(57)【要約】【課題】画像形成不良を抑制できる現像ローラー及び現像装置を提供する。【解決手段】周面に複数の凹部５３３が形成されている現像ローラー５３であって、凹部５３３を含む周面を被覆する導電性塗膜５３２を有し、導電性塗膜５３２は、絶縁材５３２ａ中に導電材５３２ｂが分散している層であり、凹部５３３が形成される位置における導電材５３２ｂの含有率が他の位置における導電材５３２ｂの含有率よりも大きいという構成を採用する。【選択図】図５
2010156923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周面に複数の凹部が形成されている現像ローラーであって、
前記凹部を含む周面を被覆する被覆層を有し、
前記被覆層は、絶縁材中に導電材が分散している層であり、前記凹部が形成される位置における前記導電材の含有率が他の位置における含有率よりも大きいことを特徴とする現像ローラー。
【請求項２】
前記被覆層は、絶縁材中に導電材が分散している塗料を、前記凹部を含む周面に塗布することで形成されることを特徴とする請求項１に記載の現像ローラー。
【請求項３】
前記被覆層は、前記凹部が形成される位置における厚さが他の位置における厚さよりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の現像ローラー。
【請求項４】
交流電圧が重畳されたバイアス電圧が印加され、内部に収容しているトナーを静電潜像を担持するための像担持体に供給する現像ローラーを有する現像装置であって、
前記現像ローラーとして、請求項１〜３のいずれか一項に記載の現像ローラーを備えることを特徴とする現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像ローラー及び現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用するコピー機やプリンター等の画像形成装置は、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程等の一連の画像形成プロセスによって、紙等の記録媒体上に、トナーからなる画像を形成する。現像工程においては、静電潜像を担持する像担持体にトナーを供給することで、静電潜像に基づくトナー像を現像する。
【０００３】
像担持体にトナーを供給する現像装置としては、下記特許文献１に記載の現像装置が知られている。この現像装置は、十分な量のトナーを像担持体に供給すべく、周面に複数の凹部を形成し、表面積を大きくした現像ローラーを備え、該現像ローラーにバイアス電圧を印加することでその周面にトナーを電気的に吸着させて搬送する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１１６５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記凹部を備える現像ローラーにおいては、駆動に伴って該凹部にトナーが徐々に堆積して詰まり、該凹部におけるトナーが現像に寄与せず現像ローラー側に残留してしまうことがある。この状態の現像ローラーは十分な量のトナーを像担持体に供給できないため、トナー像の濃淡ムラ等の画像形成不良を引き起こす場合がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、画像形成不良を抑制できる現像ローラー及び現像装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は、周面に複数の凹部が形成されている現像ローラーであって、上記凹部を含む周面を被覆する被覆層を有し、上記被覆層は、絶縁材中に導電材が分散している層であり、上記凹部が形成される位置における上記導電材の含有率が他の位置における含有率よりも大きいという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、凹部における導電材の含有率を大きくし、凹部が形成される位置における導電性を高めることで、該位置においての電気的作用によるトナーの離脱のし易さを向上させることが可能となる。
【０００８】
また、本発明においては、上記被覆層は、絶縁材中に導電材が分散している塗料を、上記凹部を含む周面に塗布することで形成されるという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、凹部を含む周面に上記塗料を塗布すると、例えば絶縁材より比重が大きい導電材が自重により凹部に流動するため、凹部が形成される位置における導電材の含有率が他の位置より大きい被覆層を容易に製造することが可能となる。
【０００９】
また、本発明においては、上記被覆層は、上記凹部が形成される位置における厚さが他の位置における厚さよりも大きいという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、凹部における被覆層の厚さを大きくすることで、凹部が形成される位置における導電材の量を多くして導電性をさらに高めることが可能となる。
【００１０】
また、本発明においては、交流電圧が重畳されたバイアス電圧が印加され、内部に収容しているトナーを静電潜像を担持するための像担持体に供給する現像ローラーを有する現像装置であって、上記現像ローラーとして、先に記載の現像ローラーを備えるという構成を採用する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態におけるプリンターを示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態における現像装置を示す構成図である。
【図３】本発明の実施形態における現像ローラーを示す平面図である。
【図４】本発明の実施形態における現像ローラーの周面を示す拡大図である。
【図５】図４における線視Ｘ−Ｘ断面図である。
【図６】本発明の実施形態における導電性塗料塗布装置を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。本実施形態では、本発明に係る現像装置を備える画像形成装置として、レーザビームプリンター（以下、プリンターと称する）を例示する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態におけるプリンター１を示す概略構成図である。
プリンター１は、図１に示すように、感光体（像担持体）２を有しており、この感光体２の周囲には、帯電装置３と、露光装置４と、現像ユニット５と、一次転写装置６とが配置される。
【００１４】
感光体２は、円筒状の導電性基材と、その周面（外周面）に形成された感光層とを有し、本実施形態では、図１中矢印方向に（時計回りに）回転可能な構成となっている。帯電装置３は、コロナ帯電などにより感光体２の周面を一様に帯電させるものである。露光装置４は、不図示のホストコンピューターから画像データを受け、これに基づいて、一様に帯電された感光体２の周面にレーザ光を所定のパターンで露光することにより、感光体の周面に静電潜像を形成するものである。
【００１５】
現像ユニット５は、感光体２にトナーを供給することにより、静電潜像に基づくトナー像を現像するものである。現像ユニット５は、ブラック、マゼンダ、シアン、イエローのトナーを内部に収容する現像装置５０（５０Ｂ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｙ）を有する。各現像装置５０は、現像ユニット５の回転軸５ａ周りの回転により、選択的に感光体２と対向可能な構成となっている。
【００１６】
一次転写装置６は、中間転写体７を挟んで感光体２と対向配置され、感光体２に担持されたトナー像を中間転写体７に一次転写するものである。中間転写体７は、無端状のベルトから構成されており、図１中矢印方向に感光体２の周速度と略同じ速度で回走する構成となっている。中間転写体７に一次転写されたトナー像は、搬送先で二次転写装置８により給紙カセット９から搬送された記録用紙Ｐに二次転写され、定着装置１０により加圧・加熱されて記録用紙Ｐ上に定着することとなる。
【００１７】
続いて、本発明に係る現像装置５０の構成について、図２〜図５を参照して詳細に説明する。
図２は、本発明の実施形態における現像装置５０を示す構成図である。
図３は、本発明の実施形態における現像ローラー５３を示す平面図である。
図４は、本発明の実施形態における現像ローラー５３の周面を示す拡大図である。
図５は、図４における線視Ｘ−Ｘ断面図である。
なお、現像装置５０Ｂ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｙの構成は略同一であるため、このうちの一つを代表して説明する。
現像装置５０は、図２に示すように、ハウジング５１と、トナー供給ローラー５２と、現像ローラー５３と、規制ブレード５４とを有する。
【００１８】
ハウジング５１は、その内部にトナーＴを収容する収容室５１０を有する。収容室５１０の底部の感光体２側は開口されており、この底部にトナー供給ローラー５２及び現像ローラー５３が配置される。トナー供給ローラー５２は、現像ローラー５３の周面にトナーＴを供給するものであり、図２中矢印方向に（時計回りに）回転する構成となっている。また、ハウジング５１には、開口におけるハウジング５１と現像ローラー５３との隙間からのトナーＴの漏れを防止するためのシール部材５１１が設けられる。
規制ブレード５４は、現像ローラー５３の担持ざれたトナーＴの層厚を一定に規制すると共に、その規制時における摩擦帯電によりトナーＴに電荷を付与する。この規制ブレード５４は、現像ローラー５３の回転方向上流側におけるトナーＴの漏れを防止するためのシール部材としても機能する。
【００１９】
現像ローラー５３は、トナー供給ローラー５２から受けたトナーＴをその周面に担持しつつ図２中矢印方向に（反時計回りに）回転することで、トナーＴを感光体２の周面に供給するものである。この現像ローラー５３は、導電性を有するローラーであり、不図示のバイアス電源から直流電圧に交流電圧を重畳した重畳電圧が印加され、該電気的な作用により帯電したトナーＴを担持して感光体２との間でトナーＴの受け渡しを行う構成となっている。この現像ローラー５３は、図３に示すように、円柱状の基材５３１と、該基材５３１を被覆する導電性塗膜（被覆層）５３２とを有する。なお、図３においては、基材５３１に形成された凹部５３３の視認性を向上させるため、導電性塗膜５３２を二点鎖線で示している。
【００２０】
基材５３１は、例えば、アルミニウムやステンレス等の金属材から形成される。この基材５３１の周面には、例えば転造により複数の凹部５３３が形成される。本実施形態の凹部５３３は、現像ローラー５３の軸心方向に延びると共に互い交差する螺旋状の第１凹部５３３ａ及び第２凹部５３３ｂとを有する。周方向に対する第１凹部５３３ａの傾斜角度及び第２凹部５３３ｂの傾斜角度は、互いに逆符号で略４５度となっている。このように形成された凹部５３３は、図４に示すように、基材５３１の周面に規則的に配置され、略格子状の模様を形成する。なお、以下の説明で凹部５３３によって四方を囲まれた周面を凸部５３４と称して説明することがある。
【００２１】
凹部５３３の深さは、導電性塗膜５３２で被覆された際に、凹部５３３の位置（導電性塗膜５３２を含む）の高さと凸部５３４の位置（導電性塗膜５３２を含む）の高さの差が、トナーＴの粒子の平均粒子径の０．５倍〜２倍程度となるように設定されることが望ましい（図５参照）。かかる範囲内であれば、凹部５３３の位置においてトナーＴの粒子が過度に積み重なることが抑制されるため、規制ブレード５４による摩擦帯電が適切に施され、トナーＴを均一に帯電させることが可能となる。なお、本実施形態に用いるトナーＴとしては、平均粒子径が１μｍ〜１０μｍのものを想定している。
【００２２】
導電性塗膜５３２は、基材５３１の凹部５３３を含む周面を被覆するものであり、図５に示すように、例えばポリウレタンやアクリル等の絶縁性樹脂材からなる絶縁材５３２ａ中に、カーボンや酸化錫等の導電材５３２ｂが分散した層である。この導電性塗膜５３２は、凹部５３３が形成される位置における導電材５３２ｂの含有率が、他の位置（例えば凸部５３４の頂部の位置）における導電材５３２ｂの含有率よりも大きくなっている。さらに、導電性塗膜５３２は、凹部５３３が形成される位置における厚さが、他の位置（例えば凸部５３４の頂部の位置）における厚さよりも大きくなっている。また、導電性塗膜５３２は、基材５３１に設けられた凹部５３３及び凸部５３４の角部（エッジ部）にＲ形状を付与するようにそれらを被覆する構成となっている。
【００２３】
この導電性塗膜５３２は、例えば図６に示す導電性塗料塗布装置１００によって形成される。導電性塗料塗布装置１００は、基材５３１の両端部をチャック１０１で把持し、さらに、基材５３１を軸心周りに回転させつつ、軸心方向に延びるスライド１０２に沿って絶縁材５３２ａ中に導電材５３２ｂが分散した塗料Ａをスプレー１０３から噴射し、基材５３１の周面全体に塗料Ａを塗布する。そして、不図示の加熱炉で塗料Ａが塗布された基材５３１を加熱し、塗料Ａを基材５３１上に定着させることで、導電性塗膜５３２を形成する。なお、導電性塗膜５３２を形成するにあたり、導電材５３２ｂは、その比重が絶縁材５３２ａの比重よりも大きいものを選択することが望ましい。
【００２４】
続いて、上記構成の現像ローラー５３の作用について説明する。
本実施形態の現像装置５０は、十分な量のトナーＴを感光体２に供給すべく、周面に複数の凹部５３３を形成し、表面積を大きくした現像ローラー５３を備え、該現像ローラー５３に不図示のバイアス電源からバイアス電圧を印加することでその周面にトナーＴを電気的に吸着させて搬送する。
【００２５】
本実施形態の現像ローラー５３は、図５に示すように導電性塗膜５３２を備えるため、上記駆動に伴って凹部５３３が形成される位置にトナーが徐々に堆積していって、該凹部５３３を詰まらせることが抑制される。すなわち、凹部５３３が形成される位置における導電性塗膜５３２の導電材５３２ｂの含有率が、他の位置における導電性塗膜５３２の導電材５３２ｂの含有率よりも大きいため、該凹部５３３が形成される位置においては、他の位置よりも導電材５３２ｂが多く含まれていることとなる。すなわち、該位置における導電性が高くなり、該位置におけるトナーＴは現像ローラー５３の周面から離脱し易くなる。より具体的には、上記交流電圧を重畳したバイアス電圧を印加した場合に、凹部５３３が設けられる位置では導電性が高いため、他の位置よりも先に感光体２にトナーＴが飛翔するための所定電圧に達することとなる。したがって、凹部５３３が設けられる位置におけるトナーＴが、他の位置におけるトナーＴよりも優先して感光体２に供給されることとなる。このことから、該凹部５３３におけるトナーＴの詰まりが抑制され、現像ローラー５３の長期に亘る安定したトナーＴの搬送が可能となる。
【００２６】
したがって、上述した本実施形態によれば、周面に複数の凹部５３３が形成されている現像ローラー５３であって、凹部５３３を含む周面を被覆する導電性塗膜５３２を有し、導電性塗膜５３２は、絶縁材５３２ａ中に導電材５３２ｂが分散している層であり、凹部５３３が形成される位置における導電材５３２ｂの含有率が他の位置における導電材５３２ｂの含有率よりも大きいという構成を採用することによって、凹部５３３が形成される位置における導電性を高めることで、該位置においての電気的作用によるトナーＴの離脱のし易さを向上させることが可能となる。さらに、本実施形態の導電性塗膜５３２は、凹部５３３及び凸部５３４の角部（エッジ部）にＲ形状を付与するようにそれらを被覆するため、該エッジ部におけるトナーＴの引っ掛かりが抑制され、現像ローラー５３の周面からトナーＴをより離脱し易くさせる作用を奏することが可能となる。
したがって、本実施形態では、凹部５３３におけるトナーＴの詰まりが予防されるため、濃淡ムラ等の画像形成不良を抑制することができる効果がある。
【００２７】
また、本実施形態においては、導電性塗膜５３２は、絶縁材５３２ａ中に導電材５３２ｂが分散している塗料Ａを、凹部５３３を含む周面に塗布することで形成されるという構成を採用することによって、導電性塗料塗布装置１００を用いて凹部５３３を含む周面に塗料Ａを塗布し、絶縁材５３２ａより比重が大きい導電材５３２ｂを自重により凹部５３３に流動させることにより、凹部５３３が形成される位置における導電材５３２ｂの含有率が他の位置より大きい導電性塗膜５３２を容易に製造することが可能となる。
【００２８】
また、本実施形態においては、導電性塗膜５３２は、凹部５３３が形成される位置における厚さが他の位置における厚さよりも大きいという構成を採用することによって、凹部５３３が形成される位置における導電材５３２ｂの量を多くして導電性をさらに高めることが可能となる。
【００２９】
また、本実施形態においては、交流電圧が重畳されたバイアス電圧が印加され、ハウジング５１の内部に収容しているトナーＴを静電潜像を担持するための感光体２に供給する現像ローラーを有する現像装置５０であって、上記現像ローラーとして、本実施形態の現像ローラー５３を備えるという構成を採用することによって、画像形成不良を抑制しつつ長期に亘って安定した現像動作を行うことができる現像装置５０が得られる。
【００３０】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００３１】
例えば、上述の実施形態においては、被覆層を、絶縁材５３２ａ中に導電材５３２ｂが分散している塗料Ａを、凹部５３３を含む周面に塗布することで形成すると説明したが、本発明は、上記構成に限定されるものではなく、例えば、絶縁材５３２ａ中に導電材５３２ｂが分散しているフィルム部材（予め、凹部５３３が形成される位置に対応する位置における導電材５３２ｂの含有率が大きくなるよう形成されたもの）を基材５３１に巻きつけることで形成する構成であってもよいし、絶縁材５３２ａ中に導電材５３２ｂが分散しているチューブ状の部材（予め、凹部５３３が形成される位置に対応する位置における導電材５３２ｂの含有率が大きくなるよう形成されたもの）を基材５３１に嵌め込むことで形成する構成であってもよい。
【符号の説明】
【００３２】
２…感光体（像担持体）、５０…現像装置、５３…現像ローラー、５３２…導電性塗膜（被覆層）、５３２ａ…絶縁材、５３２ｂ…導電材、５３３…凹部、Ａ…塗料
【図１】
2010156923.tif 000003
【図２】
2010156923.tif 000004
【図３】
2010156923.tif 000005
【図４】
2010156923.tif 000006
【図５】
2010156923.tif 000007
【図６】
2010156923.tif 000008