JP2019090903A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 一成分接触現像方式で扁平トナーを用いた場合であっても、現像剤担持体上の扁平トナーを配向させることを可能とし、少ないトナーで高い着色力を発揮させる。【解決手段】 最大投影面積に相当する円の直径である平均円相当径ｄａｖと、現像剤の平均最大厚みｈａｖの比で示される平均扁平度ｄａｖ／ｈａｖが所定範囲の現像剤を用いた現像装置において、現像剤担持体との当接部、当接部から現像剤担持体から離れるように延びた第１の面、第１の面につながり、現像剤担持体の表面に対向する第２の面、を有する現像剤規制部材を用い、当接部から第２の面に繋がる現像剤担持体に対向する曲面部における高さＨ１、短手方向における第２の面の自由端と現像剤担持体の表面の最小間隔Ｈ２、第１の面から第２の面の自由端までの距離Ｌが平均円相当径ｄａｖと所定関係とし、第２の面の延在方向と現像剤担持体の接線とのなす角αを所定範囲とする。【選択図】 図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ等に用いられる現像装置に関するものである。

画像形成装置として電子写真方式を用いたものが知られている。電子写真方式の画像形成装置では、感光体に形成された静電潜像を現像装置から供給するトナーで現像し、トナー像を形成する。トナー像は、転写手段により直接もしくは中間転写体を介して感光体から記録紙に転写され、転写工程の終了した記録紙は定着手段へと搬送され、一対のローラからなる加熱加圧する手段を用いてトナー像を記録紙に永久固定する。

近年、現像装置、ひいてはカートリッジを小型化する観点から少ないトナーで高い着色力を出すことが求められている。現像装置、ひいてはカートリッジを小型化する観点からキャリアを用いない一成分現像システムとし、トナーの着色力を改善する方法として、例えば扁平トナーを用いる方法が提案されている（特許文献１）。扁平トナーの平たい面（扁平面）が記録紙に対して接触するように向きを揃え、配向状態とする。これにより、球形トナーに対し少ないトナー量で記録紙を隠ぺいすることができ、結果として着色力を向上させることができる。しかし、従来の画像形成方法で扁平トナーを用いても、配向状態とすることが難しく、着色力を向上させることが困難であった。

そこで扁平トナーの扁平面が記録紙表面に接触する配向状態となるように扁平トナーに作用する電界を形成すると共に、記録紙上に配向された扁平トナーを加圧下で記録紙に固着させる定着手段が開示されている（特許文献２）。このように、記録紙の扁平トナー配向状態にして定着工程を行うことで、画像濃度を上げることを可能としている。

特開２００２−３０４００４号公報 特開２００２−２２９３６５号公報

しかしながら、定着手段において、扁平トナーを記録紙表面に配向状態に作用させる電界を形成させた場合、記録紙上の偏平トナーが電界により散ってしまい、記録紙に定着される画像の画質が低下してしまうことがあった。また、紙の繊維内に侵入した扁平トナーに対しては、定着工程で電界を印加しても扁平トナーを配向させることが困難であった。

本出願に係る発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、一成分接触現像方式において、現像剤担持体上の扁平トナーを配向させることで、像担持体および記録紙上のトナーを配向させることである。

上記課題を解決するために本発明では、現像剤を収容する現像容器と、現像剤を担持する回動可能な現像剤担持体と、現像剤担持体の上に形成された現像剤からなる層を所定の層厚に規制する現像剤規制部材と、を有する現像装置において、現像剤は、投影面積が最大となる方向から見たときの面積に相当する円の直径の平均である平均円相当径ｄ_ａｖ（μｍ）と、現像剤の平均最大厚みｈ_ａｖ（μｍ）の比で示される平均扁平度ｄ_ａｖ／ｈ_ａｖが３以上５０以下となるようにされ、現像剤規制部材は、現像剤担持体と当接する当接部と、当接部から現像剤担持体から離れるように延びた第１の面と、第１の面につながり、現像剤担持体の表面に対向する第２の面と、を有し、当接部から第２の面に繋がる現像剤担持体に対向する曲面部における短手方向に直交する方向の高さをＨ１（μｍ）、短手方向における第２の面の自由端と現像剤担持体の表面との間の最小間隔をＨ２（μｍ）、第１の面から第２の面の自由端までの距離をＬ（μｍ）、第２の面の延在方向と現像剤担持体の接線とのなす角をα（°）としたとき、
Ｈ１≦１０ｄ_ａｖ 式（１）
１０ｄ_ａｖ≦Ｈ２≦６０ｄ_ａｖ 式（２）
８０ｄ_ａｖ≦Ｌ≦１７０ｄ_ａｖ 式（３）
−１３°≦α≦７° 式（４）
を満たすことを特徴とする。

以上説明したように、一成分接触現像方式で扁平トナーを用いた場合であっても、現像剤担持体上の扁平トナーを配向させることを可能とし、少ないトナーで高い着色力を出すことができる現像装置を提供する。

実施例１に係る現像ブレードと現像ローラ当接部近傍のトナー挙動とトナー循環を説明する図である。 画像形成装置の構成を説明する図である。 プロセスカートリッジの構成を説明する図である。 実施例１に係る現像ブレードの構成を説明する図である。 トナーを説明する図である。 トナーの配向を説明する図である。 実施例２に係る現像ブレードの構成を説明する図である。

［実施例１］
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図２は、本発明の一実施の形態である電子写真画像形成装置１００の画像形成装置本体（以下、装置本体Ａ）及びプロセスカートリッジ（以下、カートリッジＢ）の断面図である。図３は、カートリッジＢの断面図である。ここで、電子写真画像形成装置１００の装置本体Ａとは、カートリッジＢを除いた電子写真画像形成装置部分である。

＜画像形成装置の全体構成＞
図２において、電子写真画像形成装置１００は、カートリッジＢを装置本体Ａに着脱自在とした電子写真技術を利用したレーザービームプリンタである。カートリッジＢが装置本体Ａに装着されたとき、カートリッジＢの上側に露光装置３（レーザスキャナユニット）が配置される。また、カートリッジＢの下側に画像形成対象となる記録媒体（以下、シート材Ｐ）を収容したシートトレイ４が配置されている。更に、装置本体Ａには、シート材Ｐの搬送方向Ｄに沿って、ピックアップローラ５ａ、給送ローラ対５ｂ、複数の搬送ローラ対５ｃ、転写ガイド６、転写ローラ７、搬送ガイド８、定着装置９、排出ローラ対１０、排出トレイ１１等が順次配置されている。なお、定着装置９は、加熱ローラ９ａ及び加圧ローラ９ｂにより構成されている。

＜カートリッジの構成＞
次にカートリッジＢの全体構成について図３を用いて説明する。図３は、カートリッジＢの構成を説明する断面図である。カートリッジＢは、クリーニングユニット６０と現像装置ユニット２０を合体して構成される。クリーニングユニット６０は、クリーニング枠体７１、電子写真感光体ドラム６２（以下、ドラム６２）、帯電ローラ６６およびクリーニングブレード７７等からなる。一方、現像装置ユニット２０は、底部材２２、現像容器２３、現像ブレード４２（現像剤規制部材）、現像ローラ３２（現像剤担持体）、供給ローラ３４、搬送部材４３、トナーＴ、等からなる。これらクリーニングユニット６０と現像装置ユニット２０を、互いに回動可能に結合し、ドラム６２と現像ローラ３２を当接離間可能としてカートリッジＢを構成する。

＜画像形成プロセス＞
次に、図２を用いて画像形成プロセスの概略を説明する。プリントスタート信号に基づいて、ドラム６２は矢印Ｒ方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。電圧が印加された帯電ローラ６６は、ドラム６２の外周面に接触し、ドラム６２の外周面を一様均一に帯電する。露光装置３は、画像情報に応じたレーザ光Ｌを出力する。そのレーザ光ＬはカートリッジＢの上面の露光窓部７３を通り、ドラム６２の外周面を走査露光する。これにより、ドラム６２の外周面には画像情報に対応した静電潜像が形成される。一方、図３に示すように、現像装置としての現像装置ユニット２０において、底部材２２と現像容器２３とで構成された現像枠体のトナー室２９内のトナーＴは、搬送部材４３の回転によって撹拌、搬送され、現像枠体のトナー供給室２８に送り出される。トナー供給室２８内で供給ローラ３４に担持されたトナーＴは現像ローラ３２との当接部において現像ローラ３２の表面に供給される。現像ローラ３２は図３中矢印Ｒ_Ｃの方向に回転駆動し、トナーＴは、現像ブレード４２によって、摩擦帯電されつつ現像ローラ３２周面の層厚が規制される。このときのトナーＴの挙動については別途、詳細に後述する。現像ローラ３２上に均一コートされたトナーＴは、ドラム６２上に形成された静電潜像に応じてドラム６２へ転移され、トナー像として可視像化される。

また、図２に示すように、レーザ光Ｌの出力タイミングとあわせて、ピックアップローラ５ａ、給送ローラ対５ｂ、複数の搬送ローラ対５ｃによって、装置本体Ａの下部に収納されたシート材Ｐがシートトレイ４から給送される。そして、そのシート材Ｐが転写ガイド６を経由して、ドラム６２と転写ローラ７との間の転写位置へ供給される。この転写位置において、トナー像はドラム６２からシート材Ｐに順次転写されていく。トナー像が転写されたシート材Ｐは、ドラム６２から分離されて搬送ガイド８に沿って定着装置９に搬送される。そしてシート材Ｐは、定着装置９を構成する加熱ローラ９ａと加圧ローラ９ｂとのニップ部を通過する。このニップ部で加圧・加熱定着処理が行われてトナー像はシート材Ｐに定着される。トナー像の定着処理を受けたシート材Ｐは、排出ローラ対１０まで搬送され、排出トレイ１１に排出される。一方、図３に示すように、転写後のドラム６２は、クリーニングブレード７７により外周面上の残留トナーが除去されて、再び、画像形成プロセスに使用される。ドラム６２から除去されたトナーはクリーニングユニット６０の廃トナー室７１ｂに収容される。

＜現像ブレード＞
次に、図４を用いて現像ブレード４２について詳細に説明する。図４（ａ）に現像ブレード４２の構成を示す。現像ブレード４２は、厚さ１ｍｍのＳＵＳ板をＬ字曲げ加工した支持板金４２ａと、厚さ１００μｍのＳＵＳ板の短手自由端近傍に曲げ加工を施したブレード４２ｂで構成される。ブレード４２ｂは、支持板金４２ａに対して、長手５か所に左右対称に配された固定点４２ｃにおいてレーザ溶接で接合され、短手方向の一端が支持されている。現像ブレード４２は、支持板金４２ａの長手両端部近傍に設けられたビス穴４２ｄを介して現像容器２３にビス（不図示）で組み付けられている。ブレード４２ｂは、を短手自由端近傍の２か所の曲げ部Ｍ１、Ｍ２で垂直に折り曲げた金属（ＳＵＳ）からなる板で形成されている。このようにブレード４２ｂは、曲げ部Ｍ１から固定端側へ延びる面Ｆ１、曲げ部Ｍ１と曲げ部Ｍ２の間に位置し、現像ローラ３２から離れるように延びる面Ｆ２、曲げ部Ｍ２から自由端へ延びるＦ３を備え、それぞれが現像ローラ３２に対向する構成としている。

図４（ｂ）は、ブレード４２ｂと現像ローラ３２の当接部近傍を現像ローラ３２の軸線方向から見た断面図である。ブレード４２ｂは、現像ローラ３２と少なくとも面Ｆ１で接し、ブレード４２ｂのバネ弾性を利用して短手自由端近傍で現像ローラ３２に長手全域で均一に圧接することにより、トナーＴの層厚規制とトナーＴへの電荷付与を行っている。現像ローラ３２は、軸と、軸の周囲に形成されたシリコーンゴムからなる弾性体を備え、現像ローラ３２の弾性体の表面がブレード４２ｂとの圧接によりブレード４２ｂの形状に沿って変形している。ブレード４２ｂは、曲げ部Ｍ１に繋がる面Ｆ１の一部、場合によってはさらに曲げ部Ｍ１において、現像ローラ３２に当接するようにされている。このようにして面Ｆ３は、現像ローラ３２に当接することなく、面Ｆ３と現像ローラ３２の間に現像ローラ１２の法線方向における高さがＨ２となる空間が形成されるようにして配置されている。すなわち、ブレード４２ｂと現像ローラ３２により、面Ｆ１と現像ローラ３２の当接部Ｅから、現像ローラ回転方向Ｒｃの上流方向に向けて、面Ｆ２、Ｆ３、現像ローラ３２表面、の３者で囲まれた空間Ｓ（網掛け部）が形成されている。

本実施例では、面Ｆ１と面Ｆ３の距離Ｈ３を２５０μｍ、面Ｆ２からブレード４２Ｂの短手自由端までの距離Ｌを７２０μｍ、当接部Ｅから面Ｆ２に繋がる現像ローラ１２に対向する曲面部における短手方向に直交する方向の高さＨ１を３０μｍ、とした。そして、現像ブレード４２の現像容器２３への組み付けは、ブレード４２の自由端と現像ローラ３２の表面との間の最小間隔Ｈ２（現像ローラ３２の法線方向における最小高さ）を２１０μｍとなるようにした。より具体的には、面Ｆ３の延在方向と現像ローラ３２の接線とのなす角αが５°となるようにして、開口部へ向かうにつれてブレード４２と現像ローラ３２間の距離が狭まる空間Ｓを備える構成とした。

（トナー）
以下、本実施例で用いられるトナーＴについて図７を用いて説明する。以下では、本実施例で用いられる扁平形状のトナーＴを扁平トナーＴｆと呼び、説明を行う。図７は、扁平トナーＴｆの平面図及び側面図を表している。Ｐ１は、投影面積が最大となる方向から見た扁平トナーＴｆの投影面であり、ｔは扁平トナーＴｆの投影面に対して垂直な方向から見た扁平トナーＴｆの断面における最大厚みｈ（μｍ）をである。Ｐ２は、投影面積が最大となる方向から見た扁平トナーＴｆの投影面Ｐ１と同じ大きさの面積の円を表し、ｄは投影面Ｐ１における円Ｐ２の直径、円相当径（μｍ）である。

扁平トナーＴｆは、平均円相当径（投影面Ｐ１における円Ｐ２の直径）ｄ_ａｖの値と扁平トナーＴｆの断面における平均最大厚みｈ_ａｖの値の比で示される平均扁平度ｄ_ａｖ／ｈ_ａｖが３以上５０以下となるようにした。平均扁平度ｄ_ａｖ／ｈ_ａｖの値が３以上とすることにより、扁平トナーの平たい面（扁平面）が記録紙に対して接触しないものが増え、配向性が低下し、扁平トナーとしての効果が得られにくくなることを抑制することができる。また、ｄ_ａｖ／ｈ_ａｖの値が５０以下とすることにより、トナーが欠けやすくなることを抑制し、扁平トナーＴｆから欠けて生じた小さな粒子が現像ローラ１２の表面に固着し、帯電性能が低下して発生する帯電不良によるかぶりを抑制することができる。

投影面積が最大となる方向から見た扁平トナーＴｆの平均円相当径ｄ_ａｖ及び平均最大厚みｈ_ａｖは、例えば以下の方法により測定することが出来る。まず初めに、扁平トナーＴｆを平滑な測定面上に横たわるように均一に分散付着させる。つぎに、扁平トナーＴｆの粒子５００個について、カラーレーザー顕微鏡「ＶＫ−８５００」（株式会社キーエンス製）により５００倍に拡大して、５００個のトナー粒子の円相当径ｄ及び最大厚みｈを測定する。そして５００個のトナー粒子の円相当径ｄ及び最大厚みｈからそれぞれ平均円相当径ｄ_ａｖ、平均最大厚みｈ_ａｖの算術平均値を求める方法で計測することができる。

なお、扁平トナーＴｆの平均円相当径ｄ_ａｖの値の範囲は特に限定されるものではない。しかしながら、記録材１７として紙を用いた場合、紙の繊維で生じる凹凸を覆うことができるようにするため、平均円相当径ｄ_ａｖの値を５．０μｍ以上とし、トナーによる転写紙の隠ぺい率を高め、転写紙上の画像濃度が低下することを抑制することが好ましい。また平均円相当径ｄ_ａｖの値が１５．０μｍ以下とすることにより、トナー粒子と現像ローラの接触面積が大きくなり、現像ローラへの付着力が高くなることを抑制し、現像効率が低下して転写紙上の画像濃度が低下することを抑制することができる。そのため、平均円相当径ｄ_ａｖは、５．０μｍ以上１５．０μｍ以下の範囲とすることが好ましい。

また扁平トナーＴｆのｈの値の範囲は特に限定されるものではないが、平均最大厚みｈ_ａｖの値が０．２μｍ未満の場合、現像容器１５内で受ける物理的ストレスの影響で扁平トナーＴｆが欠けやすくなる。扁平トナーＴｆから欠けて生じた小さな粒子は、現像ローラ１２の表面に固着し易く、帯電性能が低下し、帯電不良に伴うかぶりが発生し易くなることがある。また、平均最大厚みｈ_ａｖの値が３．０μｍを超えると、現像ブレード１６と現像ローラ１２との間の当接部Ｅを通過するトナー粒子数が減少するために、トナー１粒子に与えられる摩擦帯電量が大きくなりすぎ、トナーの帯電量が高くなる。その結果、現像効率が低下し、転写紙上の画像濃度が低下する。そのため、平均最大厚みｈ_ａｖは、０．２μｍ以上３．０μｍ以下の範囲とすることが好ましい。

この他、扁平トナーは、粉砕造粒法により得られた樹脂粒子を例えばスプレードライ法等により球形化し、球形化された樹脂粒子に熱と機械的な剪断力を付与して扁平処理を施して形成する方法としてもよい。さらには、乳化凝集法や懸濁重合法等により調製した樹脂微粒子を水系媒体中で融着させて得られる樹脂粒子を用いる方法としてもよく、種々の方法で形成可能である。

＜現像ブレードと現像ローラ当接部近傍のトナー挙動と循環＞
次に図１、図３および図６を用いて、本実施例に係る画像形成中の現像ブレード４２と現像ローラ３２で囲まれた空間Ｓにおける扁平トナーＴｆの挙動と循環について詳細に説明する。

現像容器２３内では、供給ローラ３４から現像ローラ３２表面に摺擦され、供給された扁平トナーＴｆは、現像ローラ３２の表面にクーロン力等の静電吸着力、あるいは非静電的な付着力により現像ローラ３２表面に担持される。このとき、扁平トナーＴｆは１粒子ごとにランダムな方向を向いており、配向していない状態となっている（図１中Ｇ）。

その後、現像ローラ３２表面に担持された扁平トナーＴｆは、現像ローラ３２のＲｃ方向への回転に伴い、ブレード４２ｂの面Ｆ３と現像ローラ３２の表面で形成される開口Ｘに進入する。開口Ｘに進入した扁平トナーＴｆは、現像ローラ３２のＲｃ方向への回転に伴い、ブレード４２ｂと現像ローラ３２の当接部Ｅに進入し、現像ブレード４２ｂで規制されることにより、現像ローラ３２上に均一な厚さのトナー層とされる。このトナー層により、ドラム６２の静電潜像が現像可能とされている。

現像ローラ３２の回転方向上流から連続的に押し寄せ、現像ブレード４２ｂで規制された扁平トナーＴｆは、面Ｆ２に突き当たった後、扁平トナーＴｆの循環によって面Ｆ３方向（図中上方向）に押し上げられる。そして、押し上げられた扁平トナーＴｆは、面Ｆ３に突き当たり、その後、空間Ｓの内部から開口部Ｘへ向うように（図中左から右）扁平トナーＴｆが循環する。図１では、現像ローラ３２の周面に担持され、現像ローラ３２のＲｃ方向への回転に伴い現像ブレード４２ｂで規制されるまで移動するトナー循環をＣ１として示した。また図１では、現像ブレード４２ｂで規制され、面Ｆ２に突き当たった後、面Ｆ３に突き当たり開口Ｘ方向に流れるトナー循環をＣ２として示した。

トナー循環Ｃ１およびＣ２で示すように、現像ローラ３２の回転中、空間Ｓ内では定常的に時計回りのトナー循環が生じている。そのため、現像ローラ３２の回転に沿ったトナー循環Ｃ１（図中右から左への循環）に対し、トナー循環Ｃ２は常にトナー循環Ｃ１により運ばれる扁平トナーＴｆを押し戻す方向に力を及ぼすことになる。特に開口Ｘ近傍は、面Ｆ３と現像ローラ３２の表面（周面）と距離が最小となるため扁平トナーＴｆの粉圧が特に高くなる。そのため、開口部Ｘから空間Ｓに進入してくるトナー循環Ｃ１に対し、開口部Ｘを介して空間Ｓから出ていくトナー循環Ｃ２の押し戻し作用が強く働く。このトナー循環Ｃ２がトナー循環Ｃ１で運ばれてくる扁平トナーＴｆに作用する押し戻しにより、現像ローラ３２に担持された扁平トナーＴｆの配向性（配向率）を高めることができる。つまり、扁平トナーＴｆの投影面積が最大となる面（扁平面Ｓｆ）が現像ローラ３２に接するよう揃えることができる。

ここで被付着物の付着面に付着している扁平トナーＴｆの個数に対して付着面における法線方向と直交する線と扁平トナーＴｆの長手方向に延びる線とのなす角が±１５度以内となる（配向された）状態の扁平トナーＴｆの個数の比率（％）を配向率と定義する。扁平トナーＴｆの長手方向とは、扁平トナーＴｆの最も離れた２点を結んだ線が延びる方向である。配向率は、最大濃度画像（いわゆる、べた画像）を印字中の現像ローラ上の扁平トナーＴｆにおいて、計測される。具体的には、最大濃度画像のプリントを開始してから現像ローラ３２が１周分回転するタイミングで画像形成装置をストップする。そして現像ブレード４２との当接部Ｅに至るまでの間のプレコートトナーと、現像ブレード４２で規制された現像ローラ１２上の規制後トナーとを形状測定レーザーマイクロスコープ（ＶＫ−ｖＸ２００、株式会社キーエンス製）で観察する。倍率を１０００倍に設定して観察を行い、現像ローラ４２上のトナー数５００個を観察し、配向したトナーの割合を算出することで配向率を求めることができる。

以下、図６に示す模式図を用いてトナー循環Ｃ２による扁平トナーＴｆの押し戻し作用とトナー循環Ｃ１中の扁平トナーＴｆの配向率向上のメカニズムについて詳細に説明する。図６（ａ）は、トナー循環Ｃ１に含まれる現像ローラ３２上の扁平トナーＴｆが全て、扁平面Ｓｆを現像ローラ３２表面に接する状態を示した模式図である。つまり図６（ａ）は、すべての扁平トナーＴｆの長手方向が現像ローラ３２の付着面における接線とのなす角の大きさが±２０度以内とされた配向率１００％の状態である。このとき、扁平トナーＴｆは現像ローラ３２との接触面積が最大となり、静電吸着力および非静電付着力が強く作用する。また、トナー循環Ｃ２に正対する方向の扁平トナーＴの面積は最小となっている。そのため、扁平トナーＴｆにトナー循環Ｃ２に作用しにくく、配向状態に変化は生じず、依然として配向率が高い状態とすることができる。

一方、図６（ｂ）は、トナー循環Ｃ１に含まれる現像ローラ３２上の扁平トナーＴが全て、投影面積が最少となるようにして現像ローラ３２表面に接した状態の模式図である。つまり図６（ｂ）は、すべての扁平トナーＴｆの長手方向が現像ローラ３２の付着面における法線と直交する線とのなす角の大きさが±１５度以内とされていない配向率０％の状態である。このとき、扁平トナーＴｆは現像ローラ３２との接触面積が最少となり、静電吸着力および非静電付着力は図６（ａ）の場合と比較して小さくなる。また、トナー循環Ｃ２に正対する方向の扁平トナーＴの面積は最大となっている。そのため、扁平トナーＴｆは、トナー循環Ｃ２による押し戻し作用の影響を受けやすい。押し戻し作用を受けた扁平トナーＴｆは、現像ローラ３２との接触点を回転軸として倒れ（Ｔａ方向）、扁平面Ｓｆを現像ローラ３２に接した状態に変位する。この結果、扁平トナーＴｆの長手方向が現像ローラ３２の付着面における法線と直交する線とのなす角の大きさが±１５度以内となり、配向状態となる。一方で、トナー循環Ｃ２の押し戻し作用により、扁平トナーＴｆは現像ローラ３２表面から離脱する（Ｔｂ方向）。この場合、配向状態にない扁平トナーＴｆを減少させることができ、結果として配向率を向上させることができる。

このように、トナー循環Ｃ２の押し戻し作用により、トナー循環Ｃ１で運ばれる扁平トナーＴｆは、開口部Ｘ付近から現像ブレード４２と現像ローラ３２の当接部Ｅに至るまでに、扁平面Ｓｆが現像ローラ３２表面に接するように配向状態が順次揃っていく。このように、扁平トナーの配向状態がある程度揃った状態で、現像ブレード４２と現像ローラ３２の当接部Ｅを通過することで、当接部Ｅ通過後の配向状態の均一性がより一層向上させることができる。

ここで、トナーＴの配向状態はトナー循環Ｃ２による押し戻し作用の強さに相関して均一性が向上することが発明者の検討により分かっている。そして、押し戻し作用の強さは、現像ブレード４２と現像ローラ３２の当接により形成される空間Ｓの形状に依存して変化することが分かっている。具体的には図４（ｂ）で示した、当接部Ｅから面Ｆ２に繋がる現像ローラ１２に対向する曲面部における短手方向に直交する方向の高さＨ１は、扁平トナーＴｆの平均円相当径ｄに対し、Ｈ１≦１０ｄ_ａｖの関係を満たすようにすることが好ましい。これにより、現像ブレード４２ｂで規制された扁平トナーＴｆが面Ｆ２に突き当たり、トナー循環Ｃ２がより良く発生し、押し戻し作用をより良く奏するようにすることができる。また、ブレード４２の自由端と現像ローラ３２の表面との間の最小間隔（現像ローラ３２の法線方向における最小高さ）Ｈ２は、扁平トナーＴｆの平均円相当径ｄ_ａｖに対し、１０ｄ_ａｖ≦Ｈ２≦６０ｄ_ａｖの関係を満たすようにすることが好ましい。これにより、開口部Ｘから空間Ｓに進入してくるトナー循環Ｃ１に対し、開口部Ｘを介して空間Ｓから出ていくトナー循環Ｃ２の押し戻し作用を強く作用させることができる。さらに、面Ｆ２からブレード４２ｂの短手自由端までの距離Ｌは、扁平トナーＴｆの平均円相当径ｄ_ａｖに対し、８０ｄ_ａｖ≦Ｌ≦１７０ｄ_ａｖの関係を満たすようにすることが好ましい。これにより、トナー循環Ｃ２による押し戻し作用が得られる距離Ｌを十分な長さとする一方、距離Ｌをトナー循環Ｃ２の勢いが衰えることなく押し戻し作用が得られる範囲とすることができる。この他、面Ｆ３の延在方向と現像ローラ３２の接線とのなす角αを−１３°≦α≦７°とし、トナー循環Ｃによる押し戻し作用が強く働くようにすることが好ましい。これらの条件を満たすことにより、扁平トナーＴｆの配向状態をより均一とすることができ、配向率を高めることができる。

以上のように本実施例では、現像ローラ３２上に形成されるトナー層の扁平トナーＴｆの配向率を高め、ひいてはトナー層で現像されたトナー像の扁平トナーＴｆの配向率が高い状態でより均一に揃えることを可能とする。この結果、画像不良を生じさせることなく、少ないトナーで高い着色力を出すことを可能とし、低コスト化が図れる他、定着に要するエネルギーを低減でき省エネを図ることができる。

なお、本実施例では装置本体ＡにカートリッジＢを着脱可能な構成の画像形成装置を例に説明したが、本発明はこの構成の画像形成装置に限らず適用可能である。即ち、装置本体とカートリッジが一体となった構成の画像性装置や、現像装置のみが独立した着脱可能な構成の画像形成装置などにも適用可能である。

［実施例２］
本実施例では、実施例１と異なり、現像ブレードとして、ブレードの現像ローラとの当接部に樹脂被膜を有するものを用いた。現像ブレードの構成の差異に伴う部分にのみ差異点があるものの、その他の部分は実施例１と同様である。そのため、ここでは現像ブレードの構成と現像ブレードと現像ローラ当接部近傍のトナー挙動と循環についてのみ詳細に説明し、その他の部分に関する説明は割愛する。

＜現像ブレード＞
図７を用いて本実施例の現像ブレード４４について詳細に説明する。図７（ａ）に現像ブレード４４を示す。図７（ｂ）は、現像ブレード４４と現像ローラ３２の当接部近傍に係る拡大断面図である。現像ブレード４４は、厚さ１ｍｍのＳＵＳ板をＬ字曲げ加工した支持板金４４ａと、厚さ１００μｍのＳＵＳからなる薄板（金属板）であるブレード４４ｂで構成されている。そして本実施例では、厚さ１００μｍのポリアミドエラストマー薄膜４４ｅ（ＰＡＥ薄膜、被覆部）がブレード４４ｂの短手自由端を被覆するように設けられている。

ブレード４４ｂは、支持板金４４ａに対して、長手５か所に左右対称に配された固定点４４ｃにおいてレーザ溶接で接合されている。現像ブレード４４は支持板金４４ａの長手両端部近傍に設けられたビス穴４４ｄを介して現像容器２３にビス（不図示）で組み付けられている。ブレード４４ｂは現像ローラ３２に当接面Ｆ１で面し、ブレード４４ｂのバネ弾性を利用して短手自由端近傍で現像ローラ３２に長手全域で均一に圧接しトナーＴの層厚規制とトナーＴへの電荷付与を行っている。

図７（ｂ）は、現像ブレード４４と現像ローラ３２の当接部近傍を現像ローラ３２の軸線方向から見た部分拡大図である。ＰＡＥ薄膜４４ｅは、ブレード４４ｂの自由端から所定距離だけ離れた場所に、現像ローラ３２との当接面側に突起部Ｊ（斜線部）を備え、現像ブレード４４はこの突起部Ｊで現像ローラ３２と当接し、当接部Ｅを形成している。ＰＡＥ薄膜４４ｅは、現像ローラ３２から離れるように延びた突起部Ｊの壁面Ｆ２、突起部Ｊの側面Ｆ２から自由端へ延びる面Ｆ３、を備える。そして、面Ｆ３に直交する方向における面Ｆ３と当接部Ｅの距離、つまり突起部Ｊの高さＨ３は３１０μｍ、側面Ｆ２からブレード４２Ｂの短手自由端までの距離Ｌは４８０μｍとされている。

そして、現像ブレード４２の現像容器２３への組み付けは、当接部Ｅから面Ｆ２に繋がる現像ローラ１２に対向する曲面部における短手方向に直交する方向の高さＨ１、つまり突起部Ｊと現像ローラ３２の開口高さが３６μｍとなるようにした。また、ブレード４２の自由端と現像ローラ３２の表面との間の最小間隔Ｈ２（現像ローラ３２の法線方向における最小高さ）を３００μｍとなるようにした。より具体的には、面Ｆ３の延在方向と現像ローラ３２の接線とのなす角αが１°となるようにして、開口部へ向かうにつれてブレード４２と現像ローラ３２間の距離が狭まる空間Ｓを備える構成とした。

＜現像ブレードと現像ローラ当接部近傍のトナー挙動と循環＞
図８は、本実施例での画像形成中の現像ブレード４４と現像ローラ３２の当接部近傍におけるトナーＴの挙動と循環を示す説明図である。本実施例では、現像ブレードの材質や空間Ｓの形状は実施例１と異なるが、循環トナーＣ２による押し戻し作用に影響するため、実施例１同様とすることが好ましい。具体的には、当接部Ｅから面Ｆ２に繋がる現像ローラ１２に対向する曲面部における短手方向に直交する方向の高さＨ１は、扁平トナーＴｆの平均円相当径ｄ_ａｖに対し、Ｈ１≦１０ｄ_ａｖの関係を満たすようにすることが好ましい。これにより、現像ブレード４２ｂで規制された扁平トナーＴｆが面Ｆ２に突き当たり、トナー循環Ｃ２がより良く発生し、押し戻し作用をより良く奏するようにすることができる。また、ブレード４２の自由端と現像ローラ３２の表面との間の最小間隔（現像ローラ３２の法線方向における最小高さ）Ｈ２は、扁平トナーＴｆの平均円相当径ｄ_ａｖに対し、１０ｄ_ａｖ≦Ｈ２≦６０ｄ_ａｖの関係を満たすようにすることが好ましい。これにより、開口部Ｘから空間Ｓに進入してくるトナー循環Ｃ１に対し、開口部Ｘを介して空間Ｓから出ていくトナー循環Ｃ２の押し戻し作用を強く作用させることができる。さらに、面Ｆ２からブレード４２ｂの短手自由端までの距離Ｌは、扁平トナーＴｆの平均円相当径ｄ_ａｖに対し、８０ｄ_ａｖ≦Ｌ≦１７０ｄ_ａｖの関係を満たすようにすることが好ましい。これにより、トナー循環Ｃ２による押し戻し作用が得られる距離Ｌを十分な長さとする一方、距離Ｌをトナー循環Ｃ２の勢いが衰えることなく押し戻し作用が得られる範囲とすることができる。この他、面Ｆ３の延在方向と現像ローラ３２の接線とのなす角αを−１３°≦α≦７°とし、トナー循環Ｃによる押し戻し作用が強く働くようにすることが好ましい。これらの条件を満たすことにより、扁平トナーＴｆの配向状態をより均一とすることができ、配向率を高めることができるとした。

したがって、実施例１で詳細に説明したトナー循環Ｃ１とＣ２同様、本実施例でも発生し、トナー循環Ｃ２によるトナー循環Ｃ１への押し戻し作用が有効に働く。その結果、ランダムな配向状態の現像ローラ３２表面の形成された扁平トナーＴｆからなるトナー層（図中Ｇ）を空間Ｓでトナー循環Ｃ２が作用することにより、扁平面Ｓｆが現像ローラ３２に接するよう配向状態が揃った状態とすることができる。

以上説明してきたように、トナー循環Ｃ２による押し戻し作用が有効に働く空間Ｓを形成することが重要となる。このため、現像ブレードとして折り曲げ加工をしたブレードを用いた実施例１、被覆層を有するブレードを用いた実施例２に限られない。また、実施例２におけるＰＡＥ薄膜をウレタンゴムやウレタン樹脂など別の材質で形成する方法など種々の変更が可能である。

Ａ 画像形成装置本体
Ｂ カートリッジ
Ｄ 搬送方向
Ｐ シート材
Ｔｆ 扁平トナー
６ 転写ガイド
７ 転写ローラ
８ 搬送ガイド
９ 定着装置
２０ 現像装置
２２ 底部材
２３ 現像容器
２８ トナー供給室
２９ トナー室
３２ 現像ローラ
４２ 現像ブレード
４３ 搬送部材
６０ クリーニングユニット
６２ ドラム
６６ 帯電ローラ
７１ クリーニング枠体
７７ クリーニングブレード

Claims (5)

1. 現像剤を収容する現像容器と、
   前記現像剤を担持する回動可能な現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体の上に形成された前記現像剤からなる層を所定の層厚に規制する現像剤規制部材と、
   を有する現像装置において、
   前記現像剤は、投影面積が最大となる方向から見たときの面積に相当する円の直径の平均である平均円相当径ｄ_ａｖ（μｍ）と、前記現像剤の平均最大厚みｈ_ａｖ（μｍ）の比で示される平均扁平度ｄ_ａｖ／ｈ_ａｖが３以上５０以下となるようにされ、
   前記現像剤規制部材は、前記現像剤担持体と当接する当接部と、前記当接部から前記現像剤担持体から離れるように延びた第１の面と、前記第１の面につながり、前記現像剤担持体の表面に対向する第２の面と、を有し、
   前記当接部から前記第２の面に繋がる前記現像剤担持体に対向する曲面部における短手方向に直交する方向の高さをＨ１（μｍ）、短手方向における前記第２の面の自由端と前記現像剤担持体の表面との間の最小間隔をＨ２（μｍ）、前記第１の面から前記第２の面の前記自由端までの距離をＬ（μｍ）、前記第２の面の延在方向と前記現像剤担持体の接線とのなす角をα（°）としたとき、
   Ｈ１≦１０ｄ_ａｖ 式（１）
   １０ｄ_ａｖ≦Ｈ２≦６０ｄ_ａｖ 式（２）
   ８０ｄ_ａｖ≦Ｌ≦１７０ｄ_ａｖ 式（３）
   −１３°≦α≦７° 式（４）
   を満たすことを特徴とする現像装置。
2. 前記平均円相当径ｄ_ａｖ（μｍ）が５．０μｍ以上１５．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 前記平均最大厚みｈ_ａｖ（μｍ）が０．２μｍ以上３．０μｍ以下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。
4. 前記現像剤規制部材は、金属からなる折り曲げられた板からなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の現像装置。
5. 前記現像剤規制部材は、金属板と、前記金属板を被覆する、前記第１の面と前記第２の面を備えた被覆部と、有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の現像装置。
   

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