JP4630474B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置を備えた画像形成装置であって、その現像装置における現像剤の洩れを著しく抑制した画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から種々の画像形成装置が知られており、中でも電子写真方式による画像形成装置が広く普及している。電子写真方式の画像形成装置には、電子写真複写機、電子写真プリンタ（ＬＥＤまたはレーザビームによるプリンタ等）、電子写真ファクシミリ装置および電子写真ワードプロセッサなどがある。
【０００３】
これら電子写真方式の画像形成装置は、画像信号により制御されるレーザ光等で像担持体に潜像を形成し、その潜像を現像装置で現像するようになっている。現像装置は像担持体上に現像剤を一定層厚で供給するものであり、非磁性一成分現像剤を用いて像担持体に現像剤担持体を接触させで現像剤を供給する接触現像装置が従来から多く採用されている。
【０００４】
図６は従来の非磁性一成分現像装置を備えた画像形成装置の模式的な全体構成図である。１００は像担持体としての感光ドラム、１０１は一次帯電器としての帯電ローラ、１０２は露光手段、１０３は現像装置、１０４は転写帯電器としての転写ローラ、１０５はクリーニング装置、１０６は定着器、１０７は現像剤担持体としての現像ローラ、１０８は供給ローラ、１０９は攪拌部材、１１０は現像剤規制手段としての現像ブレードである。
【０００５】
上記露光手段１０２は画像信号により駆動されるレーザ発光器、集束レンズ、反射鏡、走査用のポリゴンミラー等から構成される。現像ローラ１０７は感光ドラム１００に非磁性一成分現像剤（以下、単にトナーという）を供給するもので、金属の芯金の外周にシリコンゴムやＮＢＲ（ニトリルゴム）等を成形した所謂ソリッド単層の弾性現像ローラが使用される。現像ブレード１１０は薄板状に形成され、現像装置１０３のハウジングから延長して現像ローラ１０７に接し、次いで図示のようにそこから離反するように折り曲げられて先端が自由端とされる。
【０００６】
次に上記画像形成装置の画像形成動作を説明すると、先ず画像形成信号によりＸ方向に回転する感光ドラム１００を帯電ローラ１０１で一様に帯電させ、次いで露光手段１０２で画像露光して静電潜像を形成する。この静電潜像は現像領域において現像装置１０３から一定層厚で供給されるトナーにより現像され、トナー像として顕像化（可視化）する。
【０００７】
次に感光ドラム１００のトナー像は搬送手段で搬送されてくる転写紙Ｐ上に転写ローラ１０４部分で転写され、次いでその転写紙Ｐは搬送手段で定着器１０６に移送され、そこで加熱加圧されて永久画像として定着される。
【０００８】
次に上記現像装置１０３の動作を具体的に説明すると、先ず一定速度で回転する攪拌部材１０９によってトナーＴが攪拌され、そのトナーＴはＺ方向に回転する供給ローラ１０８上に付着し、次いでそのトナーＴは供給ローラ１０８と逆のＹ方向に回転しながらそれと摺摩する現像ローラ１０７上に供給される。現像ローラ１０７上に供給されたトナーＴは、現像ブレード１１０との摩擦によって所定の帯電量が付与されると共に、その層厚が予め設定された値に規制（制限）される。
【０００９】
現像ローラ１０７上に担持されたトナーＴが感光ドラム１００と接触する現像領域に達すると、不図示の電源部から現像ローラ１０７に印加される現像バイアスにより感光ドラム１００に移動して静電潜像を現像する。なお現像に寄与せず現像ローラ１０７上に残留したトナーＴは、供給ローラ１０８を介して現像装置１０３内に回収される。
【００１０】
現像装置１０３における現像ブレード１１０は、現像装置１０３の開口部を部分的に閉鎖しているが、前記のようにトナーＴの層厚を規制する際に、その幅方向両端部と現像装置１０３の開口部の間からトナーＴが洩れる恐れがある。そこで従来から現像グレード１１０の幅方向両端部に対向してそれぞれシール部材を設けてトナー洩れの防止（いわゆる端部シール）をしている。
【００１１】
図７は従来の現像装置における現像ブレードとシール部材の関係を示す模式的な斜視図である。現像ブレード１１０は現像装置１０３のハウジング（不図示）から延長する本体部１１１と、それから折り曲げられた折曲部１１２を有し、その折曲部１１２の先端部は自由端とされる。スポンジなどの弾性を有する材料で作られて細長いブロック体に形成されたシール部材１１３は、現像装置１０３のハウジング（不図示）に固定され、前記現像ブレード１１０の幅方向両端部に沿って且つそれに重なるように配置される。そしてシール部材１１３には現像ブレード１１０の折曲部１１２に合致する切込部１１４が形成される。
【００１２】
現像ブレード１１０は現像ローラ１０７から矢印方向の反力を受け、それにより折曲部１１２の両端部がシール部材１１３の切込部１１４に差し込まれて嵌合すると共に、本体部１１２の両端部における裏面（折曲部１１２側の面）が支持面１１５に接触して支持される。このように折曲部１１２が切込部１１４に嵌合することによって、折曲部１１２が突出した場合に本体部１１１とシール部材１１３の間に生じる隙間を解消させる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の現像ブレード１１０における端部シールにおいては、現像ローラ１０７の回転による振動発生や外部から衝撃が加わったときなどに、剛性体である折曲部１１２と弾性を有するシール部材１１３の切込部１１４との嵌合部分に微小の隙間を生じる。このような剛性体と弾性体の嵌合精度を高めることは物理的に限界があるため、従来から、振動や衝撃が加わった場合にその隙間からのトナーＴの洩れを防止することは困難であった。また感光ドラム１００や現像装置１０３をユニット化してプロセスカートリッジとした構成されたものでは、使用前に現像装置内のトナーをほぐすために、通常、装置の説明書等にはカートリッジを左右に振る旨の注意書きが記載されており、それに従って左右に振った場合にも前記のような隙間が生じてトナー洩れを起こすことがあった。
【００１４】
また近年では、転写されずに感光ドラム１００上に残留するトナー（転写残トナー）を極力減らしトナーの使用効率を高める目的から、トナー形状として転写性が向上する球形またはそれに近いものを使用する傾向にある。しかし、そのようなトナーは流動性がよいため僅かな隙間からも洩れるので、上記の漏洩の問題はより深刻になる。
【００１５】
そこで本発明は、現像ローラの端部シールにおけるこのような問題を解決することを課題とし、そのための改良された現像装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明に係る代表的な構成は、像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置を備え、前記現像装置は現像剤担持体と、それに供給される現像剤の層厚規制を行う現像剤規制手段を有し、該現像剤規制手段が現像装置のハウジングから延長して現像剤担持体に接し、次いでそこから離反するように折り曲げられて先端が自由端とされた薄板状の現像ブレードにより構成されている画像形成装置であって、前記現像ブレードの折曲部の幅方向両端部には、折り曲げ部分から先端部までの長さを端方向に向かって徐々に短くした嵌合片が形成され、前記現像ブレードの折り曲げ部の幅方向両外側にシール部材がそれぞれ配置され、それらシール部材における現像ブレード側の縁部から中間部まで前記嵌合片が嵌合する切込部が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
次に図面により本発明に係る第１の実施の形態を説明する。図１は第１の実施形態としての非磁性一成分現像装置を備えた画像形成装置の模式的な全体構成図である。この画像形成装置は、前述した図６の装置と基本的構成および動作が共通し、現像装置における端部シールの構成と動作のみが異なる。したがって、図６での説明と重複する部分の説明は可能な限り省略する。なお図２は図１における現像ローラの周囲部分の部分拡大図である。
【００１８】
これらの図において、１００は像担持体としての感光ドラム、１０１は一次帯電器としての帯電ローラ、１０２は露光手段、１０３は現像装置、１０４は転写帯電器としての転写ローラ、１０５はクリーニング装置、１０６は定着器、１０７は現像剤担持体としての現像ローラ、１０７ａは芯金、１０７ｂは弾性層、１０８は供給ローラ、１０９は攪拌部材、１１０は現像剤規制手段としての現像ブレード、１１３はシール部材、１２０は電源部である。
【００１９】
この例では、感光ドラム１００はその直径が３０ｍｍφであり、１０３ｍｍ／秒の速度で矢印Ｘ方向に回転し、且つ接地状態とされる。帯電ローラ１０１の直径は１２ｍｍφで、感光ドラム１００に接触した状態で従動され、画像形成中に不図示の電源部から帯電バイアス電圧として−１３００Ｖが供給され、それによって感光ドラム１００の表面が−７００Ｖに一様に帯電される。露光手段１０２はレーザまたはＬＥＤなどによる画像露光を感光ドラム１００に照射してそれに静電潜像を形成させるが、その際の被露光部の電位は約−１２０Ｖである。
【００２０】
現像装置１０３は、非磁性一成分現像剤であるトナーＴにより現像を行うが、例えば、その現像ローラ１０７はＹ方向にＶｙ＝１９４ｍｍ／秒の速度で回転し、供給ローラ１０８はＺ方向にＶｚ＝７０ｍｍ／秒の速度で回転し、両者はＶｙ＞ＶＺの関係にある。そして現像ローラ１０７および供給ローラ１０８は同電位とされ、共通の電源部１２０から−３５０Ｖの現像バイアス電圧が印加される。なお現像装置１０３の感光ドラム１００に対する周速比は１８８％である。次に装置の主要部分について具体的に説明する。
【００２１】
（現像ローラ）
現像ローラ１０７はステンレスなどの導電性を有する金属材料で作られた柱状の芯金１０７ａとその外周に積層されたリング状の弾性層１０７ｂとの複合体であり、芯金１０７ａには前記現像バイアス電圧が印加される。なおこの例では、芯金１０７ａの直径が８ｍｍφ、弾性層１０７ｂの直径が１６ｍｍφとされる。弾性層１０７ｂのゴム硬度はＡｓｋｅｒＣゴム硬度計（高分子計器株式会社製）で測定した値で５５度以下、望ましくは３５度〜４５度の範囲とされる。ゴム硬度が５５度を越えると現像ローラ１０７の摺擦によりトナーＴが溶融してブレード融着やローラ融着を起こす恐れがあるので好ましくない。なお、弾性層１０７ｂをこのような低ゴム硬度の範囲とすることにより、トナーＴに対するストレスが減少するので低融点のトナーＴを使用して省エネルギー化を図ることが可能になる。
【００２２】
低硬度の弾性層１０７ｂを形成するための原材料として、例えばシリコーンゴムを使用できるが、これに限らずＮＢＲ（ニトリルゴム）、ブチルゴム、天然ゴム、アクリルゴム、ヒドリンゴム、ウレタンゴム、またはそれらゴムの混合物など、更にはそれ以外の一般的なゴム材もできる。またそれらの中から選択した材料の硬度が所望値より高い場合には、それを低硬度化するための１例として、それらのオイル含有量を増加する方法を挙げることができる。
【００２３】
現像ローラ１０７（具体的にはその弾性層１０７ｂ）の表面粗さは、使用するトナーＴの粒径にもよるが、一般的には１０点平均粗さＲｚで３〜１５μｍの範囲であることが望ましい。例えば使用するトナーＴの粒径が平均体積粒径で６μｍの場合には、前記１０点平均粗さＲｚで５〜1１２μｍの範囲が好適であり、トナー粒径がより小さい場合はそれに応じて１０点平均粗さＲｚを小さくすることが望ましい。しかし１０点平均粗さＲｚが３μｍより低くなると十分なトナーＴの搬送力を得ることが難しくなって濃度不足になりやすく、逆に１５μｍを越えるとトナーＴに十分な帯電が付与できず、非画像部にトナーＴが付着する所謂「かぶり」が発生しやすくなる。なお、ここで説明した１０点平均粗さはＪＩＳＢ０６０１に示された定義に従い、小阪研究所製の表面粗さ試験器「ＳＥ―３０Ｈ」を使用して測定した場合の値である。
【００２４】
このような現像ローラ１０７は、芯金１０７ａ上に例えばゴムを主成分とする接着性と導電性に優れた接着剤を塗布し、その外周に低硬度ゴムを巻き付けて金型内に入れ、金型をプレス機により加熱加圧して加硫させ、次いでその表面を研磨することによって製造することができる。
【００２５】
感光ドラム１００への現像ローラ１０７の当接圧（接触圧）は、線圧２０〜１００ｇ／ｃｍの範囲であることが望ましい。線圧が２０ｇ／ｃｍより少なくなると相互の接触状態が不安定になりやすく、線圧が１００ｇ／ｃｍを越えると圧力等によりトナーＴの外添剤が表面からはがれ易くなり、それによってトナーＴが劣化し、現像ブレード１１０によるトナーＴの帯電性を低下する傾向を生じる。
【００２６】
線圧の測定方法としては、この分野で慣用されている所謂「挟み板と引抜板を使用する方法」が簡便である。例えば挟み板として長さ１８０ｍｍ×幅３０ｍｍ×厚さ３０μｍのステンレス薄板を長さ方向に半分に折ったもの、引抜板として長さ１００ｍｍ×幅１５ｍｍ×厚さ３０μｍのステンレス薄板をそれぞれ用意し、引抜板を間に挿入した挟み板を感光ドラム１００と現像ローラ１０７の接触面に挿入する。その状態でバネ秤などにより引抜板を一定速度で引き抜き、そのときの秤の目盛りが示す値（単位：ｇ）を読む。そして秤の示す目盛りを１．５で除することにより、単位をｇ／ｃｍとした場合の線圧が求まる。
【００２７】
（供給ローラ）
現像ローラ１０７にトナーＴをスムーズに供給させるには、現像ローラ１０７と供給ローラ１０８を所定の接触圧で摩擦し、ある程度の電荷を付与する必要がある。このような摩擦による帯電を行うために、供給ローラ１０８の材料として発泡ウレタンゴム、発泡ＥＰＤＭゴムなどが使用される。
【００２８】
（現像ブレード）
現像ローラ１０７上に供給されるトナーＴは、現像ブレード１１０でその層厚を所定の値に規制され、且つ、摩擦によりある程度の帯電電荷量が付与される。そのため現像ローラ１０７に対する現像ブレード１１０の線圧は、それら目的に適合するように設定することが望ましい。好ましい線圧範囲は１５〜３５ｇ／ｃｍである。
【００２９】
上記線圧が１５ｇ／ｃｍより少ないとトナーＴに対する適切な帯電付与が困難になり、「かぶり」となって画質低下の傾向がでてくる。逆に線圧が３５ｇ／ｃｍを越えるとその圧力等によりトナーＴの外添剤が表面からはがれ易くなり、それによってトナーＴが劣化し、現像ブレード１１０のトナーＴへの帯電性能の低下傾向がでてくる。なおこの場合の線圧も前述した方法により測定することができる。
【００３０】
（現像ブレードとシール部材の関係）
図３は本発明における現像ブレード１１０およびその幅方向両端部に対向して配置されたシール部材１１３の部分拡大斜視図である。例えば現像ブレード１１０はステンレス製の薄板（厚さ約０．１ｍｍ）で作られ、その先端部から約２ｍｍの位置で現像ローラ１０７から離反する方向に折り曲げることにより本体部１１１と折曲部１１２が形成される。そして折り曲げ部分から僅かに離れた本体部１１１の表面が現像ローラ１０７の弾性層１０７ｂ部分（図２参照）に若干侵入する状態で接触する。
【００３１】
トナーＴへの帯電性付与を向上させるために、現像ブレード１１０を構成するステンレス薄板の表面に樹脂などによる絶縁層をコーティングなどにより形成してもよい。そのような樹脂としては、トナーＴの帯電極性が負極性の場合はポリアミド樹脂、ウレタン樹脂などが適しており、トナーＴの帯電極性が正極性の場合はフッ素樹脂が適している。
【００３２】
折曲部１１２の幅方向両端部には折り曲げ部分から先端部までの長さを端方向に向かって徐々に短くしたテーパ状の嵌合片１３０が形成されている。そしてこの嵌合片１３０の外側終端Ｈから現像ブレード１１０の幅方向縁Ｇまでは折曲部１１２の長さがゼロになったストレート部分になっている。しかし場合によってはこのストレート部分の長さをゼロ、すなわち嵌合片１３０の外側終端Ｈを幅方向縁に位置させてもよい。
【００３３】
一方、前記現像ブレード１１０における折曲部１１２の幅方向両外側に配置された各シール部材１１３は、例えばウレタンゴムや天然ゴムなどの一般的なゴムの発泡体を使用して形成され、全体的に弾性を有するスポンジ状の形態とされるが、トナーの洩れ防止の観点から、その発泡体は独立気泡であることが望ましい。このシール部材１１３には、現像ブレード１１０側の面から中間部にかけて、前記嵌合片１３０を嵌合させるための切込部１３１が設けられている。
【００３４】
図示の例では、切込部１３１を斜め切断により形成することによって、その切断面形状を嵌合片１３０のテーパ状に適合するような略三角形にしている。このような切断面形状を有する切込部１３１を設けることにより、現像ローラ１０７の振動や外部からの衝撃によって現像ブレード１１０が幅方向（左右方向）に移動しようとしたときに、嵌合片１３０に伝達されるその移動力を略三角形の傾斜線（切り込みの底辺）で受け、効果的にその移動を抑制することができる。しかし場合によっては切込部１３１の面形状を方形とすることもできる。
【００３５】
図３において、現像ブレード１１０は現像ローラ１０７から定常時に受ける矢印方向の反力により押圧されており、その押圧力によって嵌合片１３０はシール部材１１３の切込部１３１に安定して挿入され嵌合している。それによって現像ブレード１１０における本体部１１１の裏面は嵌合片１３０の幅方向長さにＨ−Ｇの間隔を加えた幅だけシール部材１１３の支持面１１５に接し、それに面状に支持されている。なお図中の一点鎖線は現像ブレード１１０の幅方向縁の移動軌跡である。
【００３６】
このように現像ブレード１１０にはテーパ状の嵌合片１３０と、それから幅方向縁までのストレート部分の両者を設け、シール部材１１３には現像ブレード１１０側の面から中間部にかけて切込部１３１を設けることにより、現像ブレード１１０とシール部材１１３の間からのトナーＴの洩れを抑制している。
【００３７】
すなわち現像ローラ１０７の振動や外部衝撃による現像ブレード１１０の幅方向の移動は、シール部材１１３の中間部までに幅が制限された切込部１１３（すなわちその奥行き方向の底部）により抑制される。そして仮にトナーＴが切込部１３１内に浸入したとしても、切込部１３１が前記のように中間部までしか幅が延長されていないので、トナーＴはそこで阻止され洩れが著しく抑制される。そしてこのような一次的な洩れ抑制作用だけでも、従来に比べて大幅な抑制効果を発揮させることができる。
【００３８】
仮に、切込部１３１からさらに外側へトナーＴが若干でも洩れた場合には、二次的なシール作用、すなわち支持面１１５に接する前記Ｇ−Ｈ部分によりその洩れは効果的に防止される。従ってこのように２段階でシール作用を発揮させるように構成したことにより、前記のような球形またはそれに近い形状を有し流動性が極めて高いトナーＴを使用する場合にも好適にその洩れを抑制できる。
【００３９】
またこの支持面１１５によるＧ−Ｈ部分の支持によって現像ブレード１１０と現像ローラ１０７の当接圧が端部で異常に上昇することも効果的に防止される。なお現像ブレード１１０におけるＧ−Ｈ部分をシール部材１１３の支持面１１５に接着などによって固定することもでき、それによって当該部分からのトナーＴの洩れを完全に阻止することができる。
【００４０】
（トナー）
次に本発明の画像形成装置に使用できるトナーＴ（非磁性一成分現像剤）についてより具体的に説明する。トナーＴは透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）による粒子の断層面観察において、ワックス成分が結着樹脂と相溶しない状態で、実質的に球状および／または紡錘形で島状に分散されていることが望ましい。ワックス成分をこのように分散させてトナー中に内包化させることにより、トナーＴの劣化や画像形成装置への汚染等を防止することができ、それによって良好な帯電性が維持され、ドット再現性に優れたトナー画像を長期にわたって形成し得ることが可能になる。また、加熱時にはワックス成分が効率よく作用するため、低温定着性と耐オフセット性に優れたものとなる。
【００４１】
トナー粒子の断層面を観察する具体的な方法としては、常温硬化性のエポキシ樹脂中にトナー粒子を十分に分散させた後、温度４０℃の雰囲気で２日間硬化させ、得られた硬化物を四三酸化ルテニウム、必要によりそれに四三酸化オスミウムを併用して染色を施し、次にその染色物からダイヤモンド歯を備えたミクロトームを用いて薄片状のサンプルを切り出し、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）でその断層形態を観察する。
【００４２】
なお染色としては、使用するワックス成分と外殻を構成する樹脂（外添剤）との若干の結晶化度の違いを利用して材料間のコントラストを付けることが出来る四三酸化ルテニウム染色法を採用することが望ましい。本発明に使用するトナーＴについての代表的な観察結果の１例を図５に示すが、トナー粒子とそのワックス成分が結着樹脂としての外殻樹脂で内包化されていることが分かる。
【００４３】
本発明のトナーＴに使用するワックス成分は、示差走査熱量計により測定されるＤＳＣ曲線において、その昇温時に４０〜１３０℃の領域に最大吸熱ピークを有するものが望ましい。このような範囲に吸熱ピークを有するものは低温定着性に大きく貢献できると共に、離型性にも効果を発現する。最大吸熱ピークが４０℃より小さいとワックス成分の自己凝集力が弱くなり、結果として高温オフセット性が悪くなると共に、グロスが高くなってくる。
【００４４】
一方、最大吸熱ピークが１３０℃を越えると、定着温度が高くなると共に、定着画像表面を適度に平滑化させることが困難になるため、特にカラー用トナーにおいては混色性低下の点から好ましくない。さらに水系媒体中で造粒・重合を行う重合法により直接トナーＴを得る場合には、最大吸熱ピーク温度が高いと主に造粒中にワックス成分が析出する等の問題を生じる。
【００４５】
ワックス成分の最大吸熱ピーク温度の測定は、「ＡＳＴＭ Ｄ ３４１８−８」に準じて行い、使用できる測定機器としては、例えばパーキンエルマー社製ＤＳＣ−７がある。なお該装置検出部の温度補正はインジュウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジュウムの融解熱を用いる。測定サンプルにはアルミニウム製パンを用い、対照用に空パンをセットし、１回昇温―降温させ前履歴をとった後、昇温速度１０℃／分で測定する。
【００４６】
上記ワックス成分としては、具体的にはパラフィンワックス、ポリオレフィンワックス、フィッシャートロピシュワックス、アミドワックス、高級脂肪酸、エステルワックス及びこれらの誘導体、またはこれらのグラフトおよび／またはブロック化合物等が使用できる。
【００４７】
本発明の画像形成装置に好適に使用できるトナーＴとしては、画像解析装置で測定した形状係数ＳＦ−１の値が１００〜１６０、形状係数ＳＦ−２の値が１００〜１４０の範囲にあるものが好ましく、形状係数ＳＦ−１の値が１００〜１４０、形状係数ＳＦ−２の値が１００〜１２０であればより好ましい。さらに、上記条件を満たし、且つ、（ＳＦ−２）／（ＳＦ−１）の値を１．０以下とすることにより、トナーＴの諸特性のみならず、画像解析装置とのマッチングに極めて優れたものとなる。
【００４８】
なお、上記形状係数の値ＳＦ−１，ＳＦ−２とは、例えば日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い、倍率５００倍に拡大したトナー像を１００個無作為にサンプリングし、その画像情報を例えばニコレ社製画像解析装置（Ｌｕｚｅｘ３）にインターフェイスを介して導入し、解析を行い下式により算出し得られた値として定義できる。
【００４９】
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）² ／ＡＲＥＡ｝×（π／４）×１００
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）² ／ＡＲＥＡ｝×（１／４π）×１００
但し、ここでＡＲＥＡはトナー投影面積、ＭＸＮＬＧはトナー絶対最大長、ＰＥＲＩはトナー周長を表す。
【００５０】
この形状係数ＳＦ−１はトナー粒子の丸さの度合いを示し、数値が大きくなるほど球形から徐々に不定形になる。ＳＦ−１が１６０を越えるとトナーの不定形の度合いが大きくなるため、その帯電量分布が広くなると共に、現像装置内でトナー表面が摩砕されや易くなり、画像濃度の低下や画像かぶりの一因になるので好ましくない。またＳＦ−２はトナー粒子の表面凹凸の度合いを示し、数値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著となる。
【００５１】
トナー像の転写効率を高めるためには、前述のようにトナー粒子の形状係数ＳＦ−２の値が１００〜１４０、（ＳＦ−２）／（ＳＦ−１）の値が１．０以下であることが望ましく、ＳＦ−２の値が１４０より大きく、（ＳＦ−２）／（ＳＦ−１）の値が１．０を越える場合は、トナー粒子の表面が滑らかでなく、多数の凹凸を有し、そのため感光ドラム１００から転写紙への転写効率が低下する傾向にある。
【００５２】
さらに高画質化のために微小な潜像ドットを忠実に現像するには、トナー粒子の重量平均粒径を１０μｍ以下、好ましくは４μｍ〜８μｍの範囲とし、個数分布における変動係数（Ａ）は３５％以下であることが望ましい。重量平均粒径が４μｍより小さいとトナーＴのチャージアップによる画像の不均一ムラの原因になり易いので好ましくない。またトナー粒子の重量平均粒径が１０μｍを越えると、感光ドラム１００表面への融着が起こりやすくなり、微小なドットの潜像再現性を下げる傾向がある。そしてこの潜像再現性劣化の傾向は変動係数が３５％を越えると大きくなる。
【００５３】
トナー粒子の粒度分布は種々の方法で測定できるが、ここではコールカウンターを用いた。測定装置として例えばコールター社製のＴＡ―ＩＩ型コールカウンターを使用し、それに個数分布、体積分布を出力するインターフェイス（日科機製）およびパーソナルコンピュータを接続し、測定に使用する電解液として１級塩化ナトリウムを用いて調整した１％ＮａＣｌ水溶液を使用する。なお、これらの機器としては例えばコールターサイエンティフィックジャパン社製のＩＳＯＴＯＮ―ＩＩを使用することができる。
【００５４】
測定法としては、前記電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５ｍｌ加え、さらに測定試料を２〜２０ｍｌ加える。このように試料を懸濁した電解水溶液を超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、前記コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型によりアパーチャーとして例えば１００μｍアパーチャーを用い、個数を基準として２〜４０μｍの粒子の粒度分布を測定し、それから粒度分布を求める。なおトナー粒子の個数分布における変動係数Ａは、Ａ＝［Ｓ／Ｄ１］×１００により算出される。式中、Ｓはトナー粒子の個数分布における標準偏差、Ｄ１はトナー粒子の個数平均粒径（μｍ）を表す。
【００５５】
本発明に使用されるトナーＴとしては、トナー粒子の表面が外添剤で被覆されたものが好ましく、そのようなトナーＴを使用して所望の帯電量が付与されるようにすることが望ましい。トナー粒子表面の外添剤被覆率は、例えば日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）電子顕微鏡を用い、トナー像を１００個無作為にサンプリングし、その画像情報を例えばニコレ社製画像解析装置（Ｌｕｚｅｘ３）にインターフェイスを介して導入する。得られる画像情報はトナー粒子表面部分と外添剤部分との明度が異なるため、２値化して外添剤部分の面積ＳＧとトナー粒子部分の面積（外添剤部分の面積も含む）ＳＴに分けて求め、外添剤被覆率（％）＝（ＳＧ）／（ＳＴ）×１００の式により、外添剤被覆率を算出する。
【００５６】
本発明に使用される外添剤の粒径はトナーＴに添加したときの耐久性の点から、トナー粒子の重量平均径の１／１０以下であることが望ましい。なおここで外添剤の粒径とは、電子顕微鏡におけるトナー粒子の表面観察により求めたその平均粒径を意味する。使用できる外添剤の材料としては、酸化アルミニウム、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化マグネシウム、酸化クロム、酸化錫および酸化亜鉛などの金属酸化物、炭化ケイ素などの炭化物、硫酸カルシウム、硫酸バリウムおよび炭酸カルシウムなどの金属塩、さらにカーボンブラック、シリカ等を挙げることができる。
【００５７】
これら外添剤の割合は、トナー粒子１００重量部に対し０．０１〜１０重量部、好ましくは０．０５〜５重量部の範囲とされる。添加量の割合が０．０１重量部より少ないとトナーＴの流動性が悪化し、トナーＴへの電荷付与性が低下して非画像部にトナー個々が付着する所謂「かぶり」を増加させるので好ましくない。また外添剤の割合が１０重量部を越えると、過多な外添加剤が感光ドラムや現像ローラに付着してトナーＴへの帯電性を悪化させたり画像を乱したりするので同様に好ましくない。なおこれら外添剤は単独でも２種以上を併用してもよく、また、それぞれ疎水処理を行ったものを使用することが望ましい。
【００５８】
（第２の実施形態）
次に本発明に係る第２の実施形態を図４により説明する。この例が第１実施形態と異なる部分はシール部材１１３のみであり、そのほかは同様に構成される。図４に示すシール部材１１３は、現像装置１０３のハウジング１３２に取り付けられた弾性体１３３と、その弾性体１３３の前面に接着などにより固定されたフェルト等の繊維体からなる柔軟なシール体１３４を備え、そのシール体１３４の表面が現像ブレード１１０における本体部１１１の裏面を支持するための支持面１１５とされる。
【００５９】
弾性体１３３は、図３に示す一体型のシール部材１１３と同様に、例えばウレタンゴムや天然ゴムなどの一般的なゴムの発泡体を使用した弾性を有するスポンジ状のもので、トナーの洩れ防止の観点からその発泡体は独立気泡とされる。図３の例のように一体型のシール部材１１３とする場合には、現像ブレード１１０と現像ローラ１０７間の当接圧を考慮して、幅方向両端部における当接圧がアップしないようにゴム硬度および発泡セル径、材質等を選択する必要があるが、本実施形態では端部シールを弾性体１３３とシール体１３４に分けて機能分担させることによってその問題を解決し、端部での当接圧アップを押さえ、且つ、トナーＴの洩れを効果的に抑制できる。
【００６０】
現像ブレード１１０の折曲部１１２には、図３の例と同様な嵌合部１３０が形成され、弾性体１３３にはそれに対応する切込部１３１が設けられる。なおこの例における切込部１３１の切断面形状は方形とされているが、図３の例のように三角形状とすることもできる。現像ローラ１０７から矢印方向に定常的に印加される反力で現像ブレード１１０が押圧されており、嵌合部１３０はその押圧力により安定した切込部１３１に嵌合し、本体部１１１におけるＧ−Ｈ部分が支持面１１５に接して支持される。従ってこの例においても図３の例と同様な２段階の端部シール効果を発揮することができる。
【００６１】
すなわち、現像ブレード１１０の幅方向の移動は切込部１３１の奥行き方向の底部を形成するシール体１３２によって阻止され、トナーＴが切込部１３１に浸入したとしてもそこでせき止められるので、より効果的にトナーＴの洩れが抑制される。また、仮に切込部１３１からトナーＴが洩れた場合でも、Ｇ−Ｈ部分の当接によってその洩れを十分に抑制できる。このように安全性が高いので、切込部１３１を形成する際の公差も大きくできる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の画像形成装置は、現像装置における現像ブレードの折曲部の幅方向両端部において、その折り曲げ部分から先端部までの長さを端方向に向かって徐々に短くした嵌合片が形成され、前記現像ブレードの折り曲げ部の幅方向両外側にシール部材がそれぞれ配置され、それらシール部材における現像ブレード側の縁部から中間部まで前記嵌合片が嵌合する切込部が設けられていることを特徴とする。
【００６３】
そのため、現像ローラの振動や外部からの衝撃によって現像ブレードがその幅方向に移動することを切込部で阻止して隙間の発生を抑制すると共に、仮に切込部に現像剤であるトナーが浸入した場合でも、そのトナーは切込部から幅方向外側に洩れることを効果的に阻止されるので、前記振動等が生じたときに現像ブレードの幅方向両端部から洩れるトナーを抑制できる。
【００６４】
さらに、前記現像ブレードにおける現像剤担持体である現像ローラと反対側の面が嵌合片より幅方向外側においてシール部材に設けた支持面と接するように構成することができ、それによって前記シール作用と該支持部分によるトナー漏洩阻止作用による２段階シール作用で現像ブレードの幅方向両端部から洩れるトナーをより一層効果的に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態としての非磁性一成分現像装置を備えた画像形成装置の模式的な全体構成図である。
【図２】図１における現像ローラの周囲部分の部分拡大図である。
【図３】図１における現像ブレード１１０およびその幅方向両端部に対向配置されたシール部材１１３の部分拡大斜視図である。
【図４】本発明に係る第２の実施形態を図３に準じて示す部分拡大図である。
【図５】本発明の画像形成装置に使用されるトナー粒子の構造解析をするために電子顕微鏡で観察したトナーの断層図である。
【図６】従来の非磁性一成分現像装置を備えた画像形成装置の模式的な全体構成図である。
【図７】従来の現像装置における現像ブレードとシール部材の関係を示す模式的な斜視図である。
【符号の説明】
１００ 感光ドラム
１０１ 帯電ローラ
１０２ 露光手段
１０３ 現像装置
１０４ 転写ローラ
１０５ クリーニング装置
１０６ 定着器
１０７ 現像ローラ
１０８ 供給ローラ
１０９ 攪拌部材
１１０ 現像ブレード
１１１ 本体部
１１２ 折曲部
１１３ シール部材
１２０ 電源部
１３０ 嵌合部
１３１ 切込部
１３２ ハウジング
１３３ 弾性体
１３４ シール体

Claims (4)

1. 像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置を備え、前記現像装置は現像剤担持体と、それに供給される現像剤の層厚規制を行う現像剤規制手段を有し、前記現像剤規制手段が現像装置のハウジングから延長して現像剤担持体に接し、次いでそこから離反するように折り曲げられて先端が自由端とされた薄板状の現像ブレードにより構成されている画像形成装置であって、前記現像ブレードの折曲部の幅方向両端部には、折り曲げ部分から先端部までの長さを端方向に向かって徐々に短くした嵌合片が形成され、前記現像ブレードの折り曲げ部の幅方向両外側にシール部材がそれぞれ配置され、それらシール部材における現像ブレード側の縁部から中間部まで前記嵌合片が嵌合する切込部が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像ブレードにおける現像剤担持体と反対側の面が嵌合片より幅方向外側においてシール部材に設けた支持面と接していることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記シール部材における少なくとも切込部を設けた部分が弾性体で形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 使用される現像剤の形状係数ＳＦ−１の値が１００〜１６０、形状係数ＳＦ−２の値が１００〜１４０である請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。

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