JP4053010B2 - 現像装置と現像装置を内蔵する画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真法を用いたプリンタやＦＡＸ等の画像形成装置に関する。

従来、電子写真法を用いた画像形成装置は、図１に示すような構成を有し、以下のように電子写真法が実行される。帯電ローラ２は、感光体１の表面を一様に帯電させる。光源３は、帯電された感光体表面を、印刷データに従って露光して、静電潜像を形成する。現像ローラ４は、静電潜像にトナー等の現像剤を付着させて、静電潜像を可視像化する。トナー供給ローラ５は現像剤を帯電させて現像ローラ４へ供給する。現像ブレード６は、現像ローラ４上に、均一な厚さのトナー層を形成する。転写ローラ７は、感光体１上にあるトナー像を記録媒体に転写する。クリーニングブレード８は、転写ローラ７へ転写されずに感光体１上に残留したトナーを回収する。シール部材９は、現像ローラ４の長手方向の端部の円周面に押圧され、現像ローラ４の長手方向の端部からトナーが外部へ漏れないようにシールする。シール部材９が接触する部分の現像ローラ４の表面粗さを小さくして滑らかにすることで、トナーが漏れるのを防ぐ。また、現像ローラ４の端部に円筒形状のフィルムなどを取付けることで、現像が漏れることを防止していた。

特開２００３−４３８１２号公報

しかし、シール部材９を現像―ラ４端部の円周面に押し付けても、トナーの漏れ防止としては不十分であり、トナーが外部へ漏洩することもあった。すなわち、シール部材９を現像ローラ４に強く押し付けることによりトナーが漏れなくなるが、強く押しつけると、現像ローラ４とシール部材９と現像ローラ４間の摩擦力が増すので、より大きな駆動トルクが必要となる。そのため、シール部材９を押し付ける力を制限する必要がある。

本発明に係る現像装置は、感光体上に形成された静電潜像に現像剤を付着させて現像する現像ローラと、
前記現像ローラの長手方向の端部近傍に配設され、前記現像ローラに押圧されて現像剤をシールするシール部材と
を有する現像装置において、
前記現像ローラが、
回転シャフトと、
前記回転シャフトの外周に設けられ、前記シール部材と接触する円周状の外表面を有する弾性層とを有し、
前記現像ローラと前記シール部材との接触領域において、前記現像ローラの長手方向における外側の端部に向かって、前記現像ローラと前記シール部材との押圧力が大きくなるように前記弾性層の外径が大きくなり、
前記接触領域での前記現像ローラの外径の最大値と最小値との差Δφ（μｍ）が、１０μｍ＜Δφ＜３００μｍの範囲にあることを特徴とする。

本発明に係る現像装置は、また、感光体上に形成された静電潜像に現像剤を付着させて現像する現像ローラと、
前記現像ローラの長手方向の端部近傍に配設され、前記現像ローラに押圧されて現像剤をシールするール部材と
を有する現像装置において、
前記現像ローラが、
回転シャフトと、
前記回転シャフトの外周に設けられ、前記シール部材と接触する円周状の外表面を有する弾性層とを有し、
前記現像ローラと前記シール部材との接触領域において、前記現像ローラの長手方向における中央部と外側の端部との間で、前記現像ローラと前記シール部材との押圧力が最大となるように前記弾性層の外径が最大外径となり、
前記接触領域での前記現像ローラの外径の最大値と最小値との差Δφ（μｍ）が、１０μｍ＜Δφ＜３００μｍの範囲にあることを特徴とする。

前記現像剤の平均粒径をψ（μｍ）とすると、Δφ＞（５０／ψ）＋５μｍの関係があることを特徴とする。

本発明に係る現像装置は、また、感光体上に形成された静電潜像に現像剤を付着させて現像する現像ローラと、
前記現像ローラの長手方向の端部近傍に配設され、前記現像ローラに押圧されて現像剤をシールするシール部材と
を有する現像装置において、
前記現像ローラが、
回転シャフトと、
前記回転シャフトの外周に設けられた弾性層と、
前記弾性層の外周に設けられ、円周状の外表面を有する樹脂コート層とを有し、
前記樹脂コート層の前記外表面が前記シール部材と接触し、
前記現像ローラと前記シール部材との接触領域において、前記現像ローラの長手方向における外側の端部に向かって、前記現像ローラと前記シール部材との押圧力が大きくなるように前記弾性層の外径が大きくなり、
前記接触領域での前記現像ローラの外径の最大値と最小値との差Δφ（μｍ）が、１０μｍ＜Δφ＜３００μｍの範囲にあることを特徴とする。

前記樹脂コート層の厚みをｔ（μｍ）とすると、２μｍ＜ｔ＜１００μｍであることを特徴とする。

前記現像ローラと前記シール部材との接触領域において、前記現像ローラの外径が最小となる部分があり、前記現像ローラの外径が最小となる前記部分から、前記現像ローラの中央部までの範囲にわたって、前記現像ローラの外径が、前記現像ローラの中央部に向う方向に徐々に大きくなることを特徴とする。

前記弾性層は、前記端部に近づくにつれて、前記現像ローラの回転軸線から階段的に遠ざかる外表面を有することを特徴とする。

前記弾性層の中央部における外径をφｍｉｄ（μｍ）とし、前記中央部と長手方向の端部との間における外径の最小値をφＡ（μｍ）とすると、１０μｍ＜（φｍｉｄ―φＡ）＜５００μｍであることを特徴とする。

前記弾性層の端面が、回転軸に対して傾斜して形成されることを特徴とする。

前記弾性層は、前記端部に近づくにつれて、前記現像ローラの回転軸線から連続的に遠ざかる外表面を有することを特徴とする。

前記弾性層は、前記端部に近づくにつれて、前記現像ローラの回転軸線から階段的に遠ざかる外表面をを有することを特徴とする。
前記弾性層は、前記端部に近づくにつれて、前記現像ローラの回転軸線から連続的に近づく外表面をを有することを特徴とする。

現像ローラの長手方向の端部付近から最端部に向かって、外径が徐々に大きくなる形状としたので、トナーが、現像ローラの長手方向の端部に向かって抜け出すことがなくなり、トナーが外側へ漏れることを防止している。

現像ローラは長手方向の中央部に近づくにつれて外径が大きくなる形状とすることで、現像ローラが感光体に圧接するとき、現像ローラの長手方向にわたって、圧力を均一に保つ。これにより、トナーが現像ローラから感光体へ移動する効率が、現像ローラの長手方向にわたって均一になる。

現像ローラの長手方向の端面が、シャフトに対して、９０度以外の角度θを成す平面内にあるように形成したことにより、現像ローラの回転時に、圧力が最も高い最大外径部が軸方向に沿って繰り返し移動する効果がある。したがって、トナーを内側へ押し戻す力を加えることができ、これにより、トナーが外部へ漏れるのを防ぐ。

現像ローラの弾性層の端部面から、シール部材を押しつける構造にすることで、現像ローラ上に均一にトナーの層が形成されている面においても、トナーが、外部へ漏れるのを防ぐ。したがって、トナーの漏洩防止を確実に行うことができる。

実施の形態１
図１は、実施の形態１に係わる電子写真式画像形成装置を示す。図１を参照して、実施の形態１に係わる画像形成装置の構成を説明する。

この画像形成装置は、感光体１、帯電ローラ２、光源３、現像ローラ４、トナー供給ローラ５、現像ブレ―ド６、転写ローラ７、クリーニングブレード８及びシ−ル部材９を有する。帯電ローラ２、現像ローラ４、転写ローラ７、クリーニングブレード８は、感光体１に接触して配置される。現像ローラ４に隣接して、現像ブレード６とトナー供給ローラ５を配置する。また、シール部材９を現像ローラ４の長手方向の両端部の近くに配置し、円周面に押し付けて配置する。

図２は、感光体１、現像ローラ４、トナー供給ローラ５及びシール部材９の構成図を示す。シール部材９の内側の円周面９ａが、現像ローラ４の円周面に密着するように、シール部材９を現像ローラ４に押し付けてある。また、シール部材９の角の部分９ｂで、現像ローラを押しつけることは避ける。実施の形態１では、図１に示すように、現像ローラ４が反時計方向に、現像ブレード６が時計方向に回転するように駆動しているが、現像ローラ４が時計方向に、現像ブレード６が反時計方向に回転するように駆動してもよい。現像ローラ４は、金属製のシャフト４２を有し、このシャフト４２の外周に弾性体を有する。弾性層４２の構造は、１層として形成したが、２層以上に構成してもよい。たとえば、内側層の弾性体には低硬度の材料を使用し、外側層の弾性体には、高硬度の材料を使用すれば、全体として柔らかくて、長時間にわたって使用しなくても、感光ドラムとの接触部分に、凹みが発生しない現像ローラ４を実現することができる。弾性体４２の材料としては、半導電性のシリコーンゴムやウレタンゴム等が好ましい。

現像ローラ４の長手方向の端部付近から最端部に向かって、外径が徐々に大きくなる。この端部付近の表面にシール部材９が接触する。現像ローラ４の端部付近の表面形状は、金型成形において予め型を取り、研磨工程で形状を整えることにより成形できる。また、射出成形や押出成形をした後に、研磨工程で所望の形状に加工してもよい。

図３（ａ）から図５（ｂ）は、現像ローラの各種の形状を示す。図３（ａ）は現像ローラ４Ａの断面形状を示し、図３（ｂ）は現像ローラ４Ａの端部付近でのシール材が受ける圧力を示す。図４（ａ）は現像ローラ４Ｂの断面形状を示し、図４（ｂ）は現像ローラ４Ｂの端部付近でのシール材が受ける圧力を示す。図５（ａ）は現像ローラ４Ｃの断面形状を示し、図５（ｂ）は現像ローラ４Ｃの端部付近でのシール材が受ける圧力を示す。現像ローラ４の長手方向の端部付近における形状は、研磨を行なう際に、軸方向に研磨作業をする速度や、現像ローラ４の表面に掛ける作業圧力等を調整することにより、自由に変更できる。例えば、図３（ａ）に示す現像ローラ４Ａは、端部に近づくにつれて、連続的に、外径が大きくなっている。また、図４（ａ）に示す現像ローラ４Ｂは、端部に向かってテーパ形状を有する。これらの形状は、いずれの方法を用いても加工できるが、図５（ａ）に示す現像ローラ４Ｃのように、端部に近づくにつれて階段的に外径が大きくなる形状の場合は、金型成形で加工する必要がある。シール部材９が接触する現像ローラ４の面では、長手方向の端部における最大外径φｍａｘと、最小値φｍｉｎの関係が、１０μｍ＜Δφ＜３００μｍ（Δφ＝φｍａｘ−φｍｉｎ）となることが好ましい。また、平均粒径ψのトナーを使用した場合、ψ＜Δφとなることが好ましい。

図６は、シール部材９の構成を示す。シール部材９は、フエルト９１と発泡弾性体９２とから構成され、フェルト９１は現像ローラ４と直接接触する。フェルトの材料としては、テフロンが好ましい。フェルト９１の面は、現像ローラ４の円周面に整合した形状とする。シール部材９の現像ローラ４に対する接触面の幅は、３−１５ｍｍが好ましい。発泡弾性体９２には、トナー供給ローラ５のシャフトを通すために孔９２ａが設けてある。

現像ローラ４が反時計方向に駆動されると、現像ブレード６が、現像ローラ４上に、均一な厚さのトナー層を形成する。トナー層は静電気力により、現像ローラ４上に強く引きつけられるので、外部へ漏れることはない。現像ローラ４上のトナーをトナー供給ローラ５が掻き取ると共に、新鮮なトナーを供給する。トナー供給ローラ５により、現像ローラ４から掻き取られたトナーは、現像ローラ４からの静電気力を受けない。したがって、現像ローラ４から掻き取られたトナーが外部へ漏れないように、シール部材９により防止する。現像ローラ４は、長手方向の端部付近では、最端部に近づくにつれて、外径が大きくなるように形成されている。したがって、シール部材９が、現像ローラ４に加わえる圧力は、現像ローラ４の長手方向に沿って均一に分布するのではなく、最端部に向かって圧力が徐々に大きくなっている。そのため、トナーが端部へ抜け出し難くい。

圧力の大きさは、Δφに比例する。Δφが１０μｍ以下では、圧力分布が比較的均一であり、トナーの漏洩を塞ぎとめる効果が少ない。Δφが３００μｍを越える大きさであると、現像ローラ４とシール部材９との間に隙間ができてしまい、現像ローラ４とシール部材９との間に、トナーが蓄積されフィルミングしてしまう。フィルミングしたトナーは、現像ローラ４を削り、現像ローラ４に溝ができて、その溝から、トナーが漏れ出してしまう。トナーの粒径が小さいほどΔφを大きくしないと、トナー漏れに対するシール効果がなくなることから、これらは、反比例の関係にある。つまり、式で表すと、Δφ∝（ａ／ψ）＋ｂとなる（ａとｂは定数）。表１より、この定数ａとｂを算出する。上式に、表１に示す効果が得られる境界点のψとΔφを代入する。すなわち、（ψ，Δφ）＝（４，２０），（６，１５），（８，１５），（１０，１０）を代入してこれらが成立するような定数ａとｂを求めると、およそ、ａ＝５０及びｂ＝５となる。そして、表１より、Δφ＞｛（５０／ψ）＋５｝（μｍ）の範囲でトナーの漏れが発生しないことがわかる。

現像ローラ４Ｂの形状のように、現像ローラ４Ｂの長手方向の最端部が最大外径とならない場合、シール部材９が与える圧力が最大外径部に集中するので、現像ローラ４の磨耗が激しくなる。また、最大外径部が、シール部材９の厚さの中心よりも、現像ローラ４Ｂの中央側に位置するような位置に、シール部材９を配置すると、シール面積が減ってしまう。更に、外径が急激に大きくなる形状とした場合、現像ローラ４Ｂとシール部材９の間の隙間も大きくなってしまう。現像ローラ４Ｂとシール部材９との間に隙間ができてしまうと、隙間にトナーが蓄積してフィルミングが発生して、現像ローラ４Ｂを削ってしまうことがあるので、避けるべきである。現像ローラ４Ａや４Ｃの形状の場合、最大外径部が現像ローラの長手方向の最端部にあるので、圧力は低下しない。したがって、現像ローラ４の長手方向の端部に圧力が向かうので、図３（ａ）と図４（ａ）に示す現像ローラの磨耗が軽減される。ただし、現像ローラが、図５（ａ）に示す階段状の形状を有する場合、端部付近の外径は、段階的に大きくなるように変化しているので、角部に隙間が発生しないように、段差を小さくしておくことが好ましい。

現像ローラ４を実施の形態１で示した形状（現像ローラ４Ａ−４Ｃ）にすることにより、現像ローラ４とシール部材９の間の押しつけ力を増すことなく、部分的に強く押しつけることができる。また、トナーを内側に押し戻す力としても働く。そのため、トナーが、現像ローラの長手方向の端部に向かって抜け出すことがなくなり、トナーが外側へ漏れることを防止している。現像ローラ４端部から外部へ漏れたトナーが駆動ギヤに絡まって駆動トルクが増大することがない。また、印字媒体上にトナーが落ちて、画像が汚れることのない、良好な画像が得られる。

実施の形態２
実施の形態２における電子写真装置の構成は、実施の形態１と同じである。図７は、現像ローラ４Ｄの断面図を示す。現像ローラ４Ｄは、金属性のシャフト４０の外周に設けた弾性体を有する。弾性層４３は、実施の形態１と同様に２層以上としてもよい。弾性層４３の材料としては、半導電性ゴムであるシリコーンゴムやウレタンゴム等が好ましい。現像ローラ４Ｄを研磨する工程では、シール部材９が接触する現像ローラ４Ｄの面において、長手方向の端部に近づくにつれて、外径が大きくなるように研磨する。弾性層４３は、端部に向かって外径が大きくなる形状とする。弾性層４３が２層以上である場合は、弾性層４３の表面に、２層目として、ウレタン樹脂などからなる樹脂コート層４２を形成する。

樹脂コート層４２には、長手方向の端部に向かって外径が大きくなる形状にはしないで、均一な厚みの樹脂コート層４２を用いる。樹脂コート層４２の厚みとしては、２−１００μｍが好ましい。樹脂コート層４２の厚みが２μｍ未満の場合は、耐久性が悪い。樹脂コート層４２は、弾性層４３に比べて硬いので、長手方向端部における形状の変化は、弾性層４３よりも少ない。樹脂コート層４２の厚みが１００μｍを越えると、形状が平坦に近づき過ぎて、トナーの漏れ防止の効果が薄れてしまう。

樹脂コートは、弾性体と比べると、表面粗さが小さく、粘性も少なく、滑り性に優れている。現像ローラ４Ｄの表面を樹脂コート層４２が覆っているので、現像ローラ４Ｄからトナーが離れやすくなる。そのため、トナー供給ローラ５が、現像ローラ４Ｄ上のトナーを掻き取り易くなり、残像現象が発生し難くなる。また、掻き取られないトナーが現像ローラ４Ｄ表面で固着してしまうフィルミングも発生し難くなる。ただし、現像ローラ４Ｄの滑り性が良いので、現像ローラ４Ｄからの摩擦力が軽減される。したがって、現像ローラ４Ｄとシール部材９の間に進入したトナーが、軸方向へ移動しやすい。そのため、現像ローラ４Ｄとシール部材９の間の圧力が均一な場合は、トナーが内側から外側へと漏れやすくなってしまう。しかし、現像ローラ４Ｄの端部付近では、弾性層４３の形状が樹脂コート層４２を半径方向に外側へ押し広げるので、樹脂コートを覆った状態での現像ローラ４Ｄは、全体として、長手方向の端部に向かって外径が大きくなる。実施の形態１と同じく、現像ローラ４Ｄとシール部材９の間にトナーが侵入しても、内側へと押し戻される。

樹脂コートは、弾性体に比べて硬いので、研磨によって長手方向の端部へ向かって外径が大きくなるような形状に成形しにくい。現像ローラ４Ｄの弾性層４３を、断部に向かって外が大きくなる形状にしたので、弾性層４３の上から樹脂コート層４２で覆っても、現像ローラ４Ｄのシール部材９が接触する部分も、長手方向の端部に向かって外径が大きくなる形状が保たれる。これにより、トナーが外部へ漏れることのない、滑り性のよい特性を有する現像ローラ４Ｄを使用できる。

実施の形態３
実施の形態３における電子写真装置の構成は、実施の形態１と同じである。図８（ａ）は、現像ローラ４Ｅの全体形状を示す斜視図であり、図８（ｂ）は現像ローラ４Ｅの正面図である。実施の形態と同様に、現像ローラ４Ｅは、金属性のシャフト４０の外周に弾性体を有する。弾性層４４は、２層以上の構造としてもよい。研磨工程において、現像ローラ４Ｅの外径が、長手方向の中央部で最大値φｍｉｄとなり、長手方向端部に近づくにつれて小さくなり、端部近くで最小値φＡとなり、最小値φＡの部分から端部に向かって徐徐に大きくなり、最後にφｅｎｄとなる形状としている。更に、シール部材９は、φＡの部分からφｅｎｄに到るまでの間の外表面に接触する。現像ローラ４Ｅの中央部の外径φｍｉｄと、現像ローラ４Ｅの長手方向の端部における外径、すなわち、シール部材９が接触するローラ面の外径φｅｎｄとは、φｅｎｄ＜φｍｉｄの関係にある。φｍｉｄと、シール部材９が接触する面における外径の最小値φＡとの関係が、１０μｍ＜（φｍｉｄ−φＡ）＜２００μｍとなるのが好ましい。

実施の形態１では、現像ローラ４Ａ、４Ｂ及び４Ｃが、感光体１に対して、一定の圧力で押されているので、現像ローラが感光体１の表面に加える圧力は、長手方向の端部で最も強く、中央部で最も弱くなるように分布する。そのため、感光体１に付着するトナーの付着効率が、感光体の長手方向に沿って一定ではない。実施の形態３に係わる現像ローラ４Ｅの形状であれば、全面にわたって略均一な圧力分布となる。φｍｉｄ＜φｅｎｄの場合は、中央部に向かって外径が大きくなる形状の効果が現れない。また、現像ローラ４Ｅの中央部の外径が大きくなり過ぎては、長手方向の中央部に圧力が集中してしまう。したがって、現像ローラ４Ｅでは、最小外径をφＡとしたとき、１０μｍ＜（φｍｉｄ−φＡ）＜５００μｍとするのが好ましい。

現像ローラ４Ｅと感光体１が圧接するとき、現像ローラの長手方向にわたって、圧力を均一に保つことにより、トナーが現像ローラ４Ｅから感光体１へ移動する移動効率が、現像ローラ４Ｅの長手方向にわたって均一になる。したがって、画像の中央部及び端部における濃度を同じくすることができる。また、現像ローラ４Ｅと感光体１の間で端部に圧力が集中することがなくなるので、端部方向に劣化したトナーが蓄積することもない。

実施の形態４
実施の形態４に係わる電子写真装置の構成は、実施の形態１と同じである。図９（ａ）は現像ローラ４Ｆの断面形状を示し、（ｂ）は現像ローラ４Ｆの端部付近でのシール材が受ける圧力を示す。現像ローラ４Ｆは、金属性のシャフト４０の外周に弾性体を有する。弾性層４１は、２層以上であっても構わない。成形工程において、現像ローラ４Ｆの長手方向の端面が、シャフト４０に対して、９０度以外の角度を成す平面内にあるように形成する。金型成形で大略の形状を決めてから、研磨により調整する方法が好ましいが、押出成型、射出成型及び端部をカットする方法などでもよい。現像ローラ４Ｆの軸方向の長さの差は、シール部材９の幅の１／２−２／３の範囲に納めるのが良い。更に、研磨工程において、現像ローラ４Ｆのシール部材９が接する面において、端部に向かって外径が大きくなる形状とする。

現像ローラ４Ｆを回転駆動すると、シール部材９と現像ローラ４Ｆの長手方向の端部が擦れ合う。現像ローラ４Ｆは、シール部材９から摩擦力を受けて、現像ロー４Ｆの端部にて捻じれを生じる。現像ローラ４Ｆの弾性層は、捻れを戻そうとするため、力が内側へ向けて作用する。更に、現像ローラ４Ｆの長手方向の端面が、シャフト４０に対して、９０度以外の角度を成すように形成したことにより、現像ローラの回転時に、圧力が最も高い最大外径部が軸方向に沿って繰り返し移動する効果がある。これにより、トナーを現像ローラの長手方向の中央側へ、戻そうとする力が増す。すなわち、最大外径部の位置において、長手方向の端部へ向かって作用する力よりも、長手方向の端部の側から内側へ向かって作用する力の方が大きいから、長手方向の端部へトナーを運ぶ力は、ほとんど、作用しない。したがって、トナーが外部へ漏れるのを防ぐ。

実施の形態５
実施の形態１から４では、現像ローラ４上に形成された均一な厚さを有するトナー層が、電気力により現像ローラ４に引きつけられているので、トナーの漏れ対策をしていない。しかし、電気的にトナーを現像ローラ４に引きつけていても、トナーが外へ漏れる可能性はゼロではない。実施の形態５では、現像ローラ４Ｇの弾性層４５の端部面から、シール部材９を押しつける構造のため、現像ローラ４Ｇ上に均一にトナーの層が形成されている面においても、トナーが、外部へ漏れるのを防ぐ。したがって、トナーの漏洩防止を確実に行うことができる。

図１０は、実施の形態５に係わる電子写真装置の構成を示す。この電子写真装置は、感光体１、帯電ローラ２、光源３、現像ローラ４Ｇ、トナー供給ローラ５、現像ブレード６、転写ローラ７、クリーニングブレード８及びシール部材９Ａで構成される。帯電ローラ２、現像ローラ４Ｇ、転写ローラ７及びピクリーニングブレード８は感光体１に接触して配置されている。現像ローラ４Ｇには、現像ブレード６とトナー供給ローラ５を隣接して配置し、シール部材９Ａを、現像ローラ４Ｇとトナー搬送ローラ５の端面に押しつけて配置する。

図１１は、感光体１と、現像ローラ４Ｇ、トナー供給ローラ５及びシール部材９の構成図である。図１２は、現像ローラ４Ｇの断面図である。図１３は、シール部材９Ａを示す。シール部材９Ａは、発泡弾性体が好ましいが、弾性体、プラスチック又は金属を用いても構わない。シール部材９Ａには、現像ローラ４Ｇのシャフト４０とトナーローラのシャフトとを通す孔が１つずつ設けられている。現像ローラ４Ｇは、シャフト４０の外周に設けた弾性層４５を有する。弾性層４５は、２層以上の構造としてもよい。

シール部材９Ａを感光体１に接触させる場合は、感光体１に接触するシール部材９Ａの面を、感光体１の円周面に整合する形状とする。また、弾性層４５の長手方向の端部と接触するシール部材９Ａの面は、平坦とする。現像ローラ４Ｇとシール部材９Ａとの間に、互いの磨耗を防ぐために、薄い円筒形のフィルム１０を挟みこむと良い。フィルム１０の厚みは略１０μｍが良く、フィルムの外径は、弾性層４５の長手方向の最端部における外径よりも小さく選択する。

弾性層４５の端部における形状は、端部から１５ｍｍの位置から端部へ向かって次第に外径が大きくなるような形状とし、端部から１５ｍｍの位置における外径φ０と、外径φ１の関係が、１０μｍ＜φ１−φ０）＜３００μｍとなるように選択する。現像ローラ４Ｇの弾性層４５の端面は、軸４０の長手方向に対して垂直な面とする。弾性層４５の上に樹脂コートを覆った現像ローラ４Ｄを採用する場合は、実施の形態２と同じにし、現像ローラ４Ｅの長手方向の中央部に向かって外径が徐々に大きくなる形状とする場合は、実施の形態３と同じにするとよい。

現像ローラ４Ｇが回転駆動するときに、シール部材９Ａとの摩擦力により、現像ローラ４Ｇの弾性層４５の端部に捻れが生じる。捻れる方向は、現像ローラ４Ｇの内側へと作用するので、現像ローラ４Ｇとシール部材９Ａの間に隙間が生じやすい。しかし、弾性層４５の外表面を、現像ローラ４Ｇの端部へ近づくにつれて、徐徐に、現像ローラの回転軸線から遠ざかるような形状にすることで、内側へ捻れる力よりも、外側へと働く弾性力の方が強いために、現像ローラ４Ｇとシール部材９Ａの隙間ができにくい。円筒形状のフィルム１０の外径が、弾性層４５の端部の外径φ１よりも小さいので、フィルム１０が弾性層４５に密着する。したがって、現像ローラ４Ｇの弾性層４５とシール部材９との間に間隙が発生しないから、シール部材９と円筒形状のフィルム１０との間からトナーが漏れることがない。

実施の形態１に係わる電子写真式画像形成装置を示す。 実施の形態１に係わる感光体、現像ローラ、トナー供給ローラ及びシール部材の構成図を示す。 （ａ）は現像ローラ４Ａの断面形状を示し、（ｂ）は現像ローラ４Ａの端部付近でのシール材が受ける圧力を示す。 （ａ）は現像ローラ４Ｂの断面形状を示し、（ｂ）は現像ローラ４Ｂの端部付近でのシール材が受ける圧力を示す。 （ａ）は現像ローラ４Ｃの断面形状を示し、（ｂ）は現像ローラ４Ｃの端部付近でのシール材が受ける圧力を示す。 シール部材の構成を示す。 現像ローラ４Ｄの断面形状を示す。 （ａ）は、現像ローラ４Ｅの全体形状を示す斜視図であり、（ｂ）は現像ローラ４Ｅの正面図である。 （ａ）は現像ローラ４Ｆの断面形状を示し、（ｂ）は現像ローラ４Ｆの端部付近でのシール材が受ける圧力を示す。 実施の形態５に係わる電子写真装置の構成を示す。 感光体と、現像ローラ、トナー供給ローラ及びシール部材の構成図である。 現像ローラの断面図である。 実施の形態５に係わるシール部材を示す。

符号の説明

１ 感光体、
２ 帯電ローラ、
３ 光源、
４ 現像ローラ、
５ トナー供給ローラ、
９、９Ａ シール部材、
４０ シャフト、
４１ 弾性層、
４２ シャフト、
４３、４４、４５ 弾性層、
９１ フエルト、
９２ 発泡弾性体。

Claims (12)

1. 感光体上に形成された静電潜像に現像剤を付着させて現像する現像ローラと、
   前記現像ローラの長手方向の端部近傍に配設され、前記現像ローラに押圧されて現像剤をシールするシール部材と
   を有する現像装置において、
   前記現像ローラが、
   回転シャフトと、
   前記回転シャフトの外周に設けられ、前記シール部材と接触する円周状の外表面を有する弾性層とを有し、
   前記現像ローラと前記シール部材との接触領域において、前記現像ローラの長手方向における外側の端部に向かって、前記現像ローラと前記シール部材との押圧力が大きくなるように前記弾性層の外径が大きくなり、
   前記接触領域での前記現像ローラの外径の最大値と最小値との差Δφ（μｍ）が、１０μｍ＜Δφ＜３００μｍの範囲にあることを特徴とする現像装置。
2. 感光体上に形成された静電潜像に現像剤を付着させて現像する現像ローラと、
   前記現像ローラの長手方向の端部近傍に配設され、前記現像ローラに押圧されて現像剤をシールするシール部材と
   を有する現像装置において、
   前記現像ローラが、
   回転シャフトと、
   前記回転シャフトの外周に設けられ、前記シール部材と接触する円周状の外表面を有する弾性層とを有し、
   前記現像ローラと前記シール部材との接触領域において、前記現像ローラの長手方向における中央部と外側の端部との間で、前記現像ローラと前記シール部材との押圧力が最大となるように前記弾性層の外径が最大外径となり、
   前記接触領域での前記現像ローラの外径の最大値と最小値との差Δφ（μｍ）が、１０μｍ＜Δφ＜３００μｍの範囲にあることを特徴とする現像装置。
3. 前記現像剤の平均粒径をψ（μｍ）とすると、Δφ＞（５０／ψ）＋５μｍの関係にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
4. 感光体上に形成された静電潜像に現像剤を付着させて現像する現像ローラと、
   前記現像ローラの長手方向の端部近傍に配設され、前記現像ローラに押圧されて現像剤をシールするシール部材と
   を有する現像装置において、
   前記現像ローラが、
   回転シャフトと、
   前記回転シャフトの外周に設けられた弾性層と、
   前記弾性層の外周に設けられ、円周状の外表面を有する樹脂コート層とを有し、
   前記樹脂コート層の前記外表面が前記シール部材と接触し、
   前記現像ローラと前記シール部材との接触領域において、前記現像ローラの長手方向における外側の端部に向かって、前記現像ローラと前記シール部材との押圧力が大きくなるように前記弾性層の外径が大きくなり、
   前記接触領域での前記現像ローラの外径の最大値と最小値との差Δφ（μｍ）が、１０μｍ＜Δφ＜３００μｍの範囲にあることを特徴とする現像装置。
5. 前記樹脂コート層の厚みをｔ（μｍ）とすると、２μｍ＜ｔ＜１００μｍであることを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
6. 前記現像ローラと前記シール部材との接触領域において、前記現像ローラの外径が最小となる部分があり、
   前記現像ローラの外径が最小となる前記部分から、前記現像ローラの中央部までの範囲にわたって、前記現像ローラの外径が、前記現像ローラの中央部に向う方向に徐々に大きくなることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
7. 前記弾性層の長手方向の中央部分における外径をφｍｉｄとし、端部に向けて大きくなる外径の最大値をφｅｎｄとすると、φｅｎｄ＜φｍｉｄであることを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
8. 前記弾性層の中央部分における外径をφｍｉｄ（μｍ）とし、前記中央部分と長手方向の端部との間における外径の最小値をφＡ（μｍ）とすると、１０μｍ＜（φｍｉｄ―φＡ）＜５００μｍであることを特徴とする請求項６又は７に記載の現像装置。
9. 前記弾性層の端面が、回転軸に対して傾斜して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。
10. 前記弾性層は、前記端部に近づくにつれて、前記現像ローラの回転軸線から連続的に遠ざかる外表面を有することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
11. 前記弾性層は、前記端部に近づくにつれて、前記現像ローラの回転軸線から階段的に遠ざかる外表面を有することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
12. 請求項１から請求項１１のいずれかに記載の現像装置を備えた画像形成装置。

Images