JP2007133244A - 現像剤担持ローラ、現像装置、画像形成装置、及び、画像形成システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】規則的に配置された凹部及び凸部を表面に有し、像担持体に担持された潜像を現像するための現像剤、を担持する現像剤担持ローラであって、前記凹部の十点平均粗さの最大値が前記凸部の十点平均粗さの最大値よりも小さいことを特徴とする。
【選択図】図7
Description
そして、かかる状況においては、前記凹部に担持された現像剤によって感光体上に形成された現像剤像の濃度が、前記凸部に担持された現像剤によって感光体上に形成された現像剤像の濃度よりも淡くなり、現像剤像に濃淡ムラが発生してしまう虞がある。
かかる現像剤担持ローラによれば、現像剤像に濃淡ムラが発生することを抑止することができる。
かかる場合には、現像剤の転動性を向上させることができる。
かかる場合には、現像剤の転動性をより一層向上させることができる。
かかる場合には、現像剤の帯電性を向上させることができる。
このようにすれば、既述の総ての効果を奏するため、本発明の目的がより有効に達成される。
かかる現像装置によれば、現像剤像に濃淡ムラが発生することを抑止することができる。
かかる画像形成装置によれば、現像剤像に濃淡ムラが発生することを抑止することができる。
かかる画像形成システムによれば、現像剤像に濃淡ムラが発生することを抑止することができる。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、現像ローラ510の中央部510aを拡大した拡大図である。図8は、凸部512、凹部515等の形状を示した模式図であり、図8の上図は、図7に示された拡大図を模式的に表したものとなっている。また、図8の下図は、凸部512、凹部515等の断面形状を表したものである。図9は、規制ブレード560の斜視図である。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、規制ブレード560、及び、現像ローラ510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、図6、図8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。
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、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、図6乃至図8に示すように、トナーTを適切に担持させるためにその中央部510aの表面に凸部512、側部514、及び、凹部515を有している(なお、凸部512、側部514、及び、凹部515は、いずれも、トナー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)。
凸部512は、中央部510aの中で最も高い部分であり、図8の上図に示すように、正方形の平面形状を有している。正方形の当該凸部512の一辺の長さL1(図8の下図参照)は、約28μmである。
上述したとおり、本実施の形態に係る現像ローラ510は、規則的に配置された凹部515及び凸部512を表面に備えており、凹部515の十点平均粗さRzの最大値(0.5μm)が、凸部512の十点平均粗さRzの最大値(2μm)よりも小さくなっている。このことにより、トナー像に濃淡ムラが発生することを抑止することができる。
したがって、凹部515に担持されたトナーによって感光体20上に形成されたトナー像の濃度が、凸部512に担持されたトナーによって感光体20上に形成されたトナー像の濃度よりも淡くなり、トナー像に濃淡ムラが発生する前述した問題が抑止されることとなる。
次に、現像装置の製造方法について、図13A乃至図15を用いて説明する。図13A乃至図13E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14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15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。
ここでは、現像ローラ510の製造方法について、図13A乃至図14を用いて説明する。
先ず、図13A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13B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13C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13D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。本実施の形態に係るセンタレス研磨においては、パイプ材が、複数の回転する砥石に挟まれた状態で、当該砥石により周方向に沿って研磨される。そのため、周方向に沿う前述した縦スジがパイプ材600の表面に生じ、軸方向における十点平均粗さRzが周方向における十点平均粗さRzよりも大きくなる。
センタレス研磨は、前記表面の全面に亘って実施され、センタレス研磨後の当該全面の十点平均粗さRzの値は、十点平均粗さRzを求める際の粗さ曲線の平均線の方向を前記軸方向に沿う方向としたときに、約2μm、前記平均線の方向を前記周方向に沿う方向としたときに、約0.5μmとなる。
次に、図13E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。
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。
次に、イエロー現像装置54の組み立て方法について、図15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等を準備する(ステップS2)。
次に、規制ブレード560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。
次に、規制ブレード560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。
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。
以上、上記実施の形態に基づき本発明に係る現像剤担持ローラ等を説明したが、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。
したがって、前記平均線の方向を現像ローラ510の周方向に沿う方向としたときに、凸部512の十点平均粗さRzが最小となるようにすれば、前記現象の発生が適切に抑えられ、トナーの転動性が向上する。かかる点で、上記実施の形態の方が、より望ましい。
ただし、トナーが凸部512に嵌まり込み難くなり、トナーの転動性がより向上する点で、上記実施の形態の方が望ましい。
凹部515の深さDがトナーの体積平均粒径の2倍以下である場合には、現像ローラ510と規制ブレード560との間に位置するトナーの多くが、現像ローラ510及び規制ブレード560のうちの少なくともどちらか一方に接触するため、トナーの帯電性が適切なものとなる。かかる点で、上記実施の形態の方がより望ましい。なお、前記深さDが、トナーの体積平均粒径(の1倍)以下である場合には、現像ローラ510と規制ブレード560との間に位置するトナーの多くが、現像ローラ510及び規制ブレード560の双方に接触することとなるため、より一層望ましい。
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。
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、55b、55c、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 514 側部
515 凹部 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 先端
562 ゴム部 562a 当接部
564 ゴム支持部 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
Claims (12)
- 規則的に配置された凹部及び凸部を表面に有し、像担持体に担持された潜像を現像するための現像剤、を担持する現像剤担持ローラであって、
前記凹部の十点平均粗さの最大値が前記凸部の十点平均粗さの最大値よりも小さいことを特徴とする現像剤担持ローラ。 - 請求項1に記載の現像剤担持ローラにおいて、
前記凸部の十点平均粗さは、該十点平均粗さを求める際の粗さ曲線の平均線、の方向を現像剤担持ローラの軸方向に沿う方向としたときに、最大となることを特徴とする現像剤担持ローラ。 - 請求項1又は請求項2に記載の現像剤担持ローラにおいて、
前記凸部の十点平均粗さは、該十点平均粗さを求める際の粗さ曲線の平均線、の方向を現像剤担持ローラの周方向に沿う方向としたときに、最小となることを特徴とする現像剤担持ローラ。 - 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の現像剤担持ローラにおいて、
前記現像剤は粒状をなし、
前記凸部の十点平均粗さの最大値は、現像剤の体積平均粒径以下であることを特徴とする現像剤担持ローラ。 - 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の現像剤担持ローラにおいて、
前記現像剤は粒状をなし、
前記凹部の深さは、前記現像剤の体積平均粒径の2倍以下であることを特徴とする現像剤担持ローラ。 - 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の現像剤担持ローラにおいて、
前記凹部及び前記凸部は、双方とも、現像剤を担持するための現像剤担持部であることを特徴とする現像剤担持ローラ。 - 規則的に配置された凹部及び凸部を表面に有し、像担持体に担持された潜像を現像するための現像剤、を担持する現像剤担持ローラであって、
前記凹部の十点平均粗さの最大値が前記凸部の十点平均粗さの最大値よりも小さくて、
前記凸部の十点平均粗さは、該十点平均粗さを求める際の粗さ曲線の平均線、の方向を現像剤担持ローラの軸方向に沿う方向としたときに、最大となり、
前記凸部の十点平均粗さは、該十点平均粗さを求める際の粗さ曲線の平均線、の方向を現像剤担持ローラの周方向に沿う方向としたときに、最小となり、
前記現像剤は粒状をなし、前記凸部の十点平均粗さの最大値は、現像剤の体積平均粒径以下であり、
前記凹部の深さは、前記現像剤の体積平均粒径の2倍以下であり、
前記凹部及び前記凸部は、双方とも、現像剤を担持するための現像剤担持部であることを特徴とする現像剤担持ローラ。 - 規則的に配置された凹部及び凸部を表面に有し、像担持体に担持された潜像を現像するための現像剤、を担持する現像剤担持ローラであって、前記凹部の十点平均粗さの最大値が前記凸部の十点平均粗さの最大値よりも小さい現像剤担持ローラ、
を有することを特徴とする現像装置。 - 請求項8に記載の現像装置において、
前記現像剤担持ローラに担持された現像剤の層厚を規制するための層厚規制部材であって、該層厚規制部材が有する平面が前記現像剤担持ローラに当接することにより前記層厚を規制する層厚規制部材、
を有することを特徴とする現像装置。 - 潜像を担持するための像担持体と、
規則的に配置された凹部及び凸部を表面に有し、前記像担持体に担持された潜像を現像するための現像剤、を担持する現像剤担持ローラであって、前記凹部の十点平均粗さの最大値が前記凸部の十点平均粗さの最大値よりも小さい現像剤担持ローラ、を有する現像装置と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項10に記載の画像形成装置において、
前記現像装置は、前記現像剤担持ローラに担持された現像剤が前記像担持体に接触していない状態で、前記潜像を現像することを特徴とする画像形成装置。 - コンピュータ、及び、
このコンピュータに接続可能な画像形成装置であって、潜像を担持するための像担持体と、規則的に配置された凹部及び凸部を表面に有し、前記像担持体に担持された潜像を現像するための現像剤、を担持する現像剤担持ローラであって、前記凹部の十点平均粗さの最大値が前記凸部の十点平均粗さの最大値よりも小さい現像剤担持ローラ、を有する現像装置と、を備えた画像形成装置、
を具備することを特徴とする画像形成システム。
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