JP2016170227A - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】像保持体と対向する現像領域において、現像性を向上させること。【解決手段】複数の磁極を有する磁石部材(11)と磁石部材(11)の外周を多い且つ回転可能に支持された回転部材(12)とを有し、磁石部材(11)で回転部材(12)の表面に保持された現像剤で像保持体の潜像を可視像に現像する現像剤保持体(R0y)と、を備え、回転部材(12)の表面に形成された凹凸における凹の最も深い位置(21)をゼロとし且つ凸の最も高い位置(22)を100とした場合の凹凸の平均の深さ(23)をyとし、凹凸の10点平均粗さをxとした場合に、y≧1.875×x+11.25を満足するように、回転部材(12)の凹凸が形成されたこと現像装置(Gy)。【選択図】図3
Description
本発明は、現像装置および画像形成装置に関する。
従来の複写機やプリンタ等の画像形成装置において、潜像を可視像に現像する現像装置に関して、以下の特許文献1に記載の技術が従来公知である。
特許文献1としての特開2008−292971号公報には、現像剤担持体の表面をブラスト加工で形成し、凹凸の表面平均粗さRzが20[μm]以上で、凹凸のピークの平均間隔Smが150[μm]以上、0.2[mm]中に存在する1[μm]以上の高さを持つ山の数が5個以上であり、表面がアルミニウムよりも高硬度にすることで、現像剤の搬送を経時的に安定させる技術が記載されている。
なお、特許文献1には、V字状の溝を周方向に対して、間隔をあけて形成した現像剤担持体も記載されている。
なお、特許文献1には、V字状の溝を周方向に対して、間隔をあけて形成した現像剤担持体も記載されている。
本発明は、像保持体と対向する現像領域において、現像性を向上させることを技術的課題とする。
前記技術的課題を解決するために、請求項1に記載の発明の現像装置は、
現像剤が収容される収容部と、
前記収容部内に配置された現像剤保持体であって、複数の磁極を有する磁石部材と、前記磁石部材の外周を覆い且つ回転可能に支持された回転部材と、を有し、前記磁石部材で前記回転部材の表面に保持された現像剤で像保持体の潜像を可視像に現像する前記現像剤保持体と、
を備え、
前記回転部材の表面に形成された凹凸における凹の最も深い位置をゼロとし且つ凸の最も高い位置を100とした場合の凹凸の平均の深さをyとし、前記凹凸の10点平均粗さをxとした場合に、
y≧1.875×x+11.25 …式(1)
を満足するように、前記回転部材の凹凸が形成された
ことを特徴とする。
現像剤が収容される収容部と、
前記収容部内に配置された現像剤保持体であって、複数の磁極を有する磁石部材と、前記磁石部材の外周を覆い且つ回転可能に支持された回転部材と、を有し、前記磁石部材で前記回転部材の表面に保持された現像剤で像保持体の潜像を可視像に現像する前記現像剤保持体と、
を備え、
前記回転部材の表面に形成された凹凸における凹の最も深い位置をゼロとし且つ凸の最も高い位置を100とした場合の凹凸の平均の深さをyとし、前記凹凸の10点平均粗さをxとした場合に、
y≧1.875×x+11.25 …式(1)
を満足するように、前記回転部材の凹凸が形成された
ことを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の現像装置において、
前記回転部材の凹凸が、円筒の表面にブラスト加工で形成された
ことを特徴とする。
前記回転部材の凹凸が、円筒の表面にブラスト加工で形成された
ことを特徴とする。
前記技術的課題を解決するために、請求項3に記載の発明の画像形成装置は、
像保持体と、
前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像の形成装置と、
前記像保持体の表面の潜像を可視像に現像する請求項1または2に記載の現像装置と、
前記像保持体の表面の可視像を媒体に転写する転写装置と、
前記媒体の表面の可視像を定着させる定着装置と、
を備えたことを特徴とする。
像保持体と、
前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像の形成装置と、
前記像保持体の表面の潜像を可視像に現像する請求項1または2に記載の現像装置と、
前記像保持体の表面の可視像を媒体に転写する転写装置と、
前記媒体の表面の可視像を定着させる定着装置と、
を備えたことを特徴とする。
請求項1,3に記載の発明によれば、式(1)を満足しない場合に比べて、像保持体と対向する現像領域において、現像性を向上させることができる。
請求項2に記載の発明によれば、V字状の溝を形成する場合に比べて、現像領域に搬送される現像剤のムラを低減できる。
請求項2に記載の発明によれば、V字状の溝を形成する場合に比べて、現像領域に搬送される現像剤のムラを低減できる。
次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態の具体例としての実施例を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
なお、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をX軸方向、左右方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向とし、矢印X,−X,Y,−Y,Z,−Zで示す方向または示す側をそれぞれ、前方、後方、右方、左方、上方、下方、または、前側、後側、右側、左側、上側、下側とする。
また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
なお、以下の図面を使用した説明において、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
なお、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をX軸方向、左右方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向とし、矢印X,−X,Y,−Y,Z,−Zで示す方向または示す側をそれぞれ、前方、後方、右方、左方、上方、下方、または、前側、後側、右側、左側、上側、下側とする。
また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
なお、以下の図面を使用した説明において、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
図1は実施例1の画像形成装置の説明図である。
図2は実施例1の画像形成装置の要部説明図である。
図1において、本発明の実施例1の画像形成装置の一例としての複写機Uは、記録部の一例であって、画像記録装置の一例としてのプリンタ部U1を有する。プリンタ部U1の上部には、読取部の一例であって、画像読取装置の一例としてのスキャナ部U2が支持されている。スキャナ部U2の上部には、原稿の搬送装置の一例としてのオートフィーダU3が支持されている。実施例1のスキャナ部U2には、入力部の一例としてのユーザインタフェースUIが支持されている。前記ユーザインタフェースUIは、操作者が入力をして、複写機Uの操作が可能である。
図2は実施例1の画像形成装置の要部説明図である。
図1において、本発明の実施例1の画像形成装置の一例としての複写機Uは、記録部の一例であって、画像記録装置の一例としてのプリンタ部U1を有する。プリンタ部U1の上部には、読取部の一例であって、画像読取装置の一例としてのスキャナ部U2が支持されている。スキャナ部U2の上部には、原稿の搬送装置の一例としてのオートフィーダU3が支持されている。実施例1のスキャナ部U2には、入力部の一例としてのユーザインタフェースUIが支持されている。前記ユーザインタフェースUIは、操作者が入力をして、複写機Uの操作が可能である。
オートフィーダU3の上部には、媒体の収容容器の一例としての原稿トレイTG1が配置されている。原稿トレイTG1には、複写しようとする複数の原稿Giが重ねて収容可能である。原稿トレイTG1の下方には、原稿の排出部の一例としての原稿の排紙トレイTG2が形成されている。原稿トレイTG1と原稿の排紙トレイTG2との間には、原稿の搬送路U3aに沿って、原稿の搬送ロールU3bが配置されている。
スキャナ部U2の上面には、透明な原稿台の一例としてのプラテンガラスPGが配置されている。実施例1のスキャナ部U2には、プラテンガラスPGの下方に、読取り用の光学系Aが配置されている。実施例1の読取り用の光学系Aは、プラテンガラスPGの下面に沿って、左右方向に移動可能に支持されている。なお、読取り用の光学系Aは、通常時は、図1に示す初期位置に停止している。
読取り用の光学系Aの右方には、撮像部材の一例としての撮像素子CCDが配置されている。撮像素子CCDには、画像処理部GSが電気的に接続されている。
画像処理部GSは、プリンタ部U1の書込回路DLに電気的に接続されている。書込回路DLは、潜像の形成装置の一例としてのLEDヘッドLHy,LHm,LHc,LHkに電気的に接続されている。
読取り用の光学系Aの右方には、撮像部材の一例としての撮像素子CCDが配置されている。撮像素子CCDには、画像処理部GSが電気的に接続されている。
画像処理部GSは、プリンタ部U1の書込回路DLに電気的に接続されている。書込回路DLは、潜像の形成装置の一例としてのLEDヘッドLHy,LHm,LHc,LHkに電気的に接続されている。
各LEDヘッドLHy〜LHkの上方には、像保持体の一例としての感光体ドラムPRy,PRm,PRc,PRkが配置されている。
各感光体ドラムPRy〜PRkには、帯電器の一例としての帯電ロールCRy,CRm,CRc,CRkが対向して配置されている。前記帯電ロールCRy〜CRkには、電源回路Eから帯電電圧が印加される。なお、電源回路Eは、制御部の一例としてのコントローラCにより制御される。前記コントローラCは、画像処理部GSや書込回路DL等との間でも信号の送受信を行って、各種制御を行う。
感光体ドラムPRy〜PRkの回転方向に対して、帯電ロールCRy〜CRkの下流側に設定された書込領域Q1y,Q1m,Q1c,Q1kにおいて、感光体ドラムPRy〜PRkの表面に対して、LEDヘッドLHy〜LHkから書込光が照射される。
感光体ドラムPRy〜PRkの回転方向に対して、書込領域Q1y〜Q1kの下流側に設定された現像領域Q2y,Q2m,Q2c,Q2kには、現像装置Gy,Gm,Gc,Gkが感光体ドラムPRy〜PRkの表面に対向して配置されている。
各感光体ドラムPRy〜PRkには、帯電器の一例としての帯電ロールCRy,CRm,CRc,CRkが対向して配置されている。前記帯電ロールCRy〜CRkには、電源回路Eから帯電電圧が印加される。なお、電源回路Eは、制御部の一例としてのコントローラCにより制御される。前記コントローラCは、画像処理部GSや書込回路DL等との間でも信号の送受信を行って、各種制御を行う。
感光体ドラムPRy〜PRkの回転方向に対して、帯電ロールCRy〜CRkの下流側に設定された書込領域Q1y,Q1m,Q1c,Q1kにおいて、感光体ドラムPRy〜PRkの表面に対して、LEDヘッドLHy〜LHkから書込光が照射される。
感光体ドラムPRy〜PRkの回転方向に対して、書込領域Q1y〜Q1kの下流側に設定された現像領域Q2y,Q2m,Q2c,Q2kには、現像装置Gy,Gm,Gc,Gkが感光体ドラムPRy〜PRkの表面に対向して配置されている。
感光体ドラムPRy〜PRkの回転方向に対して、現像領域Q2y〜Q2kの下流側には、1次転写領域Q3y,Q3m,Q3c,Q3kが設定されている。1次転写領域Q3y〜Q3kでは、中間転写体の一例としての中間転写ベルトBに接触している。また、1次転写領域Q3y,Q3m,Q3c,Q3kにおいて、中間転写ベルトBを挟んで感光体ドラムPRy〜PRkの反対側には、1次転写器の一例としての1次転写ロールT1y,T1m,T1c,T1kが配置されている。
感光体ドラムPRy〜PRkの回転方向に対して、1次転写領域Q3y〜Q3kの下流側には、像保持体の清掃器の一例としてのドラムクリーナCLy,CLm,CLc,CLkが配置されている。
感光体ドラムPRy〜PRkの回転方向に対して、1次転写領域Q3y〜Q3kの下流側には、像保持体の清掃器の一例としてのドラムクリーナCLy,CLm,CLc,CLkが配置されている。
前記感光体ドラムPRy〜PRkの上方には、中間転写装置の一例としてのベルトモジュールBMが配置されている。前記ベルトモジュールBMは、前記中間転写ベルトBを有する。中間転写ベルトBは、駆動部材の一例としての駆動ロールRdと、張架部材の一例としてのテンションロールRtと、蛇行補正部材の一例としてのウォーキングロールRw、従動部材の一例としてのアイドラロールRf、2次転写領域の対向部材の一例としてのバックアップロールT2aと、1次転写ロールT1y,T1m,T1c,T1kと、により回転可能に支持されている。
中間転写ベルトBを挟んでバックアップロールT2aの反対側には、2次転写部材の一例としての2次転写ロールT2bが配置されている。前記バックアップロールT2aと2次転写ロールT2bにより2次転写器T2が構成されている。また、2次転写ロールT2bと中間転写ベルトBとが対向する領域により2次転写領域Q4が形成される。
前記1次転写ロールT1y〜T1k、中間転写ベルトBおよび2次転写器T2等により、感光体ドラムPRy〜PRkに形成された画像を媒体に転写する実施例1の転写装置T1+T2+Bが構成されている。
前記1次転写ロールT1y〜T1k、中間転写ベルトBおよび2次転写器T2等により、感光体ドラムPRy〜PRkに形成された画像を媒体に転写する実施例1の転写装置T1+T2+Bが構成されている。
中間転写ベルトBの回転方向に対して、2次転写領域Q4の下流側には、中間転写体の清掃器の一例としてのベルトクリーナCLbが配置されている。
前記ベルトモジュールBMの上方には、現像剤の収容容器の一例としてのカートリッジKy,Km,Kc,Kkが配置されている。各カートリッジKy〜Kkには、現像装置Gy〜Gkに補給される現像剤が収容されている。前記カートリッジKy〜Kkと現像装置Gy〜Gkとの間は、図示しない現像剤の補給装置により接続されている。
前記ベルトモジュールBMの上方には、現像剤の収容容器の一例としてのカートリッジKy,Km,Kc,Kkが配置されている。各カートリッジKy〜Kkには、現像装置Gy〜Gkに補給される現像剤が収容されている。前記カートリッジKy〜Kkと現像装置Gy〜Gkとの間は、図示しない現像剤の補給装置により接続されている。
プリンタ部U1の下部には、媒体の収容容器の一例としての給紙トレイTR1〜TR3が配置されている。給紙トレイTR1〜TR3は、案内部材の一例としてのガイドレールGRにより前後方向に着脱可能に支持されている。給紙トレイTR1〜TR3には、媒体の一例としてのシートSが収容されている。
給紙トレイTR1〜TR3の左上方には、媒体の取出部材の一例としてのピックアップロールRpが配置されている。ピックアップロールRpの左方には、捌き部材の一例としての捌きロールRsが配置されている。
各給紙トレイTR1〜TR3の左方には、上方に延びる媒体の搬送路SHが形成されている。搬送路SHには、媒体の搬送部材の一例としての搬送ロールRaが複数配置されている。搬送路SHには、シートSの搬送方向の下流部であり且つ2次転写領域Q4の上流側に、送出部材の一例としてのレジロールRrが配置されている。
給紙トレイTR1〜TR3の左上方には、媒体の取出部材の一例としてのピックアップロールRpが配置されている。ピックアップロールRpの左方には、捌き部材の一例としての捌きロールRsが配置されている。
各給紙トレイTR1〜TR3の左方には、上方に延びる媒体の搬送路SHが形成されている。搬送路SHには、媒体の搬送部材の一例としての搬送ロールRaが複数配置されている。搬送路SHには、シートSの搬送方向の下流部であり且つ2次転写領域Q4の上流側に、送出部材の一例としてのレジロールRrが配置されている。
2次転写領域Q4の上方には、定着装置Fが配置されている。定着装置Fは、加熱部材の一例としての加熱ロールFhと、加圧部材の一例としての加圧ロールFpとを有する。加熱ロールFhと加圧ロールFpとの接触領域により、定着領域Q5が構成されている。
定着装置Fの斜め上方には、媒体の搬送部材の一例としての排出ローラRhが配置されている。排出ローラRhの右方には、媒体の排出部の一例としての排出トレイTRhが形成されている。
定着装置Fの斜め上方には、媒体の搬送部材の一例としての排出ローラRhが配置されている。排出ローラRhの右方には、媒体の排出部の一例としての排出トレイTRhが形成されている。
(画像形成動作の説明)
前記原稿トレイTG1に収容された複数の原稿Giは、プラテンガラスPG上の原稿の読み取り位置を順次通過して、原稿の排紙トレイTG2に排出される。
前記オートフィーダU3を使用して自動的に原稿を搬送して複写を行う場合は、読取り用の光学系Aは初期位置に停止した状態で、プラテンガラスPG上の読み取り位置を順次通過する各原稿Giを露光する。
原稿Giを作業者が手でプラテンガラスPG上に置いて複写を行う場合、読取り用の光学系Aが左右方向に移動して、プラテンガラスPG上の原稿が、露光されながら走査される。
前記原稿トレイTG1に収容された複数の原稿Giは、プラテンガラスPG上の原稿の読み取り位置を順次通過して、原稿の排紙トレイTG2に排出される。
前記オートフィーダU3を使用して自動的に原稿を搬送して複写を行う場合は、読取り用の光学系Aは初期位置に停止した状態で、プラテンガラスPG上の読み取り位置を順次通過する各原稿Giを露光する。
原稿Giを作業者が手でプラテンガラスPG上に置いて複写を行う場合、読取り用の光学系Aが左右方向に移動して、プラテンガラスPG上の原稿が、露光されながら走査される。
原稿Giからの反射光は、読取り用の光学系Aを通って、撮像素子CCDに集光される。前記撮像素子CCDは、撮像面上に集光された原稿の反射光が赤:R、緑:G、青:Bの電気信号に変換される。
画像処理部GSは、撮像素子CCDから入力されるRGBの電気信号を黒:K、イエロー:Y、マゼンタ:M、シアン:Cの画像情報に変換して一時的に記憶する。画像処理部GSは、一時的に記憶した画像情報を予め設定された時期に、潜像形成用の画像情報として書込回路DLに出力する。
なお、原稿画像が単色画像、いわゆる、モノクロの場合は、黒:Kのみの画像情報が書込回路DLに入力される。
画像処理部GSは、撮像素子CCDから入力されるRGBの電気信号を黒:K、イエロー:Y、マゼンタ:M、シアン:Cの画像情報に変換して一時的に記憶する。画像処理部GSは、一時的に記憶した画像情報を予め設定された時期に、潜像形成用の画像情報として書込回路DLに出力する。
なお、原稿画像が単色画像、いわゆる、モノクロの場合は、黒:Kのみの画像情報が書込回路DLに入力される。
前記書込回路DLは、図示しない各色Y,M,C,Kの各駆動回路を有し、入力された画像情報に応じた信号を予め設定された時期に、各色毎に配置されたLEDヘッドLHy〜LHkに出力する。
各感光体ドラムPRy〜PRkの表面は、帯電ロールCRy〜CRkによりに帯電される。LEDヘッドLHy〜LHkは、書込領域Q1y〜Q1kにおいて、感光体ドラムPRy〜PRkの表面に静電潜像を形成する。現像装置Gy〜Gkは、現像領域Q2y〜Q2kにおいて、感光体ドラムPRy〜PRkの表面の静電潜像を、可視像の一例としてのトナー像に現像する。現像装置Gy〜Gkで現像剤が消費されると、消費量に応じて、各カートリッジKy〜Kkから各現像装置Gy〜Gkに現像剤が補給される。
各感光体ドラムPRy〜PRkの表面は、帯電ロールCRy〜CRkによりに帯電される。LEDヘッドLHy〜LHkは、書込領域Q1y〜Q1kにおいて、感光体ドラムPRy〜PRkの表面に静電潜像を形成する。現像装置Gy〜Gkは、現像領域Q2y〜Q2kにおいて、感光体ドラムPRy〜PRkの表面の静電潜像を、可視像の一例としてのトナー像に現像する。現像装置Gy〜Gkで現像剤が消費されると、消費量に応じて、各カートリッジKy〜Kkから各現像装置Gy〜Gkに現像剤が補給される。
各感光体ドラムPRy〜PRkの表面のトナー像は、1次転写領域Q3y,Q3m,Q3c,Q3kに搬送される。各1次転写ロールT1y〜T1kには、電源回路Eから予め設定された時期にトナーの帯電極性と逆極性の1次転写電圧が印加される。したがって、1次転写領域Q3y〜Q3kにおいて、1次転写電圧により、感光体ドラムPRy〜PRkのトナー像は、中間転写ベルトBに順次重ねて転写される。なお、K色の単色の画像の場合は、K色のトナー像のみが、Kの感光体ドラムPRkから中間転写ベルトBに転写される。
前記各感光体ドラムPRy〜PRk上のトナー像は、前記1次転写ロールT1y,T1m,T1c,T1kにより、中間転写体の一例としての中間転写ベルトBに1次転写される。1次転写後の感光体ドラムPRy〜PRk表面の残留物、付着物は、感光体クリーナCLy〜CLkで清掃される。清掃された感光体ドラムPRy〜PRkの表面は、帯電ロールCRy〜CRkで再帯電される。
前記各給紙トレイTR1〜TR3のシートSは、予め設定された給紙時期にピックアップロールRpにより取り出される。ピックアップロールRpで取り出されたシートSは、複数枚のシートSが重なった状態で取り出された場合には、捌きロールRsで1枚づつ分離される。捌きロールRsを通過したシートSは、複数の搬送ロールRaにより、レジロールRrに搬送される。
前記レジロールRrは、中間転写ベルトBの表面のトナー像が2次転写領域Q4に移動する時期に合わせて、シートSを送り出す。
前記レジロールRrは、中間転写ベルトBの表面のトナー像が2次転写領域Q4に移動する時期に合わせて、シートSを送り出す。
レジロールRrから送り出されたシートSには、2次転写領域Q4を通過する際に、2次転写ロールT2bに印加された2次転写電圧により、中間転写ベルトBの表面のトナー像が転写される。
2次転写領域Q4を通過後の中間転写ベルトBの表面は、ベルトクリーナCLbにより残留トナーが除去されて清掃される。
2次転写領域Q4を通過したシートSは、定着領域Q5を通過する際に、定着装置Fによりトナー像が加熱および加圧されて定着される。
トナー像が定着された記録シートSは、排出ローラRhで排紙トレイTRhに排出される。
2次転写領域Q4を通過後の中間転写ベルトBの表面は、ベルトクリーナCLbにより残留トナーが除去されて清掃される。
2次転写領域Q4を通過したシートSは、定着領域Q5を通過する際に、定着装置Fによりトナー像が加熱および加圧されて定着される。
トナー像が定着された記録シートSは、排出ローラRhで排紙トレイTRhに排出される。
(現像装置の説明)
図3は実施例1の現像装置の説明図である。
図4は図3のIV−IV線断面図である。
次に、前記本発明の実施例1の現像装置Gy,Gm,Gc,Gkの説明をするが、各色の現像装置Gy,Gm,Gc,Gkは同様に構成されているため、Y色の現像装置Gyについてのみ詳細な説明をし、その他の色の現像装置Gm,Gc,Gkについては、詳細な説明を省略する。
図3、図4において、感光体ドラムPRyに対向して配置された現像装置Gyは、トナー及びキャリアとを含む2成分現像剤を収容する現像容器Vを有している。図3において、現像容器Vは、下部の容器本体1を有する。容器本体1の上部には、蓋部材の一例としての容器カバー2が支持されている。容器カバー2は、容器本体1の上面を塞いでいる。
図3は実施例1の現像装置の説明図である。
図4は図3のIV−IV線断面図である。
次に、前記本発明の実施例1の現像装置Gy,Gm,Gc,Gkの説明をするが、各色の現像装置Gy,Gm,Gc,Gkは同様に構成されているため、Y色の現像装置Gyについてのみ詳細な説明をし、その他の色の現像装置Gm,Gc,Gkについては、詳細な説明を省略する。
図3、図4において、感光体ドラムPRyに対向して配置された現像装置Gyは、トナー及びキャリアとを含む2成分現像剤を収容する現像容器Vを有している。図3において、現像容器Vは、下部の容器本体1を有する。容器本体1の上部には、蓋部材の一例としての容器カバー2が支持されている。容器カバー2は、容器本体1の上面を塞いでいる。
図3、図4において、現像容器本体1には、内部の左上部に、現像剤の保持体の収容部の一例としての現像ロール室4が形成されている。現像ロール室4の下方には、第1の収容室の一例としての供給室6が形成されている。供給室6は現像ロール室4と接続されている。供給室6の右方には、第2の収容室の一例としての撹拌室7が形成されている。
供給室6と撹拌室7との間は、仕切部材の一例としての仕切壁8で仕切られている。図4において、仕切壁8の前方には、第1の接続部の一例として、供給室6と撹拌室7とを接続する第1流入部8aが形成されている。なお、実施例1では、第1流入部8aは、現像ロール室4の前端よりも前方に配置されている。また、仕切壁8の後方には、第2の接続部の一例として、供給室6と撹拌室7とを接続する第2流入部8bが形成されている。
供給室6と撹拌室7との間は、仕切部材の一例としての仕切壁8で仕切られている。図4において、仕切壁8の前方には、第1の接続部の一例として、供給室6と撹拌室7とを接続する第1流入部8aが形成されている。なお、実施例1では、第1流入部8aは、現像ロール室4の前端よりも前方に配置されている。また、仕切壁8の後方には、第2の接続部の一例として、供給室6と撹拌室7とを接続する第2流入部8bが形成されている。
現像ロール室4には、現像剤の保持体の一例としての現像ロールR0yが収容されている。現像ロールR0yは左上方の外表面の一部が、感光体ドラムPRyに対向して配置されている。現像ロールR0yは、磁石部材の一例としての磁石ロール11を有する。図4において、磁石ロール11は、現像容器Vに回転不能に支持されている。図3、図4において、磁石ロール11の外周には、回転部材の一例としての現像スリーブ12が配置されている。現像スリーブ12は、現像容器Vに回転可能に支持されている。現像スリーブ12の後端には、駆動の伝達部材の一例としてのギアG0が支持されている。ギアG0には、駆動源の一例としての図示しないモータから駆動が伝達可能に構成されている。実施例1の現像装置Gyでは、モータから駆動が伝達された場合に、現像スリーブ12は、現像領域Q2yにおいて、感光体ドラムPRyの表面の移動方向と同方向に回転する
現像ロール室4の下方には、層厚の規制部材の一例としてのトリマー13が配置されている。実施例1のトリマー13は、前後方向に延びる円柱状に形成されている。トリマー13は、現像スリーブ12に対して、予め設定された隙間をあけて回転不能な状態で支持されている。
なお、前記磁石ロール11には、現像領域Q2yに対応して、現像磁極S1が設けられている。また、トリマー13に対向する位置には、層厚の規制用の磁極の一例としてのトリミング磁極N2が設けられている。トリミング磁極N2は、現像磁極S1とは逆極性の磁極により構成されている。また、現像スリーブ12の回転方向に対して、現像磁極S1の下流側には、現像磁極S1とは逆極性の搬送磁極N1が設けられている。現像スリーブ12の回転方向に対して、搬送磁極N1の下流側には、現像剤の離脱用の磁極の一例としてのピックオフ磁極S2が設けられている。ピックオフ磁極S2は、搬送磁極N1とは逆極性の磁極により構成されている。現像スリーブ12の回転方向に対して、ピックオフ磁極S2の下流側且つトリミング磁極N2の上流側には、現像剤の吸着用の磁極の一例としてのピックアップ磁極S3が設けられている。ピックアップ磁極S3は、ピックオフ磁極S2とは同極性且つトリミング磁極N2とは逆極性の磁極により構成されている。
なお、前記磁石ロール11には、現像領域Q2yに対応して、現像磁極S1が設けられている。また、トリマー13に対向する位置には、層厚の規制用の磁極の一例としてのトリミング磁極N2が設けられている。トリミング磁極N2は、現像磁極S1とは逆極性の磁極により構成されている。また、現像スリーブ12の回転方向に対して、現像磁極S1の下流側には、現像磁極S1とは逆極性の搬送磁極N1が設けられている。現像スリーブ12の回転方向に対して、搬送磁極N1の下流側には、現像剤の離脱用の磁極の一例としてのピックオフ磁極S2が設けられている。ピックオフ磁極S2は、搬送磁極N1とは逆極性の磁極により構成されている。現像スリーブ12の回転方向に対して、ピックオフ磁極S2の下流側且つトリミング磁極N2の上流側には、現像剤の吸着用の磁極の一例としてのピックアップ磁極S3が設けられている。ピックアップ磁極S3は、ピックオフ磁極S2とは同極性且つトリミング磁極N2とは逆極性の磁極により構成されている。
図3、図4において、供給室6には、第1の搬送部材の一例としての供給オーガ16が配置されている。供給オーガ16は、前後方向に延びる回転軸16aを有する。回転軸16aの外周には、螺旋状の搬送羽根16bが支持されている。また、回転軸16aの後端には、駆動の伝達部材の一例としてのギアG1が支持されている。
撹拌室7には、第2の搬送部材の一例としての撹拌オーガ17が配置されている。撹拌オーガ17は、供給オーガ16と同様に、回転軸17aと、搬送羽根17bと、ギアG2とを有する。各ギアG0〜G2は、互いに噛み合っている。
また、図4において、撹拌室7の後部には、カートリッジKyからの現像剤が補給される補給口7aが形成されている。
撹拌室7には、第2の搬送部材の一例としての撹拌オーガ17が配置されている。撹拌オーガ17は、供給オーガ16と同様に、回転軸17aと、搬送羽根17bと、ギアG2とを有する。各ギアG0〜G2は、互いに噛み合っている。
また、図4において、撹拌室7の後部には、カートリッジKyからの現像剤が補給される補給口7aが形成されている。
(現像装置の機能)
前記構成を備えた現像装置Gy〜Gkでは、画像形成が開始されると、モータが駆動して、各オーガ16,17が回転すると共に、現像ロールR0y〜R0kが回転する。実施例1では、供給オーガ16が回転すると、供給オーガ16は、供給室6の現像剤を、矢印Yaで示すように、第1流入部8aから第2流入部8bに向けて撹拌しながら搬送する。第2流入部8bまで搬送された現像剤は、第2流入部8bを通じて撹拌室7に流入する。撹拌オーガ17が回転すると、撹拌オーガ17は、撹拌室7の現像剤を、矢印Ybで示すように、第2流入部8bから第1流入部8aに向けて撹拌しながら搬送する。第1流入部8aまで搬送された現像剤は、第1流入部8aを通じて供給室6に流入する。よって、供給室6と撹拌室7とによって、循環室6+7が構成されている。
前記構成を備えた現像装置Gy〜Gkでは、画像形成が開始されると、モータが駆動して、各オーガ16,17が回転すると共に、現像ロールR0y〜R0kが回転する。実施例1では、供給オーガ16が回転すると、供給オーガ16は、供給室6の現像剤を、矢印Yaで示すように、第1流入部8aから第2流入部8bに向けて撹拌しながら搬送する。第2流入部8bまで搬送された現像剤は、第2流入部8bを通じて撹拌室7に流入する。撹拌オーガ17が回転すると、撹拌オーガ17は、撹拌室7の現像剤を、矢印Ybで示すように、第2流入部8bから第1流入部8aに向けて撹拌しながら搬送する。第1流入部8aまで搬送された現像剤は、第1流入部8aを通じて供給室6に流入する。よって、供給室6と撹拌室7とによって、循環室6+7が構成されている。
供給室6の現像剤は、ピックアップ磁極S3の磁力で、現像スリーブ12に吸着される。現像スリーブ12に吸着された現像剤は、トリマー13を通過する際に、トリマー13と現像スリーブ12との隙間に対応する予め設定された現像剤のみが通過する。トリマー13を通過した現像剤は、現像領域Q2y〜Q2kにおいて、感光体ドラムPRy〜PRkの潜像を現像する。現像に使用されなかった現像剤は、現像磁極S1と搬送磁極N1との間の磁界や搬送磁極N1とピックオフ磁極S2との間の磁界等で現像スリーブ12の表面に吸着されたまま搬送される。同極性のピックオフ磁極S2とピックアップ磁極S3との間では、現像剤を現像スリーブ12に吸着する磁力が低下する。よって、現像スリーブ12の表面に吸着された現像剤は、ピックオフ磁極S2とピックアップ磁極S3との間で、現像スリーブ12から離脱して、循環室6+7に戻される。
(現像スリーブ12の説明)
実施例1の現像スリーブ12では、金属製の円筒の表面に、ショットブラスト加工で凹凸が形成されている。
ここで、実施例1では、現像スリーブ12の表面に形成された凹凸における凹の最も深い位置を「0」とし且つ凸の最も高い位置を「100」とした場合の凹凸の平均の深さをyとし、凹凸の10点平均粗さをxとした場合に、以下の式(1)を満足するように、凹凸が形成されている。
y≧1.875×x+11.25 …式(1)
なお、以下の本文において、前記「y」を「duty」と呼び、「x」を「粗さRz」と表記する。
実施例1の現像スリーブ12では、金属製の円筒の表面に、ショットブラスト加工で凹凸が形成されている。
ここで、実施例1では、現像スリーブ12の表面に形成された凹凸における凹の最も深い位置を「0」とし且つ凸の最も高い位置を「100」とした場合の凹凸の平均の深さをyとし、凹凸の10点平均粗さをxとした場合に、以下の式(1)を満足するように、凹凸が形成されている。
y≧1.875×x+11.25 …式(1)
なお、以下の本文において、前記「y」を「duty」と呼び、「x」を「粗さRz」と表記する。
図5は実施例の現像スリーブの表面の凹凸の説明図であり、図5Aはdutyが小さい場合の説明図、図5Bはdutyが大きい場合の説明図である。
図5において、図5Aおよび図5Bのように、凹凸の最も深い位置21と最も高い位置22とが同一でも、平均的な凹凸の深さが異なる場合がある。すなわち、ショットブラスト加工時に、衝突させる投射材の硬さや衝突速度、現像スリーブ12の硬さ等の条件によって、平均的な深さ23が、異なる場合がある。例えば、アルミニウム製の現像スリーブ12に対してショットブラスト加工をした場合、図5Aに示すような表面の状態となり、SUS製の現像スリーブ12に対してショットブラスト加工をした場合、図5Bに示すような表面の状態となる。実施例1では、この平均的な深さ23をdutyとし、深い位置21を0%とし、高い位置22を100%とした場合の、平均的な深さ23の位置の値[%]をdutyの値として説明する。
なお、上記の説明から理解可能であるが、duty100%は、Rz=0と同等のことになる。
図5において、図5Aおよび図5Bのように、凹凸の最も深い位置21と最も高い位置22とが同一でも、平均的な凹凸の深さが異なる場合がある。すなわち、ショットブラスト加工時に、衝突させる投射材の硬さや衝突速度、現像スリーブ12の硬さ等の条件によって、平均的な深さ23が、異なる場合がある。例えば、アルミニウム製の現像スリーブ12に対してショットブラスト加工をした場合、図5Aに示すような表面の状態となり、SUS製の現像スリーブ12に対してショットブラスト加工をした場合、図5Bに示すような表面の状態となる。実施例1では、この平均的な深さ23をdutyとし、深い位置21を0%とし、高い位置22を100%とした場合の、平均的な深さ23の位置の値[%]をdutyの値として説明する。
なお、上記の説明から理解可能であるが、duty100%は、Rz=0と同等のことになる。
前記構成を備えた実施例1の現像装置Gy〜Gkでは、現像スリーブ12の表面にブラスト加工で凹凸が形成されている。ここで、現像スリーブ12の表面に凹凸が形成されていないと、現像スリーブ12の回転時に現像剤が表面に沿って滑ってしまい、現像領域Q2y〜Q2kに現像剤が安定して搬送されない。よって、特許文献1に記載のように、現像スリーブ12の表面にV字状の溝を形成したり、ブラスト加工をしたり、エッチングをしたりして、従来から凹凸が形成されている。
近年の画像形成装置では、高画質化や、使用時の費用、いわゆるランコストの削減の目的で小径の現像剤が使用されている。また、単位時間当たりの印刷枚数も高速化している。したがって、小径の現像剤は、従来の現像剤に比べて、現像スリーブ12の表面に沿って滑って脱落しやすい。また、高速で現像スリーブ12が回転すると、現像剤が遠心力で脱落しやすい。さらに、高速で現像スリーブ12が回転すると、現像領域Q2y〜Q2kの通過時間が短くなり、現像スリーブ12の表面に保持された現像剤のムラの影響が出やすくなったり、電界が作用する時間が短くなったりして、現像性能が低下しやすい。
図6は感光体と現像ロールの表面との隙間の説明図である。
図6において、感光体ドラムPRy〜PRkと、現像スリーブ12との間隔、いわゆる、DRS:Drum to Roll Spaceは、感光体ドラムPRy〜PRkの表面と現像スリーブ12の表面、すなわち、凹凸の最も高い位置22との間で設定される。ここで、特許文献1に記載の技術のように、Rzが大きい場合、凹凸の最も高い位置22と最も深い位置21との高低差が大きくなる。したがって、DRSが一定の場合、Rzの値にかかわらず、最も高い位置22と感光体ドラムPRy〜PRkの間隔DRSは一定であるが、最も深い位置21と感光体ドラムPRy〜PRkとの間隔は、Rzが大きくなるほど、大きくなる。したがって、特許文献1に記載の技術のようにRzが大きいと、最も深い位置21では、最も高い位置22に比べて、現像領域Q2y〜Q2kにおける電界が弱くなり、現像性能が低下する問題がある。
図6において、感光体ドラムPRy〜PRkと、現像スリーブ12との間隔、いわゆる、DRS:Drum to Roll Spaceは、感光体ドラムPRy〜PRkの表面と現像スリーブ12の表面、すなわち、凹凸の最も高い位置22との間で設定される。ここで、特許文献1に記載の技術のように、Rzが大きい場合、凹凸の最も高い位置22と最も深い位置21との高低差が大きくなる。したがって、DRSが一定の場合、Rzの値にかかわらず、最も高い位置22と感光体ドラムPRy〜PRkの間隔DRSは一定であるが、最も深い位置21と感光体ドラムPRy〜PRkとの間隔は、Rzが大きくなるほど、大きくなる。したがって、特許文献1に記載の技術のようにRzが大きいと、最も深い位置21では、最も高い位置22に比べて、現像領域Q2y〜Q2kにおける電界が弱くなり、現像性能が低下する問題がある。
これに対して、実施例1の現像スリーブ12では、表面の凹凸が式(1)を満足する。したがって、式(1)を満足する現像スリーブ12では、dutyは高く、粗さRzは比較的小さくなる。したがって、Rzが小さくなっており、最も深い位置21で、電界が弱まりにくく、且つ、duty、すなわち、平均的な深さ23も高く(浅く)なっており、全体として、電界が弱まりにくい。よって、従来の構成に比べて現像性能が向上する。
特に、実施例1の現像スリーブ12では、表面の凹凸が、V溝加工ではなく、ブラスト加工で形成されている。V溝加工では、周方向で凹凸が登場する周期が、ブラスト加工の場合に比べて、大きくなる。よって、現像領域Q2y〜Q2kに搬送される現像剤が溝の周期に応じて、周期的なムラが発生しやすい。これに対して、ブラスト加工の実施例1では、V溝加工の場合に比べて、周期が小さくなり、現像領域Q2y〜Q2kに搬送される現像剤の周期的なムラも低減される。
特に、実施例1の現像スリーブ12では、表面の凹凸が、V溝加工ではなく、ブラスト加工で形成されている。V溝加工では、周方向で凹凸が登場する周期が、ブラスト加工の場合に比べて、大きくなる。よって、現像領域Q2y〜Q2kに搬送される現像剤が溝の周期に応じて、周期的なムラが発生しやすい。これに対して、ブラスト加工の実施例1では、V溝加工の場合に比べて、周期が小さくなり、現像領域Q2y〜Q2kに搬送される現像剤の周期的なムラも低減される。
次に、実施例1の効果を確認するために実験を行った。
(実験例1)
実験例1では、Rzとdutyと、現像性との関係を観測した。
実験例1では、富士ゼロックス株式会社製のColor 1000 Pressを改造して行った。実験例1では、体積平均粒径が3.8μmのトナーを使用した。
現像性は、濃度100%の画像を印刷した場合の感光体ドラムPRy〜PRkの表面に移動した単位面積当たりのトナー量、いわゆるDMA:Development Mass per Areaに基づいて判断をした。
(実験例1)
実験例1では、Rzとdutyと、現像性との関係を観測した。
実験例1では、富士ゼロックス株式会社製のColor 1000 Pressを改造して行った。実験例1では、体積平均粒径が3.8μmのトナーを使用した。
現像性は、濃度100%の画像を印刷した場合の感光体ドラムPRy〜PRkの表面に移動した単位面積当たりのトナー量、いわゆるDMA:Development Mass per Areaに基づいて判断をした。
図7は実験例および比較例の一覧表である。
実験例1−1では、sus:ステンレス製の現像スリーブ12を使用した。Rzは17[μm]であり、dutyは55[%]に設定した。
実験例1−2では、ステンレス製の現像スリーブ12を使用した。Rzは8.1[μm]であり、dutyは52[%]に設定した。
実験例1−3では、アルミニウム製の現像スリーブ12を使用した。Rzは22[μm]であり、dutyは52.5[%]に設定した。
実験例1−4では、アルミニウム製の現像スリーブ12を使用した。Rzは18[μm]であり、dutyは45[%]に設定した。
実験例1−5では、アルミニウム製の現像スリーブ12を使用した。Rzは14[μm]であり、dutyは51[%]に設定した。
実験例1−1では、sus:ステンレス製の現像スリーブ12を使用した。Rzは17[μm]であり、dutyは55[%]に設定した。
実験例1−2では、ステンレス製の現像スリーブ12を使用した。Rzは8.1[μm]であり、dutyは52[%]に設定した。
実験例1−3では、アルミニウム製の現像スリーブ12を使用した。Rzは22[μm]であり、dutyは52.5[%]に設定した。
実験例1−4では、アルミニウム製の現像スリーブ12を使用した。Rzは18[μm]であり、dutyは45[%]に設定した。
実験例1−5では、アルミニウム製の現像スリーブ12を使用した。Rzは14[μm]であり、dutyは51[%]に設定した。
比較例1−1では、sus:ステンレス製の現像スリーブ12を使用した。Rzは28.2[μm]であり、dutyは50[%]に設定した。
比較例1−2では、アルミニウム製の現像スリーブ12を使用した。Rzは18.6[μm]であり、dutyは40[%]に設定した。
比較例1−3では、アルミニウム製の現像スリーブ12を使用した。Rzは25[μm]であり、dutyは54[%]に設定した。
比較例1−4では、アルミニウム製の現像スリーブ12を使用した。Rzは30[μm]であり、dutyは45[%]に設定した。
実験結果を図8に示す。
比較例1−2では、アルミニウム製の現像スリーブ12を使用した。Rzは18.6[μm]であり、dutyは40[%]に設定した。
比較例1−3では、アルミニウム製の現像スリーブ12を使用した。Rzは25[μm]であり、dutyは54[%]に設定した。
比較例1−4では、アルミニウム製の現像スリーブ12を使用した。Rzは30[μm]であり、dutyは45[%]に設定した。
実験結果を図8に示す。
図8は実験結果の説明図であり、図8Aは横軸にRzを取り縦軸にdutyを取ったグラフであり、図8Bは横軸にRzを取り縦軸に現像性を取ったグラフ、図8Cは横軸にdutyを取り縦軸に現像性を取ったグラフである。
図8B、図8Cにおいて、現像性が4.2[g/m2]以上を許容値とした。なお、DMAが4.2よりも低いと、濃度が薄くなり、スキャンした画像とプリント画像との色差が大きくなる問題がある。
このとき、図8Aにおいて、実験例1−1〜1−5が式(1)を満足する領域に入り、比較例1−1〜1−4が式(1)を満足しない領域となることが確認された。
図8B、図8Cにおいて、現像性が4.2[g/m2]以上を許容値とした。なお、DMAが4.2よりも低いと、濃度が薄くなり、スキャンした画像とプリント画像との色差が大きくなる問題がある。
このとき、図8Aにおいて、実験例1−1〜1−5が式(1)を満足する領域に入り、比較例1−1〜1−4が式(1)を満足しない領域となることが確認された。
(変更例)
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例(H01)〜(H03)を下記に例示する。
(H01)前記実施例において、画像形成装置の一例としての複写機を例示したが、これに限定されず、例えば、プリンタ、FAX、あるいはこれらの複数または全ての機能を有する複合機等により構成することも可能である。
(H02)前記実施例において、複写機Uは、4色の現像剤が使用される構成を例示したが、これに限定されず、例えば、単色の画像形成装置や、5色以上または3色以下の多色の画像形成装置にも適用可能である。
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例(H01)〜(H03)を下記に例示する。
(H01)前記実施例において、画像形成装置の一例としての複写機を例示したが、これに限定されず、例えば、プリンタ、FAX、あるいはこれらの複数または全ての機能を有する複合機等により構成することも可能である。
(H02)前記実施例において、複写機Uは、4色の現像剤が使用される構成を例示したが、これに限定されず、例えば、単色の画像形成装置や、5色以上または3色以下の多色の画像形成装置にも適用可能である。
(H03)前記実施例において、磁石ロール11の磁極の数は、例示した5つに限定されない。例えば、3極や7極以上といった奇数個の磁極を有する磁石ロールを採用可能である。
11…磁石部材、
12…回転部材、
21…凹の最も深い位置、
22…凸の最も高い位置、
23…凹凸の平均の深さ、
F…定着装置、
Gy,Gm,Gc,Gk…現像装置、
LHy,LHm,LHc,LHk…潜像の形成装置、
PRy,PRm,PRc,PRk…像保持体、
R0y,R0m,R0c,R0k…現像剤保持体、
Rz…10点平均粗さ、
S…媒体、
T1+T2+B…転写装置、
U…画像形成装置、
V…収容部。
12…回転部材、
21…凹の最も深い位置、
22…凸の最も高い位置、
23…凹凸の平均の深さ、
F…定着装置、
Gy,Gm,Gc,Gk…現像装置、
LHy,LHm,LHc,LHk…潜像の形成装置、
PRy,PRm,PRc,PRk…像保持体、
R0y,R0m,R0c,R0k…現像剤保持体、
Rz…10点平均粗さ、
S…媒体、
T1+T2+B…転写装置、
U…画像形成装置、
V…収容部。
Claims (3)
- 現像剤が収容される収容部と、
前記収容部内に配置された現像剤保持体であって、複数の磁極を有する磁石部材と、前記磁石部材の外周を覆い且つ回転可能に支持された回転部材と、を有し、前記磁石部材で前記回転部材の表面に保持された現像剤で像保持体の潜像を可視像に現像する前記現像剤保持体と、
を備え、
前記回転部材の表面に形成された凹凸における凹の最も深い位置をゼロとし且つ凸の最も高い位置を100とした場合の凹凸の平均の深さをyとし、前記凹凸の10点平均粗さをxとした場合に、
y≧1.875×x+11.25 …式(1)
を満足するように、前記回転部材の凹凸が形成された
ことを特徴とする現像装置。 - 前記回転部材の凹凸が、円筒の表面にブラスト加工で形成された
ことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。 - 像保持体と、
前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像の形成装置と、
前記像保持体の表面の潜像を可視像に現像する請求項1または2に記載の現像装置と、
前記像保持体の表面の可視像を媒体に転写する転写装置と、
前記媒体の表面の可視像を定着させる定着装置と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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