現像装置及びこれを用いる画像形成装置
【課題】現像装置において、所望の現像ギャップを保持しながら、感光体ドラム及び隙間保持部材の表面の現像剤付着を抑制して、濃度ムラのない良好な画像が得られる現像装置及びこれを用いる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置１に設けられ、画像形成装置１に備わる感光体ドラム３２に現像剤を供給する現像ローラ６２を備えて感光体ドラム３２の表面に形成される静電潜像を現像する現像装置６０において、現像ローラ６２の両端部に取り付けられて感光体ドラム３２の外周面と当接することで現像ローラ６２と感光体ドラム３２との間に現像ギャップを形成する現像カラー９０Ｆ，９０Ｒを備え、現像カラー９０Ｆ，９０Ｒは、円柱状外形を有し、感光体ドラム３２の外周面と接する外周面の一部に凹凸部９１Ｆ，９１Ｒが形成されることを特徴とする。
【解決手段】画像形成装置１に設けられ、画像形成装置１に備わる感光体ドラム３２に現像剤を供給する現像ローラ６２を備えて感光体ドラム３２の表面に形成される静電潜像を現像する現像装置６０において、現像ローラ６２の両端部に取り付けられて感光体ドラム３２の外周面と当接することで現像ローラ６２と感光体ドラム３２との間に現像ギャップを形成する現像カラー９０Ｆ，９０Ｒを備え、現像カラー９０Ｆ，９０Ｒは、円柱状外形を有し、感光体ドラム３２の外周面と接する外周面の一部に凹凸部９１Ｆ，９１Ｒが形成されることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置及びこれを用いるに係り、特に、電子写真方式を採用する画像形成装置に搭載される現像装置及びこれを用いる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用する画像形成装置においては、感光体の表面に形成される静電潜像に対して、現像装置から現像剤の成分であるトナーを供給して現像することによって可視像であるトナー像を形成し、さらにトナー像を転写媒体である記録紙などに転写し、記録紙上に転写されたトナー像を定着して堅牢な記録画像を形成する。
【０００３】
電子写真方式における現像装置に備えられた従来方式の現像ギャップ、即ち感光体と対向する現像剤担持体（現像ローラ）との距離を保持するための機構の一例として、例えば、現像ギャップを保持するためのスペーサコロ（隙間保持部材）に関する提案がされている（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５-２５７３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術のように、スペーサコロを感光体に接触させる方式においては、感光体とスペーサコロ表面が常に密着して回転しているため、感光体とスペーサコロの僅かな隙間へ現像容器から飛散した現像剤が浸入して感光体とスペーサコロの表面に現像剤が溶着し、その結果現像ギャップが変化して濃度ムラが発生するなどの画像不良となるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、現像装置において、所望の現像ギャップを保持しながら、感光体ドラム及び隙間保持部材の表面の現像剤付着を抑制して、濃度ムラのない良好な画像が得られる現像装置及びこれを用いる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】
【０００７】
上述した課題を解決するための本発明に係る現像装置及びこれを用いる画像形成装置は、次の通りである。
【０００８】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に設けられ、前記画像形成装置に備わる感光体ドラムに現像剤を供給する現像ローラを備えて前記感光体ドラムの表面に形成される静電潜像を現像する現像装置において、前記現像ローラの両端部に取り付けられて前記感光体ドラムの外周面と当接することで前記現像ローラと前記感光体ドラムとの間に現像ギャップを形成する隙間保持部材を備え、前記隙間保持部材の構成として、円柱状外形を有し、前記感光体ドラムの外周面と接する外周面の一部に凹凸部を形成することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明は、前記隙間保持部材をキャップ状構造で前記現像ローラの端部に着脱可能に構成することが好ましい。
【００１０】
また、本発明は、前記隙間保持部材の構成として、その外周面に現像剤が付着することを防止する機能を備えることが好ましい。
【００１１】
また、本発明は、前記隙間保持部材を樹脂製の材質で形成することが好ましい。
【００１２】
また、本発明は、前記隙間保持部材の材質にＰＰ（ポリプロピレン）を用いることが好ましい。
【００１３】
また、本発明は、前記凹凸部の円周方向の断面形状を、凹状溝部の内部に凸状リブを設ける形状とすることが好ましい。
【００１４】
また、本発明は、前記凸状リブを、その先端が前記凹状溝よりも外側に突出するように形成すること、すなわち、前記隙間保持部材の外径よりも外側に突出するように形成することが好ましい。
【００１５】
また、本発明は、前記凸状リブを、根元から先端に向かい先細りの断面形状を有し、前記隙間保持部材が前記感光体ドラムに接した状態で、前記凸状リブの先端が前記隙間保持部材の外周面から外側に突出することなく弾性変形により前記凹状溝内に配置するように構成することが好ましい。
【００１６】
また、本発明は、前記凹凸部を、前記隙間保持部材の幅方向（軸線方向）にわたり形成するとともに、前記現像ローラの回転方向上流側から回転方向下流側に向うにつれて前記現像ローラの軸線方向で中央側に近づく方向に傾斜して形成するように構成することが好ましい。
【００１７】
また、本発明は、前記凹凸部を、前記隙間保持部材の円周表面の一部に一定の距離を隔てて平行に複数箇所設けることが好ましい。
【００１８】
また、本発明は、静電潜像が形成される感光体ドラムと、前記感光体ドラムに現像剤を供給する現像ローラを備えて前記感光体ドラムの表面に形成される静電潜像を現像する現像装置とを備える電子写真方式の画像形成装置において、前記現像装置として、請求項１から１０のうちの何れか一項に記載の現像装置を用いることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明は、前記感光体ドラムの構成として、少なくとも前記現像装置を構成する隙間保持部材と対向する部分を含む外周部の表面に現像剤が付着することを防止する機能を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の現像装置によれば、電子写真方式の画像形成装置に設けられ、前記画像形成装置に備わる感光体ドラムに現像剤を供給する現像ローラを備えて前記感光体ドラムの表面に形成される静電潜像を現像する現像装置において、前記現像ローラの両端部に取り付けられて前記感光体ドラムの外周面と当接することで前記現像ローラと前記感光体ドラムとの間に現像ギャップを形成する隙間保持部材を備え、前記隙間保持部材の構成として、円柱状外形を有し、前記感光体ドラムの外周面と接する外周面の一部に凹凸部を形成することで、前記感光体ドラム及び前記隙間保持部材の表面の現像剤付着を抑制して、濃度ムラ等のない安定した画像が得られる現像装置を実現できる。
【００２１】
また、本発明によれば、前記隙間保持部材をキャップ状構造で前記現像ローラの端部に着脱可能に構成することで、前記現像ローラや隙間保持部材の構成を簡単にできるとともに組付けおよびメンテナンスを容易にできる。
【００２２】
また、本発明によれば、前記隙間保持部材の構成として、その外周面に現像剤が付着することを防止する機能を備えることで、さらに感光体ドラム及び隙間保持部材の表面の現像剤付着を抑制して、濃度ムラのない良好な画像が得られる。
【００２３】
また、本発明によれば、前記隙間保持部材を樹脂製の材質で形成することで、容易に製作することが可能となる。
【００２４】
また、本発明によれば、前記隙間保持部材の材質にＰＰ（ポリプロピレン）を用いることで、低コストで製作することが可能となる。
【００２５】
また、本発明によれば、前記凹凸部の円周方向の断面形状を、凹状溝部の内部に凸状リブを設ける形状とすることで、前記感光体ドラムと前記隙間保持部材の表面の僅かな隙間に浸入して溶着する現像剤を前記凸状リブにより除去して前記凹状溝部内に収容することができる。これにより、溶着現像剤が原因となる現像ギャップが変化して濃度ムラが発生することなく、安定した画像が得られる。
【００２６】
また、本発明によれば、前記凸状リブを、その先端が前記凹状溝よりも外側に突出するように形成すること、すなわち、前記隙間保持部材の外径よりも外側に突出するように形成することで、前記凸状リブが確実に感光体ドラムの外周部に当接することができるので、前記感光体ドラム表面に付着した現像剤を効果的に掻取ることができる。これにより、溶着現像剤が原因となる現像ギャップが変化して濃度ムラが発生することなく、安定した画像が得られる。
【００２７】
また、本発明によれば、前記凸状リブを、根元から先端に向かい先細りの断面形状を有し、前記隙間保持部材が前記感光体ドラムに接した状態で、前記凸状リブの先端が前記隙間保持部材の外周面から外側に突出することなく弾性変形により前記凹状溝内に配置するように構成することで、前記凸状リブが現像ギャップに影響を与えることがないので、濃度ムラのない安定した画像が得られる。
【００２８】
また、本発明によれば、前記凹凸部を、前記隙間保持部材の幅方向（軸線方向）にわたり形成するとともに、前記現像ローラの回転方向上流側から回転方向下流側に向うにつれて前記現像ローラの軸線方向で中央側に近づく方向に傾斜して形成するように構成することで、前記凸状リブの先端で掻取られた現像剤が現像容器の外へ飛散しにくくなるので、装置内を汚染することなく現像剤を除去することができる。
【００２９】
また、本発明によれば、前記凹凸部を、前記隙間保持部材の円周表面の一部に一定の距離を隔てて平行に複数箇所設けることで、飛散性の高い現像剤を使用する場合でも現像剤の掻取り効果を高められるので、現像ギャップに影響を与えることなく、濃度ムラが発生することのない安定した画像が得られる。
【００３０】
また、本発明の画像形成装置によれば、静電潜像が形成される感光体ドラムと、前記感光体ドラムに現像剤を供給する現像ローラを備えて前記感光体ドラムの表面に形成される静電潜像を現像する現像装置とを備える電子写真方式の画像形成装置において、前記現像装置として、請求項１から１０のうちの何れか一項に記載の現像装置を用いることで、前記感光体ドラムの表面の現像剤付着を抑制して、濃度ムラ等のない安定した画像が得られる画像形成装置を実現できる。
【００３１】
また、本発明によれば、前記感光体ドラムの構成として、少なくとも前記現像装置を構成する隙間保持部材と対向する部分を含む外周部の表面に現像剤が付着することを防止する機能を備えることで、さらに感光体ドラム及び隙間保持部材の表面の現像剤付着を抑制して、濃度ムラのない良好な画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。
【図２】本実施形態に係る現像装置の構成を示す説明図である。
【図３】前記現像装置を構成するドクターブレードの構成を示す説明図である。
【図４】前記現像装置を構成する現像ローラの構成を示す説明図である。
【図５】（ａ）は前記現像装置を構成する現像カラーが現像ローラに装着された状態を示す説明図、（ｂ）は前記現像カラーの構成を示す側面断面図、（ｃ）は（ｂ）のＸ矢視図である。
【図６】前記現像カラーと現像ローラと感光体ドラムとの位置関係を示す説明図である。
【図７】前記現像カラーに形成された凹凸部の構成を示す詳細断面図である。
【図８】前記現像カラーが感光体ドラムに当接した時の凹凸部の状態を示す詳細断面図である。
【図９】前記現像カラーと現像ローラと感光体ドラムの装着状態を示す説明図である。
【図１０】前記現像カラーの構成に凹凸部を２箇所に設けた変形例の構成を示す説明図である。
【図１１】従来の現像カラーを用いた現像ローラと感光体ドラムとの構成を示す説明図である。
【図１２】前記現像カラーを用いた場合の現像ギャップの値を示すグラフである。
【図１３】従来の現像カラーを用いた場合の現像ギャップの値を示すグラフである。
【図１４】本実施形態の現像カラーを備えた現像装置により形成された画像の評価を比較した表である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
図１は発明を実施する形態の一例であって、本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。
【００３４】
本実施形態は、図１に示すように、静電潜像が形成される感光体ドラム３２と、感光体ドラム３２に現像剤を供給する現像ローラ６２を備えて感光体ドラム３２の表面に形成される静電潜像を現像する現像装置６０とを備える電子写真方式の画像形成装置において、現像装置６０として、本発明に係る特徴的な現像装置の構成を採用したものである。
【００３５】
まず、画像形成装置１の全体構成について説明する。
画像形成装置１は、印刷モードとしてコピアモード（複写モード）、プリンタモード、ＦＡＸモードを有しており、不図示の操作部からの操作入力や、パーソナルコンピュータ等の外部ホスト装置からの印刷ジョブの受信に応じた印刷モードが、後述する制御部によって選択される。
【００３６】
画像形成装置１は、図１に示すように、原稿読み取り部１０、給紙部２０、印刷部３０、排紙部４０に大別され、原稿読み取り部１０が給紙部２０の上方に配設され、排紙部４０が原稿読み取り部１０と給紙部２０の中間部位に配設されている。
【００３７】
以下に、上記各処理モードの中からコピアモードについて説明する。
ユーザが、原稿読み取り部（スキャナ部）１０のプラテンガラス１１上に原稿を載置した後、給紙部２０の給紙カセット２１あるいは装置側面に設けられた手差しトレイ２３に用紙（記録紙）を装着し、さらに装置の外装前面部に配置される操作パネル（不図示）上の条件入力キー（印刷枚数／印刷倍率等々）を入力した後に、操作パネルのスタートキーを操作するとコピー動作が開始される。
【００３８】
スタートキーが操作されると、メイン駆動モータ（不図示）が始動し、各駆動ギヤが回転する。その後、給紙ローラ２２又は２２ａが回転して用紙が装置内へ送出（給紙）され、給紙された用紙はレジストローラ（ローラ対）３１に到達して捕捉される。このレジストローラ３１により、用紙は、感光体ドラム（像担持体）３２上に形成される画像の先端部（画像形成開始部）と同期をとるために一時停止され、用紙の先端部が均一にレジストローラ３１に押しつけられて用紙の先端位置の補正が行われる。
【００３９】
一方、原稿読み取り部１０においては、コピーランプ（光源）１２ａが点灯し、コピーランプユニット１２が矢印Ｃ方向へ移動することで露光が開始される。コピーランプ１２ａにより原稿に照射された照射光は、原稿の画像情報を含む反射光（原稿からの反射光）となり、該反射光は、コピーランプユニット１２に設けられた第１ミラー１２ｂから第２ミラー１３、第３ミラー１４、光学レンズ１５から、ＣＣＤ１６へ入力されることによって読み取られる。
【００４０】
このようにして読み取られた画像情報は、不図示のＣＣＤ回路で、光の画像情報が電気的信号に変換され、その画像情報信号は、設定された条件で画像処理が行われ、レーザスキャナユニット３３へプリントデータとして送信される。
【００４１】
他方、帯電ユニット（帯電手段）３４により、感光体ドラム３２の周面の一部が軸方向全体に渡って所定帯電電位に帯電され、感光体ドラム３２が回転することによってその周面全体が所定の負の帯電電位に帯電される。帯電した感光体ドラム３２表面は、感光体ドラム３２の回転により次工程へ移動する。
次に、レーザスキャナユニット（露光手段）３３では、回転方向に複数の反射面を有したポリゴンミラー（回転多面鏡）及び各種光学系により、半導体レーザから出射されたレーザ光が偏向されながら感光体ドラム３２へ照射される。これにより、レーザ光が前記帯電ユニット３４により帯電した感光体ドラム３２上を走査されて、感光体ドラム３２上に静電潜像が形成される。
【００４２】
その後、現像装置６０が備える現像槽６１内の負の直流電位に印加された現像ローラ６２により、現像槽６１内のトナー（現像剤の一例）が回転する感光体ドラム３２表面上に供給され、静電潜像はこのトナーによって感光体ドラム３２上の電位ギャップに応じて顕像化（現像）される。
【００４３】
また、作像される用紙（記録紙）は、タイミングを合わせてレジストローラ３１により、感光体ドラム３２方向へ搬送され、転写ユニット（コロナチャージャ）３６により感光体ドラム３２上のトナーが用紙に転写される。感光体ドラム３２上の残留したトナーはドラムユニットのクリーニングブレード３７ａによってかきとられ、クリーナーユニット３７により回収される。
【００４４】
クリーニングブレード３７ａによりトナーがかきとられた感光体ドラム３２の表面は、帯電ユニット３４へ移動する途中で除電装置３９により必要に応じて除電される。
【００４５】
他方、トナーの転写が終了した用紙は、定着装置３８の加熱ローラ３８ａと加圧ローラ３８ｂとの間を通過して、熱と圧力が加えられ、用紙上の未定着トナーが用紙に溶融・固着され、排紙ローラ４１により排紙トレイ４２に排出される。前記加熱ローラ３８ａは、その内部に設けられた加熱ヒータ３８ｃによって加熱される。
【００４６】
また、原稿読み取り部１０が備える原稿トレイ１９に原稿が載置されていることが、所定のセンサにより検出されている場合には、所定のスタートキー操作がなされたときに給紙ローラ５１，５２が回転し、原稿トレイ１９上に載置された原稿が原稿読み取り部１０内へ送出されて所定の搬送経路Ｒｔ１中を搬送される。この搬送経路Ｒｔ１には、レジストローラ５３が設けられており、このレジストローラ５３によって原稿が捕捉され、原稿先端の位置決めが行われた後、所定のタイミングで原稿読み取り位置へ搬送される。そして、前記コピーランプユニット１２が所定の停止位置（原稿読み取り位置）で停止したまま搬送中の原稿を露光する。この露光により得られた原稿からの反射光により原稿画像を読み取る処理は前述した通りである。このようにして画像が読み取られた原稿は、原稿排出部１８へ排出される。
【００４７】
次に、本実施形態に係る特徴的な現像装置６０の構成について図面を参照して詳細に説明する。
図２は本実施形態に係る現像装置の構成を示す説明図、図３は前記現像装置を構成するドクターブレードの構成を示す説明図である。
【００４８】
ここでは一例として、非磁性の一成分現像剤を用いた方式にて説明するが、当然二成分現像剤を用いた方式においても採用は可能である。
【００４９】
現像装置６０は、図２に示すように、大略、現像剤を担持して感光体ドラム３２に現像剤を供給する現像ローラ（現像剤担持体）６２と、現像剤を収容する現像槽６１と、現像槽６１の中で現像剤Ｔを撹拌搬送する撹拌搬送部材６３，６４，６５を備えて構成されている。撹拌搬送部材６３，６４，６５は、図中でそれぞれ矢印で示す反時計方向に回転している。
【００５０】
現像ローラ６２は、現像槽６１内で回転自在に設けられるアルミ製の現像ローラである。現像ローラ６２は、感光体ドラム３２を臨み、その軸線が感光体ドラム３２の回転軸線と平行になるように配置され、現像槽６１本体のフレーム部に回転可能に支持される。
【００５１】
現像ローラ６２に担持される現像剤Ｔとしては、非磁性の一成分現像剤が用いられる。
現像ローラ６２の現像剤搬送方向上流（反感光体ドラム側）に設けられたトナー供給ローラ６６により、その表面にトナーを吸着し、現像ローラ６２上に一定量のトナーが供給される。
【００５２】
現像ローラ６２の上方には、一定量のトナー層を形成するための現像剤規制部材、いわゆるドクターブレード６８が設けられている。ドクターブレード６８の先端にはブレードと一体化されたトナー規制部６７が設けられ、ドクターブレード６８の他方の端部は、固定用の板金７１，７２によって挟まれた状態で、ビス７３によって現像槽６１本体に固定されている。
【００５３】
ドクターブレード６８は、ばね性を有した薄い金属板金であり、このばね性によってトナー規制部６７を一定の圧力で、現像ローラ６２上の接触点ｐ位置において現像ローラ６２を押圧している。これにより、現像ローラ６２上に一定の帯電を有したトナー層が担持される。
【００５４】
これらの電荷を有するトナーが、現像ローラ６２と感光体ドラム３２との電位差に応じて、現像ローラ６２から感光体ドラム３２に供給されて静電潜像を現像してトナー像を形成する。
【００５５】
現像槽６１は、例えば、硬質の合成樹脂などからなり、外観が略直方体形状を有する容器部材である。現像槽６１内において、第１撹拌搬送部材６５と第２撹拌搬送部材６３は主として回転方向のトナーの攪拌と搬送の役割を持っている。両部材ともに回転軸の周囲に設けられた薄い樹脂性、例えばＰＥＴ製の羽６３ａ，６５ａを有している。
【００５６】
また、第３撹拌搬送部材６４は、例えば硬質の合成樹脂製のスクリュー状の回転部材であって、主として軸線方向のトナーの攪拌と搬送の役割を持っている。
【００５７】
第２撹拌搬送部材６３とトナー供給ローラ６６との間には、中間壁部材８０が設けられる。中間壁部材８０は、例えば、合成樹脂などからなる平板状の部材であり、現像槽６１の長手方向（トナー供給ローラ６６等の軸線方向）に延設されて、現像槽６１の底部から立ち上がるように設けられる。また、中間壁部材８０の中央部には開口穴８１があって、現像槽６１内において、第２撹拌搬送部材６３からトナー供給ローラ６６へ向う現像剤の流れを形成している。
【００５８】
トナー供給ローラ６６は、芯金のまわりに円筒状の、例えば、発泡ウレタンなどの多孔性弾性部材が設けられたものであり、この孔部にトナーを吸着させつつ、現像ローラ６２を摺擦することでトナーを現像ローラ６２に供給し、且つ現像後、現像ローラ６２に残った余分のトナー層をクリーニングする役割も持つ。
【００５９】
ここで、現像剤規制部としてのドクターブレード６８の詳細について説明する。
ドクターブレード６８は、図３に示すように、その先端部の現像ローラ６２と対向する位置に現像ローラ６２に担持されるトナーの量を規制するためのトナー規制部６７が設けられている。
【００６０】
トナー規制部６７は、ウレタンゴムで形成され、矩形状の断面形状を有し、現像ローラ６２の軸線方向（長手方向）に沿って現像ローラ６２とほぼ同じ幅で形成されている。
【００６１】
ドクターブレード６８の他方の端部は、固定用の板金７１，７２によって挟持された状態で、ビス７３によって現像槽６１本体に固定されている。これにより、トナー規制部６７は、ドクターブレード６８の材料弾性力によって、現像ローラ６２に対して接触点ｐの位置において荷重Ｐで押圧されている。
【００６２】
現像ローラ６２は、図中で矢印Ｎ方向（反時計回り）に回転している。また、現像槽６１内のトナーは、トナー供給ローラ６６により吸着されて現像ローラ６２上に一定量が供給される。
【００６３】
現像ローラ６２に供給されて接触点ｐに搬送されたトナーは、現像ローラ６２とトナー規制部６７とによって摩擦力を受け帯電する。そして、接触点ｐを通過したトナーは、感光体ドラム３２と対向する現像位置へ搬送された後、感光体ドラム３２に供給されて感光体ドラム３２表面に形成された静電潜像を現像する。
【００６４】
ここで、トナー規制部６７を現像ローラ６２に押圧する力の設定方法について、以下に示す。
【００６５】
トナー規制部６７の押圧力は、主にドクターブレード６８の材料弾性力を利用している。即ち、図３に示すように、現像ローラ６２に当接するドクターブレード６８の撓み量（Ｙ方向の）を調整することによって押圧力を調整している。
理論的には下記に示す公知の片持ち梁の公式（１）で表される。
【００６６】
力：Ｐ（ｋｇｆ）＝３ＥＩδ／Ｌ３・・・（１）
ここで、Ｅはブレード指示部材料のヤング率、Ｉは断面二次モーメント、δはたわみ量、Ｌは自由長である。
【００６７】
なお、実際の実験においては、トナー規制部６７と現像ローラ６２との間に短冊状にカットしたＰＥＴ製の部材の一端を挟み込み、他端をテンションゲージに繋いで一定の速度でＰＥＴ部材を引き抜いた時の引抜力で評価している。
テンションゲージには、アイコーエンジニアリング（株）製ＲＸ-５を使用している。
本実施形態では、ＰＥＴ製の部材の引抜力を０．０３〜０．０５ｋｇｆ/cm程度となるよう調整した。
【００６８】
次に、現像ローラ６２について図面を参照して説明する。
図４は本実施形態の現像装置を構成する現像ローラの構成を示す説明図である。
【００６９】
現像ローラ６２は、図４に示すように、トナー規制部６７と接する部分にはブラスト処理６２Ｂが一様に施されている。
本実施形態では、ブラスト処理による現像ローラ６２の表面粗さＲａが０．３〜０．４μｍ程度となるよう製作した。
【００７０】
現像ローラ６２の両端部には、駆動用軸６２Ｆ，６２Ｒが突出しており、図示しない軸受により現像槽６１に回転可能に支持されている。さらに、現像ローラ６２の両端部には、現像ローラ６２と感光体ドラム３２との間に現像ギャップを形成する現像カラー（隙間保持部材）９０Ｆ，９０Ｒが取り付けられている。
【００７１】
ところで、電子写真方式に用いられる現像剤は非常に小さな粉体である。
そのため、画像形成装置１使用時においては、現像ローラ６２上から現像剤が微量ではあるが周囲に飛散している。このことは、現像剤が装置内を汚染することは勿論であるが、感光体ドラム３２と現像カラー９０Ｆ，９０Ｒとの隙間にも浸入することになる。
【００７２】
感光体ドラム３２と現像カラー９０Ｆ，９０Ｒとは、常に接した状態で回転しているため、基本的に隙間に浸入した現像剤はその場所から離れることはない。もし画像形成装置１が高温下にあった場合には、熱と感光体ドラム３２と現像カラー９０Ｆ，９０Ｒとの間に働く圧力によって現像剤が溶けて固まり、現像ギャップに影響を与えるので、画像ムラ等の不具合が発生することになる。
【００７３】
ここで、本実施形態の特徴的な現像カラー９０Ｆ，９０Ｒの構成について図面を参照して詳細に説明する。
図５（ａ）は本実施形態の現像装置を構成する現像カラーが現像ローラに装着された状態を示す説明図、（ｂ）は前記現像カラーの構成を示す側面断面図、（ｃ）は（ｂ）のＸ矢視図、図６は前記現像カラーと現像ローラと感光体ドラムとの位置関係を示す説明図、図７は前記現像カラーに形成された凹凸部の構成を示す詳細断面図、図８は前記現像カラーが感光体ドラムに当接した時の凹凸部の状態を示す詳細断面図、図９は前記現像カラーと現像ローラと感光体ドラムの装着状態を示す説明図である。
【００７４】
現像カラー９０Ｆ，９０Ｒは、ともに同形状を有するため、現像カラー９０Ｆを例に挙げて図面を参照して説明する。
【００７５】
現像カラー９０Ｆは、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、円筒状であって、且つ、一方側９０ａが開口し、他方側９０ｂが閉塞して内部に空間を有するキャップ状に構成され、他方側９０ｂの中心には貫通した取付け穴９０Ｈが設けられている。また、現像カラー９０Ｆの材質は、樹脂製で一様な肉厚ｔで成型されている。
【００７６】
現像カラー９０Ｆの円筒状の内径ｄは、現像ローラ６２の外径Ｄに隙間なく密着するように寸法が調整されている。また、穴９０Ｈには現像ローラ６２の軸６２Ｆが貫通するよう設定されている。
【００７７】
ここで、現像カラー９０Ｆの肉厚ｔは、感光体ドラム３２と現像ローラ６２とを対向配置した際に、図６に示すように、感光体ドラム３２と現像カラー９０Ｆとを当接させた状態で、感光体ドラム３２と現像ローラ６２との間隙、いわゆる現像ギャップｇを形成するものである。
【００７８】
感光体ドラム３２と現像ローラ６２は、現像カラー９０Ｆ，９０Ｒを介して常に接しながら回転するので、現像ギャップｇが一定に保たれる。
本実施形態では、現像ギャップｇは０．１〜０．４ｍｍ程度に設定されている。
なお、現像ギャップｇの隙間量は、使用する現像剤の特性やマシンのスピード等の多くのパラメータによって最適化されるため、特に限定されない。
【００７９】
また、現像カラー９０Ｆの表面には、図４、図６に示すように、凹凸部９１Ｆが設けられている。凹凸部９１Ｆは、図６，図７に示すように、円周方向の断面形状が凹状の溝部９１ａと、その溝部９１ａの内部に凸状のリブ９１ｂを備えて構成されている。
【００８０】
凹凸部９１Ｆは、現像カラー９０Ｆの幅方向にわたり形成されるとともに、現像ローラ６２の回転方向上流側から回転方向下流側に向うにつれて現像ローラ６２の軸線方向で中央側に近づく方向に傾斜して形成されている。
【００８１】
リブ９１ｂは、その先端が溝部９１ａよりも外側に突出するように形成されている。すなわち、リブ９１ｂは、現像カラー９０Ｆの表面９０ｃよりもごくわずかに（図中でｔ１分）突出して形成されている。また、リブ９１ｂは、溝部９１ａの底の根元から先端に向かい先細りの断面形状で、柔軟性を有している。
【００８２】
このように構成することで、リブ９１ｂは、図８に示すように、現像カラー９０Ｆが感光体ドラム３２に接した状態で、その先端が現像カラー９０Ｆの外周面から外側に突出することなく弾性変形により屈折変形して溝部９１ａ内に配置される。このように、リブ９１ｂは、感光体ドラム３２と現像ローラ６２の現像ギャップｇに影響を与えることはないよう構成されている。
【００８３】
従って、現像槽６１内から飛散した現像剤が感光体ドラム３２と現像カラー９０Ｆ（９０Ｒ）間に浸入した場合、感光体ドラム３２表面に付着した現像剤は、リブ９１ｂの先端部の掻取り作用によって溝部９１ａの空間内に落下される。
【００８４】
一方、現像カラー９０Ｆ（９０Ｒ）表面に付着した現像剤は、感光体ドラム３２と現像ローラ６２との間で周速差があれば、次第に現像ローラ６２の回転と共に溝部９１ａへと導かれるので現像剤が感光体ドラム３２と現像カラー９０Ｆ（９０Ｒ）表面に留まって付着するのを防ぐことができる。
【００８５】
また、凹凸部９１Ｆ，９１Ｒは、図９に示すように、現像ローラ６２の回転方向（矢印Ｋ方向）に対して回転方向上流側から回転方向下流側に向うにつれて、現像領域側、即ち中央側に向かってそれぞれが近づくように傾斜して形成されているので、溝部９１ａ内に収容された現像剤はその壁面に沿って現像槽６１内に案内され、外部に飛散することはない。
【００８６】
凹凸部９１Ｆ，９１Ｒの傾斜の角度については、現像剤の流動性や現像カラー９０Ｆ，９０Ｒへの付着強度、あるいは金型の加工のし易さなどから最適化されるため、特に規定しないが、望ましくは水平に対してできる限り傾斜させた方が望ましい。
【００８７】
何故なら、何らかの原因により現像剤の掻取りが十分に行われずにリブ９１ｂの先端付近に現像剤が固着した場合、凹凸部９１Ｆ，９１Ｒが水平に近いと固着現像剤は現像領域である感光体ドラム３２と像担持体の近接ライン上に沿って横に広がるので、直接に現像ギャップｇに影響を与えることになり、その結果画像の濃度ムラとなる。
【００８８】
一方、凹凸部９１Ｆ，９１Ｒが傾斜していると固着現像剤は現像ラインに対して斜め上下に広がるので、現像ギャップｇに与える影響は緩和される。
【００８９】
現像カラー９０Ｆ，９０Ｒの材質は、樹脂製であり、金型による成型にて容易に作製可能である。また、特に材質は限定されないが、例えば、ＰＰ（ポリプロピレン）を用いれば、コストも安く、柔軟性を有しているのでリブ９１ｂによる現像剤の掻取り効果を得やすい。
【００９０】
また、リブ９１ｂは、根元から先端に向かって先細りとなるように形成されているが、これは金型による作製がしやすいように配慮されたものでもある（金型の抜き勾配）。
【００９１】
リブ９１ｂの高さ及び幅は、特に規定しないが、樹脂の肉厚がｔであれば、リブ９１ｂの高さは、強度的に１／２ｔ以下とするのが望ましい。リブ９１ｂの幅も同様に、強度的に１／２ｔ以下とするのが望ましい。
【００９２】
なお、本実施形態では、凹凸部９１Ｆ，９１Ｒは、それぞれの現像カラー９０Ｆ，９０Ｒに対して、１箇所に形成しているが、本発明は、これに限定するものではなく、１個の現像カラーに対して複数個所設けても良い。
【００９３】
変形例として、凹凸部を２箇所の設けた現像カラーの構成を以下に示す。
図１０は本実施形態に係る現像カラーの構成に凹凸部を２箇所に設けた変形例の構成を示す説明図である。
【００９４】
変形例の現像カラー１９０Ｆ，１９０Ｒは、図１０に示すように、それぞれ２箇所に凹凸部１９１Ｆ１，１９１Ｆ２または凹凸部１９１Ｒ１，１９１Ｒ２を形成したものである。凹凸部１９１Ｆ１，１９１Ｒ１と凹凸部１９１Ｆ２，１９１Ｒ２とはお互いに距離ｍを隔てて平行に傾斜して設けられている。
距離ｍについては、部品強度や現像ギャップｇへの影響を極力避けるためにできるだけ間隔を大きくした方が望ましい。
【００９５】
このように、１つの現像カラーに対して凹凸部を複数箇所に設けることで、飛散性の高い現像剤を使用する場合でも現像剤の掻取り効果を高められるので有効となる。
【００９６】
次に、本実施形態の現像カラー９０Ｆ，９０Ｒを用いた方式と従来の現像カラーを用いた方式とによる現像ギャップのバラツキの差について比較した効果について説明する。
図１１は従来の現像カラーを用いた現像ローラと感光体ドラムとの構成を示す説明図、図１２は本実施形態の現像カラーを用いた場合の現像ギャップの値を示すグラフ、図１３は従来の現像カラーを用いた場合の現像ギャップの値を示すグラフである。
【００９７】
以下に、従来の現像カラーを用いた方式の一例を示す。
従来の現像装置（図示省略）の構成は、図１１に示すように、現像ローラ６２の両端の駆動用軸６２Ｆ，６２Ｒに、円板状の現像カラー２９０Ｆ，２９０Ｒを取り付けたものである。現像カラー２９０Ｆ，２９０Ｒの半径は、現像ローラ６２の半径と現像ギャップｇを足した値である。
【００９８】
現像ギャップｇの測定は、図９，図１１に示すように、感光体ドラム３２及び現像ローラ６２の長手方向における現像カラー９０Ｆ，２９０Ｆ側（手前側）の測定位置を（Ｆ）、中央部の測定位置を（Ｃ）、現像カラー９０Ｒ，２９０Ｒ側（奥側）の測定位置を（Ｒ）として、３箇所で測定している。なお、測定には（株）キーエンス製デジタル寸法測定器ＬＳ−７０３０を用いた。
【００９９】
まず、本実施形態に係る現像カラー９０Ｆ，９０Ｒを用いて現像ギャップｇを測定した結果について説明する。
本実施形態の方式によれば、図１２に示すように、現像ギャップｇの最大バラツキΔ１は、約１２μｍであった。
【０１００】
次に、従来の現像カラー２９０Ｆ，２９０Ｒを用いて現像ギャップｇを測定した結果について説明する。
従来の方式によれば、図１３に示すように、現像ギャップｇの最大バラツキΔ２は、約２６μｍであった。
【０１０１】
なお、本実施形態の方式、従来の方式とも現像ギャップｇは０．１５ｍｍになるよう設計したが、部品バラツキ、カラーの強度、測定器の据付精度により若干小さめとなった。
【０１０２】
しかしながら、現像ギャップｇのバラツキとしては明らかに本実施形態の方式の方が小さくなっているのが判る。これは、従来の現像カラー２９０Ｆ，２９０Ｒが現像ローラ６２の両端の軸に取り付けられているのに対し、本実施形態の現像カラー９０Ｆ，９０Ｒは現像ローラ６２の両端に取り付けられている差による。
【０１０３】
また、従来の方式では、現像ローラ６２両端の現像カラー２９０Ｆ，２９０Ｒの位置を支点にして現像ローラ６２が回転しながら感光体ドラム３２との近接を繰り返すために、現像ローラ６２自体が持つ製作時の回転フレの影響を大きく受けるのに対し、本実施形態の方式では、現像ローラ６２が常に現像カラー９０Ｆ，９０Ｒを介して感光体ドラム３２に接しているため、前記の固有の回転フレの影響を受けにくいためである。
現像ローラ６２の回転フレがゼロであれば、上述したような現像ギャップｇの違いは出ないが、通常の量産においては歩留まりの関係からある程度のフレは許容されている。
【０１０４】
次に、本実施形態の現像カラー９０Ｆ，９０Ｒを備えた現像装置６０による効果について説明する。
図１４は本実施形態の現像カラーを備えた現像装置により形成された画像の評価を比較した表である。
【０１０５】
ここでは、本実施形態の特徴的な構成である現像カラー９０Ｆ，９０Ｒの凹凸部９１Ｆ，９１Ｒを形成した場合と、凹凸部９１Ｆ，９１Ｒが無い場合について、現像装置６０により形成された画像の濃度ムラを比較した。
【０１０６】
現像装置６０の仕様は、
○現像ローラ ：外径１６ｍｍ
○感光体(OPC) ：外径３０ｍｍ
○プロセス速度 ：１４５ｍｍ／ｓｅｃ
○現像ローラ／感光体周速比：０．８６
○現像剤搬送量 ：０．６ｍｇ／ｃｍ２
○現像ギャップ ：０．３ｍｍ
○印字モード ：Ａ４／印字率５％／連続印字
とする。
【０１０７】
出力用紙上の画像濃度は、ベタ画像濃度をポータブル分光測色濃度計（商品名：Ｘ−Ｒｉｔｅ ９３９、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）を用いて測定している。
また、トナー帯電量は、トレック・ジャパン株式会社製の吸引式帯電量測定装置（２１０ＨＳ-２Ａ）を用いて測定できる。
【０１０８】
画像濃度に対する評価は、
×：画像濃度ムラあり。感光体及び現像カラーの接触面に現像剤付着あり。
△：画像濃度ムラはないが、感光体及び現像カラーの接触面に現像剤付着あり。
○：正常。
とする。
【０１０９】
本実施形態によれば、図１４に示すように、現像カラー９０Ｆ，９０Ｒに凹凸部を形成しない場合は、印字枚数が１，０００枚で「○」、５，０００枚で「△」、１０，０００枚で「×」という評価になった。一方、現像カラー９０Ｆ，９０Ｒに凹凸部を形成した場合は、印字枚数が１，０００枚では「○」、５，０００枚で「○」、１０，０００枚で「○」という評価になった。
【０１１０】
以上のような評価結果により、本実施形態の現像装置６０において、現像カラー９０Ｆ，９０Ｒに凹凸部を形成することで、形成される画像の濃度ムラをなくして良好な画像を出力することができることが判明した。
【０１１１】
以上のように構成したので、本実施形態によれば、現像装置６０において、現像ローラ６２の両端部に取り付けられて感光体ドラム３２の外周面と当接することで現像ローラ６２と感光体ドラム３２との間に現像ギャップを形成する現像カラー９０Ｆ，９０Ｒを備え、現像カラー９０Ｆ，９０Ｒを円柱状外形として、感光体ドラム３２の外周面と接する外周面の一部に凹凸部９１Ｆ，９１Ｒを形成したことで、感光体ドラム３２及び現像カラー９０Ｆ，９０Ｒの表面の現像剤付着を抑制して、濃度ムラ等のない安定した画像を形成することができる。
【０１１２】
なお、本実施形態では、１つ現像カラー９０Ｆ，９０Ｒに対して、それぞれ１つの凹凸部９１Ｆ，９１Ｒを形成しているが、変形例のように、１つの現像カラーに対して、凹凸部を複数箇所に設けることで、飛散性の高い現像剤を使用する場合でも現像剤の掻取り効果を高めることができる。これにより、より安定して濃度ムラ等のない画像を形成することができる。
【０１１３】
以上のように、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１１４】
１ 画像形成装置
３２ 感光体ドラム
６０ 現像装置
６２ 現像ローラ
９０Ｆ，９０Ｒ，１９０Ｆ，１９０Ｒ 現像カラー（隙間保持部材）
９１Ｆ，９１Ｒ，１９１Ｆ１，１９１Ｆ２，１９１Ｒ１，１９１Ｒ２ 凹凸部
９１ａ 溝部（凹状溝部）
９１ｂ リブ（凸状リブ）
ｇ 現像ギャップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置及びこれを用いるに係り、特に、電子写真方式を採用する画像形成装置に搭載される現像装置及びこれを用いる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用する画像形成装置においては、感光体の表面に形成される静電潜像に対して、現像装置から現像剤の成分であるトナーを供給して現像することによって可視像であるトナー像を形成し、さらにトナー像を転写媒体である記録紙などに転写し、記録紙上に転写されたトナー像を定着して堅牢な記録画像を形成する。
【０００３】
電子写真方式における現像装置に備えられた従来方式の現像ギャップ、即ち感光体と対向する現像剤担持体（現像ローラ）との距離を保持するための機構の一例として、例えば、現像ギャップを保持するためのスペーサコロ（隙間保持部材）に関する提案がされている（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５-２５７３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術のように、スペーサコロを感光体に接触させる方式においては、感光体とスペーサコロ表面が常に密着して回転しているため、感光体とスペーサコロの僅かな隙間へ現像容器から飛散した現像剤が浸入して感光体とスペーサコロの表面に現像剤が溶着し、その結果現像ギャップが変化して濃度ムラが発生するなどの画像不良となるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、現像装置において、所望の現像ギャップを保持しながら、感光体ドラム及び隙間保持部材の表面の現像剤付着を抑制して、濃度ムラのない良好な画像が得られる現像装置及びこれを用いる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】
【０００７】
上述した課題を解決するための本発明に係る現像装置及びこれを用いる画像形成装置は、次の通りである。
【０００８】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に設けられ、前記画像形成装置に備わる感光体ドラムに現像剤を供給する現像ローラを備えて前記感光体ドラムの表面に形成される静電潜像を現像する現像装置において、前記現像ローラの両端部に取り付けられて前記感光体ドラムの外周面と当接することで前記現像ローラと前記感光体ドラムとの間に現像ギャップを形成する隙間保持部材を備え、前記隙間保持部材の構成として、円柱状外形を有し、前記感光体ドラムの外周面と接する外周面の一部に凹凸部を形成することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明は、前記隙間保持部材をキャップ状構造で前記現像ローラの端部に着脱可能に構成することが好ましい。
【００１０】
また、本発明は、前記隙間保持部材の構成として、その外周面に現像剤が付着することを防止する機能を備えることが好ましい。
【００１１】
また、本発明は、前記隙間保持部材を樹脂製の材質で形成することが好ましい。
【００１２】
また、本発明は、前記隙間保持部材の材質にＰＰ（ポリプロピレン）を用いることが好ましい。
【００１３】
また、本発明は、前記凹凸部の円周方向の断面形状を、凹状溝部の内部に凸状リブを設ける形状とすることが好ましい。
【００１４】
また、本発明は、前記凸状リブを、その先端が前記凹状溝よりも外側に突出するように形成すること、すなわち、前記隙間保持部材の外径よりも外側に突出するように形成することが好ましい。
【００１５】
また、本発明は、前記凸状リブを、根元から先端に向かい先細りの断面形状を有し、前記隙間保持部材が前記感光体ドラムに接した状態で、前記凸状リブの先端が前記隙間保持部材の外周面から外側に突出することなく弾性変形により前記凹状溝内に配置するように構成することが好ましい。
【００１６】
また、本発明は、前記凹凸部を、前記隙間保持部材の幅方向（軸線方向）にわたり形成するとともに、前記現像ローラの回転方向上流側から回転方向下流側に向うにつれて前記現像ローラの軸線方向で中央側に近づく方向に傾斜して形成するように構成することが好ましい。
【００１７】
また、本発明は、前記凹凸部を、前記隙間保持部材の円周表面の一部に一定の距離を隔てて平行に複数箇所設けることが好ましい。
【００１８】
また、本発明は、静電潜像が形成される感光体ドラムと、前記感光体ドラムに現像剤を供給する現像ローラを備えて前記感光体ドラムの表面に形成される静電潜像を現像する現像装置とを備える電子写真方式の画像形成装置において、前記現像装置として、請求項１から１０のうちの何れか一項に記載の現像装置を用いることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明は、前記感光体ドラムの構成として、少なくとも前記現像装置を構成する隙間保持部材と対向する部分を含む外周部の表面に現像剤が付着することを防止する機能を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の現像装置によれば、電子写真方式の画像形成装置に設けられ、前記画像形成装置に備わる感光体ドラムに現像剤を供給する現像ローラを備えて前記感光体ドラムの表面に形成される静電潜像を現像する現像装置において、前記現像ローラの両端部に取り付けられて前記感光体ドラムの外周面と当接することで前記現像ローラと前記感光体ドラムとの間に現像ギャップを形成する隙間保持部材を備え、前記隙間保持部材の構成として、円柱状外形を有し、前記感光体ドラムの外周面と接する外周面の一部に凹凸部を形成することで、前記感光体ドラム及び前記隙間保持部材の表面の現像剤付着を抑制して、濃度ムラ等のない安定した画像が得られる現像装置を実現できる。
【００２１】
また、本発明によれば、前記隙間保持部材をキャップ状構造で前記現像ローラの端部に着脱可能に構成することで、前記現像ローラや隙間保持部材の構成を簡単にできるとともに組付けおよびメンテナンスを容易にできる。
【００２２】
また、本発明によれば、前記隙間保持部材の構成として、その外周面に現像剤が付着することを防止する機能を備えることで、さらに感光体ドラム及び隙間保持部材の表面の現像剤付着を抑制して、濃度ムラのない良好な画像が得られる。
【００２３】
また、本発明によれば、前記隙間保持部材を樹脂製の材質で形成することで、容易に製作することが可能となる。
【００２４】
また、本発明によれば、前記隙間保持部材の材質にＰＰ（ポリプロピレン）を用いることで、低コストで製作することが可能となる。
【００２５】
また、本発明によれば、前記凹凸部の円周方向の断面形状を、凹状溝部の内部に凸状リブを設ける形状とすることで、前記感光体ドラムと前記隙間保持部材の表面の僅かな隙間に浸入して溶着する現像剤を前記凸状リブにより除去して前記凹状溝部内に収容することができる。これにより、溶着現像剤が原因となる現像ギャップが変化して濃度ムラが発生することなく、安定した画像が得られる。
【００２６】
また、本発明によれば、前記凸状リブを、その先端が前記凹状溝よりも外側に突出するように形成すること、すなわち、前記隙間保持部材の外径よりも外側に突出するように形成することで、前記凸状リブが確実に感光体ドラムの外周部に当接することができるので、前記感光体ドラム表面に付着した現像剤を効果的に掻取ることができる。これにより、溶着現像剤が原因となる現像ギャップが変化して濃度ムラが発生することなく、安定した画像が得られる。
【００２７】
また、本発明によれば、前記凸状リブを、根元から先端に向かい先細りの断面形状を有し、前記隙間保持部材が前記感光体ドラムに接した状態で、前記凸状リブの先端が前記隙間保持部材の外周面から外側に突出することなく弾性変形により前記凹状溝内に配置するように構成することで、前記凸状リブが現像ギャップに影響を与えることがないので、濃度ムラのない安定した画像が得られる。
【００２８】
また、本発明によれば、前記凹凸部を、前記隙間保持部材の幅方向（軸線方向）にわたり形成するとともに、前記現像ローラの回転方向上流側から回転方向下流側に向うにつれて前記現像ローラの軸線方向で中央側に近づく方向に傾斜して形成するように構成することで、前記凸状リブの先端で掻取られた現像剤が現像容器の外へ飛散しにくくなるので、装置内を汚染することなく現像剤を除去することができる。
【００２９】
また、本発明によれば、前記凹凸部を、前記隙間保持部材の円周表面の一部に一定の距離を隔てて平行に複数箇所設けることで、飛散性の高い現像剤を使用する場合でも現像剤の掻取り効果を高められるので、現像ギャップに影響を与えることなく、濃度ムラが発生することのない安定した画像が得られる。
【００３０】
また、本発明の画像形成装置によれば、静電潜像が形成される感光体ドラムと、前記感光体ドラムに現像剤を供給する現像ローラを備えて前記感光体ドラムの表面に形成される静電潜像を現像する現像装置とを備える電子写真方式の画像形成装置において、前記現像装置として、請求項１から１０のうちの何れか一項に記載の現像装置を用いることで、前記感光体ドラムの表面の現像剤付着を抑制して、濃度ムラ等のない安定した画像が得られる画像形成装置を実現できる。
【００３１】
また、本発明によれば、前記感光体ドラムの構成として、少なくとも前記現像装置を構成する隙間保持部材と対向する部分を含む外周部の表面に現像剤が付着することを防止する機能を備えることで、さらに感光体ドラム及び隙間保持部材の表面の現像剤付着を抑制して、濃度ムラのない良好な画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。
【図２】本実施形態に係る現像装置の構成を示す説明図である。
【図３】前記現像装置を構成するドクターブレードの構成を示す説明図である。
【図４】前記現像装置を構成する現像ローラの構成を示す説明図である。
【図５】（ａ）は前記現像装置を構成する現像カラーが現像ローラに装着された状態を示す説明図、（ｂ）は前記現像カラーの構成を示す側面断面図、（ｃ）は（ｂ）のＸ矢視図である。
【図６】前記現像カラーと現像ローラと感光体ドラムとの位置関係を示す説明図である。
【図７】前記現像カラーに形成された凹凸部の構成を示す詳細断面図である。
【図８】前記現像カラーが感光体ドラムに当接した時の凹凸部の状態を示す詳細断面図である。
【図９】前記現像カラーと現像ローラと感光体ドラムの装着状態を示す説明図である。
【図１０】前記現像カラーの構成に凹凸部を２箇所に設けた変形例の構成を示す説明図である。
【図１１】従来の現像カラーを用いた現像ローラと感光体ドラムとの構成を示す説明図である。
【図１２】前記現像カラーを用いた場合の現像ギャップの値を示すグラフである。
【図１３】従来の現像カラーを用いた場合の現像ギャップの値を示すグラフである。
【図１４】本実施形態の現像カラーを備えた現像装置により形成された画像の評価を比較した表である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
図１は発明を実施する形態の一例であって、本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。
【００３４】
本実施形態は、図１に示すように、静電潜像が形成される感光体ドラム３２と、感光体ドラム３２に現像剤を供給する現像ローラ６２を備えて感光体ドラム３２の表面に形成される静電潜像を現像する現像装置６０とを備える電子写真方式の画像形成装置において、現像装置６０として、本発明に係る特徴的な現像装置の構成を採用したものである。
【００３５】
まず、画像形成装置１の全体構成について説明する。
画像形成装置１は、印刷モードとしてコピアモード（複写モード）、プリンタモード、ＦＡＸモードを有しており、不図示の操作部からの操作入力や、パーソナルコンピュータ等の外部ホスト装置からの印刷ジョブの受信に応じた印刷モードが、後述する制御部によって選択される。
【００３６】
画像形成装置１は、図１に示すように、原稿読み取り部１０、給紙部２０、印刷部３０、排紙部４０に大別され、原稿読み取り部１０が給紙部２０の上方に配設され、排紙部４０が原稿読み取り部１０と給紙部２０の中間部位に配設されている。
【００３７】
以下に、上記各処理モードの中からコピアモードについて説明する。
ユーザが、原稿読み取り部（スキャナ部）１０のプラテンガラス１１上に原稿を載置した後、給紙部２０の給紙カセット２１あるいは装置側面に設けられた手差しトレイ２３に用紙（記録紙）を装着し、さらに装置の外装前面部に配置される操作パネル（不図示）上の条件入力キー（印刷枚数／印刷倍率等々）を入力した後に、操作パネルのスタートキーを操作するとコピー動作が開始される。
【００３８】
スタートキーが操作されると、メイン駆動モータ（不図示）が始動し、各駆動ギヤが回転する。その後、給紙ローラ２２又は２２ａが回転して用紙が装置内へ送出（給紙）され、給紙された用紙はレジストローラ（ローラ対）３１に到達して捕捉される。このレジストローラ３１により、用紙は、感光体ドラム（像担持体）３２上に形成される画像の先端部（画像形成開始部）と同期をとるために一時停止され、用紙の先端部が均一にレジストローラ３１に押しつけられて用紙の先端位置の補正が行われる。
【００３９】
一方、原稿読み取り部１０においては、コピーランプ（光源）１２ａが点灯し、コピーランプユニット１２が矢印Ｃ方向へ移動することで露光が開始される。コピーランプ１２ａにより原稿に照射された照射光は、原稿の画像情報を含む反射光（原稿からの反射光）となり、該反射光は、コピーランプユニット１２に設けられた第１ミラー１２ｂから第２ミラー１３、第３ミラー１４、光学レンズ１５から、ＣＣＤ１６へ入力されることによって読み取られる。
【００４０】
このようにして読み取られた画像情報は、不図示のＣＣＤ回路で、光の画像情報が電気的信号に変換され、その画像情報信号は、設定された条件で画像処理が行われ、レーザスキャナユニット３３へプリントデータとして送信される。
【００４１】
他方、帯電ユニット（帯電手段）３４により、感光体ドラム３２の周面の一部が軸方向全体に渡って所定帯電電位に帯電され、感光体ドラム３２が回転することによってその周面全体が所定の負の帯電電位に帯電される。帯電した感光体ドラム３２表面は、感光体ドラム３２の回転により次工程へ移動する。
次に、レーザスキャナユニット（露光手段）３３では、回転方向に複数の反射面を有したポリゴンミラー（回転多面鏡）及び各種光学系により、半導体レーザから出射されたレーザ光が偏向されながら感光体ドラム３２へ照射される。これにより、レーザ光が前記帯電ユニット３４により帯電した感光体ドラム３２上を走査されて、感光体ドラム３２上に静電潜像が形成される。
【００４２】
その後、現像装置６０が備える現像槽６１内の負の直流電位に印加された現像ローラ６２により、現像槽６１内のトナー（現像剤の一例）が回転する感光体ドラム３２表面上に供給され、静電潜像はこのトナーによって感光体ドラム３２上の電位ギャップに応じて顕像化（現像）される。
【００４３】
また、作像される用紙（記録紙）は、タイミングを合わせてレジストローラ３１により、感光体ドラム３２方向へ搬送され、転写ユニット（コロナチャージャ）３６により感光体ドラム３２上のトナーが用紙に転写される。感光体ドラム３２上の残留したトナーはドラムユニットのクリーニングブレード３７ａによってかきとられ、クリーナーユニット３７により回収される。
【００４４】
クリーニングブレード３７ａによりトナーがかきとられた感光体ドラム３２の表面は、帯電ユニット３４へ移動する途中で除電装置３９により必要に応じて除電される。
【００４５】
他方、トナーの転写が終了した用紙は、定着装置３８の加熱ローラ３８ａと加圧ローラ３８ｂとの間を通過して、熱と圧力が加えられ、用紙上の未定着トナーが用紙に溶融・固着され、排紙ローラ４１により排紙トレイ４２に排出される。前記加熱ローラ３８ａは、その内部に設けられた加熱ヒータ３８ｃによって加熱される。
【００４６】
また、原稿読み取り部１０が備える原稿トレイ１９に原稿が載置されていることが、所定のセンサにより検出されている場合には、所定のスタートキー操作がなされたときに給紙ローラ５１，５２が回転し、原稿トレイ１９上に載置された原稿が原稿読み取り部１０内へ送出されて所定の搬送経路Ｒｔ１中を搬送される。この搬送経路Ｒｔ１には、レジストローラ５３が設けられており、このレジストローラ５３によって原稿が捕捉され、原稿先端の位置決めが行われた後、所定のタイミングで原稿読み取り位置へ搬送される。そして、前記コピーランプユニット１２が所定の停止位置（原稿読み取り位置）で停止したまま搬送中の原稿を露光する。この露光により得られた原稿からの反射光により原稿画像を読み取る処理は前述した通りである。このようにして画像が読み取られた原稿は、原稿排出部１８へ排出される。
【００４７】
次に、本実施形態に係る特徴的な現像装置６０の構成について図面を参照して詳細に説明する。
図２は本実施形態に係る現像装置の構成を示す説明図、図３は前記現像装置を構成するドクターブレードの構成を示す説明図である。
【００４８】
ここでは一例として、非磁性の一成分現像剤を用いた方式にて説明するが、当然二成分現像剤を用いた方式においても採用は可能である。
【００４９】
現像装置６０は、図２に示すように、大略、現像剤を担持して感光体ドラム３２に現像剤を供給する現像ローラ（現像剤担持体）６２と、現像剤を収容する現像槽６１と、現像槽６１の中で現像剤Ｔを撹拌搬送する撹拌搬送部材６３，６４，６５を備えて構成されている。撹拌搬送部材６３，６４，６５は、図中でそれぞれ矢印で示す反時計方向に回転している。
【００５０】
現像ローラ６２は、現像槽６１内で回転自在に設けられるアルミ製の現像ローラである。現像ローラ６２は、感光体ドラム３２を臨み、その軸線が感光体ドラム３２の回転軸線と平行になるように配置され、現像槽６１本体のフレーム部に回転可能に支持される。
【００５１】
現像ローラ６２に担持される現像剤Ｔとしては、非磁性の一成分現像剤が用いられる。
現像ローラ６２の現像剤搬送方向上流（反感光体ドラム側）に設けられたトナー供給ローラ６６により、その表面にトナーを吸着し、現像ローラ６２上に一定量のトナーが供給される。
【００５２】
現像ローラ６２の上方には、一定量のトナー層を形成するための現像剤規制部材、いわゆるドクターブレード６８が設けられている。ドクターブレード６８の先端にはブレードと一体化されたトナー規制部６７が設けられ、ドクターブレード６８の他方の端部は、固定用の板金７１，７２によって挟まれた状態で、ビス７３によって現像槽６１本体に固定されている。
【００５３】
ドクターブレード６８は、ばね性を有した薄い金属板金であり、このばね性によってトナー規制部６７を一定の圧力で、現像ローラ６２上の接触点ｐ位置において現像ローラ６２を押圧している。これにより、現像ローラ６２上に一定の帯電を有したトナー層が担持される。
【００５４】
これらの電荷を有するトナーが、現像ローラ６２と感光体ドラム３２との電位差に応じて、現像ローラ６２から感光体ドラム３２に供給されて静電潜像を現像してトナー像を形成する。
【００５５】
現像槽６１は、例えば、硬質の合成樹脂などからなり、外観が略直方体形状を有する容器部材である。現像槽６１内において、第１撹拌搬送部材６５と第２撹拌搬送部材６３は主として回転方向のトナーの攪拌と搬送の役割を持っている。両部材ともに回転軸の周囲に設けられた薄い樹脂性、例えばＰＥＴ製の羽６３ａ，６５ａを有している。
【００５６】
また、第３撹拌搬送部材６４は、例えば硬質の合成樹脂製のスクリュー状の回転部材であって、主として軸線方向のトナーの攪拌と搬送の役割を持っている。
【００５７】
第２撹拌搬送部材６３とトナー供給ローラ６６との間には、中間壁部材８０が設けられる。中間壁部材８０は、例えば、合成樹脂などからなる平板状の部材であり、現像槽６１の長手方向（トナー供給ローラ６６等の軸線方向）に延設されて、現像槽６１の底部から立ち上がるように設けられる。また、中間壁部材８０の中央部には開口穴８１があって、現像槽６１内において、第２撹拌搬送部材６３からトナー供給ローラ６６へ向う現像剤の流れを形成している。
【００５８】
トナー供給ローラ６６は、芯金のまわりに円筒状の、例えば、発泡ウレタンなどの多孔性弾性部材が設けられたものであり、この孔部にトナーを吸着させつつ、現像ローラ６２を摺擦することでトナーを現像ローラ６２に供給し、且つ現像後、現像ローラ６２に残った余分のトナー層をクリーニングする役割も持つ。
【００５９】
ここで、現像剤規制部としてのドクターブレード６８の詳細について説明する。
ドクターブレード６８は、図３に示すように、その先端部の現像ローラ６２と対向する位置に現像ローラ６２に担持されるトナーの量を規制するためのトナー規制部６７が設けられている。
【００６０】
トナー規制部６７は、ウレタンゴムで形成され、矩形状の断面形状を有し、現像ローラ６２の軸線方向（長手方向）に沿って現像ローラ６２とほぼ同じ幅で形成されている。
【００６１】
ドクターブレード６８の他方の端部は、固定用の板金７１，７２によって挟持された状態で、ビス７３によって現像槽６１本体に固定されている。これにより、トナー規制部６７は、ドクターブレード６８の材料弾性力によって、現像ローラ６２に対して接触点ｐの位置において荷重Ｐで押圧されている。
【００６２】
現像ローラ６２は、図中で矢印Ｎ方向（反時計回り）に回転している。また、現像槽６１内のトナーは、トナー供給ローラ６６により吸着されて現像ローラ６２上に一定量が供給される。
【００６３】
現像ローラ６２に供給されて接触点ｐに搬送されたトナーは、現像ローラ６２とトナー規制部６７とによって摩擦力を受け帯電する。そして、接触点ｐを通過したトナーは、感光体ドラム３２と対向する現像位置へ搬送された後、感光体ドラム３２に供給されて感光体ドラム３２表面に形成された静電潜像を現像する。
【００６４】
ここで、トナー規制部６７を現像ローラ６２に押圧する力の設定方法について、以下に示す。
【００６５】
トナー規制部６７の押圧力は、主にドクターブレード６８の材料弾性力を利用している。即ち、図３に示すように、現像ローラ６２に当接するドクターブレード６８の撓み量（Ｙ方向の）を調整することによって押圧力を調整している。
理論的には下記に示す公知の片持ち梁の公式（１）で表される。
【００６６】
力：Ｐ（ｋｇｆ）＝３ＥＩδ／Ｌ３・・・（１）
ここで、Ｅはブレード指示部材料のヤング率、Ｉは断面二次モーメント、δはたわみ量、Ｌは自由長である。
【００６７】
なお、実際の実験においては、トナー規制部６７と現像ローラ６２との間に短冊状にカットしたＰＥＴ製の部材の一端を挟み込み、他端をテンションゲージに繋いで一定の速度でＰＥＴ部材を引き抜いた時の引抜力で評価している。
テンションゲージには、アイコーエンジニアリング（株）製ＲＸ-５を使用している。
本実施形態では、ＰＥＴ製の部材の引抜力を０．０３〜０．０５ｋｇｆ/cm程度となるよう調整した。
【００６８】
次に、現像ローラ６２について図面を参照して説明する。
図４は本実施形態の現像装置を構成する現像ローラの構成を示す説明図である。
【００６９】
現像ローラ６２は、図４に示すように、トナー規制部６７と接する部分にはブラスト処理６２Ｂが一様に施されている。
本実施形態では、ブラスト処理による現像ローラ６２の表面粗さＲａが０．３〜０．４μｍ程度となるよう製作した。
【００７０】
現像ローラ６２の両端部には、駆動用軸６２Ｆ，６２Ｒが突出しており、図示しない軸受により現像槽６１に回転可能に支持されている。さらに、現像ローラ６２の両端部には、現像ローラ６２と感光体ドラム３２との間に現像ギャップを形成する現像カラー（隙間保持部材）９０Ｆ，９０Ｒが取り付けられている。
【００７１】
ところで、電子写真方式に用いられる現像剤は非常に小さな粉体である。
そのため、画像形成装置１使用時においては、現像ローラ６２上から現像剤が微量ではあるが周囲に飛散している。このことは、現像剤が装置内を汚染することは勿論であるが、感光体ドラム３２と現像カラー９０Ｆ，９０Ｒとの隙間にも浸入することになる。
【００７２】
感光体ドラム３２と現像カラー９０Ｆ，９０Ｒとは、常に接した状態で回転しているため、基本的に隙間に浸入した現像剤はその場所から離れることはない。もし画像形成装置１が高温下にあった場合には、熱と感光体ドラム３２と現像カラー９０Ｆ，９０Ｒとの間に働く圧力によって現像剤が溶けて固まり、現像ギャップに影響を与えるので、画像ムラ等の不具合が発生することになる。
【００７３】
ここで、本実施形態の特徴的な現像カラー９０Ｆ，９０Ｒの構成について図面を参照して詳細に説明する。
図５（ａ）は本実施形態の現像装置を構成する現像カラーが現像ローラに装着された状態を示す説明図、（ｂ）は前記現像カラーの構成を示す側面断面図、（ｃ）は（ｂ）のＸ矢視図、図６は前記現像カラーと現像ローラと感光体ドラムとの位置関係を示す説明図、図７は前記現像カラーに形成された凹凸部の構成を示す詳細断面図、図８は前記現像カラーが感光体ドラムに当接した時の凹凸部の状態を示す詳細断面図、図９は前記現像カラーと現像ローラと感光体ドラムの装着状態を示す説明図である。
【００７４】
現像カラー９０Ｆ，９０Ｒは、ともに同形状を有するため、現像カラー９０Ｆを例に挙げて図面を参照して説明する。
【００７５】
現像カラー９０Ｆは、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、円筒状であって、且つ、一方側９０ａが開口し、他方側９０ｂが閉塞して内部に空間を有するキャップ状に構成され、他方側９０ｂの中心には貫通した取付け穴９０Ｈが設けられている。また、現像カラー９０Ｆの材質は、樹脂製で一様な肉厚ｔで成型されている。
【００７６】
現像カラー９０Ｆの円筒状の内径ｄは、現像ローラ６２の外径Ｄに隙間なく密着するように寸法が調整されている。また、穴９０Ｈには現像ローラ６２の軸６２Ｆが貫通するよう設定されている。
【００７７】
ここで、現像カラー９０Ｆの肉厚ｔは、感光体ドラム３２と現像ローラ６２とを対向配置した際に、図６に示すように、感光体ドラム３２と現像カラー９０Ｆとを当接させた状態で、感光体ドラム３２と現像ローラ６２との間隙、いわゆる現像ギャップｇを形成するものである。
【００７８】
感光体ドラム３２と現像ローラ６２は、現像カラー９０Ｆ，９０Ｒを介して常に接しながら回転するので、現像ギャップｇが一定に保たれる。
本実施形態では、現像ギャップｇは０．１〜０．４ｍｍ程度に設定されている。
なお、現像ギャップｇの隙間量は、使用する現像剤の特性やマシンのスピード等の多くのパラメータによって最適化されるため、特に限定されない。
【００７９】
また、現像カラー９０Ｆの表面には、図４、図６に示すように、凹凸部９１Ｆが設けられている。凹凸部９１Ｆは、図６，図７に示すように、円周方向の断面形状が凹状の溝部９１ａと、その溝部９１ａの内部に凸状のリブ９１ｂを備えて構成されている。
【００８０】
凹凸部９１Ｆは、現像カラー９０Ｆの幅方向にわたり形成されるとともに、現像ローラ６２の回転方向上流側から回転方向下流側に向うにつれて現像ローラ６２の軸線方向で中央側に近づく方向に傾斜して形成されている。
【００８１】
リブ９１ｂは、その先端が溝部９１ａよりも外側に突出するように形成されている。すなわち、リブ９１ｂは、現像カラー９０Ｆの表面９０ｃよりもごくわずかに（図中でｔ１分）突出して形成されている。また、リブ９１ｂは、溝部９１ａの底の根元から先端に向かい先細りの断面形状で、柔軟性を有している。
【００８２】
このように構成することで、リブ９１ｂは、図８に示すように、現像カラー９０Ｆが感光体ドラム３２に接した状態で、その先端が現像カラー９０Ｆの外周面から外側に突出することなく弾性変形により屈折変形して溝部９１ａ内に配置される。このように、リブ９１ｂは、感光体ドラム３２と現像ローラ６２の現像ギャップｇに影響を与えることはないよう構成されている。
【００８３】
従って、現像槽６１内から飛散した現像剤が感光体ドラム３２と現像カラー９０Ｆ（９０Ｒ）間に浸入した場合、感光体ドラム３２表面に付着した現像剤は、リブ９１ｂの先端部の掻取り作用によって溝部９１ａの空間内に落下される。
【００８４】
一方、現像カラー９０Ｆ（９０Ｒ）表面に付着した現像剤は、感光体ドラム３２と現像ローラ６２との間で周速差があれば、次第に現像ローラ６２の回転と共に溝部９１ａへと導かれるので現像剤が感光体ドラム３２と現像カラー９０Ｆ（９０Ｒ）表面に留まって付着するのを防ぐことができる。
【００８５】
また、凹凸部９１Ｆ，９１Ｒは、図９に示すように、現像ローラ６２の回転方向（矢印Ｋ方向）に対して回転方向上流側から回転方向下流側に向うにつれて、現像領域側、即ち中央側に向かってそれぞれが近づくように傾斜して形成されているので、溝部９１ａ内に収容された現像剤はその壁面に沿って現像槽６１内に案内され、外部に飛散することはない。
【００８６】
凹凸部９１Ｆ，９１Ｒの傾斜の角度については、現像剤の流動性や現像カラー９０Ｆ，９０Ｒへの付着強度、あるいは金型の加工のし易さなどから最適化されるため、特に規定しないが、望ましくは水平に対してできる限り傾斜させた方が望ましい。
【００８７】
何故なら、何らかの原因により現像剤の掻取りが十分に行われずにリブ９１ｂの先端付近に現像剤が固着した場合、凹凸部９１Ｆ，９１Ｒが水平に近いと固着現像剤は現像領域である感光体ドラム３２と像担持体の近接ライン上に沿って横に広がるので、直接に現像ギャップｇに影響を与えることになり、その結果画像の濃度ムラとなる。
【００８８】
一方、凹凸部９１Ｆ，９１Ｒが傾斜していると固着現像剤は現像ラインに対して斜め上下に広がるので、現像ギャップｇに与える影響は緩和される。
【００８９】
現像カラー９０Ｆ，９０Ｒの材質は、樹脂製であり、金型による成型にて容易に作製可能である。また、特に材質は限定されないが、例えば、ＰＰ（ポリプロピレン）を用いれば、コストも安く、柔軟性を有しているのでリブ９１ｂによる現像剤の掻取り効果を得やすい。
【００９０】
また、リブ９１ｂは、根元から先端に向かって先細りとなるように形成されているが、これは金型による作製がしやすいように配慮されたものでもある（金型の抜き勾配）。
【００９１】
リブ９１ｂの高さ及び幅は、特に規定しないが、樹脂の肉厚がｔであれば、リブ９１ｂの高さは、強度的に１／２ｔ以下とするのが望ましい。リブ９１ｂの幅も同様に、強度的に１／２ｔ以下とするのが望ましい。
【００９２】
なお、本実施形態では、凹凸部９１Ｆ，９１Ｒは、それぞれの現像カラー９０Ｆ，９０Ｒに対して、１箇所に形成しているが、本発明は、これに限定するものではなく、１個の現像カラーに対して複数個所設けても良い。
【００９３】
変形例として、凹凸部を２箇所の設けた現像カラーの構成を以下に示す。
図１０は本実施形態に係る現像カラーの構成に凹凸部を２箇所に設けた変形例の構成を示す説明図である。
【００９４】
変形例の現像カラー１９０Ｆ，１９０Ｒは、図１０に示すように、それぞれ２箇所に凹凸部１９１Ｆ１，１９１Ｆ２または凹凸部１９１Ｒ１，１９１Ｒ２を形成したものである。凹凸部１９１Ｆ１，１９１Ｒ１と凹凸部１９１Ｆ２，１９１Ｒ２とはお互いに距離ｍを隔てて平行に傾斜して設けられている。
距離ｍについては、部品強度や現像ギャップｇへの影響を極力避けるためにできるだけ間隔を大きくした方が望ましい。
【００９５】
このように、１つの現像カラーに対して凹凸部を複数箇所に設けることで、飛散性の高い現像剤を使用する場合でも現像剤の掻取り効果を高められるので有効となる。
【００９６】
次に、本実施形態の現像カラー９０Ｆ，９０Ｒを用いた方式と従来の現像カラーを用いた方式とによる現像ギャップのバラツキの差について比較した効果について説明する。
図１１は従来の現像カラーを用いた現像ローラと感光体ドラムとの構成を示す説明図、図１２は本実施形態の現像カラーを用いた場合の現像ギャップの値を示すグラフ、図１３は従来の現像カラーを用いた場合の現像ギャップの値を示すグラフである。
【００９７】
以下に、従来の現像カラーを用いた方式の一例を示す。
従来の現像装置（図示省略）の構成は、図１１に示すように、現像ローラ６２の両端の駆動用軸６２Ｆ，６２Ｒに、円板状の現像カラー２９０Ｆ，２９０Ｒを取り付けたものである。現像カラー２９０Ｆ，２９０Ｒの半径は、現像ローラ６２の半径と現像ギャップｇを足した値である。
【００９８】
現像ギャップｇの測定は、図９，図１１に示すように、感光体ドラム３２及び現像ローラ６２の長手方向における現像カラー９０Ｆ，２９０Ｆ側（手前側）の測定位置を（Ｆ）、中央部の測定位置を（Ｃ）、現像カラー９０Ｒ，２９０Ｒ側（奥側）の測定位置を（Ｒ）として、３箇所で測定している。なお、測定には（株）キーエンス製デジタル寸法測定器ＬＳ−７０３０を用いた。
【００９９】
まず、本実施形態に係る現像カラー９０Ｆ，９０Ｒを用いて現像ギャップｇを測定した結果について説明する。
本実施形態の方式によれば、図１２に示すように、現像ギャップｇの最大バラツキΔ１は、約１２μｍであった。
【０１００】
次に、従来の現像カラー２９０Ｆ，２９０Ｒを用いて現像ギャップｇを測定した結果について説明する。
従来の方式によれば、図１３に示すように、現像ギャップｇの最大バラツキΔ２は、約２６μｍであった。
【０１０１】
なお、本実施形態の方式、従来の方式とも現像ギャップｇは０．１５ｍｍになるよう設計したが、部品バラツキ、カラーの強度、測定器の据付精度により若干小さめとなった。
【０１０２】
しかしながら、現像ギャップｇのバラツキとしては明らかに本実施形態の方式の方が小さくなっているのが判る。これは、従来の現像カラー２９０Ｆ，２９０Ｒが現像ローラ６２の両端の軸に取り付けられているのに対し、本実施形態の現像カラー９０Ｆ，９０Ｒは現像ローラ６２の両端に取り付けられている差による。
【０１０３】
また、従来の方式では、現像ローラ６２両端の現像カラー２９０Ｆ，２９０Ｒの位置を支点にして現像ローラ６２が回転しながら感光体ドラム３２との近接を繰り返すために、現像ローラ６２自体が持つ製作時の回転フレの影響を大きく受けるのに対し、本実施形態の方式では、現像ローラ６２が常に現像カラー９０Ｆ，９０Ｒを介して感光体ドラム３２に接しているため、前記の固有の回転フレの影響を受けにくいためである。
現像ローラ６２の回転フレがゼロであれば、上述したような現像ギャップｇの違いは出ないが、通常の量産においては歩留まりの関係からある程度のフレは許容されている。
【０１０４】
次に、本実施形態の現像カラー９０Ｆ，９０Ｒを備えた現像装置６０による効果について説明する。
図１４は本実施形態の現像カラーを備えた現像装置により形成された画像の評価を比較した表である。
【０１０５】
ここでは、本実施形態の特徴的な構成である現像カラー９０Ｆ，９０Ｒの凹凸部９１Ｆ，９１Ｒを形成した場合と、凹凸部９１Ｆ，９１Ｒが無い場合について、現像装置６０により形成された画像の濃度ムラを比較した。
【０１０６】
現像装置６０の仕様は、
○現像ローラ ：外径１６ｍｍ
○感光体(OPC) ：外径３０ｍｍ
○プロセス速度 ：１４５ｍｍ／ｓｅｃ
○現像ローラ／感光体周速比：０．８６
○現像剤搬送量 ：０．６ｍｇ／ｃｍ２
○現像ギャップ ：０．３ｍｍ
○印字モード ：Ａ４／印字率５％／連続印字
とする。
【０１０７】
出力用紙上の画像濃度は、ベタ画像濃度をポータブル分光測色濃度計（商品名：Ｘ−Ｒｉｔｅ ９３９、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）を用いて測定している。
また、トナー帯電量は、トレック・ジャパン株式会社製の吸引式帯電量測定装置（２１０ＨＳ-２Ａ）を用いて測定できる。
【０１０８】
画像濃度に対する評価は、
×：画像濃度ムラあり。感光体及び現像カラーの接触面に現像剤付着あり。
△：画像濃度ムラはないが、感光体及び現像カラーの接触面に現像剤付着あり。
○：正常。
とする。
【０１０９】
本実施形態によれば、図１４に示すように、現像カラー９０Ｆ，９０Ｒに凹凸部を形成しない場合は、印字枚数が１，０００枚で「○」、５，０００枚で「△」、１０，０００枚で「×」という評価になった。一方、現像カラー９０Ｆ，９０Ｒに凹凸部を形成した場合は、印字枚数が１，０００枚では「○」、５，０００枚で「○」、１０，０００枚で「○」という評価になった。
【０１１０】
以上のような評価結果により、本実施形態の現像装置６０において、現像カラー９０Ｆ，９０Ｒに凹凸部を形成することで、形成される画像の濃度ムラをなくして良好な画像を出力することができることが判明した。
【０１１１】
以上のように構成したので、本実施形態によれば、現像装置６０において、現像ローラ６２の両端部に取り付けられて感光体ドラム３２の外周面と当接することで現像ローラ６２と感光体ドラム３２との間に現像ギャップを形成する現像カラー９０Ｆ，９０Ｒを備え、現像カラー９０Ｆ，９０Ｒを円柱状外形として、感光体ドラム３２の外周面と接する外周面の一部に凹凸部９１Ｆ，９１Ｒを形成したことで、感光体ドラム３２及び現像カラー９０Ｆ，９０Ｒの表面の現像剤付着を抑制して、濃度ムラ等のない安定した画像を形成することができる。
【０１１２】
なお、本実施形態では、１つ現像カラー９０Ｆ，９０Ｒに対して、それぞれ１つの凹凸部９１Ｆ，９１Ｒを形成しているが、変形例のように、１つの現像カラーに対して、凹凸部を複数箇所に設けることで、飛散性の高い現像剤を使用する場合でも現像剤の掻取り効果を高めることができる。これにより、より安定して濃度ムラ等のない画像を形成することができる。
【０１１３】
以上のように、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１１４】
１ 画像形成装置
３２ 感光体ドラム
６０ 現像装置
６２ 現像ローラ
９０Ｆ，９０Ｒ，１９０Ｆ，１９０Ｒ 現像カラー（隙間保持部材）
９１Ｆ，９１Ｒ，１９１Ｆ１，１９１Ｆ２，１９１Ｒ１，１９１Ｒ２ 凹凸部
９１ａ 溝部（凹状溝部）
９１ｂ リブ（凸状リブ）
ｇ 現像ギャップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式の画像形成装置に設けられ、前記画像形成装置に備わる感光体ドラムに現像剤を供給する現像ローラを備えて前記感光体ドラムの表面に形成される静電潜像を現像する現像装置において、
前記現像ローラの両端部に取り付けられて前記感光体ドラムの外周面と当接することで前記現像ローラと前記感光体ドラムとの間に現像ギャップを形成する隙間保持部材を備え、
前記隙間保持部材は、円柱状外形を有し、前記感光体ドラムの外周面と接する外周面の一部に凹凸部が形成されることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記隙間保持部材は、キャップ状構造で前記現像ローラの端部に着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記隙間保持部材は、その外周面に現像剤が付着することを防止する機能を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記隙間保持部材は、樹脂製の材質で形成されていることを特徴とする請求項１から３のうちの何れか一項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記隙間保持部材は、材質にＰＰを用いることを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
前記凹凸部は、円周方向の断面形状が、凹状溝部の内部に凸状リブが設けられる形状とすることを特徴とする請求項１から５のうちの何れか一項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記凸状リブは、その先端が前記凹状溝よりも外側に突出するように形成されていることを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
【請求項８】
前記凸状リブは、根元から先端に向かい先細りの断面形状を有し、前記隙間保持部材が前記感光体ドラムに接した状態で、前記凸状リブの先端が前記隙間保持部材の外周面から外側に突出することなく弾性変形により前記凹状溝内に配置されることを特徴とする請求項６または７に記載の現像装置。
【請求項９】
前記凹凸部は、前記隙間保持部材の幅方向にわたり形成されるとともに、前記現像ローラの回転方向上流側から回転方向下流側に向うにつれて前記現像ローラの軸線方向で中央側に近づく方向に傾斜して形成されていることを特徴とする請求項１から８のうちの何れか一項に記載の現像装置。
【請求項１０】
前記凹凸部は、前記隙間保持部材の円周表面の一部に一定の距離を隔てて平行に複数箇所設けられていることを特徴とする請求項１から９のうちの何れか一項に記載の現像装置。
【請求項１１】
静電潜像が形成される感光体ドラムと、前記感光体ドラムに現像剤を供給する現像ローラを備えて前記感光体ドラムの表面に形成される静電潜像を現像する現像装置とを備える電子写真方式の画像形成装置において、
前記現像装置として、請求項１から１０のうちの何れか一項に記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
前記感光体ドラムは、少なくとも前記現像装置を構成する隙間保持部材と対向する部分を含む外周部の表面に現像剤が付着することを防止する機能を備えることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１】
電子写真方式の画像形成装置に設けられ、前記画像形成装置に備わる感光体ドラムに現像剤を供給する現像ローラを備えて前記感光体ドラムの表面に形成される静電潜像を現像する現像装置において、
前記現像ローラの両端部に取り付けられて前記感光体ドラムの外周面と当接することで前記現像ローラと前記感光体ドラムとの間に現像ギャップを形成する隙間保持部材を備え、
前記隙間保持部材は、円柱状外形を有し、前記感光体ドラムの外周面と接する外周面の一部に凹凸部が形成されることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記隙間保持部材は、キャップ状構造で前記現像ローラの端部に着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記隙間保持部材は、その外周面に現像剤が付着することを防止する機能を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記隙間保持部材は、樹脂製の材質で形成されていることを特徴とする請求項１から３のうちの何れか一項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記隙間保持部材は、材質にＰＰを用いることを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
前記凹凸部は、円周方向の断面形状が、凹状溝部の内部に凸状リブが設けられる形状とすることを特徴とする請求項１から５のうちの何れか一項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記凸状リブは、その先端が前記凹状溝よりも外側に突出するように形成されていることを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
【請求項８】
前記凸状リブは、根元から先端に向かい先細りの断面形状を有し、前記隙間保持部材が前記感光体ドラムに接した状態で、前記凸状リブの先端が前記隙間保持部材の外周面から外側に突出することなく弾性変形により前記凹状溝内に配置されることを特徴とする請求項６または７に記載の現像装置。
【請求項９】
前記凹凸部は、前記隙間保持部材の幅方向にわたり形成されるとともに、前記現像ローラの回転方向上流側から回転方向下流側に向うにつれて前記現像ローラの軸線方向で中央側に近づく方向に傾斜して形成されていることを特徴とする請求項１から８のうちの何れか一項に記載の現像装置。
【請求項１０】
前記凹凸部は、前記隙間保持部材の円周表面の一部に一定の距離を隔てて平行に複数箇所設けられていることを特徴とする請求項１から９のうちの何れか一項に記載の現像装置。
【請求項１１】
静電潜像が形成される感光体ドラムと、前記感光体ドラムに現像剤を供給する現像ローラを備えて前記感光体ドラムの表面に形成される静電潜像を現像する現像装置とを備える電子写真方式の画像形成装置において、
前記現像装置として、請求項１から１０のうちの何れか一項に記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
前記感光体ドラムは、少なくとも前記現像装置を構成する隙間保持部材と対向する部分を含む外周部の表面に現像剤が付着することを防止する機能を備えることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１４】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１４】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−２５２３０４（Ｐ２０１２−２５２３０４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２７１２７（Ｐ２０１１−１２７１２７）
【出願日】平成２３年６月７日（２０１１．６．７）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月７日（２０１１．６．７）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]