JP6256288B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。
一般に、電子写真方式の画像形成装置は、像を担持する感光ドラムと、前記感光ドラムを帯電させる帯電ローラーと、前記感光ドラム表面の静電潜像を現像する現像部とを備える。前記感光ドラムは、円筒状の外周面を有する基体およびその基体の外周面上に形成され電荷輸送材料などを含むコーティング層とを有する。以下、前記感光ドラムのコーティング層のことをドラムコーティング層と称する。
また、前記画像形成装置の前記現像部は、前記感光ドラムに現像剤を供給する現像ローラーを備える。さらに、前記現像部が、前記感光ドラムの表面へ移行してしまった二成分現像剤のキャリアを回収するキャリア回収ローラーを備える場合がある（例えば、特許文献１参照）。
ところで、前記ドラムコーティング層がディッピングにより形成されることが考えられる。ディッピング工程において、円筒状の外周面を有する被コーティング部材は、その第１端および第２端がそれぞれ下方および上方に向く縦姿勢の状態で液剤に浸漬される。この場合、前記被コーティング部材の外周面に形成されるコーティング層の厚みが、前記被コーティング部材の長手方向において不均一になる。即ち、前記コーティング層は、ディッピングの際に上側になる部分の厚みよりも下側になる部分の厚みの方が大きくなる傾向がある。
従って、前記ドラムコーティング層がディッピングによって形成される場合、前記感光ドラムおよび円筒状の前記キャリア回収ローラーの外周面の間隔が、それらの長手方向において不均一になる。
即ち、前記ドラムコーティング層の厚みが薄い部分において、前記キャリア回収ローラーと前記感光ドラムとの外周面の間隔が、他の部分よりも広くなる。その結果、前記キャリア回収ローラーにおける前記感光ドラムの表面との間隔が広い部分において、前記キャリアの回収性能が悪化する。この問題は、前記キャリア回収ローラーの他、前記現像部から前記感光ドラムへ移行できなかった帯電不良トナーを回収するトナー回収ローラーにおいても同様に生じ得る。
本発明の目的は、感光ドラムのコーティング層がディッピングによって形成される場合に、現像部が備える回収ローラーにおいて二成分現像剤のキャリアまたは帯電不良トナーなどの粒体の回収性能が悪化することを防止できる画像形成装置を提供することにある。
本発明の一の局面に係る画像形成装置は、感光ドラムと、現像部とを備える。前記感光ドラムは、回転しつつトナーの像を担持する。前記現像部は、現像ローラーおよび回収ローラーを有する。前記現像ローラーは、帯電した前記トナーを前記感光ドラムに供給する。前記回収ローラーは、前記感光ドラムの回転方向における前記現像ローラーの位置よりも下流側の位置において前記感光ドラムに対して非接触の状態で回転可能に支持されている。さらに、前記回収ローラーは、前記感光ドラムに対する電位差が前記トナーの帯電極性と同極性のバイアスが印加されている。前記感光ドラムは、円筒状の外周面を有するドラム基体と、前記ドラム基体の外周面上に形成されたドラムコーティング層とを有する。前記ドラムコーティング層は、電荷輸送材料を含む。前記ドラムコーティング層は、前記ドラム基体がその第１端および第２端がそれぞれ下方および上方に向く縦姿勢の状態で第１液剤に浸漬されるディッピングによって形成されている。前記回収ローラーは、円筒状の外周面を有する回収ローラー基体と、前記回収ローラー基体の外周面上に形成された回収ローラーコーティング層とを有する。前記回収ローラーコーティング層は、前記回収ローラー基体がその第１端および第２端がそれぞれ下方および上方に向く縦姿勢の状態で第２液剤に浸漬されるディッピングによって形成されている。前記回収ローラーは、前記回収ローラー基体の前記第１端と前記ドラム基体の前記第２端とが同じ方向を向く状態で前記感光ドラムに対向して支持されている。
本発明によれば、感光ドラムのコーティング層がディッピングによって形成される場合に、現像部が備える回収ローラーにおいて二成分現像剤のキャリアまたは帯電不良トナーなどの粒体の回収性能が悪化することを防止できる画像形成装置を提供することが可能になる。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格を有さない。
［第１実施形態］
まず、図１，２を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１０の構成について説明する。画像形成装置１０は、電子写真方式の画像形成装置である。図１が示すように、画像形成装置１０は、筐体１００内にシート供給部２、シート搬送部３、トナー補給部４０、画像形成部４、光走査部５および定着部６などを備える。
まず、図１，２を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１０の構成について説明する。画像形成装置１０は、電子写真方式の画像形成装置である。図１が示すように、画像形成装置１０は、筐体１００内にシート供給部２、シート搬送部３、トナー補給部４０、画像形成部４、光走査部５および定着部６などを備える。
図１に示される画像形成装置１０は、タンデム型画像形成装置であり、カラープリンターである。そのため、画像形成部４は、中間転写ベルト４８、二次クリーニング装置４８０および二次転写装置４９をさらに備える。
また、画像形成部４は、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの各色に対応した複数の単色画像形成部４ｘを備える。さらに、画像形成装置１０は、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの各色のトナー９１を後述する現像装置４３各々に供給する複数のトナー補給部４０を備える。
なお、画像形成装置１０は、例えば、プリンター、コピー機、ファクシミリーまたは複合機などである。前記複合機は、前記プリンターの機能および前記コピー機の機能などを併せ持つ。
シート供給部２は、シート受部２１およびシート送出部２２を備えている。シート受部２１は、複数の記録シート９を重ねて載置可能に構成されている。記録シート９は、紙、コート紙、ハガキ、封筒、およびＯＨＰシートなどのシート状の画像形成媒体である。
シート送出部２２は、記録シート９に接して回転することにより記録シート９をシート受部２１から搬送路３０へ向けて送り出す。
シート搬送部３は、レジストローラー３１、搬送ローラー３２および排出ローラー３３などを備える。レジストローラー３１および搬送ローラー３２が、シート供給部２から供給される記録シート９を画像形成部４の二次転写装置４９へ向けて搬送する。さらに、排出ローラー３３が画像形成後の記録シート９を搬送路３０の排出口から排出トレイ１０１上へ排出する。
中間転写ベルト４８は、環状に形成された無端の帯状部材である。中間転写ベルト４８は、２つのローラーに架け渡された状態で回転する。画像形成部４において、単色画像形成部４ｘ各々は、回転する中間転写ベルト４８の表面に各色の画像を形成する。これにより、各色の画像が重ねられたカラー画像が中間転写ベルト４８に形成される。
二次転写装置４９は、中間転写ベルト４８に形成されたトナー像を記録シート９に転写する。二次クリーニング装置４８０は、中間転写ベルト４８における二次転写装置４９を経た後の部分に残存するトナーを除去する。定着部６は、ヒーター６１１を内包する加熱ローラー６１と加圧ローラー６２との間に画像が形成された記録シート９を挟み込みつつ後工程へ送り出す。これにより、定着部６は、記録シート９上の前記現像剤を加熱し、記録シート９上に画像を定着させる。
単色画像形成部４ｘ各々は、トナー像を担持する感光ドラム４１、帯電装置４２、現像装置４３、一次転写装置４５および一次クリーニング装置４７などを備える。感光ドラム４１は、回転しつつトナー像を担持する像担持体の一例である。
感光ドラム４１各々は、中間転写ベルト４８の周速度（移動速度）に応じた周速度で回転する。例えば、感光ドラム４１が有機感光体であることが考えられる。また、感光ドラム４１がアモルファスシリコン感光体であることも考えられる。
単色画像形成部４ｘ各々において、感光ドラム４１が回転し、帯電装置４２が感光ドラム４１の表面を一様に帯電させる。さらに、光走査部５がレーザー光を走査することにより帯電した感光ドラム４１の表面に静電潜像を書き込む。
現像装置４３は、感光ドラム４１にトナー９１を供給することにより、前記静電潜像を現像する。本実施形態における現像装置４３は、トナー９１およびキャリア９２を含む二成分現像剤９０を撹拌することによってトナー９１を帯電させ、帯電したトナー９１を感光ドラム４１に供給する。なお、現像装置４３は現像部の一例である。
キャリア９２は、磁性を有する粒状物である。例えば、キャリア９２が、粒状の磁性体およびその磁性体の表面にコーティングされたエポキシ樹脂などの合成樹脂被膜とを含む粒状体であることが考えられる。
帯電装置４２は、感光ドラム４１における静電潜像が書き込まれる前の部分を帯電させる帯電ローラー４２０を備える。
図２が示すように、現像装置４３は、現像槽４３００、現像ローラー４３０、回収ローラー４３１、撹拌部材４３７およびブレード４３８を備える。さらに、現像装置４３は、搬送用磁石４３０Ｍおよび回収用磁石４３１Ｍを備える。搬送用磁石４３０Ｍは、現像ローラー４３０に内で回転可能に支持されている。回収用磁石４３１Ｍは、回収ローラー４３１内で回転可能に支持されている。
現像槽４３００は、二成分現像剤９０を収容する容器である。現像ローラー４３０、回収ローラー４３１および撹拌部材４３７は、現像槽４３００内で回転する。現像ローラー４３０および回収ローラー４３１は、感光ドラム４１に対してそれぞれ非接触の状態で対向して回転可能に支持されている。回収ローラー４３１は、感光ドラム４１の回転方向における現像ローラー４３０の位置よりも下流側の位置で支持されている。
現像動作時において、現像ローラー４３０は感光ドラム４１の回転方向と同じ方向へ回転し、回収ローラー４３１は感光ドラム４１の回転方向と反対方向へ回転する。これにより、現像ローラー４３０および感光ドラム４１の外周面における相互に対向する部分はそれぞれ同じ方向へ移動する。また、回収ローラー４３１および感光ドラム４１の外周面における相互に対向する部分はそれぞれ反対方向へ移動する。
撹拌部材４３７は、現像槽４３００内の二成分現像剤９０を撹拌する。これにより、トナー９１が予め定められた極性で帯電する。また、キャリア９２は、トナー９１の帯電極性とは逆極性で帯電する。但し、トナー９１の一部が、十分に帯電しない、或いは予め定められた極性とは逆の極性で帯電する場合もある。以下、そのようなトナー９１のことを帯電不良トナーと称する。
本実施形態において、現像ローラー４３０は、撹拌された二成分現像剤９０を担持する二成分現像剤担持体の一例である。現像ローラー４３０は、担持した二成分現像剤９０のうちの帯電したトナー９１を感光ドラム４１に供給する。
より具体的には、現像ローラー４３０は、内包する搬送用磁石４３０Ｍの磁力の作用によってキャリア９２を吸着保持する。さらに、現像ローラー４３０は、印加された現像バイアスの作用によってトナー９１を感光ドラム４１の外周面における前記静電潜像の部分へ移行させる。これにより、前記静電潜像がトナー像として現像される。
ブレード４３８は、現像ローラー４３０の表面に付着する二成分現像剤９０の厚みを制限する。
現像ローラー４３０は、感光ドラム４１の前記静電潜像の部分に対する電位差がトナー９１の帯電極性と同極性であり、かつ、感光ドラム４１の前記静電潜像以外の部分に対する電位差がトナー９１の帯電極性と逆極性のバイアスが印加されている。そのため、帯電したトナー９１は、感光ドラム４１における前記静電潜像の部分に付着するが、その他の部分には付着しない。また、キャリア９２は、搬送用磁石４３０Ｍの吸引力によって現像ローラー４３０上に保持される。
しかしながら、キャリア９２のごく一部が、搬送用磁石４３０Ｍの吸引力に反して感光ドラム４１へ移行してしまうおそれがある。また、前記帯電不良トナーが、現像ローラー４３０と感光ドラム４１との間で浮遊する、あるいは感光ドラム４１における前記静電潜像以外の部分に付着するおそれがある。
回収ローラー４３１は、感光ドラム４１に対する電位差がトナー９１の帯電極性と同極性のバイアスが印加されている。回収ローラー４３１に印加されたバイアスにより、感光ドラム４１へ移行してしまったキャリア９２および前記帯電不良トナーに対し、それらを回収ローラー４３１へ引き寄せる力が作用する。さらに、回収用磁石４３１Ｍは、感光ドラム４１側においてキャリア９２を引き寄せる磁界を生成する。
従って、回収ローラー４３１は、感光ドラム４１へ移行してしまったキャリア９２および前記帯電不良トナーを引き寄せて回収する。
例えば、感光ドラム４１の表面における前記静電潜像の部分およびそれ以外の部分の電位がそれぞれ＋１００Ｖおよび＋４３０Ｖであり、現像ローラー４３０の電位である現像バイアスが＋３００Ｖであり、回収ローラー４３１の電位である回収バイアスが＋７００Ｖであるとする。また、トナー９１の帯電極性が正極（＋）であり、キャリア９２の帯電極性が負極（−）であるとする。
上記の場合、感光ドラム４１に対する回収ローラー４３１の電位差は、＋２７０Ｖ〜＋６００Ｖであり、トナー９１の帯電極性と同極性である。この場合、前記回収バイアスにより、感光ドラム４１へ移行してしまったキャリア９２、および感光ドラム４１と回収ローラー４３１との間に存在する前記帯電不良トナーは、回収ローラー４３１へ引き寄せられる。
さらに、回収ローラー４３１に捕捉された前記キャリア９２および前記帯電不良トナーは、回収ローラー４３１に内包された回収用磁石４３１Ｍにおける同極着磁部（図２におけるＳ３極およびＳ４極）の作用により回収ローラー４３１から離脱する。この離脱した前記キャリア９２および前記帯電不良トナーは、直接または現像ローラー４３０に移行した後に現像槽４３００内に回収される。
図２が示すように、回収ローラー４３１の回収用磁石４３１Ｍおよび現像ローラー４３０の搬送用磁石４３０Ｍの各々における相互に対向する部分は、それぞれ同じ極性の磁極である（図２のＳ３極およびＳ１極）。
なお、回収用磁石４３１Ｍおよび搬送用磁石４３０Ｍの各々における相互に対向する部分がそれぞれ異なる極性の磁極であると、それら磁極の間に磁気ブラシが形成されてしまう。そうすると、現像ローラー４３０と回収ローラー４３１との間でトナー９１またはキャリア９２の現像が発生してしまい好ましくない。
図２が示す例では、回収ローラー４３１が現像ローラー４３０に対して上方に位置しているが、回収ローラー４３１が現像ローラー４３０の下方に位置する場合も考えられる。この場合でも、相互に対向する部分の磁極の関係は前述した通りである。但し、回収ローラー４３１が現像ローラー４３０よりも下方に配置される場合、回収ローラー４３１上のキャリア９２は、現像ローラー４３０へ移行せずに直接、現像槽４３００内に回収される。
なお、キャリア９２の回収がなされず前記帯電不良トナーのみが回収される場合、回収ローラー４３１に接触するトナー剥離部材が設けられる。このトナー剥離部材は、回収ローラー４３１から前記帯電不良トナーを機械的に剥離させる。前記トナー剥離部材は、例えばスクレパー、ブラシまたは発泡ローラーなどである。
［感光ドラム４１の構造］
次に、図３を参照しつつ、感光ドラム４１の構造について説明する。感光ドラム４１は、円筒状の外周面４１１ｓを有する基体およびその基体の外周面４１１ｓ上に形成され電荷輸送材料などを含むコーティング層とを有する。以下、感光ドラム４１の基体のことをドラム基体４１１、感光ドラム４１のコーティング層のことをドラムコーティング層４１２と称する。例えば、感光ドラム４１が有機感光体であることが考えられる。
次に、図３を参照しつつ、感光ドラム４１の構造について説明する。感光ドラム４１は、円筒状の外周面４１１ｓを有する基体およびその基体の外周面４１１ｓ上に形成され電荷輸送材料などを含むコーティング層とを有する。以下、感光ドラム４１の基体のことをドラム基体４１１、感光ドラム４１のコーティング層のことをドラムコーティング層４１２と称する。例えば、感光ドラム４１が有機感光体であることが考えられる。
ドラム基体４１１は、例えばアルミニウムを主成分とする金属の円筒状部材である。感光ドラム４１のドラムコーティング層４１２は、少なくとも電荷輸送材料を含む薄膜層である。本実施形態におけるドラムコーティング層４１２は、電荷輸送材料および電荷発生材料を含む感光層である。例えば、前記電荷輸送材料が、フルオレノン系化合物、ニトロ化化合物、ヒドラゾン化合物、オキサジアゾール化合物、スチリル系化合物、カルバゾール系化合物またはピラゾリン系化合物を含む材料、またはその他の材料であることが考えられる。
なお、電荷輸送材料を含むドラムコーティング層４１２と感光材料を含む感光層とが個別に形成された感光ドラム４１が採用されることも考えられる。また、電荷輸送材料を含むドラムコーティング層４１２と感光材料を含む感光層とその他のコーティング層とが個別に形成された感光ドラム４１が採用されることも考えられる。その場合、ドラムコーティング層４１２以外の層がスプレー塗装により形成されることが考えられる。
ドラムコーティング層４１２は、ドラム基体４１１の外周面４１１ｓ上にディッピングによって形成された層である。ドラムコーティング層４１２のディッピングの工程において、ドラム基体４１１は、その第１端４１ｘが下方に向くとともにその反対側の第２端４１ｙが上方に向く縦姿勢の状態で、ドラムコーティング層４１２の原料を含む液剤に浸漬される。なお、ドラムコーティング層４１２の原料を含む液剤が第１液剤である。
図３は、前記ディッピングによってドラムコーティング層４１２が形成された感光ドラム４１の一部省略断面図である。ディッピングの工程において、ドラム基体４１１が前記縦姿勢の状態で前記液剤に浸漬されると、ドラムコーティング層４１２は、感光ドラム４１の長手方向において第２端４１ｙ側の部分の厚みよりも第１端４１ｘ側の部分の厚みがより大きくなる傾向がある。
上記のようなドラムコーティング層４１２の厚みの分布傾向は、ドラム基体４１１における第１端４１ｘ寄りの部分４１２ｘと第２端４１ｙ寄りの部分４１２ｙとの各々においてより顕著に現れる。このようなドラムコーティング層４１２の厚みの分布傾向は、円筒状の外周面を有する部材の表面にディッピングによって形成されるコーティング層に共通の傾向である。
感光ドラム４１において、ドラムコーティング層４１２は、ドラム基体４１１の外周面４１１ｓにおける両端部からの一部の領域を除く残りの中間領域に形成されている。即ち、ドラム基体４１１の外周面４１１ｓにおける両端部寄りの一部の領域には、ドラムコーティング層４１２が形成されていない。
ところで、前述したように、被コーティング部材であるドラム基体４１１の外周面４１１ｓに形成されるドラムコーティング層４１２の厚みは、ドラム基体４１１の長手方向において不均一になる。即ち、ドラムコーティング層４１２は、ディッピングの際に上側になる部分の厚みよりも下側になる部分の厚みの方が大きくなる傾向がある。
従って、ドラムコーティング層４１２がディッピングによって形成される場合、一般的な円筒状のキャリア回収ローラーが採用されると、感光ドラム４１および円筒状の前記キャリア回収ローラーの外周面の間隔が、それらの長手方向において不均一になる。
即ち、ドラムコーティング層４１２の厚みが薄い部分において、前記キャリア回収ローラーと感光ドラム４１との外周面の間隔が、他の部分よりも広くなる。その結果、前記キャリア回収ローラーにおける感光ドラム４１の表面との間隔が広い部分において、キャリア９２の回収性能が悪化する。この問題は、前記キャリア回収ローラーの他、現像装置４３から感光ドラム４１へ移行できなかった前記帯電不良トナーを回収するトナー回収ローラーにおいても同様に生じ得る。
一方、画像形成装置１０によれば、回収ローラー４３１が後述する構造を有することにより、上記の問題を解決できる。即ち、画像形成装置１０によれば、感光ドラム４１のドラムコーティング層４１２がディッピングによって形成される場合に、現像装置４３が備える回収ローラー４３１において二成分現像剤９０のキャリア９２または前記帯電不良トナーなどの粒体の回収性能が悪化することを防止できる。
［回収ローラー４３１の構造］
次に、図４を参照しつつ、回収ローラー４３１の構造について説明する。図４は、画像形成部４における感光ドラム４１、現像ローラー４３０および回収ローラー４３１の断面図である。
次に、図４を参照しつつ、回収ローラー４３１の構造について説明する。図４は、画像形成部４における感光ドラム４１、現像ローラー４３０および回収ローラー４３１の断面図である。
回収ローラー４３１は、円筒状の外周面４３１１ｓを有する回収ローラー基体４３１１およびその外周面４３１１ｓ上に形成された回収ローラーコーティング層４３１２とを有する。さらに、回収ローラー４３１は、回収ローラー基体４３１１をその長手方向に沿って貫通する軸部４３１３も有する。従って、回収ローラー基体４３１１は筒状である。
回収ローラー４３１の軸部４３１３は不図示の支持部によって回転可能に支持されている。回収ローラー４３１は、その外周面が感光ドラム４１の外周面との間に僅かな隙間を隔てた非接触状態で支持されている。
例えば、回収ローラー４３１の軸部４３１３に取り付けられた円盤状のスペーサー４３１４が、ドラム基体４１１における両端部の外周面４１１ｓに接している。このスペーサー４３１４により、感光ドラム４１と回収ローラー４３１との間隔が一定に維持されている。感光ドラム４１におけるスペーサー４３１４が接する領域は、画像形成領域の両外側の領域である。
また、感光ドラム４１の回転中心線４１ｃと回収ローラー４３１の回転中心線４３１ｃとが平行になる状態で、感光ドラム４１および回収ローラー４３１がそれぞれ回転可能に支持されている。
回収ローラーコーティング層４３１２は、回収ローラー基体４３１１の外周面４３１１ｓ上にディッピングによって形成された層である。例えば、回収ローラーコーティング層４３１２は、回収ローラー基体４３１１の外周面４３１１ｓ上における最も外側に形成されている。
回収ローラーコーティング層４３１２は、ディッピングによって形成されることにより、スプレー塗装によって形成される場合よりも薄い膜厚で形成される。そのため、回収ローラー４３１を感光ドラム４１に対してより近づけることができる。その結果、回収ローラー４３１によるキャリア９２および前記帯電不良トナーの回収効率が高まる。
回収ローラーコーティング層４３１２のディッピングの工程において、回収ローラー基体４３１１は、その第１端４３１ｘが下方に向くとともにその反対側の第２端４３１ｙが上方に向く縦姿勢の状態で、回収ローラーコーティング層４３１２の原料を含む液剤に浸漬される。なお、回収ローラーコーティング層４３１２の原料を含む前記液剤が第２液剤の一例である。
回収ローラー基体４３１１は、例えばアルミニウムを主成分とする金属の円筒状部材である。回収ローラーコーティング層４３１２は、例えばアルコール可溶性ナイロンの層とその中に分布する導電性の粉体とを含む。この場合、前記導電性の粉体が粉状の酸化チタンなどであることが考えられる。
アルコール可溶性ナイロンを含む回収ローラーコーティング層４３１２が、回収ローラー４３１の最外層に形成されていれば、回収されたキャリア９２および前記帯電不良トナーが回収ローラー４３１から剥離しやすい。その結果、捕捉された粒体が回収ローラー４３１の表面に堆積してしまうことを防止でき、その粒体がより確実に現像槽４３００内に回収される。
回収ローラー４３１において、回収ローラー基体４３１１の両端部が、固定部材４３１５によって軸部４３１３に固定されている。
回収ローラー基体４３１１がアルミニウムを主成分とする金属部材である場合に、回収ローラー基体４３１１の外周面４３１１ｓが、アルミニウムの酸化処理により形成されたアルマイト層であることが考えられる。この場合、回収ローラーコーティング層４３１２は、そのアルマイト層の直上に形成される。これにより、いわゆるアンカー効果によって回収ローラーコーティング層４３１２が回収ローラー基体４３１１から剥がれにくくなる。
ここで、回収ローラーコーティング層４３１２を形成する方法の具体例について説明する。まず、回収ローラーコーティング層４３１２が形成される前の回収ローラー基体４３１１に対し、その表面に酸化皮膜を形成する処理が行われる。
例えば、アルミニウムを主成分とする金属の回収ローラー基体４３１１の外周面４３１１ｓに対し、アルマイト層を形成するためのアルマイト処理が行われる。これにより、回収ローラー基体４３１１の外周面４３１１ｓに、例えば１０マイクロメートル程度の厚みの前記アルマイト層が形成される。
さらに、回収ローラー基体４３１１の前記酸化皮膜である前記アルマイト層に対する熱処理工程が行われる。この熱処理工程は、予め定められた一定温度での加熱を予め定められた時間継続する処理である。これにより、回収ローラー基体４３１１の前記アルマイト層全体に概ね一様なクラックを生じさせることができる。例えば、前記アルマイト層の熱処理工程が、約１２０℃の温度での加熱を１０分よりも長い時間継続する工程であることが考えられる。
前記アルマイト層の熱処理工程は、回収ローラーコーティング層４３１２のディッピング工程の前に、予め前記アルマイト層にクラックを生じさせるための処理である。これにより、後に実行される回収ローラーコーティング層４３１２の乾燥工程において、回収ローラー基体４３１１の前記アルマイト層に新たなクラックが生じることを防止できる。
さらに、前記アルマイト層が形成された回収ローラー基体４３１１の外周面４３１１ｓに樹脂コーティング層を形成するための前記ディッピング工程が行われる。このディッピング工程において、回収ローラー基体４３１１は、前記縦姿勢の状態で、結着樹脂および導電性の粉体を含む混合液に浸漬される。
例えば、前記結着樹脂がアルコール可溶性のナイロンであり、前記粉体が粉状の酸化チタンであることが考えられる。また、前記混合液の分散媒体がメタノール８００［重量部］であることが考えられる。この場合、前記混合液は、前記ナイロンと前記酸化チタンと前記メタノール８００［重量部］とが例えば例えば直径１．０ミリメートルのジルコニアビーズとともに混合されることによって得られる。
最後に、前記ディッピングによって回収ローラー基体４３１１に形成された導電性の樹脂コーティング層の乾燥工程が行われる。例えば、前記乾燥工程は、前記導電性の樹脂コーティング層を約１３０℃の環境下で１０分程度乾燥させる工程である。これにより、２〜１１マイクロメートル程度の厚みの回収ローラーコーティング層４３１２が得られる。
ところで、前記乾燥工程において前記アルマイト層にクラックが生じると、前記樹脂コーティング層内において、前記導電性の粉体が対流の影響によって偏在しやすい。
しかしながら、前述したように、前記熱処理工程において予め前記アルマイト層に前記クラックが形成されていれば、前記乾燥工程において前記アルマイト層に新たなクラックが生じることを防止できる。その結果、前記乾燥工程において、前記導電性の粉体が前記樹脂コーティング層内において均一に分布し、均質な回収ローラーコーティング層４３１２を形成することができる。
回収ローラーコーティング層４３１２は、ドラムコーティング層４１２と同様に、回収ローラー４３１の長手方向において第２端４３１ｙ側の部分の厚みよりも第１端４３１ｘ側の部分の厚みがより大きくなる傾向がある。
図４が示すように、回収ローラー４３１は、回収ローラー基体４３１１の第１端４３１ｘとドラム基体４１１の第２端４１ｙとが同じ方向を向く状態で感光ドラム４１に対向して支持されている。
画像形成装置１０においては、感光ドラム４１および回収ローラー４３１が、それらのコーティング層の厚みの分布傾向が逆向きになるように配置されている。この場合、ドラムコーティング層４１２の厚みの分布と回収ローラーコーティング層４３１２の厚みの分布とが相殺される。そのため、回収ローラー４３１の長手方向において、回収ローラー４３１の外周面と感光ドラム４１の外周面との間隔が概ね均一になり、その間隔が特に広くなる部分が生じない。
従って、感光ドラム４１のドラムコーティング層４１２がディッピングによって形成される場合に、回収ローラー４３１において二成分現像剤９０のキャリア９２または前記帯電不良トナーなどの粒体の回収性能が悪化することを防止できる。その結果、キャリア９２または前記帯電不良トナーなどの粒体が飛散することを防止できる。
例えば、評価対象装置および比較装置の性能を比較する以下の評価実験により、図４が示す感光ドラム４１および回収ローラー４３１の構造および配置の有効性を確認することができた。前記評価対象装置は、図４が示す感光ドラム４１および回収ローラー４３１の構造および配置が採用された画像形成装置１０である。一方、前記比較装置は、ディッピングによりドラムコーティング層４１２が形成された感光ドラム４１と回収ローラーコーティング層４３１２が形成されていない回収ローラーとを備える画像形成装置である。
前記評価対象装置と前記比較装置とにおいて、回収ローラーにおける回収ローラーコーティング層４３１２の有無のみが相違し、その他の構成および動作条件は同じである。なお、前記評価対象装置および前記比較装置のいずれにおいても、感光ドラム４１および回収ローラーは、ドラム基体４１１の第１端４１ｘ側のみにおいて回転駆動部に連結されている。
前記比較装置においては、１万枚の記録シート９への画像形成が行われたときには既に装置内でトナー９１の飛散が発生していた。一方、前記評価対象装置においては、１万枚を超える記録シート９への画像形成が行われた後も、認識可能な程度のトナー９１の飛散は発生しなかった。
［現像ローラー４３０の構造］
次に、図４を参照しつつ、現像ローラー４３０の構造について説明する。現像ローラー４３０も、回収ローラー４３１と同様に、円筒状の外周面４３０１ｓを有する現像ローラー基体４３０１と、その外周面４３０１ｓ上に形成された現像ローラーコーティング層４３０２とを有する。さらに、現像ローラー４３０は、現像ローラー基体４３０１をその長手方向に沿って貫通する軸部４３０３も有する。従って、現像ローラー基体４３０１は筒状である。
次に、図４を参照しつつ、現像ローラー４３０の構造について説明する。現像ローラー４３０も、回収ローラー４３１と同様に、円筒状の外周面４３０１ｓを有する現像ローラー基体４３０１と、その外周面４３０１ｓ上に形成された現像ローラーコーティング層４３０２とを有する。さらに、現像ローラー４３０は、現像ローラー基体４３０１をその長手方向に沿って貫通する軸部４３０３も有する。従って、現像ローラー基体４３０１は筒状である。
現像ローラー４３０の軸部４３０３は不図示の支持部によって回転可能に支持されている。現像ローラー４３０は、その外周面が感光ドラム４１の外周面との間に僅かな隙間を隔てた非接触状態で支持されている。なお、図４において、回収ローラー４３１の断面および現像ローラー４３０の断面は、それぞれ異なる方向の平面での断面である。
例えば、現像ローラー４３０の軸部４３０３に取り付けられた円盤状のスペーサー４３０４が、ドラム基体４１１における両端部の外周面４１１ｓに接している。このスペーサー４３０４により、感光ドラム４１と現像ローラー４３０との間隔が一定に維持されている。感光ドラム４１におけるスペーサー４３０４が接する領域は、画像形成領域の両外側の領域である。
また、感光ドラム４１の回転中心線４１ｃと現像ローラー４３０の回転中心線４３０ｃとが平行になる状態で、感光ドラム４１および現像ローラー４３０がそれぞれ回転可能に支持されている。
現像ローラーコーティング層４３０２は、現像ローラー基体４３０１の外周面４３０１ｓ上にディッピングによって形成された層である。例えば、現像ローラーコーティング層４３０２は、現像ローラー基体４３０１の外周面４３０１ｓ上における最も外側に形成されている。
現像ローラーコーティング層４３０２は、ディッピングによって形成されることにより、スプレー塗装によって形成される場合よりも薄い膜厚で形成される。そのため、現像ローラー４３０の表層において電荷溜まりが生じにくく、現像ローラー４３０から感光ドラム４１へのトナー９１の移行状態の変動が小さい。その結果、画像濃度の変動が抑制され、画像品質が安定する。
現像ローラーコーティング層４３０２のディッピングの工程において、現像ローラー基体４３０１は、その第１端４３０ｘが下方に向くとともにその反対側の第２端４３０ｙが上方に向く縦姿勢の状態で、現像ローラーコーティング層４３０２の原料を含む液剤に浸漬される。なお、現像ローラーコーティング層４３０２の原料を含む前記液剤が第３液剤の一例である。
ディッピングの工程において、現像ローラー基体４３０１が前記縦姿勢の状態で前記液剤に浸漬されると、現像ローラーコーティング層４３０２は、現像ローラー４３０の長手方向において第２端４３０ｙ側の部分の厚みよりも第１端４３０ｘ側の部分の厚みがより大きくなる傾向がある。
現像ローラー基体４３０１は、例えばアルミニウムを主成分とする金属の円筒状部材である。現像ローラーコーティング層４３０２は、現像ローラー基体４３０１の外周面４３０１ｓ上に形成されたコーティング層である。現像ローラーコーティング層４３０２は、例えばアルコール可溶性ナイロンの層とその中に分布する導電性の粉体とを含む。この場合、前記導電性の粉体が粉状の酸化チタンなどであることが考えられる。
現像ローラー４３０において、現像ローラー基体４３０１の両端部が、固定部材４３０５によって軸部４３０３に固定されている。
現像ローラー基体４３０１がアルミニウムを主成分とする金属部材である場合に、現像ローラー基体４３０１の外周面４３０１ｓが、アルミニウムの酸化処理により形成されたアルマイト層であることが考えられる。この場合、現像ローラーコーティング層４３０２は、そのアルマイト層の直上に形成される。これにより、いわゆるアンカー効果によって現像ローラーコーティング層４３０２が現像ローラー基体４３０１から剥がれにくくなる。
現像ローラーコーティング層４３０２は、回収ローラーコーティング層４３１２を形成する方法と同様の方法によって形成される。
図４が示すように、現像ローラー４３０は、現像ローラー基体４３０１の第１端４３０ｘとドラム基体４１１の第２端４１ｙとが同じ方向を向く状態で感光ドラム４１に対向して支持されている。従って、現像ローラー４３０は、現像ローラー基体４３０１の第１端４３０ｘと回収ローラー基体４３１１の第１端４３１ｘとが同じ方向を向く状態で支持されている。
即ち、感光ドラム４１および現像ローラー４３０が、それらのコーティング層の厚みの分布傾向が逆向きになるように配置されている。この場合、ドラムコーティング層４１２の厚みの分布と現像ローラーコーティング層４３０２の厚みの分布とが相殺される。そのため、現像ローラー４３０の長手方向において、現像ローラー４３０の外周面と感光ドラム４１の外周面との間隔が概ね均一になる。従って、感光ドラム４１の長手方向における現像濃度のばらつきが抑制される。
[第２実施形態]
次に、図５を参照しつつ、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置における現像装置４３Ａについて説明する。図４は、感光ドラム４１および現像装置４３Ａの構成図である。図５において、図１〜４に示される構成尾要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。以下、第２実施形態に係る画像形成装置の現像装置４３Ａにおける現像装置４３と異なる点について説明する。
次に、図５を参照しつつ、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置における現像装置４３Ａについて説明する。図４は、感光ドラム４１および現像装置４３Ａの構成図である。図５において、図１〜４に示される構成尾要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。以下、第２実施形態に係る画像形成装置の現像装置４３Ａにおける現像装置４３と異なる点について説明する。
第２実施形態に係る画像形成装置の現像装置４３Ａにおいて、回収ローラー４３１および現像ローラー４３０各々の構造および感光ドラム４１に対する向きは、現像装置４３におけるそれと同じである。
現像装置４３Ａは、現像装置４３と比較して、回収用磁石４３１Ｍおよび搬送用磁石４３０Ｍを備えておらず、磁気ローラー４３２および中間搬送用磁石４３２Ｍを備えている点が異なる。中間搬送用磁石４３２Ｍは、磁気ローラー４３２の内側に固定されている。さらに、現像装置４３Ａは、ブレード４３８の代わりにブレード４３８Ａを備える。
磁気ローラー４３２および現像ローラー４３０を備える現像装置４３Ａは、いわゆるインタラクティブタッチダウン方式によって感光ドラム４１表面の静電潜像を現像する装置である。現像装置４３Ａにおいて、回収ローラー４３１は、感光ドラム４１側の前記帯電不良トナーを回収する。さらに、回収ローラー４３１上の前記帯電不良トナーは、回収ローラー４３１の表面に接するトナー剥離部材４３９によって回収ローラー４３１から除去され、磁気ローラー４３２を介して現像槽４３００内へ回収される。
磁気ローラー４３２の内側の中間搬送用磁石４３２Ｍは、撹拌部材４３７によって撹拌された二成分現像剤９０をその磁力によって引き寄せる。これにより、磁気ローラー４３２は、撹拌された二成分現像剤９０をその表面に担持する。本実施形態において、磁気ローラー４３２は、二成分現像剤９０を担持する二成分現像剤担持体の一例である。
ブレード４３８Ａは、磁気ローラー４３２の表面に付着する二成分現像剤９０の厚みを制限する。
磁気ローラー４３２は、担持した二成分現像剤９０のうちのトナー９１を現像ローラー４３０に供給する。磁気ローラー４３２は、内包する中間搬送用磁石４３２Ｍの磁気によってキャリア９２を吸着保持する。
磁気ローラー４３２は、現像ローラー４３０との間に電位差が生じるようにバイアスが印加されている。このバイアスの作用により、磁気ローラー４３２は、担持した二成分現像剤９０のうち帯電したトナー９１のみを現像ローラー４３０へ移行させる。
現像ローラー４３０は、印加された現像バイアスの作用によってトナー９１を感光ドラム４１の外周面における前記静電潜像の部分へ移行させる。これにより、前記静電潜像がトナー像として現像される。
本実施形態においても、感光ドラム４１および回収ローラー４３１が、それらのコーティング層の厚みの分布傾向が逆向きになるように配置されている。そのため、回収ローラー４３１の長手方向において、回収ローラー４３１の外周面と感光ドラム４１の外周面との間隔が概ね均一になり、その間隔が特に広くなる部分が生じない。従って、本実施形態においても第１実施形態と同様の効果が得られる。
[応用例]
現像装置４３，４３Ａが、モノクロの画像形成装置に適用されることも考えられる。また、回収ローラー４３１が、キャリア９２を含まない一成分現像剤を用いて前記静電潜像を現像する一成分現像方式の現像装置に適用されることも考えられる。
現像装置４３，４３Ａが、モノクロの画像形成装置に適用されることも考えられる。また、回収ローラー４３１が、キャリア９２を含まない一成分現像剤を用いて前記静電潜像を現像する一成分現像方式の現像装置に適用されることも考えられる。
なお、本発明に係る画像形成装置は、各請求項に記載された発明の範囲において、以上に示された実施形態及び応用例を自由に組み合わせること、或いは実施形態及び応用例を適宜、変形する又は一部を省略することによって構成されることも可能である。
２ ：シート供給部
３ ：シート搬送部
４ ：画像形成部
４ｘ ：単色画像形成部
５ ：光走査部
６ ：定着部
９ ：記録シート
１０ ：画像形成装置
２１ ：シート受部
２２ ：シート送出部
３０ ：搬送路
３１ ：レジストローラー
３２ ：搬送ローラー
３３ ：排出ローラー
４０ ：トナー補給部
４１ ：感光ドラム（像担持体）
４１ｃ ：感光ドラムの回転中心線
４１ｘ ：ドラム基体の第１端
４１ｙ ：ドラム基体の第２端
４２ ：帯電装置
４３，４３Ａ：現像装置
４５ ：一次転写装置
４７ ：一次クリーニング装置
４８ ：中間転写ベルト
４９ ：二次転写装置
９０ ：二成分現像剤
９１ ：トナー
９２ ：キャリア
１００ ：筐体
１０１ ：排出トレイ
４１１ ：ドラム基体
４１１ｓ ：ドラム基体の外周面
４１２ ：ドラムコーティング層
４２０ ：帯電ローラー
４３０ ：現像ローラー
４３０Ｍ ：搬送用磁石
４３０ｃ ：現像ローラーの回転中心線
４３０ｘ ：現像ローラー基体の第１端
４３０ｙ ：現像ローラー基体の第２端
４３１ ：回収ローラー
４３１Ｍ ：回収用磁石
４３１ｃ ：回収ローラーの回転中心線
４３１ｘ ：回収ローラー基体の第１端
４３１ｙ ：回収ローラー基体の第２端
４３２ ：磁気ローラー
４３２Ｍ ：中間搬送用磁石
４３７ ：撹拌部材
４３８，４３８Ａ：ブレード
４３９ ：剥離部材
４８０ ：二次クリーニング装置
４３００ ：現像槽
４３０１ ：現像ローラー基体
４３０１ｓ：現像ローラー基体の外周面
４３０２ ：現像ローラーコーティング層
４３０３ ：現像ローラーの軸部
４３０４ ：スペーサー
４３０５ ：固定部材
４３１１ ：回収ローラー基体
４３１１ｓ：回収ローラー基体の外周面
４３１２ ：回収ローラーコーティング層
４３１３ ：回収ローラーの軸部
４３１４ ：スペーサー
４３１５ ：固定部材
３ ：シート搬送部
４ ：画像形成部
４ｘ ：単色画像形成部
５ ：光走査部
６ ：定着部
９ ：記録シート
１０ ：画像形成装置
２１ ：シート受部
２２ ：シート送出部
３０ ：搬送路
３１ ：レジストローラー
３２ ：搬送ローラー
３３ ：排出ローラー
４０ ：トナー補給部
４１ ：感光ドラム（像担持体）
４１ｃ ：感光ドラムの回転中心線
４１ｘ ：ドラム基体の第１端
４１ｙ ：ドラム基体の第２端
４２ ：帯電装置
４３，４３Ａ：現像装置
４５ ：一次転写装置
４７ ：一次クリーニング装置
４８ ：中間転写ベルト
４９ ：二次転写装置
９０ ：二成分現像剤
９１ ：トナー
９２ ：キャリア
１００ ：筐体
１０１ ：排出トレイ
４１１ ：ドラム基体
４１１ｓ ：ドラム基体の外周面
４１２ ：ドラムコーティング層
４２０ ：帯電ローラー
４３０ ：現像ローラー
４３０Ｍ ：搬送用磁石
４３０ｃ ：現像ローラーの回転中心線
４３０ｘ ：現像ローラー基体の第１端
４３０ｙ ：現像ローラー基体の第２端
４３１ ：回収ローラー
４３１Ｍ ：回収用磁石
４３１ｃ ：回収ローラーの回転中心線
４３１ｘ ：回収ローラー基体の第１端
４３１ｙ ：回収ローラー基体の第２端
４３２ ：磁気ローラー
４３２Ｍ ：中間搬送用磁石
４３７ ：撹拌部材
４３８，４３８Ａ：ブレード
４３９ ：剥離部材
４８０ ：二次クリーニング装置
４３００ ：現像槽
４３０１ ：現像ローラー基体
４３０１ｓ：現像ローラー基体の外周面
４３０２ ：現像ローラーコーティング層
４３０３ ：現像ローラーの軸部
４３０４ ：スペーサー
４３０５ ：固定部材
４３１１ ：回収ローラー基体
４３１１ｓ：回収ローラー基体の外周面
４３１２ ：回収ローラーコーティング層
４３１３ ：回収ローラーの軸部
４３１４ ：スペーサー
４３１５ ：固定部材
Claims (4)
- 回転しつつトナーの像を担持する感光ドラムと、
帯電した前記トナーを前記感光ドラムに供給する現像ローラーおよび前記感光ドラムの回転方向における前記現像ローラーの位置よりも下流側の位置において前記感光ドラムに対して非接触の状態で回転可能に支持され前記感光ドラムに対する電位差が前記トナーの帯電極性と同極性のバイアスが印加された回収ローラーを有する現像部と、を備え、
前記感光ドラムは、
円筒状の外周面を有するドラム基体と、
前記ドラム基体がその第１端および第２端がそれぞれ下方および上方に向く縦姿勢の状態で第１液剤に浸漬されるディッピングによって前記ドラム基体の外周面上に形成され電荷輸送材料を含むドラムコーティング層と、を有し、
前記回収ローラーは、
円筒状の外周面を有する回収ローラー基体と、
前記回収ローラー基体がその第１端および第２端がそれぞれ下方および上方に向く縦姿勢の状態で第２液剤に浸漬されるディッピングによって前記回収ローラー基体の外周面上に形成された回収ローラーコーティング層と、を有するとともに、前記回収ローラー基体の前記第１端と前記ドラム基体の前記第２端とが同じ方向を向く状態で前記感光ドラムに対向して支持されており、
前記ドラムコーティング層は、前記感光ドラムの長手方向において前記ドラム基体の前記第１端側の部分の厚みが前記ドラム基体の前記第２端側の部分の厚みよりも大きく、
前記回収ローラーコーティング層は、前記回収ローラーの長手方向において前記回収ローラー基体の前記第１端側の部分の厚みが前記回収ローラー基体の前記第２端側の部分の厚みよりも大きい、画像形成装置。 - 前記回収ローラーコーティング層は、アルコール可溶性ナイロンの層とその中に分布する導電性の粉体とを含む、請求項１に記載の画像形成装置。
- 前記導電性の粉体は粉状の酸化チタンである、請求項２に記載の画像形成装置。
- 前記現像ローラーは、
円筒状の外周面を有する現像ローラー基体と、
前記現像ローラー基体がその第１端および第２端がそれぞれ下方および上方に向く縦姿勢の状態で第３液剤に浸漬されるディッピングによって前記現像ローラー基体の外周面上に形成された現像ローラーコーティング層と、を有するとともに、前記現像ローラー基体の前記第１端と前記ドラム基体の前記第２端とが同じ方向を向く状態で前記感光ドラムに対向して支持されており、
前記現像ローラーコーティング層は、前記現像ローラーの長手方向において前記現像ローラー基体の前記第１端側の部分の厚みが前記現像ローラー基体の前記第２端側の部分の厚みよりも大きい、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
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