(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともトナーを含む現像剤を担持した状態で回転駆動される現像スリーブと、当該現像スリーブの内部に配設される磁石ロールとを備えた現像ロールにおいて、
前記現像スリーブの少なくとも一方の端部に、当該現像スリーブの有効印字幅の外径よりも外径を小さく設定した小径部を設けるとともに、当該現像スリーブの小径部にトラッキングロールを嵌合した状態で装着し、かつ、前記トラッキングロールが装着された前記現像スリーブの端部にフランジ部材を嵌合した状態で取り付け、前記現像スリーブの小径部とフランジ部材によって前記トラッキングロールのスラスト方向の位置決めを行うことを特徴とする現像ロール。
【請求項２】
前記フランジ部材に現像スリーブを回転駆動するための歯車を一体的に形成したことを特徴とする請求項１に記載の現像ロール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真方式や静電記録方式を適用したレーザープリンターやファクシミリ等の画像形成装置に使用される現像ロールに関し、特に部品点数の低減と部品精度の向上を可能とした現像ロールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電子写真方式や静電記録方式を適用したレーザープリンターやファクシミリ等の画像形成装置においては、感光体ドラムの表面を所定の電位に帯電した後、当該感光体ドラムの表面に画像露光を施して、静電潜像を形成する。そして、上記画像形成装置では、感光体ドラムの表面に形成された静電潜像を、現像装置によって顕像化してトナー像とし、当該トナー像を転写用紙上に転写・定着することにより、画像を形成するように構成されている。
【０００３】
上記現像装置は、感光体ドラムの表面に現像ロールを対向させた状態で配置するとともに、当該現像ロールの表面に少なくともトナーを含む現像剤を担持した状態で、当該現像ロールを回転駆動することにより、感光体ドラムの表面に形成された静電潜像を現像するように構成されている。また、上記現像ロールは、少なくともトナーを含む現像剤を担持した状態で回転駆動される現像スリーブと、当該現像スリーブの内部に固定した状態で配置され、周方向の所定の位置に所定の極性の磁極が着磁されたマグネットロールとを備えている。
【０００４】
ところで、上記現像ロールにおいては、少ない部品で長期間像担持体表面と現像スリーブ表面との間隔を保持し、且つ前記像担持体表面と現像スリーブ端部との間の放電を防止可能としたものとして、例えば、特開平１０−３０１３９２号公報に開示されたものがある。
【０００５】
この特開平１０−３０１３９２３号公報に係る現像ロール１００は、図６に示すように、像担持体の回転軸と同一方向に延びて配置される現像ロール軸１０１と、前記現像ロール軸１０１に支持された磁石ロール１０２と、前記磁石ロール１０２の周囲を回転移動するスリーブ表面を有し、前記磁石ロール１０２の磁力により前記スリーブ表面に付着したトナーを前記像担持体と近接対向する現像領域に搬送する円筒状の現像スリーブ１０３と、前記現像ロール軸１０１の端部に回転自在に支持され且つ前記像担持体表面に当接して前記像担持体表面と前記現像スリーブ１０３表面との間隔を保持する当接円筒部（トラッキングロール）１０４と、前記当接円筒部１０４と一体的に形成されて、前記現像スリーブ１０３表面の外径より大きい内径および前記当接円筒部の外径以下の外径を有し、前記現像スリーブ１０３端部を被覆して前記像担持体表面と前記現像スリーブ１０３端部との放電を防止する被覆円筒部１０５とを有するように構成したものである。なお、図６中、１０６は、現像スリーブ１０３の端部に装着されたフランジ部材を、１０７は、当該フランジ部材１０６に取り付けられたギアを、それぞれ示している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記特開平１０−３０１３９２号公報に係る現像ロール１００の場合には、図６に示すように、現像スリーブ１０３の端部にフランジ部材１０６を装着し、当該フランジ部材１０６の軸方向の端部にトラッキングロール１０４を嵌合した状態で、更にトラッキングロール１０４の軸方向の端部に位置するフランジ部材１０６にギア１０７を取り付けるように構成されている。そのため、上記提案に係る現像ロール１００の場合には、フランジ部材１０６とギア１０７との間にトラッキングロール１０４が配置されており、フランジ部材１０６とギア１０７とが独立した別部品となっていることから、部品点数が増えてしまうという問題点を有していた。
【０００７】
また、上記提案に係る現像ロール１００の場合には、現像スリーブ１０３の外径が均一であるため、当該現像スリーブ１０３の端部にトラッキングロール１０４を嵌合状態に配置するように構成した場合には、トラッキングロール１０４の厚みを、像担持体と現像スリーブ１０３とのギャップ（約２５０μｍ）程度に薄くしなければならず、トラッキングロール１０４の精度を向上させることが難しく、またトラッキングロール１０４の肉厚によって、像担持体と現像スリーブ１０３とのギャップが決まるため、トラッキングロール１０４の検査等の管理工数もかかるという問題点があった。
【０００８】
そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、部品点数の低減及び／又は部品精度の向上を可能とした現像ロールを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載された発明は、少なくともトナーを含む現像剤を担持した状態で回転駆動される現像スリーブと、当該現像スリーブの内部に配設される磁石ロールとを備えた現像ロールにおいて、
前記現像スリーブの少なくとも一方の端部に、当該現像スリーブの有効印字幅の外径よりも外径を小さく設定した小径部を設けるとともに、当該現像スリーブの小径部にトラッキングロールを嵌合した状態で装着し、かつ、前記トラッキングロールが装着された前記現像スリーブの端部にフランジ部材を嵌合した状態で取り付け、前記現像スリーブの小径部とフランジ部材によって前記トラッキングロールのスラスト方向の位置決めを行うことを特徴とする現像ロールである。
【００１１】
また、請求項２に記載された発明は、前記フランジ部材に現像スリーブを回転駆動するための歯車を一体的に形成したことを特徴とする請求項１に記載の現像ロールである。
【００１３】
【作用】
次に述べる請求項１に加えて、請求項２に記載された発明においては、現像スリーブの端部に嵌合された状態で取り付けられるフランジ部材を備え、前記フランジ部材に現像スリーブを回転駆動するための歯車を一体的に形成するように構成したので、フランジ部材と歯車とを一体的に形成することができ、その分だけ部品点数を低減することが可能となる。
【００１４】
また、請求項１に記載された発明においては、現像スリーブの少なくとも一方の端部に、当該現像スリーブの有効印字幅の外径よりも外径を小さく設定した小径部を設け、当該現像スリーブの小径部にトラッキングロールを嵌合した状態で装着するように構成したので、現像スリーブの端部にトラッキングロールを装着するように構成した場合でも、現像スリーブの端部に小径部を設けることにより、その分だけトラッキングロールを厚肉に形成することができ、トラッキングロールの部品精度を向上することが可能となる。
【００１５】
さらに、請求項１に記載された発明においては、前記現像スリーブの小径部と有効印字幅の外径との段差部において、前記トラッキングロールのスラスト方向の位置決めを行うように構成したので、当該トラッキングロールのスラスト方向の位置決めを行うための別部材が不要となり、その分だけ部品点数を低減することが可能となる。
【００１６】
また更に、請求項１に記載された発明においては、前記現像スリーブの端部に装着されるトラッキングロールを備え、前記フランジ部材によって当該トラッキングロールのスラスト方向の位置決めを行うように構成したので、当該トラッキングロールのスラスト方向の位置決めを行うための別部材が不要となり、その分だけ部品点数を低減することが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
実施の形態
図２はこの発明の一実施の形態に係る現像ロールを適用した画像形成装置としてのレーザープリンターを示すものである。
【００１９】
図２において、１はレーザープリンターの本体を示すものであり、このプリンター本体１の内部には、外部から入力される画像情報に対して所定の画像処理を施す画像処理部２と、当該画像処理部２によって所定の画像処理が施された画像情報に基づいて画像を出力する画像出力部３とが配設されている。上記プリンター本体１内の画像処理部２には、図示しないパーソナルコンピューター等のホストコンピューター、あるいはＬＡＮや電話回線等の通信回線を介して送られてくる画像情報や、図示しない画像読取装置によって読み取られた画像情報などが入力されるようになっている。
【００２０】
上記プリンター本体１内の画像出力部３には、画像処理部２によって所定の画像処理が施された画像情報に基づいて画像露光を行うＲＯＳ（Ｒａｓｔｅｒ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｓｃａｎｎｅｒ）４が配設されており、このＲＯＳ４では、画像情報に応じてレーザービームＬＢによる画像露光が行なわれる。
【００２１】
上記ＲＯＳ４では、図２に示すように、図示しない半導体レーザーからレーザービームＬＢが画像情報の階調データに応じて出射される。この半導体レーザーから出射されたレーザービームＬＢは、ＲＯＳ４の内部に設けられた図示しない回転多面鏡によって偏向走査され、図示しない反射ミラーを介して静電潜像担持体としての感光体ドラム５上に走査される。
【００２２】
上記ＲＯＳ４によってレーザービームＬＢが走査露光される感光体ドラム５としては、例えば、有機系の光導電性物質（ＯＰＣ）を用いた感光体が使用され、当該感光体ドラム５は、図示しない駆動手段によって矢印方向に沿って所定の速度で回転駆動されるようになっている。この感光体ドラム５の表面は、予め帯電手段としての帯電ロール６によって所定の電位に帯電された後、画像情報に応じてレーザービームＬＢが走査露光されることによって静電潜像が形成される。上記感光体ドラム５上に形成された静電潜像は、現像装置７の現像剤担持体としての現像ロール８によって現像され、トナー像となる。
【００２３】
上記感光体ドラム５上に形成されたトナー像は、当該感光体ドラム５に接触するように配置された転写ロール９によって、転写媒体としての転写用紙１０上に転写されるとともに、このトナー像が転写された転写用紙１０は、感光体ドラム５から分離される。上記転写用紙１０は、図２に示すように、プリンター本体１の下部に配置された給紙装置１１の給紙カセット１２から、ナジャーロール１３とフィードロール１４及びリタードロール１５によって１枚ずつ給紙される。この給紙カセット１２から給紙された転写用紙１０は、搬送ロール１６及びレジストロール１７によって、感光体ドラム５下部の転写位置まで搬送される。
【００２４】
なお、このプリンター本体１は、図２に示すように、正面（図中、左側の側面）に手差しトレイ１８を備えており、この手差しトレイ１８を反時計周り方向に略水平な位置まで回動させて停止させることによって、当該手差しトレイ１８からは、ＯＨＰシートやハガキ等の材質やサイズの異なる転写媒体なども、直径の大きなフィードロール１９及びリタートパッド２０を介して給紙可能となっている。
【００２５】
また、上記感光体ドラム５上からトナー像が転写された転写用紙１０は、上述したように、感光体ドラム５の表面から分離された後、用紙ガイド２１を介して定着器２２へ搬送される。上記感光体ドラム５の表面から分離された転写用紙１０は、定着器２２の加熱ロール２３と加圧ロール２４によって熱及び圧力でトナー像が、当該転写用紙１０上に定着された後、切り替えレバー２５を介して排出ロール２６によってプリンター本体１の上部に設けられた排出トレイ２７上に排出され、画像形成工程が終了する。
【００２６】
さらに、上記転写用紙１０の両面に画像をプリントする場合には、図２に示すように、片面に画像がプリントされた転写用紙１０を、そのまま排出トレイ２７上に排出せずに、定着器２２の出口に設けられた切り替えレバー２５によって複数の搬送ロール２８を備えた両面搬送用通路２９へと導き、転写用紙１０の表裏を反転した状態で、再度感光体ドラム５の転写位置へと搬送するように構成されている。
【００２７】
なお、トナー像の転写工程が終了した後の感光体ドラム５の表面は、図２に示すように、クリーナーブレード３０を備えたクリーニング装置３１によって、残留トナーや紙粉等が除去され、次の画像形成工程に備えるようになっている。
【００２８】
また、上記レーザープリンターは、感光体ドラム５と、当該感光体ドラム５の周囲に配設される現像装置７や帯電ロール６、あるいはクリーニング装置３０等の画像形成部材とが一体的に形成され、トナーカートリッジ３２を構成している。このトナーカートリッジ３２は、図３に示すように、感光体ドラム５と、当該感光体ドラム５の表面を帯電する現像ロール６と、感光体ドラム５上に形成された静電潜像を現像する現像装置７６、感光体ドラム５の表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置３０とを、一体的に配設して構成されており、現像装置７内のトナーがすべて消費された状態で、感光体ドラム５を含むトナーカートリッジ３２を新しいものと交換することにより、メンテナンスフリーとなっている。
【００２９】
上記現像装置７は、一成分現像方式を採用しており、図３に示すように、現像剤担持体としての現像ロール８が配設される現像部３３と、当該現像部３３の背面側に配設される容積の大きなトナー貯蔵部３４とから構成されている。上記現像装置７の現像部３３とトナー貯蔵部３４との間には、開口部３５が設けられており、トナー貯蔵部３４の内部に設けられたトナー攪拌搬送用のアジテータ３６を回転駆動することによって、所定のタイミングでトナー貯蔵部３４の内部に収容されたトナーＴを、当該開口部３５を介して現像部３３の現像ロール８に供給するようになっている。
【００３０】
ところで、この実施の形態では、少なくともトナーを含む現像剤を担持した状態で回転駆動される現像スリーブと、当該現像スリーブの内部に配設される磁石ロールとを備えた現像ロールにおいて、前記現像スリーブの端部に嵌合された状態で取り付けられるフランジ部材を備え、前記フランジ部材に現像スリーブを回転駆動するための歯車を一体的に形成するように構成されている。
【００３１】
また、この実施の形態では、前記現像スリーブの少なくとも一方の端部に、当該現像スリーブの有効印字幅の外径よりも外径を小さく設定した小径部を設け、当該現像スリーブの小径部にトラッキングロールを嵌合した状態で装着するように構成されている。
【００３２】
その際、この実施の形態では、例えば、前記現像スリーブの小径部と有効印字幅の外径との段差部において、前記トラッキングロールのスラスト方向の位置決めを行うように構成される。
【００３３】
また、この実施の形態では、例えば、前記現像スリーブの端部に装着されるトラッキングロールを備え、前記フランジ部材によって当該トラッキングロールのスラスト方向の位置決めを行うように構成される。
【００３４】
すなわち、この実施の形態に係る現像ロール８は、図１及び図４に示すように、円筒状の現像スリーブ４０と、この現像スリーブ４０の内部に固定した状態で配置される磁石ロールとしてのマグネットロール４１とを備えるように構成されている。
【００３５】
上記現像スリーブ４０は、アルミニウムや非磁性のステンレス等の金属によって円筒状に形成されており、当該現像スリーブ４０の有効印字幅の肉厚は、例えば、１ｍｍ程度に設定されている。また、上記現像スリーブ４０の両端部には、当該現像スリーブ４０の有効印字幅よりも外径を小さく設定した小径部４２が設けられており、当該小径部４２は、例えば、０．５ｍｍ程度の薄肉に形成されている。そして、上記現像スリーブ４０の両端部には、後述するように、トラッキングロールとフランジ部材が装着されている。
【００３６】
また、上記マグネットロール４１は、円柱状に形成され、少なくとも現像スリーブ４０の内部に位置する部分は、磁性材料からなり、周方向に沿って所定の位置に所定の極性の磁極が着磁されている。このマグネットロール４１は、両端部に突設された軸部４３によって、現像装置７のハウジングに固定した状態で取り付けられている。
【００３７】
さらに、上記現像スリーブ４０の両端部には、当該現像スリーブ４０と感光体ドラム５との間隙を設定するトラッキングロール４４が、小径部４２に嵌合された状態でそれぞれ取り付けられている。上記トラッキングロール４４は、例えば、ＰＯＭ等の合成樹脂によって環状に形成されており、図１に示すように、現像スリーブ４０の小径部４２に嵌合されるトラッキング部４５と、当該現像スリーブ４０の小径部４２側の端部に位置する厚肉部４７に被覆される被覆円筒部４６とから構成されている。この被覆円筒部４６は、現像ロール４０の端部と感光体ドラム５表面との間における放電を防止するためのものである。上記トラッキングロール４４は、被覆円筒部４６の外径がトラッキング部４５の外径よりも僅かに小さく設定されており、当該トラッキング部４５の幅ａが実際にトラッキングを行う際に有効な幅となっている。そして、この実施の形態では、現像スリーブ４０の小径部４２と有効印字幅の外径との段差部４８において、前記トラッキングロール４４のスラスト方向の位置決めを行うように構成される。
【００３８】
また、上記現像スリーブ４０の両端部には、図４に示すように、フランジ部材５０、５１がそれぞれ嵌合された状態で取り付けられているが、当該現像スリーブ４０の一端部に取り付けられたフランジ部材５０には、当該現像スリーブ４０を回転駆動するためのギア５２が一体的に設けられている。
【００３９】
上記ギア５２が一体的に設けられたフランジ部材５０は、図１に示すように、ＰＯＭ等の合成樹脂によって形成されており、現像スリーブ４０の小径部４２に圧入されて嵌合された状態で取り付けられている。このフランジ部材５０は、現像スリーブ４０の小径部４２に嵌合された部分５３が、二重の円筒状に形成されており、当該二重円筒状の嵌合部５３には、現像スリーブ４０の小径部４２を嵌合するための凹溝５４が形成されている。上記嵌合部５３の外周円筒５３ａは、内周円筒５３ｂよりも短く形成されており、現像スリーブ４０の小径部４２を凹溝５４に嵌合した状態で、当該外周円筒５３ａと現像スリーブ４０の厚肉部４７との間に、トラッキングロール４４を装着するための間隙が形成されるようになっている。そして、この実施の形態では、フランジ部材５０の外周円筒５３ａの先端部によって、トラッキングロール４４のスラスト方向の位置決めを行うように構成される。
【００４０】
また、上記フランジ部材５０には、現像スリーブ４０に嵌合された部分の端部に、当該現像スリーブ４０を回転駆動するためのギア５２が、一体的に設けられている。
【００４１】
さらに、上記フランジ部材５０には、マグネットロール４１の軸部４３を貫通するための貫通孔５５が穿設されている。そして、上記フランジ部材５０は、当該貫通孔５５によって固定配置されるマグネットロール４１の軸部４３に回転自在に支持されている。なお、この実施の形態では、現像スリーブ４０のフランジ部材５０、５１を回転自在に支持するために、軸受け部材を使用していないが、軸受け部材を使用しても良いことは勿論である。
【００４２】
なお、他方のフランジ部材５１も、図４に示すように、基本的にギア５２が設けられたフランジ部材５０と同様に構成されている。ただし、この他方のフランジ部材５１は、現像スリーブ４０に所定の現像バイアス電圧を印加するため、導電性のプラスチックによって形成されている。
【００４３】
以上の構成において、この実施の形態に係る現像ロールでは、次のようにして、部品点数の低減及び／又は部品精度の向上が可能となっている。
【００４４】
すなわち、この実施の形態に係る現像ロール８では、図１及び図４に示すように、現像スリーブ４０の端部に嵌合された状態で取り付けられるフランジ部材５０、５１を備え、前記フランジ部材５０に現像スリーブ４０を回転駆動するためのギア５２を一体的に形成するように構成したので、フランジ部材５０とギア５２とを一体的に形成することができ、その分だけ部品点数を低減することが可能となる。また、フランジ部材５０にギア５２を一体的に設けることにより、ギア５２とフランジ部材５０との間のガタつきがなくなり、ギア５２の回転むらを抑えることができ、濃度の均一性などの画質向上と、部材の低コスト化／組立時の工数低減が可能である。さらに、ギア５２の回転ムラを抑えることにより、ギア５２と感光体ドラム５との間隔を一定に保つことができるために、感光体ドラム５の回転が安定し、レーザービームＬＢの書き込みが正確となることから高解像度化への対応ができる。
【００４５】
また、この実施の形態では、現像スリーブ４０の端部に、当該現像スリーブ４０の有効印字幅よりも外径を小さく設定した小径部４２を設け、当該現像スリーブ４０の小径部４２にトラッキングロール４４を嵌合した状態で装着するように構成したので、現像スリーブ４０の端部にトラッキングロール４４を装着する場合に、現像スリーブ４０の端部に小径部４２を設けることにより、その分だけトラッキングロール４４を厚肉に形成することができ、トラッキングロール４４の部品精度を向上することが可能となる。このように、トラッキングロール４４を厚くすることができることから部品の成形性が向上し、部品の安定供給／コストダウンができる。また、トラッキングロール４４の厚肉化により部品の精度／寿命が向上することから、製品の高画質化／維持が可能である。
【００４６】
さらに、この実施の形態では、前記現像スリーブ４０の小径部４２と有効印字幅の外径との段差部４８において、前記トラッキングロール４４のスラスト方向の位置決めを行うように構成したので、当該トラッキングロール４４のスラスト方向の位置決めを行うための別部材が不要となり、その分だけ部品点数を低減することが可能となる。また、ギア５２とフランジ部材５０が一体部品であってもトラッキングロール４４のスラスト方向の位置決めが可能である。
【００４７】
また更に、この実施の形態では、前記現像スリーブ４０の端部に装着されるトラッキングロール４４を備え、前記フランジ部材５０、５１によって当該トラッキングロール４４のスラスト方向の位置決めを行うように構成したので、当該トラッキングロール４４のスラスト方向の位置決めを行うための別部材が不要となり、その分だけ部品点数を低減することが可能となる。また、トラッキングロール４４の落下がなくなることから、組立性の向上／誤組立の防止ができる。
【００４８】
なお、本発明者らは、トラッキングロール４４の厚みと、当該トラッキングロール４４の寿命との関係を調べた結果、図５に示すように、トラッキングロール４４の厚みが、０．３ｍｍ以上であれば、トナーカートリッジ３２の寿命である２０ｋＰＶ（１ｋＰＶ＝１０００枚プリント）と同程度の寿命が得られることがわかった。
【００４９】
上記実施の形態におけるトラッキングロール４４は、０．５ｍｍ以上の厚みを有するため、十分な寿命を有することがわかる。
【００５０】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、部品点数の低減及び／又は部品精度の向上を可能とした現像ロールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１はこの発明の一実施の形態に係る現像ロールの要部を示す断面図である。
【図２】  図２はこの発明の一実施の形態に係る現像ロールを適用した画像形成装置としてのレーザープリンターを示す構成図である。
【図３】  図３はトナーカートリッジを示す構成図である。
【図４】  図４はこの発明の一実施の形態に係る現像ロールを示す断面図である。
【図５】  図５はトラッキングロールの厚みと寿命との関係を示すグラフである。
【図６】  図６は従来の現像ロールを示す断面図である。
【符号の説明】
４０：現像スリーブ、４１：マグネットロール、５０、５１：フランジ部材、５２：ギア。
【図１】
0003736253.tif 000002
【図２】
0003736253.tif 000003
【図３】
0003736253.tif 000004
【図４】
0003736253.tif 000005
【図５】
0003736253.tif 000006
【図６】
0003736253.tif 000007