(57)【要約】【課題】静電潜像担持体と現像剤担持体との間にフィルム部材を配置して前記静電潜像担持体及び現像剤担持体を回転させたときに、前記フィルム部材が引っ張られる力が所定範囲内となるようにして、現像剤担持体の静電潜像担持体とのニップ量を十分に確保することができ、ニップ量の低下による白抜けの発生を抑制することができるようにする。【解決手段】静電潜像担持体と当接し、静電潜像担持体上の潜像を現像する現像剤担持体を備える現像装置であって、静電潜像担持体と現像剤担持体との間に所定のフィルム部材を配置し、静電潜像担持体と現像剤担持体とを回転させたときにフィルム部材が引っ張られる力を引張力Ｎ〔Ｎ〕とし、現像剤担持体の中央部と両端部との外径差をＡ〔ｍｍ〕とし、振れをＢ〔ｍｍ〕とし、アスカーＣ硬度をＦ〔度〕とすると、Ａ×Ｂ×ｅｘｐ（０．３２×Ｆ−１６）／Ｎ≦１１．６となる関係を有する。【選択図】図１
2008292940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）静電潜像担持体と当接し、該静電潜像担持体上の潜像を現像する現像剤担持体を備える現像装置であって、
（ｂ）前記静電潜像担持体と現像剤担持体との間に所定のフィルム部材を配置し、前記静電潜像担持体と現像剤担持体とを回転させたときに前記フィルム部材が引っ張られる力を引張力Ｎ〔Ｎ〕とし、前記現像剤担持体の中央部と両端部との外径差をＡ〔ｍｍ〕とし、振れをＢ〔ｍｍ〕とし、アスカーＣ硬度をＦ〔度〕とすると、
Ａ×Ｂ×ｅｘｐ（０．３２×Ｆ−１６）／Ｎ≦１１．６
となる関係を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記静電潜像担持体の回転軸と現像剤担持体の回転軸との間の距離を固定して、前記静電潜像担持体と現像剤担持体とを当接させる請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記静電潜像担持体に対して現像剤担持体を付勢する付勢部材を有し、該付勢部材によって前記静電潜像担持体に現像剤担持体を当接させる請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像剤担持体の中央部と両端部との外径差Ａが０．０１〜０．１〔ｍｍ〕である請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像剤担持体のアスカーＣ硬度Ｆが６５〜８３〔度〕である請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
０．００２５≦Ａ×Ｂ×ｅｘｐ（０．３２×Ｆ−１６）／Ｎ
となる関係を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項７】
０．００３≦Ａ×Ｂ×ｅｘｐ（０．３２×Ｆ−１６）／Ｎ
となる関係を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項８】
前記請求項ｌ〜７のいずれか１項に記載の現像装置を有する画像形成装置。
【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ものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置の現像装置に用いられる現像剤担持体としては、当接する静電潜像担持体とのニップ量を均一にするために、軸方向の中央部と端部とに外径差をつけたクラウン形状のものが提供されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−３５０３５１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、前記従来の現像装置においては、現像剤担持体をクラウン形状にしても、現像剤担持体の弾性層の硬度が高く、端部の振れが大きい場合、端部においてニップ量が低下し、静電潜像担持体上の静電潜像が現像剤によって現像されず、画像上に白抜けが発生してしまう。
【０００４】
本発明は、前記従来の現像装置の問題点を解決して、静電潜像担持体と現像剤担持体との間にフィルム部材を配置して前記静電潜像担持体及び現像剤担持体を回転させたときに、前記フィルム部材が引っ張られる力が所定範囲内となるようにして、現像剤担持体の静電潜像担持体とのニップ量を十分に確保することができ、ニップ量の低下による白抜けの発生を抑制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】
そのために、本発明の現像装置においては、静電潜像担持体と当接し、該静電潜像担持体上の潜像を現像する現像剤担持体を備える現像装置であって、前記静電潜像担持体と現像剤担持体との間に所定のフィルム部材を配置し、前記静電潜像担持体と現像剤担持体とを回転させたときに前記フィルム部材が引っ張られる力を引張力Ｎ〔Ｎ〕とし、前記現像剤担持体の中央部と両端部との外径差をＡ〔ｍｍ〕とし、振れをＢ〔ｍｍ〕とし、アスカーＣ硬度をＦ〔度〕とすると、Ａ×Ｂ×ｅｘｐ（０．３２×Ｆ−１６）／Ｎ≦１１．６となる関係を有する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、現像装置においては、静電潜像担持体と現像剤担持体との間にフィルム部材を配置して前記静電潜像担持体及び現像剤担持体を回転させたときに前記フィルム部材が引っ張られる力が所定範囲内となるようにして、現像剤担持体の静電潜像担持体とのニップ量を十分に確保することができ、ニップ量の低下による白抜けの発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００８】
図１は本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の概略図である。
【０００９】
図において、１は本実施の形態における画像形成装置であり、例えば、プリンタ、ファクシミリ機、複写機、各種の機能を併せ持つ複合機等であるが、いかなる種類のものであってもよい。ここでは、前記画像形成装置１が、電子写真方式によって画像を形成する電子写真式プリンタであるものとして説明する。なお、前記画像形成装置１は、カラー画像を形成する装置であってもよいが、モノクロ画像を形成する装置であるものとする。
【００１０】
この場合、前記画像形成装置１の内部には、画像形成ユニット２及び定着器２７が媒体としての記録媒体Ｐの搬送路に沿って配設されている。そして、用紙カセット等に積層されてセットされた記録媒体Ｐは、給紙ローラ２４によって１枚ずつ分離された状態で給紙され、矢印Ａで示される方向に搬送されてレジストローラ２５に送り込まれる。続いて、記録媒体Ｐは、レジストローラ２５によって所定のタイミングで矢印Ｂで示される方向に送り出され、搬送路に沿って搬送される途中で、画像形成ユニット２によって形成されたトナー像が転写ローラ２２により、転写される。
【００１１】
そして、記録媒体Ｐが定着器２７に送り込まれると、該定着器２７によって定着プロセスが行われ、トナー像が記録媒体Ｐ上に定着される。続いて、トナー像が定着された記録媒体Ｐは、矢印Ｃで示される方向に搬送され、排出ローラ２６によって矢印Ｄで示される方向に排出され、画像形成装置１の外部におけるスタッカに収容される。
【００１２】
ここで、画像形成ユニット２は、現像装置３を有する。該現像装置３は、現像剤収容器としてのトナーカートリッジ１８から補給された現像剤としてのトナー１５を内部に収容する。そして、現像装置３は、静電潜像担持体としての感光体ドラム１３、該感光体ドラム１３に対向させて配設された回転可能な現像剤担持体としての現像ローラ１１、該現像ローラ１１にトナー１５を供給する供給部材としてのトナー供給ローラ１２、前記感光体ドラム１３を帯電させる帯電部材としての帯電ローラ１４、前記現像ローラ１１上に供給されたトナー１５を薄層形成するトナー層厚規制ブレードとしての現像ブレード１６、現像装置３内のトナー１５の流動性を維持するための撹拌（かくはん）部材１７、並びに、前記感光体ドラム１３上のかぶりトナー及び転写残トナーを回収するためのクリーニングブレード１９を備える。また、２０は前記クリーニングブレード１９で掻（か）き落とされた廃トナーを収容するスペースであり、その廃トナーは図示されない廃トナー回収器にスパイラル等によって現像装置３から搬出される。なお、感光体ドラム１３、現像ローラ１１、トナー供給ローラ１２及び帯電ローラ１４は、それぞれ、矢印で示される方向に回転する。
【００１３】
また、２１は、発光素子としてのＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を備え、イメージデータに基づいて感光体ドラム１３の表面を露光して静電潜像を形成するためのＬＥＤヘッドとしての印刷ヘッドである。
【００１４】
前記感光体ドラム１３は、例えば、外径が３０〔ｍｍ〕であり、厚さが０．７５〔ｍｍ〕のアルミ素管上に電荷発生層及び電荷輸送層が形成される。なお、前記電荷発生層に用いられる電荷発生物質としては、セレン及びその合金、セレン化ヒ素化合物、硫化カドミニウム、酸化亜鉛、その他の無機光導電物質、フタロシアニン、アゾ色素、キナクリドン、多環キノン、ピリリウム塩、チアピリリウム塩、インジゴ、チオインジゴ、アントアントロン、ピラントロン、シアニン等の各種有機顔料及び染料を使用することができる。中でも、無金属フタロシアニン、銅塩化インジウム、塩化ガリウム、錫（すず）、オキシチタニウム、亜鉛、バナジウム等の金属又はその酸化物、塩化物の配位したフタロシアニン類、モノアゾ、ビスアゾ、トリスアゾ、ポリアゾ類等のアゾ顔料が好ましい。
【００１５】
また、電荷発生層は、これらの物質の微粒子を、例えば、ポリエステル樹脂、ポリビニルアセテート、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリビニルアセトアセタール、ポリビニルプロピオナール、ポリビニルブチラール、フエノキシ樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、セルロースエステル、セルロースエーテル等の各種バインダー樹脂で結着した形の分散層を使用してもよい。この場合の使用比率は、例えば、バインダー樹脂１００重量部に対して３０〜５００重量部の範囲から使用される。また、前記電荷発生層の膜厚は、通常、０．１〜２〔μｍ〕が適している。
【００１６】
前記電荷輸送層のバインダー樹脂としては、ポリカーボネートを使用した。なお、電荷輸送層の膜厚は、５〜３０〔μｍ〕である。また、トナー１５としては、平均粒径が５．７〔μｍ〕であり、円形度が０．９５０の粉砕トナーを用いた。なお、円形度の測定にはフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−３０００（シスメックス株式会社製）を使用した。
【００１７】
次に、前記画像形成装置１の制御装置について説明する。
【００１８】
図２は本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の制御ブロック図である。
【００１９】
図において、３０は、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ，ＲＡＭ、入出力ポート、タイマ等を備える印刷制御部であり、図示されない上位装置からインターフェイス（Ｉ／Ｆ）制御部３１を介して印刷データ及び制御コマンドを受信し、画像形成装置１の全体のシーケンスを制御して印刷動作を行わせる。
【００２０】
また、３２は、前記上位装置からインターフェイス制御部３１を介して入力された印刷データを一時的に記録する受信メモリである。さらに、３３は、該受信メモリ３２に記録された印刷データを受け取るとともに、該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、すなわち、イメージデータを記録する画像データ編集メモリである。
【００２１】
そして、３４は、画像形成装置１の状態を表示するためのＬＥＤ等の表示手段、及び、画像形成装置１に操作者からの指示を与えるためのスイッチ等の入力手段を備える操作部である。さらに、３５は、センサ群であり、画像形成装置１の動作状態を監視するための各種のセンサ、例えば、用紙位置検出センサ、温湿度センサ、濃度センサ等を備える。
【００２２】
また、３６は、帯電ローラ用電源であり、印刷制御部３０の指示によって帯電ローラ１４に電圧を印加し、感光体ドラム１３の表面を帯電させる。そして、３７は、静電潜像にトナー１５を付着させるために現像ローラ１１に所定の電圧を印加する現像ローラ用電源である。さらに、３８は、前記現像ローラ１１にトナー１５を供給するためにトナー供給ローラ１２に所定の電圧を印加するトナー供給ローラ用電源である。そして、３９は、前記感光体ドラム１３に形成された現像剤像としてのトナー像を記録媒体Ｐに転写するために転写ローラ２２に所定の電圧を印加する転写ローラ用電源である。なお、前記帯電ローラ用電源３６、現像ローラ用電源３７及びトナー供給ローラ用電源３８は、印刷制御部３０の指示によって電圧を変更することができるようになっている。
【００２３】
そして、４０は、前記画像データ編集メモリ３３に記録されたイメージデータを印刷ヘッド２１に送り、該印刷ヘッド２１を駆動するヘッド駆動制御部である。また、４１は、転写されたトナー像を記録媒体Ｐに定着するために、定着手段としての定着器２７に電圧を印加する定着制御部である。また、前記定着器２７は、記録媒体Ｐ上のトナー像を構成するトナー１５を溶融させるための図示されないヒータ、及び、温度を検出する図示されない温度センサ等を備える。前記定着制御部４１は、前記温度センサのセンサ出力を読み込み、該センサ出力に基づいてヒータを通電させ、定着器２７が一定の温度になるように制御を行う。
【００２４】
そして、４２は、前記記録媒体Ｐを搬送するための用紙搬送モータ４３の制御を行う搬送モータ制御部である。該搬送モータ制御部４２は、印刷制御部３０の指示によって所定のタイミングで記録媒体Ｐを搬送したり停止させたりする。なお、前記給紙ローラ２４、レジストローラ２５及び排出ローラ２６は、用紙搬送モータ４３によって回転させられる。そして、記録媒体Ｐは矢印Ａ〜Ｄで示される方向に搬送される。
【００２５】
また、４４は、前記感光体ドラム１３を動作させるための駆動モータ４５を駆動する駆動制御部である。そして、該駆動制御部４４によって駆動モータ４５が駆動されると、図１に示されるように、感光体ドラム１３が矢印方向に回転させられるとともに、帯電ローラ１４、現像ローラ１１及びトナー供給ローラ１２が、それぞれ、矢印方向に回転させられる。
【００２６】
また、３０ａは、前記感光体ドラム１３の回転数をカウントするドラムカウンタであり、３０ｂは、印刷ドットをカウントするドットカウンタである。
【００２７】
次に、前記現像ローラ１１について説明する。
【００２８】
図３は本発明の第１の実施の形態における現像ローラの概略図、図４は本発明の第１の実施の形態における現像ローラの軸受部の斜視図、図５は本発明の第１の実施の形態における現像ローラの軸受部の断面図、図６は本発明の第１の実施の形態における現像ローラと感光体ドラムとの回転軸の軸間距離を示す図、図７は本発明の第１の実施の形態における引張力測定用のフィルムを示す図である。
【００２９】
図３に示されるように、現像ローラ１１は、ＳＵＳ（ステンレス鋼）から成る芯（しん）金１１ａ上にポリエーテル系ウレタンから成る弾性層（ゴム部）１１ｂが配設される。前記芯金１１ａの弾性層１１ｂ部の外径は１０〔ｍｍ〕であり、芯金１１ａの端部の外径は４〔ｍｍ〕であり、弾性層１１ｂの長さは２３０〔ｍｍ〕である。そして、弾性層１１ｂの両側の端部から１０〔ｍｍ〕の位置をａ及びｃとし、弾性層１１ｂの中央部の位置をｂとし、位置ａ及びｃの外径を１５．９０〔ｍｍ〕とした。なお、端部の外径を基準とし、位置ｂの外径値を変化させ、クラウン形状を形成する。
【００３０】
本実施の形態においては、図４に示されるように、現像ローラ１１と感光体ドラム１３との回転軸の軸間距離を固定して当接させる。前記現像ローラ１１の軸受５０は、図５に示されるように、外周の一部にギア５０ａが形成され、これにより、現像装置３の外部から、ギア５０ａを介して、軸受５０を回転させることができる。
【００３１】
該軸受５０の回転軸５０ｂと軸受部５１の中心位置とがずれているので、軸受５０を回転させることによって現像ローラ１１と感光体ドラム１３との回転軸の軸間距離Ｌを２２．７８５〜２２．９８６〔ｍｍ〕の範囲で調整することができる。なお、現像ローラ１１の感光体ドラム１３への押圧は１４〔ｇ／ｍｍ〕である。
【００３２】
このような軸受５０を用いることによって、現像ローラ１１と感光体ドラム１３とのニップ量を調整することができるが、ニップ量調整を行う際の指標として、図７に示されるようなフィルム部材としてのフィルム５２を現像ローラ１１と感光体ドラム１３との間に挿入し、現像ローラ１１及び感光体ドラム１３が回転したときにフィルム５２が引っ張られる力、すなわち、引張力を用いることとした。
【００３３】
前記フィルム５２の材質は、ＰＰ（ポリプロピレン）であり、幅は５〔ｍｍ〕であり、厚さは０．０４〔ｍｍ〕であり、表面の十点平均粗さＲｚは０．５〔μｍ〕以下である。なお、５３は前記フィルム５２をテンションゲージに引っ掛けるための穴である。また、十点平均粗さＲｚは、「ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４」に準拠して測定した。
【００３４】
次に、引張力の測定方法について説明する。
【００３５】
図８は本発明の第１の実施の形態における引張力の測定方法を説明する図である。
【００３６】
この場合、引張力の測定は、図４に示されるように、現像装置３が組み上がった状態（現像ローラ１１の表面にトナー１５がまぶされた状態）で行い、フィルム５２の挿入位置は、図３に示される位置ａ及びｃ、すなわち、現像ローラ１１の両端から１０〔ｍｍ〕の位置である。そして、前記フィルム５２は、図８に示されるように、現像ローラ１１と感光体ドラム１３との回転軸を結ぶ線に対して垂直に延在するように配置され、引張力を測定するテンションゲージ５４もフィルム５２の延長線上に、同じ角度で配置される。なお、テンションゲージ５４としては、デジタルゲージモデルＲＸ（アイコーエンジニアリング株式会社製）を使用した。
【００３７】
前記感光体ドラム１３及び現像ローラ１１は、図８において、矢印で示される方向に回転する。そして、感光体ドラム１３の周速は１４３〔ｍｍ／ｓｅｃ〕であり、現像ローラ１１の周速は１７８〔ｍｍ／ｓｅｃ〕である。前記フィルム５２が受ける引張力をテンションゲージ５４で１０秒間測定し、０．０１秒毎の引張力の測定値を図示されないパーソナルコンピュータに取り込めるようにした。
【００３８】
次に、前記構成の現像装置３において、白抜けの発生を抑制する条件を求める方法について説明する。
【００３９】
図９は本発明の第１の実施の形態における現像ローラの表面の動摩擦係数μを測定する方法を示す図、図１０は本発明の第１の実施の形態におけるクラウン量Ａを変化させたときの白抜け発生の有無を示す表、図１１は本発明の第１の実施の形態における振れＢを変化させたときの白抜け発生の有無を示す表、図１２は本発明の第１の実施の形態におけるアスカーＣ硬度Ｆを変化させたときの白抜け発生の有無を示す表、図１３は本発明の第１の実施の形態における引張力Ｎを変化させたときの白抜け発生の有無を示す表、図１４は本発明の第１の実施の形態における白抜けの発生の有無と式（２）の計算値との関係を示す表である。
【００４０】
現像装置３において、硬度、クラウン量及び振れを変化させた現像ローラ１１を使用し、低温低湿環境下、すなわち、温度１０〔℃〕、相対湿度２０〔％〕の環境下でべタ画像印刷を行い、画像の両端部で白抜けが発生するか否かを確認した。ここで、白抜けとは、現像ローラ１１と感光体ドラム１３とのニップ量不足によって、現像ローラ１１上のトナー１５が感光体ドラム１３に現像されないことによって発生する現象である。なお、低温低湿環境下で印刷試験を行うのは、現像ローラ１１の外径収縮によるニップ圧の低下を考慮したからである。
【００４１】
前記現像ローラ１１の弾性層１１ｂは、ポリエーテル系ウレタンによって形成され、弾性層１１ｂの表面にはトナー１５に帯電性を付与するためのコーティング（例えば、イソシアネート処理、ポリエーテル系ウレタンコート等）が施される。前記弾性層１１ｂの硬度は、架橋剤の配合比率を変えることによって変化させ、クラウン量及び振れは研磨条件を変えて変化させた。
【００４２】
また、前記弾性層１１ｂのアスカーＣ硬度は５５〜８３〔度〕であり、クラウン量は０．０１〜０．１〔ｍｍ〕であり、現像ローラ１１の表面の周方向の十点平均粗さＲｚは３〜５〔μｍ〕であり、粗さ密度Ｓｍは５０〜１２０〔μｍ〕である。なお、粗さ密度Ｓｍは、「ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４」に準拠して測定した。
【００４３】
ここで、クラウン量を０．０１〜０．１〔ｍｍ〕としたのは、現像ローラ１１と感光体ドラム１３との軸方向における回転動作時の接触圧を均一にするためである。例えば、クラウン量が０．０１〔ｍｍ〕未満になると、接触圧が均一とならず、軸方向の端部において接触圧が高くなり過ぎてしまい、トナー１５の受けるダメージが大きくなってしまう。その結果、例えば、２ｂｙ２（ドットを形成する際に、縦４ドット分、横４ドット分の１６マスのうち、縦２ドット分、横２ドット分の４マス分のドットを形成する）などの微小なドットの再現性が低下してしまう。また、例えば、クラウン量が０．１〔ｍｍ〕を超過すると、接触圧が均一とならず、軸方向の端部において接触圧が低くなり過ぎてしまい、白抜けが発生してしまう。
【００４４】
前記現像ローラ１１の表面の動摩擦係数μは、オイラーのベルト式から算出し、１．３〜１．８であった。なお、動摩擦係数μは、図９に示されるようにして計測した。
【００４５】
図９において、６０は、テンションゲージであり、ＤＩＧＩＴＡＬ  ＦＯＲＣＥ  ＧＡＵＧＥ  ＺＰ−５０ＩＮ（ＩＭＡＤＡ製）を使用した。また、６３は、矢印方向に動作するステージであり、小型直動シリーズＳＰＬ４．２（オリエンタルモーター株式会社製）を使用した。なお、ステージ６３にはテンションゲージ６０が固定される。そして、支持された現像ローラ１１と所定の角度θ（本実施の形態においては、９０〔度〕）で接触したベルト６１（幅５０〔ｍｍ〕、長さ２００〔ｍｍ〕）は、一方の端部にテンションゲージ６０が接続され、他方の端部には重り６２が接続される。
【００４６】
この状態において、ステージ６３を１．２〔ｍｍ／ｓｅｃ〕の速度で５秒間矢印方向にスライドさせ、その際にテンションゲージ６０にかかる荷重Ｋを読み取り、動摩擦係数μを測定した。なお、前記ベルト６１には、表面状態の個体差が少ないものとしてエクセレントホワイト紙（型名：ＰＰＲ−ＣＡ４ＮＡ、８０〔ｇ／ｍ2 〕、株式会社沖データ製）を使用した。また、重り６２の重量Ｗは１０〔ｇ〕とした。そして、動摩擦係数μは、オイラーのベルト式、すなわち、次の式（１）から算出した。
μ＝１／θ×ｌｎ（Ｋ／Ｗ）  ・・・式（１）
前記現像ローラ１１は、感光体ドラム１３に対して、０．１〔ｍｍ〕程度喰（く）い込んでいる。また、周速差を設け、現像ローラ１１は、感光体ドラム１３より早く回転している。そのため、引張力に対する現像ローラ１１の表面の動摩擦係数μの影響度は小さく、現像ローラ１１のニップ量及び硬度の影響が引張力に対して支配的となる。したがって、本実施の形態において使用した現像ローラ１１の動摩擦係数μが１．３〜１．８というばらつきは無視することができるものと考えられる。
【００４７】
そして、アスカーＣ硬度計で測定した現像ローラ１１の硬度をＦ〔度〕とし、クラウン量（図３における位置ｂと位置ａ及びｃとの外径差）をＡ〔ｍｍ〕とし、位置ａ及びｃにおける振れをＢ〔ｍｍ〕とし、位置ａ及びｃにおける引張力をＮ〔Ｎ〕としたときのべタ画像印刷時の白抜けの発生の有無について図１０〜１２の表に示す。なお、表において、白抜けが発生しなかったものは○で、白抜けが発生したものは×で表す。
【００４８】
ただし、現像ローラ１１のクラウン量Ａ及び振れＢの測定は、温度が２５〔℃〕であり、相対湿度が５０〔％〕の環境下において、ロール形状測定システムＲＭ−２０２（アポロ精工株式会社製）を使用して行った。また、１箇所の測定時間は３秒とし、測定間隔は０．０２秒とし、測定時の現像ローラ１１の回転数を３５〔ｒｐｍ〕とした。なお、測定位置は図３に示される位置ａ〜ｃである。また、引張力Ｎの測定は、温度が２５〔℃〕であり、相対湿度が５０〔％〕の環境下において行った。図１０〜１４に示される表中の引張力Ｎの値は、テンションゲージ５４により、０．０１秒間隔で１０秒間測定した１０００個の測定値の平均値である。
【００４９】
図１０の表は、クラウン量Ａを変化させたときの白抜け発生の有無を示している。そして、図１１の表は、振れＢを変化させたときの白抜け発生の有無を示している。また、図１２の表は、アスカーＣ硬度Ｆを変化させたときの白抜け発生の有無を示している。さらに、図１３の表は、引張力Ｎを変化させたときの白抜け発生の有無を示している。
【００５０】
図１０〜１３に示されるような結果から、各パラメータと白抜けの発生との関係には、クラウン量Ａが大きい方が白抜けが発生しやすく、振れＢが大きい方が白抜けが発生しやすく、アスカーＣ硬度Ｆが高い方が白抜けが発生しやすく、引張力Ｎが小さい方が白抜けが発生しやすい傾向があることが分かる。
【００５１】
なお、振れＢは現像ローラ１１の外周の真円に対するずれに相当するものであるので、振れＢが大きいと感光体ドラム１３とのニップのばらつき、すなわち、現像ローラ１１の周方向のニップのばらつきが大きくなる。しかし、振れＢが大きくても、アスカーＣ硬度Ｆが低ければ、感光体ドラム１３に対する接触回転時の追従性が確保されるので、ニップのばらつきは抑えられる。現像ローラ１１の周方向のニップのばらつきが大きいと、周期的にニップ量が低下し、そのときに白抜けが発生しやすくなる。また、引張力Ｎの大きさは感光体ドラム１３に対する現像ローラ１１の押付力に相当するので、引張力Ｎが大きいほどニップのばらつきは抑えられる。
【００５２】
前述された傾向、及び、各パラメータの白抜けに対する寄与度を考慮し、白抜けが発生するレベルを数値として表すために次の式（２）を導き出した。
Ａ×Ｂ×ｅｘｐ（０．３２×Ｆ−１６）／Ｎ    ・・・式（２）
図１４の表には、各種の数値を変化させた現像ローラ１１を使用した現像装置３における白抜けの発生の有無を確認した結果と、式（２）の計算値との関係が示されている。図１４に示される結果から、式（２）の値１１〜１２が白抜け発生の閾（しきい）値となっていることが分かる。したがって、式（２）の値が１１．６以下になるような形態の現像ローラ１１及び引張力Ｎであれば白抜けは発生しない。
【００５３】
ただし、アスカーＣ硬度Ｆが５５〔度〕の現像ローラ１１の場合、白抜けは発生しなかったが、常温環境下（温度２３〜２５〔℃〕、相対湿度４０〜５０〔％〕）での２日間の放置によって感光体ドラム１３とのニップ部に凹みが発生し、画像上に横すじが発生した。現像ローラ１１の硬度が低い方が、同じニップ量において感光体ドラム１３に対する圧力は小さくなり、引張力Ｎも小さくなる。すなわち、現像ローラ１１のアスカーＣ硬度Ｆが低い方が、同じ引張力Ｎでも感光体ドラム１３に対するニップ量が大きくなり、低硬度であるが故に弾性層１１ｂの架橋密度が低く、圧縮永久歪（ひず）みを起こしやすくなる。このように、アスカーＣ硬度Ｆが５５〔度〕の現像ローラ１１は、引張力Ｎによるニップ量調整が難しく、白抜けが発生しなくてもニップ量が過大になり、凹みが発生しやすい。
【００５４】
一方、アスカーＣ硬度Ｆが６５〔度〕の現像ローラ１１の場合、引張力Ｎを２．０〔Ｎ〕としても白抜けも発生せず、ニップ部の凹みも発生しなかった。
【００５５】
現像装置３の放置によって発生する現像ローラ１１のニップ部の凹みについては、クラウン量Ａ及び振れＢの影響は小さく、主として、アスカーＣ硬度Ｆとニップ量、すなわち、引張力Ｎとが関係する。現像ローラ１１の硬度が低く、ニップ量が大きい方が凹みやすいので、前記式（２）の値が小さい方が白抜けは発生しなくなるが、凹みが発生しやすくなる。
【００５６】
図１４に示される例において、アスカーＣ硬度Ｆが６５〔度〕の現像ローラ１１の場合、クラウン量Ａ及び振れＢがともに本実施の形態における最小値であり、引張力Ｎを最大の２．０〔Ｎ〕としても、白抜けは未発生であり、凹みも未発生である。このことから、アスカーＣ硬度Ｆが６５〜８３〔度〕の現像ローラ１１の場合、前記式（２）の値が０．００３０以上、かつ、１１．６以下であれば、白抜けも凹みが発生しないことが分かる。
【００５７】
なお、アスカーＣ硬度Ｆが８３〔度〕を超過すると、現像ローラ１１の表面が硬くなり過ぎるので、感光体ドラム１３に当接した場合に、該感光体ドラム１３の表面形状に対する追従性が低下する。そのため、白抜けが発生してしまう。また、トナー１５の受けるダメージが大きくなり、ドットの再現性が低下してしまう。
【００５８】
以上のことから、前記式（２）の値が小さいほど良く、０であることが最も好ましく、０に近いほど好ましい、と言える。しかし、式（２）の値を０にすることは、製造上困難であるので、本実施の形態においては、式（２）の値が０．００２５未満となるような現像ローラ１１及び引張力Ｎによる評価を行わなかった。このように、前記式（２）の値は０であることが最も好ましく、０に近いほど好ましいにも係わらず、式（２）の値が０．００２５未満となる場合の評価を行うことができなかったので、式（２）の値の下限値は０．００２５である。
【００５９】
ただし、アスカーＣ硬度Ｆは６５〜８３〔度〕であることが好ましく、この場合には前記式（２）の値の下限値は０．００３０となる。
【００６０】
近年の印刷速度の高速化に伴い、現像ローラ１１の回転速度が高速化し感光体ドラム１３に対するニップの安定的な確保が困難になっているので、本実施の形態は、高速機において、特に有効な手段である。
【００６１】
このように、本実施の形態においては、現像ローラ１１のクラウン量をＡ〔ｍｍ〕とし、端部の振れをＢ〔ｍｍ〕とし、アスカーＣ硬度をＦ〔度〕とし、現像ローラ１１と感光体ドラム１３との間の引張力をＮ〔Ｎ〕としたとき、前記式（２）の値が１１．６以下となるようにする。すなわち、次の式（３）を満たすようにする。
Ａ×Ｂ×ｅｘｐ（０．３２×Ｆ−１６）／Ｎ≦１１．６  ・・・式（３）
これにより、低温低湿環境下において現像ローラ１１の外径が収縮しても、感光体ドラム１３とのニップ量を十分に確保することができ、ニップ量不足による白抜け現象の発生を抑えることができる。
【００６２】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによって、その説明を省略する。また、前記第１の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【００６３】
図１５は本発明の第２の実施の形態における現像ローラと感光体ドラムとを当接させる構造を示す図である。
【００６４】
前記第１の実施の形態において、現像ローラ１１と感光体ドラム１３とは、それぞれの回転軸間の距離が固定された状態で、互いに当接するようになっている。これに対し、本実施の形態においては、図１５に示されるように、感光体ドラム１３に対して現像ローラ１１を付勢して当接させるようになっている。具体的には、現像ローラ１１の芯金１１ａの両端部をばね７０によって、感光体ドラム１３に対して付勢する。なお、付勢する向きは、現像ローラ１１と感光体ドラム１３との回転軸を結ぶ線と同じ向きである。
【００６５】
また、前記ばね７０は、前記第１の実施の形態と同程度の引張力Ｎを再現させるために、１．０〜２．０〔ｋｇ〕のものを適宜使用した。
【００６６】
次に、本実施の形態において、各種の数値を変化させた現像ローラ１１を使用した現像装置３における白抜けの発生の有無を確認した結果と、前記式（２）の計算値との関係について説明する。
【００６７】
図１６は本発明の第２の実施の形態における白抜けの発生の有無と式（２）の計算値との関係を示す表である。
【００６８】
本実施の形態においても、前記第１の実施の形態と同様の方法で、白抜けの発生の有無を確認した。図１６に示される結果から、前記第１の実施の形態の結果と同様に、前記式（２）の値１１〜１２が白抜け発生の閾値となっていることが分かる。したがって、現像ローラ１１を感光体ドラム１３に付勢させた場合でも、式（２）の値が１１．６以下になるようにすれば、白抜けが発生しないことが分かる。また、アスカーＣ硬度Ｆが５５〔度〕の現像ローラ１１の場合、前記第１の実施の形態と同様に、感光体ドラム１３とのニップ部に凹みが発生した。
【００６９】
このように、本実施の形態においては、現像ローラ１１のクラウン量をＡ〔ｍｍ〕とし、端部の振れをＢ〔ｍｍ〕とし、アスカーＣ硬度をＦ〔度〕とし、現像ローラ１１と感光体ドラム１３との間の引張力をＮ〔Ｎ〕としたとき、前記式（２）の値が１１．６以下となるようにする。すなわち、次の式（４）を満たすようにする。
Ａ×Ｂ×ｅｘｐ（０．３２×Ｆ−１６）／Ｎ≦１１．６  ・・・式（４）
これにより、現像ローラ１１を感光体ドラム１３に付勢する場合であっても、低温低湿環境下において現像ローラ１１の外径が収縮しても、感光体ドラム１３とのニップ量を十分に確保することができ、ニップ量不足による白抜け現象の発生を抑えることができる。      
【００７０】
なお、前記第１及び第２の実施の形態においては、一つの現像装置を有するＬＥＤ方式の画像形成装置について説明したが、複数の現像装置を有する画像形成装置にも適用することができる。
【００７１】
なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の概略図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の制御ブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における現像ローラの概略図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における現像ローラの軸受部の斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における現像ローラの軸受部の断面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における現像ローラと感光体ドラムとの回転軸の軸間距離を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における引張力測定用のフィルムを示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における引張力の測定方法を説明する図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態における現像ローラの表面の動摩擦係数μを測定する方法を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態におけるクラウン量Ａを変化させたときの白抜け発生の有無を示す表である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態における振れＢを変化させたときの白抜け発生の有無を示す表である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態におけるアスカーＣ硬度Ｆを変化させたときの白抜け発生の有無を示す表である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態における引張力Ｎを変化させたときの白抜け発生の有無を示す表である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態における白抜けの発生の有無と式（２）の計算値との関係を示す表である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態における現像ローラと感光体ドラムとを当接させる構造を示す図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態における白抜けの発生の有無と式（２）の計算値との関係を示す表である。
【符号の説明】
【００７３】
１    画像形成装置
３    現像装置
１１    現像ローラ
１３    感光体ドラム
５０ｂ    回転軸
５２    フィルム
【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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【図１６】
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