(57)【要約】【課題】  現像剤の漏れが無く、現像ローラ端部の当接圧低減により、感光体の削れや現像ローラの摩耗を防ぐ。【解決手段】  感光体に接触して現像剤を現像する現像ローラにおいて、該現像ローラの端部における、現像剤を搬送しない部分の長さをＸ（ｍｍ）、弾性層の厚みが端部に向けて連続的に小さい現像ローラ端部の切り欠き深さをＹ（ｍｍ）とした時に、以下の式Iを満たすことを特徴とする現像ローラを提供する。          ０．１X≦Y≦２X      式Ｉ【選択図】  図６
2006337936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体に接触して現像剤を現像する現像ローラにおいて、
該現像ローラの端部における、現像剤を搬送しない部分の長さをＸ（ｍｍ）、弾性層の厚みが端部に向けて連続的に小さい現像ローラ端部の切り欠き深さをＹ（ｍｍ）とした時に、式Ｉを満たすことを特徴とする現像ローラ。
０．１Ｘ≦Ｙ≦２Ｘ          式Ｉ
【請求項２】
感光体に接触して現像剤を現像する現像ローラにおいて、
該現像ローラの端部における、現像剤を搬送しない部分の長さをＸ（ｍｍ）、弾性層の厚みが端部に向けて連続的に小さい現像ローラ端部の切り欠き深さＹ（ｍｍ）とした時に、式ＩＩを満たすことを特徴とする現像ローラ。
０．２Ｘ≦Ｙ≦１．５Ｘ      式ＩＩ
【請求項３】
前記現像ローラは、弾性層の厚みが該現像ローラの長手方向に対して端部に向けて連続的に小さ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。
【請求項４】
電子写真画像形成装置本体に脱離可能に装着される電子写真プロセスカートリッジにおいて、該カートリッジが、請求項１〜３のいずれかに記載の現像ローラを有することを特徴とする電子写真プロセスカートリッジ。
【請求項５】
静電潜像を保持するための静電保持体および該静電保持体に当接配置される現像ローラを有する電子写真現像形成装置において、該現像ローラが、請求項１〜３のいずれかに記載の現像ローラであることを特徴とする電子写真画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真装置において、感光体に圧接し現像剤を可視化する現像ローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、複写機、プリンター等のＯＡ機器は高画質化が進んでおり、それに伴い感光体上の静電潜像をトナーにより可視化する現像プロセスにおいては、現像ローラとして弾性体を用い、感光体に均一に圧接して現像を行なう接触現像方式が提案されている。この接触現像においては、現像ローラは感光体への均一な圧接幅を確保するために、弾性材料により構成される。そこで、例えば良導電性の芯金上に弾性層を形成し、その外周に、耐摩耗性やトナー帯電性、トナー搬送性を得るための表面層を設ける場合が多い。現像ローラ端部においては、一般的にローラ外径が端部に向けて増加するために、感光体への接触圧が増加し、感光ドラムを削るといった現象が起こる。これにより、様々な感光体周辺部品からのバイアスリーク現象が起こり、画像に横スジが発生するといった問題がある。また、現像剤量規制部材などとの摩擦により、特に現像ローラ端部が磨耗し、現像剤が容器から漏れるといった問題がある。そこで、例えば特許文献１では、ローラ端部の弾性層を延出させ、当接圧を減少させることにより、ローラ端部の摩耗を防止している。また、例えば特許文献２では、端部の外径を小さく形成することにより、感光体への長手方向の均一な圧接を確保している。
【特許文献１】特開２００２−７０８３６号公報
【特許文献２】特開平８−９５４０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、非磁性一成分現像剤を薄層でコートする接触現像方式においては、上記公知手段を用いた場合、弾性層延出部の境界付近にて弾性層の段差が生じ、現像剤が容器の外へ漏れ、周囲を汚染する場合がある。したがって、現像ローラ端部の当接部材への軽圧化は、端部に向けて連続的に軽圧となることが好ましく、現像ローラ表面に急激な外径の変化や、段差を生じることが無いことが、現像剤の漏れを防止し、かつ他部材への端部当接圧を低減することが可能となるのである。
【０００４】
また、現像ローラ端部の外径を小さく形成したとしても、現像剤の漏れを防ぐ様に現像器に組み込んだ場合、現像剤量規制部材との摩擦力は低減できず、現像ローラが磨耗するために問題がある。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、現像剤の漏れが無く、現像ローラ端部の当接圧低減により、感光体の削れや現像ローラの摩耗を防ぐことである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による現像ローラは、端面に切り欠きを設け、かつ弾性層の厚みを端部に向けて連続的に小さくすることにより、現像ローラ端部の感光体への接触圧を端部に向けて連続的に低くすることを特徴とするものである。なお、本願発明において、弾性層の厚みを端部に向けて連続的に小さくするとは、外径を端部に向けて細くするものではなく、芯金と弾性層との隙間を端部に向けて次第に大きくすることを意味する。
【０００７】
本発明によれば、あらかじめ所望の形状で作製した円筒金型と駒を用いることで、任意の端面形状を有する現像ローラを得ることができる。例えば図２〜図４に示すように、切り欠き部の軸方向断面形状が三角形であるものなどが好ましい。切り欠き形状を例えば図５に示すような軸方向断面形状が四角形となるように形成した場合、弾性層の厚みは端部に向けて、小さくはなっているが厚みに段差があり、つまり連続的に小さくしていないために現像ローラ表面に段差が生じ、現像剤が漏れるといった問題が生じる場合があるために好ましくない。
【０００８】
本発明による現像ローラは、端部における現像剤を搬送しない部分の長さをＸ（ｍｍ）、現像ローラ端面の切り欠き深さをＹ（ｍｍ）とした時に、以下の式を満足することを特徴とするものである：
０．１Ｘ≦Ｙ≦２Ｘ              式Ｉ
ここで、Ｙが０．１Ｘ未満となる場合、長寿命化目的で長時間使用した場合に、現像ローラ端部の軽圧化が十分でないために、感光ドラムの削れや現像ローラ端部の摩耗が発生するために不具合が生じる場合がある。また、Ｙが２Ｘを超える場合、現像剤の漏れを防止するシール部材との密着圧が不足し、現像剤が漏れ易くなる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による、現像ローラ端面に切り欠きを設けることにより、現像ローラ端部の感光体への接触圧が端部に向けて次第に低くなり、特に長寿命化を目指した場合に感光ドラムの削れ防止、現像ローラの摩耗抑制が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明の現像ローラの一例の概略図であり、１ａは芯金、１ｂは弾性層、１ｃは表面層を示す。芯金１ａは、成形時や実使用時のたわみに耐えうる強度を有すれば良く、良好な導電性を有するものであればいずれのものも使用し得るが、通常はアルミニウムや鉄、ＳＵＳなどの金属製のものを用いるのが好ましく、また、芯金の外径は４〜１０ｍｍが好ましい。
【００１１】
弾性層１ｂは、芯金上に押出成形、射出成形、注型などの方法により設ける。この方法は、材料の特性（液状、固形、粘度など）にあわせて適宜選択することが出来る。また、寸法精度（外径、振れ、円筒度など）を向上するために、更に弾性ゴム層表面を研磨などで追加工することも可能である。
【００１２】
ここで、端面の切り欠き形状を形成する手段として、射出成型や注型に使用する円筒金型に用いる、芯金受けの駒形状を、所望の切り欠き端部形状を形成するように加工することにより、容易に得ることが出来る。また、表面層形成後の最終工程にて、砥石等を用いて切削することにより切り欠き形状を形成しても良い。
【００１３】
表面層１ｃは、表面層を構成する樹脂材料、粗し材および電子導電系導電剤等を適宜溶媒等で希釈した後、ボールミル、サンドミル、液衝突型分散、超音波分散などを単独または併用して混合攪拌することにより得られる塗料を、弾性層１ｂ上に、スプレー、ディッピング等の公知の方法で塗布し形成することが出来る。
【００１４】
本発明は電子写真画像形成装置本体に脱離可能に装着される電子写真プロセスカートリッジにおいて、カートリッジが、前記現像ローラを有することを特徴とする電子写真プロセスカートリッジに関するものである。
【００１５】
また、本発明は静電潜像を保持するための静電保持体及び該静電保持体に当接配置される現像ローラを有する電子写真画像形成装置において、現像ローラが、前記現像ローラであることを特徴とする電子写真画像形成装置に関するものである。
【００１６】
電子写真プロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置の一例として図８に示す。
【００１７】
潜像担持体としての感光ドラム２１が矢印Ａ方向に回転し、感光ドラム２１を帯電処理するための帯電部材２２によって一様に帯電され、感光ドラム２１に静電潜像を書き込む露光手段であるレーザー光２３により、その表面に静電潜像が形成される。上記静電潜像は、感光ドラム２１に対して近接もしくは接触して配置され、画像形成装置本体に対し着脱可能なプロセスカートリッジに保持される現像装置２４によって現像剤たるトナーを付与されることにより現像され、トナー像として可視化される。
【００１８】
現像は露光部にトナー像を形成するいわゆる反転現像を行っている。可視化された感光ドラム２１上のトナー像は、転写部材である転写ローラ２９によって記録媒体である紙３３に転写される。トナー像を転写された紙３３は、定着装置３２により定着処理され、装置外に排紙されプリント動作が終了する。
【００１９】
一方、転写されずに感光ドラム上２１上に残存した転写残トナーは、感光体表面をクリーニングするためのクリーニング部材であるクリーニングブレード３０により掻き取られ廃トナー容器３１に収納され、クリーニングされた感光ドラム２１は上述作用を繰り返し行う。
【００２０】
現像装置２４は、一成分現像剤として非磁性トナー２８を収容した現像容器３４と、現像容器３４内の長手方向に延在する開口部に位置し感光ドラム２１と対向設備された現像剤担持体としての現像ローラ２５とを備え、感光ドラム２１上の静電潜像を現像して可視化するようになっている。またプロセスカートリッジは、現像装置と、潜像担持体、帯電部材、クリーニング部材および転写部材の少なくとも一つとを有し、これが一体的に保持されてなるものであり、画像形成装置に着脱可能に設けられる。
【００２１】
なお、現像ローラ２５は感光ドラム２１と当接幅をもって接触している。現像装置２４においては、弾性ローラ２６が、現像容器３４内で、現像剤規制部材である弾性ブレード２７の現像ローラ２５表面との当接部に対し現像ローラ２５回転方向上流側に当接され、かつ、回転可能に支持されている。
【００２２】
弾性ローラ２６の構造としては、発泡骨格状スポンジ構造や芯金上にレーヨン、ナイロン等の繊維を植毛したファーブラシ構造のものが、現像ローラ２５へのトナー２８供給および未現像トナーの剥ぎ取りの点から好ましい。例えば、芯金上にポリウレタンフォームを設けた直径１６ｍｍ弾性ローラ２６を用いることができる。
【００２３】
この弾性ローラ２６の現像ローラ２５に対する当接幅としては、１〜８ｍｍが好ましく、また、現像ローラ２５に対してその当接部において相対速度をもたせることが好ましく、例えば、当接幅を３ｍｍに設定し、弾性ローラ２６の周速として現像動作時に５０ｍｍ／ｓ（現像ローラ２５との相対速度は１３０ｍｍ／ｓ）となるように駆動手段（図示せず）により所定タイミングで回転駆動させることができる。
【実施例】
【００２４】
（実施例１）
外径８ｍｍの芯金を円筒状金型１（内径１６ｍｍ、弾性層厚さA＝４ｍｍ、端面厚さB＝２ｍｍ、切り欠き深さY＝１０ｍｍ）の内に同心となるように設置し、弾性層として液状導電性シリコーンゴム（東レダウシリコーン社製  ＡｓｋｅｒＣ硬度４０度  体積抵抗率１０Ｅ７Ω・ｃｍ品）を注型後、１３０℃のオーブンに入れ２０分加熱成型し、脱型後、２００℃のオーブンで４時間２次加硫を行い、弾性層厚さ４ｍｍ、端面厚さ２ｍｍ、切り欠き深さ１０ｍｍのローラを得た。次いで、ウレタン塗料（ニッポランＮ５０３３、日本ポリウレタン社製）を固形分濃度１０％となるように、メチルエチルケトンで希釈し、導電剤としてカーボンブラック（＃７３６０ＳＢ、東海カーボン製）を固形分に対し４０重量部、表面粗し材としてナイロンビーズ（ＳＰ５００ 東レ社製）を固形分に対し１０重量部添加した後、十分に分散したものに、硬化剤（コロネートＬ 日本ポリウレタン社製）をウレタン塗料に対し１０重量部添加、攪拌した塗料を、先に成型したローラ上にディッピングにより膜厚１０μｍとなるように塗布し、８０℃のオーブンで１５分乾燥後、１４０℃のオーブンで４時間硬化し、現像ローラを得た。
【００２５】
（実施例２）
弾性層の成型に円筒状金型２（内径１６ｍｍ、弾性層厚さA＝４ｍｍ、端面厚さB＝２ｍｍ、切り欠き深さY＝１０ｍｍ）を用いた以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。
【００２６】
（実施例３）
弾性層の成型に円筒状金型３（内径１６ｍｍ、弾性層厚さA＝４ｍｍ、端面厚さB＝２ｍｍ、切り欠き深さY＝１０ｍｍ）を用いた以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。
【００２７】
（実施例４）
弾性層の成型に円筒状金型４（内径１６ｍｍ、弾性層厚さA＝４ｍｍ、端面厚さB＝４ｍｍ、切り欠き深さ０ｍｍ）を用い、実施例１と同様にして作製した現像ローラを回転させ、端部に砥石を突き当て削り取り、端面厚さ２ｍｍ、切り欠き深さＹ＝１５ｍｍ、かつ軸方向断面形状が三角形である現像ローラを得た。
【００２８】
（実施例５）
砥石を用いた削り取り量を、切り欠き深さＹ＝２ｍｍ、端面厚さ２ｍｍとした以外は実施例４と同様にして現像ローラを得た。
【００２９】
（実施例６）
砥石を用いた削り取り量を、切り欠き深さＹ＝２０ｍｍ、端面厚さ２ｍｍとした以外は実施例４と同様にして現像ローラを得た。
【００３０】
（実施例７）
砥石を用いた削り取り量を、切り欠き深さＹ＝１ｍｍ、端面厚さ２ｍｍとした以外は実施例４と同様にして現像ローラを得た。
【００３１】
（比較例１）
砥石を用いた削り取り量を、切り欠き深さＹ＝２５ｍｍ、端面厚さ２ｍｍとした以外は実施例４と同様にして現像ローラを得た。
【００３２】
（比較例２）
弾性層の成型に円筒状金型５（内径１６ｍｍ、弾性層厚さA＝４ｍｍ、端面厚さB＝２ｍｍ、切り欠き深さ１０ｍｍ）を用いた以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。
【００３３】
上記のように作製した現像ローラを、現像剤を搬送しない部分の長さ（X）が１０ｍｍとなる様に現像器に取り付け、カラーレーザープリンター・レーザービームプリンタ（Ｓａｔｅｒａ ＬＢＰ５５００、キヤノン(株)製）を用いて画像印字率２％の印字パターンにて１５０００枚印字した後、現像剤の漏れ具合を目視にて判定した。また、１５０００枚印字後のハーフトーン画像にて、バイアスリークによるドラムピッチ白抜け現象（リーク画像）の有無を判定すると共に、感光ドラム端部の削れの有無を目視により評価した。ここでドラム端部削れとは、端部においてドラムの下地層、もしくは素管がむき出した状態であることを表すものである。以上の結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
2006337936.tif 000003
【００３５】
結果から明らかなように、本願発明の条件を満たす、すなわち、現像剤を搬送しない部分の長さＸと現像ローラ端面の切り欠き深さＹとが上記式IIを満たす、実施例１〜５では、現像剤の漏れが発生していない。また感光体の削れ量が無く、バイアスリークによる白抜け画像も発生していない。また現像剤を搬送しない部分の長さＸと現像ローラ端部の切り欠き深さＹとが上記式Ｉを満たす、実施例６では、若干の現像剤漏れがあるものの、実用上は問題ないレベルであり、実施例７では、ドラム端部の削れが若干見られるものの、リーク画像の発生が無いために、これもまた実用上問題ない結果となった。一方、上記式を満たさない比較例１は、現像剤の漏れが発生し、比較例２では、金型５を用いて現像ローラを作製しているため、現像ローラ表面の段差による現像剤の漏れが見られた。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の現像ローラの使用形態（断面図）の一例の説明図である。
【図２】本発明における金型１により得られた現像ローラの一例の説明図である。
【図３】本発明における金型２により得られた現像ローラの一例の説明図である。
【図４】本発明における金型３により得られた現像ローラの一例の説明図である。
【図５】従来の金型５により得られた現像ローラの一例の説明図である。
【図６】本発明の現像ローラの使用形態の一例の説明図である。
【図７（ａ）】本発明の現像ローラを成型する金型の一例の説明図である。
【図７（ｂ）】本発明の現像ローラを成型する金型の一例の説明図である。
【図７（ｃ）】本発明の現像ローラを成型する金型の一例の説明図である。
【図８】本発明の現像ローラを利用したプロセスカートリッジおよび画像形成装置の構成を示す概念図である。
【符号の説明】
【００３７】
１ａ  芯金
１ｂ  弾性層
１ｃ  表面層
４    現像ローラ
２１  感光体ドラム
２２  帯電部材
２３  レーザー光
２４  現像装置
２５  現像ローラ
２６  弾性ローラ
２７  弾性ブレード
２８  非磁性トナー
２９  転写ローラ
３０  クリーニングブレード
３１  廃トナー容器
３２  定着装置
３３  紙
３４  現像容器
【図１】
2006337936.tif 000004
【図２】
2006337936.tif 000005
【図３】
2006337936.tif 000006
【図４】
2006337936.tif 000007
【図５】
2006337936.tif 000008
【図６】
2006337936.tif 000009
【図７（ａ）】
2006337936.tif 000010
【図７（ｂ）】
2006337936.tif 000011
【図７（ｃ）】
2006337936.tif 000012
【図８】
2006337936.tif 000013