(57)【要約】【課題】トナーの供給や残留トナーの掻き落としにむらが発生せず、生産性に優れた発泡弾性ローラを提供する。【解決手段】トナー供給ローラ５２の発泡弾性体層５２ｂ外周面に各切り込み５２ｃを一定のピッチＰで形成している。このため、トナー供給ローラ５２と現像ローラ５３の回転に伴い、トナー供給ローラ５２の発泡弾性体層５２ｂの各切り込み５２ｃが現像ローラ５３表面の残留トナーに引っ掛かって、現像ローラ５３表面の残留トナーが良好に掻き落とされる。同時に、発泡弾性体層５２ｂの略全周が現像ローラ５３に接触するので、発泡弾性体層５２ｂによるトナーの供給むらが殆ど生ぜず、発泡弾性体層５２ｂにより現像ローラ５３表面全体にトナーが均一に供給されて、現像ローラ５３表面全体に均一なトナー層が形成される。【選択図】図２
2005221967.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸周囲にトナーと接する発泡弾性体層を設けた発泡弾性ローラにおいて、
発泡弾性体層外周面に回転軸に沿う複数の切り込みを形成したことを特徴とする発泡弾性ローラ。
【請求項２】
回転軸周囲に設けられる発泡弾性体層外周面に複数の刃を押し付け、発泡弾性体層もしくは各刃を回転軸の長手方向に移動させて、発泡弾性体層外周面に複数の切り込みを形成することを特徴とする発泡弾性ローラの製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の発泡弾性ローラと、発泡弾性ローラに接触する現像ローラとを備え、発泡弾性ローラによりトナーを現像ローラ表面に供給し、現像ローラによりトナーを潜像担持体へと搬送供給する現像装置において、
発泡弾性ローラの周速をＶtarとし、現像ローラの周速をＶdvとし、発泡弾性ローラの発泡弾性体層外周面の各切り込みのピッチをＰとし、発泡弾性ローラと現像ローラが接触するニップ域の幅をＷnとすると、次の式（１）を満たすことを特徴とする現像装置。
Ｗn・（１＋Ｖtar／Ｖdv）／Ｐ≧２      …（１）
【請求項４】
請求項１に記載の発泡弾性ローラと、発泡弾性ローラに接触する現像ローラとを備え、発泡弾性ローラによりトナーを現像ローラ表面に供給し、現像ローラによりトナーを潜像担持体へと搬送供給する現像装置において、
発泡弾性ローラの周速をＶtarとし、現像ローラの周速をＶdvとし、発泡弾性ローラの発泡弾性体層外周面の発泡セルの径をＤcとし、発泡弾性ローラと現像ローラが接触するニップ域の幅をＷnとすると、次の式（２）を満たすことを特徴とする現像装置。
Ｗn・（１＋Ｖtar／Ｖdv）／Ｄc≧５      …（２）
【請求項５】
請求項１に記載の発泡弾性ローラと、発泡弾性ローラに接触する現像ローラとを備え、発泡弾性ローラによりトナーを現像ローラ表面に供給し、現像ローラによりトナーを潜像担持体へと搬送供給する現像装置において、
発泡弾性ローラと現像ローラが接触するニップ域の深さをＨとし、発泡弾性ローラと現像ローラの軸間距離の変動量をＢとすると、次の式（３）を満たすことを特徴とする現像装置。
Ｂ＜０．３６・Ｈ      …（３）
【請求項６】
請求項１に記載の発泡弾性ローラと、発泡弾性ローラに接触する現像ローラとを備え、発泡弾性ローラによりトナーを現像ローラ外周面に供給し、現像ローラによりトナーを潜像担持体へと搬送供給する現像装置において、
トナーの粒径が７μｍ以下、もしくはトナーの顔料重量比が７％以上であることを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項３乃至６のいずれかに記載の現像装置を用いた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナーの供給、補給、及びクリーニング等のために用いられる発泡弾性ローラ、その製造方法、現像装置、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等の画像形成装置では、現像装置のトナー供給ローラ及びトナー補給ローラや、潜像担持体のクリーニングローラ等を用いる。
【０００３】
現像装置においては、トナー供給ローラを現像ローラに接触させ、トナー供給ローラによりトナーを現像ローラ表面に供給し、現像ローラによりトナーを潜像担持体へと搬送供給して、潜像担持体表面の潜像を現像したり、トナー供給ローラにより現像ローラ表面の残留トナーを掻き落としている。また、現像装置内のトナーが低減すると、トナーカートリッジ補給口のトナー補給ローラを回転させて、トナーカートリッジから現像装置へとトナーを補給している。
【０００４】
クリーニングローラは、潜像担持体表面に摺接して、潜像担持体表面の残留トナーを掻き落とすために用いられる。
【０００５】
ところで、これらのトナー供給ローラ、トナー補給ローラ、及びクリーニングローラ等として、回転軸周囲にトナーと接する発泡弾性体層を設けた発泡弾性ローラを用いることが多い。これは、発泡弾性体が多孔質であって、その表面に多数の孔（以下発泡セルと称す）が形成されており、多数の発泡セルによりトナーを担持して搬送したり、多数の発泡セルを摺接させることによりトナーを良好に掻き落とすことができるためである。
【０００６】
更に、特許文献１、２、３等には、発泡弾性ローラ外周面を凸凹状もしくは歯車状に成形して、発泡弾性ローラによるトナーの担持やトナーの掻き落としの効率を高めるという技術が開示されている。
【特許文献１】特開平５−６１３５０号公報
【特許文献２】特開平１１−５２７０９号公報
【特許文献３】特開平１１−３８７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、発泡弾性ローラ外周面を凸凹状もしくは歯車状に成形した場合は、凸凹状もしくは歯車状の凹部の箇所でトナーの供給不足が生じてしまい、凸凹状もしくは歯車状のピッチに応じてトナーの供給に周期的なむらが発生した。例えば、発泡弾性ローから現像ローラ表面へのトナーの供給にむらが生じ、このために現像ローラから潜像担持体へのトナーの供給にもむらが生じて、画像品質が低下した。
【０００８】
また、発泡弾性ローラ外周面の凸凹状もしくは歯車状の凹部の箇所でトナーの掻き落とし不足が生じてしまい、凸凹状もしくは歯車状のピッチに応じてトナーの掻き落としに周期的なむらが発生した。例えば、クリーニングローラによる潜像担持体表面の残留トナーの掻き落としにむらが発生し、このために潜像担持体表面の残留トナーが一様に掻き落とされず、画像品質が低下した。
【０００９】
更に、発泡弾性ローラ外周面を凸凹状もしくは歯車状に成形する方法として、発泡弾性材を金型により成形するという方法があるものの、金型を用いる場合は、金型同士の合わせ目に発泡弾性ローラの原料が流れ込んで、発泡弾性ローラ外周面にテーパラインが生じてしまい、このテーパラインを除去する工程が必用になり、生産効率が低くなった。
【００１０】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、トナーの供給や残留トナーの掻き落としにむらが発生せず、生産性に優れた発泡弾性ローラ、及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は、上記本発明の発泡弾性ローラの適用により、良好な画像品質を実現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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の発泡弾性ローラは、回転軸周囲にトナーと接する発泡弾性体層を設けた発泡弾性ローラにおいて、発泡弾性体層外周面に回転軸に沿う複数の切り込みを形成している。
【００１３】
また、本発明の発泡弾性ローラの製造方法は、回転軸周囲に設けられる発泡弾性体層外周面に複数の刃を押し付け、発泡弾性体層もしくは各刃を回転軸の長手方向に移動させて、発泡弾性体層外周面に複数の切り込みを形成している。
【００１４】
更に、本発明の現像装置は、上記本発明の発泡弾性ローラと、発泡弾性ローラに接触する現像ローラとを備え、発泡弾性ローラによりトナーを現像ローラ表面に供給し、現像ローラによりトナーを潜像担持体へと搬送供給する現像装置において、発泡弾性ローラの周速をＶtarとし、現像ローラの周速をＶdvとし、発泡弾性ローラの発泡弾性体層外周面の各切り込みのピッチをＰとし、発泡弾性ローラと現像ローラが接触するニップ域の幅をＷnとすると、次の式（１）を満たしている。
【００１５】
Ｗn・（１＋Ｖtar／Ｖdv）／Ｐ≧２      …（１）
また、本発明の現像装置は、上記本発明の発泡弾性ローラと、発泡弾性ローラに接触する現像ローラとを備え、発泡弾性ローラによりトナーを現像ローラ表面に供給し、現像ローラによりトナーを潜像担持体へと搬送供給する現像装置において、発泡弾性ローラの周速をＶtarとし、現像ローラの周速をＶdvとし、発泡弾性ローラの発泡弾性体層外周面の発泡セルの径をＤcとし、発泡弾性ローラと現像ローラが接触するニップ域の幅をＷnとすると、次の式（２）を満たしている。
【００１６】
Ｗn・（１＋Ｖtar／Ｖdv）／Ｄc≧５      …（２）
更に、本発明の現像装置は、上記本発明の発泡弾性ローラと、発泡弾性ローラに接触する現像ローラとを備え、発泡弾性ローラによりトナーを現像ローラ表面に供給し、現像ローラによりトナーを潜像担持体へと搬送供給する現像装置において、発泡弾性ローラと現像ローラが接触するニップ域の深さをＨとし、発泡弾性ローラと現像ローラの軸間距離の変動量をＢとすると、次の式（３）を満たしている。
【００１７】
Ｂ＜０．３６・Ｈ      …（３）
また、本発明の現像装置は、上記本発明の発泡弾性ローラと、発泡弾性ローラに接触する現像ローラとを備え、発泡弾性ローラによりトナーを現像ローラ外周面に供給し、現像ローラによりトナーを潜像担持体へと搬送供給する現像装置において、トナーの粒径が７μｍ以下、もしくはトナーの顔料重量比が７％以上である。
【００１８】
更に、本発明の画像形成装置は、上記本発明の現像装置を用いている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、発泡弾性ローラは、発泡弾性体層外周面に回転軸に沿う複数の切り込みを形成したものである。この様な発泡弾性ローラは、例えばトナー供給ローラとして用いられ、現像ローラに接触させられる。この場合は、発泡弾性ローラの略全周が現像ローラに接触するので、発泡弾性ローラによるトナーの供給むらが生じ難い。また、発泡弾性ローラの各切り込み部分が現像ローラ表面の残留トナーに引っ掛かり、現像ローラ表面の残留トナーを良好に掻き落とすことができる。あるいは、発泡弾性ローラを潜像担持体表面のクリーニングローラとして用いる場合も、発泡弾性ローラの各切り込み部分が潜像担持体表面の残留トナーに引っ掛かり、潜像担持体表面の残留トナーを良好に掻き落とすことができる。この結果、画像形成装置においては、画像品質が向上する。
【００２０】
また、本発明の製造方法によれば、発泡弾性体層外周面に複数の刃を押し付け、発泡弾性体層もしくは各刃を回転軸の長手方向に移動させて、発泡弾性体層外周面に複数の切り込みを形成している。このため、発泡弾性体層を容易に形成することができ、その生産効率を高くすることができる。
【００２１】
更に、本発明の現像装置では、発泡弾性ローラの周速をＶtarとし、現像ローラの周速をＶdvとし、発泡弾性ローラの発泡弾性体層外周面の各切り込みのピッチをＰとし、発泡弾性ローラと現像ローラが接触するニップ域の幅をＷnとすると、Ｗn・（１＋Ｖtar／Ｖdv）／Ｐ≧２を満たす。この式を満たせば、ニップ域においては、１つ以上の切り込みが現像ローラ表面に接触することになり、現像ローラ表面の残留トナーが確実に掻き落とされ、画像品質が向上する。
【００２２】
また、本発明の現像装置では、発泡弾性ローラの周速をＶtarとし、現像ローラの周速をＶdvとし、発泡弾性ローラの発泡弾性体層外周面の発泡セルの径をＤcとし、発泡弾性ローラと現像ローラが接触するニップ域の幅をＷnとすると、Ｗn・（１＋Ｖtar／Ｖdv）／Ｄc≧５を満たす。この式を満たせば、ニップ域においては、副走査方向に列となって並ぶ発泡セルの個数が５個以上となり、該ニップ域の発泡セルの個数の変動率が２０％以下になり、現像ローラ表面全体にトナーが一様に供給され、画像品質が向上する。
【００２３】
更に、本発明の現像装置では、発泡弾性ローラと現像ローラが接触するニップ域の深さをＨとし、発泡弾性ローラと現像ローラの軸間距離の変動量をＢとすると、Ｂ＜０．３６・Ｈを満たす。この式を満たせば、発泡弾性ローラと現像ローラが接触するニップ域の幅の変動率が２０％以下になり、現像ローラ表面全体にトナーが一様に供給され、画像品質が向上する。
【００２４】
また、本発明の現像装置では、トナーの粒径が７μｍ以下、もしくはトナーの顔料重量比が７％以上である。小粒径のトナーの場合は、現像ローラ表面や潜像担持体表面の残留トナーを掻き落とし難くなるものの、本発明の発泡弾性ローラを用いれば、残留トナーを良好に掻き落とすことができる。また、大きな顔料重量比のトナーの場合は、トナーそのものの強度が低いことから、発泡弾性ローラを現像ローラ表面や潜像担持体表面の残留トナーに強く押し付けると、残留トナーが破壊されて劣化し、トナーの回収並びに再利用が困難になる。ところが、本発明の発泡弾性ローラを用いれば、発泡弾性ローラを現像ローラ表面や潜像担持体表面の残留トナーに軽く押し付けるだけで、残留トナーを破壊せずに掻き落とすことでき、トナーの回収並びに再利用が可能になる。
【００２５】
尚、本発明の画像形成装置は、上記本発明の現像装置と同様の作用及び効果を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【実施例１】
【００２７】
図１は、本発明の画像形成装置の実施例１を示す側面図である。本実施例の画像形成装置は、カラー画像を記録用紙に記録するカラーレーザープリンタであり、露光ユニット１、各画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ、中間転写ベルトユニット２、定着ユニット３、用紙搬送装置４、給紙トレイ５、及び排紙トレイ６等を備えている。
【００２８】
この画像形成装置において、記録用紙は、給紙トレイ５に積載収容されており、ピックアップローラ７-1により１枚ずつ給紙トレイ５から引き出されて、搬送ローラ４-１によりレジストローラ８へと搬送される。あるいは、記録用紙は、手差しトレイ９に載置され、ピックアップローラ７-2により引き出されて、各搬送ローラ４-4〜４-6によりレジストローラ８へと搬送される。レジストローラ８は、記録用紙を一旦停止させて、記録用紙の先端を揃え、記録用紙の先端が中間転写ベルトユニット２の中間転写ベルト１１上に形成されるトナー像の先端に重なるタイミングで、記録用紙を２次転写ローラ３３へと搬送する。
【００２９】
各画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のトナー像をそれぞれ形成して、各色のトナー像を中間転写ベルトユニット２の中間転写ベルト１１に転写する。これらの画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、各現像装置２１ａ〜２１ｄ、各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄ、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ、各帯電器２４ａ〜２４ｄ、及び各クリーナユニット２５ａ〜２５ｄ等を備えている。
【００３０】
各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄは、中間転写ベルト１１を介してそれぞれの１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄに押圧されており、矢印方向Ｂに回転移動する中間転写ベルト１１と同一の周速度で、中間転写ベルト１１と共に回転される。また、各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄも、矢印方向Ｂに回転移動する中間転写ベルト１１と同一の周速度で、中間転写ベルト１１に追従回転する。
【００３１】
各帯電器２４ａ〜２４ｄは、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄに接触するローラ型やブラシ形のもの、あるいはチャージャー型のものであり、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ表面を一様に帯電させる。
【００３２】
露光ユニット１は、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄへのそれぞれのレーザー光を出射するレーザー光源１ａ、及び各レーザー光をそれぞれの感光体ドラム２３ａ〜２３ｄに導く複数のミラー１ｂ等を有しており、画像データに応じて各レーザー光を変調しつつ、各レーザー光をそれぞれの感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ表面に照射して、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ表面にそれぞれの静電潜像を形成する。
【００３３】
尚、露光ユニット１として、ＥＬやＬＥＤ等の発光素子をアレイ状に並べた書き込みヘッドを用いても良い。
【００３４】
各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄは、黒、イエロー、マゼンタ、シアンのトナーを収容している。各現像装置２１ａ〜２１ｄは、各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄからそれぞれの色のトナーを供給され、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ表面の静電潜像にそれぞれの色のトナーを付着させて、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ表面にそれぞれの色のトナー像を形成する。これらのトナー像は、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄから中間転写ベルト１１に転写されて重ね合わせられる。
【００３５】
中間転写ベルトユニット２は、中間転写ベルト１１、各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄ、駆動支持ローラ３１と従動支持ローラ３２、及び２次転写ローラ３３等を備えており、中間転写ベルト１１を駆動支持ローラ３１と従動支持ローラ３２に掛け渡して回転移動可能に支持し、各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄ及び２次転写ローラ３３を中間転写ベルト１１に押し付けている。
【００３６】
中間転写ベルト１１は、例えば厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度の合成樹脂フィルムにより形成される。２次転写ローラ３３は、左右に移動可能に支持されており、右方向に移動されたときに、駆動支持ローラ３１との間に中間転写ベルト１１を挟み込んで、ニップ域を形成する。駆動支持ローラ３１は、２次転写ローラ３３のバックアップローラとしての役目を果たしつつ、各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄと各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ間のそれぞれのニップ域を下流側にして、回転駆動され、中間転写ベルト１１を引っ張って矢印方向Ｂに回転移動させる。これにより、各ニップ域が安定的に維持される。
【００３７】
尚、各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄと各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ間のそれぞれのニップ域をより安定的に形成するために、各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄ及び各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄのうちの一方を硬質材料で形成し、他方を弾性材料で形成するのが好ましい。
【００３８】
各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄは、例えば金属製の直径８mm〜１０mmの軸の外周を導電性の弾性材（ＥＰＤＭ、発泡ウレタン等）により被覆したものである。各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄは、該各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄと各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ間のニップ域に中間転写ベルト１１を挟み込んだ状態で、トナーの帯電極性とは逆極性のバイアス電圧を印加され、それぞれの電界を中間転写ベルト１１を介して各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ表面のトナーに作用させ、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ表面のトナーを中間転写ベルト１１へと引き付けて転写させる。これにより、各色のトナー像が中間転写ベルト１１に転写されて重ね合わせられる。
【００３９】
尚、各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄとして、ローラの代わりに、ブラシ等を用いても構わない。
【００４０】
クリーニングユニット３４は、例えば中間転写ベルト１１表面に摺接するクリーニングブレードであり、中間転写ベルト１１表面に残留したトナーを除去して、次回に印字される画像のカブリ等を防止する。
【００４１】
こうして中間転写ベルト１１に転写され重ね合わせられた各色のトナー像は、該中間転写ベルト１１の回転移動に伴い、駆動支持ローラ３１と２次転写ローラ３３間のニップ域へと搬送される。そして、中間転写ベルト１１上の各色のトナー像の先端とレジストローラ８により搬送されて来た記録用紙の先端が重ねられ、各色のトナー像と記録用紙が重ね合わせられて、各色のトナー像が記録用紙に転写される。
【００４２】
引き続いて、記録用紙は、定着ユニット３へと搬送され、ここで加圧ローラ３ａと加熱ローラ３ｂ間に挟み込まれる。これにより、記録用紙上の各色のトナーが加熱余裕されて混合され、各色のトナー像が記録用紙上にカラー画像として定着される。
【００４３】
更に、記録用紙は、用紙搬送装置４により排紙トレイ６へと搬送されて、ここにフェイスダウンで排出される。
【００４４】
尚、画像形成ステーションＰａだけを用いて、モノクロ画像を形成し、モノクロ画像を中間転写ベルトユニット２の中間転写ベルト１１に転写することも可能である。このモノクロ画像も、カラー画像と同様に、中間転写ベルト１１から記録用紙に転写され、記録用紙上定着される。
【００４５】
また、記録用紙の表面だけではなく、両面の印字を行なう場合は、記録用紙の表面の画像を定着ユニット３により定着した後に、記録用紙を用紙搬送装置４の搬送ローラ４-3により搬送する途中で、搬送ローラ４-3を停止させてから逆回転させ、記録用紙を用紙搬送装置４の反転経路４ｒに通して、記録用紙の表裏を反転させてから、記録用紙をレジストローラ８へと導き、記録用紙の表面と同様に、記録用紙の裏面に画像を記録して定着し、記録用紙を排紙トレイ６に排出する。
【００４６】
次に、現像装置２１（各現像装置２１ａ〜２１ｄの共通符号を２１とする）について、図２を参照しつつ述べる。この現像装置２１は、１成分の非磁性体の現像剤（以下トナーと称す）を収容したトナー槽５１、トナーをトナー槽５１から引き上げるトナー供給ローラ５２、トナーをトナー供給ローラ５２から受け取って感光体ドラム２３（各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄの共通符号を２３とする）へと搬送する現像ローラ５３、現像ローラ５３外周面のトナー層を一定の厚みにするトナー規制ブレード５４、トナーを攪拌する攪拌部材５５、及びトナーカートリッジ２２（各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄの共通符号を２２とする）からトナー補給口５６を通じてトナー槽５１へとトナーを導き入れるためのトナー補給ローラ５７を備えている。
【００４７】
トナー供給ローラ５２は、回転軸５２ａと、回転軸５２ａ周囲に設けられた筒状の発泡弾性体層５２ｂとを備えている。回転軸５２ａは、回転自在に支持されて、図示しないモータ等により矢印Ｂの方向に回転駆動され、発泡弾性体層５２ｂを同一の方向に回転させる。発泡弾性体層５２ｂは、例えば発泡性ゴム弾性材料からなり、図３に示す様にその外周面に回転軸５２ａに沿う複数の切り込み５２ｃを一定のピッチＰで形成されている。
【００４８】
発泡弾性体層５２ｂの各切り込み５２ｃは、例えば図４に示す様な治具６１の孔６１ａの内周縁に、一定のピッチＰで複数の刃６２を固定配置しておき、円筒状の発泡弾性体層５２ｂを治具６１の孔６１ａに通過させて、発泡弾性体層５２ｂ外周面に各刃６２を押し付け移動させることにより形成される。このため、各切り込み５２ｃを容易に形成することができ、発泡弾性体層５２ｂの生産効率を高くすることができる。
【００４９】
現像ローラ５３は、トナー供給ローラ５２と感光体ドラム２３間に配置され、トナー供給ローラ５２及び感光体ドラム５３に接触しており、回転自在に支持されて、図示しないモータ等によりトナー供給ローラ５２と同じ矢印Ｂの方向にかつ感光体ドラム２３と同じ周速度で回転駆動される。この現像ローラ５３の材質は、例えば導電性ゴム弾性材料であり、バイアス電源により帯電される。
【００５０】
トナーは、トナー供給ローラ５２及び現像ローラ５３の回転に伴い、トナー供給ローラ５２によりトナー槽５１から引き上げられて、現像ローラ５３外周面に供給され、更に現像ローラ５３外周面で担持搬送されて、感光体ドラム２３上の静電潜像に付着する。
【００５１】
トナー規制ブレード５４は、トナー供給ローラ５２と現像ローラ５３間の接触部位から離れた現像ローラ５３回転方向下流側で、現像ローラ５３に圧接し、現像ローラ５３外周面のトナー層を一定の厚みに規制する。
【００５２】
攪拌部材５５は、トナー供給ローラ５２上方に設けられ、回転自在に支持されて、図示しないモータ等により矢印Ｂの方向に回転駆動され、トナーの攪拌及び予備帯電を行いつつ、トナーの擬集を防止する。
【００５３】
さて、本実施例の現像装置２１では、先に述べた様にトナー供給ローラ５２の発泡弾性体層５２ｂ外周面に各切り込み５２ｃを一定のピッチＰで形成している。このため、トナー供給ローラ５２と現像ローラ５３の回転に伴い、トナー供給ローラ５２の発泡弾性体層５２ｂの各切り込み５２ｃが現像ローラ５３表面の残留トナーに引っ掛かって、現像ローラ５３表面の残留トナーが良好に掻き落とされる。また、同時に、トナー供給ローラ５２の発泡弾性体層５２ｂの各切り込み５２ｃが現像ローラ５３表面の残留トナーに引っ掛かって、各切り込み５２ｃが僅かに開いたとしても、発泡弾性体層５２ｂの略全周が現像ローラ５３に接触するので、発泡弾性体層５２ｂによるトナーの供給むらが殆ど生ぜず、発泡弾性体層５２ｂにより現像ローラ５３表面全体にトナーが均一に供給されて、現像ローラ５３表面全体に均一なトナー層が形成される。従って、トナー供給ローラ５２の発泡弾性体層５２ｂ外周面に各切り込み５２ｃを形成したことにより、現像ローラ５３表面の残留トナーの掻き落しと、現像ローラ５３表面へのトナーの供給とが共に良好に行われる。この結果、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ表面の静電潜像を良好に現像することができ、画像品質が向上する。
【００５４】
これに対して従来の様に発泡弾性ローラ外周面を凸凹状もしくは歯車状に成形した場合は、凸凹状もしくは歯車状の凹部の箇所でトナーの供給不足と掻き落とし不足が生じてしまい、このために現像ローラ表面全体に均一なトナー層が形成されず、画像品質が低下する。
【００５５】
次に、発泡弾性体層５２ｂの各切り込み５２ｃの好適なピッチＰを求める。ここで、現像ローラ５３表面の残留トナーを良好に掻き落すには、図５に示す様にトナー供給ローラ５２の発泡弾性体層５２ｂと現像ローラ５３が接触するニップ域Ｑにおいて、現像ローラ５３表面のいずれの位置に対してもトナー供給ローラ５２の発泡弾性体層５２ｂの少なくとも１つの切り込み５２ｃが摺接することが好ましい。そこで、そのための条件を求める。
【００５６】
まず、図６に示す様にトナー供給ローラ５２の発泡弾性体層５２ｂの周速をＶtarとし、現像ローラ５３の周速をＶdvとし、発泡弾性体層５２ｂと現像ローラ５３が接触するニップ域Ｑの幅をＷnとする。尚、図６においては、トナー供給ローラ５２周面及び現像ローラ５３周面を簡略化して直線状にしている。
【００５７】
このとき、現像ローラ５３表面の任意位置がニップ域Ｑを通過する通過時間Ｔｎは、次式（４）で求められる。また、現像ローラ５３表面の該任意位置が摺接する発泡弾性体層５２ｂの距離Ｘｔは、次式（５）で求められる。
【００５８】
Ｔｎ＝Ｗn／Ｖdv      …（４）
Ｘｔ＝Ｗn＋Ｖtar・Ｔｎ＝Ｗn・（１＋Ｖtar／Ｖdv）      …（５）
更に、各切り込み５２ｃのピッチをＰとし、現像ローラ５３表面の任意位置に摺接する発泡弾性体層５２ｂの切り込み５２ｃの個数をＮとすると、Ｎ＝Ｗn・（１＋Ｖtar／Ｖdv）／Ｐとなる。
【００５９】
ただし、ニップ域Ｑに対する切り込み５２ｃの通過タイミングにより、現像ローラ５３表面の任意位置に摺接する切り込み５２ｃの数が１つだけ減少して、Ｎが−１だけ変動することがあり得る。このため、Ｎ≧２であれば、少なくとも１つの切り込み５２ｃが現像ローラ５３に摺接することになる。従って、次式（１）を満たせば、現像ローラ５３表面の任意位置に少なくとも１つの切り込み５２ｃが摺接する。
【００６０】
Ｗn・（１＋Ｖtar／Ｖdv）／Ｐ≧２      …（１）
図７は、Ｎ（＝Ｗn・（１＋Ｖtar／Ｖdv）／Ｐ）に対するＮの変動率の特性を示すグラフである。図７のグラフにおいて、横軸は、Ｎ（＝Ｗn・（１＋Ｖtar／Ｖdv）／Ｐ）を表している。また、縦軸は、ニップ域Ｑに対する切り込み５２ｃの通過タイミングにより、１だけ減少するＮの変動率を表している。また、Ｎの変動率の特性曲線Ｉ1は、双曲線を描き、特性曲線Ｉ2は、該双曲線の勾配変動を示す。特性曲線Ｉ1の漸近線Ｉ3は、横軸のＮ＝２に交差する。この横軸のＮ＝２は、上記式（１）における右項の２を示唆している。
【００６１】
また、本実施例の現像装置２１では、先に述べた様に現像ローラ５３表面の任意位置が摺接するトナー供給ローラ５２の発泡弾性体層５２ｂ表面の距離Ｘｔを上記式（５）で定義した上で、発泡弾性体層５２ｂ外周面の発泡セルの径をＤcとし、ニップ域Ｑで副走査方向に列となって並ぶ発泡セルの個数をＭとすると、次式（３）を満たす。ただし、ニップ域Ｑに対する切り込み５２ｃの通過タイミングにより、Ｍが減少することがある。
【００６２】
Ｗn・（１＋Ｖtar／Ｖdv）／Ｄc≧５      …（２）
尚、発泡弾性体層５２ｂ外周面の発泡セルは、発泡弾性体層５２ｂ表面の多数の孔であり、トナーを担持して搬送したり、現像ローラ５３表面の残留トナーを掻き落とす。
【００６３】
図８は、Ｍ（＝Ｗn・（１＋Ｖtar／Ｖdv）／Ｄc）に対するＭの変動率の特性を示すグラフである。図８のグラフにおいて、横軸は、Ｍ（＝Ｗn・（１＋Ｖtar／Ｖdv）／Ｄc）を表している。また、縦軸は、ニップ域Ｑに対する発泡セルの通過タイミングにより変動するＭの変動率を表している。実験に基づいて、Ｍの変動率が２０％以内であれば、トナー供給ローラ５２の発泡弾性体層５２ｂの各発泡セルから現像ローラ５３表面全体へとトナーが均一に供給されて、現像ローラ５３表面全体に均一なトナー層が形成され、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ表面の静電潜像が良好に現像され、画像品質が向上することが分かっている。そして、図８のグラフから明らかな様にＭの変動率が２０％以内となるには、Ｍが５以上でなくてならない。
【００６４】
従って、上記式（２）を満たせば、ニップ域の発泡セルの個数の変動率が２０％以下になり、画像品質が向上することになる。
【００６５】
更に、本実施例の現像装置２１では、図５に示す様にトナー供給ローラ５２と現像ローラ５３が接触するニップ域Ｑの深さをＨとし、トナー供給ローラ５２と現像ローラ５３の軸間距離の変動量（以下軸の撓み量と称す）をＢとすると、次式（３）を満たす。
【００６６】
Ｂ＜０．３６・Ｈ      …（３）
ここで、実験に基づいて、ニップ域Ｑの幅Ｗnの変動率が２０％以内であれば、トナー供給ローラ５２の発泡弾性体層５２ｂから現像ローラ５３表面全体へとトナーが均一に供給されて、現像ローラ５３表面全体に均一なトナー層が形成され、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ表面の静電潜像が良好に現像され、画像品質が向上することが分かっている。
【００６７】
また、トナー供給ローラ５２の直径φを１３．５ｍｍに設定し、現像ローラ５３の直径φを１６ｍｍに設定した場合は、図９（ａ）のグラフに示す様にニップ域Ｑの深さＨに対してニップ域Ｑの幅Ｗnが変動する。そして、ニップ域Ｑの深さＨは、トナー供給ローラ５２と現像ローラ５３の軸の撓み量Ｂに応じて変動する。従って、図９（ａ）のグラフの特性に基づき、ニップ域Ｑの任意の深さＨについて、ニップ域Ｑの幅Ｗnの２０％の変動をもたらす深さＨの変動量を求め、この深さＨの変動量をもたらす軸の撓み量Ｂを求めることができる。更には、ニップ域Ｑの深さＨを変更して、その度に、ニップ域Ｑの幅Ｗnの変動率が２０％となる軸の撓み量Ｂを求めると、図９（ｂ）のグラフに示す様なニップ域Ｑの深さＨと軸の撓み量Ｂの関係を求めることができ、Ｂ＝０．３６・Ｈである。
【００６８】
同様に、トナー供給ローラ５２の直径φを１３．５ｍｍに設定し、現像ローラ５３の直径φを１８ｍｍに設定した場合も、図１０（ａ）及び（ｂ）のグラフから明らかな様にニップ域Ｑの幅Ｗnの変動率が２０％となるニップ域Ｑの深さＨと軸の撓み量Ｂの関係は、Ｂ＝０．３６・Ｈで表される。また、トナー供給ローラ５２の直径φを１３．５ｍｍに設定し、現像ローラ５３の直径φを２４ｍｍに設定した場合も、図１１（ａ）及び（ｂ）のグラフから明らかな様にニップ域Ｑの幅Ｗnの変動率が２０％となるニップ域Ｑの深さＨと軸の撓み量Ｂの関係は、Ｂ＝０．３６・Ｈで表される。
【００６９】
従って、トナー供給ローラ５２の直径と現像ローラ５３の直径との比にかかわらず、ニップ域Ｑの幅Ｗnの変動率が２０％となるニップ域Ｑの深さＨと軸の撓み量Ｂの関係は、Ｂ＝０．３６・Ｈであり、ニップ域Ｑの幅Ｗnの変動を２０％以下に抑えるには、軸の撓み量Ｂを上記式（３）の範囲に抑えれば良いことは明らかである。これにより、現像ローラ５３表面全体に均一なトナー層が形成され、画像品質が向上する
また、本実施例の現像装置２１では、トナーの粒径が７μｍ以下であり、トナーの顔料重量比が７％以上である。小粒径のトナーの場合は、現像ローラ５３表面の残留トナーを掻き落とし難くなるものの、トナー供給ローラ５２の発泡弾性体層５２ｂの各切り込み５２ｃにより残留トナーを良好に掻き落とすことができる。また、大きな顔料重量比のトナーの場合は、トナーそのものの強度が低いことから、トナー供給ローラ５２の発泡弾性体層５２ｂを現像ローラ５３表面の残留トナーに強く押し付けると、残留トナーが破壊されて劣化し、トナーの回収並びに再利用が困難になる。ところが、トナー供給ローラ５２の発泡弾性体層５２ｂに各切り込み５２ｃを形成していることから、発泡弾性体層５２ｂを現像ローラ５３表面の残留トナーに軽く押し付けるだけで、残留トナーを破壊せずに掻き落とすことでき、トナーの回収並びに再利用が可能になる。
【００７０】
尚、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、多様に変形することができる。例えば、トナー供給ローラ５３だけではなく、本発明をトナー補給口５６のトナー補給ローラ５７に適用しても構わない。この場合は、トナー補給ローラ５７として、回転軸周囲に発泡弾性体層を設け、複数の切り込みを発泡弾性体層に形成したものを用いる。これにより、トナーの補給効率を高めることができる。
【００７１】
また、各画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄのクリーナユニット２５ａ〜２５ｄとして、クリーニングローラを用いるならば、本発明をクリーニングローラに適用しても構わない。この場合は、クリーニングローラとして、回転軸周囲に発泡弾性体層を設け、複数の切り込みを発泡弾性体層に形成したものを用いる。これにより、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ表面の残留トナーを良好に掻き落とすことが可能になる。
【００７２】
更に、カラー用の画像形成装置だけではなく、モノクロ用の画像形成装置にも、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の画像形成装置の実施例１を示す側面図である。
【図２】図１の画像形成装置における現像装置周辺を示す側面図である。
【図３】図２の現像装置におけるトナー供給ローラを示す斜視図である。
【図４】図３のトナー供給ローラを製造するための治具を示す斜視図である。
【図５】図２の現像装置におけるトナー供給ローラと現像ローラが接触するニップ域を概念的に示す模式図である。
【図６】図２の現像装置におけるトナー供給ローラの周速Ｖtar、現像ローラの周速Ｖdv、及びニップ域の幅Ｗnを説明するために用いた図である。
【図７】現像ローラ表面の任意位置に摺接するトナー供給ローラの切り込みの個数Ｎの変動率を示すグラフである。
【図８】ニップ域で副走査方向に列となって並ぶ発泡セルの個数Ｍの変動率を示すグラフである。
【図９】（ａ）はトナー供給ローラの直径φを１３．５ｍｍに設定し、現像ローラの直径φを１６ｍｍに設定したときのニップ域の深さＨに対するニップ域の幅Ｗnの変動特性を示すグラフであり、（ｂ）はニップ域の幅Ｗnの変動率が２０％となる深さＨと軸の撓み量Ｂの関係を示すグラフである。
【図１０】（ａ）はトナー供給ローラの直径φを１３．５ｍｍに設定し、現像ローラの直径φを１８ｍｍに設定したときのニップ域の深さＨに対するニップ域の幅Ｗnの変動特性を示すグラフであり、（ｂ）はニップ域の幅Ｗnの変動率が２０％となる深さＨと軸の撓み量Ｂの関係を示すグラフである。
【図１１】（ａ）はトナー供給ローラの直径φを１３．５ｍｍに設定し、現像ローラの直径φを２４ｍｍに設定したときのニップ域の深さＨに対するニップ域の幅Ｗnの変動特性を示すグラフであり、（ｂ）はニップ域の幅Ｗnの変動率が２０％となる深さＨと軸の撓み量Ｂの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７４】
１  露光ユニット
２  中間転写ベルトユニット
３  定着ユニット
４  用紙搬送装置
５  給紙トレイ
６  排紙トレイ
２１、２１ａ〜２１ｄ  現像装置
２２、２２ａ〜２２ｄ  トナーカートリッジ
２３、２３ａ〜２３ｄ  感光体ドラム
２４ａ〜２４ｄ  帯電器
２５ａ〜２５ｄ  クリーナユニット
５１  トナー槽
５２  トナー供給ローラ
５３  現像ローラ
５４  トナー規制ブレード
５５  攪拌部材
５７  トナー補給ローラ
Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ  画像形成ステーション
【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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