(57)【要約】【課題】トナー規制ローラの芯軸の外径を両端外径部より中央部が増大したクラウン形状として、弾性層の当接圧を均一にでき、画像濃度ムラの発生しない、かつ端部トナー漏れの発生しない高品質な画像を長期にわたって維持する現像装置を提供すること。【解決手段】現像ローラに接触配置し前記現像ローラ上のトナーを規制し薄層を形成するトナー規制ローラを備えた現像装置において、前記トナー規制ローラ５が両端に回転軸部を有する金属製の円筒状芯軸５ａと、前記芯軸５ａの外周に形成された弾性層５ｂとを備え、前記芯軸５ａが、その外径が前記芯軸５ａの両端側から中央に向かって徐々に増大するクラウン形状を有している。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像ローラに接触配置し前記現像ローラ上のトナーを規制し薄層を形成するトナー規制ローラを備えた現像装置において、前記トナー規制ローラが両端に回転軸部を有する金属製の円筒状芯軸と、前記芯軸の外周に形成された弾性層とを備え、前記芯軸が、その外径が前記芯軸の両端側から中央に向かって徐々に増大するクラウン形状を有していることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記トナー規制ローラの前記芯軸のクラウン形状を２次曲線または円弧曲線にすることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記トナー規制ローラの前記弾性層に極性ゴムを用いることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項４】
前記トナー規制ローラの前記弾性層と前記芯軸とを接着することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項記載の現像装置。
【請求項５】
前記トナー規制ローラの前記芯軸のクラウン形状が研削加工を用いて製造されることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置において使用される現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は現像装置の一般的な構成を示す概略図である。この現像装置１において、現像ローラ２は、芯軸２ａとこの芯軸２ａの周囲に設けられたスポンジ２ｂとからなっている。トナー供給ローラ３は芯軸３ａとこの芯軸３ａの周囲に設けられたスポンジ３ｂとからなっており、現像ローラ２に当接配置されている。
【０００３】
トナー搬送部材４はケース６の側板に軸支されている。また、トナー規制ローラ５は、金属バネ７のバネ圧によって現像ローラ２に当接配置される。トナーはトナー搬送部材４、およびトナー供給ローラ３を介して現像ローラ２の表面に供給される。また、トナー供給ローラ３は、金属芯軸の周囲に導電性発泡体を形成したもので、抵抗値は１０＾６Ω、芯軸には現像バイアスと同電位を印加されている。
【０００４】
現像ローラ２上に供給されたトナーは、さらに、トナー規制ローラ５の当接圧によって所定量に薄層化され、現像ローラ２を回転させることによって感光体に搬送される。現像ローラ２は感光体（図示せず）に平行して接触し、感光体の帯電電位と光書き込み後（露光後）残留電位のほぼ中間のバイアス電圧が印加されている。
【０００５】
現像ローラ２上のトナーが感光体との接触部に搬送され、感光体電位と現像バイアスによる現像電界に応じて、帯電したトナーが感光体に付着し静電潜像が可視像化される。トナー規制ローラ５は上記の現像動作時には静止した状態で現像ローラ２に当接しているが、非現像時に１プリントの現像動作に１回の頻度で所定のタイミングで連れ回りするようになっている。
【０００６】
図３は図２において使用されるトナー規制ローラと現像ローラの構成を示す概略図である。現像ローラ２において当接しているトナー規制ローラ５は芯軸５ａとこの芯軸５ａの周囲に設けられた弾性層５ｂとからなっている。この構成ではトナー規制ローラ５の両端部を現像ローラ２に向かってバネ７で押すことにより当接圧が両端部は強く中央部は弱いという当接圧の撓みを生じる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、１成分現像装置において、カブリやゴースト等の発生を防ぎ、画像品質を維持するためには、トナーを高く、均一に帯電させることが必須であり、トナーと接触し摩擦帯電させる部品の表面材質の選定が重要となる。
【０００８】
一方、近年の環境問題より、装置の長寿命化が命題となっているが、部品の表面については、トナー規制ローラ上、現像ローラ表面へのトナー凝集・固着の発生、現像ローラ表面、トナー規制ローラ表面のキズ、亀裂、剥離等の劣化に対応していく必要がある。
【０００９】
また、現像装置としては長期間での使用に対して、トナー漏れや飛散による画像形成装置内部の汚染に対応していく必要があり、とくにトナー漏れや飛散による画像形成装置内部の汚染に対応し得る新しいシステムの提案が望まれている。
【００１０】
現在、製品上での問題としてトナー漏れや飛散による画像形成装置内部の汚染が発生している。現像ローラ上に供給されたトナーは、トナー規制ローラの均一な当接圧によって所定量に薄層化され、現像ローラを回転させることによって感光体に搬送される。
【００１１】
トナー規制ローラはトナーの均一な薄層を得るためにトナー規制ローラの両端軸部を起点にバネにより現像ローラへ押し付ける構造となっている。両端軸部を押しつける構造になっているため、芯軸部が歪み、弾性層の両端部にかかる当接圧が強くその逆に中央部は弱くなってしまう。
【００１２】
その対応として弾性層の両端外径部より中央部が増大したクラウン形状としているが、中央部当接圧が弱いと画像中央部に地汚れが発生し、端部の当接圧が弱いと端部からのトナー飛散が発生してしまう。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、上記の課題を解決するために、トナー規制ローラの芯軸の外径を両端外径部より中央部が増大したクラウン形状として、弾性層の当接圧を均一にでき、画像濃度ムラの発生しない、かつ端部トナー漏れの発生しない高品質な画像を長期にわたって維持する現像装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、現像ローラに接触配置し前記現像ローラ上のトナーを規制し薄層を形成するトナー規制ローラを備えた現像装置において、前記トナー規制ローラが両端に回転軸部を有する金属製の円筒状芯軸と、前記芯軸の外周に形成された弾性層とを備え、前記芯軸が、その外径が前記芯軸の両端側から中央に向かって徐々に増大するクラウン形状を有している現像装置を最も主要な特徴とする。
【００１５】
請求項２記載の発明では、前記トナー規制ローラの前記芯軸のクラウン形状を２次曲線または円弧曲線にする請求項１記載の現像装置を主要な特徴とする。
【００１６】
請求項３記載の発明では、前記トナー規制ローラの前記弾性層に極性ゴムを用いる請求項１記載の現像装置を主要な特徴とする。
【００１７】
請求項４記載の発明では、前記トナー規制ローラの前記弾性層と前記芯軸とを接着する請求項１ないし３のいずれか１項記載の現像装置を主要な特徴とする。
【００１８】
請求項５記載の発明では、前記トナー規制ローラの前記芯軸のクラウン形状が研削加工を用いて製造される請求項１記載の現像装置を主要な特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。基本的には、１成分トナー層を表面に形成し静電潜像の形成された像担持体に接触してトナーを付着させ前記静電潜像を可視化する現像ローラと、前記現像ローラに接触配置しトナーを供給するトナー供給ローラと、前記現像ローラ上のトナーを規制し薄層を形成するトナー規制ローラからなる１成分現像装置である。
【００２０】
かかる１成分現像装置においては、非現像時に現像ローラが作像時と逆回転するとともに現像ローラが逆回転することで、現像時は停止しているトナー規制ローラが現像ローラと同一方向に回転する機構を備えているものとする。
【００２１】
このような１成分現像装置に関しては図３の従来装置で詳しく説明したので、以下では、本発明に関する構成のみについて説明する。図１は本発明による現像装置の実施の形態に使用するトナー規制ローラと現像ローラの構成を示す概略図である。
【００２２】
図１において、現像ローラ２はφ２６ｍｍのアルミ芯軸２ａに、ポリエステル樹脂とグアナミン硬化剤と導電粒子としてＩＴＯとを分散した塗料を、スプレー塗装後硬化させることにより１０μｍの表面層２ｂとして形成しているものを用いた。
【００２３】
現像ローラ２の表面粗さはＲｚ２μｍ以下の平滑面とした。グアナミンはアミノ基を含有する物質であり、マイナス帯電トナーと逆極性を示す物質である。ＩＴＯはアルミナ粉をベースとし、この表面にインジウムドープ酸化錫をコーティングしたものである。
【００２４】
トナー規制ローラ５は、現像ローラ２を剛体としたので、弾性体ローラとしている。φ１２のＳ４５Ｃの芯軸（芯金）５ａ上に、ニトリルゴム、エピクロルヒドリンゴム等を被覆したゴムローラに、フッ素樹脂をスプレー塗装によって２０μｍ形成した弾性層５ｂを使用している。
【００２５】
さらに、図１に示すように本発明のトナー規制ローラ５では、芯軸５ａに、その両端部から中央部に向かって外径が増大する形状、すなわち、クラウン形状を付与している。このクラウン形状の付与は、弾性層５ｂの厚みを、中央部が薄くかつ端部が厚く変化させることにある。
【００２６】
このクラウン形状の付与によって、従来装置において見られた、トナー規制ローラ５の両端部をバネ７で押すことによって生じる現像ローラ２とトナー規制ローラ５との当接圧が、両端部で強くかつ中央部で弱いという当接圧に関する不都合を解消し、現像ローラ２との圧力分布の均一化を向上させる。
【００２７】
クラウン形状について輪郭形状を台形形状としたり、多角形形状とした場合は変極点部分で現像ローラ２上に帯状のトナー層ムラが発生し、画像濃度が不均一となることが考えられるので、円弧形状と２次曲線形状といった連続波形形状とし、この問題を防ぐことが可能となる。
【００２８】
トナー規制ローラ５のゴムの材質としては極性ゴムを用いているが、これは離型性に優れた表面層のフッ素樹脂との接着性を確保するためである。シリコンゴム、エチレンプロピレンゴム等の無極性ゴム上にフッ素樹脂を形成した場合、ゴムとフッ素樹脂は界面剥離を生じるが、上記極性ゴムではゴム層の破壊を示すため、耐久試験での表面層の剥離といった不具合は発生しない。
【００２９】
クラウン形状については、ＮＣ研削盤で研削することが可能であり、切削に比べて研削を用いると面が粗くなり弾性層を芯軸に付与するさいに使用する接着剤の接着力が増し耐久性を向上させる。
【００３０】
接着性という点に関しては、ゴムローラと芯軸とを接着した場合と、ゴムが芯軸に圧入されただけの場合とで大きく耐久品質が異なり、圧入品は圧入によるテンションによって弾性層に負荷がかかり弾性層が歪んでしまい膨れや凹みが発生し表面欠陥が発生してしまう。
【００３１】
しかしながら、接着をすることにより、圧入による高いテンションを必要とせず、弾性層５ｂの表面欠陥は少なく、また、接着しているため芯軸５ａと弾性層５ｂの耐トルクが増すことが可能となる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によれば、トナー規制ローラは芯金中央部の外径が両端部の外径より大きいクラウン形状を使用することにより、弾性層の厚みが中央部は少なくなり弾性層を現像ローラに押しつけたときの強度が増す作用となり、逆に端部は弾性層の厚みが多くなり現像ローラへ押しつけたときに弾性層が押しつけ力を吸収し、現像ローラとの当接圧力を均一化し、トナー規制ローラ軸方向の偏摩耗を防ぎ、部品の長寿命化を実現でき、現像装置を極めて長時間使用することができ画像濃度ムラのない高耐久な現像装置を提供できる。
【００３３】
請求項２によれば、トナー規制ローラの芯軸のクラウン形状が２次曲線または円弧曲線と連続波形とすることで、変極点部分のない画像濃度ムラのない高耐久な現像装置を提供できる。
【００３４】
請求項３によれば、トナー規制ローラの弾性層に極性ゴムを使用することで、表面層の接着強度を向上させ、表面層の剥離を防止できるため、現像装置を極めて長時間使用することが可能となる。
【００３５】
請求項４によれば、芯軸とゴムとを接着することでトナー規制ローラの弾性層の表面形状が安定に保たれるため、画像濃度ムラのない高耐久な現像装置を提供できる。
【００３６】
請求項５によれば、トナー規制ローラの芯軸のクラウン形状を研削加工によって製造することで、切削に比べて加工面が粗く、弾性層を芯軸に付与するさいに使用する接着剤の接着面積を広く取ることができ、接着強度を向上して高耐久な現像装置を提供できる。
また、インフィード研削加工をすることにより、加工タクトを短くすることができ、低コストの現像装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による現像装置の実施の形態に使用するトナー規制ローラと現像ローラの構成を示す概略図である。
【図２】現像装置の一般的な構成を示す概略図である。
【図３】図２において使用されるトナー規制ローラと現像ローラの構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１　現像装置
２　現像ローラ
３　トナー供給ローラ
５　トナー規制ローラ
５ａ　芯軸（芯金）
５ｂ　弾性層
【図１】
2004069785.tif 000003
【図２】
2004069785.tif 000004
【図３】
2004069785.tif 000005