(57)【要約】【課題】スリーブに対するマグネットローラの耐トルクに優れた現像ローラを提供し、画像品質の向上を図る。【解決手段】現像ローラ１０では、芯金１５の平坦部１７が押出し成形品１６の従動側、駆動側両端に設けられ、成形品１６に芯金１５を圧入した後に、成形品１６の内径が経時変化により縮んで、成形品１６の内径１６Ａが芯金１５の平坦部１７Ａ，１７Ｂを塞ぐことで耐トルクが向上する。【選択図】　図１
2004012701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性体からなる円筒管状の現像スリーブの片側の端部に、該現像スリーブを回転させるための駆動力を加える駆動側フランジが固定され、前記現像スリーブの他方の端部に中心部に軸受けを設けた従動側フランジが固定され、前記現像スリーブの内部に、一端部が前記駆動側フランジに回転自在に保持され、他端部が前記従動側フランジの軸受けに回転自在に保持され、周囲に複数の固定磁極を生成するマグネットローラが保持され、該マグネットローラは、磁性体からなる円筒状の成形品と、該成形品の内径部に圧入固定され、一端部が前記駆動側フランジに保持され、他端部が前記従動側フランジの軸受けに保持される磁性体の芯金とを備え、前記マグネットローラにより前記現像スリーブ表面にトナーを保持した後に、感光体に供給して前記感光体の静電潜像を現像する現像ローラにおいて、
該芯金の外周部に、前記成形品の内壁部の一部が内側に食い込んで前記成形品の軸周り方向の変位を防止する平坦部を、設けたことを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
請求項１の現像ローラにおいて、前記芯金の平坦部が、前記芯金の前記駆動側フランジ近傍と前記従動側フランジ近傍とに形成されていることを特徴とする現像ローラ。
【請求項３】
請求項２の何れかの現像ローラにおいて、前記芯金の平坦部は従動側、駆動側の両端部における異なる角度の非対称の位置に設けられていること特徴とする現像ローラ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかの現像ローラにおいて、前記芯金の平坦部は前記成形品が圧入固定されている芯金部分に設けられていることを特徴とする現像ローラ。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れかの現像ローラにおいて、前記芯金の平坦部が複数設けられていることを特徴とする現像ローラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光体にトナーを供給して前記感光体上に生成される静電潜像を現像する現像ローラに関し、詳しくは現像ローラ内に配備されるマグネットローラを改良した現像ローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電子写真装置に用いられるマグネットローラのうち、現像剤に磁性体のキャリアと非磁性体のトナーを混合した２成分現像に用いる現像ローラは、図７に示すようなものが知られている。
【０００３】
この現像ローラ１は、磁性体からなる芯金２に、磁性体を含んだ押出し円筒状の成形品３が装着されている。芯金２と成形品３とでマグネットローラ４が構成される。成形品３の外側には非磁性体からなるスリーブ５が配備されており、スリーブ５の両端部は駆動側フランジ６と従動側フランジ７とに固着されている。駆動側フランジ６及び従動側フランジ７は、軸受け６Ａ、７Ａにより芯金２の両端部を相対回転可能に保持している。スリーブ５は、芯金２及び成形品３の磁極に吸引されてトナーが表面に付着するようになっている。駆動側フランジ６は駆動軸６Ｂを備えており、駆動軸６Ｂに設けられる図示しないギアが他のギアから回転力を受けて、スリーブ５は回転する。芯金２の従動側フランジ７の近傍の端部は、図示しないフレームに支持されて停止している。スリーブ５は、駆動側フランジ６の回転により回転して、隣接して配置される感光体に生成された静電潜像にトナーを付着させて現像する。
【０００４】
現像ローラ１の製造する場合には、磁場を印加しながら押出し成形を行う磁場配向成形によってパイプ状の押出し成形品３を成形し、成形品３を定寸法に切断した後、芯金２を成形品３の内径３Ａに圧入して固定する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の現像ローラの圧入工程では、芯金２とマグネットローラ４との芯金２の軸周り方向の角度が基準面８に基づいて規定されており、芯金２とマグネットローラ４との取付角度の位置合わせする必要がある。このため、芯金２とマグネットローラ４との取付角度の位置ズレを防止するため、芯金２と押出し成形品３の耐トルクが要求されている。
【０００６】
この耐トルクを計測するには破壊検査を行わなければならないため、代用特性として圧入力を管理しているが、押出し成形品内径、芯金外形などの他条件により圧入力が変化するため耐トルクにばらつきが生じるという問題がある。
【０００７】
この耐トルク特性が低いと、芯金と押出し成形品との取付角度が軸周り方向に位置ズレを起こして、トナー濃度の過多による字汚れなどの画像不良が発生する。
【０００８】
この画像不良の対応として、押出し成形品と芯金の間に接着剤を塗布しているが接着剤の塗布量の管理が非常に難しく、接着剤がマグネットローラ表面に付着すると、白ぬけという別の画像不良が発生してしまう。
【０００９】
本発明の目的は、このような問題に着目してなされたものであり、芯金と押出し成形品との耐トルクに優れたものとして、画像不良のない現像ローラを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本願の請求項１にかかる現像ローラは、非磁性体からなる円筒管状の現像スリーブの片側の端部に、該現像スリーブを回転させるための駆動力を加える駆動側フランジが固定され、前記現像スリーブの他方の端部に中心部に軸受けを設けた従動側フランジが固定され、前記現像スリーブの内部に、一端部が前記駆動側フランジに回転自在に保持され、他端部が前記従動側フランジの軸受けに回転自在に保持され、周囲に複数の固定磁極を生成するマグネットローラが保持され、該マグネットローラは、磁性体からなる円筒状の成形品と、該成形品の内径部に圧入固定され、一端部が前記駆動側フランジに保持され、他端部が前記従動側フランジの軸受けに保持される磁性体の芯金とを備え、前記マグネットローラにより前記現像スリーブ表面にトナーを保持した後に、感光体に供給して前記感光体の静電潜像を現像する現像ローラにおいて、
該芯金の外周部に、前記成形品の内壁部の一部が内側に食い込んで前記成形品の軸周り方向の変位を防止する平坦部を、設けたことを特徴とする。
【００１１】
本願の現像ローラは、押出し成形品の内径が、成形後の経時変化により縮んで芯金の平坦部を塞ぐこととなって、芯金と磁性体の成形品との間に回転抵抗が発生する。これにより、感光体等の温度変化により成形品が芯金を締め付ける締結力が低下して、現像スリーブに散布されるトナーの磁力により、成形品が芯金の周りに回転しようとするトルクが働いても、マグネットローラの耐トルクに優れた現像ローラを提供することができる。
【００１２】
また、本願の請求項２の現像ローラは、請求項１の現像ローラにおいて、前記芯金の平坦部が、前記芯金の前記駆動側フランジ近傍と前記従動側フランジ近傍とに形成されていることを特徴とする。
【００１３】
本願の請求項３の現像ローラは、請求項２の何れかの現像ローラにおいて、前記芯金の平坦部は従動側、駆動側両端に異なった角度の非対称の位置に設けられていること特徴とする。
【００１４】
本願の請求項４の現像ローラは、請求項１乃至請求項３の何れかの現像ローラにおいて、前記芯金の平坦部は前記成形品が圧入固定されている芯金部分に設けられていることを特徴とする。
【００１５】
本願の請求項５の現像ローラは、請求項１乃至請求項４の何れかの現像ローラにおいて、前記芯金の平坦部が複数設けられていることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態にかかる現像ローラ及びその製造方法について図面を用いて説明する。
【００１７】
図１は、一つの実施の形態の現像ローラ１０を示すものである。この現像ローラ１０は、例えばプリンターのトナーの収納ボックス近傍に配置され、収納ボックス内のトナーを図示しない感光体へ搬送し、感光体上に生成されている静電潜像にトナーを付着させて現像するものである。
【００１８】
この現像ローラ１０は、複数の固定磁極を有するマグネットローラ１１と、マグネットローラ１１の外側に回転自在に設けられた非磁性体からなる現像スリーブ１２と、現像スリーブ１２の片側に固定され且つ中心部にマグネットローラ１１を支持するフランジ１３，１４とを備えている。マグネットローラ１１に対して現像スリーブ１２は回転自在とされている。
【００１９】
現像スリーブ１２の近傍には図示しない感光体が配置され、現像スリーブ１２は感光体とトナーを供給できる距離に設置される。現像スリーブ１２の両端部は、フランジ１３，１４の面取りされた角部を覆ってフランジ１３，１４を十分に保持している。現像スリーブ１２は非磁性体からなる円筒状のものである。現像スリーブ１２の片方の端部に原動側のフランジ１３が固定されており、現像スリーブ１２の他方の端部に従動側のフランジ１４が固定されている。
【００２０】
原動側のフランジ１３は駆動軸１３Ａを有する。駆動軸１３Ａは基準面１３Ｂを有し、駆動軸１３Ａには図示しない駆動ギアが装着される。フランジ１３の内側中心部には、軸受け部１３Ｃが取り付けられており、軸受け部１３Ｃにはマグネットローラ１１の芯金１５の先端部が保持され、芯金１５が軸受け部１３Ｃによりフランジ１３に対して回転自在となっている。
【００２１】
また、フランジ１４の中央部には貫通孔１４Ａが形成され、貫通孔１４Ａには軸受け部１４Ｂが取り付けられている。軸受け部１４Ｂには、芯金１５のマグネットローラ１１への挿入方向における後端部が保持されており、芯金１５は軸受け部１４Ｂに対して回転自在となっている。
【００２２】
マグネットローラ１１は、図１〜図３に示すように、円筒型に成形された成形品１６と、成形品１６の内径部１６Ａに固着された芯金１５によって構成され、成形品１６の内径部１６Ａに磁性体からなる芯金１５が圧入される。
【００２３】
成形品１６は、磁性体を含む樹脂が押出し成形機によって押し出されることにより成形され、押し出された成形品の外周部のみを冷却水にて冷却した場合に、成形品の外周部が硬化され、図６に示すように、時間の経過に伴って内径部への応力により内径部が内側に縮まる性質を持っている。
【００２４】
芯金１５は磁性体からなり、芯金１５の固定磁極により成形品１６の周囲に固定磁極が生成され、成形品１６の磁極分布方向は芯金１５の基準面１５Ａの角度により定められる。
【００２５】
芯金１５の外周部には、芯金１５自身の磁極分布方向の参照のための基準面１５Ａと、平坦部１７Ａ、１７Ｂとが形成されている。基準面１５Ａのある端部は図示しない軸受け或いは保持部材により保持される。芯金１５の平坦部１７Ａ，１７Ｂは、成形品１６によってカバーされる部位の両端部近傍の異なった角度に設けられており、成形品１６が芯金１５の軸周り方向に回転することを防止している。尚、図１の符号１８は留め金である。
【００２６】
成形品１６は、押出し成形機によって円筒型に押し出された後のまだ暖かい時期に内径部１６Ａに芯金１５が圧入される。成形品１６は、芯金１５の圧入後に、冷却水にて成形品の外周部が冷却される。この冷却により、成形品１６の外周部が硬化され、時間の経過に伴って内径部１６Ａが収縮して、内径部１６Ａの内壁が芯金１５の平坦部１７に食い込み、内径部１６Ａと芯金１５とが締まりばめによって互いに強く嵌り込む。
【００２７】
これによって、成形品１６の加熱冷却の繰り返しによる芯金１５の緩みを防止できると共に、現像スリーブ１２の回転時における現像スリーブ１２表面のトナーの磁性引力によって成形品１６に回転力が発生しても、成形品１６に作用するトルクを芯金１５で止めることができ、マグネットローラ１１の耐トルク特性が向上する。
【００２８】
芯金１５の外周部の平坦部１７Ａ，１７Ｂの軸方向に延びる縁部は、芯金１５の回転する方向に対して直角（即ち芯金１５の軸方向）に延びており、しかも、芯金１５をマグネットローラ１１の内径部１６Ａに挿入する前端部及び後端部に形成されているので、芯金１５の外周部に平坦部１７Ａ，１７Ｂを形成すると、成形品１６の内径部１６Ａに圧入する際の抵抗が少なくなる。
【００２９】
この平坦部１７Ａ，１７Ｂは、成形品１６の内径部１６Ａに挿入する際の芯金１５の挿入方向の後端部だけに設けると、圧入抵抗は更に少なくなる。平坦部１７Ａ，１７Ｂに軸方向の突起を設けると、圧入抵抗が少ないにもかかわらず、成形品１６の収縮時に成形品１６の内径部１６Ａが平坦部１７Ａ，１７Ｂの突起に食い込みやすくなり、一段と噛み合いが強力となる。また、図４、図５に示すように、芯金１５の周りの異なる角度の位置に、平坦部１７Ａ，１７Ｂを複数個形成しても良い。
【００３０】
図１〜図５の実施の形態の現像ローラ１０によれば、芯金１５の平坦部１７Ａ，１７Ｂが押出し成形品１６の従動側、駆動側両端に設けられており、圧入後に押出し成形品１６の内径が経時変化により縮む作用を利用し、押出し成形品１６が芯金１５の平坦部１７Ａ，１７Ｂを塞ぐことで耐トルクが向上する。また平坦部１７Ａ，１７Ｂを従動側、駆動側両端で非対称にすることで平坦部１７Ａ，１７Ｂの面積が小さくても耐トルクに優れた現像ローラ１０が得られる。
【００３１】
【発明の効果】
本願の請求項１にかかる現像ローラによれば、芯金の外周部に平坦部を設けることによって、成形品を芯金に圧入した後に成形品の内径が経時変化により縮んで、成形品の内壁部が芯金の平坦部に食い込んで馴染むため、耐トルク特性が増し、芯金基準面と成形品との各磁極位置がずれることが防止される。
【００３２】
従って、芯金に対する成形品の圧入力が弱まったり、トナーが付着したスリーブと成形品の引力が作用しても、スリーブの回転により成形品が停止している芯金に対してから回りすることを防止できるため、成形品の各磁極位置がずれて、異常画像になることを防止でき、接着剤の塗布が不要である。
【００３３】
上記の平坦部は、芯金の外周部に少なくとも一カ所形成されていれば、成形品に芯金の圧入時に抵抗が少なく、また成形品の外形が変化しないので、精度の高いマグネットローラを得ることができる。
【００３４】
また、請求項２の現像ローラのように、芯金の駆動側フランジ近傍と従動側フランジ近傍の両者に平坦部が設けられていると、成形品に加わるトルクを芯金の両端部が受けることができ、成形品のねじれを防止できる。
【００３５】
更に、請求項３の現像ローラのように、芯金の平坦部が異なった角度の非対称の位置に設けられていると、トルクを支える位置が均一化され、平坦部の面積が小さくても耐トルクに優れた現像ローラを得ることができる。
【００３６】
また、請求項４の現像ローラのように、成形品と芯金とが強く接触する圧入部分に平坦部が設けられていると、圧入部分が挿入方向の後部側に設けられることとなるので、成形品と芯金の装着に手間がかからず、他の工程に影響を与えないこととなる。
【００３７】
更に、請求項５の現像ローラのように、平坦部が芯金の周りに複数箇所設けられていると、成形品から加わる捻る力を複数の箇所で受けることができるために、耐トルクに優れた現像ローラを得ることができる。
【００３８】
そして、成形品に加わる捻る力が平坦部の縁部に直角に作用することとなり、耐トルク特性が増す。また、引っかかる面積が増加し、芯金の基準面と成形品の各磁極位置とがずれないので、品質の安定した画像を得ることができ、振れ精度の悪化のない、現像される画像の見栄えのよい現像ローラを提供できる。
【００３９】
【発明の効果】
【図面の簡単な説明】
【図１】現像ローラの構成を示す断面図である。
【図２】図１に示すマグネットローラの軸方向の断面図である。
【図３】図１のマグネットローラのＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の芯金の図である。
【図５】図４に示すマグネットローラのＢ−Ｂ断面図である。
【図６】成形品の経時変化に伴って内径の変化を示したグラフである。
【図７】従来の現像ローラの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１０　現像ローラ
１１　マグネットローラ
１２　スリーブ
１３　フランジ（駆動側）
１４　フランジ（従動側）
１５　芯金
１６　成形品
１７Ａ、１７Ｂ　平坦部
【図１】
2004012701.tif 000003
【図２】
2004012701.tif 000004
【図３】
2004012701.tif 000005
【図４】
2004012701.tif 000006
【図５】
2004012701.tif 000007
【図６】
2004012701.tif 000008
【図７】
2004012701.tif 000009