(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像容器と、現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、を有する現像装置に用いられる現像剤量規制部材において、
ばね性を有し、前記現像剤担持体の長手方向に亘って位置して前記現像容器に取り付けられる平板形状の支持部材と、
前記現像剤担持体上の現像剤の量を規制するための弾性部材と、を有し、
前記弾性部材は、前記支持部材が金型内に挿入された状態で前記金型内にエラストマーが射出充填されることにより、前記現像剤担持体の長手方向に亘って前記現像剤担持体と当接するための当接面と、前記当接面とは反対側の面であって前記支持部材の長手方向に亘って前記支持部材の片面に支持されるための被支持面と、を有するように成形されるとともに、前記金型内に射出充填されたエラストマーを冷却固化する前に機械的に圧縮することにより、前記支持部材が前記現像容器に取り付けられた際に前記弾性部材の長手方向の両端部が前記当接面側から前記被支持面側へ反るように成形されていることを特徴とする現像剤量規制部材。
【請求項２】
前記支持部材の長手方向に亘って前記支持部材の短手方向の一端側が、前記被支持面を支持しており、前記支持部材の長手方向に亘って前記支持部材の短手方向の他端側が、一対の固定板でもって挟んだ状態で前記現像容器に取り付けられることにより、前記弾性部材の長手方向の中央部の反りを、前記弾性部材の長手方向の両端部の反りに比べて、小さく構成していることを特徴とする請求項１に記載の現像剤量規制部材。
【請求項３】
前記弾性部材は、前記エラストマーが機械的に圧縮されて冷却固化された後にアニールされたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像剤量規制部材。
【請求項４】
画像形成装置に用いられる現像装置において、
現像容器と、
現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、
ばね性を有し、前記現像剤担持体の長手方向に亘って位置して前記現像容器に取り付けられた平板形状の支持部材と、
前記現像剤担持体上の現像剤の量を規制するための弾性部材と、を有し、
前記弾性部材は、前記支持部材が金型内に挿入された状態で前記金型内にエラストマーが射出充填されることにより、前記現像剤担持体の長手方向に亘って前記現像剤担持体と当接するための当接面と、前記当接面とは反対側の面であって前記支持部材の長手方向に亘って前記支持部材の片面に支持されるための被支持面と、を有するように成形されるとともに、前記金型内に射出充填されたエラストマーを冷却固化する前に機械的に圧縮することにより、前記支持部材が前記現像容器に取り付けられた際に前記弾性部材の長手方向の両端部が前記当接面側から前記被支持面側へ反るように成形されていることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
前記支持部材の長手方向に亘って前記支持部材の短手方向の一端側が、前記被支持面を支持しており、前記支持部材の長手方向に亘って前記支持部材の短手方向の他端側が、一対の固定板でもって挟んだ状態で前記現像容器に取り付けられることにより、前記弾性部材の長手方向の中央部の反りを、前記弾性部材の長手方向の両端部の反りに比べて、小さく構成してい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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置の像担持体に形成した静電潜像を可視化するのに使用する現像装置、及びその現像剤担持体上の現像剤の量を規制する現像剤量規制部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置では、その像担持体に形成した静電潜像を現像装置により現像剤を用いて現像することにより、潜像を可視化（現像）している。
【０００３】
この現像装置では、図４に示すように、現像剤担持体としての矢印方向に回転する現像スリーブ１０３の表面上に図示しないトナー（現像剤）を担持して、像担持体と対向した現像部に搬送しているが、その搬送途上、現像スリーブ１０３とその表面に当接されたゴム又は金属製の現像剤量規制ブレード（現像ブレード）１０４との間をトナーを通過させて規制することにより、現像スリーブ１０３上にトナーの薄層を形成するとともに、潜像を現像するのに適した摩擦帯電電荷（トリボ）をトナーに付与している。
【０００４】
ゴム製の現像ブレード１０４としては、ウレタンゴム等のゴムシート単体を用いたものもあるが、図に示すように、ゴムシート１０４ｂを摩擦帯電部材として金属製の支持部材１０４ａに支持させたものが多用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、現像ブレードは、新種のトナーを含む様々なトナーに対処するために、摩擦帯電性やトナー融着防止性などの性能を高性能化することが重要な課題になっている。
【０００６】
近年のトナーには、省エネルギー化の観点からの、従来よりも低い温度で定着できる低融点トナー（シャープメルトトナー）、あるいはカラー化に伴う磁性を持たないトナー（ノンマグトナー）や重合トナーなどが出現している。
【０００７】
これらのトナーに対しては、特に高性能な摩擦帯電性が要求される。例えば、現像ブレード１０４の現像スリーブ１０３への当接圧を高くすれば、必要な摩擦帯電性を確保することができる。
【０００８】
しかし、当接圧を高くすると、現像ブレード１０４の表面にトナーが付着しやすくなり、特に現像ブレード１０４の端部においてはトナー溜まりができて、トナーの融着が顕著に発生する。現像ブレード表面にトナー融着が発生すると、現像ブレード１０４の摩擦帯電性が低下し、帯電不足のトナーが生じて、現像装置からトナーが漏れ、現像装置内のみならず、画像形成装置内全体の汚染の問題が生じるおそれがある。
【０００９】
そこで、当接圧を軽圧にしても摩擦帯電性を満足させることができる表層材、例えばネガトナーに対しては、それ自身がポジに帯電しやすいナイロン系樹脂などを摩擦帯電部材１０４ｂに用いればよいが、この表層材の平面度が高い現像ブレード１０４を用いると、現像ブレード１０４の現像スリーブ１０３の長手方向に沿った中央部と端部とにおける当接圧に差が生じるため、良好な摩擦帯電性を獲得可能な当接圧を実現できる現像ブレード１０４の範囲が小さくなる。このため、現像ブレード１０４等の組立を高精度に行わなければならず、現像装置、ひいては画像形成装置のコスト上昇を招くという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、端部におけるトナーの融着を防止することを可能とした現像剤量規制部材、及びこれを備えた現像装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
主たる本発明は、ばね性を有し、前記現像剤担持体の長手方向に亘って位置するように前記現像容器に取り付けられる平板形状の支持部材と、前記現像剤担持体上の現像剤の量を規制するための弾性部材と、を有し、前記弾性部材は、前記支持部材が金型内に挿入された状態で前記金型内にエラストマーが射出充填されることにより、前記現像剤担持体の長手方向に亘って前記現像剤担持体と当接するための当接面と、前記当接面とは反対側の面であって前記支持部材の長手方向に亘って前記支持部材の片面に支持されるための被支持面と、を有するように成形されるとともに、前記金型内に射出充填されたエラストマーを冷却固化する前に機械的に圧縮することにより、前記支持部材が前記現像容器に取り付けられた際に前記弾性部材の長手方向の両端部が前記当接面側から前記被支持面側へ反るように成形されていることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の現像装置の一実施の形態を示す概略構成図である。
【００１３】
同図に示す現像装置１４は、トナー（現像剤）６を収容した現像容器２の像担持体としての感光ドラム１と対面した開口部に、現像剤担持体として現像スリーブ３を備える。現像スリーブ３は、図で見て右ほぼ半周面を現像容器２内に突入し、左ほぼ半周面を現像容器２外へ露出して、感光ドラム１と対向するようにして、上記開口部に回転自在に横設されている。現像スリーブ３と感光ドラム１との間にはわずかな微小間隔が設けられている。現像スリーブ３は、感光ドラム１の矢印ａ方向の回転に対して、矢印ｂ方向に回転駆動される。
【００１４】
現像容器２内には、現像スリーブ３の上方位置に現像ブレード４が設置され、この現像ブレード４よりも現像スリーブ３の回転方向上流側の位置に、弾性ローラ５が設けられている。
【００１５】
現像ブレード４は、支持部材４ａと、その長手方向（現像スリーブ３の長手方向と同方向）に対し直角方向（幅方向）の先端部寄りに設けられた摩擦帯電部材（弾性部材）４ｂとを有している。この支持部材４ａの厚さは、０．０５mm以上０．５mm以下であるのが好ましい。また摩擦帯電部材４ｂの厚さは、０．５mm以上３mm以下であるのが好ましい。現像ブレード４は、支持部材４ａを介して現像容器２に取り付けることにより、現像スリーブ３の回転方向上流側に向けて下がる向きに傾斜して設けられ、摩擦帯電部材４ｂが現像スリーブ３の上部外周面に回転方向に対向して弾性的に付勢されて当接している。
【００１６】
本実施の形態によれば、現像ブレード４は、長手方向の両端部が、各端面から３０mm以内に当接面の平面度に高低差を有する形状に形成されている。これについては後述する。
【００１７】
弾性ローラ５は、現像スリーブ３に対するトナー剥ぎ取り・供給部材で、現像スリーブ３の感光ドラム１と反対側の部分に当接され、かつ回転可能に支持される。
【００１８】
現像装置１４は、上記構成にて、弾性ローラ５が矢印ｃ方向に回転し、弾性ローラ５の回転によりトナー６を担持して現像スリーブ３の近傍に供給し、現像スリーブ３と弾性ローラ５との当接部（ニップ部）において、弾性ローラ５上のトナー６を現像スリーブ３と摺擦することにより、現像スリーブ３上に付着して担持させる。
【００１９】
現像スリーブ３に担持されたトナー６は、現像スリーブ３の矢印ｂ方向の回転に伴い現像ブレード４との当接部に搬送され、現像ブレード４と現像スリーブ３との間に侵入して、ここを通過する際に現像スリーブ３と現像ブレード４との両者の表面により摺擦されて、十分に摩擦帯電を受ける。そして現像ブレード４と現像スリーブ３との間を抜け出して、現像スリーブ３上にトナー６の薄層として形成される。
【００２０】
現像スリーブ３上に薄層に形成されたトナー６は、現像スリーブ３と感光ドラム１とが微小間隔をあけて対向した現像部へ搬送される。現像部では、現像スリーブ３と感光ドラム１との間に、現像バイアスとして例えば直流に交流を重畳した交互電圧を印加することにより、現像スリーブ３上のトナー６が感光ドラム１の静電潜像に対応して転移、付着して現像し、潜像をトナー像として可視化する。
【００２１】
現像部において現像に消費されずに現像スリーブ３上に残存したトナー６は、現像スリーブ３の回転とともに現像スリーブ３の下部から現像容器２内に回収される。回収されたトナー６は、弾性ローラ５によって現像スリーブ３との当接部で現像スリーブ３から剥ぎ取られる。同時に弾性ローラ５の回転により現像スリーブ３上に新たなトナー６が供給され、新たなトナー６が再び現像スリーブ３と現像ブレード４との当接部へ搬送される。
【００２２】
上記の剥ぎ取られたトナー６の大部分は、弾性ローラ５の回転に伴い現像容器２内のトナー６中に搬送されて混ざり合い、剥ぎ取られたトナーの帯電電荷が分散される。
【００２３】
トナー６には、磁性トナーや非磁性カラー等が用いられ、その平均粒径３〜１５μｍ程度が好ましい。
【００２４】
本実施の形態においては支持部材４ａの短手方向端部を支持した際に摩擦帯電部材４ｂの長手方向端部が支持部材４ａ側に反る。このような形状の現像ブレード４は、摩擦帯電部材４ｂを特定の材料及び成形法を用いて形成することにより得ることができる。
【００２５】
本実施の形態によれば、この両端部の平面度に高低差を有する現像ブレード４は、次のような反り量が所定の値を有している。
【００２６】
反り量は、図２に示すように、現像ブレード４の支持部材４ａを一対の固定板金９ａ、９ｂで挟んで、図１の現像装置１４の現像容器２に取り付けたときに、現像ブレード４の現像スリーブ３との当接面の平面度に高低差ができる。反り量は、その取り付けた現像ブレード４の両端部の各端面から３０mm以内の当接面の最高値と最低値との差と定義する。本実施の形態は、現像ブレード４は、両端部の各端面で当接面の最低値を取り、かつ反り量が１０μｍ以上４５０μｍ以下の範囲とする。なお、図２に示す状態は、現像装置１４に現像スリーブ３を設ける前であって、支持部材４ａの短手方向端部が支持されている状態と同じである。
【００２７】
現像ブレード４は、反り量が１０μｍ以上４５０μｍ以下であれば、両端部で現像スリーブ３との間に好ましい軽圧当接が実現できる。上記の反り量が１０μｍ未満であると、当接圧の軽圧化効果は得られないおそれがある。また４５０μｍを超えると、現像スリーブ３との当接部に隙間が生じ、トナーへの摩擦帯電が十分に行われず、トナー漏れを引き起こすおそれがある。
【００２８】
上記構成の現像ブレード４は、バネ性板金からなる支持部材４ａをインサートした金型内に、熱可塑性樹脂のエラストマー（ゴム）を射出圧縮成形して、弾性を有する摩擦帯電部材４ｂを形成することにより得られ、支持部材４ａ側に反る形状、つまりゴム側の平面形状が曲率を持つ凸形状に形成できる。このような現像ブレード４は、現像装置１４に取り付けたときに、現像スリーブ３との当接面の平面度に高低差が生じ、両端部の各端面で最低値となる形状に形成できる。
【００２９】
例えば、ゴムの所望の厚さよりも１．５倍ほどのキャビティーを有する金型内にエラストマーを射出充填し、エラストマーが冷却固化する前に、エラストマーを所望の厚さまで機械的に圧縮すると、エラストマーが過充填状態になり、エラストマーに応力が残って、支持部材側に反る形状になる。すなわち、エラストマーの充填量と圧縮力を変えることにより、任意の反り量を有する現像ブレード４の成型品を得ることが可能である。
【００３０】
得られた成形物を適当な温度でアニールすれば、残留応力の緩和により平面に戻る傾向がある。したがって、特に結晶性熱可塑性エラストマーを用いれば、結晶化による収縮が起こるので、現像ブレード４を任意の曲率を持った形状に形成できる。
【００３１】
ここで、熱可塑性エラストマーとしては、例えばポリアミドとポリエーテルとのブロックコポリマーであるポリエーテルブロックアミドを使用することができる。ポリアミド成分としては、ポリアミド６、６・６、６・１０、６・１２、１１、１２、１２・１２、及びそれらのポリアミドの異種モノマー間の重縮合から得られるポリアミドなどであり、好ましくは、ポリアミド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。
【００３２】
二塩基酸としては、硝酸、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等の脂肪族飽和ジカルボン酸；マレイン酸等の脂肪族不飽和ジカルボン酸；フタル酸、テレフタル酸等の芳香族ジカルボン酸；及びこれらの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、デカンジオール等のジオールから合成されるポリジカルボン酸等が用いられる。
【００３３】
また、ポリエーテル成分は、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、ポリテトタメチレングリコール等のポリエーテルジオールや、両末端がアミン化されたポリエーテルジアミンなどがあり、これらポリエーテルとカルボキシル化ポリアミドより、エステル結合（ポリエーテルポリエステルアミド）あるいはアミド係合（ポリエーテルポリアミド）を持つポリエーテルとポリアミドのブロックコポリマーが形成される。
【００３４】
本実施の形態の現像装置１４は、上記構成の現像ブレード４を使用したので、現像スリーブ３の両端部において軽圧当接を実現でき、端部におけるトナー融着を防いで、トナー融着に起因するトナー漏れを防止することができる。
【００３５】
本実施の形態の現像装置１４を採用するのに適した電子写真装置の一例を図３に示す。
【００３６】
図３において、感光ドラム１は、アルミニウムなどの導電性支持体と、その外周面に形成した感光層とを基本構成層とするドラム型の電子写真感光体である。感光ドラム１は、支軸を中心に同図中の時計回りに所定の周速度を持って回転駆動される。
【００３７】
この感光ドラム１の表面が、コロナ放電器１２により所定の極性、電位に一様に帯電され、帯電処理された感光ドラム１は、次いで、露光手段Ｌにより目的の画像情報の露光（レーザビーム走査露光、原稿画像のスリット露光など）を受けて、表面に画像情報に対応した静電潜像１３が形成される。静電潜像１３は、現像装置１４によりトナー像として現像される。
【００３８】
図示しない供給手段から転写材Ｐが感光ドラム１に搬送され、感光ドラム１の回転と同期取りされた適正なタイミングを持って、感光ドラム１と転写手段１５との間の転写部に搬送される。感光ドラム１上に形成されたトナー像は、この転写材Ｐの表面に転写手段１５の作用により転写される。
【００３９】
トナー像の転写を受けた転写材Ｐは、感光ドラム１から分離されて、加熱定着ローラ１８へ送られて、そこでトナー像の転写材Ｐへの定着を受けて、プリント画像として出力される。トナー像を転写した後の感光ドラム１は、クリーニング手段１６により転写残りトナーなどの付着汚染物を表面から除去して清浄にされた後、再び作像に供される。
【００４０】
上記の感光ドラム１、帯電器１２、現像装置１４及びクリーニング手段１６のような電子写真装置の複数のプロセス要素は、プロセスカートリッジに一体的に組み込ませることができる。このプロセスカートリッジは、画像形成装置本体に設けたレールなどの案内手段を用いて、装置本体に着脱自在に設置される。
【００４１】
本実施の形態の現像装置１４を使用しうる電子写真装置としては、複写機、レーザビームプリンタ、ＬＥＤプリンタ、あるいは電子写真製版システムなどの電子写真応用装置が挙げられる。
【００４２】
以上は、単色の場合の電子写真装置の場合を説明したが、４色のトナーを用いてカラー画像を形成するカラーＬＢＰなどにおいては、現像装置１４と同様な現像装置を４色分設置して、感光ドラム１に各色の潜像を現像し、各色のトナー像が得られるたびに、これを一旦、ローラやベルト等の中間転写体に転写して、その後、中間転写体上に転写した４色のトナー像を転写材に一括転写し、定着することにより、カラー画像が得られる。
【００４３】
以下、本実施の形態の具体例について説明する。
【００４４】
［実施例１］
支持部材４ａとして厚さ約０．１mmのリン青銅板を金型内に装備し、熱可塑性エラストマーのポリアミドエラストマー（ダイセル・ヒュルス社製ダイアミドＰＡＥ  Ｅ４０−Ｓ３）を７０℃で６時間乾燥した後、これを金型温度４０℃の金型に溶融温度２５０℃で射出圧縮成形し、支持部材４ａに厚さ約１mmのポリアミドエラストマーの摩擦帯電部材４ｂを形成した成形物を得た。本成形物を７０℃の電気炉内で６０分間アニールした後、所定の寸法に切断加工して、現像ブレード４を得た。
【００４５】
［実施例２］
アニールの温度を６０℃とした以外は上述の実施例１と同様にして、現像ブレード４を得た。
【００４６】
［実施例３］
アニールの温度を５０℃とした以外は実施の形態１と同様にして、現像ブレード４を得た。
【００４７】
［実施例４］
アニールの温度を４０℃とした以外は実施の形態１と同様にして、現像ブレード４を得た。
【００４８】
［比較例１］
アニールの温度を８０℃とした以外は実施の形態１と同様にして、現像ブレード４を得た。
【００４９】
［比較例２］
アニールの温度を４０℃、時間を３０分とした以外は実施の形態１と同様にして、現像ブレード４を得た。
【００５０】
［比較例３］
実施の形態１で得た成形物をアニールせず、そのまま切断加工して現像ブレード４とした。
【００５１】
上記の実施例１〜４及び比較例１〜３の現像ブレード４と現像スリーブ３とを、それぞれ現像ブレード４と現像スリーブ３間の当接圧が１８gf／cmとなるように、図１の現像装置１４に装着した。現像スリーブ３は、アルミニム管をブラスト処理して、十点平均粗さＲｚ＝２．５μｍとしたものを用いた。現像容器２には、弾性ローラ５として発砲ウレタン製のスポンジローラを装着した。このスポンジローラは、現像スリーブ３にトナーを十分に塗布し、また現像されずに残ったトナーを剥ぎ取って、再び現像容器２に戻すのに好適である。
【００５２】
この現像装置１４をレーザビームプリンタ（キヤノン製Ｌａｓｅｒｓｈｏｔ）の空回転機に設置し、室温環境下、非磁性の黒トナーを用いて、８時間の空回転耐久テストを行った。そのときの現像ブレード４へのトナーの融着によるトナー漏れを目視により観察した。結果を表１に示す。表１において、符号の○は各観察項目の現象のないことを、また、×はあることを示す。
【００５３】
【表１】
0004298037.tif 000002
表１に示されるように、実施例１〜４では、空回転が８時間までトナーの漏れが起こらなかったのに対し、比較例２、３では、現像ブレード４と現像スリーブ３間の端部の隙間が原因と思われるトナー漏れが、試験の初期から発生した。また比較例１では、空回転１時間で現像ブレード端部へのトナー融着が原因と思われるトナー漏れが発生した。
【００５４】
本実施の形態においては、長手方向長さ３００mmの現像ブレード４を用いたが、上記の反り量は２００〜３５０mmの範囲でも適用できる。
【００５５】
以上説明したように、現像剤担持体（現像スリーブ）３に向けて付勢される弾性部材（摩擦帯電部材）４ｂと、前記弾性部材４ｂを支持している支持部材４ａとを有し、現像剤担持体３上の現像剤の量を規制する現像剤量規制部材（現像ブレード）４において、前記支持部材４ａの短手方向端部を支持した際に、前記弾性部材４ｂの長手方向端部が前記支持部材側に反る。
【００５６】
前記反り量は、１０μｍ以上４５０μｍである。
【００５７】
好ましくは、前記支持部材４ａの厚さは、０．０５mm以上０．５mm以下である。
【００５８】
好ましくは、前記弾性部材４ｂの厚さは、０．５mm以上３mm以下である。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、現像剤量規制部材の両端部で現像剤担持体との間に軽圧当接を実現して、トナーの融着を防ぐことができ、トナーの融着によるトナー漏れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の現像装置１４一実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】現像ブレードの反り量の測定方法を示す説明図である。
【図３】現像装置１４を採用するのに適した電子写真装置の一例の縦断面図である。
【図４】現像装置における現像スリーブ上トナーの現像ブレードによる規制を示す説明図である。
【符号の説明】
１          像担持体（感光ドラム）
２          現像容器
３          現像剤担持体（現像スリーブ）
４          現像剤量規制部材（現像ブレード）
４ａ        支持部材
４ｂ        弾性部材（摩擦帯電部材）
５          弾性ローラ
６          トナー
１４        現像装置
【図１】
0004298037.tif 000003
【図２】
0004298037.tif 000004
【図３】
0004298037.tif 000005
【図４】
0004298037.tif 000006