(57)【要約】【課題】現像ギャップ調整を簡単にかつ高精度に行いつつ、低気圧の環境下において画像形成装置を使用する場合にも大きな現像バイアスを簡単にかけることができる非接触現像の画像形成装置を提供する。【解決手段】現像ローラ５に、感光体２との現像ギャップｇを設定するスペーサ１１,１２が固定される、これらのスペーサ１１,１２には弾性を有しかつ内部に密閉空間１１ｃを有する扁平なチューブが用いられている。この密閉空間１１ｃには、所定圧のガスが封入されている。その場合、ガスは低気圧環境で膨張してスペーサ１１,１２を膨らませるようになっている。【選択図】    図２
2006163161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、トナー搬送面が前記像担持体に所定の現像ギャップを置いて対向するように設けられて前記像担持体にトナーを搬送する現像ローラと、この現像ローラの両端部に設けられて前記像担持体に当接することで前記現像ギャップを設定するギャップ調整部材とを少なくとも備え、非接触ジャンピング現像を行う画像形成装置において、
前記ギャップ調整部材がスペーサで構成されており、
前記スペーサは、内部にガスを密閉した部材からなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記部材は、前記ガスが封入された密閉空間を有するチューブまたは単泡のスポンジからなることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像ローラに、前記スペーサの軸方向および周方向の寸法変化を防止する寸法変動防止部が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真、静電複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置の技術分野に関し、特に、像担持体と現像ローラとの間に所定の現像ギャップを有する非接触ジャンピング現像方式の画像形成装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置として、非接触ジャンピング現像方式を用いた画像形成装置が多々知られている。この非接触ジャンピング現像方式は、像担持体である感光体と現像ローラとの間に所定の現像ギャップを設けるとともに、現像ローラ上のトナーを感光体にジャンピングさせて感光体上の静電潜像を現像する方式である。この非接触ジャンピング現像方式では、感光体と現像ローラとの間の現像ギャップを高精度に維持することが良好な現像を行う上で求められる。
【０００３】
そこで、従来、現像ギャップ調整部材としてシート状部材を用い、このシート状部材を現像ローラの両端部外周面と感光体の両端部外周面との間に介在させることで、現像ローラと感光体との間に適正な現像ギャップを容易に確保できるようにすることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に開示の現像ギャップ調整部材によれば、感光体と現像ローラとの間の現像ギャップを高精度に維持することができる。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示の現像ギャップ調整部材では、感光体および現像ローラとは別の場所に現像ギャップ調整部材を設けているので、感光体、現像ローラおよび現像ギャップ調整部材の組付けが面倒であるばかりでなく、組付け状態によっては高精度に現像ギャップを設定することが難しい。しかも、現像ギャップ調整部材は固定しているのに対して感光体および現像ローラは回転するため、現像ギャップ調整部材と感光体との間および現像ギャップ調整部材と現像ローラとの間が擦られて、感光体および現像ローラに摩耗が発生し、正確な現像ギャップを維持することが難しい。
【０００５】
一方、帯電ローラにテープ部材を巻き付け、このテープ部材を感光体に当接させることで、帯電ローラと感光体との間に所定の帯電ギャップを設定することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２に開示の帯電ギャップ調整によれば、テープ部材が帯電ローラの固定されるので、感光体、帯電ローラおよびテープ部材の組付けが容易であるとともに、高精度に帯電ギャップを設定することができる。
【特許文献１】特開平５−２７５７１号公報。
【特許文献２】特開２００１−２９６７２３号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献２に開示の帯電ギャップ調整を現像ギャップ調整に適用して、この現像ギャップ調整を簡単にかつ高精度に行うことが考えられる。しかしながら、帯電ローラは放電させなければならないのに対して、現像ローラは放電を起さないようにしなければならず、両者は機能も目的もまったく異なる。したがって、特許文献２に開示の帯電ギャップ調整を現像ギャップ調整に単純に適用することは難しい。
【０００７】
そこで、非接触現像について検討する。非接触現像で現像ギャップを小さくしていくと、パッシェンの法則に従い放電が起こり易くなる。また、現像ローラからの放電の原因はこのようなギャップだけではなく、他の因子もある。このような因子の１つに、標高や天気変更による低気圧環境において放電電圧が低下することで放電し易くなることがある。一般に現像バイアスは放電限界近くまでできるだけ大きくかけた方がきれいな画質を得ることができるが、このように大きな現像バイアスをかけることができないと、画質を低下せざるを得ないという課題が発生する。現像ローラから感光体へ放電が起こると、感光体にピンホールが発生して更に放電が起こり易くなり、ますます感光体が劣化して画質が更に低下してしまう。
【０００８】
このため、低気圧環境下で非接触現像の画像形成装置を使用する場合、放電を防止するために大きな現像バイアスをかけることができないばかりでなく、気圧センサーを用いて気圧を管理して画像形成装置を使用しなければならず、現像バイアスの制御が面倒になる。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、現像ギャップ調整を簡単にかつ高精度に行いつつ、低気圧の環境下において画像形成装置を使用する場合にも大きな現像バイアスを簡単にかけることができる非接触現像の画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述の課題を解決するために、請求項１の発明の画像形成装置は、像担持体と、トナー搬送面が前記像担持体に所定の現像ギャップを置いて対向するように設けられて前記像担持体にトナーを搬送する現像ローラと、この現像ローラの両端部に設けられて前記像担持体に当接することで前記現像ギャップを設定するギャップ調整部材とを少なくとも備え、非接触ジャンピング現像を行う画像形成装置において、前記ギャップ調整部材がスペーサで構成されており、前記スペーサが、内部にガスを密閉した部材からなることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２の発明は、前記部材が、前記ガスが封入された密閉空間を有するチューブまたは単泡のスポンジからなることを特徴とする。
更に、請求項３の発明は、前記現像ローラに、前記スペーサの軸方向および周方向の寸法変化を防止する寸法変動防止部が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
このように構成された本発明の画像形成装置によれば、現像ローラに固定されるスペーサとして、内部に所定圧のガスが封入されたスペーサを用いているので、画像形成装置が通常気圧環境より低い低気圧環境で用いられた場合、スペーサ内部のガスが膨張して、スペーサを膨らませることができる。これにより、低気圧環境下でも現像ギャップが大きくなり、放電しやすい低気圧環境下であっても放電し難くなる。したがって、低気圧環境下において画像形成装置を使用する場合にも、比較的大きな現像バイアスを簡単にかけることができ、画質を向上させることができる。
【００１３】
また、寸法変動防止部を設けることで、低気圧時の膨張によるスペーサの軸方向の寸法変化を抑制することができるとともに、厚み方向の寸法の変化率を大きくすることができる。これにより、前述の現像ギャップの変化率を更に効果的に大きくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、本発明にかかる現像装置の実施の形態の一例を模式的に示し、（ａ）は横断面図、（ｂ）はこの例の現像装置と感光体とが一体に形成された現像カートリッジの部分図である。
【００１５】
図１（ａ）および（ｂ）に示すように、この例の現像カートリッジ１は、像担持体（この例では感光体２からなる；以下、感光体２として説明する）と現像装置３とが一体にされた像担持体−現像装置一体カートリッジ（この例では感光体−現像装置一体カートリッジ）として構成されている。
【００１６】
現像装置３は、感光体２にトナーＴを搬送する現像ローラ５、現像ローラ５に圧接されてトナーＴを供給する供給ローラ６、現像ローラ５に圧接されて感光体２に搬送するトナーＴを規制する規制ブレード７、トナーＴを攪拌して搬送するトナー攪拌搬送部材８、トナー攪拌搬送部材８によって搬送されたトナーＴを受けて供給ローラ６の方へ案内するトナー受け部材９、および現像ローラ５に現像後残ったトナーＴを回収する方向に当接しながらトナー漏れを防止するための上シール１０を備えている。そして、感光体２、現像ローラ５、供給ローラ６、規制ブレード７、トナー攪拌搬送部材８およびトナー受け部材９はいずれも感光体−現像装置一体ケース４内に配設されている。
【００１７】
図２（ａ）に示すように、感光体２は、その中央部に像担持面２ａが形成されているとともに、その両端部に像非担持面２ｂ,２ｃが形成されている。また、現像ローラ５は、その中央部にトナー非搬送面５ａが形成されているとともに、その両端部にトナー非搬送面５ｂ,５ｃが形成されている。
【００１８】
現像ローラ５のトナー非搬送面５ｂ,５ｃには、それぞれシート状のスペーサ１１,１２が固定されている。これらのスペーサ１１,１２が感光体２の像非担持面２ｂ,２ｃに圧接されることで、現像ローラ５のトナー搬送面５ａとこのトナー搬送面５ａに対向する感光体２の像担持面２ａとの間に、現像ギャップｇが形成されている。
【００１９】
そして、この現像ギャップｇは、スペーサ１１,１２の厚みを適宜選択することで所望の大きさに調節される。これにより、この現像装置３は非磁性一成分現像剤であるトナーＴを用いた非磁性一成分現像剤非接触ジャンピング現像を行うようになっている。その場合、この例の像担持体−現像装置一体カートリッジ１では、図１（ｂ）に示すように感光体２が時計回りに回転するとともに、現像ローラ５および供給ローラ６がともに反時計回りに回転するように設定されている。そして、感光体２の周速と現像ローラ５上のスペーサ１１,１２の周速とが同一または略同一に設定されている。
【００２０】
現像ローラ５には、応力収縮や熱収縮の極めて小さい例えば鉄等の金属ローラあるいはウレタン等の樹脂が用いられている。また、現像ローラ５上に固定されるスペーサ１１,１２には、弾性を有しかつ内部に密閉空間１１ｃを有する扁平なチューブが用いられている。このチューブの材料としては、好ましくは、ポリアミド、ポリアミドイミド、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリイミド、エポキシ、アセテート、シリコーン、アクリル、ゴム等のようなプラスチックやゴムのスポンジを用いることができ、その場合、導電性が低いことが好ましい。そして、密閉空間１１ｃには、所定圧のガスが封入されている。その場合、ガスは低気圧環境で膨張してスペーサ１１,１２を膨らませるようになっている。
なお、スペーサ１１,１２としては、チューブに代えて低気圧環境で膨らむ単泡のスポンジを用いることもできるし、また細いチューブを所定回数巻き付けて構成することもできる。
【００２１】
そして、スペーサ１１,１２は現像ローラ５のトナー非搬送面５ｂ,５ｃに弾性を有する接着層１３（あるいは粘着層）で固定されている。なお、弾性を有する接着層１３（あるいは粘着層）に代えて、スペーサ１１,１２の現像ローラ５への固定は、弾性を有するゴム弾性体を挟むことによる固定でもよい。しかも、接着層１３あるいは粘着層１３は、導電性が低いことが好ましい。
【００２２】
また、図３に示すように、現像ローラ５には、スペーサ１１の水平方向（軸方向および周方向）の膨張を抑制しかつ垂直方向（厚み方向）の膨張を拡大するための水平方向寸法変動防止部１４,１５をスペーサ１１の外側縁１１ａおよび内側縁１１ｂに沿って設けることが好ましい。これらの水平方向寸法変動防止部１４,１５は、気圧変化によってほとんど変化しないように構成されている。なお、図示しないが、現像ローラ５には、これらの水平方向寸法変動防止部１４,１５と同じ水平方向寸法変動防止手段をもう１つのスペーサ１２の外側縁１２ａおよび内側縁１２ｂに沿っても設けることが好ましい。
【００２３】
この例の画像形成装置によれば、現像ローラ５に固定されるスペーサ１１,１２として、弾性を有するとともに内部に密閉空間１１ｃを有しかつこの密閉空間１１ｃ内に所定圧のガスが封入されたスペーサを用いているので、画像形成装置が通常気圧環境より低い低気圧環境で用いられた場合、スペーサ１１,１２内部のガスが膨張して、スペーサ１１,１２を膨らませることができる。これにより、低気圧環境でも現像ギャップｇが大きくなり、放電しやすい低気圧環境であっても放電し難くなる。したがって、低気圧環境において画像形成装置を使用する場合にも、比較的大きな現像バイアスをかけることができ、画質を向上させることができる。
【００２４】
また、水平方向寸法変動防止部１４,１５を設けることで、低気圧時の膨張によるスペーサ１１,１２の軸方向の寸法変化を抑制することができるとともに、厚み方向の寸法の変化率を大きくすることができる。これにより、前述の現像ギャップｇの変化率を更に効果的に大きくできる。
【００２５】
次に、本発明の具体的な実施例および比較例について説明する。
実施例１および比較例１について、実験をした。
（実施例１）
ポリエチレンチューブを１００℃の熱を加えて引き伸ばし、太さ（直径）２００μｍのチューブを作成した。これを扁平に押しつぶして厚み（スペーサ１１,１２の厚み方向）８０μｍの扁平チューブとした。この扁平チューブをニッケル（Ｎｉ）めっきした鉄（Ｆｅ）からなる現像ローラ５の両端周面に１００μｍのギャップスペーサ１１,１２として５周分巻き付けた。そして、チューブの端を塞ぎ、チューブの内部に空気を密閉した。更に、厚み８０μｍのポリエチレンテープを現像ローラ５にスペーサ１１,１２の両側において、図３に示すように水平方向寸法変動防止部１４,１５として巻き付けた。また、平均体積粒径４μｍのトナーを用い、感光体周速とスペーサ周速とを２１２ｍｍ／ｓｅｃの等速で現像を行った。このとき、現像ローラ５に現像バイアス電源から−３００Ｖの直流電圧に１,１００Ｖの交流電圧を周波数４,０００Ｈｚで重畳させたところ、きれいな画像が得られた。
【００２６】
次に、画像形成装置の周囲の気圧を１,０００ｈＰａ〜８００ｈＰａに変化させながら、交流電圧を変化させ、放電開始電圧を調べた。このとき、放電開始電圧は、放電が起こったときの｜｜直流電圧−交流電圧／２｜−感光体上の表面電圧｜とした。実験の結果、放電開始電圧は１,０００ｈＰａで１,１５０Ｖであり、また８００ｈＰａで１,１００Ｖであり、低気圧環境においても通常環境よりも５０Ｖしか低下しなく、放電を良好に抑制できることが確認された。
【００２７】
（比較例１）
厚み１００μｍのＰＦＡ熱収縮チューブをニッケル（Ｎｉ）めっきした鉄（Ｆｅ）からなる現像ローラ５の両端周面に熱収縮させ、ほぼ１００μｍのギャップスペーサ１１,１２として巻き付けた。そして、平均体積粒径４μｍのトナーを用い、感光体周速とスペーサ周速とを２１２ｍｍ／ｓｅｃの等速で現像を行った。このとき、現像ローラ５に現像バイアス電源から−３００Ｖの直流電圧に１,１００Ｖの交流電圧を周波数４,０００Ｈｚで重畳させたところ、きれいな画像が得られた。
【００２８】
しかし、画像形成装置の周囲の気圧を１,０００ｈＰａ〜８００ｈＰａに変化させながら、交流電圧を変化させ、放電開始電圧を調べた。このとき、放電開始電圧は、放電が起こったときの｜｜直流電圧−交流電圧／２｜−感光体上の表面電圧｜とした。実験の結果、放電開始電圧は１,０００ｈＰａで１,１５０Ｖであり、また８００ｈＰａで９００Ｖであり、低気圧環境においては２５０Ｖも低下して通常気圧環境よりかなり低くなり、放電を効果的に抑制できないことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明の現像装置は、電子写真、静電複写機、プリンタ、ファクシミリ等の像担持体に静電潜像を形成する画像形成装置において、像担持体と現像ローラとの間に所定の現像ギャップを有する非接触ジャンピング現像方式の現像装置に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明にかかる現像装置の実施の形態の一例を模式的に示し、（ａ）は横断面図、（ｂ）はこの例の現像装置と感光体とが一体に形成された現像カートリッジの部分図である。
【図２】（ａ）は図１に示す例の現像装置において、スペーサによる現像ギャップを模式的に示す図、（ｂ）は（ａ）における部分拡大図である。
【図３】スペーサにおける水平方向の寸法変動を防止する水平方向寸法変動防止部を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…現像カートリッジ、２…感光体（像担持体）、３…現像装置、６…供給ローラ、１１,１２…スペーサ、１１ｃ…密閉空間、１３…接着層または粘着層、１４,１５…水平方向寸法変動防止部、ｇ…現像ギャップ
【図１】
2006163161.tif 000003
【図２】
2006163161.tif 000004
【図３】
2006163161.tif 000005