(57)【要約】【課題】回転時の振れ精度の悪化を招くことなく、像担持体との必要なクリアランス寸法の制限の低減を図る。【解決手段】本発明に係る現像剤担持体１１５は、回転自在に配置された筒状部材１３２と、筒状部材の軸線方向に位置する端部１３２ｂ、１３２ｆに圧入されるフランジ部材１３５、１３６を有し、筒状部材の軸線方向に位置する端部の少なくとも片側に、前記端部間に位置する胴部よりも外径が小さくなる曲がり形状部１３２ｄを有している。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在に配置された非磁性材からなる筒状部材と、
前記筒状部材の軸線方向に位置する端部に圧入されるフランジ部材を有し、
前記筒状部材の軸線方向に位置する端部の少なくとも片側に、前記端部間に位置する胴部よりも外径が小さくなる曲がり形状部を有することを特徴とする現像剤担持体。
【請求項２】
前記筒状部材の胴部の外径は、前記フランジ部材の外周部の外径よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の現像剤担持体。
【請求項３】
前記曲がり形状部を有する前記筒状部材の端部の肉厚は、前記胴部の肉厚よりも厚いことを特徴とする請求項１又は２記載の現像剤担持体。
【請求項４】
前記フランジ部材は、前記筒状部材の端部に圧入される圧入部を有し、前記圧入部の先端面が、前記フランジ部材を前記筒状部材の端部に圧入した際、前記曲がり形状部に突き当たることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の現像剤担持体。
【請求項５】
回転しないマグネットローラを備え、
前記筒状部材は非磁性材からなり、前記マグネットローラの外周面を覆うように配置されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の現像剤担持体。
【請求項６】
外表面に現像剤を吸着する筒状部材を有した現像剤担持体を備えた現像装置において、
前記現像剤担持体として請求項１乃至５の何れか１項に記載の現像剤担持体を備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項７】
現像装置を少なくとも有するプロセスカートリッジにおいて、
前記現像装置として、請求項６記載の現像装置を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項８】
像担持体、帯電装置、現像装置を少なくとも有する画像形成装置において、
前記現像装置として請求項６記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
回転自在に配置された非磁性材からなる筒状部材と、前記筒状部材の軸線方向に位置する端部に圧入されるフランジ部材を有する現像剤担持体の製造方法であって、
前記筒状部材の軸線方向に位置する端部の少なくとも片側を、前記端部間に位置する胴部よりも外径が小さくなる小径部にして曲がり形状部を形成する端部形成工程と、
少なくとも前記端部形成工程で形成された径小部の表面を所定の寸法に加工する表面加工工程と、
前記表面加工工程で加工された小径部に、前記フランジ部材を圧入して装着する装着工程を有することを特徴とする現像剤担持体の製造方法。
【請求項１０】
前記端部形成工程は、前記筒状部材の端部を絞り加工装置により絞り加工する工程であることを特徴とする請求項９記載の現像剤担持体の製造方法。
【請求項１１】
前記端部形成工程は、前記筒状部材の端部を鋳造により形成する工程であることを特徴とする請求項９記載の現像剤担持体の製造方法。
【請求項１２】
前記表面加工工程は、前記端部形成工程で形成された径小部の表面を所定の寸法に切削または研削する工程であることを特徴とする請求項９、１０又は１１記載の現像剤担持体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ、これら複数の機構を備えた複合機等に用いられる現像剤担持体の製造方法と、これを用いた現像剤担持体、現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置で用いる回転体の１つとして、対向部材となる像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体がある。現像剤担持体は、回転しないマグネットローラと、マグネットローラの外周面を覆うように且つ回転自在に配置された非磁性材からなる筒状部材と、筒状部材の軸線方向に位置する端部に装着されるフランジ部材を有している。
回転体としてフランジ部材を筒状部材に固定する方法として、フランジ部材をスリーブの両端に位置する開口の内側に圧入するという方法がある。この方法は、工程としては容易であるため、従来多く採用されてきた。しかし固定方法では、筒状部材は外径と内径の仕上げ加工で複数回の段取りをする必要があり、振れ精度を良好にすることが困難である。特に、回転体が現像剤担持体の場合、画像の周方向での濃度ムラが発生してしまうという課題があった。
そこで、特許文献１（特開２００７−１３３１８０号公報）には、マグネットローラを、像担持体に対向配置されかつ回転駆動される非磁性材からなる筒状部材（スリーブ）で覆うとともに、このスリーブの両端に設けたフランジ部材でマグネットローラの軸部で回転自在に支持し、フランジ部材を、スリーブ外周面を基準にして、スリーブの端部の外周面に嵌合して装着した現像剤担持体が開示されている。これによると、スリーブ内周面で嵌合する場合における、スリーブ内周面の高精度加工を省略し、部品加工精度を維持しつつ、部品加工コストを低減することができる。
特許文献２（特開平６−２８０８５５号公報）には、円筒（スリーブ）の少なくとも一端に端部係合部材を有する円筒部材であって、端部係合部材は、円筒の外側に嵌合する嵌合部を備え、この嵌合部で円筒の端部に嵌合されているとともに、円筒の端部が係合部材の切欠き部内に曲げ切られて結合されている円筒部材が開示されている。特許文献２の構成では、スリーブの胴部を多重層、両端に位置する端部を一層にすることで、端部の外径が胴部よりも小さく形成されている。これにより、フランジ部材をスリーブの端部の外周面に嵌合してもフランジの外径がスリーブ胴部の外径よりも外方に出っ張らなくしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載の現像剤担持体では、フランジをスリーブに嵌合した後、フランジ外径がスリーブ外径よりも大きくなってしまい、その外径差よりも現像剤担持体と像担持体のクリアランス（現像ギャップ）を小さくすることが難しい。そのクリアランスは一般的に０．１〜１．０ｍｍ前後にする必要があり、それよりも大きくなると画像濃度が低下してしまう。またクリアランスを小さくするためにフランジの肉厚を薄くする場合は、現像剤担持体の剛性が低下して変形し、振れ精度が悪化することで、画像の濃度ムラの原因になるという、両立が困難な課題がある。
特許文献２に記載の円筒部材では、円筒の胴部を多重層、円筒の端部を一層にすることで、端部の外径を円筒の胴部よりも小さく形成しているが、スリーブ胴部に何層もの膜を形成すると、膜厚偏差が積み重なってしまうため、スリーブの部品精度が低下してしまう。さらに端部の肉厚が薄いため、嵌合後の剛性も低下してしまうという課題がある。
本発明は、対向部材との必要なクリアランス寸法の制限を低減するとともに、筒状部材とフランジ部材の圧入後の回転時の振れ精度の悪化による、画像の濃度ムラと濃度不足を抑制することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため、本発明に係る現像剤担持体は、回転自在に配置された筒状部材と、筒状部材の軸線方向に位置する端部に圧入されるフランジ部材を有し、筒状部材の軸線方向に位置する端部の少なくとも片側に、端部間に位置する胴部よりも外径が小さくなる曲がり形状部を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、筒状部材の軸線方向に位置する端部の少なくとも片側に、端部間に位置する胴部よりも外径が小さくなるような曲がり形状部を有するので、フランジ部材を曲がり形状部へ圧入後、フランジ部材の外周面が筒状部材の胴部よりも外側にはみ出る長さが小さくなり、現像剤担持体と対向部材となる像担持体とのクリアランスの寸法の制限を低減することができる。また、従来の筒状部材の内側にフランジ部材を圧入する方式の現像剤担持体と異なり、筒状部材の仕上げ加工を筒状部材の外側からできるため、加工時の組み換え作業が無くなり、筒状部材の胴部と圧入部の加工を高精度にできる。このため、筒状部材とフランジ部材の圧入後の回転時の振れ精度の悪化を招くことなく、回転振れによる画像の濃度ムラと濃度不足を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す正面図。
【図２】本発明の一実施形態にかかる現像装置の構成示す断面図。
【図３】図２中のIII−III線に沿う断面図。
【図４】本発明に係る現像剤担持体の構成と像担持体とのクリアランスを示す断面図。
【図５】現像剤担持体が備えるフランジの構成を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は軸線方向から見たフランジ内部の構成を示す図。
【図６】現像剤担持体が備えるスリーブの端部構成を示す断面図。
【図７】現像剤担持体が備えるフランジとスリーブの組付け状態を示すもので、（ａ）はスリーブに軸受を装着した状態を示す断面図、（ｂ）はスリーブをフランジの曲がり形状部に装着し始めた状態を示す断面図、（ｃ）はスリーブをフランジの装着完了状態を示す断面図。
【図８】（ａ）はフランジの第１の実施例を示す断面図、（ｂ）はスリーブの第１の実施例を示す断面図、（ｃ）は第１の実施例に係る現像剤担持体と像担持体との配置関係を示す部分拡大断面図。
【図９】第１の実施例に係る現像剤担持体の振れ精度の説明図。
【図１０】第２の実施例に係る現像剤担持体の構成と像担持体との配置関係を示す部分拡大断面図。
【図１１】第３の実施例に係る現像剤担持体の構成と像担持体との配置関係を示す部分拡大断面図。
【図１２】第４の実施例に係る現像剤担持体の構成と像担持体との配置関係を示す部分拡大断面図。
【図１３】比較例１を示すもので、（ａ）は比較例１に係るフランジの構成を示す断面図、（ｂ）は比較例１に係るスリーブの構成を示す断面図、（ｃ）は比較例１に係る現像剤担持体と像担持体との配置関係を示す部分拡大断面図。
【図１４】比較例２，３を示すもので、（ａ）は比較例２，３に係るフランジの構成を示す断面図、（ｂ）は比較例２，３に係るスリーブの構成を示す断面図、（ｃ）は比較例２，３に係る現像剤担持体と像担持体との配置関係を示す部分拡大断面図。
【図１５】本発明に係る現像剤担持体の製造方法の一例を示す工程図。
【図１６】本発明に係る現像剤担持体の製造方法の別な例を示す工程図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明に係る実施形態について図面を用いて説明する。なお各図面、各実施形態、実施例において、同一部材又は同一機能を有する部材には、基本的には同一の符号を付し、重複説明は適宜省略する。
【０００８】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を正面から見た概略構成図である。図２は、図１に示された画像形成装置に装着されている現像装置の断面図である。図３は、図２中のIII−III線に沿う断面図である。
電子写真方式を用いる画像形成装置１０１は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像、すなわちカラー画像を、一枚の転写材としての記録紙１０７（図１に示す）に形成する。なお、イエロー、マゼンダ、シアン、黒の各色に対応するユニットなどを、以下、符号の末尾に各々Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを付けて示す。
画像形成装置１０１は、図１に示すように、装置本体１０２と、給紙ユニット１０３と、レジストローラ対１１０と、転写ユニット１０４と、定着ユニット１０５と、複数のレーザ書き込みユニット１２２Ｙ，１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｋと、複数のプロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋとを少なくとも備えている。
【０００９】
装置本体１０２は、例えば、箱状に形成され、フロア上などに設置される。装置本体１０２は、給紙ユニット１０３と、レジストローラ対１１０と、転写ユニット１０４と、定着ユニット１０５と、複数のレーザ書き込みユニット１２２Ｙ，１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｋと、複数のプロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋを収容している。
給紙ユニット１０３は、装置本体１０２の下部に複数設けられている。給紙ユニット１０３は、前述した記録紙１０７を重ねて収容するとともに装置本体１０２に出し入れ自在な給紙カセット１２３と、給紙ローラ１２４とを備えている。給紙ローラ１２４は、給紙カセット１２３内の一番上の記録紙１０７に押し当てられている。給紙ローラ１２４は、前述した一番上の記録紙１０７を、転写ユニット１０４の後述する搬送ベルト１２９と、プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋの後述する像担持体としての感光体ドラム１０８との間に送り出す。
【００１０】
レジストローラ対１１０は、給紙ユニット１０３から転写ユニット１０４に搬送される記録紙１０７の搬送経路に設けられており、一対のローラ１１０ａ，１１０ｂを備えている。レジストローラ対１１０は、一対のローラ１１０ａ，１１０ｂ間に記録紙１０７を挟み込み、該挟み込んだ記録紙１０７をトナー像に重ね合わせ得るタイミングで、転写ユニット１０４とプロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋとの間に送り出す。
【００１１】
転写ユニット１０４は、給紙ユニット１０３の上方に設けられている。転写ユニット１０４は、駆動ローラ１２７と、従動ローラ１２８と、搬送ベルト１２９と、転写ローラ１３０Ｙ，１３０Ｍ，１３０Ｃ，１３０Ｋとを備えている。駆動ローラ１２７は、記録紙１０７の搬送方向の下流側に配置されており、駆動源としてのモータなどによって回転駆動される。従動ローラ１２８は、装置本体１０２に回転自在に支持されており、記録紙１０７の搬送方向の上流側に配置されている。搬送ベルト１２９は、無端環状に形成されており、前述した駆動ローラ１２７と従動ローラ１２８との双方に掛け渡されている。搬送ベルト１２９は、駆動ローラ１２７が回転駆動されることで、前述した駆動ローラ１２７と従動ローラ１２８との回りを図中半時計回りに循環（無端走行）する。
転写ローラ１３０Ｙ，１３０Ｍ，１３０Ｃ，１３０Ｋは、それぞれ、プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋが備える感光体ドラム１０８との間に搬送ベルト１２９と該搬送ベルト１２９上の記録紙１０７とを挟む。転写ユニット１０４は、転写ローラ１３０Ｙ，１３０Ｍ，１３０Ｃ，１３０Ｋが、給紙ユニット１０３から送り出された記録紙１０７を各プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋの感光体ドラム１０８の外周面１０８ａに押し付けて、感光体ドラム１０８上のトナー像を記録紙１０７に転写する。転写ユニット１０４は、トナー像を転写した記録紙１０７を定着ユニット１０５に向けて送り出す。
【００１２】
定着ユニット１０５は、転写ユニット１０４の記録紙１０７の搬送方向の下流に設けられ、互いの間に記録紙１０７を挟む一対のローラ１０５ａ，１０５ｂを備えている。定着ユニット１０５は、一対のローラ１０５ａ，１０５ｂ間に転写ユニット１０４から送り出されてきた記録紙１０７を押圧加熱することで、感光体ドラム１０８から記録紙１０７上に転写されたトナー像を、該記録紙１０７に定着させる。
レーザ書き込みユニット１２２Ｙ，１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｋは、それぞれ、装置本体１０２の上部に取り付けられている。レーザ書き込みユニット１２２Ｙ，１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｋは、それぞれ、一つのプロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋに対応している。レーザ書き込みユニット１２２Ｙ，１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｋは、プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋの後述の各帯電ローラ１０９により一様に帯電された感光体ドラム１０８の外周面１０８ａにレーザ光を照射して、静電潜像を形成する。
【００１３】
プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋは、それぞれ、転写ユニット１０４と、レーザ書き込みユニット１２２Ｙ，１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｋとの間に設けられている。プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋは、装置本体１０２に着脱自在である。プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋは、記録紙１０７の搬送方向に沿って、互いに並設されている。
プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋは、図２に示すように、カートリッジケース１１１と、帯電装置としての帯電ローラ１０９と、感光体ドラム（像担持体ともいう）１０８と、クリーニング装置としてのクリーニングブレード１１２と、現像装置１１３とを備えている。このため、画像形成装置１０１は、帯電ローラ１０９と、感光体ドラム１０８と、クリーニングブレード１１２と、現像装置１１３とを少なくとも備えている。
カートリッジケース１１１は、装置本体１０２に着脱自在で、かつ帯電ローラ１０９と、感光体ドラム１０８と、クリーニングブレード１１２と、現像装置１１３と、を収容している。帯電ローラ１０９は、感光体ドラム１０８の外周面１０８ａを一様に帯電する。感光体ドラム１０８は、現像装置１１３の後述する回転体であり現像剤担持体となる現像ローラ１１５とクリアランス（現像ギャップ）をあけて配されている。感光体ドラム１０８は、軸芯を中心として回転自在な円柱状又は円筒状に形成されている。感光体ドラム１０８は、対応するレーザ書き込みユニット１２２Ｙ，１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｋにより、その外周面上に静電潜像が形成される。
感光体ドラム１０８は、外周面上に形成されかつ担持する静電潜像にトナーが吸着して現像し、こうして得られたトナー像を搬送ベルト１２９との間に位置付けられた記録紙１０７に転写する。クリーニングブレード１１２は、記録紙１０７にトナー像を転写した後に、感光体ドラム１０８の外周面１０８ａに残留した転写残トナーを除去する。
【００１４】
現像装置１１３は、図２に示すように、現像剤供給部１１４と、ケース１２５と、現像剤担持体としての現像ローラ１１５と、規制部材としてのドクタブレード１１６とを少なくとも備えている。
現像剤供給部１１４は、収容槽１１７と、攪拌部材としての一対の攪拌スクリュー１１８とを備えている。収容槽１１７は、感光体ドラム１０８と長さが略等しい箱状に形成されている。また、収容槽１１７内には、該収容槽１１７の長手方向に沿って延びた仕切壁１１９が設けられている。仕切壁１１９は、収容槽１１７内を第１空間１２０と、第２空間１２１とに区画している。また、第１空間１２０と第２空間１２１とは、両端部が互いに連通している。
収容槽１１７は、第１空間１２０と第２空間１２１との双方に現像剤１２６を収容する。現像剤１２６は、トナーと磁性キャリア（磁性粉ともいう）とを含んでいる。トナーは、第１空間１２０と、第２空間１２１とのうち現像ローラ１１５から離れた側の第１空間１２０の一端部に、適宜供給される。トナーは、乳化重合法又は懸濁重合法により製造された球状の微粒子である。なお、トナーは、種々の染料又は顔料を混入・分散した合成樹脂で構成される塊を粉砕して得られても良い。トナーの平均粒径は、３μｍ以上でかつ７μｍ以下である。また、トナーは、粉砕加工などにより形成されても良い。磁性キャリアは、第１空間１２０と第２空間１２１との双方に収容されている。磁性キャリアの平均粒径は、２０μｍ以上でかつ５０μｍ以下である。
【００１５】
攪拌スクリュー１１８は、第１空間１２０と第２空間１２１それぞれに収容されている。攪拌スクリュー１１８の長手方向は、収容槽１１７、現像ローラ１１５及び感光体ドラム１０８の長手方向と平行である。攪拌スクリュー１１８は、軸芯周りに回転自在に設けられており、軸芯周りに回転することで、トナーと磁性キャリアとを攪拌するとともに、該軸芯に沿って現像剤１２６を搬送する。
図示の例では、第１空間１２０内の攪拌スクリュー１１８は、現像剤１２６を前述した一端部から他端部に向けて搬送する。第２空間１２１内の攪拌スクリュー１１８は、現像剤１２６を他端部から一端部に向けて搬送する。
前述した構成によれば、現像剤供給部１１４は、第１空間１２０の一端部に供給されたトナーを、磁性キャリアと攪拌しながら、他端部に搬送し、この他端部から第２空間１２１の他端部に搬送する。そして、現像剤供給部１１４は、第２空間１２１内でトナーと磁性キャリアとを攪拌し、軸芯方向に搬送しながら、現像ローラ１１５の外周面に供給する。
ケース１２５は、箱状に形成され、前述した現像剤供給部１１４の収容槽１１７に取り付けられて、該収容槽１１７とともに、現像ローラ１１５などを覆う。また、ケース１２５の感光体ドラム１０８と相対する部分には、開口部１２５ａが設けられている。
【００１６】
現像ローラ１１５は、円柱状に形成され、第２空間１２１と、感光体ドラム１０８との間でかつ前述した開口部１２５ａの近傍に設けられている。現像ローラ１１５は、感光体ドラム１０８と収容槽１１７との双方と平行である。現像ローラ１１５は、感光体ドラム１０８と間隔（現像ギャップ）をあけて配されている。現像ローラ１１５と感光体ドラム１０８との間の空間は、現像剤１２６のトナーを感光体ドラム１０８に吸着させて、静電潜像を現像してトナー像を得る現像領域１３１をなしている。現像領域１３１では、現像ローラ１１５と感光体ドラム１０８とが相対する。
現像ローラ１１５は、図３に示すように、軸１３４と、円筒状のマグネットローラ（磁石体ともいう）１３３と、マグネットローラ１３３の外周面１３３ａを覆う筒状部材としての現像スリーブ１３２と、フランジ部材としてのフランジ１３５、１３６を備えている。軸１３４は、長手方向が感光体ドラム１０８の長手方向と平行に配され、前述したケース１２５に回転することなく固定されている。フランジ１３５は後述する嵌合方法にて、現像スリーブ１３２の一方の端部１３２ｂに装着されて固定され、フランジ１３６は、現像スリーブ１３２の他方の端部１３２ｆに圧入されることで装着固定される。
【００１７】
マグネットローラ１３３は、磁性材料で構成され、かつ円筒状に形成されているとともに、図示しない複数の固定磁極が周方向に取り付けられている。マグネットローラ１３３は、軸１３４の外周に軸中心回りに回転することなく固定されている。
固定磁極は、長尺で棒状の磁石であり、マグネットローラ１３３に取り付けられている。固定磁極は、マグネットローラ１３３、すなわち現像ローラ１１５の長手方向に沿って延びており、該マグネットローラ１３３の全長に亘って設けられている。前述した構成のマグネットローラ１３３は、現像スリーブ１３２内に収容されている（内包されている）。
一つの固定磁極は、図２に示した攪拌スクリュー１１８と相対している。該一つの固定磁極は、汲み上げ磁極をなしており、現像スリーブ１３２の外周面１３２Ａ、すなわち現像ローラ１１５の外周面上に磁気力を生じて、収容槽１１７の第２空間１２１内の現像剤１２６を現像スリーブ１３２の外周面に吸着する。
他の一つの固定磁極は、前述した感光体ドラム１０８と相対している。この固定磁極は、現像磁極をなしており、現像スリーブ１３２、すなわち現像ローラ１１５の外周面上に磁気力を生じて、現像スリーブ１３２と感光体ドラム１０８との間に磁界を形成する。この固定磁極は、該磁界によって磁気ブラシを形成することで、現像スリーブ１３２の外周面１３２Ａに吸着された現像剤１２６のトナーを感光体ドラム１０８に受け渡すようになっている。
前述した汲み上げ磁極と現像磁極との間には、少なくとも一つの固定磁極が設けられている。この少なくとも一つの固定磁極は、現像スリーブ１３２の外周面１３２Ａ、すなわち現像ローラ１１５の外周面上に磁気力を生じて、現像前の現像剤１２６を感光体ドラム１０８に向けて搬送するとともに、現像済みの現像剤１２６を感光体ドラム１０８から収容槽１１７内まで搬送する。
前述した固定磁極は、現像スリーブ１３２の外周面１３２Ａに現像剤１２６を吸着すると、現像剤１２６の磁性キャリアが、該固定磁極が生じる磁力線に沿って複数重ねさせて、該現像スリーブ１３２の外周面上に立設（穂立ち）させる。このように、磁性キャリアが磁力線に沿って複数重なって現像スリーブ１３２の外周面１３２Ａ上に立設する状態を、磁性キャリアが現像スリーブ１３２の外周面１３２Ａ上に穂立ちするという。すると、この穂立ちした磁性キャリアに前述したトナーが吸着する。則ち、現像スリーブ１３２は、マグネットローラ１３３の磁力により外周面に現像剤１２６を吸着する。
【００１８】
現像スリーブ１３２は、図３に示すように、円筒状に形成されている。現像スリーブ１３２は、マグネットローラ１３３を内包し（収容し）て、軸１３４の軸中心回りに回転自在に設けられている。現像スリーブ１３２は、その内周面が固定磁極に順に相対するように回転駆動される。現像スリーブ１３２は、アルミニウム合金、真鍮、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、又は導電性の樹脂などの非磁性材料で構成されている。現像スリーブ１３２は、その外周面に粗面化処理が施されている。
アルミニウム合金は、加工性、軽さの面で優れている。アルミニウム合金を用いる場合には、Ａ６０６３、Ａ５０５６及びＡ３００３を用いるのが好ましい。ＳＵＳを用いる場合には、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４及びＳＵＳ３１６を用いるのが好ましい。なお、図示の例では、現像スリーブ１３２は、アルミニウム合金で構成されている。現像スリーブ１３２の外径は、１４ｍｍ〜３０ｍｍ程度であるのが望ましい。現像スリーブ１３２の軸線方向の長さは、３００ｍｍ〜３５０ｍｍ程度であるのが望ましい。
【００１９】
図２に示すよう、ドクタブレード１１６は、現像装置１１３の感光体ドラム１０８寄りの端部に設けられている。ドクタブレード１１６は、現像スリーブ１３２の外周面１３２Ａと間隔をあけた状態で、前述したケース１２５に取り付けられている。ドクタブレード１１６は、所望の厚さを越える現像スリーブ１３２の外周面１３２Ａ上の現像剤１２６を収容槽１１７内にそぎ落として、現像領域１３１に搬送される現像スリーブ１３２の外周面上の現像剤１２６を所望の厚さにする。
【００２０】
前述した構成の現像装置１１３は、現像剤供給部１１４でトナーと磁性キャリアとを十分に攪拌し、この攪拌した現像剤１２６を固定磁極により現像スリーブ１３２の外周面１３２Ａに吸着する。現像装置１１３は、現像スリーブ１３２が回転して、複数の固定磁極により吸着した現像剤１２６を現像領域１３１に向かって搬送する。現像装置１１３は、ドクタブレード１１６で所望の厚さになった現像剤１２６を感光体ドラム１０８に吸着させる。こうして、現像装置１１３は、現像剤１２６を現像ローラ１１５に担持し、現像領域１３１に搬送して、感光体ドラム１０８の上の静電潜像を現像して、トナー像を形成する。
現像装置１１３は、現像済みの現像剤１２６を、収容槽１１７に向かって離脱させる。そして、収容槽１１７内に収容された現像済みの現像剤１２６は、再度、第２空間１２１内で他の現像剤１２６と十分に攪拌されて、感光体ドラム１０８の静電潜像の現像に用いられる。なお、現像装置１１３は、現像剤供給部１１４が例えば感光体ドラム１０８に供給されるトナーの濃度が低下したことを後述するトナー濃度センサが検知すると、撹拌スクリュー１１８の回転駆動によりトナーを現像ローラ１１５に向けて繰り出すようになっている。
【００２１】
前述した構成の画像形成装置１０１は、以下に示すように、記録紙１０７に画像を形成する。
まず、画像形成装置１０１は、感光体ドラム１０８を回転駆動して、この感光体ドラム１０８の外周面１０８ａを一様に帯電ローラ１０９により−７００Ｖに帯電する。感光体ドラム１０８の外周面１０８ａにレーザ光を照射して、感光体ドラム１０８を露光して、画像部分を−１５０Ｖに減衰させて、該感光体ドラム１０８の外周面１０８ａに静電潜像を形成する。そして、静電潜像が現像領域１３１に位置付けられると、この静電潜像に−５５０Ｖの現像バイアス電圧を印加して、現像装置１１３の現像スリーブ１３２の外周面１３２Ａに吸着した現像剤１２６が感光体ドラム１０８の外周面１０８ａに吸着して、静電潜像を現像し、トナー像を感光体ドラム１０８の外周面に形成する。
画像形成装置１０１は、給紙ユニット１０３の給紙ローラ１２４などにより搬送されてきた記録紙１０７が、プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋの感光体ドラム１０８と転写ユニット１０４の搬送ベルト１２９との間に位置して、感光体ドラム１０８の外周面上に形成されたトナー像を記録紙１０７に転写する。画像形成装置１０１は、定着ユニット１０５で、記録紙１０７にトナー像を定着する。こうして、画像形成装置１０１は、記録紙１０７にカラー画像を形成する。
【００２２】
一方、転写されずに感光体ドラム１０８上に残ったトナーは、クリーニングブレード１１２によって回収される。残留トナーを除去された感光体ドラム１０８は図示しない除電ランプで初期化され、次回の画像形成プロセスに供される。
【００２３】
前述した画像形成装置１０１では、環境変動や経時変動による画質の変動を抑えるために、プロセスコントロールを行なっている。具体的には、まず現像装置１１３における現像能力を検出する。例えば、あるトナーパターンの画像を、現像バイアス電圧を一定にした条件下で感光体ドラム１０８上に形成し、その画像濃度を図示しない光センサで検出し、濃度変化から現像能力を把握する。そして、この現像能力が所定の目標現像能力になるように、トナー濃度の目標値を変更することで、画質を一定に保つことができる。例えば、光センサで検出したトナーパターンの画像濃度が、目標現像濃度よりも薄い場合には、トナー濃度を高くするように、図示しない制御手段としてのＣＰＵが撹拌スクリュー１１８を回転駆動するモータの駆動回路を制御する。一方、光センサで検出したトナーパターンの画像濃度が、目標現像濃度よりも高い場合には、トナー濃度を低くするように、ＣＰＵが前述したモータの駆動回路を制御する。ここで、上記トナー濃度は図示しないトナー濃度センサで検知される。なお、感光体ドラム１０８上に形成されるトナーパターンの画像濃度は、現像スリーブ１３２による画像濃度周期ムラの影響で多少変動することがある。
【００２４】
現像ローラ１１５は、図３に示すように、現像スリーブ１３２における軸線方向に位置する各開口端縁としての端部１３２ｂ、１３２ｆｂにフランジ１３５およびフランジ１３６が装着されて結合されている。フランジ１３５は駆動側であり、フランジ１３６は受動側である。
フランジ１３５は、現像ローラ１１５を現像装置内で回転駆動させる際の基準としている。このフランジ１３５と現像スリーブ１３２との相対位置関係によっては、現像ローラ１１５の回転時に、振れが発生して現像スリーブ１３２の回転ムラが生じることになり、感光体ドラム１０８上に形成されるトナーパターンの画像濃度が、現像スリーブ１３２の回転ムラによる周期ムラを生じことがある。
【００２５】
一般的なフランジと現像スリーブの結合方法として、第１の方法として「フランジの滑合嵌合+現像スリーブのカシメ」、第２の方法として「フランジの滑合嵌合＋接着剤」、第３の方法として「焼きばめ」、第４の方法として「フランジの圧入嵌合」等が知られている。フランジと現像スリーブの結合には、相対位置関係だけではなく、結合強度も必要となるため、各結合方法は、位置関係の精度と結合強度に関して、メリットとデメリットがある。
第１の方法の「フランジの滑合嵌合＋現像スリーブのカシメ」では、位置関係精度は滑合嵌合で確保し、結合強度は現像スリーブにカシメを施すことで確保している。この方法は、フランジの抜け防止という点では非常に利点があるが、フランジの挿入後に現像スリーブを変形させるので組立工数の増加と、確実な結合を行うためには現像スリーブのカシメ量が多く必要なので、多部位へも影響し、現像スリーブ単体の振れも悪化するケースがある。
第２の方法の「フランジの滑合嵌合と接着剤」では、第１の方法同様に、位置関係の精度は滑合嵌合で確保している。結合強度は、接着剤を用いることで確保しており、第１の方法のように現像スリーブの変形といった影響が発生しない。しかし、接着剤は均一な塗布が難しく、挿入部全域で同等の結合強度を確保するのが難しい。また、接着剤のはみだしも生じてしまうため、現像剤を搬送する現像ローラ１１５として使用するのはあまり望ましくない。
第３の方法の「焼きばめ」では、結合強度を焼きばめ、つまり現像スリーブを熱して膨張させた状態で、フランジを挿入し、冷えた現像スリーブによって挟まれることで確保している。この方法では、フランジの挿入時の現像スリーブが膨張した状態であるため、位置関係の精度確保が難しい。
第４の方法の「フランジの圧入嵌合」では、フランジと現像スリーブの嵌合を圧入にすることで、滑合嵌合よりは位置精度が悪くなるが、滑合嵌合よりも結合強度を確保している。この結合強度は一般的には焼きばめよりは劣る。ただし、上記第１〜４の方法に共通して言える課題として、現像スリーブの外径加工と端部の内径加工を２工程にまたがって行うため、加工の高精度化には自ずと限界があるという点と、内径加工をするための専用工具が必要となり、２次加工に要する時間が長くなるという点がある。
このようなに、フランジと現像スリーブの結合方法によって、位置関係の精度と結合強度の確保のメリットとデメリットがある。しかし、位置関係の精度と結合強度の両立が近年望まれている。
【００２６】
特許文献１（特開２００７−１３３１８０号公報）では、現像ローラの製造において、フランジを現像スリーブに固定する方法として、フランジを現像スリーブの外周面に嵌合することで、スリーブ内周面で嵌合する場合における、スリーブ内周面の高精度加工を省略し、部品加工精度を維持しつつ、部品加工コストを低減させている。しかしながら、特許文献１の方法では、フランジを現像スリーブに嵌合した後、フランジ外径がスリーブ外径よりも大きくなってしまい、その外径差よりも現像ローラの外周面と感光体ドラムの外周面とのクリアランスを小さくすることが不可能である。このクリアランスは本願でいう現像領域１３１を形成するとともに現像ギャップと呼ばれ、一般的には所定範囲として０．１〜１．０ｍｍ程度にする必要がある。現像ギャップが所定範囲よりも大きくなると、現像ローラから感光体ドラムの静電潜像へのトナー供給が不足することで画像濃度が低下してしまう。またクリアランス（現像ギャップ）を小さくするために、現像スリーブの外周面に嵌合させたフランジの肉厚を薄くすると、現像ローラの自体の剛性が低下して変形しやすくなる。現像ローラの自体の剛性不足は、振れ精度が悪化につながり、結果として画像の濃度ムラの原因になる。このため画像濃度の確保と画像濃度ムラの低減は、両立が困難であった。
【００２７】
そこで、本実施形態では、加工精度、剛性の確保と同時に、現像ローラ１１５と感光体ドラム１０８のクリアランス寸法（現像ギャップ）の制限を無くすことによって、画像濃度の確保と画像濃度のムラ低減の両立を可能にする現像ローラ１１５を提案する。
本実施形態に係る現像ローラ１１５の基本構成を図４に示す。図４において、現像ローラ１１５の外周面（現像スリーブ１３２の外周面１３２Ａ）と感光体ドラム１０８の外周面１０８ａとの間にクリアランス（現像ギャップ）を形成している。このクリアランスの長さをＡとする。またフランジ１３５の大径部１３５ａの外周部としての外周面１３５ａ１と感光体ドラム１０８の外周面１０８ａのクリアランスの長さをＢとする。ここでＡ＞Ｂの場合、現像ローラ１１５を感光体ドラム１０８に近づけていくと、現像スリーブ１３２の外周面１３２Ａが感光体ドラム１０８の外周面１０８ａに接触する前に、フランジ１３５の外周面１３５ａ１が感光体ドラム１０８の外周面１０８ａと接触するため、クリアランスＡを小さくすることが困難になる。
次にフランジ１３５の構成について図５（ａ）、図５（ｂ）を用いて説明する。本実施形態に係るフランジ１３５は、円柱状の大径部１３５ａと、これと同一軸線上に配置された軸部１３５ｂとを備えている。軸部１３５ｂにしは、図示しない駆動歯車が一体的に装着される、この駆動歯車に回転駆動力が入力されることで、原稿ローラ１１５が回転駆動する。大径部１３５ａの内側面には、大径部１３５ａ、軸部１３５ｂと同一軸線上になるように環状の円形溝１３５ｃと中心穴１３５ｄとが加工して形成されている。このうち、現像スリーブ１３５に圧入する、フランジ圧入部１３５ｅは、円形溝１３５ｃの外周側面として形成されている。また中心穴１３５ｄは、前述した軸１３４を回転自在に支持するための軸受１３７を装着して保持するためのものである。本実施形態では、中心穴１３５ｄに軸受１３７を圧入して装着している。
【００２８】
ここでフランジ１３５の加工の一例として、材料となる金属の丸棒の片側を旋盤などの工作機械にチャック（保持）した状態で、全体の外形形状を削り出した後、根元を切り落とす方法が挙げられる。この方法であれば、ワンチャックの加工であるので、大径部１３５ａ、軸部１３５ｂ、中心穴１３５ｄ、圧入部１３５ｅを有する円形溝１３５ｃの振れ精度を維持した加工が可能である。
【００２９】
次に現像スリーブ１３２の構成について図６を用いて説明する。現像スリーブ１３２は、軸線方向に位置する端部１３２ｂ、１３２ｆと、端部１３２ｂ、１３２ｆの間の部分で、直径が同一の部分となる胴部１３２ａと、片側の端部１３２ｂに形成された曲がり形状部１３２ｄとを備えている。本実施形態において、端部１３２ｆは胴部１３２ａと同一径として形成されていて、端部１３２ｂは、その外周面１３２ｃが胴部１３２ａよりも小径に形成されている。胴部１３２ａから端部１３２ｂへの径変化部である曲がり形状部１３２ｄの曲がり角度をθとしたとき、曲がり角度θは、基本的には直角である。本実施形態において、曲がり角度θとは、端部１３２ｂの外周面１３２ｃと、外周面１３２ｃと胴部１３２ａとに連続し、軸線に対して直交する端部１３２ｂの端面１３２ｅとの角度である。
本実施形態において、曲がり形状部１３２ｄは、現像スリーブ１３２の片側の端部１３２ｂにだけ形成しているが、端部１３２ｆ側にも、曲がり形状部１３２ｄを形成し、現像スリーブ１３２が、その両端に曲がり形状部１３２ｄを有する構成としても良い。
【００３０】
次に現像ローラ１１５の製造方法の一形態について説明する。
この製造方法は、現像スリーブ１３２の軸線方向に位置する片側の端部１３２ｂ側を、胴部１３２ａよりも外径が小さくなる小径部１３２ｇにして曲がり形状部１３２ｄを形成する図１５（ａ）に示す端部形成工程と、少なくとも端部形成工程で形成された小径部１３２ｇの表面１３２ｃを所定の寸法に加工する図１５（ｂ）に示す表面加工工程と、表面加工工程で加工された小径部１３２ｇに、フランジ１３５を圧入して装着する図１５（ｃ）に示す装着工程を有する。
【００３１】
図１５（ａ）に示す端部形成工程では、現像スリーブ１３２の材料となる金属パイプ１９０を、絞り加工装置２００によって絞り加工する。絞り加工機２００は金属パイプ１９０を保持して軸線方向に移動可能なチャック部材２０１と、金属パイプ１９０の端部１９０ａと対向して配置された絞り部材２０２とを備え、金属パイプ１９０をチャック部材２０１で保持したままチャック部材２０１を矢印方向に移動して金属パイプ１９０の端部１９０ａを絞り部材２０２に押し当てて絞り加工を行い、金属パイプ１９０の端部外径を小径化する。この絞り加工によって端部１９０ａには、小径部１３２ｇと曲がり形状部１３２ｄが形成される。ここでは、金属パイプ１９０の片側の端部１９０ａに絞り加工を施したが、端部１９０ａと反対側に位置するもう一方の端部にも絞り加工を施してもよい。金属パイプ１９０の材質としては、ステンレス、アルミニウム合金、真鍮、樹脂などが挙げられる。
【００３２】
図１５（ｂ）に示す表面加工工程では、絞り加工を施された金属パイプ１９０の両端の内面を保持手段２０３Ａ、２０３Ｂで保持し、切削装置２０４による切削により仕上げ加工を施し、小径部１３２ｇを含む金属パイプ１９０の表面１９０ａ全体を所定の寸法に加工して仕上げる。
さらに、ここでは、切削加工または研削加工の終了後に現像剤１２６の穂立ちを良くするため、金属パイプ１９０の表面１９０ａに溝加工や目粗しなどの加工を施して現像スリーブ１３２とする。図１５（ｂ）に示す表面加工工程においては、切削装置２０４による切削加工ではなく、図示しない研磨装置による研磨加工で、所定の寸法に加工して仕上げるようにしてもよい。本実施形態では、現像スリーブ単体での回転中心線に対する振れ精度が５〜１０μｍの範囲になるように加工する。
【００３３】
一般的な現像スリーブの場合、フランジとの圧入面はスリーブの内周になるため、外周面の仕上げ加工の後、段取り替えをして、スリーブ外周面をチャックしてから内周の圧入面の加工を施すとともに、内側加工用の工具が必要となる。このため、段取り替えを行う分の時間を要するとともに、外周面と圧入部の間の振れ精度が低下してしまうことになる。
しかし、本実施形態に係る現像スリーブ１３２では、２次加工となる表面加工工程を現像スリーブ１３２の外側から行なえるので、内側加工用の工具を用いることなく、端部１３２ｂから胴部１３２ａを経て端部１３２ｆにかけて連続して加工することができ、加工時間の短縮を図れるとともに、外周面と圧入部の間の振れ精度の低減を抑制することができる。
【００３４】
図１５（ｃ）に示す装着工程では、図７（ａ）にも示すように、フランジ中心穴１３５ｄに軸受１３７を挿入する。挿入後、図７（ｂ）に示すように、フランジ圧入部１３５ｅとスリーブ端部１３２ｂの圧入部となる外周面１３２ｃを嵌合させる。続いて図７（ｃ）に示すように、フランジ圧入部１３５ｅの先端面１３５ｆを現像スリーブ１３２の曲がり形状部１３２ｄの端面１３２ｅまで突き当てる。このとき、フランジ外周面１３５ａ１はスリーブ胴部１３２ａより外側にはみ出ることが無いため、現像ローラ１１５と感光体ドラム１０８のクリアランスＡ（図４参照）を十分小さくすることが可能である。
本実施形態において、現像スリーブ１３２の端部１３２ｆ側の端部開口内にも、図４、図１５（ｃ）に示すように、軸受１３７を中央に装着固定したフランジ１３６を圧入する。装着工程終了時の現像ローラ１１５の精度としては、回転中心線に対する振れ精度が１０〜２０μｍの範囲になるように現像スリーブ１３２とフランジ１３５，１３６を組みつける。
このため、現像スリーブ１３２の端部１３２ｂの厚さを削る必要がなく、現像ローラ１１５の自体の剛性不足はなくなるので、振れ精度が向上する。その結果として、現像ローラ１１５の十分な画像濃度を確保でき、それと同時に、変形による振れ精度悪化による画像濃度ムラを防止できる。さらに、現像スリーブ１３２の加工精度も良好であるため、画像濃度ムラを低減可能な現像ローラ１１５と、これを備えた現像装置１１３とプロセスカートリッジ１０６（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）及び画像形成装置１０１を提供することができる。
【００３５】
次に現像ローラ１１５の製造方法の別な形態について説明する。
この製造方法は、現像スリーブ１３２の軸線方向に位置する片側の端部１３２ｂ側を、胴部１３２ａよりも外径が小さくなる小径部１３２ｇにして曲がり形状部１３２ｄを形成する図１６（ａ）に示す端部形成工程と、少なくとも端部形成工程で形成された小径部１３２ｇの表面１３２ｃを所定の寸法に加工する図１６（ｂ）に示す表面加工工程と、表面加工工程で加工された小径部１３２ｇに、フランジ１３５を圧入して装着する図１６（ｃ）に示す装着工程を有する。
図１５で説明した製造方法との違いは、端部形成工程を鋳造工程とし、端部を含むスリーブ全体を鋳造により形成する点にある。これ以外の図１６（ｂ）に示す表面加工工程及び図１６（ｃ）に示す装着工程は、基本的には図１５（ｂ）、図１５（ｃ）に示す各工程と同様であるので、ここでは、図１６（ａ）に示す鋳造工程とした端部形成工程を中心に説明する。
図１６（ａ）に示す端部形成工程では、現像スリーブ１３２の材料となる金属材質を溶融炉で溶融し、予め現像スリーブ１３２の形状を空間部３０７として形成した上型３０１と下型３０２からなる鋳造型３００内に注湯口３０３から流し込む。生産性を考慮すると、１つの現像スリーブを１つの鋳造型３００で鋳造するのでなく、複数の現像スリーブの形状を１つの鋳造型３００に形成して鋳造するのが望ましい。この場合、現像スリーブの形状となる空間部３０７は、ランナー３０４で連通するようにしておくと良い。鋳造に用いる金属材質としては、アルミニウム合金、真鍮、樹脂など融点が比較的低い材質に限られ、ステンレスを適用するのは難しい。鋳造型３００から鋳造物（以下「鋳造スリーブ」と記す）３０５の取り出しを考慮すると、曲がり形状部をスリーブ両端に設けることは困難である。なお、本実施形態における現像スリーブ１３２は、材質がアルミニウム合金で、曲がり形状部１３２ｄは片側の端部１３２ｂとしているので、鋳造により成形可能である。
図１６（ｂ）に示す表面加工工程では、鋳造により成形された鋳物スリーブ３０５の両端の内面を保持手段２０３Ａ，２０３Ｂで保持し、切削装置２０４による切削により、ランナー跡、バリ、注湯口跡を切除するとともに、小径部１３２ｇを含む鋳物スリーブ３０５の外周面３０５ａ全体を所定の寸法に加工する仕上げ加工を施す。無論、切削加工ではなく研削加工で仕上げても良い。仕上げ加工後は、現像剤１２６の穂立ちを良くするため、鋳物スリーブ３０５の表面３０５ａに溝加工や目粗しなどの加工を施して現像スリーブ１３２とする。本実施形態では、現像スリーブ単体での回転中心線に対する振れ精度が５〜１０μｍの範囲になるように加工する。
【００３６】
図１６（ｃ）に示す装着工程では、図７（ａ）にも示すように、フランジ中心穴１３５ｄに軸受１３７を挿入する。挿入後、図７（ｂ）にも示すように、フランジ圧入部１３５ｅとスリーブ端部１３２ｂの圧入部となる外周面１３２ｃを嵌合させ、図７（ｃ）に示すように、フランジ圧入部１３５ｅの先端面１３５ｆを現像スリーブ１３２の曲がり形状部１３２ｄの端面１３２ｅまで突き当てる。このとき、フランジ外周面１３５ａはスリーブ胴部１３２ａより外側にはみ出ることが無いため、現像ローラ１１５と感光体ドラム１０８のクリアランスＡ（図４参照）を十分小さくすることが可能である。また、現像スリーブ１３２の端部１３２ｆ側の端部内にも、図４、図１６（ｃ）に示すように、軸受１３７を装着したフランジ１３６を圧入する。装着工程終了時の現像ローラ１１５の精度としては、回転中心に対する振れ精度が１０〜２０μｍの範囲になるように現像スリーブ１３２とフランジ１３５，１３６を組みつける。
このため、現像スリーブ１３２の端部１３２ｂの厚さを削る必要がなく、現像ローラ１１５の自体の剛性不足はなくなるので、振れ精度が向上する。その結果として、現像ローラ１１５の十分な画像濃度を確保でき、それと同時に、変形による振れ精度悪化による画像濃度ムラを防止できる。さらに、現像スリーブ１３２の加工精度も良好であるため、画像濃度ムラを低減可能な現像ローラ１１５と、これを備えた現像装置１１３とプロセスカートリッジ１０６（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）及び画像形成装置１０１を提供することができる。
【００３７】
図１に示した画像形成装置１０１では、プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋはカートリッジケース１１１と帯電ローラ１０９と感光体ドラム１０８とクリーニングブレード１１２と現像装置１１３を備えている。しかしながら、本実施形態に係るプロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋは、少なくとも現像装置１１３を備えていれば良く、カートリッジケース１１１と帯電ローラ１０９と感光体ドラム１０８とクリーニングブレード１１２を必ずしも備えていなくても良い。また、前述した実施形態では画像形成装置１０１は装置本体１０２に着脱自在なプロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋとして説明した。しかしながら本実施形態に係る画像形成装置１０１は現像装置１１３を備えていれば良く、プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋを必ずしも備えていなくても良い。
【００３８】
つぎに、本発明の発明者らは、前述の製造方法で成形した現像スリーブ１３２とフランジ１３５、１３６とを用いて以下の実施例１〜４に示す現像ローラ１１５を作成した。なお、フランジ１３６については従来のように現像スリーブ１３２の端部１３２ｆ内に圧入する従来方式を採用したので、ここでは、現像スリーブ１３２とフランジ１３５との関係を主にして説明する。
【実施例１】
【００３９】
図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）に示す実施例１では、フランジ１３５の材質をステンレス、現像スリーブ１３２の材質をアルミニウム合金とした。フランジ１３５の構成としては、図８（ａ）に示すようにフランジ大径部１３５ａの外径Ｃを直径２６ｍｍ、フランジ圧入部１３５ｅの外形Ｄを直径２４ｍｍ(公差±０．０１ｍｍ)、フランジ圧入部１３５ｅの軸線方向への長さＥを６ｍｍとした。また、現像スリーブ１３２の構成としては、胴部１３２ａの外径Ｇを直径２５ｍｍ、スリーブ圧入部（端部１３２ｂの外周面）１３２ｃの外径Ｆを直径２４ｍｍ(公差＋０．０５〜＋０．０３ｍｍ)、スリーブ圧入部１３２ｃの軸線方向への長さＨを７ｍｍ、胴部１３２ａの肉厚Ｉおよびスリーブ端部１３２ｂの肉厚Ｊをそれぞれ同一厚となる０．７５ｍｍとして現像ローラ１１５を組み立てた。
【００４０】
次に、市販のプリンタＩＰＳＩＯ  ＳＰ  Ｃ３２０（株式会社リコー製）の画像形成装置を用い、実施例１の現像ローラ１１５を画像形成装置に装着し、感光体ドラム１０８上を−８２０Ｖに帯電させ、現像バイアス電圧−３５０Ｖを印加し、シアン一成分重合トナー(平均粒径６μｍ)を使用して、Ａ４縦サイズ全面ベタ画像を出力し、その画像濃度(ＩＤ)と画像濃度ムラを評価した。画像濃度はＡＭＴＥＣ社製「Ｘ−Ｌｉｔｅ」により測定し、画像濃度ムラは評価者の視認により評価した。評価基準は以下に示す。○は許容範囲、×は許容範囲外とする。
○：画像濃度が十分(ＩＤ１．３以上)、かつ、画像濃度ムラが視認されない
×：画像濃度が不十分(ＩＤ１．３未満)、もしくは画像濃度ムラが視認される。
実施例１において、画像濃度はＩＤ１．３５、かつ、濃度ムラが視認されない良好（○）な画像が得られた。また、回転中心線に対する振れ精度は、図９に示すようよ、１０μｍ以下、耐トルクは４Ｎｍ以上、現像ローラ１１５と感光体ドラム１０８のクリアランスＡは０．５ｍｍであった。そして、この条件での製造において、振れ精度と耐トルクの良品率は、ともに１００％であった。
【実施例２】
【００４１】
図１０に示す実施例２では、フランジ大径部１３５ａの外径Ｃを直径２４ｍｍ、フランジ圧入部１３５ｃの外形Ｄを直径２２ｍｍ（公差±０．０１ｍｍ)、スリーブ圧入部１３２ｃの外径Ｆを直径２２ｍｍ(公差＋０．０５〜＋０．０３)、それ以外の条件は実施例１と同様にして現像ローラ１１５を組み立て、実施例１と同様の条件で画像濃度(ＩＤ)と画像濃度ムラを評価した。
実施例２において、画像濃度はＩＤ１．４０、かつ、画像濃度ムラが視認されない良好（○）な画像が得られた。また、回転中心線に対する振れ精度は１０μｍ以下、耐トルクは４Ｎｍ以上、現像ローラ１１５と感光体ドラム１０８のクリアランスＡは０．５ｍｍであった。そして、この条件での製造において、振れ精度と耐トルクの良品率は、ともに１００％であった。
【実施例３】
【００４２】
図１１に示す実施例３では、現像スリーブ１３２の胴部１３２ａの肉厚Iを０．７５ｍｍ、スリーブ端部１３２ｂの肉厚Ｊを１．５ｍｍとして両者の厚さを代え、それ以外の条件は実施例２と同様にして現像ローラ１１５を組み立て、実施例２と同様の条件で画像濃度(ＩＤ)と画像濃度ムラを評価した。
実施例３において、画像濃度はＩＤ１．４５、かつ、画像濃度ムラが視認されない良好（○）な画像が得られた。また、回転中心線に対する振れ精度は１０μｍ以下、耐トルクは５Ｎｍ以上、現像ローラ１１５と感光体ドラム１０８のクリアランスＡは０．５ｍｍであった。そして、この条件での製造において、振れ精度と耐トルクの良品率は、ともに１００％であった。
【実施例４】
【００４３】
図１２に示す実施例４では、フランジ圧入部１３５ｃの軸線方向への長さＥを７．５ｍｍとし、それ以外の条件は実施例３と同様にして現像ローラ１１５を組み立て、実施例３と同様の条件で画像濃度(ＩＤ)と画像濃度ムラを評価した。
実施例４において、画像濃度はＩＤ１．５０以上、かつ、濃度ムラが視認されない良好（○）な画像が得られた。また連続使用をしてもフランジ１３５と現像スリーブ１３２の圧入部に現像剤１２６が溜まることは無かった。また、回転中心線に対する振れ精度は１０μｍ以下、耐トルクは５Ｎｍ以上、現像ローラ１１５と感光体ドラム１０８のクリアランスＡは０．５ｍｍであった。そして、この条件での製造において、振れ精度と耐トルクの良品率はともに１００％であった。
【００４４】
[比較例１]
図１３（ａ）、図１３（ｂ）、図１３（ｃ）は比較例１を示す。比較例１は、図１３（ｂ）に示す周知技術の現像スリーブ１３２’の端部１３２ｂ’の内側に、図１３（ａ）に示すフランジ１３５’を圧入して現像ローラ１１５’の製作したものである。フランジ１３５’の材質をステンレス、現像スリーブ１３２’の材質をアルミニウム合金とした。フランジ１３５’は、フランジ大径部１３５ａ’の外周面１３５ａ１’の外径Ｃ’を直径２３．５ｍｍ（公差＋０．０５〜＋０．０３ｍｍ）とした。現像スリーブ１３２’は、スリーブ圧入部１３２ｃ’の内径Ｆ’を直径２３．５ｍｍ(公差±０．０１ｍｍ)、フランジ圧入部１３２ｃ’の軸線方向への長さＥ’を６ｍｍ、胴部１３２ａ’の外径Ｇ’を直径２５ｍｍ、スリーブ圧入部１３２ｃ’の軸線方向への長さＨ’を７ｍｍ、胴部１３２ａ’の肉厚Ｉ’を０．７５ｍｍ、スリーブ圧入部１３２ｃ’の肉厚Ｊ’を０．６５ｍｍとした。
【００４５】
このような構成の現像スリーブ１３２’とフランジ１３５’を用いて現像ローラ１１５’を組み立て、実施例１と同様の条件で画像濃度(ＩＤ)と画像濃度ムラを評価した。
比較例１において、画像濃度ＩＤ１．３３、耐トルク３．５Ｎｍで規格を満足したものの、スリーブ圧入部１３２ｃ’とスリーブ胴部１３２ａ’の振れ精度が悪く、組み立てた現像ローラ１１５’の回転中心線に対する振れ精度も悪いもの(２０μｍ以上)が発生した。この現像ローラ１１５’では、周方向に画像濃淡ムラのある異常画像が発生したことが死人され、不良（×）となった。
比較例１の条件で得られた現像ローラ１１５’の回転中心線に対する振れ精度の良品率は９６％、耐トルク良品率は９８％であった。
【００４６】
[比較例２]
図１４（ａ）、図４（ｂ）、図１４（ｃ）は比較例２を示す。比較例２は、特許文献１の現像ローラ１１５”の製作を実施した。フランジ１３５の材質をステンレス、現像スリーブ１３２”の材質をアルミニウム合金とした。フランジ１３５はフランジ大径部１３５ａの外径Ｃを直径２７ｍｍ、フランジ圧入部１３５ｅの内径Ｄを直径２５ｍｍ（公差±０．０１ｍｍ）、フランジ圧入部１３５ｅの軸線方向への長さＥを６ｍｍとした。現像スリーブ１３２”は、胴部１３２ａ”の外径Ｇ”を直径２５ｍｍ（公差＋０．０５〜＋０．０３ｍｍ）、胴部１３２ａ”の肉厚Ｉ”を０．７５ｍｍとした。
このような構成の現像スリーブ１３２”とフランジ１３５を用いて現像ローラ１１５”を組み立て、実施例１と同様の条件で画像濃度(ＩＤ)と画像濃度ムラを評価した。
比較例２において、耐トルク１．３３Ｎｍで、画像濃度ムラも規格を満足したものの、図１４（ｃ）に示す現像ローラ１１５”と感光体ドラム１０８のクリアランスＡ”は１．２ｍｍとなり、画像濃度がＩＤ１．１０と低下してしまい、規格を満足するものが得られなかった。
【００４７】
[比較例３]
比較例３では、比較例２の現像ローラ１１５”の条件のうち、フランジ大径部１３５ａの外径Ｃのみを直径２６ｍｍに変更して現像ローラ１１５”を組み立て、実施例１と同様の条件で画像濃度(ＩＤ)吐画像濃度ムラを評価した。
比較例３において、現像ローラ１１５”と感光体ドラム１０８のクリアランスＡ”は０．５ｍｍとなり、画像濃度はＩＤ１．３３で規格は満たしたものの、耐トルクが２Ｎｍで満足せず、フランジ１３５と現像スリーブ１３２”の圧入部がすぐに変形し、現像ローラ１１５”の回転中心線に対する振れ精度が２０μｍ以上に悪化し、画像濃度ムラが生じた。
以上の実施例１〜４および比較例１〜３の結果を表１に示す。
【００４８】
【表１】
2014240928.tif 000003
【００４９】
比較例１：周知技術のスリーブ内側にフランジを圧入した現像ローラ
比較例２：特開２００７−１３３１８０号に記載のその１
比較例３：特開２００７−１３３１８０号に記載のその２
【００５０】
上記各実施形態及び実施例によると、現像スリーブ１３２の軸線方向に位置する端部１３２ｂ、１３２ｆの内の片側の端部１３２ｂに、端部間に位置する胴部１３２ａよりも外径が小さくなる曲がり形状部１３２dを有するので、端部１３２ｂへのフランジ１３５の圧入後、フランジ外周面１３１a１が胴部１３２aよりも外側にはみ出る長さが小さくなり、現像ローラ１１５と感光体ドラム１０８のクリアランスの寸法Ａの制限を低減できる。また、従来の現像スリーブ内側で圧入する方式の現像ローラと異なり、現像スリーブ１３２の仕上げ加工は、外径のみのワンチャックであるため、スリーブ胴部と圧入部の加工を高精度にできる。そのため、現像スリーブ１３２とフランジ１３５の圧入結合における回転ムラから生じる画像の濃度ムラと濃度不足を抑制することができる。
【００５１】
現像スリーブ１３２の胴部１３２の外径Ｇは、フランジ１３２の外周面１３５ａ１の外径Ｃよりも大きいため、フランジ１３２を現像スリーブ１３２の端部１３２ｂに圧入した後、外周面１３５ａ１が、胴部１３２ａよりも小さくなるため、現像ローラ１１５と感光体ドラム１０８のクリアランスの寸法Ａの制限が無くなり、現像スリーブ１３２とフランジ１３５の圧入結合における回転ムラから生じる画像の濃度ムラと濃度不足をより抑制することができる。
【００５２】
曲がり形状部１３２ｄを有する現像スリーブ１３２の端部１３２ｂの肉厚Ｊが、胴部１３２ａの肉厚Ｉよりも厚い場合、フランジ１３５と現像スリーブ１３２の端部１３２ｂとの圧入に際し、同じ圧入しろでも肉厚が大きくなるため、フランジ１３５と現像スリーブ１３２の端部１３２ｂとの圧入後における現像ローラ１１５の剛性を高めることができる。また現像スリーブ１３２全体の肉厚を大きくする必要が無いため、胴部１３２ａの肉厚が大きくなることによる磁力低下を回避することができる。そのため、現像スリーブ１３２とフランジ１３５の圧入結合における回転ムラから生じる画像の濃度ムラと濃度不足をより抑制することができる。
【００５３】
フランジ１３５が現像スリーブ１３２の端部１３２ｂに圧入される圧入部１３５ｃを有し、この圧入部１３５ｃの先端面１３５fが、フランジ１３５を現像スリーブ１３２の端部１３２ｂに圧入した際、曲がり形状部１３２ｄの端面１３２ｅに突き当たるように寸法（長さＥ、Ｈ）を設定すると、先端面１３５ｆと端面１３２ｅの間の隙間なくなるフランジ１３５が現像スリーブ１３２の端部１３２ｂと圧入する。このため、この隙間に現像剤が溜まることが無く、溜まった現像剤が、現像スリーブ１３２の回転による遠心力で噴出することが原因の画像濃度ムラを防止することができ、現像スリーブ１３２とフランジ１３５の圧入結合における回転ムラから生じる画像の濃度ムラと濃度不足をより抑制することができる。
【００５４】
上記実施形態で説明した現像装置１１３、プロセスカートリッジ１０６（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）及び画像形成装置１０１は、回転ムラがなく、感光体ドラム１０８のクリアランスの寸法Ａの制限を低減して良好なクリアランスの寸法Ａを設定可能な現像ローラ１１５を備えているので、現像スリーブ１３２とフランジ１３５の圧入結合後における回転ムラから生じる画像の濃度ムラと濃度不足を抑制することができる。
【００５５】
なお、上記実施形態、実施例において、画像形成装置が有する回転体としては、現像装置１１３が備えている現像ローラ１１５を例示し、現像ローラ１１５と対向してクリアランクを形成する対向部材として感光体ドラム１０８を例示したが、本発明の適用範囲は、現像ローラ１１５に限定するものではない。
本発明の適用範囲は、筒状部材とフランジ部材の圧入後の回転時の振れ精度の悪化を招くことなく、回転振れによる画像の濃度ムラと濃度不足を抑制するために、対向する部材との間に適正なクリアランスを必要とする箇所に設置される回転体に適用することができる。あるいは、単に対向する部材との間に適正なクリアランスを必要とする箇所に設置される回転体に適用することができる。
つまり、本発明の別な対応しては、筒状部材と、筒状部材の軸線方向に位置する端部に装着されるフランジ部材を有する回転体であって、筒状部材の軸線方向に位置する端部の少なくとも片側に、端部間に位置する胴部よりも外径が小さくなるような曲がり形状部を有していれば良い。
そして、筒状部材の胴部の外径は、フランジ部材の外周部の外径よりも大きくしても良いし、曲がり形状部を有する筒状部材の端部の肉厚を、胴部の肉厚よりも厚くしてもよい。
あるいは、フランジの圧入部の先端面が、フランジ部材を筒状部材の端部に圧入する際、曲がり形状部に突き当たるようにしてもよい。
このような対応しとても、対向部材と回転体のクリアランスの寸法の制限を低減して良好なクリアランスの寸法を設定可能な回転体を提供することができる。また、筒状部材とフランジ部材の圧入結合後における回転ムラから生じる画像の濃度ムラと濃度不足を抑制することもできる。さらに、曲がり形状部を有する筒状部材の端部の肉厚が、筒状部材の胴部の肉厚よりも厚くすると、フランジ部材と筒状部材の端部との圧入に際し、同じ圧入しろでも肉厚が大きくなるため、フランジ部材と筒状部材の端部との圧入後における回転体の剛性を高めることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１０１  画像形成装置
１０２  装置本体
１０３  給紙ユニット
１０４  転写ユニット
１０５  定着ユニット
１０６Ｙ  プロセスカードリッジ（イエロー）
１０６Ｍ  プロセスカードリッジ（マゼンタ）
１０６Ｃ  プロセスカードリッジ（シアン）
１０６Ｋ  プロセスカードリッジ（ブラック）
１０７  記録紙
１０８  感光体ドラム（像担持体、対向部材）
１０９  帯電ローラ
１１０  レジストローラ対
１１１  カードリッジケース
１１２  クリーニングブレード
１１３  現像装置
１１４  現像剤供給部
１１５  現像ローラ（現像剤担持体）
１１６  ドクタブレード
１１７  収容槽
１１８  攪拌スクリュー
１１９  仕切壁
１２０  第１空間
１２１  第２空間
１２２Ｙ  レーザ書き込みユニット（イエロー）  
１２２Ｍ  レーザ書き込みユニット（マゼンタ）
１２２Ｃ  レーザ書き込みユニット（シアン）
１２２Ｋ  レーザ書き込みユニット（ブラック）
１２３  給紙カセット
１２４  給紙ローラ
１２５  ケース
１２６  現像剤
１２７  駆動ローラ
１２８  従動ローラ
１２９  搬送ベルト
１３０Ｙ  転写ローラ（イエロー）
１３０Ｍ  転写ローラ（マゼンタ）
１３０Ｃ  転写ローラ（シアン）
１３０Ｋ  転写ローラ（ブラック）
１３１  現像領域
１３２  現像スリーブ（筒状部材、回転体）
１３２ａ  胴部
１３２ｂ、１３２ｆ  端部
１３２ｃ  外周面（圧入面）
１３２ｄ  曲がり形状部
１３３  マグネットローラ
１３３ａ  マグネットローラの外周面
１３４  軸
１３５  フランジ部材
１３５ａ  フランジ大径部
１３５ａ１  フランジ部材の外周部
１３５ｂ  フランジ軸部
１３５ｃ  フランジ円形溝
１３５ｄ  フランジ中心穴
１３５ｅ  フランジ圧入部
１３５ｆ  先端面
１３６  フランジ
１３７  軸受
θ  曲がり角度
Ａ  現像ローラと感光体ドラムのクリアランス
Ｂ  フランジと感光体ドラムのクリアランス
Ｃ  フランジ外周面の外径
Ｄ  フランジ圧入部内径
Ｅ  フランジ圧入部長さ
Ｆ  スリーブ圧入部の外径
Ｇ  スリーブ胴部の外径
Ｈ  スリーブ圧入部の長さ
Ｉ  スリーブ胴部の肉厚
Ｊ  スリーブ端部の肉厚
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５７】
【特許文献１】特開２００７−１３３１８０号公報
【特許文献２】特開平６−２８０８５５号公報
【図１】
2014240928.tif 000004
【図２】
2014240928.tif 000005
【図３】
2014240928.tif 000006
【図４】
2014240928.tif 000007
【図５】
2014240928.tif 000008
【図６】
2014240928.tif 000009
【図７】
2014240928.tif 000010
【図８】
2014240928.tif 000011
【図９】
2014240928.tif 000012
【図１０】
2014240928.tif 000013
【図１１】
2014240928.tif 000014
【図１２】
2014240928.tif 000015
【図１３】
2014240928.tif 000016
【図１４】
2014240928.tif 000017
【図１５】
2014240928.tif 000018
【図１６】
2014240928.tif 000019