の微粒子の分散不良やメッキ面からの粒子の脱離といった問題が生じる。
【００４０】
複合メッキ皮膜中のフッ素樹脂微粒子の添加量は、特に限定されないが、体積割合で２０％〜３５％、好ましくは２０％〜３０％である。樹脂微粒子の割合が２０％未満にすると、トナーに対する複合メッキ皮膜表面の離型性が充分でなく、トナーの付着更には固着を招く。また、３５％を超えると、樹脂成分が多量に含有されることとなるため、トナー帯電量のばらつきやメッキ層と基材との密着性が低下する原因になる。
【００４１】
本発明による複合メッキ皮膜を形成させるための複合メッキ液は、撥水性が非常に高いフッ素樹脂の微粒子をメッキ液中に均一に分散させ、且つ完全に濡れた状態とする必要があるので、通常、界面活性剤を用いる。界面活性剤としては、例えば、水溶性のカチオン系、非イオン系およびメッキ液のｐＨ値においてカチオン性を示す両面活性剤を用いることができる。
【００４２】
本発明の複合メッキ皮膜を形成するに際しては、フッ素樹脂微粒子を均一に分散させるために、複合メッキ液を攪拌しつつメッキ操作を行うことが好ましい。攪拌方法は、特に限定されず、通常の機械的攪拌手段、例えばスクリュー攪拌、マグネチックススターラーによる攪拌等の方法を採用することができる。
【００４３】
メッキ条件は、基材の材質および使用する複合メッキ液の種類等に応じて適宜定めれば良く、一般に通常の複合メッキ法において採用されていると同様の液温、ｐＨ値、電流密度等から選択すればよい。
【００４４】
なお、本発明における複合メッキ皮膜は、必ずしも基材の表面に直接形成する必要はなく、基材上に公知の下地メッキ層を形成した後、複合メッキ皮膜を形成しても良い。
【００４５】
本発明の別の形態としては、上記のようにして形成した複合メッキ皮膜を加熱処理することが挙げられる。加熱処理は、１５０℃〜４００℃で行うのがよく、さらに好ましくは２００℃〜４００℃である。加熱処理の温度を１５０℃未満にするとその効果を得るために長時間加熱せねばならず、４００℃より高くするとフッ素樹脂の特性に影響がでる恐れがある。
【００４６】
加熱処理時間は、特に限定されるものではないが、通常１０分〜１．５時間程度、好ましくは１時間程度までである。
【００４７】
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。
【００４８】
現像剤量規制ブレード製造例を説明する。ブレード部材の材質としてＳＵＳ３０４（創美工芸株式会社製）を用い、打ち抜き成形を行った。また、安定したトナー層形成を行うため、その先端から２ｍｍの部分をＬ型の屈曲形状にした。続いてＰＴＦＥ樹脂微粒子を含有した複合メッキ皮膜を共析により形成させた。実施例および比較例の条件を図３及び図４に示す。なお、実施例２では、３００℃、１時間の加熱処理を行った。比較例１は、ＳＵＳのみのブレードである。比較例２は、ＰＴＦＥ樹脂を厚さ８μｍで皮膜したものである。
【００４９】
上記実施例１〜３および比較例１〜８のそれぞれについて、２μｌの水滴に対する接触角（協和界面科学社製、自動接触角計ＣＡ−Ｖ）により撥水性を測定した結果、ＳＵＳ（比較例１）では４７°であったのに対し、その他の皮膜材料では１１０°〜１３５°であり、高い撥水性をもつことがわかった。
【００５０】
ランニングテストについて説明する。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の非磁性黒トナーを用い、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、トナー融着評価、現像剤量規制ブレードの耐久性を評価した。以下、これらを詳しく説明する。
（Ａ）画像濃度測定
５０ｍｍ×５０ｍｍのベタ画像部の濃度を濃度計（マクベス社製、ＲＤ−９１８）にて測定を行った。
（Ｂ）帯電量／搬送量測定
吸引法により、現像剤担持体上のトナーを吸引したときのカウンターチャージを測定し、吸引した質量からトナーの電荷量および搬送量を求めた。
（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、現像剤担持体上のトナーをテープにとり、筋の発生を調べた。
更に、現像剤担持体を取りはずし、ブロアーにて現像剤量規制ブレード上のトナー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。
上記３項目について、融着が確認された場合を「×」、ブレード上のトナー融着および現像剤担持体上でのみ筋が確認された場合を「△」、ブレード上のトナー融着および現像剤担持体上、ベタ画像に白筋が全く現れなかった場合を「○」で表した。
（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「×」とした。以上、各評価結果を図５に示す。
【００５１】
比較例２の現像剤量規制ブレードを用いた場合、初期の画像は濃度のムラが多く、濃度を測定することが不可能であった。また、ＰＴＦＥ樹脂の磨耗が激しく、多量に発生したトナー融着による白筋のため、現像剤担持体上の正確なトナー帯電量および搬送量を測定できなかった。
【００５２】
また、比較例３および４ではメッキ皮膜の磨耗および剥離、比較例６ではＰＴＦＥ樹脂のメッキ表面からの摩擦による脱離がみられた。比較例８においては、メッキ層と基材との密着性不良により、メッキ皮膜が一部磨耗・剥離した。
【００５３】
以上、実施例１〜３及び比較例１〜８について総合評価を行うと、実施例ではすべて◎であるが、比較例では○〜×であり、実施例１〜３で良好な結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の現像装置断面概略図である。
【図２】本発明の現像剤量規制ブレードの断面図である。
【図３】実施例の現像剤量規制ブレードを説明する図表である。
【図４】比較例の現像剤量規制ブレードを説明する図表である。
【図５】実施例及び比較例における耐融着性評価結果を説明する図表である。
【符号の説明】
【００５５】
１  容器
２  トナー（現像剤）
３  アジテータ
４  供給ローラ
５  現像剤担持体
６  現像剤量規制ブレード
６１  複合メッキ皮膜
６２  マトリックス金属
６３  フッ素樹脂微粒子
７  感光体
【図１】
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【図２】
2005221978.tif 000004
【図３】
2005221978.tif 000005
【図４】
2005221978.tif 000006
【図５】
2005221978.tif 000007