JPH10232560A - 現像剤担持体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像スリーブ１と、その内部に配設されたマ
グネットロール２とからなる現像剤担持体３において、
現像スリーブ１の円筒度を極度に悪化させることなく一
定以上の現像剤の搬送量を確保させることを課題とす
る。 【解決手段】 現像スリーブ１が、円筒形状の管材から
なると共に、その外周面に、現像スリーブ１の回転方向
に配列された複数の凹部１ａ、並びに、各凹部１ａに隣
接する部位に上記外周面よりも外側に突出した複数の凸
部１ｂが形成されたものである現像剤担持体３である。

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、プリンタ
などの電子写真方式の画像形成装置に適用され、感光体
ドラムなどの潜像担持体上に形成された静電潜像に対し
て現像剤を供給するために使用される現像剤担持体及び
その製造方法に関し、詳しくは、円筒形状の現像スリー
ブと、この現像スリーブの円筒内部に配設された磁力発
生手段とからなり、磁力発生手段の磁力によって現像ス
リーブの表面上に現像剤を保持しつつ、現像スリーブの
回転によってその保持した現像剤を搬送する現像剤担持
体及びその製造方法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置は、感光体
ドラムなどの潜像担持体上に画像情報に応じた電位分布
の静電潜像を形成し、その静電潜像を帯電済のトナーで
現像し、更にその現像により形成されたトナー像を用紙
などの転写材上に転写定着させることで画像を形成する
ものである。そして、このような方式で画像を形成する
装置では一般的に、円筒形状の現像スリーブと、この現
像スリーブの円筒内部に配設された磁力発生手段とから
なる現像剤担持体を、現像スリーブが微小間隔でもって
上記潜像担持体に対向するように配設している。これに
より、現像剤担持体は、磁力発生手段の磁力によって現
像スリーブの表面上に現像剤を保持しつつ、現像スリー
ブの回転によってその保持した現像剤を搬送することに
よって潜像担持体に対して現像剤を供給し、潜像担持体
上の静電潜像をトナーで現像することができる。なお、
以下において、上記現像スリーブと潜像担持体との間隔
を現像ギャップとも呼ぶ。

【０００３】このように潜像担持体に対して現像剤を供
給することで静電潜像を現像する構成においては、潜像
担持体に対して一定量以上の現像剤を安定して供給しつ
づけることがトナーによる現像濃度を安定化させること
になり、ひいては用紙上に形成される画像の品質を安定
化させることになる。

【０００４】そこで、現像剤担持体による現像剤の搬送
量を確保するために、現像スリーブに、現像スリーブの
回転方向に配列させて複数の凹部を形成したり（特開平
４−２４０８８０号公報を参照）、現像スリーブに現像
スリーブの回転方向に沿って窪みを形成する（特開昭５
７−６２０７６号公報を参照）ことにより現像スリーブ
の外周面に複数の溝を形成する技術が従来から提案され
ている。このように、現像スリーブの表面に溝を形成す
ると、この溝の中にも現像剤を保持して搬送することが
できるので、現像剤の搬送量を向上させることができ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現像ス
リーブは現像ギャップの精度などにおいて高い精度が要
求され、しかも、数十ｍｍ程度の径に対して３００〜４
００ｍｍの長さの円筒形状に形成されるのが一般的であ
るため、比較的剛性を確保し易いステンレスなどの金属
材料を用いて形成するのが一般的である。従って、これ
ら公報に開示されている上記凹部は通常、現像スリーブ
となる円筒形状の管材の外周面にフライス加工により形
成することになる。フライス加工による凹部の形成方法
は、具体的には、円筒形状の管材の外周面に対して回転
する切削歯を当接させ、その状態のまま切削歯を円筒軸
方向に移動させることで凹部を１本ずつ形成する方法で
ある。

【０００６】そして、このようなフライス加工で凹部を
形成した従来の現像スリーブには、加工時に管材に曲が
りや潰れが発生してしまうため円筒度の精度が悪化して
しまいうという問題があった。このように円筒度が悪化
すると、例えば潜像担持体と現像スリーブとの現像ギャ
ップが現像スリーブの軸方向において均一にならなくな
ったり、現像スリーブの回転によって現像ギャップが変
動してしまうことになるので、現像スリーブの回転ピッ
チに応じた濃度ムラなどが画像に発生してしまうことに
なる。ちなみに、径が２０ｍｍφ以下であって肉厚が１
ｍｍ程度の管材例えば長さ３００ｍｍ、外径１８ｍｍ、
肉厚１ｍｍの管材に対してフライス加工で複数の凹部を
形成した現像スリーブでは、検針を管材の外周面に当接
させた状態で現像スリーブを１回転させた際に、上記凹
部以外の周面部分における検針の当接面に垂直な方向の
振れ幅が５０μｍを越えてしまっており、その結果濃度
ムラが発生してしまっていた。

【０００７】そこで、本発明は、現像スリーブの円筒度
を極度に悪化させることなく一定以上の現像剤の搬送量
を確保することができ、径が２０ｍｍφ以下であって肉
厚が１ｍｍ程度の現像スリーブであっても濃度ムラが発
生しない現像剤担持体及びその製造方法を提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち、本願の第一の
発明は、上記課題を解決するために、円筒形状の現像ス
リーブ（１）と、この現像スリーブ（１）の円筒内部に
配設された磁力発生手段（２）とからなり、磁力発生手
段（２）の磁力によって現像スリーブ（１）の表面上に
現像剤を保持しつつ、現像スリーブ（１）の回転によっ
てその保持した現像剤を搬送する現像剤担持体（３）で
あって、上記現像スリーブ（１）は、円筒形状の管材
（１３）の外周面に、現像スリーブ（１）の回転方向に
配列された複数の凹部（１ａ）、並びに、各凹部に隣接
する部位に上記外周面よりも外側に突出した複数の凸部
（１ｂ）を形成したものである。

【０００９】そして、このような形状の現像スリーブで
は、単に管材の外周面に凹部を形成した現像スリーブに
比べて、凹部に隣接する部位に管材の外周面よりも外側
に突出した凸部が形成されているので溝の深さを向上さ
せることができ、他方、同じ深さの溝を凹部のみで形成
した場合に比べれば、現像スリーブの肉厚を薄くして磁
力発生手段から現像スリーブの表面までの距離を短くす
ることができるので、現像スリーブを小径化しつつ現像
剤の搬送量を向上させることができる。

【００１０】また、このような形状の現像スリーブであ
れば、円筒穴の内周面上に複数の突起部及び複数の窪部
が配設された形状の成形穴に円筒形状の管材を圧入する
ことで形成することができる。そして、このような引き
抜き生成方法により成形すれば、フライス加工により１
つ１つの溝を順次形成する場合に比べて、加工時に管材
に対して曲げたり潰したりするような力が作用し難くな
るので、円筒度の悪化を防止することができる。また、
この製造方法であれば、フライス加工に比べて加工時
間、加工工程数が格段に減少するので製造単価を大幅に
削減することができる。

【００１１】なお、上記凸部は、各凹部に対して現像ス
リーブの回転方向両側に形成されることになっても、片
側にのみ形成されることになっても、溝の深さが向上す
るので構わない。

【００１２】本願の第二の発明は、円筒形状に形成した
管材（１３）を、円筒穴（１２ａ）の内周面上に複数の
突起部（１２ｂ）、並びに、その突起部（１２ｂ）に隣
接する部位に窪部（１２ｃ）が形成された形状の成形穴
に圧入することで、円筒外周面に複数の凹部（１ａ）及
び複数の凸部（１ｂ）が形成された現像スリーブを製造
する現像剤担持体の製造方法である。

【００１３】そして、第二の発明では、円筒穴の内周面
上に複数の突起部、並びに、その突起部に隣接する部位
に窪部が形成された形状の成形穴に円筒形状に形成した
管材を圧入することで、現像スリーブの円筒外周面に複
数の凹部及び複数の凸部を形成しているので、現像スリ
ーブの回転方向に配列させて複数の溝を形成することが
できる。しかも、この製造方法では、成形用の複数の突
起部が管材に対して同時に当接した状態で複数の凹部の
加工が同時に行われるので、加工時には管材に対して全
ての方向から略均一な力が同時に作用することになる。
従って、フライス加工により１つ１つの凹部を順次形成
する場合に比べて、管材に対して曲げたり潰したりする
ような力が作用し難くなる。また、フライス加工に比べ
て加工時間、加工工程数が格段に減少するので製造単価
が大幅に削減される。

【００１４】このような製造方法で形成された現像スリ
ーブでは、各凹部に隣接する部位には当該管材の外周面
よりも外側に隆起した凸部が形成されているので、フラ
イス加工のように管材を削ることで凹部を形成した場合
に比べて、凹部の周囲に凸部が配設された分だけ溝の深
さを向上させることができ、現像剤の搬送量を向上させ
ることができる。逆に、同一搬送量の現像剤担持体とし
て比べた場合には、フライス加工による現像剤担持体に
比べて現像スリーブを小径に形成することが可能とな
る。

【００１５】また、このような製造方法で形成された現
像スリーブでは、凹部の周囲に凸部が配設された分だけ
溝の深さが向上するので、フライス加工の場合に比べて
管材の肉厚の薄いものを使用して同じ深さの溝を形成す
ることが可能となる。そして、このように管材の肉圧を
薄くすれば、磁力発生手段から現像スリーブ表面までの
距離が短くなるので、現像スリーブ表面の磁力を向上さ
せることができ、これによって現像剤のこぼれを防止す
ることができる。

【００１６】

【実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明の実施
形態を説明する。

【００１７】実施形態１ 図１（ａ）は本発明の現像剤担持体の斜視図、図１
（ｂ）は現像剤担持体の断面図、図２はこの現像剤担持
体を適用した画像形成装置の要部概略構成図、図３は現
像スリーブの製造過程の説明図、図４は現像スリーブの
円筒度の測定方法の説明図、図５は現像剤担持体と感光
体ドラムとの間の現像ギャップの設定の説明図、図６は
現像スリーブに形成する凹部及び凸部の変形例を示す図
である。

【００１８】本実施形態にかかる画像形成装置は、円筒
形状に形成されて回転可能に配設された感光体ドラム４
を有し、この感光体ドラム４の円筒周面上に静電潜像を
形成し、この静電潜像をトナーで現像し、更にこのトナ
ーによる現像像を用紙Ｐに転写定着することで画像を形
成するものであり、このような画像の形成方法は電子写
真方式と呼ばれている。

【００１９】このような画像形成方法を実現するために
画像形成装置では、図２に示すように、感光体ドラム４
の周囲に一様帯電用コロトロン５、図示外の露光操作装
置、現像装置１７、及び転写用コロトロン６が、感光体
ドラム４の回転方向上流側から下流側に配列して配設さ
れている。このように構成された画像形成装置では、先
ず、一様帯電コロトロン５で感光体ドラム４の外周面を
一様な電位に帯電し、露光操作装置で画像情報に応じて
露光することで、画像の濃度情報に応じた電位分布を有
する静電潜像を感光体ドラム４の表面に形成する。次
に、現像装置１７がこの静電潜像に対して帯電済のトナ
ーを供給することにより、感光体ドラム４の表面にこの
電位分布に応じた量のトナーを付着させてトナー像を形
成する。更に、転写コロトロン６が感光体ドラム４上に
付着したトナーを用紙Ｐに転写させることで用紙Ｐ上に
トナー像を転写し、図示外の定着装置でトナー像が転写
された用紙Ｐを加熱加圧することで用紙Ｐ上に所定の濃
度分布の画像を形成することができる。

【００２０】このような画像形成装置において本実施形
態の現像装置１７は、トナーと磁性キャリアとからなる
二成分現像剤を感光体ドラム４に供給することで、静電
潜像に対して帯電済のトナーを供給している。その為
に、本実施形態の現像装置１７は、略円筒の外形形状を
有し、感光体ドラム４に対して円筒軸同士が平行となる
ように配設された現像剤担持体３と、現像剤担持体３に
対して現像剤を供給するバドル１１と、図示外のトナー
補給装置から供給されたトナーを磁性キャリアと混合攪
拌する２つのオーガ９，１０と、現像剤担持体３に対し
て所定の微小間隔をもって対向して配置され、この隙間
の幅で現像剤担持体３の表面に保持される現像剤の層厚
さを一定に規制するトリマーブレード７と、これらの部
材３，７，９，１０，１１を保持するハウジング８とを
有する。以下、現像装置１７の説明において感光体ドラ
ム４寄りの位置をフロント側と、感光体ドラム４から離
れた位置をリア側と呼ぶ。

【００２１】このような現像装置１７において２つのオ
ーガ９，１０はそれぞれ、現像剤担持体３と平行に回転
するようにハウジング８に配設されたオーガ回転軸９
ａ，１０ａと、その周囲に螺旋状に巻かれた攪拌部材９
ｂ，１０ｂとからなる。この２つのオーガ９，１０は、
ハウジング８のリア側に配設されると共に、それらの間
に立設された仕切り板８ａにより回転軸９ａ，１０ａの
両端部分を除いて仕切られており、一方のオーガ１０が
図２の紙面の奥側から手前側に現像剤を搬送し、他方の
オーガ９が紙面の手前側から奥側に現像剤を搬送するこ
とで、現像剤を２つのオーガ９，１０の間で循環させる
ようになっている。そして、この現像剤の循環によりト
ナー補給装置から供給されたトナーと磁性キャリアとが
混合攪拌され、このトナーを帯電させることができる。
また、この２つのオーガ９，１０はそれぞれ、帯電させ
たトナーと磁性キャリアとを現像剤担持体３に対して効
率良く供給できるように、図２の紙面において反時計回
りに回転される。

【００２２】現像剤担持体３に対して現像剤を供給する
バドル１１は、現像剤担持体３と平行に回転するように
ハウジング８に配設されたパドル回転軸１１ｂと、その
周囲に立設された複数のフィン１１ａとからなり、現像
剤担持体３とフロント側のオーガ１０との間に配設され
ている。そして、このパドル１１も図２の紙面において
反時計回りに回転されており、これにより、オーガ９，
１０により混合攪拌された現像剤をパドル１１の上側か
ら現像剤担持体３に供給し、その一方で、感光体ドラム
４に対して供給された現像剤をパドル１１の下側からオ
ーガ９，１０の方に搬送している。

【００２３】略円筒の外形形状を有する現像剤担持体３
は、円筒形状の管材１３の外周面に引き抜き成形方法に
より複数の凹部１ａが形成されると共に、ハウジング８
のフロント側に回転可能に配設された現像スリーブ１
と、この現像スリーブ１の円筒内部に固定して配設さ
れ、複数の磁極が磁化されたマグネットロール２とから
なる。そして、この現像剤担持体３は、マグネットロー
ル２の磁力によって磁性キャリアとそれに静電気的に付
着した帯電トナーとを現像スリーブ１の表面上に保持し
つつ、現像スリーブ１を図２の紙面において反時計回り
に回転することでその保持した二成分現像剤を感光体ド
ラム４に対向する位置まで搬送する。

【００２４】そして、このように形成された現像装置１
７では、２つのオーガ９，１０により二成分現像剤を混
合攪拌してトナーを帯電させ、この帯電済トナーと磁性
キャリアをパドル１１により現像剤担持体３に供給し、
トリマーブレード７により現像剤担持体３に保持される
現像剤の量を一定に調整し、更に現像剤担持体３の回転
により感光体ドラム４に帯電済トナーと磁性キャリアと
からなる現像剤を供給することで、感光体ドラム４上に
形成された所定の電位分布の静電潜像を現像剤からなる
磁気ブラシで現像することができる。また、この現像に
使用されなかった現像剤は、現像剤担持体３の回転によ
り再び現像装置１７内に戻された後、パドル１１を介し
て再びオーガ９，１０により新しいトナーと混合攪拌さ
れて次の現像に再利用される。

【００２５】次に、本実施形態の現像スリーブ１の成形
方法について図３を参照して説明する。本実施形態の現
像スリーブ１は、同図（ａ）に示すようなダイス１２に
円筒形状の管材１３を圧入することで形成した。このダ
イス１２は管材１３の外周とほぼ同径の円筒穴１２ａを
有し、しかも、その円筒穴１２ａの内周面上に複数の断
面略二等辺三角形の突起部１２ｂが等間隔で配設され、
且つ、各突起部の両側に隣接する部位にはそれぞれ窪部
１２ｃが配設された成形穴を有するものである。そし
て、このダイス１２を円筒形状の管材１３がセットされ
た引き抜き機のコンテナ内に配設し、管材１３に対して
このダイス１１へ向かう方向の大きな力を加えると管材
１３がダイスの成形穴に嵌入され、その結果同図（ｃ）
に示すように、管材１３の外周面には、突起部１２ｂと
同数の略Ｖ字形状の凹部１ａが円筒軸に沿って形成さ
れ、且つ、各凹部１ａの両側に隣接する部位にはそれぞ
れ凸部１ｂが形成される。そしてこの引き抜き成形方法
では、管材１３には全ての方向から略均一な力が同時に
作用することになるので、管材１３を曲げたり潰したり
するような力は殆ど作用しない。

【００２６】なお、本実施形態では、図３（ｂ）に示す
ように、長さ３２２ｍｍ、径１８ｍｍ、肉厚０．７５ｍ
ｍのアルミニウム製の管材１３を使用し、この表面に断
面における幅０．３ｍｍ、深さ０．１５ｍｍ、頂角の角
度９０度の略二等辺三角形の凹部１ａを４０〜７０本形
成した。また、凸部１ｂは、凹部１ａの断面積の略半分
程度以下の断面積を有し、凸部の高さが凹部１ａの深さ
の半分程度以下であった。ちなみに、７０本以上の凹部
１ａを形成する場合には凹部１ａを切る際に管材１３に
加える力が非常に大きなものとなってしまうので、この
引き抜き成形方法では成形が難しい。

【００２７】このような方法で形成した現像スリーブ１
の円筒度を図４に示す検査方法で測定した。この検査方
法は、先ず、現像スリーブ１の表面に検針１４を当接
し、その状態のまま検針１４を現像スリーブ１の回転方
向に移動させた際の検針１４の当接面に垂直な方向の振
れ幅（ΔＸ）を測定するものであり、この検針のふれ幅
（ΔＸ）で現像スリーブ１の円筒度を測定するものであ
る。そして、本実施形態での現像スリーブ１では、凹部
１ａや凸部１ｂ以外の周面部分における検針１４の振れ
幅（ΔＸ）は３０μｍ以下に納まっていた。

【００２８】また、このような方法で形成した現像スリ
ーブ１内にマグネットロール２を配設したところ、マグ
ネットロール２の主極上では、現像スリーブ１の表面の
凹部１ａや凸部１ｂではない部分で測定した場合に１０
０ｍＴ以上の磁力が測定された。

【００２９】そして、このような現像スリーブ１が配設
された画像形成装置を用いて用紙Ｐ上に画像を形成した
ところ、凹部１ａの中だけでなくその両側に形成された
凸部１ｂにより囲まれた領域までに現像剤が収容されて
おり、しかも、肉厚の薄い管材１３を用いて現像スリー
ブ１を形成しているので現像スリーブ１表面に付着する
現像剤の密度も向上していた。その結果、現像スリーブ
１の径が１８ｍｍと小径化されているにもかかわらず、
十分な現像剤を感光体ドラム４に安定して供給させるこ
とができ、適当な画像濃度で画像を形成することができ
た。

【００３０】しかも、本実施形態の画像形成装置では、
図５に示すように、感光体ドラム４と現像剤担持体３と
の間隔である現像ギャップを、互いの回転軸同士を結ん
だ線分上において５００μｍ±５０μｍの範囲内の変動
に抑えることができ、現像スリーブ１の円筒度の悪化に
起因する濃度ムラを発生することもなかった。

【００３１】図６に、凹部１ａ及び凸部１ｂの変形例を
示す。同図（ａ）は本実施形態と同様な穴形状のダイス
１２を用いた場合に形成される形状であり、このダイス
の穴形状を変更することで、同図（ｂ）や（ｄ）に示す
ように凸部１ｂを凹部１ａの一方にのみ形成したり、同
図（ｃ）や（ｄ）に示すように略Ｕ時形状の凹部１ａを
形成することも可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本願の第１
の発明では、現像スリーブは、円筒形状の管材の外周面
に、現像スリーブの回転方向に配列された複数の凹部、
並びに、各凹部に隣接する部位に上記外周面よりも外側
に突出した複数の凸部を形成したものであるので、現像
スリーブとしての肉厚が薄いものを使用して磁力発生手
段と現像スリーブの表面との距離を縮めつつ、深い溝を
形成することができる。従って、単に凹部を形成した場
合に比べて、現像剤の搬送量を増加させることができ
る。

【００３３】また、このように複数の凹部及び複数の凸
部が外周面に形成された現像スリーブであっては、円筒
穴の内周面上に複数の突起部及び複数の窪部が配設され
た成形穴に円筒形状の管材を圧入することで形成するこ
とが可能である。そして、このように押し出し成形方法
で加工した場合には、フライス加工により凹部を形成す
る場合に比べて円筒度の悪化を抑制することが可能とな
り、管材として径が２０ｍｍφ以下であって肉厚が１ｍ
ｍ程度のものを使用したとしても、濃度ムラの発生を抑
制することが可能である。

【００３４】本願の第二の発明では、円筒穴の内周面上
に複数の突起部、並びに、その突起部に隣接する部位に
窪部が形成された形状の成形穴に円筒形状に形成した管
材を圧入することで、現像スリーブの円筒外周面に複数
の凹部及び複数の凸部を形成しているので、管材に対し
て曲げたり潰したりするような力を作用させることな
く、現像スリーブを成形することができる。従って、フ
ライス加工により凹部を形成する場合に比べて円筒度の
悪化を抑制することが可能となり、管材として径が２０
ｍｍφ以下であって肉厚が１ｍｍ程度のものを使用した
としても、濃度ムラの発生を抑制することが可能であ
る。

【００３５】また、このような製造方法で形成された現
像スリーブでは、各凹部に隣接する部位に管材の外周面
よりも外側に隆起した凸部が形成されているので、フラ
イス加工のように管材を削ることで凹部を形成した場合
に比べて、凹部の周囲に凸部が配設された分だけ溝の深
さを向上させることができ、現像剤の搬送量を向上させ
ることができる。また、凹部の周囲に凸部が配設された
分だけ溝の深さが向上しているので、フライス加工の場
合に比べて管材の肉厚の薄いものを使用して同じ深さの
溝を形成することが可能であり、このように管材の肉圧
を薄くすれば、現像スリーブ表面の磁力を向上させて現
像剤のこぼれを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態１にかかる現像剤担持体
（（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図）。

【図２】 図１の現像剤担持体を適用した画像形成装置
の要部概略構成図。

【図３】 現像スリーブの製造過程の説明図。

【図４】 現像スリーブの円筒度の測定方法の説明図。

【図５】 現像剤担持体と感光体ドラムとの間の現像ギ
ャップの設定の説明図。

【図６】 現像スリーブに形成する凹部及び凸部の変形
例。

【符号の説明】

１：現像スリーブ、２：マグネットロール、１３：管
材、１２：ダイス、１２ａ：円筒穴、１２ｂ：突起部、
１２ｃ：窪部、１ａ：凹部、１ｂ：凸部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒形状の現像スリーブと、この現像ス
   リーブの円筒内部に配設された磁力発生手段とからな
   り、磁力発生手段の磁力によって現像スリーブの表面上
   に現像剤を保持しつつ、現像スリーブの回転によって当
   該保持した現像剤を搬送する現像剤担持体であって、 上記現像スリーブは、円筒形状の管材の外周面に、現像
   スリーブの回転方向に配列された複数の凹部、並びに、
   各凹部に隣接する部位に上記外周面よりも外側に突出し
   た複数の凸部を形成したものであることを特徴とする現
   像剤担持体。
2. 【請求項２】 円筒形状に形成した管材を、円筒穴の内
   周面上に複数の突起部、並びに、その突起部に隣接する
   部位に窪部が形成された形状の成形穴に圧入すること
   で、円筒外周面に複数の凹部及び複数の凸部が形成され
   た現像スリーブを製造することを特徴とする現像剤担持
   体の製造方法。