(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像スリーブを有する複数の現像装置と、これらの現像装置を回転可能に支持するリボルバ軸とを有し、このリボルバ軸の回転により、一つの現像装置の上記現像スリーブを、現像剤を静電潜像が形成されている感光体表面に供給する現像ポジションまで移動させることができる画像形成装置において、
表面にサンドブラスト処理が施された現像スリーブ基体を有する複数の現像装置がリボルバ軸で支持され、
上記現像スリーブ基体にはこれを回転させながら現像剤を供給するエージング処理が施されることにより表面が研磨処理された現像スリーブとされ、
上記エージング処理は、上記現像ポジションから所定角度下方に回転した非現像ポジションで行われることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
現像剤エージング処理による研磨処理後の現像スリーブ基体の表面粗さＲｚが５μｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２成分現像剤を用いる現像装置およびそれを用いた画像形成装置に関するもので、複写機、ファクシミリ、プリンタなどに用いられるものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真装置において高画質を維持するためには、現像剤の汲み上げ量すなわち現像ドクタを通過する現像剤の通過量の安定化を図る必要がある。これに対しては現像スリーブに高圧サンドブラスト処理を施すことによって、経時的な現像剤汲み上げ量の低下をかなり抑えることができる。その理由は、スリーブ表面に粒子を衝突させて強制的に凹凸をつけることで、スリーブ表面の現像剤搬送能力を上げているからである。高圧サンドブラスト処理以外に、現像スリーブ表面に凹凸をつける従来例あるいは凹凸形状の従来例として、次のものがある。
【０００３】
特開平０８−１６０７３６号公報には、スリーブ本体の表面が、平面において多角形の形状を有する稜線状突出部をもち、稜線状突出部以外には微細な凹凸を有する現像スリーブについて記載されている。
特開平０８−１６０７３８号公報には、スリーブ本体の表面に電着塗装により形成された被覆層を持ち、さらにその被覆層は導電性無機粉体を含有しており、かつその表面は凹凸を有している現像スリーブについて記載されている。
特開平１１−１９４６１８号公報には、スリーブ本体に球形粒子による粗面化処理して凹凸を形成した後、さらにその表面に無電解メッキを施した現像スリーブについて記載されている。
【０００４】
上記の各種従来例によれば、電子写真装置の使用開始初期においては、スリーブ表面の現像剤搬送能力を高めることができるが、スリーブ表面の凸部先端の破損により現像剤汲み上げ量の急激な低下が生じていた。
サンドブラスト処理が施されたスリーブ表面粗さの凸部先端は、鋭利な形状をもつ。これらの凸部は接触する相手すなわち現像剤と直接接触する部分であり、その真実接触面積は小さい。つまり、これらのスリーブ表面の突起は相手面からの応力すなわち現像剤からの応力を集中的に受ける部分であり、変形を繰り返し受ける部分でもある。現像ローラが回転するたびにこの変形が繰り返されるので、突起にひびが発生し、これが進展し、破損にいたるのである。
【０００５】
現像スリーブから供給される現像剤の量を規制し均一化するために、現像剤規制部材としてドクタが用いられている。ドクタには、現像剤がたまった現像剤滞留部があり、この現像剤滞留部において現像スリーブは高圧力を受けている。この高圧力がかかっているスリーブ表面に接触している現像剤は、マクロ的な観点から見ると、一つの固体と見なすことができる。その固体とみなした現像剤表面は、ドクタ内の現像剤滞留部から鉛直方向に圧力を受けるので、現像ローラのスリーブ自体に比べて線速が遅くなる。このことにより、現像剤面とスリーブは互いにすべりながら摩擦するのである。このすべり摩擦によって、スリーブ表面の凸部の突起部分が繰り返し変形を受け、疲労破壊を起こし破損にいたる。凸部が破損するとスリーブ表面粗さＲｚが激減するので、それに対応して現像剤汲み上げ量も急激に低下するのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上のような従来技術の問題点を解消するためになされたもので、現像剤の初期汲み上げ量低下の軽減を図った現像装置およびこれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、現像スリーブを有する複数の現像装置と、これらの現像装置を回転可能に支持するリボルバ軸とを有し、このリボルバ軸の回転により、一つの現像装置の上記現像スリーブを、現像剤を静電潜像が形成されている感光体表面に供給する現像ポジションまで移動させることができる画像形成装置において、表面にサンドブラスト処理が施された現像スリーブ基体を有する複数の現像装置がリボルバ軸で支持され、上記現像スリーブ基体にはこれを回転させながら現像剤を供給するエージング処理が施されることにより表面が研磨処理された現像スリーブとされ、上記エージング処理は、上記現像ポジションから所定角度下方に回転した非現像ポジションで行われることを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、現像剤エージング処理による研磨処理後の現像スリーブ基体の表面粗さＲｚが５μｍ以上であることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明にかかる現像装置および画像形成装置の実施の形態について説明する。
図１は本発明にかかる現像装置１５と感光体ドラム１０の部分を示している。現像ユニット２０全体は、図２に示すように引き出しユニットになっていて、複写機などの機械装置本体から手前に引き出すことができるようになっている。さらに、上記引き出しユニットは、引き出した状態で持ち上げることにより、全体を取り外すことができるようになっている。この実施の形態は、多色現像装置の例で、現像装置は各色のユニット化された現像装置１５ごとに分離可能であり、現像装置１５の取り外しは、現像ローラ前後の軸部を固定してある固定部材としてのねじをはずすだけで可能となっている。
【００１６】
現像装置１５の内部構造例を図３に示す。ここでは、多色現像ユニットのうち一色のユニットのみを示す。図３において、現像装置１５は、現像ローラ１、現像剤搬送スクリュ２、トナー補給スクリュ４、トナーボトル５、現像剤規制部材としてのドクタ６を有してなる。また、適宜の現像ケーシング、現像カバーを有してなる。図４に示すように、現像ローラ１は、マグネットローラ８と、このマグネットローラ８の外周に被せられた現像スリーブ９から構成されており、マグネットローラ８は固定配置され、現像スリーブ９が回転することにより磁性体を含む現像剤を搬送し、感光体ドラム１０の表面に供給するようになっている。
【００１７】
マグネットローラ８の磁極配置と現像剤規制部材である現像ドクタ６により、現像ドクタ６の現像剤搬送方向上流側に現像剤滞留部７を形成し、現像剤の摩擦帯電を促進している。この現像剤滞留部７が形成されることにより、現像ドクタ６部分で生じる現像ローラ１への接触圧力がかなり大きくなっている。この圧力の影響で上記現像スリーブ９の線速に比べ現像剤の線速が遅くなるので、お互いに摩擦しあって、応力集中を受けるスリーブ９の粗し表面の凸部が摩耗して疲労破損する。この疲労破損によって、現像剤汲み上げに影響を及ぼす粗し面の凸部がなくなり、残った凹凸部分での汲み上げとなる。しかし、残った部分は真実接触面積が広くなり、応力集中はなく、さらに加工硬化して変形しにくくなっているので、現像剤汲み上げ量は初期よりも低いながらも安定しており、安定して供給される。
【００１８】
そこで本発明では、最初からこの粗し面の凸部を除去し、初期稼動における現像剤汲み上げ量の急激な低下を防ぐようにした。そして、上記粗し面の凸部を除去する手段として、サンドブラスト処理後の面粗さの上に、テープ研磨によって突起の先端を除去することとした。サンドブラスト処理のブラスト定番は♯２００以上、噴射圧力は６ｋｇｆ以上の高圧サンドブラスト処理とした。
【００１９】
現像スリーブ表面にサンドブラスト処理を行うと、その表面粗さはＲｚで約９μｍ以上となり、サンドブラスト処理が高圧であることと粒子の径が細かいことにより、粗し面の突起の形状は図５（ａ）に示すように鋭利なものとなる。その上にテープ研磨処理を施すことにより、図５（ｂ）に示すように、粗し面の凹凸のうち、凸部だけが除去され、全体的な粗さはＲｚで約６μｍとなる。初めから鋭利な凸部先端が除去されることにより、スリーブ表面の疲労摩耗による破損が低減される。
【００２０】
テープ研磨処理は、研磨紙の定番を♯１０００以上とした。そして、研磨処理の送り速度を３００ｍｍ／ｍｉｎ以下、圧力を２ｋｇｆ以下とした。
【００２１】
現像スリーブ９表面を上記のようにして処理し、粗し面の凹凸の様子を図５（ｂ）に示すように構成しておけば、現像剤の汲み上げ量を、使用初期から使用時間が経過しても安定化することが可能となる。
図６に、高圧サンドブラスト処理だけのものと、その上からテープ研磨を施したものの現像剤汲み上げ量を比較して示す。図６で横軸の「ラン枚数（ＫＤ）」とは、作像枚数を示している。単位の「ＫＤ」とはキロドラムのことで、Ａ４版１０００枚の作像を１ＫＤと表している。縦軸のρ（ｇ／ｃｍ２）は現像剤汲み上げ量で、現像スリーブの１ｃｍ２当たりの汲み上げ量をグラムで表している。高圧サンドブラスト処理だけの場合は粗し面の凸部が、使用開始当初から急激に摩耗しているが、高圧サンドブラスト処理にテープ研磨を加えたものによれば、現像剤汲み上げ量の急激な減少を防止することができ、長期にわたり安定して現像剤汲み上げ量が確保されることが実証された。
【００２２】
なお、現像スリーブ９に高圧サンドブラスト処理を施し、その後、テープ研磨を施した状態における現像スリーブ９の表面の粗さはＲｚで５μｍ以上あれば、所期の効果を得ることができる。
【００２３】
次に、本発明の別の実施形態について説明する。この実施形態は、現像スリーブの粗し表面の凸部破損による現像材汲み上げ量低下を防ぐために、上記凸部の先端部を除去する手段として、現像剤エージング処理によることを特徴としている。
【００２４】
前にも説明したように、サンドブラスト処理を行った現像スリーブ９は、使用開始初期において現像剤汲み上げ量が急激に低下する。そこで、通紙開始すなわち使用開始する前に、現像剤を使って現像ローラ１をエージング処理（以下、これを「現像剤エージング処理」という）する。現像剤エージング処理は、現像ローラ１を回転させながら現像剤を供給し、現像ローラ１による現像剤汲み上げ量低下が収束するまで行い、現像ローラ１の粗し表面の凸部先端を強制的に破損させる。上記凸部先端の破損が収束したところで現像ローラ１の使用を開始すれば、粗し表面の凸部先端の急激な摩耗が無く、現像剤供給の急激な低下もなく、現像剤汲み上げ量が経時的に安定化する。
【００２５】
図７は、上記実施形態におけるエージング処理の手順を示すもので、現像ローラ１を有する複写機などの機械を導入した後初めて電源をオンしたとき、１回だけ現像剤エージング処理による現像スリーブ９の表面研磨を行う。機械の導入時点では、現像スリーブ９の表面にサンドブラスト処理が施されていて、導入後初めて電源をオンすると、上記現像剤エージング処理が行われる。現像剤エージング処理後は、通常の電子写真プロセスが実行される。
【００２６】
現像スリーブ９表面にサンドブラスト処理を施すと、図８（ａ）に示すように、スリーブ９表面の粗さはＲｚで約９μｍ以上となる。また、サンドブラスト処理は高圧であることと粒径が細かいことにより、粗し面の凸部の形状は鋭利なものとなる。その上に現像剤エージング処理を施すことにより、粗し面の凹凸のうち凸部先端だけが除去され、全体的な粗さはＲｚで約６μｍとなる。現像剤エージング処理は、現像ユニット２０を複写機などの機械装置本体にセットした後、機械装置本体内で行うものとする。すなわち、上記機械装置は、現像装置１５を現像ユニット２０にセット後、装置内部で現像剤エージング処理を自動的に行うためのモードを有している。
【００２７】
現像剤エージング処理を行うとき、図９に示すように、多色現像ユニットのリボルバ軸１６を回転させて感光体１０と現像スリーブ９が直接接触しない位置にする。リボルバ軸１６の先端には扇形の検知板１７が取り付けられていて、リボルバ軸１６とともに現像ユニット２０が所定角度回転した状態で上記検知板１７をセンサ１８が検知するようになっている。このセンサ１８による検知板１７の検知位置は、現像ユニット２０が非現像ポジションまで回転した位置である。現像剤エージング処理は、上記のように、現像ユニット２０が非現像ポジションまで回転した位置で行われる。
【００２８】
なお、現像ユニット２０の現像剤層厚規制部材であるドクタ６と現像スリーブ９表面との間の離間距離は、現像剤エージング処理によって現像剤通過量の低下分を見越した離間量となっている。
【００２９】
上記のように現像剤エージング処理を施すことにより、現像剤の汲み上げ量を、機械装置の使用開始初期から、また経時的にも安定化させることが可能になった。さらに、上記の方法によれば、現像剤エージング処理を現像装置内部で行うことができるため、エージングの時間短縮とともに、新たな設備投資は不要となる利点がある。
【００３０】
以上説明した効果を得ることができる現像装置は、これを画像形成装置に適用することができる。すなわち、画像形成装置は、静電潜像が形成されている像担持体である前記感光体ドラム１０に、上記現像装置１５の現像スリーブ９から現像剤を供給し、静電潜像をトナー像で可視化する。このトナー像は転写材に転写し、定着することによって固定した画像を得ることができる。上記現像装置を用いた画像形成装置によれば、機械装置の使用開始初期から長期間にわたって安定した画質の画像を得ることができる。
【００３１】
なお、本発明は、多色現像装置ないしは多色画像形成装置に限らず、単色（白黒）の現像装置ないしは画像形成装置にも適用可能である。
【００３３】
請求項１または２記載の発明によれば、現像スリーブ其体の表面にサンドブラスト処理を施し、その上に現像剤によるエージング処理で現像スリーブ表面に研磨処理を施すことによって、現像剤の汲み上げ量を、機械装置の使用開始初期から長期にわたり安定化させることが可能になった。さらに、現像剤エージング処理は現像装置内部で行うことができるため、エージングの時間短縮化を図ることができるとともに、新たな設備投資が不要であるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる現像装置を有する画像形成装置の実施の形態を示す正面図である。
【図２】上記現像装置の部分を示す分解斜視図である。
【図３】上記現像装置の一部と感光体の部分を拡大して示す正面図である。
【図４】上記実施の形態の現像ローラを拡大して示す正面図である。
【図５】上記現像ローラが有する現像スリーブの表面の様子を拡大して示す展開図で、（ａ）はサンドブラスト処理を施しただけの場合を示す図、（ｂ）はサンドブラスト処理のあと研磨処理を施した場合を示す図である。
【図６】上記現像スリーブ表面の疲労摩耗の度合いを、現像スリーブ表面にサンドブラスト処理を施しただけの場合とサンドブラスト処理のあと研磨処理を施した場合とで比較して示すグラフである。
【図７】本発明にかかる現像装置の別の実施形態を得るための処理工程の例を示すフローチャートである。
【図８】上記実施の形態において現像ローラが有する現像スリーブの表面の様子を拡大して示す展開図で、（ａ）はサンドブラスト処理を施しただけの場合を示す図、（ｂ）はサンドブラスト処理のあと研磨処理を施した場合を示す図である。
【図９】上記実施の形態を得るための一処理工程における現像ユニットの姿勢を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は感光体との対比で示す正面図である。
【符号の説明】
１  現像ローラ
６  現像剤層厚規制部材であるドクタ
７  現像剤滞留部
９  現像スリーブ
１０  感光体
１５  現像装置
２０  現像ユニット
【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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