(57)【要約】【課題】  トナー担持体の外周面に規制部材を圧接させて、トナー担持体の外周面に保持させて像担持体と対向する現像領域に搬送されるトナーを規制する現像装置において、規制部材による規制によりトナー担持体の外周面におけるトナーが劣化したり、トナーがトナー担持体の外周面にフィルミングされたりするのを防止して、適切な現像が行えるようにする。【解決手段】  トナー担持体4の外周面に規制部材5を圧接させて、トナー担持体の外周面に保持されて像担持体と対向する現像領域に搬送するトナーを規制する現像装置において、トナー担持体に外周面が粗面化された金属ローラを使用すると共に、規制部材にJIS A硬度が65〜75の範囲にある弾性板を使用し、トナー担持体の外周面のビッカース硬度Hvを40〜70の範囲にすると共に、トナー担持体に圧接させる規制部材の規制圧を10〜30N/mの範囲にした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを外周面に保持して像担持体と対向する現像領域に搬送するトナー担持体と、このトナー担持体の外周面に圧接させて現像領域に搬送されるトナーを規制する規制部材とを有する現像装置において、上記のトナー担持体に外周面が粗面化された金属ローラが使用されると共に、上記の規制部材にＪＩＳ  Ａ硬度が６５〜７５の範囲にある弾性板が使用され、上記のトナー担持体の外周面のビッカース硬度Ｈｖが４０〜７０の範囲であると共に、トナー担持体に圧接させる上記の規制部材の規制圧が１５〜３０Ｎ／ｍの範囲であることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載した現像装置において、上記のトナー担持体における金属ローラがアルミニウム系金属で構成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載した現像装置において、上記のトナー担持体の外周面の算術平均粗さＲａが１．０〜１．４μｍの範囲であることを特徴とする現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機，プリンタ，ファクシミリ、これらの複合機等の画像形成装置において、像担持体に形成された静電潜像を現像するのに使用する現像装置に係り、特に、トナーをトナー担持体の外周面に保持させて像担持体と対向する現像領域に搬送する途中において、このトナー担持体の外周面に規制部材を圧接させて現像領域に搬送されるトナーの量を規制するようにした現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機，プリンタ，ファクシミリ、これらの複合機等の画像形成装置においては、像担持体に形成された静電潜像を現像するのに様々な現像装置が使用されている。
【０００３】
そして、このような現像装置としては、現像剤にキャリアとトナーとを含む２成分現像方式の現像装置の他に、キャリアを使用しない１成分現像方式の現像装置が知られている。
【０００４】
ここで、上記の１成分現像方式の現像装置においては、トナー担持体によって像担持体と対向する現像領域に適当量のトナーが安定して搬送されるようにするため、一般に、トナーをトナー担持体の外周面に保持させて像担持体と対向する現像領域に搬送する途中において、このトナー担持体の外周面に規制部材を圧接させ、この規制部材によりトナー担持体の外周面に保持されて現像領域に搬送されるトナーの量を規制すると共に、このトナーを摩擦帯電させるようにしている。
【０００５】
そして、上記のトナー担持体として、従来においては、一般に金属ローラや金属ローラの外周面に弾性層を設けたものが使用されている。
【０００６】
しかし、金属ローラからなるトナー担持体を用いた場合、このトナー担持体によって十分な量のトナーを搬送させることが困難になると共に、このトナー担持体の外周面に規制部材を圧接させて、現像領域に搬送されるトナーを規制するようにした場合、この規制部材による圧接力によってトナーに多大な負荷が加わり、これによりトナー担持体の外周面におけるトナーが割れて微粉が発生した。特に、高速で画像形成を行うために現像速度を速くした場合には、トナーの割れが激しくなって微粉が多く発生し、この微粉が次第に増加してトナー担持体の外周面等に融着し、形成される画像に濃度むら等が発生するという問題があった。
【０００７】
また、上記のように金属ローラの外周面に弾性層を設けたトナー担持体の場合、その製造コストが高くつくと共に、金属ローラの外周面に設けた弾性層が劣化して長期にわたって使用することが困難になったり、また金属ローラの外周面に設ける弾性層を厚くした場合には、トナー担持体の成形精度が悪くなって、安定した現像が行えなくなるという問題があった。
【０００８】
また、従来においては、特許文献１に示されるように、トナー担持体として、金属ローラの表面にサンドブラスト処理して凹凸を形成すると共にこの凹凸形成部分をアルマイト処理したものを用い、金属ローラを用いたトナー担持体におけるトナーの搬送性能及び耐磨耗性を向上させるようにしたものが提案されている。
【０００９】
しかし、上記のようなトナー担持体の外周面に規制部材を圧接させて、トナー担持体の外周面に保持されて現像領域に搬送されるトナーを規制するようにした場合、このトナー担持体の表面硬度が高いため、規制部材の圧接によって、トナー担持体の外周面に保持されたトナーが割れて微粉が発生したり、トナーが劣化したりすると共に、長く使用すると、トナーがこのトナー担持体の外周面にフィルミングされて、トナーの帯電不良が生じ、適切な現像が行えなくなるという問題があった。
【００１０】
また、上記のようにトナー担持体の表面をアルマイト処理する場合、その製造コストが高くつくという問題もあった。
【特許文献１】特開２００１−３１８５２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、トナーをトナー担持体の外周面に保持させて像担持体と対向する現像領域に搬送する途中において、このトナー担持体の外周面に規制部材を圧接させて現像領域に搬送されるトナーを規制するようにした現像装置における上記のような様々な問題を解決することを課題とするものである。
【００１２】
そして、本発明における現像装置においては、特に、トナー担持体に外周面が粗面化された金属ローラを使用した場合において、規制部材の圧接によって、トナー担持体の外周面に保持されたトナーが割れて微粉が発生したり、トナーが劣化したり、またトナーがこのトナー担持体の外周面にフィルミングされたりするのを適切に防止し、トナー担持体の外周面に保持されたトナーが規制部材により長期にわたって適切に規制されて、適切な現像が長期にわたって行えるようにすると共に、トナー担持体の製造コストも低減できるようにすることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明においては、上記のような課題を解決するため、トナーを外周面に保持して像担持体と対向する現像領域に搬送するトナー担持体と、このトナー担持体の外周面に圧接させて現像領域に搬送されるトナーを規制する規制部材とを有する現像装置において、上記のトナー担持体に外周面が粗面化された金属ローラを使用すると共に、上記の規制部材にＪＩＳ  Ａ硬度が６５〜７５の範囲にある弾性板を使用し、上記のトナー担持体の外周面のビッカース硬度Ｈｖを４０〜７０の範囲にすると共に、トナー担持体に圧接させる上記の規制部材の規制圧を１０〜３０Ｎ／ｍの範囲にした。
【００１４】
ここで、上記の規制部材にＪＩＳ  Ａ硬度が６５〜７５の範囲にある弾性板を使用するのは、この規制部材のＪＩＳ  Ａ硬度が６５未満であると、上記のトナー担持体の外周面への圧接によって、この規制部材の圧接面が次第に削られ傷つき、形成される画像に筋状のノイズが発生する一方、この規制部材のＪＩＳ  Ａ硬度が７５を越えると、この規制部材によって規制されるトナーの劣化が大きくなると共に、粗面化されたトナー担持体の外周面が次第に削られて、トナーの搬送性能が低下するためである。
【００１５】
また、トナー担持体に圧接させる規制部材の規制圧を１０〜３０Ｎ／ｍの範囲にするのは、規制部材の規制圧が１０Ｎ／ｍ未満になると、トナー担持体の外周面に保持されたトナーを適切に規制して帯電させることが困難になる一方、規制部材の規制圧が３０Ｎ／ｍを越えると、トナー担持体の外周面に保持されたトナーを規制した際に、トナーが割れたりして、トナーが劣化しやすくなるためである。
【００１６】
また、トナー担持体の外周面のビッカース硬度Ｈｖを４０〜７０の範囲にするのは、トナー担持体の外周面のビッカース硬度Ｈｖが４０未満になると、上記のように規制部材によって規制した場合に、このトナー担持体の外周面における凸部が次第に削られて、トナー担持体におけるトナーの搬送能力が次第に低下し、形成される画像の画像濃度が低下する一方、ビッカース硬度Ｈｖが７０を越えると、このトナー担持体の外周面にトナーが次第にフィルミングされて、トナーが適切に帯電されなくなるためである。
【００１７】
ここで、上記のトナー担持体に用いる金属ローラを構成する材料としては、各種の金属を用いることができるが、軽量で低コストのアルミニウム系金属を用いることが好ましく、このトナー担持体の外周面におけるビッカース硬度Ｈｖを上記の４０〜７０の範囲にするためには、例えば、Ａｌ−Ｍｇ系合金やＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金を用い、これらの合金の組成比や熱処理する条件を変更させて調整することができる。
【００１８】
また、上記のトナー担持体の外周面における表面粗さが小さいと、このトナー担持体におけるトナーの搬送能力が低下して、十分なトナーを搬送させることが困難になる一方、表面粗さが大きくなりすぎると、上記の規制部材によるトナーの規制が適切に行われず、トナーが適切に帯電されなくなるため、このトナー担持体の外周面における算術平均粗さＲａを１．０〜１．４μｍの範囲にすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の現像装置においては、上記のようにトナーを外周面に保持して像担持体と対向する現像領域に搬送するトナー担持体に外周面が粗面化された金属ローラを使用すると共に、このトナー担持体の外周面に圧接させて現像領域に搬送されるトナーを規制する規制部材にＪＩＳ  Ａ硬度が６５〜７５の範囲にある弾性板を使用し、上記のトナー担持体の外周面のビッカース硬度Ｈｖを４０〜７０の範囲にすると共に、トナー担持体に圧接させる規制部材の規制圧を１０〜３０Ｎ／ｍの範囲にしたため、規制部材の圧接面が傷ついたり、粗面化されたトナー担持体の外周面が次第に削られてトナーの搬送性能が低下したりするということがなく、またトナー担持体の外周面におけるトナーが規制部材による規制によって劣化したり、トナーがこのトナー担持体の外周面にフィルミングされたりするのも適切に防止されるようになる。
【００２０】
この結果、本発明の現像装置においては、トナー担持体に外周面が粗面化された金属ローラを使用した場合においても、このトナー担持体の外周面に保持されたトナーが上記の規制部材によって長期にわたって適切に規制されるようになり、適切な現像が長期にわたって安定して行え、長期にわたって良好な画像が安定して得られるようになる。
【００２１】
また、本発明の現像装置においては、粗面化された金属ローラの外周面をアルマイト処理する必要がないため、トナー担持体の製造コストも低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、この発明の実施形態に係る現像装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る現像装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。
【００２３】
この実施形態の現像装置においては、図１に示すように、装置本体１内に収容されたトナーｔをトナー送り部材２によりローラ状になったトナー供給部材３に送り、このトナー供給部材３を回転させて、このトナー供給部材３からトナーｔを金属ローラからなるトナー担持体４に供給するようにしている。
【００２４】
そして、このように供給されたトナーｔをこのトナー担持体４の外周面に保持させた状態で、このトナー担持体４の回転によってトナーｔを像担持体Ｐに向けて搬送させると共に、装置本体１内に設けられたＪＩＳ  Ａ硬度が６５〜７５の範囲にある弾性板からなる規制部材５の端部を上記のトナー担持体４の外周面に圧接させて、上記のトナー担持体４の外周面に保持されて搬送されるトナーｔの量を規制すると共にこのトナーｔを帯電させるようにしている。
【００２５】
そして、このように規制部材５により規制されて帯電されたトナーｔを、このトナー担持体４により像担持体Ｐと対向する現像領域に導いて、像担持体Ｐに形成された静電潜像を現像するようにしている。
【００２６】
ここで、この実施形態の現像装置においては、上記の金属ローラからなるトナー担持体４として、その外周面をブラスト処理などにより粗面化させて、外周面の算術平均粗さＲａを１．０〜１．４μｍの範囲にすると共に、前記のようにＡｌ−Ｍｇ系合金やＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金における合金の組成比や、熱処理する条件を調整して、外周面におけるビッカース硬度Ｈｖを４０〜７０の範囲にした金属ローラを用いるようにしている。
【００２７】
一方、上記のＪＩＳ  Ａ硬度が６５〜７５の範囲にある弾性板からなる規制部材５としては、一般に、ウレタンゴムで構成されたものが用いられ、その硬度や耐久性や帯電性能等を適切に調整するため、必要に応じて、シリコーンゴムやフッ素系ゴム等を加えるようにする。
【００２８】
そして、上記の弾性板からなる規制部材５を上記のトナー担持体４の外周面に圧接させるにあたっては、この規制部材５における上記の硬度、弾性係数、厚み等に応じて、上記のトナー担持体４に対するこの規制部材５の食込み量を調整して、規制部材５による規制圧が１０〜３０Ｎ／ｍの範囲になるようにする。
【００２９】
このようにすると、前記のように規制部材５の圧接面が傷ついたり、粗面化されたトナー担持体４の外周面が次第に削られて、トナーの搬送性能が低下したりするということがなく、またトナー担持体４の外周面におけるトナーｔが規制部材５による規制によって劣化したり、トナーｔがトナー担持体４の外周面にフィルミングされたりするのも防止され、トナー担持体４の外周面に保持されたトナーｔが規制部材４により長期にわたって適切に規制され、像担持体Ｐに形成された静電潜像が適切に現像されて、長期にわたって良好な画像が安定して得られるようになる。
【００３０】
次に、市販のプリンタ（コニカミノルタ社製：Ｍａｇｉｃｏｌｏｒ２４３０）を改造し、使用するトナー担持体及び規制部材の種類を変更させるようにした。
【００３１】
ここで、トナー担持体としては、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金を用い、熱処理する条件を変更させて外周面におけるビッカース硬度Ｈｖが３４，４３，４５，５３，５５，５６になった５種類のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金製のトナー担持体Ａ１〜Ａ６と、Ａｌ−Ｍｇ系合金を用い、熱処理する条件を変更させて外周面におけるビッカース硬度Ｈｖが６５，６７，８５になった３種類のＡｌ−Ｍｇ系合金製のトナー担持体Ｂ１〜Ｂ３を用いるようにした。なお、上記の各トナー担持体の外周面における表面粗さについては、何れもブラスト処理により外周面の算術平均粗さＲａが約１．２μｍになるようにした。
【００３２】
また、規制部材としては、ウレタンゴムで構成されて厚みが２ｍｍで、上記のＪＩＳ  Ａ硬度が６３と７０と７７とになった３種類の規制部材Ｃ１〜Ｃ３を用いるようにした。
【００３３】
そして、実施例１〜５及び比較例１〜６においては、上記のトナー担持体Ａ１〜Ａ６，Ｂ１〜Ｂ３と、規制部材Ｃ１〜Ｃ３とを、下記の表１に示すように組み合わせて使用すると共に、トナー担持体に対する規制部材の食込み量を調整して、トナー担持体に対する規制部材の規制圧を、同表に示すように、実施例１及び比較例２，６では２３Ｎ／ｍに、実施例２，３では１７Ｎ／ｍに、実施例４，５では２８Ｎ／ｍに、比較例１，４では２２Ｎ／ｍに、比較例３では１２Ｎ／ｍに、比較例５では３３Ｎ／ｍにした。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
そして、上記の実施例１〜５及び比較例１〜５の各現像装置を用いたプリンタを使用して、それぞれ画像濃度及びカブリの評価を行い、その結果を下記の表２に示した。
【００３６】
ここで、画像濃度については、それぞれ黒ベタ画像を４５００枚印字し、初期、１０００枚、２５００枚、４５００枚において、それぞれの画像濃度を反射濃度計（Ｍａｃｂｅｔｈ社製：ＴＤ９０４）により測定して、画像濃度の評価を行った。
【００３７】
なお、画像濃度の評価については、反射濃度が１．０以上１．２未満の場合を（５）、１．２以上１．４未満の場合を（４）、０．８以上１．０未満の場合を（３）、１．４以上の場合を（２）、０．８未満の場合を（１）にした。なお、好ましい反射濃度の範囲は１．０以上１．４未満であり、反射濃度が１．０未満になると、十分な画像濃度が得られなくなる一方、反射濃度が１．４以上になると、文字や細線の再現性が悪くなる。
【００３８】
また、カブリについては、それぞれ白ベタ画像を４５００枚印字し、初期、１０００枚、２５００枚、４５００枚において、それぞれカブリの評価を行った。
【００３９】
なお、カブリの評価については、画像上にカブリが全くない場合を（５）、顕微鏡観察で若干カブリが確認できるが、目視では確認できない場合を（４）、目視でカブリを確認できるが、実用上問題がない場合を（３）、目視でカブリを確認でき、実用上問題となる場合を（２）、画像全体にカブリが多く発生した場合を（１）にした。
【００４０】
【表２】
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【００４１】
この結果から明らかなように、外周面が粗面化された金属ローラからなるトナー担持体と、弾性板からなる規制部材を用いた場合において、規制部材におけるＪＩＳ  Ａ硬度が６５〜７５の条件を満たさない比較例１，２の現像装置を用いた場合や、規制部材の規制圧が１０〜３０Ｎ／ｍの条件を満たさない比較例３，５の現像装置を用いた場合や、トナー担持体の外周面のビッカース硬度Ｈｖが４０〜７０の条件を満たさない比較例４，６の現像装置を用いた場合には、適切な画像濃度が得られなかったり、画像にカブリが発生したりした。
【００４２】
これに対して、トナー担持体の外周面のビッカース硬度Ｈｖが４０〜７０の範囲であり、規制部材におけるＪＩＳ  Ａ硬度が６５〜７５の範囲であると共に、トナー担持体に圧接させる規制部材の規制圧が１０〜３０Ｎ／ｍの範囲になった実施例１〜５の各現像装置を用いた場合には、適切な画像濃度を有すると共に、カブリのない良好な画像が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態に係る現像装置を用いて、像担持体に形成された静電潜像を現像する状態を示した概略説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  装置本体
２  トナー送り部材
３  トナー供給部材
４  トナー担持体
５  規制部材
Ｐ  像担持体
ｔ  トナー
【図１】
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