(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸体と、この軸体の外側に形成されたスポンジ弾性層とを有し、現像ロールに対設した状態でそれ自身の反りにより、左右両端部に偏圧が加わるトナー供給ロールであって、上記スポンジ弾性層表面の左右両端部分に、軸方向に長い複数の条溝が所定のピッチで周方向に形成されていることを特徴とするトナー供給ロール。
【請求項２】
各条溝の深みが５００μｍ以上スポンジ弾性層の厚み以下の範囲、互いに隣接する条溝と条溝とのピッチが１０００〜５０００μｍの範囲、互いに隣接する条溝と条溝との間隔が３００〜３０００μｍの範囲である請求項１記載のトナー供給ロール。
【請求項３】
軸方向に直線的に延び２０〜３０００μｍの範囲の所定の高さと３００〜３０００μｍの範囲の周方向における所定のピッチを有する複数の凸条により、スポンジ弾性層の表面が凹凸表面に形成されている請求項１または２記載のトナー供給ロール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザービームプリンター（ＬＢＰ），複写機（ＰＰＣ）等の内部で用いられるトナー供給ロールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真方式を利用した複写機やプリンター等では、感光ドラム２４（図５参照）の表面に原稿像を静電潜像として形成し、この静電潜像にトナー１３（図５参照）を付着させてトナー像を形成し、このトナー像を複写紙上に転写定着することにより、複写を行っている。この場合におけるトナー像の形成は、図５に示すように、トナー供給ロール１１がトナーボックス１２から現像ロール５にトナー１３を供給し、このトナー１３を上記静電潜像に付着させることにより行われている。そして、現像ロール５の表面に余ったトナーは、トナー供給ロール１１により掻き取られ、トナーボックス１２に戻されたのち、トナーボックス１２内のアジテータ（攪拌機）１４により攪拌される。なお、上記トナー供給ロール１１，現像ロール５，トナーボックス１２およびアジテータ１４は、トナーカートリッジ１０を構成している。
【０００３】
また、上記トナー供給ロール１１は、芯金（軸体）１５と、その外周部に形成されたウレタンフォームからなるスポンジ弾性層１６とからなり、上記現像ロール５は、アルミニウム材と、その表面の樹脂コーティング層とからなっている。そして、これらトナー供給ロール１１と現像ロール５とは、平行に当接している。さらに、トナー供給ロール１１と現像ロール５との中心間距離は、トナー供給ロール１１の半径と現像ロール５の半径の合計よりも小さく設定されており、上記両ロール１１，５は、押し付けられるようにして当接している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記トナー供給ロール１１および現像ロール５は、図６に示すように、各ロール１１，５の左右両端部の回転軸１７，１８が軸受１９，２０により軸支されているため、曲げ剛性が低い方であるトナー供給ロール１１の芯金が反る。この反りにより、上記両ロール１１，５の当接圧は、当接部分の中央部よりも両端部の方で大きくなっている。
【０００５】
一方、特開平１１−３８７４９号公報には、スポンジ弾性層の表面に、軸方向に直線的に延びる凸条が周方向に形成され、スポンジ弾性層の表面を凹凸表面に形成したトナー供給ロールが提案されており、現像ロールとの当接部分の両端部では、その表面が変形しやすくなり、その当接圧は、表面が凹凸表面に形成されていないトナー供給ロールよりも小さくなる。しかしながら、上記凹凸表面は、スポンジ弾性層の表面に均一に形成されているため、表面が凹凸表面に形成されていないトナー供給ロールと同様に、芯金が反り、当接圧は、当接部分の中央部よりも両端部の方で大きくなっている。
【０００６】
このように、上記当接圧が当接部分の中央部よりも両端部の方で大きくなると、その両端部に付いて供給されるトナー１３は、トナー供給ロール１１と現像ロール５との摩擦により、外添剤が取られ、劣化する。この劣化が進むと、トナーの帯電性能が低下し、画像かぶり，トナー漏れ等の不具合が発生する。特に、トナー漏れは、複写画像に影響を及ぼすだけでなく、トナーカートリッジ１０を交換する際に交換する人の手を汚したり、トナーカートリッジ１０の使用環境を悪化させたりする。
【０００７】
また、トナーカートリッジ１０の構造上、上記トナー供給ロール１１の両端部の劣化したトナー１３は、トナー供給ロール１１から離れ難く、トナーボックス１２のフレッシュなトナー１３と入れ替わり難い。このため、フレッシュなトナー１３を現像ロール５に供給することが困難となったり、劣化したトナー１３が離れない部分が硬化したりして、上記不具合を促進している。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、現像ロールとの当接部分の両端部の当接圧を低下させることができるトナー供給ロールの提供をその目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のトナー供給ロールは、軸体と、この軸体の外側に形成されたスポンジ弾性層とを有し、現像ロールに対設した状態でそれ自身の反りにより、左右両端部に偏圧が加わるトナー供給ロールであって、上記スポンジ弾性層表面の左右両端部分に、軸方向に長い複数の条溝が所定のピッチで周方向に形成されているという構成をとる。
【００１０】
すなわち、本発明のトナー供給ロールは、スポンジ弾性層表面の左右両端部分に、軸方向に長い複数の条溝が所定のピッチで周方向に形成されているため、現像ロールとの当接部分の両端部が簡単に変形し、その両端部の当接圧が低下する。また、上記条溝により、トナー供給ロールの両端部のトナーは、トナー供給ロールから離れやすくなり、トナーボックスのフレッシュなトナーと入れ替わりやすくなる。その結果、上記両端部でのトナーの劣化を低減させ、画像かぶり，トナー漏れ等の不具合の発生を抑えることができる。
【００１１】
また、本発明において、各条溝の深みが５００μｍ以上スポンジ弾性層の厚み以下の範囲、互いに隣接する条溝と条溝とのピッチが１０００〜５０００μｍの範囲、互いに隣接する条溝と条溝との間隔が３００〜３０００μｍの範囲である場合には、より効果的に、上記両端部でのトナーの劣化を低減させ、画像かぶり，トナー漏れ等の不具合の発生を抑えることができる。
【００１２】
また、本発明において、軸方向に直線的に延び２０〜３０００μｍの範囲の所定の高さと３００〜３０００μｍの範囲の周方向における所定のピッチを有する複数の凸条により、スポンジ弾性層の表面が凹凸表面に形成されている場合にも、上記作用・効果を奏する。さらに、スポンジ弾性層の表面に凸条が形成されているため、現像ロールの表面に余ったトナーの掻き取り性が向上する。
【００１３】
つぎに、本発明を詳しく説明する。
【００１４】
本発明のトナー供給ロールは、スポンジ弾性層表面の左右両端部分に、軸方向に長い複数の条溝が所定のピッチで周方向に形成されているものである。
【００１５】
そして、上記各条溝の深みは、５００μｍ以上スポンジ弾性層の厚み以下の範囲であることが好ましく、なかでも１０００〜２０００μｍの範囲であることがより好ましい。各条溝の深みが５００μｍを下回ると、現像ロールとの当接部分の両端部が充分に変形せず、その両端部の当接圧が充分に低下しない。なお、上記各条溝の断面形状は、三角形，四角形，台形，半円形等特に限定されない。
【００１６】
また、各条溝の長さは、限定しないが、１０ｍｍ以下であることが特に好ましい。
【００１７】
さらに、互いに隣接する条溝と条溝とのピッチは、１０００〜５０００μｍの範囲であることが好ましく、なかでも１５００〜３０００μｍの範囲であることがより好ましい。上記ピッチが１０００μｍを下回ると、当接部分が十分に変形せず、当接圧が十分に低下しない。。上記ピッチが５０００μｍを上回ると、現像ロールとの当接部分の変形と当接圧が周方向で大きくばらつき、安定したトナーの供給と掻き取りができなくなる。
【００１８】
また、互いに隣接する条溝と条溝との間隔は、３００〜３０００μｍの範囲であることが好ましく、なかでも５００〜１０００μｍの範囲であることがより好ましい。上記間隔が３００μｍを下回ると、トナーの掻き取り性が著しく悪くなるため、劣化したトナーが端部にたまりやすくなり、十分な効果が得られない。上記間隔が３０００μｍを上回ると、現像ロールとの当接部分の両端部が充分に変形せず、その両端部の当接圧が充分に低下しない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。
【００２０】
図１および図２は、本発明のトナー供給ロールの一実施の形態を示している。この実施の形態では、トナー供給ロール１は、中実円柱体の芯金（軸体）２の外周面にウレタンフォームからなるスポンジ弾性層３が一体形成されており、上記スポンジ弾性層３の表面の両端部分に、軸方向に長い複数の条溝４が周方向に形成されている。そして、これら条溝４が形成されている部分は、現像領域（複写画像形成領域に対応する領域）以外の領域である。
【００２１】
そして、上記トナー供給ロール１は、つぎのようにして作製される。すなわち、まず、上記条溝４に対応する凸条が成形空間内面に形成された成形金型を準備する。ついで、この成形金型内に、芯金２を装填したのち、ウレタンフォーム形成材料を充填し、発泡反応を行いウレタンフォームを硬化させる。このようにして、上記トナー供給ロール１が作製される。
【００２２】
そして、作製されたトナー供給ロール１をトナーカートリッジ１０（図５参照）に取り付けると、トナー供給ロール１は、スポンジ弾性層３の表面の両端部分に、上記条溝４が形成されているため、現像ロール５との当接部分の両端部が簡単に変形し、その両端部の当接圧が低下する。また、上記条溝４により、トナー供給ロール１の両端部のトナー１３は、トナー供給ロール１から離れやすくなり、トナーボックス１２のフレッシュなトナー１３と入れ替わりやすくなる。
【００２３】
このように、上記実施の形態によれば、トナー供給ロール１のスポンジ弾性層３の表面の両端部分に、上記条溝４が形成されているため、トナー供給ロール１と現像ロール５との当接部分の両端部の当接圧を低下させることができるとともに、トナー供給ロール１の両端部のトナー１３がトナー供給ロール１から離れやすくなり、トナーボックス１２のフレッシュなトナー１３と入れ替わりやすくすることができる。その結果、上記両端部でのトナー１３の劣化を低減させ、画像かぶり，トナー漏れ等の不具合の発生を抑えることができる。
【００２４】
図３および図４は、本発明のトナー供給ロールの他の実施の形態を示している。この実施の形態では、トナー供給ロール６は、スポンジ弾性層７の表面の両端部分に、上記実施の形態と同様の条溝４が形成されているとともに、上記スポンジ弾性層７の表面全体が、軸方向に直線的に延びる凸条８により凹凸表面に形成されている。そして、上記凸条８の頂部と条溝４の上部開口面とは同じ高さ位置にあり、条溝４の深みＤ（図１参照）は、互いに隣接する凸条８と凸条８との間の凹条９の深み（凸条８の高さ）Ｄ1 よりも深く、上記条溝４の幅Ｗは、上記凹条９の幅Ｗ1 よりも広くなっている。それ以外の構成は、上記実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
【００２５】
上記各凸条８は、図４に示すように、長手方向に垂直な断面形状が略長方形となっており、各凹条９の深みＤ1 が５５０μｍ、凸条８の幅Ｗ2 が１０００μｍ、互いに隣接する凸条と凸条とのピッチＰ2 が１２５０μｍとなっている。
【００２６】
そして、上記トナー供給ロール６は、上記実施の形態における成形金型の成形空間内面にスポンジ弾性層７の表面に形成される凸条８に対応する条溝が形成された成形金型を準備し、上記実施の形態と同様にして作製される。
【００２７】
このようにして作製されたトナー供給ロール６も上記実施の形態と同様の作用・効果を奏する。さらに、スポンジ弾性層７の表面に凸条８が形成されているため、現像ロール５の表面に余ったトナーの掻き取り性が向上する。
【００２８】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【００２９】
【実施例１〜３および比較例１】
芯金２として直径５ｍｍのＳＵＭ２２製丸棒を準備し、上記実施の形態と同様にして、条溝４の大きさ（後記表１参照）が異なる図１に示すトナー供給ロール１を５種類作製した。また、これらトナー供給ロール１は、いずれも、Ａ４サイズのものであり、スポンジ弾性層３の厚みを５．５ｍｍとした直径１６ｍｍのものである。
【００３０】
【実施例４〜６および比較例２】
上記芯金２を準備し、上記他の実施の形態と同様にして、条溝４の大きさ（後記表２参照）が異なる図３に示すトナー供給ロール６を５種類作製した。また、これらトナー供給ロール６も、いずれも、Ａ４サイズのものであり、スポンジ弾性層７の厚みを５．５ｍｍとした直径１６ｍｍのものである。
【００３１】
【従来例１，２】
上記芯金２を備えた従来技術のトナー供給ロールであり、スポンジ弾性層の表面が凹凸表面に形成されていないものを従来例１、スポンジ弾性層の表面が凹凸表面に形成されているものを従来例２とした。
【００３２】
このようにして得られた実施例１〜６、比較例１，２および従来例１，２のトナー供給ロールをそれぞれトナーカートリッジ１０（図５参照）に取り付け、現像ロールに対するトナー供給ロールの侵入量（トナー供給ロールの半径と現像ロールの半径の合計からトナー供給ロールと現像ロールとの中心間距離を引いた値）を１．５ｍｍに設定した。そして、フルカラーＬＢＰ５０００枚の耐久実施後、端部の画像かぶりおよびトナー漏れの評価を行った。これらの結果を、後記の表１および表２に併せて示した。
【００３３】
〔画像かぶり〕
５０００枚耐久実施後に、白ベタ画像を印刷し、かぶりレベルを官能評価で○，△，×の３段階評価した。
【００３４】
〔トナー漏れ〕
５０００枚耐久実施後のトナーカートリッジ現像ロール両端部のトナー漏れ状態を官能評価で○，△，×の３段階評価した。
【００３５】
【表１】
0003666320.tif 000002
【００３６】
【表２】
0003666320.tif 000003
【００３７】
上記表１および表２の結果から、実施例１〜６のトナー供給ロールは、画像かぶりおよびトナー漏れの発生が抑えられていることがわかる。
【００３８】
なお、上記各実施の形態では、スポンジ弾性層３，７の表面の両端部分に形成されている各条溝４の長手方向に垂直な断面形状を略半円としたが、これに限定されるものではなく、長方形等の他の断面形状でもよい。
【００３９】
また、上記各実施の形態では、条溝４を芯金２と平行としたが（図１〜３参照）、軸方向に長ければ平行でなくてもよく、条溝４と芯金２とは角度が付いていてもよい。
【００４０】
また、上記各実施の形態では、各条溝４の深みＤおよび幅Ｗを長さ方向に沿って一定としたが、長さ方向に沿って変化させるようにしてもよい。
【００４１】
また、上記他の実施の形態において、各凹条９の深み（各凸条８の高さ）Ｄ1 は、２０〜３０００μｍの範囲であることが好ましく、なかでも５０〜１０００μｍの範囲であることがより好ましい。各凹条９の深みＤ1 が２０〜３０００μｍの範囲を外れると、トナーの掻き取り性が悪化する。さらに、各凸条８の幅ｗ2は、限定しないが、１５０〜２０００μｍの範囲であることが特に好ましい。そして、互いに隣接する凸条８と凸条８とのピッチＰ2 は、３００〜３０００μｍの範囲であることが好ましく、なかでも１５０〜２０００μｍの範囲であることがより好ましい。上記ピッチＰ2 が３００〜３０００μｍの範囲を外れると、トナーの掻き取り性が悪化する。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように、本発明のトナー供給ロールによれば、トナー供給ロールのスポンジ弾性層の表面の両端部分に、上記条溝が形成されているため、トナー供給ロールと現像ロールとの当接部分の両端部の当接圧を低下させることができるとともに、トナー供給ロールの両端部のトナーがトナー供給ロールから離れやすくなり、トナーボックスのフレッシュなトナーと入れ替わりやすくすることができる。その結果、上記両端部でのトナーの劣化を低減させ、画像かぶり，トナー漏れ等の不具合の発生を抑えることができる。
【００４３】
また、本発明において、各条溝の深みが５００μｍ以上スポンジ弾性層の厚み以下の範囲、互いに隣接する条溝と条溝とのピッチが１０００〜５０００μｍの範囲、互いに隣接する条溝と条溝との間隔が３００〜３０００μｍの範囲である場合には、より効果的に、上記両端部でのトナーの劣化を低減させ、画像かぶり，トナー漏れ等の不具合の発生を抑えることができる。
【００４４】
また、本発明において、軸方向に直線的に延び２０〜３０００μｍの範囲の所定の高さと３００〜３０００μｍの範囲の周方向における所定のピッチを有する複数の凸条により、スポンジ弾性層の表面が凹凸表面に形成されている場合にも、上記作用・効果を奏する。さらに、スポンジ弾性層の表面に凸条が形成されているため、現像ロールの表面に余ったトナーの掻き取り性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のトナー供給ロールを示す斜視図である。
【図２】上記トナー供給ロールを示す正面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態のトナー供給ロールを示す斜視図である。
【図４】上記トナー供給ロールの中央部を示す拡大断面図である。
【図５】電子写真複写機の現像部を示す説明図である。
【図６】従来のトナー供給ロールと現像ロールとの当接状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１，６  トナー供給ロール
２  芯金
３，７  スポンジ弾性層
４  条溝
【図１】
0003666320.tif 000004
【図２】
0003666320.tif 000005
【図３】
0003666320.tif 000006
【図４】
0003666320.tif 000007
【図５】
0003666320.tif 000008
【図６】
0003666320.tif 000009