JP2011237674A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤の層厚を規制するドクターブレードが放電生成物にて生成された硝酸により劣化することを抑制・防止して、長期に亘って良好な画像を得ることができる現像装置、及びそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像ローラ２０にトナーの薄層を形成するドクターブレード２３のトナーと接触して厚みを規制する規制面２３ａ、好ましくはドクターブレード２３の全表面に、放電に伴い発生する放電生成物を吸着除去するゼオライト層等の吸着層２７を形成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、現像装置及び画像形成装置に関し、より詳細には、感光体などの像担持体表面に形成された静電潜像にトナーを付与して顕像化する現像装置及び現像装置を備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式を用いた画像形成装置においては、感光体などの表面を、帯電装置を用いて帯電させ、帯電した感光体表面を露光することで静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像装置を用いてトナーを付与して顕像化してトナー像とし、これを転写装置を用いて記録紙等に転写する。

上記現像装置には、表面にトナーを含む現像剤を担持して感光体表面へと供する現像ローラが備えられている。現像ローラの表面には、一定の厚みを有する現像剤の層が形成されている。この現像剤層は、ドクターブレード（層厚規制部材）にて形成され、ドクターブレードは、現像ローラの表面に担持された現像剤層の厚さ（層厚）を規制して、現像剤の薄層を形成する。ドクターブレードは、一般的に、現像ローラの外周部であって、現像ローラと感光体３が対向する位置よりも現像ローラの回転方向上流に配置されている。

また、現像ローラとしては、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤に対応した二成分現像方式や、磁性トナーの一成分現像剤に対応した一成分現像方式のものでは、磁界発生手段を内部に備えるマグネットローラが用いられ、非磁性トナーの一成分現像剤に対応した一成分現像方式のものでは、磁界発生手段を備えない現像ローラが用いられる。

二成分現像剤の場合、ドクターブレードは、現像剤の穂立ちで形成されている磁気ブラシ（現像剤層）の高さを規制することで、現像ローラの表面に均一な厚みの現像剤層を形成する。磁気ブラシを構成するキャリアに付着しているトナーは、現像装置内での撹拌にてキャリアとの摩擦されることで、このとき既に充分に帯電されている。

一方、一成分現像剤の場合は、ドクターブレードは、一般的に弾性部材からなり、現像ローラ表面に現像剤であるトナーを擦り付けるようにして、現像ローラ表面にトナーの薄層（現像剤層）を形成する。これは、現像ローラの表面に擦り付けることで、トナーを現像ローラ及びドクターブレードと摩擦させて、摩擦帯電させるためである。つまり。一成分現像剤の場合は、ドクターブレードは、現像剤層の厚さを規制してトナーの薄層を形成する層厚規制機能に加えて、トナーを摩擦帯電させる電荷付与機能も備えている。

現像ローラ表面に形成される現像剤層の厚みは、均一である必要があり、均一でなくなると、画像濃度ムラや、画像濃度低下が発生し、画像欠陥が生じる。特に、一成分現像剤の場合は、ドクターブレードは、トナーを摩擦帯電させるため、擦り付ける圧力が不均一となると層厚だけでなく、トナーの帯電ムラまで発生し、トナーの帯電ムラによる画質低下も問題となる。

このような現像ローラ表面に均一な層厚の現像剤の層を形成するための先行技術として、例えば特許文献１には、ドクターブレードを現像ハウジングに弾性介在部材を介してビス止めすることが開示されている。また、特許文献２には、薄板状のウレタンゴムより作られた現像ブレードを用い、その背面に現像ブレードを現像ローラへと押し付ける圧力を調整する機構を設けることが開示されている。

特開平３−３２０３１号公報 特開平６−３９３８号公報

ところで、現像装置の周辺に配されている上記帯電装置においては、窒素酸化物（ＮＯｘ）などの放電生成物が生成される。具体的には、帯電装置から放出される電子の放電に伴うエネルギーによって、大気中に存在する窒素分子（Ｎ_２）が窒素原子（Ｎ）に解離し、それが酸素分子（Ｏ_２）と結合することで窒素酸化物（二酸化窒素：ＮＯ_２）が生成される。さらに、この窒素酸化物が帯電ローラの雰囲気中のＨ_２Ｏ（水分）と反応して硝酸ＨＮＯ_３を生成する。

より具体的には、窒素酸化物ＮＯｘが一酸化窒素ＮＯの場合には、
２ＮＯ ＋ Ｏ_２→ ２ＮＯ_２、
また、二酸化窒素ＮＯ_２の場合は、
３ＮＯ_２＋ Ｈ_２Ｏ → ２ＨＮＯ_３ ＋ ＮＯ、（但し、ＮＯは再び最初の反応に戻る）
といった反応が起こる。

このような反応で生成された硝酸ＨＮＯ_３が感光体に付着すると、異常画像を引き起こす。特に、感光体として有機感光体（ＯＰＣ）が用いられた場合、上記のような放電生成物によって、白抜けや潜像流れなどの画像欠陥が生じやすい。

そして、硝酸は、感光体だけでなく、感光体の周囲に配置された上記現像装置に対しても悪影響を及ぼし、画像濃度ムラや、画像濃度低下が発生させることがわかった。これは、ドクターブレードが硝酸にて劣化されてしまい、現像ローラの表面に均一な現像剤層を形成できなくなるためである。

つまり、ドクターブレードに硝酸が付着すると、ドクターブレードの表面に、軟化やたわみ、膨張等による変形が生じる。このような変形が生じると、現像ローラの表面に長期に亘り均一な厚み現像剤層を形成し続けることができなくなる。

特に一成分現像剤の場合は、変形を生じるとトナーを現像ローラに充分に擦り付けることができなくなり、帯電不足による濃度低下が顕著に発生する。このような硝酸によるドクターブレードの劣化は、ドクターブレードの材質として使用される、銅、ステンレス、或いはウレタンゴムの何れにおいても生じることがわかっている。なお、ドクターブレードの材質として、不純物成分を取り除いた超高純度（Ultra High Purity: UHP）の合金である、無粒界腐食型ステンレス鋼、高クロム-タングステン-シリコン系ニッケル基合金、ニオブ系合金などを使用した場合には、硝酸によるドクターブレードの劣化は発生しないと考えられるが、これらの材料は非常に高価であるため、採用することは困難である。

また、このような帯電装置より放出される放電生成物（ＮＯｘ）を起因とするドクターブレードの劣化は、一成分現像剤を用いた比較的小型の画像形成装置でも、二成分現像剤を用いた大型の画像形成装置でも同様に起こる。

つまり、小型の画像形成装置であれば、放電生成物を放出する帯電装置と現像ローラとの距離が近いため、生成された硝酸がドクターブレードに付着しやすい。また、大型の画像形成装置であれば、放電生成物を放出する帯電装置と現像ローラとの距離は遠くなるが、大型である分、帯電装置から放出される放電生成物の量が多くなり、結局は、生成された硝酸がドクターブレードに付着しやすい。

そして、上述した特許文献１，２の従来技術では、放電生成物（ＮＯｘ）を起因とするドクターブレードの劣化を抑制することはできない。

つまり、特許文献１に記載された技術は、環境変化によってドクターブレードが記載する磁気ブラシの高さが変化することで、現像ローラの表面に形成される磁気ブラシの厚みが変化する問題には有効であるが、ドクターブレードに付着した硝酸を除去することはできない。

同様に、特許文献２に記載された技術も、環境変化によってドクターブレードが形成する一成分現像剤のトナー層の厚みや帯電性が変化することで、現像ローラの表面に形成されるトナー層の帯電性が異なってしまう問題には有効であるが、ドクターブレードに付着した硝酸による撓みを防止できるものではない。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであって、その目的は、ドクターブレードの硝酸による劣化を防止して、長期に亘って良好な画像を得ることができる現像装置、及びそれを備えた画像形成装置を提供することにある。

本発明の現像装置は、上記課題を解決するために、現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体表面に一定の厚みを有する現像剤の層を形成する層厚規制部材とを有する現像装置において、前記層厚規制部材の表面であって、少なくとも現像剤と接触して層厚を規制する表面に、放電に伴い発生する放電生成物を吸着除去する吸着層が形成されていることを特徴としている。

上記構成によれば、層厚規制部材の現像剤と接触して層厚を規制する表面に、放電により発生した放電生成物を吸着除去する吸着層が形成されているので、放電生成物を効果的に吸着することができ、放電生成物による層規制部材の劣化を抑制できる。

これにより、長期に亘って現像ローラ表面に形成される現像剤層の厚みを適切に維持し、画像濃度ムラ及び画像濃度低下のない高品位な画像を提供することができる。

本発明の現像装置は、さらに、前記層厚規制部材における全表面に前記吸着層が形成されていることが好ましい。層厚規制部材の層厚を規制する表面は、現像剤に接触して層の厚みを規制するため、規制する表面の劣化は、特に形成される現像剤層に影響を与え易い。したがって、少なくとも層厚規制部材の層厚を規制する表面に吸着層を設ける構成で、効果は得られるが、より充分な効果を得るためには、層厚規制部材の全表面に吸着層を形成することである。これにより、層厚規制部材全体の劣化を防止することができる。

前記吸着層は、ゼオライトで形成されていることが好ましく、また、その場合の吸着層の厚みとしては、４０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。４０μｍ未満であると、現像剤担持体の回転に伴って層厚規制部材表面のゼオライト層が研磨され、長期に渡って放電生成物の吸着効果が得られない。また、１００μｍ超であると、長期に渡って吸着効果は持続するものの、コストアップとなり、近年の小型化、低コストの画像形成装置には向かない。

また、本発明の画像形成装置は、上記現像装置を備えたことを特徴としている。上述したように、本発明の現像装置は、長期に亘って現像剤層の厚みを一定に維持できるので、このような現像装置を搭載してなる画像形成装置は、長期に亘って高品位な画像を提供することができる。

以上のように、本発明の現像装置、或いは画像形成装置によれば、長期に亘って現像剤層の厚みを一定に維持できるので、長期に亘って高品位な画像を提供することができるという効果を奏する。

本発明の実施の一形態である画像形成装置の構成を示す図である。 現像装置を含むプロセスカートリッジの断面図である。 同図（ａ）は、図２の現像装置が備える現像ローラとこれに圧接されたドクターブレードを示した概観斜視図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）の矢印Ａの方向よりみた側面図である。 比較例を示すもので、同図（ａ）は、現像装置が備える現像ローラとこれに圧接されたドクターブレードを示した概観斜視図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）の矢印Ａの方向よりみた側面図である。 窒素酸化物に起因する画像濃度ムラによる画像欠陥を示すサンプル図である。 窒素酸化物に起因する画像濃度低下による画像欠陥を示すサンプル図である。 窒素酸化物に起因する画像濃度ムラによる画像欠陥、及び画像濃度低下による画像欠陥が現れていない正常な画像のサンプル図である。 窒素酸化物に起因する画像濃度ムラによる画像欠陥、及び画像濃度低下による画像欠陥の評価の結果を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の現像装置及び該現像装置を備えた画像形成装置に係る好適な実施の形態について説明する。

図１は、本発明の実施の一形態である画像形成装置の構成を示す図で、図中、１００は画像形成装置を示す。画像形成装置１００は、外部から伝達された画像データまたは原稿読み取りにより得られた画像データに基づいて、記録媒体である記録用紙に対して多色または単色の画像を形成する装置であり、装置本体１１０と、自動原稿処理装置１２０とを含んで構成されている。

装置本体１１０は、露光ユニット１と、４つの画像形成部Ｐと、中間転写ベルト６１を含む中間転写ユニット６と、定着ユニット７と、内部給紙ユニット８１と、手差し給紙ユニット８２と、排紙ユニット９１とを含む。装置本体１１０の上部には、原稿が載置される透明ガラスからなる原稿載置台９２が設けられ、原稿載置台９２の上側には自動原稿処理装置１２０が取り付けられている。自動原稿処理装置１２０は、原稿載置台９２上に自動で原稿を搬送する。また自動原稿処理装置１２０は矢印Ｍ方向に回動自在に構成され、原稿載置台９２の上を開放することにより原稿を手置きで置くことができるようになっている。

画像形成装置１００は、ブラック（Ｋ）、ならびにカラー画像を色分解して得られる減法混色の３原色であるシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）の４色の各色相に対応した画像データを用いて、画像形成部Ｐにおいて画像形成を行う。４つの画像形成部Ｐは、中間転写ベルト６１の移動方向（回転方向）に一列に配置されている。

４つの画像形成部Ｐは、それぞれ同様の構成であり、帯電装置５、感光体３、クリーナユニット４、および本発明に係る現像装置２を有している。感光体３は像担持体であり、この周囲に、現像装置２、クリーナユニット４および帯電装置５が配置される。また、４つの画像形成部Ｐの各現像装置２には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色トナー（現像剤）が収容されている。本実施形態では、キャリアを含まないトナーのみかたなる一成分現像剤を用いた一成分現像方式を例示する。

感光体３は、円筒状のドラム形状を呈し、図示しない駆動手段によって軸線まわりに回転駆動される。感光体３は、円筒状の導電性基体、および、導電性基体の表面に設けられる感光層を有する。

帯電装置５は、例えばスコロトロン型の放電器を備え、該放電器が感光体３の軸線方向に沿って感光体３に近接して配置される。そして、放電器より感光体３の表面を所定の電位に均一に帯電させる。なお、図１では非接触式の帯電装置５を例示したが、帯電ローラを備えた接触式の帯電装置であってもよい。

露光ユニット１は、レーザ出射部および反射ミラーなどを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）である。露光ユニット１は、自動原稿処理装置１２０または外部から伝達された画像データに応じて変調されるレーザ光を出射するレーザ出射部と、レーザ出射部から出射されるレーザ光を主走査方向に偏向させるポリゴンミラーと、ポリゴンミラーにより主走査方向に偏向されるレーザ光を感光体３の表面に結像するように収束する収束レンズと、収束レンズにより収束されるレーザ光を反射する反射ミラーとを含んで構成される。

レーザ出射部から出射されるレーザ光は、ポリゴンミラーにより偏向され、さらに収束レンズにより収束され、反射ミラーによって反射されて、所定の電位および極性に帯電する感光体３の表面に照射され、画像データに応じた静電潜像が感光体３に形成される。なお、露光ユニット１としては、レーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）の他、ＥＬ（Electro Luminescence）やＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの発光素子をアレイ状に並べた書込み装置（例えば、書込みヘッド）を使用することもできる。

現像装置２は、感光体３に対向しかつ後述するドクターブレード（層厚規制部材）２３にてトナーの薄膜が表面に形成される現像ローラ（現像剤担持体）２０が感光体３に圧接するように設けられ、感光体３の表面に形成される静電潜像に現像剤であるトナーを供給して、静電潜像を顕像化させるものである。

クリーナユニット４は、現像・画像転写後における感光体３の表面に残留したトナーを、除去・回収する。中間転写ユニット６は、感光体３の上方に配置され、中間転写ベルト６１、中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３、一次転写ローラ６４、および中間転写ベルトクリーニングユニット６５を備えている。

中間転写ベルト６１は、中間転写ベルト駆動ローラ６２と中間転写ベルト従動ローラ６３との間に張架されてループ状の移動経路を形成している無端状のベルト部材であり、その厚みは１００μｍ〜１５０μｍ程度である。この中間転写ベルト６１を挟んで感光体３に対向する位置に、一次転写ローラ６４が配置されている。中間転写ベルト６１が感光体３に対向する位置が一次転写位置である。

一次転写ローラ６４には、感光体３の表面に担持されたトナー像を中間転写ベルト６１上に転写するために、トナーの帯電極性と逆極性の一次転写バイアスが定電圧制御によって印加される。これによって、感光体３に形成された各色相のトナー像は中間転写ベルト６１の外周面に順次重ねて転写され、中間転写ベルト６１の外周面にフルカラーのトナー像が形成される。但し、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの色相の一部のみの画像データが入力された場合には、４つの画像形成部Ｐの各感光体３のうち、入力された画像データの色相に対応する一部のみにおいて静電潜像およびトナー像の形成が行われる。

例えば、モノクロ画像形成時には、ブラックの色相に対応した感光体３のみにおいて静電潜像の形成およびトナー像の形成が行われ、中間転写ベルト６１の外周面にはブラックのトナー像のみが転写される。一次転写ローラ６４は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えば、ステンレス）を素材とする軸の表面を導電性の弾性材（例えば、ＥＰＤＭ：エチレンプロピレン共重合ゴム、発泡ウレタンなど）により被覆して構成されており、導電性の弾性材によって中間転写ベルト６１に均一に高電圧を印加する。

一次転写ローラ６４によって中間転写ベルト６１の外周面に転写されたトナー像は、中間転写ベルト６１の回転によって、二次転写ローラ１０との対向位置である二次転写位置に搬送される。

二次転写ローラ１０は、画像形成時において、内周面が中間転写ベルト駆動ローラ６２の周面に接触する中間転写ベルト６１の外周面に所定のニップ圧で圧接されている。内部給紙ユニット８１または手差し給紙ユニット８２から給紙された記録用紙が二次転写ローラ１０と中間転写ベルト６１との間を通過する際に、二次転写ローラ１０にトナーの帯電極性とは逆極性の高電圧が印加される。これによって、中間転写ベルト６１の外周面から記録用紙の表面にトナー像が転写される。

感光体３の一部または全部から中間転写ベルト６１に付着したトナーのうち記録用紙上に転写されずに中間転写ベルト６１上に残存したトナーは、次工程での混色を防止するために、中間転写ベルトクリーニングユニット６５によって除去・回収される。中間転写ベルトクリーニングユニット６５には、中間転写ベルト６１に当接してトナーを除去するクリーニングブレードが備えられている。

定着ユニット７は、ヒートローラ７１および加圧ローラ７２を有する。トナー像が転写された記録用紙は、定着ユニット７へ導かれ、ヒートローラ７１と加圧ローラ７２との間を通過することで加熱および加圧される。これによって、トナー像が、記録用紙の表面に堅牢に定着する。なお、定着ユニット７においてヒートローラ７１には、外部からヒートローラ７１を加熱する外部定着ベルト７３が接触して設けられ、図示しない温度検出器によって検出される温度データに基づいて、ヒートローラ７１が所定の定着温度となるように制御される。トナー像が定着した記録用紙は、搬送ローラ１２ｂによって排紙ユニット９１上へ排出される。

画像形成装置１００には、内部給紙ユニット８１および手差し給紙ユニット８２に収容されている記録用紙を二次転写ローラ１０と中間転写ベルト６１との間および定着ユニット７を経由して排紙ユニット９１へ送るための略垂直方向に延びる用紙搬送路Ｓが設けられている。用紙搬送路Ｓの近傍には、ピックアップローラ１１ａ，１１ｂ、複数の搬送ローラ１２ａ〜１２ｄ、レジストローラ１３が配置されている。

画像形成装置１００において、内部給紙ユニット８１および手差し給紙ユニット８２から搬送される記録用紙は、用紙搬送路Ｓの搬送ローラ１２ａによってレジストローラ１３まで搬送され、レジストローラ１３によって所定のタイミングで二次転写ローラ１０に搬送されて、二次転写ローラ１０と中間転写ベルト６１との間を通過したときにトナー像が転写される。トナー像が転写された記録用紙は、定着ユニット７を通過することによってトナー像が熱で溶融・固着され、搬送ローラ１２ｂを経て排紙ユニット９１上に排出される。

また、画像形成装置１００において、記録用紙の両面に画像を形成する両面印字の場合には、片面印字が終了し定着ユニット７を通過した記録用紙は、その後端が搬送ローラ１２ｂで把持されたときに、搬送ローラ１２ｂが逆回転することによって記録用紙を搬送ローラ１２ｃ，１２ｄに導く。搬送ローラ１２ｃ、１２ｄに導かれた記録用紙は、レジストローラ１３、二次転写ローラ１０および定着ユニット７を通過し、裏面の印字が行われて、排紙ユニット９１に排出される。

図２は、現像装置２を含むプロセスカートリッジ５０の断面図である。

画像形成部Ｐを構成するプロセスカートリッジ５０は、現像装置２、帯電装置５、感光体３、及びクリーナユニット４を含んでいる。現像装置２は、感光体３に対向して配され、感光体３表面の静電潜像にトナーを供給するシフト現像ローラよりなる現像ローラ（現像剤担持体）２０と、現像装置２内部のトナーを搬送するトナー搬送部材２５・２５とが配設されている。また、現像ローラ２０の外周部であって、現像ローラ２０と感光体３とが対向する位置よりも現像ローラ２０の回転方向上流には、現像ローラ２０表面にトナーの薄層を形成するドクターブレード２３が配設されている。

帯電装置５は、現像装置２に対して、感光体３の回転方向に上流側に配され、さらにその上流側に、クリーナユニット４が配設されている。クリーナユニット４は、感光体３の表面に先端が当接され、感光体３表面に付着した残留トナーを掻き取るクリーニングブレード４０を備えている。

図３（ａ）は、図２の現像装置が備える現像ローラとこれに圧接されたドクターブレードを示した概観斜視図であり、図３（ｂ）は、同図（ａ）の矢印Ａの方向よりみた側面図である。前述したように、現像装置２は、感光体３表面の静電潜像にトナーを供給する現像ローラ２を備えており、この現像ローラ２０が、図示しない軸受部にて、感光体３の軸線方向に沿って感光体３の表面に圧接配置されている。

本実施形態の現像ローラ２０は、上述したように、シリコン現像ローラとも称されるソフト現像ローラである。現像ローラ２０は、円筒状の例えば非磁性のステンレス（ＳＵＳ）からなるローラ本体２０Ａの外周面に、導電性ゴム弾性材料からなる弾性層が形成されている。現像ローラ２０の両端部には、現像ローラ軸２２・２２が設けられており、これら現像ローラ軸２２・２２が上記軸受部に受けられている。

現像ローラ軸２２・２２には、図示しないモーターやギア等からなる駆動手段が接続されており、図２に示した矢印方向に回転駆動される。

上記現像ローラ２０のローラ本体２０Ａの材質は特に限定されるものではないが、例えば、非磁性のステンレス（ＳＵＳ）、アルミニウム等の金属材料などを用いることができる。また、ローラ本体２０Ａの表面（外周面）に形成される弾性層の材質としては、導電性ゴム弾性材料（シリコンゴムにカーボンを分散させたもの）を用いることができる。現像ローラ軸２２・２２の材質も特に限定されるものではないが、例えばステンレス（ＳＵＳ）などの金属が用いられる。

そして、ローラ本体２０Ａの外周面には、長手方向ほぼ全域を圧接するように、ドクターブレード２３が配設されている。ドクターブレード２３は、現像剤層（トナー層）の厚さを規制してトナーの薄層を形成する層厚規制機能と、現像剤であるトナーを摩擦帯電させる電荷付与機能を備えている。ドクターブレード２３は、例えばウレタンゴムからなり弾性を有している。また、図３（ｂ）に示すように、ドクターブレード２３は、長手方向に沿った一辺が屈曲されており、屈曲された部分が現像ローラ２０に面接触し、かつ、自身の有する弾性にて現像ローラ２０に対して圧接されている。

ドクターブレード２３が現像ローラ２０の表面に圧接されることで、現像ローラ２０の回転に伴って現像ローラ２０とドクターブレード２３との圧接部を通過するトナー（現像剤）は、現像ローラ２０の表面に擦り付けられ、現像ローラ２０の表面に薄層を形成する。また、薄膜を形成するトナーは、現像ローラ２０とドクターブレード２３との圧接部を通過する際の、現像ローラ２０の表面との摩擦、或いはドクターブレード２３との摩擦、或いはその両方との摩擦により、帯電される。

現像ローラ２０の表面に形成されたトナーは、やがて、感光体３が対向配置されている現像位置にまで移動し、感光体３表面に形成されている静電潜像に供給される。

上記ドクターブレード２３の材質としては、例えば、銅、ステンレス、或いはウレタンゴムが好ましい。上述したようの、一成分現像剤のドクターブレードとしては、現像ローラ２０の表面にトナーの薄層するために、弾性体が好ましい。弾性体の中でも、銅、ステンレス、或いはウレタンゴムは、弾性に富み、所望も薄層を形成することができる。なお、材質はこれらに限定されるものではなく、弾性を有するその他のものを使用してもよい。

そして、本発明の主たる特徴部分は、現像ローラの表面に均一な厚みのトナーの薄膜を形成する機能を長期に亘って維持し、画像濃度ムラや、画像濃度低下のない高品位な画像を提供することにある。このための構成として、現像装置２は、ドクターブレード２３の表面であって、少なくとも現像剤であるトナーと接触して層厚を規制する表面である規制面２３ａに、帯電装置５が感光体３を帯電させるときに発生する放電生成物を吸着除去する吸着層２７を形成しており、本実施形態の現像装置２では、ドクターブレード２３の全表面に、吸着層２７（図中、ハッチング部分）を形成している。

ドクターブレード２３における規制面２３ａは、現像ローラ２０と接触し、トナーの薄膜を形成する面であるので、この規制面２３ａの劣化が、トナーの薄膜に最も影響する。そのため、少なくとも、規制面２３ａに吸着層２７を形成してこの面を保護することで、トナーの薄膜形成機能を効果的に維持できる。

なお、最も好ましくは、ドクターブレード２３の全表面に被覆するように吸着層２７を形成することであるが、側端面を除く厚み方向に対向した広い２面に吸着層２７を設けるようにしてもよい。

上記の吸着層２７としては、例えば、ゼオライト、シリカアルミナ系吸着剤、シリカゲル、アルミナゲル、活性アルミナなどを挙げることができるが、特に吸着性能に優れたゼオライトを用いることが望ましい。このゼオライトは、ＴＯ_４四面体（Ｔ＝Ｓｉ，Ａｌ）が頂点の酸素（Ｏ）原子を共有した三次元ネットワークの構造を持ち、構造を壊さずに脱着が可能なゼオライト水と交換可能な陽イオンとを含むアルミノケイ酸塩質の結晶材料であり、結晶中に微細な細孔を有する。

上記のようにして、現像ローラ２０のドクターブレード２３の少なくとも規制面２３ａ、好ましくは側端面を除く厚み方向に対向した広い２面、より好ましくは全表面に、ゼオライト等の吸着層を設けることにより、現像装置２における放電により発生し、感光体近傍の空気中に浮遊する窒素酸化物（ＮＯｘ）を効果的に吸着除去することができる。また、窒素酸化物（ＮＯｘ）が除去されることで、硝酸の生成を抑えることができるため、ドクターブレード２３表面への硝酸の付着を減少させることができる。これにより、ドクターブレード２３の規制面２３ａと現像ローラ２０との圧接力を維持し、均一な厚さであると共に、充分に帯電されたトナーよりなる薄膜を形成することができ、画像濃度ムラや、画像濃度低下のない高品位な画像を提供することにある。

なお、ゼオライトからなる吸着層２７を、ドクターブレード２３の表面に形成する方法としては、例えば、トリエチレングリコール（ＴＥＧ）中にゼオライト粒子が分散されたペースト状の分散液を用いて塗布により形成する方法が知られている（例えば、「古島 健，清水 康嗣，伊東 章、Journal of Japan Petroleum Institute Vol.47,Vol.6 2004 ゼオライト混入トリエチレングリコール液体膜の除湿性能」を参照）。

ここで、ドクターブレード２３の全表面に、酸化アルミ微粒子（アルミナ：Ａｌ_２Ｏ_３）層をスパッタリングにより形成した後に、この多孔質基材となるＡｌ_２Ｏ_３層上に、ゼオライトからなる吸着層２７を形成する。このゼオライト層の形成に関しては、例えば、ゼオライト種結晶分散液（スラリー）をＡｌ_２Ｏ_３（多孔質基材）層上にコーティング（塗布）し、水熱合成などで成長させることで行うことができる。

より具体的には、例えば、ＺＳＭ−５型のゼオライト粉末を水等の分散媒に分散して得られた種結晶スラリーを、ゼオライト膜を成膜しようとする多孔質基材の表面に塗布する。塗布の方法は特に限定するものではないが、例えば、種結晶スラリー中に多孔質基材を浸漬するディップコート法などを好適に用いることができる。

また、ゼオライトの水熱合成は、具体的には、種結晶を付着させた多孔質基材を、少なくとも構造規定剤、水、及び珪素源を含有するゼオライト合成用原料溶液中に浸漬した状態で加熱処理することにより行う。

種結晶を水熱合成により成長させ成膜されてなるゼオライト膜は、通常、酸素含有雰囲気下で熱処理が施されてから各種用途に使用される。この熱処理によって、合成されたゼオライト膜中に残存する構造規定剤を焼失させることができる。熱処理の条件は、構造規定剤の種類等により異なるが、例えば、構造規定剤が１-アダマンタンアミンである場合
、すなわち、合成すべきゼオライトがＤＤＲ型ゼオライトである場合、大気雰囲気下、６５０〜９００℃の温度で、１〜１０時間、加熱することによって、合成されたゼオライト中に残存する１-アダマンタンアミンを焼失させることができる。

上記構成では、現像ローラ２０としてソフト現像ローラを例示したが、マグネットローラであってもよい。つまり、本発明が範疇とする現像装置としては、上記した一成分現像剤に対応した位置成分方式に限られるものではなく、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤に対応した二成分現像方式のものでもよい。

二成分方式の場合、ドクターブレードは、電荷付与機能を具備せず、層厚規制機能のみを備え、現像ローラ表面とは非接触に配置され、現像ローラ表面とドクターブレード先端との間隔に応じた厚みの現像剤層（磁気ブラシ）を形成する。したがって、少なくとも、現像剤と接触して厚みを規制するドクターブレードの先端部に吸着層を設ける構成とすればよい。

ここで、ゼオライトからなる吸着層２７の厚みは、４０μｍ以上１００μｍ以下とすることが望ましい。これについて、以下の８に示す評価結果に基づいて説明する。
＜画像欠陥の評価＞
本実施例では、吸着層を設けない構成を含め、吸着層の膜厚が異なる１０種類（８つの実施例と２つの比較例）のドクターブレードを備えた現像装置２を作製し、各現像装置２を画像形成装置１００に搭載した。

現像装置２の構成は、図３に示した通りであり、ゼオライトからなる吸着層（ゼオライト層）を、現像ローラ２０のドクターブレード２３の全表面に形成した。ドクターブレード２３の肉厚は３ｍｍに設定した。また、ドクターブレード２３の材質は、ウレタンゴムとした。

画像形成装置１００としては、シャープ製 ＭＸ−２３０１ＦＮを改造して、一成分現像を用いた。ここで、現像ローラ２０はφ２０ｍｍで、感光体３の直径はφ３０ｍｍとした。

このような画像形成装置１００における記録用紙に対する画像形成動作を、硝酸が生成され易い温度３５℃、湿度８５％の高温高湿環境条件下で、１０万枚の耐久試験を行った。

１０万枚連続通紙後に得られる記録用紙を用いて、コピー画像における画像濃度ムラと、画像濃度低下の発生状態を目視評価した。

画像濃度ムラは、現像ローラ２０に圧接されるドクターブレード２３の劣化状態が均一ではないため、現像ローラ軸方向の画像濃度が均一ではなくなる。図５に、画像濃度ムラの発生した画像サンプルを示す。また、劣化によって、摩擦が不十分となり、トナーが充分に帯電されず、画像濃度の低下が発生する。図６に、画像濃度の低下の発生した画像サンプルを示す。また、図７に、画像濃度ムラも画像濃度の低下も発生していない正常な画像サンプルを示す。

図８の評価結果における、画像濃度ムラの◎、○、△、×の意味は次の通りである。
◎：画像濃度ムラによる画像欠陥の発生なし。
○：淡い縦黒スジ（幅１０ｍｍ程度）が１〜２本発生。
△：濃い縦黒スジ（幅２０ｍｍ程度）が発生。
×：図５のような顕著な高濃度部及び地肌かぶりが発生。

図８の評価結果における画像濃度低下の◎、○、△、×の意味は次の通りである。
◎：画像濃度低下による画像欠陥の発生なし。
○：淡い縦白スジ（幅１０ｍｍ程度）が１〜２本発生。
△：濃い縦白スジ（幅２０ｍｍ程度）が発生。
×：図６のような顕著な縦白スジが発生。

図８において、比較例１（３０μｍ）のようにゼオライト層の厚さが４０μｍ未満であると、窒素酸化物（ＮＯｘ）の吸着効果はある程度あるものの、現像ローラ２０の回転に伴って、ゼオライト層が研磨され、１０万枚通紙後は吸着効果を維持することはできないものと考えられる。また、図４（ａ）（ｂ）に、比較例２（０μｍ）のドクターブレード２０３の状態を示す。ドクターブレード２０３が劣化して全体的に波打つように劣化していた。また、実施例８（１５０μｍ）のようにゼオライト層の厚みが１００μｍを超えると、長期に渡って吸着効果を持続させることができると考えられるが、ゼオライトの使用量が増大するため、コストアップとなる。

これらの評価結果から、大きなコストをかけることなく、１０万枚以上の長期に渡って吸着効果を持続可能とするためには、ゼオライト層の厚みを、４０μｍ以上１００μｍ以下とすることが望ましく、より望ましい範囲は、５０μｍ以上１００μｍ以下であると言える。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

２ 現像装置
３ 感光体
４ クリーナユニット
５ 帯電装置
２０ 現像ローラ（現像剤担持体）
２０Ａ ローラ本体
２２ 現像ローラ軸
２３ ドクターブレード（層厚規制部材）
２３ａ 規制面（規制する表面）
２７ 吸着層
１００ 画像形成装置
１１０ 装置本体

Claims (6)

1. 現像剤を担持する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体表面に一定の厚みを有する現像剤の層を形成する層厚規制部材とを有する現像装置において、
   前記層厚規制部材の表面であって、少なくとも現像剤と接触して層厚を規制する表面に、放電に伴い発生する放電生成物を吸着除去する吸着層が形成されていることを特徴とする現像装置。
2. 前記層厚規制部材の全表面に前記吸着層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記吸着層は、ゼオライトで形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
4. 前記吸着層の厚みは、４０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
5. 前記層厚規制部材の材質が、銅、ステンレス、或いはウレタンゴムの何れかであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の現像装置。
6. 請求項１〜５に記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。