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公開番号2025040945
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-25
出願番号2024139815
出願日2024-08-21
発明の名称プロセスカートリッジ
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人
主分類G03G 15/08 20060101AFI20250317BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】より高速化されたプリンターにおいて、ゴーストが発生しにくく、長期の使用においても現像スジのごとき画像不良が起きないプロセスカートリッジを提供することである。
【解決手段】
現像ローラ25の表面の移動方向は、トナー供給ローラ34との接触位置において、トナー供給ローラ34の表面の移動方向と逆向きであり、
現像ローラ25及びトナー供給ローラ34は、周速比Rが1.1以上2.5以下を満たすよう回転するように構成されたプロセスカートリッジであって、
所定の規定を満たすトナーを用いることを特徴とする。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
画像形成装置に着脱自在であるプロセスカートリッジであって、
該プロセスカートリッジが、現像室を有し、
該現像室は、
トナー、
該トナーを用いて静電潜像を現像する現像ローラ、
該現像ローラに接触して配置され、現像ローラ表面に担持されている前記トナーの層厚を規制する規制部材、及び、
該現像ローラに接触して配置され、該現像ローラへ該トナーを供給するトナー供給ローラ、
を有し、
該現像ローラの表面の移動方向は、該現像ローラ表面と該トナー供給ローラ表面との接触位置において、該トナー供給ローラの表面の移動方向と逆向きとなるように構成されており、
該現像ローラ及び該トナー供給ローラは、下記式（Ｅ１）で示される周速比Ｒが
１．１≦Ｒ≦２．５
を満たすように構成されており、
Ｒ＝Ｖ
RS
／Ｖ
D
（Ｅ１）
（式（Ｅ１）中、Ｖ
RS
は該トナー供給ローラの表面の周速の絶対値［ｍ／ｓｅｃ］を表し、Ｖ
D
は該現像ローラの表面の周速の絶対値［ｍ／ｓｅｃ］を表す。）
該トナーは、トナー粒子及び外添剤Ａを有し、
該トナーは、平均円形度が、０．９５５以上０．９７５以下であり、該トナーの円形度分布において、０．９００以上０．９３０以下に存在する粒子の割合が、２．０個数％以上１５．０個数％以下であり、
該外添剤Ａは、長径１００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下の針状無機微粒子であって、走査型電子顕微鏡を用いて該トナーを観察したとき、該外添剤Ａが表面に存在することが確認できるトナー粒子の割合が３０個数％以上である
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記外添剤Ａのアスペクト比が、５．０以上である、請求項１に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項３】
前記外添剤Ａの比抵抗が、１×１０
5
Ω・ｃｍ以上１×１０
8
Ω・ｃｍ以下である、請求項１または２に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項４】
前記外添剤Ａは、酸化チタン粒子である、請求項１または２に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項５】
前記酸化チタン粒子が、ルチル型酸化チタン粒子である、請求項４に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項６】
前記トナー粒子がホウ素を含有し、ホウ素の含有量が、０．１質量ｐｐｍ以上１００．０質量ｐｐｍ以下である、請求項１または２に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項７】
前記プロセスカートリッジが、前記トナーを収容する為のトナー収容部を有し、
前記現像室が、前記トナー収容部と連通する連通口を有し、
前記トナー収容部が、前記現像室よりも鉛直方向下方に配置され、
前記トナー収容部に収容された前記トナーを、前記現像室に設けられた前記連通口を介して前記トナー供給ローラ上へ搬送するトナー搬送部材を有する、請求項１または２に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項８】
前記トナー搬送部材は、弾性を有し、回転することによって前記トナーを搬送する部材であり、
前記トナー搬送部材は、
前記連通口よりも前記トナー搬送部材の回転方向上流側の領域Ａにおいて、前記トナー搬送部材の自由端が前記トナー収容部の壁面に接触し、前記トナー搬送部材の回転に伴って前記トナー搬送部材を前記弾性に抗して回転軸側よりも前記自由端側の方が前記搬送部材の回転方向上流側となるように変形するように構成されており、且つ
該領域Ａよりも前記トナー搬送部材の回転方向下流側でかつ前記連通口よりも前記トナー搬送部材の回転方向上流側の位置Ｂにおいて、前記トナー搬送部材の自由端が前記トナー収容部の壁面との接触から解放され、搬送した前記トナーを前記連通口へ飛翔させるために、変形した前記トナー搬送部材を前記弾性により復元されるように構成されており、
前記位置Ｂは、前記連通口の下端よりも下方に設けられており、
前記現像ローラの軸線方向から見て、前記トナー搬送部材の回転中心と前記現像ローラの回転中心は、前記位置Ｂを通る鉛直線に対して同じ側にあって、
前記トナー搬送部材の回転半径の最大値は、前記トナー搬送部材の回転中心と前記連通口の下端との間の距離よりも大きい、請求項７に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項９】
前記トナー供給ローラの軸端部に設けられた駆動力受け部と、
該駆動力受け部からの駆動力を前記トナー供給ローラへ伝達するための第１駆動力伝達部と、
前記トナー供給ローラに設けられ、前記第１駆動力伝達部で受けた駆動力を前記現像ローラへ伝達するための第２駆動力伝達部と、前記現像ローラに設けられ、前記第２駆動力伝達部からの駆動力を前記現像ローラへ伝達する第３駆動力伝達部を有する、請求項１または２に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１０】
前記現像ローラの半径をｒＤ［ｍｍ］、前記トナー供給ローラの半径をｒＲＳ［ｍｍ］とした場合に、前記第２駆動力伝達部、および、前記第３駆動力伝達部は、下記式（Ｅ２）で示される回転角速度比λが１．１≦λ×ｒＲＳ／ｒＤ≦２．５を満たすよう駆動連結されている、請求項９に記載のプロセスカートリッジ。
λ＝ωＲＳ／ωＤ（Ｅ２）
（式（Ｅ２）中、ωＲＳは前記トナー供給ローラの回転角速度［ｒａｄ／ｓｅｃ］を表し、ωＤは前記現像ローラの回転角速度［ｒａｄ／ｓｅｃ］を表す。）
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電子写真方式や静電記録方式を用いた複写機およびプリンターに使用されるプロセスカートリッジに関するものである。
続きを表示（約 3,500 文字）【背景技術】
【０００２】
電子写真画像形成方式（電子写真プロセス）を用いたプリンター等の画像形成装置では、像担持体としての電子写真感光体（以下、「感光体」という。）を一様に帯電させ、帯電した感光体を選択的に露光することによって、感光体上に静電像を形成する。感光体上に形成された静電像は、現像剤としてのトナーでトナー像として顕像化される。そして、感光体上に形成されたトナー像を、記録用紙、プラスチックシート等の記録材に転写し、更に記録材上に転写されたトナー像に熱や圧力を加えることでトナー像を記録材に定着させることで画像記録を行う。
このような画像形成装置は、一般に、現像剤の補給や各種のプロセス手段のメンテナンスを必要とする。この現像剤の補給作業や各種のプロセス手段のメンテナンスを容易にするために、感光体、帯電手段、現像手段、クリーニング手段等を枠体内にまとめてカートリッジ化し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジとすることが実用化されている。プロセスカートリッジ方式によれば、ユーザビリティーに優れた画像形成装置を提供することができる。
また、近年、複数色の現像剤を用いてカラー画像を形成するカラー画像形成装置が普及してきている。カラー画像形成装置としては、複数色の現像剤を用いた画像形成動作のそれぞれに対応する感光体を、トナー像が転写される被転写体の表面移動方向に沿って一列に配置した、所謂、インライン方式の画像形成装置が知られている。インライン方式のカラー画像形成装置には、複数の感光体が鉛直方向（重力方向）と交差する方向（例えば水平方向）に一列に配置されたものがある。インライン方式は、画像形成速度の高速化やマルチファンクションプリンタへの展開などの要望に対応し易いなどの点で好ましい画像形成方式である。
また、画像形成装置として、感光体を、被転写体としての中間転写体、又は、被転写体としての記録材を搬送する記録担持体の下方に配置したものがある（特許文献１）。
感光体を中間転写体や記録材担持体の下方に配置する場合、画像形成装置本体内において中間転写体や記録材担持体を間に挟む態様で、例えば定着装置と現像装置（或いは露光装置）とを離れた位置に配置することができる。そのため、現像装置（或いは露光装置）が定着装置の熱の影響を受け難いなどの利点がある。
近年、生産性向上への要望は高まってきており、高速印刷が可能なプリンターが求められている。高速印刷を可能とするカートリッジ構成として、現像ローラとトナー供給ローラとを周速差を持たせて当接させることでトナー供給を良化させるカートリッジ構成が提案されている（特許文献２及び３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１１－２５３２０３号公報
特開２０１５－４１０４７号公報
特開２０２０－７９９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献２の構成においては、現像ローラとトナー供給ローラとの接触位置において、現像ローラの表面の移動方向がトナー供給ローラ表面の移動方向と同じ向きであるため、現像されなかったトナー（現像残トナー）の掻き取りが不十分となりやすく、過帯電した現像残トナーが現像ローラ２周目の画像形成に影響を与えてしまう画像不良、所謂ゴーストを起こしやすいという課題があった。
一方、特許文献３の構成においては、現像ローラとトナー供給ローラとの接触位置において、現像ローラの表面の移動方向がトナー供給ローラ表面の移動方向と逆向きであるため、ゴーストは起きにくい構成である（特許文献３の請求項４、段落［００９９］及び図５参照）。しかし、現像ローラとトナー供給ローラとの接触位置でトナーに与えられるストレスが大きいため、外添剤の移行や埋没といったトナー劣化が起きやすいという課題がある。劣化したトナーは、規制部材へと融着し、現像スジと呼ばれる画像不良が発生する。そのため、特許文献３の構成では、カートリッジの長寿命化という面で課題が残っている。
すなわち、本開示の目的は、より高速化されたプリンターにおいて、ゴーストが発生しにくく、長期の使用においても現像スジのごとき画像不良が起きないプロセスカートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、画像形成装置に着脱自在であるプロセスカートリッジであって、
該プロセスカートリッジが、現像室を有し、
該現像室は、
トナー、
該トナーを用いて静電潜像を現像する現像ローラ、
該現像ローラに接触して配置され、現像ローラ表面に担持されている前記トナーの層厚を規制する規制部材、及び、
該現像ローラに接触して配置され、該現像ローラへ該トナーを供給するトナー供給ローラ、
を有し、
該現像ローラの表面の移動方向は、該現像ローラ表面と該トナー供給ローラ表面との接触位置において、該トナー供給ローラの表面の移動方向と逆向きとなるように構成されており、
該現像ローラ及び該トナー供給ローラは、下記式（Ｅ１）で示される周速比Ｒが
１．１≦Ｒ≦２．５
を満たすように構成されており、
Ｒ＝Ｖ
RS
／Ｖ
D
（Ｅ１）
（式（Ｅ１）中、Ｖ
RS
は該トナー供給ローラの表面の周速の絶対値［ｍ／ｓｅｃ］を表し、Ｖ
D
は該現像ローラの表面の周速の絶対値［ｍ／ｓｅｃ］を表す。）
該トナーは、トナー粒子及び外添剤Ａを有し、
該トナーは、平均円形度が、０．９５５以上０．９７５以下であり、該トナーの円形度分布において、０．９００以上０．９３０以下に存在する粒子の割合が、２．０個数％以上１５．０個数％以下であり、
該外添剤Ａは、長径１００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下の針状無機微粒子であって、走査型電子顕微鏡を用いて該トナーを観察したとき、該外添剤Ａが表面に存在することが確認できるトナー粒子の割合が３０個数％以上である
ことを特徴とするプロセスカートリッジに関する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、より高速化されたプリンターにおいて、ゴーストが発生しにくく、長期の使用においても現像スジのごとき画像不良が起きないプロセスカートリッジを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本開示を適用可能な画像形成装置の概略断面図である。
本開示を適用可能な実施例に係るプロセスカートリッジの概略断面図である。
本開示を適用可能な実施例に係るプロセスカートリッジの現像室概略断面図である。
本開示を適用可能な実施例に係る現像ブレードの短手方向の概念断面図である。
本開示を適用可能な実施例に係るトナー供給ローラへの駆動入力方法を説明する図である。
本開示を適用可能な実施例に係る現像装置内のトナーの動きを表した図である。
本開示を適用可能な実施例に係る現像室内壁と現像ブレードの支持端との位置関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本開示に係るプロセスカートリッジを図面に則して更に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、以下の説明で一度説明した部材についての材質、形状などは、特に改めて記載しない限り、後の説明においても初めの説明と同様のものである。特に図示あるいは記述をしない構成や工程には、当該技術分野の周知技術または公知技術を適用することが可能である。また、重複する説明は省略する場合がある。
【０００９】
数値範囲を表す「ＸＸ以上ＹＹ以下」や「ＸＸ～ＹＹ」の記載は、特に断りのない限り、端点である下限及び上限を含む数値範囲を意味する。
【００１０】
数値範囲が段階的に記載されている場合、各数値範囲の上限及び下限は任意に組み合わせることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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