特開 2023-91235 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023091235

(43)【公開日】2023-06-30

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/08 20060101AFI20230623BHJP

【ＦＩ】

G03G15/08 226

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021205871

(22)【出願日】2021-12-20

(71)【出願人】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100090527

【弁理士】

【氏名又は名称】舘野 千惠子

(72)【発明者】

【氏名】河崎 明博

(72)【発明者】

【氏名】山田 晋太郎

(72)【発明者】

【氏名】加藤 博秋

【テーマコード（参考）】

2H077

【Ｆターム（参考）】

2H077AD06

2H077AD13

2H077AD18

2H077AE03

2H077EA15

2H077EA16

2H077FA13

2H077FA16

2H077FA22

2H077GA03

(57)【要約】

【課題】粒子担持体上に単層の粒子層を形成でき、高画質化やコスト低減が可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】回転する粒子担持体と、前記粒子担持体上に粒子層を形成する平板状の粒子層規制部材とを有する。前記粒子層規制部材は、前記粒子担持体の回転方向に対してカウンター方向になるように配置されるとともに、前記粒子担持体との当接位置又は最近接位置から前記粒子担持体の回転方向上流側に突き出ており、前記粒子層規制部材の先端側は先細りの形状であり、前記粒子層規制部材の先端側における前記粒子担持体と対向する面とは反対側の面が、平板の面方向に対して斜面となっており、前記粒子層規制部材において、前記粒子層規制部材の最先端の位置から前記粒子担持体までの最短距離を入口高さｈとし、前記粒子において、前記粒子の体積平均粒径の半分の値を前記粒子の半径ｒとしたとき、ｒ≦ｈ≦３ｒを満たす。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転する粒子担持体と、前記粒子担持体上に粒子層を形成する平板状の粒子層規制部材と、を有する画像形成装置であって、
前記粒子層規制部材は、前記粒子担持体の回転方向に対してカウンター方向になるように配置されるとともに、前記粒子担持体との当接位置又は最近接位置から前記粒子担持体の回転方向上流側に突き出ており、
前記粒子層規制部材の先端側は先細りの形状であり、前記粒子層規制部材の先端側における前記粒子担持体と対向する面とは反対側の面が、平板の面方向に対して斜面となっており、
前記粒子層規制部材において、前記粒子層規制部材の最先端の位置から前記粒子担持体までの最短距離を入口高さｈとし、前記粒子において、前記粒子の体積平均粒径の半分の値を前記粒子の半径ｒとしたとき、
ｒ≦ｈ≦３ｒ
を満たすことを特徴とする画像形成装置。
ただし、前記粒子層規制部材と前記粒子担持体との当接位置又は最近接位置が一点に定まらない場合は、前記粒子層規制部材と前記粒子担持体との当接位置又は最近接位置のうちの前記粒子担持体の回転方向における最も上流側の位置を当接位置又は最近接位置とする。

【請求項2】

前記斜面は、平板の面方向に対して６０°以下であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項3】

前記粒子層規制部材において、前記粒子担持体との当接位置又は最近接位置から前記粒子担持体の回転方向上流側に突き出た部分の長さを突き出し量Ｌとしたとき、
前記突き出し量Ｌは、調節可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。

【請求項4】

前記突き出し量Ｌは、前記粒子の体積平均粒径に応じて調節可能であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。

【請求項5】

前記粒子層規制部材の最先端の厚みは、前記粒子の体積平均粒径以下であることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の画像形成装置。

【請求項6】

前記粒子層規制部材の最先端は、曲率を有することを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の画像形成装置。

【請求項7】

前記粒子層規制部材は、前記粒子担持体と対向する面が前記粒子担持体に対して凹となる円弧形状になっており、
該円弧形状の曲率をＲ１とし、前記粒子担持体における前記粒子層規制部材と対向する面の曲率をＲ２とし、前記粒子の体積平均粒径をＤとしたとき、
Ｒ２＜Ｒ１≦Ｒ２＋Ｄ
を満たすことを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の画像形成装置。

【請求項8】

前記粒子は、粒度分布において下記で求められる粒度分布値が１３％以下であり、平均円形度が０．９５以上であることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の画像形成装置。
［粒度分布値］
粒度分布値［％］＝（標準偏差／体積平均粒径）×１００

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電子写真方式の画像形成装置では、現像剤担持体に現像剤を付与する際に、規制ブレードを用いて現像剤の層を現像剤担持体に形成することが知られている。従来技術では、例えば２層程度の帯電したトナー薄層を現像剤担持体上に形成し、静電潜像担持体上の静電潜像に現像することで画像を形成している。

【0003】

特許文献１では、規制ブレードの先端部に曲率半径Ｒをもたせ、現像剤の体積平均粒子径を２ｒとして、Ｒ≦ｒを満たすことが開示されている。特許文献１によれば、長期の使用ができ、現像剤の融着に起因する画像劣化を防止することができるとしている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、規制ブレードを用いた従来技術においては、現像剤担持体等の粒子担持体に単層の粒子層を形成することが難しかった。例えば特許文献１は、トナー固着を抑制することを目的としており、粒子担持体に単層の粒子層を形成することについては考慮されておらず、粒子担持体に単層の粒子層を形成することができていなかった。粒子担持体に形成される粒子層が単層ではない場合、得られる画像を高画質にさせにくい場合がある。例えば、トナー粒子が有する粒径分布により、帯電分布が発生して逆極性のトナーが生じる場合があり、粒子担持体上にねらいとする粒子層を形成しにくくなる。この場合、記録媒体に粒子を転写して得られた画像が高画質にならない場合がある。また、粒子層が単層ではない場合、ＦＭスクリーン処理を用いにくく、高画質化させにくい。また、粒子層が単層ではない場合、カラー画像を形成する際に複数色の粒子を重ねて画像を形成することになるため、コストが増えてしまう。

【0005】

そこで本発明は、粒子担持体上に単層の粒子層を形成でき、高画質化やコスト低減が可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、回転する粒子担持体と、前記粒子担持体上に粒子層を形成する平板状の粒子層規制部材と、を有する画像形成装置であって、前記粒子層規制部材は、前記粒子担持体の回転方向に対してカウンター方向になるように配置されるとともに、前記粒子担持体との当接位置又は最近接位置から前記粒子担持体の回転方向上流側に突き出ており、前記粒子層規制部材の先端側は先細りの形状であり、前記粒子層規制部材の先端側における前記粒子担持体と対向する面とは反対側の面が、平板の面方向に対して斜面となっており、前記規制部材において、前記規制部材の最先端の位置から前記粒子担持体までの最短距離を入口高さｈとし、前記粒子において、前記粒子の体積平均粒径の半分の値を前記粒子の半径ｒとしたとき、
ｒ≦ｈ≦３ｒ
を満たすことを特徴とする。
ただし、前記規制部材と前記粒子担持体との当接位置又は最近接位置が一点に定まらない場合は、前記規制部材と前記粒子担持体との当接位置又は最近接位置のうちの前記粒子担持体の回転方向における最も上流側の位置を当接位置又は最近接位置とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、粒子担持体上に単層の粒子層を形成でき、高画質化やコスト低減が可能な画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の画像形成装置の一例を説明するための概略図である。

【図2】粒子層規制部材により粒子層が形成されることを模式的に説明するための概略図である。

【図3】粒子層規制部材の配置例を説明するための概略図である。

【図4A】粒子層規制部材による粒子の移動の一例を説明するための概略図である。

【図4B】粒子層規制部材による粒子の移動の他の例を説明するための概略図である。

【図4C】粒子層規制部材による粒子の移動の他の例を説明するための概略図である。図４Ｃは、本発明には含まれない構成についての図である。

【図5】粒子層規制部材の一例を説明するための概略図であり、傾斜角を説明するための図である。

【図6】粒子層規制部材の他の例を説明するための概略図であり、突き出し量Ｌが可変である場合の一例である。

【図7】粒子層規制部材の他の例を説明するための概略図であり、先端の厚みを説明するための図である。

【図8】粒子層規制部材の他の例を説明するための概略図であり、先端の形状を説明するための図である。

【図9】粒子層規制部材の他の例を説明するための概略図（ａ）及び（ｂ）である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明に係る画像形成装置について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

【0010】

本発明の画像形成装置は、回転する粒子担持体と、前記粒子担持体上に粒子層を形成する平板状の粒子層規制部材と、を有する画像形成装置であって、前記粒子層規制部材は、前記粒子担持体の回転方向に対してカウンター方向になるように配置されるとともに、前記粒子担持体との当接位置又は最近接位置から前記粒子担持体の回転方向上流側に突き出ており、前記粒子層規制部材の先端側は先細りの形状であり、前記粒子層規制部材の先端側における前記粒子担持体と対向する面とは反対側の面が、平板の面方向に対して斜面となっており、前記規制部材において、前記規制部材の最先端の位置から前記粒子担持体までの最短距離を入口高さｈとし、前記粒子において、前記粒子の体積平均粒径の半分の値を前記粒子の半径ｒとしたとき、
ｒ≦ｈ≦３ｒ
を満たすことを特徴とする。
ただし、前記規制部材と前記粒子担持体との当接位置又は最近接位置が一点に定まらない場合は、前記規制部材と前記粒子担持体との当接位置又は最近接位置のうちの前記粒子担持体の回転方向における最も上流側の位置を当接位置又は最近接位置とする。

【0011】

図１は、本実施形態の画像形成装置を説明する概略図である。なお、図１は断面図であるとしてもよいし、側面図であるとしてもよい。
本実施形態の画像形成装置１０は、回転する粒子担持体２１と、粒子担持体２１上に粒子層を形成する平板状の粒子層規制部材２２と、を有する。その他にも、本実施形態の画像形成装置１０は、静電潜像担持体１（感光体とも称する）、帯電手段７、露光手段８、転写手段９等を備えている。

【0012】

帯電手段７は、帯電部材により静電潜像担持体１を帯電させる。帯電手段７は、帯電部材として例えば帯電ローラを用いており、図中の矢印は帯電ローラの回転方向を示す。

【0013】

露光手段８は、光Ｌを照射し、静電潜像担持体１を露光させて静電潜像を形成する。形成する画像に応じて露光される。

【0014】

本実施形態の画像形成装置は、粒子像形成装置２０を有するとしてもよい。粒子像形成装置２０は、粒子担持体２１と粒子層規制部材２２を有し、静電潜像担持体１に粒子３を付与して静電潜像担持体１上に粒子像を形成する。本実施形態における粒子像形成装置２０は、例えば、粒子容器２４に粒子３を収容しており、供給部材２３で粒子３を粒子担持体２１に搬送する。粒子担持体２１上の粒子３に粒子層規制部材２２を接触させ、粒子３を帯電させ、粒子３からなる粒子層を粒子担持体２１上に形成する。

【0015】

粒子像形成装置２０は、粒子３として現像剤を用いた場合には、例えば現像手段、現像装置、現像器などとして用いることができる。なお、粒子層規制部材は、規制部材、規制ブレードなどと称されてもよい。

【0016】

転写手段９は、静電潜像担持体１上に形成された粒子像を記録媒体１１に転写する。
静電潜像担持体１上に形成された粒子像は、例えば転写手段９が有する転写部材、例えば転写ローラに電圧を印加することで、記録媒体１１に電界移動する。これにより、記録媒体１１に粒子像が形成される。なお、図中の矢印は、転写ローラの回転方向を示す。

【0017】

本実施形態における粒子像形成装置２０は、静電潜像担持体１と対向する位置で回転する粒子担持体２１を備えている。粒子像形成装置２０が有する粒子層規制部材２２は、平板状であり、粒子担持体２１の回転方向に対してカウンター方向になるように配置され、粒子担持体２１上に単層の粒子層を形成する。粒子担持体２１上の粒子３は静電潜像担持体１に電界移動し、静電潜像担持体１上に粒子像が形成される。

【0018】

なお、粒子３として現像剤を用いた場合には、粒子担持体を例えば現像剤担持体、現像ローラなどとして用いることができる。

【0019】

静電潜像担持体１と粒子担持体２１は接触していてもよいし、非接触であってもよい。

【0020】

静電潜像担持体１と粒子担持体２１が接触している場合、粒子担持体２１は弾性体であることが好ましい。これにより、粒子担持体２１が静電潜像担持体１に安定して接触することができる。
弾性体としては、例えばポリウレタンゴムやシリコンゴム等を用いることができる。

【0021】

静電潜像担持体１と粒子担持体２１は非接触でもよく、微小な隙間を設け、現像電界を印加することで粒子像を形成することができる。静電潜像担持体１と粒子担持体２１が非接触である場合、静電潜像担持体１と粒子担持体２１の間隔は２００μｍ以下であることが好ましい。微小ギャップで電界移動させることで、粒子担持体の低コスト化や低トルク化を行うことができる。

【0022】

また、静電潜像担持体１と粒子担持体２１の間隔として、２００μｍ以下が好ましいとする理由は、粒子の平均粒径が２００μｍ以下が好ましいということも考慮している。静電潜像担持体１と粒子担持体２１の間隔が２００μｍ以下である場合、粒子を安定して静電潜像担持体に移動させやすくなる。
なお、特に制限されるものではないが、静電潜像担持体１と粒子担持体２１の間隔は、例えば５０μｍ以上であることが好ましい。

【0023】

静電潜像担持体１と粒子担持体２１が非接触である場合、粒子担持体２１は剛体であることが好ましい。これは、微小な隙間を安定的に形成するために、真円度や環境径変動が少ない剛体を用いることが好ましいという理由のためである。
剛体としては、例えば鉄やアルミの金属棒や金属中空等を用いることができる。

【0024】

また、粒子担持体２１が剛体である場合、粒子担持体２１は表面にコート層を有することが好ましい。剛体を用いる場合は一般的に金属剛体が用いられるが、粒子の抵抗が低い場合は帯電電荷が逃げてしまうので、粒子担持体に半導電のコート層をいることが好ましい。
コート層としては、例えばウレタン樹脂等を用いることができる。

【0025】

図２は、粒子層規制部材２２により粒子層が形成されることを模式的に説明するための図であり、図１の破線の円の部分に相当する図である。図示するように、粒子層規制部材２２は粒子３３を分流する。図中の黒矢印は粒子担持体２１の回転方向を表し、図中の白矢印は、粒子３３が移動する方向を模式的に表している。

【0026】

図示するように、粒子層規制部材２２に対して流れてきた粒子３３は、粒子層規制部材２２によって分流され、粒子担持体２１側に移動する粒子と、粒子担持体２１側とは異なる方向に移動する粒子とに分かれる。なお、粒子担持体２１側とは異なる方向を、粒子層規制部材２２の背面側などと称することがある。

【0027】

図示するように、本実施形態における粒子層規制部材２２の先端側は先細りの形状であり、粒子層規制部材２２の先端側における粒子担持体２１と対向する面とは反対側の面が、平板の面方向に対して斜面となっている。これにより、粒子３３が粒子担持体２１側とは異なる方向に移動しやすくなり、粒子担持体２１に形成される粒子層に乱れが生じることを抑制できる。

【0028】

図３は、突き出し量Ｌ及び入口高さｈを説明するための図であり、図１の破線の円の部分に相当する他の図である。上述したように、本実施形態における粒子層規制部材２２は、平板状であり、粒子担持体２１の回転方向に対してカウンター方向になるように配置されている。図示するように、カウンター方向とあるのは、例えば、粒子層規制部材２２の根本側から先端側に向かう方向が、粒子担持体２１の回転方向とは逆の方向になると表現できる。ただし、粒子層規制部材２２の根本側から先端側に向かう方向は、粒子層規制部材２２と粒子担持体２１の当接位置又は最近接位置における粒子担持体２１の接線と平行である必要はなく、粒子担持体２１の接線に対して角度を有していてもよい。

【0029】

また、粒子層規制部材２２の先端側は先細りの形状であり、粒子層規制部材２２の先端側における粒子担持体２１と対向する面とは反対側の面が、平板の面方向に対して斜面となっている。図中、粒子層規制部材２２の斜面を符号２２ａで示している。

【0030】

粒子層規制部材２２としては、適宜選択することができ、例えば板厚がｔ０．１のＳＵＳ板が挙げられる。粒子の帯電特性に合わせてコーティングも含めて材料選定することが望ましい。

【0031】

粒子層規制部材２２は、粒子担持体２１と接触していてもよいし、接触していなくてもよい。図３に示す例は、粒子層規制部材２２と粒子担持体２１とが接触する場合の例であり、図中、Ｎｉｐとあるのは接触Ｎｉｐ（接触ニップ）を表している。どのような場合に、粒子層規制部材２２と粒子担持体２１とを接触させるかについては、適宜選択することができる。例えば、粒子担持体２１が弾性部材の場合、この他にも例えば、粒子担持体２１の表面層が弾性部材である場合に、粒子層規制部材２２と粒子担持体２１とを接触させてもよい。このような場合、粒子層規制部材２２と粒子担持体２１とが接触していても、換言すると、粒子層規制部材２２と粒子担持体２１とが接触Ｎｉｐを有していても、接触Ｎｉｐを粒子が通過することができ、単層の粒子層を形成することができる。

【0032】

粒子層規制部材２２と粒子担持体２１とが接触していない場合の例としては、例えば、粒子担持体２１が金属の場合、この他にも例えば、粒子担持体２１の表面層が金属である場合等が挙げられる。粒子担持体２１が金属の場合や粒子担持体２１の表面層が金属である場合であっても、粒子層規制部材２２と粒子担持体２１は接触していてもよい。粒子層規制部材２２によって単層の粒子層が形成されればよい。

【0033】

本実施形態における粒子層規制部材２２は、粒子担持体２１との当接位置又は最近接位置から粒子担持体２１の回転方向上流側に突き出ている。ただし、粒子層規制部材２２と粒子担持体２１との当接位置又は最近接位置が一点に定まらない場合は、粒子層規制部材２２と粒子担持体２１との当接位置又は最近接位置のうちの粒子担持体２１の回転方向における最も上流側の位置を当接位置又は最近接位置とする。

【0034】

図３に示す例は、粒子層規制部材２２と粒子担持体２１が接触している場合の例であり、この例における接触Ｎｉｐは幅を有している。この例では、粒子層規制部材２２と粒子担持体２１の当接位置が一点に定まらない。このため、粒子層規制部材２２が粒子担持体２１の回転方向上流側に突き出ているかを考慮する際には、粒子層規制部材２２と粒子担持体２１の当接位置（接触位置）のうちの粒子担持体２１の回転方向における最も上流側の位置を当接位置と考える。そして、この当接位置に対して粒子層規制部材２２が突き出ているかを考慮する。

【0035】

図３に示す例では、接触Ｎｉｐにおける粒子担持体２１の回転方向の最も上流側の位置から粒子層規制部材２２が突き出ている。また、図示するように、粒子層規制部材２２において、粒子担持体２１との当接位置又は最近接位置から粒子担持体２１の回転方向上流側に突き出た部分の長さを突き出し量Ｌとする。別の表現をすると、突き出し量Ｌは、粒子層規制部材２２において、粒子担持体２１との当接位置又は最近接位置から粒子層規制部材２２の最先端までの長さである。本実施形態では、Ｌ＞０となる。

【0036】

また、図示するように、粒子層規制部材２２において、粒子層規制部材２２の最先端の位置から粒子担持体２１までの最短距離を入口高さｈとしている。入口高さｈは、例えば、粒子担持体２１の中心Ｏから粒子層規制部材２２の最先端までの線分上において、粒子層規制部材２２の最先端から粒子担持体２１の表面までの距離であるともいえる。更に別の表現をすると、粒子層規制部材２２の最先端から粒子担持体２１の中心Ｏに向けて、粒子担持体２１の表層までの距離が入口高さｈであるともいえる。

【0037】

本実施形態では、入口高さｈが所定の関係を満たすことを要する。これについて、図４Ａ～図４Ｃ等を用いて説明する。

【0038】

図４Ａ～図４Ｃは、粒子層規制部材２２により粒子が分流されることを模式的に説明するための図であり、図１の破線の円の部分に相当する他の図である。また、図４Ａ～図４Ｃでは、突き出し量Ｌを変えており、図４Ａ～図４Ｃの順に突き出し量Ｌが大きくなっている。図中、突き出し量Ｌを模式的に図示している。このように突き出し量Ｌが大きくなることで、図４Ａ～図４Ｃの順に入口高さｈが大きくなっている。また、図４Ａ～図４Ｃでは、粒子層規制部材２２と粒子担持体２１は粒子を介して当接している（図２も同様）。

【0039】

ここでは、粒子３３の体積平均粒径の半分の値を粒子３３の半径ｒとする。本実施形態では、ｒ≦ｈ≦３ｒを満たすことを要する。なお、式中、入口高さｈと粒子の半径ｒは同じ単位であり、例えばμｍが挙げられる。ｒ≦ｈ≦３ｒを満たすことにより、粒子担持体２１上に単層の粒子層を形成することができる。

【0040】

図４Ａは、入口高さｈがｒ≦ｈ≦３ｒを満たす場合の例である。図示するように、粒子層規制部材２２により、粒子３３が粒子担持体２１側と粒子層規制部材２２の背面側とに分流され、粒子担持体２１上に単層の粒子層を形成することができる。入口高さｈがｒ≦ｈを満たすことにより、粒子担持体２１に近い粒子３３が粒子層規制部材２２により剥ぎ取られることを防止でき、粒子担持体２１上に粒子層を形成することができる。ｈ＜ｒの場合、粒子担持体２１に近い粒子３３が粒子層規制部材２２により剥ぎ取られてしまい、粒子担持体２１上に粒子層が形成されなくなる。

【0041】

なお、粒子３３の直径をｄと表した場合において、ｒ≦ｈ≦ｄの場合、入口高さｈが粒子３３の直径以下になるが、この場合であっても粒子３３は、粒子層規制部材２２と粒子担持体２１との当接位置又は最近接位置を通過することができる。粒子層規制部材２２の先端が１層目の粒子３３の中心から粒子担持体２１の反対側に位置することになり１層目の粒子が通過できる。また、粒子担持体２１が弾性部材である場合、入口高さｈが粒子の半径ｒに近い場合であっても確実に通過することができる。

【0042】

図４Ｂは、入口高さｈがｒ≦ｈ≦３ｒを満たす場合の例であり、突き出し量Ｌと入口高さｈが図４Ａに示す例よりも大きくなっている。図示するように、粒子層規制部材２２により、粒子３３が粒子担持体２１側と粒子層規制部材２２の背面側とに分流され、粒子担持体２１上に単層の粒子層を形成することができる。入口高さｈがｈ≦３ｒを満たすことにより、２層目の粒子３３が粒子層規制部材２２の背面側に移動し、すなわち２層目の粒子３３が図中の白矢印の方向に移動する。このため、粒子担持体２１上に単層の粒子層を形成することができる。

【0043】

また、図４Ｂに示す例では、粒子層規制部材２２の先端が２層目の粒子３３の中心から粒子担持体２１側に位置することになるため、２層目の粒子３３が粒子層規制部材２２の背面側に移動する。一方、ｈ＞３ｒの場合、図４Ｃに示すように、２層目の粒子３３が粒子担持体２１側に移動してしまう。

【0044】

図４Ｃは、ｈ＞３ｒの場合の例であり、本発明に含まれない例である。図４Ｃに示す例では、突き出し量Ｌと入口高さｈが図４Ｂに示す例よりも大きくなっている。この例では、ｈ＞３ｒとなっており、粒子層規制部材２２の先端が２層目の粒子３３の中心から粒子担持体２１側とは反対側に位置することになる。このため、２層目の粒子３３が粒子担持体２１側に侵入（移動）してしまう。これにより、粒子担持体２１上に形成される粒子層は、単層ではなくなる。

【0045】

表１に、突き出し量Ｌと入口高さｈを変化させて、粒子担持体２１上に形成される粒子層が単層であるかを確認した場合の結果を示す。ここでは、粒子として、体積平均粒径が１５μｍの粒子を用いた。そのため、ｒは７．５μｍであり、３ｒは２２．５μｍである。なお、ここで用いた粒子の粒度分布値（ＣＶ値）は９％とした。粒度分布値については後述する。

【0046】

【表1】

【0047】

ｈ＜ｒの場合、粒子担持体２１に近い粒子が剥ぎ取られ、粒子担持体２１上に粒子層が形成されなかった。ｈ＞３ｒの場合、粒子担持体２１上に形成された粒子層が単層にならず、粒子が重なった粒子層が形成された。この結果からわかるように、単層の粒子層を形成するためには、ｒ≦ｈ≦３ｒを満たす必要がある。

【0048】

本実施形態によれば、粒子担持体２１上に単層の粒子層を形成できるため、高画質化やコスト低減が可能になる。例えば、粒子担持体２１上に単層の粒子層を形成することができるため、ＦＭスクリーン処理に適用しやすくなり、高画質化や画質安定化が期待できる。また、カラー画像を形成する際に、複数色の粒子を重ねずに並べて画像形成を行うことができるため、コスト低減が可能になる。また、粒子担持体２１上に形成される粒子層が単層であるため、粒子担持体２１のクリーナレス化やクリーニングの低減を図ることができ、省資源化や装置の小型化が期待できる。また、本実施形態では、粒子をトナーに限定せず、他分野への展開も期待できる。

【0049】

本実施形態に用いられる粒子としては、適宜選択することができる。
粒子としては、例えば、トナー粒子が挙げられる。その他にも、隙間を確保するスペーサー粒子や、半田ボール粒子等が挙げられる。

【0050】

本実施形態に用いられる粒子として、上記の他にも例えばマイクロカプセル粒子を用いることができる。マイクロカプセル粒子は、表層が固いため、例えば図１に示す画像形成装置に用いることができる。また、マイクロカプセル粒子の中身は、例えば液状やゲル状であり、記録媒体への定着熱容量を下げることができ、省エネが実現できる。また、マイクロカプセル粒子を用いることで、圧力をかけて記録媒体に定着させることも可能となり、インクジェット方式と同等の低電力が実現できる。

【0051】

静電潜像担持体に付与される粒子の粒径としては、適宜選択することができる。上記の例は、電子写真技術を用いたプリンターや複写機のトナーでの例であり、本実施形態におけるトナー粒子の平均粒径としては２０μｍ程度までが好ましい。

【0052】

本実施形態において、粒子はトナー粒子に限定されないため、本発明は電子写真方式以外の他分野に展開することができる。他分野への展開としては、例えば、液晶パネル、３Ｄプリンターの分野などが挙げられる。
例えば液晶パネルの分野では、パネル間のスペーサー粒子に本実施形態を用いることができる。液晶パネルの分野において、液晶を挟む硝子盤間のスペーサー塗布装置におけるスペーサー粒子の等間隔塗布、または偏在塗布等に本実施形態を適用することができる。また、液晶パネルの分野において、噴霧拡散製法における粒子制御での粒子利用効率化等に適用することができる。
例えば３Ｄプリンターの分野では、粒子を接着剤等で固定化し、積層していくことで立体造形物を製造できる。本実施形態は、３Ｄプリンターの分野において、積層型の積層位置精度の向上による形状精度の向上等に適用することができる。また、本実施形態は、３Ｄプリンターの分野において、液滴から固体制御での精度向上等に適用することができる。

【0053】

次に、粒子層規制部材２２の好ましい例について説明する。
図５は、本例の粒子層規制部材２２を示す図である。上述したように、本実施形態における粒子層規制部材２２の先端側は先細りの形状であり、粒子層規制部材２２の先端側における粒子担持体２１と対向する面とは反対側の面が、平板の面方向に対して斜面２２ａになっている。なお、平板の面方向とあるのは、粒子層規制部材２２の面方向である。

【0054】

粒子を分流するには粒子層規制部材２２の先端が鋭利であることが好ましい。例えば、粒子層規制部材２２の斜面２２ａは、平板の面方向に対して６０°以下であることが好ましい。図５に示すように、平板の面方向に対する斜面２２ａの角度θ（傾斜角θなどとも称する）が６０°以下であることが好ましい。この場合、粒子担持体２１上の粒子層が乱れることを抑制できる。傾斜角θが６０°を超えて鈍角化すると、粒子層規制部材２２の先端に粒子が滞留しやすくなり、粒子層が乱れることがある。

【0055】

表２に、傾斜角θを変えて、粒子担持体２１上に形成される粒子層を観察した場合の結果を示す。

【0056】

【表2】

【0057】

表２に示すように、傾斜角θが６０°を超えると、粒子担持体２１上に形成される粒子層は単層ではあるものの、粒子層に乱れが生じていた。傾斜角θが６０°を超えると、粒子層規制部材２２の先端に粒子が滞留し、粒子層において粒子の位置ずれ等が生じてしまったと考えられる。このため、粒子層規制部材２２の斜面２２ａは、平板の面方向に対して６０°以下であることが好ましい。

【0058】

次に、粒子層規制部材２２の好ましい他の例について説明する。
図６は、本例の粒子層規制部材２２を示す図である。粒子層規制部材２２において、突き出し量Ｌは調節可能であることが好ましく、特に、突き出し量Ｌは粒子の体積平均粒径に応じて調節可能であることがより好ましい。

【0059】

突き出し量Ｌの調節方法としては、特に制限されるものではなく、適宜選択することができる。図６に、突き出し量調節手段の一例を示す。ここに示す突き出し量調節手段４１では、ネジ４２を用いて突き出し量Ｌを調節できるようにしている。例えば、ネジ４２を回転させることで、粒子層規制部材２２を支持する支持部材４３が矢印ａ方向に移動する。これにより、粒子層規制部材２２が矢印ｂ方向に移動し、突き出し量Ｌが調節される。

【0060】

本実施形態では上記のように、ｒ≦ｈ≦３ｒを満たす必要があり、粒子の粒径が小さくなると、入口高さｈがこの式を満たすように粒子層規制部材２２の設定をするのが難しくなる。そのため、突き出し量Ｌを調節できるようにすることで、入口高さｈを任意に設定することができるため、上記の式を満たすように粒子層規制部材２２の設定をするのが容易になる。また、粒径が異なる粒子が投入された場合でも、入口高さｈを任意に設定することができるため、粒子層規制部材２２を変更せずに画像形成を行うことができる。

【0061】

なお、上記の説明において、調節とあるのは調整などと称してもよく、調節可能なことを可変であるなどと称してもよい。

【0062】

次に、粒子層規制部材２２の好ましい他の例について説明する。
図７は、本例の粒子層規制部材２２を示す図である。図中、Ａは粒子層規制部材２２の最先端の厚みを示す。粒子層規制部材２２の最先端の厚みＡは、適宜選択することが可能であり、粒子を分流するという観点からは粒子層規制部材２２の先端が鋭利であるほど好ましいが、安全性の観点を考慮すると、粒子層規制部材２２の先端は多少の厚みを有していてもよい。

【0063】

粒子を分流するという観点から、粒子層規制部材２２の最先端の厚みは粒子の体積平均粒径以下であることが好ましい。この場合、粒子担持体２１上の粒子層が乱れることを抑制できる。粒子層規制部材２２の最先端の厚みＡが粒子の体積平均粒径よりも大きいと、粒子層規制部材２２の先端に粒子が滞留しやすくなり、粒子層が乱れることがある。

【0064】

表３に、粒子層規制部材２２の最先端の厚みを変えて、粒子担持体２１上に形成される粒子層を観察した場合の結果を示す。ここでは表１と同様に、粒子として体積平均粒径が１５μｍの粒子を用いた。

【0065】

【表3】

【0066】

表３に示すように、粒子層規制部材２２の最先端の厚みが体積平均粒径（１５μｍ）を超えると、粒子担持体２１上に形成される粒子層は単層ではあるものの、粒子層に乱れが生じていた。粒子層規制部材２２の最先端の厚みが体積平均粒径を超えると、粒子層規制部材２２の先端に粒子が滞留し、粒子層において粒子の位置ずれ等が生じてしまったと考えられる。このため、粒子層規制部材２２の最先端の厚みは、粒子の体積平均粒径以下であることが好ましい。

【0067】

次に、粒子層規制部材２２の好ましい他の例について説明する。
図８は、本例の粒子層規制部材２２を示す図である。粒子層規制部材２２の最先端の形状としては、適宜選択することができ、尖った形状であってもよいし、例えば図７に示すように、平坦であってもよい。この他にも、図８に示すように、粒子層規制部材２２の最先端が曲率２２ｒを有していてもよい。

【0068】

中でも、粒子層規制部材２２の最先端が曲率を有していることが好ましく、この場合、粒子が分流しやすくなり、粒子担持体２１上の粒子層が乱れることをより抑制できる。

【0069】

次に、粒子層規制部材２２の好ましい他の例について説明する。
図９は、本例の粒子層規制部材２２を示す図である。図９（ａ）は、粒子層規制部材２２が粒子担持体２１に対して配置された場合の一例を示す図であり、図９（ｂ）は、本例の粒子層規制部材２２のみを示した図である。

【0070】

本例の粒子層規制部材２２は、粒子担持体２１と対向する面が粒子担持体２１に対して凹となる円弧形状になっている。なお、図９（ａ）に示す例では、粒子層規制部材２２と粒子担持体２１は接触しているが、粒子層規制部材２２と粒子担持体２１を非接触にしてもよい。

【0071】

また、図９（ｂ）に粒子層規制部材２２の円弧形状２２ｂが図示されている。粒子層規制部材２２がこのような円弧形状２２ｂを有することにより、粒子層規制部材２２と粒子担持体２１との間を通過する粒子は、粒子層規制部材２２と粒子担持体２１とに接触する機会が多くなり、より均一に荷電される。粒子がより均一に荷電されることにより、粒子担持体２１上に形成される粒子層に乱れが生じることを抑制できる。

【0072】

粒子層規制部材２２が有する円弧形状２２ｂの曲率としては、適宜選択することができる。粒子層規制部材２２が有する円弧形状２２ｂの曲率をＲ１とし、粒子担持体２１における粒子層規制部材２２と対向する面の曲率をＲ２とし、粒子の体積平均粒径をＤとしたとき、
Ｒ２＜Ｒ１≦Ｒ２＋Ｄ
を満たすことが好ましい。Ｒ２＜Ｒ１を満たすことにより、粒子が粒子層規制部材２２と粒子担持体２１との間を通過する際に、粒子の通過が阻害されにくくなる。Ｒ１≦Ｒ２＋Ｄを満たすことにより、粒子が粒子層規制部材２２と粒子担持体２１との間を通過する際に、粒子が粒子層規制部材２２と粒子担持体２１に対して接触しやすくなり、粒子がより均一に荷電されやすくなる。

【0073】

次に、粒子の好ましい他の例について説明する。
本実施形態において、粒子担持体２１上に形成される粒子層は単層であり、粒子が細密充填していることが好ましい。このようにするには、粒子の粒子径分布や粒子円形度を考慮することが重要である。

【0074】

本実施形態で用いられる粒子としては、粒度分布において下記で求められる粒度分布値（ＣＶ値とも称する）が１３％以下であり、平均円形度が０．９５以上であることが好ましい。円形度が０．９５以上であると、粒子の流動性がよく、粒子担持体２１上で粒子層を形成しやすくなる。粒度分布値（ＣＶ値）が１３％以下であると、粒子が細密充填しやすくなる。
［粒度分布値］
粒度分布値［％］＝（標準偏差／体積平均粒径）×１００

【0075】

表４に、粒子の粒子径分布や粒子円形度を変えて、粒子担持体２１上に形成される粒子層を観察した場合の結果を示す。表４は、粒子層の乱れについての結果を示している。

【0076】

【表4】

【0077】

表４に示すように、粒度分布値が１３％を超え、平均円形度が０．９５未満であると、粒子担持体２１上に形成される粒子層は単層ではあるものの、粒子層に乱れが生じていた。一方、粒度分布値（ＣＶ値）が１３％以下であり、平均円形度が０．９５以上である場合、粒子層に乱れが生じておらず、また、粒度分布値と平均円形度がこの範囲ではない場合に比べて粒子が細密充填していた。このため、粒度分布値が１３％以下であることが好ましく、平均円形度が０．９５以上であることが好ましい。

【0078】

粒度分布値（ＣＶ値）が１３％以下である粒子は、粒子径が揃っており、均一に近くなるため、このような粒子を単一径粒子などと称してもよい。本実施形態においては、球形の単一径粒子を用いることが好ましく、このような粒子を用いることで、粒子層を形成する際に粒子が転がりやすく整列できる。また、転がりやすく粒子径が揃っているため、粒子層規制部材２２の先端を鋭利にした場合、更に単層にしやすくなる。また、粒子径が揃っているいることにより、粒子を均一に帯電させやすくなり、逆極性の粒子を減らすことができる。

【符号の説明】

【0079】

１ 静電潜像担持体
３、３３ 粒子
７ 帯電手段
８ 露光手段
９ 転写手段
１１ 記録媒体
２０ 像形成装置
２１ 粒子担持体
２２ 粒子層規制部材
２２ａ 斜面
２２ｂ 円弧形状
２２ｒ 曲率
２３ 供給部材
２４ 粒子容器

【先行技術文献】

【特許文献】

【0080】

【特許文献1】特開２００５－１６４８２６号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】