(57)【要約】【課題】トナー粒子を良好に帯電させることが可能なトナー粒子担持ローラを有する現像装置等を実現することである。【解決手段】像担持体に担持された潜像を現像するためのトナー粒子を収容する収容部と、前記トナー粒子を担持するための表面に、軸方向及び周方向に対し傾斜を有し軸方向に等ピッチに形成された螺旋状の溝部を有するトナー粒子担持ローラと、を有する。【選択図】図６
2011100145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に担持された潜像を現像するためのトナー粒子を収容する収容部と、
前記トナー粒子を担持するための表面に、軸方向及び周方向に対し傾斜を有し軸方向に等ピッチに形成された螺旋状の溝部を有するトナー粒子担持ローラと、
を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において、
前記溝部は、前記傾斜の角度を異ならせて２種類形成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の現像装置において、
前記２種類の前記溝部は、互いに交差して格子状をなしていることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の現像装置において、
前記２種類の前記溝部に囲まれた凸部の頂面が菱形であることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項４に記載の現像装置において、
各々の前記菱形が有する２本の対角線の一方が周方向に沿うように、前記２種類の前記溝部が形成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項５に記載の現像装置において、
前記凸部は、前記２本の対角線のうち長い方の対角線が周方向に沿わされていることを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項２または請求項３に記載の現像装置において、
前記２種類の前記溝部に囲まれた凸部の頂面が正方形であることを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の現像装置において、
前記溝部の深さは、前記トナー粒子の体積平均粒径の２倍以下であることを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の現像装置において、
前記凸部は、前記トナー粒子を担持するための表面を有することを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の現像装置において、
前記トナー粒子担持ローラに担持された前記トナー粒子の層厚を規制するための層厚規制部材を有し、
前記表面に担持された前記トナー粒子は、前記層厚規制部材が有する平面により押圧されて、層厚が規制されることを特徴とする現像装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の現像装置において、
前記潜像は、格子状に区画された領域に形成されたドット状潜像を有し、
格子は、前記軸方向において複数種類のピッチで形成可能であり、
前記溝部の、前記軸方向におけるピッチは、前記格子における複数種類のピッチのうち最長ピッチより短いことを特徴とする現像装置。
【請求項１２】
像担持体に担持された潜像を現像するためのトナー粒子を収容する収容部と、
前記トナー粒子を担持するための表面に、軸方向及び周方向に対し傾斜を有し軸方向に等ピッチに形成された螺旋状の溝部を有するトナー粒子担持ローラと、
を有し、
前記溝部は、前記傾斜の角度を異ならせて２種類形成され、
前記２種類の前記溝部は、互いに交差して格子状をなし、
前記２種類の前記溝部に囲まれた凸部の頂面が正方形であり、
前記溝部の深さは、前記トナー粒子の体積平均粒径の２倍以下であり、
前記凸部は、前記トナー粒子を担持するための表面を有し、
前記トナー粒子担持ローラに担持された前記トナー粒子の層厚を規制するための層厚規制部材を有し、
前記表面に担持された前記トナー粒子は、前記層厚規制部材が有する平面により押圧されて、層厚が規制され、
前記潜像は、格子状に区画された領域に形成されたドット状潜像を有し、
格子は、前記軸方向において複数種類のピッチで形成可能であり、
前記溝部の、前記軸方向におけるピッチは、前記格子における複数種類のピッチのうち最長ピッチより短いことを特徴とする現像装置。
【請求項１３】
像担持体に担持された潜像を現像するためのトナー粒子を担持するための表面に、軸方向及び周方向に対し傾斜を有し、軸方向に等ピッチに配置される螺旋状の溝部が形成されていることを特徴とするトナー粒子担持ローラ。
【請求項１４】
像担持体に担持された潜像を現像するためのトナー粒子を収容する収容部と、
前記トナー粒子を担持するための表面に、軸方向及び周方向に対し傾斜を有し、軸方向に等ピッチに配置される螺旋状の溝部が形成されたトナー粒子担持ローラと、
を有する現像装置を用いて画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
コンピュータ、及び、
前記コンピュータに接続され、像担持体に担持された潜像を現像するためのトナー粒子を収容する収容部と、
前記トナー粒子を担持するための表面に、軸方向及び周方向に対し傾斜を有し、軸方向に等ピッチに配置される螺旋状の溝部が形成されたトナー粒子担持ローラと、
を有する現像装置を用いて画像を形成する画像形成装置、
を有することを特徴とする画像形成システム。
【請求項１６】
円筒形状の円筒部材の両端部に軸を有するフランジを取り付けるステップと、
前記フランジが取り付けられた前記円筒部材を、軸を中心として回転させつつ、前記円筒部材の表面を前記軸と同心状になるように切削するステップと、
互いに平行に配置され、互いに異なる２種類の螺旋状の溝を形成するための２つのダイスを回転させ、切削された前記円筒部材を回転させつつ前記２つのダイス間をそれら軸方向に沿って軸方向に移動させて、前記円筒部材の表面に前記ダイスが押圧されることにより凹部を形成するステップ、
を有することを特徴とするトナー粒子担持ローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置、トナー粒子担持ローラ、画像形成装置、画像形成システム、及び、トナー粒子担持ローラの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナー粒子を用いて現像する現像装置としては、トナー粒子収容体に収容されたトナー粒子を担持して潜像を現像するためのトナー粒子担持ローラを備えた現像装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このような現像装置は、トナー粒子担持ローラに担持されるトナー粒子の層厚を規制すると共にトナー粒子を帯電させるために、トナー粒子が担持されたトナー粒子担持ローラに当接される層厚規制部材が設けられている。また、トナー粒子担持ローラは表面がサンドブラスト処理されて表面に細かな凹凸が設けられている。トナー粒子はトナー粒子担持ローラの表面に担持されて層厚規制部材に押圧されることにより、凹凸を有する表面、層厚規制部材等にて摩擦されつつ転動して帯電される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２６３０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような現像装置は、トナー粒子担持ローラの表面の凹凸がサンドブラストにより形成されている場合には、凹部の大きさ、深さ、形状、及び、並び方が不均一である。このため、例えば深い凹部に入り込んだトナー粒子は転動されないため良好に帯電されない畏れがある。このように、トナー粒子担持ローラの表面における凹凸部の不均一に起因して、局部的にトナー粒子の帯電不良が発生したり、小さな凹部にトナー粒子がはまりこんでフィルミングが発生する畏れがある。また、トナー粒子が良好に帯電されない場合には、トナー粒子が現像装置から漏れて画像形成装置内に飛散したり、画像にかぶりが生じる畏れがあるという課題があった。
【０００５】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、トナー粒子を良好に帯電させることが可能なトナー粒子担持ローラを有する現像装置、そのトナー粒子担持ローラ、前記現像装置を有する画像形成装置、画像形成システム、及び、トナー粒子担持ローラの製造方法を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
主たる本発明は、像担持体に担持された潜像を現像するためのトナー粒子を収容する収容部と、前記トナー粒子を担持するための表面に、軸方向及び周方向に対し傾斜を有し軸方向に等ピッチに形成された螺旋状の溝部を有するトナー粒子担持ローラと、を有することを特徴とする現像装置である。
【０００７】
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】プリンタを構成する主要構成要素を示した図である。
【図２】プリンタに備えられた制御ユニットの構成を説明するための図である。
【図３】イエロー現像器の斜視図である。
【図４】イエロー現像器の主要構成要素を示した断面図である。
【図５】現像ローラが取り外された現像器を示す斜視図である。
【図６】現像ローラの表面形状を説明するための概念図である。
【図７】現像ローラを、軸を通る平面で切断した際の断面を説明するための断面図である。
【図８】現像ローラが転造により形成される様子を説明するための図である。
【図９】現像ローラが形成される手順を示す図である。
【図１０】トナー粒子を担持した現像ローラに規制ブレードが当接された状態を説明するための図である。
【図１１】スクリーン及び潜像における解像度を説明するための図である。
【図１２】現像ローラの第１変形例を示す図である。
【図１３】現像ローラの第２変形例を示す図である。
【図１４】現像ローラの第３変形例を示す図である。
【図１５】画像形成システムの外観構成を示した説明図である。
【図１６】図１５に示した画像形成システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書及び添付図面の記載により少なくとも次のことが明らかにされる。
【００１０】
像担持体に担持された潜像を現像するためのトナー粒子を収容する収容部と、前記トナー粒子を担持するための表面に、軸方向及び周方向に対し傾斜を有し軸方向に等ピッチに形成された螺旋状の溝部を有するトナー粒子担持ローラと、を有することを特徴とする現像装置である。
【００１１】
トナー粒子担持ローラは、表面にてトナー粒子を担持して像担持ローラの潜像を現像する。このとき、トナー粒子担持ローラの表面に大きさ、深さ、形状等が不均一な凹凸が形成されていると、例えば担持されたトナー粒子のうち深い凹部に入り込んだトナー粒子は転動されにくく帯電されにくい。また、軸方向に所定の間隔を隔てて周方向に沿った溝部が形成されている場合には、溝部と対向する像担持体の部位の位置が軸方向に変化しないため、現像されたトナー像は溝部と対向していた部位は濃度が高くなる畏れがある。一方、周方向に所定の間隔を隔てて軸方向に沿って溝部が形成されている場合には、トナー粒子担持ローラの回転方向と溝部との向きがほぼ直交するので、担持されたトナー粒子は特に転動されにくく帯電されにくい。
【００１２】
上記のようなトナー粒子担持ローラの表面に、軸方向及び周方向に対し傾斜を有し軸方向に等ピッチに螺旋状の溝部を有する現像装置によれば、トナー粒子担持ローラの回転に伴ってトナー粒子を転動させつつ移動させて、トナー粒子を良好に帯電させることが可能である。また、トナー粒子担持ローラの回転に伴って像担持体と溝部とが対向する位置が軸方向及び周方向に順次変化していくので、現像されたトナー像に濃度ムラが生じることを抑えることが可能である。
【００１３】
かかる現像装置において、前記溝部は、前記傾斜の角度を異ならせて２種類形成されていることが望ましい。
このような現像装置によれば、トナー粒子担持ローラには、傾斜の角度が異なる２種類の溝部が形成されているので、トナー粒子は、溝部に沿って２種類の傾斜の角度が異なる方向に移動されることになる。このため、トナー粒子が所定の一方向のみに移動して偏ることを防止することが可能である。
【００１４】
かかる現像装置において、前記２種類の前記溝部は、互いに交差して格子状をなしていることが望ましい。
このような現像装置によれば、２種類の溝部が交差しているので、一旦は一方の溝部に沿って転動し始めたトナー粒子が、途中から他方の溝部に沿って転動することが可能である。このため、トナー粒子の移動方向が偏ることを、より効果的に抑えることが可能である。
【００１５】
かかる現像装置において、前記２種類の前記溝部に囲まれた凸部の頂面が菱形であることが望ましい。
このような現像装置によれば、頂面が菱形であるため２種類の溝部にて転動されているトナー粒子は、各々ほぼ同じ距離だけ転動すると他方の溝部と交差する位置に到達する。このため、いずれの溝部に沿って転動したトナー粒子もほぼ同様に転動させて、ほぼ同様に帯電させることが可能である。
【００１６】
かかる現像装置において、各々の前記菱形が有する２本の対角線の一方が周方向に沿うように、前記２種類の前記溝部が形成されていることが望ましい。
このような現像装置によれば、各々の前記菱形が有する２本の対角線の一方が周方向に沿うように溝部が形成されているので、周方向に沿わされた対角線の一方の頂角からは、２種類の溝部が軸方向の両端側に同角度の傾斜をもって形成されていることになる。このため、２種類の溝部に沿って移動されるトナー粒子は、軸方向の両端側にほぼ同様に移動される。よって、トナー粒子をムラなく移動させることが可能である。
【００１７】
かかる現像装置において、前記凸部は、前記２本の対角線のうち長い方の対角線が周方向に沿わされていることが望ましい。
このような現像装置によれば、頂面が菱形の凸部は周方向に沿って位置する２つの頂角が鋭角になり、軸方向に沿って位置する２つの頂角が鈍角となる。このため、トナー粒子が周方向に向かってより移動し易い構成とすることが可能である。
【００１８】
かかる現像装置において、前記２種類の前記溝部に囲まれた凸部の頂面が正方形であることが望ましい。
このような現像装置によれば、２種類の溝部に囲まれた凸部の頂面が正方形なので、凸部は周方向に沿って位置する２つの頂角、及び、軸方向に沿って位置する２つの頂角がいずれも直角となり、２種類の溝部は周方向に対して同角度の傾斜を有することになる。このため、トナー粒子が周方向及び軸方向に向かって同様に移動し易い構成とすることが可能である。このため、トナー粒子をより均一に転動させて均一に帯電させることが可能である。
【００１９】
かかる現像装置において、前記溝部の深さは、前記トナー粒子の体積平均粒径の２倍以下であることが望ましい。
このような現像装置によれば、溝部の深さは、トナー粒子の体積平均粒径の２倍以下なので、溝部に入り込んだトナー粒子は溝部内のいずれの位置においても、深さ方向に２つ以上重なることはない。このため、溝部内のトナー粒子をムラなく転動させて良好に帯電させることが可能である。
【００２０】
かかる現像装置において、前記凸部は、前記トナー粒子を担持するための表面を有することを特徴とする。
このような現像装置によれば、凸部はトナー粒子を担持するための表面を有するので、トナー粒子担持ローラは、溝部と凸部とのいずれにおいてもトナー粒子を担持する。このため、トナー粒子担持ローラの表面を像担持体と対向させることにより、像担持体のトナー粒子担持ローラの表面と対向する部分全体にて、濃度ムラを抑えて潜像を現像することが可能である。
【００２１】
かかる現像装置において、前記トナー粒子担持ローラに担持された前記トナー粒子の層厚を規制するための層厚規制部材を有し、前記表面に担持された前記トナー粒子は、前記層厚規制部材が有する平面により押圧されて、層厚が規制されることが望ましい。
このような現像装置によれば、トナー粒子担持ローラの表面に担持されたトナー粒子は、層厚規制部材が有する平面にて、その層厚が規制されるので、トナー粒子担持ローラの表面、特に凸部に担持されたトナー粒子が層厚規制部材によって掻き取られることはない。すなわち、トナー粒子担持ローラの溝部にも、凸部にもトナー粒子を担持させた状態にてトナー粒子の層厚を規制することが可能である。また、表面に担持されたトナー粒子は、層厚規制部材が有する平面により押圧されているので、トナー粒子担持ローラの表面、層厚規制部材、及び、トナー粒子のいずれかとトナー粒子とを接触させて摩擦されることにより良好に帯電させることが可能である。
【００２２】
かかる現像装置において、前記潜像は、格子状に区画された領域に形成されたドット状潜像を有し、格子は、前記軸方向において複数種類のピッチで形成可能であり、前記溝部の、前記軸方向におけるピッチは、前記格子における複数種類のピッチのうち最長ピッチより短いことが望ましい。
トナー粒子担持ローラの表面においては、溝部と溝部以外の所では、溝部の方がトナー粒子の担持量が多い。このため、潜像を現像した際には、溝部と対向した部位が僅かに濃度が高くなる畏れがある。そして、格子における複数種類のピッチのうち最長ピッチより、溝部の軸方向におけるピッチの方が大きい場合には、格子状に区画された領域に形成されたドット状潜像を現像した際に、トナー粒子担持ローラの溝部を含む部分にて形成されるドットと、溝部を含まない部分にて形成されるドットとが生じてしまう。この場合には、潜像が現像されたトナー像に周期的な濃度ムラが発生する。ところが、上記のような現像装置によれば、各ドット状潜像を現像したドットのいずれも、トナー粒子担持ローラの溝部を含む部分にて形成されることになる。このため、現像されたトナー像に溝部による濃度ムラが発生することを抑えることが可能である。
【００２３】
また、像担持体に担持された潜像を現像するためのトナー粒子を収容する収容部と、前記トナー粒子を担持するための表面に、軸方向及び周方向に対し傾斜を有し軸方向に等ピッチに形成された螺旋状の溝部を有するトナー粒子担持ローラと、を有し、前記溝部は、前記傾斜の角度を異ならせて２種類形成され、前記２種類の前記溝部は、互いに交差して格子状をなし、前記２種類の前記溝部に囲まれた凸部の頂面が正方形であり、前記溝部の深さは、前記トナー粒子の体積平均粒径の２倍以下であり、前記凸部は、前記トナー粒子を担持するための表面を有し、前記トナー粒子担持ローラに担持された前記トナー粒子の層厚を規制するための層厚規制部材を有し、前記表面に担持された前記トナー粒子は、前記層厚規制部材が有する平面により押圧されて、層厚が規制され、前記潜像は、格子状に区画された領域に形成されたドット状潜像を有し、格子は、前記軸方向において複数種類のピッチで形成可能であり、前記溝部の、前記軸方向におけるピッチは、前記格子における複数種類のピッチのうち最長ピッチより短いことを特徴とする現像装置である。
このような現像装置によれば、既述のすべての効果を奏するため、本発明の目的が最も有効に達成される。
【００２４】
また、像担持体に担持された潜像を現像するためのトナー粒子を担持するための表面に、軸方向及び周方向に対し傾斜を有し、軸方向に等ピッチに配置される螺旋状の溝部が形成されていることを特徴とするトナー粒子担持ローラも実現可能である。
【００２５】
また、像担持体に担持された潜像を現像するためのトナー粒子を収容する収容部と、前記トナー粒子を担持するための表面に、軸方向及び周方向に対し傾斜を有し、軸方向に等ピッチに配置される螺旋状の溝部が形成されたトナー粒子担持ローラと、を有する現像装置を用いて画像を形成することを特徴とする画像形成装置も実現可能である。
【００２６】
また、コンピュータ、及び、前記コンピュータに接続され、像担持体に担持された潜像を現像するためのトナー粒子を収容する収容部と、前記トナー粒子を担持するための表面に、軸方向及び周方向に対し傾斜を有し、軸方向に等ピッチに配置される螺旋状の溝部が形成されたトナー粒子担持ローラと、を有する現像装置を用いて画像を形成する画像形成装置、を有することを特徴とする画像形成システムも実現可能である。
【００２７】
また、円筒形状の円筒部材の両端部に軸を有するフランジを取り付けるステップと、前記フランジが取り付けられた前記円筒部材を、軸を中心として回転させつつ、前記円筒部材の表面を前記軸と同心状になるように切削するステップと、互いに平行に配置され、互いに異なる２種類の螺旋状の溝を形成するための２つのダイスを回転させ、切削された前記円筒部材を回転させつつ前記２つのダイス間をそれら軸方向に沿って軸方向に移動させて、前記円筒部材の表面に前記ダイスが押圧されることにより凹部を形成するステップ、を有することを特徴とするトナー粒子担持ローラの製造方法である。
このようなトナー粒子担持ローラの製造方法によれば、表面に、軸方向及び周方向に対し傾斜を有し軸方向に等ピッチに形成された螺旋状の溝部を有し、その表面にトナー粒子を担持することにより、トナー粒子担持ローラの回転に伴ってトナー粒子を転送させつつ移動させるためトナー粒子を良好に帯電させ、濃度ムラを抑えて潜像を現像することが可能なトナー粒子担持ローラを製造することが可能である。
【００２８】
＝＝＝画像形成装置の概要＝＝＝
図１、図２を用いて、本実施の形態に係る現像装置としての現像器を用いて画像を形成する画像形成装置としてレーザビームプリンタ（以下、プリンタともいう）１０を例にとって、その構成例及び動作例について説明する。図１は、プリンタ１０を構成する主要構成要素を示した図であり、図２は、プリンタ１０に備えられた制御ユニットの構成を説明するための図である。なお、図１には、矢印にて上下方向を示しており、例えば、給紙トレイ９２は、プリンタ１０の下部に配置されており、定着ユニット９０は、プリンタ１０の上部に配置されている。
【００２９】
＜プリンタ１０の構成＞
プリンタ１０は、図１に示すように、潜像を担持する像担持体の一例としての感光体２０の回転方向に沿って、帯電ユニット３０、露光ユニット４０、現像器保持ユニット５０、一次転写ユニット６０、中間転写体７０、クリーニングユニット７５を有し、さらに、二次転写ユニット８０、定着ユニット９０、ユーザへの報知手段をなし液晶パネルでなる表示ユニット９５、及び、これらのユニット等を制御しプリンタとしての動作を司る制御ユニット１００を有している。
【００３０】
感光体２０は、円筒状の導電性基材とその外周面に形成された感光層を有し、中心軸を中心に回転可能であり、本実施の形態においては、図１中の矢印で示すように時計回りに回転する。
【００３１】
帯電ユニット３０は、感光体２０を帯電するための装置であり、露光ユニット４０は、レーザを照射することによって帯電された感光体２０上に潜像を形成する装置である。この露光ユニット４０は、光としてのレーザビームを射出するための半導体レーザ、多角形のポリゴンミラーを回転させるポリゴンミラーユニット、Ｆ−θレンズ等の複数種類のレンズ等を有しており、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等の不図示のホストコンピュータから入力された画像信号に基づいて、変調されたレーザビームを帯電された感光体２０上に照射する。このとき半導体レーザから射出されたレーザビームは、ポリゴンミラーに照射される。ポリゴンミラーに照射されたレーザビームはポリゴンミラーの回転により反射角度を変更されつつレンズを通して感光体２０上を走査する。そして、所定のタイミングにてレーザビームがＯＮ／ＯＦＦされて、所定の速度で回転する感光体２０上の格子状に区画された領域にドット状潜像が形成される。そして、これらドット状潜像により潜像が構成される。ここで、ドット状潜像は、潜像を形成するものなので肉眼では見えない。
【００３２】
現像器保持ユニット５０は、感光体２０上に形成された潜像を、現像装置の一例としての現像器５１、５２、５３、５４に収容されたトナー粒子（以下、トナーともいう）Ｔ、すなわち、ブラック現像器５１に収容されたブラック（Ｋ）トナー、マゼンタ現像器５２に収容されたマゼンタ（Ｍ）トナー、シアン現像器５３に収容されたシアン（Ｃ）トナー及びイエロー現像器５４に収容されたイエロー（Ｙ）トナーを用いて現像するための装置である。
【００３３】
この現像器保持ユニット５０は、本実施の形態においては、回転することにより、前記４つの現像器５１、５２、５３、５４の位置を動かすことを可能としている。すなわち、この現像器保持ユニット５０は、前記４つの現像器５１、５２、５３、５４を４つの着脱部５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄにより保持しており、前記４つの現像器５１、５２、５３、５４は、中心軸５０ｅを中心として、それらの相対位置を維持したまま回転可能となっている。そして、感光体２０が１回転する毎に、４つの現像器５１、５２、５３、５４のうちの１つを選択的に感光体２０と対向させ、対向された現像器５１、５２、５３、５４に収容されているトナーにて、感光体２０上に形成された潜像を順次現像する。なお、各現像器の詳細については、後述する。
【００３４】
一次転写ユニット６０は、感光体２０に形成された単色トナー像を中間転写体７０に転写するための装置であり、４色のトナーが順次重ねて転写されると、中間転写体７０にフルカラートナー像が形成される。この中間転写体７０は、エンドレスのベルトであり、感光体２０とほぼ同じ周速度にて回転駆動される。二次転写ユニット８０は、中間転写体７０上に形成された単色トナー像やフルカラートナー像を紙、フィルム、布等の記録媒体に転写するための装置である。
【００３５】
定着ユニット９０は、記録媒体上に転写された単色トナー像やフルカラートナー像を紙等の記録媒体に融着させて永久像とするための装置である。クリーニングユニット７５は、一次転写ユニット６０と帯電ユニット３０との間に設けられ、感光体２０の表面に当接されたゴム製のクリーニングブレード７６を有し、一次転写ユニット６０によって中間転写体７０上にトナー像が転写された後に、感光体２０上に残存するトナーＴをクリーニングブレード７６により掻き落として除去するための装置である。
【００３６】
制御ユニット１００は、図２に示すようにメインコントローラ１０１と、ユニットコントローラ１０２とで構成され、メインコントローラ１０１には画像信号が入力され、この画像信号に基づく指令に応じてユニットコントローラ１０２が前記各ユニット等を制御して画像を形成する。
【００３７】
メインコントローラ１０１は、インターフェイス１１２を介してホストコンピュータと接続され、このホストコンピュータから入力された画像信号を記憶するための画像メモリ１１３及びプリンタ１０全体の制御を司るＣＰＵ１１１等を備えている。
【００３８】
ユニットコントローラ１０２は、ＣＰＵ１２０と、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリ１１６と、装置本体の各ユニット（帯電ユニット３０、露光ユニット４０、一次転写ユニット６０、クリーニングユニット７５、二次転写ユニット８０、定着ユニット９０、表示ユニット９５）及び現像器保持ユニット５０を駆動制御するための各駆動制御回路等を有し、メインコントローラ１０１から入力される信号に基づいて、各ユニットを制御する。
【００３９】
＜プリンタ１０の動作＞
次に、プリンタ１０の動作について、他の構成要素にも言及しつつ説明する。
まず、不図示のホストコンピュータからの画像信号がインターフェイス（Ｉ／Ｆ）１１２を介してプリンタ１０のメインコントローラ１０１に入力されると、このメインコントローラ１０１からの指令に基づくユニットコントローラ１０２の制御により感光体２０、現像器５１、５２、５３、５４に設けられた現像ローラ５１０、及び、中間転写体７０が回転する。感光体２０は、回転しながら、帯電位置において帯電ユニット３０により帯電される。
【００４０】
感光体２０の帯電された領域は、感光体２０の回転に伴って露光位置に至り、第１色目、例えばイエローＹの画像情報に応じた潜像が露光ユニット４０により形成される。このとき、現像器保持ユニット５０は、イエロー（Ｙ）トナーを収容したイエロー現像器５４を、感光体２０と対向する現像位置に位置させる。
感光体２０上に形成された潜像は、感光体２０の回転に伴って現像位置に至り、イエロー現像器５４によってイエロートナーにて現像される。これにより、感光体２０上にイエロートナー像が形成される。
感光体２０上に形成されたイエロートナー像は、感光体２０の回転に伴って一次転写位置に至り、一次転写ユニット６０によって、中間転写体７０に転写される。この際、一次転写ユニット６０には、トナーの帯電極性とは逆の極性の一次転写電圧が印加される。なお、この間、二次転写ユニット８０は、中間転写体７０から離間している。
【００４１】
上記の処理が、第２色目、第３色目、及び、第４色目について繰り返して実行されることにより、各画像信号に対応した４色のトナー像が、中間転写体７０に重なって転写される。これにより、中間転写体７０上にはフルカラートナー像が形成される。
中間転写体７０上に形成されたフルカラートナー像は、中間転写体７０の回転に伴って二次転写位置に至り、二次転写ユニット８０によって記録媒体としての記録紙に転写される。なお、記録紙は、給紙トレイ９２から、給紙ローラ９４、レジローラ９６を介して二次転写ユニット８０へ搬送される。また、転写動作を行う際、二次転写ユニット８０は中間転写体７０に押圧されるとともに二次転写電圧が印加される。
記録紙に転写されたフルカラートナー像は、定着ユニット９０によって加熱加圧されて記録紙に融着される。一方、感光体２０は一次転写位置を経過した後に、クリーニングブレード７６によって、その表面に残存しているトナーが掻き落とされ、次の潜像を形成するための帯電に備える。掻き落とされたトナーは、廃トナー収容部に回収される。
【００４２】
＝＝＝現像器の概要＝＝＝
次に、図３〜図５を用いて、現像器の構成例について説明する。図３は、イエロー現像器の斜視図である。図４は、イエロー現像器の主要構成要素を示した断面図である。図５は、現像ローラが取り外された現像器を示す斜視図である。なお、図４に示す断面図は、図３に示す長手方向に垂直な面でイエロー現像器を切った断面を表した図である。また、図４においては、図１同様、矢印にて上下方向を示しており、例えば、現像ローラ５１０の中心軸は、感光体２０の中心軸よりも下方にある。また、図４では、イエロー現像器５４が、感光体２０と対向する現像位置に位置している状態にて示されている。
【００４３】
現像器保持ユニット５０には、ブラック（Ｋ）トナーを収容したブラック現像器５１、マゼンタ（Ｍ）トナーを収容したマゼンタ現像器５２、シアン（Ｃ）トナーを収容したシアン現像器５３、及び、イエロー（Ｙ）トナーを収容したイエロー現像器５４が設けられているが、各現像器の構成は同様であるので、以下、イエロー現像器５４について説明する。
【００４４】
＜イエロー現像器５４の構成＞
イエロー現像器５４は、トナーＴを収容するハウジング５４０、トナーを担持するためのトナー粒子担持ローラの一例としての現像ローラ５１０、現像ローラ５１０にトナーを供給するためのトナー供給ローラ５５０、現像ローラ５１０に担持されたトナーの層厚を規制するための層厚規制部材の一例としての規制ブレード５６０、ハウジング５４０と現像ローラ５１０との上方側の間隙をシールするための上シール５２０、ハウジング５４０と現像ローラ５１０との端部側の間隙をシールするための端部シール５２７等を有している。
【００４５】
ハウジング５４０は、一体成型された樹脂製の上ハウジング部５４２と下ハウジング部５４４とを溶着して製造されたものであり、その内部に、トナーＴを収容するための収容部としてのトナー収容部５３０が形成されている。トナー収容部５３０は、内壁から内方へ（図４の上下方向）突出させたトナーＴを仕切るための仕切り壁５４５により、二つのトナー収容部、すなわち、第一トナー収容部５３０ａと第二トナー収容部５３０ｂと、に分けられている。
【００４６】
そして、第一トナー収容部５３０ａと第二トナー収容部５３０ｂとは、上部が連通されているが、図４に示す状態では、仕切り壁５４５によりトナーＴの移動が規制されている。しかしながら、現像器保持ユニット５０が回転する際には、第一トナー収容部５３０ａと第二トナー収容部５３０ｂとに収容されていたトナーが、現像位置における上部側の連通している部位側に一旦集められ、図４に示す状態に戻るときには、それらのトナーが混合されて第一トナー収容部５３０ａ及び第二トナー収容部５３０ｂに戻されることになる。すなわち、現像器保持ユニット５０が回転することにより現像器内のトナーＴは撹拌されることになる。このため、本実施の形態では、トナー収容部５３０に攪拌部材を設けていないが、トナー収容部５３０に収容されたトナーＴを攪拌するための攪拌部材を設けてもよい。図４に示すように、ハウジング５４０は下部に開口５７２を有しており、後述する現像ローラ５１０が、この開口５７２に臨ませて設けられている。
【００４７】
トナー供給ローラ５５０は、弾性を有する例えば発泡ウレタンにて形成されたローラ部５５０ａと、ローラ部５５０ａの回転中心となる軸体５５０ｂとで構成されている。そして、トナー供給ローラ５５０は、軸体５５０ｂの両端側にてハウジング５４０に支持されることにより、軸体５５０ｂまわりに回転自在に支持されている。前記ローラ部５５０ａは、ハウジング５４０の前述した第一トナー収容部５３０ａ（ハウジング５４０内）に収容されており、第一トナー収容部５３０ａに収容されたトナーＴを現像ローラ５１０に供給する。トナー供給ローラ５５０は、第一トナー収容部５３０ａの鉛直下方に設けられている。第一トナー収容部５３０ａに収容されたトナーＴは、該第一トナー収容部５３０ａの下部にてトナー供給ローラ５５０によって現像ローラ５１０に供給される。また、トナー供給ローラ５５０は、現像後に現像ローラ５１０に残存している余剰なトナーＴを、現像ローラ５１０から剥ぎ取る。
【００４８】
トナー供給ローラ５５０と、現像ローラ５１０とは、互いに押圧された状態にてハウジング５４０に組み付けられている。このため、トナー供給ローラ５５０のローラ部５５０ａは、弾性変形された状態で現像ローラ５１０に当接している。そして、トナー供給ローラ５５０は、現像ローラ５１０の回転方向（図４において反時計方向）と逆の方向（図４において時計方向）に回転する。軸体５５０ｂは、現像ローラ５１０の回転中心軸よりも下方にある。
【００４９】
現像ローラ５１０は、トナーＴを担持して感光体２０と対向する現像位置に搬送する。この現像ローラ５１０は、金属製であり、５０５６アルミ合金や６０６３アルミ合金等のアルミ合金、ＳＴＫＭ等の鉄合金等により製造されており、必要に応じて、ニッケルメッキ、クロムメッキ等が施されていてもよい。現像ローラ５１０の表面には、現像ローラ５１０の軸方向における中央部に螺旋状の溝部が設けられている。現像ローラ５１０の表面形状については後で詳述する。
【００５０】
また、現像ローラ５１０は、図３に示すとおり、その長手方向両端部で支持されており、中心軸を中心として回転可能である。図４に示すように、現像ローラ５１０は、感光体２０の回転方向（図４において時計方向）と逆の方向（図４において反時計方向）に回転する。その中心軸は、感光体２０の中心軸よりも下方にある。
【００５１】
また、図４に示すように、イエロー現像器５４が感光体２０と対向している状態では、現像ローラ５１０と感光体２０との間には空隙が存在する。すなわち、イエロー現像器５４は、感光体２０上に形成された潜像を非接触状態で現像する。なお、感光体２０上に形成された潜像を現像する際には、現像ローラ５１０と感光体２０との間に交番電界が形成される。
【００５２】
規制ブレード５６０は、現像ローラ５１０に担持されたトナーＴに電荷を付与し、また、現像ローラ５１０に担持されたトナーＴの層厚を規制する。この規制ブレード５６０は、ゴム部５６０ａと、ゴム支持部５６０ｂとを有している。ゴム部５６０ａは、シリコンゴム、ウレタンゴム等からなり、ゴム支持部５６０ｂは、リン青銅、ステンレス等のバネ性を有する薄板である。ゴム部５６０ａは、ゴム支持部５６０ｂの長手方向に沿わされてゴム支持部５６０ｂの短手方向の一旦側に支持されており、ゴム支持部５６０ｂは、その他端側がブレード支持板金５６２に支持された状態で当該ブレード支持板金５６２を介してハウジング５４０に取り付けられている。また、規制ブレード５６０の現像ローラ５１０側とは逆側には、モルトプレーン等からなるブレード裏部材５７０が設けられている。
【００５３】
ここで、ゴム支持部５６０ｂの撓みによる弾性力によって、ゴム部５６０ａが現像ローラ５１０の中央部から両端部に亘って押しつけられている。また、ブレード裏部材５７０は、ゴム支持部５６０ｂとハウジング５４０との間にトナーＴが入り込むことを防止して、ゴム支持部５６０ｂの撓みによる弾性力を安定させるとともに、ゴム部５６０ａの真裏からゴム部５６０ａを現像ローラ５１０の方向へ付勢することによって、ゴム部５６０ａを現像ローラ５１０に押しつけている。したがって、ブレード裏部材５７０は、ゴム部５６０ａの現像ローラ５１０への均一当接性を向上させている。
【００５４】
規制ブレード５６０の、ブレード支持板金５６２に支持されている側とは逆側の端、すなわち、先端は、現像ローラ５１０に接触しておらず、該先端から所定距離だけ離れた部分が、現像ローラ５１０に幅を持って接触している。換言すると、規制ブレード５６０は、現像ローラ５１０にエッジにて当接しておらず、ゴム部５６０ａが有する平面にて腹当たりにて当接している。また、規制ブレード５６０は、その先端が現像ローラ５１０の回転方向の上流側に向くように配置されており、いわゆるカウンタ当接している。なお、規制ブレード５６０が現像ローラ５１０に当接する当接位置は、現像ローラ５１０の中心軸よりも下方であり、かつ、トナー供給ローラ５５０の中心軸よりも下方である。
【００５５】
また、ゴム支持部５６０ｂは、ゴム部５６０ａより現像ローラ５１０の軸方向に長く設けられており、ゴム部５６０ａの両端より外側にそれぞれ延出されている。ゴム支持部５６０ｂの延出された部位には、ゴム部５６０ａより厚い厚みを有する例えば不織布製の端部シール５２７が、ゴム部と５６０ａと同一面に貼着されている。このとき、ゴム部５６０ａの軸方向の端面は端部シール５２７の側面に当接されている。
【００５６】
端部シール５２７は、現像ローラ５１０を取り付けた際に、現像ローラ５１０の表面における溝部が設けられていない両端部に当接するように設けられ、現像ローラ５１０の端部より外側に至る幅を有している。また、端部シール５２７は、規制ブレード５６０のゴム部５６０ａの先端より十分に長く延出されている。規制ブレード５６０がハウジング５４０に取り付けられると、端部シール５２７は、現像ローラ５１０外周面と対向するように形成されたハウジング５４０の部位に沿わされ、ハウジング５４０と現像ローラ５１０との間隙を閉塞する。
【００５７】
上シール５２０は、イエロー現像器５４内のトナーＴが器外に漏れることを防止するとともに、現像位置を通過した現像ローラ５１０上のトナーＴを、掻き落とすことなく現像器内に回収する。この上シール５２０は、ポリエチレンフィルム等からなるシールである。上シール５２０は、シール支持板金５２２によって支持されており、シール支持板金５２２を介してハウジング５４０に取り付けられている。また、上シール５２０の現像ローラ５１０側とは逆側には、モルトプレーン等からなるシール付勢部材５２４が設けられており、上シール５２０は、シール付勢部材５２４の弾性力によって、現像ローラ５１０に押しつけられている。なお、上シール５２０が現像ローラ５１０に当接する当接位置は、現像ローラ５１０の中心軸よりも上方である。
【００５８】
＜イエロー現像器５４の動作＞
このように構成されたイエロー現像器５４において、トナー供給ローラ５５０がトナー収容部５３０に収容されているトナーＴを現像ローラ５１０に供給する。現像ローラ５１０に供給されたトナーＴは、現像ローラ５１０の回転に伴って、規制ブレード５６０の当接位置に至り、該当接位置を通過する際に、電荷が付与されるとともに、層厚が規制される。
【００５９】
帯電された現像ローラ５１０上のトナーＴは、現像ローラ５１０のさらなる回転によって、感光体２０に対向する現像位置に至り、該現像位置にて交番電界下で感光体２０上に形成された潜像の現像に供される。現像ローラ５１０のさらなる回転によって現像位置を通過した現像ローラ５１０上のトナーＴは、上シール５２０を通過して、上シール５２０によって掻き落とされることなく現像器内に回収される。さらに、未だ現像ローラ５１０に残存しているトナーＴは、前記トナー供給ローラ５５０によって剥ぎ取られうる。
【００６０】
＝＝＝現像ローラの表面形状＝＝＝
図６は、現像ローラの表面形状を説明するための概念図である。図７は、現像ローラを、軸を通る平面で切断した際の断面を説明するための断面図である。図６では現像ローラ５１０の表面の溝部が便宜上直線にて示されているが、溝部は螺旋状に形成されているため、正確には曲線に見えるように形成されている。
【００６１】
現像ローラ５１０は、軸方向における中央部５１０ａにトナー粒子を担持するための凹凸部が設けられ、両端部５１０ｂには前記端部シール５２７が密着するように滑らかな周面とを備えている。
【００６２】
図６に示すように、本実施形態における現像ローラ５１０の中央部５１０ａには、現像ローラ５１０の軸方向及び周方向に対し傾斜を有し軸方向に等ピッチに形成された螺旋状の溝部５１１が形成されている。この溝部５１１は、現像ローラ５１０の軸方向及び周方向に対する傾斜の角度を異ならせて２種類形成されている。前記２種類の溝部５１１は、互いに交差して格子状をなし、前記２種類の前記溝部５１１に囲まれた凸部５１２の頂面５１２ａがほぼ正方形となるように形成されている。また、２種類の前記溝部５１１は、凸部５１２の頂面５１２ａの正方形が有する２本の対角線の一方が周方向に沿うように形成されている。
【００６３】
すなわち、２種類の溝部５１１のうち一方は、現像ローラ５１０の軸と時計回り方向に４５°の角度をなすように螺旋状に形成されており、他方は、現像ローラ５１０の軸と反時計回り方向に４５°の角度をなすように螺旋状に形成されている。このため一方の溝部５１１ａと他方の溝部５１１ｂとの交差する角度は９０°となる。また、一方の溝部５１１ａ及び他方の溝部５１１ｂの、現像ローラ５１０の軸方向におけるピッチは、等しく形成されているため、２種類の溝部に囲まれた凸部５１２の頂面５１２ａの形状はほぼ正方形となる。
【００６４】
２種類の溝部５１１は、図７に示すように、各々現像ローラ５１０の軸方向に８０μｍの間隔にて形成されており、凸部５１２の頂面５１２ａから溝部５１１の底面５１１ｃに至る傾斜部分５１１ｄの角度は、溝部５１１を形成する２つの斜面を軸心Ｃ方向に延長した仮想面の交差角度αが９０°になるように形成されている。
また、溝部５１１の深さ、すなわち、凸部５１２の頂面５１２ａから溝部５１１の底面５１１ｃまでの距離は、約７μｍで一定になるように形成されている。ここで、トナーの体積平均粒径は、およそ５〜１０μｍであり、溝部５１１の深さは、トナーの体積平均粒径の２倍以下となるように設定されている。
【００６５】
このような現像ローラ５１０は、転造により形成される。図８は、現像ローラ５１０が転造により形成される様子を説明するための図である。図９は、現像ローラが形成される手順を示す図である。
【００６６】
現像ローラ５１０は、円筒状の中空の素材から形成される。
円筒状の素材は、まず、現像ローラ５１０としてトナーを担持するための中央部５１０ａと端部シール５２７が当接される端部５１０ｂとを形成可能な長さに切断されて円筒部材５１５が切り出される（Ｓ００１）。円筒部材５１５には、両端部の内周部に現像ローラ５１０の軸を有するフランジ５１３を嵌入するための段部５１０ｃ（図６）が切削加工により形成される（Ｓ００２）。ここで、フランジ５１３は、形成された段部５１０ｃに圧入される直径を有する円盤状のフランジ本体５１３ａと、その中心から円盤面に垂直となるように凸設された軸部５１３ｂとを有している。
【００６７】
次に、両端部の内側に段部５１０ｃが形成された円筒部材５１５に軸部５１３ｂを有するフランジ５１３が、その軸部５１３ｂが円筒部材の外方に突出するようにそれぞれ嵌入される（Ｓ００３）。
その後、フランジ５１３が嵌入された円筒部材５１５は両端の軸部５１３ｂが支持されて軸を中心として回転され、円筒部材５１５の外周面が全周に亘って僅かに切削されることにより、表面の全領域が軸と同心、すなわちから一定の距離Ｌとなるように円筒部材５１５の表面が研磨されて未転造加工現像ローラ５０９が形成される（Ｓ００４）。
【００６８】
表面が研磨された円筒部材５１５は、図８に示すような２種類の加工工具としてのダイス９００を備えた装置により転造にて、表面に２種類の溝部５１１ａ，５１１ｂが形成される（Ｓ００５）。転造装置は、対向する位置に配置された２種類のダイス９００が同方向に回転している間にワーク（ここでは、未転造加工現像ローラ５０９）を配置し、２種類のダイス９００を未転造加工現像ローラ５０９に押圧させ、未転造加工現像ローラ５０９をダイス９００と反対方向に回転させつつ軸方向に搬送する。ダイス９００には、上述した溝部５１１ａ，５１１ｂを形成するための刃９００ａが、各々設けられており、互いの刃９００ａは、未転造加工現像ローラ５０９の表面に互いの刃にて形成された溝部５１１ａ、５１１ｂが直行するように傾斜が設けられている。ここで、ダイス９００が未転造加工現像ローラ５０９の表面に当接される部位を刃９００ａとしているが、転造においてはワークを積極的に切削するものではなく、押圧力によりワークを押し潰して窪みを形成するように作用する。また、この転造の際には、未転造加工現像ローラ５０９には、その両端部５１０ｂにてダイス９００が当接されないようにして、両端部５１０ｂには凹凸のない滑らかな面を残しておく。すなわち、現像ローラ５１０の中央部５１０ａにてダイス９００が接触しなかった凸部５１２の頂面５１２ａと、転造による加工対象とされない両端部５１０ｂとは、軸心Ｃからの距離Ｌが一定になるように切削されたままなので、軸心Ｃから等距離に位置している。そして、現像ローラ５１０の表面５１０ｄは、ダイス９００が接触して凹設された溝部５１１ａ，５１１ｂの底面５１１ｃと、ダイス９００が接触しなかった非加工面とで、ほぼ覆われている。
【００６９】
転造にて形成した現像ローラ５１０には必要に応じて、例えば無電解Ｎｉ−Ｐめっき、電気めっき、硬質クロームめっき等を施してもよい。
【００７０】
このような現像ローラ５１０には、両端部５１０ｂにてそれぞれ当接された端部シール５２７間にトナー供給ローラ５５０からトナーが供給され、規制ブレード５６０の押圧位置にてトナー層の層厚が規制される。このとき、規制ブレード５６０は、現像ローラ５１０の両端部５１０ｂと中央部５１０ａとに亘って押圧されるが現像ローラ５１０の両端部５１０ｂと凸部５１２の頂面５１２ａは軸心Ｃからの距離Ｌが等しいので、規制ブレード５６０は大きく屈曲することなくほぼ平坦な状態にて現像ローラ５１０を押圧する。このため、例えば、両端部５１０ｂと中央部５１０ａとの境界付近であっても現像ローラ５１０の表面５１０ｄと規制ブレード５６０との間に極端に大きな間隙は生じない。
【００７１】
さらに、溝部５１１の深さは、トナー粒子の体積平均粒径の２倍以下なので、溝部５１１に入り込んだトナー粒子は溝部５１１内のいずれの位置においても、深さ方向に２つ以上重なることはない。すなわち、溝部５１１に多量のトナー粒子が入り込むことはなく、規制ブレード５６０に押圧された際には、ほとんどのトナーの粒子が現像ローラ５１０の表面５１０ｄ及び規制ブレード５６０の表面のいずれかと接触する。よって、各トナー粒子Ｔは転動され易く、また、溝部５１１内にてトナー粒子が滞留しにくいのでトナー粒子Ｔを良好に帯電させることが可能である。このため、トナー粒子は現像ローラ５１０に確実に担持されて現像に供されるとともに、現像ローラ５１０の表面５１０ｄと規制ブレード５６０との間に極端に大きな間隙が生じないことと相俟って、現像器５１，５２，５３，５４外にトナー粒子Ｔが漏れることを防止することが可能である。
【００７２】
図１０は、トナー粒子を担持した現像ローラに規制ブレードが当接された状態を説明するための図である。
【００７３】
特に本実施形態の現像ローラ５１０の溝５１１は深さが７μｍであり、トナー粒子Ｔの体積平均粒径と比較すると、ほぼ１倍である。このため、規制ブレード５６０がゴム製であり現像ローラ５１０の表面５１０ｄの凹凸に沿わされるので、トナー粒子Ｔを重ねることなく、現像ローラ５１０表面の全域にトナー１粒に相当する厚みのトナー層を形成することが可能である。このように現像ローラ５１０の表面５１０ｄに１粒厚のトナー層を形成することにより、各々のトナー粒子Ｔを中央部５１０ａの凸部５１２と溝部５１１とを含む全域にて確実に帯電させることが可能であり、現像ローラ５１０に確実に担持させて、現像時における転写性を向上させ、さらには現像器外へのトナーの漏れも防止することが可能である。
【００７４】
すなわち、現像ローラ５１０の表面５１０ｄに大きさ、深さ、形状等が不均一な凹凸が形成されていると担持されたトナー粒子のうち深い凹部に入り込んだトナー粒子は転動されにくく帯電されにくい。また、軸方向に所定の間隔を隔てて周方向に沿った溝部が形成されている場合には、感光体２０が回転しても溝部と対向する感光体２０の軸方向における位置が変化しないため、現像されたトナー像は溝部と対向していた部位のみが濃度が高くなる畏れがある。一方、軸方向に沿って溝部が形成されている場合には、トナー粒子担持ローラの回転方向と溝部との向きがほぼ直交するので、担持されたトナー粒子は転動されにくく帯電されにくい。
【００７５】
本実施形態の現像器５１，５２，５３，５４及び現像ローラ５１０によれば、現像ローラ５１０の表面５１０ｄに、軸方向及び周方向に対し傾斜を有し軸方向に等ピッチに螺旋状の溝部５１１が形成されているので、現像ローラ５１０の回転に伴ってトナー粒子Ｔを転動させつつ移動させるため、トナー粒子Ｔを良好に帯電させることが可能である。また、現像ローラ５１０の回転に伴って感光体２０と溝部５１１とが対向する位置が軸方向及び周方向に順次変化していくので、現像されたトナー像に濃度ムラが生じることを抑えることが可能である。
【００７６】
また、本実施形態の現像ローラ５１０は、傾斜の角度が異なる２種類の溝部５１１ａ、５１１ｂが形成されているので、トナー粒子Ｔは、溝部５１１ａ、５１１ｂに沿って２種類の方向に移動されることになる。このため、トナー粒子Ｔが所定の一方向のみに移動して偏ることを防止することが可能である。さらに、２種類の前記溝部５１１ａ、５１１ｂは、互いに交差して格子状をなしているので、一旦は一方の溝部５１１ａ（５１１ｂ）に沿って転動し始めたトナー粒子Ｔが、途中から他方の溝部５１１ｂ（５１１ａ）に沿って転動することが可能である。このため、トナー粒子Ｔの移動方向が偏ることを、より効果的に抑えることが可能である。
【００７７】
さらに、２種類の溝部５１１に囲まれた凸部５１２の頂面５１２ａが正方形であり、その正方形が有する一方の対角線が周方向に沿わされているので、凸部５１２は周方向に沿って位置する２つの頂角、及び、軸方向に沿って位置する２つの頂角がいずれも直角となり、２種類の溝部５１１ａ，５１１ｂは周方向及び軸方向に対して同角度の傾斜を有することになる。このため、トナー粒子Ｔが周方向及び軸方向に向かって同様に移動し易い構成とすることが可能である。このため、トナー粒子をより均一に転動させて均一に帯電させることが可能である。
【００７８】
また、現像ローラ５１０の表面に担持されたトナー粒子Ｔは、規制ブレード５６０が有するゴム部５６０ａの平面にて、その層厚が規制されるので、現像ローラ５１０の表面、特に凸部５１２に担持されたトナー粒子Ｔが規制ブレード５６０によって完全に掻き取られることはない。すなわち、現像ローラ５１０の溝部５１１にも、凸部５１２にもトナー粒子Ｔを担持させた状態にてトナー粒子Ｔの層厚を規制することが可能である。また、表面５１０ｄに担持されたトナー粒子Ｔは、規制ブレード５６０が有する平面により押圧されているので、現像ローラ５１０の表面、規制ブレード５６０、及び、トナー粒子同士のいずれかとトナー粒子Ｔとを互いに摩擦させることにより良好に帯電させることが可能である。
【００７９】
ところで、レーザビームプリンタは、前述したようにレーザビームを用いて感光体２０に潜像を形成し、形成された潜像を現像ローラ５１０に担持されたトナーにより現像する。このとき、感光体２０上に、主走査方向（軸方向）に走査されるレーザビームのＯＮ／ＯＦＦにより、ドット状潜像が、格子状に区画された領域、所謂スクリーンに形成される。そして、これらドット状潜像により潜像が構成される。
【００８０】
また、本実施形態のように、明確に区別された溝部（凹部）５１１と凸部５１２とを有する現像ローラ５１０の場合には、たとえば、凸部５１２より溝部５１１に、より多くのトナー粒子Ｔが入り込む畏れがある。この場合には、トナー像において、溝部５１１により現像された部位と凸部５１２にて現像された部位とで濃度が異なる畏れがある。特に、文字や線画のように、広い面積を持たない画像では影響は少ないが、写真やイラストなど広い面積を有する画像の場合には濃度のむらが目立ちやすい場合がある。このような現象は、現像ローラ５１０に形成された溝部５１１の軸方向におけるピッチが、前述したスクリーンの主走査方向における格子のピッチより大きい場合に、より顕著となる。これは本来同じ濃度にて形成されるべきドットであっても、現像ローラ５１０の溝部５１１にて現像されたか、凸部５１２にて現像されたかによって濃度が相違してしまうからである。
【００８１】
このため、本実施形態の現像ローラ５１０は、写真やイラストなど面積を有する画像を形成する際の格子の最長ピッチより、現像ローラ５１０に形成された溝部５１１の軸方向におけるピッチを小さくしている。ここで、写真やイラストなど広い面積を有する画像を形成する際の潜像の主走査方向における格子のピッチは、レーザビームプリンタが形成可能な最高解像度の画像におけるドット間ピッチではない。これは、レーザビームプリンタにて写真やイラストなど広い面積を有する画像を形成する際には、プリンタが有する最高解像度より低い解像度にてドットを形成し、かつ、各ドットに階調性を持たせることにより、全体としての画質を向上させるためである。
【００８２】
図１１は、スクリーン及び潜像におけるピッチを説明するための図である。図示するように、例えば、プリンタの最高解像度が６００ｄｐｉ（ピッチ４２．５μｍ）であった場合に、潜像の解像度を６００ｄｐｉとしてしまうと、ドット状潜像を形成しうる領域が４２．５μｍピッチの格子状に区画される。このため、各々の区画された領域には、ドット状潜像の有、無でしか階調を表現することができない（図１１上段）。
【００８３】
そこで、広い面積を有する画像を形成する際には、例えば、解像度６００ｄｐｉにおける３つのドット状潜像分を１つのドット状潜像として、解像度６００ｄｐｉにおいて半導体レーザが３つのドット状潜像分応答可能な時間内においてレーザビームを発光する時間の長さ変化させることにより階調を表現している（図１１下段）。この場合には広い面積を有する画像を形成する際の解像度は２００ｄｐｉとなり、ドット状潜像を形成しうる領域は１２７．５μｍピッチの格子状に区画されることになる。このため、本実施形態の現像ローラ５１０は、軸方向における溝部５１１のピッチを８０μｍとすることにより、２００ｄｐｉ、すなわち、１２７．５μｍピッチの格子状に区画される領域に形成される潜像の各ドット状潜像が、いずれも現像ローラ５１０の溝部５１１と凸部５１２とを含む部位で現像され、現像されたトナー像に濃度ムラが発生することを抑えている。本実施形態においては、レーザビームプリンタの最高解像度を６００ｄｐｉ，写真等の画像を形成する際にドット状潜像を形成可能な、格子状に区画された領域の軸方向におけるピッチを１２７．５μｍとし、現像ローラ５１０の溝部５１１の軸方向におけるピッチを８０μｍとした例について説明したが、これに限らず、現像ローラ５１０の溝部５１１の軸方向におけるピッチは、写真等の画像を形成する際の潜像にてドット状潜像が形成される、格子状に区画された領域の軸方向におけるピッチより小さければ構わない。また、特に、隣接する溝部５１１と凸部５１２との軸方向の最大距離が、ドット状潜像を形成しうる、格子状に区画され領域より小さい場合には、１つのドット状潜像が、少なくとも１カ所の溝部５１１と１カ所の凸部５１２とにて現像されるので、広い面積を有する画像における濃度のむらの発生を効果的に抑制することが可能である。例えば、溝部５１１の軸方向の最大幅が４０μｍであり、凸部５１２の軸方向の最大幅が４０μｍの場合には、１２７．５μｍピッチの格子状に区画されたドット状潜像を形成しうる領域に、１カ所の溝部５１１と１カ所の凸部５１２がいずれも含まれるため、広い面積を有する画像における濃度のむらの発生を効果的に抑制することが可能である。
【００８４】
本実施形態においては、２種類の溝部５１１ａ，５１１ｂに囲まれた凸部５１２の頂面５１２ａが正方形の例について説明したが、これに限るものではない。図１２は、現像ローラの第１変形例を示す図である。図１３は、現像ローラの第２変形例を示す図である。図１４は、現像ローラの第３変形例を示す図である。
【００８５】
第１変形例の現像ローラ５１０では、２種類の溝部５１１に囲まれた凸部５１２の頂面５１２ａを菱形とし、各々の前記菱形が有する２本の対角線の一方が周方向に沿うように溝部が形成されている。
【００８６】
このような現像ローラ５１０によれば、各々の前記菱形が有する２本の対角線の一方が周方向に沿うように溝部５１１が形成されているので、周方向に沿わされた対角線の一方の頂角からは、２種類の溝部５１１が軸方向の両端側に同角度の傾斜をもって形成されていることになる。このため、２種類の溝部５１１に沿って移動されるトナー粒子Ｔは、軸方向の両端側にほぼ同様に移動され、トナー粒子をムラなく移動させることが可能であることは凸部５１２の頂面５１２ａが正方形である場合と同じである。更に加えて、頂面５１２ａが菱形をなす凸部５１２の２本の対角線のうち長い方の対角線が周方向に沿わされている場合には、頂面５１２ａが菱形の凸部５１２は周方向に沿って位置する２つの頂角が鋭角になり、軸方向に沿って位置する２つの頂角が鈍角となる。このため、トナー粒子が周方向に向かってより移動し易い構成とすることが可能である。
【００８７】
また、図１３に示すように、頂面５１２ａが菱形をなす凸部５１２の２本の対角線のうち短い方の対角線が周方向に沿わされている場合には、頂面が菱形の凸部は周方向に沿って位置する２つの頂角が鈍角になり、軸方向に沿って位置する２つの頂角が鋭角となる。このため、トナー粒子が軸方向に向かってより移動し易く、現像ローラ５１０の全域にトナーがより分散される構成とすることが可能である。
【００８８】
本実施形態においては、現像ローラ５１０の表面に２種類の溝部５１１ａ，５１１ｂを有する例について説明したが、図１４に示す第３変形例のように、溝部５１１は１種類であっても良い。この場合には、トナー粒子Ｔを所定方向に転動させて帯電させる効果は有するが、より良好に帯電させるとともに、現像ローラ５１０の全域にトナー粒子をより分散させる構成としては、２種類の溝部５１１ａ，５１１ｂを有する上記実施形態の現像ローラ５１０の方が優れた効果を奏する。
【００８９】
＝＝＝その他の実施形態＝＝＝
以上、上記実施の形態に基づき本発明に係る画像形成装置等を説明したが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【００９０】
なお、上記実施の形態において、プリンタが着脱部を複数備えた例を示したが、１つだけ設けられた着脱部に、装着されるべき現像器が挿入されることにより閉止可能な蓋ユニットを備えた構成であっても構わない。また、上記実施形態においては、ロータリー方式の現像装置を備えた画像形成装置を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、タンデム方式の現像装置を備えた画像形成装置にも、本発明を適用することができる。
【００９１】
なお、上記実施の形態において、像担持体である感光体は、円筒状の導電性基材の外周面に感光層を設けた構成として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ベルト状の導電性基材の表面に感光層を設けて構成した、いわゆる感光ベルトであってもよい。
【００９２】
＝＝＝画像形成システム等の構成＝＝＝
次に、本発明に係る実施の形態の一例である画像形成システムの実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００９３】
図１５は、画像形成システムの外観構成を示した説明図である。画像形成システム７００は、コンピュータ７０２と、表示装置７０４と、プリンタ１０と、入力装置７０８と、読取装置７１０とを備えている。
【００９４】
コンピュータ７０２は、本実施形態ではミニタワー型の筐体に収納されているが、これに限られるものではない。表示装置７０４は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube：陰極線管）やプラズマディスプレイや液晶表示装置等が用いられるのが一般的であるが、これに限られるものではない。プリンタ１０は、上記に説明されたプリンタが用いられている。入力装置７０８は、本実施形態ではキーボード７０８Ａとマウス７０８Ｂが用いられているが、これに限られるものではない。読取装置７１０は、本実施形態ではフレキシブルディスクドライブ装置７１０ＡとＣＤ−ＲＯＭドライブ装置７１０Ｂが用いられているが、これに限られるものではなく、例えばＭＯ（Magneto Optical）ディスクドライブ装置やＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等の他のものであっても良い。
【００９５】
図１６は、図１５に示した画像形成システムの構成を示すブロック図である。コンピュータ７０２が収納された筐体内にＲＡＭ等の内部メモリ８０２と、ハードディスクドライブユニット８０４等の外部メモリがさらに設けられている。
【００９６】
なお、以上の説明においては、プリンタ１０が、コンピュータ７０２、表示装置７０４、入力装置７０８、及び、読取装置７１０と接続されて画像形成システムを構成した例について説明したが、これに限られるものではない。例えば、画像形成システムが、コンピュータ７０２とプリンタ１０から構成されても良く、画像形成システムが表示装置７０４、入力装置７０８及び読取装置７１０のいずれかを備えていなくても良い。
【００９７】
また、例えば、プリンタ１０が、コンピュータ７０２、表示装置７０４、入力装置７０８、及び、読取装置７１０のそれぞれの機能又は機構の一部を持っていても良い。一例として、プリンタ１０が、画像処理を行う画像処理部、各種の表示を行う表示部、及び、デジタルカメラ等により撮影された画像データを記録した記録メディアを着脱するための記録メディア着脱部等を有する構成としても良い。
【００９８】
このようにして実現された画像形成システムは、システム全体として従来システムよりも優れたシステムとなる。
【符号の説明】
【００９９】
１０  プリンタ、２０  感光体、３０  帯電ユニット、４０  露光ユニット、５０  現像器保持ユニット、５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ  着脱部、５０ｅ  中心軸、５１  ブラック現像器、５２  マゼンタ現像器、５３  シアン現像器、５４  イエロー現像器、６０  一次転写ユニット、７０  中間転写体、７５  クリーニングユニット、７６  クリーニングブレード、８０  二次転写ユニット、９０  定着ユニット、９２  給紙トレイ、９４  給紙ローラ、９５  表示ユニット、９６  レジローラ、１００  制御ユニット、１０１  メインコントローラ、１０２  ユニットコントローラ、１１１  ＣＰＵ、１１２  インターフェイス、１１３  画像メモリ、１１６  メモリ、１２０  ＣＰＵ、５０９  未転造加工現像ローラ、５１０  現像ローラ、５１０ａ  中央部、５１０ｂ  端部（両端部）、５１０ｃ  段部、５１０ｄ  表面、５１１  溝部、５１１ａ  一方の溝部、５１１ｂ  他方の溝部、５１１ｃ  底面、５１１ｄ  傾斜部分、５１２  凸部、５１２ａ  頂面、５１３  フランジ、５１３ａ  フランジ本体、５１３ｂ  軸部、５１５  円筒部材、５２０  上シール、５２２  シール支持板金、５２４  シール付勢部材、５２７  端部シール、５３０  トナー収容部、５３０ａ  第一トナー収容部、５３０ｂ  第二トナー収容部、５４０  ハウジング、５４２  上ハウジング部、５４４  下ハウジング部、５４５  仕切り壁、５５０  トナー供給ローラ、５５０ａ  ローラ部、５５０ｂ  軸体、５６０  規制ブレード、５６０ａ  ゴム部、５６０ｂ  ゴム支持部、５６２  ブレード支持板金、５７０  ブレード裏部材、５７２  開口、７００  画像形成システム、７０２  コンピュータ、７０４  表示装置、７０８  入力装置、７０８Ａ  キーボード、７０８Ｂ  マウス、７１０  読取装置、７１０Ａ  フレキシブルディスクドライブ装置、７１０Ｂ  ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置、８０２  内部メモリ、８０４  ハードディスクドライブユニット、９００  ダイス、９００ａ  刃、Ｃ  軸心、Ｔ  トナー（トナー粒子）。
【図１】
2011100145.tif 000003
【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】
2011100145.tif 000012
【図１１】
2011100145.tif 000013
【図１２】
2011100145.tif 000014
【図１３】
2011100145.tif 000015
【図１４】
2011100145.tif 000016
【図１５】
2011100145.tif 000017
【図１６】
2011100145.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成23年1月6日(2011.1.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に形成された潜像を現像するために摩擦帯電されたトナー粒子を担持するトナー粒子担持ローラであって、
前記トナー粒子担持ローラの軸方向に対して傾斜する溝部が前記トナー粒子担持ローラの周面に転造加工により押し潰されて形成されており、
前記溝部を形成後の前記周面は、金属面であることを特徴とするトナー粒子担持ローラ。
【請求項２】
前記傾斜する溝部が、前記周面のうち前記軸方向の端部と該端部に当接されるように設けられる端部シールとの当接部に形成されていないことを特徴とする請求項１に記載のトナー粒子担持ローラ。
【請求項３】
前記軸方向において、前記溝部に挟まれる非溝部と該非溝部に隣接する1つの前記溝部とを含む幅が、前記潜像を形成する１つのドット状潜像の最長の幅よりも小さいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のトナー粒子担持ローラ。
【請求項４】
前記溝部が、螺旋状の溝であり、さらに、該螺旋状の溝に交差する溝を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載のトナー粒子担持ローラ。
【請求項５】
前記金属面にめっきが施されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載のトナー粒子担持ローラ。
【請求項６】
少なくとも、請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載のトナー粒子担持ローラを備えることを特徴とする現像装置。
【請求項７】
さらに、前記トナー粒子担持ローラの回転方向に対して前記トナー粒子担持ローラにカウンタ当接する層厚規制部材を備えることを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
【請求項８】
少なくとも、請求項６または請求項７に記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
少なくとも、コンピュータと、該コンピュータに接続される請求項８に記載の画像形成装置と、を有することを特徴とする画像形成システム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、トナー粒子担持ローラ、現像装置、画像形成装置、及び、画像形成システムに関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、トナー粒子を良好に帯電させることが可能なトナー粒子担持ローラ、そのトナー粒子担持ローラを有する現像装置、前記現像装置を有する画像形成装置、及び、画像形成システムを実現することである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
主たる本発明は、像担持体に形成された潜像を現像するために摩擦帯電されたトナー粒子を担持するトナー粒子担持ローラであって、前記トナー粒子担持ローラの軸方向に対して傾斜する溝部が前記トナー粒子担持ローラの周面に転造加工により押し潰されて形成されており、前記溝部を形成後の前記周面は、金属面であることを特徴とするトナー粒子担持ローラである。