(57)【要約】【課題】高速の連続出力時においても画像濃度の低下がなく、安定した画像を得ることができる現像ローラを提供する。【解決手段】マグネットローラ６と、マグネットローラ６と固定された芯金１３と、非磁性の現像スリーブ５と、一対のフランジ１０，１１とを備え、現像剤１８を前記現像スリーブ５に保持して感光体ドラム２へ搬送し、前記感光体ドラム２上に形成された静電潜像を現像する現像ローラ４において、マグネットローラ６と現像スリーブ５との間の空間Ｃと、外部と、を連通する貫通孔１４が、駆動側フランジ１０の中心に設けられており、芯金１３の端面から該芯金１３の長手方向の中央に向かって延びた第1の孔１５と、第1の孔１５と空間Ｃとの双方と連通した第２の孔１６と、を備えた第２の貫通孔１７が、芯金１３の両端それぞれに設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の固定磁極を有する筒状のマグネットローラと、
前記マグネットローラ内に挿入されて該マグネットローラと固定された芯金と、
前記マグネットローラの外周に回転自在に設けられた非磁性の現像スリーブと、
前記マグネットローラの両端部それぞれに設けられ、かつ、前記現像スリーブと前記芯金とのうちの一方に固定されているとともに他方と相対的に回転可能に支持された一対のフランジとを備えた現像ローラにおいて、
前記マグネットローラと前記現像スリーブとの間の空間と、外部と、を連通する貫通孔が、前記一対のフランジのうちの少なくとも一方のフランジの中心に設けられていることを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
前記芯金の端面から該芯金の長手方向の中央に向かって延びた第1の孔と、該第1の孔と前記空間との双方と連通した第２の孔と、を備えた第２の貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の現像ローラ。
【請求項３】
前記第２の貫通孔が、前記芯金の両端それぞれに設けられていることを特徴とする請求項２に記載の現像ローラ。
【請求項４】
前記第２の貫通孔のうちの一方を通して前記空間に気体を送り込み、かつ、前記第２の貫通孔のうちの他方を通して前記空間内の気体を排出する気体流発生手段が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の現像ローラ。
【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、プリンター等の画像形成装置に用いられる現像ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、ファクシミリ、プリンター等の電子写真装置には、種々の現像装置が用いられる。この種の現像装置は、現像剤を感光体ドラムと対向する現像領域に搬送し、感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像剤により現像してトナー像を形成する現像ローラを備えている。
【０００３】
上述した従来の電子写真装置に多く使用されている現像ローラは、図６に示すように、複数の固定磁極を有するマグネットローラ１０６が中心に設けられ、該マグネットローラ１０６の外周に、マグネットローラ１０６と同軸でありかつ非磁性体からなる円筒形状の現像スリーブ１０５が配置されている。この現像スリーブ１０５の一端には現像スリーブ１０５に回転を伝達する駆動側フランジ１１０が、他端には従動側フランジ１１１が、それぞれ現像スリーブ１０５と結合している。そして、駆動側フランジ１１０及び従動側フランジ１１１の内面中心に設けられたすべり軸受け１１２を介して、マグネットローラ１０６と一体化した芯金１１３が挿通されている。
【特許文献１】特開２０００−８７９３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した現像ローラ１０４を備えた画像形成装置は、連続出力を行った際に、画像濃度の低下がおこるという問題があった。
【０００５】
この原因は、現像スリーブ１０５の温度上昇によるものである。詳しくは、高速の連続出力時、現像剤１０１との摩擦により現像スリーブ１０５の温度が上昇する。すると、現像剤１０１を構成するトナーが変質し、現像スリーブ１０５に固着をおこす。トナー固着が発生すると、トナーの搬送力が低下するため、画像濃度の低下がおこり、高品質な画像を得ることが出来なくなってしまう。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記の課題を解決するために、現像スリーブの温度上昇を抑制でき、高速の連続出力時においても画像濃度の低下がなく、安定した画像を得ることができる現像ローラ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】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の現像ローラは、複数の固定磁極を有する筒状のマグネットローラと、前記マグネットローラ内に挿入されて該マグネットローラと固定された芯金と、前記マグネットローラの外周に回転自在に設けられた非磁性の現像スリーブと、前記マグネットローラの両端部それぞれに設けられ、かつ、前記現像スリーブと前記芯金とのうちの一方に固定されているとともに他方と相対的に回転可能に支持された一対のフランジとを備えた現像ローラにおいて、前記マグネットローラと前記現像スリーブとの間の空間と、外部と、を連通する貫通孔が、前記一対のフランジのうちの少なくとも一方のフランジの中心に設けられていることを特徴としている。
【０００８】
請求項２に記載の現像ローラは、前記芯金の端面から該芯金の長手方向の中央に向かって延びた第1の孔と、該第1の孔と前記空間との双方と連通した第２の孔と、を備えた第２の貫通孔が設けられていることを特徴としている。
【０００９】
請求項３に記載の現像ローラは、前記第２の貫通孔が、前記芯金の両端それぞれに設けられていることを特徴としている。
【００１０】
請求項４に記載の現像ローラは、前記第２の貫通孔のうちの一方を通して前記空間に気体を送り込み、かつ、前記第２の貫通孔のうちの他方を通して前記空間内の気体を排出する気体流発生手段が設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の現像ローラは、現像スリーブ両端に設けられたフランジの中心に貫通孔が設けられているため、現像ローラの外部から内部に気体を取り入れることが出来、この気体流により現像スリーブを空冷し、温度上昇の抑制をすることができる。このため、高速の連続出力時においてもトナー固着発生の少なく、画像濃度の低下がない、安定した画像を得ることができる現像ローラを提供することができる。また、前記貫通孔をフランジの中心に設けたので、フランジなどの成形が容易であり、組付け性が良いという利点がある。
【００１２】
請求項２に記載の現像ローラは、芯金の端面から該芯金の長手方向の中央に向かって延びた第1の孔と、該第1の孔と前記空間との双方と連通した第２の孔と、を備えた第２の貫通孔が設けられているため、外部より気体を取り入れることが出来、この気体流により現像スリーブを空冷し、温度上昇の抑制をすることができる。また、第２の孔は、第１の孔と連結しており、かつ他方向へ気体を流す形状であるため、孔を一つのみ設けた場合に比べて、より現像ローラ内の対流機能を高めることが可能となる。また、前記第１の孔を芯金の中心に設けると、芯金の設計・製造においても容易に実施が可能となる。
【００１３】
請求項３に記載の現像ローラは、前記第２の貫通孔が、前記芯金の両端それぞれに設けられているため、第２の貫通孔を一つのみ設けた場合に比べて、より現像ローラ内の対流機能を高めることが可能となる。
【００１４】
請求項４に記載の現像ローラは、前記第２の貫通孔のうちの一方を通して前記マグネットローラと前記現像スリーブとの間の空間に気体を送り込み、かつ、前記第２の貫通孔のうちの他方を通して前記空間内の気体を排出する、例えば送風機や真空ポンプなどの気体流発生手段を備えている。よって、請求項１から請求項３の効果に加え、より効果的な現像スリーブの温度上昇の抑制を実現することが可能となる。また、前記貫通孔が前記フランジの中心に、前記第１の孔が前記芯金の中心に設けられていると、前記気体流発生手段の現像ローラへの取り付けにおいても容易かつ低コストで実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施の形態を図１ないし図５に基づいて説明する。図１は本発明の一実施の形態にかかる現像ローラの要部を示す断面図である。図２（ａ）は、図１に示された現像ローラにおける従動側フランジ及び芯金の要部断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の矢印Ｘ方向から見た従動側フランジ及び芯金の要部側面図である。図３（ａ）は、図１に示された現像ローラにおける駆動側フランジの断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の矢印Ｙ方向から見た駆動側フランジの側面図である。図４は本発明の現像装置を示す断面図である。図５は本発明の現像ローラにおける気体の流れを説明する図である。
【００１６】
図４は、本発明の現像装置を示す断面図である。この図に示すように、現像装置１内には、矢印方向に回転する円筒状現像剤担持体としての現像ローラ４が、現像ローラ４の回転方向と逆周りの矢印方向に回転する円筒状感光体としての感光体ドラム２に近接対向するように配置されており、双方の対向部分には、現像ローラ４と感光体ドラム２とが対向する現像領域３が形成されている。現像ローラ４は中空円筒状に形成された現像スリーブ５と、該現像ローラ４内に収容されかつ、現像スリーブ５の表面に現像剤１８の穂立ちを生じさせるように磁界を形成するマグネットローラ６を備えている。
【００１７】
また、この現像装置１は、前記現像剤１８を収容する収容槽７と、この収容槽７内の現像剤１８を攪拌するスクリュー形状の攪拌スクリュー８と、現像スリーブ５に汲み上げられた現像剤１８の量を均一化する規制ブレード９と、を備えている。
【００１８】
現像剤１８は、現像ローラ４の磁力により現像スリーブ５の表面に汲み上げられる（現像スリーブ５の表面に付着する）。その後、現像剤１８は、規制ブレード９にて量が均一化された後に、感光体ドラム２と現像ローラ４とが間隔をあけて対向する現像領域３へと搬送される。現像剤１８は、感光体ドラム２上に形成された静電潜像を現像して、トナー像を形成する。
【００１９】
現像ローラ４は、図１に示すように、マグネットローラ６と、円柱状の芯金１３と、現像スリーブ５と、駆動側フランジ１０と、従動側フランジ１１と、気体流発生手段としての送風機２０と、を少なくとも備えている。
【００２０】
マグネットローラ６は円筒状に形成されている。また、マグネットローラ６は現像スリーブ５の表面に現像剤１８の穂立ちを生じさせるように磁界を形成する複数の固定磁極を有しており、それぞれの磁極を形成する磁石が棒状などに形成されている。また、マグネットローラ６は、現像ローラ４内に収容されている（内包されている）。さらに、マグネットローラ６は、芯金１３の周りに回転することなく芯金１３に固定されている。
【００２１】
現像スリーブ５は、アルミニウム、ステンレス鋼（ＳＵＳ）などの非磁性体からなる中空円筒体である。現像スリーブ５の内径は、マグネットローラ６の外径より大きく形成されている。現像スリーブ５の両端には、後述する駆動側フランジ１０及び従動側フランジ１１が圧入固定されて、該フランジ１０，１１と結合している。駆動側フランジ１０が芯金１３の中心を軸に回転駆動することで、現像スリーブ５は回転し、前述した現像剤１８を感光体ドラム２へと搬送する。
【００２２】
駆動側フランジ１０は、中央に凹み２１を有した厚手の円環状部分２２と円柱状部分２３を一体に備えている。円環状部分２２の外径は、現像スリーブ５の内径と等しく形成されている。円柱状部分２３は、円環状部分２２の凹み２１から見て裏側に位置する表面から立設している。円環状部分２２と円柱状部分２３とは同軸である。また、凹み２１は平面形状が円形に形成されており、凹み２１の内径は芯金１３の外径より大きく形成されている。駆動側フランジ１０は凹み２１内部に設置されたすべり軸受け１２により、芯金１３に軸支されている。また、駆動側フランジ１０の円柱状部分２３は図示しない回転駆動装置と連結されており、現像スリーブ５に回転を伝達する。
【００２３】
一方、従動側フランジ１１はドーナツ型の円筒状に形成されており、内部にすべり軸受け１２を介して芯金１３が挿通されている。フランジ１０，１１は、すべり軸受け１２により芯金１３と相対的に回転自在に設けられている。また、前述したマグネットローラ６と、芯金１３と、現像スリーブ５とフランジ１０，１１とは、互いに同軸に設けられている。
【００２４】
駆動側フランジ１０の中心には、図１及び図３に示すように、現像ローラ４の内部と外部を連通する貫通孔１４が、駆動側フランジ１０の長手方向に沿って設けられている。
【００２５】
芯金１３の両端には、図１及び図２に示すように、該芯金１３の端面から該芯金１３の長手方向の中央に向かって延びた第1の孔１５と、該第1の孔１５と前記空間との双方と連通した第２の孔１６と、を備えた第２の貫通孔１７が設けられている。第２の孔１６は第２の貫通孔１７一つあたり複数設けられている。また、本実施形態では、第１の孔１５は、芯金１３の中心に設けられている。
【００２６】
一対の第２の貫通孔１７のうちの従動側フランジ１１寄りの第２の貫通孔１７は、現像ローラ４の外部と、現像スリーブ５とマグネットローラ６との間の空間Ｃと、を連通している。一対の第２の貫通孔１７のうちの駆動側フランジ１０寄りの第２の貫通孔１７及び前記貫通孔１４は、前記空間Ｃと、現像ローラ４の外部と、を連通している。
【００２７】
送風機２０は、従動側フランジ１１に挿通された芯金１３の端部に連結されている。この送風機２０は、従動側フランジ１１寄りの第２の貫通孔１７を通して、現像ローラ４の外部から空間Ｃに空気などの気体を送り込み、かつ、駆動側フランジ１０寄りの第２の貫通孔１７と駆動側フランジ１０に設けられた貫通孔１４を通して、空間Ｃ内の空気などの気体を現像ローラ４の外部に排出させる。
【００２８】
次に、本発明における現像ローラ４の作用を図５を用いて説明する。図中の矢印は、気体の流れる方向を表している。図５に示すように、従動側フランジ１１寄りに設けられた第２の貫通孔１７から空間Ｃ内に取り込まれた外気は、現像ローラ４内部即ち空間Ｃを流れ、駆動側フランジ１０寄りに設けられた芯金１３の第２の貫通孔１７を通され、さらに駆動側フランジ１０に設けられた貫通孔１４を通されて現像ローラ４外に排出される。
【００２９】
このように芯金１３の両端及び駆動側フランジ１０の中心に、現像ローラ４の内部と外部を連通する貫通孔１４，１７を設けることにより、図５の矢印で示すような気体の流れがおこり、前記貫通孔１４，１７から、空間Ｃ内の気体が排出可能になり現像スリーブ５を冷却することが可能となる。よって現像スリーブ５の温度上昇を抑制することができる。
【００３０】
以上説明したように、本発明の現像ローラ４によると、現像ローラ４の内部と外部を連通させる貫通孔１４を駆動側フランジ１０の中心に設け、芯金１３の両端に第２の貫通孔１７を設けることで空間Ｃ内に気体を送り込み、空間Ｃ内の気体を排出する構成にしているので、現像スリーブ５表面の温度上昇を抑制する効果がある。また、芯金１３に設けられた第２の孔１６は、第１の孔１５と連結しており、かつ他方向（図示例では二方向）へ気体を流す形状であるため、孔を一つのみ設けた場合に比べて、より現像ローラ４内の対流機能を高めることが可能となる。
【００３１】
さらに、貫通孔１４を駆動側フランジ１０の中心に設け、第１の孔１５を芯金１３の中心に設けると、フランジ１０，１１や芯金１３などの設計・製造が容易になり、送風機２０などの気体流発生手段２０と芯金１３との組付け性も良くなる。
【００３２】
又、送風機２０が従動側フランジ１１寄りの第２の貫通孔１７を通して、現像ローラ４の外部から空間Ｃに気体を送り込み、駆動側フランジ１０寄りの第２の貫通孔１７と駆動側フランジ１０に設けられた貫通孔１４を通して、空間Ｃ内の気体を現像ローラ４の外部に排出させるので、より効果的に現像スリーブ５の温度上昇の抑制を実現することが可能となる。
【００３３】
なお、前述した実施形態では、現像スリーブ５の一端に駆動側フランジ１０、他端に従動側フランジ１１を備えた現像ローラ４を説明したが、本発明の現像ローラでは、駆動側フランジ１０と同形状のフランジを現像スリーブ５の両端に備えていても良い。その場合、両方のフランジの中心に貫通孔１４を設けていても良い。
【００３４】
また、前述した実施形態では、従動側フランジ１１から延びる芯金１３に気体流発生手段としての送風機２０を連結させた現像ローラ４を説明したが、本発明では、気体流発生手段として必ずしも送風機２０を備えていなくても良い。つまり、本発明では、現像ローラ４内に気体流を発生させ、該現像スリーブ５の温度上昇を抑えるものであれば良く、送風機２０の代わりに真空ポンプを取り付けても良いし、一方のフランジ側に送風機２０を取り付け、他方のフランジ側に真空ポンプを取り付けても良い。
【００３５】
また、前述した実施形態では、第２の貫通孔１７一つあたりに第２の孔１６が複数設けられているが、本発明では第２の孔１６が第２の貫通孔１７一つあたり一つでも良い。
【００３６】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる現像ローラの要部を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）は、図１に示された現像ローラにおける従動側フランジ及び芯金の要部断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の矢印Ｘ方向から見た従動側フランジ及び芯金の要部側面図である。
【図３】図３（ａ）は、図１に示された現像ローラにおける駆動側フランジの断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の矢印Ｙ方向から見た駆動側フランジの側面図である。
【図４】図１に示された現像ローラを備えた現像装置を示す断面図である。
【図５】図１に示された現像ローラの気体の流れを説明する図である。
【図６】従来の現像ローラを示す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
２  感光体ドラム（感光体）
４  現像ローラ
５  現像スリーブ
６  マグネットローラ
１０  駆動側フランジ
１１  従動側フランジ
１３  芯金
１４  貫通孔
１５  第１の孔
１６  第２の孔
１７  第２の貫通孔
１８  現像剤
２０  送風機（気体流発生手段）
Ｃ    空間
【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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