説明

現像装置、画像形成装置、及び、画像形成システム

【課題】画像の画質の劣化を適切に防止し、かつ、トナー担持体に規制部材を適切に当接させる。
【解決手段】母粒子と該母粒子に外添された粒子状の外添剤とを有するトナー、を担持し、該トナーで像担持体に担持された潜像を現像するトナー担持体であって、該トナー担持体の表面に規則的に配置された凸部を有する回転可能なトナー担持体と、該トナー担持体の表面に当接部にて当接して該表面に担持されたトナーの量を規制する規制部材と、を備える現像装置であって、前記トナーの体積平均粒径をトナー粒径Aとし、前記外添剤の体積平均粒径を外添剤粒径Bとし、前記凸部の十点平均粗さを凸部粗さCとし、前記規制部材の前記先端が前記凸部に対向する際の該先端と該凸部の間の距離を、距離Dとしたときに、前記凸部粗さC<前記外添剤粒径B<前記距離D<前記トナー粒径A、であることを特徴とする現像装置。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、現像装置、画像形成装置、及び、画像形成システムに関する。
【背景技術】
【0002】
レーザビームプリンタ等の画像形成装置は既によく知られている。かかる画像形成装置は、例えば、潜像を担持する像担持体と、像担持体に担持された潜像をトナーで現像する現像装置と、を有している。そして、画像形成装置は、コンピュータなどの外部装置から画像信号等が送信されると、像担持体に担持された潜像が現像装置により現像され、トナー像が像担持体上に形成されることとなる。そして、画像形成装置は、当該トナー像を媒体に転写して、最終的に媒体に画像を形成する。
【0003】
上記の現像装置は、トナーを担持し該トナーで像担持体に担持された潜像を現像するトナー担持体と、該トナー担持体の表面に当接部にて当接して該表面に担持されたトナーの量を規制する規制部材と、を備えている。トナー担持体は、その表面に規則的に配置された凸部を備えており、当該凸部と前記表面の凸部以外の部分とにトナーを担持する。規制部材は、該規制部材の長手方向が該トナー担持体の軸方向に沿うように、かつ、該規制部材の短手方向及び厚み方向における先端が該トナー担持体の回転方向上流側に向くように、設けられている。このような現像装置においては、トナー担持体に担持されたトナーが、規制部材により規制された後に、像担持体上の潜像の現像に供される。
【特許文献1】特開2006−259384号公報
【特許文献2】特開2003−57940号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、前記画像形成装置においては、前記トナーとして、帯電の立ち上がりの遅いトナー(その帯電量が飽和帯電量まで到達するのに時間がかかるトナー)が用いられる場合がある。そして、このようなトナーで前記潜像を現像する場合には、帯電の立ち上がりの遅さに起因して、いわゆる現像メモリと呼ばれる現象が生じ得る。そして、かかる現象の発生は、画像の画質を劣化させる要因となる。
【0005】
そこで、上述した現像メモリを抑制するために、トナー担持体の前記表面の、凸部以外の部分に担持されたトナーで、潜像を現像する方式が考えられる。そして、この方式は、前記規制部材の先端が前記トナー担持体の前記凸部に対向する際の該先端と該凸部の間の距離が、前記トナーの体積平均粒径よりも小さくなるように、該規制部材をトナー担持体に当接させることにより、実現される。
【0006】
しかし、上記においては、前記凸部にはトナーが担持され難くなり、該凸部に対して、規制部材の当接部がトナーを介さず直接当接することがある。そして、前記当接部が凸部に直接当接する際には、該当接部が凸部に密着していまい、これに起因して、回転中のトナー担持体と当接部の間において異音等の不具合が発生し得る。
【0007】
本発明は、係る課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、画像の画質の劣化を適切に防止し、かつ、トナー担持体に規制部材を適切に当接させることにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記課題を解決するために、主たる本発明は、
母粒子と該母粒子に外添された粒子状の外添剤とを有するトナー、を担持し、該トナーで像担持体に担持された潜像を現像するトナー担持体であって、該トナー担持体の表面に規則的に配置された凸部を有する回転可能なトナー担持体と、
該トナー担持体の表面に当接部にて当接して該表面に担持されたトナーの量を規制する規制部材であって、該規制部材の長手方向が該トナー担持体の軸方向に沿うように、かつ、該規制部材の短手方向及び厚み方向における先端が該トナー担持体の回転方向上流側に向くように、設けられた規制部材と、
を備える現像装置であって、
前記トナーの体積平均粒径をトナー粒径Aとし、前記外添剤の体積平均粒径を外添剤粒径Bとし、前記凸部の十点平均粗さを凸部粗さCとし、前記規制部材の前記先端が前記凸部に対向する際の該先端と該凸部の間の距離を、距離Dとしたときに、
前記トナー粒径A、前記外添剤粒径B、前記凸部粗さC、及び、前記距離Dの大きさの関係が、前記凸部粗さC<前記外添剤粒径B<前記距離D<前記トナー粒径A、であることを特徴とする現像装置である。
【0009】
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
本明細書及び添付図面の記載により少なくとも次のことが明らかにされる。
【0011】
母粒子と該母粒子に外添された粒子状の外添剤とを有するトナー、を担持し、該トナーで像担持体に担持された潜像を現像するトナー担持体であって、該トナー担持体の表面に規則的に配置された凸部を有する回転可能なトナー担持体と、
該トナー担持体の表面に当接部にて当接して該表面に担持されたトナーの量を規制する規制部材であって、該規制部材の長手方向が該トナー担持体の軸方向に沿うように、かつ、該規制部材の短手方向及び厚み方向における先端が該トナー担持体の回転方向上流側に向くように、設けられた規制部材と、
を備える現像装置であって、
前記トナーの体積平均粒径をトナー粒径Aとし、前記外添剤の体積平均粒径を外添剤粒径Bとし、前記凸部の十点平均粗さを凸部粗さCとし、前記規制部材の前記先端が前記凸部に対向する際の該先端と該凸部の間の距離を、距離Dとしたときに、
前記トナー粒径A、前記外添剤粒径B、前記凸部粗さC、及び、前記距離Dの大きさの関係が、前記凸部粗さC<前記外添剤粒径B<前記距離D<前記トナー粒径A、であることを特徴とする現像装置。このような現像装置によれば、画像の画質の劣化を適切に防止し、かつ、トナー担持体に規制部材を適切に当接させることが可能となる。
【0012】
また、かかる現像装置であって、
前記トナー担持体の表面には、前記凸部と、前記トナーを担持する凹部とが、規則的に配置されており、
前記凹部は、前記トナー担持体の周方向に対する傾斜角度が異なる2種類の螺旋状の溝部の底部、であり、
該2種類の螺旋状の溝部は、互いに交差して格子形状をなしており、
前記凸部は、前記2種類の螺旋状の溝部に囲まれた正方形の頂面であり、
該正方形の頂面が有する2本の対角線のうちの一方が前記周方向に沿っていることが望ましい。
【0013】
また、かかる現像装置であって、
前記凸部には、前記トナー担持体の加工の際に形成された、該トナー担持体の周方向に沿った小溝が、設けられていることが望ましい。かかる場合には、規制部材の当接部がトナー担持体に密着することを、有効に防止できる。
【0014】
また、かかる現像装置であって、
前記小溝は、該小溝が設けられた前記凸部の、前記周方向における一端から他端にわたって繋がらないように、設けられていることが望ましい。かかる場合には、規制部材の当接部がトナー担持体に密着することを、より有効に防止できる。
【0015】
また、かかる現像装置であって、
前記トナーは、前記母粒子に外添された複数種類の前記外添剤、を有し、
前記外添剤粒径Bは、前記複数種類の外添剤のうちの最も体積平均粒径が大きい外添剤、の体積平均粒径であることが望ましい。かかる場合には、規制部材の当接部がトナー担持体に密着することを、より有効に防止できる。
【0016】
また、かかる現像装置であって、
前記規制部材は、ゴム弾性体から成ることが望ましい。かかる場合には、凸部に当接部を適切に当接させる効果が、より有効に奏される。
【0017】
また、(a)潜像を担持するための像担持体と、
(b)母粒子と該母粒子に外添された粒子状の外添剤とを有するトナー、を担持し、該トナーで前記像担持体に担持された潜像を現像するトナー担持体であって、該トナー担持体の表面に規則的に配置された凸部を有する回転可能なトナー担持体と、
該トナー担持体の表面に当接部にて当接して該表面に担持されたトナーの量を規制する規制部材であって、該規制部材の長手方向が該トナー担持体の軸方向に沿うように、かつ、該規制部材の短手方向及び厚み方向における先端が該トナー担持体の回転方向上流側に向くように、設けられた規制部材と、
を備える現像装置であって、
前記トナーの体積平均粒径をトナー粒径Aとし、前記外添剤の体積平均粒径を外添剤粒径Bとし、前記凸部の十点平均粗さを凸部粗さCとし、前記規制部材の前記先端が前記凸部に対向する際の該先端と該凸部の間の距離を、距離Dとしたときに、
前記トナー粒径A、前記外添剤粒径B、前記凸部粗さC、及び、前記距離Dの大きさの関係が、前記凸部粗さC<前記外添剤粒径B<前記距離D<前記トナー粒径A、である現像装置と、
(c)を有することを特徴とする画像形成装置。このような画像形成装置によれば、画像の画質の劣化を適切に防止し、かつ、トナー担持体に規制部材を適切に当接させることが可能となる。
【0018】
また、(A)コンピュータ、及び、
(B)このコンピュータに接続可能な画像形成装置であって、
(a)潜像を担持するための像担持体と、
(b)母粒子と該母粒子に外添された粒子状の外添剤とを有するトナー、を担持し、該トナーで前記像担持体に担持された潜像を現像するトナー担持体であって、該トナー担持体の表面に規則的に配置された凸部を有する回転可能なトナー担持体と、
該トナー担持体の表面に当接部にて当接して該表面に担持されたトナーの量を規制する規制部材であって、該規制部材の長手方向が該トナー担持体の軸方向に沿うように、かつ、該規制部材の短手方向及び厚み方向における先端が該トナー担持体の回転方向上流側に向くように、設けられた規制部材と、
を備える現像装置であって、
前記トナーの体積平均粒径をトナー粒径Aとし、前記外添剤の体積平均粒径を外添剤粒径Bとし、前記凸部の十点平均粗さを凸部粗さCとし、前記規制部材の前記先端が前記凸部に対向する際の該先端と該凸部の間の距離を、距離Dとしたときに、
前記トナー粒径A、前記外添剤粒径B、前記凸部粗さC、及び、前記距離Dの大きさの関係が、前記凸部粗さC<前記外添剤粒径B<前記距離D<前記トナー粒径A、である現像装置と、
(c)を有する画像形成装置、
(C)を具備したことを特徴とする画像形成システム。このような画像形成システムによれば、画像の画質の劣化を適切に防止し、かつ、トナー担持体に規制部材を適切に当接させることが可能となる。
【0019】
===画像形成装置の全体構成例===
次に、図1を用いて、『画像形成装置』としてレーザビームプリンタ(以下、プリンタともいう)10を例にとって、その概要について説明する。図1は、プリンタ10を構成する主要構成要素を示した図である。なお、図1には、矢印にて上下方向を示しており、例えば、給紙トレイ92は、プリンタ10の下部に配置されており、定着ユニット90は、プリンタ10の上部に配置されている。
【0020】
本実施の形態に係るプリンタ10は、図1に示すように、『像担持体』の一例としての感光体20の回転方向に沿って、帯電ユニット30、露光ユニット40、YMCK現像ユニット50、一次転写ユニット60、中間転写体70、クリーニングユニット75を有し、さらに、二次転写ユニット80、定着ユニット90、ユーザへの報知手段をなし液晶パネルでなる表示ユニット95、及び、これらのユニット等を制御しプリンタとしての動作を司る制御ユニット100を有している。
【0021】
感光体20は、円筒状の導電性基材とその外周面に形成された感光層を有し、中心軸を中心に回転可能であり、本実施の形態においては、図1中の矢印で示すように時計回りに回転する。
【0022】
帯電ユニット30は、感光体20を帯電するための装置であり、露光ユニット40は、レーザを照射することによって帯電された感光体20上に潜像を形成する装置である。この露光ユニット40は、半導体レーザ、ポリゴンミラー、F−θレンズ等を有しており、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等の不図示のホストコンピュータから入力された画像信号に基づいて、変調されたレーザを帯電された感光体20上に照射する。
【0023】
YMCK現像ユニット50は、感光体20上に形成された潜像を、『現像装置』に収容されたトナーT、すなわち、ブラック現像装置51に収容されたブラック(K)トナー、マゼンタ現像装置52に収容されたマゼンタ(M)トナー、シアン現像装置53に収容されたシアン(C)トナー、及び、イエロー現像装置54に収容されたイエロー(Y)トナーを用いて現像するための装置である。
【0024】
このYMCK現像ユニット50は、前記4つの現像装置51、52、53、54が装着された状態で回転することにより、前記4つの現像装置51、52、53、54の位置を動かすことを可能としている。すなわち、このYMCK現像ユニット50は、前記4つの現像装置51、52、53、54を4つの保持部55a、55b、55c、55dにより保持しており、前記4つの現像装置51、52、53、54は、中心軸50aを中心として、それらの相対位置を維持したまま回転可能となっている。そして、1ページ分の画像形成が終了する毎に選択的に感光体20に対向し、それぞれの現像装置51、52、53、54に収容されたトナーTにて、感光体20上に形成された潜像を順次現像する。なお、前述した4つの現像装置51,52,53,54の各々は、YMCK現像ユニット50の前記保持部に対して着脱可能となっている。また、各現像装置の詳細については後述する。
【0025】
一次転写ユニット60は、感光体20に形成された単色トナー像を中間転写体70に転写するための装置であり、4色のトナーが順次重ねて転写されると、中間転写体70にフルカラートナー像が形成される。
この中間転写体70は、PETフィルムの表面に錫蒸着層を設けさらにその表層に半導電塗料を形成、積層したエンドレスのベルトであり、感光体20とほぼ同じ周速度にて回転駆動される。
二次転写ユニット80は、中間転写体70上に形成された単色トナー像やフルカラートナー像を紙、フィルム、布等の媒体に転写するための装置である。
定着ユニット90は、媒体上に転写された単色トナー像やフルカラートナー像を媒体に融着させて永久像とするための装置である。
【0026】
クリーニングユニット75は、一次転写ユニット60と帯電ユニット30との間に設けられ、感光体20の表面に当接されたゴム製のクリーニングブレード76を有し、一次転写ユニット60によって中間転写体70上にトナー像が転写された後に、感光体20上に残存するトナーTをクリーニングブレード76により掻き落として除去するための装置である。
【0027】
制御ユニット100は、図2に示すようにメインコントローラ101と、ユニットコントローラ102とで構成され、メインコントローラ101には画像信号及び制御信号が入力され、この画像信号及び制御信号に基づく指令に応じてユニットコントローラ102が前記各ユニット等を制御して画像を形成する。
【0028】
次に、このように構成されたプリンタ10の動作について説明する。
まず、不図示のホストコンピュータからの画像信号及び制御信号がインターフェイス(I/F)112を介してプリンタ10のメインコントローラ101に入力されると、このメインコントローラ101からの指令に基づくユニットコントローラ102の制御により感光体20、及び、中間転写体70が回転する。感光体20は、回転しながら、帯電位置において帯電ユニット30により順次帯電される。
【0029】
感光体20の帯電された領域は、感光体20の回転に伴って露光位置に至り、露光ユニット40によって、第1色目、例えばイエローYの画像情報に応じた潜像が該領域に形成される。また、YMCK現像ユニット50は、イエロー(Y)トナーを収容したイエロー現像装置54が、感光体20に対向した現像位置に位置している。
【0030】
感光体20上に形成された潜像は、感光体20の回転に伴って現像位置に至り、イエロー現像装置54によってイエロートナーで現像される。これにより、感光体20上にイエロートナー像が形成される。
感光体20上に形成されたイエロートナー像は、感光体20の回転に伴って一次転写位置に至り、一次転写ユニット60によって、中間転写体70に転写される。この際、一次転写ユニット60には、トナーTの帯電極性とは逆の極性の一次転写電圧が印加される。なお、この間、感光体20と中間転写体70とは接触しており、また、二次転写ユニット80は、中間転写体70から離間している。
【0031】
上記の処理が、第2色目、第3色目、及び、第4色目について、各々の現像装置毎に順次実行されることにより、各画像信号に対応した4色のトナー像が、中間転写体70に重なり合って転写される。これにより、中間転写体70上にはフルカラートナー像が形成される。
【0032】
中間転写体70上に形成されたフルカラートナー像は、中間転写体70の回転に伴って二次転写位置に至り、二次転写ユニット80によって媒体に転写される。なお、媒体は、給紙トレイ92から、給紙ローラ94、レジローラ96を介して二次転写ユニット80へ搬送される。また、転写動作を行う際、二次転写ユニット80は中間転写体70に押圧されるとともに二次転写電圧が印加される。
媒体に転写されたフルカラートナー像は、定着ユニット90によって加熱加圧されて媒体に融着される。
【0033】
一方、感光体20は一次転写位置を経過した後に、クリーニングユニット75に支持されたクリーニングブレード76によって、その表面に付着しているトナーTが掻き落とされ、次の潜像を形成するための帯電に備える。掻き落とされたトナーTは、クリーニングユニット75が備える残存トナー回収部に回収される。
【0034】
===制御ユニットの概要===
次に、制御ユニット100の構成について図2を参照しつつ説明する。制御ユニット100のメインコントローラ101は、インターフェイス112を介してホストコンピュータと電気的に接続され、このホストコンピュータから入力された画像信号を記憶するための画像メモリ113を備えている。ユニットコントローラ102は、装置本体の各ユニット(帯電ユニット30、露光ユニット40、YMCK現像ユニット50、一次転写ユニット60、クリーニングユニット75、二次転写ユニット80、定着ユニット90、表示ユニット95)と電気的に接続され、それらが備えるセンサからの信号を受信することによって、各ユニットの状態を検出しつつ、メインコントローラ101から入力される信号に基づいて、各ユニットを制御する。
【0035】
===現像装置の構成例===
次に、図3乃至図12を用いて、現像装置の構成例について説明する。図3は、現像装置の概念図である。図4は、現像装置の主要構成要素を示した断面図である。図5は、現像ローラ510の斜視模式図である。図6は、現像ローラ510の正面模式図である。図7は、凸部512、凹部515等の形状を示した模式図であり、図7の下図は、図7の上図のA−A断面の断面形状を表したものである。図8は、規制ブレード560及びブレード支持部材564の斜視図である。図9は、現像ローラ510に当接する規制ブレード560、の先端560b周辺の様子を示した拡大模式図である。図10は、ホルダー526の斜視図である。図11は、ホルダー526に、上シール520、現像ローラ510、規制ブレード560及びブレード支持部材564が組み付けられている様子を示した斜視図である。図12は、ホルダー526が、ハウジング540に取付けられている様子を示した斜視図である。なお、図4に示す断面図は、図3に示す長手方向に垂直な面で現像装置を切り取った断面を表したものである。また、図4においては、図1同様、矢印にて上下方向を示しており、例えば、現像ローラ510の中心軸は、感光体20の中心軸よりも下方にある。また、図4では、イエロー現像装置54が、感光体20と対向する現像位置に位置している状態にて示されている。また、図5乃至図7、図9においては、図を分かりやすくするために、凸部512等のスケールが実際のものと異なっている。また、図8においては、規制ブレード560の長手方向と短手方向が、図9においては、規制ブレード560の短手方向と厚み方向が、それぞれ矢印にて示されている。
【0036】
YMCK現像ユニット50には、ブラック(K)トナーを収容したブラック現像装置51、マゼンタ(M)トナーを収容したマゼンタ現像装置52、シアン(C)トナーを収容したシアン現像装置53、及び、イエロー(Y)トナーを収容したイエロー現像装置54が設けられているが、各現像装置の構成は同様であるので、以下、イエロー現像装置54について説明する。
【0037】
イエロー現像装置54は、『トナー担持体』の一例としての現像ローラ510、上シール520、トナー収容体530、ハウジング540、トナー供給ローラ550、『規制部材』の一例としての規制ブレード560、ホルダー526等を有している。
【0038】
現像ローラ510は、トナーTを担持して感光体20と対向する現像位置に回転することにより搬送し、該トナーT(現像ローラ510に担持されたトナーT)で感光体20に担持された潜像を現像する。この現像ローラ510は、アルミ合金、鉄合金等からなる部材である。現像ローラ510は、その中央部510aの表面に凸部512及び非凸部513を有しており、当該非凸部513は、側部514及び凹部515を備えている。そして、図5乃至図7に示すように、これらは、現像ローラ510の表面に規則的に配置されている。なお、本実施の形態においては、凸部512と非凸部513(側部514及び凹部515)は、いずれも、トナーTを担持するためのトナー担持部としての機能を発揮する。そして、現像ローラ510は、凸部512、側部514、及び、凹部515に担持されたトナーTで感光体20に担持された潜像を現像する。
【0039】
凸部512は、中央部510aの中で最も高い部分であり、図7の上図に示すように、正方形状の頂面となっている。正方形の当該凸部512の一辺の長さL1(図7の下図参照)は、約50μmである。凸部512は、正方形の二つの対角線の各々が、それぞれ現像ローラ510の回転軸方向及び周方向に沿うように、中央部510aの表面に形成されている。
【0040】
非凸部513は、本実施の形態において、互いに巻き方向の異なる第一溝部516及び第二溝部518となっている。ここで、第一溝部516は、その長手方向が図6中記号Xで示された方向に沿った螺旋状の溝であり、第二溝部518は、その長手方向が図6中記号Yで示された方向に沿った螺旋状の溝である。このため、第一溝部516と第二溝部518は、互いに交差して格子形状をなしており、前記凸部512は、第一溝部516と第二溝部518に囲まれている。なお、いずれの溝部についても、その長手方向と現像ローラ510の回転軸方向との成す鋭角は約45度となっている(図6参照)。また、溝部の溝幅L2(換言すると、互いに隣り合う凸部512間距離。図7の下図参照)は、凸部512の一辺の長さL1と同様、約50μmである。
【0041】
側部514は、凸部512と凹部515とを繋ぐ斜面であり、図7の上図に示すように、前述した正方形状の凸部512の各辺に対応して4つ設けられている。そして、図5乃至図7に示すように、凸部512及び4つの側部514(の組)は、現像ローラ510の中央部510aの表面に、規則的、かつ、網目状に、多数配置されている。
【0042】
凹部515は、非凸部513(すなわち、第一溝部516又は第二溝部518)の底部に相当し、中央部510aの中で最も低い部分である。この凹部515は、図5乃至図7に示すように、凸部512及び4つの側部514の四方を囲うように、規則的、かつ、網状に、形成されている。なお、図7に示すように、凸部512を基準とした凹部515(非凸部513)の深さd(現像ローラ510の径方向における凸部512から凹部515までの長さ)は、約8μmである。現像ローラ510には、当該深さdが現像ローラ510に備えられた全ての凹部515間で均一となるように、凸部512及び凹部515が形成されている。本実施の形態においては、トナーTは粒状(粒子状)をなし、トナーTの体積平均粒径は、約4.6μmであるため、トナーTの体積平均粒径の大きさは凹部515の深さdよりも小さくなっている。
【0043】
さらに、上述した凸部512、側部514、及び、凹部515が備えられた中央部510a、の表面には、無電解Ni−Pメッキが施されている。
【0044】
また、現像ローラ510には、軸部510bが設けられており、当該軸部510bが後述するホルダー526の現像ローラ支持部526bによって軸受け576を介して支持されることにより(図11)、現像ローラ510が回転自在に支持される。図4に示すように、現像ローラ510は、感光体20の回転方向(図4において時計方向)と逆の方向(図4において反時計方向)に回転する。
【0045】
また、イエロー現像装置54が感光体20と対向している状態で、現像ローラ510と感光体20との間には空隙が存在する。すなわち、イエロー現像装置54は、現像ローラ510に担持されたトナーTが感光体20に接触していない非接触状態で、感光体20上に形成された潜像を現像する。
【0046】
ハウジング540は、一体成型された複数の樹脂製のハウジング部、すなわち、上ハウジング部542と下ハウジング部544、とを溶着して製造されたものであり、その内部に、トナーTを収容するためのトナー収容体530が形成されている。トナー収容体530は、内壁から内方へ(図4の上下方向)突出させたトナーTを仕切るための仕切り壁545により、二つのトナー収容部、すなわち、第一トナー収容部530aと第二トナー収容部530bと、に分けられている。そして、第一トナー収容部530aと第二トナー収容部530bとは、上部が連通され、図4に示す状態で、仕切り壁545によりトナーTの移動が規制されている。また、図4に示すように、ハウジング540(すなわち、第一トナー収容部530a)は下部に開口572を有しており、現像ローラ510が、この開口572に臨ませて設けられている。
【0047】
トナー供給ローラ550は、前述した第一トナー収容部530aに設けられ、当該第一トナー収容部530aに収容されたトナーTを現像ローラ510に供給する。このトナー供給ローラ550は、ポリウレタンフォーム等からなり、弾性変形された状態で現像ローラ510に当接している。トナー供給ローラ550は、中心軸を中心として回転可能であり、回転することによりトナーTを現像ローラ510と当接する当接位置へ搬送する。そして、当該当接位置において、トナーTがトナー供給ローラ550と現像ローラ510とにより摩擦帯電され、帯電されたトナーTが、現像ローラ510に付着し、該現像ローラ510に適切に担持されることとなる。このようにして、トナー供給ローラ550はトナーTを現像ローラ510へ供給する。
【0048】
なお、トナー供給ローラ550は、現像ローラ510の回転方向(図4において反時計方向)と逆の方向(図4において時計方向)に回転する。また、トナー供給ローラ550は、トナーTを現像ローラ510に供給する機能だけでなく、現像後に現像ローラ510に残存しているトナーTを、現像ローラ510から剥ぎ取る機能をも有している。
【0049】
上シール520は、現像ローラ510にその回転軸方向に沿って当接して、現像位置を通過後に現像ローラ510上に残留しているトナーTのハウジング540内への移動を許容し、かつ、ハウジング540内のトナーTのハウジング540外への移動を規制する。この上シール520は、ポリエチレンフィルム等からなるシールである。上シール520は、後述するホルダー526の上シール支持部526aによって支持されており、また、その長手方向が現像ローラ510の回転軸方向に沿うように設けられている(図11)。
【0050】
また、上シール520の、現像ローラ510に当接する当接面520b、とは反対側の面(当該面を、反対面520cとも呼ぶ)と、前記上シール支持部526aとの間には、モルトプレーン等の弾性体からなる上シール付勢部材524が圧縮した状態で設けられている。この上シール付勢部材524は、その付勢力で上シール520を現像ローラ510側へ付勢することにより、上シール520を現像ローラ510に押しつけている。
【0051】
規制ブレード560は、現像ローラ510の回転軸方向一端部から他端部に亘って規制ブレード560の長手方向が現像ローラ510の回転軸方向に沿うように当接部560aにて現像ローラ510に当接して、現像ローラ510(凸部512及び非凸部513)に担持されたトナーTの量を規制し、また、現像ローラ510に担持されたトナーTに電荷を付与する。
【0052】
この規制ブレード560は、『ゴム弾性体』の一例であるシリコンゴム、ウレタンゴム等からなり、図4及び図8に示すように、ブレード支持部材564により支持されている。ブレード支持部材564は、薄板564aと薄板支持部564bとから構成されており、その短手方向一端部564d(すなわち、薄板564a側の端部)で規制ブレード560を支持する。薄板564aは、リン青銅、ステンレス等からなり、バネ性を有している。薄板564aは、規制ブレード560を直接的に支持しており、その付勢力によって規制ブレード560を現像ローラ510に押しつけている。薄板支持部564bは、ブレード支持部材564の短手方向他端部564eに配置された金属製の板金であり、当該薄板支持部564bは、前記薄板564aの、規制ブレード560を支持している側とは逆側の端、を支持した状態で、当該薄板564aに取り付けられている。そして、規制ブレード560及びブレード支持部材564は、薄板支持部564bの長手方向両端部564cが後述するホルダー526の規制ブレード支持部526cによって支持された状態で、当該規制ブレード支持部526cに取付けられている。
【0053】
また、規制ブレード560は、図9に示すように、当該規制ブレード560の短手方向及び厚み方向における先端560bが現像ローラ510の回転方向上流側を向くように配置されている。すなわち、規制ブレード560は、いわゆるカウンタ当接している。
【0054】
また、当該先端560bは、図9に示すように、現像ローラ510に当接しておらず、現像ローラ510に当接する前記当接部560aは、当該先端560bから離れた位置に位置している。さらに、本実施の形態においては、回転する現像ローラ510の、前記凸部512及び凹部515のうちの凸部512、に当該先端560bが対向する際の(図9には、かかる状態、すなわち、現像ローラ510が回転して先端560bが凸部512に対向するようになった状態、が示されている。凸部512上の対向部を符号512aで示す)、当該先端560bから当該凸部512までの距離g(換言すれば、当該距離gは、先端560bから図4において記号Cで示される現像ローラ510の断面の中心へ向けて仮想線を引いたときの、当該仮想線と凸部512との交点、から先端560bまでの仮想線の長さに相当する)が、極めて小さくなっている。より具体的には、当該距離gは、約2μmとなっており、トナーTの体積平均粒径(約4.6μm)よりも小さい値となっている。
【0055】
また、図11に示すように、規制ブレード560の長手方向外側には、端部シール574が設けられている。当該端部シール574は、不織布により形成されており、現像ローラ510の回転軸方向端部に、当該現像ローラ510の周面に沿って接触して、その周面とハウジング540との間からのトナーTの漏れを防止する機能を発揮する。
【0056】
ホルダー526は、現像ローラ510等の種々の部材を組み付けるための金属製の部材であり、図10に示すように、その長手方向(すなわち、現像ローラ510の回転軸方向)に沿った上シール支持部526aと、前記長手方向(前記回転軸方向)において上シール支持部526aの外側に設けられ、前記長手方向(前記回転軸方向)と交差する現像ローラ支持部526bと、当該現像ローラ支持部526bと交差し、前記上シール支持部526aの長手方向端部に対向する規制ブレード支持部526cと、を有している。
【0057】
そして、図11に示すように、上シール520は、その短手方向端部520a(図4)にて、上シール支持部526aによって支持されており、また、現像ローラ510は、その端にて、現像ローラ支持部526bにより支持されている。さらに、規制ブレード560及びブレード支持部材564は、当該ブレード支持部材564の長手方向両端部564cにて、規制ブレード支持部526cにより、支持されている。規制ブレード560及びブレード支持部材564は、当規制ブレード支持部526cにネジ止めされることにより、ホルダー526に固定されている。このように、上シール520と、現像ローラ510と、規制ブレード560及びブレード支持部材564と、が組付けられたホルダー526は、図12に示すように、ホルダー526とハウジング540との間からのトナーTの漏れを防止するためのハウジングシール546(図4)を介して、前述したハウジング540に取り付けられている。
【0058】
このように構成されたイエロー現像装置54において、トナー供給ローラ550がトナー収容体530に収容されているトナーTを現像ローラ510に供給する。かかる供給の際に、トナーTがトナー供給ローラ550と現像ローラ510とにより摩擦帯電され、帯電されたトナーTが、現像ローラ510に付着し、該現像ローラ510に適切に担持されることとなる。現像ローラ510に担持されたトナーTは、現像ローラ510の回転に伴って、規制ブレード560に至り、当該規制ブレード560により、トナーTの量が規制され、トナーTがさらに摩擦帯電される。現像ローラ510上のトナーTは、現像ローラ510のさらなる回転によって、感光体20に対向する現像位置に至り、該現像位置にて交番電界下で感光体20上に形成された潜像の現像に供される。現像ローラ510のさらなる回転によって現像位置を通過した現像ローラ510上のトナーTは、上シール520を通過して、上シール520によって掻き落とされることなく現像装置内に回収される。さらに、未だ現像ローラ510に残存しているトナーTは、前記トナー供給ローラ550によって剥ぎ取られうる。
【0059】
===現像メモリ発生のメカニズム===
「発明が解決しようとする課題」の項で説明したとおり、プリンタ10において、帯電の立ち上がりが遅いトナー(その帯電量が飽和帯電量まで到達するのに時間がかかるトナー)が用いられる場合には、当該帯電の立ち上がりの遅さに起因して、所謂現像メモリと呼ばれる現象が生じ得る。ここでは、このような現像メモリ発生のメカニズムについて図13を用いて説明する。図13は、現像メモリ発生のメカニズムを説明するための説明図である。
【0060】
前述したとおり、トナーは、トナー供給ローラ550と現像ローラ510とにより摩擦帯電され、帯電されたトナーが、現像ローラ510に付着し、該現像ローラ510に担持される。そして、現像ローラ510に担持されたトナーは、規制ブレード560により、さらに摩擦帯電された後、感光体20に対向する現像位置に至り、該現像位置にて潜像の現像に供される。すなわち、現像ローラ510が1周する際に実行される以下のプロセス、すなわち、トナー供給ローラ550によるトナーの帯電及び供給(現像ローラ510にトナーを担持させる)プロセス、規制ブレード560によるトナーの帯電プロセス、感光体20上の潜像の現像プロセス、が、現像ローラ510が複数周することにより、複数回実行されることになる。そして、例えば、現像ローラ510のn周目の上記一連のプロセスが実行されることにより感光体20上に形成されるトナー像と、現像ローラ510のn+1周目の上記一連のプロセスが実行されることにより感光体20上に形成されるトナー像は、感光体20の周方向において並んだ状態となる。
【0061】
ここで、本項においては、現像ローラ510のn周目の上記一連のプロセスが実行されることにより、アルファベット「O」を表す潜像が現像されて、感光体20上にアルファベット「O」を表すトナー像が形成され、現像ローラ510のn+1周目の上記一連のプロセスが実行されることにより、潜像が現像されて、感光体20の全面にハーフトーン像が形成されることとして、当該現像ローラ510の上記プロセスについて考察する。そして、当該考察により、現像メモリ発生のメカニズムを明らかにする。
【0062】
現像ローラ510のn週目の前記現像プロセスにおいてアルファベット「O」を表す潜像が現像される際には、現像ローラ510に担持されたトナーのうち、現像ローラ510の当該潜像と対向する部分、に担持されたトナーは、トナー像の形成のために消費される。そのため、現像ローラ510のn週目の前記現像プロセスの終了後には、当該対向する部分は、トナーが担持されていない状態となる。その一方で、現像ローラ510の当該潜像と対向しない部分、に担持されたトナーは消費されないため、当該現像プロセスの終了後においても、当該対向しない部分には、トナーが担持されていることとなる。このように、現像ローラ510のn週目の上記一連のプロセスが終了すると、現像ローラ510上には、トナーが担持されていない第一領域(この第一領域は、「O」の文字を象った状態となる)とトナーが担持されている第二領域とが生ずることとなる。
【0063】
そして、当該第一領域と第二領域は、現像ローラ510が回転することにより、やがて、トナー供給ローラ550と当接する当接位置に至り、現像ローラ510のn+1周目の上記一連のプロセスが開始されることとなる。すなわち、当該当接位置にて、n+1周目のトナー供給ローラ550によるトナーの帯電及び供給プロセス、が実行される。
【0064】
ここで、第二領域には、トナーが既に担持されており、当該トナーは、n周目のトナー供給ローラ550によるトナーの帯電及び供給プロセス、及び、n周目の規制ブレード560によるトナーの帯電プロセス、の実行により十分帯電された状態となっている。そして、当該トナーは、(トナー供給ローラ550によって剥ぎ取られることなく、)本プロセスが実行されることによりさらに帯電されるから、トナーの、現像ローラ510に付着する付着力、がさらに高められることとなる。したがって、当該トナーは、現像ローラ510に担持された状態が維持されたまま、次のプロセスの実行のために規制ブレード560に向けて搬送されることとなる。
【0065】
一方、第一領域は、トナーが担持されていない状態となっているため、トナー収容体530に収容されているトナーが、新たに当該第一領域に供給されることとなる。ここで、当該トナーについては、n周目のトナーの帯電プロセスの実行により十分帯電された第二領域のトナーとは異なり、その帯電が不十分な状態となっている。そして、トナーは、本プロセスにおいて、トナー供給ローラ550と現像ローラ510とにより摩擦帯電されるが、当該トナーが帯電の立ち上がりが遅い(帯電量が飽和帯電量まで到達するのに時間がかかる)性質を有するトナーである場合には、摩擦帯電が行われた際にトナーが現像ローラ510に適切に担持されないこととなる(このことは、第一領域において、トナー供給ローラ550によるトナー供給が十分に実行されていないとも言える)。
【0066】
そして、トナーが適切に担持されていない第一領域とトナーが適切に担持された第二領域は、n+1周目の規制ブレード560によるトナーの帯電プロセスの実行のために規制ブレード560に至った後、感光体20に対向する現像位置に到達する。ここで、n+1周目の現像プロセスが実行され、潜像が現像されることにより感光体20の全面にハーフトーン像が形成されるが、第二領域にはトナーが適切に担持されている一方で、第一領域にはトナーが適切に担持されていないため、第一領域と対向する潜像が現像されることにより形成されるハーフトーン像の濃度は、第二領域と対向する潜像が現像されることにより形成されるハーフトーン像の濃度よりも薄くなる。
【0067】
この(双方の濃度に差異がある)様子を、図13に示す。図13には、現像ローラ510のn周目の上記一連のプロセスが実行されることにより感光体20上に形成されたアルファベット「O」を表すトナー像と、現像ローラ510のn+1周目の上記一連のプロセスが実行されることにより感光体20上に形成されたハーフトーン像とを示している。本図においては、感光体20に形成されたトナー像を、模式的に展開させた感光体20、の周面上に表しており、感光体20の周方向と軸方向とが矢印で示されている。本図に示されている長さLは、現像ローラ510の周面の1周分の長さに相当する。
【0068】
そして、図13には、第一領域と対向する潜像が現像されることにより形成されるハーフトーン像(図中、符号A1で示す)の濃度が、第二領域と対向する潜像が現像されることにより形成されるハーフトーン像(図中、符号A2で示す)の濃度よりも薄くなっている様子が表されている。また、前述したとおり、第一領域は「O」の文字を象るため、第一領域と対向する潜像が現像されることにより形成される、より濃度の薄いハーフトーン像も、「O」の文字を象ることとなる。つまり、n+1周目の上記一連のプロセスが実行されることにより感光体20上に形成されたハーフトーン像に、n周目の上記一連のプロセスが実行されることにより感光体20上に形成されたトナー像の形態が現れてしまう現象、すなわち、現像メモリ、が発生することとなる。
【0069】
このように、プリンタ10において、帯電の立ち上がりが遅いトナーが用いられる場合には、当該帯電の立ち上がりの遅さに起因して、現像メモリが顕著に生じ得る。
【0070】
逆に言えば、帯電の立ち上がりが速いトナーが用いられる場合には、n+1周目のトナーの帯電及び供給プロセスにおいて、トナー供給ローラ550と現像ローラ510とによりトナーが摩擦帯電される際に、第一領域においても、トナーが現像ローラ510に適切に担持されるため、第一領域と対向する潜像が現像されることにより形成されるハーフトーン像の濃度と第二領域と対向する潜像が現像されることにより形成されるハーフトーン像の濃度が略同様となる。そのため、かかる場合には、現像メモリの発生が抑えられることとなる。
【0071】
===本実施の形態に係るトナーの構成、及び、当該トナーの構成と現像メモリの発生程度との関係、について===
上述したとおり、プリンタ10において、帯電の立ち上がりが遅いトナーが用いられる場合には、当該帯電の立ち上がりの遅さに起因して、現像メモリが顕著に生じ得る。そして、トナー帯電の立ち上がり速さは、トナーの構成に関連しているため、トナーの構成と現像メモリの発生程度との間には、一定の関係があることとなる。
【0072】
ここでは、先ず、本実施の形態に係るトナー、すなわち、本実施の形態に係るプリンタ10に用いられるトナー、の構成について説明する。そして、これに引き続いて、本実施の形態に係るトナーの構成と現像メモリの発生程度との関係について考察する。
【0073】
<<<本実施の形態に係るトナーの構成について>>>
1)トナーの粒径について
本実施の形態に係るプリンタ10において用いられるトナーについては、最終的に得られる画像の画質を良好なものとする(ドットの再現性を良くする)ことを重視して、トナーの粒径が、従来一般的に使用されてきたトナーの粒径(体積平均粒径が5μmより大きい)よりも小さくなっている(すなわち、体積平均粒径が5μm以下)。より具体的には、前述したとおり、その体積平均粒径Aveが、約4.6μmとなっている。また、3σ値、すなわち、体積平均粒径Aveからトナーの粒径分布における標準偏差σの3倍を減じた値及び体積平均粒径にトナーの粒径分布における標準偏差σの3倍を加えた値は、それぞれ約2.3μm、約6.9μmとなっている。
【0074】
なお、前記体積平均粒径とは、粒径Ri(i=1...,n)のトナーの体積占有率が、それぞれPi(i=1...,n、P1からPnまでの総和は1)のときに、RiとPiとの積の、i=1からnまでの総和により算出される値である。また、前記標準偏差σとは、分散の平方根であり、当該分散は、Ri(i=1...,n)とAveの差、の2乗値とPiとの積の、i=1からnまでの総和により算出される値である。
【0075】
2)トナーの円形度について
本実施の形態に係るプリンタ10において用いられるトナーについては、一次転写や二次転写における転写性を重視して、トナーの円形度が、従来一般的に使用されてきたトナーの円形度(円形度が0.950未満)よりも大きくなっている(真円に近くなっている。円形度は、0.950以上)。より具体的には、その円形度が、約0.960〜0.985となっている。
【0076】
3)帯電制御剤(CCA)について
本実施の形態に係るプリンタ10において用いられるトナーには、帯電制御剤(CCA)が含有されていない。
【0077】
代表的なトナーの製造方法としては、粉砕法及び重合法があるが、重合法の方が、小粒径のトナーの製造や高円形度のトナーの製造に適しているため、本実施の形態に係るトナーは重合法により製造される。そして、トナーの製造方法として、重合法が用いられる場合には、帯電制御剤(CCA)を入れると不都合が生じる可能性があるため、本実施の形態においては、トナーに帯電制御剤(CCA)が含有されていない。
【0078】
なお、重合法としては、懸濁重合法、乳化重合法等を挙げることができる。懸濁重合法においては、重合性単量体、着色剤(着色顔料)、離型剤、必要により更に、染料、重合開始剤、架橋剤、その他の添加剤を溶解又は分散させた単量体組成物を、懸濁安定剤(水溶性高分子、難水溶性無機物質)を含む水相中に撹拌しながら添加して造粒、重合させ、所望の粒子サイズを有する着色トナー粒子(『母粒子』)を形成することができる。乳化重合法においては、単量体と離型剤、必要により更に重合開始剤、乳化剤(界面活性剤)などを水中に分散させて重合を行い、次いで凝集過程で着色剤(着色顔料)と凝集剤(電解質)等を添加することによって所望の粒子サイズを有する着色トナー粒子(『母粒子』)を形成することができる。
【0079】
そして、本実施の形態に係るトナーは、乳化重合法によって製造されており、以下においては、上述した4色のトナー(ブラックトナー、マゼンタトナー、シアントナー、イエロートナー)のうちのシアントナーの、乳化重合法による製造方法について説明する。
【0080】
まず、単量体(モノマー)であるスチレンモノマー80質量部、アクリル酸ブチル20質量部、およびアクリル酸5質量部からなるモノマー混合物を、水105質量部、ノニオン乳化剤(第一工業製薬製エマルゲン950)1質量部、アニオン乳化剤(第一工業製薬製ネオゲンR)1.5質量部、および重合開始剤である過硫酸カリウム0.55質量部の水溶液混合物に添加し、窒素気流中下で攪拌を行いながら70℃で8時間重合を行った。重合反応後冷却し、乳白色の粒径0.25μmの樹脂エマルジョンを得た。
【0081】
次に、この樹脂エマルジョン200質量部、離型剤であるポリエチレンワックスエマルジョン(三洋化成工業(株)製)20質量部、および着色剤であるフタロシアニンブルー25質量部を、界面活性剤であるドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.2質量部を含んだ0.2リットルの水中へ分散し、ジエチルアミンを添加してpHを5.5に調整後攪拌しながら電解質である硫酸アルミニウム0.3質量部を加え、次いで攪拌装置(TKホモミキサー)で高速攪拌して分散を行った。
【0082】
更に、スチレンモノマー40質量部、アクリル酸ブチル10質量部、サリチル酸亜鉛5質量部を水40質量部と共に追加し、窒素気流下で攪拌しながら同様にして、90℃に加熱し、過酸化水素水を加えて3時間重合し、粒子を成長させた。重合停止後、会合粒子の結合強度を上げるため、pHを5以上に調整しながら95℃に昇温し、5時間保持した。その後得られた粒子を水洗し、45℃で真空乾燥を10時間行い、シアントナー母粒子(着色トナー粒子)を得た。
【0083】
このように得られた着色トナー粒子と、外添剤(具体的には、後述するシリカとチタニア)が混合されることにより、外添剤が着色トナー粒子に外添され、もって、体積平均粒径が約4.6μmであるシアントナーが得られた。
【0084】
4)着色剤(着色顔料)について
本実施の形態に係るプリンタ10において用いられるトナーについては、トナーの粒径が小さいことを考慮して、トナーに含まれる着色剤(着色顔料)の量を、従来一般的に使用されてきたトナーに含まれる着色剤(着色顔料)の量(10wt%未満)よりも多くしている(すなわち、10wt%以上)。すなわち、トナーの粒径が小さい場合には、紙等の媒体に最終的に付着するトナーの量が少なくなるため、画像の濃度が薄くなる傾向にある。したがって、本実施の形態においては、これを補うために、着色剤(着色顔料)を多く入れている。
【0085】
<<<トナーの構成と現像メモリの発生程度との関係について>>>
本実施の形態に係るトナーは、1)〜4)で説明した性質を有している。そして、当該トナーがこれらの性質を有していることに起因して、当該トナーが用いられる本実施の形態に係るプリンタ10においては、現像メモリが発生しやすくなっている。
【0086】
すなわち、トナー粒径が小さくなると、トナーの飽和帯電量が高くなるため、トナーの帯電の立ち上がりが遅くなる。また、トナーに帯電制御剤(CCA)を含有させないため、トナーの帯電の立ち上がりを速くするための帯電制御を施すことができない。また、着色剤(着色顔料)の量が多いため、トナーの帯電の立ち上がりがどうしても遅くなる。
【0087】
このように、本実施の形態に係るプリンタ10においては、トナーの帯電の立ち上がりが遅くなるため、現像メモリが発生しやすくなる。
【0088】
また、トナーの円形度が小さい場合には、トナーが現像ローラ510に引っかかり易くなるため、トナーの帯電の立ち上がりが遅くても、前記第一領域のトナーの担持に係る前述した不適切性が若干緩和される。そのため、前記第一領域と対向する潜像が現像されることにより形成されるハーフトーン像の濃度と前記第二領域と対向する潜像が現像されることにより形成されるハーフトーン像の濃度との差がより少なくなり、現像メモリの発生が若干抑えられることとなる。しかしながら、本実施の形態に係るトナーの円形度は高いため、当該事項に期待することができず、したがって、本実施の形態においては、現像メモリの発生がより顕著となる。
【0089】
===外添剤の概要について===
次に、トナーの母粒子に外添される外添剤の概要について、説明する。
外添剤は、主にトナーの流動性向上や帯電性安定を目的として、母粒子に外添されるものである。本実施の形態においては、母粒子(着色トナー粒子)に4種類の外添剤が外添されている。4種類の外添剤は、それぞれ体積平均粒径が異なる外添剤であり、具体的には、体積平均粒径が15nm(ナノメートル)であるシリカ(以下、15nmシリカとも呼ぶ)と、体積平均粒径が30nmであるチタニアと、体積平均粒径が50nmであるシリカ(以下、50nmシリカとも呼ぶ)と、体積平均粒径が500nmであるシリカ(以下、500nmシリカとも呼ぶ)である。そして、15nmシリカが母粒子に対して外添される量(外添量)は、1.0wt%であり、チタニアの外添量は1.0wt%であり、50nmシリカの外添量は1.0wt%であり、500nmシリカの外添量は0.5wt%である。
【0090】
4種類の外添剤は、ヘンシェルミキサー等の混合処理槽において母粒子と共に混合されることによって、当該母粒子に外添されることとなる。混合処理槽には、母粒子と外添剤を混合するための攪拌羽根等が設けられており、当該攪拌羽根が所定時間だけ回転することにより、外添剤が母粒子に外添される。本実施の形態においては、4種類の外添剤が、以下の順序で母粒子と共に混合される。始めに、50nmシリカ(1.0wt%)を、混合処理槽に投入して、母粒子と共に20秒混合させる(すなわち、前記攪拌羽根を20秒回転させる)。次に、15nmシリカ(1.5wt%)とチタニア(1.0wt%)を混合処理槽に投入して、更に、30秒混合させる(この30秒間、先に投入された50nmシリカも混合される)。最後に、500nmシリカ(0.5wt%)を混合処理槽に投入し、更に、10秒混合させる。
【0091】
母粒子に外添された外添剤を有するトナーにおいては、現像装置51、52、53、54の使用中に、母粒子から外添剤が遊離することがある。そして、外添剤の母粒子からの遊離は、当該外添剤の体積平均粒径が大きいほど、生じやすい。このため、4種類の外添剤のうちの、体積平均粒径が最も大きい500nmシリカが、遊離しやすい。また、外添剤の母粒子からの遊離は、混合処理槽における外添剤の母粒子との混合時間とも関係があり、混合時間が短い外添剤は、母粒子から遊離しやすい。そして、上述したように、4種類の外添剤のうちの500nmシリカを最後に母粒子と混合し、かつ、その混合時間も他の外添剤の混合時間に比べて短い。このため、500nmシリカは、他の外添剤に比べて、母粒子から遊離しやすい。
【0092】
===規制ブレード560の規制状態による現像メモリの抑制効果===
本実施の形態に係る規制ブレード560の規制状態は、図9に示したように、規制ブレード560の先端560bが現像ローラ510の回転方向上流側を向くように、かつ、前記先端560bが現像ローラ510の凸部512に対向する際の、当該先端560bから当該凸部512までの距離g(約2μm)が、トナーの体積平均粒径(約4.6μm)よりも小さくなるように、設定されている。これにより、上述した現像メモリの発生が有効に抑えられる。かかる点について、以下において詳細に説明する。
【0093】
前述したとおり、トナー供給ローラ550と現像ローラ510により摩擦帯電されて該現像ローラ510に担持されたトナーは、現像ローラ510の回転に伴って、規制ブレード560に至り、当該規制ブレード560により、トナーの量が規制され、トナーがさらに摩擦帯電される。
【0094】
ここで、前記距離g(約2μm)がトナーの体積平均粒径(約4.6μm)よりも小さい場合には、現像ローラ510の凸部512に担持されたトナーが、現像ローラ510の回転に伴って、規制ブレード560に至った際に、凸部512に担持され前記体積平均粒径を有するトナーは、先端560bと前記対向部512aとの(2μmの)間を通り抜けることができず(当該先端560bとぶつかって弾き飛ばされ)、感光体20に対向する現像位置に到達することができない。
【0095】
一方で、凹部515に担持されたトナーに着目すると、トナーの体積平均粒径(約4.6μm)は、凹部515の深さd(約8μm)よりも小さくなっているため、凹部515に担持され前記体積平均粒径を有するトナーは、先端560bと前記対向部512aとの(2μmの)間を通り抜けることができ、感光体20に対向する現像位置に到達する。
【0096】
この結果、感光体20に対向する現像位置においては、凸部512及び凹部515に担持されているトナーの状態が、以下のようになる。すなわち、凸部512には、先端560bと前記対向部512aとの(2μmの)間を通り抜けることができた極めて小粒径のトナー(該トナーの量は少ない)が、担持されることとなる。一方、凹部515には、様々な粒径のトナー(主に、前記体積平均粒径を有するトナー)が、担持されることとなる。そして、凹部515には、トナーが該凹部515全体を覆うように、多量のトナーが担持される。
【0097】
次に、規制ブレード560が上述したように規制すると、どうして、現像メモリの発生が抑えられ画像の画質の劣化が適切に防止されるか、について説明する。
【0098】
現像ローラ510のn周目の現像プロセスが終了した際に生ずる、トナーが担持されていない前記第一領域、には、n+1周目のトナー供給ローラ550によるトナーの帯電及び供給プロセスにおいて、トナー収容体530に収容されているトナーが新たに供給される。そして、上記においては、当該第一領域に新たに供給されたトナーは、当該トナーが帯電の立ち上がりが遅い性質を有するトナーである場合には、トナー供給ローラ550と現像ローラ510とによる摩擦帯電が行われた際に現像ローラ510の当該第一領域に適切に担持されない点について説明した。
【0099】
ここで、当該第一領域の中には、凸部512と凹部515とが存在するが、第一領域のトナーの担持に係る不適切性の程度は、トナーが第一領域の凸部512及び凹部515のうちのどちらに担持されるかによって異なる。すなわち、凹部515を備えた非凸部513は、トナーが収容され易い受け口となっているため、非凸部513にはトナーが入り込み易くなっている。そして、トナーが、非凸部513に入ると、非凸部513内でパッキングされ、このときに発生する凝集力が、トナーを凹部515に担持させる効果をもたらす。したがって、凹部515においては、トナーの帯電の立ち上がりが遅くても、前記第一領域のトナーの担持に係る前述した不適切性が緩和される。これに対し、凸部512においては、当該効果は得られず、不適切性の程度については、凸部512よりも凹部515の方が小さいこととなる。
【0100】
そのため、n+1周目の現像プロセスの際に、前記第一領域の凹部515と対向する潜像が現像されることにより形成されるハーフトーン像の濃度と前記第二領域の凹部515と対向する潜像が現像されることにより形成されるハーフトーン像の濃度との差は、前記第一領域の凸部512と対向する潜像が現像されることにより形成されるハーフトーン像の濃度と前記第二領域の凸部512と対向する潜像が現像されることにより形成されるハーフトーン像の濃度との差よりも小さくなる。つまり、現像メモリの発生を抑えるためには、なるべく凸部512及び凹部515のうちの凹部515に担持されたトナーで潜像を現像した方がよいこととなる。
【0101】
かかる事項に鑑み、本実施の形態においては、前記距離gが、トナーの体積平均粒径(約4.6μm)よりも小さくなっている。これにより、上述したように、現像位置において、凸部512には僅かな量のトナーが担持されるのに対して、凹部515には多量のトナーが担持されることとなる。そして、かかる状態で、潜像が現像されることにより、前記第一領域と対向する潜像が現像されることにより形成されるハーフトーン像の濃度と前記第二領域と対向する潜像が現像されることにより形成されるハーフトーン像の濃度との差が、例えば凸部512に担持されるトナー量を凹部515に担持されるトナー量と等しい状態で潜像が現像される場合と比較して、より少なくなる。この結果、現像メモリの発生が抑えられることとなり、最終的に得られる画像の画質の劣化が適切に防止されることとなる。
【0102】
===現像ローラ510と規制ブレード560の間で発生する異音について===
上述したように、規制ブレード560は、回転する現像ローラ510の表面に当接部560aにて当接する。ところで、当接部560aは、トナーを担持していない凸部512に当接すると、当該凸部512に密着してしまう恐れがある。そして、当接部560aが凸部512に密着した状態で現像ローラ510が更に回転すると、異音等の問題が発生する恐れがある。特に、前記距離gがトナーの体積平均粒径よりも小さい場合には、後述するように異音が発生しやすくなる。
【0103】
このような問題を解消すべく、本実施の形態に係るプリンタ10においては、トナーを構成する外添剤の体積平均粒径(以下、『外添剤粒径B』とも呼ぶ)、凸部512の十点平均粗さRz(以下、『凸部粗さC』とも呼ぶ)、及び、先端560bが凸部512に対向する際の当該先端560bから当該凸部512までの距離g(以下、『距離D』とも呼ぶ)の大きさの関係が、凸部粗さC<外添剤粒径B<距離Dとなるように設定されている(なお、以下においては、トナーの体積平均粒径を、『トナー粒径A』とも呼ぶ)。
【0104】
以下では、先ず、前記距離gがトナーの体積平均粒径よりも小さい場合の、当接部560aと凸部512の間における異音発生のメカニズム、について説明し、これに引き続いて、凸部粗さC<外添剤粒径B<距離Dの関係が成り立つと、どうして、異音の発生が抑制されるかについて説明する。
【0105】
<<<異音発生のメカニズム>>>
上述したように、前記距離g(約2μm)が、トナーの体積平均粒径(約4.6μm)よりも小さくなっている(すなわち、距離D<トナー粒径Aの関係になっている)場合には、凸部512に担持されるトナーの量が僅かである。
【0106】
そして、凸部512に担持されるトナーの量が僅かである場合には、図14に示すように、当接部560aが、トナーを担持していない凸部512に直接当接することがある。ここで、凸部512は頂面(図14においては、当該頂面は鏡面状になっている)であり、当接部560aは幅を持って当該凸部512に当接する構成となっているため、当接部560aが凸部512に直接当接する場合には、当該当接部560aが凸部512に密着することがある。特に、規制ブレード560はウレタンゴム等であるため、当接部560aが弾性変形して凸部512に当接することにより、当接部560aの凸部512に当接する面積が大きくなりやすく、当接部560aは凸部512に密着しやすい。そして、図14に示す状態(当接部560aが凸部512に密着した状態)から、現像ローラ510が更に回転(凸部512が移動)すると、その回転の際に当接部560aと凸部512の間において異音が発生する恐れがある。なお、図14は、当接部560aが、トナーを介さずに、凸部512に直接当接する様子を説明するための模式図である。
【0107】
なお、当接部560aが凸部512に密着する場合には、上述した異音だけでなく、現像ローラ510の回転に必要なトルクが大きくなる問題も発生する。
【0108】
<<<本実施の形態に係る現像装置の有効性>>>
これに対して、本実施の形態に係る現像装置51、52、53、54においては、外添剤の体積平均粒径(『外添剤粒径B』)、凸部512の十点平均粗さRz(『凸部粗さC』)、及び、前記距離g(『距離D』)の大きさの関係が、凸部粗さC<外添剤粒径B<距離D、となっている。かかる場合には、当接部560aが、凸部512上を転動する外添剤(この外添剤は、トナーから遊離したものである)を介して凸部512に当接することにより、異音の発生が抑制されることとなる。以下においては、かかる点について詳細に説明する。
【0109】
本実施の形態に係るトナーは、母粒子と、当該母粒子に外添された粒子状の4種類の外添剤(すなわち、15nmシリカ、50nmシリカ、500nmシリカ、及び、チタニア)とを有している。そして、これらの外添剤は、現像装置51、52、53、54の使用の際に母粒子から遊離され得るが、前述したように、4種類の外添剤のうちの体積平均粒径が最も大きい500nmシリカが、母粒子から遊離しやすい。
【0110】
母粒子から遊離した外添剤(500nmシリカ)は、トナーと同様に、現像ローラ510(凸部512や凹部515)に担持される。ところで、凸部512は、図15に示すように荒れており、本実施の形態においては、凸部512の十点平均粗さRzが、500nmシリカの体積平均粒径(500nm)よりも小さくなっている(凸部粗さC<外添剤粒径B)。このため、母粒子から遊離した500nmシリカは、凸部512の荒れている部分(具体的には、図15に示す小溝512b)に、その一部が飛び出した状態で挟まることとなる(図17B参照)。ここで、小溝512bは、現像ローラ510の周方向に沿って設けられており、現像ローラ510の加工(切削加工や転造加工)の際に形成されたものである。なお、図15は、凸部512が荒れていることを示すための図である。
【0111】
凸部512(小溝512b)に担持された外添剤(500nmシリカ)は、トナーとは異なり、現像ローラ510の回転の際に規制ブレード560の先端560bと対向部512aとの間を通り抜ける。なぜなら、500nmシリカの体積平均粒径(500nm)は、前記距離g(約2μm)よりも小さい(外添剤粒径B<距離D)からである。なお、本実施の形態においては、『外添剤粒径B』は、4種類の外添剤のうちの最も体積平均粒径が大きい500nmシリカ、の体積平均粒径である。
【0112】
前記先端560bと前記対向部512aとの間を通り抜けた凸部512に担持された500nmシリカ(当該500nmシリカの一部は、凸部512から飛び出した状態となっている)は、現像ローラ510の回転に伴って移動し、規制ブレード560の当接部560aに接触する。そして、当接部560aに接触する500nmシリカは、現像ローラ510の更なる回転に伴って、該当接部560aに接触する状態を維持しつつ転動する。このため、当接部560aは、500nmシリカが転動する間、図16に示すように500nmシリカ(図16では、○で示されている)を介して凸部512に当接することとなる。これにより、当接部560aの凸部512に当接する面積が減り、当該当接部560aが凸部512に密着し難くなるため、現像ローラ510が回転する際の異音の発生が抑えられる。なお、図16は、当接部560aが、外添剤を介して凸部512に当接する状態を示した模式図である。
【0113】
ここで、外添剤(500nmシリカ)は、図17Aと図17Bに示すように、当該外添剤が担持された凸部512に形成された小溝512bに沿って、転動する。具体的には、500nmシリカは、図17Aにおいて下から上に向かって転動する。ところで、小溝512bは、図17Aに示すように、該小溝512bが設けられた凸部512の、現像ローラ510の周方向における一端から他端へわたって繋がらないように、形成されている(別言すれば、小溝512bが、側部514まで繋がっていない)。かかる場合には、小溝512bに担持され当接部560aに接触する500nmシリカが、現像ローラ510の回転に伴い、小溝512bから乗り上がるように凸部512上を転動する(図17B)。そして、500nmシリカのこのような転動に伴い、この500nmシリカに接触する当接部560aが、上下動することとなり、当接部560aが凸部512に密着することが、より有効に防止される。なお、図17Aと図17Bは、凸部512に担持されたトナーが、転動する様子を説明するための模式図である。なお、図17Bは、図17AのC−C断面図である。
【0114】
以上から、凸部粗さC<外添剤粒径B<距離Dの関係が成り立つ場合には、トナーから遊離した外添剤(500nmシリカ)が、凸部512の荒れている部分(すなわち、小溝512b)に担持され、かつ、先端560bと対向部512aとの間を通り抜ける。そして、規制ブレード560の当接部560aが、小溝512b上を転動する外添剤を介して当該凸部512に当接するため、規制ブレード560が凸部512に密着することを抑制でき、上述した異音の発生を抑えられる。
【0115】
また、外添剤は、当接部560aと凸部512の間で潤滑剤の働きを有しており、当該外添剤によって、現像ローラ510が回転する際の、当接部560aと凸部512の間における摩擦が軽減される。このため、現像ローラ510の回転時のモータへの負荷が低減され、現像ローラ510の回転に必要なトルクが大きくなることも抑制できる。
【0116】
上記においては、凸部粗さC<外添剤粒径Bの関係が成り立つことにより、外添剤(500nmシリカ)が凸部512の小溝512bに担持されることとしたが、凸部粗さC>外添剤粒径Bの場合にも、図18に示すように、当該外添剤(図16と同様、図18においても、○で示されている)は、凸部512の小溝512bに担持される。しかし、かかる場合には、外添剤が、小溝512bに嵌り込んでしまい、転動し難い。また、当該外添剤が、小溝512bに嵌り込んでしまうと、当接部560aが外添剤を介さず直接凸部512に当接することとなり、異音の発生を抑制できない。図18は、比較例を説明するための模式図である。
【0117】
なお、「規制ブレード560の規制状態による現像メモリの抑制効果」の項で説明したように、距離D<トナー粒径Aである場合には、現像メモリの発生が有効に抑えられ、この結果、画像の画質の劣化が適切に防止される。従って、本実施の形態に係る現像装置51、52、53、54によれば、凸部粗さC<外添剤粒径B<距離D<トナー粒径A、の関係が成り立つことにより、画像の画質の劣化を適切に防止し、かつ、現像ローラ510に規制ブレード560を適切に当接させることが可能となる。
【0118】
===現像装置の製造方法===
次に、現像装置の製造方法について、図19A乃至図21を用いて説明する。図19A乃至図19Eは、現像ローラ510の製造工程における、現像ローラ510の変遷を示した模式図である。図20は、現像ローラ510の転造加工を説明するための説明図である。図21は、イエロー現像装置54の組み立て方法を説明するためのフローチャートである。なお、現像装置を製造する際には、前述したハウジング540、ホルダー526、現像ローラ510、トナー供給ローラ550、規制ブレード560等がそれぞれ製造された後に、これらの部材を用いて現像装置の組み立てが実施される。本項では、これらの部材の製造方法のうち現像ローラ510の製造方法について先ず説明し、その後、現像装置の組み立て方法について説明する。なお、以下では、ブラック現像装置51、マゼンタ現像装置52、シアン現像装置53、及び、イエロー現像装置54のうち、イエロー現像装置54を例に挙げて、説明する。
【0119】
<<<現像ローラ510の製造方法について>>>
ここでは、現像ローラ510の製造方法について、図19A乃至図20を用いて説明する。
【0120】
先ず、図19Aに示すように、現像ローラ510の基材としてのパイプ材600を準備する。当該パイプ材600の肉厚は0.5〜3mmである。次に、図19Bに示すように、当該パイプ材600の長手方向両端部にフランジ圧入部602を作る。当該フランジ圧入部602は、切削加工により作られる。次に、図19Cに示すように、当該フランジ圧入部602にフランジ604を圧入する。フランジ604のパイプ材600への固定を確実にするために、フランジ604の圧入後、フランジ604をパイプ材600へ接着又は溶接するようにしてもよい。次に、図19Dに示すように、フランジ604が圧入されたパイプ材600の表面にセンタレス研磨を施す。当該センタレス研磨は、当該表面の全面に亘って実施され、センタレス研磨後の当該表面の十点平均粗さRzは、1.0μm以下となる。次に、図19Eに示すように、フランジ604が圧入されたパイプ材600に、転造加工を施す。本実施の形態においては、2つの丸ダイス650、652を用いた所謂スルーフィード転造(歩み転造、通し転造とも呼ばれている)加工が実施される。
【0121】
すなわち、図20に示すように、ワークとしての前記パイプ材600を挟むように配置された二つの丸ダイス650、652、を当該パイプ材600に所定の圧力(当該圧力の方向を、図20中記号Pで示す)で押し付けた状態で、当該二つの丸ダイス650、652を同方向(図20参照)に回転させる。スルーフィード転造においては、丸ダイス650、652が回転することにより、パイプ材600が丸ダイス650、652の回転方向とは逆方向(図20参照)に回転しながら、図20中記号Hで示した方向に移動する。丸ダイス650、652の表面には、溝680を形成するための凸部650a、652aが備えられており、当該凸部650a、652aがパイプ材600を変形させることにより、パイプ材600に溝680(当該溝680は、第一溝部516と第二溝部518に相当する)が形成される。
【0122】
そして、転造加工の終了後に、前記中央部510aの表面にメッキを施す。本実施の形態においては、当該メッキとして無電解Ni−Pメッキを用いるが、これに限定されるものではなく、例えば、硬質クロームメッキや電気メッキを用いてもよい。
【0123】
上記のように製造された現像ローラ510においては、凸部512の十点平均粗さRzの大きさが、500nm(外添剤である500nmシリカの体積平均粒径)よりも小さくなっている。
【0124】
<<<イエロー現像装置54の組み立て方法について>>>
次に、イエロー現像装置54の組み立て方法について、図21を用いて説明する。
先ず、前述したハウジング540、ホルダー526、現像ローラ510、規制ブレード560及びブレード支持部材564等を準備する(ステップS2)。
【0125】
次に、規制ブレード560及びブレード支持部材564をホルダー526の規制ブレード支持部526cにネジ止めすることにより、規制ブレード560及びブレード支持部材564をホルダー526に固定する(ステップS4)。なお、前述した端部シール574については、当該ステップS4の前に、予め規制ブレード560に取り付けておく。
【0126】
次に、規制ブレード560及びブレード支持部材564が固定されたホルダー526に、現像ローラ510を取り付ける(ステップS6)。かかる際に、規制ブレード560が現像ローラ510の回転軸方向一端部から他端部に亘って当接するように、現像ローラ510をホルダー526に取り付ける。なお、前述した上シール520については、当該ステップS6の前に、予めホルダー526に取り付けておく。
【0127】
そして、現像ローラ510、規制ブレード560等が取り付けられたホルダー526を、ハウジングシール546を介して、ハウジング540に取り付ける(ステップS8)ことにより、イエロー現像装置54の組み立てが完了する。なお、前述したトナー供給ローラ550については、当該ステップS8の前に、予めハウジング540に取り付けておく。
【0128】
===その他の実施の形態===
以上、上記実施の形態に基づき本発明に係る現像装置等を説明したが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【0129】
上記実施の形態においては、画像形成装置として中間転写型のフルカラーレーザビームプリンタを例にとって説明したが、本発明は、中間転写型以外のフルカラーレーザビームプリンタ、モノクロレーザビームプリンタ、複写機、ファクシミリなど、各種の画像形成装置に適用可能である。
【0130】
また、感光体についても、円筒状の導電性基材の外周面に感光層を設けて構成した、いわゆる感光ローラに限られず、ベルト状の導電性基材の表面に感光層を設けて構成した、いわゆる感光ベルトであってもよい。
【0131】
また、上記実施の形態において、現像ローラ510の表面には、凸部512と、トナーを担持する凹部515とが、規則的に配置されていることとした。また、凹部515は、現像ローラ510の周方向に対する傾斜角度が異なる2種類の螺旋状の溝部(第一溝部516と第二溝部518)の底部、であり、該2種類の螺旋状の溝部は、互いに交差して格子形状をなしていることとした。さらに、凸部512は、前記2種類の螺旋状の溝部に囲まれた正方形の頂面であり、該正方形の頂面が有する2本の対角線のうちの一方が前記周方向に沿っていることとした。しかし、上記に限定されるものではない。例えば、凸部512は、菱形の頂面や円形の頂面等であることとしてもよい。
【0132】
また、上記実施の形態において、凸部512には、図15に示すように、現像ローラ510の加工の際に形成された、該現像ローラ510の周方向に沿った小溝512bが、設けられていることとしたが、これに限定されるものではない。例えば、小溝512bが、回転軸方向に沿って設けられていることとしてもよい。
ただし、小溝512bが周方向に沿って設けられている場合には、現像ローラ510が回転する際に、小溝512bに担持され当接部560aに接触する外添剤が、当該小溝512bに沿って転動しやすいことにより、前記当接部560aが凸部512に密着することを有効に防止できる点で、上記実施の形態の方がより望ましい。
【0133】
また、上記実施の形態において、小溝512bは、図17Aに示すように、該小溝512bが設けられた凸部512の、前記周方向における一端から他端にわたって繋がらないように、設けられていることとしたが、これに限定されるものではない。例えば、小溝512bは、凸部512の一端から他端へ繋がって、設けられていることとしてもよい。
ただし、小溝512bが、前記一端から前記他端にわたって繋がらないように設けられている場合には、小溝512bに担持され当接部560aに接触する外添剤が、小溝560aから乗り上がるように転動する(図17B参照)際に、当接部560aが上下動することにより、当該当接部560aが凸部512に密着することをより有効に防止できる点で、上記実施の形態の方がより望ましい。
【0134】
また、上記実施の形態において、トナーは、前記母粒子に外添された4種類の外添剤、を有し、前記外添剤粒径Bは、4種類の外添剤のうちの最も体積平均粒径が大きい外添剤(500nmシリカ)、の体積平均粒径であることとしたが、これに限定されるものではない。例えば、外添剤粒径Bは、4種類の外添剤のうちの500nmシリカ以外の外添剤、の体積平均粒径であることとしてもよい。
ただし、前記外添剤粒径Bが500nmシリカである場合には、4種類の外添剤のうちの最も遊離しやすい500nmシリカが、小溝512bに担持され、かつ、当該小溝512bを転動することにより、当接部560aが凸部512に密着することをより有効に防止できる点で、上記実施の形態の方がより望ましい。
【0135】
また、上記実施の形態において、規制ブレード560は、ゴム弾性体(ウレタンゴム等)から成ることとしたが、これに限定されるものではない。例えば、規制ブレード560は、板金から成ることとしてもよい。
ただし、以下に説明するように、凸部512に規制ブレード560を適切に当接させる効果が、より有効に奏される点で、上記実施の形態の方がより望ましい。ゴム弾性体は、板金に比べて凸部512に当接する面積が大きくなりやすいため、現像ローラ510に密着しやすい。このため、規制ブレード560がゴム弾性体から成る場合には、凸部粗さC<外添剤粒径B<距離Dの関係が成り立つことによる効果、すなわち、凸部512に当接部560aを適切に当接させる効果が、より有効に奏される。
【0136】
===画像形成システム等の構成===
次に、本発明に係る実施の形態の一例である『画像形成システム』の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【0137】
図22は、画像形成システムの外観構成を示した説明図である。画像形成システム700は、コンピュータ702と、表示装置704と、プリンタ706と、入力装置708と、読取装置710とを備えている。コンピュータ702は、本実施形態ではミニタワー型の筐体に収納されているが、これに限られるものではない。表示装置704は、CRT(Cathode Ray Tube:陰極線管)やプラズマディスプレイや液晶表示装置等が用いられるのが一般的であるが、これに限られるものではない。プリンタ706は、上記に説明されたプリンタが用いられている。入力装置708は、本実施形態ではキーボード708Aとマウス708Bが用いられているが、これに限られるものではない。読取装置710は、本実施形態ではフレキシブルディスクドライブ装置710AとCD−ROMドライブ装置710Bが用いられているが、これに限られるものではなく、例えばMO(Magneto Optical)ディスクドライブ装置やDVD(Digital Versatile Disk)等の他のものであっても良い。
【0138】
図23は、図22に示した画像形成システムの構成を示すブロック図である。コンピュータ702が収納された筐体内にRAM等の内部メモリ802と、ハードディスクドライブユニット804等の外部メモリがさらに設けられている。
【0139】
なお、以上の説明においては、プリンタ706が、コンピュータ702、表示装置704、入力装置708、及び、読取装置710と接続されて画像形成システムを構成した例について説明したが、これに限られるものではない。例えば、画像形成システムが、コンピュータ702とプリンタ706から構成されても良く、画像形成システムが表示装置704、入力装置708及び読取装置710のいずれかを備えていなくても良い。
【0140】
また、例えば、プリンタ706が、コンピュータ702、表示装置704、入力装置708、及び、読取装置710のそれぞれの機能又は機構の一部を持っていても良い。一例として、プリンタ706が、画像処理を行う画像処理部、各種の表示を行う表示部、及び、デジタルカメラ等により撮影された画像データを記録した記録メディアを着脱するための記録メディア着脱部等を有する構成としても良い。
【0141】
このようにして実現された画像形成システムは、システム全体として従来システムよりも優れたシステムとなる。
【図面の簡単な説明】
【0142】
【図1】プリンタ10を構成する主要構成要素を示した図である。
【図2】図1のプリンタ10の制御ユニットを示すブロック図である。
【図3】現像装置の概念図である。
【図4】現像装置の主要構成要素を示した断面図である。
【図5】現像ローラ510の斜視模式図である。
【図6】現像ローラ510の正面模式図である。
【図7】凸部512、凹部515等の形状を示した模式図である。
【図8】規制ブレード560及びブレード支持部材564の斜視図である。
【図9】現像ローラ510に当接する規制ブレード560、の先端部560a周辺の様子を示した拡大模式図である。
【図10】ホルダー526の斜視図である。
【図11】ホルダー526に、上シール520、現像ローラ510、規制ブレード560及びブレード支持部材564が組み付けられている様子を示した斜視図である。
【図12】ホルダー526が、ハウジング540に取付けられている様子を示した斜視図である。
【図13】現像メモリ発生のメカニズムを説明するための説明図である。
【図14】当接部560aが、トナーを介さずに、凸部512に直接当接する様子を説明するための模式図である。
【図15】凸部512が荒れていることを示すための図である。
【図16】当接部560aが、外添剤を介して凸部512に当接する状態を示した模式図である。
【図17】図17Aと図17Bは、凸部512に担持されたトナーが、転動する様子を説明するための模式図である。
【図18】比較例を説明するための模式図である。
【図19】図19A乃至図19Eは、現像ローラ510の製造工程における、現像ローラ510の変遷を示した模式図である。
【図20】現像ローラ510の転造加工を説明するための説明図である。
【図21】イエロー現像装置54の組み立て方法を説明するためのフローチャートである。
【図22】画像形成システムの外観構成を示した説明図である。
【図23】図22に示した画像形成システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【0143】
10 レーザビームプリンタ、20 感光体、30 帯電ユニット、
40 露光ユニット、50 YMCK現像ユニット、50a 中心軸、
51 ブラック現像装置、52 マゼンタ現像装置、53 シアン現像装置、
54 イエロー現像装置、55a 保持部、55b 保持部、55c 保持部、
55d 保持部、60 一次転写ユニット、70 中間転写体、
75 クリーニングユニット、76 クリーニングブレード、
80 二次転写ユニット、90 定着ユニット、92 給紙トレイ、
94 給紙ローラ、95 表示ユニット、96 レジローラ、
100 制御ユニット、101 メインコントローラ、
102 ユニットコントローラ、112 インターフェイス、113 画像メモリ、
510 現像ローラ、510a 中央部、510b 軸部、512 凸部、
512a 対向部、513 非凸部、514 側部、515 凹部、
516 第一溝部、518 第二溝部、520 上シール、
520a 短手方向端部、520b 当接面、520c 反対面、
524 上シール付勢部材、526 ホルダー、
526a 上シール支持部、526b 現像ローラ支持部、
526c 規制ブレード支持部、530 トナー収容体、
530a 第一トナー収容部、530b 第二トナー収容部、540 ハウジング、
542 上ハウジング部、544 下ハウジング部、545 仕切り壁、
546 ハウジングシール、550 トナー供給ローラ、560 規制ブレード、
560a 当接部、560b 先端、564 ブレード支持部材、564a 薄板、
564b 薄板支持部、564c 長手方向両端部、564d 短手方向一端部、
564e 短手方向他端部、572 開口、574 端部シール、576 軸受け、
600 パイプ材、602 フランジ圧入部、604 フランジ、
650 丸ダイス、650a 凸部、652 丸ダイス、652a 凸部、
680 溝、700 画像形成システム、702 コンピュータ、
704 表示装置、706 プリンタ、708 入力装置、
708A キーボード、708B マウス、
710 読取装置、710A フレキシブルディスクドライブ装置、
710B CD−ROMドライブ装置、802 内部メモリ、
804 ハードディスクドライブユニット、T トナー

【特許請求の範囲】
【請求項1】
母粒子と該母粒子に外添された粒子状の外添剤とを有するトナー、を担持し、該トナーで像担持体に担持された潜像を現像するトナー担持体であって、該トナー担持体の表面に規則的に配置された凸部を有する回転可能なトナー担持体と、
該トナー担持体の表面に当接部にて当接して該表面に担持されたトナーの量を規制する規制部材であって、該規制部材の長手方向が該トナー担持体の軸方向に沿うように、かつ、該規制部材の短手方向及び厚み方向における先端が該トナー担持体の回転方向上流側に向くように、設けられた規制部材と、
を備える現像装置であって、
前記トナーの体積平均粒径をトナー粒径Aとし、前記外添剤の体積平均粒径を外添剤粒径Bとし、前記凸部の十点平均粗さを凸部粗さCとし、前記規制部材の前記先端が前記凸部に対向する際の該先端と該凸部の間の距離を、距離Dとしたときに、
前記トナー粒径A、前記外添剤粒径B、前記凸部粗さC、及び、前記距離Dの大きさの関係が、前記凸部粗さC<前記外添剤粒径B<前記距離D<前記トナー粒径A、であることを特徴とする現像装置。
【請求項2】
請求項1に記載の現像装置であって、
前記トナー担持体の表面には、前記凸部と、前記トナーを担持する凹部とが、規則的に配置されており、
前記凹部は、前記トナー担持体の周方向に対する傾斜角度が異なる2種類の螺旋状の溝部の底部、であり、
該2種類の螺旋状の溝部は、互いに交差して格子形状をなしており、
前記凸部は、前記2種類の螺旋状の溝部に囲まれた正方形の頂面であり、
該正方形の頂面が有する2本の対角線のうちの一方が前記周方向に沿っていることを特徴とする現像装置。
【請求項3】
請求項2に記載の現像装置であって、
前記凸部には、前記トナー担持体の加工の際に形成された、該トナー担持体の周方向に沿った小溝が、設けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項4】
請求項3に記載の現像装置であって、
前記小溝は、該小溝が設けられた前記凸部の、前記周方向における一端から他端にわたって繋がらないように、設けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項5】
請求項1〜請求項4のいずれかに記載の現像装置であって、
前記トナーは、前記母粒子に外添された複数種類の前記外添剤、を有し、
前記外添剤粒径Bは、前記複数種類の外添剤のうちの最も体積平均粒径が大きい外添剤、の体積平均粒径であることを特徴とする現像装置。
【請求項6】
請求項1〜請求項5のいずれかに記載の現像装置であって、
前記規制部材は、ゴム弾性体から成ることを特徴とする現像装置。
【請求項7】
(a)潜像を担持するための像担持体と、
(b)母粒子と該母粒子に外添された粒子状の外添剤とを有するトナー、を担持し、該トナーで前記像担持体に担持された潜像を現像するトナー担持体であって、該トナー担持体の表面に規則的に配置された凸部を有する回転可能なトナー担持体と、
該トナー担持体の表面に当接部にて当接して該表面に担持されたトナーの量を規制する規制部材であって、該規制部材の長手方向が該トナー担持体の軸方向に沿うように、かつ、該規制部材の短手方向及び厚み方向における先端が該トナー担持体の回転方向上流側に向くように、設けられた規制部材と、
を備える現像装置であって、
前記トナーの体積平均粒径をトナー粒径Aとし、前記外添剤の体積平均粒径を外添剤粒径Bとし、前記凸部の十点平均粗さを凸部粗さCとし、前記規制部材の前記先端が前記凸部に対向する際の該先端と該凸部の間の距離を、距離Dとしたときに、
前記トナー粒径A、前記外添剤粒径B、前記凸部粗さC、及び、前記距離Dの大きさの関係が、前記凸部粗さC<前記外添剤粒径B<前記距離D<前記トナー粒径A、である現像装置と、
(c)を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項8】
(A)コンピュータ、及び、
(B)このコンピュータに接続可能な画像形成装置であって、
(a)潜像を担持するための像担持体と、
(b)母粒子と該母粒子に外添された粒子状の外添剤とを有するトナー、を担持し、該トナーで前記像担持体に担持された潜像を現像するトナー担持体であって、該トナー担持体の表面に規則的に配置された凸部を有する回転可能なトナー担持体と、
該トナー担持体の表面に当接部にて当接して該表面に担持されたトナーの量を規制する規制部材であって、該規制部材の長手方向が該トナー担持体の軸方向に沿うように、かつ、該規制部材の短手方向及び厚み方向における先端が該トナー担持体の回転方向上流側に向くように、設けられた規制部材と、
を備える現像装置であって、
前記トナーの体積平均粒径をトナー粒径Aとし、前記外添剤の体積平均粒径を外添剤粒径Bとし、前記凸部の十点平均粗さを凸部粗さCとし、前記規制部材の前記先端が前記凸部に対向する際の該先端と該凸部の間の距離を、距離Dとしたときに、
前記トナー粒径A、前記外添剤粒径B、前記凸部粗さC、及び、前記距離Dの大きさの関係が、前記凸部粗さC<前記外添剤粒径B<前記距離D<前記トナー粒径A、である現像装置と、
(c)を有する画像形成装置、
(C)を具備したことを特徴とする画像形成システム。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図14】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【図20】
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【図21】
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【図22】
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【図23】
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【図13】
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【図15】
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【公開番号】特開2008−299016(P2008−299016A)
【公開日】平成20年12月11日(2008.12.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−144066(P2007−144066)
【出願日】平成19年5月30日(2007.5.30)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】