JP2007140081A - 現像剤担持体の製造方法、現像剤担持体、現像装置、および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】円筒状または円柱状をなし、その外周面に現像剤を担持する凹凸部を有する現像剤担持体を製造する方法であって、現像剤担持体となるべき円筒状または円柱状の基材300Aを用意する工程と、基材300Aの外周面に凹凸部の形成のための型を押圧することにより、凹凸部を形成する工程とを有し、凹凸部を形成する工程は、型を用いて、基材300Aの外周面に複数の溝(第1の凹部)21Aを形成する第1の工程と、この型と同一または異なる型を用いて、基材300Aの外周面の溝(第1の凹部)21A同士の間に溝(第2の凹部)21Bを形成することにより、凹凸部を形成する第2の工程とを含む。
【選択図】図8
Description
このような画像形成装置には、静電的な潜像を担持する感光体に対向して配設され、トナーを担持する現像ローラ(現像剤担持体)を有する現像装置が備えられている。かかる現像装置は、現像工程にて、現像ローラから感光体へトナーを付与することにより、前記潜像をトナー像として可視化する。
しかしながら、特許文献1にかかる現像ローラは、前述したような凹凸をブラスト処理により形成するため、形成された凹凸の形状、大きさ、配置が不均一なものとなり、現像特性の低下を招く場合がある。
また、現像ローラの表面の凹凸により、トナーの搬送性を優れたものとするためには、凹凸の凹部または凸部のピッチを100μm以下とすることが好ましい。
本発明の現像剤担持体の製造方法は、円筒状または円柱状をなし、その外周面に現像剤を担持する凹凸部を有する現像剤担持体を製造する方法であって、
前記現像剤担持体となるべき円筒状または円柱状の基材を用意する工程と、
前記基材の外周面に前記凹凸部の形成のための型を押圧することにより、前記凹凸部を形成する工程とを有し、
前記凹凸を形成する工程は、型を用いて、前記基材の外周面に複数の第1の凹部を形成する第1の工程と、前記型と同一または異なる型を用いて、前記基材の外周面の前記第1の凹部同士の間に第2の凹部を形成する第2の工程とを含むことを特徴とする。
これにより、均一な凹凸部をより確実に形成することができる。また、型にかかるコストを低減することができる。
本発明の現像剤担持体の製造方法では、前記第1の凹部の形成に用いる型と、前記第2の凹部の形成に用いる型とが異なり、前記第1の凹部の形成に用いる型には、第1のピッチで前記第1の凹部の形成のための凸部が形成され、前記第2の凹部の形成に用いる型には、前記第1のピッチのn倍または1/n倍の第2のピッチで前記第2の凹部の形成のための凸部が形成されていることが好ましい(ただし、nは自然数である。)。
これにより、第1の凹部の形成のための型の形状と第2の凹部の形成のための型の形状とを適宜組み合わせることにより、所望の形状をなす凹凸部を形成することができ、得られる凹凸部の設計自由度を大きくすることができる。
これにより、比較的単純な形状の型を用いて、規則的かつ均一な凹凸部を簡単に形成することができる。
これにより、それぞれの型に互いに平行な複数の凸条を設けるだけですみ、型の形状を簡単なものとすることができる。
本発明の現像剤担持体の製造方法では、前記第1の溝同士間および/または前記第2の溝同士間のピッチをpとしたとき、pは、用いられる解像度のピッチよりも小さいことが好ましい。
これにより、得られる現像剤担持体は、現像によって得られるトナー像のムラを防止することができる。
これにより、得られる現像剤担持体は、その凹凸部に現像剤を均一かつ最適な量で担持することができる。
これにより、得られる現像剤担持体は、その凹凸部に現像剤を均一かつ最適な量で担持することができる。
これにより、現像特性および耐久性に優れた現像剤担持体を提供することができる。
本発明の現像装置は、本発明の現像剤担持体を備え、該現像剤担持体は、潜像を担持する潜像担持体に接触または近接して対向しており、前記現像剤担持体から前記潜像担持体へ現像剤を付与することにより、前記潜像を現像剤像として可視化することを特徴とする。
これにより、現像特性および耐久性に優れた現像装置を提供することができる。
本発明の画像形成装置は、帯電・露光・現像・転写・定着を含む一連の画像形成プロセスにより、画像を記録媒体に形成する画像形成装置であって、
本発明の現像装置を備えることを特徴とする。
これにより、現像特性および耐久性に優れた画像形成装置を提供することができる。
<画像形成装置>
まず、本発明の画像形成装置、すなわち本発明の現像装置を備える画像形成装置を簡単に説明する。
図1に示す本実施形態の画像形成装置10は、主として露光・現像・転写・定着を含む一連の画像形成プロセスによって画像を記録媒体に記録するものである。このような画像形成装置10は、図1に示すように、静電的な潜像を担持し図示矢印方向に回転する感光体20を有し、その回転方向に沿って順次、帯電ユニット30、露光ユニット40、現像ユニット50、一次転写ローラ60、クリーニングユニット75が配設されている。また、画像形成装置10は、図1にて下部に、紙などの記録媒体Pを収容する給紙トレイ82が設けられ、その給紙トレイ82に対して記録媒体Pの搬送方向下流に、二次転写ローラ80、定着装置90が記録媒体Pの搬送方向に沿って順次配設されている。また、画像形成装置10には、記録媒体の両面に画像を形成する場合に、定着装置90によって一方の面に定着処理された記録媒体Pを表裏反転させて二次転写ローラ80へ帰還させるための搬送部88が設けられている。
帯電ユニット30は、コロナ帯電などにより感光体20の表面を一様に帯電するための装置である。
露光ユニット40は、図示しないパーソナルコンピュータなどのホストコンピュータから画像情報を受けこれに応じて、一様に帯電された感光体20上に、レーザを照射することによって、静電的な潜像を形成する装置である。
一次転写ローラ60は、感光体20に形成された単色のトナー像を中間転写ベルト70に転写するための装置である。
定着装置90は、前記トナー像の転写を受けた記録媒体Pを加熱および加圧することにより、前記トナー像を記録媒体Pに融着させて永久像として定着させるための装置である。
搬送部88は、定着装置90によって一方の面に定着処理された記録媒体Pを挟持搬送する搬送ローラ対88A、88Bと、搬送ローラ対88A、88Bによって搬送される記録媒体Pを表裏反転しつつレジローラ86へ向け案内する搬送路88Cとを備えている。これにより、記録媒体の両面に画像形成する場合に、定着装置90によって一方の面に定着処理された記録媒体Pを表裏反転して二次転写ローラ80へ帰還させる。
まず、図示しないホストコンピュータからの指令により、感光体20、現像ユニット50に設けられた現像ローラ(図示せず)、および中間転写ベルト70が回転を開始する。そして、感光体20は、回転しながら、帯電ユニット30により順次帯電される。
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、露光ユニット40によって、第1色目、例えばイエローYの画像情報に応じた潜像が前記領域に形成される。
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(すなわち、感光体20と一次転写ローラ60との対向部)に至り、一次転写ローラ60によって、中間転写ベルト70に転写(一次転写)される。このとき、一次転写ローラ60には、トナーの帯電極性とは逆の極性の一次転写電圧(一次転写バイアス)が印加される。なお、この間、二次転写ローラ80は、中間転写ベルト70から離間している。
一方、記録媒体Pは、給紙トレイ82から、給紙ローラ84、レジローラ86によって二次転写ローラ80へ搬送される。
一方、感光体20は一次転写位置を経過した後に、クリーニングユニット75のクリーニングブレード76によって、その表面に付着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、クリーニングユニット75内の残存トナー回収部に回収される。
次に、現像ユニット50の現像装置51、52、53、54を詳細に説明する。なお、現像装置51、52、53、54は、使用するトナーが異なるが、それ以外は同様の構成であるため、以下、図2に基づいて、イエロー現像装置54を代表的に説明する。
図2は、本発明の現像装置の概略構成を示す模式的断面図である。
図2に示すイエロー現像装置54は、現像剤たるトナーT(イエロートナー)を収容するハウジング540と、現像剤担持体たる現像ローラ510と、この現像ローラ510にトナーTを供給するトナー供給ローラ550と、現像ローラ510に担持されたトナーTの層厚を規制する規制ブレード560とを有している。
トナー供給ローラ550は、収容部530に収容されたトナーTを現像ローラ510に供給する。このトナー供給ローラ550は、ポリウレタンフォーム等からなり、弾性変形された状態で現像ローラ510に圧接している。本実施形態では、トナー供給ローラ550は、現像ローラ510の回転方向と逆の方向に回転する。なお、トナー供給ローラ550は、収容部530に収容されたトナーTを現像ローラ510に供給する機能を有するだけでなく、現像後に現像ローラ510に残存しているトナーTを現像ローラ510から剥ぎ取る機能をも有している。
この規制ブレード560は、現像ローラ510の軸方向に沿って当接される当接部材としてのゴム部560aと、このゴム部560aを支持する支持部材としてのゴム支持部560bとを有している。ゴム部560aは、シリコンゴム、ウレタンゴム等を主材料として構成され、ゴム支持部560bは、ゴム部560aを現像ローラ510側に付勢する機能も有するため、リン青銅、ステンレス等のバネ性(弾性)を有するシート状の薄板が用いられる。ゴム支持部560bは、その一端がブレード支持板金562に固定されている。ブレード支持板金562は、ハウジング540に取り付けられ、シール部材520もハウジング540に取り付けられる。さらに現像ローラ510が取り付けられた状態で、ゴム部560aは、ゴム支持部560bの撓みによる弾性力によって、現像ローラ510に押しつけられている。
本実施形態では、規制ブレード560の自由端部、すなわち、ブレード支持板金562に支持されている側とは逆側の端部は、その端縁で現像ローラ510に接触せずに、端縁から若干離れた部位で現像ローラ510に接触している。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。
ここで、図3および図4に基づき、本発明の現像剤担持体の一例である現像ローラ510を詳細に説明する。
図3は、図2に示す現像装置に備えられた現像剤担持体の概略構成を示す平面図、図4は、図3におけるA−A線での拡大断面図である。
図3に示す現像ローラ510は、円筒状の本体300と、この本体300の両端から突出する軸受部310とを有している。
また、図4に示すように、第1の溝21は、その横断面形状が台形をなしている。なお、第2の溝22の構成は、前述したように延在方向が異なる以外は、第1の溝21の構成と同様である。なお、説明の便宜上、図4では、第1の溝21および第2の溝22を模式的に示している。
また、ブラスト処理により得られたものと異なり、このような凹凸部2は、その凸部23の先端の幅が比較的太いため、優れた機械的強度を有する。特に、凹凸部2は、後述するように型を用いた転写(転造)のような処理によって得られるものであるため、押圧された部分の強度が向上し、切削加工のような処理で得られたものと比しても、優れた機械的強度を有する。このような凹凸部2を有する現像ローラ510は、前述したような規制ブレード560やトナー供給ローラ550などの摺動を受けていても、優れた耐久性を発揮することができる。したがって、このような現像ローラ510は、乾式一成分非磁性トナーを用いる現像装置に好適に用いることができる。また、凹凸部2の凸部の先端の幅が比較的太いと、磨耗しても形状変化が少ないので、磨耗により現像特性が急激に低下することも防止して、長期にわたり優れた現像特性を発揮することができる。
なお、本体300の外周面(外周面301)には、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。
また、本体300の外径(直径)は、特に限定されないが、例えば、10〜30mmであるのが好ましく、15〜20mmであるのがより好ましい。
次に、図5ないし図8に基づいて、本発明の現像剤担持体の製造方法の一例として、前述した現像ローラ510の製造方法を説明する。
図5は、本発明の実施形態にかかる現像剤担持体の製造方法を説明するための図、図6は、図5に示す製造方法において基材の外周面に凹凸部を形成する装置の概略構成を示す斜視図、図7は、図6に示す装置の平面図、図8は、図5に示す製造方法において基材の外周面に対する凹凸部の形成を説明するための図である。
現像ローラ510の製造方法は、[1]現像ローラ510となるべき円筒状の基材を用意する工程と、[2]この基材の外周面に凹凸部2を形成する工程とを有する。
以下、各工程を順次詳細に説明する。
まず、図5(a)に示すように、現像ローラ510となるべき円筒状の基材300Aを用意する。
この基材300Aは、前述した現像ローラ510の本体300となるべきものであり、アルミニウム、ステンレス、鉄等のような金属材料を主材料として構成されている。より具体的には、基材300Aの構成材料としては、STKM、STK、SGPなどの鉄系材料や、A6063、A5056などのアルミ系材料が好適に用いられる。これにより、後述する製造工程において、凹凸部2を本体300(現像ローラ510)の外周面301に形成するとき、当該凹凸部2を容易かつ確実に形成することができる。
また、基材300Aの厚さは、特に限定されないが、0.2〜3mmであるのが好ましく、0.5〜3mmであるのが好ましい。
このような基材300Aの軸線方向での端部における内周部を、図5(b)に示すように、切削加工などにより例えば厚さ0.5〜1mm程度除去して、薄肉化し、軸受部310となるべき軸部材310Aを圧入するための圧入部302を形成する。
そして、図5(c)に示すように、基材300Aの圧入部302に軸部材310Aを圧入する。これにより、軸部材310Aが基材300Aに固定される。
その後、基材300Aの軸線と、軸部材310Aのうちの基材300Aの端面から突出した部分の軸線とが一致するように、基材300Aの外周面と軸部材310Aの前記突出した部分の外周面とを研削する。これにより、図5(d)に示すように、基材300Aの両端から突出する軸受部310が形成される。
また、研削後の基材300Aおよび軸受部310において、外径精度を±10〜±50μmとするのが好ましく、また、ふれを10〜50μmとするのが好ましく、さらに、表面粗さを0.5〜1μmとするのが好ましい。これらにより、得られる現像ローラ510の寸法精度をより優れたものとすることができる。
なお、圧入部302の形成や、軸部材310Aの圧入は、後述する工程[2]の後に行ってもよい。また、圧入部302の形成や、基材300Aおよび軸部材310Aの外周面の研削を省略することもできる。
次に、図5(e)に示すように、基材300Aの外周面に、凹凸部2を形成する。
以下、凹凸部2の形成について、図6ないし図8に基づいて、詳細に説明する。
凹凸部2の形成に際しては、例えば、図6および図7に示すような加工装置200を用いる。
第1の型220および第2の型230は、それぞれ、円板状(短い円柱状)をなし、その軸線まわりに回転可能となっている。
このような第1の型220および第2の型230の構成材料としては、それぞれ、特に限定されないが、基材300Aよりも硬質な材料であるのが好ましく、具体的には、SKD、SKH、SLDなどを好適に用いることができる。
前述したように、凹凸部2は、互いに平行に形成された多数の第1の溝21と、第1の溝21に交差するとともに、互いに平行に形成された多数の第2の溝22とで構成されている。したがって、第1の型220および第2の型230として前述したような比較的単純な形状の型を用いて、規則的かつ均一な凹凸部2を簡単に形成することができる。
第1の型220の凸条221同士間のピッチp1は、第1の溝21同士間のピッチpの2倍のピッチとなっている。これと同様に、第2の型230の凸条231同士間のピッチは、第2の溝22同士間のピッチの2倍のピッチとなっている。
このような第1の型220および第2の型230を基材300Aをその両側から押圧しつつ互いに逆方向に回転すると、図6中矢印で示すように、基材300Aがその軸線方向に搬送されながら、第1の型220および第2の型230による加工が行われる。
これと同様に、凹凸部2の第2の溝22の形成に際しては、基材300Aの外周面に対する第2の型230の凸条231の2回の押圧により第2の溝22を形成し、1回目の押圧位置と2回目の押圧位置をピッチ方向にずらして行う。
凹凸部2を形成する工程は、型を用いて、基材300Aの外周面に複数の第1の凹部を形成する第1の工程と、前記型と同一または異なる型を用いて、基材300Aの外周面の前記第1の凹部同士の間に第2の凹部を形成することにより、凹凸部2を形成する第2の工程とを含む。
次いで、二回目の押圧(第2の工程)では、基材300Aの溝21A同士の間に対し、第1の型220の凸条221を押圧することにより、図8(c)に示すように、溝21A同紙の間(本実施形態ではほぼ中央部)に、溝(第2の凹部)21Bを形成する。これにより、第1の溝21が形成される。
一方、第1の凹部である溝21Aの形成に用いる型と、第2の凹部である溝21Bの形成に用いる型とが異なっていても、凹凸部2を形成することができる。この場合、溝21Aの形成に用いる型には、第1のピッチで溝21A1の形成のための凸部を形成し、溝21Bの形成に用いる型には、前記第1のピッチのn倍または1/n倍の第2のピッチで溝21Bの形成のための凸部を形成するのが好ましい。これにより、溝21Aの形成のための型の形状と溝21Bの形成のための型の形状とを適宜組み合わせることにより、所望の形状をなす凹凸部2を形成することができ、得られる凹凸部2の設計自由度を大きくすることができる。
このようなメッキ処理の方法としては、特に限定されないが、無電解Ni−Pメッキ、電気メッキ、硬質クロームメッキなどを好適に用いることができる。
また、メッキの厚さは、2〜10μm程度であるのが好ましい。
このような現像ローラ510、およびこれを備える現像装置や画像形成装置は、現像特性および耐久性に優れたものとすることができる。
以上、本発明の現像剤担持体の製造方法、現像剤担持体、現像装置、および画像形成装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。また、現像剤担持体、現像装置、および画像形成装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
また、現像剤担持体の外周面に形成される凹凸部の形状は、前述した実施形態のものに限定されず、現像剤を担持する機能を有するものであれば、任意である。例えば、前述した実施形態では第1の溝21と第2の溝22とがほぼ直交していたが、これに限定されず、鋭角または鈍角をもってこれらが交差するように形成されていてもよい。
また、凹凸部2の形成に用いる型は、前述したような円板状または円筒状のものに限定させず、板状などの他の形状のものであってもよい。
Claims (11)
- 円筒状または円柱状をなし、その外周面に現像剤を担持する凹凸部を有する現像剤担持体を製造する方法であって、
前記現像剤担持体となるべき円筒状または円柱状の基材を用意する工程と、
前記基材の外周面に前記凹凸部の形成のための型を押圧することにより、前記凹凸部を形成する工程とを有し、
前記凹凸を形成する工程は、型を用いて、前記基材の外周面に複数の第1の凹部を形成する第1の工程と、前記型と同一または異なる型を用いて、前記基材の外周面の前記第1の凹部同士の間に第2の凹部を形成する第2の工程とを含むことを特徴とする現像剤担持体の製造方法。 - 前記第1の凹部の形成に用いる型と、前記第2の凹部の形成に用いる型とが同一である請求項1に記載の現像剤担持体の製造方法。
- 前記第1の凹部の形成に用いる型と、前記第2の凹部の形成に用いる型とが異なり、前記第1の凹部の形成に用いる型には、第1のピッチで前記第1の凹部の形成のための凸部が形成され、前記第2の凹部の形成に用いる型には、前記第1のピッチのn倍または1/n倍の第2のピッチで前記第2の凹部の形成のための凸部が形成されている請求項1に記載の現像剤担持体の製造方法(ただし、nは自然数である。)。
- 前記凹凸部は、互いに平行に形成された多数の第1の溝と、該第1の溝に交差するとともに、互いに平行に形成された多数の第2の溝とで構成されている請求項1ないし3のいずれかに記載の現像剤担持体の製造方法。
- 前記第1の溝の形成と前記第2の溝の形成とは、別々の型を用いて行う請求項4に記載の現像剤担持体の製造方法。
- 前記第1の溝同士間および/または前記第2の溝同士間のピッチをpとしたとき、pは、用いられる解像度のピッチよりも小さい請求項4または5に記載の現像剤担持体の製造方法。
- 前記第1の溝および/または前記第2の溝の深さをDとし、前記現像剤の平均粒径をdとしたとき、D/dは、0.5〜2である請求項4ないし6のいずれかに記載の現像剤担持体の製造方法。
- 前記第1の溝および/または前記第2の溝の幅をWとし、前記現像剤の平均粒径をdとしたとき、W/dは、2〜20である請求項4ないし7のいずれかに記載の現像剤担持体の製造方法。
- 請求項1ないし8のいずれかに記載の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする現像剤担持体。
- 請求項9に記載の現像剤担持体を備え、該現像剤担持体は、潜像を担持する潜像担持体に接触または近接して対向しており、前記現像剤担持体から前記潜像担持体へ現像剤を付与することにより、前記潜像を現像剤像として可視化することを特徴とする現像装置。
- 帯電・露光・現像・転写・定着を含む一連の画像形成プロセスにより、画像を記録媒体に形成する画像形成装置であって、
請求項10に記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
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