(57)【要約】【課題】  適正条件下でトナー供給ローラの外周面から空気を吸引することにより、容易に且つ正確に特定の測定箇所に対した測定を可能とするトナー供給ローラの評価方法及びトナー供給ローラを提供すること。【解決手段】  少なくとも外周面が発泡体により形成されたトナー供給ローラの通気性を測定して、その通気性から性能を評価するトナー供給ローラの評価方法において、トナー供給ローラ２の外周面に、吸引ポンプ７に接続した吸引パイプ１の先端に設けた所定開口を有する吸引ノズル３を圧接させて、該ローラの外周面から空気を吸引するとともに、吸引パイプ１の内圧を測定し、その測定値から該ローラの通気性を評価することを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも外周面が発泡体により形成されたトナー供給ローラの通気性を測定して、その通気性から性能を評価するトナー供給ローラの評価方法において、前記トナー供給ローラの外周面に、吸引ポンプに接続した吸引パイプの先端に設けた所定開口を有する吸引ノズルを圧接させて、該ローラの外周面から空気を吸引するとともに、吸引パイプの内圧を測定し、その測定値から該ローラの通気性を評価することを特徴とするトナー供給ローラの評価方法。
【請求項２】
吸引ノズルにより吸引される空気の圧力を、５〜７０ｋＰａ（負圧側）とした請求項１記載のトナー供給ローラの評価方法。
【請求項３】
吸引ノズルにより吸引される空気の流量を、０．１〜０．５リットル／分とした請求項１又は２記載のトナー供給ローラの評価方法。
【請求項４】
吸引ポンプが、定流量吸引制御を行うポンプである請求項１ないし３のいずれかに記載のトナー供給ローラ評価方法。
【請求項５】
吸引ノズルの開口周りに、少なくとも１ｍｍ以上のトナー供給ローラ密着部を設けたものを使用した請求項１ないし４のいずれかに記載のトナー供給ローラの評価方法。
【請求項６】
吸引ノズルのトナー供給ローラ外周面に対する密着食込み量を、０〜１ｍｍに設定した請求項１ないし５のいずれかに記載のトナー供給ローラの評価方法。
【請求項７】
電子写真装置や静電記録装置の現像機構部で、現像ローラ表面に当接して回転し、トナー溜り内のトナーを外周面に担持して搬送し、現像ローラ表面にトナーを供給するトナー供給ローラであって、少なくとも外周面が発泡体により形成されており、吸引ノズルにより吸引される空気の流量を、Ａリットル／分としたとき、請求項１ないし６のいずれかに記載の方法により測定した吸引圧が（Ａ×１５０）ｋＰａ以下であることを特徴とするトナー供給ローラ。
【請求項８】
発泡体のセルがローラ外周面に開口しているとともに、その開口径が１００〜５００μｍである請求項７記載のトナー供給ローラ。
【請求項９】
少なくとも外周面が軟質ポリウレタンフォームで形成されている請求項７又は８記載のトナー供給ローラ。
【請求項１０】
シャフトの外周面に軟質ポリウレタンフォームからなる単層構造の弾性層が形成されている請求項９記載のトナー供給ローラ。
【請求項１１】
感光体と、帯電手段、現像手段、クリーニング手段のうち少なくとも現像手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、前記現像手段は請求項７ないし１０のいずれかに記載のトナー供給ローラを使用した現像手段であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１２】
請求項１１記載のプロセスカートリッジが画像形成装置本体に着脱自在に装着されていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子写真方式、静電記録方式等によって像担持体上に形成された静電潜像を現像して可視画像形成する複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成を行う画像形成装置における現像機構部で現像ローラにトナーを供給するトナー供給ローラの評価方法及びトナー供給ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トナー供給ローラの通気性を評価する方法としては、円筒状のチャンバーに冶具を用いてトナー供給ローラを取り付ることによりチャンバーを閉塞し、該チャンバー内を真空ポンプで吸引して、圧力計で圧力を測定しながらチャンバー内を所定の減圧状態とし、そのときの空気流量を流量計で測定することにより、通気性を測定評価する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、トナー供給ローラから所定の長さに切り出したサンプルを円筒体内に圧入し、前記と同様の方法によりサンプル内を流通する空気の流量を測定する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
しかしながら、これら特許文献１，２の方法は、いずれもトナー供給ローラの軸方向に沿った通気性を測定することとなり、これらの方法により得られた通気流量の測定値からは、トナー供給ローラのトナー搬送性能（トナー供給性能）を正確に評価することは困難であり、比較的簡単な方法でトナー供給ローラのトナー搬送性能を正確に評価することができる評価方法の確立が望まれていた。また、前記方法では局部的な通気性の状態、各部位での通気量偏差の測定ができない不具合があった。このような状況に鑑み、トナー供給ローラの外周面に圧空供給パイプを圧接して、該圧空供給パイプから所定圧力の空気をトナー供給ローラ外周面に圧送するとともに、該圧空供給パイプの内圧を測定し、該ローラの通気性を評価する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２８８１６１号公報（第６頁、図３）
【特許文献２】特開平９−２７４３７３号公報（第５頁、図７）
【特許文献３】特開２００２−３０４０５１号公報（第３頁、図１）
【０００５】
特許文献３の方法は、比較的に容易な方法でトナー供給ローラの通気性を測定できるメリットがある反面、図６に示すように圧空供給パイプ５１の先端開口から圧送された空気圧によりトナー供給ローラ５２の外周面が逃げ方向に変形し、圧空供給パイプ先端とトナー供給ローラ外周面との圧接が不安定になるとともに、矢印で示すように圧空供給パイプ５１の先端開口とトナー供給ローラ５２の外周面近傍からの圧逃げが発生し、測定値が不安定であり、微小な偏差等を確認する場合にはその測定精度に問題が生じることがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこでこの発明は、前記従来のもののもつ問題を解決し、適正条件下でトナー供給ローラの外周面から空気を吸引することにより、容易に且つ正確に特定の測定箇所に対した測定を可能とするトナー供給ローラの評価方法及びトナー供給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】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、少なくとも外周面が発泡体により形成されたトナー供給ローラの通気性を測定して、その通気性から性能を評価するトナー供給ローラの評価方法において、前記トナー供給ローラの外周面に、吸引ポンプに接続した吸引パイプの先端に設けた所定開口を有する吸引ノズルを圧接させて、該ローラの外周面から空気を吸引するとともに、吸引パイプの内圧を測定し、その測定値から該ローラの通気性を評価することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、吸引ノズルにより吸引される空気の圧力を、５〜７０ｋＰａ（負圧側）としたことを特徴とする。請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、吸引ノズルにより吸引される空気の流量を、０．１〜０．５リットル／分としたことを特徴とする。請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかにおいて、吸引ポンプが、定流量吸引制御を行うポンプであることを特徴とする。請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかにおいて、吸引ノズルの開口周りに、少なくとも１ｍｍ以上のトナー供給ローラ密着部を設けたものを使用したことを特徴とする。請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかにおいて、吸引ノズルのトナー供給ローラ外周面に対する密着食込み量を、０〜１ｍｍに設定したことを特徴とする。
【０００９】
請求項７に記載の発明は、電子写真装置や静電記録装置の現像機構部で、現像ローラ表面に当接して回転し、トナー溜り内のトナーを外周面に担持して搬送し、現像ローラ表面にトナーを供給するトナー供給ローラであって、少なくとも外周面が発泡体により形成されており、吸引ノズルにより吸引される空気の流量を、Ａリットル／分としたとき、請求項１ないし６のいずれかに記載の方法により測定した吸引圧が（Ａ×１５０）ｋＰａ以下であることを特徴とする。
【００１０】
請求項８に記載の発明は、請求項７において、発泡体のセルがローラ外周面に開口しているとともに、その開口径が１００〜５００μｍであることを特徴とする。請求項９に記載の発明は、請求項７又は８において、少なくとも外周面が軟質ポリウレタンフォームで形成されていることを特徴とする。請求項１０に記載の発明は、請求項９において、シャフトの外周面に軟質ポリウレタンフォームからなる単層構造の弾性層が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項１１に記載の発明は、感光体と、帯電手段、現像手段、クリーニング手段のうち少なくとも現像手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、前記現像手段は請求項７ないし１０のいずれかに記載のトナー供給ローラを使用した現像手段であることを特徴とする。請求項１２に記載の発明は、請求項１１記載のプロセスカートリッジが画像形成装置本体に着脱自在に装着されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明は、前記のようであって、請求項１〜６項記載の発明によれば、適正条件下でトナー供給ローラの外周面から空気を吸引することにより、容易に且つ正確に特定の測定箇所に対した測定を可能とするトナー供給ローラの評価方法を提供することができる。また、実際にトナー供給に寄与するトナー供給ローラの外周面近傍での性能評価を可能とすることができる。請求項７〜１０項記載の発明によれば、良好なトナー搬送性能を発揮できる供給ローラを提供できる。請求項１１項記載の発明によれば、良好なトナー搬送性能を有した供給ローラを使用することにより、安定した画像が得られるとともに、現像手段の保守、交換を容易にするプロセスカートリッジを提供することができる。請求項１２に記載の発明によれば、トナー搬送性能の良好な供給ローラが現像手段に用いられたプロセスカートリッジを具えた画像形成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】
【００１３】
以下、この発明の好適な実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
【００１４】
図１はトナー供給ローラの評価方法を実施する装置の一例を示す。１は吸引パイプであり、例えばシリコン、或いは塩化ビニル等の弾性材料からなるチューブからなっている。吸引パイプ１の一端には測定するトナー供給ローラ２の外径に合わせて設定された曲率を有する吸引ノズル３が接続されている。４は測定時にトナー供給ローラ２を支持する支持台で、該支持台にはトナー供給ローラ２の軸部を支承する凹溝５が形成されている。６は測定時に吸引ノズル３をその先端開口がトナー供給ローラ２外周面に密着して圧接可能なように高さを規定して支持する高さ規定治具である。吸引パイプ１の他端には吸引ポンプ７が接続されている。また、吸引パイプ１の途中には図示しない三つ又ジョイントを介して吸引パイプ１の内圧測定用の圧力計８が接続されている。
【００１５】
吸引ポンプ７としては、定吸引量制御タイプのものを用い、本例では吸引ノズル３により吸引される空気の流量が０．１〜０．５リットル／分、好ましくは０．３リットル／分となるように設定をしている。吸引ノズル３の先端開口をトナー供給ローラ２の外周面に密着させると、吸引ポンプ７は前記定流量を保持するために、例えばダイヤフラムやモータの制御を行い、吸引圧を上げて所定流量を得たところでバランスをとる。このときの値を、測定したトナー供給ローラ２の通気性評価値とする。
【００１６】
トナー供給ローラ２としては、少なくとも外周面が発泡体により形成され、その直径がφ１９（半径；ｒ９．５）のものを用いている。発泡体は、セルがローラ外周面に開口し、その開口径が１００〜５００μｍであるのが好ましい。また、トナー供給ローラ２の外周面は軟質ポリウレタンフォームで形成されるのが好ましいし、その形成に際してはシャフトの外周面に軟質ポリウレタンフォームからなる単層構造の弾性層が形成されるのが好ましい。吸引ノズル３は、先端開口面の曲率を半径；ｒ９としており、高さ規定治具６により測定時にはその先端開口をトナー供給ローラ２に対して０〜１ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ食い込み圧接させている。吸引ノズル３の先端には、図２に示すように、φ５の円筒孔（開口）が設けられ、該先端開口の周りには、最小部で３．５ｍｍ、吸引ノズル３とトナー供給ローラ２が密着する密着部９を設けている。密着部９は少なくとも１ｍｍ以上にするのが好ましい。
【００１７】
前記のような装置を用いてトナー供給ローラ２の評価を行うには、評価するトナー供給ローラ２を支持台４で支持するとともに、吸引パイプ１の一端に接続した吸引ノズル３を高さ規定治具６で支持する。このようにセットすることにより、吸引ノズル３の先端開口がトナー供給ローラ２の外周面に密着して圧接し、評価可能な状態となる。しかる後に、吸引ポンプ７を作動してトナー供給ローラ２の外周面から空気を吸引するとともに、圧力計８で吸引パイプ１の内圧を測定するものである。このときの吸引される空気の圧力は５〜７０ｋＰａ（負圧側）とするのが好ましい。そして、この測定圧力（測定値）から該ローラの通気性を評価するとともに、そのトナー搬送性能を評価する。
【００１８】
このような吸引力を用いた方法では、図３に矢印で示すようにトナー供給ローラ２の外周面は吸引力により吸引ノズル３の先端開口との密着が進む方向に変形するため、トナー供給ローラ２の外周面近傍での通気性測定値が安定する。さらに、吸引ノズル３の先端開口周りに、少なくとも１ｍｍ以上の密着部９を設けることにより、トナー供給ローラ２の外周面にある気泡による凹凸の影響を受け難いようにすることができ、より安定且つ正確な測定が可能となる。
【００１９】
また、トナー供給ローラはその製造方法により、図４にローラＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとして例示したように、その長手方向により通気性の傾きや部分偏差を示す場合があり、それにより画像へのムラや濃度勾配等の不具合を発生させることがある。この測定方法によれば、容易に且つ正確に特定の測定箇所に対した測定が可能となる。図４では測定の結果、ローラＢが吸引圧力に関して最も測定個所での偏差がないことを示している。また、実際に供給に寄与するトナー供給ローラの外周面近傍での性能評価が可能となるため、画像への影響に対し、相関性の高い評価が可能となる。
【００２０】
尚、トナー供給ローラ２の外周面の状態（セル径、荒れ状態等）により、吸引ノズル３の先端開口のトナー供給ローラ２の外周面に対する密着食込み量を増やすことで、より正確、且つ安定した測定が可能となる。
【００２１】
前記のような方法により吸引ノズル３により吸引される空気の流量を、Ａリットル／分としたとき、測定した吸引圧が（Ａ×１５０）ｋＰａ以下であるトナー供給ローラ２は、電子写真装置や静電記録装置の現像機構部で用いると、現像ローラ表面に当接して回転し、トナー溜り内のトナーを外周面に担持して搬送し、現像ローラ表面にトナーを供給するが、その供給がきわめて円滑で、良好なトナー搬送性能を発揮することができる。
【００２２】
図５は前記のようなトナー供給ローラ２を使用した現像手段１４を含みプロセスカートリッジ化した例を示すもので、このプロセスカートリッジ１１は感光体１２と、帯電手段１３、現像手段１４、クリーニング手段１５を具えた構造となっている。ここに示したプロセスカートリッジ１１はあくまでも一例であり、感光体１２と現像手段１４以外は具えるかどうかは任意である。そして前記のプロセスカートリッジ１１は図示しない画像形成装置本体に着脱自在に装着され、画像形成装置として用いることが可能である。
【００２３】
この実施の形態では、吸引ポンプ７を、定流量吸引制御を行うポンプとしているので、常に安定した測定データを得ることができる。また、吸引ノズル３の先端開口周りに、少なくとも１ｍｍ以上のトナー供給ローラ密着部９を設けたので、ノズル周りの密着性を確保し、測定誤差の少ない測定ができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の実施の形態におけるトナー供給ローラの評価方法を実施する装置の一例を示す概略図である。
【図２】同上の吸引ノズルの先端開口面を示す図面である。
【図３】同上の作用説明図である。
【図４】トナー供給ローラの測定位置と吸引圧との関係を表したグラフである。
【図５】評価したトナー供給ローラを使用した現像手段を含むプロセスカートリッジの一例を示す概略図である。
【図６】従来の例を示す図面である。
【符号の説明】
【００２５】
１  吸引パイプ（チューブ）
２  トナー供給ローラ
３  吸引ノズル
７  吸引ポンプ
８  圧力計
１１  プロセスカートリッジ
１２  感光体
１３  帯電手段
１４  現像手段
１５  クリーニング手段
【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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