JP5580697B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
このような状況から、電子写真方式に適用する現像装置としては、構造が簡単で小型化が可能な、非磁性一成分現像方式のものが用いられることが多い。
従来では、現像剤担持体の表面の全域を一定の条件で凹凸加工している。このため、現像剤担持体上の現像剤量を規制するためのブレードの押圧部へ流入するトナーが一定の状態となり、トナーがブレードの表面に固着しやすくなっていた。この場合、ブレードに固着したトナーによりトナー層にすじが発生して画像不良となる、という問題があった。
成する感光体と、現像剤を担持する現像剤担持体とを有し、前記現像剤担持体に担持させ
た現像剤を前記感光体に飛翔させて前記静電潜像を現像する現像装置において、前記現像
剤担持体の表面は、2つの異なる表面粗さをもつ領域を有し、該2つの領域の境界部は、
2つの異なる表面粗さが混在し、前記表面粗さの大きい領域は帯状の形状を有し、前記現像剤担持体の表面において、該帯状の形状の長手方向は、前記現像剤担持体の回転中心軸に平行な方向に対して傾斜を有していることを特徴としたものである。
面粗さは、ブラスト処理により形成され、該ブラスト処理は、サンドブラスト処理である
ことを特徴としたものである。
記現像剤担持体の素地表面を平均粗さRa=0.05μm以下で鏡面加工した後に行われ
た処理であることを特徴としたものである。
ここに、図1は本発明による現像装置を備えた画像形成装置の全体構成例を示す図、図2は現像装置の構成例を示す図である。まず、図1を用いて、本発明の実施形態に係る現像装置200を備えた画像形成装置100の全体構成について説明する。
図1に示すように、本画像形成装置100は、原稿読み取り部10、給紙部20、印刷部30、及び排紙部40に大別され、原稿読み取り部10が給紙部20の上方に配設され、排紙部40が原稿読み取り部10と給紙部20の中間部位に配設されている。
ユーザが、原稿読み取り部10のプラテンガラス11上に原稿を載置した後、給紙部20の給紙カセット21あるいは装置側面に設けられた手差しトレイ23に転写媒体となる記録紙を装着し、さらに装置の外装前面部に配置される操作パネル(不図示)上の条件入力キー(印刷枚数/印刷倍率等々)を入力した後に、操作パネルのスタートキーを操作するとコピー動作が開始される。
このようにして読み取られた画像情報は、不図示のCCD回路で、光の画像情報が電気的信号に変換され、その画像情報信号は、設定された条件で画像処理が行われ、レーザスキャナユニット33へプリントデータとして送信される。
現像剤担持体62は、現像槽内で回転自在に設けられるアルミ製の現像ローラである。現像ローラは、感光体ドラム32を臨み、その軸線が感光体ドラム32の回転軸線と平行になるように配置され、現像槽61本体のフレーム部に支持される。
現像剤担持体62の上方には、一定量のトナー層を形成する為の現像剤規制部材としてドクターブレード68が設けられている。ドクターブレード68は、支持部67aとその支持部67aの先端に取り付けられたウレタンゴム67bとからなっている。支持部67aの他端は固定用の板金71及び72によって挟み込まれ、ビス73によって現像槽61の本体に固定されている。
また、第3撹拌搬送部材64は、例えば硬質の合成樹脂製のスクリュー状の回転部材であって、主として軸方向のトナーの攪拌と搬送の役割を持っている。
力P(kgf)=3EIδ/L3 ・・・(1)
ここで、Eは支持部67aのヤング率、Iは断面二次モーメント、δはたわみ量、Lは自由長である。
このような不具合については、現像剤担持体62の表面を凹凸状にすることでトナー層の安定化が図られることが知られている。本発明の実施形態においても、アルミ製の現像剤担持体62をブラスト処理することで規定量のトナー搬送量を得ることができる。
図5は、現像剤担持体表面のRaとトナー付着量との関係を示す図である。現像剤担持体62上の最適なトナー付着量は、0.7〜0.9mg/cm2である。Raが0.3〜0.5μmであるとき、画像形成上最適なトナー付着量が得られる。
図9の現像剤担持体62は、図7に示す従来の現像剤担持体に対して、領域62Bの粗さよりも粗い(つまり表面粗さの大きい)表面をもつ領域62Cを追加工処理している。この領域62Cは帯状の形状を有し、現像剤担持体62の表面において、帯状の形状の長手方向は、前記現像剤担持体の回転中心軸Oに平行な方向に対して傾斜を有している。
図10は、図9の構成における領域62Cの表面粗さの測定値を示す図である。この場合の領域62Cの平均粗さは、Ra=0.65(μm)であった。
このようにすることで、前述したように、表面粗さの大小によって現像剤担持体62の有するトナー搬送能力が変化し、ウレタンゴム67bの下を領域62Bが通過しているときに比べて、領域62Cが通過するときの方がトナー搬送能力が増えることになる。
また、帯状の領域62Cに特定の角度の傾斜を持たせることにより、現像剤担持体62の長手方向を微小距離で区切ったとき、領域62Cが存在する部分では、互いに隣り合うある微小区間において領域62Cの占める割合が異なるため、両者のトナー搬送量は微小量異なることになる。従って、固まりかけたトナーを崩す効果は、領域62Cが傾斜していない場合に比べて大きい。
図11(A)に示すように、現像剤担持体62の表面に深さh(mm)で幅k(mm)の溝を形成する。これにより、図11(B)に示すように、形成した溝の部分に現像剤が捕捉されるので、トナー搬送量(mg/cm2)、即ちトナー搬送能力は溝の部分で相対的に増大する。しかしながら図11(B)に示すように、こうした溝加工では、溝が形成されていない領域と溝の領域との境界で急激にトナー搬送量が変化し、溝の領域でトナー搬送量が増えることになる。その結果、現像領域には要求以上のトナーが長手方向に帯状になって供給されるため、画像濃度が円周ピッチで帯状に高くなってしまう。
また、No.4〜6では、帯状の領域62Cの平均粗さRaを0.7〜1.0にし、角度θを15°以下、15〜30°、30°以上に変化させた。この結果、角度θが15〜30°のときに画像状態が良好(○)であり、角度θ15°以下ではやや不良(△)であり、角度θが30°以上では不良(×)であった。
このように、現像剤担持体62の表面の大部分を占める領域62Bにおいて、現像にとって最も好ましいトナー付着量が得られる平均粗さRa=0.3〜0.5μmとし、一部分の面積を占める領域62Cの平均粗さRaを0.5μm以上とすることにより、領域62Cで瞬間的にトナーの搬送量を変化させることで、トナーの滞留層を崩すことができる。
このように構成することにより、現像剤担持体の長手方向において、ある領域でのトナー搬送量を部分的に増やす効果が大きくなり、ドクターブレード68のウレタンゴム67bの直下におけるトナーの滞留の抑制効果を、図9に示す第1の構成例よりも更に高めることができる。つまり、ウレタンゴム67bの直下におけるトナーの流れが、現像剤担持体62の長手方向で常に一定とはならず、トナーの滞留層を崩す効果がより増すことになる。従ってウレタンゴム67bへのトナーの固着が発生しにくくなり、画像にすじが生じることなく安定した画像が得られる。
本発明に係る実施形態においては、領域62Cの一端から他端までの間に、現像剤担持体62上を領域62Cが3〜5周、周回するように設けた。
現像剤担持体(現像ローラ) ;外径16mm
感光体ドラム ;外径30mm
トナー供給ローラ;外径16mm
プロセス速度 ;145mm/sec
ドクターブレードのウレタンゴムの厚み;1mm
また、領域62Cの周回回数が5〜7周では、周回回数1〜3,3〜5よりやや劣るがすじの発生がほとんど無く画像は良好であり、ウレタンゴムに対するトナーの固着もなくほぼ良好であった(評価○)。トナーの搬送量はやや多かった。
つまり、上記の結果から、領域62Cの周回回数を上げていけばドクターブレードのウレタンゴムに対するトナーの固着がより抑えられる傾向がわかる。従って、少なくとも1回より多く周回するように領域62Cを設定すれば、トナー固着低減効果を得ることができる。ただし周回回数を上げすぎるとトナーの搬送量が多くなりすぎることがあるので、設備仕様等に応じて最適化する必要がある。
Claims (9)
- 光走査によって静電潜像を形成する感光体と、現像剤を担持する現像剤担持体とを有し、前記現像剤担持体に担持させた現像剤を前記感光体に飛翔させて前記静電潜像を現像する現像装置において、
前記現像剤担持体の表面は、2つの異なる表面粗さをもつ領域を有し、該2つの領域の境界部は、2つの異なる表面粗さが混在して存在し、
前記表面粗さの大きい領域は帯状の形状を有し、前記現像剤担持体の表面において、該帯状の形状の長手方向は、前記現像剤担持体の回転中心軸に平行な方向に対して傾斜を有していることを特徴とする現像装置。 - 前記2つの領域は互いに異なる面積を有し、大きい面積の領域は小さい面積の領域よりも表面粗さが小さいことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
- 前記表面粗さの大きい領域は、前記現像剤担持体を周方向に1回より多く周回するように設けられていることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
- 前記現像剤担持体は、アルミ製の円筒部材であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1に記載の現像装置。
- 前記2つの異なる表面粗さは、ブラスト処理により形成され、該ブラスト処理は、ガラスビーズブラスト処理であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1に記載の現像装置。
- 前記2つの異なる表面粗さは、ブラスト処理により形成され、該ブラスト処理は、サンドブラスト処理であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1に記載の現像装置。
- 前記ブラスト処理は、前記現像剤担持体の素地表面を平均粗さRa=0.05μm以下で鏡面加工した後に行われた処理であることを特徴とする請求項5または6に記載の現像装置。
- 前記2つの異なる表面粗さは、一方がRa=0.3〜0.5μmであり、他方がRa=0.5μm以上であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1に記載の現像装置。
- 請求項1〜8のいずれか1の現像装置を備え、該現像装置の感光体上で現像された現像剤を転写媒体に転写して画像形成を行う画像形成装置。
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