JP6159679B2 - 現像装置、およびこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像装置、およびこれを備えた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では、感光体ドラム上に形成された静電潜像に現像装置が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。現像装置は、ハウジングに回転可能に支持される現像ローラー（トナー担持体）を備える。現像ローラーは、感光体ドラムに所定のギャップをおいて配置され、周面に少なくともトナーを含む現像剤を担持する。特許文献１には、感光体ドラムに対向して配置された現像ローラーが開示されている。また、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。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２００９−３００６７７号公報

上記のように、現像ローラーがハウジングに回転可能に支持された場合、現像ローラーと感光体ドラムとの間のギャップが変動し画像欠陥が生じることがあった。

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、トナー担持体と像担持体との間の間隔が変動することによる画像欠陥が生じにくい現像装置およびこれを備えた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現像装置は、ハウジングと、表面に静電潜像が形成される像担持体に対して間隔をおいて配置され、前記ハウジングに軸回りに回転可能に支持され、周面にトナーを担持するトナー担持体と、前記トナー担持体の軸方向の一端側に固定され、前記トナー担持体に回転駆動力を伝達する駆動伝達部と、を有し、前記トナー担持体は、円筒状の基材と、前記基材上に形成された表面層とを備え、前記軸方向が鉛直方向に沿うように前記基材が所定の浸漬槽に浸漬される浸漬法によって前記表面層が形成され、前記トナー担持体の前記表面層は、酸化チタンのみが分散されたアルコール可溶性ナイロンからなり、前記トナー担持体の前記浸漬時の下端側が、前記軸方向のうち前記駆動伝達部とは反対の他端側となるように、前記トナー担持体が前記ハウジングに装着されていることを特徴とする。

本構成によれば、トナー担持体の表面層は浸漬法によって形成される。このため、浸漬時の下端側の表面層の膜厚は部分的に厚くなりやすい。ハウジングに回転可能に支持されたトナー担持体のうち駆動伝達部とは反対側は、回転時の位置が安定しにくい。特に、トナー担持体の回転に伴って、像担持体とトナー担持体との間の間隔が広くなると、濃度低下などの画像欠陥が生じやすい。このような場合であっても、トナー担持体の浸漬時の下端側が、軸方向のうち駆動伝達部とは反対の他端側となるように、トナー担持体がハウジングに装着される。このため、トナー担持体の他端側では、像担持体とトナー担持体との間の間隔が僅かに狭くなるため、現像電界が増大し、安定した画像が得られる。また、本構成によれば、導電材として酸化チタンのみが分散されているため、表面層の摩耗が低減される。

上記の構成において、前記トナー担持体に対向して前記ハウジングに回転可能に支持され、周面に前記トナーおよびキャリアからなる現像剤を担持し、前記トナー担持体に前記トナーを供給する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に対向して前記ハウジングに配置され、前記現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部に回転可能に配置され、前記軸方向の前記一端側から前記他端側に向かって前記現像剤を搬送し、かつ、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する搬送部材と、を有するものでもよい。

本構成によれば、トナー担持体の浸漬時の下端側に向かって、搬送部材が現像剤を搬送しながら、現像剤担持体に現像剤を供給する。このため、搬送部材の搬送方向下流側では現像剤担持体上のトナー濃度が低くなり、トナー担持体の表面層の摩耗が促進されやすくなる。このような場合でも、トナー担持体の浸漬時の下端側が搬送部材の搬送方向下流側となるように、トナー担持体がハウジングに装着される。このため、軸方向の一端側の表面層と比較して、他端側の表面層が著しく薄層化することが抑止される。

上記の構成において、前記現像剤担持体に対向して配置され、前記現像剤担持体上の前記現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、前記現像剤収容部の前記軸方向の他端側に配置され、前記現像剤を部分的に滞留させる現像剤滞留部と、前記現像剤滞留部によって滞留された現像剤の一部を前記ハウジングから排出する現像剤排出部と、を更に有するものでもよい。

本構成によれば、搬送部材の搬送方向下流側の現像剤収容部では、現像剤滞留部によって現像剤の滞留部が形成される。このため、現像剤担持体の軸方向の他端側では、表面に担持される現像剤量が増大し、トナー担持体の表面層の摩耗が促進されやすい。このような場合であっても、トナー担持体の浸漬時の下端側が、軸方向のうち駆動伝達部とは反対の他端側となるように、トナー担持体がハウジングに装着される。このため、軸方向の一端側の表面層と比較して、他端側の表面層が著しく薄層化することが抑止される。

上記の構成において、前記基材は、アルミニウムからなり、前記トナー担持体は、前記基材の表面に形成された酸化層を更に備え、前記表面層は前記酸化層の表面に形成されていることが望ましい。

本構成によれば、アルミニウムからなる基材の上に酸化層が形成されることで、表面層の基材に対する付着力が増大される。この結果、表面層の剥離が抑制される。

本発明の他の局面に係る画像形成装置は、上記の何れか１に記載の現像装置と、表面に静電潜像が形成され、前記トナー担持体から前記トナーが供給される前記像担持体と、を備えることを特徴とする。

本構成によれば、現像装置の駆動伝達部とは反対側のトナー担持体の他端側では、像担持体とトナー担持体との間の間隔が僅かに狭くなる。このため、現像電界が増大し、安定した画像が得られる。

本発明によれば、トナー担持体と像担持体との間の間隔が変動することによる画像欠陥が生じにくい現像装置およびこれを備えた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装置の模式的な平面図である。

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（像担持体）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に対して中間転写ベルト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。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の軸方向の膜厚の分布を示すグラフ（Ａ）、（Ｂ）である。図５は、本実施形態に係る現像装置１２２の模式的な平面図である。なお、図５では、説明のために、磁気ローラー８２および現像ローラー８３を左方にずらして示している。本実施形態における現像装置１２２には、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（ハウジング）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（現像剤収容部）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（現像剤担持体）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（トナー担持体）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（層厚規制部材）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とを備える（図２）。

図２および図５を参照して、現像剤貯留部８１は、現像装置１２２の長手方向に延びる２つの隣り合う第１現像剤貯留室８１ａ、第２現像剤貯留室８１ｂを含む。第２現像剤貯留室８１ｂは、磁気ローラー８２に対向して配置されている。第１現像剤貯留室８１ａ、第２現像剤貯留室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第１連通部８１ｃ、第２連通部８１ｄによって互いに連通されている。第１現像剤貯留室８１ａおよび第２現像剤貯留室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第１スクリューフィーダー８５および第２スクリューフィーダー８６がそれぞれ収容されている。第１スクリューフィーダー８５および第２スクリューフィーダー８６は、駆動部９６２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、第１現像剤貯留室８１ａおよび第２現像剤貯留室８１ｂ間を、図５の矢印Ｄ１、Ｄ３、Ｄ２およびＤ４で示すように、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。第１スクリューフィーダー８５および第２スクリューフィーダー８６の後端部には、それぞれ、第１スクリューギア８５Ｇおよび第２スクリューギア８６Ｇが固定されている。

磁気ローラー８２は、現像装置１２２の長手方向に沿って、現像ローラー８３に対向するように現像ハウジング８０に回転可能に支持されている。磁気ローラー８２は、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。そして、磁気ローラー８２は、現像ローラー８３にトナーを供給する。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よりも上流側において磁気ローラー８２に対向して配置される。現像剤規制ブレード８４は、磁気ローラー８２の周面８２Ａに磁気的に付着した現像剤の層厚を規制する。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る。現像ローラー８３は、円筒形状からなり、軸回りに回転可能に現像ハウジング８０に支持されている。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、円筒状のスリーブ８３０（基材）と、スリーブ８３０の表面に形成された樹脂コート（ナイロンコート）（表面層）と、を備えるローラーである（図３（Ｂ））。

現像ローラー８３、磁気ローラー８２、第１スクリューフィーダー８５および第２スクリューフィーダー８６は、駆動部９６２によって回転駆動される。図５に示すように、現像ローラー８３の後端部には、ローラーギア８３Ｇ（駆動伝達部）が固定されている。また、磁気ローラー８２の後端部には、入力ギア８２Ｇが固定されている。駆動部９６２は、回転駆動力を発生するモーターである。駆動部９６２は、入力ギア８２Ｇに連結されている。入力ギア８２Ｇに入力された回転駆動力は、ローラーギア８３Ｇおよび第２スクリューギア８６Ｇに伝達される。ローラーギア８３Ｇは、回転駆動力を現像ローラー８３に伝達する。第２スクリューギア８６Ｇは、回転駆動力を第２スクリューフィーダー８６に伝達する。第２スクリューギア８６Ｇは、更に第１スクリューギア８５Ｇに連結されている。第１スクリューギア８５Ｇは、回転駆動力を第１スクリューフィーダー８５に伝達する。この結果、駆動部９６２が発生した回転駆動力によって、現像ローラー８３、磁気ローラー８２、第１スクリューフィーダー８５および第２スクリューフィーダー８６が同期して回転される。

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（図２）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。

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。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。

図５を参照して、現像装置１２２は、更に、逆搬送部８６Ａ（現像剤滞留部）と、現像剤排出部８７とを備える。逆搬送部８６Ａは、第２現像剤貯留室８１ｂの前端部において、第２スクリューフィーダー８６と同軸上に固定されたスクリュー羽根である。ただし、逆搬送部８６Ａのスクリュー羽根は、第２スクリューフィーダー８６のスクリュー羽根とは逆方向に向かって配置されている。逆搬送部８６Ａは、第２連通部８１ｄの前端側に対向して配置されている。逆搬送部８６Ａは、第２スクリューフィーダー８６と一体回転し、第２スクリューフィーダー８６によって搬送された現像剤を逆方向に押し戻し、現像剤を部分的に滞留させる。

現像剤排出部８７は、逆搬送部８６Ａよりも前側において第２現像剤貯留室８１ｂに連通する。現像剤排出部８７は、内部に空間部を備える円筒状の壁部と、前記空間部で回転する排出スクリュー８７Ａとを備える。排出スクリュー８７Ａは、第２スクリューフィーダー８６と同軸上に固定されたスクリュー羽根である。排出スクリュー８７Ａは、第２スクリューフィーダー８６のスクリュー羽根と同じ向きに配置されている。逆搬送部８６Ａによって形成された現像剤の滞留部から、一部の現像剤が逆搬送部８６Ａを乗り越え現像剤排出部８７に流入すると、前記現像剤は排出スクリュー８７Ａによって前方に搬送された後、不図示の排出口から排出される。このように、本実施形態では、現像装置１２２の内部から現像剤の一部が排出されるトリクル技術が採用される。なお、現像装置１２２にキャリアを補うために、トナーカートリッジ（不図示）の内部にトナーとともにキャリアが収容されてもよく、他のキャリア補給タンクが備えられてもよい。

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。なお、現像ローラー８３の軸方向の両端部には不図示のトラッキングローラーが固定されている。トラッキングローラーは、感光体ドラム１２１の両端部に当接することで、現像ローラー８３と感光体ドラム１２１との間のギャップを規制する。また、現像ハウジング８０は、感光体ドラム１２１に向かって不図示の付勢ばねで付勢されている。この結果、現像ローラー８３と感光体ドラム１２１との間のギャップがより安定して維持される。

図３（Ｂ）を参照して、現像ローラー８３のスリーブ８３０は、アルミニウムからなる。現像ローラー８３のコート層８３Ｃは、以下の浸漬法によって形成される。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。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。前記熱処理の後にアルマイト層上にコート層８３Ｃを形成する処理が行われる。具体的には、結着樹脂としてのアルコール可溶性のナイロン樹脂、導電剤として酸化チタン、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、部分的に、コート層８３Ｃの厚さが増した溜り部８３Ｃ１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が形成される。

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、下端部の最大膜厚上昇分（３．５μｍ）に近似した値となっている。

図５では、現像ローラー８３上のコート層８３Ｃの分布が誇張して図示されている。前述のように、本実施形態では、現像ローラー８３の軸方向が鉛直方向に沿うように、スリーブ８３０が所定の浸漬槽に浸漬される浸漬法によってコート層８３Ｃが形成される。そして、現像ローラー８３の浸漬時の下端側が、ローラーギア８３Ｇとは反対の前端側となるように、現像ローラー８３が現像ハウジング８０に装着されている。

現像ローラー８３の後端側では、入力ギア８２Ｇからローラーギア８３Ｇに回転駆動力が伝達される際に、両者のギア歯の噛み合いによって、現像ローラー８３が感光体ドラム１２１側に向かって押圧される。このため、現像ローラー８３の後端側部分と感光体ドラム１２１との間のギャップは、前述のトラッキングローラーによって、安定して維持される。一方、現像ローラー８３の前端側では、上記のような入力ギア８２Ｇとローラーギア８３Ｇとの噛み合いによる押圧力が付与されないため、現像ローラー８３の位置が安定しにくい。特に、現像ローラー８３には、所定の公差範囲において外周触れや偏芯が存在するため、これらの影響によって、現像ローラー８３と感光体ドラム１２１との間のギャップが変動しやすくなる。この際、現像ローラー８３の後端側と比較して、現像ローラー８３の前端側において、前記ギャップが大きくなると、感光体ドラム１２１上のトナー画像に濃度低下や現像ローラー８３の回転ピッチに応じた濃度むらが生じてしまう。

本実施形態では、上記のように、コート層８３Ｃの膜厚が相対的に厚い現像ローラー８３の浸漬時の下端側が、現像装置１２２の前端側に配置されている。このため、コート層８３Ｃの膜厚の差に応じて、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、強い現像電界が維持される。この結果、現像装置１２２の前端側（反駆動側）における濃度低下や濃度むらが抑制される。

更に、本実施形態では、前述のようにタッチダウン現像方式が採用されている。現像装置１２２では、磁気ローラー８２の周面にトナーとキャリアとからなる磁気ブラシが形成されている。磁気ブラシの強い掻き取り力によって、現像ローラー８３のコート層８３Ｃに摩耗が生じる。磁気ブラシの掻き取り力は、磁気ブラシ中のトナー濃度で変動する。特に、トナー濃度が低く、キャリアの表面が露出しやすい場合、磁気ブラシの掻き取り力が増大し、コート層８３Ｃの摩耗が促進される。図５を参照して、第２スクリューフィーダー８６は前方に向かって現像剤を搬送しながら、徐々に磁気ローラー８２に現像剤を供給する。また、現像ローラー８３においてトナーが消費されると、トナー濃度の低い現像剤が随時第２現像剤貯留室８１ｂに回収される。このため、第２現像剤貯留室８１ｂでは後端側から前端側に向かって、トナー濃度が徐々に低くなる。すなわち、磁気ローラー８２上に担持される現像剤においても、磁気ローラー８２の前側の方が相対的にトナー濃度が低くなる。したがって、上記のように、磁気ローラー８２上の磁気ブラシによる掻き取り力が強い領域（図５の領域Ｈ）が発生する。このような現象は、画像形成装置１において、連続的に高濃度の画像を印刷した場合に顕著となる。

本実施形態では、上記のように、コート層８３Ｃの膜厚が相対的に厚い、現像ローラー８３の浸漬時の下端側が、現像装置１２２の前端側に配置されている。したがって、磁気ブラシの強い掻き取り力を受けても、前端側のコート層８３Ｃが後端側のコート層８３Ｃよりも薄くなることが抑止される。また、磁気ブラシによる機械的な力によって、コート層８３Ｃが剥がれることが防止される。なお、磁気ローラー８２の前端側では、トナー濃度が低めとなる結果、トナーの帯電性が高くなりやすい。この結果、現像ローラー８３の前端側では、トナーが感光体ドラム１２１に現像されにくく、濃度低下が生じやすくなる。しかしながら、前述のように、現像ローラー８３の前端側において、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設定されるため、現像作用が促進され、濃度低下が防止される。

また、本実施形態では、現像装置１２２が現像剤排出部８７を備える。現像剤貯留部８１内の現像剤、特にキャリアを徐々に入れ替えることで、現像剤の寿命が長く維持される。この結果、長期に亘って安定した画像が形成される。図５を参照して、第２現像剤貯留室８１ｂの下流側では、現像剤の流動性が高いため、現像剤の排出に望ましい。逆搬送部８６Ａによって形成された現像剤の滞留部Ｋのほとんどは第２連通部８１ｄを介して第１現像剤貯留室８１ａ側に搬送される。また、一部の現像剤は前述のように逆搬送部８６Ａを乗り越えて現像剤排出部８７から排出される。

このように、第２現像剤貯留室８１ｂの下流側に形成された滞留部Ｋの影響によって、磁気ローラー８２の前端側では、周面に担持される現像剤量が多くなる。この結果、現像剤規制ブレード８４を通過する現像剤の量も、後端側と比較して多くなるため、前述のような磁気ブラシの掻き取り力が更に増大しやすい。このように、第２現像剤貯留室８１ｂの下流側に現像剤排出部８７が形成されている場合であっても、現像ローラー８３の浸漬時の下端側が現像装置１２２の前端側に配置されていることによって、コート層８３Ｃの薄層化が抑制される。

以上、本発明の各実施形態に係る現像装置１２２および画像形成装置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）上記の実施形態では、画像形成装置１としてフルカラー機を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。画像形成装置１は、白黒画像を印刷するモノクロ機であってもよい。

（２）上記の実施形態では、第２スクリューフィーダー８６が、ローラーギア８３Ｇ側から現像剤を搬送す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。第２スクリューフィーダー８６はローラーギア８３Ｇ側に向かって現像剤を搬送する態様でもよい。また、ローラーギア８３Ｇの配置に関わらず、第２スクリューフィーダー８６が溜り部８３Ｃ１側（現像ローラー８３の浸漬時の下端側）に向かって現像剤を搬送する態様でもよい。同様に、ローラーギア８３Ｇの配置に関わらず、現像ローラー８３の浸漬時の下端側に対応して、現像ハウジング８０に現像剤排出部８７が配置されてもよい。

次に、現像装置１２２における現像ローラー８３の好ましい態様について、実施例をもとに説明する。なお、以後の各実施例は、下記の実験条件にて行った。
＜実験条件について＞
・プリント速度：３０枚／分
・感光体ドラム１２１：ＯＰＣドラム
・感光体ドラム１２１の周速度：１８０ｍｍ／ｓｅｃ
・現像ローラー８３：アルマイト表面処理＋ナイロン樹脂コート
・現像ローラー８３の周速度：感光体ドラム１２１に対して周速比１．５（ウィズ回転）
・磁気ローラー８２の周速度：現像ローラー８３に対して周速比１．１（カウンター回転）
・感光体ドラム１２１と現像ローラー８３とのギャップ：０．１２ｍｍ
・磁気ローラー８２と現像ローラー８３とのギャップ：０．３ｍｍ
・感光体ドラム３１の表面電位：＋４３０Ｖ（背景部）、＋１００Ｖ（画像部）
・現像ローラー８３に印加される現像バイアス：交流電圧の周波数３．７ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ２７％、Ｖｐｐ１５００Ｖ、直流電圧１９０Ｖ
・磁気ローラー８２に印加される現像バイアス：交流電圧の周波数３．７ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ７３％、Ｖｐｐ６５０Ｖ、直流電圧４９０Ｖ
・トナーの平均粒径：６．８μｍ（正帯電性）

実施例１では、上記の実施形態のように、現像ローラー８３の浸漬時の下端側が現像装置１２２の前端側（ローラーギア８３Ｇとは反対側）に配置され、比較例１では、現像ローラー８３の浸漬時の下端側が現像装置１２２の後端側（ローラーギア８３Ｇ側）に配置される。実施例１および比較例１では、それぞれ画像密度３．８％の画像が連続して５００Ｋ（５００×１０００）枚印刷される。表１に、それぞれのコート層の膜厚の推移が示される。

表１に示すように、実施例１では、ローラーギア８３Ｇとは反対の反駆動側に現像ローラー８３の浸漬時の下端側（初期膜厚１０μｍ）が配置されることによって、５００Ｋ枚の印刷終了時点で、コート層８３Ｃの膜厚が３μｍを下回っていない。この結果、安定した画像が維持された。一方、比較例１では、ローラーギア８３Ｇとは反対の反駆動側に現像ローラー８３の浸漬時の上端側（初期膜厚４μｍ）が配置されることによって、コート層８３Ｃが薄層化し、２００Ｋ枚以降の印刷において現像ローラー８３の回転ピッチに応じた濃度むらが生じる結果となった。

更に、実施例２では、上記の実施形態のように、直径２０ｍｍのアルミニウムからなるスリーブ８３０（基材）にアルマイト処理が施された後、平均厚さ６μｍのコート層８３Ｃが形成される。現像ローラー８３の浸漬時の下端側のコート層８３Ｃの厚さは１０μｍである。コート層８３Ｃでは、ナイロン樹脂に１００重量部の酸化チタンが分散されている。比較例２では、直径２０ｍｍのアルミニウムからなるスリーブ８３０（基材）にアルマイト処理が施された後、スプレー処理にて平均厚さ６μｍのコート層が形成される。当該コート層では、ウレタン樹脂に１００重量部の酸化チタンと５重量部のカーボンブラックが分散されている。実施例２および比較例２では、それぞれ画像密度５０％の画像が連続して１００Ｋ（１００×１０００）枚印刷される。表２に、それぞれのコート層の膜厚の推移が示される。

表２に示すように、実施例２では、５０％の高画像密度の連続印刷においても、１００Ｋ枚の印刷終了時点で、コート層８３Ｃの膜厚が３μｍを下回っていない。この結果、安定した画像が維持された。一方、比較例２では、スプレー処理によって形成されたコート層の反駆動側においてコート層が薄層化し、８０Ｋ枚の印刷時点でコート層が消失する結果となった。また、実施例２では、比較例２と比較して、導電材として酸化チタンのみが分散されているため、コート層が強固に形成され、摩耗量が低減されている。

１ 画像形成装置
１１ 装置本体
１２ 画像形成部
１２１ 感光体ドラム（像担持体）
１２２ 現像装置
８０ 現像ハウジング（ハウジング）
８１ 現像剤貯留部（現像剤収容部）
８１ａ 第１現像剤貯留室
８１ｂ 第２現像剤貯留室
８１ｃ 第１連通部
８１ｄ 第２連通部
８２ 磁気ローラー（現像剤担持体）
８２Ｇ 入力ギア
８３ 現像ローラー（トナー担持体）
８３Ｇ ローラーギア（駆動伝達部）
８３０ スリーブ
８３Ｃ コート層（表面層）
８３Ｃ１ 溜り部
８４ 現像剤規制ブレード（層厚規制部材）
８５ 第１スクリューフィーダー
８５Ｇ 第１スクリューギア
８６ 第２スクリューフィーダー（搬送部材）
８６Ａ 逆搬送部（現像剤滞留部）
８６Ｇ 第２スクリューギア
８７ 現像剤排出部
８７Ａ 排出スクリュー

Claims (5)

1. ハウジングと、
   表面に静電潜像が形成される像担持体に対して間隔をおいて配置され、前記ハウジングに軸回りに回転可能に支持され、周面にトナーを担持するトナー担持体と、
   前記トナー担持体の軸方向の一端側に固定され、前記トナー担持体に回転駆動力を伝達する駆動伝達部と、
   を有し、
   前記トナー担持体は、円筒状の基材と、前記基材上に形成された表面層とを備え、
   前記軸方向が鉛直方向に沿うように前記基材が所定の浸漬槽に浸漬される浸漬法によって前記表面層が形成され、
   前記トナー担持体の前記表面層は、酸化チタンのみが分散されたアルコール可溶性ナイロンからなり、
   前記トナー担持体の前記浸漬時の下端側が、前記軸方向のうち前記駆動伝達部とは反対の他端側となるように、前記トナー担持体が前記ハウジングに装着されていることを特徴とする現像装置。
2. ハウジングと、
   表面に静電潜像が形成される像担持体に対して間隔をおいて配置され、前記ハウジングに軸回りに回転可能に支持され、周面にトナーを担持するトナー担持体と、
   前記トナー担持体の軸方向の一端側に固定され、前記トナー担持体に回転駆動力を伝達する駆動伝達部と、
   を有し、
   前記トナー担持体は、円筒状の基材と、前記基材上に形成された表面層とを備え、
   前記軸方向が鉛直方向に沿うように前記基材が所定の浸漬槽に浸漬される浸漬法によって前記表面層が形成され、
   前記基材は、アルミニウムからなり、
   前記トナー担持体は、前記基材の表面に形成された酸化層を更に備え、
   前記表面層は前記酸化層の表面に形成されており、
   前記トナー担持体の前記浸漬時の下端側が、前記軸方向のうち前記駆動伝達部とは反対の他端側となるように、前記トナー担持体が前記ハウジングに装着されていることを特徴とする現像装置。
3. 前記トナー担持体に対向して前記ハウジングに回転可能に支持され、周面に前記トナーおよびキャリアからなる現像剤を担持し、前記トナー担持体に前記トナーを供給する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体に対向して前記ハウジングに配置され、前記現像剤を収容する現像剤収容部と、
   前記現像剤収容部に回転可能に配置され、前記軸方向の前記一端側から前記他端側に向かって前記現像剤を搬送し、かつ、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する搬送部材と、
   を有することを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
4. 前記現像剤担持体に対向して配置され、前記現像剤担持体上の前記現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、
   前記現像剤収容部の前記軸方向の他端側に配置され、前記現像剤を部分的に滞留させる現像剤滞留部と、
   前記現像剤滞留部によって滞留された現像剤の一部を前記ハウジングから排出する現像剤排出部と、
   を更に有することを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載の現像装置と、
   表面に静電潜像が形成され、前記トナー担持体から前記トナーが供給される前記像担持体と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。

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