JP2008089656A - 現像カートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】導電性シャフトに導電性を有する被覆層を形成して作製した現像ローラと規制ブレードを用いた現像カートリッジにおいて、多数枚プリントしても規制ブレードの端部が接触する部位の被覆層がはがれず、継続して高品質のトナー画像が得られ、且つ機内汚れを発生させない現像カートリッジを提供する。
【解決手段】導電性シャフトの外周に導電性を有する被覆層を形成してなり、該被覆層表面に非磁性１成分現像剤を保持し、該現像剤を潜像保持体表面の潜像に付着させ、可視化する現像ローラ２５と規制ブレード２８を有する現像カートリッジにおいて、該規制ブレードの長さが現像ロールより短く、現像ローラに対する規制ブレードの当接圧平均が０．１０〜０．５０Ｎ／ｃｍであり、規制ブレード中心部の当接圧（Ａ）と規制ブレード端部の当接圧（Ｂ）の関係が、０．８≦Ｂ／Ａ≦２．０であることを特徴とする現像カートリッジ。
【選択図】図６

Description

本発明は、現像カートリッジに関する。

現在カラー画像形成装置（例えば、プリンタ、複写機）は装置の小型、軽量、低コストのものが要求されている。そのため、現像プロセスとして非磁性１成分現像方式を採用する画像形成装置が主流となってきている。

非磁性１成分現像方式に用いられる現像プロセスとして種々検討されている。

例えば、現像ブレードのニップ部でトナーの凝集体が生成することにより画像にスジが発生することを防止する目的で、像担持体上の静電像を現像する現像剤担持体上の現像剤量を摩耗指数０．０３〜０．１５の弾性体で規制し、この弾性体の当接圧Ｐ（Ｎ／ｃｍ）を０．０９８Ｎ／ｃｍ≦Ｐ≦０．５８８Ｎ／ｃｍとする検討がされている（例えば、特許文献１参照。）。

また、現像スリーブ上のトナー量を一定に維持し、長時間使用時においても、画像の濃度劣化、カブリ等の画像劣化を防止し、安定して良好な画像を得ため、現像スリーブの周面とにより囲まれた領域のトナーの凝集度が常に１０％以上４０％以下とし、弾性ブレード４と現像スリーブ当接部の線圧を０．０４９Ｎ／ｃｍ以上０．３Ｎ／ｃｍ以下とする検討がされている（例えば、特許文献２参照。）。

また、無帯電トナーが少なく所望の帯電量をもつトナー層を現像ローラ４上に安定して形成し潜像担持体に供給する目的で、トナー供給ローラとの圧接部を通過した現像ローラ表面に０．０９８〜０．４９Ｎ／ｃｍの線圧で圧接するように層厚ならし部材を設け、これにより現像ローラの誘電体部がトナーやトナー供給ローラの表面で摩擦帯電されて電荷を保持し導電体部との間に微小閉電界を形成し、この電界で両ローラの圧接部を通過して帯電したトナーのみを多量に担持する検討がされている（例えば、特許文献３参照。）。
特開平１０−２２８１６８号公報 特開平９−８０９１０号公報 特開平５−２５７３７６号公報

現在、低コスト化には現像剤カートリッジの中にある現像ローラをより安価で作ることが望まれている。

その場合、現像ローラの構成は金属シャフトにゴムローラを設けた構成ではなく、金属ブラストローラや金属シャフトの外周に樹脂被覆層を設けた構成を使うことが多い。

中でも現像ローラの抵抗調整や表面の粗さ調整を自由に行える樹脂被覆層を設けた現像ローラは、現在低コスト化に最も適していると考えられる。

しかし、樹脂被覆層を設けた現像ローラは金属シャフト上に直接樹脂被覆層を設けるため、ゴム層のような応力緩和層がなく被覆層のはがれが起きやすい。

特に非磁性１成分現像プロセスの場合、ステンレスやリン青銅板のような弾性を持った金属ブレードがトナー規制ブレードに採用され、現像ローラに接触して使われるため、被覆層のはがれが起きやすい。

また、規制ブレードは現像カートリッジを小型化するため、非磁性１成分現像剤が現像カートリッジ端部から外へこぼれ出すのを防止するため現像ローラより短い長さで構成されることが多い。

そのため、規制ブレードのエッジ部（端部）は現像ローラ表面と強くこすれ被覆層がはがれる。エッジ部から現像ローラの被覆層がはがれると、過剰な現像電解がかかり電荷のリークが発生し、プリント画像に画像欠陥（例えば、斑点状の黒ポチや白ポチ）が発生する。そのため、被覆層を有する現像ローラを使用する場合、規制ブレードは現像ローラ長手方向に均一に当てる必要が有り、特に端部側に過剰な当接圧がかかることは望ましくない。

また、非磁性１成分現像剤の搬送安定化と帯電安定化のためには適当な当接圧が必要である。このため、現像ローラに当接する規制ブレードには当接圧条件があると同時に、当接圧のかたむきを規定する必要がある。

本発明は、導電性シャフトに導電性を有する被覆層を形成して作製した現像ローラと規制ブレードを用いた現像カートリッジにおいて、多数枚プリントしても規制ブレードの端部が接触する部位の被覆層がはがれず、継続して高品質のトナー画像が得られ、且つ機内汚れを発生させない現像カートリッジを提供することを目的とする。

本発明は、下記構成を採ることにより達成される。

１．
導電性シャフトの外周に導電性を有する被覆層を形成してなり、該被覆層表面に非磁性１成分現像剤を保持し、該非磁性１成分現像剤を潜像保持体表面の潜像に付着させ、可視化する現像ローラと規制ブレードを有する現像カートリッジにおいて、
該規制ブレードの長さが現像ロールより短く、
現像ローラに対する規制ブレードの当接圧平均が０．１０〜０．５０Ｎ／ｃｍであり、
規制ブレード中心部の当接圧（Ａ）と規制ブレード端部の当接圧（Ｂ）の関係が、０．８≦Ｂ／Ａ≦２．０であることを特徴とする現像カートリッジ。

本発明の現像カートリッジは、多数枚プリントしても規制ブレードの端部が接触する部位の被覆層がはがれず、継続して高品質のトナー画像が得られ、且つ機内汚れを発生させない優れた効果を有する。

現像ローラの長さより規制ブレードの長さが長いと、現像カートリッジを小型化しにくく問題となる。

また、現像ローラの長さより規制ブレードの長さが長いと、非磁性１成分現像剤（以下、トナーともいう）が規制ブレードにより現像カートリッジの両端にかき寄せられ、トナーこぼれが発生し易い。

現像カートリッジの小型化とトナーこぼれを防止するには、規制ブレードの長さを現像ローラより短くする必要がある。

規制ブレードの長さが現像ローラの長さより短いと、規制ブレードの端部が現像ローラの被覆層と接触し、接触した部分の被覆層がはがれることがある。

被覆層のはがれが発生すると、高品質のトナー画像を継続して得ることは難しい。

本発明者等は、導電性シャフトに導電性を有する被覆層を形成して作製した現像ローラと規制ブレードを有する現像カートリッジを用い、規制ブレードの端部が接触する部分から被覆層の膜はがれを起こさず、高品質のトナー画像が継続して得られる現像カートリッジにつて検討を行った。

検討の結果、導電性シャフトに導電性を有する被覆層を形成して作製した現像ローラに当接する規制ブレードの長さを現像ローラの長さより短く設定し、規制ブレードの当接圧平均を特定の値とし、規制ブレードの長さ方向の中心部と端部で当接圧の関係（当接圧のかたむき）を特定することで、被覆層の膜はがれを起こさず、高品質のトナー画像を継続して得られる現像カートリッジを提供できるようになった。

最初に、本発明の現像カートリッジで用いられる現像ローラ、規制ブレード、非磁性１成分現像剤について説明する。

本発明に係る現像ローラは、導電性シャフトの外周に、導電性の被覆層を形成したものである。

〈被覆層の層構成〉
図１は、本発明に係る現像ローラの一例を示す概略図である。

図１において、２５は現像ローラ、１１は導電性シャフト、１２は被覆層、１３は下層、１４は上層を示す。

図１の（ａ）は、導電性シャフト１１の外周に被覆層１２を形成した現像ローラの概略図を示す。被覆層の層構成は図１（ｂ）に示すように導電性シャフト１１の外周に単層の被覆層１２を設けたもの、図１（ｃ）に示すように導電性シャフト１１の外周に下層１３を設けその上に上層１４を設ける積層型の被覆層１２を設けたものでもよい。

〈被覆層の厚さ〉
現像ローラの被覆層の厚さは、５〜３０μｍが好ましく、２層構成の場合には下層の膜厚５〜２０μｍ、上層の膜厚２〜１０μｍが好ましい。

〈被覆層の導電性〉
本発明に係る被覆層は導電性を有する。

被覆層の導電性は体積抵抗率で表し、体積抵抗率は１×１０⁴〜１×１０¹⁰Ω・ｃｍのものが好ましい。

本発明において、被覆層の体積抵抗率は、図２に示す装置を用いて測定した値である。

図２は、現像ローラの体積抵抗率の測定方法を説明する構成図である。

図において、１は対極電極（金属ドラム）、２５は現像ローラ、３は直流電源、４は電流計を示す。

被覆層の体積抵抗は、対極電極１の自重と合わせ９．８Ｎで押圧し、対極電極１と測定する現像ローラ２５を矢印の方向に回転させながら、直流電源３から１００Ｖを印加し、その時に流れる電流を電流計４で測定し、計算で算出する。

測定器 ：図２の測定機
測定条件：対極電極と現像ローラの線速度を１〜５ｃｍ／ｓｅｃと等速で回転させる
印加電圧：１００Ｖ
測定環境：２０℃、５０ＲＨ％
次に、導電性シャフトの外周に、導電性を有する被覆層として下層と上層を設けた現像ローラを作製するのに用いる材料、作製方法について説明する。

《導電性シャフト》
本発明で用いられる導電性シャフトは、現像ローラ表面に蓄積される電荷をリークさせる部材も兼ねるため、導電性の金属で構成されるものが好ましい。代表的なものとして、直径１〜３０ｍｍのステンレス鋼（例えばＳＵＳ３０３）、鉄、アルミニウム、ニッケル、アルミニウム合金、ニッケル合金等の導電性金属があり、また導電性樹脂で構成されるものでもよい。尚、導電性シャフトとしては、体積抵抗が１×１０^-4Ω・ｃｍ以下のものが好ましく用いられる。

《被覆層》
被覆層は、樹脂成分と電子導電剤、必要に応じイオン導電剤、非導電性充填剤（粗さ粒子）、架橋剤等の各種添加剤を適宜配合して得られる塗布液を導電性シャフトの外周面に塗布し、これを乾燥して形成することができる。

以下、下層と上層について説明する。

《下層の作製》
樹脂成分を溶解した溶液に、電子導電剤、イオン導電剤、粗さ粒子を溶解・分散して塗布液を調製し、この塗布液を浸漬塗布法やスプレー塗布法等により導電性シャフトの外周に塗布し、乾燥して下層を形成する。

《上層の作製》
樹脂成分を溶解した溶液に、電子導電剤、イオン導電剤を溶解・分散して塗布液を調製し、この塗布液を、前記下層の上に浸漬塗布法やスプレー塗布法等により塗布し、乾燥して上層を形成する。

〈被覆層の樹脂成分〉
被覆層の樹脂成分としては、特に限定されるものではないが、具体的には、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、フェノール変性・シリコーン変性等の変性アルキッド樹脂、オイルフリーアルキッド樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ウレタン樹脂等を挙げることができる。この内、自己膜補強性、トナー帯電性等の観点から、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂等が好ましく用いられる。中でも、良好な耐摩耗性や弾性が得られる点から、ウレタン樹脂を用いることが特に好ましい。

ウレタン樹脂としては、例えばポリヒドロキシ化合物とイソシアネート化合物を含むウレタン原料を反応させて得たもの、例えば、プレポリマーを架橋反応させる方法で得たものや、ポリオールをワン・ショット法にてポリイソシアネー卜と反応させる方法で得たものなどが挙げられる。

この場合、ウレタン樹脂を得る際に用いられるポリヒドロキシル化合物としては、一般の軟質ポリウレタンフォームやウレタンエラストマーの製造に用いられるポリオール、例えば、末端にポリヒドロキシル基を有するポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリエステルポリオールが挙げられるほか、ポリブタジエンポリオールやポリイソプレンポリオール等のポリオレフィンポリオール、ポリオール中でエチレン性不飽和単量体を重合させて得られるいわゆるポリマーポリオール等の一般的なポリオールを使用することができる。また、イソシアネート化合物としては、同様に一般的な軟質ポリウレタンフォームやウレタンエラストマーの製造に使用されるポリイソシアネート、即ち、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩと表すことがある）、粗製ＴＤＩ、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩと表すことがある）、粗製ＭＤＩ、炭素数２〜１８の脂肪族ポリイソシアネート、炭素数４〜１５の脂環式ポリイソシアネート及びこれらポリイソシアネートの混合物や変性物、例えば部分的にポリオール類と反応させて得られるプレポリマー等を用いることができる。特に被覆層をユニバーサル硬さを低くする目的でポリイソシアネートの混合比率を低くしてもよい。

また、ウレタン樹脂は、ポリヒドロキシル化合物及びポリイソシアネートを含む、１液型や２液型のウレタン原料を用いて調製してもよいし、必要に応じてエポキシ樹脂やメラミン樹脂を架橋剤として用いてもよい。

ポリアミド樹脂としては、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、作業性の面からアルコール可溶性のものが好んで用いられている。例えばポリアミドの３元共重合体や４元共重合体の分子量を調整したもの、またはポリアミド６やポリアミド１２をメトキシメチル化し、アルコールや水に可溶性としたものが挙げられる。

また、アクリル樹脂としては、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルエタクリレート、これらの側鎖末端をヒドロキシアルキル基等で置換したもの、及び、これらの共重合体等が用いられる。

本発明で用いられる樹脂としては、シリコーン共重合ポリウレタン樹脂がより好ましい。シリコーン共重合ポリウレタン樹脂は、２官能以上の多価イソシアネート及び２官能以上の水酸基をもつシリコーン骨格を分子中に有する化合物から合成することができる。

このシリコーン共重合ポリウレタン樹脂は特に限定されるものではないが、特公平７−３３４２７号等に開示されるものを使用することができる。

〈電子導電剤〉
電子導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウム、銅、錫、ステンレス鋼等の各種導電性金属または合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化チタン、酸化錫一酸化アンチモン固溶体、酸化錫一酸化インジウム固溶体等の各種導電性金属酸化物、これらの導電性材料で被膜された絶縁性物質などの微粉末を用いることができる。この内、カーボンブラックが、比較的容易に入手でき良好な帯電性が得られるので好ましく用いられる。

カーボンブラックは、その種類には、特に制限はなく、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック等の従来公知の種々のカーボンブラックを使用することができる。カーボンブラックの配合量は、使用するカーボンブラックの種類によって異なるために特に限定されないが、通常、樹脂成分１００質量部に対して５〜５０質量部とするのが好ましく、より好ましくは１０〜４０質量部である。

カーボンブラックの配合量を上記範囲内とすると、現像ローラの導電性及びユニバーサル硬さが適切なものとなり、更に、被覆層内での分布の均一性が上がるため、導電性の均一性も向上する。

〈イオン導電剤〉
イオン導電剤としては、従来から無機イオン塩や有機イオン塩として公知のものが、何れも適宜に選択使用できる。具体的には、Ｌｉ、ＬｉＣｌ、ＮａＩ、ＮａＢｒ、ＫＩ等のアルカリ金属ハライド、ＬｉＣｌＯ₄、ＫＣｌＯ₄、ＣｕＣ₁₂Ｍｇ（ＣｌＯ₄）₂等の過塩素酸塩、ＬｉＳＣＮ、ＮａＳＣＮ、ＣｓＳＣＮ等のチオシアン酸塩等のごとき無機イオン塩や、脂肪族スルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルコールリン酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加硫酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加リン酸エステル塩、４級アンモニウム塩、ベタイン等の有機イオン塩を挙げることができる。これらの中で特に好ましいものとして、トリメチルオクタデシルアンモニウムパークロレート、テトラメチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド等の４級アンモニウム塩を挙げることができる。このイオン導電剤は、１種類で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。

イオン導電剤の配合量は、特に制限はなく各種状況に応じて適宜選定されるが、被覆層を形成する樹脂成分１００質量部に対し０．００１〜５質量部が好ましく、０．０５〜２質量部がより好ましい。

これにより、電気抵抗の位置ばらつきが少なく、且つ電気抵抗の電圧依存性が少ない上、温湿度の環境変化に対する電気抵抗の変動が少ない導電性を有する被覆層が得られる。

〈非導電性充填剤（粗さ粒子）〉
非導電性充填剤としては、珪藻土、石英粉末、乾式シリカ、湿式シリカ、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミノケイ酸、炭酸カルシウム、樹脂粒子等が挙げられる。これらの中では樹脂粒子が好ましく、樹脂粒子としては架橋アクリル樹脂粒子、架橋ウレタン樹脂粒子が特に好ましい。

本発明に係る規制ブレードは、現像ローラ表面にトナーを均一に薄層化でき、トナーを均一に帯電付与させる目的で設置されている。

規制ブレードの部材は、トナーを均一に薄層化と帯電付与ができ、且つ現像ローラへの当接圧平均と長さ方向の中心部と端部の当接圧が規定範囲に制御できれば特に限定されない。

規制ブレードとしては弾性ブレードが挙げられ、具体的には、ステンレス板、アルミニウム板、リン青銅板等の金属弾性材料や、シリコーンゴム、ウレタンゴム、スチレン−ブタジエンゴムなどのゴム弾性材料等が挙げられる。

また、前述の材料の表面にポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、スチレン系樹脂等を積層した複合層を形成するものでもよい。更に、導電性ゴムや導電性樹脂、あるいは金属酸化物やカーボンブラック、無機ウイスカ、無機繊維等のフィラーや荷電制御剤を前述した弾性材料に含有させることにより、帯電付与性を向上させることも可能である。

これらの中では、ステンレス板が好ましく、より具体的には下記仕様のものを用いることが好ましい。

材質：ステンレス板
厚さ：０．０３〜０．１２ｍｍ
規制ブレードの自由長：８〜１５ｍｍ
規制ブレードの長さ：現像ローラの長さより短く設定
本発明に係る非磁性１成分現像剤とは、トナー中に磁性体を含まず、キャリアを用いずトナーのみで現像剤として用いることができる熱定着可能なトナーをいう。

トナーの体積基準におけるメディアン径（Ｄ₅₀）径は、高品質のトナー画像を得るという観点から３〜９μｍのものが好ましい。

トナーを構成する樹脂の具体例としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂を挙げることができる。

トナーの製造方法は特に限定されず、公知の重合法や粉砕法により作製することができる。

次に、現像カートリッジ、フルカラー画像形成装置について説明する。

図３は、本発明の現像カートリッジの一例を示す断面概略図である。

図３に示す現像カートリッジ２０は、現像ローラ２５に隣接してバッファ室２６を、バッファ室２６に隣接してホッパ２７等を有する。

バッファ室２６にはトナー規制部材である規制ブレード２８が現像ローラ２５に圧接させた状態で配置されている。規制ブレード２８は、現像ローラ２５上のトナーの帯電量及び付着量を規制するものである。また、現像ローラ２５の回転方向に対して規制ブレード２８の下流側に、現像ローラ２５上のトナー帯電量・付着量の規制を補助するための補助ブレード２９を更に設けることも可能である。

現像ローラ２５には供給ローラ３０が押圧されている。供給ローラ３０は、図示しないモータにより現像ローラ２５と同一方向（図中反時計回り方向）に回転駆動する。供給ローラ３０は、導電性の円柱基体と基体の外周にウレタンフォームなどで形成された発泡層を有する。

ホッパ２７には非磁性１成分現像剤であるトナーＴが収容されている。また、ホッパ２７にはトナーＴを攪拌する回転体３１が設けられている。回転体３１には、フィルム状の搬送羽根が取付けられており、回転体３１の矢印方向への回転によりトナーＴを搬送する。搬送羽根により搬送されたトナーＴは、ホッパ２７とバッファ室２６を隔てる隔壁に設けられた通路３２を介してバッファ室２６に供給される。尚、搬送羽根の形状は、回転体３１の回転に伴い羽根の回転方向前方でトナーＴを搬送しながら撓むとともに、通路３２の左側端部に到達すると真っ直ぐの状態に戻るようになっている。このように羽根はその形状を湾曲状態を経て真っ直ぐに戻るようにすることでトナーＴを通路３２に供給している。

また、通路３２には通路３２を閉鎖する弁３２１が設けられている。この弁はフィルム状の部材で、一端が隔壁の通路３２右側面上側に固定され、トナーＴがホッパ２７から通路２８に供給されると、トナーＴからの押圧力により右側に押されて通路３２を開けるようになっている。その結果、バッファ室２６内にトナーＴが供給される。

また、弁３２１の他端には規制部材３２２が取付けられている。規制部材３２２と供給ローラ３０は、弁３２１が通路３２を閉鎖した状態でも僅かな隙間を形成する様に配置される。規制部材３２２は、バッファ室２６の底部に溜まるトナー量が過度にならないように調整するもので、現像ローラ２５から供給ローラ３０に回収されたトナーＴがバッファ室２６の底部に多量に落下しないように調整される。

現像カートリッジ２０では、画像形成時に現像ローラ２５が矢印方向に回転駆動するとともに供給ローラ３０の回転によりバッファ室２６のトナーが現像ローラ２５上に供給される。現像ローラ２５上に供給されたトナーＴは、規制ブレード２８、補助ブレード２９により帯電、薄層化された後、像担持体との対向領域に搬送され、像担持体上の静電潜像の現像に供される。現像に使用されなかったトナーは、現像ローラ２５の回転に伴って除電ブレード２４によりトナーを除電する。現像ローラ２５とトナーの静電的な付着力を低減させた後、供給ローラ３０により現像ローラ２５から掻き取られ回収される。

図４は、現像ローラと、規制ブレードの長さ寸法関係を説明する概略図である。

図４において、２５は現像ローラ、２８は規制ブレード、Ｌ₁は現像ローラの長さ、Ｌ₂は規制ブレードの長さを示す。

図４（ａ）は現像ローラ２５に規制ブレード２８が当接している状態を示す図。（ｂ）は現像ローラの長さ（Ｌ₁）と規制ブレードの長さ（Ｌ₂）の関係を示す図である。

現像ローラの長さ（Ｌ₁）と規制ブレードの長さ（Ｌ₂）の関係を具体的に説明すると、用紙幅方向にみて、現像ローラ２５の長さＬ₁を３６０ｍｍと設定したときには、規制ブレード２８の長さＬ₂は３４０とし、Ｌ₁＞Ｌ₂の関係が成立するように設定する。尚、規制ブレードの長さは、最大用紙幅よりも長くなるよう設定される。

図５は、現像ローラへ当接する規制ブレードの当接圧平均を説明する概略図である。

図５において、２５は現像ローラ、２８は規制ブレード、Ｄ₁は当接位置、Ｌ_Aは規制ブレードの自由長、Ｌ_Bは規制ブレードの有効長さを示す。

図５（ａ）に示すように、現像ローラへ当接する規制ブレードの当接圧とは、現像ローラへ当接する規制ブレードの当接位置Ｄ₁において、当接位置Ｄ₁と規制ブレードの接合部ＨＣ₁とを結ぶ線に対して直角方向に、規制ブレードの弾性により発生する規制ブレードの単位長さ（ｃｍ）当たりの力（当接圧）Ｐ₁（Ｎ／ｃｍ）である。規制ブレードの有効長Ｌ_Bとは、当接位置Ｄ₁と規制ブレードの接合部ＨＣ₁との長さである。

本発明において、規制ブレードの当接圧平均とは、図５（ｂ）に示すように現像ローラの３ヶ所（現像ローラの中央部と規制ブレードの端部に相当する部分）に圧力センサーを取付け、現像ローラを回転して規制ブレードの当接圧を所測定し、その測定値の平均値である。

本発明において、現像ローラへ当接する規制ブレードの当接圧平均は、０．１０〜０．５０Ｎ／ｃｍであることを特徴としている。好ましくは、０．１５〜０．４５Ｎ／ｃｍである。

図６は、現像ローラへ当接する規制ブレードの長さ方向での当接圧のかたむきを説明する概略図である。

図６に示すように、規制ブレードの長さ方向での当接圧のかたむきは、現像ローラへ当接する規制ブレードの中央部の当接位置Ｄ_Aの当接圧Ａと端部の当接位置Ｄ_bの当接圧Ｂを測定し求める。

本発明では、当接圧のかたむきを、規制ブレードの長さ方向の中心部の当接圧Ａと規制ブレードの端部の当接圧Ｂの比（Ｂ／Ａ）で表す。

本発明の現像カートリッジは、当接圧のかたむき（Ｂ／Ａ）が、０．８≦Ｂ／Ａ≦２．０であることを特徴としている。好ましくは、１．０≦Ｂ／Ａ≦１．５である
当接圧の測定方法は、前記と同じ方法で行うことができる。

図７は、フルカラー画像形成装置の一例を示す概略断面図である。

図７に示すフルカラー画像形成装置においては、回転駆動される感光体ドラム１０の周囲に、この感光体ドラム１０の表面を所定の電位に均一に帯電させる帯電ブラシ１１１や、この感光体ドラム１０上に残留したトナーを掻き落すクリーナ１１２が設けられている。

また、帯電ブラシ１１１によって帯電された感光体ドラム１０をレーザビームによって走査露光するレーザ走査光学系２０が設けられており、このレーザ走査光学系２０はレーザダイオード，ポリゴンミラー，ｆθ光学素子を内蔵した周知のものであり、その制御部にはイエロー，マゼンタ，シアン，ブラック毎の印字データがホストコンピュータから転送されるようになっている。そして、このレーザ走査光学系２０は、上記の各色毎の印字データに基づいて、順次レーザビームとして出力し、感光体ドラム１０上を走査露光し、これにより感光体ドラム１０上に各色毎の静電潜像を順次形成するようになっている。

また、このように静電潜像が形成された感光体ドラム１０に各色のトナーを供給してフルカラーの現像を行うフルカラー現像カートリッジ３０は、支軸３３の周囲にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各非磁性１成分トナーを収容させた４つの色別の現像カートリッジ３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋが設けられており、支軸３３を中心として回転し、各現像カートリッジ３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋが感光体ドラム１０と対向する位置に導かれるようにな
っている。

また、このフルカラー現像カートリッジ３０における各現像カートリッジ３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋにおいては、上記図７に示すように、回転してトナーを搬送する現像剤担持体（現像ローラ）２５の外周面にトナー規制部材が圧接されており、このトナー規制部材により、現像ローラ２５によって搬送されるトナーの量を規制すると共に、搬送されるトナーを帯電させるようになっている。尚、このフルカラー現像カートリッジ３０においては、現像ローラによって搬送されるトナーの規制と帯電とを適切に行うために、トナー規制部材を２つ設けるようにしてもよい。

そして、上記のようにレーザ走査光学系２０によって感光体ドラム１０上に各色の静電潜像が形成される毎に、上記のように支軸３３を中心にして、このフルカラー現像カートリッジ３０を回転させ、対応する色彩のトナーが収容された現像カートリッジ３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋを感光体ドラム１０と対向する位置に順々に導き、各現像カートリッジ３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋにおける現像ローラ２５を感光体ドラム１０に接触させてまたは非接触で、上記のように各色の静電潜像が順々に形成された感光体ドラム１０上に、帯電された各色のトナーを順々に供給して現像を行うようになっている。

また、このフルカラー現像カートリッジ３０より感光体ドラム１０の回転方向下流側の位置には、中間転写体４０として、回転駆動される無端状の中間転写ベルト４０が設けられており、この中間転写ベルト４０は感光体ドラム１０と同期して回転駆動されるようになっている。そして、この中間転写ベルト４０は回転可能な１次転写ローラ４１により押圧されて感光体ドラム１０に接触するようになっており、またこの中間転写ベルト４０を支持する支持ローラ４２の部分には、２次転写ローラ４３が回転可能に設けられ、この２次転写ローラ４３によって記録紙等の記録材Ｓが中間転写ベルト４０に押圧されるようになっている。

更に、前記のフルカラー現像カートリッジ３０とこの中間転写ベルト４０との間のスペースには、中間転写ベルト４０上に残留したトナーを掻き取るクリーナ５０が中間転写ベルト４０に対して接離可能に設けられている。

また、普通紙等の記録材Ｓを中間転写ベルト４０に導く給紙手段６０は、記録材Ｓを収容させる給紙トレイ６１と、この給紙トレイ６１に収容された記録材Ｓを１枚ずつ給紙する給紙ローラ６２と、上記の中間転写ベルト４０上に形成された画像と同期して給紙された記録材Ｓを中間転写ベルト４０と上記の２次転写ローラ４３との間に送るタイミングローラ６３とで構成されており、このようにして中間転写ベルト４０と２次転写ローラ４３との間に送られた記録材Ｓを２次転写ローラ４３によって中間転写ベルト４０に押圧させて、中間転写ベルト４０からトナー像を記録材Ｓへ押圧転写させるようになっている。

一方、上記のようにトナー像が押圧転写された記録材Ｓは、エアーサクションベルト等で構成された搬送手段６６により定着装置７０に導かれるようになっており、この定着装置７０において転写されたトナー像が記録材Ｓ上に定着され、その後、この記録材Ｓが垂直搬送路８０を通して装置本体１００の上面に排出されるようになっている。

次に、このフルカラー画像形成装置を用いてフルカラーの画像形成を行う動作について具体的に説明する。

まず、感光体ドラム１０と中間転写ベルト４０とを同じ周速度でそれぞれの方向に回転駆動させ、感光体ドラム１０を帯電ブラシ１１によって所定の電位に帯電させる。

そして、このように帯電された感光体ドラム１０に対して、上記のレーザ走査光学系２０によりイエロー画像の露光を行い、感光体ドラム１０上にイエロー画像の静電潜像を形成した後、この感光体ドラム１０にイエロートナーを収容させた現像カートリッジ３１Ｙから前記のようにトナー規制部材によって荷電されたイエロートナーを供給してイエロー画像を現像し、このようにイエローのトナー像が形成された感光体ドラム１０に対して中間転写ベルト４０を１次転写ローラ４１によって押圧させ、感光体ドラム１０に形成されたイエローのトナー像を中間転写ベルト４０に１次転写させる。

このようにしてイエローのトナー像を中間転写ベルト４０に転写させた後は、前記のようにフルカラー現像カートリッジ３０を支軸３３を中心にして回転させ、マゼンタトナーが収容された現像カートリッジ３１Ｍを感光体ドラム１０と対向する位置に導き、上記のイエロー画像の場合と同様に、レーザ走査光学系２０により帯電された感光体ドラム１０に対してマゼンタ画像を露光して静電潜像を形成し、この静電潜像をマゼンタトナーが収容された現像カートリッジ３１Ｍによって現像し、現像されたマゼンタのトナー像を感光体ドラム１０から中間転写ベルト４０に１次転写させ、更に同様にして、シアン画像及びブラック画像の露光，現像及び１次転写を順々に行って、中間転写ベルト４０上にイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのトナー画像を順々に重ねてフルカラーのトナー像を形成する。

そして、中間転写ベルト４０上に最終のブラックのトナー像が１次転写されると、記録材Ｓをタイミングローラ６３により２次転写ローラ４３と中間転写ベルト４０との間に送り、２次転写ローラ４３により記録材Ｓを中間転写ベルト４０に押圧させて、中間転写ベルト４０上に形成されたフルカラーのトナー像を記録材Ｓ上に２次転写させる。

そして、このようにフルカラーのトナー像が記録材Ｓ上に２次転写されると、この記録材Ｓを上記の搬送手段６６により定着装置７０に導き、この定着装置７０によって転写されたフルカラーのトナー像を記録材Ｓ上に定着させ、その後、この記録材Ｓを垂直搬送路８０を通して装置本体１の上面に排出させるようになっている。

以下に、実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明の実施態様はこれらに限定されるものではない。

《現像カートリッジの準備》
現像ローラの長さ、規制ブレードの長さ、現像ローラに対する当接する規制ブレードの当接圧平均、規制ブレード中心部の当接圧（Ａ）と端部の当接圧（Ｂ）の関係（当接圧のかたむき（Ｂ／Ａ））を表１のように設定した現像カートリッジを準備した。

《評価》
現像カートリッジの評価は、カラーレーザプリンタ「Ｍａｇｉｃｏｌｏｒ２４３０ＤＬ」（コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製）に、上記で準備した現像カートリッジを順次装着し、常温常湿（２０℃、５５％ＲＨ）環境でプリントして行った。

現像カートリッジ初期の性能評価は、画素率２０％（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色５％のフルカラーモード）でＡ４サイズの原稿をプリントし、そのトナー画像品質で評価した。

その後、画像率２％（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色０．５％のフルカラーモード）の原稿を用いて連続５０００枚プリントを行った。

５０００枚プリント後の性能評価は、初期性能評価と同じ画素率２０％（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色５％のフルカラーモード）でＡ４サイズの原稿をプリントし、現像ローラ被覆層の膜はがれ、トナー画像品質（画像濃度、ハーフトーン画像の濃度ムラ）とトナーこぼれ（機内汚れ）で評価した。

〈被覆層の膜はがれ〉
被覆層の膜はがれは、規制ブレードの端部に該当する現像ローラ表面に膜はがれの発生状態とプリントして得られたトナー画像を目視で評価した。具体的には、高温高湿環境（３３℃、８０％ＲＨ）で５０００枚のプリント終了後、現像ローラ表面の膜はがれの発生状態を目視観察とプリントして得られたトナー画像から評価した。

評価基準
◎：目視できる膜はがれは無し
○：目視できる膜はがれが有るが、プリント画像には現れない
×：目視できる膜はがれが有り、プリント画像に画像欠陥として現れる。

〈画像濃度〉
画像濃度は、初期と５０００枚プリント後のべた黒画像部の濃度を反射濃度計「ＲＤ−９１８」（マクベス社製）を用いて１２点測定し、その平均値て評価した。

評価基準
◎：べた黒画像部の濃度が、１．４０以上で優れている
○：べた黒画像部の濃度が、１．２０以上、１．４０未満で良好である
×：べた黒画像部の濃度が、１．２０未満で実用上問題となるレベル。

〈ハーフトーン画像の濃度ムラ（斑点状の黒ポチ、白ポチも含む）〉
ハーフトーン画像の濃度ムラは、５０００万枚プリント修了時のプリントを目視観察し評価した。

評価基準
◎：ハーフトーン部に、濃度ムラの無い均一な画像
○：ハーフトーン部に、斑点状の黒ポチ、白ポチが見られるが実用上問題なし
×：ハーフトーン部に、スジ状の濃度ムラが数本、斑点状の黒ポチ、白ポチが存在し実用上問題。

〈トナーこぼれ〉
５０００枚プリント修了後、現像カートリッジ周辺を目視観察し、現像カートリッジ周辺のトナーこぼれ状態を目視で観察し評価した。

◎：トナーこぼれが、観察されず良好
○：トナーこぼれが、若干観察されるが実用上問題ないレベル
×：トナーこぼれが、明らかに観察され実用上問題となるレベル。

表２に、評価結果を示す。

表２に示すように、本発明に該当する実施例１〜４の「現像カートリッジ１〜４」は、膜はがれ、画像濃度、ハーフトーン画像ムラ、トナーこぼれが共に良好な結果となったのに対し、本発明外の比較例１〜３の「現像カートリッジ５〜７」は評価項目のいずれかに問題が見られ、本発明の効果が発現されないことが確認された。

本発明に係る現像ローラの一例を示す概略図である。 現像ローラの体積抵抗率の測定方法を説明する構成図である。 本発明の現像カートリッジの一例を示す断面概略図である。 現像ローラと、規制ブレードの長さ関係を説明する概略図である。 現像ローラへ当接する規制ブレードの当接圧平均を説明する概略図である。 現像ローラへ当接する規制ブレードの長さ方向での当接圧のかたむきを説明する概略図である。 フルカラー画像形成装置の一例を示す概略断面図である。

符号の説明

２０ 現像カートリッジ
２５ 現像ローラ
２６ バッファ室
２７ ホッパ２７
２８ 規制ブレード
２９ 補助ブレード
３０ 供給ローラ
Ｔ トナー
３１ 回転体
３２ 通路
３２１ 弁
３２２ 規制部材

Claims (1)

1. 導電性シャフトの外周に導電性を有する被覆層を形成してなり、該被覆層表面に非磁性１成分現像剤を保持し、該非磁性１成分現像剤を潜像保持体表面の潜像に付着させ、可視化する現像ローラと規制ブレードを有する現像カートリッジにおいて、
   該規制ブレードの長さが現像ロールより短く、
   現像ローラに対する規制ブレードの当接圧平均が０．１０〜０．５０Ｎ／ｃｍであり、
   規制ブレード中心部の当接圧（Ａ）と規制ブレード端部の当接圧（Ｂ）の関係が、０．８≦Ｂ／Ａ≦２．０であることを特徴とする現像カートリッジ。

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