(57)【要約】【課題】現像ローラに均一な薄層化した現像剤を持続的に形成し、且つ現像剤の帯電量を高いレベルで維持することにより、濃度むらの発生を防止する。【解決手段】静電潜像を表面上に保持する円筒形状の感光体と、前記感光体に前記現像剤を供給する現像ローラと、前記現像ローラの外周面に近接して回転し、前記現像ローラに前記現像剤を供給する供給ローラと、前記現像ローラの外周面に近接して前記現像ローラ上に形成される前記現像剤からなる層の厚みを所定の厚みに規制する現像ブレードとを有し、前記現像ブレードが、前記現像ローラに対して凸面をなす円弧面を備え、前記円弧面内に十点平均粗さＲｚが２．０μｍ以下の鏡面を有し、前記円弧面を含む範囲の前記現像ブレード表面に、前記ブレードの材料とは異なる皮膜材料を蒸着処理し、厚さ１．０μｍ以下の薄膜を形成していることを特徴とする現像装置。【選択図】図３
2007240582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を表面上に保持する円筒形状の感光体と、外周面上に現像剤を保持して前記感光体の外周面に近接して回転し、前記感光体に前記現像剤を供給する現像ローラと、前記現像ローラの外周面に近接して回転し、前記現像ローラに前記現像剤を供給する供給ローラと、前記現像ローラの外周面に近接して、前記現像ローラ上に形成される前記現像剤からなる層の厚みを所定の厚みに規制する現像ブレードとを有し、前記現像ブレードが、前記現像ローラに対して凸面をなす円弧面を備え、前記円弧面内に十点平均粗さＲｚが２．０μｍ以下の鏡面を有し、前記円弧面を含む範囲の前記現像ブレード表面に、前記現像ブレードの材料とは異なる皮膜材料を蒸着処理し、厚さ１．０μｍ以下の薄膜を形成していることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記円弧面内の前記鏡面部は、蒸着処理の前に、バフ研磨加工が施され、前記バフ研磨加工の研磨目方向が前記現像ローラの回転方向と平行であ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】
前記蒸着処理の皮膜材料として、前記現像ブレードの材料よりも耐磨耗性に優れた材料を使用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４】
前記蒸着処理の皮膜材料として、前記現像ブレードの材料よりも帯電系列的に前記現像剤を帯電させやすい材料を使用することを特徴とする請求項１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、電子写真法によるプリンタ、複写機、ファクシミリ等に用いられる現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置では、像担持体としての感光体を帯電器により帯電させ、前記感光体に画像情報を光照射することにより静電潜像を形成する。そして前記静電潜像に現像装置を用いて現像し、前記感光体上の静電潜像を現像剤により顕像化し、前記感光体上の現像剤の像を用紙へ転写して、定着させる。
【０００３】
上記のように、現像とは画像形成プロセスの中で、感光体上に形成された静電潜像を現像剤により顕像化するプロセスであって、一般的に乾式現像が採用されている。前記乾式現像は、さらに一成分現像方式と二成分現像方式に大別される。
【０００４】
二成分現像方式とはキャリア（鉄粉、フェライト等の磁性体）を含有した現像剤を使用する現像方式であり、一成分現像方式とはキャリアを含有しない現像剤を使用する現像方式である。
【０００５】
一成分現像方式の現像装置（以下、一成分現像装置と称する）は、二成分現像方式と比較して簡単な構成でよく、また現像剤の濃度制御装置も不要であることから、低価格化、小型化に大変有利であり、小型プリンタを中心に一成分現像装置が主流になっている。以下は一成分現像装置を前提に説明する。
【０００６】
一成分現像装置は、現像剤の担持体としての現像ローラと、前記現像ローラ上に所望する厚みの現像剤の層を形成するための現像ブレードを含む。現像ローラは担持する現像剤により、感光体に形成される静電潜像を可視像化する装置であり、現像装置内に回転可能に軸支されている。現像ブレードは、その先端に前記現像ローラに対して凸面をなす円弧面を有し、前記円弧面は前記現像ローラと接し、現像ローラとの間のブレード線圧の安定化を図っている。
【０００７】
現像ローラの表面に付着した現像剤は、現像ローラの回転動作により、現像ローラと現像ブレードの円弧面との接触部まで搬送される。そして、安定したブレード線圧を有する現像ブレードにより薄層化されるとともに、さらに接触部において発生する摩擦力によって電荷を帯び、帯電量が増加する。
【０００８】
上述のように、薄層化され帯電量が増加した現像剤は、現像ローラへ印加されたバイアスと、接地された感光体との電位差により、現像ローラから感光体へ転移付着し、現像剤による可視像が形成される。
【０００９】
ところで、従来の一成分現像装置では、現像ローラと接する現像ブレードの円弧面は、現像ブレードの折り曲げ加工部をそのまま使用することから、折り曲げに起因するクラック及び、ひずみ等の平面性不均一部分が不可避的に発生することとなる。また、現像ブレードの耐磨耗性能と帯電性能は、現像ブレード自身の材料特性に依存してしまい、前記性能を向上させることが困難であった。
【００１０】
その他、従来の一成分現像装置では、現像ブレードの耐磨耗性能や帯電性能を向上させるために、現像ローラと接する現像ブレードの先端側に、現像ブレードの材料とは異なる材料を塗装したり、もしくは接着したりして改善を図ったものもあるが、塗装むらや接着むら等により、現像ローラとの接触部の平面性不均一部分が不可避的に発生することとなる。
【００１１】
その結果、現像ブレードは、回転動作する現像ローラとの接触部に平面性不均一部分を含むこととなる為、ブレード線圧が不安定となり、現像ローラ上の現像剤を必ずしも均一に薄層化できず、印刷画像上に濃度むらを発生させるという問題を有していた。また、現像ブレードの円弧面が摩擦により磨耗し、形状変化してしまうことにより、一成分現像装置の寿命における画像劣化をひき起こすという問題点を有していた。さらに、現像剤の帯電量を高いレベルで維持することができない為、画質の向上が困難であるという問題点を有していた。
【特許文献１】特開２０００−３５２９１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
解決しようとする問題点は、現像ブレードの接触部が平面性不均一部分を含むこととなる為、ブレード線圧が不安定となり、現像ローラ上の現像剤を必ずしも均一に薄層化できず、印刷画像上に濃度むらを発生させるという点と、現像ブレードの円弧面が摩擦により磨耗し、形状変化してしまうことにより、一成分現像装置の寿命における画像劣化をひき起こしてしまう点と、現像剤の帯電量を高いレベルで維持することができず、高画質の印刷画像が得られない点である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る現像装置は、静電潜像を表面上に保持する円筒形状の感光体と、外周面上に現像剤を保持して前記感光体の外周面に近接して回転し、前記感光体に前記現像剤を供給する現像ローラと、前記現像ローラの外周面に近接して回転し、前記現像ローラに前記現像剤を供給する供給ローラと、前記現像ローラの外周面に近接して前記現像ローラ上に形成される前記現像剤からなる層の厚みを所定の厚みに規制する現像ブレードとを有し、前記現像ブレードが、前記現像ローラに対して凸面をなす円弧面を備え、前記円弧面内に十点平均粗さＲｚが２．０μｍ以下の鏡面を有し、前記円弧面を含む範囲の前記現像ブレード表面に、前記現像ブレードの材料とは異なる皮膜材料を蒸着処理し、厚さ１．０μｍ以下の薄膜を形成していることを特徴とする。
【００１４】
前記現像ブレードの円弧面内の鏡面部は、蒸着処理の前に、バフ研磨加工が施され、前記バフ研磨加工の研磨目方向が前記現像ローラの回転方向と平行であることにより、折り曲げ加工に起因するクラックおよびひずみ等の平面性不均一部分を均一に研磨し、前記現像ローラに均一な薄層化した現像剤を形成できる。また、前記鏡面部を十点平均粗さＲｚが２．０μｍ以下にすることで、研磨加工にて発生する研磨むらが印刷画像に影響を及ぼさないようにした。また、蒸着処理の薄膜厚を１．０μｍ以下にすることで、  前記鏡面部の平面性を均一化した。
【００１５】
前記蒸着処理の皮膜材料として前記現像ブレードの材料よりも耐磨耗性に優れた材料を使用することにより、前記現像ローラに均一な薄層化した現像剤を持続的に形成できる。
【００１６】
前記蒸着処理の皮膜材料として前記現像ブレードの材料よりも帯電系列的に前記現像剤を帯電させやすい材料を使用することにより、前記現像剤の帯電量を高いレベルで維持することができる。
【００１７】
この構成により、ブレード線圧が安定し、現像ローラ上の現像剤を均一に薄層化でき、印刷画像上に濃度むらが発生しない良好な印刷をできるようにした。また、現像ブレードの円弧面の磨耗が低減し、一成分現像装置の寿命における画像劣化を改善することが可能となった。さらに、現像剤の帯電量を高いレベルで維持することが可能となり、画質の向上ができるようにした。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、現像ローラに均一な薄層化した現像剤を持続的に形成し、且つ現像剤の帯電量を高いレベルで維持することにより、濃度むらの発生を防止し、高寿命で高画質の一成分現像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明の一実施の形態にかかる現像装置の主要部を示す断面図である。本実施の形態の説明では、現像装置は一例として、一成分現像装置として説明している。図１において、現像剤であるトナー１は、現像ホッパ２の内部に収納されている。供給ローラ５が矢印Ａ方向へ回転することにより、トナー１は供給ローラ５に近接配置された、矢印Ｂ方向に回転する現像ローラ４に供給される。
【００２０】
本実施の形態では、供給ローラ５の外周面はウレタン発泡材により円筒状に形成した。また、現像ローラ４は、直径１６ｍｍの円筒状のシリコーンゴムで形成し、表面には研磨加工を施し、均一な表面を形成した。現像ローラ４は矢印Ｂの方向に周速１３７ｍｍ／ｓで回転させた。
【００２１】
現像ローラ４と対向して近接するように配置された円筒状の感光体３は、矢印Ｃ方向に回転する。感光体３の外周面は、帯電器１１により一様に帯電された後、レーザビーム１０１が走査されて静電潜像が形成される。その後、現像ローラ４からトナーが供給されて顕像化される。
【００２２】
本実施の形態では、感光体３は、直径Ｄが２４ｍｍの円筒状ローラで、フタロシアニンをベースとした積層型感光体とした。感光体３を、矢印Ｃの方向に周速１０５ｍｍ／ｓで回転させた。
【００２３】
現像ローラ４の近傍には、現像ローラ４上に形成されるトナー１からなる層の厚みを規制する現像剤規制部材である現像ブレード６０が設けられている。前記現像ブレード６０は現像ホッパ２の壁面に固定されており、現像ローラ４と同電位である。
【００２４】
図２は、本発明の一実施の形態における現像装置において、現像ブレードの先端部形状を示した断面図であり、現像剤規制部材である現像ブレード６０の先端部の形状を示した断面図である。
【００２５】
図２示すように、現像ブレード６０は、金属版を用いて構成されており、現像ローラ４に対して凸となるように略円弧状に折り曲げられた円弧面６１と、現像ローラ４の外周面移動方向の上流側端に接続された延長面６３とを有している。延長面６３は、折り曲げを施されていない平面である。
【００２６】
本実施の形態では、現像ブレード６０として、厚み１００μｍのステンレス鋼（たとえばＳＵＳ３０１）の平板を用いた。現像ブレード６０の円弧面６１を形成する円弧の中心角φは１１５度、半径ｒは０．２５ｍｍとした。現像ブレード６０の先端の曲げを施さない平面状の延長面６３の幅Ｗは２ｍｍとした。
【００２７】
現像ブレード６０の現像ローラ４と対向する側の面において、円弧面６１内の一部は、フェルトバフを用いて研磨を施した鏡面６２である。現像ローラ４と現像ブレード６０とは鏡面６２内の地点Ｐ２で近接する。
【００２８】
フェルトバフの研磨目方向は、現像ローラ４の回転方向と平行であり、現像剤であるトナー１の流れを阻害しないように施されている。
【００２９】
また、本実施の形態では、鏡面６２の表面粗さ（十点平均粗さＲｚ）は１．０μｍ程度とし、円弧面を含む範囲の現像ブレード６０の表面に、厚さ０．５μｍ程度のクロムの薄膜６４を蒸着処理した。
【００３０】
本実施の形態において現像剤として用いたトナー１は、非磁性一成分トナーであり、樹脂８０重量％、着色剤１０重量％、外添剤３重量％、及び必要に応じて帯電制御剤や離型剤などで構成される。樹脂としてはポリエステル樹脂を用いた。着色剤としては、イエロートナー用としてベンジジン系黄色顔料、マゼンタトナー用としてキサンテン系マゼンタ染料のリンタングステンモリブデン酸レーキ顔料、シアントナー用として銅フタロシアニン系顔料、ブラックトナー用としてカーボンブラックを用いた。外添剤としては、シリカ粒子を用いた。
【００３１】
以上のように構成された本実施の形態の一成分現像装置について、図を用いてその動作を説明する。
【００３２】
図１において、現像ホッパ２内のトナー１は、供給ローラ５の矢印Ａ方向の回転により、近接位置Ｐ１にて現像ローラ４の表面に供給される。供給されたトナー１は、現像ローラ４の矢印Ｂ方向への回転により、搬送面４１に沿って搬送されて現像ブレード６０との近接位置Ｐ２に搬送される。近接位置Ｐ２に搬送されたトナー１は、現像ブレード６０により所望の層厚に規制される。この現像ブレード６０により、現像ローラ４の上には均一なトナー薄層が形成される。現像ローラ４と対向する感光体３は、帯電器１１により一様に帯電（実施の形態では−５００Ｖ）された後、レーザビーム１０１による露光信号（図示せず）が照射され、静電潜像が形成される。実施の形態では、静電潜像を形成するとき、感光体３の全面露光電位は−６０Ｖとした。現像ローラ４には現像バイアス電源（図示せず）により、−１５０Ｖの直流電圧を印加した。非磁性一成分のトナー１の薄層を担持する現像ローラ４と、現像ローラ４と実質的に同方向に移動する感光体３とは、相互に対向する部分で接触している。このため、感光体３上には画像部のみネガポジ反転したトナー像が形成される。感光体３上に形成されたトナー像は、転写装置（図示せず）によって紙などの記録媒体上に転写され、次いで、定着装置（図示せず。たとえば加熱定着）により前記記録媒体上に定着される。
【００３３】
図３は本発明の一実施の形態にかかる現像装置の部分ＩＩＩの拡大断面図であり、現像剤規制部材である現像ブレード６０と現像ローラ４との近接位置Ｐ２近傍（図１における部分ＩＩＩ）を示す拡大断面図である。図３において、現像ブレード６０と現像ローラ４との近接位置Ｐ２近傍のトナー流動状態を観察すると、近接位置Ｐ２にて、現像ローラ４の搬送面４１上を搬送されてきたトナー１は、クロムの薄膜６４を蒸着処理された現像ブレード６０の円弧面６１内の鏡面６２部によって均一な線圧を与えられ、一部は現像ローラ４と現像ブレード６０との間の隙間を通り抜けて、現像ローラ４の表面上に一様厚さのトナー層１２を形成する。
【００３４】
また、現像ローラ４と現像ブレード６０との間の隙間を通り抜けたトナー１は、接触部において発生する摩擦力によって電荷を帯び、帯電量が増加する。
【００３５】
このように、上記の実施の形態にかかる現像装置によれば、クロムの薄膜６４を蒸着処理された現像ブレード６０の円弧面６１内の鏡面６２部は均一な表面性を有し、耐磨耗性、帯電特性が優れている為、磨耗による円弧面６１の形状変化が少く、良好なトナー層１２を持続的に形成でき、且つ、トナー１の帯電量を向上し、ドット再現性の優れた高画質の画像を安定して得ることができた。
【００３６】
なお、本実施の形態においては、現像ブレード６０をステンレス板により形成した場合を説明したが、これに限定されることはなく、他の金属、ゴム、あるいは合成樹脂等の他の材料であっても良い。なお、合成樹脂等の金属材料以外の材料を用いる場合、板曲げを施して現像ブレード６０を形成するのではなく、現像ローラ４との近接部分が円弧面になるように金型等を製作し、射出成形等により形成してもよい。
【００３７】
また、現像ブレード６０上に鏡面６２を形成するために用いるバフは、フェルトバフである必要はなく、布バフ、ネルバフ等を用いても同様の鏡面が得られる。
【００３８】
また、現像ブレード６０の表面に蒸着処理する皮膜材料は、クロムである必要はなく、チタン等を用いても耐磨耗性、帯電特性を向上させることができる。
【００３９】
本発明の一実施の形態におけるトナー１の構成は、上記の構成に限定されることはなく、樹脂としては他に、スチレンアクリル樹脂、エポキシ樹脂を使用できる。着色剤としては他に、イエロートナー用として、フォロンイエロー、アセト酢酸アニリド系不溶性アゾ顔料、モノアゾ染料、アゾメチン系色素等が使用でき、マゼンタトナー用として、２，９−ジメチルキナクリドン、ナフトール系不溶性アゾ顔料、アントラキノン系染料、キサンテン系染料と有機カルボン酸からなる色材、チオインジゴ等が使用でき、ブラックトナーとしてフェライト等が使用できる。なお、着色剤の添加割合は実施の形態では１０重量％としたが、これに限定されることはなく、トナー中に好ましくは１重量％以上３０重量％以下添加され、より好ましくは３重量％以上２５重量％以下添加される。外添剤としては、他には例えば、アルミナ、チタニア等の金属酸化物の粒子やそれらの混合物を用いることができる。また、それらの金属酸化物粒子を疎水化処理した粒子を用いることもできる。この疎水化処理の処理剤としては、例えば、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルジクロロシラン等のシランカップリング剤や、シリコーンオイル等を用いることができる。
【００４０】
また、本発明の一実施の形態におけるトナー１には、オイルレス定着を実現する等の目的で必要に応じて離型剤を添加してもよい。離型剤としては、例えば、カルナウバワックス、キャンデリラワックスあるいはホホバ油等を使用できる。離型剤はトナー中に好ましくは３重量％以上２０重量％以下、より好ましくは４重量％以上１５重量％以下添加される。
【００４１】
また、上記の実施の形態の供給ローラ５は、外周部分がウレタン発泡材により形成されていたが、これに限定されることはなく、例えばシリコーンゴム発泡材などのほかの材料で供給ローラ５を形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、静電潜像を表面上に保持する円筒形状の感光体と、外周面上に現像剤を保持して前記感光体の外周面に近接して回転し、前記感光体に前記現像剤を供給する現像ローラと、前記現像ローラの外周面に近接して回転し、前記現像ローラに前記現像剤を供給する供給ローラと、前記現像ローラの外周面に近接して、前記現像ローラ上に形成される前記現像剤からなる層の厚みを所定の厚みに規制する現像ブレードとを有する構成としたもので、前記現像ブレードが、前記現像ローラに対して凸面をなす円弧面を備え、前記円弧面内に十点平均粗さＲｚが２．０μｍ以下の鏡面を有し、前記円弧面を含む範囲の前記現像ブレード表面に、前記現像ブレードの材料とは異なる皮膜材料を蒸着処理し、厚さ１．０μｍ以下の薄膜を形成することにより、前記現像ローラに均一な薄層化した現像剤を持続的に形成し、且つ前記現像剤の帯電量を高いレベルで維持することにより、濃度むらの発生を防止し、高寿命で高画質の一成分現像装置を提供することができる効果を奏し、電子写真法によるプリンタ、複写機、ファクシミリ等に用いられる一成分現像装置、及びこれを用いた画像形成装置に関するものなどの用途に適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる現像装置の主要部を示す断面図
【図２】本発明の一実施の形態における現像装置において、現像ブレードの先端部形状を示した断面図
【図３】本発明の一実施の形態にかかる現像装置の部分ＩＩＩの拡大断面図
【符号の説明】
【００４４】
１    トナー（現像剤）
２    現像ホッパ
３    感光体
４    現像ローラ
５    供給ローラ
１１    帯電器
１２    トナー層
６０    現像ブレード（現像剤規制部材）
６１    円弧面
６２    鏡面
６３    延長面
６４    薄膜
１０１    レーザービーム
【図１】
2007240582.tif 000003
【図２】
2007240582.tif 000004
【図３】
2007240582.tif 000005