JP2011137868A - 現像装置、現像剤担持体および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安定した現像剤の搬送性および保持性を実現することが可能な現像装置を提供する。
【解決手段】本発明の現像装置は、キャリアとトナーからなる現像剤を収容し、現像剤を混合攪拌して所定の搬送方向へ搬送する攪拌搬送部材を有する攪拌搬送部と、静電潜像を担持する静電潜像担持体と対向して設けられ、攪拌搬送部により攪拌搬送された現像剤を周面に担持して静電潜像担持体に供給する現像剤担持体と、を備える。現像剤担持体の外周面には、軸方向に延びる略Ｖ字形状の溝が複数形成され、当該溝の、現像剤担持体の外周面と溝を形成する内側面との交差位置に形成されるエッジが除去されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式または静電記録方式を利用した画像形成装置および現像装置に関し、より詳細には、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いて像担持体上の静電潜像を現像する現像装置に用いられる現像ローラに関する。

従来の現像剤担持体である現像ローラにおいては、現像剤の搬送性を向上させるために、現像スリーブ表面を粗にする方法が用いられている。例えば、現像スリーブの表面に対して、ブラスト処理を行ったり、ローレット加工により網目状の溝を形成したりして、表面を粗にする方法等がある。しかし、ブラスト処理を施した現像スリーブは、使用中に摩耗し易く、耐久性が劣るという問題があった。また、ローレット加工された現像スリーブは、耐摩耗性が大きいが、加工時間および加工工数が大となり、特に薄肉のスリーブの場合には加工時に変形し易くなる恐れがあった。

このため、現像スリーブの表面に、軸方向に延びる溝を周方向に所定の間隔で複数作成する方法が一般的に採用されている。かかる現像スリーブでは、現像剤の搬送性は著しく向上するが、加工精度を出すために比較的軟らかい金属により形成される。このため、現像ユニットが寿命に近づくと、現像剤の搬送性能は低下し画質不良が発生してしまう。また、搬送性能の向上に伴い、現像スリーブに対向する層規制部材の設置ギャップも狭くなり、異物の詰まり等が問題となっていた。

このような問題に対して、例えば特許文献１には、現像剤の搬送性の安定性に着目し、現像スリーブの軸方向に延びるＶ字形状の溝の形状を、現像剤搬送方向上流側のＶ字形状の溝の傾斜角度を下流側よりも大きくすることが開示されている。また、特許文献２には、現像スリーブに形成された溝の内部に残留する現像剤の固着を防止することに着目し、現像スリーブの軸方向に延びるＶ字形状の溝の形状を、現像剤搬送方向上流側のＶ字形状の溝の傾斜角度を下流側よりも小さくすることが開示されている。

特開２０００−３２１８６４号公報 特開２００４−２１０４３号公報 特開平０５−０２５４５９号公報

しかし、上記特許文献１では、現像スリーブの溝の形状を左右非対称にすることで、流通時や組み立て時に現像スリーブの組み立て方向を規定する必要があり、不要な管理費の増加に伴うコストアップや誤組みによる品質トラブル等が問題となる。また、搬送方向の上流側の溝の角度を下流側よりも鋭角にするため、溝の内部にトナーが付着しやすく、その残留したトナーが固着することで結果として現像剤の搬送性の低下につながることも問題となる。さらに、かかる現像スリーブの溝の形状は、現像剤を誘い込み引っかかり易くする形状であるため、溝のエッジ部に掛る負荷が増大し、溝のエッジ部の形状変化が促進され、結果として搬送性の低下につながる。

また、上記特許文献２においても、現像スリーブの溝の形状が左右非対称であるため、特許文献１と同様に、不要な管理費の増加に伴うコストアップや誤組みによる品質トラブル等が問題となる。また、搬送方向の下流側の溝の角度を上流側よりも鋭角にすることで一時的に現像スリーブの溝の内部に現像剤が固着するのを防止することは可能であるが、Ｖ字形状の溝による現像剤の搬送性能はＶ字形状のエッジ部（現像スリーブ外周面とＶ字形状の側面との交差部分）の形状に大きく寄与するため、下流側のエッジ部は丸くなり易く、結果として現像剤の搬送性能が急激に低下する問題がある。搬送性能の低下は急激な濃度低下等の画質劣化にも大きく寄与する。

また、現像スリーブ表面に軸方向に延びる溝を複数個形成する方法では、溝と溝との間に平坦部が存在するため、現像剤との間でスリップが生じやすく、現像剤の保持性、搬送性が低下するという問題がある。このような問題に対して、特許文献３には、現像スリーブ表面に軸方向に延びるＶ字形状の溝を複数形成するとともに、現像スリーブの隣接する溝間の平坦部にブラスト処理を施す技術が開示されている。かかる現像スリーブは、耐摩耗性、溝加工性に優れ、溝間の平坦部での現像剤のスリップも生じ難いため、安定して現像剤を搬送することができる。しかし、かえって現像スリーブ表面での現像剤の係止力が過大となり、現像スリーブに対向する層規制部材の設置ギャップが狭くなり、結果として異物の詰まり等が起因する画質不良等の問題がある。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、安定した現像剤の搬送性および保持性を実現することが可能な、新規かつ改良された現像装置、現像剤担持体および画像形成装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、キャリアとトナーからなる現像剤を収容し、現像剤を混合攪拌して所定の搬送方向へ搬送する攪拌搬送部材を有する攪拌搬送部と、静電潜像を担持する静電潜像担持体と対向して設けられ、攪拌搬送部により攪拌搬送された現像剤を周面に担持して静電潜像担持体に供給する現像剤担持体と、を備え、現像剤担持体の外周面には、軸方向に延びる略Ｖ字形状の溝が複数形成され、溝は、現像剤担持体の外周面と溝を形成する内側面との交差位置に形成されるエッジが除去されていることを特徴とする現像装置が提供される。

本発明によれば、現像剤担持体の外周面に形成された略Ｖ字形状の溝のエッジを除去し、使用により劣化したときの形状と近い形状とする。これにより、長期において安定した現像剤の搬送を実現できる。また、現像剤担持体の外周面に形成された溝の間隔も狭めることができるので、層形成の均一性および溝間の平坦部によって発生する濃度ムラを抑えることもできる。さらに、層規制部材とのギャップを大きく取ることができるので、異物等の詰まりを防止することもできる。

ここで、現像剤担持体の溝は、以下の関係を満たすように形成される。
θ１＜θ２ ・・・（数式１）
ｄ３／３＜ｄ１−ｄ２＜ｄ３ ・・・（数式２）
ｄ１＞ｄ３×２ ・・・（数式３）
ただし、溝の最下点をＰ０、点Ｐ０と現像剤担持体の回転中心とを結ぶ直線を仮想線Ｌ、溝のＶ字形状を形成する内側面上の任意の点をＰ１、現像剤担持体の外周面上の任意の点をＰ２、点Ｐ１から仮想線Ｌに対して垂直に延びる線と仮想線Ｌとの交点をＰ３、溝の深さをｄ１、点Ｐ３から点Ｐ０までの距離をｄ２、キャリアの直径をｄ３、点Ｐ０および点Ｐ１を結ぶ直線と仮想線Ｌとのなす角をθ１、点Ｐ２および点Ｐ１を結ぶ直線と仮想線Ｌとのなす角をθ２とする。

また、溝は、仮想線Ｌに対して対称に形成してもよい。これにより、組み立て時の誤組みを防止することができる。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、キャリアとトナーからなる現像剤を周面に担持して搬送する現像剤担持体が提供される。現像剤担持体の外周面には、軸方向に延びる略Ｖ字形状の溝が複数形成され、溝は、現像剤担持体の外周面と溝を形成する内側面との交差位置に形成されるエッジが除去されていることを特徴とする。

さらに、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、周面に静電潜像を担持する静電潜像担持体と、静電潜像担持体上の静電潜像を現像する現像装置と、を備え、現像装置は、キャリアとトナーからなる現像剤を収容し、現像剤を混合攪拌して所定の搬送方向へ搬送する攪拌搬送部材を有する攪拌搬送部と、静電潜像を担持する静電潜像担持体と対向して設けられ、攪拌搬送部により攪拌搬送された現像剤を周面に担持して静電潜像担持体に供給する現像剤担持体と、を備え、現像剤担持体の外周面には、軸方向に延びる略Ｖ字形状の溝が複数形成され、溝は、現像剤担持体の外周面と溝を形成する内側面との交差位置に形成されるエッジが除去されていることを特徴とする、画像形成装置が提供される。

以上説明したように本発明によれば、安定した現像剤の搬送性および保持性を実現することが可能な現像装置、現像剤担持体および画像形成装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す説明図である。 同実施形態に係る現像ユニットの構成を示す説明図である。 同実施形態に係る現像スリーブに形成される溝の形状を示す説明図である。 同実施形態に係る現像スリーブの溝による現像剤の搬送状態を示す概念図である。 使用時間による現像剤搬送性能を示すグラフである。 従来の現像スリーブと本実施形態に係る現像スリーブとについて、現像スリーブと層規制部材とのギャップと、現像スリーブ上の現像剤量との関係を示すグラフである。 同実施形態に係る現像スリーブに形成される溝の他の形状を示す説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

まず、図１に基づいて、本発明の実施形態にかかる現像ユニット１００を備える画像形成装置１の概略構成について説明する。なお、図１は、本実施形態に係る画像形成装置１の概略構成を示す説明図である。

＜１．画像形成装置の概略構成＞
本実施形態にかかる現像ユニット１００は、例えば、図１に示すようなタンデム方式の画像形成装置に設けることができる。画像形成装置１は、図１に示すように、記録媒体搬送ユニット１０と、中間転写体として転写ベルト２０を備える転写ユニットと、静電潜像を担持する感光体ドラム３０と、感光体ドラム３０上に形成された静電潜像を現像する現像ユニット１００と、定着ユニット４０とから構成される。

記録媒体搬送ユニット１０は、最終的に画像が形成される記録媒体を収容するとともに、記録媒体を記録媒体搬送路上に搬送する。記録媒体は例えば用紙Ｐであり、カセットに積層して収容される。記録媒体搬送ユニット１０は、用紙Ｐに転写されるトナー像が形成されて二次転写領域に到達するタイミングで、用紙Ｐを二次転写領域に到達させる。

転写ユニットは、後述する現像ユニット１００により形成されたトナー像を記録媒体に二次転写する二次転写領域に搬送する。転写ユニットは、転写ベルト２０と、転写ベルト２０を懸架する懸架ローラ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄと、感光体ドラム３０とともに転写ベルト２０を挟持する一次転写ローラ２２と、懸架ローラ２０ｄとともに転写ベルト２０を挟持する二次転写ローラ２４とからなる。

転写ベルト２０は、懸架ローラ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄにより循環移動される無端状のベルトである。一次転写ローラ２２は、転写ベルト２０の内周側から感光体ドラム３０を押圧するように設けられる。一方、二次転写ローラ２４は、転写ベルト２０の外周側から懸架ローラ２０ｄを押圧するように設けられる。また、図１には示していないが、転写ユニットは、転写ベルト２０に付着したトナーを除去するベルトクリーニング装置などをさらに備えてもよい。

感光体ドラム３０は、周面に画像が形成される静電潜像担持体であり、例えばＯＰＣ（Ｏｒｇａｎｉｃ ＰｈｏｔｏＣｏｎｄｕｃｔｏｒ）からなる。本実施形態にかかる画像形成装置１は、カラー画像を形成可能な装置であり、例えばマゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの各色に対応して、４つの感光体ドラム３０が転写ベルト２０の回転方向に設けられている。各感光体ドラム３０の周上には、図１に示すように、帯電ローラ３２と、露光ユニット３４と、現像ユニット１００と、クリーニングユニット３８とが設けられている。

帯電ローラ３２は、感光体ドラム３０の表面を所定の電位に均一に帯電する。露光ユニット３４は、帯電ローラ３２により帯電した感光体ドラム３０の表面を形成する画像に応じて露光する。これにより、感光体ドラム３０の表面のうち露光ユニット３４により露光された部分の電位が変化し、静電潜像が形成される。現像ユニット１００は、トナータンク３６（３６Ｍ、３６Ｙ、３６Ｃ、３６Ｂ）により供給されたトナーで感光体ドラム３０に形成された静電潜像を現像し、トナー像を生成する。なお、現像ユニット１００の詳細な構成については後述する。

クリーニングユニット３８は、感光体ドラム３０上に形成されたトナー像が転写ベルト２０に一次転写された後に感光体ドラム３０上に残存するトナーを回収する。クリーニングユニット３８は、例えばクリーニングブレードを設け、感光体ドラム３０の周面にクリーニングブレードを当接させることにより感光体ドラム３０上の残トナーをそぎ落とすように構成することができる。なお、感光体ドラム３０の周上には、感光体ドラム３０の回転方向においてクリーニングユニット３８と帯電ローラ３２との間に、感光体ドラム３０の電位をリセットする除電ランプ（図示せず。）を配置することもできる。

定着ユニット４０は、転写ベルト２０から記録媒体へ二次転写されたトナー像を記録媒体に付着させ、定着させる。定着ユニット４０は、例えば、加熱ローラ４２と、加圧ローラ４４とから構成される。加熱ローラ４２は、回転軸周りに回転可能な円筒状の部材であり、その内部には例えばハロゲンランプなどの熱源が設けられている。加圧ローラ４４は、回転軸周りに回転可能な円筒状の部材であり、加熱ローラ４２を押圧するように設けられる。加熱ローラ４２および加圧ローラ４４の外周面には、例えばシリコンゴム等の耐熱弾性層が設けられる。加熱ローラ４２と加圧ローラ４４と接触領域である定着ニップ部に記録媒体を通過させることにより、トナー像を記録媒体に溶融定着させる。

また、画像形成装置１には、定着ユニット４０によりトナー像が定着された記録媒体を装置外部へ排出するための排出ローラ５２、５４が設けられている。

このような画像形成装置１は、まず、画像形成装置１が操作されると、被記録画像の画像信号が制御部（図示せず。）に送信される。次いで、制御部は、受信した画像信号に基づいて、帯電ローラ３２により感光体ドラム３０の表面を所定の電位に均一に帯電させた後、露光ユニット３４により感光体ドラム３０の表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する。

一方、現像ユニット１００では、トナーとキャリアとを混合攪拌して十分に帯電させた後、現像ローラ（図１の符号１１０）に現像剤を担持させる。そして、現像ローラ１１０の回転により現像剤が感光体ドラム３０と対向する領域まで搬送されると、現像ローラ１１０に担持された現像剤のうちトナーが感光体ドラム３０の周面上に形成された静電潜像に移動し、静電潜像を現像する。こうして形成されたトナー像は、感光体ドラム３０と転写ベルト２０とが対向する領域において、感光体ドラム３０から転写ベルト２０へ一次転写される。転写ベルト２０には、４つの感光体ドラム３０上に形成されたトナー像が順次積層されて、１つの積層トナー像が形成される。そして、積層トナー像は、懸架ローラ２０ｄと二次転写ローラ２４とが接触する領域において、記録媒体搬送ユニット１０から搬送された記録媒体に二次転写される。

積層トナー像が二次転写された記録媒体は、定着ユニット４０へ搬送される。記録媒体を加熱ローラ４２と加圧ローラ４４との間で熱および圧力が加えながら通過させることにより、積層トナー像が記録媒体に溶融定着する。その後、記録媒体は、排出ローラ５２、５４により画像形成装置１の外部へ排出される。一方、転写ベルト２０は、ベルトクリーニング装置を備える場合、積層トナー像が記録媒体へ二次転写された後、転写ベルト２０に残存するトナーがベルトクリーニング装置により除去される。

なお、図１に示したタンデム方式の画像形成装置１は、本実施形態にかかる現像装置１００を使用した画像形成装置の一例であり、本実施形態にかかる現像装置１００は、種々の方式の画像形成装置に適用することができる。

以上、本実施形態に係る現像ユニット１００を備える画像形成装置１の概略構成について説明した。本実施形態に係る現像ユニット１００は、安定した現像剤の搬送性および保持性を有する現像ローラ１１０を備えることを特徴とする。以下、図２〜図６に基づいて、本実施形態に係る現像ユニット１００の構成および現像スリーブ１１４の構成について説明する。なお、図２は、本実施形態に係る現像ユニット１００の構成を示す説明図である。図３は、本実施形態に係る現像スリーブ１１４に形成される溝１１５の形状を示す説明図である。図４は、本実施形態に係る現像スリーブ１１４の溝１１５による現像剤の搬送状態を示す概念図である。図５は、使用時間による現像剤搬送性能を示すグラフである。図６は、従来の現像スリーブと本実施形態に係る現像スリーブとについて、現像スリーブと層規制部材とのギャップと、現像スリーブ上の現像剤量との関係を示すグラフである。

＜２．現像ユニットの構成＞
本実施形態にかかる現像ユニット１００は、図２に示すように、現像ローラ１１０と、攪拌搬送部材１２０、１３０とを備える。

現像ローラ１１０は、感光体ドラム３０の周面上に形成された静電潜像に対してトナーを供給する現像剤担持体である。現像ローラ１１０は、現像スリーブ１１４と、現像スリーブ１１４の内部に配置されたマグネット１１２と、からなる。現像スリーブ１１４は、非磁性の金属からなる筒状部材である。本実施形態に係る現像スリーブ１１４の表面には、軸方向に延びる略Ｖ字形状の溝（図３の符号１１５）が複数形成されている。この溝の形状の詳細については後述する。現像ローラ１１０では現像スリーブ１１４のみが回転し、現像スリーブ１１４内に配置されたマグネット１１２は筐体５に固定されている。また、現像ローラ１１０には、現像バイアスを印加する現像バイアス印加部（図示せず。）が設けられている。

マグネット１１２は、複数の磁極を有しており、例えば感光体ドラム３０と対向する領域、すなわち感光体ドラム３０に形成された静電潜像を現像する領域までおよび現像領域から攪拌搬送部材１２０と対向する位置までは、異なる磁極を交互に配置して設けることができる。これは、現像剤を現像スリーブ１１４上で磁気力により搬送するためである。また、現像領域では、現像剤の磁気ブラシの穂を起てて、当該磁気ブラシを感光体ドラム３０の静電潜像に接触または近接させるため、現像領域に極位置または極間を配置することもできる。一方、現像ローラ１１０が攪拌搬送部材１２０と対応する位置には、同極性の磁極を周方向に隣接するように配置する。この同極性の磁極により極間では当該現像スリーブ１１４の回転方向に対する接線方向および法線方向の磁力が小さくなる。このため、現像剤は、現像スリーブ１１４の回転に伴って、現像ローラ１１０と攪拌搬送部材１２０とが対向する位置で現像スリーブ１１４から剥離される。

また、現像ローラ１１０の現像スリーブ１１４と感光体ドラム３０とが対向する位置を基準として現像スリーブ１１４の回転方向上流側には、層規制部材１５０が設けられている。層規制部材１５０は、現像スリーブ１１４の周面上に付着した現像剤を均一な厚さの層に均す部材であって、例えば金属製のブレードから構成することができる。

攪拌搬送部は、現像剤を構成する磁性体のキャリアと非磁性体または弱磁性体のトナーとを攪拌して、キャリアとトナーとを帯電させる領域である。攪拌搬送部は、第１の攪拌搬送部材１２０と第２の攪拌搬送部材１３０とを備える。

第１の攪拌搬送部材１２０は、現像ローラ１１０と略垂直方向に対向して配置されており、混合攪拌された現像剤を現像ローラ１１０へ供給する。第１の攪拌搬送部材１２０は、第１の支持軸１２２と、第１の攪拌翼１２４とからなる。第１の支持軸１２２は、筐体５の内壁にベアリングを介して回転可能に設けられる。第１の攪拌翼１２４は、第１の支持軸１２２の外周面に設けられ、第１の支持軸１２２の長手方向に配置された螺旋状の傾斜面からなる。

第２の攪拌搬送部材１３０は、現像剤を混合攪拌して現像剤を十分に帯電させる役割を担っており、帯電した現像剤を第１の攪拌搬送部材１２０へ搬送する。第２の攪拌搬送部材１３０は、第１の攪拌搬送部材１２０と同様に、第２の支持軸１３２と、第２の攪拌翼１３４とからなる。第２の支持軸１３２は、筐体５の内壁にベアリングを介して回転可能に設けられる。第２の攪拌翼１３４は、第２の支持軸１３２の外周面に設けられ、第２の支持軸１３２の長手方向に配置された螺旋状の傾斜面からなる。

第１の攪拌搬送部材１２０と第２の攪拌搬送部材１３０とは、第１の支持軸１２２と第２の支持軸１３２とが略平行となるように、例えば略水平方向（現像ローラ１１０と第１の攪拌搬送部材１２０とが隣接する方向に対して略直交する方向）に並んで配置される。第１の攪拌搬送部材１２０と第２の攪拌搬送部材１３０との間には仕切り壁１０２が設けられている。仕切り壁１０２は、第１の攪拌搬送部材１２０と第２の攪拌搬送部材１３０とが各攪拌搬送部材の両端において連通するように設けられている。

第２の攪拌搬送部材１３０によって攪拌しながら搬送された現像剤は、第１の攪拌搬送部材１２０により攪拌、搬送されながら現像ローラ１１０の周面に移行する。第２の攪拌搬送部材１３０には、トナー濃度を検出するためのトナー濃度センサ（図示せず。）が設けられており、搬送路内のトナー濃度が低下するとトナータンク３６から現像剤供給部１４０を介して搬送路内に現像剤が供給される。

＜３．現像スリーブの構成＞
本実施形態のように軸方向に延びる略Ｖ字形状の溝１１５が複数形成された現像スリーブ１１４では、溝１１５内に現像剤を保持して搬送する。使用頻度に応じてエッジは徐々に丸みを帯びるようになり、これに伴って現像剤の搬送能力が低下する。このように、現像スリーブ１１４の溝１１５のエッジは現像剤の搬送性能に大きく寄与する。そこで、本実施形態では、現像スリーブ１１４で現像剤を安定して搬送かつ保持するため、現像スリーブ１１４の表面に設けられるＶ字形状の溝のエッジを、以下の条件を満たすように除去している。

まず、図３に示すように、現像スリーブ１１４に形成された略Ｖ字形状の溝１１５の最下点をＰ０、点Ｐ０と現像スリーブ１１４の回転中心とを結ぶ直線を仮想線Ｌとする。そして、溝１１５のＶ字形状を形成する内側面１１５ａ上の任意の点をＰ１、現像スリーブ１１４の外周面１１４ａ上の任意の点をＰ２、点Ｐ１から仮想線Ｌに対して垂直に延びる線と仮想線Ｌとの交点をＰ３とする。このとき、溝１１５の深さ（点Ｐ０および点Ｐ１を結ぶ直線と現像スリーブ１１４の外周面１１４ａとの交点から仮想線Ｌに対して垂直に延びる直線が仮想線Ｌと交わる交点から点Ｐ０までの距離）をｄ１、点Ｐ３から点Ｐ０までの距離をｄ２、キャリアの直径をｄ３とする。また、点Ｐ０および点Ｐ１を結ぶ直線と仮想線Ｌとのなす角をθ１、点Ｐ２および点Ｐ１を結ぶ直線と仮想線Ｌとのなす角をθ２とする。なお、溝１１５は、仮想線Ｌに対して左右対称に形成されている。

このとき、現像スリーブ１１４の溝１１５は、
θ１＜θ２ ・・・（数式１）
ｄ３／３＜ｄ１−ｄ２＜ｄ３ ・・・（数式２）
ｄ１＞ｄ３×２ ・・・（数式３）
を満たすように形成される。

すなわち、溝１１５のＶ字形状を形成する内側面１１５ａが現像スリーブ１１４の外周面１１４ａと交差するエッジを除去する（数式１）。これにより、初期状態から使用により劣化したときの状態に近づけて、長期間にわたる搬送性能の安定化を図る。上述したように、エッジ部１１５ｂは、現像剤の搬送性能に大きく寄与する。従来のようにＶ字形状の溝のエッジを除去していない現像スリーブでは、図５に示すように、使用によりエッジが丸くなり、使用開始時と所定時間経過時とのエッジの形状が大きく異なる。このため、現像剤の搬送性能が急激に低下することになり、現像剤の搬送性能が安定しない。一方、本実施形態に係る現像スリーブ１１４では、初めからエッジを除去しているため、使用開始時と所定時間経過時とのエッジの形状の差が小さく、長期間における現像剤の搬送性能が安定する。

なお、上記のようなエッジ部１１５ｂを形成することにより、従来よりも現像剤の搬送能力は低下する。しかし、１つの溝による現像剤の搬送能力が低下することによって、現像スリーブ１１４の外周面１１４ａに形成する溝１１５の数を増加させることが可能となり、均一した層形成を行うことができる。また、層規制部材１５０と現像スリーブ１１４との間隔（ギャップ）を広く設定することができるので、異物の詰まり防止にも役立つ。

ここで、図６を参照して、従来の現像スリーブと本実施形態に係る現像スリーブ１１４とについて、現像スリーブと層規制部材１５０とのギャップと、現像スリーブ上の現像剤量との関係を比較する。なお、従来の現像スリーブに形成される溝は、エッジが除去されていないＶ字形状の溝であるとする。図６に示すように、現像スリーブの外周面に形成される溝の数が増加すると、現像剤の搬送性能は上昇する。しかし、溝の数を増加させると、現像スリーブにより搬送される現像剤量を目標値とするためには、層規制部材１５０とのギャップを狭くしなければならず、異物等の詰まりを誘発する。一方、溝の数を減少させると、隣接する溝の間隔が広くなり、現像剤の搬送能力にムラが発生し、結果として画像にムラが生じることになる。

このような問題に対して、本実施形態に係る現像スリーブ１１４のようにエッジの除去された溝を形成することにより、層規制部材１５０とのギャップおよび溝の数が同一の状態においては、従来の現像スリーブよりも現像剤の搬送能力は低下する。しかし、溝１１５の数を増加させることで現像剤の搬送能力を向上させることができ、かつ層規制部材１５０とのギャップも従来よりも大きく確保することができる。これにより、安定した層形成を実現することができる。

次に、エッジ部１１５ｂの高さ（ｄ１−ｄ２）を、キャリアを搬送可能に支持する形状とする（数式２）。トナーＴは、図４に示すように、キャリアＣによる磁気ブラシ状態で搬送される。このとき、接続するキャリアＣがエッジ部１１５ｂによって支持し、トナーＴを確実に搬送できるように、上記数式２を満たすようにエッジ部１１５ｂが形成される。

そして、溝１１５の深さｄ１を所定の深さを有するようにする（数式３）。図４に示すように、溝１１５のＶ字形状の部分に収容して、内側面１１５ａによって現像剤を確実に保持する。これにより、現像剤を十分に保持して搬送することができる。

本実施形態に係る現像スリーブ１１４は、以上の３つの条件を満たすように、略Ｖ字形状の溝１１５が複数形成されている。なお、溝１１５の形状を仮想線Ｌに対して対称とすることで、組み立て時の誤組みを防止することもできる。

なお、図３に示す例では、溝１１５のエッジ部１１５ｂは平坦に形成されていたが、本発明はかかる例に限定されず、例えば、図７に示すように、点Ｐ１と点Ｐ２とを結ぶ直線から突出する曲線状にエッジ部１１５ｃを形成してもよい。また、エッジ部の形状を、点Ｐ１と点Ｐ２とを結ぶ直線から曲線状に緩やかに窪んだ形状としてもよい。このように、溝１１５のエッジ部は、使用により劣化したときの形状と近い形状とすることができる。

以上、本実施形態に係る現像スリーブの構成について説明した。上記のような現像スリーブを用いることにより、初期的に発生する現像剤搬送性能の低下を抑止することができ、長期において安定した現像剤の搬送を実現できる。また、現像スリーブに形成される溝の間隔も狭めることができるので、層形成の均一性および溝間の平坦部によって発生する濃度ムラを抑えることもできる。さらに、層規制部材とのギャップを大きく取ることができるので、異物等の詰まりを防止することもできる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１ 画像形成装置
１００ 現像ユニット
１１０ 現像ローラ
１１２ マグネット
１１４ 現像スリーブ
１１５ 溝
１２０ 第１の攪拌搬送部材
１３０ 第２の攪拌搬送部材

Claims (5)

1. キャリアとトナーからなる現像剤を収容し、現像剤を混合攪拌して所定の搬送方向へ搬送する攪拌搬送部材を有する攪拌搬送部と、
   静電潜像を担持する静電潜像担持体と対向して設けられ、前記攪拌搬送部により攪拌搬送された現像剤を周面に担持して前記静電潜像担持体に供給する現像剤担持体と、
   を備え、
   前記現像剤担持体の外周面には、軸方向に延びる略Ｖ字形状の溝が複数形成され、
   前記溝は、前記現像剤担持体の外周面と前記溝を形成する内側面との交差位置に形成されるエッジが除去されていることを特徴とする、現像装置。
2. 前記溝は、以下の関係を満たすように形成されることを特徴とする、請求項１に記載の現像装置。
   θ１＜θ２ ・・・（数式１）
   ｄ３／３＜ｄ１−ｄ２＜ｄ３ ・・・（数式２）
   ｄ１＞ｄ３×２ ・・・（数式３）
   ただし、前記溝の最下点をＰ０、点Ｐ０と前記現像剤担持体の回転中心とを結ぶ直線を仮想線Ｌ、前記溝のＶ字形状を形成する内側面上の任意の点をＰ１、前記現像剤担持体の外周面上の任意の点をＰ２、点Ｐ１から仮想線Ｌに対して垂直に延びる線と仮想線Ｌとの交点をＰ３、前記溝の深さをｄ１、点Ｐ３から点Ｐ０までの距離をｄ２、前記キャリアの直径をｄ３、点Ｐ０および点Ｐ１を結ぶ直線と仮想線Ｌとのなす角をθ１、点Ｐ２および点Ｐ１を結ぶ直線と仮想線Ｌとのなす角をθ２とする。
3. 前記溝は、前記仮想線Ｌに対して対称に形成されることを特徴とする、請求項２に記載の現像装置。
4. キャリアとトナーからなる現像剤を周面に担持して搬送する現像剤担持体であって、
   前記現像剤担持体の外周面には、軸方向に延びる略Ｖ字形状の溝が複数形成され、
   前記溝は、前記現像剤担持体の外周面と前記溝を形成する内側面との交差位置に形成されるエッジが除去されていることを特徴とする、現像剤担持体。
5. 周面に静電潜像を担持する静電潜像担持体と、
   前記静電潜像担持体上の前記静電潜像を現像する現像装置と、
   を備え、
   前記現像装置は、
   キャリアとトナーからなる現像剤を収容し、現像剤を混合攪拌して所定の搬送方向へ搬送する攪拌搬送部材を有する攪拌搬送部と、
   静電潜像を担持する静電潜像担持体と対向して設けられ、前記攪拌搬送部により攪拌搬送された現像剤を周面に担持して前記静電潜像担持体に供給する現像剤担持体と、
   を備え、
   前記現像剤担持体の外周面には、軸方向に延びる略Ｖ字形状の溝が複数形成され、
   前記溝は、前記現像剤担持体の外周面と前記溝を形成する内側面との交差位置に形成されるエッジが除去されていることを特徴とする、画像形成装置。
   

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