(57)【要約】      （修正有）【課題】現像カートリッジにおいて、現像ローラのシャフトが、導電性、軽量化、および強度の３つの特性を満たし、かつ、回転時の摩擦抵抗が小さい構造を提供する。【解決手段】現像カートリッジの現像ローラ３０は、円筒状のローラ本体３１と、ローラ本体３１を軸方向に貫通するシャフト３２とを有する。シャフト３２の軸方向の一端部３２１には、第１エンド部材５０が固定される。シャフト３２の軸方向の他端部３２２には、第２エンド部材９０が固定される。第１エンド部材５０は、軸受に接触しつつ回転する。シャフト３２の材料には、強化繊維を含有した導電性樹脂を用いる。これにより、シャフト３２に、導電性、軽量化、および強度の３つの特性を併せ持たせることができる。また、軸受と接触する第１エンド部材５０には、シャフト３２よりも強化繊維の含有率が低い導電性材料を用いる。これにより、強化繊維の露出による摩擦抵抗の増加を抑制できる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に延びる円筒状のローラ本体および前記ローラ本体を前記軸方向に貫通するシャフトを有する現像ローラと、
前記シャフトの前記軸方向の一端部に固定された第１エンド部材と、
前記シャフトの前記軸方向の他端部に固定された第２エンド部材と、
前記第１エンド部材を回転可能に支持する導電性の軸受と、
を有し、
前記シャフトは、強化繊維を含有した導電性樹脂からなり、
前記第１エンド部材は、前記シャフトよりも前記強化繊維の含有率が低い導電性材料からなり、
前記第１エンド部材が、前記軸受に接触しつつ回転する現像カートリッジ。
【請求項２】
請求項１に記載の現像カートリッジであって、
前記第１エンド部材は、前記強化繊維を含有しない導電性材料からなる現像カートリッジ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の現像カートリッジであって、
前記強化繊維は、カーボン繊維である現像カートリッジ。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の現像カートリッジであって、
前記第１エンド部材は、導電性樹脂または金属からなる現像カートリッジ。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の現像カートリッジであって、
前記軸方向に沿って延び、前記第１エンド部材と前記第２エンド部材との間で前記ローラ本体の外周面を押圧するブレード
をさらに備える現像カートリッジ。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の現像カートリッジであって、
現像剤を収容する収容室と前記ローラ本体が配置される開口部とを有する筐体と、
前記軸方向における前記ローラ本体の一端部と他端部とにそれぞれ位置し、前記現像剤の漏れを防止するシール部と、
を有する現像カートリッジ。
【請求項７】
請求項６に記載の現像カートリッジであって、
前記第１エンド部材の外周面は、前記シール部の表面と接触する現像カートリッジ。
【請求項８】
請求項７に記載の現像カートリッジであって、
前記第１エンド部材は、
前記軸受に接触する第１円筒面と、
前記ローラ本体と前記第１円筒面との間に位置し、前記第１円筒面よりも径の大きい第２円筒面と、
を有し、
前記第２円筒面が、前記シール部の表面と接触する現像カートリッジ。
【請求項９】
請求項６に記載の現像カートリッジであって、
前記第１エンド部材の外周面と、前記シール部の表面とが、所定の間隔をあけて離れている現像カートリッジ。
【請求項１０】
請求項９に記載の現像カートリッジであって、
前記第１エンド部材は、
前記軸受に接触する第１円筒面と、
前記ローラ本体と前記第１円筒面との間に位置し、前記第１円筒面よりも径の大きい第２円筒面と、
を有し、
前記第２円筒面と、前記シール部の表面とが、所定の間隔をあけて離れている現像カートリッジ。
【請求項１１】
請求項７から請求項１０までのいずれか１項に記載の現像カートリッジであって、
前記第１エンド部材は、金属製である現像カートリッジ。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の現像カートリッジであって、
前記第１エンド部材は、前記シャフトの前記一端部に固定されるカップ状の部材であり、かつ、前記軸受に接触する継手軸部を有する現像カートリッジ。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載の現像カートリッジであって、
前記軸受は、円筒状の軸受面を有し、
前記第１エンド部材は、前記軸受面に接触しつつ回転する現像カートリッジ。
【請求項１４】
請求項１３に記載の現像カートリッジであって、
前記軸受は、導電性樹脂からなる軸受部材を有し、
前記軸受部材が、前記軸受面を有する現像カートリッジ。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４までのいずれか１項に記載の現像カートリッジであって、
前記軸受は、電極を有する現像カートリッジ。
【請求項１６】
請求項１５に記載の現像カートリッジであって、
前記軸受は、電力を受けることが可能な前記電極を有する現像カートリッジ。
【請求項１７】
請求項１から請求項１６までのいずれか１項に記載の現像カートリッジであって、
前記シャフトの前記一端部の外側面と、前記第１エンド部材に設けられた凹部または貫通孔の内側面とが、相対回転不能に接触し、
前記シャフトの前記他端部の外側面と、前記第２エンド部材に設けられた凹部または貫通孔の内側面とが、相対回転不能に接触する現像カートリッジ。
【請求項１８】
請求項１７に記載の現像カートリッジであって、
前記シャフトの前記一端部は、軸方向に見て円の一部が切り欠かれた形状を有し、
前記第１エンド部材の前記凹部または前記貫通孔は、軸方向に見て円の一部が切り欠かれた形状を有し、
前記第１エンド部材の前記凹部または前記貫通孔に、前記シャフトの前記一端部が嵌合し、
前記シャフトの前記他端部は、軸方向に見て円の一部が切り欠かれた形状を有し、
前記第２エンド部材の前記凹部または前記貫通孔は、軸方向に見て円の一部が切り欠かれた形状を有し、
前記第２エンド部材の前記凹部または前記貫通孔に、前記シャフトの前記他端部が嵌合している現像カートリッジ。
【請求項１９】
請求項１から請求項１８までのいずれか１項に記載の現像カートリッジであって、
前記軸受に対して前記ローラ本体とは反対側に位置し、前記軸受に対して軸方向に移動可能な位置決め部材
をさらに備え、
前記第１エンド部材は、前記位置決め部材に固定される先端部を有する現像カートリッジ。
【請求項２０】
請求項１９に記載の現像カートリッジであって、
前記軸受と前記位置決め部材との間に配置され、軸方向に伸縮する弾性部材
をさらに備える現像カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に装着される現像カートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザプリンタなどの画像形成装置では、現像剤であるトナーを内部に収容するとともにトナーを担持する現像ローラを備えた現像カートリッジが、装置に対して着脱可能となっている。この種の現像カートリッジでは、現像ローラにおけるトナーの担持および現像ローラから感光ドラムへのトナーの供給を、静電気力を利用して行っている。このため、現像ローラのシャフトに、所定のバイアス電圧をかける場合がある。
【０００３】
従来の現像カートリッジの構造については、例えば、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００５／１２１９０６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現像ローラのシャフトにバイアス電圧をかけるためには、シャフトを導電性とする必要がある。しかしながら、金属製のシャフトを用いると、現像ローラの重量が増加する。一方、シャフトの材料に導電性樹脂を用いれば、金属を用いる場合よりも、シャフトを軽量化できる。ただし、導電性樹脂のみでは、金属に比べて強度が弱くなる。
【０００６】
このような問題の解決策として、シャフトを構成する導電性樹脂に、カーボン繊維を含有させることで、シャフトの強度を高めることが考えられる。しかしながら、シャフトの材料に、カーボン繊維を含む樹脂を用いると、シャフトの表面にカーボン繊維が露出する場合がある。このため、カーボン繊維の露出によって、シャフトと、シャフトを支持する軸受との間において、回転時の摩擦抵抗が増加する、という別の問題が生じる。
【０００７】
本発明の目的は、現像カートリッジにおいて、現像ローラのシャフトが、導電性、軽量化、および強度の３つの特性を満たし、かつ、回転時の摩擦抵抗が小さい構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本願の第１発明は、現像カートリッジであって、軸方向に延びる円筒状のローラ本体および前記ローラ本体を前記軸方向に貫通するシャフトを有する現像ローラと、前記シャフトの前記軸方向の一端部に固定された第１エンド部材と、前記シャフトの前記軸方向の他端部に固定された第２エンド部材と、前記第１エンド部材を回転可能に支持する導電性の軸受と、を有し、前記シャフトは、強化繊維を含有した導電性樹脂からなり、前記第１エンド部材は、前記シャフトよりも前記強化繊維の含有率が低い導電性材料からなり、前記第１エンド部材が、前記軸受に接触しつつ回転する。
【０００９】
本願の第２発明は、第１発明の現像カートリッジであって、前記第１エンド部材は、前記強化繊維を含有しない導電性材料からなる。
【００１０】
本願の第３発明は、第１発明または第２発明の現像カートリッジであって、前記強化繊維は、カーボン繊維である。
【００１１】
本願の第４発明は、第１発明から第３発明までのいずれか１発明の現像カートリッジであって、前記第１エンド部材は、導電性樹脂または金属からなる。
【００１２】
本願の第５発明は、第１発明から第４発明までのいずれか１発明の現像カートリッジであって、前記軸方向に沿って延び、前記第１エンド部材と前記第２エンド部材との間で前記ローラ本体の外周面を押圧するブレードをさらに備える。
【００１３】
本願の第６発明は、第１発明から第５発明までのいずれか１発明の現像カートリッジであって、前記現像剤を収容する収容室と前記ローラ本体が配置される開口部とを有する筐体と、前記軸方向における前記ローラ本体の一端部と他端部とにそれぞれ位置し、前記現像剤の漏れを防止するシール部と、を有する。
【００１４】
本願の第７発明は、第６発明の現像カートリッジであって、前記第１エンド部材の外周面は、前記シール部の表面と接触する。
【００１５】
本願の第８発明は、第７発明の現像カートリッジであって、前記第１エンド部材は、前記軸受に接触する第１円筒面と、前記ローラ本体と前記第１円筒面との間に位置し、前記第１円筒面よりも径の大きい第２円筒面と、を有し、前記第２円筒面が、前記シール部の表面と接触する。
【００１６】
本願の第９発明は、第６発明の現像カートリッジであって、前記第１エンド部材の外周面と、前記シール部の表面とが、所定の間隔をあけて離れている。
【００１７】
本願の第１０発明は、第９発明の現像カートリッジであって、前記第１エンド部材は、前記軸受に接触する第１円筒面と、前記ローラ本体と前記第１円筒面との間に位置し、前記第１円筒面よりも径の大きい第２円筒面と、を有し、前記第２円筒面と、前記シール部の表面とが、所定の間隔をあけて離れている。
【００１８】
本願の第１１発明は、第７発明から第１０発明までのいずれか１発明の現像カートリッジであって、前記第１エンド部材は、金属製である。
【００１９】
本願の第１２発明は、第１発明から第１１発明までのいずれか１発明の現像カートリッジであって、前記第１エンド部材は、前記シャフトの前記一端部に固定されるカップ状の部材であり、かつ、前記軸受に接触する継手軸部を有する。
【００２０】
本願の第１３発明は、第１発明から第１２発明までのいずれか１発明の現像カートリッジであって、前記軸受は、円筒状の軸受面を有し、前記第１エンド部材は、前記軸受面に接触しつつ回転する。
【００２１】
本願の第１４発明は、第１３発明の現像カートリッジであって、前記軸受は、導電性樹脂からなる軸受部材を有し、前記軸受部材が、前記軸受面を有する。
【００２２】
本願の第１５発明は、第１発明から第１４発明までのいずれか１発明の現像カートリッジであって、前記軸受は、電極を有する。
【００２３】
本願の第１６発明は、第１５発明の現像カートリッジであって、前記軸受は、電力を受けることが可能な前記電極を有する。
【００２４】
本願の第１７発明は、第１発明から第１６発明までのいずれか１発明の現像カートリッジであって、前記シャフトの前記一端部の外側面と、前記第１エンド部材に設けられた凹部または貫通孔の内側面とが、相対回転不能に接触し、前記シャフトの前記他端部の外側面と、前記第２エンド部材に設けられた凹部または貫通孔の内側面とが、相対回転不能に接触する。
【００２５】
本願の第１８発明は、第１７発明の現像カートリッジであって、前記シャフトの前記一端部は、軸方向に見て円の一部が切り欠かれた形状を有し、前記第１エンド部材の前記凹部または前記貫通孔は、軸方向に見て円の一部が切り欠かれた形状を有し、前記第１エンド部材の前記凹部または前記貫通孔に、前記シャフトの前記一端部が嵌合し、前記シャフトの前記他端部は、軸方向に見て円の一部が切り欠かれた形状を有し、前記第２エンド部材の前記凹部または前記貫通孔は、軸方向に見て円の一部が切り欠かれた形状を有し、前記第２エンド部材の前記凹部または前記貫通孔に、前記シャフトの前記他端部が嵌合している。
【００２６】
本願の第１９発明は、第１発明から第１８発明までのいずれか１発明の現像カートリッジであって、前記軸受に対して前記ローラ本体とは反対側に位置し、前記軸受に対して軸方向に移動可能な位置決め部材をさらに備え、前記第１エンド部材は、前記位置決め部材に固定される先端部を有する。
【００２７】
本願の第２０発明は、第１９発明の現像カートリッジであって、前記軸受と前記位置決め部材との間に配置され、軸方向に伸縮する弾性部材をさらに備える。
【発明の効果】
【００２８】
本願の第１発明〜第２０発明によれば、シャフトに強化繊維を含有した導電性樹脂を用いる。これにより、シャフトに、導電性、軽量化、および強度の３つの特性を併せ持たせることができる。また、軸受と接触する第１エンド部材には、シャフトよりも強化繊維の含有率が低い導電性材料を用いる。これにより、強化繊維の露出による摩擦抵抗の増加を抑制できる。
【００２９】
特に、本願の第２発明によれば、軸受と接触する第１エンド部材に、強化繊維を含有しない導電性材料を用いる。これにより、強化繊維の露出による摩擦抵抗の増加を防止できる。
【００３０】
特に、本願の第５発明によれば、ブレードからの圧力によるローラ本体の湾曲を抑制できる。
【００３１】
特に、本願の第７発明によれば、シール部の熱を、第１エンド部材を介して外部へ放出できる。
【００３２】
特に、本願の第８発明によれば、第２円筒面の径を第１円筒面の径よりも大きくすることで、シール部に対して第２円筒面をより接近させることができる。これにより、シール部の熱を、より効率よく外部へ放出できる。
【００３３】
特に、本願の第９発明によれば、シール部の熱を、第１エンド部材を介して外部へ放出できる。
【００３４】
特に、本願の第１０発明によれば、第２円筒面の径を第１円筒面の径よりも大きくすることで、シール部に対して第２円筒面をより接近させることができる。これにより、シール部の熱を、より効率よく外部へ放出することができる。
【００３５】
特に、本願の第１１発明によれば、シール部の熱を、より効率よく外部へ放出することができる。
【００３６】
特に、本願の第１４発明によれば、軸受部材の材料に、金属ではなく導電性樹脂を用いることで、現像カートリッジをより軽量化できる。
【００３７】
特に、本願の第１７発明によれば、シャフトに対する第１エンド部材のおよび第２エンド部材の空回りを防止できる。
【００３８】
特に、本願の第１９発明によれば、画像形成装置内の所定の位置に位置決め部材を配置することで、現像ローラを軸方向に位置決めできる。
【００３９】
特に、本願の第２０発明によれば、弾性部材の弾性力によって、画像形成装置内の基準面に位置決め部材を押し当てることができる。これにより、現像ローラを軸方向に容易に位置決めできる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】現像カートリッジの斜視図である。
【図２】現像カートリッジを軸方向に垂直な平面で切断した縦断面図である。
【図３】現像ローラ、第１エンド部材、および第２エンド部材の分解斜視図である。
【図４】現像ローラの一端部の周辺構造の分解斜視図である。
【図５】軸受付近の斜視図である。
【図６】軸受付近の分解斜視図である。
【図７】筐体および現像ローラの分解斜視図である。
【図８】本実施形態の構造における現像ローラ、第１エンド部材、および第２エンド部材の変形の様子を、強調して示した図である。
【図９】比較例における現像ローラの変形の様子を、強調して示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態では、現像ローラの回転軸と平行な方向を「軸方向」と称する。本願の各図には、軸方向が矢印で示されている。
【００４２】
＜１．現像カートリッジの全体構成＞
図１は、本発明の一実施形態の現像カートリッジ１の斜視図である。図２は、現像カートリッジ１を軸方向に垂直な平面で切断した縦断面図である。この現像カートリッジ１は、電子写真方式の画像形成装置（例えば、レーザプリンタやＬＥＤプリンタ）に装着されて、画像形成装置内の感光ドラムに現像剤であるトナーを供給するユニットである。図１および図２に示すように、現像カートリッジ１は、ケーシング１０、供給ローラ２０、現像ローラ３０、および層厚規制ブレード４０を有する。
【００４３】
ケーシング１０は、電子写真印刷用のトナーを保持する筐体である。ケーシング１０の軸方向の一方の端面には、後述する軸受部材６１が配置される。また、ケーシング１０の軸方向の他方の端面には、ギア部１４が配置される。ケーシング１０は、当該一方の端面と他方の端面との間で、軸方向に略直方体状に延びている。ケーシング１０の内部には、トナーを収容する収容室１１が、設けられている。また、ケーシング１０は、収容室１１内にアジテータ１２を有する。アジテータ１２は、ギア部１４から供給される動力によって回転する。これにより、収容室１１内のトナーが撹拌され、トナーの部分的な凝集が抑制される。
【００４４】
供給ローラ２０は、収容室１１内のトナーを現像ローラ３０へ供給するためのローラである。ケーシング１０は、収容室１１と外部とを連通する開口部１３を有する。供給ローラ２０は、当該開口部１３に、軸方向に沿って配置される。また、供給ローラ２０は、軸方向に延びる回転軸を中心として、回転可能に支持される。供給ローラ２０の軸方向の端部は、ギア部１４に接続されている。このため、ギア部１４が駆動すると、ギア部１４内のギアとともに供給ローラ２０も回転する。
【００４５】
現像ローラ３０は、トナーを外周面に担持しつつ回転するローラである。現像ローラ３０は、開口部１３内の供給ローラ２０よりも外部側の位置に、軸方向に沿って配置される。供給ローラ２０と現像ローラ３０とは、互いに平行に、かつ、外周面同士が接触するように配置される。現像ローラ３０は、軸方向に延びる回転軸を中心として、回転可能に支持される。また、現像ローラ３０の軸方向の端部は、後述する第２エンド部材９０を介して、ギア部１４に接続されている。このため、ギア部１４が駆動すると、ギア部１４内のギアとともに現像ローラ３０も回転する。
【００４６】
層厚規制ブレード４０は、現像ローラ３０の外周面に担持されるトナーの厚みを規制するための部材である。図２に示すように、層厚規制ブレード４０は、現像ローラ３０の外周面に接触するブレード部材４１と、ブレード部材４１を保持する板ばね４２とを有する。ブレード部材４１および板ばね４２は、現像ローラ３０の外周面に沿って軸方向に延びている。また、ブレード部材４１は、供給ローラ２０よりも現像ローラ３０の回転方向下流側の位置に配置される。板ばね４２には、可撓性を有する板材（例えば、金属板）が用いられる。板ばね４２の一端は、ケーシング１０に対して固定される。ブレード部材４１は、板ばね４２の他端付近の現像ローラ３０側の面に固定される。
【００４７】
画像形成装置の稼働時には、ケーシング１０内の収容室１１から、供給ローラ２０を介して、現像ローラ３０の外周面にトナーが供給される。その際、供給ローラ２０と現像ローラ３０との間において、トナーは摩擦帯電される。一方、現像ローラ３０内の後述するシャフト３２には、バイアス電圧がかけられている。このため、シャフト３２とトナーとの間の静電気力によって、現像ローラ３０の外周面にトナーが引き付けられる。
【００４８】
また、層厚規制ブレード４０のブレード部材４１は、現像ローラ３０の外周面に供給された余分なトナーを削ぎ落とす。これにより、ブレード部材４１を通過した現像ローラ３０の表面に、トナーが一定の厚みで保持される。その後、現像ローラ３０の外周面に担持されたトナーは、画像形成装置側の感光ドラムへ供給される。このとき、トナーは、感光ドラムの外周面に形成された静電潜像に応じて、現像ローラ３０から感光ドラムへ移動する。これにより、感光ドラムの外周面において、静電潜像が可視像化される。
【００４９】
＜２．現像ローラの構造＞
続いて、現像ローラ３０の構造について、詳細に説明する。図３は、現像ローラ３０、後述する第１エンド部材５０、および後述する第２エンド部材９０の分解斜視図である。図３に示すように、本実施形態の現像ローラ３０は、ローラ本体３１とシャフト３２とを有する。
【００５０】
ローラ本体３１は、軸方向に延びる円筒状の部材である。ローラ本体３１の材料には、例えば、弾性を有するゴムが用いられる。ローラ本体３１は、その中央に、シャフト３２が挿入される貫通孔を有する。画像形成装置の稼働時には、ローラ本体３１の外周面にトナーが担持される。すなわち、ローラ本体３１の外周面は、トナーを担持する円筒状の担持面となる。
【００５１】
シャフト３２は、ローラ本体３１を軸方向に貫通する略円柱状の部材である。ローラ本体３１は、シャフト３２に対して、相対回転不能に固定される。したがって、シャフト３２が回転軸９を中心として回転すると、シャフト３２とともに、ローラ本体３１も回転軸９を中心として回転する。シャフト３２とローラ本体３１との固定方法には、例えば、圧入や接着が用いられる。なお、シャフト３２の形状は、必ずしも円柱状でなくてもよい。例えば、円柱状のシャフト３２に代えて、多角柱状のシャフト３２を用いてもよい。また、シャフト３２は、中空すなわち筒状の部材であってもよい。
【００５２】
＜３．現像ローラの一端部の周辺構造＞
図４は、現像ローラ３０の一端部の周辺構造の分解斜視図である。図３および図４に示すように、シャフト３２の軸方向の一端部３２１には、シャフト３２とは別部材であるカップ状の第１エンド部材５０が固定される。本実施形態の第１エンド部材５０は、フランジ部５１、継手軸部５２、および先端部５３を有する。継手軸部５２は、フランジ部５１よりも軸方向の外側に位置する。先端部５３は、継手軸部５２よりもさらに軸方向の外側に位置する。
【００５３】
フランジ部５１、継手軸部５２、および先端部５３は、いずれも、回転軸９を中心とする円筒状の外周面を有する。フランジ部５１の外周面の径は、継手軸部５２の外周面の径よりも大きい。また、先端部５３の外周面の径は、継手軸部５２の外周面の径よりも小さい。また、本実施形態では、フランジ部５１の軸方向の長さよりも、継手軸部５２の軸方向の長さの方が長い。また、継手軸部５２の軸方向の長さよりも、先端部５３の軸方向の長さの方がさらに長い。ただし、フランジ部５１、継手部材５２、および先端部５３の寸法関係は、必ずしもこの通りでなくてもよい。
【００５４】
また、図４中に破線で示したように、第１エンド部材５０は、凹部５４を有する。凹部５４は、第１エンド部材５０のローラ本体３１側の面から先端部５３側へ向けて、軸方向に凹む。図４の例では、フランジ部５１、継手軸部５２、および先端部５３のうち、比較的径の大きいフランジ部５１および継手軸部５２の内部に、凹部５４が形成されている。ただし、凹部５４の軸方向の深さは、必ずしも図４の通りでなくてもよい。
【００５５】
凹部５４は、軸方向に見て円の２箇所が直線状に切り欠かれた形状を有する。すなわち、凹部５４は、径方向（回転軸９に対する半径方向）に対して垂直に広がる一対の内側面５４１を有する。一方、シャフト３２の一端部３２１も、軸方向に見て円の２箇所が直線状に切り欠かれた形状を有する。すなわち、シャフト３２の一端部３２１は、径方向に対して垂直に広がる一対の外側面３２３を有する。
【００５６】
図４中の白抜き矢印のように、シャフト３２の一端部３２１は、第１エンド部材５０の凹部５４に嵌合する。そうすると、シャフト３２の一対の外側面３２３と、第１エンド部材５０の一対の内側面５４１とが、互いに接触する。これにより、シャフト３２に対する第１エンド部材５０の相対回転（空回り）が防止される。
【００５７】
なお、シャフト３２の一端部３２１は、軸方向に見て円の１箇所のみが切り欠かれた、いわゆるＤカット形状であってもよい。その場合、第１エンド部材５０の凹部５４も、軸方向に見て円の１箇所のみが切り欠かれた形状とすればよい。そして、第１エンド部材５０の当該凹部５４に、シャフト３２の当該一端部３２１を嵌合させればよい。また、第１エンド部材５０に、凹部５４に代えて貫通孔を設け、当該貫通孔に、シャフト３２の一端部３２１を嵌合させてもよい。
【００５８】
現像カートリッジ１は、第１エンド部材５０を回転可能に支持する軸受６０を有する。図５は、軸受６０付近の構造を示す斜視図である。図６は、軸受６０付近の分解斜視図である。図５および図６に示すように、軸受６０は、軸受部材６１と、電力を受けることが可能な電極６２とを有する。軸受部材６１は、現像ローラ３０の回転軸９に対して垂直に広がる略板状の部材である。軸受部材６１は、軸方向に貫通する円孔６１０を有するとともに、当該円孔６１０の周囲に、円筒状の軸受面６１１を有する。第１エンド部材５０の継手軸部５２は、軸受部材６１の当該円孔６１０に嵌合する。そして、継手軸部５２の外周面は、軸受部材６１の軸受面６１１に接触しつつ回転する。
【００５９】
また、図５および図６に示すように、本実施形態の現像カートリッジ１は、筒状の位置決め部材７０を有する。位置決め部材７０は、軸受６０に対してローラ本体３１とは反対側に位置する。位置決め部材７０の外周面は、円筒状の第１外周面７０１、円筒状の第２外周面７０２、および円錐面７０３を有する。第２外周面７０２は、第１外周面７０１よりも軸方向の外側に位置し、かつ、第１外周面７０１よりも小径である。また、円錐面７０３は、第１外周面７０１と第２外周面７０２とを繋ぐ傾斜面である。
【００６０】
第１エンド部材５０の先端部５３は、位置決め部材７０の内側に挿入される。本実施形態の第１エンド部材５０は、継手軸部５２と先端部５３との間に、環状の溝部５５を有する。一方、第１エンド部材５０の内周部には、爪部（図示省略）が設けられている。第１エンド部材５０の先端部５３が位置決め部材７０の内側に挿入されると、位置決め部材７０の爪部が、第１エンド部材５０の溝部５５に引っ掛かる。これにより、第１エンド部材５０と位置決め部材７０とが、互いに固定される。
【００６１】
したがって、現像ローラ３０、第１エンド部材５０、および位置決め部材７０は、一体として、軸受部材６１に対して軸方向に移動可能となる。また、位置決め部材７０と軸受部材６１との間には、軸方向に伸縮する弾性部材であるコイルばね７１が配置される。
【００６２】
画像形成装置に現像カートリッジ１が装着されると、位置決め部材７０は、画像形成装置内の所定の位置に嵌まる。また、コイルばね７１の弾性力により、画像形成装置内の基準面に、位置決め部材７０が押し当てられる。これにより、現像ローラ３０、第１エンド部材５０、および位置決め部材７０が、一体として軸方向に位置決めされる。
【００６３】
本実施形態では、シャフト３２、第１エンド部材５０、および軸受部材６１の材料に、導電性材料が用いられる。画像形成装置に現像カートリッジ１が装着されると、軸受６０の電極６２が、画像形成装置内の電気端子に接触する。これにより、電極６２、軸受部材６１、第１エンド部材５０、およびシャフト３２が、画像形成装置内の電気端子と電気的に導通する。画像形成装置の稼働時には、電気端子から供給される電力により、シャフト３２が所定のバイアス電圧に維持される。
【００６４】
このように、この現像ローラ３０では、シャフト３２をバイアス電圧に維持する必要があるため、シャフト３２には導電性が必要となる。しかしながら、シャフト３２を金属製にすると、現像ローラ３０の重量が増加する。一方、シャフト３２の材料に導電性樹脂を用いれば、金属を用いる場合よりも、シャフト３２を軽量化できる。ただし、導電性樹脂のみでは、金属に比べて強度が弱くなる。そこで、本実施形態では、シャフト３２の材料に、強化繊維であるカーボン繊維を含有した導電性樹脂を用いる。このようにすれば、強化繊維を含有しない導電性樹脂を用いる場合よりも、シャフト３２の強度を高めることができる。すなわち、カーボン繊維を含有した導電性樹脂を用いることで、シャフト３２に、導電性、軽量化、および強度の３つの特性を併せ持たせることができる。
【００６５】
なお、導電性樹脂の強度を高めるための強化繊維は、必ずしもカーボン繊維でなくてもよい。強化繊維は、少なくとも導電性樹脂よりも強度または弾性率の高い繊維状の材料であればよい。例えば、カーボン繊維と異なる他の強化繊維を用いてもよい。
【００６６】
一方、第１エンド部材５０の材料には、カーボン繊維を含有しない導電性樹脂が用いられる。カーボン繊維を含有していなければ、第１エンド部材５０の表面にカーボン繊維が露出することはない。したがって、カーボン繊維の露出によって、第１エンド部材５０と軸受部材６１との間の摩擦抵抗が増加するという問題は生じない。このため、現像ローラ３０の回転に伴う負荷を低減できる。
【００６７】
なお、第１エンド部材５０の材料中におけるカーボン繊維の含有率は、必ずしも０％でなくてもよい。第１エンド部材５０の材料は、少なくとも、シャフト３２と比べてカーボン繊維の含有率が低い材料であればよい。シャフト３２よりもカーボン繊維の含有率が低い材料を用いれば、シャフト３２の表面と比べて、第１エンド部材５０の表面におけるカーボン繊維の露出を低減できる。したがって、軸受部材６１でシャフト３２を直接支持する場合よりも、回転時の摩擦抵抗を軽減できる。
【００６８】
また、第１エンド部材５０の材料に、導電性樹脂に代えて、導電性材料である金属を用いてもよい。例えば、第１エンド部材５０を、アルミニウムの鋳造により形成してもよい。その場合でも、第１エンド部材５０がカーボン繊維を含まなければ、第１エンド部材５０の表面にカーボン繊維が露出することはない。したがって、カーボン繊維の露出によって、第１エンド部材５０と軸受部材６１との間の摩擦抵抗が増加するという問題は生じない。
【００６９】
＜４．現像ローラの他端部の周辺構造＞
図３に示すように、シャフト３２の軸方向の他端部３２２には、シャフト３２とは別部材であるカップ状の第２エンド部材９０が固定される。第１エンド部材９０が導電性の軸受部材６１に支持されるのに対し、第２エンド部材９０はギア部１４に接続される。第２エンド部材９０は、ギア部１４の形状に応じた複数の円筒状の外周面を有する。また、第１エンド部材５０と同様に、第２エンド部材９０も、凹部９４を有する。凹部９４は、第２エンド部材９０のローラ本体３１側の面から軸方向に凹む。
【００７０】
凹部９４は、軸方向に見て円の２箇所が直線状に切り欠かれた形状を有する。すなわち、軸方向に見ると、凹部９４の形状は、２つの直線部分と２つの円弧部分とを有する。また、シャフト３２の他端部３２２も、軸方向に見て円の２箇所が直線状に切り欠かれた形状を有する。すなわち、軸方向に見ると、シャフト３２の他端部３２２の形状は、２つの直線部分と２つの円弧部分とを有する。
【００７１】
シャフト３２の他端部３２２は、第２エンド部材９０の凹部９４に嵌合する。これにより、シャフト３２の他端部３２２の外側面と、第２エンド部材９０の凹部９４の内側面とが、相対回転不能に接触する。したがって、シャフト３２に対する第２エンド部材９０の相対回転（空回り）が防止される。
【００７２】
なお、シャフト３２の他端部３２２は、軸方向に見て円の１箇所のみが切り欠かれた、いわゆるＤカット形状であってもよい。その場合、第２エンド部材９０の凹部９４も、軸方向に見て円の１箇所のみが切り欠かれた形状とすればよい。そして、第２エンド部材９０の当該凹部９４に、シャフト３２の当該他端部３２２を嵌合させればよい。また、第２エンド部材９０に、凹部９４に代えて貫通孔を設け、当該貫通孔に、シャフト３２の他端部３２２を嵌合させてもよい。
【００７３】
ギア部１４は、第２エンド部材９０を回転可能に支持する軸受を有する。第２エンド部材９０は、当該軸受に設けられた円筒状の軸受面に接触しつつ回転する。また、第２エンド部材９０の先端部は、ギア部１４内のギアに固定されている。このため、ギア部１４が駆動すると、ギア部１４内のギアとともに第２エンド部材９０が回転する。そして、第２エンド部材９０の回転に伴って、現像ローラ３０も回転する。
【００７４】
第２エンド部材９０の材料には、カーボン繊維を含有しない樹脂が用いられる。カーボン繊維を含んでいなければ、第２エンド部材９０の表面にカーボン繊維が露出することはない。したがって、カーボン繊維の露出によって、第２エンド部材９０とギア部１４内の軸受との間の摩擦抵抗が増加するという問題は生じない。このため、現像ローラ３０の回転に伴う負荷を低減できる。
【００７５】
なお、第２エンド部材９０の材料中におけるカーボン繊維の含有率は、必ずしも０％でなくてもよい。第２エンド部材９０の材料は、少なくとも、シャフト３２と比べてカーボン繊維の含有率が低い材料であればよい。シャフト３２よりもカーボン繊維の含有率が低い材料を用いれば、シャフト３２の表面と比べて、第２エンド部材９０の表面におけるカーボン繊維の露出を低減できる。したがって、ギア部１４内の軸受でシャフト３２を直接支持する場合よりも、回転時の摩擦抵抗を軽減できる。
【００７６】
また、第２エンド部材９０の材料に、樹脂に代えて金属を用いてもよい。例えば、第２エンド部材９０を、アルミニウムの鋳造により形成してもよい。その場合でも、第２エンド部材９０がカーボン繊維を含まなければ、第２エンド部材９０の表面にカーボン繊維が露出することはない。したがって、カーボン繊維の露出によって、第２エンド部材９０とギア部１４内の軸受との間の摩擦抵抗が増加するという問題は生じない。
【００７７】
＜５．シール部の放熱について＞
図７は、ケーシング１０および現像ローラ３０の分解斜視図である。図７に示すように、現像ローラ３０は、ケーシング１０の開口部１３に取り付けられる。また、本実施形態の現像カートリッジ１は、第１シール部８１および第２シール部８２を有する。第１シール部８１は、軸方向におけるローラ本体３１の一端部に位置し、かつ、開口部１３内のローラ本体３１より奥側（収容室１１側）に位置する。第２シール部８２は、軸方向におけるローラ本体３１の他端部に位置し、かつ、開口部１３内のローラ本体３１より奥側（収容室１１側）に位置する。
【００７８】
第１シール部８１および第２シール部８２は、例えば、スポンジなどの弾性を有する部材により形成される。第１シール部８１および第２シール部８２は、現像ローラ３０とケーシング１０との間の隙間を塞ぐ。これにより、ケーシング１０の開口部１３の隅部付近から現像剤が外部へ漏れ出すことが防止される。
【００７９】
画像形成装置の稼働時には、現像ローラ３０との摩擦によって、第１シール部８１および第２シール部８２が加熱される。第１シール部８１および第２シール部８２の温度が過度に上昇すると、これらのシール部８１，８２の付近においてトナーが溶融する虞がある。しかしながら、本実施形態の現像カートリッジ１では、第１エンド部材５０のフランジ部５１の軸方向の位置と、第１シール部８１の軸方向の位置とが、少なくとも部分的に重なる。また、フランジ部５１の外径が、回転軸９から第１シール部８１までの径方向距離と同等またはそれよりもやや大きくなっている。したがって、第１エンド部材５０のフランジ部５１の外周面が、第１シール部８１の表面に接触する。これにより、第１シール部８１の熱は、第１エンド部材５０を介して外部へ放出される。
【００８０】
また、同様に、本実施形態の現像カートリッジ１では、第２エンド部材９０の外周面の軸方向の位置と、第２シール部８２の軸方向の位置とが、少なくとも部分的に重なる。また、第２エンド部材９０の第２シール部８２と重なる部分の外径が、回転軸９から第２シール部８２までの径方向距離と同等またはそれよりもやや大きくなっている。したがって、第２エンド部材９０の外周面は、第２シール部８２の表面に接触する。これにより、第２シール部８２の熱は、第２エンド部材９０を介して外部へ放出される。その結果、第１シール部８１および第２シール部８２の過度な昇温が抑制される。
【００８１】
なお、第１エンド部材５０は、必ずしも第１シール部８１の表面に接触していなくてもよい。第１エンド部材５０の外周面と、第１シール部８１の表面とは、第１シール部８１からの輻射熱が届く範囲で、所定の間隔をあけて離れていてもよい。例えば、第１エンド部材５０の外周面と、第１シール部８１の表面とが、僅かな隙間を介して対向していてもよい。また、第２エンド部材９０も、必ずしも第２シール部８２の表面に接触していなくてもよい。第２エンド部材９０の外周面と、第２シール部８２の表面とは、第２シール部８２からの輻射熱が届く範囲で、所定の間隔をあけて離れていてもよい。例えば、第２エンド部材９０の外周面と、第２シール部８２の表面とが、僅かな隙間を介して対向していてもよい。
【００８２】
本実施形態では、第１シール部８１の継手軸部５２の外周面（第１円筒面）の径よりも、フランジ部５１の外周面（第２円筒面）の径の方が大きい。そして、第１エンド部材５０は、フランジ部５１の外周面において、第１シール部８１からの熱を受ける。このように、継手軸部５２の外径よりもフランジ部５１の外径を大きくすれば、第１シール部８１に対して、第１エンド部材５０の外周面を、より接近させることができる。したがって、第１シール部８１の熱を、第１エンド部材５０を介して、より効率よく外部へ放出することができる。
【００８３】
なお、第１シール部８１および第２シール部８２からの放熱性を高めるためには、第１エンド部材５０および第２エンド部材９０の材料に、ローラ本体部３１よりも熱伝導率の高い材料を用いるとよい。また、既述の通り、第１エンド部材５０および第２エンド部材９０は、金属製であってもよい。第１エンド部材５０および第２エンド部材９０に、樹脂よりも熱伝導率の高い金属を用いれば、第１シール部８１および第２シール部８２の熱を、より効率よく外部へ放出できる。
【００８４】
＜６．層厚規制ブレードからの圧力による変形＞
層厚規制ブレード４０の板ばね４２は、自然状態よりも僅かに現像ローラ３０側へ撓んだ状態となっている。このため、ブレード部材４１は、第１エンド部材５０と第２エンド部材９０との間において、ローラ本体３１の外周面に接触する。そして、現像ローラ３０の外周面は、板ばね４２の弾性力により、常にブレード部材４１から圧力を受ける。
【００８５】
図８は、層厚規制ブレード４０からの当該圧力による、現像ローラ３０、第１エンド部材５０、および第２エンド部材９０の変形の様子を、強調して示した図である。上述の通り、本実施形態では、現像ローラ３０のシャフト３２と、その両端部に固定される第１エンド部材５０および第２エンド部材９０とが、別部材となっている。また、現像ローラ３０のシャフト３２の材料には、カーボン繊維によって強化された導電性樹脂が用いられている。このため、層厚規制ブレード４０からの圧力による変形は、第１エンド部材５０および第２エンド部材９０の付近に集中する。したがって、ローラ本体３１の変形は小さい。
【００８６】
図９は、第１エンド部材５０および第２エンド部材９０を設けず、現像ローラ３０Ａのシャフト３２Ａの両端部を直接軸受で支持した場合の例（比較例）を示した図である。図９の例では、層厚規制ブレードから圧力を受けると、現像ローラ３０Ａのシャフト３２Ａが全体的に湾曲する。このため、図８の例よりも、トナーを担持するローラ本体３１Ａの湾曲が大きくなる。これにより、印刷物の画像品質が低下する虞がある。
【００８７】
このように、本実施形態の構造を採れば、回転時の摩擦抵抗を軽減できるばかりではなく、層厚規制ブレード４０からの圧力によるローラ本体３１の湾曲も抑えることができる。その結果、印刷物の画像品質を向上させることができる。
【００８８】
＜７．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。
【００８９】
上記の実施形態では、第１エンド部材５０が、フランジ部５１、継手軸部５２、および先端部５２を有していた。しかしながら、第１エンド部材５０の形状は、上記の実施形態とは異なる形状であってもよい。例えば、フランジ部５１の外径が上記の実施形態よりも小さく、フランジ部５１と継手軸部５２とが境目の無い一繋がりの円筒部であってもよい。また、先端部５２は、位置決め部材７０に固定可能な形状であればよいため、四角柱状などの他の形状であってもよい。
【００９０】
軸受部材６１の材料は、導電性樹脂であってもよく、金属であってもよい。軸受部材６１の材料に導電性樹脂を用いれば、金属を用いる場合よりも、軸受部材６１を軽量化できる。また、軸受部材６１の形状が複雑な場合であっても、射出成形によって軸受部材６１を容易に製造することができる。一方、軸受部材６１の材料に金属を用いれば、導電性樹脂を用いる場合よりも、軸受部材６１の強度を高めることができる。
【００９１】
また、上記の実施形態では、軸受部材６１と電極６２とが別部材であった。しかしながら、軸受部材６１と電極６２とは、導電性材料によって一体に形成されていてもよい
【００９２】
また、現像カートリッジの細部の形状については、本願の各図に示された形状と相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１  現像カートリッジ
９  回転軸
１０  ケーシング
１１  収容室
１２  アジテータ
１３  開口部
１４  ギア部
２０  供給ローラ
３０  現像ローラ
３１  ローラ本体
３２  シャフト
４０  層厚規制ブレード
４１  ブレード部材
４２  板ばね
５０  第１エンド部材
５１  フランジ部
５２  継手軸部
５３  先端部
５４  凹部
６０  軸受
６１  軸受部材
６２  電極
７０  位置決め部材
７１  コイルばね
８１  第１シール部
８２  第２シール部
９０  第２エンド部材
９４  凹部
３２１  一端部
３２２  他端部
３２３  外側面
５４１  内側面
６１０  円孔
６１１  軸受面
【図１】
2016224203.tif 000003
【図２】
2016224203.tif 000004
【図３】
2016224203.tif 000005
【図４】
2016224203.tif 000006
【図５】
2016224203.tif 000007
【図６】
2016224203.tif 000008
【図７】
2016224203.tif 000009
【図８】
2016224203.tif 000010
【図９】
2016224203.tif 000011