JP2004117919A

JP2004117919A - 現像装置

Info

Publication number: JP2004117919A
Application number: JP2002281992A
Authority: JP
Inventors: Hisamitsu Suzuki; 鈴木　央充
Original assignee: Canon Finetech Inc
Current assignee: Canon Finetech Nisca Inc
Priority date: 2002-09-26
Filing date: 2002-09-26
Publication date: 2004-04-15

Abstract

【課題】トナーＴの補充直後の初期状態から高品質の画像を得ることを可能とする。
【解決手段】現像剤担持体１２２ｂ上に電荷付与面１２２ｅが圧接されたトナー規制部材１２２ｄの少なくとも電荷付与面１２２ｅを、表面粗さＲｚで１μｍ以上かつ２０μｍ以下となるように粗面化して、現像剤担持体１２２ａとの間で初期状態から良好な摩擦帯電を行い、十分な帯電電荷（トリボ）を一成分磁性トナーＴに付与すると同時に、一成分磁性トナーＴの均一薄層化も良好に行わせるようにしたもの。
【選択図】　　　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一成分磁性トナーを用いて静電潜像の現像を行うようにした現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真複写機、プリンタ、ファクシミリなどの各種画像形成装置としては、一成分磁性トナーを用いて現像を行うようにしたものが広く採用されている。そのような現像装置では、現像剤収容容器内に一成分磁性トナーが蓄えられているとともに、その一成分磁性トナーを現像部に向かって搬送する現像スリーブ等の現像剤担持体が設けられている。そして、その現像剤担持体の表面上には、ブレード状のゴム弾性部材などからなるトナー規制部材の電荷付与面が圧接されており、当該トナー規制部材の電荷付与面と、現像剤担持体の表面とのニップ部に送り込まれた一成分磁性トナーは、それら両部材どうしの間で均一薄層状に形成されるとともに、両部材どうしの間の摩擦によって摩擦電荷（トリボ）が付与されるようになっている。
【０００３】
このようなトナー規制部材によって現像剤担持体上に均一薄層状に付着された帯電トナー層は、感光ドラムなどの潜像担持体と対向する現像部に向かって搬送されていき、その潜像担持体上に予め形成されていた静電潜像に供給されることによって現像が行われる。現像によって得られたトナー像は、適宜の記録紙上に転写されることとなる。
【０００４】
このような現像装置に用いられているトナー規制部材としては、例えば図６に示されているように、適宜のゴム材や金属材や樹脂材などを細長状に形成した平板状ブレード１や、図７に示されているように、その平板状ブレード１に、適宜の材質の積層体２を固着したものや、図８に示されているように、金属製の板金部材などからなる細長板状の支持部２の一側縁部に沿って、同じく細長平板状に形成したゴム弾性ブレード３を取り付けたものなどが用いられているが、そのようなトナー規制部材に設けられた鏡面状の電荷付与面は、現像剤担持体の表面に対して面状に圧接する構成になされている。
【０００５】
なお、上述したゴム弾性ブレード３（図８参照）は、使用するトナーの種類に応じて異なされており、マグネタイトを含有したネガ系トナーを用いる場合には荷電制御等が処理された板状ウレタンゴム部材が用いられ、ポジ系トナーに対しては荷電制御等を処理された板状のシリコンゴム部材が用いられることが多いが、それらのいずれにおいても、上述したトナー規制部材の電荷付与面は、特に均一薄層状のトナー層を得る目的から、滑らかな鏡面状をなすように仕上げられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような鏡面状の電荷付与面を有するトナー規制部材を用いた従来の装置では、トナーが消費された空の現像剤収容容器に対してトナーの補充が行われた直後の初期状態において、トナーの摩擦帯電が十分に行われないことがあり、その結果、摩擦電荷（トリボ）の付与が不十分になって、形成画像の濃度が低下したり、トナーの飛散りが発生してしまうなど、画像品質を低下させてしまうことがある。
【０００７】
そこで本発明は、トナーの補充直後の初期状態から高品質の画像を得ることができるようにした現像装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１にかかる現像装置では、現像剤収容容器内に蓄えられた一成分磁性トナーを現像部に向かって搬送する現像剤担持体と、その現像剤担持体上に電荷付与面が圧接されたトナー規制部材とを備え、上記トナー規制部材の電荷付与面と現像剤担持体との間で前記一成分磁性トナーを摩擦帯電させつつ均一薄層状に規制し、その均一薄層状の帯電トナー層を、潜像担持体上に形成された静電潜像に供給して現像を行うようにした現像装置において、上記トナー規制部材の少なくとも電荷付与面が、表面粗さＲｚで１μｍ以上かつ２０μｍ以下となるように粗面化されている。
【０００９】
このような構成を有する請求項１にかかる現像装置によれば、トナー規制部材の電荷付与面が適度の範囲で粗面化されていることから、現像剤担持体との間で初期状態から良好な摩擦帯電が行われることとなり、十分な帯電電荷（トリボ）が一成分磁性トナーに付与されると同時に、一成分磁性トナーの均一薄層化も良好に行われ、高品質な画像が得られるようになっている。
【００１０】
また、本発明の請求項２にかかる現像装置では、上記請求項１におけるトナー規制部材が、電荷付与面を有するゴム弾性部と、そのゴム弾性部の圧接力を規制する支持部とを有するブレード状部材から形成されている。
【００１１】
このような構成を有する請求項２にかかる現像装置によれば、ゴム弾性部の可撓性の程度が支持部によって適宜に調整されることから、現像剤担持体に対するトナー規制部材の圧接力が好適な範囲に制御されることとなり、上述した作用が更に良好に得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明することとするが、それに先立って、レーザプリンタを例にとって画像形成装置の全体の構造を概説しておく。
【００１３】
図１に示されているレーザプリンタ１０においては、外部から送られてきた画像情報が、光書込部１１により光変調情報としてプロセスカートリッジ１２内に設けられた感光ドラム（潜像担持体）１２１上に光スポット上に結像され、その光スポットが、上記感光ドラム１２１の軸方向（主操作方向）に往復走査されることによって当該感光ドラム１２１上に形成画像に対応する静電潜像が形成される。そして、その感光ドラム１２１上の静電潜像に対して、同じくプロセスカートリッジ１２内に一体的に設けられた現像装置１２２から一成分トナーが供給されることにより未定着トナー像が形成される。この現像装置１２２の構造については後述する。
【００１４】
一方、装置下部には、給紙カセット１３又は給紙トレイ１４に蓄えられた記録紙Ｐが配置されており、その給紙カセット１３又は給紙トレイ１４の記録紙Ｐが、給紙ローラ１３ａ又は１４ａにより引き出されて、レジストローラ１５によりタイミングをとられながら、上述した感光ドラム１２１の転写部に送り込まれるようになっている。
【００１５】
上記転写部では、前記感光ドラム１２１上の未定着トナー像が、記録紙Ｐ上に転写され、その未定着トナーが担持された記録紙Ｐは、定着装置１６に向かって搬送される。上記定着装置１６には、加熱器としての定着ローラ１６ａが設けられており、その定着ローラ１６ａの加熱定着動作によって、上記記録紙Ｐ上の未定着トナーが加熱・融解され、その結果、上記記録紙Ｐ上にトナー像が固定され定着されるようになっている。このような加熱定着動作によってトナー像を固定された記録紙Ｐは、装置上部の排紙トレイ１７上に排出される。
【００１６】
このとき、上述したプロセスカートリッジ１２の一部を構成する現像装置１２２は、特に図２に示されているように、中空状に形成された現像剤収容容器１２２ａを備えており、その現像剤収容容器１２２ａ内に、一成分磁性トナー（現像剤）Ｔが蓄えられているとともに、上記現像剤収容容器１２２ａから一部が露出するようにしてローラ状の現像スリーブ（現像剤担持体）１２２ｂが設けられている。上記現像スリーブ１２２ｂの露出部分は、上述した感光ドラム１２１の表面に対向するように配置されている。
【００１７】
また、上記現像剤収容容器１２２ａ内には、少なくとも一部が前記一成分磁性トナーＴ内に埋もれるようにして撹拌羽根１２２ｃが設けられており、その撹拌羽根１２２ｃの回転作用によって上記一成分磁性トナーＴを、上述した現像スリーブ１２２ｂ側に攪拌しながら搬送するように構成されている。
【００１８】
また、上記現像スリーブ（現像剤担持体）１２２ｂの表面上には、板状のゴム弾性材などからなるトナー規制ブレード１２２ｄの電荷付与面１２２ｅが圧接されている。そして、そのトナー規制ブレード１２２ｄの電荷付与面１２２ｅと、上記現像スリーブ１２２ｂとの間のニップ部に送り込まれた一成分磁性トナーＴが、それら両部材どうしの間で均一薄層化されるとともに、両部材どうしの間の摩擦により帯電されて、一成分磁性トナーＴに摩擦電荷（トリボ）が付与されるようになっている。
【００１９】
このようなトナー規制ブレード１２２ｄによって、上述した現像スリーブ１２２ｂの表面上に均一薄層状に付着した帯電トナー層は、現像スリーブ１２２ｂの回転移動に伴って前記感光ドラム１２１に向かって搬送されていき、その感光ドラム１２１上に予め形成されていた静電潜像に供給されることによって現像が行われる。
【００２０】
このような現像装置１２２に用いられているトナー規制ブレード１２２ｄとしては、例えば図３に示されているように、適宜のゴム材や金属材や樹脂材などを細長状に形成した単体の平板状ブレードや、図４に示されているように、そのような平板状ブレード１２２ｄに、適宜の材質の積層体１２２ｄ１を固着したものもあるが、本実施形態では、図５に示されているように、金属製の板金部材などからなる細長板状の支持部１２２ｄ２の一側縁部に沿って、同じく細長平板状に形成したゴム弾性ブレード１２２ｄを取り付けたものが用いられており、そのようなトナー規制部材１２２ｄに設けられた鏡面状の電荷付与面１２２ｅは、上述したように現像スリーブ１２２ｂの表面に対して面状に圧接する構成になされている。
【００２１】
このとき、上述した支持部１２２ｄ２としては、金属製の他に樹脂製の平板も用いることができるが、金属製の平板としては、ステンレススチール板（引張強さ約１１０ｋｇ／ｍｍ^２）や、アルミ板（引張強さ約４０ｋｇ／ｍｍ^２）などが用いられる。また、そのときの板厚は、上述した現像スリーブ１２２ｂの表面に対する圧接力の制御性を考慮して、２０μｍ〜５００μｍの範囲内にすることが好ましい。一方、樹脂製の平板としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂板（引張強さ約２０ｋｇ／ｍｍ^２）や、ポリカーボネート樹脂板（引張強さ約１０ｋｇ／ｍｍ^２）や、延伸ポリプロピレン樹脂板（引張強さ約１９ｋｇ／ｍｍ^２）などが用いられる。それらの板厚については、同じく現像スリーブ１２２ｂの表面に対する圧接力の制御性を考慮して、５０μｍ〜１０００μｍの範囲にすることが好ましい。特に、二軸延伸によってクリープを小さくしたものは、圧接力を安定化させられる点から好ましい。
【００２２】
また、トナー規制ブレード１２２ｄの本体部を構成しているゴム弾性ブレードとしては、ＪＩＳ−Ａ硬度で、８０度以下のゴム製のものを用いることが好ましく、具体的には、ウレタンゴムやシリコーンゴムなどが用いられる。
【００２３】
さらに、上述したトナー規制ブレード１２２ｄの特に電荷付与面１２２ｅは、使用するトナーの種類に応じて異なされており、ポジ系のトナーに対してはシリコーンゴムや、シリコーン樹脂系のゴムが好適に用いられる。また、ネガ系のトナーの場合には、マグトナーに対してウレタンゴムや、ウレタン樹脂が好適に用いられ、同じくネガ系トナーのノンマグトナーに対しては、ナイロン系のエラストマーや、樹脂材が好適に用いられる。
【００２４】
さらにまた、上記トナー規制ブレード１２２ｄの電荷付与面１２２ｅは、従来のような鏡面にはなされておらず、粗面化された面に形成されている。より具体的には、表面粗さＲｚで、１μｍ以上かつ２０μｍ以下、好ましくは５μｍ以上かつ１０μｍ以下となるように粗面化された状態に形成されている。
【００２５】
すなわち、トナー規制ブレード１２２ｄの電荷付与面１２２ｅの表面粗さＲｚが１μｍより小さく平滑な状態であると、一成分磁性トナーＴに付与すべき帯電電荷（トリボ）が不十分になってしまい、画像濃度が薄くなったり、トナーが飛び散る状態になる。これに対して、トナー規制ブレード１２２ｄの電荷付与面１２２ｅの表面粗さＲｚが２０μｍより大きく粗すぎる状態であると、トナー規制ブレード１２２ｄによる規制作用が悪化して、本来、現像スリーブ１２２ｂ上に均一薄層状に規制されるべき一成分磁性トナー層に、スジなどが現れて不均一な層になって、それが画像にも形成されてしまう。
【００２６】
このようなトナー規制ブレード１２２ｄの粗面化は、ホーニング、ブラスト、エッチングなどの処理によって荒らされた成形型を、トナー規制ブレード１２２ｄの所望の位置に転写して形成してもよいし、表面がブラスト処理された円筒状の金属体を、トナー規制ブレード１２２ｄの所望の位置に当接させた状態で回転させ、それら両部材のニップ部に相当する位置を荒らすようにしても容易に形成することができる。
【００２７】
このように本実施形態における現像装置１２２によれば、トナー規制部材１２２ｄの電荷付与面１２２ｅが適度の範囲で粗面化されていることから、現像スリーブ１２２ｂとの間で初期状態から良好な摩擦帯電が行われることとなり、十分な帯電電荷（トリボ）が一成分磁性トナーＴに付与されると同時に、一成分磁性トナーＴの均一薄層化も良好に行われ、高品質な画像が得られるようになっている。
【００２８】
その点について、以下のような具体的な実施例において製造したトナー規制ブレードどうしを比較してみたところ、後述する表１のような結果となった。その表１中における実施例１〜実施例６、及び比較例１について説明する。
【００２９】
（実施例１）
まず、鏡面と荒れた面（Ｒｚ５μｍ）を有する金型内に、シリコーン用プライマーを塗布した厚さ６０μｍのステンレススチールを配置し、金型を加熱した後に、ＬＴＶシリコーンゴム（ＬＳＲ−ＤＹ３５−７００２；東レ・ダウコーニング）をＬＩＭ噴出成型機により金型内に噴出させ、１２０℃で５分間保持した後に型より取り出し、２００℃で４時間熱処理を施して、図５に示されているようなトナー規制ブレードを得た。
【００３０】
このトナー規制ブレードのゴム弾性部は、硬度６５度であり、電荷付与面の粗面部の幅は３ｍｍ、ゴム弾性端部からの距離は２ｍｍである。このようなトナー規制ブレードを、上述したようなレーザービームプリンタの現像装置に実装し、形成画像におけるトナー飛散り、濃度、スジ、トナー帯電量をチェックして評価した。
【００３１】
（実施例２〜６）
粗面部の表面粗さが、それぞれＲｚで、１μｍ、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、５０μｍの荒れた面を有する金型を用いたこと以外は、上述した実施例１と同様にして得たトナー規制ブレードを、上述したようなレーザービームプリンタの現像装置に実装し、形成画像におけるトナー飛散り、濃度、スジ、トナー帯電量をチェックして評価した。
【００３２】
（比較例１）
荒れた面を形成せずに鏡面のみを有するものであって、それ以外は上述した実施例１と同様にして得たトナー規制ブレードを、上述したようなレーザービームプリンタの現像装置に実装して、形成画像におけるトナー飛散り、濃度、スジ、トナー帯電量をチェックして評価してみた。
【００３３】
【表１】

【００３４】
この表１から明らかなように、実施例１〜６では、現像スリーブに圧接する電荷付与面のニップ部の表面を適度に荒らした構成としていることから、比較例１に比べて、トナーの帯電量Ｑ／Ｍ（μＣ／ｇ）が増加しており、画像上のトナー飛散りが改善されるとともに、画像濃度も明らかに濃くなった。反面、粗さを大きくし過ぎると、現像スリーブ上のトナー薄層が不均一になり、画像上にスジが発生することがわかった。
【００３５】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であるというのはいうまでもない。
【００３６】
例えば、上述した実施形態では、シリカ粒子を外添剤として用いたものであるが、その他の多種多様な外添剤を用いた装置に対しても本発明は同様に適用することができる。
【００３７】
また、本発明は、上述した実施形態におけるレーザプリンタ以外の多種多様な画像形成装置に対しても同様に適用することができるものである。
【００３８】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１記載の発明にかかる現像装置は、現像剤担持体上に電荷付与面が圧接されたトナー規制部材の少なくとも電荷付与面を、表面粗さＲｚで１μｍ以上かつ２０μｍ以下となるように粗面化して、現像剤担持体との間で初期状態から良好な摩擦帯電を行い、十分な帯電電荷（トリボ）を一成分磁性トナーに付与すると同時に、一成分磁性トナーの均一薄層化も良好に行わせるようにしたことから、トナーの補充直後の初期状態から高品質の画像を得ることでき、現像装置の信頼性を向上させることができる。
【００３９】
また、本発明の請求項２にかかる現像装置は、上記請求項１におけるトナー規制部材を、電荷付与面を有するゴム弾性部と、そのゴム弾性部の圧接力を規制する支持部とを有するブレード状部材から形成して、ゴム弾性部の可撓性の程度を支持部によって適宜に調整可能とし、現像剤担持体に対するトナー規制部材の圧接力を好適な範囲に制御するようにしたものであるから、上述した効果を更に良好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの構造例を表した縦断面説明図である。
【図２】本発明を適用した現像装置の概略構造を表した横断面説明図である。
【図３】本発明を適用したトナー規制部材の一例を表したものであって、（ａ）は側面説明図、（ｂ）は正面説明図である。
【図４】本発明を適用したトナー規制部材の他の例を表したものであって、（ａ）は側面説明図、（ｂ）は正面説明図である。図３に示されたプロセスカートリッジの横断面説明図である。
【図５】本発明を適用したトナー規制部材の更に他の例を表したものであって、（ａ）は側面説明図、（ｂ）は正面説明図である。
【図６】一般に用いられているトナー規制部材の一例を表したものであって、（ａ）は側面説明図、（ｂ）は正面説明図である。
【図７】一般のトナー規制部材の他の例を表したものであって、（ａ）は側面説明図、（ｂ）は正面説明図である。
【図８】一般のトナー規制部材の更に他の例を表したものであって、（ａ）は側面説明図、（ｂ）は正面説明図である。
【符号の説明】
１０　レーザプリンタ（画像形成装置）
１２　プロセスカートリッジ
１２１　感光ドラム（潜像担持体）
１２２　現像装置
１２２ａ　現像剤収容容器
１２２ｂ　現像スリーブ（現像剤担持体）
１２２ｄ　トナー規制ブレード
１２２ｅ　電荷付与面
Ｔ　一成分磁性トナー（現像剤）

Claims

現像剤収容容器内に蓄えられた一成分磁性トナーを現像部に向かって搬送する現像剤担持体と、その現像剤担持体上に電荷付与面が圧接されたトナー規制部材とを備え、
上記トナー規制部材の電荷付与面と現像剤担持体との間で前記一成分磁性トナーを摩擦帯電させつつ均一薄層状に規制し、その均一薄層状の帯電トナー層を、潜像担持体上に形成された静電潜像に供給して現像を行うようにした現像装置において、
上記トナー規制部材の少なくとも電荷付与面が、表面粗さＲｚで１μｍ以上かつ２０μｍ以下となるように粗面化されていることを特徴とする現像装置。
前記トナー規制部材は、前記電荷付与面を有するゴム弾性部と、そのゴム弾性部の圧接力を規制する支持部とを有するブレード状部材から形成されていることを特徴とする請求項１記載の現像装置。