JP2010085889A - 現像剤規制部材及びそれを備えた現像装置並びに画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】層間への溶剤の残留を抑制可能な積層構造の現像剤規制部材、及びそれを備えた現像装置並びに画像形成装置を提供する。
【解決手段】規制ブレード２９は、第１ブレード２９ａと第２ブレード２９ｂとをスポット溶接により貼り合わせて一体としたものである。第１ブレード２９ａの第２ブレード２９ｂとの接合面には、微細な凹凸が多数形成された凹凸領域３１が設けられている。
【選択図】図５

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置及びそれに用いる現像装置、現像剤規制部材に関し、特に、複数の板状部材が積層された構造の現像剤規制部材に関するものである。

コピー機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子写真方式を用いる画像形成装置においては、主に粉末の現像剤が使用され、感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像を現像剤によって可視化し、そのトナー像を記録媒体上に転写した後、定着処理を行うプロセスが一般的である。

現像剤は、トナー及びキャリアから成る二成分現像剤と、磁性を帯びたトナーのみから成る一成分現像剤とに大別され、磁性を有する現像剤規制部材により現像剤担持体（現像ローラ）に担持された現像剤（以下、単にトナーともいう）の摩擦帯電を促進させる。このような現像剤規制部材としては、磁性部材のみで構成されるものや、非磁性部材をベースとし、現像剤担持体に対向する部分（規制端）に磁性部材を配置した構成が知られている。

また、特許文献１には、非磁性体と磁性体から成る二層構造の現像剤規制部材が開示されている。この構成によれば、例えば厚い非磁性体板へ薄い磁性体側板を積層して二層構造とすることにより、規制部材全体の剛性を持たせながら規制端への磁力集中を達成することができる。
特開２０００−９８７３８号公報

このような二層構造を有する現像剤規制部材の作製方法としては、二層を圧延して合金としてから形状加工する方法（クラッドブレード法）と、非磁性体及び磁性体の板状部材をそれぞれ形状加工した後、両者をスポット溶接により貼り合わせる方法（貼り合わせブレード法）とがある。そして、貼り合わせブレード法には現像剤規制部材を比較的安価で作製できるというメリットがある。貼り合わせブレード法により作成された従来の規制ブレードの側面図を図８に示す。

貼り合わせブレード法を用いた場合、図８に示すように、作製された規制ブレード１０１は。非磁性体の第１ブレード１０２と磁性体の第２ブレード１０３とが完全に密着しているわけではなく、微細な隙間Ｇを隔てて近接している。そのため、製造工程においてアルコール含浸布による拭き取り等の溶剤洗浄を行った場合、毛細管現象により二層の隙間Ｇから溶剤が浸透し易くなる。また、一旦浸透した溶剤は接合面全体に広がり、且つ空気の通りが悪いため乾燥し難い。

接合面に溶剤が残留すると、現像装置に現像剤規制部材を装着後、現像剤規制部材に現像剤圧が加わった際に隙間から染み出した溶剤が現像剤担持体上に落下し、縦スジ等の画像不具合を引き起こすことがあった。一方、溶剤を完全に乾燥させようとすると、製造工程において長い乾燥時間をとる必要があり生産性を著しく低下させてしまう。また、加熱による乾燥工程を設けることも考えられるが別途乾燥設備が必要となる。

本発明は、上記問題点に鑑み、層間への溶剤の残留を抑制可能な積層構造の現像剤規制部材、及びそれを備えた現像装置並びに画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、現像剤担持体上の現像剤量を規制する現像剤規制部材であって、複数の板状部材が積層されて成り、各板状部材の接合面の少なくとも一方に多数の凹凸が形成されていることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の現像剤規制部材において、前記板状部材の接合面に形成された凸部の少なくとも一部が対向する板状部材に接触していることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の現像剤規制部材において、前記凹凸が形成されている領域は、対向する板状部材よりも大きいことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の現像剤規制部材において、前記現像剤規制部材の端縁のうち前記現像剤担持体に対向する規制端において、前記凹凸が形成されている領域は、対向する板状部材よりも規制端側に突出していることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の現像剤規制部材において、非磁性体と磁性体から成る２枚の板状部材がスポット溶接により接合された二層構造であり、前記凹凸は非磁性体の板状部材に形成されることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の現像剤規制部材において、前記凹凸が形成された領域の十点平均粗さが５μｍ以上であることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の現像剤規制部材において、前記凹凸がブラスト処理により形成されることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の現像剤規制部材が搭載された現像装置である。

また本発明は、上記構成の現像剤規制部材が搭載された画像形成装置である。

本発明の第１の構成によれば、複数の板状部材が積層された現像剤規制部材の製造工程において、現像剤規制部材を溶剤で洗浄する際に接合面の隙間から浸透した溶剤が接合面の少なくとも一方に形成された多数の凹凸で塞き止められるため、溶剤の広範囲な拡散を抑制することができる。

また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の現像剤規制部材において、板状部材の接合面に形成された凸部の少なくとも一部が対向する板状部材に接触していることにより、接合面の隙間から浸透した溶剤の拡散をより効果的に防止することができる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の現像剤規制部材において、凹凸が形成されている領域を、対向する板状部材よりも大きくすることにより、毛細管現象による接合面の隙間からの溶剤の浸透を未然に防ぐことができる。

また、本発明の第４の構成によれば、上記第３の構成の現像剤規制部材において、現像剤規制部材の端縁のうち現像剤担持体に対向する規制端において、凹凸が形成されている領域が対向する板状部材よりも規制端側に突出していることにより、特に溶剤含浸布による拭き取り等を行う必要がある規制端からの溶剤の浸透を効果的に防止できる。

また、本発明の第５の構成によれば、上記第１乃至第４のいずれかの構成の現像剤規制部材において、非磁性体と磁性体から成る２枚の板状部材がスポット溶接により接合された二層構造の現像剤規制部材とすることにより、全体の剛性を持たせながら規制端の磁力集中を達成できる現像剤規制部材を、接合面へ溶剤を残留させることなく簡便に製造できる。また、磁性体の板状部材に比べて厚く、加工し易い非磁性体の板状部材に凹凸を形成することにより、接合面の凹凸加工が容易となる。

また、本発明の第６の構成によれば、上記第１乃至第５のいずれかの構成の現像剤規制部材において、凹凸が形成された領域の十点平均粗さを５μｍ以上とすることにより、毛細管現象による溶剤の浸透や拡散を確実に防止することができる。

また、本発明の第７の構成によれば、上記第１乃至第６のいずれかの構成の現像剤規制部材において、凹凸をブラスト処理で形成することにより、接合面の凹凸を簡単に形成することができる。

また、本発明の第８の構成によれば、上記第１乃至第７のいずれかの構成の現像剤規制部材を搭載することにより、現像剤規制部材からの溶剤の染み出しによる縦スジ等の画像不具合が発生しない現像装置となる。

また、本発明の第９の構成によれば、上記第１乃至第７のいずれかの構成の現像剤規制部材を搭載することにより、現像剤規制部材からの溶剤の染み出しによる縦スジ等の画像不具合が発生しない画像形成装置となる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の現像剤規制部材を現像装置内に備えた画像形成装置の概略断面図である。画像形成装置（例えばプリンタ）１００では、コピー動作を行う場合、装置本体内の画像形成部Ｐにおいて、不図示のパーソナルコンピューター（ＰＣ）から送信された原稿画像データに基づく静電潜像が形成され、現像装置４により静電潜像にトナーが付着されてトナー像が形成される。この現像装置４へのトナーの供給はトナーコンテナ５から行われる。そして、このような画像形成装置１００では、感光体ドラム１を図１において時計回りに回転させながら、感光体ドラム１に対する画像形成プロセスが実行される。

画像形成部Ｐには、感光体ドラム１の回転方向（時計回り）に沿って、帯電部２、露光ユニット３、現像装置４、転写ローラ６、クリーニング装置７、及び除電装置（図示せず）が配設されている。感光体ドラム１は、例えばアルミドラムに感光層が積層されたものであり、帯電部２により、表面を帯電させるようになっている。そして、後述する露光ユニット３からのレーザビームを受けた表面に、帯電を減衰させた静電潜像を形成する。なお、上記の感光層は、特に限定するものではないが、例えば耐久性に優れるアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等が好ましい。

帯電部（帯電チャージャー）２は、感光体ドラム１の表面を均一に帯電させるものである。例えば帯電部２は、細いワイヤー等を電極として高電圧を印加することにより放電するコロナ放電装置が用いられる。なお、コロナ放電装置に代えて、帯電ローラに代表される帯電部材を感光体表面に接触させた状態で電圧を印加する接触式の帯電装置を用いても良い。露光ユニット３は、画像データに基づいて光ビーム（例えばレーザビーム）を感光体ドラム１に照射し、感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成する。

現像装置４は、感光体ドラム１の静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成させるものである。なお、ここでは磁性を有するトナー成分のみから構成される一成分現像剤が現像装置４に収容されている。また、現像装置４の詳細については後述する。転写ローラ６は、感光体ドラム１表面に形成されたトナー像を乱さずに用紙搬送路１１を搬送されてくる用紙に移行（転写）する。クリーニング装置７は、感光体ドラム１の長手方向に線接触するクリーニングローラやブレード材等を備えており、トナー像が用紙に移行（転写）された後に、感光体ドラム１の表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。

そして、予め入力された画像データに基づいて露光ユニット３が感光体ドラム１上にレーザビーム（光線）を発することで、その画像データに基づく静電潜像を感光体ドラム１表面に形成する。その後、現像装置４が静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する。

上記のようにトナー像が形成された感光体ドラム１に向けて、用紙収容部１０から用紙が用紙搬送路１１及びレジストローラ対１３を経由して画像形成部Ｐに搬送され、画像形成部Ｐにおいて転写ローラ６により感光体ドラム１表面のトナー像が用紙に転写される。そして、トナー像が転写された用紙は感光体ドラム１から分離され、定着部８に搬送されて加熱及び加圧されることで用紙にトナー像が定着される。定着部８を通過した用紙は、排出ローラ対１４を通過して用紙排出部１５に排出される。

図２は、現像装置の側面断面図である。図２に示すように、ケーシング２０内には、第１貯留室２１と第２貯留室２２とがケーシング２０と一体形成された仕切り壁２０ａによって形成されている。そして、この第１貯留室２１には第１攪拌スクリュー２３が、第２貯留室２２には第２攪拌スクリュー２４が配設されている。ケーシング２０の上部にはトナー供給口２０ｂが設けられており、ケーシング２０内のトナー量を検知するトナーセンサ（図示せず）の検知結果に応じてトナーコンテナ５（図１参照）に貯留されたトナーが供給される。

第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４は、それぞれ支軸を中心とし、その周囲に螺旋羽を設けた構成になっており、互いに平行な状態でケーシング２０に回転可能に軸支されている。なお、第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４の軸方向であるケーシング２０の長手方向（図２の紙面方向）の両端部においては仕切り壁２０ａが存在せず、第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４間でのトナーの受け渡しが可能となっている。これにより、第１攪拌スクリュー２３は、第１貯留室２１内のトナーを攪拌しながら第２貯留室２２に搬送し、第２攪拌スクリュー２４は、第２貯留室２２に搬送されてきたトナーを攪拌しながら搬送して現像ローラ２５に供給する。

現像ローラ２５は、感光体ドラム１（図１参照）の回転に応じて回転することで、感光体ドラム１の感光層にトナーを供給する。現像ローラ２５の内部には複数の磁極を有する永久磁石から成るマグネットローラ２７が固定されている。このマグネットローラ２７の磁力により現像ローラ２５の表面にトナーを付着（担持）させてトナー薄層を形成する。現像ローラ２５は、第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４と平行な状態で、ケーシング２０に回転可能に軸支されている。第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４、及び現像ローラ２５は、モータ（図示せず）により回転駆動される。

規制ブレード２９は、その長手方向（図２の紙面方向）が最大現像幅よりも大きく形成されており、現像ローラ２５と所定の間隔を隔てて配置されることにより、感光体ドラム１に供給するトナー量を規制する規制部３０を形成する。ここでは、非磁性体から成る第１ブレード２９ａと、磁性体から成る第２ブレード２９ｂとを貼り合わせた二層構造の規制ブレード２９を用いている。第２ブレード２９ｂは、第１ブレード２９ａの長手方向と略同一の長さを有し、第１ブレード２９ａの、現像ローラ２５の回転方向（図２の反時計方向）に対し上流側の側面に固定されている。

図３は、図２の現像装置における現像ローラ周辺の拡大図である。図３を用いて現像ローラ２５上のトナー量の規制方法を詳細に説明する。図３に示すように、マグネットローラ２７は、Ｎ極２７ａ、２７ｃと、Ｓ極２７ｂ、２７ｄ、２７ｅから成る５つの磁極２７ａ〜２７ｅを有している。規制ブレード２９にはマグネットローラ２７のＮ極２７ａが対向するため、第２ブレード２９ｂの先端にはＳ極が誘起され、規制部３０に引き合う方向の磁界が発生する。

この磁界により、規制ブレード２９と現像ローラ２５との間にトナーが連なったトナー鎖が形成される。そして、規制部３０を通過することにより層規制され、現像ローラ２５上にトナー薄層が形成される。規制ブレード２９に磁性体の第２ブレード２９ｂを配置することにより、規制部３０の間隔だけでなく規制部３０に発生する磁界によって規制力を高め、現像ローラ２５上に数十μｍのトナー薄層を形成する。一方、トナー薄層の形成に用いられなかったトナーは規制ブレード２９の上流側の側面に沿って滞留する。その後、現像ローラ２５が矢印Ｂ方向に回転してトナー鎖が感光体ドラム１に対向する位置に移動すると、Ｓ極２７ｂにより磁界が付与されるため、トナー鎖は感光体ドラム１表面に接触してトナー像を形成する。

さらに現像ローラ２５が矢印Ｂ方向に回転すると、今度はＮ極２７ｃにより引き合う磁界が付与されて、トナー像の形成に使われなかったトナーがケーシング２０内に回収される。さらに、Ｓ極２７ｄ、２７ｅにより反発する磁界が付与されるため、トナーはケーシング２０内で現像ローラ２５から離脱する。そして、第２攪拌スクリュー２４により攪拌、搬送された後、Ｓ極２７ｅの磁界により再び現像ローラ２５上に付着する。

図４は、規制ブレード２９を第２ブレード２９ｂ側から見た平面図であり、図５は、規制ブレード２９の側面図である。規制ブレード２９は、非磁性体（ここではＳＵＳ３０３）の第１ブレード２９ａと磁性体（ここではＳＵＳ４３０）の第２ブレード２９ｂとをスポット溶接により貼り合わせて一体としたものである。第１ブレード２９ａの他の材質としては、アルミニウムやＳＵＳ３０４、３０５等の非磁性体の金属が挙げられる。第２ブレード２９ｂの他の材質としては、永久磁石や、鉄等の磁性体の金属が挙げられる。

第１ブレード２９ａの、第２ブレード２９ｂとの接合面には、微細な凹凸（ここでは十点平均粗さ１５μｍ）が多数形成された凹凸領域３１が設けられている。また、第１ブレード２９ａの左右両側には、規制ブレード２９をケーシング２０（図２参照）にビス固定するためのビス穴３２が形成されている。

図６（ａ）及び図６（ｂ）は、規制ブレード２９の一端（図４の右端）の部分拡大図である。第１ブレード２９ａと第２ブレード２９ｂはスポット溶接により接合されているため、接合面は完全に密着しておらず、図６（ｂ）に示すように微細な隙間Ｇが存在する。

本発明の構成では、第１ブレード２９ａと第２ブレード２９ｂの接合面に凹凸領域３１が設けられているため、毛細管現象が発生し難くなり、隙間Ｇから浸透した溶剤が広範囲に拡散するのを抑制することができる。このとき、凹凸領域３１の凸部の少なくとも一部が第２ブレード２９ｂと接触するように貼り合わせることで、溶剤が凸部により塞き止められるため、溶剤の拡散を一層効果的に防止することができる。

また、図６（ａ）のように凹凸領域３１を第２ブレード２９ｂよりも大きく形成しておくことで、第２ブレード２９ｂの端縁において毛細管現象が発生しなくなり、第２ブレード２９ｂの端部からの溶剤の浸透を未然に防止することができる。特に、凹凸領域３１を対向する第２ブレード２９ｂよりも規制端２９ｃ側に突出させておけば、溶剤を含浸させた布で規制端２９ｃを拭いた場合に第２ブレード２９ｂの端縁からの溶剤の浸透を防止できるため好ましい。

凹凸の粗さについては特に制限はないが、毛細管現象の発生を確実に防止するためには十点平均粗さが５μｍ以上であることが好ましい。凹凸領域３１を形成する方法としては、第１ブレード２９ａをブラスト処理することにより形成できる。ブラスト処理は、非金属または金属の研磨粒子を高速で吹き付けることにより加工対象物の表面を粗面加工する方法であり、粒子の材質や粒径、或いは吹き付け速度の調整によって得られる粗面の粗さを変化させることができる。

本実施形態ではＳＵＳ３０３製の第１ブレード２９ａを使用しているため、研磨粒子として平均粒子径が８０μｍのジルコンビーズを用いてブラスト処理を行っている。例えばＳＵＳ３０３よりも軟らかいアルミニウム板を用いる場合は、ガラスビーズを用いることもできる。なお、ローラによる研磨等、ブラスト処理以外の方法で凹凸領域３１を形成しても良い。

そして、本発明の規制ブレード２９を装着することにより、ブレードの接合面からの溶剤の染み出しによる縦スジ等の画像不具合が発生しない現像装置及び画像形成装置を簡易且つ低コストで製造することができる。

その他本発明は、上記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上述した溝部３１の数や溝幅、間隔、或いは断面形状については一例に過ぎず、規制ブレード２９の大きさや形状等に応じて適宜設定すれば良い。例えば図７（ａ）のように、第２ブレード２９ｂ側に凹凸領域３１を形成しても良いし、図７（ｂ）のように第１ブレード２９ａ側と第２ブレード２９ｂ側の両方に凹凸領域３１を形成しても良い。

また、上記実施形態では第１ブレード２９ａと第２ブレード２９ｂとを貼り合わせた二層構造の規制ブレード２９について説明したが、本発明は３枚以上のブレード材を貼り合わせた多層構造の規制ブレードにも全く同様に適用することができる。

また、ここでは本発明の規制ブレードを備えた現像装置として、図２に示したような磁性一成分現像剤を用いる現像装置について説明したが、これに限定されるものではなく、例えばトナー成分とキャリアとから成る二成分現像剤を用いる現像装置において、現像ローラ上の磁気ブラシを規制する規制ブレードとして用いることができる。さらに、タッチダウン式の現像装置の場合、現像ローラにトナーを供給する磁気ローラ上の磁気ブラシを規制するための穂切りブレードとして用いることができる。

本発明は、複数の板状部材が積層された現像剤規制部材に利用可能であり、現像剤規制部材を構成する各板状部材の接合面の少なくとも一方に多数の凹凸を形成したものである。これにより、製造工程において現像剤規制部材を溶剤で洗浄する際に接合面の隙間から浸透した溶剤の広範囲な拡散を防止することができる。従って、接合面からの溶剤の染み出しのない現像剤規制部材を提供することができ、特に、非磁性体と磁性体の板状部材がスポット溶接により接合された現像剤規制部材に好適に用いられる。このとき、接合面に形成された凸部の少なくとも一部を対向する板状部材に接触させることにより、溶剤の拡散をより効果的に防止することができる。

また、凹凸領域を対向する板状部材よりも大きく形成しておけば、毛細管現象による接合面の隙間からの溶剤の浸透を未然に防ぐことができる。特に、現像剤規制部材の規制端において、凹凸領域を対向する板状部材よりも規制端側に突出させることで、規制端からの溶剤の浸透を効果的に防止できる。

凹凸が形成された接合面の粗さは、十点平均粗さで５μｍ以上とすることが好ましい。このような凹凸は接合面をブラスト処理することにより容易に形成することができる。

また、本発明の現像剤規制部材を備えた現像装置は、現像剤規制部材からの溶剤の染み出しによる縦スジ等の画像不具合の発生を抑えることができる。そして、この現像装置を搭載することにより、高品位な画像形成が行える画像形成装置を提供できる。

は、本発明の現像剤規制部材を備えた画像形成装置の概略断面図である。 は、本発明の現像剤規制部材を備えた現像装置の側面断面図である。 は、現像装置の現像ローラ周辺の断面拡大図である。 は、規制ブレードを第２ブレード側から見た正面図である。 は、規制ブレードの側面図である。 は、規制ブレードの一端の部分拡大図である。 は、規制ブレードの他の構成を示す側面図である。 は、積層構造を有する従来の規制ブレードの側面図である。

符号の説明

１ 感光体ドラム
４ 現像装置
２０ ケーシング
２３ 第１攪拌スクリュー
２４ 第２攪拌スクリュー
２５ 現像ローラ（現像剤担持体）
２７ マグネットローラ
２９ 規制ブレード（現像剤規制部材）
２９ａ 第１ブレード（板状部材）
２９ｂ 第２ブレード（板状部材）
２９ｃ 規制端
３１ 凹凸領域
１００ 画像形成装置

Claims (9)

1. 現像剤担持体上の現像剤量を規制する現像剤規制部材であって、
   複数の板状部材が積層されて成り、各板状部材の接合面の少なくとも一方に多数の凹凸が形成されていることを特徴とする現像剤規制部材。
2. 前記板状部材の接合面に形成された凸部の少なくとも一部が対向する板状部材に接触していることを特徴とする請求項１に記載の現像剤規制部材。
3. 前記凹凸が形成されている領域は、対向する板状部材よりも大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像剤規制部材。
4. 前記現像剤規制部材の端縁のうち前記現像剤担持体に対向する規制端において、前記凹凸が形成されている領域は、対向する板状部材よりも規制端側に突出していることを特徴とする請求項３に記載の現像剤規制部材。
5. 非磁性体と磁性体から成る２枚の板状部材がスポット溶接により接合された二層構造であり、前記凹凸は非磁性体の板状部材に形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の現像剤規制部材。
6. 前記凹凸が形成された領域の十点平均粗さが５μｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の現像剤規制部材。
7. 前記凹凸がブラスト処理により形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の現像剤規制部材。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の現像剤規制部材が搭載された現像装置。
9. 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の現像剤規制部材が搭載された画像形成装置。

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