JP2008241751A - Developing roller and developing device - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真プロセスに用いられる現像ローラの構造及びこれを備えた現像装置に関する。 The present invention relates to a structure of a developing roller used in an electrophotographic process and a developing device having the same.
電子写真プロセスにおいて、現像剤に磁性体のキャリアと非磁性体のトナーとを混合した2成分現像に用いる現像ローラは、図9に示すように、装置側に固定する際の位置決め面1aを形成した芯金1及び芯金1の外周に圧入された円筒状のプラスチックマグネットマグネット2を有するマグネットローラ3と、円筒状のプラスチックマグネット2の芯金1に対する軸方向位置を規制するEリング等のリング部材4と、現像剤をマグネットローラ3と協働して搬送する非磁性スリーブ5と、非磁性スリーブ5を芯金1に対して回動自在に支持する駆動フランジ7及び従動フランジ8と、これらのフランジと芯金1との間に配設されたメタル状の軸受9とを備えている。さらに、前記駆動フランジ7及び従動フランジ8はそれぞれ非磁性スリーブ5の両端部に圧入により結合されており、この駆動フランジを図示しない駆動モータで回転させて非磁性スリーブ5を回転させることによってキャリアに担持されたトナーを電子写真プロセスの感光体に供給する現像ローラが知られている。(例えば、特許文献1参照)
特許文献1記載のものでは、図10に示すように、芯金1に芯金の外径より小さい内径を有する円筒状のプラスチックマグネット2を圧入してプラスチックマグネット2が芯金1上で回転しないように連結されている。しかしながら、このプラスチックマグネット2の芯金1上への圧入時に、図11に示すように、プラスチックマグネット2を軸方向で位置規制するリング部材4を嵌合する周回溝6内に溝6の立周壁で削り取られたプラスチックマグネット2の削りかす10が入り込み、この削りかす10を取り除く作業が必要となり、プラスチックマグネット2の芯金1への組み付け作業の効率が低下してしまう問題を招いている。
さらに、この削りかすが十分に除去されない場合には、除去されない削りかす10が現像ローラの使用中に溝6内から脱落し、マグネットローラ3と現像スリーブ5との間に挟まって、現像スリーブ5の回転負荷が大きくなるという不具合も発生し易い。
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、プラスチックマグネットの芯金上への圧入時のプラスチックマグネットの削りかすの発生を抑制することの可能な現像ローラ及びこれを備えた現像装置を提供することを目的とする。
In the one described in
Furthermore, if the shavings are not sufficiently removed, the
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and a developing roller capable of suppressing the occurrence of scraping of the plastic magnet when the plastic magnet is press-fitted onto the core metal, and a developing device including the developing roller The purpose is to provide.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、中心に複数の固定磁極を有するマグネットローラと、当該マグネットローラの外側に磁性キャリアと非磁性トナーを含有する現像剤を搬送する回転可能な非磁性体からなる現像スリーブと、当該現像スリーブの端部に回転を伝達する駆動フランジ及びマグネットローラを支持する従動フランジを備える現像ローラにおいて、前記マグネットローラは、円筒状のプラスチックマグネットを圧入した芯金に、当該プラスチックマグネットの軸方向の位置を規制するリング部材を装着する周回溝部を有し、当該溝部の前記プラスチックマグネットの圧入方向と対向する側の周壁面に周回する面取り部が形成されていることを特徴とする。
また、請求項2の発明は、請求項1記載の現像ローラにおいて、前記面取り部の面取りの角度が5度〜15度の範囲内であって、当該面取り部の先端外径が前記円筒状のプラスチックマグネットの内径よりも小さいことを特徴とする。
また、請求項3の発明は、請求項1又は2記載の現像ローラにおいて、前記溝部は、前記面取り部と底部まで連接された立周壁を有し、当該立周壁の高さが0.15mm以上有することを特徴とする。
また、請求項4の発明は、現像ローラと、当該現像ローラと磁性キャリア及び非磁性トナーを含有する現像剤を収納したケ−スを有し、当該ケースに当該現像剤のトナーを前記現像ローラから感光体に供給をする開口部を形成した現像装置において、当該現像ローラは、請求項1乃至3の何れか1項記載の現像ローラであることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
According to a second aspect of the present invention, in the developing roller according to the first aspect, the chamfering angle of the chamfered portion is in the range of 5 degrees to 15 degrees, and the tip outer diameter of the chamfered portion is the cylindrical shape. It is characterized by being smaller than the inner diameter of the plastic magnet.
According to a third aspect of the present invention, in the developing roller according to the first or second aspect, the groove portion has a vertical wall that is connected to the chamfered portion and the bottom portion, and the height of the vertical wall is 0.15 mm or more. It is characterized by having.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a developing roller, a case containing a developer containing the developing roller, a magnetic carrier, and a non-magnetic toner, and the toner of the developer is placed in the case. In the developing device in which the opening for supplying the photosensitive member to the photosensitive member is formed, the developing roller is the developing roller according to any one of
本発明によれば、マグネットローラは、円筒状のプラスチックマグネットを圧入した芯金に、当該プラスチックマグネットの軸方向の位置を規制するリング部材を装着する周回溝部を有し、当該溝部のプラスチックマグネットの圧入方向と対向する側の周壁面に周回する面取り部が形成されているので、プラスチックマグネットの芯金上への圧入時のプラスチックマグネットの削りかすの発生を抑制することの可能な現像ローラ及びこれを備えた現像装置を提供することができる。 According to the present invention, the magnet roller has a circular groove portion in which a ring member that regulates an axial position of the plastic magnet is mounted on a core metal into which a cylindrical plastic magnet is press-fitted. Since a chamfered portion is formed on the peripheral wall surface on the side opposite to the press-fitting direction, a developing roller capable of suppressing the occurrence of scraping of the plastic magnet when the plastic magnet is press-fitted onto the core metal, and the developing roller Can be provided.
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
本発明においては、現像ローラの現像スリーブの回転負荷が、使用経過と共に増加する現象についてその原因を検討していた際に、プラスチックマグネットの芯金上への圧入時のプラスチックマグネットの削りかすが現像スリーブの回転負荷の増加の一因となっていることを究明した。即ち、従来は、プラスチックマグネットの芯金上への圧入時の削りかすが発生したとしても、この削りかすを吸引等によって除去しているが、この削りかすは、磁性材料でもあるため、除去が困難であるだけでなく、十分な除去が行われない場合が多い。この除去されない削りかすが現像ローラの使用中に脱落し、この脱落した削りかすはマグネットローラ表面に付着して、現像スリーブの回転負荷が増加することを究明した。
本発明においては、この究明に基づきさらなる検討の結果、可及的に削りかすの発生を抑制する必要があることを認識し、削りかすが発生し易い芯金のリング部材を嵌合する溝部のプラスチックマグネットの圧入方向と対向する側の周壁面に周回する面取り部を形成することによって可及的に削りかすの発生を抑制することが可能となることを見出し、発明を完成したものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. However, the components, types, combinations, shapes, relative arrangements, and the like described in this embodiment are merely illustrative examples and not intended to limit the scope of the present invention only unless otherwise specified. .
In the present invention, when examining the cause of the phenomenon that the rotational load of the developing sleeve of the developing roller increases with the course of use, the shavings of the plastic magnet when the plastic magnet is press-fitted onto the metal core are developed sleeve. It was clarified that it contributed to the increase of rotational load. In other words, conventionally, even if shavings are generated when the plastic magnet is pressed onto the metal core, the shavings are removed by suction or the like. However, since the shavings are also a magnetic material, they are difficult to remove. In many cases, sufficient removal is not performed. It has been found that the shavings that are not removed fall off during use of the developing roller, and the shavings that fall off adhere to the surface of the magnet roller, increasing the rotational load on the developing sleeve.
In the present invention, as a result of further investigation based on this investigation, it is recognized that it is necessary to suppress the occurrence of scraping as much as possible, and the plastic of the groove portion that fits the ring member of the core metal that is likely to scrape. The inventors have found that it is possible to suppress the occurrence of shaving as much as possible by forming a chamfered portion that circulates on the peripheral wall surface on the side facing the press-fitting direction of the magnet, thereby completing the invention.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
[実施例1]
図1は、本発明による一実施形態の現像ローラの概略構成を示す図で、(A)は、現像ローラの側面図、(B)は断面図、(C)は現像ローラに使用されるマグネットローラ3の磁気特性を示す図である。なお、図1中、前記従来の現像ローラと同一構成については、同一符号を付している。
本実施例に係る現像ローラは、固定磁極を複数個、例えば図1(C)に示すような固定磁極11a〜11eを有するマグネットローラ3を中心として、このマグネットローラ3の外側に、磁性キャリアと非磁性トナーを含有する現像剤を搬送する回転可能な非磁性体からなる現像スリーブ5とを備えている。現像スリーブ5は、その端部に図示しない駆動モータと連結される駆動フランジ7及びマグネットローラ3を支持する従動フランジ8によってすべり軸受等の軸受9を介して芯金1を支軸として回転自在に取り付けられ、駆動モータの回転によって所定の回転速度で回転されるようになっている。
マグネットローラ3は、円柱状の芯金1と磁性粉を混入したプラスチックを図1(C)に示すように磁極が配向されて円筒状に押し出し成型されたプラスチックマグネット2を備えている。芯金1には、プラスチックマグネット2の両端と軸受9との間に、凹状の周回溝部6が形成されており、この溝部6内にEリングやCリング等のリング部材4を嵌入させることによってプラスチックマグネット2のスラスト方向(軸方向)への位置が規制されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[Example 1]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a developing roller according to an embodiment of the present invention, in which (A) is a side view of the developing roller, (B) is a sectional view, and (C) is a magnet used for the developing roller. FIG. 4 is a diagram showing magnetic characteristics of a roller 3. In FIG. 1, the same components as those of the conventional developing roller are denoted by the same reference numerals.
The developing roller according to the present embodiment has a plurality of fixed magnetic poles, for example, a magnet roller 3 having fixed
The magnet roller 3 includes a
また、芯金1の左端には、平坦面となる位置決め面1aが形成されており、この位置決め面1aを基準として、円筒状のプラスチックマグネット2の磁極11a〜11eが後述するような感光体との所定の位置関係となるように、図2に示すように、芯金1が矢印A方向からプラスチックマグネット2の貫通孔2a内に圧入されている。
このプラスチックマグネット2の貫通孔2a内への芯金1の圧入の際、プラスチックマグネット2の貫通孔2aの直径D2より太い外径D3を有する芯金1が圧入されるため、溝部6内にプラスチックマグネット2の内周部分が落ち込み、さらにプラスチックマグネット2が圧入されると溝部6のプラスチックマグネット2の圧入方向(C方向)と対向する側の直立する周壁面6aによってプラスチックマグネット2の内周面が削られてプラスチックマグネット2の削りかすが発生する場合がある。本発明においては、この削りかすの発生を極力抑制するようにしたものである。
即ち、図2のB部を拡大した図3に示すように、芯金1の右端には、リング部材4が嵌入される溝部6が形成されており、プラスチックマグネット2の圧入方向(矢印C方向)に対して対向する側の周回溝部6の第1の周壁6aには、周壁6aの外周部分が周回に亘って面取りされた面取り部6a1が形成されている。さらに、溝部6の底面6eから面取り部6a1まで芯金1の軸方向に対して垂直に立設された立周壁部6a2が形成されている。一方、溝部6の第1の周壁6aに対向する側には、溝部6の底面6eから芯金1の外表面1bまで芯金1の軸方向に対して垂直に立設された立周壁からなる第2の周壁6bが形成されており、この第2の周壁6bと第1の周壁6aの立周壁部6a2によって溝部6内に挿入されるリング部材4と当接してリング部材4を保持している。
Further, a
When the
That is, as shown in FIG. 3 in which the portion B of FIG. 2 is enlarged, a
第1の周壁6aの面取り部6a1は、図4に示すように、面取り角度θを有しており、面取り部6a1の先端の外径(面取り部6a1の最小外径)D1は、プラスチックマグネット2の貫通孔2aの径(プラスチックマグネット2の内径)D2より小さく形成されている。従って、プラスチックマグネット2が芯金1に圧入されたとき、プラスチックマグネット2の先端の貫通孔2aの内周が芯金1の第1の周壁6aに削られることなく、面取り部6a1の面取り面に沿ってスムーズにプラスチックマグネット2の貫通孔2a内に圧入される。なお、この場合、芯金1にプラスチックマグネット2を確実に保持するために、芯金1の外径D3は、プラスチックマグネット2の内径D2よりも大きく形成され、芯金1の外面1bにプラスチックマグネット2の内周面が圧着されるようになっている。
As shown in FIG. 4, the
面取り部6a1の面取り角度θは、5度以上15度以下が有効であり、面取り角度θが5度より小さいと、面取り部6a1の最小外径D1と円筒状のプラスチックマグネット2の内径D2との差が小さくなり、プラスチックマグネット2の圧入時に溝部6の立周壁6a2もしくは外周エッジ部でプラスチックマグネット2が削られ、その削りかす10が溝部6内に詰まり易くなる。逆に15度よりも大きい場合は、面取り部6a1への衝撃で削りかす10が発生し易くなる。
また、溝部6の第1の周壁6aには、リング部材4を溝部6内に保持するため、立周壁部6a2を必要とするが、この立周壁部6a2の高さ(段差)とリング部材4の溝部6からの脱却について図5〜図7を用いて説明する。図5は、立周壁部6a2の高さ(段差)hを示す図で、図5から明らかなように、この高さhは、溝部6の底面6eから面取り部6a1の先端までの距離である。この溝部6内にリング部材4を挿入して図6に示すように組み付けたときに、矢印E方向からスラスト荷重を印加し、リング部材4が溝部6から脱却するまでの荷重と立周壁部6a2の高さ(段差)hとの関係を調べた。
The
Further, the first
図7は、その結果で、立周壁部6a2の高さ(段差)hが0.1mm未満であると100Nのスラスト荷重で脱却が起こり易く、段差hが0.15mm以上であれば、300N以上の荷重を加えないリング部材4は脱却しない。通常、100N以上のスラスト荷重でリング部材4の脱却を防止できれば実用的であることから段差hは、0.15mm以上とすれば十分である。なお、図7において、0.2mm以上の場合には、測定器の限度スラスト荷重550Nにおいてもリング部材4の脱却は認められなかったが、リング部材4の変形が認められた。この結果から、段差hが0.15mm以上あれば十分であることが明らかである。
因みに、本実施例においては、Srフェライト磁性粉末を91wt%含有したエラストマ樹脂材料を用い、押出成形にて形成された外径=16mm、内径D2=5.85mmの円筒状のプラスチックマグネット2に、Eリング呼び径5用の溝部6が設けられた外径D3=5.98mmストレートのステンレス鋼(SUM)の表面にNiめっきを被着した芯金1を圧入するに当たり、圧入方向(C方向)に対してカウンターとなる側の第1周壁6aに角度10度、長さ1mmの面取り部6a1を形成した。同様に、圧入開始時のプラスチックマグネット2の削れ防止のために先端には角度15度、長さ1mmの面取り加工1cを実施した。この時の面取り加工部の先端外径は5.63mmであり円筒状のプラスチックマグネット2の内径よりも小さい。このようにして形成された芯金1にプラスチックマグネット2を圧入しても溝部6へのプラスチックマグネット2の削れかすの発生はみとめられなかった。
FIG. 7 shows that as a result, if the height (step) h of the vertical wall portion 6a2 is less than 0.1 mm, it is easy to escape with a thrust load of 100 N, and if the step h is 0.15 mm or more, 300 N or more. The
Incidentally, in this example, an elastomer resin material containing 91 wt% of Sr ferrite magnetic powder was used, and the
以上のように、本実施例による現像ローラにおいては、芯金1のリング部材挿入用溝部6の第1の周壁6aに周回する面取り部6a1を形成したので、芯金1上にプラスチックマグネット2を圧入する際に、第1の周壁6aによるプラスチックマグネット2の削れが防止され、プラスチックマグネット2の削れかすの発生を抑制することが可能となった。
なお、本実施例においては、芯金1のプラスチックマグネット2の圧入方向が図2で示すように、芯金1の右端から開始した場合について説明したが、芯金1の左端から開始した場合には、図2の6dが第1の周面となるので、この周面6dにそれぞれ面取り部6d1及び立周壁部6d2が形成されることになる。
As described above, in the developing roller according to the present embodiment, the chamfered portion 6a1 that circulates around the first
In this embodiment, the case where the press-fitting direction of the
[実施例2]
図8は、本発明による一実施形態の現像装置の概略構成を示す図である。図中12は現像ドラム、13はドラム状感光体である。本実施例の現像装置は、現像ローラ12と、現像ローラ12を収容するケース17とを備えている。この現像ローラ12は、非磁性スリーブ5がケース17内に回転可能に固定され、マグネットローラ3が、非磁性スリーブ5内にケース17に対して相対移動しないように固定されている。このケース17は、像担持体としての感光体13に対向する移行用磁極(主極)11cの位置に開口部14を有している。
そして、ケース17の内部に、マグネット製のキャリアキャッチャ14を有し、感光体13上に残留した磁性キャリアをキャッチすることができる。また、ケース17内には、磁性キャリアと非磁性トナーを含む現像剤が収納されており、この現像剤を攪拌するための攪拌部材15が設けられている。攪拌部材15から供給された現像剤は、現像ローラ12のマグネットローラ3による磁界によって現像ローラ12の現像スリーブ5の表面に保持され、ドクターブレード16によって感光体1に供給されるトナー量が規制され、開口部14で、現像スリーブ5に近接する感光体13の静電潜像に、現像スリーブ5から静電気的に所要のトナーを供給して感光体13にトナー像を形成する。このようにしてトナー像が形成された感光体13は、矢印Y方向から搬送された記録用紙Pにトナー像を転写する。
本実施例においては、現像ローラ12として、前述の実施例1で形成された現像ローラを使用している。従って、前述のように、芯金1のリング部材4の挿入用溝部6によるプラスチックマグネット2の削りかすの発生が抑制され、現像ローラ12の使用に伴う削りかすによる現像スリーブ5の回転負荷の上昇を抑制することが可能となる。
[Example 2]
FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of a developing device according to an embodiment of the present invention. In the figure, 12 is a developing drum, and 13 is a drum-shaped photoconductor. The developing device of this embodiment includes a developing
A magnetic carrier catcher 14 is provided inside the
In the present embodiment, the developing roller formed in the above-described first embodiment is used as the developing
1 芯金、2 プラスチックマグネット、3 マグネットローラ、4 リング部材、5 現像スリーブ、6 周回溝部、6a 第1の周壁、6a1 面取り部、6a2 立周壁部、7 駆動フランジ、8 従動フランジ、9 軸受け、10 削りかす、11a、11b、11c、11d、11e 磁極、12 現像ローラ、13 感光体、17 ケース
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記マグネットローラは、円筒状のプラスチックマグネットを圧入した芯金に、当該プラスチックマグネットの軸方向の位置を規制するリング部材を装着する周回溝部を有し、当該溝部の前記プラスチックマグネットの圧入方向と対向する側の周壁面に周回する面取り部が形成されていることを特徴とする現像ローラ。 A magnet roller having a plurality of fixed magnetic poles in the center, a developing sleeve made of a rotatable nonmagnetic material that conveys a developer containing a magnetic carrier and nonmagnetic toner to the outside of the magnet roller, and an end of the developing sleeve In the developing roller comprising a drive flange that transmits rotation to and a driven flange that supports the magnet roller,
The magnet roller has a core groove into which a cylindrical plastic magnet is press-fitted, and has a circumferential groove portion for mounting a ring member that regulates the axial position of the plastic magnet, and faces the press-fitting direction of the plastic magnet in the groove portion. A developing roller characterized in that a chamfered portion is formed around the peripheral wall surface on the side to be developed.
前記面取り部の面取りの角度が5度〜15度の範囲内であって、当該面取り部の先端外径が前記円筒状のプラスチックマグネットの内径よりも小さいことを特徴とする現像ローラ。 The developing roller according to claim 1, wherein
A developing roller, wherein a chamfering angle of the chamfered portion is in a range of 5 to 15 degrees, and an outer diameter of a tip of the chamfered portion is smaller than an inner diameter of the cylindrical plastic magnet.
前記溝部は、前記面取り部と底部まで連接された立周壁を有し、当該立周壁の高さが0.15mm以上有することを特徴とする現像ローラ。 The developing roller according to claim 1 or 2,
The developing roller according to claim 1, wherein the groove portion has a vertical wall connected to the chamfered portion and the bottom portion, and the vertical wall has a height of 0.15 mm or more.
当該現像ローラは、請求項1乃至3の何れか1項記載の現像ローラであることを特徴とする現像装置。 A developing roller, and a case containing a developer containing the developing roller, a magnetic carrier, and a developer containing non-magnetic toner, and an opening through which the toner of the developer is supplied from the developing roller to the photosensitive member in the case In the developing device formed with
The developing device according to claim 1, wherein the developing roller is a developing roller according to claim 1.
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