説明

現像装置、画像形成装置、及び、画像形成システム

【課題】トナー粒子を良好に帯電させることが可能なトナー粒子担持ローラを有する現像装置等を実現することである。
【解決手段】像担持体に担持された潜像を現像するためのトナー粒子を収容する収容部と、前記トナー粒子を担持するための表面に、軸方向及び周方向に対し傾斜を有し軸方向に等ピッチに形成された螺旋状の溝部を有するトナー粒子担持ローラと、を有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、現像装置、トナー粒子担持ローラ、画像形成装置、画像形成システム、及び、トナー粒子担持ローラの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
トナー粒子を用いて現像する現像装置としては、トナー粒子収容体に収容されたトナー粒子を担持して潜像を現像するためのトナー粒子担持ローラを備えた現像装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
このような現像装置は、トナー粒子担持ローラに担持されるトナー粒子の層厚を規制すると共にトナー粒子を帯電させるために、トナー粒子が担持されたトナー粒子担持ローラに当接される層厚規制部材が設けられている。また、トナー粒子担持ローラは表面がサンドブラスト処理されて表面に細かな凹凸が設けられている。トナー粒子はトナー粒子担持ローラの表面に担持されて層厚規制部材に押圧されることにより、凹凸を有する表面、層厚規制部材等にて摩擦されつつ転動して帯電される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2003−263018号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このような現像装置は、トナー粒子担持ローラの表面の凹凸がサンドブラストにより形成されている場合には、凹部の大きさ、深さ、形状、及び、並び方が不均一である。このため、例えば深い凹部に入り込んだトナー粒子は転動されないため良好に帯電されない畏れがある。このように、トナー粒子担持ローラの表面における凹凸部の不均一に起因して、局部的にトナー粒子の帯電不良が発生したり、小さな凹部にトナー粒子がはまりこんでフィルミングが発生する畏れがある。また、トナー粒子が良好に帯電されない場合には、トナー粒子が現像装置から漏れて画像形成装置内に飛散したり、画像にかぶりが生じる畏れがあるという課題があった。
【0005】
本発明は、かか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、トナー粒子を良好に帯電させることが可能なトナー粒子担持ローラを有する現像装置、そのトナー粒子担持ローラ、前記現像装置を有する画像形成装置、画像形成システム、及び、トナー粒子担持ローラの製造方法を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
主たる本発明は、像担持体に担持された潜像を現像するためのトナー粒子を収容する収容部と、前記トナー粒子を担持するための表面に、軸方向及び周方向に対し傾斜を有し軸方向に等ピッチに形成された螺旋状の溝部を有するトナー粒子担持ローラと、を有することを特徴とする現像装置である。
【0007】
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。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】プリンタを構成する主要構成要素を示した図である。
【図2】プリンタに備えられた制御ユニットの構成を説明するための図である。
【図3】イエロー現像器の斜視図である。
【図4】イエロー現像器の主要構成要素を示した断面図である。
【図5】現像ローラが取り外された現像器を示す斜視図である。
【図6】現像ローラの表面形状を説明するための概念図である。
【図7】現像ローラを、軸を通る平面で切断した際の断面を説明するための断面図である。
【図8】現像ローラが転造により形成される様子を説明するための図である。
【図9】現像ローラが形成される手順を示す図である。
【図10】トナー粒子を担持した現像ローラに規制ブレードが当接された状態を説明するための図である。
【図11】スクリーン及び潜像における解像度を説明するための図である。
【図12】現像ローラの第1変形例を示す図である。
【図13】現像ローラの第2変形例を示す図である。
【図14】現像ローラの第3変形例を示す図である。
【図15】画像形成システムの外観構成を示した説明図である。
【図16】図15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。
【発明を実施するための形態】
【0009】
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。
【0010】
像担持体に担持された潜像を現像するためのトナー粒子を収容する収容部と、前記トナー粒子を担持するための表面に、軸方向及び周方向に対し傾斜を有し軸方向に等ピッチに形成された螺旋状の溝部を有するトナー粒子担持ローラと、を有することを特徴とする現像装置である。
【0011】
トナー粒子担持ローラは、表面にてトナー粒子を担持して像担持ローラの潜像を現像する。このとき、トナー粒子担持ローラの表面に大きさ、深さ、形状等が不均一な凹凸が形成されていると、例えば担持されたトナー粒子のうち深い凹部に入り込んだトナー粒子は転動されにくく帯電されにくい。また、軸方向に所定の間隔を隔てて周方向に沿った溝部が形成されている場合には、溝部と対向する像担持体の部位の位置が軸方向に変化しないため、現像されたトナー像は溝部と対向していた部位は濃度が高くなる畏れがある。一方、周方向に所定の間隔を隔てて軸方向に沿って溝部が形成されている場合には、トナー粒子担持ローラの回転方向と溝部との向きがほぼ直交するので、担持されたトナー粒子は特に転動されにくく帯電されにくい。
【0012】
上記のようなトナー粒子担持ローラの表面に、軸方向及び周方向に対し傾斜を有し軸方向に等ピッチに螺旋状の溝部を有する現像装置によれば、トナー粒子担持ローラの回転に伴ってトナー粒子を転動させつつ移動させて、トナー粒子を良好に帯電させることが可能である。また、トナー粒子担持ローラの回転に伴って像担持体と溝部とが対向する位置が軸方向及び周方向に順次変化していくので、現像されたトナー像に濃度ムラが生じることを抑えることが可能である。
【0013】
かかる現像装置において、前記溝部は、前記傾斜の角度を異ならせて2種類形成されていることが望ましい。
このような現像装置によれば、トナー粒子担持ローラには、傾斜の角度が異なる2種類の溝部が形成されているので、トナー粒子は、溝部に沿って2種類の傾斜の角度が異なる方向に移動されることになる。このため、トナー粒子が所定の一方向のみに移動して偏ることを防止することが可能である。
【0014】
かかる現像装置において、前記2種類の前記溝部は、互いに交差して格子状をなしていることが望ましい。
このような現像装置によれば、2種類の溝部が交差しているので、一旦は一方の溝部に沿って転動し始めたトナー粒子が、途中から他方の溝部に沿って転動することが可能である。このため、トナー粒子の移動方向が偏ることを、より効果的に抑えることが可能である。
【0015】
かかる現像装置において、前記2種類の前記溝部に囲まれた凸部の頂面が菱形であることが望ましい。
このような現像装置によれば、頂面が菱形であるため2種類の溝部にて転動されているトナー粒子は、各々ほぼ同じ距離だけ転動すると他方の溝部と交差する位置に到達する。このため、いずれの溝部に沿って転動したトナー粒子もほぼ同様に転動させて、ほぼ同様に帯電させることが可能である。
【0016】
かかる現像装置において、各々の前記菱形が有する2本の対角線の一方が周方向に沿うように、前記2種類の前記溝部が形成されていることが望ましい。
このような現像装置によれば、各々の前記菱形が有する2本の対角線の一方が周方向に沿うように溝部が形成されているので、周方向に沿わされた対角線の一方の頂角からは、2種類の溝部が軸方向の両端側に同角度の傾斜をもって形成されていることになる。このため、2種類の溝部に沿って移動されるトナー粒子は、軸方向の両端側にほぼ同様に移動される。よって、トナー粒子をムラなく移動させることが可能である。
【0017】
かかる現像装置において、前記凸部は、前記2本の対角線のうち長い方の対角線が周方向に沿わされていることが望ましい。
このような現像装置によれば、頂面が菱形の凸部は周方向に沿って位置する2つの頂角が鋭角になり、軸方向に沿って位置する2つの頂角が鈍角となる。このため、トナー粒子が周方向に向かってより移動し易い構成とすることが可能である。
【0018】
かかる現像装置において、前記2種類の前記溝部に囲まれた凸部の頂面が正方形であることが望ましい。
このような現像装置によれば、2種類の溝部に囲まれた凸部の頂面が正方形なので、凸部は周方向に沿って位置する2つの頂角、及び、軸方向に沿って位置する2つの頂角がいずれも直角となり、2種類の溝部は周方向に対して同角度の傾斜を有することになる。このため、トナー粒子が周方向及び軸方向に向かって同様に移動し易い構成とすることが可能である。このため、トナー粒子をより均一に転動させて均一に帯電させることが可能である。
【0019】
かかる現像装置において、前記溝部の深さは、前記トナー粒子の体積平均粒径の2倍以下であることが望ましい。
このような現像装置によれば、溝部の深さは、トナー粒子の体積平均粒径の2倍以下なので、溝部に入り込んだトナー粒子は溝部内のいずれの位置においても、深さ方向に2つ以上重なることはない。このため、溝部内のトナー粒子をムラなく転動させて良好に帯電させることが可能である。
【0020】
かかる現像装置において、前記凸部は、前記トナー粒子を担持するための表面を有することを特徴とする。
このような現像装置によれば、凸部はトナー粒子を担持するための表面を有するので、トナー粒子担持ローラは、溝部と凸部とのいずれにおいてもトナー粒子を担持する。このため、トナー粒子担持ローラの表面を像担持体と対向させることにより、像担持体のトナー粒子担持ローラの表面と対向する部分全体にて、濃度ムラを抑えて潜像を現像することが可能である。
【0021】
かかる現像装置において、前記トナー粒子担持ローラに担持された前記トナー粒子の層厚を規制するための層厚規制部材を有し、前記表面に担持された前記トナー粒子は、前記層厚規制部材が有する平面により押圧されて、層厚が規制されることが望ましい。
このような現像装置によれば、トナー粒子担持ローラの表面に担持されたトナー粒子は、層厚規制部材が有する平面にて、その層厚が規制されるので、トナー粒子担持ローラの表面、特に凸部に担持されたトナー粒子が層厚規制部材によって掻き取られることはない。すなわち、トナー粒子担持ローラの溝部にも、凸部にもトナー粒子を担持させた状態にてトナー粒子の層厚を規制することが可能である。また、表面に担持されたトナー粒子は、層厚規制部材が有する平面により押圧されているので、トナー粒子担持ローラの表面、層厚規制部材、及び、トナー粒子のいずれかとトナー粒子とを接触させて摩擦されることにより良好に帯電させることが可能である。
【0022】
かかる現像装置において、前記潜像は、格子状に区画された領域に形成されたドット状潜像を有し、格子は、前記軸方向において複数種類のピッチで形成可能であり、前記溝部の、前記軸方向におけるピッチは、前記格子における複数種類のピッチのうち最長ピッチより短いことが望ましい。
トナー粒子担持ローラの表面においては、溝部と溝部以外の所では、溝部の方がトナー粒子の担持量が多い。このため、潜像を現像した際には、溝部と対向した部位が僅かに濃度が高くなる畏れがある。そして、格子における複数種類のピッチのうち最長ピッチより、溝部の軸方向におけるピッチの方が大きい場合には、格子状に区画された領域に形成されたドット状潜像を現像した際に、トナー粒子担持ローラの溝部を含む部分にて形成されるドットと、溝部を含まない部分にて形成されるドットとが生じてしまう。この場合には、潜像が現像されたトナー像に周期的な濃度ムラが発生する。ところが、上記のような現像装置によれば、各ドット状潜像を現像したドットのいずれも、トナー粒子担持ローラの溝部を含む部分にて形成されることになる。このため、現像されたトナー像に溝部による濃度ムラが発生することを抑えることが可能である。
【0023】
また、像担持体に担持された潜像を現像するためのトナー粒子を収容する収容部と、前記トナー粒子を担持するための表面に、軸方向及び周方向に対し傾斜を有し軸方向に等ピッチに形成された螺旋状の溝部を有するトナー粒子担持ローラと、を有し、前記溝部は、前記傾斜の角度を異ならせて2種類形成され、前記2種類の前記溝部は、互いに交差して格子状をなし、前記2種類の前記溝部に囲まれた凸部の頂面が正方形であり、前記溝部の深さは、前記トナー粒子の体積平均粒径の2倍以下であり、前記凸部は、前記トナー粒子を担持するための表面を有し、前記トナー粒子担持ローラに担持された前記トナー粒子の層厚を規制するための層厚規制部材を有し、前記表面に担持された前記トナー粒子は、前記層厚規制部材が有する平面により押圧されて、層厚が規制され、前記潜像は、格子状に区画された領域に形成されたドット状潜像を有し、格子は、前記軸方向において複数種類のピッチで形成可能であり、前記溝部の、前記軸方向におけるピッチは、前記格子における複数種類のピッチのうち最長ピッチより短いことを特徴とする現像装置である。
このような現像装置によれば、既述のすべての効果を奏するため、本発明の目的が最も有効に達成される。
【0024】
また、像担持体に担持された潜像を現像するためのトナー粒子を担持するための表面に、軸方向及び周方向に対し傾斜を有し、軸方向に等ピッチに配置される螺旋状の溝部が形成されていることを特徴とするトナー粒子担持ローラも実現可能である。
【0025】
また、像担持体に担持された潜像を現像するためのトナー粒子を収容する収容部と、前記トナー粒子を担持するための表面に、軸方向及び周方向に対し傾斜を有し、軸方向に等ピッチに配置される螺旋状の溝部が形成されたトナー粒子担持ローラと、を有する現像装置を用いて画像を形成することを特徴とする画像形成装置も実現可能である。
【0026】
また、コンピュータ、及び、前記コンピュータに接続され、像担持体に担持された潜像を現像するためのトナー粒子を収容する収容部と、前記トナー粒子を担持するための表面に、軸方向及び周方向に対し傾斜を有し、軸方向に等ピッチに配置される螺旋状の溝部が形成されたトナー粒子担持ローラと、を有する現像装置を用いて画像を形成する画像形成装置、を有することを特徴とする画像形成システムも実現可能である。
【0027】
また、円筒形状の円筒部材の両端部に軸を有するフランジを取り付けるステップと、前記フランジが取り付けられた前記円筒部材を、軸を中心として回転させつつ、前記円筒部材の表面を前記軸と同心状になるように切削するステップと、互いに平行に配置され、互いに異なる2種類の螺旋状の溝を形成するための2つのダイスを回転させ、切削された前記円筒部材を回転させつつ前記2つのダイス間をそれら軸方向に沿って軸方向に移動させて、前記円筒部材の表面に前記ダイスが押圧されることにより凹部を形成するステップ、を有することを特徴とするトナー粒子担持ローラの製造方法である。
このようなトナー粒子担持ローラの製造方法によれば、表面に、軸方向及び周方向に対し傾斜を有し軸方向に等ピッチに形成された螺旋状の溝部を有し、その表面にトナー粒子を担持することにより、トナー粒子担持ローラの回転に伴ってトナー粒子を転送させつつ移動させるためトナー粒子を良好に帯電させ、濃度ムラを抑えて潜像を現像することが可能なトナー粒子担持ローラを製造することが可能である。
【0028】
===画像形成装置の概要===
図1、図2を用いて、本実施の形態に係る現像装置としての現像器を用いて画像を形成する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、その構成例及び動作例について説明する。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り、図2は、プリンタ10に備えられた制御ユニットの構成を説明するための図である。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。
【0029】
<プリンタ10の構成>
プリンタ10は、図1に示すように、潜像を担持する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、現像器保持ユニット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。
【0030】
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。
【0031】
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、光としてのレーザビームを射出するための半導体レーザ、多角形のポリゴンミラーを回転させるポリゴンミラーユニット、F−θレンズ等の複数種類の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、変調されたレーザビームを帯電された感光体20上に照射する。このとき半導体レーザから射出されたレーザビームは、ポリゴンミラーに照射される。ポリゴンミラーに照射されたレーザビームはポリゴンミラーの回転により反射角度を変更されつつレンズを通して感光体20上を走査する。そして、所定のタイミングにてレーザビームがON/OFFされて、所定の速度で回転する感光体20上の格子状に区画された領域にドット状潜像が形成される。そして、これらドット状潜像により潜像が構成される。ここで、ドット状潜像は、潜像を形成するものなので肉眼では見えない。
【0032】
現像器保持ユニット50は、感光体20上に形成された潜像を、現像装置の一例としての現像器51、52、53、54に収容されたトナー粒子(以下、トナーともいう)T、すなわち、ブラック現像器51に収容されたブラック(K)トナー、マゼンタ現像器52に収容されたマゼンタ(M)トナー、シアン現像器53に収容されたシアン(C)トナー及びイエロー現像器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。
【0033】
この現像器保持ユニット50は、本実施の形態においては、回転することにより、前記4つの現像器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、この現像器保持ユニット50は、前記4つの現像器51、52、53、54を4つの着脱部50a、50b、50c、50dにより保持しており、前記4つの現像器51、52、53、54は、中心軸50e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、感光体20が1回転する毎に、4つの現像器51、52、53、54のうちの1つを選択的に感光体20と対向させ、対向された現像器51、52、53、54に収容されているトナーにて、感光体20上に形成された潜像を順次現像する。なお、各現像器の詳細については、後述する。
【0034】
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、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、布等の記録媒体に転写するための装置である。
【0035】
定着ユニット90は、記録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紙等の記録媒体に融着させて永久像とするための装置である。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。
【0036】
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には画像信号が入力され、この画像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。
【0037】
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及びプリンタ10全体の制御を司るCPU111等を備えている。
【0038】
ユニットコントローラ102は、CPU120と、RAM、ROM等のメモリ116と、装置本体の各ユニット(帯電ユニット30、露光ユニット40、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)及び現像器保持ユニット50を駆動制御するための各駆動制御回路等を有し、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。
【0039】
<プリンタ10の動作>
次に、プリンタ10の動作について、他の構成要素にも言及しつつ説明する。
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、現像器51、52、53、54に設けられた現像ローラ510、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により帯電される。
【0040】
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、第1色目、例えばイエローYの画像情報に応じた潜像が露光ユニット40により形成される。このとき、現像器保持ユニット50は、イエロー(Y)トナーを収容したイエロー現像器54を、感光体20と対向する現像位置に位置させる。
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、イエロー現像器54によってイエロートナーにて現像される。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、二次転写ユニット80は、中間転写体70から離間している。
【0041】
上記の処理が、第2色目、第3色目、及び、第4色目について繰り返して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。
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によって記録媒体としての記録紙に転写される。なお、記録紙は、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。
記録紙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記録紙に融着される。一方、感光体20は一次転写位置を経過した後に、クリーニングブレード76によって、その表面に残存しているトナーが掻き落とされ、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は、廃トナー収容部に回収される。
【0042】
===現像器の概要===
次に、図3〜図5を用いて、現像器の構成例について説明する。図3は、イエロー現像器の斜視図である。図4は、イエロー現像器の主要構成要素を示した断面図である。図5は、現像ローラが取り外された現像器を示す斜視図である。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イエロー現像器を切った断面を表した図である。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、イエロー現像器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。
【0043】
現像器保持ユニット50には、ブラック(K)トナーを収容したブラック現像器51、マゼンタ(M)トナーを収容したマゼンタ現像器52、シアン(C)トナーを収容したシアン現像器53、及び、イエロー(Y)トナーを収容したイエロー現像器54が設けられているが、各現像器の構成は同様であるので、以下、イエロー現像器54について説明する。
【0044】
<イエロー現像器54の構成>
イエロー現像器54は、トナーTを収容するハウジング540、トナーを担持するためのトナー粒子担持ローラの一例としての現像ローラ510、現像ローラ510にトナーを供給するためのトナー供給ローラ550、現像ローラ510に担持されたトナーの層厚を規制するための層厚規制部材の一例としての規制ブレード560、ハウジング540と現像ローラ510との上方側の間隙をシールするための上シール520、ハウジング540と現像ローラ510との端部側の間隙をシールするための端部シール527等を有している。
【0045】
ハウジング540は、一体成型された樹脂製の上ハウジング部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を収容するための収容部としてのトナー収容部530が形成されている。トナー収容部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。
【0046】
そして、第一トナー収容部530aと第二トナー収容部530bとは、上部が連通されているが、図4に示す状態では、仕切り壁545によりトナーTの移動が規制されている。しかしながら、現像器保持ユニット50が回転する際には、第一トナー収容部530aと第二トナー収容部530bとに収容されていたトナーが、現像位置における上部側の連通している部位側に一旦集められ、図4に示す状態に戻るときには、それらのトナーが混合されて第一トナー収容部530a及び第二トナー収容部530bに戻されることになる。すなわち、現像器保持ユニット50が回転することにより現像器内のトナーTは撹拌されることになる。このため、本実施の形態では、トナー収容部530に攪拌部材を設けていないが、トナー収容部530に収容されたトナーTを攪拌するための攪拌部材を設けてもよい。図4に示すように、ハウジング540は下部に開口572を有しており、後述する現像ローラ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、弾性を有する例えば発泡ウレタンにて形成されたローラ部550aと、ローラ部550aの回転中心となる軸体550bとで構成されている。そして、トナー供給ローラ550は、軸体550bの両端側にてハウジング540に支持されることにより、軸体550bまわりに回転自在に支持されている。前記ローラ部550aは、ハウジング540の前述した第一トナー収容部530a(ハウジング540内)に収容されており、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。トナー供給ローラ550は、第一トナー収容部530aの鉛直下方に設けられている。第一トナー収容部530aに収容されたトナーTは、該第一トナー収容部530aの下部にてトナー供給ローラ550によって現像ローラ510に供給される。また、トナー供給ローラ550は、現像後に現像ローラ510に残存している余剰なトナーTを、現像ローラ510から剥ぎ取る。
【0048】
トナー供給ローラ550と、現像ローラ510とは、互いに押圧された状態にてハウジング540に組み付けられている。このため、トナー供給ローラ550のローラ部550aは、弾性変形された状態で現像ローラ510に当接している。そして、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。軸体550bは、現像ローラ510の回転中心軸よりも下方にある。
【0049】
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搬送する。この現像ローラ510は、金属製であり、5056アルミ合金や6063アルミ合金等のアルミ合金、STKM等の鉄合金等により製造されており、必要に応じて、ニッケルメッキ、クロムメッキ等が施されていてもよい。現像ローラ510の表面には、現像ローラ510の軸方向における中央部に螺旋状の溝部が設けられている。現像ローラ510の表面形状については後で詳述する。
【0050】
また、現像ローラ510は、図3に示すとおり、その長手方向両端部で支持されており、中心軸を中心として回転可能である。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。その中心軸は、感光体20の中心軸よりも下方にある。
【0051】
また、図4に示すように、イエロー現像器54が感光体20と対向している状態では、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、イエロー現像器54は、感光体20上に形成された潜像を非接触状態で現像する。なお、感光体20上に形成された潜像を現像する際には、現像ローラ510と感光体20との間に交番電界が形成される。
【0052】
規制ブレード560は、現像ローラ510に担持されたトナーTに電荷を付与し、また、現像ローラ510に担持されたトナーTの層厚を規制する。この規制ブレード560は、ゴム部560aと、ゴム支持部560bとを有している。ゴム部560aは、シリコンゴム、ウレタンゴム等からなり、ゴム支持部560bは、リン青銅、ステンレス等のバネ性を有する薄板である。ゴム部560aは、ゴム支持部560bの長手方向に沿わされてゴム支持部560bの短手方向の一旦側に支持されており、ゴム支持部560bは、その他端側がブレード支持板金562に支持された状態で当該ブレード支持板金562を介してハウジング540に取り付けられている。また、規制ブレード560の現像ローラ510側とは逆側には、モルトプレーン等からなるブレード裏部材570が設けられている。
【0053】
ここで、ゴム支持部560bの撓みによる弾性力によって、ゴム部560aが現像ローラ510の中央部から両端部に亘って押しつけられている。また、ブレード裏部材570は、ゴム支持部560bとハウジング540との間にトナーTが入り込むことを防止して、ゴム支持部560bの撓みによる弾性力を安定させるとともに、ゴム部560aの真裏からゴム部560aを現像ローラ510の方向へ付勢することによって、ゴム部560aを現像ローラ510に押しつけている。したがって、ブレード裏部材570は、ゴム部560aの現像ローラ510への均一当接性を向上させている。
【0054】
規制ブレード560の、ブレード支持板金562に支持されている側とは逆側の端、すなわち、先端は、現像ローラ510に接触しておらず、該先端から所定距離だけ離れた部分が、現像ローラ510に幅を持って接触している。換言すると、規制ブレード560は、現像ローラ510にエッジにて当接しておらず、ゴム部560aが有する平面にて腹当たりにて当接している。また、規制ブレード560は、その先端が現像ローラ510の回転方向の上流側に向くように配置されており、いわゆるカウンタ当接している。なお、規制ブレード560が現像ローラ510に当接する当接位置は、現像ローラ510の中心軸よりも下方であり、かつ、トナー供給ローラ550の中心軸よりも下方である。
【0055】
また、ゴム支持部560bは、ゴム部560aより現像ローラ510の軸方向に長く設けられており、ゴム部560aの両端より外側にそれぞれ延出されている。ゴム支持部560bの延出された部位には、ゴム部560aより厚い厚みを有する例えば不織布製の端部シール527が、ゴム部と560aと同一面に貼着されている。このとき、ゴム部560aの軸方向の端面は端部シール527の側面に当接されている。
【0056】
端部シール527は、現像ローラ510を取り付けた際に、現像ローラ510の表面における溝部が設けられていない両端部に当接するように設けられ、現像ローラ510の端部より外側に至る幅を有している。また、端部シール527は、規制ブレード560のゴム部560aの先端より十分に長く延出されている。規制ブレード560がハウジング540に取り付けられると、端部シール527は、現像ローラ510外周面と対向するように形成されたハウジング540の部位に沿わされ、ハウジング540と現像ローラ510との間隙を閉塞する。
【0057】
上シール520は、イエロー現像器54内のトナーTが器外に漏れることを防止するとともに、現像位置を通過した現像ローラ510上のトナーTを、掻き落とすことなく現像器内に回収する。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、シール支持板金522によって支持されており、シール支持板金522を介してハウジング540に取り付けられている。また、上シール520の現像ローラ510側とは逆側には、モルトプレーン等からなるシール付勢部材524が設けられており、上シール520は、シール付勢部材524の弾性力によって、現像ローラ510に押しつけられている。なお、上シール520が現像ローラ510に当接する当接位置は、現像ローラ510の中心軸よりも上方である。
【0058】
<イエロー現像器54の動作>
このように構成されたイエロー現像器54において、トナー供給ローラ550がトナー収容部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。現像ローラ510に供給されたトナーTは、現像ローラ510の回転に伴って、規制ブレード560の当接位置に至り、該当接位置を通過する際に、電荷が付与されるとともに、層厚が規制される。
【0059】
帯電された現像ローラ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器内に回収される。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。
【0060】
===現像ローラの表面形状===
図6は、現像ローラの表面形状を説明するための概念図である。図7は、現像ローラを、軸を通る平面で切断した際の断面を説明するための断面図である。図6では現像ローラ510の表面の溝部が便宜上直線にて示されているが、溝部は螺旋状に形成されているため、正確には曲線に見えるように形成されている。
【0061】
現像ローラ510は、軸方向における中央部510aにトナー粒子を担持するための凹凸部が設けられ、両端部510bには前記端部シール527が密着するように滑らかな周面とを備えている。
【0062】
図6に示すように、本実施形態における現像ローラ510の中央部510aには、現像ローラ510の軸方向及び周方向に対し傾斜を有し軸方向に等ピッチに形成された螺旋状の溝部511が形成されている。この溝部511は、現像ローラ510の軸方向及び周方向に対する傾斜の角度を異ならせて2種類形成されている。前記2種類の溝部511は、互いに交差して格子状をなし、前記2種類の前記溝部511に囲まれた凸部512の頂面512aがほぼ正方形となるように形成されている。また、2種類の前記溝部511は、凸部512の頂面512aの正方形が有する2本の対角線の一方が周方向に沿うように形成されている。
【0063】
すなわち、2種類の溝部511のうち一方は、現像ローラ510の軸と時計回り方向に45°の角度をなすように螺旋状に形成されており、他方は、現像ローラ510の軸と反時計回り方向に45°の角度をなすように螺旋状に形成されている。このため一方の溝部511aと他方の溝部511bとの交差する角度は90°となる。また、一方の溝部511a及び他方の溝部511bの、現像ローラ510の軸方向におけるピッチは、等しく形成されているため、2種類の溝部に囲まれた凸部512の頂面512aの形状はほぼ正方形となる。
【0064】
2種類の溝部511は、図7に示すように、各々現像ローラ510の軸方向に80μmの間隔にて形成されており、凸部512の頂面512aから溝部511の底面511cに至る傾斜部分511dの角度は、溝部511を形成する2つの斜面を軸心C方向に延長した仮想面の交差角度αが90°になるように形成されている。
また、溝部511の深さ、すなわち、凸部512の頂面512aから溝部511の底面511cまでの距離は、約7μmで一定になるように形成されている。ここで、トナーの体積平均粒径は、およそ5〜10μmであり、溝部511の深さは、トナーの体積平均粒径の2倍以下となるように設定されている。
【0065】
このような現像ローラ510は、転造により形成される。図8は、現像ローラ510が転造により形成される様子を説明するための図である。図9は、現像ローラが形成される手順を示す図である。
【0066】
現像ローラ510は、円筒状の中空の素材から形成される。
円筒状の素材は、まず、現像ローラ510としてトナーを担持するための中央部510aと端部シール527が当接される端部510bとを形成可能な長さに切断されて円筒部材515が切り出される(S001)。円筒部材515には、両端部の内周部に現像ローラ510の軸を有するフランジ513を嵌入するための段部510c(図6)が切削加工により形成される(S002)。ここで、フランジ513は、形成された段部510cに圧入される直径を有する円盤状のフランジ本体513aと、その中心から円盤面に垂直となるように凸設された軸部513bとを有している。
【0067】
次に、両端部の内側に段部510cが形成された円筒部材515に軸部513bを有するフランジ513が、その軸部513bが円筒部材の外方に突出するようにそれぞれ嵌入される(S003)。
その後、フランジ513が嵌入された円筒部材515は両端の軸部513bが支持されて軸を中心として回転され、円筒部材515の外周面が全周に亘って僅かに切削されることにより、表面の全領域が軸と同心、すなわちから一定の距離Lとなるように円筒部材515の表面が研磨されて未転造加工現像ローラ509が形成される(S004)。
【0068】
表面が研磨された円筒部材515は、図8に示すような2種類の加工工具としてのダイス900を備えた装置により転造にて、表面に2種類の溝部511a,511bが形成される(S005)。転造装置は、対向する位置に配置された2種類のダイス900が同方向に回転している間にワーク(ここでは、未転造加工現像ローラ509)を配置し、2種類のダイス900を未転造加工現像ローラ509に押圧させ、未転造加工現像ローラ509をダイス900と反対方向に回転させつつ軸方向に搬送する。ダイス900には、上述した溝部511a,511bを形成するための刃900aが、各々設けられており、互いの刃900aは、未転造加工現像ローラ509の表面に互いの刃にて形成された溝部511a、511bが直行するように傾斜が設けられている。ここで、ダイス900が未転造加工現像ローラ509の表面に当接される部位を刃900aとしているが、転造においてはワークを積極的に切削するものではなく、押圧力によりワークを押し潰して窪みを形成するように作用する。また、この転造の際には、未転造加工現像ローラ509には、その両端部510bにてダイス900が当接されないようにして、両端部510bには凹凸のない滑らかな面を残しておく。すなわち、現像ローラ510の中央部510aにてダイス900が接触しなかった凸部512の頂面512aと、転造による加工対象とされない両端部510bとは、軸心Cからの距離Lが一定になるように切削されたままなので、軸心Cから等距離に位置している。そして、現像ローラ510の表面510dは、ダイス900が接触して凹設された溝部511a,511bの底面511cと、ダイス900が接触しなかった非加工面とで、ほぼ覆われている。
【0069】
転造にて形成した現像ローラ510には必要に応じて、例えば無電解Ni−Pめっき、電気めっき、硬質クロームめっき等を施してもよい。
【0070】
このような現像ローラ510には、両端部510bにてそれぞれ当接された端部シール527間にトナー供給ローラ550からトナーが供給され、規制ブレード560の押圧位置にてトナー層の層厚が規制される。このとき、規制ブレード560は、現像ローラ510の両端部510bと中央部510aとに亘って押圧されるが現像ローラ510の両端部510bと凸部512の頂面512aは軸心Cからの距離Lが等しいので、規制ブレード560は大きく屈曲することなくほぼ平坦な状態にて現像ローラ510を押圧する。このため、例えば、両端部510bと中央部510aとの境界付近であっても現像ローラ510の表面510dと規制ブレード560との間に極端に大きな間隙は生じない。
【0071】
さらに、溝部511の深さは、トナー粒子の体積平均粒径の2倍以下なので、溝部511に入り込んだトナー粒子は溝部511内のいずれの位置においても、深さ方向に2つ以上重なることはない。すなわち、溝部511に多量のトナー粒子が入り込むことはなく、規制ブレード560に押圧された際には、ほとんどのトナーの粒子が現像ローラ510の表面510d及び規制ブレード560の表面のいずれかと接触する。よって、各トナー粒子Tは転動され易く、また、溝部511内にてトナー粒子が滞留しにくいのでトナー粒子Tを良好に帯電させることが可能である。このため、トナー粒子は現像ローラ510に確実に担持されて現像に供されるとともに、現像ローラ510の表面510dと規制ブレード560との間に極端に大きな間隙が生じないことと相俟って、現像器51,52,53,54外にトナー粒子Tが漏れることを防止することが可能である。
【0072】
図10は、トナー粒子を担持した現像ローラに規制ブレードが当接された状態を説明するための図である。
【0073】
特に本実施形態の現像ローラ510の溝511は深さが7μmであり、トナー粒子Tの体積平均粒径と比較すると、ほぼ1倍である。このため、規制ブレード560がゴム製であり現像ローラ510の表面510dの凹凸に沿わされるので、トナー粒子Tを重ねることなく、現像ローラ510表面の全域にトナー1粒に相当する厚みのトナー層を形成することが可能である。このように現像ローラ510の表面510dに1粒厚のトナー層を形成することにより、各々のトナー粒子Tを中央部510aの凸部512と溝部511とを含む全域にて確実に帯電させることが可能であり、現像ローラ510に確実に担持させて、現像時における転写性を向上させ、さらには現像器外へのトナーの漏れも防止することが可能である。
【0074】
すなわち、現像ローラ510の表面510dに大きさ、深さ、形状等が不均一な凹凸が形成されていると担持されたトナー粒子のうち深い凹部に入り込んだトナー粒子は転動されにくく帯電されにくい。また、軸方向に所定の間隔を隔てて周方向に沿った溝部が形成されている場合には、感光体20が回転しても溝部と対向する感光体20の軸方向における位置が変化しないため、現像されたトナー像は溝部と対向していた部位のみが濃度が高くなる畏れがある。一方、軸方向に沿って溝部が形成されている場合には、トナー粒子担持ローラの回転方向と溝部との向きがほぼ直交するので、担持されたトナー粒子は転動されにくく帯電されにくい。
【0075】
本実施形態の現像器51,52,53,54及び現像ローラ510によれば、現像ローラ510の表面510dに、軸方向及び周方向に対し傾斜を有し軸方向に等ピッチに螺旋状の溝部511が形成されているので、現像ローラ510の回転に伴ってトナー粒子Tを転動させつつ移動させるため、トナー粒子Tを良好に帯電させることが可能である。また、現像ローラ510の回転に伴って感光体20と溝部511とが対向する位置が軸方向及び周方向に順次変化していくので、現像されたトナー像に濃度ムラが生じることを抑えることが可能である。
【0076】
また、本実施形態の現像ローラ510は、傾斜の角度が異なる2種類の溝部511a、511bが形成されているので、トナー粒子Tは、溝部511a、511bに沿って2種類の方向に移動されることになる。このため、トナー粒子Tが所定の一方向のみに移動して偏ることを防止することが可能である。さらに、2種類の前記溝部511a、511bは、互いに交差して格子状をなしているので、一旦は一方の溝部511a(511b)に沿って転動し始めたトナー粒子Tが、途中から他方の溝部511b(511a)に沿って転動することが可能である。このため、トナー粒子Tの移動方向が偏ることを、より効果的に抑えることが可能である。
【0077】
さらに、2種類の溝部511に囲まれた凸部512の頂面512aが正方形であり、その正方形が有する一方の対角線が周方向に沿わされているので、凸部512は周方向に沿って位置する2つの頂角、及び、軸方向に沿って位置する2つの頂角がいずれも直角となり、2種類の溝部511a,511bは周方向及び軸方向に対して同角度の傾斜を有することになる。このため、トナー粒子Tが周方向及び軸方向に向かって同様に移動し易い構成とすることが可能である。このため、トナー粒子をより均一に転動させて均一に帯電させることが可能である。
【0078】
また、現像ローラ510の表面に担持されたトナー粒子Tは、規制ブレード560が有するゴム部560aの平面にて、その層厚が規制されるので、現像ローラ510の表面、特に凸部512に担持されたトナー粒子Tが規制ブレード560によって完全に掻き取られることはない。すなわち、現像ローラ510の溝部511にも、凸部512にもトナー粒子Tを担持させた状態にてトナー粒子Tの層厚を規制することが可能である。また、表面510dに担持されたトナー粒子Tは、規制ブレード560が有する平面により押圧されているので、現像ローラ510の表面、規制ブレード560、及び、トナー粒子同士のいずれかとトナー粒子Tとを互いに摩擦させることにより良好に帯電させることが可能である。
【0079】
ところで、レーザビームプリンタは、前述したようにレーザビームを用いて感光体20に潜像を形成し、形成された潜像を現像ローラ510に担持されたトナーにより現像する。このとき、感光体20上に、主走査方向(軸方向)に走査されるレーザビームのON/OFFにより、ドット状潜像が、格子状に区画された領域、所謂スクリーンに形成される。そして、これらドット状潜像により潜像が構成される。
【0080】
また、本実施形態のように、明確に区別された溝部(凹部)511と凸部512とを有する現像ローラ510の場合には、たとえば、凸部512より溝部511に、より多くのトナー粒子Tが入り込む畏れがある。この場合には、トナー像において、溝部511により現像された部位と凸部512にて現像された部位とで濃度が異なる畏れがある。特に、文字や線画のように、広い面積を持たない画像では影響は少ないが、写真やイラストなど広い面積を有する画像の場合には濃度のむらが目立ちやすい場合がある。このような現象は、現像ローラ510に形成された溝部511の軸方向におけるピッチが、前述したスクリーンの主走査方向における格子のピッチより大きい場合に、より顕著となる。これは本来同じ濃度にて形成されるべきドットであっても、現像ローラ510の溝部511にて現像されたか、凸部512にて現像されたかによって濃度が相違してしまうからである。
【0081】
このため、本実施形態の現像ローラ510は、写真やイラストなど面積を有する画像を形成する際の格子の最長ピッチより、現像ローラ510に形成された溝部511の軸方向におけるピッチを小さくしている。ここで、写真やイラストなど広い面積を有する画像を形成する際の潜像の主走査方向における格子のピッチは、レーザビームプリンタが形成可能な最高解像度の画像におけるドット間ピッチではない。これは、レーザビームプリンタにて写真やイラストなど広い面積を有する画像を形成する際には、プリンタが有する最高解像度より低い解像度にてドットを形成し、かつ、各ドットに階調性を持たせることにより、全体としての画質を向上させるためである。
【0082】
図11は、スクリーン及び潜像におけるピッチを説明するための図である。図示するように、例えば、プリンタの最高解像度が600dpi(ピッチ42.5μm)であった場合に、潜像の解像度を600dpiとしてしまうと、ドット状潜像を形成しうる領域が42.5μmピッチの格子状に区画される。このため、各々の区画された領域には、ドット状潜像の有、無でしか階調を表現することができない(図11上段)。
【0083】
そこで、広い面積を有する画像を形成する際には、例えば、解像度600dpiにおける3つのドット状潜像分を1つのドット状潜像として、解像度600dpiにおいて半導体レーザが3つのドット状潜像分応答可能な時間内においてレーザビームを発光する時間の長さ変化させることにより階調を表現している(図11下段)。この場合には広い面積を有する画像を形成する際の解像度は200dpiとなり、ドット状潜像を形成しうる領域は127.5μmピッチの格子状に区画されることになる。このため、本実施形態の現像ローラ510は、軸方向における溝部511のピッチを80μmとすることにより、200dpi、すなわち、127.5μmピッチの格子状に区画される領域に形成される潜像の各ドット状潜像が、いずれも現像ローラ510の溝部511と凸部512とを含む部位で現像され、現像されたトナー像に濃度ムラが発生することを抑えている。本実施形態においては、レーザビームプリンタの最高解像度を600dpi,写真等の画像を形成する際にドット状潜像を形成可能な、格子状に区画された領域の軸方向におけるピッチを127.5μmとし、現像ローラ510の溝部511の軸方向におけるピッチを80μmとした例について説明したが、これに限らず、現像ローラ510の溝部511の軸方向におけるピッチは、写真等の画像を形成する際の潜像にてドット状潜像が形成される、格子状に区画された領域の軸方向におけるピッチより小さければ構わない。また、特に、隣接する溝部511と凸部512との軸方向の最大距離が、ドット状潜像を形成しうる、格子状に区画され領域より小さい場合には、1つのドット状潜像が、少なくとも1カ所の溝部511と1カ所の凸部512とにて現像されるので、広い面積を有する画像における濃度のむらの発生を効果的に抑制することが可能である。例えば、溝部511の軸方向の最大幅が40μmであり、凸部512の軸方向の最大幅が40μmの場合には、127.5μmピッチの格子状に区画されたドット状潜像を形成しうる領域に、1カ所の溝部511と1カ所の凸部512がいずれも含まれるため、広い面積を有する画像における濃度のむらの発生を効果的に抑制することが可能である。
【0084】
本実施形態においては、2種類の溝部511a,511bに囲まれた凸部512の頂面512aが正方形の例について説明したが、これに限るものではない。図12は、現像ローラの第1変形例を示す図である。図13は、現像ローラの第2変形例を示す図である。図14は、現像ローラの第3変形例を示す図である。
【0085】
第1変形例の現像ローラ510では、2種類の溝部511に囲まれた凸部512の頂面512aを菱形とし、各々の前記菱形が有する2本の対角線の一方が周方向に沿うように溝部が形成されている。
【0086】
このような現像ローラ510によれば、各々の前記菱形が有する2本の対角線の一方が周方向に沿うように溝部511が形成されているので、周方向に沿わされた対角線の一方の頂角からは、2種類の溝部511が軸方向の両端側に同角度の傾斜をもって形成されていることになる。このため、2種類の溝部511に沿って移動されるトナー粒子Tは、軸方向の両端側にほぼ同様に移動され、トナー粒子をムラなく移動させることが可能であることは凸部512の頂面512aが正方形である場合と同じである。更に加えて、頂面512aが菱形をなす凸部512の2本の対角線のうち長い方の対角線が周方向に沿わされている場合には、頂面512aが菱形の凸部512は周方向に沿って位置する2つの頂角が鋭角になり、軸方向に沿って位置する2つの頂角が鈍角となる。このため、トナー粒子が周方向に向かってより移動し易い構成とすることが可能である。
【0087】
また、図13に示すように、頂面512aが菱形をなす凸部512の2本の対角線のうち短い方の対角線が周方向に沿わされている場合には、頂面が菱形の凸部は周方向に沿って位置する2つの頂角が鈍角になり、軸方向に沿って位置する2つの頂角が鋭角となる。このため、トナー粒子が軸方向に向かってより移動し易く、現像ローラ510の全域にトナーがより分散される構成とすることが可能である。
【0088】
本実施形態においては、現像ローラ510の表面に2種類の溝部511a,511bを有する例について説明したが、図14に示す第3変形例のように、溝部511は1種類であっても良い。この場合には、トナー粒子Tを所定方向に転動させて帯電させる効果は有するが、より良好に帯電させるとともに、現像ローラ510の全域にトナー粒子をより分散させる構成としては、2種類の溝部511a,511bを有する上記実施形態の現像ローラ510の方が優れた効果を奏する。
【0089】
===その他の実施形態===
以上、上記実施の形態に基づき本発明に係る画像形成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。
【0090】
なお、上記実施の形態において、プリンタが着脱部を複数備えた例を示したが、1つだけ設けられた着脱部に、装着されるべき現像器が挿入されることにより閉止可能な蓋ユニットを備えた構成であっても構わない。また、上記実施形態においては、ロータリー方式の現像装置を備えた画像形成装置を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、タンデム方式の現像装置を備えた画像形成装置にも、本発明を適用することができる。
【0091】
なお、上記実施の形態において、像担持体である感光体は、円筒状の導電性基材の外周面に感光層を設けた構成として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、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。
【0092】
===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。
【0093】
図15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10と、入力装置708と、読取装置710とを備えている。
【0094】
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10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。
【0095】
図16は、図15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。
【0096】
なお、以上の説明においては、プリンタ10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10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。
【0097】
また、例えば、プリンタ10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10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。
【0098】
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。
【符号の説明】
【0099】
10 プリンタ、20 感光体、30 帯電ユニット、40 露光ユニット、50 現像器保持ユニット、50a,50b,50c,50d 着脱部、50e 中心軸、51 ブラック現像器、52 マゼンタ現像器、53 シアン現像器、54 イエロー現像器、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、111 CPU、112 インターフェイス、113 画像メモリ、116 メモリ、120 CPU、509 未転造加工現像ローラ、510 現像ローラ、510a 中央部、510b 端部(両端部)、510c 段部、510d 表面、511 溝部、511a 一方の溝部、511b 他方の溝部、511c 底面、511d 傾斜部分、512 凸部、512a 頂面、513 フランジ、513a フランジ本体、513b 軸部、515 円筒部材、520 上シール、522 シール支持板金、524 シール付勢部材、527 端部シール、530 トナー収容部、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、550 トナー供給ローラ、550a ローラ部、550b 軸体、560 規制ブレード、560a ゴム部、560b ゴム支持部、562 ブレード支持板金、570 ブレード裏部材、572 開口、700 画像形成システム、702 コンピュータ、704 表示装置、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、900 ダイス、900a 刃、C 軸心、T トナー(トナー粒子)。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
像担持体に担持された潜像を現像するためのトナー粒子を収容する収容部と、
前記トナー粒子を担持するための表面に、軸方向及び周方向に対し傾斜を有し軸方向に等ピッチに形成された螺旋状の溝部を有するトナー粒子担持ローラと、
を有することを特徴とする現像装置。
【請求項2】
請求項1に記載の現像装置において、
前記溝部は、前記傾斜の角度を異ならせて2種類形成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項3】
請求項2に記載の現像装置において、
前記2種類の前記溝部は、互いに交差して格子状をなしていることを特徴とする現像装置。
【請求項4】
請求項2または請求項3に記載の現像装置において、
前記2種類の前記溝部に囲まれた凸部の頂面が菱形であることを特徴とする現像装置。
【請求項5】
請求項4に記載の現像装置において、
各々の前記菱形が有する2本の対角線の一方が周方向に沿うように、前記2種類の前記溝部が形成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項6】
請求項5に記載の現像装置において、
前記凸部は、前記2本の対角線のうち長い方の対角線が周方向に沿わされていることを特徴とする現像装置。
【請求項7】
請求項2または請求項3に記載の現像装置において、
前記2種類の前記溝部に囲まれた凸部の頂面が正方形であることを特徴とする現像装置。
【請求項8】
請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の現像装置において、
前記溝部の深さは、前記トナー粒子の体積平均粒径の2倍以下であることを特徴とする現像装置。
【請求項9】
請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の現像装置において、
前記凸部は、前記トナー粒子を担持するための表面を有することを特徴とする現像装置。
【請求項10】
請求項1乃至請求項9のいずれかに記載の現像装置において、
前記トナー粒子担持ローラに担持された前記トナー粒子の層厚を規制するための層厚規制部材を有し、
前記表面に担持された前記トナー粒子は、前記層厚規制部材が有する平面により押圧されて、層厚が規制されることを特徴とする現像装置。
【請求項11】
請求項1乃至請求項10のいずれかに記載の現像装置において、
前記潜像は、格子状に区画された領域に形成されたドット状潜像を有し、
格子は、前記軸方向において複数種類のピッチで形成可能であり、
前記溝部の、前記軸方向におけるピッチは、前記格子における複数種類のピッチのうち最長ピッチより短いことを特徴とする現像装置。
【請求項12】
像担持体に担持された潜像を現像するためのトナー粒子を収容する収容部と、
前記トナー粒子を担持するための表面に、軸方向及び周方向に対し傾斜を有し軸方向に等ピッチに形成された螺旋状の溝部を有するトナー粒子担持ローラと、
を有し、
前記溝部は、前記傾斜の角度を異ならせて2種類形成され、
前記2種類の前記溝部は、互いに交差して格子状をなし、
前記2種類の前記溝部に囲まれた凸部の頂面が正方形であり、
前記溝部の深さは、前記トナー粒子の体積平均粒径の2倍以下であり、
前記凸部は、前記トナー粒子を担持するための表面を有し、
前記トナー粒子担持ローラに担持された前記トナー粒子の層厚を規制するための層厚規制部材を有し、
前記表面に担持された前記トナー粒子は、前記層厚規制部材が有する平面により押圧されて、層厚が規制され、
前記潜像は、格子状に区画された領域に形成されたドット状潜像を有し、
格子は、前記軸方向において複数種類のピッチで形成可能であり、
前記溝部の、前記軸方向におけるピッチは、前記格子における複数種類のピッチのうち最長ピッチより短いことを特徴とする現像装置。
【請求項13】
像担持体に担持された潜像を現像するためのトナー粒子を担持するための表面に、軸方向及び周方向に対し傾斜を有し、軸方向に等ピッチに配置される螺旋状の溝部が形成されていることを特徴とするトナー粒子担持ローラ。
【請求項14】
像担持体に担持された潜像を現像するためのトナー粒子を収容する収容部と、
前記トナー粒子を担持するための表面に、軸方向及び周方向に対し傾斜を有し、軸方向に等ピッチに配置される螺旋状の溝部が形成されたトナー粒子担持ローラと、
を有する現像装置を用いて画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項15】
コンピュータ、及び、
前記コンピュータに接続され、像担持体に担持された潜像を現像するためのトナー粒子を収容する収容部と、
前記トナー粒子を担持するための表面に、軸方向及び周方向に対し傾斜を有し、軸方向に等ピッチに配置される螺旋状の溝部が形成されたトナー粒子担持ローラと、
を有する現像装置を用いて画像を形成する画像形成装置、
を有することを特徴とする画像形成システム。
【請求項16】
円筒形状の円筒部材の両端部に軸を有するフランジを取り付けるステップと、
前記フランジが取り付けられた前記円筒部材を、軸を中心として回転させつつ、前記円筒部材の表面を前記軸と同心状になるように切削するステップと、
互いに平行に配置され、互いに異なる2種類の螺旋状の溝を形成するための2つのダイスを回転させ、切削された前記円筒部材を回転させつつ前記2つのダイス間をそれら軸方向に沿って軸方向に移動させて、前記円筒部材の表面に前記ダイスが押圧されることにより凹部を形成するステップ、
を有することを特徴とするトナー粒子担持ローラの製造方法。

【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13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【公開番号】特開2012−150514(P2012−150514A)
【公開日】平成24年8月9日(2012.8.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−97502(P2012−97502)
【出願日】平成24年4月23日(2012.4.23)
【分割の表示】特願2010−285532(P2010−285532)の分割
【原出願日】平成17年10月31日(2005.10.31)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】