JP2015203748A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軸方向の端部において、現像ローラーと感光体ドラムとの間でリークが発生しにくい画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置１は、感光体ドラム１２１と、現像装置とを備える。現像装置は、現像ローラー８３を備える。現像ローラー８３は、スリーブ８３０と、フランジ部８３５とを備える。スリーブ８３０の表面には、コート層８３Ｃが形成される。また、スリーブ８３０は、スリーブ中央部８３１と、スリーブ小径部８３２とを備える。スリーブ小径部８３２は、スリーブ８３０の軸方向の端縁から軸方向の内側に向かって所定の長さをもって設定され、かつ、スリーブ中央部８３１よりも小さな外径からなる。
【選択図】図６

Description

本発明は、シートに画像を形成する画像形成装置に関する。

電子写真方式を利用した、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置は、感光体ドラム上に形成された静電潜像にトナーを供給して該静電潜像を現像することにより、感光体ドラム上にトナー像を形成する。前記現像を行う方式の一つとして、非磁性体のトナーおよび磁性体のキャリアを含む二成分現像剤を用いたタッチダウン現像方式が知られている。この場合、磁気ローラー上に二成分現像剤層（いわゆる磁気ブラシ層）が担持され、現像ローラー上に前記二成分現像剤層からトナーが移動され、トナー層が担持される。特許文献１には、現像ローラーの表面に樹脂層が備えられた技術が開示されている。また、現像ローラーの素管が、予め樹脂材料が溶解された樹脂液中に浸漬されることによって、現像ローラーが製造される浸漬法（ディップ法、ディッピング製法）が開示されている。

特開２０１２−１６３９００号公報

上記のように、現像ローラーが浸漬法によって製造される場合、現像ローラーが鉛直方向に沿うように、樹脂液から引き上げられる。この際に、現像ローラーの下端側の樹脂層の厚みが部分的に大きくなりやすい。この結果、軸方向の端部において、現像ローラーと感光体ドラムとの間のギャップが部分的に狭くなることで、リークが発生しやすくなるという課題があった。また、感光体ドラムの表層が浸漬法によって形成される場合にも、同様に、軸方向の端部において、現像ローラーと感光体ドラムとの間のギャップが部分的に狭くなり、リークが発生するという問題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、軸方向の端部において、現像ローラーと感光体ドラムとの間でリークが発生しにくい画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の一局面に係る画像形成装置は、円筒形状からなり、軸回りに回転され、周面に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装置と、を有し、前記現像装置は、前記感光体ドラムに対向して配置され、円筒形状からなり、軸回りに回転され、周面に現像剤を担持する現像ローラーを備え、前記感光体ドラムまたは前記現像ローラーは、前記周面の一部であって、前記回転における軸方向の端縁から前記軸方向の内側に向かって所定の長さをもって設定され、かつ、前記軸方向の中央部よりも小さな外径からなる小径部を備えることを特徴とする。

本構成によれば、感光体ドラムまたは現像ローラーが小径部を備えることによって、軸方向の端部において、現像ローラーと感光体ドラムとの間のギャップが端部において部分的に狭くなり、リークが発生することが抑制される。

上記の構成において、前記感光体ドラムの前記軸方向の長さが前記現像ローラーの前記軸方向の長さよりも短い場合、前記感光体ドラムに前記小径部が備えられ、前記感光体ドラムの前記軸方向の長さが前記現像ローラーの前記軸方向の長さよりも長い場合、前記現像ローラーに前記小径部が備えられることが望ましい。

本構成によれば、感光体ドラムおよび現像ローラーのうち、軸方向の長さが短い回転体に小径部が備えられる。このため、軸方向の端部において、現像ローラーと感光体ドラムとの間のギャップが部分的に狭くなり、リークが発生することが更に抑制される。

上記の構成において、前記感光体ドラムおよび前記現像ローラーのうち少なくとも前記小径部が備えられる回転体は、円筒形状の基材と前記基材の前記軸方向の端部に装着されるフランジ部とを備え、前記フランジ部は、前記基材の内周部に圧入される圧入部を含み、前記小径部は、前記基材の前記軸方向の端部に備えられていることが望ましい。

本構成によれば、フランジ部の圧入部が基材の端部に装着されると、基材の端部の外径が僅かに拡大しやすい。このような場合であっても、基材の端部に小径部が備えられることによって、圧入部の圧入によって現像ローラーと感光体ドラムとの間のギャップが部分的に狭くなることが抑制される。

上記の構成において、前記小径部の前記軸方向における長さは、前記圧入部の前記軸方向における長さよりも大きいことが望ましい。

本構成によれば、小径部が圧入部の圧入長さよりも長く設定されることで、圧入部の圧入によって現像ローラーと感光体ドラムとの間のギャップが部分的に狭くなることが更に抑制される。

上記の構成において、前記感光体ドラムおよび前記現像ローラーのうち少なくとも前記小径部が備えられる回転体は、前記基材の前記軸方向の端部において部分的に内径が大きく設定され、前記圧入部が圧入される被圧入部を含み、前記小径部の前記軸方向における長さは、前記被圧入部の前記軸方向における長さよりも大きいことが望ましい。

本構成によれば、前記感光体ドラムおよび前記現像ローラーのうち圧入部が圧入される領域には、被圧入部が配置される。被圧入部によって圧入部の圧入が容易に実現される。一方、被圧入部は、他の領域と比較して肉厚が薄くなり、変形しやすい。このような場合であっても、被圧入部よりも長い範囲に小径部が設けられることで、圧入部の圧入によって現像ローラーと感光体ドラムとの間のギャップが部分的に狭くなることが抑制される。

上記の構成において、前記圧入部の外径が、前記基材単体の前記軸方向の端部の内径以上に設定され、前記小径部の外径と前記基材の前記軸方向の中央部の外径との差が、前記圧入部の外径と前記基材単体の前記軸方向の端部の内径との差よりも大きく設定されていることが望ましい。

本構成によれば、圧入部の外径が、基材単体の端部の内径以上に設定されているため、圧入後のフランジ部の脱離が防止される。一方、このような場合、圧入によって基材の端部の外径が拡大しやすい。上記の構成によれば、小径部の外径の軸方向の中央部に対する縮小量が、圧入部の外径と基材単体の軸方向の端部の内径との差よりも大きく設定されているため、圧入部の圧入によって現像ローラーと感光体ドラムとの間のギャップが部分的に狭くなることが更に抑制される。

上記の構成において、前記感光体ドラムまたは前記現像ローラーのうち少なくとも前記小径部が備えられる回転体は、前記軸方向が鉛直方向に沿うように前記回転体が浸漬される浸漬法によって形成される表面層を備え、前記小径部は、前記回転体のうち前記浸漬時に下端側に位置する領域に予め形成されていることが望ましい。

本構成によれば、浸漬法において、感光体ドラムまたは現像ローラーが浸漬層から引き上げられる際に、下端側の表面層の膜厚が大きくなりやすい。このため、感光体ドラムと現像ローラーとが対向配置された際に、現像ローラーと感光体ドラムとの間のギャップが部分的に狭くなりやすくなる。上記の構成によれば、小径部が感光体ドラムおよび現像ローラーのうち浸漬時に下端側に位置する領域に予め形成されているため、表面層の下端側が軸方向の中央部よりも径方向外側に大きく突出することが防止される。

上記の構成において、前記感光体ドラムまたは前記現像ローラーのうち少なくとも前記小径部が備えられる回転体は、前記軸方向が鉛直方向に沿うように前記回転体が浸漬される浸漬法によって形成される表面層を備え、前記圧入部の外径が、前記基材単体の前記軸方向の端部の内径以上に設定され、前記表面層の厚さが、前記圧入部の外径と前記基材単体の前記軸方向の端部の内径との差の２分の１よりも大きく設定されていることが望ましい。

本構成によれば、圧入部の外径が、基材単体の端部の内径以上に設定されているため、圧入後のフランジ部の脱離が防止される。一方、このような場合、圧入によって基材の端部の外径が拡大しやすい。上記の構成によれば、表面層の厚さが、圧入部の外径と基材単体の軸方向の端部の内径との差の２分の１よりも大きく設定されている。このため、表面層の軸方向の端部が軸方向の中央部よりも径方向外側に大きく突出することが防止される。

上記の構成において、前記小径部は、前記感光体ドラムの前記周面において前記静電潜像が形成される画像形成領域よりも前記軸方向の外側に位置することが望ましい。

本構成によれば、小径部の周辺において、現像ローラーと感光体ドラムとの間のギャップが部分的に変動した場合であっても、感光体ドラム上の静電潜像の現像剤による現像動作が安定して実現される。

上記の構成において、前記小径部は、前記現像ローラーに備えられ、前記現像ローラーは、内部に前記軸方向に沿って延びる固定磁石を含み、前記固定磁石の前記軸方向における長さは、前記現像ローラーの前記軸方向における長さよりも小さく設定され、前記小径部は、前記固定磁石よりも前記軸方向の外側に配置されていることが望ましい。

本構成によれば、小径部の周辺において、現像ローラーと感光体ドラムとの間のギャップが部分的に変動した場合であっても、小径部の周辺に現像剤が付着することが抑止される。このため、感光体ドラム上の静電潜像のトナーによる現像動作が安定して実現される。

上記の構成において、前記現像ローラーは、周面に前記現像剤としてのトナーを担持し、前記現像装置は、前記現像ローラーに対して所定の間隔をおいて配置され、内部に前記軸方向に沿って延びる固定磁石を含み、回転され、周面に前記トナーおよびキャリアを担持する磁気ローラーと、前記現像ローラーおよび前記磁気ローラーに対して、直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスを印加するバイアス印加部と、を備えることが望ましい。

本構成によれば、磁気ローラーから現像ローラーにトナーが供給され、更に、現像ローラーから感光体ドラムにトナーが供給される。このため、公知の一成分および二成分現像装置と比較して、トナーの移動のために、現像ローラーに高い交流電圧が印加されやすい。このような場合であっても、感光体ドラムまたは現像ローラーが小径部を備えるため、軸方向の端部において、現像ローラーと感光体ドラムとの間のギャップが部分的に狭くなり、リークが発生することが抑制される。

本発明によれば、軸方向の端部において、現像ローラーと感光体ドラムとの間でリークが発生しにくい画像形成装置が提供される。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る現像装置の断面図である。 本発明の実施形態に係る感光体ドラムおよび現像ローラーの軸方向の長さの関係を示す模式図（Ａ）、および、現像ローラーの端部の膜厚の様子を示す模式的な断面図（Ｂ）である。 本発明の実施形態に係る現像ローラーの軸方向の膜厚の分布を示すグラフ（Ａ）、（Ｂ）である。 本発明の実施形態に係る現像ローラーの基材の断面図である。 本発明の実施形態に係る現像ローラーと比較される他の現像ローラーおよび本発明の実施形態に係る現像ローラーのそれぞれにフランジ部が装着された状態を示す断面図（Ａ）、（Ｂ）である。 本発明の他の実施形態に係る現像ローラーの端部の断面図である。 本発明の他の実施形態に係る現像ローラーの端部の断面図である。 本発明の他の実施形態に係る現像ローラーの端部の分解断面図である。 本発明の変形実施形態に係る感光体ドラムおよび現像ローラーの軸方向の長さの関係を示す模式図（Ａ）、および、感光体ドラムの軸方向の端部の拡大断面図（Ｂ）である。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。なお、本発明は、電子写真方式を採用した画像形成装置、例えばコピー機、プリンター、ファクシミリ、これらの機能を備える複合機等に適用することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の構造を示す正面断面図である。画像形成装置１は、装置本体１１に、画像形成部１２、定着装置１３、給紙部１４、用紙排出部１５、および原稿読取部１６等を備えて構成されている。

装置本体１１は、下部本体１１１と、この下部本体１１１の上方に対向配置された上部本体１１２と、この上部本体１１２と下部本体１１１との間に介設された連結部１１３とを備えている。連結部１１３は、下部本体１１１と上部本体１１２との間に用紙排出部１５を形成させた状態で両者を互いに連結するための構造物であり、下部本体１１１の左部および後部から立設され、平面視でＬ字状を呈している。上部本体１１２は、連結部１１３の上端部に支持されている。

下部本体１１１には、画像形成部１２、定着装置１３および給紙部１４が内装されているとともに、上部本体１１２には原稿読取部１６とが装着されている。

画像形成部１２は、給紙部１４から給紙された用紙Ｐにトナー像を形成する画像形成動作を実行する。画像形成部１２は、上流側から下流側へ向けて水平に順次配設された、イエロー色のトナーを用いるイエロー用ユニット１２Ｙ、マゼンタ色のトナーを用いるマゼンタ用ユニット１２Ｍ、シアン色のトナーを用いるシアン用ユニット１２Ｃおよびブラック色のトナーを用いるブラック用ユニット１２Ｂｋと、駆動ローラー１２５Ａ等の複数のローラー間に画像形成における副走査方向へ無端走行可能に張架された中間転写ベルト１２５と、中間転写ベルト１２５の外周面に当接する二次転写ローラー１９６と、ベルトクリーニング装置１９８と、を備えている。

画像形成部１２の各色のユニットは、感光体ドラム１２１と、感光体ドラム１２１へトナー（現像剤）を供給する現像装置１２２と、トナーを収容するトナーカートリッジ（不図示）と、帯電装置１２３と、ドラムクリーニング装置１２７と、をそれぞれ一体的に備えている。また、隣接する現像装置１２２の下方には、それぞれの感光体ドラム１２１を露光するための露光装置１２４が水平に配置されている。

感光体ドラム１２１は、円筒形状からなり、軸回りに回転される。感光体ドラム１２１は、その周面に静電潜像が形成されるとともに、前記静電潜像がトナーによって顕在化されるトナー像を担持する。本実施形態では、感光体ドラム１２１は、公知の有機（ＯＰＣ）感光体であり、後記の現像ローラー８３と同様の浸漬法によって表面に電荷発生層、電荷輸送層などが形成されている。

現像装置１２２は、矢印の方向へ回転する感光体ドラム１２１の周面の静電潜像にトナーを供給して当該トナーを積層させ、感光体ドラム１２１の周面に前記画像データに応じたトナー像を形成する。各現像装置１２２には、前記トナーカートリッジからトナーが適宜補給される。

帯電装置１２３は、各感光体ドラム１２１の直下位置にそれぞれ設けられている。帯電装置１２３は、各感光体ドラム１２１の周面を一様に帯電させる。

露光装置１２４は、各帯電装置１２３の下方位置に設けられている。露光装置１２４は、コンピューター等から入力された画像データや原稿読取部１６が取得した画像データに基づく各色に対応したレーザー光を、帯電後の感光体ドラム１２１の周面に照射し、各感光体ドラム１２１の周面に静電潜像を形成する。なお、露光装置１２４は、感光体ドラム１２１上に、所定の潜像電位を形成するため、予め設定された露光光量に応じて、前記レーザー光を照射する。ドラムクリーニング装置１２７は、各感光体ドラム１２１の左方位置に設けられ、感光体ドラム１２１の周面の残留トナーを除去してクリーニングする。

中間転写ベルト１２５は、無端のベルトであって、基層、弾性層、及びコート層から成る積層構造を有する導電性の軟質ベルトである。中間転写ベルト１２５は、画像形成部１２の上方において、略水平方向に配置された複数の張架ローラーに掛け回されている。張架ローラーは、定着装置１３の近傍に配置され中間転写ベルト１２５を回転駆動する駆動ローラー１２５Ａと、駆動ローラー１２５Ａに対して水平方向に所定間隔を置いて配設され従動回転する従動ローラー１２５Ｅと、を含む。中間転写ベルト１２５は、駆動ローラー１２５Ａに回転駆動力が与えられることにより、図１において時計方向に周回駆動される。

二次転写ローラー１９６には、二次転写バイアス印加部（不図示）が電気的に接続されている。二次転写ローラー１９６と駆動ローラー１２５Ａとの間に印加される転写バイアスによって、中間転写ベルト１２５上に形成されたトナー画像は、下方の搬送ローラー対１９２から搬送された用紙Ｐに転写される。ベルトクリーニング装置１９８は、従動ローラー１２５Ｅの外側に中間転写ベルト１２５を介して対向配置される。

定着装置１３は、内部に加熱源であるハロゲンランプなどの通電発熱体を備えた加熱ローラー１３２と、加熱ローラー１３２に対向配置された加圧ローラー１３４と、を備えている。定着装置１３は、画像形成部１２で転写された用紙Ｐ上のトナー像に対し、用紙Ｐが加熱ローラー１３２と加圧ローラー１３４との間の定着ニップ部を通過する間に加熱ローラー１３２から熱を与えて定着処理を施す。定着処理の完了したカラー印刷済みの用紙Ｐは、定着装置１３の上部から延設された排紙搬送路１９４を通って装置本体１１の頂部に設けられた排紙トレイ１５１へ向けて排出される。

給紙部１４は、装置本体１１の図１における右側壁に開閉自在に設けられた手差しトレイ１４１と、装置本体１１内における露光装置１２４より下方位置に挿脱可能に装着された給紙カセット１４２とを備えている。給紙カセット１４２は、複数枚の用紙Ｐが積層されてなる用紙束Ｐ１を収容する。給紙カセット１４２の上方には、ピックアップローラー１４３が設けられ、ピックアップローラー１４３は、給紙カセット１４２に収容された用紙束Ｐ１の最上位の用紙Ｐを用紙搬送路１９０へ向けて繰り出す。手差しトレイ１４１は、下部本体１１１の右面の下方位置に設けられた、用紙Ｐを１枚ずつ手差し操作で画像形成部１２へ向けて給紙するためのトレイである。

画像形成部１２の左方位置には、上下方向に延びる用紙搬送路１９０が形成されている。用紙搬送路１９０には、適所に搬送ローラー対１９２が設けられ、搬送ローラー対１９２は、給紙部１４から繰り出された用紙Ｐを、二次転写ローラー１９６を有する二次転写ニップ部へ向けて搬送する。

用紙排出部１５は、下部本体１１１と上部本体１１２との間に形成されている。用紙排出部１５は、下部本体１１１の上面に形成された排紙トレイ１５１を備える。排紙トレイ１５１は、画像形成部１２でトナー像が形成された用紙Ｐが、定着装置１３で定着処理が施された後に排出されるトレイである。

原稿読取部１６は、上部本体１１２の上面開口に装着された、原稿を載置するためのコンタクトガラス１６１と、このコンタクトガラス１６１に載置された原稿を押さえる開閉自在の原稿押さえカバー１６２と、コンタクトガラス１６１に載置された原稿の画像を走査して読み取る走査機構１６３とを備えている。走査機構１６３は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等のイメージセンサを用いて原稿の画像を光学的に読み取り、画像データを生成する。また、装置本体１１は、この画像データから作像画像を生成する画像処理部（不図示）を有する。

＜現像装置の構成＞
続いて、現像装置１２２について詳細に説明する。図２は、現像装置１２２の内部構造を概略的に示す上下および左右方向の断面図である。本実施形態における現像装置１２２には、後記の現像ローラー８３および磁気ローラー８２を備えるタッチダウン現像方式が採用されている。現像装置１２２は、該現像装置１２２の内部空間を画定する現像ハウジング８０を含む。この現像ハウジング８０には、所定の極性に帯電する非磁性体のトナーおよび磁性体のキャリアを含む現像剤を貯留する現像剤貯留部８１が備えられている。また、現像ハウジング８０の内部には、現像剤貯留部８１の上方に配置された磁気ローラー８２と、磁気ローラー８２の斜め上方位置で磁気ローラー８２に対向配置された現像ローラー８３と、磁気ローラー８２に対向配置された現像剤規制ブレード８４とが配設されている。また、現像装置１２２は、駆動部９６２と、現像バイアス印加部８８（バイアス印加部）とを備える（図２）。

現像剤貯留部８１は、現像装置１２２の長手方向に延びる２つの隣り合う現像剤貯留室８１ａ、８１ｂを含む。現像剤貯留室８１ａ、８１ｂは、現像ハウジング８０に一体に形成され長手方向に延びる仕切り板８０１によって互いに仕切られているが、長手方向（軸方向）における両端部において不図示の連通路によって互いに連通されている。各現像剤貯留室８１ａ、８１ｂには、軸回りに回転することにより現像剤を攪拌及び搬送するスクリューフィーダー８５、８６が収容されている。スクリューフィーダー８５、８６は、図略の駆動機構により回転駆動されるが、その回転方向が互いに逆方向に設定されている。これにより現像剤は、現像剤貯留室８１ａおよび現像剤貯留室８１ｂ間を攪拌されつつ循環搬送される。この攪拌により、トナーとキャリアとが混合され、トナーが例えばプラスに帯電される。

磁気ローラー８２は、現像装置１２２の長手方向に沿って配設されており、図２では時計方向に回転駆動される。磁気ローラー８２の内部には、固定式の所謂磁石ロール（固定磁石、図示せず）が配置されている。磁石ロールは複数の磁極を有しており、本実施形態では汲上極８２１、規制極８２２及び主極８２３を有する。汲上極８２１は現像剤貯留部８１に対向し、規制極８２２は現像剤規制ブレード８４に対向し、主極８２３は現像ローラー８３に対向している。

磁気ローラー８２は、汲上極８２１の磁力によって現像剤貯留部８１から現像剤をその周面８２Ａ上に磁気的に汲み上げる（受け取る）。磁気ローラー８２は、周面８２Ａ上に、汲み上げられた現像剤を磁気的に現像剤層（磁気ブラシ層）として担持する。磁気ローラー８２の回転に伴って、前記現像剤は現像剤規制ブレード８４に向けて搬送される。

現像剤規制ブレード８４は、磁気ローラー８２の回転方向から見て現像ローラー８３よりも上流側に配置され、磁気ローラー８２の周面８２Ａに磁気的に付着した現像剤層の層厚を規制する。また、現像剤規制ブレード８４は、磁気ローラー８２の周面８２Ａとの間で所定の寸法の規制ギャップＧを形成する。これにより、周面８２Ａ上には所定厚さの均一な現像剤層が形成される。

現像ローラー８３は、現像装置１２２の長手方向に沿って、且つ、磁気ローラー８２に対して平行に延びるように配設されており、図２では時計方向に回転駆動される。現像ローラー８３は、感光体ドラム１２１に対向して配置されている。現像ローラー８３は、円筒形状からなり、軸回りに回転される。現像ローラー８３は、磁気ローラー８２の周面８２Ａ上に保持された現像剤層に接触した状態で回転しつつ、前記現像剤層からトナーを受け取ってトナー層を担持する周面８３Ａを有する。現像動作が行なわれる現像時には、現像ローラー８３は、前記トナー層のトナーを感光体ドラム１２１の周面に供給する。本実施形態では、現像ローラー８３は、アルマイトの表面に樹脂コート（ナイロンコート）が施されたローラーである。

現像ローラー８３および磁気ローラー８２は、駆動部９６２によって回転駆動される。現像ローラー８３の周面８３Ａと磁気ローラー８２の周面８２Ａとの間には、所定の寸法の隙間Ｓが形成されている。隙間Ｓは例えば０．３ｍｍに設定されている。現像ローラー８３は、現像ハウジング８０に形成された開口を通して感光体ドラム１２１に臨むように配置され、周面８３Ａと感光体ドラム１２１の周面との間にも所定の寸法の隙間が形成されている。本実施形態では、前記隙間は０．１２ｍｍに設定されている。また、現像バイアス印加部８８は、磁気ローラー８２および現像ローラー８３に、直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスを印加する。

なお、現像動作時において現像バイアス印加部８８によって、磁気ローラー８２及び現像ローラー８３に印加される現像バイアスの一例は次の通りである。
磁気ローラー８２の直流電圧Ｖmag_dc；３００Ｖ
現像ローラー８３の直流電圧Ｖslv_dc；５０Ｖ
現像ローラー８３と磁気ローラー８２との間の交流電圧（Ｖｐｐ）Ｖmag_ac；１８００Ｖ（４．７ｋＨｚ）
現像ローラー８３の交流電圧（Ｖｐｐ）Ｖslv_ac；１３００Ｖ（４．７ｋＨｚ）
現像ローラー８３の交流電圧のＤｕｔｙ比；４５％
現像ローラー８３と磁気ローラー８２との間の交流電圧のＤｕｔｙ比；７０％
感光体ドラム１２１の画像部電位ＶＬ：＋２０Ｖ
感光体ドラム１２１の背景部電位Ｖｏ：＋２３０Ｖ
このように、感光体ドラム１２１と現像ローラー８３との間、また、現像ローラー８３と磁気ローラー８２との間には、高い交流電圧が印加される。特に、磁気ローラー８２から現像ローラー８３にトナーが供給され、更に、現像ローラー８３から感光体ドラム１２１にトナーが供給されるため、公知の一成分および二成分現像装置と比較して、トナーの移動のために、現像ローラー８３には高い交流電圧が印加される。

次に、図３乃至図６を参照して、本発明の第１の実施形態に係る感光体ドラム１２１および現像ローラー８３について更に詳述する。図３は、本実施形態に係る感光体ドラム１２１および現像ローラー８３の軸方向の長さの関係を示す模式図（Ａ）、および、現像ローラー８３の端部のコート層８３Ｃの膜厚の様子を示す模式的な断面図（Ｂ）である。図４は、現像ローラー８３のコート層８３Ｃの軸方向の膜厚の分布を示すグラフ（Ａ）、（Ｂ）である。図５は、現像ローラー８３のスリーブ８３０の断面図のである。図６は、本実施形態に係る現像ローラー８３と比較される他の現像ローラーおよび本実施形態に係る現像ローラー８３のそれぞれにフランジ部が装着された状態を示す断面図（Ａ）、（Ｂ）である。

図３（Ａ）を参照して、本実施形態では、感光体ドラム１２１の軸方向の長さが、現像ローラー８３の軸方向の長さよりも大きく設定されている。このため、現像ローラー８３の軸方向の両端部は、感光体ドラム１２１の軸方向の両端部よりも内側の領域Ｌにおいて感光体ドラム１２１に対向する。図３（Ｂ）および図６（Ｂ）を参照して、現像ローラー８３は、円筒形状のスリーブ８３０（基材）と、スリーブ８３０の軸方向の両端部に装着される一対のフランジ部８３５とを備える。スリーブ８３０は、アルミニウムからなる。また、スリーブ８３０は、樹脂製のコート層８３Ｃ（表面層）を備える。コート層８３Ｃは、後記の浸漬法によって形成される。また、フランジ部８３５は、フランジ端部８３５Ａと、圧入部８３５Ｂとを備える。フランジ端部８３５Ａは、スリーブ８３０の両端側に露出する。圧入部８３５Ｂは、スリーブ８３０の内周部に圧入される。更に、スリーブ８３０は、スリーブ中央部８３１（中央部）と、スリーブ小径部８３２（小径部）とを備える（図５）。スリーブ中央部８３１は、スリーブ８３０のうち軸方向の中央部に位置する領域である。一方、スリーブ小径部８３２は、スリーブ８３０のうち、軸方向の端縁から軸方向の内側に向かって所定の長さをもって設定され、かつ、スリーブ中央部８３１よりも小さな外径からなる領域である。すなわち、図５において、スリーブ中央部８３１の外径ＬＡは、スリーブ小径部８３２の外径ＬＢよりも大きく設定される。スリーブ小径部８３２は、感光体ドラム１２１上の画像形成領域よりも軸方向の外側に配置されている。

スリーブ８３０のコート層８３Ｃは、以下のような工程を経て製作される。まず、スリーブ８３０の外周面にアルマイト処理が施され、厚さ１０μｍのアルマイト層（酸化層）が形成される。なお、アルミニウムからなるスリーブ８３０の上に酸化層が形成されることで、コート層８３Ｃの基材に対する付着力が増大される。この結果、コート層８３Ｃの剥離が抑制される。その後、スリーブ８３０の表面、すなわち、アルマイト層の表面が１２０℃で１０分以上熱処理される。この熱処理は、コート層８３Ｃの乾燥工程においてクラックが生じることを抑止するため、予めスリーブ８３０にクラックを意図的に生じさせるために行われる。前記熱処理の時間は予め定められており、例えば、前記乾燥工程に要する時間以上に定められている。前記熱処理は、常に一定の温度で一定の時間だけ行われる。これにより、前記熱処理が行われる全てのスリーブ８３０に対して概ね定量のクラックが生じる。前記熱処理の後にコート層８３Ｃを形成する処理が行われる。具体的には、結着樹脂としてのナイロン樹脂、導電剤としての酸化チタン、および分散媒体としてのメタノール８００（重量部）が、直径１．０ｍｍのジルコニアビーズとともにボールミルで約４８時間混合され混合液が準備される。その混合液にアルマイト処理されたスリーブ８３０を所定時間浸漬させた後に引き上げ、１３０℃の高温環境の下で１０分間乾燥させる。なお、スリーブ８３０は、円筒形状の軸方向が鉛直方向に沿うように、混合液の中に浸漬される。この結果、厚み２μｍ〜１１μｍのコート層８３Ｃがコーティングされたスリーブ８３０が製作される。このように、コート層８３Ｃがコーティングされる前に、予め熱処理によってアルマイト層にクラックが生成される。このため、コート層８３Ｃに含有されている導電剤が、コート層８３Ｃの乾燥時にコート層８３Ｃの内部に発生する対流の影響で偏在することが防止される。この結果、導電材が均一に分散したコート層８３Ｃを形成することが可能になる。

一方、上記のような浸漬法によってコート層８３Ｃが形成される場合、スリーブ８３０の表面に付着した混合液は、引き上げ時の重力の影響によって下方に垂れ下がりやすい。このため、浸漬時に下端側に位置するスリーブ８３０の表面には、軸方向の中央部と比較して部分的に厚いコート層８３Ｃが形成される。特に、スリーブ８３０の下端部には、コート層８３Ｃの厚さが増した溜り部８３Ｃ１（図３（Ｂ））が形成されやすい。また、浸漬時に上端側に位置するスリーブ８３０の表面には、軸方向の中央部と比較して部分的に薄いコート層８３Ｃが形成されやすい。

図４（Ａ）は、スリーブ８３０に形成されたコート層８３Ｃの下端側の膜厚の分布を示している。一方、図４（Ｂ）は、スリーブ８３０に形成されたコート層８３Ｃの上端側の膜厚の分布を示している。いずれも、横軸は、スリーブ８３０の端部からの距離を示し、縦軸は、軸方向におけるそれぞれの位置に応じた膜厚を、コート層８３Ｃの平均膜厚に対する差分として示している。図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、コート層８３Ｃのうち上端部の薄い部分の長さは、下端部の厚い部分の長さよりも長い。また、コート層８３Ｃの上端部の最大膜厚減少分（３μｍ）は、下端部の最大膜厚増大分（３．５μｍ）に近似した値となっている。

更に、本実施形態では前述のように、スリーブ８３０にフランジ部８３５が装着される。図６（Ａ）は、本実施形態と同様のスリーブ８３０において、スリーブ小径部８３２（図６（Ｂ））がない場合の模式的な断面図である。フランジ部８３５の圧入部８３５Ｂがスリーブ８３０の端部に圧入されると、図６（Ａ）に示すように、スリーブ８３０の端部の外径が僅かに拡大する。この結果、コート層８３Ｃの端部が径方向外側に広がるため、感光体ドラム１２１と現像ローラー８３との間のギャップが部分的に狭くなり、現像バイアスの交流電圧が印加された場合にリークが発生しやすくなる。また、上記のように、コート層８３Ｃの下端部に溜り部８３Ｃ１が形成されている場合、感光体ドラム１２１と現像ローラー８３との間のギャップが更に狭くなる。

このような課題を解決するために、本実施形態に係る現像ローラー８３は、前述のスリーブ小径部８３２を備える。図６（Ｂ）を参照して、浸漬法によってスリーブ８３０の上にコート層８３Ｃが形成される前に、予めスリーブ８３０の下端部が切削加工されることで、スリーブ小径部８３２が形成される。その上で、前述のように、コート層８３Ｃが形成されると、スリーブ中央部８３１とスリーブ小径部８３２との間の段差形状に沿うように、コート層８３Ｃが形成される。なお、この場合もコート層８３Ｃの下端部には、僅かに溜り部８３Ｃ１が形成される。そして、図６（Ｂ）に示すように、フランジ部８３５の圧入部８３５Ｂがスリーブ８３０の端部に圧入されると、スリーブ小径部８３２が径方向外側に広がるように変形する。しかしながら、スリーブ小径部８３２はスリーブ中央部８３１よりも小径とされているため、溜り部８３Ｃ１の表面は、スリーブ中央部８３１上のコート層８３Ｃの表面と軸方向に沿って略面一とされる。このため、軸方向の端部において、現像ローラー８３と感光体ドラム１２１との間のギャップが部分的に狭くなり、リークが発生することが防止される。特に、感光体ドラム１２１および現像ローラー８３のうち、軸方向の長さが短い現像ローラー８３にスリーブ小径部８３２が備えられる。このため、軸方向の端部においてリークが発生することが更に防止される。なお、溜り部８３Ｃ１における局所的なリークを防止するために、圧入後の溜り部８３Ｃ１の外径が、スリーブ中央部８３１上のコート層８３Ｃの外径よりも小さくなるように、スリーブ小径部８３２の外径が設定されてもよい。

また、本実施形態では、図６（Ｂ）を参照して、スリーブ小径部８３２の軸方向における長さＬ１は、圧入部８３５Ｂの軸方向における長さＬ２よりも大きく設定されている。このため、圧入部８３５Ｂの圧入によって現像ローラー８３と感光体ドラム１２１との間のギャップが部分的に狭くなることが更に防止される。

また、本実施形態では、現像装置１２２が磁気ローラー８２および現像ローラー８３を備えるタッチダウン現像装置である。このように、現像ローラー８３に大きな交流電圧が印加される構成においても、リークの発生がスリーブ小径部８３２によって安定して防止される。

次に、図７を参照して、本発明の第２の実施形態に係る現像ローラー８３Ｐについて説明する。図７は、現像ローラー８３Ｐの端部の断面図である。本実施形態においても、現像ローラー８３Ｐの軸方向の長さは、不図示の感光体ドラムの軸方向の長さよりも短い。そして、現像ローラー８３Ｐのスリーブ８３０Ｐ（基材）の端部にスリーブ小径部８３２Ｐ（小径部）が形成されている。先の第１の実施形態の現像ローラー８３と異なり、現像ローラー８３Ｐは周面に磁性トナーを担持する。このため、現像ローラー８３Ｐの内部には、先の磁気ローラー８２と同様に、軸方向に沿って延びる固定磁石ＭＧが備えられている。固定磁石ＭＧの軸方向における長さは、現像ローラー８３Ｐの軸方向における長さよりも小さく設定されている。また、固定磁石ＭＧの軸方向の長さよりも短い領域に、前記感光体ドラムの周面において静電潜像が形成される画像形成領域ＩＡが設定されている。

図７に示すように、本実施形態では、スリーブ小径部８３２Ｐは、感光体ドラムの画像形成領域ＩＡよりも軸方向の外側に位置する。このため、画像形成領域ＩＡはスリーブ中央部８３１Ｐに含まれている。したがって、スリーブ小径部８３２Ｐの周辺において、現像ローラー８３Ｐと感光体ドラムとの間のギャップが部分的に変動した場合であっても、感光体ドラム上の静電潜像の現像剤による現像動作が安定したギャップをもって精度よく実現される。また、スリーブ小径部８３２Ｐは、固定磁石ＭＧよりも軸方向の外側に配置されている。このため、スリーブ小径部８３２Ｐの周辺に磁性トナーが付着することが抑止されるため、感光体ドラム上の静電潜像のトナーによる現像動作が安定して実現される。また、スリーブ小径部８３２Ｐに磁性トナーが付着しにくいため、磁性トナーを介してリークが発生することが防止される。なお、本実施形態においても、スリーブ８３０Ｐの周面に、浸漬法によるコート層が形成されてもよい。

次に、図８を参照して、本発明の第３の実施形態に係る現像ローラー８３Ｑについて説明する。図８は、現像ローラー８３Ｑの端部の断面図である。本実施形態においても、現像ローラー８３Ｑの軸方向の長さは、不図示の感光体ドラムの軸方向の長さよりも短い。そして、現像ローラー８３Ｑのスリーブ８３０Ｑ（基材）の端部にスリーブ小径部８３２Ｑ（小径部）が形成されている。現像ローラー８３Ｑは、フランジ部８３５Ｑを備え、フランジ部８３５Ｑの圧入部８３５ＢＱは、スリーブ８３０Ｑの端部に圧入される。先の第１の実施形態の現像ローラー８３と異なり、現像ローラー８３Ｑのスリーブ８３０Ｑは、インロー部８３６（被圧入部）を備える。インロー部８３６は、スリーブ８３０Ｑの軸方向の端部において部分的に内径が大きく設定された領域である。インロー部８３６には、フランジ部８３５Ｑの圧入部８３５ＢＱが圧入される。スリーブ小径部８３２Ｑの軸方向における長さＬ３は、インロー部８３６の軸方向における長さＬ４よりも大きく設定されている。

スリーブ８３０Ｑに予めインロー部８３６が備えられることによって、圧入部８３５ＢＱの圧入が容易に実現される。一方、インロー部８３６は、他の領域と比較して肉厚が薄くなり、変形しやすい。このような場合であっても、インロー部８３６よりも長い範囲にスリーブ小径部８３２Ｑが設けられている。このため、圧入部８３５ＢＱの圧入によってインロー部８３６の外側に位置するスリーブ小径部８３２Ｑが径方向に広がった場合であっても、スリーブ小径部８３２Ｑがスリーブ中央部８３１Ｑよりも感光体ドラム側に突出することが防止される。このため、現像ローラー８３Ｑと感光体ドラムとの間のギャップが部分的に狭くなることが防止され、リークの発生が防止される。

次に、図９を参照して、本発明の第４の実施形態に係る現像ローラー８３Ｒについて説明する。図９は、現像ローラー８３Ｒの端部の分解断面図である。本実施形態においても、現像ローラー８３Ｒの軸方向の長さは、不図示の感光体ドラムの軸方向の長さよりも短い。そして、現像ローラー８３Ｒのスリーブ８３０Ｒ（基材）の端部にスリーブ小径部８３２Ｒ（小径部）が形成されている。現像ローラー８３Ｒは、フランジ端部８３５ＡＲと圧入部８３５ＢＲとからなるフランジ部８３５Ｒを備える。フランジ部８３５Ｒの圧入部８３５ＢＲは、スリーブ８３０Ｒの端部に圧入される。また、スリーブ８３０Ｒの表面には、予め浸漬法によってコート層８３ＣＲ（表面層）が形成されている。コート層８３ＣＲは、スリーブ中央部８３１Ｒとスリーブ小径部８３２Ｒとの段差形状に沿うように形成される。

本実施形態では、圧入部８３５ＢＲの外径Ｌ５が、スリーブ８３０Ｒ単体の軸方向の端部の内径Ｌ６以上に設定されている。したがって、フランジ部８３５Ｒがスリーブ８３０Ｒに装着される際には、加圧によってスリーブ８３０Ｒの内周部を押し広げながら、圧入部８３５ＢＲがスリーブ８３０Ｒに圧入される。このため、圧入後のフランジ部８３５Ｒの脱離が防止される。しかしながら、上記のように、フランジ部８３５Ｒの装着に際し、スリーブ８３０Ｒのスリーブ小径部８３２Ｒは拡大されやすい。このため、本実施形態では、スリーブ小径部８３２Ｒの半径とスリーブ８３０Ｒの軸方向の中央部の半径との差（Ｌ７）の２倍の値が、圧入部８３５ＢＲの外径とスリーブ８３０Ｒ単体の軸方向の端部の内径との差、すなわち、図９のＬ５−Ｌ６よりも大きく設定されている。このため、フランジ部８３５Ｒの装着に伴うスリーブ小径部８３２Ｒの拡大量が、予め設定されたスリーブ小径部８３２Ｒのスリーブ中央部８３１Ｒに対する縮小量よりも小さくなる。したがって、圧入部８３５ＢＲの圧入によって現像ローラー８３Ｒと感光体ドラムとの間のギャップが部分的に狭くなることが更に防止される。

更に、本実施形態では、コート層８３ＣＲの厚さ（Ｌ８）の２倍の値が、圧入部８３５ＢＲの外径とスリーブ８３０Ｒ単体の軸方向の端部の内径との差、すなわち図９のＬ５−Ｌ６よりも大きく設定されている。このため、圧入部８３５ＢＲの圧入に伴って、コート層８３ＣＲの軸方向の端部がコート層８３ＣＲの軸方向の中央部よりも径方向外側に大きく突出することが防止される。

以上、本発明の各実施形態に係る画像形成装置１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く、例えば次のような変形実施形態を採用することができる。

（１）上記の各実施形態では、現像ローラー８３の軸方向の端部にスリーブ小径部８３２が備えられる態様で説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図１０は、本発明の変形実施形態に係る感光体ドラム１２１Ｓおよび現像ローラー８３Ｓの軸方向の長さの関係を示す模式図（Ａ）、および、感光体ドラム１２１Ｓの軸方向の端部の拡大断面図（Ｂ）である。本変形実施形態では、感光体ドラム１２１Ｓの軸方向の長さが現像ローラー８３Ｓの軸方向の長さよりも短く、感光体ドラム１２１Ｓに素管小径部１２１Ｈ（小径部）が備えられている。感光体ドラム１２１Ｓは、アルミニウム製の素管１２１Ｇ（基材）を備える。素管１２１Ｇの端部には、フランジ部１２１Ｆが装着される。また、素管１２１Ｇの表面には、先の第１の実施形態に係る現像ローラー８３のコート層８３Ｃと同様に、浸漬法によって機能層１２１Ｃ（電荷発生層、電荷輸送層）（表面層）が形成されている。機能層１２１Ｃは、素管小径部１２１Ｈを備える素管１２１Ｇの形状に沿うように形成される。機能層１２１Ｃの軸方向の端部には、溜り部１２１Ｃ１が突出している。

このような構成においても、素管１２１Ｇに予め素管小径部１２１Ｈが備えられることによって、溜り部１２１Ｃ１の発生やフランジ部１２１Ｆの圧入によっても、現像ローラー８３Ｓと感光体ドラム１２１Ｓとの間のギャップが端部において部分的に狭くなることが防止される。なお、感光体ドラム１２１の素管１２１Ｇの軸方向の端部には、部分的に機能層１２１Ｃを備えない領域が設けられてもよい。

（２）上記の第１の実施形態では、現像ローラー８３がコート層８３Ｃを備えるとともに、現像ローラー８３のスリーブ８３０にフランジ部８３５が装着される態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。現像ローラー８３がコート層８３Ｃを備えることなく、現像ローラー８３にフランジ部８３５が装着される態様でもよく、逆に、現像ローラー８３がコート層８３Ｃを備え、現像ローラー８３にフランジ部８３５が装着されない態様でもよい。感光体ドラム１２１側に小径部が備えられる場合も同様である。

１ 画像形成装置
１１ 装置本体
１２ 画像形成部
１２１、１２１Ｓ 感光体ドラム
１２１Ｃ 機能層（表面層）
１２１Ｇ 素管（基材）
１２１Ｈ 素管小径部（小径部）
１２２ 現像装置
８２ 磁気ローラー
８３、８３Ｐ、８３Ｑ、８３Ｒ 現像ローラー
８３０、８３０Ｐ、８３０Ｑ、８３０Ｒ スリーブ（基材）
８３１、８３１Ｐ、８３１Ｑ、８３１Ｒ スリーブ中央部（中央部）
８３２、８３２Ｐ、８３２Ｑ、８３２Ｒ スリーブ小径部（小径部）
８３Ｃ、８３ＣＲ コート層（表面層）
８３Ｃ１ 溜り部
８３５、８３５Ｒ フランジ部
８３５Ａ、８３５ＡＲ フランジ端部
８３５Ｂ、８３５ＢＲ 圧入部
８３６ インロー部（被圧入部）
８８ 現像バイアス印加部（バイアス印加部）
ＭＧ 固定磁石

Claims (11)

1. 円筒形状からなり、軸回りに回転され、周面に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装置と、
   を有し、
   前記現像装置は、前記感光体ドラムに対向して配置され、円筒形状からなり、軸回りに回転され、周面に現像剤を担持する現像ローラーを備え、
   前記感光体ドラムまたは前記現像ローラーは、前記周面の一部であって、前記回転における軸方向の端縁から前記軸方向の内側に向かって所定の長さをもって設定され、かつ、前記軸方向の中央部よりも小さな外径からなる小径部を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記感光体ドラムの前記軸方向の長さが前記現像ローラーの前記軸方向の長さよりも短い場合、前記感光体ドラムに前記小径部が備えられ、前記感光体ドラムの前記軸方向の長さが前記現像ローラーの前記軸方向の長さよりも長い場合、前記現像ローラーに前記小径部が備えられることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記感光体ドラムおよび前記現像ローラーのうち少なくとも前記小径部が備えられる回転体は、円筒形状の基材と前記基材の前記軸方向の端部に装着されるフランジ部とを備え、
   前記フランジ部は、前記基材の内周部に圧入される圧入部を含み、
   前記小径部は、前記基材の前記軸方向の端部に備えられていることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記小径部の前記軸方向における長さは、前記圧入部の前記軸方向における長さよりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記感光体ドラムおよび前記現像ローラーのうち少なくとも前記小径部が備えられる回転体は、前記基材の前記軸方向の端部において部分的に内径が大きく設定され、前記圧入部が圧入される被圧入部を含み、
   前記小径部の前記軸方向における長さは、前記被圧入部の前記軸方向における長さよりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記圧入部の外径が、前記基材単体の前記軸方向の端部の内径以上に設定され、
   前記小径部の外径と前記基材の前記軸方向の中央部の外径との差が、前記圧入部の外径と前記基材単体の前記軸方向の端部の内径との差よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項３または４に記載の画像形成装置。
7. 前記感光体ドラムまたは前記現像ローラーのうち少なくとも前記小径部が備えられる回転体は、前記軸方向が鉛直方向に沿うように前記回転体が浸漬される浸漬法によって形成される表面層を備え、
   前記小径部は、前記回転体のうち前記浸漬時に下端側に位置する領域に予め形成されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記感光体ドラムまたは前記現像ローラーのうち少なくとも前記小径部が備えられる回転体は、前記軸方向が鉛直方向に沿うように前記回転体が浸漬される浸漬法によって形成される表面層を備え、
   前記圧入部の外径が、前記基材単体の前記軸方向の端部の内径以上に設定され、
   前記表面層の厚さが、前記圧入部の外径と前記基材単体の前記軸方向の端部の内径との差の２分の１よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項３または４に記載の画像形成装置。
9. 前記小径部は、前記感光体ドラムの前記周面において前記静電潜像が形成される画像形成領域よりも前記軸方向の外側に位置することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記小径部は、前記現像ローラーに備えられ、
    前記現像ローラーは、内部に前記軸方向に沿って延びる固定磁石を含み、
    前記固定磁石の前記軸方向における長さは、前記現像ローラーの前記軸方向における長さよりも小さく設定され、
    前記小径部は、前記固定磁石よりも前記軸方向の外側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記現像ローラーは、周面に前記現像剤としてのトナーを担持し、
    前記現像装置は、
    前記現像ローラーに対して所定の間隔をおいて配置され、内部に前記軸方向に沿って延びる固定磁石を含み、回転され、周面に前記トナーおよびキャリアを担持する磁気ローラーと、
    前記現像ローラーおよび前記磁気ローラーに対して、直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスを印加するバイアス印加部と、
    を備えることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の画像形成装置。
    
    

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