JP4829142B2 - 画像形成ユニット及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成ユニット及び画像形成装置に関するものである。

従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置、例えば、プリンタにおいては、感光体ドラムの表面を、帯電ローラによって帯電させ、ＬＥＤヘッドによって露光して静電潜像を形成し、該静電潜像に現像ローラ上で薄層化されたトナーが静電的に付着させられてトナー像が形成され、該トナー像を転写ローラによって用紙に転写し、画像の形成、すなわち、印刷を行うようになっている。また、転写後に前記感光体ドラム上に残留したトナーは、クリーニングブレードによって除去される。なお、前記感光体ドラム、帯電ローラ、現像ローラ等によって画像形成ユニット（現像装置）が構成される。

そして、トナー像が転写された用紙は、定着器に送られ、該定着器においてトナー像が用紙に定着させられるようになっている。

ところで、前記現像ローラ上にトナー層を形成するために、現像ローラに圧接させて現像ブレードが配設される。該現像ブレードは、先端の近傍を折り曲げることによって形成された金属ばねから成り、本体部分、折曲げ部及び折曲げ片を備える。折曲げ部の折曲げ角度が９０〔°〕より小さく、かつ、０〔°〕より大きくされる。そして、前記折曲げ部を現像ローラに当接させ、本体部分又は折曲げ片を現像ローラの回転方向における下流側に向けてほぼ接線方向に延在させることによって、適正な厚さのトナー層を形成することができる（例えば、特許文献１参照。）。
特開平５−３２３７７８号公報

しかしながら、前記従来のプリンタにおいては、十分な画像濃度を確保するために、現像ローラ上のトナー層の厚さを大きくしようとすると、トナーが現像ローラと現像ブレードとの間を通過する際に十分な摩擦帯電を行うことができなくなり、帯電量の少ないトナーや逆極性に帯電させられたトナー、すなわち、逆帯電トナーが生じ、その結果、かぶりが発生して画像品位を低下させてしまう。

本発明は、前記従来のプリンタの問題点を解決して、十分な画像濃度を確保することができ、かぶりが発生することがなく、画像品位を向上させることができる画像形成ユニット及び画像形成装置を提供することを目的とする。

そのために、本発明の画像形成ユニットにおいては、像担持体と、該像担持体に現像剤を供給し、像担持体の表面に形成された静電潜像を現像する現像剤担持体と、Ｌ字型に成形され、折曲げ部を前記現像剤担持体に圧接させて配設され、前記現像剤の薄層を形成する現像剤層規制部材とを有する。

そして、該現像剤層規制部材と前記現像剤との間の動摩擦係数μｂ、前記現像剤担持体と現像剤との間の動摩擦係数μｒ、現像剤の体積平均粒径Ｄ、及び現像剤担持体の平均表面粗さＲｚが、
μｂ≦μｒ≦２×μｂ
Ｒｚ≦Ｄ
の関係を満たすように設定される。
また、前記現像剤担持体の平均表面粗さＲｚが４．０〜７．０〔μｍ〕にされ、前記現像剤の体積平均粒径Ｄが６．０〜９．０〔μｍ〕にされ、前記動摩擦係数μｂが０．３０以上、かつ、０．４０以下にされる。

本発明によれば、画像形成ユニットにおいては、像担持体と、該像担持体に現像剤を供給し、像担持体の表面に形成された静電潜像を現像する現像剤担持体と、Ｌ字型に成形され、折曲げ部を前記現像剤担持体に圧接させて配設され、前記現像剤の薄層を形成する現像剤層規制部材とを有するものであって、該現像剤層規制部材と前記現像剤との間の動摩擦係数μｂ、前記現像剤担持体と現像剤との間の動摩擦係数μｒ、現像剤の体積平均粒径Ｄ、及び現像剤担持体の平均表面粗さＲｚが、
μｂ≦μｒ≦２×μｂ
Ｒｚ≦Ｄ
の関係を満たすように設定される。
また、前記現像剤担持体の平均表面粗さＲｚが４．０〜７．０〔μｍ〕にされ、前記現像剤の体積平均粒径Ｄが６．０〜９．０〔μｍ〕にされ、前記動摩擦係数μｂが０．３０以上、かつ、０．４０以下にされる。

この場合、前記関係が満たされるように設定することによって、かすれが発生することがなく、十分な画像濃度を確保することができ、また、かぶりが発生することがなく、画像品位を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、画像形成装置としてのカラーのプリンタについて説明する。

図２は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概略図である。

図に示されるように、プリンタ内にはそれぞれ４色（ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアン）の現像剤としてのトナー１４ごとに画像形成部Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃが配設され、各画像形成部Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃに対応させて露光装置としてのＬＥＤヘッド２３が、各画像形成部Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃに沿って転写ユニット２１が配設される。なお、各画像形成部Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの構造については基本的に同一であるので、そのうちの画像形成部Ｂｋについてだけ説明する。

該画像形成部Ｂｋは、ブラックの現像剤像としてのトナー像を形成するための画像形成ユニット１５を備え、該画像形成ユニット１５は、ドラム状に形成され、表面に有機感光体を使用した像担持体としての感光体ドラム１１を備えるとともに、該感光体ドラム１１の周囲に、感光体ドラム１１と当接させて、帯電装置としての帯電ローラ１２、現像剤担持体としての現像ローラ１６、及びクリーニング装置としてのクリーニングブレード１９が配設される。また、前記現像ローラ１６と当接させて、現像剤カートリッジとしてのトナーカートリッジ１３から供給されたトナー１４を帯電させ、現像ローラ１６に供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ１８、及びトナー供給ローラ１８から供給されたトナー１４の薄層を形成する現像剤層規制部材としての現像ブレード１７が配設される。該現像ブレード１７は、現像ローラ１６の回転方向におけるトナー供給ローラ１８より下流側に、現像ローラ１６に対して圧接させて配設される。なお、本実施の形態において、トナー１４は負帯電性のものが使用される。

前記転写ユニット２１は、第１、第２のローラとしての駆動ローラ２５ａ、２５ｂ、該駆動ローラ２５ａ、２５ｂ間に走行自在に張設され、各感光体ドラム１１と接触させて配設されたベルト部材としての転写ベルト２４、該転写ベルト２４を介して前記各感光体ドラム１１と対向させて配設された転写部材としての転写ローラ２２等を備える。

次に、前記構成のプリンタの動作について説明する。

まず、図示されない上位装置、例えば、パーソナルコンピュータから印刷命令が送られると、図示されない制御部は、画像形成用の駆動部としての図示されないドラムモータを駆動し、各感光体ドラム１１を矢印方向に一定の周速度で回転させ、矢印方向に回転させられた帯電ローラ１２に直流電圧を印加し、感光体ドラム１１の表面を一様に、かつ、均一に帯電させる。なお、本実施の形態においては、帯電ローラ１２に−１１５０〔Ｖ〕の直流電圧を印加した。このときの感光体ドラム１１の表面の帯電電位は約−６５０〔Ｖ〕であった。

次に、前記制御部は、ＬＥＤヘッド２３を画像信号に従って駆動し、画像信号に対応した光を感光体ドラム１１の表面に照射し、露光して静電潜像を形成する。

また、前記制御部は、図示されないトナー供給ローラ用高圧電源によってトナー供給ローラ１８に直流電圧を印加し、かつ、トナー供給ローラ１８を回転させる。これに伴って、前記画像形成ユニット１５内に収容されたトナー１４は、トナー供給ローラ１８を介して現像ローラ１６に供給される。なお、本実施の形態においては、トナー供給ローラ１８に−３３０〔Ｖ〕の直流電圧を印加した。前記現像ローラ１６は、トナー１４を吸着し、矢印方向に回転して搬送する。このとき、現像ブレード１７は、現像ローラ１６の表面に、均一な厚さの現像剤層としてのトナー層を形成する。また、トナー１４は、現像ブレード１７及び現像ローラ１６によって擦られ、摩擦帯電させられ、負の極性に帯電させられて負帯電トナーになる。

そして、前記静電潜像に前記現像ローラ１６上のトナー１４が静電的に付着させられて各色のトナー像が形成される。

一方、前記制御部は、前記駆動ローラ２５ａ、２５ｂを回転させ、転写ベルト２４を矢印方向に走行させる。図示されない媒体収容部としての給紙カセットから供給された記録媒体としての用紙Ｐが転写ベルト２４によって、各感光体ドラム１１と転写ローラ２２との間に形成された転写部に送られる。前記制御部は、図示されない高圧電源によって各転写ローラ２２に直流電圧を印加し、前記各転写ローラ２２は、感光体ドラム１１の表面に形成された各色のトナー像を、順次用紙Ｐに重ねて転写し、カラーのトナー像を形成する。

その後、用紙Ｐは更に転写ベルト２４によって第１、第２のローラＲ１、Ｒ２を備える定着器３５に送られ、定着器３５は、熱及び圧力によってトナー１４を溶融させ、用紙Ｐの繊維間に浸透させる。このようにして、トナー像は用紙Ｐに定着させられ、カラーの画像が形成される。そして、定着器３５から排出された用紙Ｐは、図示されない搬送ローラによって搬送された後、図示されない排出ローラによってプリンタ外に排出される。

一方、転写後の感光体ドラム１１には、わずかな量のトナー１４が残留することがあるが、残留したトナー１４はクリーニングブレード１９によって除去される。このようにして、感光体ドラム１１は繰り返し利用される。

また、転写ベルト２４の下半部には、走行方向における最下流、すなわち、駆動ローラ２５ｂの近くに、転写ベルト２４をクリーニングするためのクリーニングブレード２６が配設される。

なお、前記感光体ドラム１１、帯電ローラ１２、ＬＥＤヘッド２３、現像ローラ１６、トナー供給ローラ１８、転写ローラ２２、駆動ローラ２５ａ、２５ｂ及び定着器３５は、前記制御部によって制御される。該制御部は、前記直流電圧を、あらかじめ決められたタイミングで帯電ローラ１２、転写ローラ２２、現像ローラ１６及びトナー供給ローラ１８に印加し、図示されない駆動モータを駆動させることによって、感光体ドラム１１、帯電ローラ１２、駆動ローラ２５ａ、２５ｂ、定着器３５、現像ローラ１６及びトナー供給ローラ１８を作動させる。なお、帯電ローラ１２、現像ローラ１６等は感光体ドラム１１に圧接させて又は接触させて配設される。

次に、トナー１４について説明する。

本実施の形態においては、トナー１４を製造するための結着樹脂としてポリエステルを、着色剤としてカーボンブラック、銅フタロシアニン顔料（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ１５）、キナクリドン系顔料（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ１２２）、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ１８５等を使用した。また、トナー１４の体積平均粒子径は６．０〔μｍ〕以上で、かつ、９．０〔μｍ〕以下の範囲とし、流動性を向上させるとともに、帯電性を調整するために、着色剤ごとに異なる帯電特性を有するシリカを外添した。

次に、前記画像形成ユニット１５について説明する。

図３は本発明の第１の実施の形態における画像形成ユニットの要部を示す断面図である。

本実施の形態において、現像ブレード１７は、弾性を有する金属から成り、先端の近傍を「Ｌ」字状に折り曲げることによって形成される。前記現像ブレード１７は、本体部分１７ａ、折曲げ部１７ｂ及び折曲げ片１７ｃを備え、折曲げ部１７ｂを現像ローラ１６に圧接させて配設される。

なお、本実施の形態において、現像ブレード１７は、厚さが０．０８〔ｍｍ〕にされ、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）、リン青銅、洋白（銅が６２〔％〕、ニッケルが１４〔％〕、亜鉛が２４〔％〕含有された合金）等から成る。なお、現像ブレード１７の表面に、現像ブレード１７の本体と異なる金属をめっき、蒸着等によって被覆することにより、現像ブレード１７を形成することができる。この場合、該現像ブレード１７とトナー１４（図２）との間の動摩擦係数μｂは、０．３０以上、かつ、０．４０以下の範囲にされる。なお、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を使用したときの現像ブレード１７とトナー１４との間の動摩擦係数μｂは０．３４であった。

また、現像ローラ１６は、直径１２〔ｍｍ〕の金属製のシャフト１６ａの外周に、肉厚が４〔ｍｍ〕、かつ、ゴム硬度が７０〔°〕（アスカーＣ）の半導電性のウレタンゴムから成る弾性体１６ｂを被覆することによって形成され、弾性体１６ｂの表面に、トナー１４との間の動摩擦係数μｒを調整するための所定の処理、本実施の形態においては、弾性体１６ｂの外周面を研磨して所望の表面粗さにした後、イソシアネート処理、ウレタン系樹脂・アクリル系樹脂によるコート処理等が施される。この場合、イソシアネート処理を行うに当たり、処理液の濃度、処理時間、処理液に添加される添加剤の量等を変更することによって、現像ローラ１６とトナー１４との動摩擦係数μｒを変化させることができる。

例えば、処理液の濃度を高くすると、現像ローラ１６の表面が固くなり、動摩擦係数μｒが小さくなる傾向がある。また、前記弾性体１６ｂの外周面にアクリル系のコート処理を施すことによって、動摩擦係数μｒを小さくすることもできる。

なお、前記弾性体１６ｂの外周面を研磨する方法としては、公知であるテープ式研磨法があり、該テープ式研磨法においては、研磨用のテープの粗さを変えることによって表面粗さを調整することができる。例えば、粗さが大きい研磨用のテープを使用した場合、弾性体１６ｂの外周面の表面粗さＲｚの値は大きくなる。

本実施の形態においては、表面粗さＲｚを４．０〜７．０〔μｍ〕の範囲とし、トナー１４との動摩擦係数μｒが、０．２７、０．３４、０．５１、０．６８、０．８５、１．７となるように処理を施した現像ローラ１６を使用した。そして、現像ブレード１７とトナー１４との間の動摩擦係数μｂに対する現像ローラ１６とトナー１４との間の動摩擦係数μｒの比μｒ／μｂは、０．８、０．９８、１、１．５、２、２．２５、２．５、５にされる。なお、前記表面粗さＲｚは、「表面粗さ測定システムＳＥ３５００」（小坂研究所製）を使用し、ＪＩＳ−Ｂ０６０１に規定された方法に基づいて測定した。

また、前記トナー供給ローラ１８は、直径が６〔ｍｍ〕の金属製のシャフト１８ａの外周に、肉厚が５〔ｍｍ〕、かつ、ゴム硬度が５０〔°〕（アスカーＦ）のシリコーン発泡体から成る発泡体１８ｂを被覆することによって形成される。

そして、前記現像ローラ１６とトナー１４との間の動摩擦係数μｒは次のように測定される。

図４は本発明の第１の実施の形態における動摩擦係数の測定方法を示す第１の図、図５は本発明の第１の実施の形態における動摩擦係数の測定方法を示す第２の図、図６は本発明の第１の実施の形態における動摩擦係数の測定方法を示す第３の図、図７は本発明の第１の実施の形態における動摩擦係数の測定方法を示す第４の図である。

まず、図４に示されるように、中空の円筒状の形状を有するブロック５１の中空部５１ｂにトナー１４を入れ、該トナー１４に、上方から矢印α方向に圧力を加えることによって、円筒状の形状を有するトナーブロック５４が形成される。そして、形成されたトナーブロック５４に清浄な空気を吹き付けることによって、トナーブロック５４の表面に付着した余剰のトナー１４を除去する。

続いて、図５に示されるように、水平な板５５の上に二つの円筒部材５６を、隣接させて、かつ、平行に配設し、各円筒部材５６間に前記トナーブロック５４を載置する。このとき、円筒部材５６は、前記現像ローラ１６の弾性体１６ｂと同じ材料（ゴム硬度が７０〔°〕（アスカーＣ）の半導電性のウレタンゴム）から成り、表面に、動摩擦係数μｒを調整するための前述された処理が施される。なお、Ａは前記トナーブロック５４の端面である。

次に、図６に示されるように、トナーブロック５４の端面Ａに、軸方向（矢印Ｂ方向）にトナーブロック５４を等速で移動させるように力を加え、そのときの力を測定する。本実施の形態においては、ディジタルプッシュプルゲージ５７（型番：ＲＸ−１、アイコーエンジニアリング株式会社製）によって、等速で移動するようにトナーブロック５４に力を加える。

続いて、図７に示されるように、円筒部材５６の半径をｒ１とし、トナーブロック５４の半径をｒ２とし、トナーブロック５４の質量をｍとし、重力をｇとし、トナーブロック５４を等速で動かすときの力をＦとすると、動摩擦係数μｒは、次の式によって算出することができる。

μｒ＝Ｆ／［ｍ・ｇ・｛（ｒ１＋ｒ２）／√（（ｒ１＋ｒ２）² −ｒ１² ）｝］
また、現像ブレード１７とトナー１４との間の動摩擦係数μｂは、円筒部材５６の表面が、本実施の形態において使用された現像ブレード１７と同じ材料から成るときに、次の式によって算出することができる。

μｂ＝Ｆ／［ｍ・ｇ・｛（ｒ１＋ｒ２）／√（（ｒ１＋ｒ２）² −ｒ１² ）｝］
図１は本発明の第１の実施の形態における現像ブレードの当接状態を示す図である。

図において、１７は現像ブレードであり、該現像ブレード１７は、本体部分１７ａ、折曲げ部１７ｂ及び折曲げ片１７ｃを備える。この場合、現像ローラ１６によって搬送されたトナー１４は、現像ブレード１７と現像ローラ１６との間を通過する際に、弾性を有する現像ブレード１７を持ち上げて通過する。そして、前記現像ローラ１６とトナー１４との間の動摩擦係数μｒが小さいと、現像ブレード１７を持ち上げることができないので、十分な量のトナー１４が通過することができず、画像濃度である印刷濃度が低くなってしまう。また、前記動摩擦係数μｒが大きすぎると現像ブレード１７と現像ローラ１６との間を通過する際にトナー１４に回転が発生しないので、トナー１４の摩擦帯電が不均一となり、逆帯電トナー（本実施の形態においては、正の極性に帯電させられる正帯電トナー）が発生する原因となってしまう。本実施の形態においては、現像ブレード１７と現像ローラ１６との接触圧力は約８０〔ｇ／ｃｍ〕に設定される。

そして、現像ブレード１７を通過したトナー１４は、更に現像ローラ１６の回転によって搬送され、感光体ドラム１１（図２）上に形成された静電潜像に静電気力で付着し、静電潜像を現像し、トナー像を形成する。

そのために、本実施の形態においては、反転現像の場合を示し、感光体ドラム１１の図示されない導電性支持体と現像ローラ１６との間に、図示されない高圧電源によってバイアス電圧が印加され、現像ローラ１６に−２００〔Ｖ〕の直流電圧が印加される。その結果、現像ローラ１６と感光体ドラム１１との間には、感光体ドラム１１に形成された静電潜像に伴う電気力線が発生させられる。

本実施の形態においては、トナー１４との間の動摩擦係数μｒが異なる複数の現像ローラ１６を使用し、前記トナー１４の体積平均粒子径Ｄ及び現像ローラ１６の表面粗さＲｚを変更して実験を行った。

そして、トナー像の密度が１００〔％〕であるとき、すなわち、べた印刷を行ったときの印刷濃度（反射ＯＤ値）が１．２以上になる良好な印字結果が得られる範囲を求めた。また、トナー像の密度が０〔％〕であるとき、すなわち、感光体ドラム１１の表面を露光することなく（静電潜像を形成することなく）印刷を行ったときに、かぶりの発生が少ない範囲を求めた。前記印刷濃度はＸ−Ｒｉｔｅ５２８（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）で測定した。

べた印刷を行ったときの印刷濃度が１．２以上であると、トナー像を十分に形成することができるので、階調（面積階調）印刷を行ったときの画像品位を向上させることができる。一方、べた印刷を行ったときの印刷濃度が１．２未満であると、階調印刷を行ったときの各画素の再現性が低くなり、適正な階調濃度の印刷を行うことができない状態になる。すなわち、印刷濃度が１．２未満である場合は、階調印刷において、例えば、トナー像の密度が面積比で２５〔％〕になるようにトナー像の密度を低くすると、トナー像を十分に形成することができなくなり、かすれが発生してしまう。そこで、前述されたように、前記印刷濃度を１．２以上とすると、階調印刷を行っても画像品位を向上させることができ、人間の目の識別範囲とされる１５０階調の精度で画像を形成することができる。

また、かぶりについては、０〔％〕の印刷濃度での印刷の途中でプリンタを停止させ、現像が行われた後、転写が行われる前の感光体ドラム１１上のトナー１４を粘着テープ（住友スリーエム社製スコッチメンディングテープ）に付着させて印刷用の用紙に貼り付け、トナー１４が付着していない粘着テープを用紙に貼り付けたものとの色差ΔＥを、分光測色計（コニカミノルタ製ＣＭ２６００ｄ）によって測定した。色差ΔＥの値が小さい場合、かぶりの発生が少ないことを示す。米国標準局によって色差ΔＥの評価基準は、色差ΔＥが０〜０．５のときはｔｒａｃｅ（かすかに感じられる。）、色差ΔＥが０．５〜１．５のときはｓｌｉｇｈｔ（わずかに感じられる。）、色差ΔＥが１．５〜３．０のときはｎｏｔｉｃｅａｂｌｅ（かなり感じられる。）、色差ΔＥが３．０〜６．０のときはａｐｐｒｅｃｅａｂｌｅ（目立って感じられる。）、色差ΔＥが６．０〜１２のときはｍｕｃｈ（大きく感じられる。）、色差ΔＥが１２以上のときはｖｅｒｙ ｍｕｃｈ（非常に大きく感じられる。）のように設定されている。

すなわち、色差ΔＥが０．５以下である場合は同色とし、色差ΔＥが０．５〜１．５の範囲であればわずかな違いはあるが異色とみなすほどではないものとする。本実施の形態における評価においては、感光体ドラム１１上のトナー１４を粘着テープによって採取して色差ΔＥの評価を行っているが、実際に印刷を行う場合、感光体ドラム１１上のトナー１４のすべてが用紙Ｐに転写されるわけではない。使用する用紙Ｐの種類によっても、かぶりを発生させるトナー１４の転写率は変化するが、前記評価法によって色差ΔＥが１．０以下であれば、印刷後の用紙Ｐ上では色差ΔＥが必ず１．０以下となり、画像品位上問題のないレベルであると判断される。

次に、印刷濃度に関する評価結果について説明する。印刷濃度が１．２以上である場合、階調印刷を行うと、各画素の再現性が得られるので、評価は「○」とした。また、印刷濃度が１．２未満である場合、階調印刷を行うと、各ドット（画素）の再現性を得ることができず、かすれが発生するので、評価は「×」とした。

表１から分かるように、動摩擦係数μｒ、μｂの比μｒ／μｂが１以上、すなわち、
μｂ≦μｒ
では、印刷濃度が１．２以上になり、かすれは発生しない。そして、トナー像の面積比（トナー像の密度）が２５〔％〕以下のハーフトーンで印刷を行った場合、かすれは発生しない。また、印刷濃度が１．２未満になると、トナー像を十分に形成することができず、ドットの再現性が低くなり、かすれが発生する。

次に、かぶりに関する評価結果について説明する。前述されたように、色差ΔＥが１．０以下の場合、かぶりの評価は「○」とし、色差ΔＥが１．０より大きい場合、かぶりの評価は「×」とした。

表２から分かるように、比μｒ／μｂが２以下である場合、すなわち、
μｒ≦２×μｂ
である場合、色差ΔＥが１．０以下になり、かぶりが発生しない。また、色差ΔＥによる評価と併せ、印刷結果を目視して、かぶりを確認した結果も併せて表した。この場合でも、比μｒ／μｂが
μｒ≦２×μｂ
である場合、かぶりは確認されず、良好な印字結果を得ることができた。

以上の評価は、現像ローラ１６の表面粗さＲｚを４．０〜７．０〔μｍ〕とし、トナー１４の体積平均粒子径Ｄを６．０〜９．０〔μｍ〕として行った。なお、コールターマルチサイザー３（ベックマンコールター社製）を使用して、アパーチャー径１００〔μｍ〕で３０００カウント測定を行い、そのときのトナーの体積平均粒子径をトナー１４の体積平均粒子径Ｄとした。また、トナー１４の体積平均粒子径Ｄ及び現像ローラ１６の表面の粗さＲｚが
Ｒｚ≦Ｄ
の関係にあり、かつ、当該範囲において、動摩擦係数μｂ、μｒが、
μｂ≦μｒ≦２×μｂ
の関係にある場合、かぶりが発生することなく、十分な階調の印刷濃度を得ることができる。

トナー１４の体積平均粒子径Ｄが現像ローラ１６の表面粗さＲｚより小さくなると、現像ローラ１６の表面にトナー１４の粒子が入り込み、現像ローラ１６とトナー１４との間の摩擦を安定させることができなくなる。その結果、トナー１４を十分に帯電させることができなくなり、かぶりが発生したり、印刷濃度が１．２未満になったりする。

例えば、体積平均粒子径Ｄを６〔μｍ〕とし、表面粗さＲｚを４〔μｍ〕とし、動摩擦係数μｂを０．３４とし、動摩擦係数μｒを０．５１とすると、
Ｒｚ＜Ｄ
になり、かつ、比μｒ／μｂが１．５になるので、べた印刷を行ったときの印刷濃度が１．６８になり、色差ΔＥが０．６になり、良好な印刷結果を得ることができる。

また、体積平均粒子径Ｄを６〔μｍ〕とし、表面粗さＲｚを６〔μｍ〕とし、動摩擦係数μｂを０．３４とし、動摩擦係数μｒを０．５１とすると、
Ｒｚ＝Ｄ
になり、かつ、比μｒ／μｂが１．５になるので、べた印刷を行ったときの印刷濃度が１．６８になり、色差ΔＥが０．６になり、良好な印刷結果を得ることができる。

これに対して、体積平均粒子径Ｄを６〔μｍ〕とし、表面粗さＲｚを７〔μｍ〕とし、動摩擦係数μｂを０．３４とし、動摩擦係数μｒを０．５１とすると、比μｒ／μｂが１．５になるが、
Ｒｚ＞Ｄ
になるので、トナー１４を十分に帯電させることができず、色差ΔＥが３．０になり、かぶりが発生してしまう。

したがって、前述されたように、
μｂ≦μｒ≦２×μｂ
であるときに、かぶりが発生することなく、十分な階調の印刷濃度を得ることができる。

このように、本実施の形態においては、動摩擦係数μｂ、μｒ、トナー１４の体積平均粒径Ｄ及び現像ローラ１６の平均表面粗さＲｚが、
μｂ≦μｒ
の関係にあり、かつ、
Ｒｚ≦Ｄ
の関係にある場合、べた印刷を行ったときの印刷濃度を十分に確保し、１．２以上にすることができるので、かすれが発生するのを防止することができる。

また、動摩擦係数μｂ、μｒ、トナー１４の体積平均粒径Ｄ及び現像ローラ１６の平均表面粗さＲｚが、
μｒ≦２×μｂ
の関係にあり、かつ、
Ｒｚ≦Ｄ
の関係にある場合、感光体ドラム１１上の非画像部にトナー１４が付着するのを抑制し、かぶりが発生するのを防止することができる。したがって、画像品位を向上させることができる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。また、本実施の形態におけるプリンタの構造については、前記第１の実施の形態におけるプリンタと同様であるので図２を援用して説明する。

図８は本発明の第２の実施の形態における画像形成ユニットの要部を示す断面図、図９は本発明の第２の実施の形態における現像ブレードの当接状態を示す図である。

図に示されるように、現像剤層規制部材としての現像ブレード２７は、弾性を有する金属から成り、平板状に形成される。該現像ブレード２７は、先端２７ａより手前側の平面部２７ｂを現像剤担持体としての現像ローラ１６に圧接させて配設される。

なお、本実施の形態において、現像ブレード２７は、厚さが０．０８〔ｍｍ〕にされ、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）、リン青銅、洋白（銅が６２〔％〕、ニッケルが１４〔％〕、亜鉛が２４〔％〕含有された合金）等から成る。なお、現像ブレード２７の表面に、現像ブレード２７の本体と異なる金属をめっき、蒸着等によって被覆することにより現像ブレード２７を形成することができる。この場合、該現像ブレード２７とトナー１４（図２）との間の動摩擦係数μｂは、０．３０以上、かつ、０．４０以下の範囲にされる。なお、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を使用したときの現像ブレード２７とトナー１４との間の動摩擦係数μｂは０．３４であった。

次に、印刷濃度に関する評価結果について説明する。

表３から分かるように、比μｒ／μｂが１以上、すなわち、
μｂ≦μｒ
では、印刷濃度が１．２以上になり、かすれは発生しない。そして、面積比が２５〔％〕以下のハーフトーンで印刷を行った場合も、かすれは発生しなかった。また、印刷濃度が１．２未満になると、ドットの再現性が低くなり、かすれが発生した。

次に、かぶりに関する評価結果について説明する。

表４から分かるように、比μｒ／μｂが２以下である場合、すなわち、
μｒ≦２×μｂ
である場合、色差ΔＥが１．０以下になり、かぶりが発生しない。また、色差ΔＥによる評価と併せ、印刷結果を目視して、かぶりを確認した結果も併せて表した。この場合でも、比μｒ／μｂが
μｒ≦２×μｂ
である場合、かぶりは確認されず、良好な印字結果を得ることができた。

このように、本実施の形態においては、前記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらに、前記第１の実施の形態におけるＬ字型に成形された現像ブレード１７と比較して、本実施の形態においては平板状の現像ブレード２７を使用するので、加工が容易であり、プリンタのコストを低くすることができる。

前記各実施の形態においては、カラーのプリンタについて説明しているが、本発明をモノクロのプリンタに適用することができる。また、各実施の形態においては、プリンタについて説明しているが、本発明を、画像処理装置のうちの複写機、ファクシミリ装置、複合機等に適用することができる。

なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の第１の実施の形態における現像ブレードの当接状態を示す図である。 本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概略図である。 本発明の第１の実施の形態における画像形成ユニットの要部を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態における動摩擦係数の測定方法を示す第１の図である。 本発明の第１の実施の形態における動摩擦係数の測定方法を示す第２の図である。 本発明の第１の実施の形態における動摩擦係数の測定方法を示す第３の図である。 本発明の第１の実施の形態における動摩擦係数の測定方法を示す第４の図である。 本発明の第２の実施の形態における画像形成ユニットの要部を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態における現像ブレードの当接状態を示す図である。

符号の説明

１１ 感光体ドラム
１４ トナー
１５ 画像形成ユニット
１６ 現像ローラ
１７、２７ 現像ブレード

Claims (2)

1. （ａ）像担持体と、
   （ｂ）該像担持体に現像剤を供給し、像担持体の表面に形成された静電潜像を現像する現像剤担持体と、
   （ｃ）Ｌ字型に成形され、折曲げ部を前記現像剤担持体に圧接させて配設され、前記現像剤の薄層を形成する現像剤層規制部材とを有するとともに、
   （ｄ）該現像剤層規制部材と前記現像剤との間の動摩擦係数μｂ、前記現像剤担持体と現像剤との間の動摩擦係数μｒ、現像剤の体積平均粒径Ｄ、及び現像剤担持体の平均表面粗さＲｚが、
   μｂ≦μｒ≦２×μｂ
   Ｒｚ≦Ｄ
   の関係を満たすように設定され、
   （ｅ）前記現像剤担持体の平均表面粗さＲｚが４．０〜７．０〔μｍ〕にされ、
   （ｆ）前記現像剤の体積平均粒径Ｄが６．０〜９．０〔μｍ〕にされ、
   （ｇ）前記動摩擦係数μｂが０．３０以上、かつ、０．４０以下にされることを特徴とする画像形成ユニット。
2. 請求項１に記載の画像形成ユニットを備えた画像形成装置。

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