(57)【要約】【課題】現像剤担持体と感光体との間隔、及び現像剤の搬送量の自由度を向上させる。【解決手段】現像装置は、現像剤が収容される現像剤収容部と、現像剤収容部内に収容された撹拌搬送部材と、静電潜像が形成される感光体ドラムに対して間隔を空けて配置され、感光体ドラムに現像剤を供給する現像ローラ２１と、を備える。現像ローラ２１は、感光体ドラムと現像ローラ２１との間において、感光体ドラムの移動方向と現像ローラ２１の移動方向とが互いに逆方向となるように回転し、現像ローラ２１の外周には、現像ローラ２１の周方向に沿って並ぶ複数の溝部２５が設けられている。溝部２５が無いと仮定した場合における現像ローラ２１の外周全体のうち、複数の溝部２５が占める割合は２７％以上であり、周方向に互いに隣り合う溝部２５の間隔は６５０μｍ以下である。【選択図】図５
2018101009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアを含む現像剤が収容される現像剤収容部と、
前記現像剤収容部内に収容された前記現像剤を撹拌しながら搬送する撹拌搬送部材と、
静電潜像が形成される感光体に対して間隔を空けて配置され、前記感光体に前記現像剤を供給する現像剤担持体と、を備え、
前記現像剤担持体は、前記感光体と前記現像剤担持体との間において、前記感光体の移動方向と前記現像剤担持体の移動方向とが互いに逆方向となるように回転し、
前記現像剤担持体の外周には、前記現像剤担持体の周方向に沿って並ぶ複数の溝部が設けられ、
前記溝部が無いと仮定した場合における前記現像剤担持体の外周全体のうち、前記複数の溝部が占める割合は２７％以上であり、
前記周方向に互いに隣り合う前記溝部の間隔は６５０μｍ以下である、現像装置。
【請求項２】
トナーとキャリアを含む現像剤が収容される現像剤収容部と、
前記現像剤収容部内に収容された前記現像剤を撹拌しながら搬送する撹拌搬送部材と、
静電潜像が形成される感光体に対して間隔を空けて配置され、前記感光体に前記現像剤を供給する現像剤担持体と、を備え、
前記現像剤担持体は、前記感光体と前記現像剤担持体との間において、前記感光体の移動方向と前記現像剤担持体の移動方向とが互いに逆方向となるように回転し、
前記現像剤担持体の外周には、前記現像剤担持体の周方向に沿って並ぶ複数の溝部が設けられ、
前記溝部が無いと仮定した場合における前記現像剤担持体の外周全体のうち、前記複数の溝部が占める割合は２７％以上であり、
前記現像剤担持体の回転軸方向に直交する前記現像剤担持体の断面において、一の前記溝部の前記周方向の中点及び前記断面の中心を結ぶ直線と、前記一の溝部に隣接する他の前記溝部の前記周方向の中点及び前記断面の前記中心を結ぶ直線とがなす角度は４°以下である、現像装置。
【請求項３】
前記溝部の深さは、前記キャリアの体積平均粒径以上且つ９０μｍ以下である、請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像剤担持体と前記感光体との間隔は、１５０μｍ以上且つ３５０μｍ以下である、請求項１〜３の何れか一項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像剤担持体による前記現像剤の搬送量は、１５０ｇ／ｍ２以上且つ３００ｇ／ｍ２以下である、請求項１〜４の何れか一項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像剤担持体の回転軸方向に直交する前記現像剤担持体の断面において、前記溝部の形状は、前記断面の中心に最も近い端部から径方向外側に向けて広がる形状とされている、請求項１〜５の何れか一項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像剤担持体の表面の十点平均粗さＲｚは、２４μｍ以上である、請求項１〜６の何れか一項に記載の現像装置。
【請求項８】
前記キャリアの体積平均粒径は２０μｍ以上且つ４０μｍ以下であり、
前記キャリアの飽和磁化は６０ｅｍｕ／ｇ以上且つ７０ｅｍｕ／ｇ以下である、請求項１〜７の何れか一項に記載の現像装置。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか一項に記載の現像装置を備える、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用した画像形成装置は、一様に帯電した感光体ドラムの外周面に静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーによって可視化することで画像を形成する装置である。このような画像形成装置の現像方式として、トナー及びキャリアを含む現像剤を感光体ドラムに供給する現像剤担持体と感光体ドラムとの間において、現像剤担持体の移動方向と感光体ドラムの移動方向とが互いに逆方向であるカウンター現像方式が知られている。特許文献１には、カウンター現像方式を採用した現像装置及び画像形成装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２３０３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述したように、カウンター現像方式においては、現像剤担持体の移動方向と感光体の移動方向が互いに逆方向である。このため、現像剤担持体と感光体との間隔が狭く、現像剤担持体による現像剤の搬送量が多い場合に、現像剤が詰まるジャミングという現象が発生しやすい。したがって、現像剤担持体と感光体との間隔、及び現像剤担持体による現像剤の搬送量の制約が大きいという問題があった。
【０００５】
本発明は、現像剤担持体と感光体との間隔、及び現像剤の搬送量の自由度を向上させることができる現像装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一形態に係る現像装置は、トナーとキャリアを含む現像剤が収容される現像剤収容部と、現像剤収容部内に収容された現像剤を撹拌しながら搬送する撹拌搬送部材と、静電潜像が形成される感光体に対して間隔を空けて配置され、感光体に現像剤を供給する現像剤担持体と、を備え、現像剤担持体は、感光体と現像剤担持体との間において、感光体の移動方向と現像剤担持体の移動方向とが互いに逆方向となるように回転し、現像剤担持体の外周には、現像剤担持体の周方向に沿って並ぶ複数の溝部が設けられ、溝部が無いと仮定した場合における現像剤担持体の外周全体のうち、複数の溝部が占める割合は２７％以上であり、周方向に互いに隣り合う溝部の間隔は６５０μｍ以下である。
【０００７】
この現像装置の現像剤担持体には、現像剤担持体の周方向に沿って並ぶ複数の溝部が設けられている。溝部が無いと仮定した場合における現像剤担持体の外周全体のうち、複数の溝部が占める割合は２７％以上であり、周方向に互いに隣り合う溝部の間隔は６５０μｍ以下である。このように溝部を設けることにより、溝部に入り込む現像剤の量を調整し、現像剤の搬送量を適切に調整することができる。したがって、現像剤担持体と感光体との間隔、及び現像剤の搬送量の自由度を向上させることができる。
【０００８】
本発明の別の形態に係る現像装置は、トナーとキャリアを含む現像剤が収容される現像剤収容部と、現像剤収容部内に収容された現像剤を撹拌しながら搬送する撹拌搬送部材と、静電潜像が形成される感光体に対して間隔を空けて配置され、感光体に現像剤を供給する現像剤担持体と、を備え、現像剤担持体は、感光体と現像剤担持体との間において、感光体の移動方向と現像剤担持体の移動方向とが互いに逆方向となるように回転し、現像剤担持体の外周には、現像剤担持体の周方向に沿って並ぶ複数の溝部が設けられ、溝部が無いと仮定した場合における現像剤担持体の外周全体のうち、複数の溝部が占める割合は２７％以上であり、現像剤担持体の回転軸方向に直交する現像剤担持体の断面において、一の溝部の周方向の中点及び断面の中心を結ぶ直線と、一の溝部に隣接する他の溝部の周方向の中点及び断面の前記中心を結ぶ直線とがなす角度は４°以下である。
【０００９】
この現像装置の現像剤担持体には、現像剤担持体の周方向に沿って並ぶ複数の溝部が設けられている。溝部が無いと仮定した場合における現像剤担持体の外周全体のうち、複数の溝部が占める割合は２７％以上であり、回転軸方向に直交する現像剤担持体の断面において、一の溝部の周方向の中点及び断面の中心を結ぶ直線と、一の溝部に隣接する他の溝部の周方向の中点及び断面の中心を結ぶ直線とがなす角度は４°以下である。このように溝部を設けることにより、溝部に入り込む現像剤の量を調整し、現像剤の搬送量を適切に調整することができる。したがって、現像剤担持体と感光体との間隔、及び現像剤の搬送量の自由度を向上させることができる。
【００１０】
また、溝部の深さは、キャリアの体積平均粒径以上且つ９０μｍ以下であってもよい。この場合、溝部にキャリアが引っかかりやすくなるので、現像剤担持体による現像剤の搬送量を大きくすることができる。したがって、現像剤の搬送量の低下を抑制することができる。
【００１１】
また、現像剤担持体と感光体との間隔は、１５０μｍ以上且つ３５０μｍ以下であってもよい。このように現像剤担持体と感光体との間隔が設定されることにより、現像剤担持体による現像剤の搬送量の自由度を向上させることができる。
【００１２】
また、現像剤担持体による現像剤の搬送量は、１５０ｇ／ｍ２以上且つ３００ｇ／ｍ２以下であってもよい。このように現像剤の搬送量が設定されることにより、現像剤担持体と感光体との間隔の自由度を向上させることができる。
【００１３】
また、現像剤担持体の回転軸方向に直交する現像剤担持体の断面において、溝部の形状は、断面の中心に最も近い端部から径方向外側に向けて広がる形状とされていてもよい。この場合、溝部にキャリアが引っかかりやすくなるので、現像剤担持体による現像剤の搬送量を大きくすることができる。したがって、現像剤の搬送量の低下を抑制することができる。
【００１４】
また、現像剤担持体の表面の十点平均粗さＲｚは、２４μｍ以上であってもよい。この場合、現像剤担持体の表面の摩擦抵抗が大きくなるので、現像剤担持体による現像剤の搬送量を大きくすることができる。したがって、現像剤の搬送量の低下を抑制することができる。また、現像剤担持体の表面に形成される現像剤の層厚を一定にすることができる。
【００１５】
また、キャリアの体積平均粒径は２０μｍ以上且つ４０μｍ以下であり、キャリアの飽和磁化は６０ｅｍｕ／ｇ以上且つ７０ｅｍｕ／ｇ以下であってもよい。このように、キャリアの体積平均粒径を４０μｍ以下にすることにより、画質の粗さを抑えることができるので、良好な画質を得ることができる。また、キャリアの飽和磁化が６０ｅｍｕ／ｇ以上であることにより、現像剤担持体とキャリアとの磁気的付着力が弱くなることを抑制することができる。これにより、現像剤担持体とキャリアとの付着力を強めて、キャリアの感光体への付着を抑制することができるので、画像不良を抑制することができる。一方、キャリアの飽和磁化が７０ｅｍｕ／ｇ以下であることにより、現像剤担持体とキャリアとの磁気的付着力が強くなりすぎることを抑制することができる。よって、現像剤担持体上に形成される現像剤の穂の高さが低くなることによって発生する画像不良を抑制することができる。
【００１６】
本発明の一形態に係る画像形成装置は、前述した現像装置を備える。この画像形成装置には、前述の現像装置が搭載されているので、現像剤担持体と感光体との間隔、及び現像剤担持体による現像剤の搬送量の自由度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、現像剤担持体と感光体との間隔、及び現像剤の搬送量の自由度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る現像装置を備えた画像形成装置の概略構成図である。
【図２】図１の現像装置を示す側面図である。
【図３】図２の現像装置の現像領域を説明するための図である。
【図４】現像ローラの表面を拡大して示す図である。
【図５】現像ローラの回転軸方向に直交する断面を示す図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は溝部の変形例を示す断面図である。
【図７】（ａ）は、溝部を備えた本実施形態の現像ローラの現像剤層を示す図であり、（ｂ）は、本発明とは異なる配置とされた溝部を有する比較例の現像ローラの現像剤層を示す図である。
【図８】本実施形態の現像ローラと感光体ドラムとの間隔、及び現像剤の搬送量の制約を示す図である。
【図９】比較例に係る現像装置における現像ローラと感光体ドラムとの間隔、及び現像剤の搬送量の制約を示す図である。
【図１０】溝部の割合と現像剤の搬送量低下率との関係を示す図である。
【図１１】溝間隔と現像剤の搬送量低下率との関係を示す図である。
【図１２】隣り合う溝部の間の角度と現像剤の搬送量低下率との関係を示す図である。
【図１３】溝部の深さと現像剤の搬送量低下率との関係を示す図である。
【図１４】本実施形態の現像装置における現像ローラと感光体ドラムとの間隔、及び現像剤の搬送量の適切な範囲を示す図である。
【図１５】現像ローラの表面の十点平均粗さＲｚと現像剤の搬送量低下率との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２０】
本実施形態に係る画像形成装置１は、マゼンタ、イエロー、シアン、及びブラックの各色を用いてカラー画像を形成する装置である。図１に示されるように、画像形成装置１は、用紙Ｐを搬送する記録媒体搬送ユニット１０と、静電潜像を現像する現像装置２０と、トナー像を用紙Ｐに二次転写する転写ユニット３０と、外周面に画像が形成される静電潜像担持体である感光体ドラム４０（感光体）と、トナー像を用紙Ｐに定着させる定着ユニット５０と、を備えている。
【００２１】
記録媒体搬送ユニット１０は、画像が形成される記録媒体としての用紙Ｐを収容すると共に、用紙Ｐを搬送経路Ｒ１上に搬送する。用紙Ｐは、カセットＫに積層されて収容される。記録媒体搬送ユニット１０は、用紙Ｐに転写されるトナー像が二次転写領域Ｒ２に到達するタイミングで、用紙Ｐを搬送経路Ｒ１を介して二次転写領域Ｒ２に到達させる。
【００２２】
現像装置２０は、各色ごとに４体設けられている。各現像装置２０は、トナーを感光体ドラム４０に担持させる現像ローラ２１（現像剤担持体）を備えている。現像装置２０では、トナーとキャリアを所望の混合比となるように調整し、さらに混合撹拌してトナーを均一に分散させ最適な帯電量を付与した現像剤が調整される。この現像剤を現像ローラ２１に担持させる。そして、現像ローラ２１の回転により現像剤が感光体ドラム４０と対向する領域まで搬送されると、現像ローラ２１に担持された現像剤のうちのトナーが感光体ドラム４０の外周面に形成された静電潜像に移動し、静電潜像が現像される。キャリアの体積平均粒径は２０μｍ以上且つ４０μｍ以下である。また、キャリアの飽和磁化は、６０ｅｍｕ／ｇ以上且つ７０ｅｍｕ／ｇ以下である。
【００２３】
転写ユニット３０は、現像装置２０で形成されたトナー像を用紙Ｐに二次転写する二次転写領域Ｒ２に搬送する。転写ユニット３０は、転写ベルト３１と、転写ベルト３１を懸架する懸架ローラ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄと、感光体ドラム４０と共に転写ベルト３１を挟持する一次転写ローラ３２と、懸架ローラ３１ｄと共に転写ベルト３１を挟持する二次転写ローラ３３と、を備えている。
【００２４】
転写ベルト３１は、懸架ローラ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにより循環移動する無端状のベルトである。一次転写ローラ３２は、転写ベルト３１の内周側から感光体ドラム４０を押圧するように設けられている。二次転写ローラ３３は、転写ベルト３１の外側から懸架ローラ３１ｄを押圧するように設けられている。
【００２５】
感光体ドラム４０は、色ごとに４体設けられている。各感光体ドラム４０は、転写ベルト３１の移動方向に沿って設けられている。感光体ドラム４０の外周面の対向位置には、現像装置２０と、帯電ローラ４１と、露光ユニット４２と、クリーニングユニット４３と、が設けられている。
【００２６】
帯電ローラ４１は、感光体ドラム４０の外周面を所定の電位に均一に帯電させる。露光ユニット４２は、帯電ローラ４１によって帯電した感光体ドラム４０の外周面を、用紙Ｐに形成する画像に応じて露光する。これにより、感光体ドラム４０の外周面のうち露光ユニット４２により露光された部分の電位が変化し、静電潜像が形成される。４個の現像装置２０は、それぞれの現像装置２０に対向して設けられたトナータンクＮから供給されたトナーによって感光体ドラム４０に形成された静電潜像を現像し、トナー像を生成する。各トナータンクＮ内には、それぞれ、マゼンタ、イエロー、シアン、及びブラックのトナー並びにキャリアが充填されている。クリーニングユニット４３は、トナー像が転写ベルト３１に一次転写された後に感光体ドラム４０の外周面に残存するトナーを回収する。
【００２７】
定着ユニット５０は、転写ベルト３１から用紙Ｐへ二次転写されたトナー像を用紙Ｐに付着させ、定着させる。定着ユニット５０は、用紙Ｐを加熱する定着ベルト５１と、定着ベルト５１を押圧する加圧ローラ５２と、を備えている。定着ベルト５１は円筒状に形成されており、定着ベルト５１の内部にはハロゲンランプ等の熱源が設けられている。定着ベルト５１と加圧ローラ５２との間には接触領域である定着ニップ部が設けられ、定着ニップ部に用紙Ｐを通過させることにより、トナー像を用紙Ｐに溶融定着させる。
【００２８】
また、画像形成装置１は、定着ユニット５０によりトナー像が定着された用紙Ｐを装置外部へ排出するための排出ローラ６１，６２を備えている。
【００２９】
次に、画像形成装置１の動作について説明する。画像形成装置１に被記録画像の画像信号が入力されると、画像形成装置１の制御部は、受信した画像信号に基づいて、帯電ローラ４１により感光体ドラム４０の外周面を所定の電位に均一に帯電させる。その後、露光ユニット４２により、感光体ドラム４０の外周面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する。
【００３０】
現像装置２０では静電潜像が現像されてトナー像が形成される。こうして形成されたトナー像は、感光体ドラム４０と転写ベルト３１とが対向する領域において、感光体ドラム４０から転写ベルト３１へ一次転写される。転写ベルト３１には、４個の感光体ドラム４０上に形成されたトナー像が順次積層されて、１つの積層トナー像が形成される。そして、積層トナー像は、懸架ローラ３１ｄと二次転写ローラ３３とが対向する二次転写領域Ｒ２において、記録媒体搬送ユニット１０から搬送された用紙Ｐに二次転写される。
【００３１】
積層トナー像が二次転写された用紙Ｐは、定着ユニット５０へ搬送される。用紙Ｐを定着ニップ部に熱及び圧力を加えながら通過させることにより、積層トナー像が用紙Ｐに溶融定着される。その後、用紙Ｐは、排出ローラ６１，６２によって画像形成装置１の外部へ排出される。
【００３２】
次に、現像装置２０について詳細に説明する。
【００３３】
現像装置２０は、２成分現像方式を用いて現像を行う装置である。図２に示されるように、現像装置２０は、前述した現像ローラ２１と、トナーとキャリアを含む２成分現像剤（現像剤）が収容される現像剤収容部２２と、現像剤収容部２２内に収容された現像剤を撹拌しながら搬送する一対の撹拌搬送部材２３（第１撹拌搬送部材２３Ａ，第２撹拌搬送部材２３Ｂ）と、を備えている。
【００３４】
現像ローラ２１は、感光体ドラム４０の外周面に形成された静電潜像にトナーを供給する。現像ローラ２１は、第１撹拌搬送部材２３Ａ及び第２撹拌搬送部材２３Ｂで撹拌された現像剤を担持する。現像ローラ２１の表面には、サンドブラスト加工、ビーズブラスト加工、又はエッチング加工等が施されている。これにより、現像ローラ２１の表面の十点平均粗さＲｚは、例えば、２４μｍ以上且つ９０μｍ以下とされており、具体例として２４μｍ以上且つ４０μｍ以下とすることが可能である。
【００３５】
現像ローラ２１の表面には、層規制極２１ａと、搬送極２１ｂと、現像極２１ｃとが設けられている。層規制極２１ａは、現像ローラ２１の回転方向Ｄ１（図２及び図３では時計回り）における搬送極２１ｂの上流側に設けられており、現像極２１ｃは、当該回転方向Ｄ１における搬送極２１ｂの下流側に設けられている。層規制極２１ａの対向位置には、現像ローラ２１が搬送する現像剤の層を規制する層規制部材２１ｄが設けられている。現像極２１ｃの対向位置に感光体ドラム４０が設けられている。本実施形態では、層規制極２１ａがＳ極、搬送極２１ｂがＮ極、現像極２１ｃがＳ極とされており、層規制極２１ａの磁極と現像極２１ｃの磁極とが互いに同一である。このように層規制極２１ａの磁極と現像極２１ｃの磁極とが互いに同一であることにより、現像装置２０の各部品の配置の自由度を高めることができるため、現像装置２０のコンパクト化に寄与する。
【００３６】
図３に示されるように、現像ローラ２１と感光体ドラム４０との間には、現像領域Ｄが設けられている。現像領域Ｄとは、現像ローラ２１に担持された現像剤のうちのトナーを感光体ドラム４０に供給する領域であって現像ローラ２１と感光体ドラム４０とが最も近接している領域を示している。
【００３７】
現像ローラ２１は、担持した現像剤が感光体ドラム４０に搬送されるように、回転方向Ｄ１に回転する。また、感光体ドラム４０は、現像ローラ２１と同様に回転方向Ｄ１に回転する。これにより、現像ローラ２１は、感光体ドラム４０と現像ローラ２１との間において、感光体ドラム４０の移動方向と現像ローラ２１の移動方向とが互いに逆方向となるように回転する。現像領域Ｄにおいて、現像ローラ２１と感光体ドラム４０とは、僅かに離間して配置されている。現像ローラ２１と感光体ドラム４０との間隔を間隔Ｇとすると、間隔Ｇの値は、例えば、１５０μｍ以上且つ３５０μｍ以下である。また、現像ローラ２１による現像剤の搬送量は、例えば、１５０ｇ／ｍ２以上且つ３００ｇ／ｍ２以下である。
【００３８】
図４は、現像ローラ２１の表面を拡大した図である。図５は、現像ローラ２１の回転軸方向（図４の上下方向）に直交する面で現像ローラ２１を切断したときの断面Ｈを模式的に示している。ここで、回転軸方向とは、現像ローラ２１の回転軸Ｌ（図３参照）が伸びる方向を示しており、現像ローラ２１の長手方向（図４の上下方向）と一致する。
【００３９】
図４及び図５に示されるように、現像ローラ２１の表面には、複数の溝部２５が形成されている。本明細書において「溝部」とは、現像ローラ２１の外周から凹む部分を示しており、凹みはじめる箇所から凹み終わる箇所までの全ての領域を含んでいる。また「溝部」には、Ｖ溝、角溝、及び僅かな切り込み等も含まれる。本実施形態において、複数の溝部２５は、現像ローラ２１の周方向に沿って並ぶように設けられている。それぞれの溝部２５は、例えば、回転軸Ｌに沿って直線状に延びている。断面Ｈにおいて、各溝部２５の形状は、例えばＶ字状である。
【００４０】
溝部２５が無いと仮定した場合における現像ローラ２１の外周（図５に示される点線部を含む現像ローラ２１の外周）全体のうち、複数の溝部２５が占める割合は、２７％以上である。なお、複数の溝部２５が占める割合の上限は、例えば５０％であるが、この値は特に限定されず、１００％未満であればよい。また、周方向に互いに隣り合う溝部２５の間隔を間隔Ｓとすると、間隔Ｓの値は６５０μｍ以下である。なお、間隔Ｓの下限は、例えば２００μｍであるが、特にこの値に限定されない。さらに、一の溝部２５の周方向の中点Ｍ１及び断面Ｈの中心Ｏを結ぶ直線Ｃ１と、一の溝部２５に隣接する他の溝部２５の周方向の中点Ｍ２及び断面Ｈの中心Ｏを結ぶ直線Ｃ２とがなす角度θは、４°以下である。なお、角度θの下限は、例えば２°であるが、特にこの値に限定されない。
【００４１】
溝部２５の深さは、キャリアの体積平均粒径以上且つ９０μｍ以下である。また、溝部２５の深さの下限は、例えば３０μｍ程度であってもよい。ここで、溝部２５の「深さ」とは、溝部２５の周方向の中点Ｍ１，Ｍ２から断面Ｈの中心Ｏに最も近い端部（底部）までの径方向の距離Ｆである。また、断面Ｈの中心Ｏに最も近い端部における溝部２５の角度は、例えば１０４°である。
【００４２】
以上、断面形状がＶ字状に形成される溝部２５について説明したが、溝部の断面形状は適宜変更可能である。図６（ａ）〜（ｃ）のそれぞれは、変形例に係る溝部３５，４５，５５を示している。例えば、図６（ａ）に示されるように、断面形状が、半円状に窪む曲面形状とされた溝部３５であってもよい。図６（ｂ）に示されるように、断面形状が、上端で互いに平行に延びる直線部を備えた半長円状の溝部４５であってもよい。さらに、断面形状が、上方に開いた矩形状の溝部５５であってもよい。この溝部５５は、平坦状の底面５５ａと、底面５５ａの幅方向の一端から斜め上方に延びる平坦状の側面５５ｂと、底面５５ａの幅方向の他端から斜め上方に延びる平坦状の側面５５ｃとを有する。
【００４３】
以上説明したように、現像装置２０、及び現像装置２０を備えた画像形成装置１の現像ローラ２１には、現像ローラ２１の周方向に沿って並ぶ複数の溝部２５が設けられている。溝部２５が無いと仮定した場合における現像ローラ２１の外周全体のうち、複数の溝部２５が占める割合は２７％以上であり、周方向に互いに隣り合う溝部２５の間隔Ｓは６５０μｍ以下である。また、回転軸方向に直交する現像ローラ２１の断面Ｈにおいて、一の溝部２５の周方向の中点Ｍ１及び断面Ｈの中心Ｏを結ぶ直線Ｃ１と、一の溝部２５に隣接する他の溝部２５の周方向の中点Ｍ２及び断面Ｈの中心Ｏを結ぶ直線Ｃ２とがなす角度θは４°以下である。このように溝部２５を設けることにより、溝部２５に入り込む現像剤の量を調整し、現像剤の搬送量を適切に調整することができる。したがって、現像ローラ２１と感光体ドラム４０との間隔Ｇ、及び現像剤の搬送量の自由度を向上させることができる。
【００４４】
また、図７（ａ）は、溝部２５を備えた本実施形態の現像ローラ２１の現像剤層を示す図であり、図７（ｂ）は、本発明とは異なる配置とされた溝部を有する比較例の現像ローラの現像剤層を示す図である。図７（ｂ）に示されるように、比較例の現像装置では、現像ローラ上に形成された現像剤層が不均一となる傾向があり、現像剤の搬送量低下率は１９．９％であった。これに対し、図７（ａ）に示されるように、本実施形態に係る現像装置２０では、現像ローラ２１上に現像剤層がより均一に形成されており、現像剤の搬送量低下率は１．１％であった。ここで「搬送量低下率」とは、現像剤が均一に付着している部分における単位面積あたりの現像剤量に対する、現像剤が不均一に付着している部分における単位面積あたりの現像剤量の割合を示している。このように、本実施形態に係る現像装置２０では搬送量低下率を１０％以下に抑えることができ、現像剤層の均一化が図られていることが確認できる。
【００４５】
本実施形態に係る現像装置２０の現像ローラ２１の各パラメータは、一例として、溝部の間隔：２９７．５μｍ、隣り合う溝部の間の角度：１．９°、溝角度：１０４°、溝深さ：５０μｍ、現像ローラ２１の外周全体のうち溝部が占める割合：３０．５％である。また、比較例に係る現像装置の現像ローラの各パラメータは、溝部の間隔：７８５．０μｍ、隣り合う溝部の間の角度：５°、溝角度：１０４°、溝深さ：１００μｍ、現像ローラ２１の外周全体のうち溝部が占める割合：２３．１％である。
【００４６】
また、図８は、本実施形態に係る現像装置２０における現像ローラ２１と感光体ドラム４０との間隔Ｇ、及び現像剤の搬送量の制約を示す図である。図９は、比較例に係る現像装置における現像ローラと感光体ドラムとの間隔、及び現像剤の搬送量の制約を示す図である。図８及び図９においては、領域Ｒが間隔Ｇ及び現像剤の搬送量の設定可能範囲を示している。なお、領域Ｒの範囲は、ジャミングによる画質不良、及びエッジエフェクト（感光体上の現像済みトナーが剥ぎ取られる現象）による画質不良が発生しない範囲である。図８と図９とを比較すると、図８における領域Ｒは図９における領域Ｒに比べて大幅に広くなっていることが確認できる。したがって、比較例に係る現像装置と比較して、現像装置２０では現像ローラ２１と感光体ドラム４０との間隔Ｇ、及び現像剤の搬送量の自由度が向上していることが確認できる。
【００４７】
また、図１０は、溝部２５の割合と現像剤の搬送量低下率との関係を示す図である。図１０に示されるように、溝部２５の割合が低いほど搬送量低下率が高く、溝部２５の割合が高いほど搬送量低下率が小さくなる傾向がある。また、溝部２５の割合が２７％以上である領域において、搬送量低下率が１０％以下に抑えられていることが分かる。したがって、現像ローラ２１の外周全体のうち、複数の溝部２５が占める割合を２７％以上とすることにより、現像ローラ２１上に形成される現像剤層の均一化が図られることが確認できる。
【００４８】
また、図１１は、溝間隔（隣り合う溝部２５の間隔Ｓ）と現像剤の搬送量低下率との関係を示す図である。図１１に示されるように、溝間隔が小さいほど搬送量低下率が小さく、溝間隔が大きいほど搬送量低下率が大きくなる傾向がある。また、溝間隔が６５０μｍ以下である領域において、搬送量低下率が１０％以下に抑えられていることが分かる。したがって、周方向に互いに隣り合う溝部２５の間隔Ｓが６５０μｍ以下であることにより、現像ローラ２１上に形成される現像剤層の均一化が図られることが確認できる。
【００４９】
また、図１２は、前述した角度θと現像剤の搬送量低下率との関係を示す図である。図１２に示されるように、角度θの値が小さいほど搬送量低下率が小さく、角度θの値が大きいほど搬送量低下率が大きくなる傾向がある。また、角度θの値が４°以下である領域において、搬送量低下率が１０％以下に抑えられていることが分かる。したがって、角度θの値が４°以下であることにより、現像ローラ２１上に形成される現像剤層の均一化が図られることが確認できる。
【００５０】
また、溝部２５の深さは、キャリアの体積平均粒径以上且つ９０μｍ以下である。これにより、溝部２５にキャリアが引っかかりやすくなるので、現像ローラ２１による現像剤の搬送量を大きくすることができる。したがって、現像剤の搬送量の低下を抑制することができる。図１３は、溝部２５の深さ（距離Ｆ）と現像剤の搬送量低下率との関係を示す図である。図１３に示されるように、溝部２５の深さが小さいほど搬送量低下率が小さく、溝部２５の深さが大きくなるほど搬送量低下率が大きくなる傾向がある。また、溝部２５の深さが９０μｍ以下である領域において、搬送量低下率が１０％以下に抑えられていることが分かる。したがって、溝部２５の深さが９０μｍ以下であることにより、現像剤の搬送量の低下が抑制されることが確認できる。
【００５１】
また、現像ローラ２１と感光体ドラム４０との間隔Ｇは、１５０μｍ以上且つ３５０μｍ以下である。このように現像ローラ２１と感光体ドラム４０との間隔Ｇが設定されることにより、現像ローラ２１による現像剤の搬送量の自由度を向上させることができる。さらに、現像ローラ２１による現像剤の搬送量は、１５０ｇ／ｍ２以上且つ３００ｇ／ｍ２以下である。このように現像剤の搬送量が設定されることにより、現像ローラ２１と感光体ドラム４０との間隔Ｇの自由度を向上させることができる。
【００５２】
図１４は、本実施形態の現像装置２０における現像ローラ２１と感光体ドラム４０との間隔Ｇ、及び現像剤の搬送量の適切な範囲を示す図である。なお、図１４の左上側の領域においては、間隔Ｇが小さく、現像剤の搬送量が大きいので、ジャミングによる画質不良が発生しやすい傾向がある。また、図１４の右下側の領域においては、間隔Ｇが大きく、現像剤の搬送量が少ないので、現像剤量の不足による画質不良が発生しやすい傾向がある。したがって、現像ローラ２１と感光体ドラム４０との間隔Ｇが１５０μｍ以上且つ３５０μｍ以下であって、さらに、現像剤の搬送量が１５０ｇ／ｍ２以上且つ３００ｇ／ｍ２以下であることにより、画質不良の発生を抑制することができる。
【００５３】
また、現像ローラ２１の回転軸方向に直交する現像ローラ２１の断面Ｈにおいて、溝部２５の形状は、断面Ｈの中心Ｏに最も近い端部（底部）から径方向外側に向けて広がる形状とされている。これにより、溝部２５にキャリアが引っかかりやすくなるので、現像ローラ２１による現像剤の搬送量を大きくすることができる。したがって、現像剤の搬送量の低下を抑制することができる。
【００５４】
また、現像ローラ２１の表面の十点平均粗さＲｚは、２４μｍ以上である。これにより、現像ローラ２１の表面の摩擦抵抗が大きくなるので、現像ローラ２１による現像剤の搬送量を大きくすることができる。したがって、現像剤の搬送量の低下を抑制することができる。また、現像ローラ２１の表面に形成される現像剤の層厚を一定にすることができる。
【００５５】
図１５は、現像ローラ２１の表面の十点平均粗さＲｚと現像剤の搬送量低下率との関係を示す図である。図１５に示されるように、十点平均粗さＲｚが小さいほど搬送量低下率が大きく、十点平均粗さＲｚが大きいほど搬送量低下率が小さくなる傾向がある。また、十点平均粗さＲｚが２４μｍ以上である領域において、搬送量低下率が１０％以下に抑えられていることが分かる。したがって、十点平均粗さＲｚが２４μｍ以上であることにより、現像剤の搬送量の低下が抑制されることが確認できる。
【００５６】
以上、本発明に係る現像装置及び画像形成装置の実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。すなわち、現像装置及び画像形成装置の構成は、各請求項の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１…画像形成装置、１０…記録媒体搬送ユニット、２０…現像装置、２１…現像ローラ、２１ａ…層規制極、２１ｂ…搬送極、２１ｃ…現像極、２１ｄ…層規制部材、２２…現像剤収容部、２３…撹拌搬送部材、２５，３５，４５，５５…溝部、３０…転写ユニット、３１…転写ベルト、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ…懸架ローラ、３２…一次転写ローラ、３３…二次転写ローラ、４０…感光体ドラム、４１…帯電ローラ、４２…露光ユニット、４３…クリーニングユニット、５０…定着ユニット、５１…定着ベルト、５２…加圧ローラ、５５ａ…底面、５５ｂ，５５ｃ…側面、６１…排出ローラ、Ｃ１，Ｃ２…直線、Ｄ…現像領域、Ｄ１…回転方向、Ｆ…距離、Ｇ，Ｓ…間隔、Ｈ…断面、Ｋ…カセット、Ｌ…回転軸、Ｍ１，Ｍ２…中点、Ｎ…トナータンク、Ｏ…中心、Ｐ…用紙、Ｒ…領域、Ｒ１…搬送経路、Ｒ２…二次転写領域、θ…角度。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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