(57)【要約】【課題】  複数の規制部材を用いることなく、トナーの薄層内のトナーの帯電の不均一性を解消できる現像装置及び該現像装置を備えた画像形成装置を提供することを課題とする。【解決手段】  トナーを表面に担持して回転する現像ローラと、現像ローラ上のトナーの層厚を規制する規制部材を備え、規制部材で規制されたのち搬送されるトナーで静電潜像を可視化する現像装置において、複数の規制部材を現像ローラ上に接触させるのではなく、単一の規制部材の長手方向に亙って一体化されて配設された、現像ローラの回転方向の上流側に位置する第１突起物及び、現像ローラの回転方向の下流側に位置する第２突起物を現像ローラに接触させるだけで、上記課題を解決する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを表面に担持して回転する現像ローラと、前記現像ローラ上の前記トナーの層厚を規制する規制部材を備え、
前記規制部材で規制されたのち搬送される前記トナーで静電潜像を可視化する現像装置において、
前記規制部材は、前記現像ローラの回転方向の上流側に位置する第１突起物及び、前記現像ローラの回転方向の下流側に位置する第２突起物を有し、前記第１突起物及び前記第２突起物は、それぞれ、前記現像ローラの長手方向に亙って、前記現像ローラと接触していることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記第１突起物及び前記第２突起物は、いずれも、ゴム部材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】
前記第１突起物及び前記第２突起物は、いずれも、断面が半円形状であ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】
前記第１突起物は、帯電付与する塗布がされず、前記第２突起物は、前記帯電付与する塗布がされていることを特徴とする１〜３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記第２突起物の表面粗さは、前記第１突起物の前記表面粗さより小さいことを特徴とする１〜３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記第２突起物の摩擦帯電列は、前記第１突起物の前記摩擦帯電列より上位であることを特徴とする１〜３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記第２突起物の断面直径は、前記第１突起物の前記断面直径より大きいことを特徴とする１〜３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項８】
前記第２突起物の、前記規制部材の長手方向に対する長さは、前記第１突起物の前記長さより短いことを特徴とする１〜７のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の現像装置を備えた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、トナーを用いた現像装置、及び該現像装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナーを表面に担持して回転する現像ローラと、トナーの層厚を規制する規制部材を備え、規制部材で規制されたのち搬送されるトナーで静電潜像を可視化する現像装置では、以下のような問題点が指摘されている。
【０００３】
規制部材と現像ローラが常に同じ当接部で加圧接触しているため、長期に亙って現像装置を使用する場合、摩擦熱やその圧力、或いは機内温度等の環境的要因等が相俟って、規制部材と現像ローラが接触する当接部に、トナーが軟化して固着する現象が発生しやすくなる。
【０００４】
固着したトナーは、初期的には表面に薄い膜を張ったような僅かなものであり、出力画像上も問題にならないが、使用を重ねるにしたがって、拡がって、厚い膜となり、やがて出力画像に悪影響を及ぼす。固着したトナーは、規制部材によるトナーの帯電性を悪化させたり、現像ローラとの間のトナーの流入を塞いでしまったり、或いは現像ローラと接触する表面で凹凸が形成され、局所的なトナーの層厚の低下やスリ抜けを招き、均一なトナーの層形成ができなくなる。その結果、出力画像上で、画像濃度の低下や、出力画像の画像部分に白筋等の画像欠陥が生じるという問題がある。
【０００５】
このような問題に対処するために、例えば、特開２００１−２２８７０５号公報（特許文献１）では、図５に示すように、トナー１００の層を規制する規制部材として、現像ローラ１０１に、第１規制部材１０２及び第２規制部材１０３を押圧する構成が開示されている。
【０００６】
すなわち、まず、現像ローラ１０１の回転方向の上流側に位置する、薄板金属バネ１０４から構成される第１規制部材１０２にて、現像ローラ１０１上に供給されたトナー１００を一定量に制御する。その後、一定量に制御されたトナー１００は、現像ローラ１０１の回転方向の下流側に位置する、ゴム弾性体１０５から構成される第２規制部材１０３にて、現像ローラ１０１上で、均一なトナー薄層１０６に制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２２８７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の構成のように、薄板金属バネ１０４から構成される第１規制部材１０２にて、現像ローラ１０１上に供給されたトナー１００が一定量に抑えられたのち、ゴム弾性体１０５から構成される第２規制部材１０３にて、現像ローラ１０１上で、更に均一なトナー薄層１０６とされることで、均一な帯電を得ることは可能である。これは、一度に、トナー１００の層厚をならし、かつトナー１００を均一に帯電させることは難しいため、第１規制部材１０２で、トナー１００の層厚をならし、第２規制部材１０３で、トナー１００を帯電させる構成としているのである。
【０００９】
しかしながら、薄板金属バネ１０４とゴム弾性体１０５という、複数の規制部材を用いているため、お互いに掛離れた現像ローラ１０１上の位置に接触させねばならなかった。
【００１０】
本願は上記の課題に鑑みてなされたものであり、複数の規制部材を現像ローラ上に接触させるのではなく、単一の規制部材の長手方向に亙って一体化されて配設された、現像ローラの回転方向の上流側に位置する第１突起物及び、現像ローラの回転方向の下流側に位置する第２突起物を現像ローラに接触させるだけで、トナー薄層内のトナーの帯電の不均一性を解消できる現像装置及び該現像装置を備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、トナーを表面に担持して回転する現像ローラと、前記現像ローラ上の前記トナーの層厚を規制する規制部材を備え、前記規制部材で規制されたのち搬送される前記トナーで静電潜像を可視化する現像装置において、前記規制部材は、前記現像ローラの回転方向の上流側に位置する第１突起物及び、前記現像ローラの回転方向の下流側に位置する第２突起物を有し、前記第１突起物及び前記第２突起物は、それぞれ、前記現像ローラの長手方向に亙って、前記現像ローラと接触していることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明は、前記第１突起物及び前記第２突起物は、いずれも、弾性ゴム部材であることが好ましい。
【００１３】
また、本発明は、前記第１突起物及び前記第２突起物は、いずれも、断面が半円形状であることが好ましい。
【００１４】
また、本発明は、第１突起物は、帯電付与する塗布がされず、第２突起物は、前記帯電付与する塗布がされていることが好ましい。
【００１５】
また、本発明は、前記第２突起物の表面粗さは、前記第１突起物の前記表面粗さより小さいことが好ましい。
【００１６】
また、本発明は、前記第２突起物の摩擦帯電列は、前記第１突起物の前記摩擦帯電列より上位であることが好ましい。
【００１７】
また、本発明は、前記第２突起物の断面直径は、前記第１突起物の前記断面直径より大きいことが好ましい。
【００１８】
また、本発明は、前記第２突起物の、前記規制部材の長手方向に対する長さは、前記第１突起物の前記長さより短いことが好ましい。
【００１９】
また、本発明は、前記現像装置を備えた画像形成装置を提供することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、規制部材は、現像ローラの回転方向の上流側に位置する第１突起物及び、現像ローラの回転方向の下流側に位置する第２突起物を有し、第１突起物及び第２突起物は、それぞれ、現像ローラの長手方向に亙って、現像ローラと接触しているため、複数の規制部材を用いることなく、現像ローラ上のトナーの薄層内の帯電の不均一性を解消できる。
【００２１】
また、本発明によれば、第１突起物及び第２突起物は、いずれも、弾性ゴム部材であるため、現像ローラ上のトナーの薄層内の帯電の不均一性を解消できる。
【００２２】
また、本発明によれば、第１突起物及び第２突起物は、いずれも、断面が半円形状であるため、現像ローラ上のトナーの薄層内の帯電の不均一性を解消できる。
【００２３】
また、本発明によれば、第１突起物は、帯電付与する塗布がされず、第２突起物は、帯電付与する塗布がされているため、現像ローラ上のトナーの薄層のトナー帯電量が上昇することとなり、長期に亙って、帯電の不均一性が解消できる。
【００２４】
また、本発明によれば、第２突起物の表面粗さは、第１突起物の表面粗さより小さいため、機械的な負荷が減少し、トナーの薄層の帯電の不均一性が長期に亙って解消できる。
【００２５】
また、本発明によれば、第２突起物の摩擦帯電列は、第１突起物の摩擦帯電列より上位であるため、より多くの帯電が付与され、現像ローラ上のトナーの薄層のトナー帯電量が上昇することとなり、長期に亙って、帯電の不均一性が解消できる。
【００２６】
また、本発明によれば、第２突起物の断面直径は、第１突起物の断面直径より大きいため、現像ローラと接触する幅が大きくなり、現像ローラ上のトナーの薄層を摩擦帯電する時間が長くなって、トナー帯電量が上昇することとなり、長期に亙って、帯電の不均一性が解消できる。
【００２７】
また、本発明によれば、第２突起物の、規制部材の長手方向に対する長さは、第１突起物の長さより短いため、第２突起物より外側の、現像ローラ上のトナーの薄層は、摩擦帯電される機会が減って、機械的な負荷が減少するに伴い、長期に亙って、帯電の不均一性が解消できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例となる現像装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施例となるドクタブレード周辺の構成を示す概略断面図である。
【図３】本発明の他の実施例となるドクタブレード周辺の構成を示す概略断面図である。
【図４】本発明の他の実施例となるドクタブレード周辺の構成を、現像装置上面側から見た概略上面図である。
【図５】本発明の従来例となる現像装置の構成を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態の現像装置について図面を参照して説明する。
【００３０】
図１は、本発明の現像装置１の構成を示す概略断面図である。以下には、本発明の現像装置に関して説明するが、その他の構成については、電子写真複写装置の一般的な技術が適用できることはいうまでもない。
【００３１】
本発明の現像装置１は、トナー２を担持する現像ローラ３と、トナー２を収容する現像槽４と、現像槽４の中でトナー２を撹拌搬送する第１、第２及び第３撹拌搬送部材５、６、７と、供給ローラ８と、規制部材としてのドクタブレード９と、弾性ゴム部材としてのウレタンゴム１０を含む。第１、第２及び第３撹拌搬送部材５、６、７は、現像槽４内に回転自在に設けられ、各々、矢印で示す反時計方向に回転している。
【００３２】
現像槽４内において、第１撹拌搬送部材５及び第２撹拌搬送部材６は、主として、回転方向にトナー２を撹拌及び搬送する役割を果たす。第１撹拌搬送部材５及び第２撹拌搬送部材６は、不図示の回転軸部と、回転軸部から半径方向外方に突出する不図示の複数の羽根片を含んで構成され、その羽根片は、例えば、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）等の樹脂を用いて薄板状に形成される。また、第３撹拌搬送部材７は、硬質の合成樹脂を用いて形成されるスクリュー状の回転部材であって、主として、軸方向にトナー２を撹拌及び搬送する役割を果たす。
【００３３】
また、現像槽４内には、第１撹拌搬送部材５と供給ローラ８との間に、中間壁部材１１が設けられる。中間壁部材１１は、例えば、合成樹脂等からなる平板状の部材であり、現像槽４の長手方向、即ち現像ローラ３の軸線方向に延びて、現像槽４の底部から立ち上がるようにして設けられる。そして、中間壁部材１１には、その中央部に開口１２が形成されている。このような中間壁部材１１によって、現像槽４内には、第１撹拌搬送部材５から供給ローラ８へ向うトナー２の流れが形成される。
【００３４】
供給ローラ８は、発泡ウレタン等の多孔性弾性部材が設けられたものであり、表面の空孔にトナー２を吸着しつつ、現像ローラ３を摺擦することで、トナー２を現像ローラ３に供給し、かつ、現像後に現像ローラ３に残存した余分のトナー２をクリーニングする。
【００３５】
供給ローラ８と現像ローラ３の接触部の食い込み量は、０．５ｍｍ、この接触部の長手方向、即ち供給ローラ８の軸線方向の幅は３３０ｍｍで設定されている。なお、供給ローラ８は、アスカーＣ硬度で５度のウレタンスポンジを用いた。直径は１６ｍｍとした。
【００３６】
現像槽４は、例えば、硬質の合成樹脂等からなり、外観が略直方体形状を有する容器部材である。なお、トナー２として、ポリエステル樹脂を主成分とし、粉砕法で作製され、体積平均粒子径が７μｍのトナーを用いた。
【００３７】
現像ローラ３は、現像槽４内に回転自在に設けられ、現像槽４に収容されるトナー２を担持して、感光体１３に搬送する。現像ローラ３は、感光体１３を臨み、軸線が感光体１３の回転軸線と平行になるように配置され、現像槽４本体の不図示のフレーム部に支持される。現像ローラ３の回転方向は、感光体１３の回転方向と逆方向であり、周速度１４５ｍｍ／ｓｅｃとした。現像ローラ３は、アルミニウムからなり、直径１６ｍｍ、肉厚が１ｍｍで、表面粗さＲａが、０．３〜０．８μｍとなるようにサンドブラスト処理されたものである。
【００３８】
感光体１３の周速度は、１４５ｍｍ／ｓｅｃ、供給ローラ８の周速度は、１１６ｍｍ／ｓｅｃとし、第１、第２及び第３撹拌搬送部材５、６、７の回転数は、１５７ｒｐｍ、１５７ｒｐｍ、３８ｒｐｍとした。
【００３９】
また、感光体１３の直径は、３０ｍｍであり、現像ローラ３と対向して配設されている感光体１３との間隙は、不図示の間隙保持部材により、２００±２０μｍに設定されている。
＜実施例１＞
図２は、本発明の実施例となるドクタブレード９周辺の構成を示す概略断面図である。
【００４０】
現像ローラ３の上方には、一定量のトナー２の薄層を形成するためのドクタブレード９が設けられている。ドクタブレード９の先端にはドクタブレード９と一体化された、第１突起物１０ａ及び第２突起物１０ｂから構成されるウレタンゴム１０がある。
【００４１】
ウレタンゴム１０としては、ポリオール成分として、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール等を用い、ジイソシアネート成分として、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等を用いた。
【００４２】
第１突起物１０ａ及び第２突起物１０ｂは、いずれも、断面が半円形状であり、それぞれ、現像ローラ３の長手方向に亙って、現像ローラ３と接触している。
【００４３】
第１突起物１０ａ，第２突起物１０ｂのうち、第１突起物１０ａは、現像ローラ３の回転方向の上流側に位置し、第２突起物１０ｂは、現像ローラの回転方向の下流側に位置する。ドクタブレード９のもう一方の先端は、固定用の板金１４及び１５によって、ドクタブレード９を挟み、ビス１６によって現像槽４本体に固定されている。ドクタブレード９を現像ローラ３に押圧させるときの押圧力は、１５ｇｆ／ｃｍに設定した。第１突起物１０ａ及び第２突起物１０ｂの表面粗さＲａは、いずれも０．０４μｍある。また、第１突起物１０ａ及び第２突起物１０ｂの断面直径は４ｍｍである。さらに、ドクタブレード９の長手方向に対する、第１突起物１０ａ及び第２突起物１０ｂの長さは３３３ｍｍである。
【００４４】
ドクタブレード９は薄く、バネ性を有した金属板金であり、このバネ性によって、第１突起物１０ａ及び第２突起物１０ｂを一定の圧力で、それぞれ、接触点すなわち、第１接触点ａ及び第２接触点ｂの位置において、現像ローラ３上に押圧している。
【００４５】
第１突起物１０ａ及び第２突起物１０ｂは、硬度が、ＪＩＳ−Ａ硬度で６５〜８５°になるように設定した。また、第１突起物１０ａ及び第２突起物１０ｂは、導電性カーボンブラックまたはイオン導電剤が添加されて、抵抗値が１０２〜１０６Ωｃｍに調整した。
【００４６】
ドクタブレード９は、弾性を有する板状に形成されて、第１突起物１０ａ及び第２突起物１０ｂを支持する。ドクタブレード９を構成する材料としては、弾性を有すること、並びに第１突起物１０ａ及び第２突起物１０ｂを金型成型加工するときの加熱に耐え得ることを満足すれば、特に限定されるものではないが、例えば、リン青銅板、ステンレス板、ベリリウム銅板等を挙げることができる。本発明では、厚みが０．１２ｍｍのリン青銅板からなり、ドクタブレード９の長さは２５ｍｍに設定した。
【００４７】
第１突起物１０ａは、第１接触点ａで、現像ローラ３上に供給されたトナー２を一定量に制御する。第１接触点ａを通過したトナー２は、現像ローラ３上で一定量に制御されているものの、均一な帯電を得るまでには到っていない。しかし、その後、第２突起物１０ｂは、現像ローラ３上の第２接触点ｂで、均一なトナー２の薄層に制御する。
【００４８】
これにより、現像ローラ３上に一定の帯電を有したトナー２の薄層が担持された。
【００４９】
この均一に帯電した電荷を有するトナー２の薄層が、現像ローラ３と感光体１３との電位差に応じて、現像ローラ３から感光体１３に供給されて静電潜像を現像し、欠陥のない良好なトナー像が形成された。
＜実施例２＞
実施例１とは、第２突起物１０ｂにのみ帯電付与する塗布を行った点で異なる。
【００５０】
帯電付与する塗布剤としては、アクリルシリコーン系樹脂、アクリルフッ素系樹脂等のアクリル系樹脂を用いることができる。塗布は、スプレー塗装、ディッピング塗装等により行った。
【００５１】
第２突起物１０ｂを通過したトナー２は、すでに、均一なトナー２の薄層に制御され、帯電の不均一性も解消できているものの、このような帯電付与する塗布が行われることで、現像ローラ３上の第２接触点ｂで、トナー２の薄層のトナー帯電量が上昇することとなり、長期に亙って、帯電の不均一性が解消できた。
＜実施例３＞
実施例１とは、第１突起物１０ａと第２突起物１０ｂの表面粗さが異なる点で差がある。第２突起物１０ｂの表面粗さＲａは、第１突起物１０ａの表面粗さＲａよりも小さくなるように設定した。第２突起物１０ｂの表面粗さＲａは、０．０４μｍで実施例１と同一であるが、第１突起物１０ａの表面粗さＲａは０．１μｍとした。
【００５２】
第１突起物１０ａは、第１接触点ａで、現像ローラ３上に供給されたトナー２を一定量に制御するだけで良いので、第１突起物１０ａの表面粗さＲａのほうが、大きくなるように設定した。そのため、第１接触点ａを通過したトナー２の薄層に、局所的な層厚の低下やスリ抜けが発生した。しかし、第２突起物１０ｂの表面粗さＲａのほうが、小さくなるように設定されているため、現像ローラ３上の第２接触点ｂを通過したトナー２の薄層に、局所的な層厚の低下やスリ抜けは見られなかった。
【００５３】
更に、第２突起物１０ｂの表面粗さＲａのほうが小さいことによる、第２接触点ｂでのトナー２の薄層の機械的な負荷の減少に伴い、第２接触点ｂを通過したトナー２の薄層の帯電の不均一性が長期に亙って解消できた。
＜実施例４＞
実施例１とは、第１突起物１０ａと第２突起物１０ｂの摩擦帯電列が異なる点で差がある。第２突起物１０ｂの摩擦帯電列は、第１突起物１０ａの摩擦帯電列より上位となるように設定した。第１突起物１０ａは、ウレタンゴムで実施例１と同一であるが、第２突起物１０ｂは、スチレンブタジエンゴム（styrene butadiene rubber）等のスチレンゴムを用いた。
【００５４】
第２突起物１０ｂの摩擦帯電列のほうが上位であるため、現像ローラ３上の第２接触点ｂを通過したトナー２の薄層に、より多くの帯電が付与され、トナー２の薄層のトナー帯電量が上昇することとなり、長期に亙って、帯電の不均一性が解消できた。
＜実施例５＞
図３は、本発明の他の実施例となるドクタブレード９周辺の構成を示す概略断面図である。
【００５５】
実施例１とは、第１突起物１０ａと第２突起物１０ｂの断面直径が異なる点で差がある。第２突起物１０ｂの断面直径は、第１突起物１０ａの断面直径より大きくなるように設定した。第１突起物１０ａの断面直径は４ｍｍで実施例１と同一であるが、第２突起物１０ｂの断面直径は１０ｍｍとした。
【００５６】
第２突起物１０ｂの断面直径のほうが大きいため、現像ローラ３上の第２接触点ｂの現像ローラ３と接触する幅ｃは、現像ローラ３上の第１接触点ａの現像ローラ３と接触する幅ｄよりも大きくなった。そのため、第２接触点ｂを通過するトナー２の薄層を摩擦帯電する時間が長くなって、トナー２の薄層のトナー帯電量が上昇することとなり、長期に亙って、帯電の不均一性が解消できた。
＜実施例６＞
図４は、本発明の他の実施例となるドクタブレード９周辺の構成を、現像装置１上面側から見た概略上面図である。
【００５７】
実施例１とは、第１突起物１０ａと第２突起物１０ｂのドクタブレード９の長手方向に対する長さが異なる点で差がある。ドクタブレード９の長手方向に対する長さは、第２突起物１０ｂのほうが、第１突起物１０ａより短くなるように設定した。
【００５８】
ドクタブレード９の長手方向に対する、第１突起物１０ａの長さは３３３ｍｍで実施例１と同一であるが、第２突起物１０ｂの長さは出力画像の幅と同じ２９７ｍｍとした。これは、実施例１に対して、ドクタブレード９の長手方向に対する長さを変更したが、実施例２〜実施例５に対して行っても良い。
【００５９】
第２突起物１０ｂの長さが、出力画像の幅に限定されるため、出力画像の幅より外側では、現像ローラ３と接触しない。
【００６０】
そのため、出力画像の幅より外側で、トナー２の薄層は、摩擦帯電される機会が減って、機械的な負荷が減少するに伴い、トナー２の薄層の帯電の不均一性が長期に亙って解消できた。
【００６１】
なお、上述した実施形態では、現像ローラ３に供給されるトナー２の量を規制するドクタブレード９を備えて、トナー２の層厚を規制するようにした画像形成装置であれば展開が可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１          現像装置
２          トナー
３          現像ローラ
４          現像槽
５          第１撹拌搬送部材
６          第２撹拌搬送部材
７          第３撹拌搬送部材
８          供給ローラ
９          ドクタブレード
１０        ウレタンゴム
１０ａ      第１突起物
１０ｂ      第２突起物
１１        中間壁部材
１２        開口
１３        感光体
１４、１５  板金
１６        ビス
ａ          第１接触点
ｂ          第２接触点
ｃ、ｄ      幅
【図１】
2012113208.tif 000003
【図２】
2012113208.tif 000004
【図３】
2012113208.tif 000005
【図４】
2012113208.tif 000006
【図５】
2012113208.tif 000007