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現像装置、前記現像装置を保持するプロセスカートリッジ及び前記現像装置又は前記プロセスカートリッジを備える画像形成装置 - キヤノン株式会社
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発明の名称 現像装置、前記現像装置を保持するプロセスカートリッジ及び前記現像装置又は前記プロセスカートリッジを備える画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−202611
公開日 平成11年(1999)7月30日
出願番号 特願平10−16479
出願日 平成10年(1998)1月13日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】藤岡 徹
発明者 松本 英樹 / 岡野 啓司 / 諏訪 貢一 / 山口 誠士
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 潜像担持体に担持された潜像を現像剤により可視像化する現像装置であって、現像剤を担持して潜像担持体の潜像担持部位に前記現像剤を搬送する外周面が形成された現像剤担持体と、前記外周面における現像剤担持量を規制する担持量規制体とを備える現像装置において、前記外周面は複数の凸部が形成されており、前記外周面に形成された凸部の高さをH[μm]、現像剤の重量平均径をT[μm]とするとき、T/4≦H≦12という範囲を満足する凸部の数密度をM[個/mm2]、及び、前記範囲を満足するHの個数平均をHave[μm]と表すとき、Have及びMが、2.4≦Have≦12、50≦M≦780、及び、600/Have≦M≦−75Have/2+870に設定されていることを特徴とする現像装置。
【請求項2】 T/4≦H≦12という範囲を満足する凸部の輪郭は放物線状若しくは略放物線状であることとする請求項1に記載の現像装置。
【請求項3】 T/4≦H≦12という範囲を満足する凸部の頂点の形状は鈍角状であることとする請求項1に記載の現像装置。
【請求項4】 T/4≦H≦12という範囲を満足する凸部の裾における幅をW[μm]と表すとき、前記凸部のH/2における幅たる半値幅が0.7W[μm]であることとする請求項1に記載の現像装置。
【請求項5】 現像剤のメルトインデックスが3〜30の範囲に採られている、又は、現像剤の重量平均径が3.5〜7.0[μm]の範囲に採られていることとする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項6】 潜像担持体に担持された潜像を現像剤により可視像化する現像装置であって、現像剤を担持して潜像担持体の潜像担持部位に前記現像剤を搬送する外周面が形成された現像剤担持体と、前記外周面における現像剤担持量を規制する担持量規制体とを備える現像装置において、現像剤担持体の外周面は、導電性球状粒子が含有された導電性被覆層により被覆されており、導電性球状粒子の個数平均径をR[μm]、及び、結着樹脂100重量部に対する導電性球状粒子の割合をD[重量部]と表すとき、R及びDが、3≦R≦15、1≦D≦13、及び、12.5/R≦D≦−0.5R+14.5に設定されていることを特徴とする現像装置。
【請求項7】 現像剤のメルトインデックスが3〜30の範囲に採られている、又は、現像剤の重量平均径が3.5〜7.0[μm]の範囲に採られていることとする請求項6に記載の現像装置。
【請求項8】 画像形成装置の本体に取り外し自在に支持されるプロセスカートリッジであって、請求項1に記載の現像装置を保持することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項9】 T/4≦H≦12という範囲を満足する凸部の輪郭は放物線状若しくは略放物線状であることとする請求項8に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項10】 T/4≦H≦12という範囲を満足する凸部の頂点の形状は鈍角状であることとする請求項8に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項11】 T/4≦H≦12という範囲を満足する凸部の裾における幅をW[μm]と表すとき、前記凸部のH/2における幅たる半値幅が0.7W[μm]であることとする請求項8に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項12】 現像剤のメルトインデックスが3〜30の範囲に採られている、又は、現像剤の重量平均径が3.5〜7.0[μm]の範囲に採られていることとする請求項8乃至請求項11のいずれか一項に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項13】 画像形成装置の本体に取り外し自在に支持されるプロセスカートリッジであって、請求項2に記載の現像装置を保持することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項14】 現像剤のメルトインデックスが3〜30の範囲に採られている、又は、現像剤の重量平均径が3.5〜7.0[μm]の範囲に採られていることとする請求項13に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項15】 外部からの画像情報に応じた画像を形成しシート状の記録媒体に記録する画像形成装置であって、請求項1に記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項16】 現像装置は、画像形成装置の本体に取り外し自在に支持されるプロセスカートリッジに保持されていることとする請求項15に記載の画像形成装置。
【請求項17】 T/4≦H≦12という範囲を満足する凸部の輪郭は放物線状若しくは略放物線状であることとする請求項15又は請求項16に記載の画像形成装置。
【請求項18】 T/4≦H≦12という範囲を満足する凸部の頂点の形状は鈍角状であることとする請求項15又は請求項16に記載の画像形成装置。
【請求項19】 T/4≦H≦12という範囲を満足する凸部の裾における幅をW[μm]と表すとき、前記凸部のH/2における幅たる半値幅が0.7W[μm]であることとする請求項15又は請求項16に記載の画像形成装置。
【請求項20】 現像剤のメルトインデックスが3〜30の範囲に採られている、又は、現像剤の重量平均径が3.5〜7.0[μm]の範囲に採られていることとする請求項15乃至請求項19のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項21】 外部からの画像情報に応じた画像を形成しシート状の記録媒体に記録する画像形成装置であって、請求項2に記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項22】 現像装置は、画像形成装置の本体に取り外し自在に支持されるプロセスカートリッジに保持されていることとする請求項21に記載の画像形成装置。
【請求項23】 現像剤のメルトインデックスが3〜30の範囲に採られている、又は、現像剤の重量平均径が3.5〜7.0[μm]の範囲に採られていることとする請求項21又は請求項22に記載の画像形成装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真装置等の画像形成装置のための現像装置及びこの現像装置を備える画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来における電子写真法を用いた画像形成装置にあっては、潜像担持体上に担持された静電潜像を現像装置が現像剤により可視像化するようになっており、前記現像剤としては乾式一成分トナーが実用化されている。
【0003】近年にあっては、前記画像形成装置としてLED(ライトエミッティドダイオード)、LBP(レーザビームプリンタ)等に代表されるプリンタが市場の主流であり、技術の方向としてはより高解像度の進む傾向、即ち、解像度は600、800、1200dpiと精密度の向上が図られており、これに伴い高解像・高精細な現像方式が要求されている。
【0004】又、省エネルギー、ファーストプリント時間の短縮化等の観点から、未定着像を記録媒体に定着する定着方式として熱効率及び安全性が良好な接触加熱型の定着装置が用いられており、定着処理時における加熱温度(以下、定着温度と称する。)が低下する傾向にある。
【0005】そこで、現像剤としてのトナーの定着性能を向上させる、即ち、低い定着温度による定着処理を可能にするために、前記トナーのバインダー熱特性及びワックス特性等を改良して前記トナーの溶融粘弾性を調整することにより前記トナーの粘性を高くするなどが行われている。
【0006】又、画像の高画質化のために、トナーの小粒径化が図られており、例えば、画像の解像力及びシャープネス等を向上させ静電潜像を忠実に再現させるためには、粒径約6〜9[μm]のトナーが用いられている。
【0007】故に、前記トナーを用いる現像装置としては、現像剤担持体と、弾性素材を主成分とするブレード状の担持量規制体とを備え、画像の高画質化を図るよう前記トナーに十分な帯電付与を行うために担持量規制体を前記トナーを介して現像剤担持体に当接させることにより、現像剤担持体上のトナーに十分なトリボ(摩擦帯電荷)を与えながら現像剤担持体のトナー担持量を規制するようになっている。
【0008】又、現像剤担持体上のトナーをより均一に帯電せしめるために前記現像剤担持体のトナー担持量を少なくする方法も行われている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来にあっては、ブレード状の担持量規制体をトナーを介して現像剤担持体に当接させることにより、現像剤担持体上のトナーに十分なトリボ(摩擦帯電荷)を与えながら現像剤担持体のトナー担持量を規制することから、前記トナーは外部からの物理的な力が加えられて現像剤担持体に融着し易くなる。
【0010】特に、現像剤担持体上のトナーをより均一に帯電せしめるなどのために担持量規制体から現像剤担持体への当接圧が大きくなる場合、現像装置の使用環境が高温多湿である場合、及び、画像形成プロセスの速度が速い場合等においては、トナーの現像剤担持体への融着が顕著である。
【0011】よって、従来にあっては、定着性の良いトナーによる高解像及び高精細画像の実現と前記トナーの現像剤担持体への融着防止との両立が困難であった。
【0012】そこで、本発明は、定着性の良い現像剤による高解像及び高精細画像の実現と前記現像剤の現像剤担持体への融着防止との両立が図られた現像装置、この現像装置を保持するプロセスカートリッジ、或いは、前記現像装置又は前記プロセスカートリッジを備える画像形成装置の提供を目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本出願に依れば、上記目的は、潜像担持体に担持された潜像を現像剤により可視像化する現像装置であって、現像剤を担持して潜像担持体の潜像担持部位に前記現像剤を搬送する外周面が形成された現像剤担持体と、前記外周面における現像剤担持量を規制する担持量規制体とを備える現像装置において、前記外周面は複数の凸部が形成されており、前記外周面に形成された凸部の高さをH[μm]、現像剤の重量平均径をT[μm]とするとき、T/4≦H≦12という範囲を満足する凸部の数密度をM[個/mm2]、及び、前記範囲を満足するHの個数平均をHave[μm]と表すとき、Have及びMが、2.4≦Have≦12、50≦M≦780、及び、600/Have≦M≦−75Have/2+870に設定されているという第一の発明により達成される。
【0014】又、本出願に依れば、上記目的は、本出願に係る第一の発明において、T/4≦H≦12という範囲を満足する凸部の輪郭は放物線状若しくは略放物線状であるという第二の発明によっても達成される。
【0015】更に、本出願に依れば、上記目的は、本出願に係る第一の発明において、T/4≦H≦12という範囲を満足する凸部の頂点の形状は鈍角状であるという第三の発明によっても達成される。
【0016】又、本出願に依れば、上記目的は、本出願に係る第一の発明において、T/4≦H≦12という範囲を満足する凸部の裾における幅をW[μm]と表すとき、前記凸部のH/2における幅たる半値幅が0.7W[μm]であるという第四の発明によっても達成される。
【0017】更に、本出願に依れば、上記目的は、本出願に係る第一の発明乃至第四の発明のいずれかにおいて、現像剤のメルトインデックスが3〜30の範囲に採られている、又は、現像剤の重量平均径が3.5〜7.0[μm]の範囲に採られているという第五の発明によっても達成される。
【0018】又、本出願に依れば、上記目的は、潜像担持体に担持された潜像を現像剤により可視像化する現像装置であって、現像剤を担持して潜像担持体の潜像担持部位に前記現像剤を搬送する外周面が形成された現像剤担持体と、前記外周面における現像剤担持量を規制する担持量規制体とを備える現像装置において、現像剤担持体の外周面は、導電性球状粒子が含有された導電性被覆層により被覆されており、導電性球状粒子の個数平均径をR[μm]、及び、結着樹脂100重量部に対する導電性球状粒子の割合をD[重量部]と表すとき、R及びDが、3≦R≦15、1≦D≦13、及び、12.5/R≦D≦−0.5R+14.5に設定されているという第六の発明によっても達成される。
【0019】更に、本出願に依れば、上記目的は、本出願に係る第六の発明において、現像剤のメルトインデックスが3〜30の範囲に採られている、又は、現像剤の重量平均径が3.5〜7.0[μm]の範囲に採られているという第七の発明によっても達成される。
【0020】又、本出願に依れば、上記目的は、画像形成装置の本体に取り外し自在に支持されるプロセスカートリッジであって、本出願に係る第一の発明に記載の現像装置を保持するという第八の発明によっても達成される。
【0021】更に、本出願に依れば、上記目的は、本出願に係る第八の発明において、T/4≦H≦12という範囲を満足する凸部の輪郭は放物線状若しくは略放物線状であるという第九の発明によっても達成される。
【0022】又、本出願に依れば、上記目的は、本出願に係る第八の発明において、T/4≦H≦12という範囲を満足する凸部の頂点の形状は鈍角状であるという第十の発明によっても達成される。
【0023】更に、本出願に依れば、上記目的は、本出願に係る第八の発明において、T/4≦H≦12という範囲を満足する凸部の裾における幅をW[μm]と表すとき、前記凸部のH/2における幅たる半値幅が0.7W[μm]であるという第十一の発明によっても達成される。
【0024】又、本出願に依れば、上記目的は、本出願に係る第八の発明乃至第十一の発明のいずれかにおいて、現像剤のメルトインデックスが3〜30の範囲に採られている、又は、現像剤の重量平均径が3.5〜7.0[μm]の範囲に採られているという第十二の発明によっても達成される。
【0025】更に、本出願に依れば、上記目的は、画像形成装置の本体に取り外し自在に支持されるプロセスカートリッジであって、本出願に係る第二の発明に記載の現像装置を保持するという第十三の発明によっても達成される。
【0026】又、本出願に依れば、上記目的は、本出願に係る第十三の発明において、現像剤のメルトインデックスが3〜30の範囲に採られている、又は、現像剤の重量平均径が3.5〜7.0[μm]の範囲に採られているという第十四の発明によっても達成される。
【0027】更に、本出願に依れば、上記目的は、外部からの画像情報に応じた画像を形成しシート状の記録媒体に記録する画像形成装置であって、本出願に係る第一の発明に記載の現像装置を備えるという第十五の発明によっても達成される。
【0028】又、本出願に依れば、上記目的は、本出願に係る第十五の発明において、現像装置は、画像形成装置の本体に取り外し自在に支持されるプロセスカートリッジに保持されているという第十六の発明によっても達成される。
【0029】更に、本出願に依れば、上記目的は、本出願に係る第十五の発明又は第十六の発明において、T/4≦H≦12という範囲を満足する凸部の輪郭は放物線状若しくは略放物線状であるという第十七の発明によっても達成される。
【0030】又、本出願に依れば、上記目的は、本出願に係る第十五の発明又は第十六の発明において、T/4≦H≦12という範囲を満足する凸部の頂点の形状は鈍角状であるという第十八の発明によっても達成される。
【0031】更に、本出願に依れば、上記目的は、本出願に係る第十五の発明又は第十六の発明において、T/4≦H≦12という範囲を満足する凸部の裾における幅をW[μm]と表すとき、前記凸部のH/2における幅たる半値幅が0.7W[μm]であるという第十九の発明によっても達成される。
【0032】又、本出願に依れば、上記目的は、本出願に係る第十五の発明乃至第十九の発明のいずれかにおいて、現像剤のメルトインデックスが3〜30の範囲に採られている、又は、現像剤の重量平均径が3.5〜7.0[μm]の範囲に採られているという第二十の発明によっても達成される。
【0033】更に、本出願に依れば、上記目的は、外部からの画像情報に応じた画像を形成しシート状の記録媒体に記録する画像形成装置であって、本出願に係る第二の発明に記載の現像装置を備えるという第二十一の発明によっても達成される。
【0034】又、本出願に依れば、上記目的は、本出願に係る第二十一の発明において、現像装置は、画像形成装置の本体に取り外し自在に支持されるプロセスカートリッジに保持されているという第二十二の発明によっても達成される。
【0035】更に、本出願に依れば、上記目的は、本出願に係る第二十一の発明又は第二十二の発明において、現像剤のメルトインデックスが3〜30の範囲に採られている、又は、現像剤の重量平均径が3.5〜7.0[μm]の範囲に採られているという第二十三の発明によっても達成される。
【0036】即ち、本出願に係る第一の発明にあっては、現像剤担持体の外周面に形成されている凸部であって、前記外周面からの高さをH[μm]、現像剤の重量平均径をT[μm]とすると共に、T/4≦H≦12という範囲を満足する凸部の数密度をM[個/mm2]、及び、前記範囲を満足するHの個数平均をHave[μm]と表すとき、Have及びMが、2.4≦Have≦1212、50≦M≦780、及び、600/Have≦M≦−75Have/2+870に設定されている凸部が、現像剤担持体と担持量規制体との間に形成されるニップにおいて担持量規制体を前記外周面の法線方向に持ち上げる。
【0037】又、本出願に係る第二の発明にあっては、T/4≦H≦12という範囲を満足すると共に輪郭が放物線状若しくは略放物線状となるよう現像剤担持体の外周面に形成された凸部が、現像剤担持体と担持量規制体との間に形成されるニップにおいて担持量規制体を前記外周面の法線方向に持ち上げながら担持量規制体に摺接する。
【0038】更に、本出願に係る第三の発明にあっては、T/4≦H≦12という範囲を満足すると共に頂点の形状が鈍角状となるよう現像剤担持体の外周面に形成された凸部が、現像剤担持体と担持量規制体との間に形成されるニップにおいて担持量規制体を前記外周面の法線方向に持ち上げながら担持量規制体に摺接する。
【0039】又、本出願に係る第四の発明にあっては、T/4≦H≦12という範囲を満足すると共に半値幅が0.7Wとなるよう現像剤担持体の外周面に形成された凸部が、現像剤担持体と担持量規制体との間に形成されるニップにおいて担持量規制体を前記外周面の法線方向に持ち上げながら担持量規制体に摺接する。
【0040】更に、本出願に係る第五の発明にあっては、潜像担持体に担持されている潜像が、メルトインデックスが3〜30の範囲に採られている、又は、重量平均径が3.5〜7.0[μm]の範囲に採られている現像剤により可視像化される。
【0041】又、本出願に係る第六の発明にあっては、個数平均径R[μm]及び結着樹脂100重量部に対する割合D[重量部]が、3≦R≦15、1≦D≦13、及び、12.5/R≦D≦−0.5R+14.5となるよう現像剤担持体の外周面に含有された導電性球状粒子が、現像剤担持体と担持量規制体との間に形成されるニップにおいて担持量規制体を前記外周面の法線方向に持ち上げる。
【0042】更に、本出願に係る第七の発明にあっては、潜像担持体に担持されている潜像が、メルトインデックスが3〜30の範囲に採られている、又は、重量平均径が3.5〜7.0[μm]の範囲に採られている現像剤により可視像化される。
【0043】又、本出願に係る第八の発明にあっては、プロセスカートリッジに保持されている現像装置の現像剤担持体の外周面に形成されている凸部であって、前記外周面からの高さをH[μm]、現像剤の重量平均径をT[μm]とすると共に、T/4≦H≦12という範囲を満足する凸部の数密度をM[個/mm2]、及び、前記範囲を満足するHの個数平均をHave[μm]と表すとき、Have及びMが、2.4≦Have≦1212、50≦M≦780、及び、600/Have≦M≦−75Have/2+870に設定されている凸部が、現像剤担持体と担持量規制体との間に形成されるニップにおいて担持量規制体を前記外周面の法線方向に持ち上げる。
【0044】更に、本出願に係る第九の発明にあっては、T/4≦H≦12という範囲を満足すると共に輪郭が放物線状若しくは略放物線状となるようプロセスカートリッジに保持されている現像装置の現像剤担持体の外周面に形成された凸部が、現像剤担持体と担持量規制体との間に形成されるニップにおいて担持量規制体を前記外周面の法線方向に持ち上げながら担持量規制体に摺接する。
【0045】又、本出願に係る第十の発明にあっては、T/4≦H≦12という範囲を満足すると共に頂点の形状が鈍角状となるようプロセスカートリッジに保持されている現像装置の現像剤担持体の外周面に形成された凸部が、現像剤担持体と担持量規制体との間に形成されるニップにおいて担持量規制体を前記外周面の法線方向に持ち上げながら担持量規制体に摺接する。
【0046】更に、本出願に係る第十一の発明にあっては、T/4≦H≦12という範囲を満足すると共に半値幅が0.7Wとなるようプロセスカートリッジに保持されている現像装置の現像剤担持体の外周面に形成された凸部が、現像剤担持体と担持量規制体との間に形成されるニップにおいて担持量規制体を前記外周面の法線方向に持ち上げながら担持量規制体に摺接する。
【0047】又、本出願に係る第十二の発明にあっては、潜像担持体に担持されている潜像が、メルトインデックスが3〜30の範囲に採られている、又は、重量平均径が3.5〜7.0[μm]の範囲に採られている現像剤により可視像化される。
【0048】更に、本出願に係る第十三の発明にあっては、個数平均径R[μm]及び結着樹脂100重量部に対する割合D[重量部]が、3≦R≦15、1≦D≦13、及び、12.5/R≦D≦−0.5R+14.5となるようプロセスカートリッジに保持されている現像装置の現像剤担持体の外周面に含有された導電性球状粒子が、現像剤担持体と担持量規制体との間に形成されるニップにおいて担持量規制体を前記外周面の法線方向に持ち上げる。
【0049】又、本出願に係る第十四の発明にあっては、潜像担持体に担持されている潜像が、メルトインデックスが3〜30の範囲に採られている、又は、重量平均径が3.5〜7.0[μm]の範囲に採られている現像剤により可視像化される。
【0050】更に、本出願に係る第十五の発明にあっては、画像形成装置に備えられた現像装置の現像剤担持体の外周面に形成されている凸部であって、前記外周面からの高さをH[μm]、現像剤の重量平均径をT[μm]とすると共に、T/4≦H≦12という範囲を満足する凸部の数密度をM[個/mm2]、及び、前記範囲を満足するHの個数平均をHave[μm]と表すとき、Have及びMが、2.4≦Have≦1212、50≦M≦780、及び、600/Have≦M≦−75Have/2+870に設定されている凸部が、現像剤担持体と担持量規制体との間に形成されるニップにおいて担持量規制体を前記外周面の法線方向に持ち上げる。
【0051】又、本出願に係る第十六の発明にあっては、現像装置への現像剤補給等のメンテナンスが必要であるときには、新たなプロセスカートリッジに交換する。
【0052】更に、本出願に係る第十七の発明にあっては、T/4≦H≦12という範囲を満足すると共に輪郭が放物線状若しくは略放物線状となるよう画像形成装置に備えられた現像装置の現像剤担持体の外周面に形成された凸部が、現像剤担持体と担持量規制体との間に形成されるニップにおいて担持量規制体を前記外周面の法線方向に持ち上げながら担持量規制体に摺接する。
【0053】又、本出願に係る第十八の発明にあっては、T/4≦H≦12という範囲を満足すると共に頂点の形状が鈍角状となるよう画像形成装置に備えられた現像装置の現像剤担持体の外周面に形成された凸部が、現像剤担持体と担持量規制体との間に形成されるニップにおいて担持量規制体を前記外周面の法線方向に持ち上げながら担持量規制体に摺接する。
【0054】更に、本出願に係る第十九の発明にあっては、T/4≦H≦12という範囲を満足すると共に半値幅が0.7Wとなるよう画像形成装置に備えられた現像装置の現像剤担持体の外周面に形成された凸部が、現像剤担持体と担持量規制体との間に形成されるニップにおいて担持量規制体を前記外周面の法線方向に持ち上げながら担持量規制体に摺接する。
【0055】又、本出願に係る第二十の発明にあっては、潜像担持体に担持されている潜像が、メルトインデックスが3〜30の範囲に採られている、又は、重量平均径が3.5〜7.0[μm]の範囲に採られている現像剤により可視像化される。
【0056】更に、本出願に係る第二十一の発明にあっては、個数平均径R[μm]及び結着樹脂100重量部に対する割合D[重量部]が、3≦R≦15、1≦D≦13、及び、12.5/R≦D≦−0.5R+14.5となるよう画像形成装置に備えられた現像装置の現像剤担持体の外周面に含有された導電性球状粒子が、現像剤担持体と担持量規制体との間に形成されるニップにおいて担持量規制体を前記外周面の法線方向に持ち上げる。
【0057】又、本出願に係る第二十二の発明にあっては、現像装置への現像剤補給等のメンテナンスが必要であるときには、新たなプロセスカートリッジに交換する。
【0058】更に、本出願に係る第二十三の発明にあっては、潜像担持体に担持されている潜像が、メルトインデックスが3〜30の範囲に採られている、又は、重量平均径が3.5〜7.0[μm]の範囲に採られている現像剤により可視像化される。
【0059】
【発明の実施の形態】以下の添付図面に基づき本発明における実施の形態に関して説明する。
【0060】(第一の実施形態)先ず、本発明における第一の実施形態に関して図1乃至図に基づき説明する。
【0061】図1は、本実施形態を好適に示す画像形成装置の一例たるレーザビームプリンタ(以下、プリンタと略称する。)の概略構成を示す模式的断面図である。
【0062】プリンタは、電子写真プロセスを採用する画像形成装置であって、1は、潜像担持体たるOPC感光体等から成る電子写真感光体(以下、感光ドラム1と称する。)であり、本実施形態にあっては、感光ドラム1の周速度(以下、プロセススピードと称する。)は100mm/secに採られている。
【0063】感光ドラム1は、その外周面を一次帯電ローラ2により一様に帯電されたのち、レーザスキャナ101により外部からの画像信号に応じて前記外周面に露光処理を施される。
【0064】レーザスキャナ101は、半導体レーザの点滅をポリゴンスキャナにより走査し光学系により感光ドラム1の外周面の帯電処理済みの部位上に結像せしめ、以て、画像情報に応じた静電潜像が前記部位に形成される。
【0065】次に、感光ドラム1の外周面に形成された静電潜像は、現像装置6からの現像剤たるトナーにより可視像化される。
【0066】現像方法としては、ジャンピング現像等が用いられ記録するところをレーザを点灯して静電潜像の電荷を除去するイメージ露光と、感光ドラム1の外周面の電荷の少ない部位にトナーを付着するという反転現像が組み合わされて採用されている。
【0067】次に、感光ドラム1の外周面に形成された可視像(以下、トナー像と称する。)は、記録媒体たる転写材104上に転写される。
【0068】転写材104は、カセット103に収納されており、給紙ローラ105により1枚ずつ給送される。
【0069】即ち、ホストコンピュータ等の外部出力装置からの画像形成開始信号入力により、給紙ローラ105による給紙が行われ、感光ドラム1の外周面に形成されたトナー像が転写ローラ107により転写材104上に転写される。
【0070】転写ローラ107は、導電性の弾性体を主成分とし、感光ドラム1と転写ローラ107との間に形成された転写ニップ部におけるバイアス電界により静電的転写工程が行われる。
【0071】よって、トナー像が転写された転写材104は、定着装置109における加熱及び加圧により定着処理が施され、一方、現像処理工程後における感光ドラム1の外周面上の残留物はクリーニング装置100に設けられたクリーナブレード5によりクリーニングされる。
【0072】図2は、現像装置6の概略構成を示す模式的断面図である。
【0073】前記現像装置6は、現像剤担持体たる円筒状の回転自在な現像スリーブ3の外周面にトナーを介して担持量規制体たるブレード状のブレード8の一方の端部が当接して配置されている。
【0074】ブレード8は、本実施形態にあっては、ゴム硬度JISAで65°のウレタンゴムを主成分とし、現像スリーブ3の外周面に当接圧P(現像スリーブ3の軸線方向についての1cmあたりの当接荷重[gf/cm])=40gf/cmで当接するよう現像装置6の本体に支持されている。
【0075】又、本実施形態にあっては、現像スリーブ3とブレード8との間に形成された当接部(ニップ部)の幅が1.0[cm]、及び、ブレード8における当接最上流位置(現像スリーブ回転方向における上流)からブレード8における自由端までの距離(以下、NEと称する。)が2.0[mm]に採られている。
【0076】現像スリーブ3は、結着樹脂に導電性微粉末及び導電性球状粒子を含有させた塗布剤をアルミニウム製の円筒状体の外周面にコートしたものを用いる。
【0077】導電性球状粒子としてはフェノール樹脂の表面にメカノケミカル法によりバルクメソフェーズピッチを被覆し、得られた粒子を酸化性雰囲気下で熱処理したのちに焼成して炭素化及び/又は黒鉛化したものを用い、結着樹脂としてはフェノール樹脂を用い、導電性微粉末としてはカーボンブラックを用い、潤滑性粒子としてはグラファイト粒子を用いた。
【0078】以上の粒子等をガラスビーズ及びサンドミルを用いて分散せしめたのち、イソプロピルアルコールを用いて希釈し、次に、カーボンブラックを添加して再度サンドミルにより分散したのち、ガラスビーズを分離して現像スリーブ塗工用の塗料とした。
【0079】次に、外径φ16[mm]のアルミニウム製の円筒状体を立てて回転せしめながら、スプレーガンを一定の速度で下降せしめながら前記円筒状体の外周面に上述の塗料を塗布することにより膜厚の均一な塗布スリーブを得た。
【0080】そして、塗布スリーブを乾燥炉にて140[℃]で30分間乾燥硬化せしめて現像スリーブサンプルとし、前記サンプルの外周面のJIS規格(B0601)の中心線平均粗さRaは1.0[μm]であった。
【0081】現像スリーブ3の中空部には、ローラ状のマグネットローラ4が固定して配置されている。
【0082】現像装置6の本体には、現像剤たる一成分磁性トナー7(以下、トナー7と称する。)が収容されており、前記トナー7は、攪拌部材10により撹拌されたのち現像スリーブ3の付近に搬送されたのち、マグネットローラ4が形成する磁界作用で現像スリーブ3の外周面に供給され、次に、現像スリーブ3の回転と共に搬送されたのち、現像スリーブ3とブレード8との間に形成されたニップ部でトリボ付与及び層厚規制を受けて、感光ドラム1及び現像スリーブ3の間に形成される現像領域へと搬送される。
【0083】現像スリーブ3には、直流に交流を重畳した交互電圧を電源11で印加して感光ドラム1との間に現像電界を形成し、前記電界に従って感光ドラム1の外周面上の静電潜像の現像処理を行う。
【0084】即ち、現像スリーブ3には、本実施形態にあっては、直流電圧:Vdc=−500[V]に交流電圧:矩形波Vpp=1600[V]及び周波数f=1800[Hz]を重畳した現像バイアス11を印加されるよう設定されている。
【0085】感光ドラム1と現像スリーブ3との間隔は、本実施形態にあっては、最近接位置で300μmのギャップを維持するよう感光ドラム1に配置されており、感光ドラム1は帯電電位Vd=−700[V]に均一帯電され、画像信号に従いレーザで露光されることにより、感光ドラム1の露光部位はVl=−150[V]になり、以て、感光ドラム1の電位Vl部位が負帯電性トナーにより反転現像される。
【0086】前記トナー7は、本実施形態にあっては、負帯電性磁性一成分トナーが採用されている。
【0087】詳細には、前記トナー7の結着樹脂としてスチレンn−ブチルアクリレート共重合体100[重量部]に、磁性体粒子80[重量部]、モノアゾ系鉄錯体の負電荷制御剤2[重量部]及びワックスとしての低分子量ポリプロピレン3[重量部]を140[℃]に加熱された2軸エクストルーダで溶融混練し、冷却した混練物をハンマーミルで粗粉砕し、更に、得られた粗粉砕物をジェットミルで微粉砕し、以て、得られた微粉砕物を風力分級して重量平均径5.0[μm]の分級粉を得た。
【0088】次に、得られた平均粒径5.0[μm]の分級品に疎水性シリカ微粉体1.0重量部をヘンシェルミキサにより混合して現像剤が得られた。
【0089】尚、得られた現像剤の定着性を示す指標メルトインデックスMIは20であり、本発明にあっては、MI3〜30、重量平均粒径3.5〜7.0[μm]の範囲のものを用いることができる。
【0090】以下に、本実施形態の内容の詳細な説明を行う。
【0091】[実験1]トナーMI、粒径及びスジ【0092】基本的に上記装置を用い、現像スリーブとしては、上記のスリーブ製法において導電性球状粒子を分散させていないものを用い(Ra=0.9[μm])、トナーのMI及び粒径を変えて定着及び現像各特性及び耐久性を調べるための実験は下記の通りである。
【0093】ブレード:ウレタンゴム(硬度65°)線圧P=40[g/cm]、NE=2.0[mm]
スリーブ:導電性樹脂層コートスリーブRa=0.9[μm]、導電性球状粒子=0トナーコート量:W=1.00[mg/cm2](W:現像スリーブ表面1[cm2]あたりの トナーコート重量[mg/cm2])
【0094】以上の条件下において、前記トナーのバインダー樹脂の分子量を変えることによりMIの異なるトナーを得ることができ、又、分級条件を変えることにより平均粒径の異なるトナーを得ることができた。
【0095】尚、本実施形態にあっては、メルトインデックス(MI)は、JIS K7210に記されているの装置を用い、測定温度=125[℃]、荷重=5[kg]及び試料充填量=5〜10[g]の条件下において手動切り取り法により測定されており、得られた測定値は10分値に換算されている。
【0096】又、本実施形態にあっては、前記トナーの平均粒径の測定は、コールターマルチサイザーII型(コールター社製)を用いて行い、前記測定から得られたトナーの体積分布から重量基準の重量平均粒径D4[μm]を算出した。
【0097】次に、以上の測定を各種トナーA、B、C、Dに対して行い、得られた下記の評価結果を示した表1を示す。
【0098】
[表1]
トナー MI 粒径[μm] 定着性 画質 耐久性 A 15 5.0 ○ ◎ × B 15 8.0 ○ △ △ C 1 5.0 × ◎ △ D 1 8.0 × △ ○【0099】先ず、前記表1における画像評価に関して以下に説明する。
【0100】(1)画質(文字シャープ性)
【0101】耐久評価サンプルたる文字画像を約30倍に拡大することにより画質評価を行った。尚、前記表1の画質の項目における記号は、◎:サンプルのラインが非常にシャープで飛び散りがはとんど無い、○:若干に飛び散りが見られるがサンプルのラインは比較的シャープ、△:飛び散りがやや見られサンプルのラインは若干ぼんやり、×:△のレベルに満たないという評価結果を表している。
【0102】(2)定着性【0103】耐久評価サンプルたる文字画像に50[g/cm2]の荷重をかけたのち柔和な薄紙により定着画像を摺擦することにより、摺擦前後の各々における前記サンプルの画像濃度をマクベス反射濃度計(マクベス社製)を用いて測定し、得られた各画像濃度から摺接前後における前記サンプルの画像濃度の低下率[%]の評価を行った。尚、前記表1の定着性の項目における記号は、◎:画像濃度の低下率が5[%]未満、○:画像濃度の低下率が5[%]以上10[%]未満、△:画像濃度の低下率が10[%]以上20[%]未満、×:画像濃度の低下率が20[%]以上という評価結果を表している。
【0104】(3)耐久性【0105】常温常湿(25[℃]及び60[%])、高温高湿(32[℃]及び90[%])、低温低湿(10[℃]及び15[%])の各環境下、4[枚/1分]の画像形成速度で10000枚の転写材に連続して画像形成をし、以て、各環境下における各転写材でのスジ発生状況に関する評価を行った。尚、前記表1の耐久性の項目における記号は、○:スジ発生無し、△:画像上におけるスジ発生が視覚により感じられないレベル、×:画像上スジ発生がはっきりわかる(スジ形成)という評価結果を表している。
【0106】以上における(1)〜(3)までの評価結果より分かったことを以下に示す。
【0107】(1)定着性はトナーのMIと相関しており、MI=3〜30の範囲が良好な定着性を示し、MI=3未満だと定着性の低下が見られ、MI=30を越えると高温オフセット発生の虞れがある。
【0108】(2)画質は粒径と相関しており、粒径=3.5〜7.0[μm]の範囲が良く、粒径=3.5未満だと帯電量が高くなり現像性の低下が見られ、粒径=7.0を越えると画像のライン及びドットの再現性の低下が見られる。
【0109】(3)トナーのMIを大きくする、即ち、前記トナーの粒径を小さくすることにより、転写材上に形成された画像の耐久性、即ち、スジ形成の抑制能力は低下する。
【0110】次に、前記(3)のスジの発生原因について分かっていることを示す。
【0111】前記スジの発生は現像スリーブ3とブレード8との間に形成されるニップにトナーの凝集体が形成されることが主な要因であることから、前記凝集体の大きさが200[μm]程度まで成長すると、前記凝集体を構成するトナーが半溶融状態で凝集して、互いに当接し合うことによる現像スリーブ3及びブレード8からの加圧及び摩擦により前記トナーが凝集し溶けて互いに融着することにより前記凝集体に成長するものと考えられる。
【0112】又、前記トナーとしては、粒径が小さくなるにつれてトナーの凝集度が大きくなり、以て、現像スリーブ3とブレード8との間に形成されたニップ及びその周辺等に詰まり易くなる。
【0113】更に、前記トナーのMIが大きくなるにつれて、各トナー粒子に蓄熱され外添剤が前記トナー粒子の内部に埋め込まれることによりトナーの凝集度が大きくなること、及び、蓄熱により前記トナー粒子溶けやすくなることの二つが考えられる。
【0114】又、使用環境としては高温高湿(32[℃]及び90[%RH])になるほどスジの発生が顕著になると考えられる。
【0115】[実験2]現像スリーブ表面形状とスジ発生及び画質(その1)
【0116】次に、定着性良好(MI=3〜30)、及び、小粒径(粒径=3.5〜7[μm])のトナーの耐久性を満足するよう高温高湿(32[℃]及び90[%RH])の環境下における現像スリーブ形状の違いによるスジ発生の程度を調べた結果を以下に示す。
【0117】尚、前記スジ発生程度の違いの測定条件としては、ブレード8の材質及びサイズ等の設定は前記実験1と同様であるが、測定に供するトナーはMI=15及び粒径5.0[μm]とし、現像スリーブ3は導電性被覆層に前記導電性球状粒子(真密度=1.5[g/cm3]及び長径/短径の比=1.2)を分散させることとした。
【0118】即ち、前記導電性被覆層に分散される導電性球状粒子の個数平均径R[μm]、及び、導電性球状粒子の分散量D[重量部](結着樹脂100[重量部]に対する導電性球状粒子の重量部により定義される。)を変化させることにより現像スリーブ表面形状の変化を行った。
【0119】尚、前記実験2においてはスジの発生状況をより分かりやすくするために、高温高湿環境で現像スリーブ3を空回転させてスジの発生時間を測定した。
【0120】よって、前記現像スリーブ3の空回転と画像形成時との対応関係を採ることにより、前記空回転において10時間スジの発生が見られなければ画像形成枚数10000枚の画質はOKであるという結果が得られた。
【0121】そこで、前記測定より得られる結果を図3に示す。
【0122】尚、図3は、スジ発生時間の各パラメータに対する変遷を示すグラフであって、(A)は、R=15[μm]と一定に維持する一方、Dを可変としたときに得られる結果を示すグラフであり、(B)は、D=5[重量部]と一定に維持する一方、Rを可変としたときに得られる結果を示すグラフである。
【0123】次に、図3より分かったことを以下に示す。
【0124】(1)導電性球状粒子の個数平均径R及び分散量Dが大きいほど、スジの発生は抑えられる。
【0125】(2)導電性球状粒子の個数平均径R及び分散量Dが大きいほど、画質(文字のシャープ性)がの低下が見られる。
【0126】何故ならば、現像スリーブ3とブレード8との間に形成されるニップ及びその近傍(図4参照)において形成されたトナーの凝集体13は、主に、現像スリーブ3の回転による力(図4におけるFθの方向)、及び、ブレード8が現像スリーブ3に当接される方向の力(図4におけるFrの方向)がかかる。
【0127】よって、Fθ方向のカがFrの方向のカより相対的に強くなる場合である凝集体13が生じ難い、若しくは、仮に凝集体13が生じたとしても現像スリーブ3の外周面上に担持されたトナーは、現像スリーブ3とブレード8との間に形成されるニツプを擦り抜けることができると考えられる。
【0128】尚、図4は、現像スリーブ3とブレード8との間に形成されるニップ及びその周辺を示す図である。
【0129】又、現像スリーブ3の導電性被覆層に導電性球状粒子12が分散されることにより、現像スリーブ3とブレード8との間に形成されるニツプを導電性球状粒子12が透過するときに局所、特に、前記ニップを持ち上げてFr方向への力を軽減すると考えられ、即ち、前記(1)の結果は、導電性球状粒子の個数平均径R及び分散量Dが大きいほど上述の効果が大きくなることによるものであると考えられる。
【0130】又、前記(2)の結果は、導電性球状粒子の個数平均径R及び分散量Dが大きいはど、前記粗度Raが大きくなってトナーコート量が増えることによるものだと考えられる。
【0131】[実験3]現像スリーブ表面形状とスジ発生及び画質(その2)
【0132】前記実験2においては導電性球状粒子の個数平均径R及び分散量Dの各々を固定して実験を行ったが、本実験3にあってはR及びDを様々に変化させて前記実験2と同様の実験を行うことにより、スジ及び画質(シャープ性)に対する前記個数平均径R及び分散量Dの関係を詳細に求めた。
【0133】本実験3により得られる結果を図5に示す。尚、図5は、導電性球状粒子の分散量Dと個数平均径Rとの対応関係を示すグラフであって、図5において、○:スジ及び画質(シャープ性)の両方を好適に満たしている、△:スジの発生は抑えられるが画質の低下が見られることを示し、×:画質は良好に維持されるがスジ発生の抑制の低下が見られるという結果を各々示している。
【0134】次に、図5より分かったことを以下に示す。
【0135】(1)導電性球状粒子の個数平均径R及び分散量Dの関係が、3≦R≦15、1≦D≦13、及び、12.5/R≦Dの範囲であればスジは発生しないことが分かった。
【0136】(2)導電性球状粒子の個数平均径R及び分散量Dの関係が、D≦−0.5R+14.5の範囲であれば画質(シャープ性)を満足できることが分かった。
【0137】(3)前記(1)及び(2)の結果より導電性球状粒子の個数平均径R及び分散量Dの関係が、3≦R≦15、1≦D≦13、及び、12.5/R≦D≦−0.5R+14.5であればスジ及び画質(シャープ性)の両方を同時に満足できることが分かった。
【0138】即ち、前記(1)の結果は、導電性球状粒子の個数平均径Rが大きいときはスジ発生の防止に対するマージンを広くとれるため、スジが発生しない程度に分散の割合を減らしてトナーのコート量を減らし、以て、画像の高画質化を図ることができる。
【0139】又、導電性球状粒子の個数平均径Rが小さくなるにつれてスジ発生の防止に対するマージンが狭くなっていくため、導電性球状粒子の分散量Dを増す必要が生じることを示している。
【0140】更に、前記(2)の結果は、導電性球状粒子の個数平均径R及び分散量Dが増すことによって前記Raが大きくなり、以て、現像スリーブ3の表面のトナーコート量が多くなりすぎて画像のシャープ性が低下することを示しており、Raが1.4[μm]程度迄なら画質は満足できることが分かった。
【0141】又、導電性球状粒子の分散量D=−0.5R+14.5のライン上に乗るよう現像スリーブ3が構成されるときには、現像スリーブ3の表面のRaは殆ど1.4[μm]であり、一方、前記分散量D=12.5/Rのライン上に乗るよう現像スリーブ3が構成されるときには、現像スリーブ3の表面の粗度Raは殆ど0.8〜0.9[μm]程度であることが分かった。
【0142】又、図3中において、同画質(シャープ性)を満足できる領域にあっても画質良化傾向を示す矢印方向の導電性球状粒子の個数平均径R及び分散量Dの構成の方が画質(シャープ性)は更に向上することが分かった。
【0143】以上の結果から、本実施形態にあっては、現像剤としてMI=3〜30、又は、重量平均粒径=3.5〜7.0[μm]であるトナーを用い、ブレード8による現像スリーブ3の表面へのトナーコートを行っても、導電性球状粒子の個数平均径Rと結着樹脂100[重量部]に対する導電性球状粒子の重量部Dの関係が、3≦R≦15、1≦D≦13及び12.5/R≦D≦−0.5R+14.5に設定された現像スリーブ3を用いることにより、前記トナーの耐久性を維持しながら画質を好適に満足することができると共に、転写材上におけるスジ発生を抑えることができることが分かった。
【0144】又、本実施形態にあっては、ブレード8のNE、及び、ブレード8から現像スリーブ3への当接圧が変わることにより、現像スリーブ3の表面におけるトナーコート量は変わるが、0.5≦NE≦3.5、及び、10≦当接圧≦60である場合に、現像スリーブ3の表面上の導電性球状粒子の平均粒径及び分散量を、3≦R≦15[μm]、1≦D≦13及び12.5/R≦D≦−0.5R+14.5に設定することにより、現像スリーブ3の表面上のWを0.8≦W≦1.5の範囲に層形成することができ、前述と同様の効果が得られることが分かった。
【0145】尚、本実施形態にあっては、ブレード8が、現像スリーブ3の回転方向に逆らう方向に向けて現像スリーブ3の表面に当接して配置される場合を説明したが、図5のように現像スリーブ3の回転方向に向けてブレード8が現像スリーブ3の表面に当接して配置される場合においても本実施形態は適用可能であって、やはり、前述と同様の効果が得られるのは言うまでもない。
【0146】(第二の実施形態)次に、本発明における第二の実施形態に関して説明する。尚、本実施形態における画像形成装置及び現像装置の概略構成は第一の実施形態と同様であることから、図1及び図2に代えて説明を省略する。
【0147】本実施形態にあっては、第一の実施形態で示したような導電性球状粒子を用いなくても第一の実施形態と同様にスジ及び画質(シャープ性)の両方を同時に満たすことができる現像装置を示すものである。
【0148】第一の実施形態にあっては、導電性球状粒子の個数平均径R[μm]及び分散量D[重量部]を変えることにより現像剤担持体の表面状態を変化させていた。
【0149】しかしながら、本実施形態にあっては、アルミニウム製の円筒状の基体の内側よりガラス製の球状ブラスト材を高速で衝突させることにより基体の表面に凸部を作り出したのちに、導電性球状粒子が分散されていない塗工液を前記表面に塗布することにより前記表面の状態を変化させた現像剤担持体たるローラ状の回転自在な現像スリーブを作成することとした。
【0150】尚、本実施形態にあっては、球状ブラスト材の粒径、個数及びブラスト時間を変えることにより現像スリーブの表面の凸部の高さ及び個数密度を変化させることとした。
【0151】又、前記凸部の個数は、スリーブ軸線方向における3点(100[μm]×100[μm])、及び、スリーブ周方向における6点(100[μm]×100[μm])により張られる測定領域内をSEMを用いて測定することにより算出されることとした。
【0152】更に、前記凸部の高さH[μm]は、本実施形態にあっては、前記測定領域内に形成されている全ての凸部の高さを測定したのち、得られた測定値の個数平均を採ることにより算出された。
【0153】又、前記凸部は、球状体若しくは略球状体の一部が切り取られた形状に成形されており、前記凸部の裾における幅をW[μm]としたとき、前記凸部のH/2における幅たる半値幅半値幅は0.7W[μm]以上であった。
【0154】以下に、本実施形態の内容の詳細な説明を行う。
【0155】[実験4]現像スリーブ表面形状とスジ発生及び画質【0156】前述した方法により現像スリーブの表面形状を変化させたのち、得られた表面形状の異なる現像スリーブの各々に対して前記実験2と同条件で実験を行うことにより、表面形状(凸部の高さと凸部における個数密度)がスジ発生及び画質に与える影響を確認した。
【0157】前記実験4により得られる結果を図6に示す。尚、図6において、○:スジ発生及び画質(シャープ性)の両方を好適に満足、△:スジの発生は抑えられるが画質の低下が見られる、×:画質は良好に維持されるがスジ発生の抑制が低下するという結果を各々示している。
【0158】次に、図6より分かったことを以下に示す。
【0159】(1)前記測定領域に亘る凸部の平均高さをHave[μm]、個数密度をM[個/mm2]と表すとき、Have及びMが、2.4≦Have≦12、50≦M≦780及び600/Have≦Mという各関係を満足する現像スリーブを採用することによりスジの発生を抑えることができるということが分かった。
【0160】(2)前記Have及びMが、M≦−75Have/2+870という関係を満足する現像スリーブを採用することにより画質(シャープ性)を好適に満足できるということが分かった。
【0161】(3)前記Have及びMが、2.4≦Have≦12、50≦M≦780、及び、600/Have≦M≦−75Have/2+870という関係を満足する現像スリーブを採用することによりスジの発生抑制及び画質(シャープ性)を同時に満足できることが分かった。
【0162】前記(1)の結果は、第一の実施形態と同様の理由から、半球状の凸部の平均高さHaveが高いときにはスジの発生抑制に対してマージンを広くとれるため、スジが発生しない程度に個数密度Mを減らすことにより現像スリーブの表面におけるトナーコート量を減らし、画像の高画質化を図ることができる。
【0163】又、前記Haveが低くなるにつれてスジの発生抑制に対するマージンが狭くなっていくため、個数密度Mを増す必要が生じることを示している。
【0164】即ち、本実施形態にあっては、前記(2)の結果においても、第一の実施形態と同様の理由で、前記Have及び個数密度Mが増すことにより現像スリーブの表面における粗度Raが大きくなり、以て、現像スリーブの表面におけるトナーコート量が多くなって画像のシャープ性が低下することを示しており、粗度Raが1.4μm程度迄なら画質は好適に維持できることが分かった。
【0165】又、本実施形態にあっては、境界線たる600/Have=Mのライン上に乗るよう現像スリーブを構成することにより、現像スリーブの表面においてRa≒1.4[μm]となり、一方、M=−75Have/2+870のライン上に乗るよう現像スリーブを構成することにより、現像スリーブの表面においてRa≒0.8〜0.9[μm]程度となることが分かった。
【0166】更に、図6中において、同画質(シャープ性)を満足できる領域にあっても画質良化傾向を示す矢印方向の前記Have及びMに採られた構成の方が画質(シャープ性)は更に向上することが分かった。
【0167】[実験5]トナー粒径及びスジ発生【0168】次に、実験に用いられる各トナーの重量平均径を3.5、5.0、6.0、7.0[μm]に設定したのち、各トナーに対して実験4と同様の実験を行った。本実験5により得られた結果を図7に示す。
【0169】尚、図7は前記凸部の個数密度を300[個/mm2]に保たれたときにおける前記凸部の高さとスジ発生程度との対応関係を確認した結果を示すグラフであり、グラフにおける印はスジが発生するか否かの境界を示しており、凸部の高さ平均Haveが前記印より低いとスジが発生し、高いとスジの発生は無くなるということが示されている。
【0170】次に、図7より分かったことを以下に示す。
【0171】即ち、本実施形態にあっては、各種トナーを用いた場合にあっても、各トナーの重量平均径の1/4以上の平均高さHaveとなる凸部が300[個/mm2]以上形成された現像スリーブを採用することにより、スジの発生を抑制することができることが分かった。
【0172】又、用いられるトナーの重量平均径が大きいほど画質は低下するという傾向にあるが、重量平均径が一番大きいトナー、つまり、前記重量平均径=7.0[μm]のトナーを用いたときであっても、現像スリーブの表面に形成された凸部の平均高さHaveが12[μm]以下に設定されている範囲にあっては、画質(シャープ性)は許容範囲であることが分かった。
【0173】[凸部の形状]
【0174】尚、前記現像スリーブ表面に形成される凸部の形状は、本実施形態において示されたように略球状の一部が取り除かれた形状に限定されるものではなく、従来のように鋭角であってトナーの形状が不均一であった場合にあっては、トナーを均一に搬送すること及び帯電を与えることが困難であることが分かった。
【0175】又、前記トナーの帯電が均一であったとしても、前記凸部が鋭角であるとブレードとの当接時にブレードに部分的に傷を付けてしまったり、前記トナーを痛めつけやすくなり、以て、スジ発生の抑制が困難となってしまうということが分かった。
【0176】更に、前記凸部の高さをH[μm]、T/4≦H≦12という範囲を満足する凸部の裾における幅をW[μm]と表すとき、半値幅が0.7W[μm]未満だと凸部の高さH[μm]及び個数密度M[個/mm2]の条件が同一でも、スジの発生を抑制することが困難であるということが分かった。
【0177】以上よりスリーブ表面の凸部の形状は鋭角ではなく、本実施形態のように断面曲線の半値幅が0.7W以上である球の一部を切り取ったような形状の方が好ましい。
【0178】又、前記凸部の高さをH[μm]、現像剤の重量平均径をT[μm]と表すと共に、T/4≦H≦12の範囲を満足する凸部の個数密度をM[個/mm2]と表すときに、T/4≦H≦12の範囲を満足する凸部の高さの平均Have[μm]及び個数密度M[個/mm2]が、2.4≦Have≦12、50≦M≦780、及び、600/Have≦M≦−75Have/2+870に設定された現像スリーブを用いることにより、現像剤の耐久性を維持しながら画質を好適に維持することができると共に、スジの発生を抑制することができるということが分かった。
【0179】(第三の実施形態)次に、本発明における第三の実施形態に関して図8に基づき説明する。尚、図8は、本実施形態を好適に示すプロセスカートリッジの一例(以下、プロセスカートリッジ200と称する。)の概略構成を示す模式的断面図である。
【0180】プロセスカートリッジ200は、第一の実施形態の現像装置6、潜像担持体たる感光体ドラム1とクリーニング装置100、及び、一次帯電ローラ2等を保持すると共に、画像形成装置の本体に取り外し自在に支持されるようになっている。
【0181】プロセスカートリッジ200は、本実施形態にあっては、現像剤たるトナー7の残量が尽きると同時若しくはほぼ同時に、他の諸装置の寿命が尽きるよう設定されている。
【0182】よって、本実施形態にあっては、第一の実施形態と同様の効果が得られると共に、現像装置6への現像剤補給及び感光ドラム1の修理等のメンテナンスが必要であるときには、新たなプロセスカートリッジ200と交換することにより、前記メンテナンスが行われるので、前記メンテナンスの簡易化及び迅速化を図ることができるという利点が得られる。
【0183】
【発明の効果】以上にて説明したように、本出願に係る第一の発明に依れば、現像剤担持体の外周面に形成されている凸部であって、前記外周面からの高さをH[μm]、現像剤の重量平均径をT[μm]とすると共に、T/4≦H≦12という範囲を満足する凸部の数密度をM[個/mm2]、及び、前記範囲を満足するHの個数平均をHave[μm]と表すとき、Have及びMが、2.4≦Have≦1212、50≦M≦780、及び、600/Have≦M≦−75Have/2+870に設定されている凸部が、現像剤担持体と担持量規制体との間に形成されるニップにおいて担持量規制体を前記外周面の法線方向に持ち上げるので、現像スリーブ3及びブレード8から現像剤に加えられる力のうちの前記法線方向成分の力を軽減することができ、前記ニップにおける現像剤の凝集体形成を抑制することができる。
【0184】又、本出願に係る第二の発明に依れば、T/4≦H≦12という範囲を満足すると共に輪郭が放物線状若しくは略放物線状となるよう現像剤担持体の外周面に形成された凸部が、現像剤担持体と担持量規制体との間に形成されるニップにおいて担持量規制体を前記外周面の法線方向に持ち上げながら担持量規制体に摺接するので、担持量規制体における損傷を抑制することができ、以て、担持量規制体の寿命の長期化を図ることができる。
【0185】更に、本出願に係る第三の発明に依れば、T/4≦H≦12という範囲を満足すると共に頂点の形状が鈍角状となるよう現像剤担持体の外周面に形成された凸部が、現像剤担持体と担持量規制体との間に形成されるニップにおいて担持量規制体を前記外周面の法線方向に持ち上げながら担持量規制体に摺接するので、担持量規制体における損傷を抑制することができ、以て、担持量規制体の寿命の長期化を図ることができる。
【0186】又、本出願に係る第四の発明に依れば、T/4≦H≦12という範囲を満足すると共に半値幅が0.7Wとなるよう現像剤担持体の外周面に形成された凸部が、現像剤担持体と担持量規制体との間に形成されるニップにおいて担持量規制体を前記外周面の法線方向に持ち上げながら担持量規制体に摺接するので、現像剤担持体及び担持量規制体から現像剤に加えられる力のうちの前記法線方向成分を安定して軽減することができる。
【0187】更に、本出願に係る第五の発明に依れば、潜像担持体に担持されている潜像が、メルトインデックスが3〜30の範囲に採られている、又は、重量平均径が3.5〜7.0[μm]の範囲に採られている現像剤により可視像化されるので、より高画質な画像形成を行うことができる。
【0188】又、本出願に係る第六の発明に依れば、個数平均径R[μm]及び結着樹脂100重量部に対する割合D[重量部]が、3≦R≦15、1≦D≦13、及び、12.5/R≦D≦−0.5R+14.5となるよう現像剤担持体の外周面に含有された導電性球状粒子が、現像剤担持体と担持量規制体との間に形成されるニップにおいて担持量規制体を前記外周面の法線方向に持ち上げるので、現像スリーブ3及びブレード8から現像剤に加えられる力のうちの前記法線方向成分の力を軽減することができ、前記ニップにおける現像剤の凝集体形成を抑制することができる。
【0189】更に、本出願に係る第七の発明に依れば、潜像担持体に担持されている潜像が、メルトインデックスが3〜30の範囲に採られている、又は、重量平均径が3.5〜7.0[μm]の範囲に採られている現像剤により可視像化されるので、より高画質な画像形成を行うことができる。
【0190】又、本出願に係る第八の発明に依れば、プロセスカートリッジに保持されている現像装置の現像剤担持体の外周面に形成されている凸部であって、前記外周面からの高さをH[μm]、現像剤の重量平均径をT[μm]とすると共に、T/4≦H≦12という範囲を満足する凸部の数密度をM[個/mm2]、及び、前記範囲を満足するHの個数平均をHave[μm]と表すとき、Have及びMが、2.4≦Have≦1212、50≦M≦780、及び、600/Have≦M≦−75Have/2+870に設定されている凸部が、現像剤担持体と担持量規制体との間に形成されるニップにおいて担持量規制体を前記外周面の法線方向に持ち上げるので、現像スリーブ3及びブレード8から現像剤に加えられる力のうちの前記法線方向成分の力を軽減することができ、前記ニップにおける現像剤の凝集体形成の抑制が図られた現像装置を保持するプロセスカートリッジを提供することができる。
【0191】更に、本出願に係る第九の発明に依れば、T/4≦H≦12という範囲を満足すると共に輪郭が放物線状若しくは略放物線状となるようプロセスカートリッジに保持されている現像装置の現像剤担持体の外周面に形成された凸部が、現像剤担持体と担持量規制体との間に形成されるニップにおいて担持量規制体を前記外周面の法線方向に持ち上げながら担持量規制体に摺接するので、担持量規制体における損傷を抑制することができ、以て、担持量規制体の寿命の長期化が図られた現像装置を保持するプロセスカートリッジを提供することができる。
【0192】又、本出願に係る第十の発明に依れば、T/4≦H≦12という範囲を満足すると共に頂点の形状が鈍角状となるようプロセスカートリッジに保持されている現像装置の現像剤担持体の外周面に形成された凸部が、現像剤担持体と担持量規制体との間に形成されるニップにおいて担持量規制体を前記外周面の法線方向に持ち上げながら担持量規制体に摺接するので、担持量規制体における損傷を抑制することができ、以て、担持量規制体の寿命の長期化が図られた現像装置を保持するプロセスカートリッジを提供することができる。
【0193】更に、本出願に係る第十一の発明に依れば、T/4≦H≦12という範囲を満足すると共に半値幅が0.7Wとなるようプロセスカートリッジに保持されている現像装置の現像剤担持体の外周面に形成された凸部が、現像剤担持体と担持量規制体との間に形成されるニップにおいて担持量規制体を前記外周面の法線方向に持ち上げながら担持量規制体に摺接するので、現像剤担持体及び担持量規制体から現像剤に加えられる力のうちの前記法線方向成分の安定した軽減が図られた現像装置を保持するプロセスカートリッジを提供することができる。
【0194】又、本出願に係る第十二の発明に依れば、潜像担持体に担持されている潜像が、メルトインデックスが3〜30の範囲に採られている、又は、重量平均径が3.5〜7.0[μm]の範囲に採られている現像剤により可視像化されるので、より高画質な画像形成が実現可能な現像装置を保持するプロセスカートリッジを提供することができる。
【0195】更に、本出願に係る第十三の発明に依れば、個数平均径R[μm]及び結着樹脂100重量部に対する割合D[重量部]が、3≦R≦15、1≦D≦13、及び、12.5/R≦D≦−0.5R+14.5となるようプロセスカートリッジに保持されている現像装置の現像剤担持体の外周面に含有された導電性球状粒子が、現像剤担持体と担持量規制体との間に形成されるニップにおいて担持量規制体を前記外周面の法線方向に持ち上げるので、現像スリーブ3及びブレード8から現像剤に加えられる力のうちの前記法線方向成分の力を軽減することができ、前記ニップにおける現像剤の凝集体形成の抑制が図られた現像装置を保持するプロセスカートリッジを提供することができる。
【0196】又、本出願に係る第十四の発明に依れば、潜像担持体に担持されている潜像が、メルトインデックスが3〜30の範囲に採られている、又は、重量平均径が3.5〜7.0[μm]の範囲に採られている現像剤により可視像化されるので、より高画質な画像形成が実現可能な現像装置を保持するプロセスカートリッジを提供することができる。
【0197】更に、本出願に係る第十五の発明に依れば、画像形成装置に備えられた現像装置の現像剤担持体の外周面に形成されている凸部であって、前記外周面からの高さをH[μm]、現像剤の重量平均径をT[μm]とすると共に、T/4≦H≦12という範囲を満足する凸部の数密度をM[個/mm2]、及び、前記範囲を満足するHの個数平均をHave[μm]と表すとき、Have及びMが、2.4≦Have≦12、50≦M≦780、及び、600/Have≦M≦−75Have/2+870に設定されている凸部が、現像剤担持体と担持量規制体との間に形成されるニップにおいて担持量規制体を前記外周面の法線方向に持ち上げるので、現像スリーブ3及びブレード8から現像剤に加えられる力のうちの前記法線方向成分の力を軽減することができ、前記ニップにおける現像剤の凝集体形成を抑制することができ、以て、高品質な画像形成の維持が図られた現像装置を備える画像形成装置を提供することができる。
【0198】又、本出願に係る第十六の発明に依れば、現像装置への現像剤補給等のメンテナンスが必要であるときには、新たなプロセスカートリッジに交換するので、メンテナンスの迅速化及び簡易化が図られた画像形成装置を提供することができる。
【0199】更に、本出願に係る第十七の発明に依れば、T/4≦H≦12という範囲を満足すると共に輪郭が放物線状若しくは略放物線状となるよう画像形成装置に備えられた現像装置の現像剤担持体の外周面に形成された凸部が、現像剤担持体と担持量規制体との間に形成されるニップにおいて担持量規制体を前記外周面の法線方向に持ち上げながら担持量規制体に摺接するので、担持量規制体における損傷を抑制することができ、以て、担持量規制体の寿命の長期化が図られた現像装置を備える画像形成装置を提供することができる。
【0200】又、本出願に係る第十八の発明に依れば、T/4≦H≦12という範囲を満足すると共に頂点の形状が鈍角状となるよう画像形成装置に備えられた現像装置の現像剤担持体の外周面に形成された凸部が、現像剤担持体と担持量規制体との間に形成されるニップにおいて担持量規制体を前記外周面の法線方向に持ち上げながら担持量規制体に摺接するので、担持量規制体における損傷を抑制することができ、以て、担持量規制体の寿命の長期化が図られた現像装置を備える画像形成装置を提供することができる。
【0201】更に、本出願に係る第十九の発明に依れば、T/4≦H≦12という範囲を満足すると共に半値幅が0.7Wとなるよう画像形成装置に備えられた現像装置の現像剤担持体の外周面に形成された凸部が、現像剤担持体と担持量規制体との間に形成されるニップにおいて担持量規制体を前記外周面の法線方向に持ち上げながら担持量規制体に摺接するので、現像剤担持体及び担持量規制体から現像剤に加えられる力のうちの前記法線方向成分の安定した軽減が図られた現像装置を備える画像形成装置を提供することができる。
【0202】又、本出願に係る第二十の発明に依れば、潜像担持体に担持されている潜像が、メルトインデックスが3〜30の範囲に採られている、又は、重量平均径が3.5〜7.0[μm]の範囲に採られている現像剤により可視像化されるので、より高画質な画像形成が実現可能な現像装置を備える画像形成装置を提供することができる。
【0203】更に、本出願に係る第二十一の発明に依れば、個数平均径R[μm]及び結着樹脂100重量部に対する割合D[重量部]が、3≦R≦15、1≦D≦13、及び、12.5/R≦D≦−0.5R+14.5となるよう画像形成装置に備えられた現像装置の現像剤担持体の外周面に含有された導電性球状粒子が、現像剤担持体と担持量規制体との間に形成されるニップにおいて担持量規制体を前記外周面の法線方向に持ち上げるので、現像スリーブ3及びブレード8から現像剤に加えられる力のうちの前記法線方向成分の力を軽減することができ、前記ニップにおける現像剤の凝集体形成を抑制することができ、以て、高品質な画像形成の維持が図られた現像装置を備える画像形成装置を提供することができる。
【0204】又、本出願に係る第二十二の発明に依れば、現像装置への現像剤補給等のメンテナンスが必要であるときには、新たなプロセスカートリッジに交換するので、メンテナンスの迅速化及び簡易化が図られた画像形成装置を提供することができる。
【0205】更に、本出願に係る第二十三の発明に依れば、潜像担持体に担持されている潜像が、メルトインデックスが3〜30の範囲に採られている、又は、重量平均径が3.5〜7.0[μm]の範囲に採られている現像剤により可視像化されるので、より高画質な画像形成が実現可能な現像装置を備える画像形成装置を提供することができる。




 

 


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