JP2001228702A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成でありながら、現像ローラの樹脂
層の厚さを簡単に計測でき、しかも現像ローラの寿命を
容易に予測可能な画像形成装置を提供する。 【解決手段】 外周面が樹脂層２８で覆われており、樹
脂層２８を含む外径寸法が略均等に形成されている現像
ローラ２６を有する画像形成装置であって、現像ローラ
２６の両端部近傍には、樹脂層２８の厚さが当該各端部
方向に次第に薄くなるように、所定の角度で傾斜したテ
ーパ面２７ａが形成されていることを特徴とする画像形
成装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機やファクシ
ミリ、プリンタ等のいわゆるＯＡ機器に利用されている
画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機やファクシミリ、プリンタ
等に広く利用されている画像形成装置には、トナーやキ
ャリア等の現像剤を感光体の表面まで搬送するために、
現像ローラが広く用いられている。この種の現像ローラ
表面は、一般に樹脂等でコーティングされており、この
樹脂層により、現像剤の帯電性や搬送性さらには現像性
の向上が図られている。

【０００３】現像ローラ近傍には、その表面に付着する
現像剤の厚みを常に均一に保持するために、現像ローラ
の長手方向に沿う方向に延在配置され、その先端部近傍
が現像ローラの表面部と当接可能な現像ブレードが設け
られている。現像ブレードは、上述したように現像ロー
ラ表面上の現像剤の厚みを規制するが、これと同時に現
像ローラ表面上にコーティングされた樹脂層をも次第に
摩耗させてしまう。つまり、現像ローラのトータル回転
時間がある一定時間に達すると、樹脂層は現像ブレード
によって削り取られ、消失してしまうことになる。

【０００４】現像ローラと現像ブレードとを含む現像装
置と現像剤とを一つの筐体内に収納したいわゆるトナー
カートリッジを用いた画像形成装置が、近年急速に普及
している。このようなトナーカートリッジの使用期限、
つまりトナーカートリッジの交換時期は、一般に現像剤
の消費量に依存するため、現像剤が完全に消費されない
うちに現像ローラにコーティングされた樹脂層が摩耗し
て完全に消失することのないようにしておく必要があ
る。ところが、現像剤の消費量は入力画像の画像比率に
依存するため、現像剤の消費期限をあらかじめ特定して
おくことは極めて困難である。したがって、樹脂層は、
通常十分な厚さを有するように現像ローラにコーティン
グされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】トナーカートリッジの
リサイクルが盛んに行われているが、既に述べたよう
に、樹脂層は現像剤が完全に消費されても消失すること
のないようにかなり厚くコーティングされているため、
供給者に返却されたトナーカートリッジの中には、樹脂
層がまだ相当残留しているものが数多くみられる。その
ため、残留している樹脂層が当初の厚さに対しどれくら
い摩耗しているのかを正確に知ることで、あとどれくら
い現像ローラを使用可能か、現像ローラをリサイクル時
に交換する必要があるか否か等を判定したいという要望
があった。

【０００６】樹脂層の厚さは外部から見ただけではその
厚さを推し量ることは不可能であり、それ故、筐体から
現像ローラを取り外し例えば専用計測治具や計測装置を
用いて樹脂層の厚さの計測が行われている。しかしなが
ら、このような計測方法では、一つの樹脂層を計測する
のに相当な時間を要し、また手間がかかるため、計測作
業が効率的に行えないという不利益が生じていた。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みなされた
ものであり、その目的は、簡単な構成でありながら、現
像ローラの樹脂層の厚さを簡単に計測でき、しかも現像
ローラの寿命を容易に予測可能な画像形成装置を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、外周面が樹脂層で覆われ
ており、当該樹脂層を含む外径寸法が略均等に形成され
ている現像ローラを有する画像形成装置であって、前記
現像ローラの両端部近傍には、前記樹脂層の厚さが当該
各端部方向に次第に薄くなるように、所定の角度で傾斜
したテーパ面が形成されていることを特徴とする画像形
成装置である。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の画像形成装置において、少なくとも前記テーパ面が形
成されている領域周縁部には、前記現像ローラの回転動
作に応じて前記樹脂層を摩耗して当該現像ローラの外周
面を露出させる摩耗部材が設けられていることを特徴と
する画像形成装置である。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の画像形成装置において、前記テーパ面の傾斜
角度は、前記現像ローラの回転動作に応じて露出される
領域が当該残留樹脂層の厚さよりも常に大きくなるよう
に設定されていることを特徴とする画像形成装置であ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る現像ローラを
備えた画像形成装置の実施の形態について、図面に基づ
いて詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係
る画像形成装置の構成を説明するための図、図２は、本
発明の実施の形態に係る画像形成装置に使用されている
現像ローラおよびブレードを示す斜視図、図３は、図２
に示す現像ローラおよびブレードのＡ−Ａに関する要部
断面図である。

【００１２】本実施の形態の画像形成装置は、図１に示
すように、ドラム状に形成され、図１に矢印Ｏで示す方
向に回転する像担持体としての感光体１０と、感光体１
０の周囲にそれぞれ配置された帯電装置１１、現像装置
１２、転写装置１３、記録紙分離装置１４およびクリー
ニング装置１５とで構成されている。

【００１３】現像装置１２は、図１に示すように、その
下部側に現像剤収納部２１が配置され、上部側には現像
剤担持部２２が配置されている。なお、使用前の現像装
置１２には、現像剤収納部２１と現像剤担持部２２との
間にシール部材が貼付され各々が隔離された状態となっ
ており、現像装置１２の使用前にそのシール部材を剥が
すことにより現像剤が現像剤担持部２２内に侵入可能と
なる。

【００１４】現像剤収納部２１には二成分現像剤が収納
されており、その収納されている現像剤を攪拌しながら
搬送する第１の攪拌部材２３と、第２の攪拌部材２４と
が各々略平行をなした状態で収納体２５に軸支されてい
る。また、収納体２５内には、二成分現像剤の混合比を
検出する図示しないトナー濃度センサが装着されてい
る。

【００１５】現像剤担持部２２は、図１に示すように、
感光体１０に対向する位置に配置され、現像剤を担持し
て感光体１０に対面する現像域まで搬送する現像ローラ
２６と、図２および図３に示すように、現像ローラ２６
の配置位置に沿うように設けられ、現像ローラ２６の外
周部にコーティングされた後述する樹脂層２８に付着し
た現像剤の量を所定の厚さに規制する現像ブレード２９
とで構成されている。また、現像ローラ２６近傍には、
感光体１０への現像剤の供給量を制御する図示しない現
像ドクタが取り付けられている。

【００１６】現像ローラ２６は、図３からわかるよう
に、外周面を含む基体部分がスリーブ体２７で構成され
ており、樹脂層２８はこのスリーブ体２７上にコーティ
ングされていることになる。スリーブ体２７の形成材料
としては、アルミニウム合金、ニッケル、銅合金、ステ
ンレス鋼等様々な金属材料が使用されるが、材料コスト
や加工性等を考慮した場合、一般にアルミニウム合金が
数多く用いられている。本実施の形態においても、アル
ミニウム合金をスリーブ体２７として使用した。スリー
ブ体２７の表面には、サンドブラスト処理等の粗面化処
理が施されており、微細な凹凸が形成されている。これ
により、その表面上にコーティングされる樹脂層２８が
スリーブ体２７に強固に密着されることになる。

【００１７】図４は、本発明の実施の形態に係る現像ロ
ーラの片側端部近傍の概要を示す断面図である。現像ロ
ーラ２６において、図４に示すように、スリーブ体２７
の両端部近傍、つまりスリーブ体２７の端面からＬだけ
円周上に入り込んだ領域には、樹脂層２８の厚さがｔ０
からｔ１へと次第に薄くなるように所定の角度で傾斜さ
せたテーパ面２７ａが形成されている。これにより、現
像ローラ２６の回転に応じて図４に示す樹脂層２８が次
第に摩耗した場合、スリーブ体２７の表面が次第に露出
されるようになる。本実施の形態では、テーパ面２７ａ
の傾斜角度は、現像ローラ２６の回転動作に応じて露出
される領域が当該残留樹脂層２８の厚さｔ０よりも常に
大きくなるように設定されている。

【００１８】樹脂層２８は、図４に示すように、スリー
ブ体２７の表面上にコーティングされており、コーティ
ング後の現像ローラ２６の外形寸法はその円周上におい
て略均等である。樹脂層２８のコーティング方法として
は、スプレー法やディッピング法などが適用可能である
が、本実施の形態では、スプレー法を用いてコーティン
グした。すなわち、樹脂を溶剤により希釈して塗料と
し、その塗料をスリーブ体２７表面に噴射して樹脂層２
８を形成した。

【００１９】樹脂層２８の材料としては例えばフェノー
ル樹脂に代表される熱硬化性樹脂が望ましく、これに導
電性付与材としての、例えば導電性カーボンブラックや
グラファイト、アルミニウム、銅、ニッケル、銀等の金
属粉末、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化チタ
ン、酸化スズ、酸化アルミニウム等の金属酸化物、金属
短繊維、カーボンファイバー等を含有させて構成する。
なお、本実施の形態では、コストおよび樹脂への分散性
の面から、カーボンブラックおよびグラファイトを用い
た。

【００２０】現像ブレード２９は、既に述べたように樹
脂層２８表面領域に付着する現像剤の層の厚みを規制す
るものであり、これと同時に現像ローラ２６の回転動作
に応じて樹脂層２８を積極的に摩耗して現像ローラ２６
のスリーブ体２７の外周面を露出させる摩耗部材として
の働きがある。図２および図３からわかるように、現像
ブレード２９はブレード支持体３０によって現像装置１
２内に支持されている。現像ブレード２９は、所定の柔
軟性をもったゴムまたは金属等の弾性体で構成され、樹
脂層２８を所定の押圧力で常時押圧した状態となってい
る。

【００２１】次に、本発明に係る画像形成装置でコピー
をとる場合の動作について説明する。図示しない遮光蓋
を開けて図示しないコンタクトガラス上に原稿をセット
した後、コピー開始スイッチを押すと、図示しない光学
読取装置が作動し、原稿に記載された画像が読み取られ
る。この読み取り動作と同時に記録紙Ｐが図示しない記
録紙カセットから搬送装置によって取り出され、感光体
１０と転写装置１３間に搬送される。

【００２２】感光体１０は、図１に矢印Ｏで示す方向へ
の回転に伴って帯電装置１１によりその表面が一様に帯
電される。その後、感光体１０の帯電された表面に図示
しない光書き込み装置から図１に示すレーザ光ＬＡが照
射され、これにより、光学読取装置によって読み取られ
た原稿画像が感光体１０の表面上に静電潜像として形成
される。

【００２３】感光体１０の表面上に静電潜像が形成され
ると、現象装置１２では、図示しない駆動モータが駆動
され、その駆動力が現像ローラ２６に伝達されると共に
第１および第２の攪拌部材２３，２４が回転駆動され
る。第１および第２の攪拌部材２３，２４は、現像剤を
攪拌してトナーとキャリアを摩擦帯電させながら現像ロ
ーラ２６に送り込む。一方、現像ローラ２６には所定の
バイアスが印加され、現像剤中のトナーを感光体１０の
表面に静電的に付着させる。これにより、静電潜像が逐
次可視像化される。

【００２４】その後、感光体１０の表面上に形成された
トナー像が感光体１０と転写装置１３との間に搬送され
た記録紙Ｐに転写装置１３によって転写される。トナー
像の転写後、記録紙Ｐは記録紙分離装置１４によって放
電されて静電的に付着していた感光体１０から分離し、
図示しない定着装置に搬送され、ここで転写画像が定着
される。記録紙Ｐはさらに図示しない排出部へと搬送さ
れ、装置本体外部へ排出される。なお、上述した記録紙
分離装置１４に代えて、分離爪を設けて感光体１０から
機械的に記録紙Ｐを分離する構成にしてもよい。

【００２５】画像転写後、感光体１０の表面に残留した
現像剤は、クリーニング装置１５内に設けられたクリー
ニングブレード１７によって除去される。また、感光体
１０は、その表面が清掃された後、図示しない除電ラン
プで除電され、表面電位が初期化される。

【００２６】図５（ａ），（ｂ）はそれぞれ現像ローラ
の回転に伴って樹脂層が経時的に摩耗していく様子を説
明するための要部断面図である。ところで、上述したコ
ピー動作が繰り返し行われると、現像ローラ２６の回転
に伴って、現像ブレード２９により現像ローラ２６の表
面にコーティングされた樹脂層２８が次第に摩耗してい
く。つまり、図４に示すように樹脂層２８の厚さは当初
ｔ０であったが、図５（ａ）に示すようにスリーブ体２
７の端部に樹脂層２８がなくなった場合には厚さがｔ２
となり、さらに摩耗が進むと図５（ｂ）に示すようにス
リーブ体２７の表面が一部露出するようになり、樹脂層
２８の厚さがｔ３となる。このとき、図４に示す幅Ｌ、
テーパ面２７ａにおけるテーパ角度および当初の樹脂層
２８の厚さｔ０，ｔ１があらかじめわかっていれば、Ｌ
１の幅を調べることにより、図５（ｂ）の状態における
樹脂層２８の厚さｔ２が容易に算出可能となる。その結
果、リサイクル時において、現像ローラ２６が再利用可
能かどうかが簡単に判断することができるようになる。

【００２７】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、現像ローラ２６の両端部近傍に樹脂層２８の厚さが
現像ローラ２６の各端部方向に次第に薄くなるように、
所定の角度で傾斜したテーパ面２７ａを形成し、さらに
現像ローラ２６の回転動作に応じて樹脂層２８を摩耗す
る現像ブレード２９を設けたので、現像ローラ２６の回
転に伴って次第にスリーブ体２７の外周面が露出された
状態となる。このとき、露出領域の幅を計測することに
より、残留している樹脂層２８の厚さを容易に算出でき
るようになる。その結果、リサイクル時の現像ローラ２
６が再利用可能かどうかが素早く判断可能となる。

【００２８】

【発明の効果】本発明の画像形成装置によれば、現像ロ
ーラの樹脂層の厚さを煩雑な計測作業をすることなく簡
単に計測できるため、現像ローラの寿命を容易に判断で
き、現像ローラのリサイクルに大きく寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装
置の構成を説明するための図である。

【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る画像形成装
置に使用されている現像ローラおよび現像ブレードを示
す斜視図である。

【図３】図３は、図２に示す現像ローラおよびブレード
のＡ−Ａに関する断面図である。

【図４】図４は、本発明の実施の形態に係る現像ローラ
の片側端部近傍の概要を示す要部断面図である。

【図５】図５（ａ），（ｂ）はそれぞれ現像ローラの回
転に伴って樹脂層が経時的に摩耗していく様子を説明す
るための要部断面図である。

【符号の説明】

１０…感光体 １１…帯電装置 １２…現像装置 １３…転写装置 １４…記録紙分離装置 １５…クリーニング装置 １５ａ…クリーニングケース １７…クリーニングブレード ２１…現像剤収納部 ２２…現像剤担持部 ２３…第１の攪拌部材 ２４…第２の攪拌部材 ２５…収納体 ２６…現像ローラ ２７…スリーブ体 ２８…樹脂層 ２９…現像ブレード ３０…ブレード支持体 ４０…搬送スクリュ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 多和田 高明 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 田中 章喜 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 2H077 AB01 AD06 AD13 AD23 AD35 AE06 CA12 EA03 FA03 FA13 FA25 3J103 AA02 AA13 AA24 AA32 AA51 AA74 AA81 FA16 FA30 GA02 GA52 GA57 GA58 GA60 HA33 HA36 HA37 HA41 HA52 HA60

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外周面が樹脂層で覆われており、当該樹脂
   層を含む外径寸法が略均等に形成されている現像ローラ
   を有する画像形成装置であって、 前記現像ローラの両端部近傍には、前記樹脂層の厚さが
   当該各端部方向に次第に薄くなるように、所定の角度で
   傾斜したテーパ面が形成されていることを特徴とする画
   像形成装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の画像形成装置において、 少なくとも前記テーパ面が形成されている領域周縁部に
   は、前記現像ローラの回転動作に応じて前記樹脂層を摩
   耗して当該現像ローラの外周面を露出させる摩耗部材が
   設けられていることを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載の画像形成装置に
   おいて、前記テーパ面の傾斜角度は、前記現像ローラの
   回転動作に応じて露出される領域が当該残留樹脂層の厚
   さよりも常に大きくなるように設定されていることを特
   徴とする画像形成装置。