(57)【要約】【課題】  印字動作に伴い、現像ローラと現像ローラ端部に配設されたシール部材とが擦られた場合においても、現像剤の漏洩を防止することが可能な現像装置、及び画像形成装置を提供する。【解決手段】  非磁性一成分の現像剤を用いる現像装置であって、表面に感光体膜が形成された潜像保持部材と、潜像保持部材に現像剤を供給する現像部材と、現像部材の端部において当接することで現像剤の漏洩を防止するシール部材とを備え、現像部材におけるシール部材との接触部の表面粗さは現像部材におけるシール部材との非接触部の表面粗さよりも大きいことを特徴とする現像装置、及び当該現像装置を適用した画像形成装置。【選択図】  図１
2011017968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性一成分の現像剤を用いる現像装置であって、
表面に感光体膜が形成された潜像保持部材と、
前記潜像保持部材に前記現像剤を供給する現像部材と、
前記現像部材の端部において当接することで前記現像剤の漏洩を防止するシール部材とを備え、
前記現像部材における前記シール部材との接触部の表面粗さは前記現像部材における前記シール部材との非接触部の表面粗さよりも大きいこと
を特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像部材の表面粗さは、
非接触方式の測定によって得られる表面粗さの測定値であること
を特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像部材における前記シール部材の接触部の表面粗さと前記現像部材における前記シール部材の非接触部の表面粗さとの差異は、
前記現像部材の表面に施した表面コートの違いにより得られること
を特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像部材における前記シール部材の接触部の表面粗さと前記現像部材における前記シール部材の非接触部の表面粗さとの差異は、
前記現像部材の表面に対する研磨条件の違いにより得られること
を特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像部材は、
シャフトとゴム層を有する弾性ローラであること
を特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項６】
前記ゴム層は、
ウレタンゴムであること
を特徴とする請求項５記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像部材における前記シール部材の接触部は、
フッ素樹脂であること
を特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項８】
前記フッ素樹脂は、
ポリテトラフルオロエチレンであること
を特徴とする請求項７記載の現像装置。
【請求項９】
前記現像剤は、
円形度が０．９７以上、０．９８以下の球形トナーであること
を特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項１０】
前記現像剤は、
懸濁重合法により得られるケミカルトナーであること
を特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項１１】
前記現像部材における前記シール部材の非接触部長さは、
当該現像装置を適用した画像形成装置の印字可能最大用紙幅よりも長いこと
を特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１の何れかの現像装置を適用した画像形成装置。
【請求項１３】
非磁性一成分の現像剤を用いる現像装置であって、
表面に感光体膜が形成された潜像保持部材と、
両端部に所定の手法により形成された端部コート層を備え、前記潜像保持部材に前記現像剤を供給する現像部材とを備え、
前記端部コート層の表面粗さは前記現像部材における非コート層の表面粗さよりも大きいこと
を特徴とする現像装置。
【請求項１４】
前記現像部材の表面粗さは、
非接触方式の測定によって得られる表面粗さの測定値であること
を特徴とする請求項１３記載の現像装置。
【請求項１５】
前記端部コート層の表面粗さと前記現像部材における非コート層の表面粗さとの差異は、
前記現像部材の表面に施した表面コートの違いにより得られること
を特徴とする請求項１３記載の現像装置。
【請求項１６】
前記端部コート層の表面粗さと前記現像部材における非コート層の表面粗さとの差異は、
前記現像部材の表面に対する研磨条件の違いにより得られること
を特徴とする請求項１３記載の現像装置。
【請求項１７】
前記現像部材は、
シャフトとゴム層を有する弾性ローラであること
を特徴とする請求項１３記載の現像装置。
【請求項１８】
前記ゴム層は、
ウレタンゴムであること
を特徴とする請求項１７記載の現像装置。
【請求項１９】
前記現像剤は、
円形度が０．９７以上、０．９８以下の球形トナーであること
を特徴とする請求項１３記載の現像装置。
【請求項２０】
前記現像剤は、
懸濁重合法により得られるケミカルトナーであること
を特徴とする請求項１３記載の現像装置。
【請求項２１】
請求項１３乃至請求項２０の何れかの現像装置を適用した画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の記録転写材に現像剤を定着させて文字や画像を形成する現像装置、及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真方式のプリンタが備える現像装置には、潜像保持部材としての感光体ドラム、当該感光体ドラムの表面に形成された潜像に対して少なくとも着色剤を含有する現像剤を付着させて現像する現像ローラを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−０３１３５５号公報
【０００４】
一般的に、現像装置に用いられる現像ローラは、ウレタンゴム等から構成されるゴム層を備え、適度な表面強度、並びに導電性を担保するために、その表面には一様にコート処理が施されている。このような構成を有する現像ローラを現像装置内に組み込む場合、現像ローラの両端部にシール部材を当接するように設け、現像装置からの現像剤の漏洩を防止していた。
【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、上記構成を有する現像装置においては、印字動作に伴い、現像ローラと現像ローラ端部に配設されたシール部材とが擦られることによって、現像剤がシール部に侵入し、現像ローラ端部から現像剤が漏洩するといった問題があった。
【０００６】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、印字動作に伴い、現像ローラと現像ローラ端部に配設されたシール部材とが擦られた場合においても、現像剤の漏洩を防止することが可能な現像装置、及び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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本願の発明者は鋭意研究を行った結果、現像ローラにおけるシール部材との接触部での表面粗さをシール部材との非接触部での表面粗さよりも大きくすることにより、現像ローラ端部からの現像剤の漏洩を防止することが可能であることを見出した。本発明は上記知見より得られたものであり、本発明にかかる現像装置は、非磁性一成分の現像剤を用いる現像装置であって、表面に感光体膜が形成された潜像保持部材と、潜像保持部材に現像剤を供給する現像部材と、現像部材の端部において当接することで現像剤の漏洩を防止するシール部材とを備え、現像部材におけるシール部材との接触部の表面粗さは現像部材におけるシール部材との非接触部の表面粗さよりも大きいことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明にかかる現像装置は、非磁性一成分の現像剤を用いる現像装置であって、表面に感光体膜が形成された潜像保持部材と、両端部に所定の手法により形成された端部コート層を備え、潜像保持部材に現像剤を供給する現像部材とを備え、端部コート層の表面粗さは現像部材における非コート層の表面粗さよりも大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、印字動作に伴い、現像ローラと現像ローラ端部に配設されたシール部材とが擦られた場合においても、現像剤の漏洩を防止することが可能な現像装置を提供することができる。また、本発明にかかる現像装置を適用した画像形成装置によれば、印字動作に伴い、現像ローラと現像ローラ端部に配設されたシール部材とが擦られた場合においても、現像剤の漏洩を防止することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】プリンタの構成を説明する概略構成図である。
【図２】現像装置の構成を説明する概略構成図である。
【図３】現像ローラの構成を説明する図である。
【図４】現像ローラの構成を説明する図である。
【図５】現像ローラの構成を説明する図である。
【図６】摩擦係数の測定方法を説明するための概略図である。
【図７】印字評価試験結果をまとめたものである。
【図８】現像ローラの製造方法を説明する図である。
【図９】印字評価試験結果をまとめたものである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００１２】
[第１の実施形態]
第１の実施形態の説明においては、まず、本発明にかかる現像装置を適用した画像形成装置としてのプリンタについて説明し、次いで、本発明にかかる現像装置について説明する。
【００１３】
図１に示すように、プリンタ１は、前述した電子写真方式により記録用紙上に画像を形成することが可能な画像形成装置である。このような機能を実現するプリンタ１は、トレイ８１を始点とし、ドライブローラ８３を終点とする略Ｓ字状に形成された用紙搬送経路Ｓに沿って、現像装置１０、定着装置９０を有し、更にこれらの各部材に記録用紙Ｐを搬送するためのレジストローラ８２等を備える。
【００１４】
トレイ８１は、内部に記録用紙Ｐを積層した状態で収納し、プリンタ１下部に着脱自在に装着されている。そして、トレイ８１上部に設けられたホッピングローラ８０は、トレイ８１に収納された記録用紙Ｐをその最上部から１枚ずつ取り出して、図中矢印ｘ方向に繰り出す。
【００１５】
レジストローラ８２は、ホッピングローラ８０により繰り出された記録用紙Ｐの斜行を矯正するとともに、記録用紙Ｐを現像装置１０に搬送する。
【００１６】
現像装置１０は、用紙搬送経路Ｓに沿って着脱自在に装着されており、露光装置３０が備える図示せぬＬＥＤ（Light Emitting Diode）ヘッドから照射された照射光によって、後述する感光体ドラムの表面に形成された潜像に現像剤としてのトナーを付着させて現像する。現像装置１０については、後ほど詳細に説明する。
【００１７】
露光装置３０は、例えば、ＬＥＤ素子から構成されるＬＥＤヘッドとレンズアレイとを有し、入力された画像データに基づいてＬＥＤ素子から出力される照射光が感光体ドラムの表面に結像する位置となるように配設される。
【００１８】
転写ローラ５１は、導電性ゴム等によって形成され、感光体ドラムに対向して圧接するように配設される。転写ローラ５１には、図示せぬ転写ローラ用高圧電源から印加されたバイアス電圧により、感光体ドラム上で現像されたトナー像を記録用紙Ｐに転写させる。
【００１９】
定着装置９０は、現像装置１０以降の用紙搬送経路Ｓ下流側に配設されており、ヒートローラと、バックアップローラと、サーミスタとを備える。ヒートローラは、例えば、アルミニウム等からなる中空円筒状の芯金にシリコーンゴムの耐熱弾性層を被覆し、その上にＰＦＡ（テトラフルオロエチレンーパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブを被覆することによって形成されている。そして、その芯金内には、例えば、ハロゲンランプ等の加熱ヒータが設けられている。バックアップローラは、例えば、アルミニウム等からなる芯金にシリコーンゴムの耐熱弾性層を被覆し、その上にＰＦＡチューブを被覆した構成であり、ヒートローラとの間に圧接部が形成されるように配設されている。サーミスタは、ヒートローラの表面温度検出手段であり、ヒートローラの近傍に非接触で配設される。サーミスタが検出したヒートローラの表面温度の検出結果に基づき、加熱ヒータを制御することで、ヒートローラの表面温度は所定の温度に維持される。トナー像が転写された記録用紙Ｐが所定の温度に維持されたヒートローラとバックアップローラとから形成される圧接部を通過することで、熱及び圧力が付与され、記録用紙Ｐ上のトナーが溶融し、トナー像は定着される。
【００２０】
ドライブローラ８３は、定着装置９０を通過した記録用紙Ｐを排出ローラ８４に搬送する。排出ローラ８４は、ドライブローラ８３によって搬送された記録用紙Ｐを用紙スタッカ８５に排出する。用紙スタッカ８５は、プリンタ１の筺体外面を利用して形成されており、排出ローラ８４によって排出された記録用紙Ｐを積載する。
【００２１】
なお、図１には示されていないが、プリンタ１を構成する他の部材として、プリンタ１は、マイクロプロセッサ，ＲＯＭ（Read Only Memory），ＲＡＭ（Random Access Memory），入出力ポート，タイマ等を備える印刷制御部、印刷データ及び制御コマンドを受信してプリンタ１の全体のシーケンスを制御し印刷動作を実行するインタフェース制御部、また、インタフェース制御部を介して入力された印刷データを一時的に記憶する受信メモリ、この受信メモリに記憶された印刷データを受け取ると共に、この印刷データを編集処理することによって、形成された画像データ（イメージデータ）を記憶する画像データ編集メモリ、プリンタ１の状態を表示するための、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示装置を備える表示部、ユーザからの指示を受付けるための、例えばタッチパネル等の入力手段を備える操作部、プリンタ１の動作状態を監視するための、例えば、用紙位置検出センサ，温湿度センサ，濃度センサ等の各種センサ、画像データ編集メモリに記憶されたイメージデータを露光装置３０に送り、この露光装置３０が備えるＬＥＤヘッドの駆動を制御するヘッド駆動制御部、定着装置９０の温度を制御する温度制御部、記録用紙Ｐを搬送する各ローラを回転させるための駆動モータを制御する用紙搬送モータ制御部、感光体ドラム１０１等の各種ローラを回転させるための駆動モータを制御する駆動制御部、及び各ローラに電圧を印加する高圧電源等を備える。
【００２２】
次に、現像装置１０について図２を用いて説明する。図２は、現像装置１０の構成を概略的に示す概略構成図である。
【００２３】
潜像保持部材としての感光体ドラム１０１は、導電性支持体と光導電層によって構成され、導電性支持体としてのアルミニウムの金属パイプに光導電層としての電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層した構成の有機感光体である。帯電ローラ１０２は、感光体ドラム１０１の周面に接して設けられ、金属シャフトと半導電性エピクロロヒドリンゴムによって構成されている。そして、感光体ドラム１０１の周面の所定の位置には、感光体ドラム１０１に残留したトナーを回収するためのクリーニングローラ１０３がバネ１０４により付勢されている。
【００２４】
感光体ドラム１０１の周面に圧接するように配設され、感光体ドラム１０１にトナーを供給する現像部材としての現像ローラ１０５は、例えば、ＳＵＳ製のシャフト上に、ゴム層をロール状に配し、当該ゴム層に表面層を有する弾性層を備え、抵抗値調整、及び強度を担保するためのカーボンブラック（例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等）が添加されている。そして、当該ゴム層は、所望の外径値を得るために、粗研磨、フィニッシャ−研磨等がなされている。このようにして得られた現像ローラ１０５の抵抗値は、幅２．０ｍｍ、直径６．０ｍｍのＳＵＳ材のボールベアリングを２０ｇｆの力で接触させて、シャフトとの間に１００Ｖの電圧を印加したときに０．１〜１００ＭΩであった。なお、ローラ硬度は、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３に基づく硬度試験において、加重９．８Ｎで７６°であった。また、現像ローラ１０５は、感光体ドラム１０１に対して、つれまわり方向に回転し、その周速比は１．２３１であった。なお、現像ローラ１０１については、後ほど詳細に説明する。
【００２５】
現像ローラ１０５の周面に圧接するように配設され、現像ローラ１０５にトナーを供給するトナー供給ローラ１１１は、導電性の金属シャフト上に、半導電性発砲シリコーンゴムを形成し、所定の外径値となるように研磨されて構成されている。このシリコーンコンパウンドは、例えば、ジメチルシリコーン生ゴム、メチルフェニルシリコーン生ゴム等の各種生ゴムに、補強性シリカ充填剤、加硫硬化に必要な加硫剤、及び発泡剤が添加されている。ここで、発泡剤としては、重炭酸ナトリウム等の無機発泡剤、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）等の有機発泡剤等を用いることができる。また、トナー供給ローラ１１１のアスカ―硬度は、Ａｓｋｅｒ  Ｆで５１±５°であり、現像ローラ１０５に対して１．０±０．１５ｍｍの深さで押し込まれて配設されている。そして、幅２．０ｍｍ、直径６．０ｍｍのＳＵＳ材のボールベアリングを２０ｇｆの力で接触させて、シャフトとの間に３００Ｖの電圧を印加したときのトナー供給ローラ１１１の抵抗値は１〜１００ＭΩであった。
【００２６】
現像ローラ１０５端部からのトナーの漏洩を防止するためのシール部材としての端部シール部材１１２は、発泡ウレタンを現像ローラ１０５の形状に合わせて、厚み３ｍｍの円弧状に成形し、かつ、現像ローラ１０５と周擦する部分に厚み約０．０８ｍｍのフィルム状のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）１１３を設けたものである。なお、ＰＴＦＥはフィルム形状の他に、繊維状に成型したものを織り合わせたフェルト形状のものも用いることができる。なお、端部シール部材１１２のスポンジ硬度は、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３に基づく硬度試験において、加重９．８Ｎで５８°であり、端部シール部材１１２は、現像ローラ１０５に対して１．５ｍｍの深さで押し込まれて配設されている。
【００２７】
層形成ブレード１１４は、現像ローラ１０５の周面の所定の位置において、カウンタ方向に所定の圧接力で当接するように配設されたステンレス製のトナー層厚規制部材であり、現像ローラ１０５上のトナーを薄層化する。
【００２８】
トナーカートリッジ１１５は、印字に用いられるトナーを収容する。本実施形態で用いられるトナーは、特に限定されないが、例えば、平均粒径６．５〜７．５μｍ、円形度０．９７〜０．９８の負帯電性のブラックトナー等を用いることができる。
【００２９】
トナーセンサ１１６は、現像装置１０内部のトナー残量を検出し、検出されたトナー残量に基づく信号を出力する。出力された信号は、例えば、図示せぬ表示部等に出力され、例えば、「トナーが不足しています。トナーカートリッジを交換してください。」といった旨のメッセージをユーザに対して通知することができる。
【００３０】
次に、本実施形態にかかる現像ローラ１０５について、図３、図４、及び図５を用いて説明する。図３は、現像ローラ１０５の構成を説明するための側面図、及び断面図であり、図４は、現像ローラ１０５を現像装置１０に組み込んだ際に、感光体ドラム１０１、トナー供給ローラ１１１との配置関係を説明する図であり、図５は、図４中の現像ローラ１０５の端部部分を拡大した部分拡大図である。
【００３１】
図３に示すように、本実施形態にかかる現像ローラ１０５は、ＳＵＳ製のシャフト１０６に、ゴム層１０７をロール状に配し、ゴム層１０７にコート層１０８を有する弾性層１０９を備える構成とした。ここで、ゴム層１０７は、特には限定されないが、ポリエーテル系ポリオール、及び脂肪族系イソシアネートをベースポリマーとして用いたポリウレタンにより構成した。また、ゴム層１０７には、抵抗値調整、及び強度を担保するためのカーボンブラック（例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等）が添加されている。そして、当該ゴム層１０７の外径値を所望の外径値とするために粗研磨、フィニッシャ−研磨等を行った。さらに、ゴム層１０７表面にアクリル樹脂を塗布してコート層１０８とした。このアクリル樹脂は、メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体を主鎖とするもので（平均分子量１０万）、揮発性の有機溶媒であるメチルエチルケトンとテトラヒドロフランの混合溶液で希釈してゴム層１０７の表面に塗布した。なお、当該混合溶液の配合比は、それぞれ５０重量部とし、混合溶液中におけるアクリル樹脂濃度は、３〜２０重量部とするのが好ましい。また、コート層１０８に導電性を付与するため、アクリル樹脂成分１００重量部に対して１重量部のカーボンブラックを配合した。以上のように配合された溶液をゴム層１０７の表面にディッピングにより塗布して加熱乾燥し、コート層１０８を形成した。このようにコート層１０８を形成した後のゴム層１０７の軸方向長さは２３０ｍｍであり、端部の外径値は、φ１７．５２±０．０５ｍｍ、中央部の外径値は、φ１７．６０±０．０５ｍｍである。そして、印刷時の現像ローラ１０５の線速度は１９９．７ｍｍ／ｓである。
【００３２】
そして、ゴム層１０７の軸方向両端部６ｍｍ幅には、端部コート層１１０を形成した。ここで、コート剤としては、ウレタン系塗料（商品名：ニッポラン５１９６、日本ポリウレタン（株）製）に、煙霧質シリカ系充填剤（商品名：ＡＥＲＯＳＩＬ  ２００、日本エアロジル（株）製）、イソシアネート系架橋剤を添加した塗布液を用いた。また、端部コート層１１０においても、導電性を付与するため、上記塗布液にカーボンブラックを適宜配合した。以上のように配合された溶液をゴム層１０７の両端部に幅６ｍｍにわたってコート層１０８の上に刷毛を用いて塗布して加熱乾燥し、コート層１０８とは表面粗さが異なる端部コート層１１０を形成した。
【００３３】
なお、図４、及び図５に示すように、ゴム層１０７の軸方向長さ、つまり、現像ローラ１０５の長さは、２３０ｍｍである。したがって、ゴム層１０７の両端部を幅６ｍｍにわたって端部コート層１１０としても、その端部コート層は、印刷可能最大用紙幅であるＬｅｔｔｅｒ（幅２１６ｍｍ）と重なることがない。そして、この端部コート層１１０の所定の領域において、端部シール部材１１２のＰＴＦＥ１１３を密着させるように配設することで、トナーが漏洩することを防止することができる。なお、ここでは、端部コート層１１０のコート剤として、ウレタン系コート剤を用いたが、用いられるトナー、感光体ドラム、又はシール部材との相性などの観点から、ウレタン系コート剤を用いなくとも、例えば、シリカ系等の他のフィラーを用いることで、コート層１０８とは表面粗さが異なる端部コート層１１０を形成させることができる。また、端部コート層１１０における表面粗さの調整は、ウレタン系塗料や、シリカ系充填剤等の添加濃度を調整することにより行うことができる。例えば、ウレタン系塗料や、シリカ系充填剤等の添加量を増やすことで、コート層１０８に対する端部コート層１１０の表面粗さを大きくすることができる。
【００３４】
再び図１、及び図２を用いて、上記現像ローラ１０５を装着した現像装置１０を適用したプリンタ１の画像形成プロセスについて説明する。
【００３５】
まず、プリンタ１に対して画像データが入力されると、プリンタ１は画像形成プロセスを開始する。画像形成プロセスの開始にあたって、トレイ８１に収容された記録用紙Ｐは、図示せぬ駆動モータの駆動により回転したホッピングローラ８０の回転により、図１中矢印ｘ方向に１枚ずつ繰り出される。その後、レジストローラ８２により斜行が矯正されながら、記録用紙Ｐは、用紙搬送経路Ｓに沿って現像装置１０に搬送される。そして、現像装置１０に記録用紙Ｐが搬送されるまでの所定のタイミングにおいて下記に示す画像形成プロセスが開始される。
【００３６】
プリンタ１に対して画像データが入力されると、感光体ドラム１０１は、図示せぬ駆動モータにより所定の方向に一定周速度で回転する。そして、感光体ドラム１０１の表面に接触して設けられた帯電ローラ１０２は、図示せぬ帯電ローラ用高圧電源によって供給される−１２００Ｖの帯電バイアスを感光体ドラム１０１の表面に印加し、この表面を一様均一に帯電させる。次に、感光体ドラム１０１に対向して設けられた露光装置３０によって、画像データに対応した光が感光体ドラム１０１の一様均一に帯電された表面に照射され、光照射部分の電位が光減衰して潜像が形成される。なお、ここでの感光体ドラム１０１の回転速度は線速度として１６２．２ｍｍ／ｓ、Ａ４縦送り２８ｐｐｍである。
【００３７】
現像ローラ１０５は、感光体ドラム１０１に密着して配置されており、図示せぬ現像ローラ用高圧電源によって−３００Ｖの現像バイアスが印加されている。現像ローラ１０５は、−４５０Ｖの供給バイアスが印加されたトナー供給ローラ１１１により搬送されたトナーを吸着し、回転搬送する。この回転搬送工程で、トナー供給ローラ１１１より下流にあって現像ローラ１０５に圧接して配置された層形成ブレード１１４は、現像ローラ１０５に吸着したトナーを均一な厚さにならしたトナー層を形成する。
【００３８】
更に現像ローラ１０５は、感光体ドラム１０１上に形成された潜像を、担持するトナーによって反転現像する。感光体ドラム１０１の導電性支持体と現像ローラ１０５との間には高圧電源によってバイアス電圧が印加されているため、現像ローラ１０５と感光体ドラム１０１との間には、感光体ドラム１０１に形成された潜像に伴う電気力線が発生する。このため、現像ローラ１０５上の帯電したトナーは、静電気力により感光体ドラム１０１上の潜像部分に付着し、この部分を現像してトナー像を形成する。
【００３９】
そして、感光体ドラム１０１上に形成されたトナー像は、図示せぬ転写ローラ用高圧電源によって＋１１００Ｖの電圧が印加された転写ローラ５１により、記録用紙Ｐに転写される。
【００４０】
その後、記録用紙Ｐはヒートローラとバックアップローラとを備えた定着装置９０へと搬送される。トナー像が転写された記録用紙Ｐは、図示せぬ温度制御手段によって制御され、所定の表面温度に保たれたヒートローラとバックアップローラとにより形成される圧接部に搬送される。そして、ヒートローラから付与される熱によりトナーが溶融され、さらに圧接部で加圧されることにより、トナー像が記録用紙Ｐ上に定着する。
【００４１】
トナー像が定着した記録用紙Ｐは、ドライブローラ８３、及び排出ローラ８４により搬送され、用紙スタッカ８５に排出され、一連の画像形成プロセスが終了する。
【００４２】
なお、トナー像が転写された後の感光体ドラム１０１の表面には、若干のトナーが残留する場合がある。この残留したトナーは、図示せぬ高圧電源から＋１２００Ｖの電圧が印加されたクリーニングローラ１０３によって除去される。クリーニングローラ１０３は、感光体ドラム１０１の表面の所定の位置に当接するように配設され、感光体度ドラム１０１の回転に伴いつれ回る。クリーニングローラ１０３が感光体ドラム１０１の表面に当接した状態で感光体ドラム１０１が回転軸中心に回転することによって、転写されずに感光体ドラム１０１の表面に残留したトナーが除去される。なお、クリーニングされた感光体ドラム１０１は繰り返し使用される。
【００４３】
次に、本実施形態にかかる現像ローラ１０５の性能評価について説明する。
【００４４】
[動摩擦係数測定]
図６は、現像ローラ１０５の摩擦係数の測定方法を説明するための概略図である。図６において、摩擦係数の測定は、現像ローラ１０５を固定し、幅５ｍｍの短冊状に切った用紙１２１の一端側にトルクゲージをセットし、また他端側には、５０ｇの錘１２０をつける。そして、図６に示すように、現像ローラ１０５の外周面を覆うようにして用紙１２１をセットし、用紙１２１を０．１ｍｍ／ｓの速度で移動させ、そのときの張力Ｆをトルクゲージで測定する。測定して得られた張力Ｆ、下記に示すオイラーのベルト式により動摩擦係数μを求めることができる。
μ＝（１／α）×Ｌｎ（Ｆ／Ｗ）
ここで、
α：用紙１２１の巻付け角度
Ｆ：張力
Ｗ：重錘荷重
【００４５】
このようにして求めた現像ローラ１０５端部の動摩擦係数μは０．３であった。
【００４６】
[ブルーレーザーによる表面粗さ測定]
ブルーレーザーによる表面粗さ測定は、キーエンス社製のブルーレーザーフォーカス変位計ＬＴ−９５１０ＶＭ（波長λ＝４０８ｎｍ）を用い、以下の条件下において測定した。
フォーカス径：φ０．９ｍｍ
測定指数：変位
測定対象：ＭＡＸ
平均回数：１６
計測モード：ノーマル
オフセット：０
感度：高感度
測定長：２．５ｍｍ
サンプリング周期：１ｍｓ
測定時間：３ｓ
現像ローラ回転速度：０．８ｍｍ／ｓ
【００４７】
上記条件下において、現像ローラ１０５の軸方向の両端部から１０ｍｍの位置から等間隔に５点、端部コート層１１０のゴム端から３ｍｍの位置を測定し、それぞれの平均値を求めた。
【００４８】
なお、現像ローラ１０５の表面粗さ測定は、必ずしもブルーレーザーを用いた測定である必要はなく、例えば、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４に基づく１０点平均表面粗さ測定であってもよい。しかしながら、再現性の高い測定、特に本実施形態のように、表面粗さが大きい現像ローラを測定する場合、ブルーレーザー等の非接触式測定法を用いるのが好ましい。
【００４９】
[印字評価試験]
印字評価試験は、現像ローラ１０５を装着した現像装置１０を適用したプリンタ１に対して、ＩＳＯ／ＩＥＣ  １９７５２（ＪＩＳ  Ｘ６９３１）に基づいて行った。本試験においては、Ｘｅｒｏｘ４２００  Ｌｅｔｔｅｒサイズ（２０１ｂ）の記録用紙を１度に３ページずつ印字を行った。そして、印字された記録用紙上にトナー落ちが黒点として確認できた場合をＮＧとし、そのときの印字枚数を現像装置１０の寿命比で表し、寿命比が１００％を超えた場合をＯＫとした。ＩＳＯ／ＩＥＣ  １９７５２（ＪＩＳ  Ｘ６９３１）に基づいて印字評価を行ったときの現像装置１０の寿命は２０，０００ページであり、現像ローラ１０５は、おおよそ１１万回転、感光体ドラム１０１は、おおよそ７．７万回転することになる。
【００５０】
図７は、第１の実施形態にかかる実験例１〜実験例９の印字評価試験結果をまとめたものである。ここで、印字部のＲｚ（μｍ）は、現像ローラ１０５の軸方向の両端部から１０ｍｍより内側の位置における表面粗さを表し、非印字部のＲｚ（μｍ）は、端部コート層１１０のゴム端から３ｍｍの位置における表面粗さを表している。
【００５１】
図７に示すように、非印字部の表面粗さが印字部の表面粗さよりも大きい場合に、トナー落ちが発生しにくいことがわかる。また、例えば、実験例９に示すように、例え、非印字部の表面粗さを高く設定したとしても、印字部の表面粗さがさらに高い場合には、トナー落ちが発生し、ＮＧとなる。一方で、例えば、実験例１に示すように、例え、非印字部の表面粗さを低く設定したとしても、印字部の表面粗さよりも大きい場合には、トナー落ちが発生せず、ＯＫとなる。このように、非印字部の表面粗さと印字部の表面粗さの比がより大きい、具体的には、粗さ比が１．００よりも大きい場合には、トナー落ちが発生しにくいことがわかる。
【００５２】
これは、図５に示すように、端部トナー層１１０の端部は端部シール部材１１２の端部よりも現像ローラ１０５の内側、すなわち、現像ローラ１０５の軸方向中央側に位置している。したがって、端部トナー層１１０の端部における表面粗さが、印字部であるコート層１０８の表面粗さよりも大きければ、表面粗さの差に基づき、トナーの付着量に差が生じるため、端部トナー層１１０の端部とコート層１０８との境目でトナーの流れが変わることになる。トナーは、現像ローラ１０５の軸方向中央側に流れやすくなり、端部トナー層１１０側には流れにくくなる。したがって、例え、端部トナー層１１０の所定の領域において、端部シール部材１１２が回転することにより擦れた場合においても、トナー落ちの発生を防止することができる。
【００５３】
以上のように、第１の実施形態によれば、シール部材との接触部、つまり、現像ローラの端部トナー層における表面粗さをシール部材の非接触部、つまり、コート層における表面粗さよりも大きくすることにより、現像ローラ端部からのトナー漏洩を防止することができる。
【００５４】
[第２の実施形態]
第２の実施形態にかかるプリンタ、現像装置の構成・機能は、第１の実施形態にかかるプリンタ１、現像装置１０の構成・機能と同一であるため、ここでの説明は省略するが、第２の実施形態においても、同様に画像形成プロセスを実行することができる。第２の実施形態では、第１の実施形態と異なる製法で形成した現像ローラ１０５’について説明する。
【００５５】
現像ローラ１０５’は、第１の実施形態にかかる現像ローラ１０５と同様に、ＳＵＳ製のシャフト上にゴム層をロール状に配して形成するが、コート層と端部コート層との表面粗さの違いを研磨によって得るものとする。
【００５６】
具体的には、第１の実施形態にかかる現像ローラ１０５と同様に、例えば、ポリエーテル系ポリオール、及び脂肪族系イソシアネートをベースポリマーとして用いたポリウレタンによりゴム層を構成した後、ゴム層の表面を図８の（ａ）、又は（ｂ）に示すような、粗研磨、フィニッシャ−研磨を行うことによって、所望の外径値、及び表面粗さを有する現像ローラ１０５’を得た。
【００５７】
ここで、ゴム層の軸方向両端部６ｍｍ幅の外径値は、後に追加研磨を行うために、０．０３ｍｍ程度大きくなるように研磨することが望ましい。ここで、研磨機の粗さを形成する粒子の平均粒径は９μｍのものを用いた。
【００５８】
次に、図８の（ｃ）に示すように、ゴム層の軸方向両端部５ｍｍ幅を追加研磨する。ここでの研磨機の粗さを形成する粒子の平均粒径は１４μｍのものを用いた。
【００５９】
そして、第１の実施形態と同様に、ゴム層表面にアクリル樹脂を塗布してコート層とした。このアクリル樹脂は、メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体を主鎖とするもので（平均分子量１０万）、揮発性の有機溶媒であるメチルエチルケトンとテトラヒドロフランの混合溶液で希釈してゴム層の表面に塗布した。なお、当該混合溶液の配合比は、それぞれ５０重量部とし、混合溶液中におけるアクリル樹脂濃度は、３〜２０重量部とするのが好ましい。また、コート層に導電性を付与するため、アクリル樹脂成分１００重量部に対して１重量部のカーボンブラックを配合した。以上のように配合された溶液をゴム層の表面にディッピングにより塗布して加熱乾燥し、コート層を形成した。このようにして、研磨によってコート層と端部コート層とで表面粗さが異なる現像ローラ１０５’を形成することができる。なお、ここでは、研磨機の粗さを形成する粒子の平均粒径が異なる粒子を用いて表面粗さの差を実現したが、例えば、研磨機の駆動速度やゴム層に対する周速比、研磨時間を調整することによっても同様に表面粗さの差を実現することができる。
【００６０】
図９は、第２の実施形態にかかる実験例１〜実験例９の印字評価試験結果をまとめたものである。ここで、印字部のＲｚ（μｍ）は、現像ローラの軸方向の両端部から１０ｍｍより内側の位置における表面粗さを表し、非印字部のＲｚ（μｍ）は、端部コート層１１０のゴム端から３ｍｍの位置における表面粗さを表している。
【００６１】
図９に示すように、非印字部の表面粗さが印字部の表面粗さよりも大きい場合に、トナー落ちが発生しにくいことがわかる。また、例えば、実験例９に示すように、例え、非印字部の表面粗さを高く設定したとしても、印字部の表面粗さがさらに高い場合には、トナー落ちが発生し、ＮＧとなる。一方で、例えば、実験例１に示すように、例え、非印字部の表面粗さを低く設定したとしても、印字部の表面粗さよりも大きい場合には、トナー落ちが発生せず、ＯＫとなる。このように、非印字部の表面粗さと印字部の表面粗さの比がより大きい、具体的には、粗さ比が１．００よりも大きい場合には、トナー落ちが発生しにくいことがわかる。
【００６２】
以上のように、第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、シール部材との接触部、つまり、現像ローラの端部トナー層における表面粗さをシール部材の非接触部、つまり、コート層における表面粗さよりも大きくすることにより、現像ローラ端部からのトナー漏洩を防止することができる。
【００６３】
本実施形態の説明においては、モノクロの直接印刷方式を採用したプリンタについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、中間転写方式の画像形成装置、複数の現像装置を備えたカラーの画像形成装置においても適用可能である。また、マルチファンクションプリンタ、ファックス、又は複写機等の電子写真方式により印字・印刷を行う画像形成装置であれば、何れにも適用可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１  プリンタ
１０  現像装置
３０  露光装置
５１  転写ローラ
８０  ホッピングローラ
８１  トレイ
８２  レジストローラ
８３  ドライブローラ
８４  排出ローラ
８５  用紙スタッカ
９０  定着装置
１０１  感光体ドラム
１０２  帯電ローラ
１０３  クリーニングローラ
１０４  バネ
１０５  現像ローラ
１０５’  現像ローラ
１０６  シャフト
１０７  ゴム層
１０８  コート層
１０９  弾性層
１１０  端部コート層
１１１  トナー供給ローラ
１１２  端部シール部材
１１３  ＰＴＦＥ
１１４  層形成ブレード
１１５  トナーカートリッジ
１１６  トナーセンサ
【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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