(57)【要約】【課題】プラスチックマグネットの芯金上への圧入時のプラスチックマグネットの削りカスの発生を抑制することの可能な現像ローラ及びこれを備えた現像装置を提供する。【解決手段】第１の周壁６ａの面取り部６ａ１は、面取り角度θを有しており、面取り部６ａ１の先端の外径（面取り部６ａ１の最小外径）Ｄ１は、プラスチックマグネット２の貫通孔２ａの径（プラスチックマグネット２の内径）Ｄ２より小さく形成されている。従って、プラスチックマグネット２が芯金１に圧入されたとき、プラスチックマグネット２の先端の貫通孔２ａの内周が芯金１の第１の周壁６ａに削られることなく、面取り部６ａ１の面取り面に沿ってスムーズにプラスチックマグネット２の貫通孔２ａ内に圧入される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心に複数の固定磁極を有するマグネットローラと、当該マグネットローラの外側に磁性キャリアと非磁性トナーを含有する現像剤を搬送する回転可能な非磁性体からなる現像スリーブと、当該現像スリーブの端部に回転を伝達する駆動フランジ及びマグネットローラを支持する従動フランジを備える現像ローラにおいて、
前記マグネットローラは、円筒状のプラスチックマグネットを圧入した芯金に、当該プラスチックマグネットの軸方向の位置を規制するリング部材を装着する周回溝部を有し、当該溝部の前記プラスチックマグネットの圧入方向と対向する側の周壁面に周回する面取り部が形成されていることを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
請求項１記載の現像ローラにおいて、
前記面取り部の面取りの角度が５度〜１５度の範囲内であって、当該面取り部の先端外径が前記円筒状のプラスチックマグネットの内径よりも小さいことを特徴とする現像ローラ。
【請求項３】
請求項１又は２記載の現像ローラにおいて、
前記溝部は、前記面取り部と底部まで連接された立周壁を有し、当該立周壁の高さが０．１５ｍｍ以上有することを特徴とする現像ローラ。
【請求項４】
現像ローラと、当該現像ローラと磁性キャリア及び非磁性トナーを含有する現像剤を収納したケ−スを有し、当該ケースに当該現像剤のトナーを前記現像ローラから感光体に供給をする開口部を形成した現像装置において、
当該現像ローラは、請求項１乃至３の何れか１項記載の現像ローラであることを特徴とする現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真プロセスに用いられる現像ローラの構造及びこれを備えた現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスにおいて、現像剤に磁性体のキャリアと非磁性体のトナーとを混合した２成分現像に用いる現像ローラは、図９に示すように、装置側に固定する際の位置決め面１ａを形成した芯金１及び芯金１の外周に圧入された円筒状のプラスチックマグネットマグネット２を有するマグネットローラ３と、円筒状のプラスチックマグネット２の芯金１に対する軸方向位置を規制するＥリング等のリング部材４と、現像剤をマグネットローラ３と協働して搬送する非磁性スリーブ５と、非磁性スリーブ５を芯金１に対して回動自在に支持する駆動フランジ７及び従動フランジ８と、これらのフランジと芯金１との間に配設されたメタル状の軸受９とを備えている。さらに、前記駆動フランジ７及び従動フランジ８はそれぞれ非磁性スリーブ５の両端部に圧入により結合されており、この駆動フランジを図示しない駆動モータで回転させて非磁性スリーブ５を回転させることによってキャリアに担持されたトナーを電子写真プロセスの感光体に供給する現像ローラが知られている。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００３−２５７７３０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１記載のものでは、図１０に示すように、芯金１に芯金の外径より小さい内径を有する円筒状のプラスチックマグネット２を圧入してプラスチックマグネット２が芯金１上で回転しないように連結されている。しかしながら、このプラスチックマグネット２の芯金１上への圧入時に、図１１に示すように、プラスチックマグネット２を軸方向で位置規制するリング部材４を嵌合する周回溝６内に溝６の立周壁で削り取られたプラスチックマグネット２の削りかす１０が入り込み、この削りかす１０を取り除く作業が必要となり、プラスチックマグネット２の芯金１への組み付け作業の効率が低下してしまう問題を招いている。
さらに、この削りかすが十分に除去されない場合には、除去されない削りかす１０が現像ローラの使用中に溝６内から脱落し、マグネットローラ３と現像スリーブ５との間に挟まって、現像スリーブ５の回転負荷が大きくなるという不具合も発生し易い。
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、プラスチックマグネットの芯金上への圧入時のプラスチックマグネットの削りかすの発生を抑制することの可能な現像ローラ及びこれを備えた現像装置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】
【０００４】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、中心に複数の固定磁極を有するマグネットローラと、当該マグネットローラの外側に磁性キャリアと非磁性トナーを含有する現像剤を搬送する回転可能な非磁性体からなる現像スリーブと、当該現像スリーブの端部に回転を伝達する駆動フランジ及びマグネットローラを支持する従動フランジを備える現像ローラにおいて、前記マグネットローラは、円筒状のプラスチックマグネットを圧入した芯金に、当該プラスチックマグネットの軸方向の位置を規制するリング部材を装着する周回溝部を有し、当該溝部の前記プラスチックマグネットの圧入方向と対向する側の周壁面に周回する面取り部が形成されていることを特徴とする。
また、請求項２の発明は、請求項１記載の現像ローラにおいて、前記面取り部の面取りの角度が５度〜１５度の範囲内であって、当該面取り部の先端外径が前記円筒状のプラスチックマグネットの内径よりも小さいことを特徴とする。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２記載の現像ローラにおいて、前記溝部は、前記面取り部と底部まで連接された立周壁を有し、当該立周壁の高さが０．１５ｍｍ以上有することを特徴とする。
また、請求項４の発明は、現像ローラと、当該現像ローラと磁性キャリア及び非磁性トナーを含有する現像剤を収納したケ−スを有し、当該ケースに当該現像剤のトナーを前記現像ローラから感光体に供給をする開口部を形成した現像装置において、当該現像ローラは、請求項１乃至３の何れか１項記載の現像ローラであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、マグネットローラは、円筒状のプラスチックマグネットを圧入した芯金に、当該プラスチックマグネットの軸方向の位置を規制するリング部材を装着する周回溝部を有し、当該溝部のプラスチックマグネットの圧入方向と対向する側の周壁面に周回する面取り部が形成されているので、プラスチックマグネットの芯金上への圧入時のプラスチックマグネットの削りかすの発生を抑制することの可能な現像ローラ及びこれを備えた現像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
本発明においては、現像ローラの現像スリーブの回転負荷が、使用経過と共に増加する現象についてその原因を検討していた際に、プラスチックマグネットの芯金上への圧入時のプラスチックマグネットの削りかすが現像スリーブの回転負荷の増加の一因となっていることを究明した。即ち、従来は、プラスチックマグネットの芯金上への圧入時の削りかすが発生したとしても、この削りかすを吸引等によって除去しているが、この削りかすは、磁性材料でもあるため、除去が困難であるだけでなく、十分な除去が行われない場合が多い。この除去されない削りかすが現像ローラの使用中に脱落し、この脱落した削りかすはマグネットローラ表面に付着して、現像スリーブの回転負荷が増加することを究明した。
本発明においては、この究明に基づきさらなる検討の結果、可及的に削りかすの発生を抑制する必要があることを認識し、削りかすが発生し易い芯金のリング部材を嵌合する溝部のプラスチックマグネットの圧入方向と対向する側の周壁面に周回する面取り部を形成することによって可及的に削りかすの発生を抑制することが可能となることを見出し、発明を完成したものである。
【０００７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
［実施例１］
図１は、本発明による一実施形態の現像ローラの概略構成を示す図で、（Ａ）は、現像ローラの側面図、（Ｂ）は断面図、（Ｃ）は現像ローラに使用されるマグネットローラ３の磁気特性を示す図である。なお、図１中、前記従来の現像ローラと同一構成については、同一符号を付している。
本実施例に係る現像ローラは、固定磁極を複数個、例えば図１（Ｃ）に示すような固定磁極１１ａ〜１１ｅを有するマグネットローラ３を中心として、このマグネットローラ３の外側に、磁性キャリアと非磁性トナーを含有する現像剤を搬送する回転可能な非磁性体からなる現像スリーブ５とを備えている。現像スリーブ５は、その端部に図示しない駆動モータと連結される駆動フランジ７及びマグネットローラ３を支持する従動フランジ８によってすべり軸受等の軸受９を介して芯金１を支軸として回転自在に取り付けられ、駆動モータの回転によって所定の回転速度で回転されるようになっている。
マグネットローラ３は、円柱状の芯金１と磁性粉を混入したプラスチックを図１（Ｃ）に示すように磁極が配向されて円筒状に押し出し成型されたプラスチックマグネット２を備えている。芯金１には、プラスチックマグネット２の両端と軸受９との間に、凹状の周回溝部６が形成されており、この溝部６内にＥリングやＣリング等のリング部材４を嵌入させることによってプラスチックマグネット２のスラスト方向（軸方向）への位置が規制されている。
【０００８】
また、芯金１の左端には、平坦面となる位置決め面１ａが形成されており、この位置決め面１ａを基準として、円筒状のプラスチックマグネット２の磁極１１ａ〜１１ｅが後述するような感光体との所定の位置関係となるように、図２に示すように、芯金１が矢印Ａ方向からプラスチックマグネット２の貫通孔２ａ内に圧入されている。
このプラスチックマグネット２の貫通孔２ａ内への芯金１の圧入の際、プラスチックマグネット２の貫通孔２ａの直径Ｄ２より太い外径Ｄ３を有する芯金１が圧入されるため、溝部６内にプラスチックマグネット２の内周部分が落ち込み、さらにプラスチックマグネット２が圧入されると溝部６のプラスチックマグネット２の圧入方向（Ｃ方向）と対向する側の直立する周壁面６ａによってプラスチックマグネット２の内周面が削られてプラスチックマグネット２の削りかすが発生する場合がある。本発明においては、この削りかすの発生を極力抑制するようにしたものである。
即ち、図２のＢ部を拡大した図３に示すように、芯金１の右端には、リング部材４が嵌入される溝部６が形成されており、プラスチックマグネット２の圧入方向（矢印Ｃ方向）に対して対向する側の周回溝部６の第１の周壁６ａには、周壁６ａの外周部分が周回に亘って面取りされた面取り部６ａ１が形成されている。さらに、溝部６の底面６ｅから面取り部６ａ１まで芯金１の軸方向に対して垂直に立設された立周壁部６ａ２が形成されている。一方、溝部６の第１の周壁６ａに対向する側には、溝部６の底面６ｅから芯金１の外表面１ｂまで芯金１の軸方向に対して垂直に立設された立周壁からなる第２の周壁６ｂが形成されており、この第２の周壁６ｂと第１の周壁６ａの立周壁部６ａ２によって溝部６内に挿入されるリング部材４と当接してリング部材４を保持している。
【０００９】
第１の周壁６ａの面取り部６ａ１は、図４に示すように、面取り角度θを有しており、面取り部６ａ１の先端の外径（面取り部６ａ１の最小外径）Ｄ１は、プラスチックマグネット２の貫通孔２ａの径（プラスチックマグネット２の内径）Ｄ２より小さく形成されている。従って、プラスチックマグネット２が芯金１に圧入されたとき、プラスチックマグネット２の先端の貫通孔２ａの内周が芯金１の第１の周壁６ａに削られることなく、面取り部６ａ１の面取り面に沿ってスムーズにプラスチックマグネット２の貫通孔２ａ内に圧入される。なお、この場合、芯金１にプラスチックマグネット２を確実に保持するために、芯金１の外径Ｄ３は、プラスチックマグネット２の内径Ｄ２よりも大きく形成され、芯金１の外面１ｂにプラスチックマグネット２の内周面が圧着されるようになっている。
【００１０】
面取り部６ａ１の面取り角度θは、５度以上１５度以下が有効であり、面取り角度θが５度より小さいと、面取り部６ａ１の最小外径Ｄ１と円筒状のプラスチックマグネット２の内径Ｄ２との差が小さくなり、プラスチックマグネット２の圧入時に溝部６の立周壁６ａ２もしくは外周エッジ部でプラスチックマグネット２が削られ、その削りかす１０が溝部６内に詰まり易くなる。逆に１５度よりも大きい場合は、面取り部６ａ１への衝撃で削りかす１０が発生し易くなる。
また、溝部６の第１の周壁６ａには、リング部材４を溝部６内に保持するため、立周壁部６ａ２を必要とするが、この立周壁部６ａ２の高さ（段差）とリング部材４の溝部６からの脱却について図５〜図７を用いて説明する。図５は、立周壁部６ａ２の高さ（段差）ｈを示す図で、図５から明らかなように、この高さｈは、溝部６の底面６ｅから面取り部６ａ１の先端までの距離である。この溝部６内にリング部材４を挿入して図６に示すように組み付けたときに、矢印Ｅ方向からスラスト荷重を印加し、リング部材４が溝部６から脱却するまでの荷重と立周壁部６ａ２の高さ（段差）ｈとの関係を調べた。
【００１１】
図７は、その結果で、立周壁部６ａ２の高さ（段差）ｈが０．１ｍｍ未満であると１００Ｎのスラスト荷重で脱却が起こり易く、段差ｈが０．１５ｍｍ以上であれば、３００Ｎ以上の荷重を加えないリング部材４は脱却しない。通常、１００Ｎ以上のスラスト荷重でリング部材４の脱却を防止できれば実用的であることから段差ｈは、０．１５ｍｍ以上とすれば十分である。なお、図７において、０．２ｍｍ以上の場合には、測定器の限度スラスト荷重５５０Ｎにおいてもリング部材４の脱却は認められなかったが、リング部材４の変形が認められた。この結果から、段差ｈが０．１５ｍｍ以上あれば十分であることが明らかである。
因みに、本実施例においては、Ｓｒフェライト磁性粉末を９１ｗｔ％含有したエラストマ樹脂材料を用い、押出成形にて形成された外径＝１６ｍｍ、内径Ｄ２＝５．８５ｍｍの円筒状のプラスチックマグネット２に、Ｅリング呼び径５用の溝部６が設けられた外径Ｄ３＝５．９８ｍｍストレートのステンレス鋼（ＳＵＭ）の表面にＮｉめっきを被着した芯金１を圧入するに当たり、圧入方向（Ｃ方向）に対してカウンターとなる側の第１周壁６ａに角度１０度、長さ１ｍｍの面取り部６ａ１を形成した。同様に、圧入開始時のプラスチックマグネット２の削れ防止のために先端には角度１５度、長さ1ｍｍの面取り加工１ｃを実施した。この時の面取り加工部の先端外径は５．６３ｍｍであり円筒状のプラスチックマグネット２の内径よりも小さい。このようにして形成された芯金１にプラスチックマグネット２を圧入しても溝部６へのプラスチックマグネット２の削れかすの発生はみとめられなかった。
【００１２】
以上のように、本実施例による現像ローラにおいては、芯金１のリング部材挿入用溝部６の第１の周壁６ａに周回する面取り部６ａ１を形成したので、芯金１上にプラスチックマグネット２を圧入する際に、第１の周壁６ａによるプラスチックマグネット２の削れが防止され、プラスチックマグネット２の削れかすの発生を抑制することが可能となった。
なお、本実施例においては、芯金１のプラスチックマグネット２の圧入方向が図２で示すように、芯金１の右端から開始した場合について説明したが、芯金１の左端から開始した場合には、図２の６ｄが第１の周面となるので、この周面６ｄにそれぞれ面取り部６ｄ１及び立周壁部６ｄ２が形成されることになる。
【００１３】
［実施例２］
図８は、本発明による一実施形態の現像装置の概略構成を示す図である。図中１２は現像ドラム、１３はドラム状感光体である。本実施例の現像装置は、現像ローラ１２と、現像ローラ１２を収容するケース１７とを備えている。この現像ローラ１２は、非磁性スリーブ５がケース１７内に回転可能に固定され、マグネットローラ３が、非磁性スリーブ５内にケース１７に対して相対移動しないように固定されている。このケース１７は、像担持体としての感光体１３に対向する移行用磁極（主極）１１ｃの位置に開口部１４を有している。 
そして、ケース１７の内部に、マグネット製のキャリアキャッチャ１４を有し、感光体１３上に残留した磁性キャリアをキャッチすることができる。また、ケース１７内には、磁性キャリアと非磁性トナーを含む現像剤が収納されており、この現像剤を攪拌するための攪拌部材１５が設けられている。攪拌部材１５から供給された現像剤は、現像ローラ１２のマグネットローラ３による磁界によって現像ローラ１２の現像スリーブ５の表面に保持され、ドクターブレード１６によって感光体１に供給されるトナー量が規制され、開口部１４で、現像スリーブ５に近接する感光体１３の静電潜像に、現像スリーブ５から静電気的に所要のトナーを供給して感光体１３にトナー像を形成する。このようにしてトナー像が形成された感光体１３は、矢印Ｙ方向から搬送された記録用紙Ｐにトナー像を転写する。
本実施例においては、現像ローラ１２として、前述の実施例１で形成された現像ローラを使用している。従って、前述のように、芯金１のリング部材４の挿入用溝部６によるプラスチックマグネット２の削りかすの発生が抑制され、現像ローラ１２の使用に伴う削りかすによる現像スリーブ５の回転負荷の上昇を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による実施例１の現像ローラの概略構成を示す図で、（Ａ）は現像ローラの側面図、（Ｂ）は現像ローラの断面図、（Ｃ）はマグネットローラの磁極の配向状態を示す図である。
【図２】本発明による実施例１の形成方法を示す平面図である。
【図３】図２のＢ部を拡大した拡大平面図である。
【図４】本発明による実施例１の芯金の面取り部の先端外径とプラスチックマグネットの内径の関係を説明するための芯金及びプラスチックマグネットの平面図である。
【図５】本発明による実施例１の芯金の立周壁部の段差を説明するための芯金の平面図である。
【図６】本発明による実施例１の芯金の溝部内にリング部材を挿入した平面図である。
【図７】本発明による実施例１の立周壁部の段差とスラスト荷重の関係を示す図である。
【図８】本発明による実施例２の現像装置の概略構成を示す断面図である。
【図９】従来の現像ローラの概略構成を示す断面図である。
【図１０】従来のマグネットローラの形成方法を示す平面図である。
【図１１】従来のマグネットローラの削りかすの貯留状態を示す平面図である。
【符号の説明】
【００１５】
１  芯金、２  プラスチックマグネット、３  マグネットローラ、４  リング部材、５  現像スリーブ、６  周回溝部、６ａ  第１の周壁、６ａ１  面取り部、６ａ２  立周壁部、７  駆動フランジ、８  従動フランジ、９  軸受け、１０  削りかす、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ  磁極、１２  現像ローラ、１３  感光体、１７  ケース
【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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【図１０】
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【図１１】
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