JP2003084563A

JP2003084563A - 層規制部材、層形成装置、及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2003084563A
Application number: JP2001273122A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Komagine; 弘志駒木根; Kazumasa Hayashi; 一雅林; Takahiro Tsujimoto; 隆宏辻本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-09-10
Filing date: 2001-09-10
Publication date: 2003-03-19

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成の層規制部材により、小さな押圧
力で均一なトナー層を形成することのできる現像装置を
提供することを目的とする。【解決手段】粉体を担持する担持体に当接し、前記担
持体と相対運動させることにより前記担持体上に前記粉
体の薄層を形成する層規制部材であって、板状部材から
なり、前記担持体との当接部近傍において、互いの稜線
が平行で且つ互いの稜線が前記層規制部材の反対面に存
在するように折り曲げて形成されていることを特徴とす
る層規制部材である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉体を層規制し、
担持体上に粉体の薄層を形成するための層規制部材に関
するものである。また、本発明は、粉体を層規制し、担
持体上に粉体の薄層を形成するための層形成装置に関す
るものである。さらにまた、本発明は、粉体を層規制
し、担持体上に粉体の薄層を形成するための層形成装置
を有する画像形成装置に関するものである。なお、本発
明の画像形成装置としての一つの応用例としては電子写
真法によるプリンタ、複写機、ファックス等がある。

【０００２】

【従来の技術】従来の層規制部材、及び層形成装置の一
例として、電子写真の現像装置を用いて以下に説明す
る。電子写真の現像装置においては、粉体であるトナー
は、ローラ状を有し回転する担持体（以下、現像ローラ
という）表面に供給され、現像ローラの回転により層規
制部材（以下、ブレードという）の当接する位置に搬送
される。ブレード当接位置に搬送されてきたトナーは、
ブレードにより所定の厚みに規制され、現像ローラ上に
トナー層が形成される。この時トナーは同時に帯電させ
られる。この帯電したトナー層は、現像ローラと対向す
る感光体に直接的に供給され現像される。このように構
成された現像装置の一例が特許第３０１４１０３号公報
に開示されている。

【０００３】図１４は特許第３０１４１０３号公報に開
示された現像装置の主要部の構成を示す断面図である。
図１４に示す従来の現像装置において、トナーを収納す
るトナー空間１０５では、トナーが羽根１０６の矢印ｂ
方向への回転により現像ローラ１０７の外周部に供給さ
れ保持される。現像ローラ１０７に保持されたトナー
は、現像ローラ１０７の回転とともに矢印ａ方向に搬送
される。図１４に示すように、現像ローラ１０７にはブ
レード１０８の先端近傍の折曲部１０８ａが当接されて
いる。この折曲部１０８ａは、現像ローラ１０７に対し
て離間する方向に円弧状に折り曲げられて形成されてい
る。現像ローラ１０７に保持されたトナーは、当接部１
０９においてブレード１０８により層厚が規制され、不
要なトナーは掃き落とされる。また、当接部１０９にお
いて規制されたトナーはブレード１０８との接触により
帯電されており、当接部１０９を通過した現像ローラ１
０７の外周面には帯電したトナーの薄層が形成される。
このように形成された現像ローラ１０７上のトナーの薄
層は、感光体１１０との対向部分である現像領域１１１
に搬送され、感光体１１０の外周面に形成された静電潜
像に従ってトナーの像を形成する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の現像装置のブレ
ード１０８は、その先端近傍において、現像ローラから
離間する方向に折曲部１０８ａが形成されている。これ
により、ブレード１０８の、現像ローラ１０７の軸線方
向中央部において、現像ローラ１０７から応力を受けた
場合には、ブレード１０８は変形し難い。従って、ブレ
ード１０８中央部においては均一なトナー層が得られ
る。しかしながら、ブレード１０８の、現像ローラ１０
８の軸線方向端部において、現像ローラから応力を受け
た場合には、ブレード１０８は変形し易い。従って、ブ
レード１０８端部においてはトナー層が厚くなる傾向が
あり、またトナーこぼれの原因ともなっていた。

【０００５】さらに、従来の現像装置のブレード１０８
では、ブレード１０８により現像ローラ表面から除去さ
れたトナーは、ブレード１０８に沿って現像ローラ１０
７から離れる方向に押しやられ、層規制部の現像ローラ
回転方向上流側におけるトナーの流れが一定しなかっ
た。このため、スポンジ等よりなる供給ローラを、現像
ローラ１０７に接触させて、現像ローラ１０７上にトナ
ーを供給させるように構成した場合においては、供給ロ
ーラによるトナーの供給むらを十分に均すことができ
ず、現像ローラ１０７上のトナー層に周方向の筋状の層
形成むらが発生し易いという問題があった。この傾向は
ブレード１０８の現像ローラ１０７に対する押圧力を小
さくした時に特に顕著となった。一方、均一なトナー層
を形成しようとすれば、大きな押圧力が必要となり、現
像ローラ１０７の駆動トルクを増大させることとなっ
た。

【０００６】本発明は上記のような従来の問題点を解決
するためになされたものであり、簡単な構成の層規制部
材により、小さな押圧力で均一な粉体の薄層を形成する
ことのできる層規制部材、層形成装置、及び画像形成装
置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の層規制部材は、粉体を担持する担持体に当
接し、前記担持体に対し相対運動をすることにより、前
記担持体上に前記粉体の薄層を形成する層規制部材であ
って、板状を有し、前記層規制部材の前記担持体に沿う
方向と直行する方向であって、少なくとも複数方向の撓
みを防止するための補強手段を有することを特徴とする
層規制部材である。なお本発明の層規制部材において
は、層規制部材の担持体に沿う方向と平行な稜線を有す
るように、前記層規制部材を複数箇所折り曲げて形成す
ることが好ましい。

【０００８】また、本発明の層規制部材は、粉体を担持
する担持体に当接し、前記担持体に対し相対運動をする
ことにより前記担持体上に前記粉体の薄層を形成する層
規制部材であって、板状を有し、互いの稜線が平行で且
つ互いの稜線が前記層規制部材の反対面に存在するよう
に折り曲げて形成されていることを特徴とする層規制部
材である。

【０００９】さらにまた、本発明の層規制部材は、ロー
ラ状を有し、外周面上に粉体を保持し回転する担持体に
対して、一端を前記担持体回転方向下流側で支持され、
他端近傍において前記担持体の外周面に当接することに
より前記担持体上の前記粉体を所定の層厚に規制する層
規制部材であって、前記層規制部材の前記担持体回転方
向上流側において、前記担持体によって搬送され、前記
層規制部材によって前記担持体表面から除去されたトナ
ーを、再び前記担持体表面に戻すように導くトナー案内
手段を有することを特徴とする層規制部材である。

【００１０】さらにまた、本発明の層規制部材は、ロー
ラ状を有し、外周面上に粉体を保持し回転する担持体に
対して、一端を前記担持体回転方向下流側で支持され、
他端近傍において前記担持体の外周面に当接することに
より前記担持体上の前記粉体を所定の層厚に規制する層
規制部材であって、前記層規制部材と前記担持体との当
接部近傍において、前記担持体側に前記担持体の軸線方
向と平行な稜線を有する折曲部を有し、前記折曲部の前
記担持体回転方向上流側において前記担持体と間隔を隔
てて対向する対向部とを有することを特徴とする層規制
部材である。

【００１１】さらにまた、本発明の層規制部材は、担持
体の軸線方向と直交する面において、層規制部材と前記
担持体との当接部の前記担持体回転方向上流側端点を点
Ａとし、前記層規制部材の前記担持体との対向部におい
て、前記担持体回転方向上流側端点を点Ｂとした時、前
記点Ａと前記点Ｂとの距離に関して、前記担持体表面の
前記点Ａにおける接線方向の距離成分をＬとし、前記担
持体表面の前記点Ａにおける法線方向の距離成分をＨと
すると、０．２５Ｈ≦Ｌ≦Ｈであることを特徴とする層
規制部材である。なお、本発明の層規制部材において
は、層規制部材の担持体との当接部近傍における折曲部
の曲率半径は０．１ｍｍ乃至０．８ｍｍであることが好
ましく、０．３５ｍｍ乃至０．８ｍｍであることがさら
に好ましい。

【００１２】さらにまた、本発明の層形成装置は、粉体
を担持する担持体と、前記担持体上に前記粉体の薄層を
形成する上記した層規制部材のいずれかを有することを
特徴とする層形成装置である。なお、本発明の層形成装
置は、担持体に当接又は近接して、前記担持体の回転方
向と同方向に回転し、前記担持体表面に粉体を供給する
供給ローラを有することが好ましい。また、供給ローラ
と層規制部材との最短距離が０．５ｍｍ乃至１０ｍｍで
あることが好ましい。さらに、粉体として一成分トナー
を用い、その形状係数ＳＦ１が１００乃至１８０である
ことが好ましい。

【００１３】さらにまた、本発明の画像形成装置は、静
電潜像保持体と、前記静電潜像保持体に当接または近接
して配置され前記静電潜像保持体上の静電潜像を粉体に
より現像する上記したいずれかの層形成装置を有するこ
とを特徴とする画像形成装置である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る層規制部材、
層形成手段、及び画像形成手段について、電子写真の現
像装置、及び画像形成装置に用いた一例を、図面を参照
して説明する。なお、これらの図面において、同一の部
材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は
省略されている。

【００１５】（第１の実施例）図１は、本発明の第１の
実施例の層形成装置である現像装置を用いた画像形成装
置である。図１において、像担持体としての感光体１は
矢印ｄ方向に回転し、感光体１を帯電処理するための帯
電ローラ２によって一様に帯電され、感光体１に静電潜
像を書き込む露光装置からのレーザ光３により、その表
面に静電潜像が形成される。この静電潜像を、感光体１
に対して近接配置され、プロセスカートリッジとして画
像形成装置に対して着脱可能とした現像装置４によって
現像し、トナー像として可視化する。なお、本実施例で
は露光部にトナー像を形成する、いわゆる反転現像を行
っている。可視化された感光体１上のトナー像は、転写
ローラ９によって記録媒体である転写紙１３に転写され
る。転写されずに感光体１上に残存した転写残トナーは
クリーニングブレード１０によって掻き取られ廃トナー
容器１１に収納される。クリーニングされた感光体１は
上記作用を繰り返し画像形成を行う。一方、トナー像を
転写された転写材１３は定着装置１２により定着処理さ
れ、装置外に排出されプリント動作が完了する。

【００１６】次に、以上のような画像形成装置における
現像装置４について、図２に基づいてさらに詳しく説明
する。図２は、本発明の第１の実施例の現像装置の主要
部を示す断面図である。図２に示す第１の実施例の現像
装置において、現像剤であるブラックの非磁性１成分の
トナー８は、現像ホッパ７の内部に収納されており、供
給ローラ６の矢印ｆ方向の回転により、現像ローラ５に
供給されるよう構成されている。供給ローラ６は外周部
分がウレタン発泡材により円筒状に形成されている。現
像ローラ５は、直径１８ｍｍの円筒状に形成されてお
り、厚さ３ｍｍのシリコーンゴム（ＪＩＳ−Ａ硬度で６
０度）が外周面に張り付けられている。この現像ローラ
５の仕様は、電気抵抗が１０⁴Ω、表面粗さ（Ｒｚ：１
０点平均粗さ）が２．０μｍである。上記電気抵抗は、
クロムメッキされた鉄の平板の上に当該現像ローラ５を
配置し、現像ローラ５が自重で鉄の平板を押圧する状態
で、現像ローラ４の軸と平板との間に５Ｖの電圧を印加
して１０秒後の電流値から求めたものである。現像ロー
ラ５は矢印ｅ方向に周速１４０ｍｍ／ｓで回転するよう
構成されている。

【００１７】図２に示すように、現像ローラ５と対向す
るように配置された直径３０ｍｍの円筒状の有機感光体
１は、フタロシアニンをベースとした積層型有機感光体
である。有機感光体１は、矢印ｄ方向に周速１０５ｍｍ
／ｓで回転するよう構成されている。また、現像ローラ
５の近傍には、現像ローラ５上のトナー１の層厚を規制
する現像剤規制部材であるブレード２０が設けられてい
る。ブレード２０は現像ホッパ７の壁面に固定されてお
り、現像ローラ５と同電位となるよう構成されている。

【００１８】図３は、現像剤規制部材であるブレード２
０と現像ローラ５との当接部周辺（図２におけるＣで示
す部分）を示す拡大詳細図である。図３に示すように、
ブレード２０は現像ローラ５との当接部近傍において現
像ローラ５側に稜線が形成されるように折り曲げられ、
さらにその先において、今度は前記稜線と反対面側に稜
線が形成されるように折り曲げて形成されている。な
お、ブレード２０は厚み８０μｍのステンレス鋼（ＳＵ
Ｓ３０４）の平板よりなる。また、ブレード２０の現像
ローラ５との当接部の現像ローラ回転方向上流側端点Ａ
と、ブレード２０の現像ローラ５と対向する面の現像ロ
ーラ５回転方向上流側端点Bとの距離は、点Ａにおける
現像ローラ５表面の接線方向の距離成分Ｌが０．５ｍ
ｍ、点Ａにおける現像ローラ５表面の法線方向の距離成
分Hが１．２５ｍｍである。また、ブレード２０の現像
ローラ５との当接部の折曲部の曲率半径は、外径で０．
３５ｍｍである。また、ブレード２０は、約５０N／ｍ
の線圧で現像ローラ５表面に押し付けられている。な
お、ブレード２０の点Ａおよび点Ｂ間の面は、現像ロー
ラ５により搬送されたトナーの内ブレード２０により現
像ローラ５表面から除去されたトナーを、再び現像ロー
ラ５表面に戻す案内手段を構成する。また、ブレード
２０先端のクランク形状の折曲げは、ブレード２０の現
像ローラ５軸方向端部における現像ローラ５からの応
力、および中央部における現像ローラ５からの応力に対
して、ブレード２０の撓みを防止するための補強手段を
構成する。

【００１９】第１の実施例の現像装置において用いたト
ナー１は、ブラックの非磁性１成分トナーであり、ポリ
エステル樹脂９２重量％に着色剤であるカーボン顔料５
重量％、および電荷制御材３重量％を混練分散し、粉
砕、分級して得られた平均粒径が８.５μｍの非磁性の
トナー母体粒子９９.５重量％に表面改質剤としての疎
水性シリカ０.５重量％を外添（混合）処理したもので
ある。

【００２０】以上のように構成された第１の実施例の現
像装置について、図２および図３を用いてその動作を説
明する。現像ホッパ７内のトナー８は、供給ローラ６の
矢印ｆ方向の回転により現像ローラ５の表面に供給され
る。供給されたトナー８は現像ローラ５の矢印ｅ方向へ
の回転によりブレード２０による圧接位置に搬送され
る。現像ローラ５のブレード２０による圧接位置に搬送
されたトナー８は、ブレード２０により所望の層厚に規
制される。このブレード２０により、現像ローラ５の上
には均一なトナー層が形成される。現像ローラ５と対向
する有機感光体１は、帯電ローラ２により−５００Ｖに
帯電しており、この有機感光体１にレーザによる露光信
号３を照射して、静電潜像を形成する。このようにして
静電潜像を形成するとき、第１の実施例において、有機
感光体１の全面露光電位は−６０Ｖであった。なお、現
像ローラ５には現像バイアス電源（図示せず）により−
２３０Ｖの直流電圧を印加している。第１の実施例の現
像装置においては、非磁性１成分のトナー層を担持する
現像ローラ５は、現像ローラ５と実質的に同方向に移動
する有機感光体１の対向する部分で接触している。これ
により有機感光体１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。

【００２１】このような現像装置を用いて得られた画像
は、中間調画像の均一性に優れ、連続印字１５ｋ枚後に
おいても、筋状の濃度むらの発生しない高画質の画像を
安定して得ることができた。また、現像ローラ５上に
は、極めて均一なトナー層が形成されており、供給ロー
ラ６による供給むらに起因する筋状のトナー層形成むら
も発生しなかった。さらに、連続印字後においても均一
なトナー層形成が安定して得られた。なお、ブレード２
０と現像ローラ５との圧接部近傍の層規制状態を目視観
察すると、ブレード２０の現像ローラ５回転方向上流側
において、トナー８がブレード２０に沿って小さな循環
を形成して流動していた。また、連続印字１５ｋ枚後に
おいてブレード２０を取り外して現像ローラ５との当接
部を観察したところ、当接部の現像ローラ５回転方向上
流側においてトナーの凝集や固着は全く観察されなかっ
た。さらに、ブレード２０の先端がクランク形状となっ
ている為に現像ローラとの接触部におけるブレード２０
の直線性が高まり、現像ローラに対してより均一に接触
した。特に、図１４に示す従来の現像装置におけるブレ
ードと比較して、ブレード２０の長手方向両端部におけ
る押圧力の低下が小さくなり、現像ローラ５上のトナー
層厚がより均一化され、トナーこぼれも全く発生しなか
った。

【００２２】図４は、図３に示す第１の実施例の現像装
置おいて、ブレード２０と現像ローラ５との接触部の前
記現像ローラ５回転方向上流側端点を点Ａとし、ブレー
ド２０の現像ローラ５と対向する面の現像ローラ５回転
方向上流側端点を点Ｂとした時、点Ａと点Ｂとの距離に
関して、点Ａにおける現像ローラ５の接線方向の距離成
分Ｌと、点Ａにおける現像ローラ５の法線方向の距離成
分Hとをそれぞれ変化させて、現像ローラ５上のトナー
層形成状態を調べた実験結果である。なお、現像ローラ
５に対するブレード２０の圧接力は５０Ｎ／ｍで同一と
した。また、ブレード２０の現像ローラ５との当接部の
折曲部の曲率半径は外径で０．３５ｍｍとした。また、
トナーの層形成状態の評価は主観評価とし、図４におい
て、○印は良好な層形成状態であった位置であり、△印
はある程度の層形成状態であったが若干筋状の層形成む
らが見られた位置である。一方、×印は筋状の層形成む
らが多く見られた位置である。第１の実施例の現像装置
においてはＬ＝０．５ｍｍ、H＝１．２５ｍｍで構成し
たが、図４に示すように、本発明の現像装置では、０．
２５H≦Ｌの範囲内であれば初期において均一なトナー
層を得ることができた。

【００２３】さらに図５は、上記各条件において1５ｋ
枚連続印字した後の現像ローラ５上のトナー層形成状態
を評価した結果である。トナーの層形成状態については
上記と同様主観評価とし、○△×の三段階評価とした。
図５に示すように、Ｌ＞Ｈの範囲において、経時的に現
像ローラ５上のトナー層に筋状の層形成むらが発生し
た。この時ブレード２０を取り外して現像ローラ５との
当接部を観察してみると、当接部の現像ローラ５の回転
方向上流側で、現像ローラ５とブレード２０との間の空
間において、トナーが凝集しているのが観察された。な
お、この凝集を崩して再びブレード２０を取り付けてト
ナー層を形成させてみると、トナー層の筋状の層形成む
らは発生しなくなった。なお、この現象はトナーの流動
性と密接に関係しており、流動性の悪いトナーにおいて
特に顕著であった。一方、トナーの球形化処理、又は外
添処方により流動性を向上させることにより、上記層形
成むらは緩和された。

【００２４】以上の実験結果より、上記ＬとHについて
は、０．２５H≦Ｌ≦Hの範囲内であれば、初期および経
時後において均一性の高いトナー層を得ることができる
ことがわかった。なお、発明者らはこれらの結果につい
て次のように推測している。図６は、ＬとHの各範囲に
ついて、ブレード２０の現像ローラ５回転方向上流側に
おけるトナーの流動状態を示す概念図である。まず
（１）Ｌ＜０．２５Ｍにおいては、現像ローラ５の回転
により搬送されたトナーは、ブレード２０により層規制
され、現像ローラ５の表面より除去されたトナーは矢印
の方向に押し出される。この時押し出される方向が、現
像ローラ５から離間する方向であるため、除去されたト
ナーは層規制前の現像ローラ表面に対し作用を及ぼさな
い。そのため、供給ローラによる供給むらは均されるこ
となくそのままブレード２０まで搬送され、ブレード２
０においても十分均すことができず層形成むらが発生す
る。次に（２）０．２５H≦Ｌ≦Hにおいては、ブレード
２０により規制され現像ローラ５の表面より除去された
トナーは、ブレード２０の先端形状に沿って押し出さ
れ、再び現像ローラ５表面に向けられる。このため、ブ
レード２０の現像ローラ５回転方向上流側において、ト
ナーの循環流が形成される。そして、この循環流の圧力
あるいは撹乱作用により、供給ローラによる供給むらが
ブレードまで搬送される間に均され、層形成むらが発生
しない。最後に（３）Ｌ＜Hにおいては、（２）と同じ
くブレードの上流側においてトナーの循環流が形成さ
れ、同作用により層形成むらが発生しない。しかし、こ
のトナーの循環流の現像ローラ５回転方向下流側におい
て滞留トナー（斜線部Ｓ）が多く存在し、連続印字によ
りこの滞留トナーの凝集が進む。そして、この凝集によ
り筋状の層形成むらが発生する。

【００２５】次に、ブレード２０の現像ローラ５との接
触部における折曲部の曲率半径について図７を用いて説
明する。図７は曲率半径と現像ローラ５上トナー搬送量
との関係を示す。現像ローラ５に対するブレード２０の
圧接力は５０Ｎ／ｍとした。また、ブレード２０と現像
ローラ５との接触部の前記現像ローラ５回転方向上流側
端点を点Ａとし、ブレード２０の現像ローラ５と対向す
る面の現像ローラ５回転方向上流側端点を点Ｂとした
時、点Ａと点Ｂとの距離について、点Ａにおける現像ロ
ーラ５表面の接線方向の距離成分Ｌは０．５ｍｍ、点Ａ
における現像ローラ５表面の法線方向の距離成分Hは
１．２５ｍｍとした。実際上、現像ローラ５上のトナー
搬送量としては、０．２乃至０．８ｍｇ／ｃｍ²が好ま
しく、０．４乃至０．６ｍｇ／ｃｍ²がより好ましい。
なお、図７に示すように、曲率半径が０．１ｍｍよりも
小さくなると、トナー搬送量が急激に減少し、ほとんど
トナー層が形成されなくなった。一方、曲率半径が０．
８ｍｍよりも大きくなると、トナー搬送量が顕著に増加
して層形成が不安定となり、トナー搬送量を適正範囲と
するためには、大きな押圧力を必要とした。またトナー
層の均一性は、曲率半径が０．３５ｍｍ以上において特
に良好であり、この時トナーの循環も活発であった。以
上より、トナー搬送量およびトナー層均一性の観点か
ら、曲率半径については、０．１ｍｍ乃至０．８ｍｍが
好ましく、さらには０．３５ｍｍ乃至０．８ｍｍがより
好ましいといえる。

【００２６】次に、ブレード２０と供給ローラ６との最
短距離の影響について図８を用いて説明する。図８はブ
レード２０の自由端側先端と供給ローラ６表面との最短
距離の、高温高湿における非画像部かぶりに対する影響
を示す。ここで、非画像部かぶりは、フォトボルトメー
タMODEL５７７（PHOTOVOLT社）により測定し、白紙との
差で評価した。図８に示すように、前記最短距離を１０
ｍｍ以下とすることにより、高温高湿における非画像部
かぶりを低減することができた。発明者らの推測によれ
ば、図６において説明したブレード上流側のトナーの循
環が、供給ローラ６の接近により供給ローラ６の回転の
影響を受けてさらに安定化され、帯電されたトナーが効
果的にこの循環に保持されるためではないかと推測され
る。なお、供給ローラ６の回転方向としては現像ローラ
５の回転方向と同方向であることが必要であり、逆方向
では、上記効果は見られなかった。なお、前記最短距離
が０．５ｍｍよりも小さくなると、連続印字によってブ
レード２０上流側にトナーが凝集してしまいトナー層形
成が不安定となった。以上より、ブレード２０の自由端
側先端と供給ローラ６表面との最短距離については、
０．５ｍｍ乃至１０ｍｍが好ましいといえる。

【００２７】なお、第１の実施例の現像装置において、
ブレード２０は現像ローラ５に対して同電位に構成した
が、ブレード２０にマイナス電圧を印加することによ
り、ブレード２０からトナーへの電荷の移動が促進さ
れ、かぶりのないシャープな画像が得られた。ブレード
２０に印加する直流電圧としては、−５００Ｖ乃至０Ｖ
がよく、−５０乃至−１５０Ｖにおいて特に良好な画像
が得られた。なお、ブレード２０に印加する直流電圧が
−５００Ｖ以下のときには、ブレード２０と現像ローラ
５との間でリークが発生し層形成が乱れた。なお、ブレ
ード２０に印加する直流電圧の上記した値は、現像ロー
ラ５に対する相対値である。また、第１の実施例の現像
装置において、ブレード２０と現像ローラ５との間に交
流電圧を重畳することにより、経時変化によりトナーが
劣化しても、トナー凝集が発生せず、かぶりや濃度むら
の無い均一な画像が得られた。このように構成した現像
装置において、層形成時のブレード２０と現像ローラ５
との当接部近傍を観察すると、ブレード２０と現像ロー
ラ５との間でトナーが激しく振動しているのが見られ
た。ブレード２０と現像ローラ５との間に重畳する交流
バイアスとしては、振幅が１００乃至５００Ｖ（０から
ピークまで）が好ましく、特に２００乃至３００Ｖ（０
からピークまで）が好ましい。この交流バイアスの周波
数は、２００Ｈｚ乃至５ｋＨｚが好ましく、特に５００
Ｈｚ乃至１.５ｋＨｚが優れた結果を奏した。発明者の
実験によれば、ブレード２０と現像ローラ５との間に重
畳する交流バイアスの振幅は５００Ｖ（０からピークま
で）より大きくなるとリークが発生して、層形成が乱れ
た。また、交流バイアスの周波数は、２００Ｈｚよりも
小さくなると、トナーの往復運動による層形成の濃淡ピ
ッチが目立ち、反対に５ｋＨｚよりも大きくなると、ト
ナーが周波数に追従せず交流バイアスを重畳した効果が
ほとんど見られなかった。

【００２８】また、第１の実施例の現像装置において
は、ブレード２０がステンレス板により形成されたもの
で説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、他の金属材料あるいは非金属材料、樹脂材料等であ
っても良い。金属材料等の導電体で形成することによ
り、トナーの帯電が促進される。また、離型性の高い樹
脂材料で構成することにより、ブレードへのトナー固着
を防止できる。さらに、ブレード２０の厚みは８０μｍ
としたが、本発明のブレード２０の厚みはこれに限定さ
れるものではない。

【００２９】また、第１の実施例の現像装置において
は、ブレード２０先端側の折り曲げ角度が略直角のもの
を示したが、これに限定するものではなく、例えば図９
のように、折り曲げ角度が鈍角であってもよい。図９の
ように、折り曲げ角度を鈍角とすることにより、ブレー
ド２０がトナーの循環に沿った形状となるため、トナー
の循環が活発となり、より均一性の高いトナー層が得ら
れた。同様の作用により、図１０のように複数箇所で折
り曲げたもの、あるいは図１１のように緩やかに湾曲さ
せたものも、より均一性の高いトナー層が得られた。

【００３０】また、第１の実施例の現像装置において
は、ブレード２０は１枚の金属板を折り曲げて形成した
が、図１２のように、Ｌ字形状のブレード２０ａの先端
にＰＥＴ等のフィルム２０ｂを張り合わせて同様の形状
を持たせたもの、あるいは図１３のように樹脂等の一体
成型により同様の形状を持たせたものも均一性の高いト
ナー層が得られた。これらのように構成することによ
り、ブレードの加工が容易となる。

【００３１】なお、上記図９乃至図１３のブレード２０
においても、ブレード２０と現像ローラ５との接触部の
前記現像ローラ５回転方向上流側端点を点Ａとし、ブレ
ード２０の現像ローラ５と対向する面の現像ローラ５回
転方向上流側端点を点Ｂとした時、点Ａと点Ｂとの距離
に関して、点Ａにおける現像ローラの接線方向の距離成
分Ｌと、点Ａにおける現像ローラの法線方向の距離成分
Ｍについては、前記したように、０．２５Ｍ≦Ｌ≦Ｍの
範囲内にあることが好ましい。

【００３２】また、第１の実施例の現像装置において、
現像ローラ５としてシリコンゴムローラを用いた例で説
明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、そ
の他の弾性材料で形成されたローラであっても良い。な
お、ウレタンを用いて現像ローラ５を形成した場合に
は、耐摩耗性が高いため、現像ローラ５自身が削られず
非常に長寿命であった。

【００３３】また、第１の実施例において、ブレード２
０における現像ローラ５と圧接する部分が、ウレタンゴ
ムなどの弾性を有する材料で形成されていれば、現像ロ
ーラ５は金属あるいは樹脂等の硬質の材料で形成しても
良い。

【００３４】また、第１の実施例の現像装置において
は、非磁性トナーを用いたが、磁性トナーであっても良
い。

【００３５】また、第１の実施例の現像装置において、
現像ローラ５と有機感光体１との間では接触現像を用い
たが、非接触現像でも良い。また、本発明における現像
ローラ５に印加する電圧は直流に限らず交流電圧を重畳
させても良い。

【００３６】また、第１の実施例の現像装置において
は、図１に示すように、現像ローラ５の外周面に対して
ブレード２０が水平方向に導出するよう設けて圧接させ
ているが、本発明はこのような構成に限定されるもので
はなく、例えばブレード２０が現像ローラ５の外周面に
対して鉛直方向（図１における上下方向）に導出するよ
う設けて、現像ローラ５に圧接させても、第１の実施例
の現像装置と同様の効果を奏する。

【００３７】また、第１の実施例では、電子写真の現像
装置を用いたが、電子写真の現像装置に限定されるもの
ではなく、一般的に、粉体を薄層化する工程を有する場
合に、適用が可能である。

【００３８】（第２の実施例）次に、本発明の現像装置
をクリーナレスプロセスに用いた実施例を示す。第２の
実施例の現像装置の主要部は、第１の実施例においてク
リーニングブレード１０及び廃トナーボックス１１を無
くしたものであり、クリーニング以外の動作も同じであ
るので説明を省略する。用いたトナーは、ブラックの非
磁性１成分トナーであり、ポリエステル樹脂９２重量％
に着色剤であるカーボン顔料５重量％、および電荷制御
材３重量％を混練分散し、粉砕、分級して得られた平均
粒径が８.５μｍの非磁性のトナー母体粒子９９.５重量
％に表面改質剤としての疎水性シリカ０.５重量％を外
添（混合）処理したものである。なお、本実施例に用い
たトナーは、粉砕後にトナー粒子の表面の凹凸を減らす
球形化処理を行った。具体的には、高速（２３００ｒｐ
ｍ）で回転する直径１８０ｍｍのファンに粉砕後のトナ
ー粒子を高速（７０ｍ／ｓ）で複数回ぶつけ、その時の
機械的衝撃により表面の凹凸を減らす処理を行った。こ
こで、粒子の球形度合いを示す指数としてのＳＦ１はト
ナーの断面積をＰ、長径の絶対最大長をＸ、外周長をＹ
としたとき、ＳＦ１＝Ｘ²／Ｐ×π／４×４×１００
０、で定義される。形状係数ＳＦ１は球形を１００とし
て数値が大きくなるにつれて、いびつな形状となる。本
実施例で用いたトナーの形状係数ＳＦ１は、実施例１の
粉砕品では２３０であり、球形化処理を行ったものにつ
いては１８０であった。

【００３９】本実施例の現像装置を用いると、転写率が
格段に向上し、クリーナレスプロセスにおいても経時的
に帯電ローラ２の汚れがほとんど発生せず、５００枚程
度に１回の割合で帯電ローラ２に逆バイアスを印加して
帯電ローラ２上の逆極性トナーを除去することにより、
良好な画像を維持することができた。また、より均一性
が高い高画質が得られた。これについて発明者らは、ト
ナーを球形化することによりブレード２０の現像ローラ
５回転方向上流側のトナー循環がより促進されるためで
はないかと推測している。なお、実施例１で用いた粉砕
トナーを実施例２の現像装置に用いたもの、及び球形化
処理トナーを実施例２の現像装置において、ブレードの
みを図１４に示す従来のものに変えた現像装置に用いた
場合には、ともに１００枚程度で帯電ローラ２の汚れが
発生し、感光体１の帯電電位の上昇が見られた。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の層規制部
材、層形成装置、画像形成装置によれば、簡単な構成の
層規制部材により、小さな押圧力で均一な粉体の薄層を
形成することができる。また、層規制部材の直線性が高
まり層規制部材長手方向の粉体層厚の均一性が向上し、
さらに層規制部材端部における粉体こぼれが防止でき
る。また、本実施例のように電子写真方式の画像形成装
置に適用した場合、高温高湿環境においても非画像部か
ぶりのない高画質が得られる。また、球形化処理したト
ナーと組み合わせることにより、より均一性の高い高画
質が得られ、クリーナレスプロセスを容易に実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の現像装置を用いた画像
形成装置の概略構成図

【図２】本発明の第１の実施例の現像装置を示す構成図

【図３】本発明の第１の実施例の現像装置のブレードの
概略断面図

【図４】本発明の第１の実施例の現像装置のブレードに
おける水平成分Ｌと法線成分Ｈとの関係におけ初期のト
ナー層形成状態を示すグラフ

【図５】本発明の第１の実施例の現像装置のブレードに
おける水平成分Ｌと法線成分Ｈとの関係におけ経時後の
トナー層形成状態を示すグラフ

【図６】本発明の第１の実施例の現像装置のブレード上
流側のトナー循環状態を説明する説明図

【図７】本発明の第１の実施例の現像装置のブレードの
現像ローラとの接触部における折曲部外側曲率半径と現
像ローラ上トナー搬送量との関係を示すグラフ

【図８】本発明の第１の実施例の現像装置におけるブレ
ードと供給ローラとの距離と非画像部カブリとの関係を
示すグラフ

【図９】本発明の第１の実施例の現像装置における別の
形態のブレードを示す図

【図１０】本発明の第１の実施例の現像装置における別
の形態のブレードを示す図

【図１１】本発明の第１の実施例の現像装置における別
の形態のブレードを示す図

【図１２】本発明の第１の実施例の現像装置における別
の形態のブレードを示す図

【図１３】本発明の第１の実施例の現像装置における別
の形態のブレードを示す図

【図１４】従来の現像装置を示す構成図

【符号の説明】

１感光体２帯電ローラ３レーザ４現像装置５現像ローラ６供給ローラ７現像ホッパ８トナー２０ブレード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者辻本隆宏大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 2H005 AA15 FA07 2H077 AA11 AC04 AD06 AD13 AD17 AD18 AD23 AD35 EA14 EA15 EA16 FA01 FA12 FA13 FA22 FA25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粉体を担持する担持体に当接し、前記担
持体に対し相対運動をすることにより、前記担持体上に
前記粉体の薄層を形成する層規制部材であって、板状を有し、前記層規制部材の前記担持体に沿う方向と
直行する方向であって、少なくとも複数方向の撓みを防
止するための補強手段を有することを特徴とする層規制
部材。
【請求項２】補強手段が、層規制部材の担持体に沿う
方向と平行な稜線を有するように、前記層規制部材を複
数箇所折り曲げて形成することである請求項１記載の層
規制部材。
【請求項３】粉体を担持する担持体に当接し、前記担
持体に対し相対運動をすることにより前記担持体上に前
記粉体の薄層を形成する層規制部材であって、板状を有し、互いの稜線が平行で且つ互いの稜線が前記
層規制部材の反対面に存在するように折り曲げて形成さ
れていることを特徴とする層規制部材。
【請求項４】ローラ状を有し、外周面上に粉体を保持
し回転する担持体に対して、一端を前記担持体回転方向
下流側で支持され、他端近傍において前記担持体の外周
面に当接することにより前記担持体上の前記粉体を所定
の層厚に規制する層規制部材であって、前記層規制部材の前記担持体回転方向上流側において、
前記担持体によって搬送され、前記層規制部材によって
前記担持体表面から除去されたトナーを、再び前記担持
体表面に戻すように導くトナー案内手段を有することを
特徴とする層規制部材。
【請求項５】ローラ状を有し、外周面上に粉体を保持
し回転する担持体に対して、一端を前記担持体回転方向
下流側で支持され、他端近傍において前記担持体の外周
面に当接することにより前記担持体上の前記粉体を所定
の層厚に規制する層規制部材であって、前記層規制部材と前記担持体との当接部近傍において、
前記担持体側に前記担持体の軸線方向と平行な稜線を有
する折曲部を有し、前記折り曲げ部の前記担持体回転方向上流側において前
記担持体と間隔を隔てて対向する対向部とを有すること
を特徴とする層規制部材。
【請求項６】担持体の軸線方向と直交する面におい
て、層規制部材と前記担持体との当接部の前記担持体回
転方向上流側端点を点Ａとし、前記層規制部材の前記担
持体との対向部において、前記担持体回転方向上流側端
点を点Ｂとした時、前記点Ａと前記点Ｂとの距離に関し
て、前記担持体表面の前記点Ａにおける接線方向の距離
成分をＬとし、前記担持体表面の前記点Ａにおける法線
方向の距離成分をＨとすると、０．２５Ｈ≦Ｌ≦Ｈであ
ることを特徴とする請求項５記載の層規制部材。
【請求項７】層規制部材の担持体との当接部近傍にお
ける折曲部の曲率半径が０．１ｍｍ乃至０．８ｍｍであ
ることを特徴とする請求項６記載の層規制部材。
【請求項８】層規制部材の担持体との当接部近傍にお
ける折曲部の曲率半径が０．３５ｍｍ乃至０．８ｍｍで
あることを特徴とする請求項６記載の層規制部材。
【請求項９】粉体を担持する担持体と、前記担持体上
に前記粉体の薄層を形成する請求項１乃至８のいずれか
に記載の層規制部材とを有することを特徴とする層形成
装置。
【請求項１０】担持体に当接又は近接して、前記担持
体の回転方向と同方向に回転し、前記担持体表面に粉体
を供給する供給ローラを有することを特徴とする請求項
９記載の層形成装置。
【請求項１１】供給ローラと層規制部材との最短距離
が０．５ｍｍ乃至１０ｍｍであることを特徴とする請求
項１０記載の層形成装置。
【請求項１２】粉体が一成分トナーであり、その形状
係数ＳＦ１が１００乃至１８０であることを特徴とする
請求項９乃至１１のいずれかに記載の層形成装置。
【請求項１３】静電潜像保持体と、前記静電潜像保持
体に当接または近接して配置され前記静電潜像保持体上
の静電潜像を粉体により現像する請求項９乃至１２のい
ずれかに記載の層形成装置とを有することを特徴とする
画像形成装置。