JP2004094145A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】現像ローラ表面に対するトナー均一に分布させ均一な画像を長期間安定して形成する。
【解決手段】現像ローラ31に付着したトナーを一定厚さに規制するトナー規制ローラ35を、芯金38の表面に被覆された弾性体層39を、外径が両端部から中央に向かって徐々に増大するクラウン形状とし、表面粗さをトナー平均粒径以下とし、現像ローラ31に対して全長にわたり均一な圧力で接触させ、トナー規制ローラ35の軸方向の偏摩耗を防ぐとともに現像ローラ31に対するトナー規制ローラ35の連れ回り性の信頼性を向上させる。
【選択図】 図3
【解決手段】現像ローラ31に付着したトナーを一定厚さに規制するトナー規制ローラ35を、芯金38の表面に被覆された弾性体層39を、外径が両端部から中央に向かって徐々に増大するクラウン形状とし、表面粗さをトナー平均粒径以下とし、現像ローラ31に対して全長にわたり均一な圧力で接触させ、トナー規制ローラ35の軸方向の偏摩耗を防ぐとともに現像ローラ31に対するトナー規制ローラ35の連れ回り性の信頼性を向上させる。
【選択図】 図3
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真方式で感光体に形成された潜像を可視化する現像装置及び画像形成装置、特に現像ローラやトナー規制部材の表面に対するトナー凝集や固着を防止して均一な画像を長期間安定して形成することに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献1】特開平5−142938号公報
【特許文献2】特開平9−80905号公報
【特許文献3】特開平9−258552号公報
【特許文献4】特開平11−84867号公報
電子写真方式で感光体に形成された潜像を現像する1成分現像装置においては、形成する画像のカブリやゴースト等の発生を防ぎ、画像品質を維持するために、トナーを均一に帯電させることが必須であり、トナーと接触し摩擦帯電させる部品の表面材質の選定が重要となる。一方、近年の環境問題より、現像装置の長寿命化を図る必要があり、現像ローラや現像ローラに付着したトナーを一定厚さにするトナー規制部材の表面に対するトナー凝集や固着を防止するとともに現像ローラやトナー規制部材の表面のキズや亀裂あるいは剥離等の劣化を防止する必要がある。また、現像装置としては長期間にわたっての使用した場合でも、トナー漏れや飛散による画像形成装置内部の汚染を防ぐ必要がある。
【0003】
現像ローラやトナー規制部材にトナー凝集や固着が発生するメカニズムとして、両部品の接合部である断面形状が楔形状をした領域にトナーが詰まるという現象がある。
【0004】
この現像ローラやトナー規制部材にトナー凝集や固着が発生することを防止するため特許文献1に示された現像装置は、トナー規制部材としてブレードを使用し、このブレードを振動させるようにしている。また、特許文献2に示された現像装置は、トナー規制部材を弾性を有する回転ローラとし、現像ローラにトナーを供給するトナー供給ローラより現像ローラの回転方向の下流側に設け、現像ローラの回転方向と同方向に回転させるようにしてトナーの擦り抜けを防止するようにしている。
【0005】
特許文献3に示された現像装置は、トナー規制部材を電界発生手段を備えた弾性を有する回転ローラとし、その表面に誘電体層を形成し、現像ローラの回転方向と同方向に回転させながらトナー規制部材の現像ローラに対する圧接部の下流側の微小間隙に交番電界を発生させて非磁性トナーを飛翔させるようにしている。
【0006】
特許文献4に示された現像装置は、トナー規制部材を回転ローラとし、現像時には静止させ、非現像時には所定のタイミングで現像ローラの回転方向と同方向に回転させて現像ローラとトナー規制部材との接触部でトナーが凝集したり固着することを防止している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1に示された現像装置のように、ブレードを振動させるためには、そのための構成部品が多数必要であり、現像装置が非常に煩雑で大掛かりな構成となってしまう。また、ブレードと現像ローラとの接触部分が限定されるため、機械的な摩耗による劣化のために十分な寿命を得ることができないという短所がある。
【0008】
特許文献2〜4に示された現像装置はトナー規制部材を回転ローラとすることによりブレード方式と比較し、現像ローラとの接触部分が増加するため、機械的な摩耗を防ぐことはできるが、トナー規制部材を現像ローラの回転方向と同方向に回転させているため、現像ローラとトナー規制部材の圧接部の楔部分に堆積したトナーをトナー規制部材の回転方向の下流へさらに移行させる方向の圧力を加えるため、楔部分のトナー凝集に対しては有効な手段と言えず、6000枚程度の作像回数が限度であり高寿命化を達成するには不充分である。
【0009】
この発明はかかる短所を改善し、現像ローラに付着したトナーを均一な厚さの薄膜に規制するとともに現像ローラやトナー規制部材の表面に対するトナー凝集や固着を防止して均一な画像を長期間安定して形成することができる現像装置及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明の現像装置は、像担持体に形成された潜像に現像剤を付着させて可視化する現像ローラと、現像ローラに現像剤を供給する現像剤供給ローラと、両端部を弾性部材の弾性力により押圧されて現像ローラに圧接し、現像ローラに付着した現像剤を一定厚さに規制する現像剤規制ローラとを有する現像装置において、前記現像剤規制ローラは、芯金の表面に被覆され、外径が両端部から中央に向かって徐々に増大するクラウン形状で、表面粗さが現像剤平均粒径以下である弾性体層と、弾性体層の表面に樹脂膜で形成された表面層を有することを特徴とする。
【0011】
前記現像剤規制ローラのクラウン形状をプランジ研削加工で形成したり、プランジ研削加工した後、テープ研磨加工して形成し、現像ローラに付着した現像剤の薄層の均一性を向上させる。
【0012】
この発明の画像形成装置は、前記現像装置を有することを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1はこの発明の画像形成装置の構成図である。画像形成装置1は複写機能とプリンタ機能を有し、図に示すように、画像形成ユニット2の下部には記録紙を収納した2段の給紙カセット3a,3bが設けられ、画像形成ユニット2の上部には読取ユニット4を有する。給紙カセット3a,3bは給紙ローラ5a,5bを有し、給紙ローラ5a,5bにより給紙カセット3a,3b内に積載された記録紙を1枚ずつ給紙する。給紙ローラ5a,5bの下流側近傍は合流して縦搬送経路6が形成されている。縦搬送経路6には、搬送ローラ7,8と画像形成ユニット2の画像形成部9と定着部10が配置されている。画像形成部9は、感光体11と、感光体11の周囲に配置された帯電チャージャ12と現像装置13と転写部14及びクリーニングユニット15と、レーザ光源やポリゴンミラー等が設けられ、感光体11にレーザービームを照射して画像を書き込む書込ユニット16を有する。
【0014】
縦搬送経路6の下流端には排紙ローラ17が設けられ、画像を形成した記録紙を排紙部18に搬送する。また、縦搬送経路6の外側には、支軸19を支点として回転方向に開閉可能な手差しトレイ20が設けられている。画像形成ユニット2の側面で支軸19の上部近傍には手差し給紙を行うための給紙口が設けられ、両面ユニット21と共通に用いられる搬送経路である共通搬送経路22が搬送ローラ8の上流側で縦搬送経路6と合流している。そして手差しトレイ20を水平に開放したときに手差し給紙が可能となり、手差しトレイ20にセットした記録紙は共通搬送経路22から縦搬送経路6に搬送される。
【0015】
給紙ユニット3a,3bあるいは手差しトレイ20から給紙された記録紙は画像形成部9に搬送される。画像形成部9は、書込ユニット16により感光体11に書き込まれて形成された静電潜像を現像装置13で現像し、現像した画像を転写部14で記録紙に転写する。定着部10は画像が転写された記録紙に熱及び圧力を加えて定着する。画像が定着された記録紙は排紙ローラ17により排紙部18に排出される。両面ユニット21は装置本体2の外側部に設置され、記録紙の両面に画像を形成するときは、片面に画像を形成した記録紙を装置本体2の上部に設けた搬送ローラ23によりスイッチバック経路24に送り、スイッチバック経路24から両面ユニット21を介して再び縦搬送経路6に記録紙を搬送する。
【0016】
この画像形成装置1に使用する現像装置13は、図2の構成図に示すように、現像ローラ31と芯軸の周囲にスポンジを形成したトナー供給ローラ32とトナー搬送部材33がケース34の側板に軸支され、トナー規制ローラ35の両端部がバネ36により押圧され現像ローラ31に圧接されている。この現像装置13において、トナー37はトナー搬送部材33とトナー供給ローラ32を介して現像ローラ31の表面に供給される。現像ローラ31上に供給されたトナー37は、トナー規制ローラ35の接触圧によって所定量に薄層化され、現像ローラ31を回転させることによって感光体11に搬送される。現像ローラ31は感光体11に平行して接触し、感光体11の帯電電位と光書き込み後の残留電位のほぼ中間のバイアス電圧が印加されている。現像ローラ31上のトナーが感光体11との接触部に搬送され、感光体電位と現像バイアスによる現像電界に応じて帯電したトナーが感光体11に付着し静電潜像を可視化する。この現像動作時にトナー規制ローラ35は静止した状態で現像ローラ31に当接しているが、非現像時に1現像動作に対して1回の頻度で所定のタイミングで連れ回りするようになっている。
【0017】
現像ローラ31は、所定の直径例えば26mmのアルミローラに、ポリエステル樹脂とグアナミン硬化剤と導電粒子としてITOとを分散した塗料をスプレー塗装後硬化させることにより10μmの表面層として形成している。この現像ローラ31の表面粗さがRz2μm以下の平滑面で形成されている。ここでグアナミン硬化剤はアミノ基を含有する物質であり、マイナス帯電トナーと逆極性を示す。ITOはアルミナ粉をベースとし、この表面にインジウムドープ酸化錫をコーティングしたものである。トナー供給ローラ32は、金属芯軸の周囲に導電性発泡体を形成したものであり、抵抗値は106Ωであり、芯軸に現像バイアスと同電位が印加されている。
【0018】
トナー規制ローラ35は、現像ローラ31が剛体であるので弾性体ローラで形成されている。例えば図3の断面図に示すように直径10mmのS45Cの芯金38の表面に、ニトリルゴムやエピクロルヒドリンゴム等を被覆した弾性体層39に、フッ素樹脂膜をスプレー塗装によって20μmの膜厚で表面層40を形成している。このナー規制ローラ35は、中央部の外径を例えば14mmとし、両端部の外径を13.75mmとし、外径差で250μmのクラウンを付与している。
【0019】
例えばトナー規制ローラ35をストレート形状とした場合、トナー規制ローラ35の両端部をバネ36で押すことによる撓みが発生し、トナー規制ローラ35の両端部の表面層40が約4万枚で摩耗し、弾性体層39が露出することが確認された。これに対してトナー規制ローラ35の外周部の弾性体層39にクラウンを付与することにより、トナー規制ローラ35の軸方向の偏摩耗を防ぐことができた。このクラウンの付与はトナー規制ローラ35の単独の寿命上の問題だけでなく、現像ローラ31との接触圧の分布を均一化することができる。したがって現像ローラ31に対するトナー規制ローラ35の連れ回り性の信頼性を向上させることができる。例えば前記クラウンを付与した場合、現像ローラ31の回転量に対するトナー規制ローラ35の移動量が100%と安定性を示したのに対し、ストレート形状の場合75〜80%であった。
【0020】
このトナー規制ローラ35のクラウン形状については、輪郭形状を台形形状としたり多角形形状とした場合は、変極点部分で現像ローラ31上に帯状のトナー層ムラが発生し、画像濃度が不均一となる。そこでクラウン形状を円弧形状又は2次曲線形状といった連続波形形状とし、画像濃度が不均一になることを防ぐ。
【0021】
また、クラウン形状の加工は、弾性体層39をプランジ研削盤で加工すれば良い。現像装置13に使用するトナー37は平均粒径が7.5μm前後であり、トナー規制ローラ35の表面粗さRzはトナー平均粒径以下になるように、弾性体層39の表面粗さを小さくする必要がある。この弾性体層39の表面粗さを小さくすることでフッ素樹脂等の表面層40の表面粗さを小さくすることができる。
【0022】
また、トナー規制ローラ35の表面粗さに関してはプランジ研削加工後、さらにテープ研磨を実施することにより、プランジ研削時の砥石中の砥粒によりトナー規制ローラ35の円周方向に発生する円周スジや微小突起あるいはピンホールを低減することができる。
【0023】
このようにトナー規制ローラ35の弾性体層39のクラウン形状をプランジ研削加工したり、プランジ研削加工後にテープ研磨した場合と他の方法で加工し手作成したトナー規制ローラ35の表面粗さRzと、作製した各トナー規制ローラ35を現像ローラ31へ圧接してトナー薄層の均一性と出力画像での均一性について評価した結果を下記表に示す
【0024】
【表1】
【0025】
前記表において、Aはトラバース研削した場合であり、加工条件は、加工時間は90秒、砥石回転数1500rpm、ローラ回転数200rpm、砥石巾50mmである。
Bはプランジ゛研削した場合であり、加工条件は、加工中砥石停止時間5秒、ローラ回転数200rpm、砥石巾300mmである。
Cはプランジ゛研削した場合であり、加工条件は、加工中砥石停止時間20秒、ローラ回転数200rpm、砥石巾300mmである。
Dはプランジ゛研削したのちテープ研磨した場合であり、プランジ゛研削の加工条件は、加工中砥石停止時間5秒、ローラ回転数200rpm、砥石巾300mm、テープ研磨の加工条件は、研磨テープNo1000、テープ送り量は10mm/min、ローラ回転数1000rpmである。
Eはトラバース研削した場合であり、加工条件は、加工時間は30秒、砥石回転数1500rpm、ローラ回転数200rpm、砥石巾50mmである。
Fはトラバース研削した場合であり、加工条件は、加工時間は60秒、砥石回転数1500rpm、ローラ回転数200rpm、砥石巾50mmである。
【0026】
前記表に示すように、トナー規制ローラ35の表面粗さをトナー平均粒径以下にすることによりトナー薄層の均一性や形成する画像の均一性に対して有効であることがわかる。また、プランジ゛研削を行うことは、トナー規制ローラ35の表面粗さの低減に有効であることがわかる。なお、B,Cで加工した場合、トナー規制ローラ35の表面に初期で円周スジが見られたが、円周スジの深さはBで3μmであったのに対して、Cでは5μmであり、薄層均一性と画像均一性に対する差が生じる。まだ、Dではトナー規制ローラ35表面に円周スジの発生は見られず薄層均一性と画像均一性ともに最も良好であった。
【0027】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、現像ローラに付着した現像剤を一定厚さに規制する現像剤規制ローラを、芯金の表面に被覆され、外径が両端部から中央に向かって徐々に増大するクラウン形状で、表面粗さが現像剤平均粒径以下である弾性体層と、弾性体層の表面に樹脂膜で形成された表面層で形成することにより、現像ローラに対して全長にわたり均一な圧力で接触させることができ、現像剤規制ローラの軸方向の偏摩耗を防ぐことができる。また、現像ローラとの接触圧の分布を均一化することにより、現像ローラに対する現像剤規制ローラの連れ回り性の信頼性を向上させることができ、現像ローラと現像剤規制ローラを長期間安定して使用することができる。
【0028】
この現像剤規制ローラのクラウン形状をプランジ研削加工で形成したり、プランジ研削加工した後、テープ研磨加工して形成することにより、現像剤規制ローラの円周方向に発生する円周スジや微小突起あるいはピンホールを低減して、現像ローラに付着した現像剤の薄層の均一性を向上させることができる。
【0029】
この現像装置を使用した複写機やプリンタ等の画像形成装置は、均一な画像を長期間安定して形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の画像形成装置の構成図である。
【図2】現像装置の構成図である。
【図3】トナー規制ローラの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
1;画像形成装置、2;画像形成ユニット、3;給紙カセット、
4;読取ユニット、9;画像形成部、10;定着部、11;感光体、
12;帯電チャージャ、13;現像装置、14;転写部、
15;クリーニングユニット、16;書込ユニット、31;現像ローラ、
32;トナー供給ローラ、35;トナー規制ローラ、38;芯金、
39;弾性体層、40;表面層。
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真方式で感光体に形成された潜像を可視化する現像装置及び画像形成装置、特に現像ローラやトナー規制部材の表面に対するトナー凝集や固着を防止して均一な画像を長期間安定して形成することに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献1】特開平5−142938号公報
【特許文献2】特開平9−80905号公報
【特許文献3】特開平9−258552号公報
【特許文献4】特開平11−84867号公報
電子写真方式で感光体に形成された潜像を現像する1成分現像装置においては、形成する画像のカブリやゴースト等の発生を防ぎ、画像品質を維持するために、トナーを均一に帯電させることが必須であり、トナーと接触し摩擦帯電させる部品の表面材質の選定が重要となる。一方、近年の環境問題より、現像装置の長寿命化を図る必要があり、現像ローラや現像ローラに付着したトナーを一定厚さにするトナー規制部材の表面に対するトナー凝集や固着を防止するとともに現像ローラやトナー規制部材の表面のキズや亀裂あるいは剥離等の劣化を防止する必要がある。また、現像装置としては長期間にわたっての使用した場合でも、トナー漏れや飛散による画像形成装置内部の汚染を防ぐ必要がある。
【0003】
現像ローラやトナー規制部材にトナー凝集や固着が発生するメカニズムとして、両部品の接合部である断面形状が楔形状をした領域にトナーが詰まるという現象がある。
【0004】
この現像ローラやトナー規制部材にトナー凝集や固着が発生することを防止するため特許文献1に示された現像装置は、トナー規制部材としてブレードを使用し、このブレードを振動させるようにしている。また、特許文献2に示された現像装置は、トナー規制部材を弾性を有する回転ローラとし、現像ローラにトナーを供給するトナー供給ローラより現像ローラの回転方向の下流側に設け、現像ローラの回転方向と同方向に回転させるようにしてトナーの擦り抜けを防止するようにしている。
【0005】
特許文献3に示された現像装置は、トナー規制部材を電界発生手段を備えた弾性を有する回転ローラとし、その表面に誘電体層を形成し、現像ローラの回転方向と同方向に回転させながらトナー規制部材の現像ローラに対する圧接部の下流側の微小間隙に交番電界を発生させて非磁性トナーを飛翔させるようにしている。
【0006】
特許文献4に示された現像装置は、トナー規制部材を回転ローラとし、現像時には静止させ、非現像時には所定のタイミングで現像ローラの回転方向と同方向に回転させて現像ローラとトナー規制部材との接触部でトナーが凝集したり固着することを防止している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1に示された現像装置のように、ブレードを振動させるためには、そのための構成部品が多数必要であり、現像装置が非常に煩雑で大掛かりな構成となってしまう。また、ブレードと現像ローラとの接触部分が限定されるため、機械的な摩耗による劣化のために十分な寿命を得ることができないという短所がある。
【0008】
特許文献2〜4に示された現像装置はトナー規制部材を回転ローラとすることによりブレード方式と比較し、現像ローラとの接触部分が増加するため、機械的な摩耗を防ぐことはできるが、トナー規制部材を現像ローラの回転方向と同方向に回転させているため、現像ローラとトナー規制部材の圧接部の楔部分に堆積したトナーをトナー規制部材の回転方向の下流へさらに移行させる方向の圧力を加えるため、楔部分のトナー凝集に対しては有効な手段と言えず、6000枚程度の作像回数が限度であり高寿命化を達成するには不充分である。
【0009】
この発明はかかる短所を改善し、現像ローラに付着したトナーを均一な厚さの薄膜に規制するとともに現像ローラやトナー規制部材の表面に対するトナー凝集や固着を防止して均一な画像を長期間安定して形成することができる現像装置及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明の現像装置は、像担持体に形成された潜像に現像剤を付着させて可視化する現像ローラと、現像ローラに現像剤を供給する現像剤供給ローラと、両端部を弾性部材の弾性力により押圧されて現像ローラに圧接し、現像ローラに付着した現像剤を一定厚さに規制する現像剤規制ローラとを有する現像装置において、前記現像剤規制ローラは、芯金の表面に被覆され、外径が両端部から中央に向かって徐々に増大するクラウン形状で、表面粗さが現像剤平均粒径以下である弾性体層と、弾性体層の表面に樹脂膜で形成された表面層を有することを特徴とする。
【0011】
前記現像剤規制ローラのクラウン形状をプランジ研削加工で形成したり、プランジ研削加工した後、テープ研磨加工して形成し、現像ローラに付着した現像剤の薄層の均一性を向上させる。
【0012】
この発明の画像形成装置は、前記現像装置を有することを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1はこの発明の画像形成装置の構成図である。画像形成装置1は複写機能とプリンタ機能を有し、図に示すように、画像形成ユニット2の下部には記録紙を収納した2段の給紙カセット3a,3bが設けられ、画像形成ユニット2の上部には読取ユニット4を有する。給紙カセット3a,3bは給紙ローラ5a,5bを有し、給紙ローラ5a,5bにより給紙カセット3a,3b内に積載された記録紙を1枚ずつ給紙する。給紙ローラ5a,5bの下流側近傍は合流して縦搬送経路6が形成されている。縦搬送経路6には、搬送ローラ7,8と画像形成ユニット2の画像形成部9と定着部10が配置されている。画像形成部9は、感光体11と、感光体11の周囲に配置された帯電チャージャ12と現像装置13と転写部14及びクリーニングユニット15と、レーザ光源やポリゴンミラー等が設けられ、感光体11にレーザービームを照射して画像を書き込む書込ユニット16を有する。
【0014】
縦搬送経路6の下流端には排紙ローラ17が設けられ、画像を形成した記録紙を排紙部18に搬送する。また、縦搬送経路6の外側には、支軸19を支点として回転方向に開閉可能な手差しトレイ20が設けられている。画像形成ユニット2の側面で支軸19の上部近傍には手差し給紙を行うための給紙口が設けられ、両面ユニット21と共通に用いられる搬送経路である共通搬送経路22が搬送ローラ8の上流側で縦搬送経路6と合流している。そして手差しトレイ20を水平に開放したときに手差し給紙が可能となり、手差しトレイ20にセットした記録紙は共通搬送経路22から縦搬送経路6に搬送される。
【0015】
給紙ユニット3a,3bあるいは手差しトレイ20から給紙された記録紙は画像形成部9に搬送される。画像形成部9は、書込ユニット16により感光体11に書き込まれて形成された静電潜像を現像装置13で現像し、現像した画像を転写部14で記録紙に転写する。定着部10は画像が転写された記録紙に熱及び圧力を加えて定着する。画像が定着された記録紙は排紙ローラ17により排紙部18に排出される。両面ユニット21は装置本体2の外側部に設置され、記録紙の両面に画像を形成するときは、片面に画像を形成した記録紙を装置本体2の上部に設けた搬送ローラ23によりスイッチバック経路24に送り、スイッチバック経路24から両面ユニット21を介して再び縦搬送経路6に記録紙を搬送する。
【0016】
この画像形成装置1に使用する現像装置13は、図2の構成図に示すように、現像ローラ31と芯軸の周囲にスポンジを形成したトナー供給ローラ32とトナー搬送部材33がケース34の側板に軸支され、トナー規制ローラ35の両端部がバネ36により押圧され現像ローラ31に圧接されている。この現像装置13において、トナー37はトナー搬送部材33とトナー供給ローラ32を介して現像ローラ31の表面に供給される。現像ローラ31上に供給されたトナー37は、トナー規制ローラ35の接触圧によって所定量に薄層化され、現像ローラ31を回転させることによって感光体11に搬送される。現像ローラ31は感光体11に平行して接触し、感光体11の帯電電位と光書き込み後の残留電位のほぼ中間のバイアス電圧が印加されている。現像ローラ31上のトナーが感光体11との接触部に搬送され、感光体電位と現像バイアスによる現像電界に応じて帯電したトナーが感光体11に付着し静電潜像を可視化する。この現像動作時にトナー規制ローラ35は静止した状態で現像ローラ31に当接しているが、非現像時に1現像動作に対して1回の頻度で所定のタイミングで連れ回りするようになっている。
【0017】
現像ローラ31は、所定の直径例えば26mmのアルミローラに、ポリエステル樹脂とグアナミン硬化剤と導電粒子としてITOとを分散した塗料をスプレー塗装後硬化させることにより10μmの表面層として形成している。この現像ローラ31の表面粗さがRz2μm以下の平滑面で形成されている。ここでグアナミン硬化剤はアミノ基を含有する物質であり、マイナス帯電トナーと逆極性を示す。ITOはアルミナ粉をベースとし、この表面にインジウムドープ酸化錫をコーティングしたものである。トナー供給ローラ32は、金属芯軸の周囲に導電性発泡体を形成したものであり、抵抗値は106Ωであり、芯軸に現像バイアスと同電位が印加されている。
【0018】
トナー規制ローラ35は、現像ローラ31が剛体であるので弾性体ローラで形成されている。例えば図3の断面図に示すように直径10mmのS45Cの芯金38の表面に、ニトリルゴムやエピクロルヒドリンゴム等を被覆した弾性体層39に、フッ素樹脂膜をスプレー塗装によって20μmの膜厚で表面層40を形成している。このナー規制ローラ35は、中央部の外径を例えば14mmとし、両端部の外径を13.75mmとし、外径差で250μmのクラウンを付与している。
【0019】
例えばトナー規制ローラ35をストレート形状とした場合、トナー規制ローラ35の両端部をバネ36で押すことによる撓みが発生し、トナー規制ローラ35の両端部の表面層40が約4万枚で摩耗し、弾性体層39が露出することが確認された。これに対してトナー規制ローラ35の外周部の弾性体層39にクラウンを付与することにより、トナー規制ローラ35の軸方向の偏摩耗を防ぐことができた。このクラウンの付与はトナー規制ローラ35の単独の寿命上の問題だけでなく、現像ローラ31との接触圧の分布を均一化することができる。したがって現像ローラ31に対するトナー規制ローラ35の連れ回り性の信頼性を向上させることができる。例えば前記クラウンを付与した場合、現像ローラ31の回転量に対するトナー規制ローラ35の移動量が100%と安定性を示したのに対し、ストレート形状の場合75〜80%であった。
【0020】
このトナー規制ローラ35のクラウン形状については、輪郭形状を台形形状としたり多角形形状とした場合は、変極点部分で現像ローラ31上に帯状のトナー層ムラが発生し、画像濃度が不均一となる。そこでクラウン形状を円弧形状又は2次曲線形状といった連続波形形状とし、画像濃度が不均一になることを防ぐ。
【0021】
また、クラウン形状の加工は、弾性体層39をプランジ研削盤で加工すれば良い。現像装置13に使用するトナー37は平均粒径が7.5μm前後であり、トナー規制ローラ35の表面粗さRzはトナー平均粒径以下になるように、弾性体層39の表面粗さを小さくする必要がある。この弾性体層39の表面粗さを小さくすることでフッ素樹脂等の表面層40の表面粗さを小さくすることができる。
【0022】
また、トナー規制ローラ35の表面粗さに関してはプランジ研削加工後、さらにテープ研磨を実施することにより、プランジ研削時の砥石中の砥粒によりトナー規制ローラ35の円周方向に発生する円周スジや微小突起あるいはピンホールを低減することができる。
【0023】
このようにトナー規制ローラ35の弾性体層39のクラウン形状をプランジ研削加工したり、プランジ研削加工後にテープ研磨した場合と他の方法で加工し手作成したトナー規制ローラ35の表面粗さRzと、作製した各トナー規制ローラ35を現像ローラ31へ圧接してトナー薄層の均一性と出力画像での均一性について評価した結果を下記表に示す
【0024】
【表1】
【0025】
前記表において、Aはトラバース研削した場合であり、加工条件は、加工時間は90秒、砥石回転数1500rpm、ローラ回転数200rpm、砥石巾50mmである。
Bはプランジ゛研削した場合であり、加工条件は、加工中砥石停止時間5秒、ローラ回転数200rpm、砥石巾300mmである。
Cはプランジ゛研削した場合であり、加工条件は、加工中砥石停止時間20秒、ローラ回転数200rpm、砥石巾300mmである。
Dはプランジ゛研削したのちテープ研磨した場合であり、プランジ゛研削の加工条件は、加工中砥石停止時間5秒、ローラ回転数200rpm、砥石巾300mm、テープ研磨の加工条件は、研磨テープNo1000、テープ送り量は10mm/min、ローラ回転数1000rpmである。
Eはトラバース研削した場合であり、加工条件は、加工時間は30秒、砥石回転数1500rpm、ローラ回転数200rpm、砥石巾50mmである。
Fはトラバース研削した場合であり、加工条件は、加工時間は60秒、砥石回転数1500rpm、ローラ回転数200rpm、砥石巾50mmである。
【0026】
前記表に示すように、トナー規制ローラ35の表面粗さをトナー平均粒径以下にすることによりトナー薄層の均一性や形成する画像の均一性に対して有効であることがわかる。また、プランジ゛研削を行うことは、トナー規制ローラ35の表面粗さの低減に有効であることがわかる。なお、B,Cで加工した場合、トナー規制ローラ35の表面に初期で円周スジが見られたが、円周スジの深さはBで3μmであったのに対して、Cでは5μmであり、薄層均一性と画像均一性に対する差が生じる。まだ、Dではトナー規制ローラ35表面に円周スジの発生は見られず薄層均一性と画像均一性ともに最も良好であった。
【0027】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、現像ローラに付着した現像剤を一定厚さに規制する現像剤規制ローラを、芯金の表面に被覆され、外径が両端部から中央に向かって徐々に増大するクラウン形状で、表面粗さが現像剤平均粒径以下である弾性体層と、弾性体層の表面に樹脂膜で形成された表面層で形成することにより、現像ローラに対して全長にわたり均一な圧力で接触させることができ、現像剤規制ローラの軸方向の偏摩耗を防ぐことができる。また、現像ローラとの接触圧の分布を均一化することにより、現像ローラに対する現像剤規制ローラの連れ回り性の信頼性を向上させることができ、現像ローラと現像剤規制ローラを長期間安定して使用することができる。
【0028】
この現像剤規制ローラのクラウン形状をプランジ研削加工で形成したり、プランジ研削加工した後、テープ研磨加工して形成することにより、現像剤規制ローラの円周方向に発生する円周スジや微小突起あるいはピンホールを低減して、現像ローラに付着した現像剤の薄層の均一性を向上させることができる。
【0029】
この現像装置を使用した複写機やプリンタ等の画像形成装置は、均一な画像を長期間安定して形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の画像形成装置の構成図である。
【図2】現像装置の構成図である。
【図3】トナー規制ローラの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
1;画像形成装置、2;画像形成ユニット、3;給紙カセット、
4;読取ユニット、9;画像形成部、10;定着部、11;感光体、
12;帯電チャージャ、13;現像装置、14;転写部、
15;クリーニングユニット、16;書込ユニット、31;現像ローラ、
32;トナー供給ローラ、35;トナー規制ローラ、38;芯金、
39;弾性体層、40;表面層。
Claims (4)
- 像担持体に形成された潜像に現像剤を付着させて可視化する現像ローラと、現像ローラに現像剤を供給する現像剤供給ローラと、両端部を弾性部材の弾性力により押圧されて現像ローラに圧接し、現像ローラに付着した現像剤を一定厚さに規制する現像剤規制ローラとを有する現像装置において、
前記現像剤規制ローラは、芯金の表面に被覆され、外径が両端部から中央に向かって徐々に増大するクラウン形状で、表面粗さが現像剤平均粒径以下である弾性体層と、弾性体層の表面に樹脂膜で形成された表面層を有することを特徴とする現像装置。 - 前記現像剤規制ローラのクラウン形状をプランジ研削加工で形成した請求項1記載の現像装置。
- 前記現像剤規制ローラのクラウン形状をプランジ研削加工した後、テープ研磨加工して形成した請求項一記載の現像装置。
- 請求項一乃至3のいずれかに記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002258550A JP2004094145A (ja) | 2002-09-04 | 2002-09-04 | 現像装置及び画像形成装置 |
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ID=32063136
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JP2017213679A (ja) * | 2017-06-07 | 2017-12-07 | バンドー化学株式会社 | ポリウレタンエラストマーの研磨方法 |
-
2002
- 2002-09-04 JP JP2002258550A patent/JP2004094145A/ja active Pending
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