(57)【要約】【課題】従来よりも画像に濃度ムラ等の画像不良を生じにくくすることができる現像装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１０は、静電潜像を保持する感光体２８と、感光体２８に供給する現像剤を保持し、表面に複数の溝７４が形成された現像スリーブ６８と、現像スリーブ６８に連結され、現像スリーブ６８に駆動を伝達する歯車７８とを有している。現像スリーブ６８は、形成される溝７４の数が９４であり、溝７４の数は、歯車７８の歯数である２０の非整数倍となっている。現像スリーブ６８は、溝７４が形成されている以外の表面粗さがＲａ０．３μｍ以下である。【選択図】図５
2008083472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像に供給する現像剤を保持し、表面で軸方向に溝が形成されたロールと、
このロールに駆動力を伝達する歯車と、
を有し、
前記ロールに形成された溝の数が、前記歯車の歯数の非整数倍である現像装置。
【請求項２】
前記ロールは、溝が形成された以外の部分の算術平均粗さＲａが０．３μｍ以下である請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
トナーと、形状係数が１２０以下のキャリアとからなる現像剤を用いる請求項１又は２記載の現像装置。
【請求項４】
潜像を保持する潜像保持体と、
この潜像保持体に供給する現像剤を保持し、表面で軸方向に溝が形成されたロールと、
このロールに駆動力を伝達する歯車と、
を有し、
前記ロールに形成された溝の数が、前記歯車の歯数の非整数倍である画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤を用いて潜像を現像する現像装置及びこの現像装置を有する複写機、ファクシミリ装置、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現像装置及び画像形成装置に関する技術であって、溝が形成されたロールを用いる技術が知られている。例えば、特許文献１には、潜像担持体の潜像にトナーを付着させて該潜像を現像すべく、溝が形成された表面にトナーと磁性キャリアとを含有する二成分現像剤を担持する現像剤担持体において、上記溝の内面を他の表面部分よりも粗面化せしめた現像剤担持体、この現像剤担持体を備えた現像装置、及びこの現像装置を備えた画像形成装置が開示されている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１０９８７３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、従来よりも画像に濃度ムラ等の画像不良を生じにくくす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】
【０００５】
本発明の第１の特徴とするところは、潜像に供給する現像剤を保持し、表面で軸方向に溝が形成されたロールと、このロールに駆動力を伝達する歯車と、を有し、前記ロールに形成された溝の数が、前記歯車の歯数の非整数倍である現像装置にある。
【０００６】
好適には、前記ロールは、溝が形成された以外の部分の算術平均粗さＲａが０．３μｍ以下である。
【０００７】
また、好適には、トナーと、形状係数が１２０以下のキャリアとからなる現像剤を用いる。
【０００８】
また、本発明の第２の特徴とするところは、潜像を保持する潜像保持体と、この潜像保持体に供給する現像剤を保持し、表面で軸方向に溝が形成されたロールと、このロールに駆動力を伝達する歯車と、を有し、前記ロールに形成された溝の数が、前記歯車の歯数の非整数倍である画像形成装置にある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、従来よりも画像に濃度ムラ等の画像不良を生じにくくす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ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の概要が示されている。画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、この画像形成装置本体１２の上部にシートが排出される排出部１６が設けられている。また、画像形成装置本体１２内に画像形成手段１４と、例えば２段のシート供給装置１８、１８とが搭載されている。
【００１１】
画像形成手段１４は電子写真方式のもので、潜像保持体として用いられるドラム形状の感光体２８と、感光体２８を一様帯電する帯電装置３０と、帯電装置３０により帯電された感光体２８に光により潜像を書き込む光書き込み装置３２と、光書き込み装置３２により感光体２８の表面に形成された潜像を現像剤により可視化する現像装置３４と、この現像装置３４により形成された現像剤像をシートに転写する、例えば転写ロールからなる転写装置３６と、例えばクリーニングブレード等を備え、感光体２８に残存する現像剤をクリーニングするクリーニング装置３８と、転写装置３６により転写されたシート上の現像剤像をシートに定着させる定着装置４０とから構成されている。光書き込み装置３２は例えば走査型のレーザ露光装置からなり、感光体２８に潜像を形成する。尚、光書き込み装置３２は、他の実施形態としてＬＥＤや面発光レーザ等を用いることができる。
【００１２】
画像形成手段１４を構成する部材の一部又は全部をカートリッジとして一体化して良い。例えば、感光体２８、帯電装置３０、現像装置３４及びクリーニング装置３８を、プロセスカートリッジとして一体化し、一体として画像形成装置本体１２内に着脱できるようにしても良い。
【００１３】
シート供給装置１８、１８は、例えば給紙カセットからなるシート収納部１９、１９と、シート収納部に収納された最上位のシートをピックアップするピックアップロール２０、２０と、ピックアップロール２０、２０によりピックアップされたシートを搬送するフィードロール２１、２１とをそれぞれ有し、シート収納部１９、１９に積層された状態で収納されているシートを、それぞれ前述の画像形成手段１４へと供給する。
【００１４】
フィードロール２１のシート搬送方向下流にはレジストロール２２が設けられ、このレジストロール２２の下流側には、前述の転写装置３６と感光体２８とが設けられ、さらに下流側には前述の定着装置４０が設けられている。
【００１５】
図２には、現像装置３４が示されている。現像装置３４は、非磁性トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を使用するものであり、磁性キャリアとしては、形状係数が１２０以下のものが用いられる。ここで、形状係数は、ＳＦ１で表され、光学顕微鏡（例えばミクロフォトＦＸＡ：ニコン社製）で得た磁性キャリアの拡大写真を、イメージアナライザー（例えば、Ｌｕｚｅｘ III：ＮＩＲＥＣＯ社製）により画像解析を行って、下記式（１）により算出される。形状係数は、磁性キャリアの投影面積と、それに外接する円の面積との比で表しており、真球の場合に１００となり、形状が崩れるにつれ増加する。
【００１６】
ＳＦ１＝（トナー径の絶対最大長）２／（トナー粒子の投影面積）×（π／４）×１００・・・式（１）
【００１７】
現像装置３４は、現像装置本体５２を有し、現像装置本体５２には、二成分現像剤を収容する収容部として用いられる収容室５４と、感光体２８に対向して開設される現像用開口部５６が形成された現像室５８とが設けられている。
【００１８】
収容室５４にはオーガ６０が、現像室５８にはオーガ６２及びロールとして用いられる現像ロール６４が設けられている。オーガ６０、６２は、現像剤を撹拌し、撹拌した現像剤を現像ロール６４へと搬送するために用いられる。また、現像室５８に層厚規制手段として用いられるトリミング部材６６が設けられている。トリミング部材６６は、現像ロール６４の表面に保持される二成分現像剤の層厚が一定になるように規制する。
【００１９】
現像ロール６４は、現像剤保持体として用いられる現像スリーブ６８と、現像スリーブ６８の内部に位置し、現像装置本体５２に対して固定して設置されたマグネットロール７０とからなる。マグネットロール７０は、永久磁石からなる複数のＳ磁極、Ｎ磁極が適宜配置されていて、マグネットロール７０から発生される磁力によって、現像スリーブ６８表面に磁気ブラシが保持されるようになっている。
【００２０】
図３には、現像スリーブ６８と、現像スリーブ６８を回転駆動させる駆動機構７２とが示されている。現像スリーブ６８は、円筒形状を有し、例えばアルミニウム等からなる。現像スリーブ６８の外径は１８ｍｍであり、表面には長手方向（後述する軸７６の軸方向）に溝７４が略一定間隔で形成されている。溝７４は、現像スリーブ６８の表面全域に渡り９４本が形成されている。
【００２１】
駆動機構７２は、現像スリーブ６８に軸７６を介して連結された歯車７８と、歯車７８に噛み合う歯車８０と、歯車８０に連結され、歯車８０に駆動を伝達する例えばモータ等からなる駆動源８２とを有している。駆動源８２からの回転駆動が歯車８０、歯車７８、及び軸７６を介して現像スリーブ６８へと伝達されて、現像スリーブ６８が回転する。現像スリーブの周速は２００（ｍｍ／ｓ）であり、現像スリーブ６８には、感光体２８との間で形成される現像領域に現像電界を形成するための現像バイアス電圧が図示しないバイアス電源から印加されている。現像スリーブの周速は２００（ｍｍ／ｓ）であるのに対して、感光体周速度は１００（ｍｍ／ｓ）である。
【００２２】
歯車７８としては、歯数が２０である歯車が用いられる。歯車７８及び歯車８０としては、斜歯歯車を用いることが望ましい。
【００２３】
図４には、現像スリーブ６８の表面の状態が示されている。溝７４は、Ｖ字形状で底部の開き角は約９０度であり、溝７４深さは約１００μｍである。現像スリーブ６８の溝の無い部分は、算術平均粗さＲａが０．３以下である。尚、表面粗さの測定は、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４に準拠して測定した。
【００２４】
以上のように構成された画像形成装置１０では、帯電装置３０が感光体２８の表面を均一に帯電し、均一に帯電された感光体２８に表面に光書き込み装置３２が書き込みを行うことで、感光体２８の表面に潜像が形勢され、この潜像を現像装置３４が現像することで感光体２８の表面に現像剤像が形成され、この現像剤像を転写装置３６がシート供給装置１８、１８のいずれかから供給されたシートに転写し、シートに転写された現像剤像が定着装置４０によりシートへと転写され、現像剤像が転写されたシートが排出部１６へと排出される。
【００２５】
現像装置３４においては、オーガ６０、６２により二成分現像剤が撹拌されて、摩擦帯電されつつ現像ロール６４に向けて搬送される。現像ロール６４へ向けて搬送された現像剤は、その一部が現像ロール６４近傍を通過する際に、マグネットロール７０の磁力によって、現像スリーブ６８の表面に吸引される。現像動作中における現像スリーブ６８表面に吸引される現像剤の量は、約４００（ｇ／ｍ２）である。現像スリーブ６８の表面に吸引された現像剤は、現像バイアスにより感光体２８表面へと移動し、感光体２８表面に形成された静電潜像を現像する。
【００２６】
現像スリーブ６８においては、磁気ブラシは溝７４のある部分に集中して存在する傾向があり、現像ロール６４と感光体２８との間に位置する現像位置９０を磁気ブラシが通過する場合に、現像位置９０において、溝７４が形成された部分と溝７４の無い部分との現像剤搬送量の変化を少なくすることが望ましい。そこで、先述のように現像スリーブ６８の溝７４以外の部分のＲａを０．３以下と滑らかにして、溝７４以外の部分に磁気ブラシの穂立ちが存在しにくく、溝７４の部分に磁気ブラシの穂立ちが多く存在するようにして、現像位置９０で磁気ブラシが押し狭められ、現像スリーブ６８の溝７４のある部分、無い部分にかかわらず現像剤が高密度に存在するという状態で現像が行われるようにしている。
【００２７】
現像位置９０の終了部側においては、磁気ブラシが溝７４の部分を基点として再形成され、溝７４のある部分と、溝７４の無い部分とでは磁気ブラシの密度が大きく異なる状態となる。このため、この現像位置９０の終了部側における磁気ブラシの状態の差の影響により、感光体２８の表面に形成される現像剤像に濃度ムラが生じてしまう恐れがある。そこで、この画像形成装置１０では、先述のように現像スリーブ６８に９４本との十分な数の溝７４を形成することにより、現像スリーブ６８に溝７４が形成されることにより生じる濃度ムラの発生を目視では判別できない程度まで抑制しようとしている。
【００２８】
溝７４のピッチを十分小さくしても、現像スリーブ６８に駆動を伝達する歯車７８の影響を受けて、濃度ムラが大きくなってしまうとの弊害が生じることがある。すなわち、歯車７８と、歯車７８に駆動を伝達する歯車８０との接触によって振動が発生し、現像位置９０における現像スリーブ６８と感光体２８との間隔が変化することにより、濃淡ムラが増大してしまうことがある。具体的には、図５に示されるように、現像スリーブ６８の特定の溝７４に着目した場合に、その溝７４と歯車７８における溝７４に最も近い歯７９とが、現像スリーブ６８及び歯車７８の回転軸と垂直な面において、回転中心Ｏを中心としてなす角度θ（以下、位相差とする）がゼロとなる位置で、歯車７８の振動を原因とする濃度差と、溝７４が位置することによる濃度差とが重畳し、像度ムラが増大してしまうことがある。そこで、この画像形成装置１０では、歯車７８の影響による濃度ムラを抑制するために独自の工夫をこらしている。尚、図５においては、説明の便宜上、溝７４を拡大して示すとともに、溝７４のピッチを広く示している。
【００２９】
現像装置３４では、現像スリーブ６８に形成される溝７４の数を歯車７８の歯数の非整数倍とすることで、歯車７８の影響のよる濃度ムラの発生を抑制している。すなわち、現像スリーブ６８に形成される溝７４の数は９４本であり、歯車７８の歯数は２０であり、９４／２０＝４．７と、現像スリーブ６８に形成される溝７４の数を歯車７８の歯数の非整数倍としている。溝７４の数を歯車７８の非整数倍とすると、直近の歯７９と位相差がゼロ又はゼロに近い値となる溝を少なくすることができ、形成される画像の濃度ムラを抑制することができる。また、溝７４との位相差がゼロ又はゼロに近い値となる歯を少なくするために、歯車７８の歯数は、より少なくすることが望ましい。
【００３０】
図６には、この実施形態に係る現像スリーブ６８に形成された９４本の溝７４について、直近の歯７９との位相差を計算した結果が示されている。図６に示されるように、位相が一致する（位相差がゼロとなる）溝７４が十分に少なく、且つ位相差がゼロとなる溝７４の分布も等間隔でないため、濃度ムラが抑制され、濃度ムラが目立ちにくい。
【００３１】
図７には、比較例に係る画像形成装置１０において、現像スリーブ６８に形成された溝７４について、直近の歯７９との位相差を計算した結果が示されている。この比較例においては、先述の実施形態と同様に歯車７８の歯数は２０である。一方、現像スリーブ６８に形成された溝７４の数については、先述の実施形態では９４であったのに対して、この比較例では１００となっている。すなわち、溝７４の数は、１００／２０＝５と歯数の整数倍となっている。この比較例においては、歯車７８の歯１個について５本の溝７４が対応するため、一箇所で位相差がゼロ又はゼロに近い値となると、５個の歯ごとに、位相差がゼロ又はゼロに近い値となり、等間隔の濃度ムラが発生しやすい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
以上述べたように、本発明は、現像剤を保持する現像剤ロールを備えた現像装置及びこの現像装置を備え、例えば複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概要を示す側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置に用いられる現像装置を側面から示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る画像形成装置に用いられる現像スリーブと、現像スリーブを駆動させる機構とを示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る画像形成装置に用いられる現像スリーブの表面の状態を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態に用いられる現像スリーブの表面に形成された溝と、溝の直近に位置する歯車の歯との位置関係を説明する説明図である。
【図６】本発明の実施形態に用いられる現像スリーブの表面に形成された溝と、溝の直近に位置する歯車の歯とのなす角度の分布を示すグラフである。
【図７】本発明の比較例に用いられる現像スリーブの表面に形成された溝と、溝の直近に位置する歯車の歯とのなす角度の分布を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３４】
１０    画像形成装置
１４    画像形成手段
２８    感光体
３４    現像装置
６４ 現像ロール
６８ 現像スリーブ
７２ 駆動機構
７２ 歯車
７４ 溝
７８ 歯車
７９ 歯
８０ 歯車
８２ 駆動源
【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】
2008083472.tif 000008
【図７】
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