JP2007199553A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像ローラ上のスペーサにより現像ギャップ調整を簡単にかつ高精度に行いつつ、現像ローラの速度むらの発生をできるだけ抑制してバンディングの発生を抑制することのできる非接触現像方式の画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像ローラ１７の両端部に、それぞれ、感光体との現像ギャップを調整するギャップ調整部材であるスペーサ３７が粘着剤３９によって接着固定されている。スペーサ３７は、多数の微小孔３７ａを有する多孔質性の環状フィルム部材からなる基材に潤滑剤が含浸されて構成されている。潤滑剤により感光体とスペーサ３７との間の摩擦が低減することで、この摩擦による現像ローラの周方向の振れ（速度むら）の発生が抑制され、色ずれやバンディングの発生が抑制される。
【選択図】図３

Description

本発明は、像担持体と現像ローラとの間に所定の現像ギャップを有する非接触ジャンピング現像方式の現像を行う現像装置を備えた、例えば電子写真、静電複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置の技術分野に関し、特に、現像ローラの両端部の外周面に、所定の現像ギャップに調整する現像ギャップ調整部材としてフィルム状のスペーサを設けた画像形成装置の技術分野に関する。

従来、画像形成装置として、非接触ジャンピング現像方式を用いた画像形成装置が多々知られている。この非接触ジャンピング現像方式は、像担持体である感光体と現像ローラとの間に所定の現像ギャップを設けるとともに、現像ローラ上のトナーを感光体にジャンピングさせて感光体上の静電潜像を現像する方式である。この非接触ジャンピング現像方式では、感光体と現像ローラとの間の現像ギャップを高精度に維持することが良好な現像を行う上で求められる。

そこで、従来、現像ギャップ調整部材としてのスペーサにシート状部材を用い、このシート状部材を現像ローラの両端部外周面と感光体の両端部外周面との間に介在させることで、現像ローラと感光体との間に適正な現像ギャップを容易に確保できるようにすることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に開示の現像ギャップ調整部材によれば、感光体と現像ローラとの間の現像ギャップを高精度に維持することができる。

しかしながら、特許文献１に開示の現像ギャップ調整部材では、感光体および現像ローラとは別の場所に現像ギャップ調整部材を設けているので、感光体、現像ローラおよび現像ギャップ調整部材の組付けが面倒であるばかりでなく、組付け状態によっては高精度に現像ギャップを設定することが難しい。しかも、現像ギャップ調整部材は固定しているのに対して感光体および現像ローラは回転するため、現像ギャップ調整部材と感光体との間および現像ギャップ調整部材と現像ローラとの間が擦られて、感光体および現像ローラに摩耗が発生し、正確な現像ギャップを維持することが難しい。

また、帯電ローラの両端部の外周面にフィルム部材を巻き付けかつ固定し、これらのフィルム部材に像担持体を当接させて、帯電ローラと像担持体との間に所定の帯電ギャップを設定することにより、近接（非接触）帯電を行うことが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

この特許文献２に開示の帯電ギャップ調整では、フィルム部材の周方向の両端部をそれぞれ斜めにカットするとともに、斜めにカットした両端縁をそれらの間に隙間を形成するようにして互いに対向させ、帯電ローラの１周すべての位置で帯電ローラの軸方向にフィルム部材を存在させるようにして、一定の帯電ギャップを確保している。
したがって、特許文献２に開示の帯電ギャップ調整によれば、フィルム部材が帯電ローラに固定されるので、感光体、帯電ローラおよびフィルム部材の組付けが容易であるとともに、帯電ギャップを簡単にかつ高精度に設定することができる。
特開平５−２７５７１号公報。 特開２００１−２９６７２３号公報。

ところで、特許文献２に開示の帯電ギャップ調整を現像ギャップ調整に適用することで、感光体と現像ローラとの間に簡単にかつ高精度に調整された所定の現像ギャップを有する非接触ジャンピング現像方式の現像を行う画像形成装置を構成することが考えられる。その場合、現像ギャップの距離は帯電ギャップより精度を要求されるもののスペーサの厚みによって調整できるとともに、現像ギャップの振れもスペーサの材質や当接圧力等によって調整できる。

しかしながら、現像ローラに固定されたフィルム部材からなるスペーサによる現像ギャップ調整の場合、現像ローラのフィルム部材が感光体に当接することから、フィルム部材と感光体との間の摩擦により、現像ローラの速度むら（感光体に対する現像ローラの周方向の振れ）が発生する。このような現像ローラの速度むらが発生すると、画質に直接バンディングとして現れるという問題がある。特に、例えばＰＥＴ樹脂やポリイミド樹脂等の、感光体に対する摩擦係数の大きなプラスチックのフィルム部材からなるスペーサでは、バンディングが発生しやすい。

そこで、現像ローラの速度むらの発生をできるだけ抑制するために、単純には、低摩擦係数のフッ素樹脂を用いることが考えられる。しかし、フッ素樹脂はフィルムのように薄くなると伸張性やクリープ性が顕著になるため、画像形成装置を長時間停止状態に保持すると、感光体に圧接されたフッ素樹脂の部分が凹むという放置バンディングが発生してしまい、正確な現像ギャップを維持することができなくなる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、現像ローラに固定されたスペーサにより現像ギャップ調整を簡単にかつ高精度に行いつつ、現像ローラの速度むらの発生をできるだけ抑制してバンディングの発生を抑制することのできる非接触現像方式の画像形成装置を提供することである。

前述の課題を解決するために、請求項１の発明の画像形成装置は、静電潜像が形成される像担持体と、トナー搬送面が前記像担持体に所定の現像ギャップを置いて対向するように設けられて前記像担持体にトナーを搬送する現像ローラと、前記現像ローラの両端部にそれぞれ設けられて前記像担持体に当接することで前記現像ギャップを設定するギャップ調整部材とを少なくとも備え、前記トナーで前記静電潜像を非接触現像する画像形成装置において、前記ギャップ調整部材がフィルム状のスペーサで構成されているとともに、このスペーサが粘着剤で前記現像ローラの両端部に固定されており、前記スペーサが多孔質性の基材に潤滑剤を含浸されて形成されていることを特徴としている。

また、請求項２の発明の画像形成装置は、前記潤滑剤が、その融点が前記トナーのガラス転移温度より高い固体潤滑剤であることを特徴としている。
更に、請求項３の画像形成装置は、前記潤滑剤が、脂肪酸であることを特徴としている。

更に、請求項４の画像形成装置は、前記脂肪酸が、常温で固形の脂肪酸であることを特徴としている。
更に、請求項５の画像形成装置は、前記脂肪酸は、飽和脂肪酸であることを特徴としている。

更に、請求項６の画像形成装置は、前記潤滑剤が炭化水素系潤滑剤であることを特徴としている。
更に、請求項７の画像形成装置は、前記粘着剤がシリコーン系粘着剤であることを特徴としている。

更に、請求項８の画像形成装置は、前記潤滑剤がシリコンオイルであることを特徴としている。
更に、請求項９の画像形成装置は、前記粘着剤がアクリル系粘着剤であることを特徴としている。
更に、請求項１０の画像形成装置は、前記スペーサの基材がアセテートフィルムであることを特徴としている。

このように構成された本発明の画像形成装置によれば、現像ローラの両端部に固定されたテープ状のスペーサにより現像ギャップを設定しているので、現像ギャップ調整を簡単にかつ高精度に行うことができるようになる。

また、各スペーサをともに多孔質性の基材から形成するとともに、これらの多孔質性の基材に潤滑剤を含浸させているので、画像形成動作時に、この潤滑剤により像担持体と各スペーサとの間の摩擦を低減することができる。これにより、像担持体との摩擦による現像ローラの速度むら（周方向の振れ）の発生を抑制できる。したがって、色ずれやバンディングの発生を抑制することができる。しかも、このように摩擦が低減することから、各スペーサの摩耗が減少し、現像ギャップが長期間にわたって安定して維持することできる。

更に、各スペーサの潤滑剤として、融点Ｔｍがトナーのガラス転移温度Ｔｇ以上である固体潤滑剤を用いることで、トナーの使用可能な温度範囲で固体潤滑剤の離型効果および潤滑性を十分発現させることができる。

更に、各スペーサに含浸される潤滑剤に、シリコーンオイル、脂肪酸、および炭化水素系潤滑油のいずれかを用いることで、トナーと像担持体および各スペーサとの離型効果を効果的に発現することができる。特に、潤滑剤として常温で固形の脂肪酸を用いることで、より一層優れた離型効果およびより一層優れた潤滑性を発現することができる。しかも、この固形脂肪酸は凝集が起こり難く微粉末状態を維持するため、固体潤滑剤として優れた潤滑特性を長期にわたって維持することができる。更に、固形の脂肪酸として飽和脂肪酸を用いることで、固形の脂肪酸の酸化を抑制でき、長期間にわたって低摩擦を継続することができる。

更に、潤滑剤として脂肪酸および炭化水素系潤滑油を用いた場合には、粘着剤としてシリコーン系粘着剤を用いることで、脂肪酸や炭化水素系潤滑油によるシリコーン系粘着剤の粘着性の劣化および溶融をともに抑制することができる。
更に、潤滑剤としてシリコーンオイルを用いた場合には、粘着剤としてアクリル系粘着剤を用いることで、シリコーンオイルによるアクリル系粘着剤の粘着性の劣化および溶融をともに抑制することができる。

更に、潤滑剤による像担持体と各スペーサとの摩擦の低減で、各スペーサの基材に、フィルム状に薄くしても伸張性やクリープ性がほとんど現れない材料を用いることができる。したがって、画像形成装置を長時間停止状態に保持しても、像担持体に圧接された各スペーサの部分が凹むことはなく、放置バンディングの発生を抑制できる。その場合、各スペーサに伸張性およびクリープ性がともに優れたアセテートフィルムを用いることで、放置バンディングの発生を効果的に抑制できる。

以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、本発明にかかる画像形成装置の実施の形態の一例を模式的に示す横断面図である。
図１に示すように、この例の画像形成装置１はタンデム型の画像形成装置であり、ハウジング本体２を有している。このハウジング本体２内には、画像形成ユニット３、中間転写ユニット（以下、一次転写ユニットともいう）４、給紙ユニット５、二次転写ユニット６、定着ユニット７、および記録媒体搬送手段８がそれぞれ配設されている。画像形成ユニット３および給紙ユニット５内の消耗品はハウジング本体２に対して着脱可能に構成されており、これらは一次転写ユニット４を含めて取り外して修理あるいは交換可能とされている。

画像形成ユニット３は、複数個の異なる色（この例では４色であるが、例えば、４色のうち、２色または３色でもよい：以下、４色として説明する）、つまりイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、およびブラック（Ｋ）の画像をそれぞれ形成するイエロー用画像形成ステーション９Ｙ、マゼンタ用画像形成ステーション９Ｍ、シアン用画像形成ステーション９Ｃ、ブラック用画像形成ステーション９Ｋを備えている。その場合、この例では、各色Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像形成ステーション９Ｙ,９Ｍ,９Ｃ,９Ｋの配置順序は図１において斜め右下方向に向かってこれらの順に直線状に配列されている。なお、各色の画像形成ステーション９Ｙ,９Ｍ,９Ｃ,９Ｋの配置順序はこれに限定されることはなく、任意に設定することができる。

また、これらの画像形成ステーション９Ｙ,９Ｍ,９Ｃ,９Ｋは、それぞれ、像担持体であり感光ドラムからなる感光体１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋと、これらの感光体１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋの周囲にそれぞれ配設されて各感光体１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋを帯電する帯電装置１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ、各感光体１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋに露光により静電潜像を書き込む露光装置１２Ｙ,１２Ｍ,１２Ｃ,１２Ｋ、各感光体１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋ上の潜像を現像する現像装置１３Ｙ,１３Ｍ,１３Ｃ,１３Ｋを備えている。なお、図示しないが、画像形成ステーション９Ｙ,９Ｍ,９Ｃ,９Ｋは、それぞれ、感光体を除電する公知の除電手段および感光体をクリーニングする公知のクリーナも各色毎に備えている。

各色の画像形成ステーション９Ｙ,９Ｍ,９Ｃ,９Ｋの感光体１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋ、帯電装置１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ、露光装置１２Ｙ,１２Ｍ,１２Ｃ,１２Ｋ、および現像装置１３Ｙ,１３Ｍ,１３Ｃ,１３Ｋの各構成はいずれも各色Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋについて同一に構成されている。

各帯電装置１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋは、高電圧発生源に接続された導電ブラシで構成され、これらの導電ブラシによりそれぞれ各感光体１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋの表面を一様に帯電させる。このような帯電装置１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋを用いることで、きわめて少ない電流によって感光体表面を帯電させることができるので、コロナ帯電方式のように装置内外が多量のオゾンによって汚染されることはない。

各露光装置１２Ｙ,１２Ｍ,１２Ｃ,１２Ｋには、ＬＥＤランプを感光体１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋの軸方向に列状に配列したＬＥＤラインヘッドが用いられている。ＬＥＤラインヘッドは、レーザー走査光学系よりも光路長が短くてコンパクトであるため、感光体１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋに対して近接配置が可能であり、装置本体を小型化できるという利点を有している。

各現像装置１３Ｙ,１３Ｍ,１３Ｃ,１３Ｋは、それぞれ、現像器ケース１４Ｙ,１４Ｍ,１４Ｃ,１４Ｋと、各現像器ケース１４Ｙ,１４Ｍ,１４Ｃ,１４Ｋ内にそれぞれ形成されたトナー貯留部１５Ｙ,１５Ｍ,１５Ｃ,１５Ｋと、現像器ケース１４Ｙ,１４Ｍ,１４Ｃ,１４Ｋにそれぞれ設けられたトナー供給ローラ１６Ｙ,１６Ｍ,１６Ｃ,１６Ｋと、現像器ケース１４Ｙ,１４Ｍ,１４Ｃ,１４Ｋにそれぞれ設けられ、トナー供給ローラ１６Ｙ,１６Ｍ,１６Ｃ,１６Ｋおよび感光体１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋにそれぞれ当接するように配設された現像ローラ１７Ｙ,１７Ｍ,１７Ｃ,１７Ｋと、各トナー貯留部１５Ｙ,１５Ｍ,１５Ｃ,１５Ｋに設けられたトナー撹拌搬送部材１８Ｙ,１８Ｍ,１８Ｃ,１８Ｋと、各現像ローラ１７Ｙ,１７Ｍ,１７Ｃ,１７Ｋ上のトナー層厚を規制する規制ブレード１９Ｙ,１９Ｍ,１９Ｃ,１９Ｋとを備えている。

そして、この例の画像形成装置１では、各感光体１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋと各現像装置１３Ｙ,１３Ｍ,１３Ｃ,１３Ｋとがそれぞれ一体にされた各色毎の現像カートリッジとして構成されている。これらの現像カートリッジについては、後でより詳細に説明する。

各現像ローラ１７Ｙ,１７Ｍ,１７Ｃ,１７Ｋおよび各トナー供給ローラ１６Ｙ,１６Ｍ,１６Ｃ,１６Ｋは、感光体１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋの回転方向と逆方向の反時計回りに回転駆動される。トナー貯留部１５Ｙ,１５Ｍ,１５Ｃ,１５Ｋにおいてそれぞれ撹拌部材により撹拌された各色のトナーは、それぞれトナー供給ローラ１６Ｙ,１６Ｍ,１６Ｃ,１６Ｋに供給され、更に、これらのトナーはトナー供給ローラ１６Ｙ,１６Ｍ,１６Ｃ,１６Ｋに当接されるブレードと摺擦した摩擦帯電力による付着力とトナー供給ローラ１６Ｙ,１６Ｍ,１６Ｃ,１６Ｋの表面凹凸部での機械的付着力とによって、現像ローラ１７Ｙ,１７Ｍ,１７Ｃ,１７Ｋの表面に供給される。現像ローラ１７Ｙ,１７Ｍ,１７Ｃ,１７Ｋに供給されたトナーは各規制ブレード１９Ｙ,１９Ｍ,１９Ｃ,１９Ｋにより所定の厚さの層厚に規制され、この規制により薄層化されたトナー層は、各感光体１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋへ搬送される。そして、各現像ローラ１７Ｙ,１７Ｍ,１７Ｃ,１７Ｋによって搬送される各色のトナーによってそれぞれ各感光体１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋの潜像部が各色毎に非接触で現像される。

一次転写ユニット４は、ハウジング本体２の下方に配設された図示しない駆動源により回転駆動される駆動ローラ２０と、従動ローラ２１と、これらの駆動ローラ２０と従動ローラ２１との間に張架されて図１に矢印で示す反時計方向に回転駆動される中間転写ベルト２２とを備えている。その場合、従動ローラ２１および中間転写ベルト２２が駆動ローラ２０に対して図１で斜め左上方へ傾斜する方向に配設されている。これにより、中間転写ベルト２２の画像形成ユニット３側のベルト部分２２ａがこのベルト部分２２ａと反対側つまり画像形成ユニット３側と反対側のベルト部分２２ｂに対して下方に位置し、かつベルト部分２２ａの移動方向が図１において斜め右下方となるようにされている。

そして、画像形成ユニット３における各感光体１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋがそれぞれベルト部分２２ａに接触して各感光体１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋからそれぞれ各色のトナー像が一次転写部で一次転写される。その場合、各色の一次転写部では、各感光体１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋにそれぞれ対向して配設された転写ローラからなる一次転写ローラ２３Ｙ,２３Ｍ,２３Ｃ,２３Ｋが中間転写ベルト２２のベルト部分２２ａを感光体１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋに弾性的に圧接させる。そして、各感光体１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋは、図１に矢印で示す時計回りに、つまり感光体１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋのベルト部分２２ａとの接触部分がこのベルト部分２２ａの搬送方向と同じ方向に回転駆動されるとともに、一次転写ローラ２３Ｙ,２３Ｍ,２３Ｃ,２３Ｋにそれぞれ転写バイアスを印加することで、感光体１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋ上のトナー像のベルト部分２２ａへの一次転写が行われるようになっている。

従動ローラ２１の近傍に、中間転写ベルト２２をクリーニングするクリーニング手段２４が設けられており、このクリーニング手段２４により、中間転写ベルト２２上の二次転写の転写残りトナーが回収されるようになっている。また、駆動ローラ２０の近傍に、レジストセンサ２５が設置されており、このレジストセンサ２５は、中間転写ベルト２２上の各色トナー像の位置決めを行うとともに、各色トナー像の濃度を検出し、各色画像の色ずれや画像濃度を補正するためのセンサである。

給紙ユニット５は、図１に示すように紙等のシート状の記録媒体Ｐが積層保持されている給紙カセット２６と、この給紙カセット２６から記録媒体Ｐを１枚ずつ給送するピックアップローラ２７とからなる給紙部とを備えている。更に、ハウジング本体２には、二次転写部への記録媒体Ｐの給紙タイミングを規定するレジストローラ対２８が配設されている。

二次転写ユニット６は二次転写部において中間転写ベルト２２を駆動ローラ２０に圧接させる二次転写ローラ２９を備えている。このとき、一次転写ユニット４の駆動ローラ２０は二次転写ローラ２９のバックアップローラを兼ねている。

更に、定着ユニット７は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵した回転自在な加熱ローラ３０と、この加熱ローラ３０を押圧付勢する加圧ローラ３１とを備えている。そして、二次転写部で記録媒体Ｐに二次転写されたカラー画像が、この定着ユニット７の加熱ローラ３０と加圧ローラ３１とで形成するニップ部において所定の温度で記録媒体Ｐに定着される。

更に、ハウジング本体２には、定着後の記録媒体Ｐを排紙トレイ３２に排出する排紙ローラ対３３が配設されている。なお、図示しないが、記録媒体Ｐの両面に画像を形成するためにこの記録媒体Ｐを搬送する両面プリント用搬送路を設けることもできる。

図２は、図１に示すタンデム型の画像形成装置に用いられる、現像装置と感光体とが一体に形成された現像カートリッジを模式的に示し、（ａ）は横断面図、（ｂ）はこの例の現像カートリッジの部分図である。なお、現像カートリッジは各色Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋ毎に同じ構成であるので、以下の説明では、符号Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋを付さないで説明する。

図２（ａ）に示すように、この例の画像形成装置１では、感光体１０と現像装置１３とが一体にされた感光体−現像装置一体カートリッジ３４が用いられている。
現像装置１３は、感光体１０にトナーＴを搬送する現像ローラ１７、現像ローラ１７に圧接されてトナーＴを供給する供給ローラ１６、現像ローラ１７に圧接されて感光体１０に搬送するトナーＴを規制する規制ブレード１９、トナーＴを攪拌して搬送するトナー攪拌搬送部材１８、トナー攪拌搬送部材１８によって搬送されたトナーＴを受けて供給ローラ１６の方へ案内するトナー受け部材３５、および現像ローラ１７に現像後残ったトナーＴを回収する方向に当接しながらトナー漏れを防止するための上シール３６を備えている。そして、感光体１０、現像ローラ１７、供給ローラ１６、規制ブレード１９、トナー攪拌搬送部材１８およびトナー受け部材９はいずれも感光体−現像装置一体ケース２内に配設されている。

図３に示すように、感光体１０は、その中央部に像担持面１０ａが形成されているとともに、その両端部に像非担持面１０ｂ,１０ｃが形成されている。また、現像ローラ１７は、その中央部にトナー非搬送面１７ａが形成されているとともに、その両端部にトナー非搬送面１７ｂ,１７ｃが形成されている。

現像ローラ１７には、応力収縮や熱収縮の極めて小さい例えば鉄等の金属ローラあるいはウレタン等の樹脂が用いられる。現像ローラ１７のトナー非搬送面１７ｂ,１７ｃには、それぞれ、現像ギャップｇを調整するギャップ調整部材であるフィルム状のスペーサ３７,３８が設けられている。

図４に示すように、これらのスペーサ３７,３８は、いずれも、多数の微小孔３７ａ,３８ａ（メッシュ状の微小孔も含む）を有する多孔質性の環状フィルム部材からなる基材と多数の微小孔３７ａ,３８ａに含浸された潤滑剤とから構成されている（なお、図４には一方のスペーサ３７のみが図示されていて他方のスペーサ３８は図示されていないため、その微小孔の符号３８ａは図示されていないが、説明の便宜上、他方のスペーサ３８の微小孔に３８ａを付して説明する。また、図３に示す多数の微小孔３７ａの配置は、説明の便宜上図示のように示しているだけであり、これに限定されることなく任意である。）。そして、これらの環状フィルム部材がそれぞれ現像ローラ１７のトナー非搬送面１７ｂ,１７ｃに嵌合されかつ各環状フィルム部材の内周面がそれらの全周にわたって粘着剤３９により対応するトナー非搬送面１７ｂ,１７ｃに接着固定されている。

各スペーサ３７,３８に用いられる多孔質性の基材としては、フィルム状に薄くしても伸張性およびクリープ性が小さい材料を用いるのがよく、特に電気絶縁体であることがよい。具体的には、このような基材として、アセテート樹脂、ポリイミド樹脂、およびＰＥＴ樹脂を用いることができ、好ましくは、アセテートフィルムがよく、特にセルロースアセテートは物理的・化学的・電気絶縁特性のいずれにも優れており、しかも伸張性およびクリープ性がともに小さいことから、ギャップ部材として優れている。

また、各スペーサ３７,３８の多数の微小孔３７ａ,３８ａに含浸される潤滑剤は、トナーと感光体１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋおよびスペーサ３７,３８との離型効果を有することが必要である。この離型効果を有する潤滑剤としては、シリコーンオイル、脂肪酸、および炭化水素系潤滑油を用いるのがよい。

特に、各スペーサ３７,３８に含浸される潤滑剤として、固体潤滑剤が離型効果に優れるとともに潤滑性に優れる。その場合、トナーはそのガラス転移温度Ｔｇ以上の温度では凝集してしまうので使用できないが、ガラス転移温度Ｔｇより低い温度では使用可能である。したがって、各スペーサ３７,３８の潤滑剤として融点Ｔｍがトナーのガラス転移温度Ｔｇ以上である固体潤滑剤を用いると、この固体潤滑剤はトナーのＴｇ温度までは固体であるため、トナーの使用可能な温度範囲でその離型効果を十分発現するようになる。なお、各スペーサ３７,３８の感光体１０との当接部は摩擦により温度上昇が起こるため、固体潤滑剤はその融点Ｔｍが低いと液体になってしまい、固体潤滑剤としての機能を十分に発揮し難くなる。したがって、固体潤滑剤の融点Ｔｍは高い方がよい。

固体潤滑剤として、常温で固形の脂肪酸は離型効果により一層優れるとともに潤滑性により一層優れる。この常温で固形の脂肪酸は高温液体状態にして各スペーサ３７,３８の多数の微小孔３７ａ,３８ａに含浸させた後、常温で固形状態で使用することで、常温で固体潤滑剤として働く。この固形脂肪酸は凝集が起こり難く微粉末状態を維持するため、固体潤滑剤として優れた潤滑特性が長期にわたって維持される。特に、融点Ｔｍがトナーのガラス転移温度Ｔｇ以上でありかつ常温で固形である脂肪酸を用いることがよい。

更に、固形の脂肪酸は不飽和脂肪酸を多く含むと自然に酸化して劣化しやすいことから、長期使用でその摩擦係数が上昇してしまうため、飽和脂肪酸がよい。この飽和脂肪酸は酸化し難く、長期間にわたって低摩擦が継続する。
常温で固体の脂肪酸としては炭素数が１１以上のものがよく、例えば、ラウリン酸、カプリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸（カルナバロウ等）、モンタン酸、メリシン酸（蜜蝋等）等を用いることができる。

各スペーサ３７,３８の環状フィルム部材を現像ローラ１７に接着固定する粘着剤３９は、環状フィルム部材を現像ローラ１７に接着固定できるものであれば、任意の粘着剤を用いることができる。しかし、粘着剤３９は各スペーサ３７,３８に含浸される潤滑剤によって粘着性の劣化や溶融を生じる場合があるので、使用する潤滑剤に応じて用いるのが好ましい。例えば、潤滑剤が脂肪酸および炭化水素系潤滑油である場合には、粘着剤３９としてシリコーン系粘着剤を用いるのがよい。このシリコーン系粘着剤は、脂肪酸や炭化水素系潤滑油による粘着性の劣化および溶融がともに抑制される。また、潤滑剤がシリコーンオイルである場合には、粘着剤３９としてアクリル系粘着剤を用いるのがよい。このアクリル系粘着剤は、シリコーンオイルによる粘着性の劣化および溶融がともに抑制される。

図３に示すように、これらのスペーサ３７,３８がそれぞれ感光体１０の像非担持面１０ｂ,１０ｃに圧接されることで、現像ローラ１７のトナー搬送面１７ａとこのトナー搬送面１７ａに対向する感光体１０の像担持面１０ａとの間に、現像ギャップｇが形成されている。その場合、この現像ギャップｇは、スペーサ３７,３８の厚みを適宜選択することで所望の大きさに正確に設定される。これにより、この現像装置１３は非磁性一成分現像剤であるトナーＴを用いた非磁性一成分現像剤非接触ジャンピング現像を行うようになっている。その場合、この例の感光体−現像装置一体カートリッジ３４では、図２（ｂ）に示すように感光体１０が時計回りに回転するとともに、現像ローラ１７および供給ローラ１６がともに反時計回りに回転するように設定されている。

このように構成された画像形成装置１の画像形成動作について、簡単に説明する。
感光体１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋの外周面がそれぞれ帯電装置１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋによって一様に帯電される。一様に帯電した感光体１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋの外周面に、それぞれ露光装置１２Ｙ,１２Ｍ,１２Ｃ,１２Ｋによる露光で像の書込が行われて各色の静電潜像が形成される。各感光体１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋに形成された各色の静電潜像は、それぞれ現像装置１３Ｙ,１３Ｍ,１３Ｃ,１３Ｋによる非接触現像でトナー像に現像される。各感光体１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋに形成された各色のトナー像は、それぞれ一次転写部において一次転写ローラ２３Ｙ,２３Ｍ,２３Ｃ,２３Ｋにより一次転写されてＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの色の順に中間転写ベルト２２上に色重ねさされ、フルカラーのトナー像が形成される。

更に、中間転写ベルト２２上のフルカラーのトナー像は、二次転写ユニット６において、給紙ユニット５の給紙カセット２６からピックアップローラ２７によって１枚ずつ抽出されかつレジストローラ対２８によって給紙タイミングをとって給送されてきた記録媒体Ｐに二次転写ローラ２９によって二次転写される。記録媒体Ｐに二次転写されたフルカラーのトナー像は定着装置７の加熱ローラ３０と加圧ローラ３１とによって加熱加圧されて記録媒体Ｐに定着される。その後、定着画像が形成された記録媒体Ｐが記録媒体搬送手段８によって搬送されかつ排紙ローラ対３３によって排紙トレイ３２に排出される。二次転写後に中間転写媒体２２に残った転写残りのトナーは、従動ローラ２１の方へ搬送されてクリーニング手段２４によって除去され、中間転写ベルト２２がクリーニングされる。

ところで、この例の画像形成装置１においては、各スペーサ３７,３８がともに多数の微小孔３７ａ,３８ａを有する多孔質性の基材から形成されるとともに、これらの多数の微小孔３７ａ,３８ａに潤滑剤が含浸されていることから、画像形成動作時に、この潤滑剤により感光体１０とスペーサ３７,３８との間の摩擦が低減する。これにより、感光体２との摩擦による現像ローラ１７の速度むらの発生が抑制される。

このように構成されたこの例の画像形成装置１によれば、現像ローラ１７の両端部１７ｂ,１７ｃに固定された環状フィルム部材のスペーサ３７,３８により現像ギャップｇを設定しているので、現像ギャップ調整を簡単にかつ高精度に行うことができるようになる。

また、各スペーサ３７,３８を、ともに多数の微小孔３７ａ,３８ａを有する多孔質性の基材から形成するとともに、これらの多数の微小孔３７ａ,３８ａに潤滑剤を含浸させているので、画像形成動作時に、感光体１０とスペーサ３７,３８との間の摩擦を低減することができる。これにより、感光体２との摩擦による現像ローラ１７の速度むら（周方向の振れ）の発生を抑制できる。したがって、色ずれやバンディングの発生を抑制することができる。しかも、このように摩擦が低減することから、各スペーサ３７,３８の摩耗が減少し、現像ギャップｇが長期間にわたって安定して維持することできる。

更に、潤滑剤による感光体２と各スペーサ３７,３８との摩擦の低減で、各スペーサ３７,３８の基材に、フィルム状に薄くしても伸張性やクリープ性がほとんど現れない材料である、アセテート樹脂、ポリイミド樹脂、およびＰＥＴ樹脂を用いることができる。したがって、画像形成装置１を長時間停止状態に保持しても、感光体２に圧接された各スペーサ３７,３８の部分が凹むことはなく、放置バンディングの発生を抑制できる。その場合、各スペーサ３７,３８に伸張性およびクリープ性がともに優れたアセテートフィルムを用いることで、放置バンディングの発生を効果的に抑制できる。特に、各スペーサ３７,３８の基材にセルロースアセテートを用いると、セルロースアセテートが物理的・化学的・電気絶縁特性のいずれにも優れており、しかも伸張性およびクリープ性がともに小さいことから、現像ギャップｇを設定するための優れたギャップ部材を形成することができる。

更に、各スペーサ３７,３８の多数の微小孔３７ａ,３８ａに含浸される潤滑剤に、シリコーンオイル、脂肪酸、および炭化水素系潤滑油を用いることで、各トナーと各感光体１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋおよび各スペーサ３７,３８との離型効果を効果的に発現することができる。特に、各スペーサ３７,３８に含浸される潤滑剤に固体潤滑剤を用いることで、優れた離型効果を発現できるとともに優れた潤滑性を発現することができる。

更に、各スペーサ３７,３８の潤滑剤として、融点Ｔｍがトナーのガラス転移温度Ｔｇ以上である固体潤滑剤を用いることで、トナーの使用可能な温度範囲で固体潤滑剤の離型効果および潤滑性を十分発現させることができる。

更に、固体潤滑剤として常温で固形の脂肪酸を用いることで、より一層優れた離型効果およびより一層優れた潤滑性を発現することができる。しかも、この固形脂肪酸は凝集が起こり難く微粉末状態を維持するため、固体潤滑剤として優れた潤滑特性を長期にわたって維持することができる。
更に、固形の脂肪酸として飽和脂肪酸を用いることで、固形の脂肪酸の酸化を抑制でき、長期間にわたって低摩擦を継続することができる。

更に、潤滑剤として脂肪酸および炭化水素系潤滑油を用いた場合には、粘着剤３９としてシリコーン系粘着剤を用いることで、脂肪酸や炭化水素系潤滑油によるシリコーン系粘着剤の粘着性の劣化および溶融をともに抑制することができる。
更に、潤滑剤としてシリコーンオイルを用いた場合には、粘着剤３９としてアクリル系粘着剤を用いることで、シリコーンオイルによるアクリル系粘着剤の粘着性の劣化および溶融をともに抑制することができる。

なお、感光体１０の周速と現像ローラ１７上のスペーサ３７,３８の周速とを同一または略同一に設定すると、画像形成動作時、感光体１０とスペーサ３７,３８との間の摩擦をほとんどなくすことができる。したがって、各スペーサ３７,３８の潤滑剤による摩擦低減に相俟って、摩擦による現像ローラ１７の速度むらの発生をより一層効果的に抑制できるので、感光体１０の周速と現像ローラ１７上のスペーサ３７,３８の周速とを同一または略同一に設定することが望ましい。もちろん、本発明の画像形成装置１では、感光体１０の周速と各スペーサ３７,３８の周速は、これに限定されるものではなく、異なってもよい。

また、前述の例では各スペーサ３７,３８の基材に環状フィルム部材を用い、これらの環状フィルム部材を現像ローラ１７の両端部に嵌合し粘着剤３９で接着固定するようにしているが、本発明はこれに限定されることはなく、各スペーサ３７,３８の基材にテープ状フィルム部材を用い、これらのテープ状フィルム部材を現像ローラ１７の両端部に巻き付けて粘着剤３９で接着固定することもできる。その場合、テープ状フィルム部材の材料および粘着剤３９はいずれも前述の例と同じ材料および粘着剤を用いることができる。

更に、前述の例では本発明をタンデム型の画像形成装置１に適用して説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、現像ローラの両端部に固定したスペーサを像担持体に当接させて所定の現像ギャップｇを設定し、設定された現像ギャップｇで非接触現像を行う画像形成装置であれば、どのような画像形成装置にも適用することができる。

次に、本発明の具体的な実施例および比較例について説明する。
実施例１ないし７と比較例１について、画像形成の実験をした。
（実施例１）
図１に示す画像形成装置にける現像器の現像ローラの両端部の外周面に、市販されている、一面側にアクリル系粘着剤を塗布した厚み６０μｍで多孔質性のアセテートテープ［スコッチテープ（登録商標）：スリーエムカンパニー社製］を巻き付け接着固定して、現像ギャップｇ用のスペーサの基材とした。この基材を１００℃に温めて、潤滑剤として融点Ｔｍ７０℃のステアリン酸（飽和脂肪酸）を塗ることで、このステアリン酸を基材に含浸させて現像ギャップｇ用スペーサを構成した現像ローラを得た。

この現像ローラを装着した画像形成装置で、５０％濃度のベタ画像を普通紙に印字した。このとき、スペーサの周速と感光体の周速との比１６：１０の速度差を有して印字動作を行った。印字結果を図５（ａ）に示す。図５（ａ）から明らかなように、スペーサと感光体との周速比を有することからスペーサと感光体との間に摩擦が発生するような状態であるが、バンディングの少ないきれいな画像が得られた。これにより、実施例１では、スペーサと感光体との間の摩擦が効果的に低減されて、感光体に対するスペーサの速度むら（周方向の振れ）が抑制されることが確認された。

（比較例１）
実施例１と同様に図１に示す画像形成装置の現像ローラの両端部の外周面に、実施例１と同じアセテートテープを巻き付け接着固定して、現像ギャップｇ用のスペーサを構成した現像ローラを得た。この現像ローラを装着した画像形成装置で、５０％濃度のベタ画像を普通紙に印字した。このとき、スペーサの周速と感光体の周速との比１６：１０の速度差を有して印字動作を行った。印字結果を図５（ｂ）に示す。スペーサと感光体との周速比を有することからスペーサと感光体との間に摩擦が発生するような状態であり、しかも潤滑剤がスペーサの基材に含浸されていないため、図５（ｂ）から明らかなようにバンディングのあるすじの多い画像が得られた。これにより、比較例１では、スペーサと感光体との間の摩擦が低減されず、感光体に対するスペーサの速度むら（周方向の振れ）が効果的に抑制されないことが確認された。

（実施例２）
実施例１における潤滑剤としてのステアリン酸の代わりに、ジメチルシリコーンオイル（粘度１００ｃＳｔ（２５℃））を実施例１と同様にアセテートテープに含浸させ、他は実施例１と同じようにして現像ギャップｇ用のスペーサを構成した現像ローラを得た。この現像ローラを装着した図１に示す画像形成装置で実施例１と同じ印字動作を行ったところ、バンディングの少ない画像が得られた。これにより、実施例２でも、スペーサと感光体との間の摩擦が効果的に低減されて、感光体に対するスペーサの速度むら（周方向の振れ）が抑制されることが確認された。

（実施例３）
実施例２における潤滑剤としてのジメチルシリコーンオイルの代わりに、炭化水素系の潤滑剤５−５６（呉工業社製）を実施例１と同様にアセテートテープに含浸させ、他は実施例２とまったく同様にして得た現像ローラを用いて実施例２と同様にして印字動作を行ったところ、実施例２とほぼ同じバンディングの少ない画像が得られた。これにより、実施例３でも、スペーサと感光体との間の摩擦が効果的に低減されて、感光体に対するスペーサの速度むら（周方向の振れ）が抑制されることが確認された。

（実施例４）
実施例１における潤滑剤としてのステアリン酸の代わりに、飽和脂肪酸として融点Ｔｍ２℃のカプロン酸を実施例１と同様にアセテートテープに含浸させ、他は実施例１と同じようにして現像ギャップｇ用のスペーサを構成した現像ローラを得た。この現像ローラを装着した図１に示す画像形成装置で実施例１と同じ印字動作を行ったところ、バンディングの少ない画像が得られた。これにより、実施例４でも、スペーサと感光体との間の摩擦が効果的に低減されて、感光体に対するスペーサの速度むら（周方向の振れ）が抑制されることが確認された。しかし、６０００枚印字後に更に印字すると、若干のバンディングが見られ、結局、実施例１の融点Ｔｍ７０℃のステアリン酸を含浸させた場合の方がバンディングの少ない画像が得られた。

（実施例５）
実施例４における潤滑剤としての融点Ｔｍ２℃のカプロン酸の代わりに、飽和脂肪酸として融点Ｔｍ４４℃のラウリン酸を実施例４と同様にアセテートテープに含浸させ、他は実施例４とまったく同様にして得た現像ローラを用いて実施例４と同様にして印字動作を行ったところ、バンディングの少ない画像が得られた。これにより、実施例５でも、スペーサと感光体との間の摩擦が効果的に低減されて、感光体に対するスペーサの速度むら（周方向の振れ）が抑制されることが確認された。しかし、６０００枚印字後に更に印字すると、実施例４と同様に若干のバンディングが見られ、結局、実施例１の融点Ｔｍ７０℃のステアリン酸を含浸させた場合の方がバンディングの少ない画像が得られた。

（実施例６）
実施例１におけるスペーサの基材としてのアセテートテープの代わりに、多孔質性のポリイミド樹脂フィルムを用い、実施例１と同様に現像ローラの両端部に接着固定したポリイミド樹脂フィルムにステアリン酸を含浸させて、現像ギャップｇ用のスペーサを構成した現像ローラを得た。この現像ローラを装着した図１に示す画像形成装置で実施例１と同じ印字動作を行ったところ、初期画像ではバンディングの少ない画像が得られたが、１０００枚印字するとバンディングが多く見られた。これにより、実施例６でも、初期画像ではあるがスペーサと感光体との間の摩擦が効果的に低減されて、感光体に対するスペーサの速度むら（周方向の振れ）が抑制されることが確認された。

（実施例７）
実施例６におけるスペーサの基材としてのポリイミド樹脂フィルムの代わりに、多孔質性のＰＥＴフィルムを用い、他は実施例６とまったく同様にして得た現像ローラを用いて実施例６と同様にして印字動作を行ったところ、初期画像ではバンディングの少ない画像が得られたが、１０００枚印字するとバンディングが多く見られた。これにより、実施例７でも、初期画像ではあるがスペーサと感光体との間の摩擦が効果的に低減されて、感光体に対するスペーサの速度むら（周方向の振れ）が抑制されることが確認された。

本発明の画像形成装置は、像担持体と現像ローラとの間に所定の現像ギャップを有する非接触ジャンピング現像方式の現像を行う現像装置を備えた、例えば電子写真、静電複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に利用することができ、特に、現像ローラの両端部の外周面に、所定の現像ギャップに調整する現像ギャップ調整部材としてフィルム状のスペーサを設けた画像形成装置に好適に利用することができる。

本発明にかかる画像形成装置の実施の形態の一例を模式的に示す横断面図である。 図１に示す例のタンデム型の画像形成装置に用いられ、現像装置と感光体とが一体に形成された現像カートリッジを模式的に示し、（ａ）は横断面図、（ｂ）はこの例の現像カートリッジの部分図である。 図２に示す例の現像装置において、スペーサによる現像ギャップを模式的に示す図である。 図３に示す例の現像ローラの一端側を部分的に示す部分斜視図である。 （ａ）は本発明の実施例における画像形成装置の印字動作結果を示す図、（ｂ）は比較例における画像形成装置の印字動作結果を示す図である。

符号の説明

１…画像形成装置、２…ハウジング本体、３…画像形成ユニット、４…中間転写ユニット（一次転写ユニット）、９Ｙ,９Ｍ,９Ｃ,９Ｋ…画像形成ステーション、１０,１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋ…感光体、１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ…帯電装置、１２Ｙ,１２Ｍ,１２Ｃ,１２Ｋ…露光装置、１３,１３Ｙ,１３Ｍ,１３Ｃ,１３Ｋ…現像装置、１６,１６Ｙ,１６Ｍ,１６Ｃ,１６Ｋ…トナー供給ローラ、１７,１７Ｙ,１７Ｍ,１７Ｃ,１７Ｋ…現像ローラ、２２…中間転写ベルト、３７,３８…スペーサ、３７ａ,３８ａ…微小孔、３９…粘着剤、ｇ…現像ギャップ

Claims (10)

1. 静電潜像が形成される像担持体と、トナー搬送面が前記像担持体に所定の現像ギャップを置いて対向するように設けられて前記像担持体にトナーを搬送する現像ローラと、前記現像ローラの両端部にそれぞれ設けられて前記像担持体に当接することで前記現像ギャップを設定するギャップ調整部材とを少なくとも備え、前記トナーで前記静電潜像を非接触現像する画像形成装置において、
   前記ギャップ調整部材がフィルム状のスペーサで構成されているとともに、このスペーサが粘着剤で前記現像ローラの両端部に固定されており、
   前記スペーサは多孔質性の基材に潤滑剤を含浸されて形成されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記潤滑剤は、その融点が前記トナーのガラス転移温度より高い固体潤滑剤であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記潤滑剤は、脂肪酸であることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 前記脂肪酸は、常温で固形の脂肪酸であることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記脂肪酸は、飽和脂肪酸であることを特徴とする請求項３または４記載の画像形成装置。
6. 前記潤滑剤は、炭化水素系潤滑剤であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
7. 前記粘着剤は、シリコーン系粘着剤であることを特徴とする請求項３ないし６のいずれか１記載の画像形成装置。
8. 前記潤滑剤は、シリコンオイルであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
9. 前記粘着剤は、アクリル系粘着剤であることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
10. 前記スペーサの基材は、アセテートフィルムであることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１記載の画像形成装置。