(57)【要約】【課題】現像ローラが均一かつ最適な量のトナーを担持し、これを感光体へ付与することにより、濃淡ムラ等の無い均一な潜像を得ることができる現像装置およびこれを備える画像形成装置を提供すること。【解決手段】現像装置は、外周部３０１にトナーＴを保持して、該保持されたトナーＴを感光体へ付与する現像ローラ５１０を有するものである。この現像装置の現像ローラ５１０の外周部３０１には、トナーＴの粒子Ｔ１およびＴ２が入る溝２が形成され、溝２の少なくとも一部が、現像ローラ５１０の外周面３０１ａに開口し、一対の側面２１１と底面２１２とを有する第１凹部２１と、底面２１２より現像ローラ５１０の回転軸側に位置し、底面２１２に開口する第２凹部２２とを有する２段溝構造部２３で構成されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周部にトナーを保持して、該保持されたトナーを感光体へ付与する現像ローラを有する現像装置であって、
前記現像ローラの外周部には、前記トナーの粒子が入る溝が形成され、
前記溝の少なくとも一部が、前記現像ローラの外周面に開口し、一対の側面と底面とを有する第１凹部と、前記底面より前記現像ローラの回転軸側に位置し、前記底面に開口する第２凹部とを有する２段溝構造部で構成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記第１凹部の両側面は、前記現像ローラの回転軸から遠ざかる方向に溝幅が漸増するように傾斜している請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記第１凹部の両側面同士のなす角度をθ１としたとき、θ１は、６０〜１５０°である請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記第１凹部の深さをＤ１としたとき、Ｄ１は、１〜１０μｍである請求項１ないし３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
前記第２凹部は、一対の側面と底面とを有する請求項１ないし４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
前記第２凹部の両側面は、前記現像ローラの回転軸から遠ざかる方向に溝幅が漸増するように傾斜している請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】
前記第２凹部の両側面同士のなす角度をθ２としたとき、θ２は、６０〜１５０°である請求項６に記載の現像装置。
【請求項８】
前記第２凹部の深さをＤ２としたとき、Ｄ２は、１〜１０μｍである請求項１に記載の現像装置。
【請求項９】
前記第１凹部の最大溝幅をＷ１max、前記第１凹部の最小溝幅をＷ１min、前記第２凹部の最大溝幅をＷ２maxとしたとき、
Ｗ１max＞Ｗ１min＞Ｗ２max
なる関係を満足する請求項１に記載の現像装置。
【請求項１０】
前記溝のほぼ全体が前記２段溝構造部で構成されている請求項１ないし９のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１１】
前記２段溝構造部は、前記溝の長手方向に沿って間欠的に形成されている請求項１ないし９のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１２】
前記溝の長手方向に沿って、前記２段溝構造部と、前記現像ローラの外周面に開口し、一対の側面と底面とを有する第１凹部のみで構成される１段溝構造部とが、交互に形成されている請求項１１に記載の現像装置。
【請求項１３】
前記溝は、互いに平行でありかつ前記現像ローラの前記外周部の周方向に対して傾斜する方向に形成された複数の第１の溝と、互いに平行でありかつ前記現像ローラの外周部の周方向に対して傾斜する方向に形成され、前記各第１の溝と交差する複数の第２の溝とを有し、前記第１の溝および／または前記第２の溝に前記２段溝構造部が形成されている請求項１ないし１２のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１４】
前記２段溝構造部は、現像ローラの外周面の周方向および／またはローラ長手方向に沿って均一に分散配置されている請求項１ないし１３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１５】
前記現像ローラの外周面において、前記溝が占める面積率は、前記外周面の面積の４０〜９０％である請求項１ないし１４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１６】
前記現像ローラは、少なくとも外周部が金属材料で構成されている請求項１ないし１５のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１７】
請求項１ないし１６のいずれか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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置およびこれを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用するコピー、プリンタなどの画像形成装置は、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、定着工程などの一連の画像形成プロセスによって、紙などの記録媒体上に、トナーからなる画像を形成する。
現像工程では、例えば、静電的な潜像を担持する感光体に、トナーを担持する現像ローラを接触させた状態で、帯電したトナーを現像ローラから潜像へ付与し、潜像をトナー像として可視化する。
【０００３】
従来、トナー等のような粉状体を付与（塗布）するものとしては、例えば、特許文献１に記載されているような現像ローラ（塗工用ロッド）が知られている。
図７（ａ）に示すように、従来の塗工用ロッド１００は、その形状がほぼ円柱形状をなしている。この塗工用ロッド１００の外周部には、互いに平行な多数の第１溝１０１と、これらの第１溝１０１と交差するように設けられた互いに平行な多数の第２溝１０２とが設けられており、互いに隣接する第１溝１０１と、互いに隣接する第２溝１０２とにより区画された格子状の多数の凸部１０３が形成されている（図７（ｂ）および（ｃ）参照）。そして、溝（第１溝１０１および第２溝１０２）の横断面形状は、Ｖ字状をなしており、その深さは溝の各部で等しい（図７（ｃ）参照）。
しかしながら、このような形状の溝（第１溝１０１および第２溝１０２）では、一般的なトナーを保持した場合、保持するトナーの量が多すぎてしまい、潜像に濃淡ムラが生じるおそれがあった。また、無駄となるトナーの量が多くなるという問題もあった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３０１４１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、現像ローラが均一かつ最適な量のトナーを担持し、これを感光体へ付与することにより、濃淡ムラ等の無い均一な潜像を得ることができる現像装置およびこれを備える画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の現像装置は、外周部にトナーを保持して、該保持されたトナーを感光体へ付与する現像ローラを有する現像装置であって、
前記現像ローラの外周部には、前記トナーの粒子が入る溝が形成され、
前記溝の少なくとも一部が、前記現像ローラの外周面に開口し、一対の側面と底面とを有する第１凹部と、前記底面より前記現像ローラの回転軸側に位置し、前記底面に開口する第２凹部とを有する２段溝構造部で構成されていることを特徴とする。
これにより、現像ローラが均一かつ最適な量のトナーを担持し、これを感光体へ付与するので、感光体における可視化された潜像に濃淡ムラ等が発生するのを防止することができ、無駄となるトナーの量を削減することができる。
【０００７】
本発明の現像装置では、前記第１凹部の両側面は、前記現像ローラの回転軸から遠ざかる方向に溝幅が漸増するように傾斜しているのが好ましい。
これにより、トナーの粒子が第１凹部から感光体に向って容易に抜け、よって、このトナーを感光体に確実に付与することができる。
本発明の現像装置では、前記第１凹部の両側面同士のなす角度をθ１としたとき、θ１は、６０〜１５０°であるのが好ましい。
θ１が前記下限値未満であると、各側面が急峻なものとなり、トナーの粒子が第１凹部から抜け難くなる可能性がある。また、θ１が前記上限値を超えると、無駄となるトナーの量が多くなる可能性がある。
【０００８】
本発明の現像装置では、前記第１凹部の深さをＤ１としたとき、Ｄ１は、１〜１０μｍであるのが好ましい。
これにより、現像ローラがより均一かつ最適な量のトナーを担持し、これを感光体へ付与するので、感光体における可視化された潜像に濃淡ムラ等が発生するのを確実に防止することができる。
【０００９】
本発明の現像装置では、前記第２凹部は、一対の側面と底面とを有するのが好ましい。
これにより、トナーが溝から離脱するのが防止され、よって、無駄となるトナーの量を削減することができる。
本発明の現像装置では、前記第２凹部の両側面は、前記現像ローラの回転軸から遠ざかる方向に溝幅が漸増するように傾斜しているのが好ましい。
これにより、トナー粒子が第２凹部から第１凹部を通過して感光体に向って容易に抜け、よって、このトナーを感光体に確実に付与することができる。
【００１０】
本発明の現像装置では、前記第２凹部の両側面同士のなす角度をθ２としたとき、θ２は、６０〜１５０°であるのが好ましい。
θ２が前記下限値未満であると、各側面が急峻なものとなり、トナーの粒子が第２凹部から抜け難くなる可能性がある。また、θ２が前記上限値を超えると、無駄となるトナーの量が多くなる可能性がある。
【００１１】
本発明の現像装置では、前記第２凹部の深さをＤ２としたとき、Ｄ２は、１〜１０μｍであるのが好ましい。
これにより、現像ローラがより均一かつ最適な量のトナーを担持し、これを感光体へ付与するので、感光体における可視化された潜像に濃淡ムラ等が発生するのを確実に防止することができる。
【００１２】
本発明の現像装置では、前記第１凹部の最大溝幅をＷ１max、前記第１凹部の最小溝幅をＷ１min、前記第２凹部の最大溝幅をＷ２maxとしたとき、
Ｗ１max＞Ｗ１min＞Ｗ２max
なる関係を満足するのが好ましい。
これにより、２段溝構造部からトナーが容易に抜け、よって、このトナーを感光体に確実に付与することができる。
【００１３】
本発明の現像装置では、前記溝のほぼ全体が前記２段溝構造部で構成されているのが好ましい。
これにより、より均一かつ最適な量のトナーを感光体へ付与することができ、よって、濃淡ムラ等の無いより均一な潜像を得ることができる。
本発明の現像装置では、前記２段溝構造部は、前記溝の長手方向に沿って間欠的に形成されているのが好ましい。
これにより、現像ローラがより均一かつ最適な量のトナーを担持することができる。また、このようなトナーを感光体へ付与することにより、感光体における可視化された潜像に濃淡ムラ等が発生するのを防止することができる。
【００１４】
本発明の現像装置では、前記溝の長手方向に沿って、前記２段溝構造部と、前記現像ローラの外周面に開口し、一対の側面と底面とを有する第１凹部のみで構成される１段溝構造部とが、交互に形成されているのが好ましい。
これにより、現像ローラがより均一かつ最適な量のトナーを担持することができる。また、このようなトナーを感光体へ付与することにより、感光体における可視化された潜像に濃淡ムラ等が発生するのを防止することができる。
【００１５】
本発明の現像装置では、前記溝は、互いに平行でありかつ前記現像ローラの前記外周部の周方向に対して傾斜する方向に形成された複数の第１の溝と、互いに平行でありかつ前記現像ローラの外周部の周方向に対して傾斜する方向に形成され、前記各第１の溝と交差する複数の第２の溝とを有し、前記第１の溝および／または前記第２の溝に前記２段溝構造部が形成されているのが好ましい。
これにより、現像ローラがより均一かつ最適な量のトナーを担持することができる。また、このようなトナーを感光体へ付与することにより、感光体における可視化された潜像に濃淡ムラ等が発生するのを防止することができる。
【００１６】
本発明の現像装置では、前記２段溝構造部は、現像ローラの外周面の周方向および／またはローラ長手方向に沿って均一に分散配置されているのが好ましい。
これにより、現像ローラがより均一かつ最適な量のトナーを担持することができる。また、このようなトナーを感光体へ付与することにより、感光体における可視化された潜像に濃淡ムラ等が発生するのを防止することができる。
【００１７】
本発明の現像装置では、前記現像ローラの外周面において、前記溝が占める面積率は、前記外周面の面積の４０〜９０％であるのが好ましい。
これにより、より均一かつ最適な量のトナーを感光体へ付与することができ、よって、濃淡ムラ等の無いより均一な潜像を得ることができる。
本発明の現像装置では、前記現像ローラは、少なくとも外周部が金属材料で構成されているのが好ましい。
これにより、例えば転造（転写法）によって現像ローラの外周部に溝を形成するとき、当該溝を容易かつ確実に形成することができる。
【００１８】
本発明の画像形成装置は、前記いずれかの現像装置を備えることを特徴とする。
これにより、現像装置において、現像ローラが均一かつ最適な量のトナーを担持し、これを感光体へ付与するので、感光体における可視化された潜像に濃淡ムラ等が発生するのを防止することができ、無駄となるトナーの量を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の現像装置および画像形成装置の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の画像形成装置の概略構成を示す模式的断面図、図２は、本発明の現像装置の概略構成を示す模式的断面図である。なお、図１には、矢印にて上下方向を示している。
【００２０】
（画像形成装置）
まず、図１に基づいて、画像形成装置の一例としてレーザビームプリンタ（以下単に「プリンタ」と言う）１０について説明する。
図１に示すように、プリンタ１０は、潜像を担持し図中矢印方向に回転する感光体２０を有し、その回転方向（時計方向）に沿って帯電ユニット３０、露光ユニット４０、現像ユニット５０、一次転写ユニット６０および中間転写体７０、クリーニングユニット７５がこの順に配設されている。また、プリンタ１０は、図１の下部に、紙などの記録媒体Ｐ１を給紙する給紙トレイ９２を有し、該給紙トレイ９２からの記録媒体Ｐ１の搬送方向下流に向かって、二次転写ユニット８０、定着ユニット９０が順次配設されている。
【００２１】
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とを有し、その軸線回りに図１中矢印方向（時計方向）に回転可能となっている。帯電ユニット３０は、コロナ帯電などにより感光体２０の表面を一様に帯電させるための装置である。
露光ユニット４０は、図示しないパーソナルコンピュータなどのホストコンピュータから画像情報を受け、これに応じて、一様に帯電された感光体２０にレーザ光を所望のパターンで照射することにより、感光体２０の外周面に静電的な潜像（静電潜像）を担持（形成）させる装置である。
【００２２】
現像ユニット５０は、ブラック現像装置５１、マゼンタ現像装置５２、シアン現像装置５３およびイエロー現像装置５４の４つの現像装置を有し、これらの現像装置を感光体２０上の潜像に対応して選択的に用いて、前記潜像を感光体２０上においてトナー像として可視化する装置である。ブラック現像装置５１はブラック（Ｋ）トナー、マゼンタ現像装置５２はマゼンタ（Ｍ）トナー、シアン現像装置５３はシアン（Ｃ）トナー、イエロー現像装置５４はイエロー（Ｙ）トナーを用いてそれぞれ現像を行う。
【００２３】
本実施形態における現像ユニット５０は、前述の４つの現像装置５１、５２、５３、５４を選択的に（所定の順序で）感光体２０に対向することができるように、回転可能となっている。具体的には、この現像ユニット５０では、軸５０ａを中心として回転可能な保持体の４つの保持部５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄにそれぞれ４つの現像装置５１、５２、５３、５４が保持されており、前記保持体の回転により、各現像装置５１、５２、５３、５４がそれらの相対位置関係を維持したまま、感光体２０に選択的に対向するようになっている。なお、各現像装置の詳細な構成については後述する。
【００２４】
一次転写ユニット６０は、感光体２０に形成されたトナー像を中間転写体７０に転写するための装置である。
中間転写体７０は、エンドレスのベルトで構成されており、図１に示す矢印方向に、感光体２０とほぼ同じ周速度にて回転駆動（循環）される。中間転写体７０上には、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローのうちの少なくとも１色のトナー像が担持され、例えばフルカラー画像の形成時に、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの４色のトナー像が順次重ねて転写されて、フルカラーのトナー像が形成される。
【００２５】
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やフルカラーなどのトナー像を、紙、フィルム、布等の記録媒体Ｐ１に転写するための装置である。
定着ユニット９０は、前記トナー像の転写を受けた記録媒体Ｐ１を加熱および加圧することにより、前記トナー像を記録媒体Ｐ１上に融着させて永久像として定着させ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との間で感光体２０の表面に当接する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。
【００２６】
次に、このように構成されたプリンタ１０の動作を説明する。
まず、図示しないホストコンピュータからの指令により、感光体２０、現像ユニット５０の各現像装置５１、５２、５３、５４に対応して設けられた後述の現像ローラ５１０（図２、図３参照）、および中間転写体７０が回転を開始する。そして、感光体２０は、回転することによって帯電ユニット３０により順次帯電される。
【００２７】
感光体２０上の帯電された領域は、感光体２０の回転に伴って露光ユニット４０と対向する露光位置に至り、露光ユニット４０によって、第１色目、例えばイエローＹの画像情報に応じた潜像が前記領域に形成される。
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、イエロー現像装置５４によってイエロートナーで現像される。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。このとき、現像ユニット５０は、イエロー現像装置５４が、前記現像位置にて感光体２０と対向している（図１参照）。
【００２８】
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。具体的には、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（一次転写バイアス）が印加されているため、該一時転写電圧によって感光体２０上に形成されたイエロートナー像が中間転写体７０に吸着される。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。
【００２９】
前述の処理と同様の処理が、第２色目、第３色目および第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各色のトナー像が、中間転写体７０に重なり合って転写される。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。
一方、記録媒体Ｐ１は、給紙トレイ９２から、給紙ローラ９４、レジローラ９６によって二次転写ユニット８０へ搬送される。
【００３０】
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ユニット８０が配置された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Ｐ１に転写される。具体的には、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（二次転写バイアス）が印加されているので、該二次転写電圧によって中間転写体７０上に形成されたフルカラートナー像が、中間転写体７０および二次転写ユニット８０の間に介在する記録媒体Ｐ１に吸着されて転写される。
【００３１】
記録媒体Ｐ１に転写されたフルカラートナー像は、定着ユニット９０によって加熱および加圧されて記録媒体Ｐ１上に融着され、これにより定着されたトナー像が得られる。
一方、感光体２０は、一次転写位置を経過した後に、クリーニングユニット７５のクリーニングブレード７６によって、その表面に付着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、クリーニングユニット７５内の残存トナー回収部（図示しない）に回収される。
【００３２】
（現像装置）
次に、現像ユニット５０の現像装置５１、５２、５３、５４について詳細に説明するが、これらは、ほぼ同一の構成であるため、以下、図２に基づき、イエロー現像装置５４を代表的に説明する。
図２は、本発明の現像装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【００３３】
図２に示すイエロー現像装置５４は、イエロートナーであるトナーＴを収容するハウジング５４０と、トナー担持体たる現像ローラ５１０と、この現像ローラ５１０にトナーＴを供給するトナー供給ローラ５５０と、現像ローラ５１０に担持されたトナーＴの層厚を規制する規制ブレード５６０とを有している。
ハウジング５４０は、その内部空間として形成された収容部５３０内にトナーＴを収容する。ハウジング５４０では、収容部５３０の下部に形成された開口およびその近傍において、トナー供給ローラ５５０および現像ローラ５１０が互いに圧接回転可能に支持されている。また、ハウジング５４０には、規制ブレード５６０が取り付けられていて、これが現像ローラ５１０に圧接されている。さらに、ハウジング５４０には、前記開口におけるハウジング５４０と現像ローラ５１０との間からのトナーの漏れを防止するためのシール部材５２０が取り付けられている。
現像ローラ５１０は、外周部にトナーＴを保持（担持）して、該保持されたトナーＴを感光体２０へ付与する、すなわち、保持されたトナーＴを感光体２０と対向する現像位置に搬送するものである。また、現像ローラ５１０は、軸線まわりに回転可能な円柱状物であり、本実施形態では、感光体２０の回転方向と逆の方向に回転する。
【００３４】
また、本実施形態では、イエロー現像装置５４による現像時に、現像ローラ５１０と感光体２０とが微小間隙をもって、非接触状態で対向する。そして、現像ローラ５１０と感光体２０との間に交番電界を印加する（以下、この状態を「電界印加状態」という）ことにより、トナーＴを現像ローラ５１０上から感光体２０へ飛翔させて、感光体２０上の潜像についての現像が行われる。
【００３５】
トナー供給ローラ５５０は、収容部５３０に収容されたトナーＴを現像ローラ５１０に供給する。このトナー供給ローラ５５０は、ポリウレタンフォーム等からなり、弾性変形された状態で現像ローラ５１０に圧接している。本実施形態では、トナー供給ローラ５５０は、現像ローラ５１０の回転方向と逆の方向に回転する。なお、トナー供給ローラ５５０は、収容部５３０に収容されたトナーＴを現像ローラ５１０に供給する機能を有するだけでなく、現像後に現像ローラ５１０に残存しているトナーＴを現像ローラ５１０から剥ぎ取る機能をも有している。
【００３６】
規制ブレード５６０は、現像ローラ５１０に担持されたトナーＴの層厚を規制するとともに、その規制時における摩擦帯電により、現像ローラ５１０に担持されたトナーＴに電荷を付与する。この規制ブレード５６０は、現像ローラ５１０の回転方向にて現像位置の上流側のシール部材としても機能している。この規制ブレード５６０は、現像ローラ５１０の軸方向に沿って当接される当接部材としてのゴム部５６０ａと、このゴム部５６０ａを支持する支持部材としてのゴム支持部５６０ｂとを有している。ゴム部５６０ａは、シリコンゴム、ウレタンゴム等を主材料として構成され、ゴム支持部５６０ｂは、ゴム部５６０ａを現像ローラ５１０側に付勢する機能も有するため、リン青銅、ステンレス等のバネ性（弾性）を有するシート状の薄板が用いられる。ゴム支持部５６０ｂは、その一端がブレード支持板金５６２に固定されている。ブレード支持板金５６２は、ハウジング５４０に取り付けられ、シール部材５２０もハウジング５４０に取り付けられる。さらに現像ローラ５１０が取り付けられた状態で、ゴム部５６０ａは、ゴム支持部５６０ｂの撓みによる弾性力によって、現像ローラ５１０に押しつけられている。
また、本実施形態では、規制ブレード５６０の現像ローラ５１０側とは逆側には、ブレード裏部材５７０が設けられ、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するとともに、ゴム部５６０ａを現像ローラ５１０へ押圧して、ゴム部５６０ａを現像ローラ５１０に押しつけている。
【００３７】
本実施形態では、規制ブレード５６０の自由端部、すなわち、ブレード支持板金５６２に支持されている側とは逆側の端部は、その端縁で現像ローラ５１０に接触せずに、端縁から若干離れた部位で現像ローラ５１０に接触している。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。
【００３８】
次に、図３および図４に基づき、現像ローラ５１０を詳細に説明する。
図３は、図２に示す現像装置が有する現像ローラの概略構成を示す平面図、図４は、図３中のＡ−Ａ線断面図である。
図３に示すように、現像ローラ５１０は、円柱状の本体３００と、該本体３００の回転軸（中心軸）Ｏに沿って本体３００の両端からそれぞれ突出し、本体３００の外径より縮径した縮径部３１０とを有している。この現像ローラ５１０の本体３００は、アルミニウム、ステンレス、鉄等のような金属材料を主材料として構成されている。これにより、後述する溝２を例えば転造（転写法）によって本体３００（現像ローラ５１０）の外周部３０１に形成するとき、当該溝２を容易かつ確実に形成することができる。
なお、本体３００の外周面（外周部３０１）には、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。
また、本体３００の直径は、特に限定されないが、例えば、１０〜３０ｍｍであるのが好ましく、１５〜２０ｍｍであるのがより好ましい。
【００３９】
図３および図４に示すように、本体３００の外周部３０１には、複数の溝２が螺旋状をなして形成されている。また、複数の溝２は、互いにほぼ平行に形成されている。
図４に示すように、各溝２には、トナー供給ローラ５５０から供給されたトナーＴの粒子が入る。この粒子には、直径が比較的大きい（例えば、５〜１０μｍ）粒子Ｔ１、粒子Ｔ１より直径が小さい（例えば、１〜５μｍ）粒子Ｔ２が存在する。このように各粒子の直径にバラツキがあるトナーＴに対して、溝２の形状は、密接な関係がある。
【００４０】
各溝２は、そのほぼ全体にわたって、第１凹部２１と、第１凹部２１（底面２１２）より現像ローラ５１０の回転軸Ｏ側に位置する第２凹部２２とを有する２段溝構造部２３で構成されている。
第１凹部２１は、現像ローラ５１０の外周面３０１ａに開口する凹部（溝）である。この第１凹部２１は、断面形状が台形をなしており、一対の側面２１１と底面２１２とを有している。
底面２１２は、外周面３０１ａに対してほぼ平行に形成されている。
底面２１２と外周面３０１ａとの距離、すなわち、第１凹部２１の深さＤ１は、特に限定されないが、例えば、１〜１０μｍであるのが好ましく、１〜５μｍであるのがより好ましい。
【００４１】
深さＤ１が前記範囲内の値であると、現像ローラ５１０が均一かつ最適な量の多数の粒子Ｔ２（トナーＴ）を担持することができ、よって、電界印加状態で側面２１１や底面２１２に接触し擦られた粒子Ｔ２を帯電させることができる。また、これら帯電した粒子Ｔ２を感光体２０に確実に付与することができ、よって、濃淡ムラ等の無い均一な潜像を得ることができる。
【００４２】
これに対し、深さＤ１が前記下限値未満であると、第１凹部２１には、粒子Ｔ１はもちろんのこと、粒子Ｔ２までも収納されない可能性がある。このため、粒子Ｔ２は、第１凹部２１から離脱し、結果、無駄となるトナーＴの量が多くなる可能性がある。また、深さＤ１が前記下限値未満であると、担持するトナーＴの量が少なくなるため、鮮明な潜像を得るのが困難となる可能性がある。
深さＤ１が前記上限値を超えると、第１凹部２１には、トナーＴが過剰に収納されることとなり、これを感光体２０へ付与した場合、潜像に濃淡ムラが生じる可能性がある。
【００４３】
両側面２１１は、それぞれ、底面２１２に対して、図４中左右対称に傾斜して形成されている。
また、これら側面２１１は、現像ローラ５１０の回転軸Ｏから遠ざかる方向に溝幅が漸増するように傾斜している。これにより、帯電したＴ２が第１凹部２１から感光体２０に向って容易に抜け出、よって、この粒子Ｔ２を感光体２０に確実に付与することができる。
【００４４】
両側面２１１同士のなす角度θ１は、特に限定されないが、例えば、６０〜１５０°であるのが好ましく、６０〜９０°であるのがより好ましい。
角度θ１が前記下限値未満であると、各側面２１１が急峻なものとなり、帯電した粒子Ｔ２が第１凹部２１から抜け難くなる可能性がある。また、角度θ１が前記下限値未満であると、各側面２１１の面積が小さくなるので、粒子Ｔ２との総接触面積が小さくなる。このため、多数の粒子Ｔ２を帯電させるのが困難となり、十分な量の粒子Ｔ２を感光体２０に付与するのが困難となる可能性がある。
角度θ１が前記上限値を超えると、無駄となるトナーの量が多くなる可能性がある。
【００４５】
図４に示すように、第２凹部２２は、第１凹部２１の底面２１２のほぼ中央部に開口する凹部である。
この第２凹部２２は、第１凹部２１とほぼ同様に、断面形状が台形をなしており、一対の側面２２１と底面２２２とを有している。例えば粒子Ｔ１の直径が第１凹部２１の深さＤ１より大きい場合、その粒子Ｔ１は、第１凹部２１に収納され難いが、第１凹部２１から第２凹部２２に転動することにより、第２凹部２２にトラップされる。これにより、粒子Ｔ１は、第１凹部２１と第２凹部２２とにわたって（第２凹部２２とその上側の空間に）収納され得る（図４参照）。このように粒子Ｔ１が収納されることにより、当該粒子Ｔ１が溝２（２段溝構造部２３）から離脱するのが防止され、よって、無駄となるトナーＴの量を削減することができる。
底面２２２は、底面２１２に対してほぼ平行に形成されている。
底面２２２と底面２１２との距離、すなわち、第２凹部２２の深さＤ２は、特に限定されないが、例えば、１〜１０μｍであるのが好ましく、１〜５μｍであるのがより好ましい。
【００４６】
深さＤ２が前記範囲内の値であると、現像ローラ５１０が均一かつ最適な量のトナーＴを担持することができ、よって、電界印加状態で側面２２１や底面２２２に接触し擦られた粒子Ｔ１およびＴ２（トナーＴ）を帯電させることができる。また、これら帯電した粒子Ｔ１およびＴ２を感光体２０に確実に付与することができ、よって、濃淡ムラ等の無い均一な潜像を得ることができる。
これに対し、深さＤ２が前記下限値未満であると、担持するトナーＴの量が少なくなるため、鮮明な潜像を得るのが困難となる可能性がある。
また、深さＤ２が前記上限値を超えると、溝２には、トナーＴが過剰に収納されることとなり、これを感光体２０へ付与した場合、潜像に濃淡ムラが生じる可能性がある。
【００４７】
両側面２２１は、それぞれ、底面２２２に対して、図４中左右対称に傾斜して形成されている。
また、これら側面２２１は、現像ローラ５１０の回転軸Ｏから遠ざかる方向に溝幅が漸増するように傾斜している。これにより、帯電した粒子Ｔ１およびＴ２が第２凹部２２から第１凹部２１を通過して感光体２０に向って容易に抜け出、よって、これら粒子Ｔ１およびＴ２を感光体２０に確実に付与することができる。
【００４８】
両側面２２１同士のなす角度θ２は、特に限定されないが、例えば、６０〜１５０°であるのが好ましく、６０〜９０°であるのがより好ましい。
角度θ２が前記下限値未満であると、各側面２２１が急峻なものとなり、帯電した粒子Ｔ１およびＴ２が第２凹部２２から抜け難くなる可能性がある。また、角度θ２が前記下限値未満であると、各側面２２１の面積が小さくなるので、粒子Ｔ１およびＴ２との総接触面積が小さくなる。このため、多数の粒子Ｔ１およびＴ２を帯電させるのが困難となり、十分な量の粒子Ｔ１およびＴ２を感光体２０に付与するのが困難となる可能性がある。
角度θ２が前記上限値を超えると、無駄となるトナーの量が多くなる可能性がある。
【００４９】
以上のように、各溝２は、第１凹部２１と第２凹部２２とを有する２段溝構造部２３で構成されている。図４に示すように、２段溝構造部２３では、粒子Ｔ１が収納されており、粒子Ｔ１を除いた空間を埋めるように粒子Ｔ２が収納されている。
２段溝構造部２３（溝２）では、第１凹部２１の最大溝幅をＷ１max、第１凹部２１の最小溝幅をＷ１min、第２凹部２２の最大溝幅をＷ２maxとしたとき、これらの溝幅が、Ｗ１max＞Ｗ１min＞Ｗ２maxなる関係を満足するのが好ましい（図４参照）。これにより、２段溝構造部２３から、帯電した粒子Ｔ１およびＴ２が容易に抜け出、よって、これら粒子Ｔ１およびＴ２を感光体２０に確実に付与することができる。
【００５０】
また、２段溝構造部２３では、角度θ１およびθ２は、θ１＝θ２なる関係を満足していてもよいし、θ１＞θ２なる関係を満足していてもよいし、θ１＜θ２なる関係を満足していてもよい。
また、図３に示す現像ローラ５１０の外周面３０１ａにおいて、複数の溝２が占める（以下、複数の溝２が形成されている部位を「溝形成部３２０」という）面積率は、外周面３０１ａの面積の４０〜９０％であるのが好ましく、６０〜８０％であるのがより好ましい。溝形成部３２０の面積率が前記範囲内の値であると、より均一かつ最適な量のトナーＴを担持することができる。また、このようなトナーＴを感光体２０へ付与することにより、濃淡ムラ等の無いより均一な潜像を得ることができる。
【００５１】
また、前述したように、各溝２は、そのほぼ全体が２段溝構造部２３で構成されている。これにより、より均一かつ最適な量のトナーＴを担持することができる。また、このようなトナーＴを感光体２０へ付与することにより、濃淡ムラ等の無いより均一な潜像を得ることができる。
また、本実施形態では、各溝２は、螺旋状をなしているが、これに限定されず、例えば、現像ローラ５１０の外周面３０１ａの周方向に沿ったリング状をなしていてもよいし、現像ローラ５１０の長手方向に沿った直線状をなしていてもよい。
また、本実施形態では、溝２の形成数は、複数であるが、これに限定されず、例えば、１つであってもよい。
【００５２】
＜第２実施形態＞
図５は、本発明の現像装置（第２実施形態）が有する現像ローラを示す拡大平面図である。
以下、この図を参照して本発明の現像装置の第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、溝の構成が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。
【００５３】
図５に示す現像ローラ５１０Ａの外周部３０１には、複数の２段溝構造部２３と、第１凹部２１のみで構成される複数の１段溝構造部２４とで構成された溝２Ａが形成されている。
複数の２段溝構造部２３は、それぞれ、溝２の長手方向に沿って間欠的に形成されており、複数の１溝構造部２４は、それぞれ、溝２の長手方向に沿って間欠的に形成されている。換言すれば、２段溝構造部２３と１段溝構造部２４とは、溝２の長手方向に沿って、交互に形成されている。
このような構成の溝２Ａが形成されていることにより、現像ローラ５１０Ａがより均一かつ最適な量のトナーＴを担持することができる。また、このようなトナーＴを感光体２０へ付与することにより、感光体２０における可視化された潜像に濃淡ムラ等が発生するのを防止することができる。
【００５４】
また、このような構成の溝２Ａが形成されていることにより、例えば１段溝構造部２４に位置する粒子Ｔ１は、現像ローラ５１０Ａの回転により、１段溝構造部２４の長手方向に沿って回動する。これにより、粒子Ｔ１は、粒子Ｔ１の進行方向に位置する第２凹部２２にトラップされ、２段溝構造部２３に収納される。このように粒子Ｔ１が収納されることにより、当該粒子Ｔ１が溝２Ａ（２段溝構造部２３）から離脱するのが防止され、よって、無駄となるトナーＴの量を削減することができる。
【００５５】
また、２段溝構造部２３および１段溝構造部２４は、それぞれ、現像ローラ５１０の外周面３０１ａの周方向および／またはローラ長手方向に沿って均一に分散配置されているのが好ましい。これにより、２段溝構造部２３と同様に、粒子Ｔ１も均一に分散配置され、よって、現像ローラ５１０Ａがさらに均一かつ最適な量のトナーＴを担持することができる。また、このようなトナーＴを感光体２０へ付与することにより、濃淡ムラ等の無いより均一な潜像を得ることができる。
【００５６】
また、２段溝構造部２３同士の間隔、１段溝構造部２４の間隔、現像ローラ５１０Ａの外周面３０１ａに対する２段溝構造部２３が占める面積の割合、現像ローラ５１０Ａの外周面３０１ａに対する１段溝構造部２４が占める面積の割合等の２段溝構造部２３および１段溝構造部２４形成条件は、粒子Ｔ１およびＴ２の直径により適宜設定することができる。
例えば、現像ローラ５１０Ａの１周当たりの２段溝構造部２３の形成数は、１００個以上であるのが好ましく、１５０〜３００個であるのがより好ましい。
【００５７】
＜第３実施形態＞
図６は、本発明の現像装置（第３実施形態）が有する現像ローラを示す平面図である。
以下、この図を参照して本発明の現像装置の第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、溝の構成が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。
【００５８】
図６に示す現像ローラ５１０Ｂの外周部３０１には、複数の第１の溝３３０と、複数の第１の溝３３０と直交（交差）する複数の第２の溝３４０を有する溝２Ｂが形成されている。
複数の第１の溝３３０は、互いに平行であり、それぞれ、外周部３０１の周方向に対して傾斜する方向に形成されている。
【００５９】
各第１の溝３３０には、２段溝構造部２３が形成されているが、その形成形態は、前記第１実施形態の溝２のように、当該第１の溝３３０のほぼ全体に形成されていてもよいし、前記第２実施形態の溝２Ａのように、当該第１の溝３３０の長手方向に沿って間欠的に形成されていてもよい。
また、複数の第２の溝３４０は、互いに平行であり、それぞれ、外周部３０１の周方向に対して傾斜する方向に形成されている。
各第２の溝３４０には、各第１の溝３３０と同様に、２段溝構造部２３が形成されているが、その形成形態は、前記第１実施形態の溝２のように、当該第２の溝３４０のほぼ全体に形成されていてもよいし、前記第２実施形態の溝２Ａのように、当該第２の溝３４０の長手方向に沿って間欠的に形成されていてもよい。
【００６０】
このような構成の溝２Ｂが形成されていることにより、現像ローラ５１０Ｂがより均一かつ最適な量のトナーＴを担持することができる。また、このようなトナーＴを感光体２０へ付与することにより、感光体２０における可視化された潜像に濃淡ムラ等が発生するのを防止することができる。
また、本実施形態の現像ローラ５１０Ｂは、それが搬送するトナーＴに、前記第１実施形態の説明で挙げたトナーＴよりも粒子Ｔ１が多量に含有されている場合に、好適に用いられる。
【００６１】
また、各第１の溝３３０および各第２の溝３４０に、それぞれ、２段溝構造部２３が間欠的に設けられている場合、当該２段溝構造部２３は、第１の溝３３０と第２の溝３４０との交点付近に配置されていてもよいし、交差点付近を除く部分に配置されていてもよい。
また、複数の第２の溝３４０は、複数の第１の溝３３０と直交するよう形成されているのに限定されず、鋭角または鈍角を持って交差するよう形成されていてもよい。
【００６２】
以上、本発明の現像装置および画像形成装置を図示の実施形態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く、現像装置および画像形成装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
また、現像ローラの本体は、全体が金属材料を主材料として構成されているのに限定されず、少なくとも外周部が金属材料を主材料として構成されていればよい。
また、第２凹部は、その断面形状が台形をなしているのに限定されず、例えば、Ｕ字状をなしていてもよいし、Ｖ字状をなしていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の画像形成装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【図２】本発明の現像装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【図３】図２に示す現像装置が有する現像ローラの概略構成を示す平面図である。
【図４】図３中のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】本発明の現像装置（第２実施形態）が有する現像ローラを示す拡大平面図である。
【図６】本発明の現像装置（第３実施形態）が有する現像ローラを示す平面図である。
【図７】従来の塗工用ロッドの概略構成を示す図であり、（ａ）は、平面図、（ｂ）は、塗工用ロッドの外周部に形成された溝の配置を示す拡大図、（ｃ）は、外周部に形成された溝の形状を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０……プリンタ（画像形成装置）  ２、２Ａ、２Ｂ……溝  ２１……第１凹部  ２１１……側面  ２１２……底面  ２２……第２凹部  ２２１……側面  ２２２……底面  ２３……２段溝構造部  ２４……１段溝構造部  ２０……感光体  ３０……帯電ユニット  ３００……本体  ３０１……外周部  ３０１ａ……外周面  ３１０……縮径部  ３２０……溝形成部  ３３０……第１の溝  ３４０……第２の溝  ４０……露光ユニット  ５０……現像ユニット  ５０ａ……軸  ５１……ブラック現像装置  ５２……マゼンタ現像装置  ５３……シアン現像装置  ５４……イエロー現像装置  ５５ａ〜５５ｄ……保持部  ５１０、５１０Ａ、５１０Ｂ……現像ローラ  ５２０……シール部材  ５３０……収容部  ５４０……ハウジング  ５５０……トナー供給ローラ  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  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  ９６……レジローラ  １００……塗工用ロッド  １０１……第１溝  １０２……第２溝  １０３……凸部  Ｐ１……記録媒体  Ｔ……トナー  Ｔ１、Ｔ２……粒子  Ｏ……回転軸（中心軸）
【図１】
2007086376.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】
2007086376.tif 000008
【図７】
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