現像ローラ
【課題】 アルマイト処理が施されるアルマイト領域と、アルマイトが施されない非アルマイト領域とを確実に設定し分けながらも、効率よく製造することのできる現像ローラを提供する。
【解決手段】 アルマイト処理される円筒状の外周面を有するローラ本体１２と、このローラ本体１２の一端（左側）から軸方向外側へ突出して導電性軸受１６により回転自在に支持される左軸部１４ａとを有する現像ローラ１０において、左軸部１４ａの外周面に、アルマイト処理されない非アルマイト領域Ｂを設定し、この左軸部１４ａの非アルマイト領域Ｂの、隣接するアルマイト領域Ａとの境界部の近傍に、周状の溝部１４１，１４２を設ける。
【解決手段】 アルマイト処理される円筒状の外周面を有するローラ本体１２と、このローラ本体１２の一端（左側）から軸方向外側へ突出して導電性軸受１６により回転自在に支持される左軸部１４ａとを有する現像ローラ１０において、左軸部１４ａの外周面に、アルマイト処理されない非アルマイト領域Ｂを設定し、この左軸部１４ａの非アルマイト領域Ｂの、隣接するアルマイト領域Ａとの境界部の近傍に、周状の溝部１４１，１４２を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用したプリンタ、複写機、ファクシミリ装置、又はこれらの機能を併せ持つ複合機等の画像形成装置に使用される現像ローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置に使用される現像ローラは、一般に、円筒状の外周面を有するローラ本体と、このローラ本体の両端よりも軸方向外側へ突出して外部の軸受により回転自在に支持される軸部とを有し、隣接する感光体上の静電潜像を現像するためのトナーを前記ローラ本体上に保持する構成となっている。
【０００３】
この現像ローラの材質としては、軽量化のためにアルミニウムを用いることがある。一方、現像ローラには、通常、前記ローラ本体上のトナーを前記感光体上の静電潜像へ移動させるためのバイアス電圧が印加される。このため、ローラ本体の表面の電気絶縁性が低いと、ローラ本体に隣接する感光体へこのバイアス電圧がリークする恐れがあった。そこで、特許文献１の現像ローラにおいては、アルミニウム製のローラ本体の表面にアルミニウムの酸化皮膜を形成することによってローラ本体表面の電気絶縁性を高めるという技術が適用されている。さらに、この現像ローラによれば、アルミニウムの酸化皮膜により、表面の耐摩耗性や耐食性も向上させることが可能であった。
【０００４】
一方、このローラ本体の両端の軸部についても、前記ローラ本体と同様に、表面に酸化皮膜が形成されたアルミニウムによって構成すれば、軸部のうち特に軸受と回転摺動する部分の耐摩耗性を向上させることが可能であった。
【特許文献１】特開２００４−３１８０９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、前記バイアス電圧は、通常、ローラ本体の一端側の軸部に印加されるため、当該一端側の軸部については、その外周面の全域にわたって電気絶縁性の高い酸化皮膜を形成することはできない。従って、軸部の外周面のうち少なくとも前記バイアス電圧が印加される部分については、酸化皮膜を形成しないようにする必要がある。
【０００６】
ここで、アルミニウムの酸化皮膜を形成するためのアルマイト処理は、一般に、電解液が満たされたアルマイト処理槽に、被処理体を浸漬することによって行われる。従って、前記のように、軸部の外周面の一部に酸化皮膜が形成されない領域を設けるには、現像ローラのアルマイト処理を、当該領域をマスキングした状態で行う必要がある。具体的には、例えば、前記軸部の一部に筒状のマスキング部材を被せ、その状態で現像ローラをアルマイト処理槽に浸漬すればよい。このマスキング部材の材質としては、アルマイト処理時に電解液に悪影響を与えないもので、かつ、前記軸部にある程度密着し得る材質を用いることが好ましい。従って、マスキング部材の材質は、例えば、ある程度の弾性を有するゴムや樹脂が好適であると考えられる。
【０００７】
しかしながら、ゴム製や樹脂製のマスキング部材を、現像ローラを大量生産する場合において繰り返し使用すると、マスキング部材の密着力が、必然的に生じるゴムや樹脂の劣化によって低下してくる。そして、マスキング部材の劣化が進行すると、マスキング部材と前記軸部との間に隙間が生じてその内部に電解液が侵入し、本来アルマイト処理してはならない部分である前記バイアス電圧の印加部分までがアルマイト処理されてしまい、当該部分にバイアス電圧を良好に印加することができなくなる。
【０００８】
もちろん、マスキング部材の劣化がそこまで進行する前に、マスキング部材を新品に交換すれば前記のような問題は生じないが、通常は、マスキング部材の劣化の進行度合を判断するための基準となるものが存在しないため、マスキング部材の交換時期を適切に定めることは困難であった。このため、現像ローラをアルマイト処理した後は、前記軸部がアルマイト処理されていないか（電気絶縁性が高まっていないか）どうかを、導通チェック等により検査する必要があった。このことは、現像ローラの製造効率を悪化させる要因となっていた。
【０００９】
本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、アルマイト処理が施されるアルマイト領域と、アルマイトが施されない非アルマイト領域とを確実に設定し分けながらも、効率よく製造することのできる現像ローラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するためのものとして、本発明は、アルマイト処理される円筒状の外周面を有するローラ本体と、このローラ本体の一端から軸方向外側へ突出して導電性軸受により回転自在に支持される軸部とを有する現像ローラであって、前記軸部の外周面には、アルマイト処理されない非アルマイト領域が設定されており、この軸部の非アルマイト領域には、隣接するアルマイト領域との境界部の近傍に、周状の溝部が少なくとも１つ設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
この現像ローラによれば、ローラ本体の一端から軸方向外側へ突出して導電性軸受により回転自在に支持される軸部の外周面に、アルマイト処理されない非アルマイト領域が設定され、この軸部の非アルマイト領域には、隣接するアルマイト領域との境界部の近傍に、周状の溝部が少なくとも１つ設けられていることにより、アルマイト処理時に軸部の非アルマイト領域をマスキングするために、軸部の外周面に密着し得る内周面を有するマスキング部材を用いる際、このマスキング部材が、現像ローラの大量生産過程における繰り返しの使用によって多少劣化していたとしても、アルマイト領域と非アルマイト領域とを確実に設定し分けることができる。すなわち、電解液が満たされたアルマイト処理槽に現像ローラを浸漬する際、マスキング部材の密着力が劣化により低下していれば、マスキング部材は、軸部の非アルマイト領域内に電解液が侵入することを許容するようになるが、前記のように非アルマイト領域の境界部近傍に溝部が設けられていれば、侵入した電解液をその溝部に溜めることによってそれ以上電解液が非アルマイト領域内に侵入することを防止することができ、その結果、非アルマイト領域のうち溝部が形成された領域を除いた部分には、確実にアルマイト処理が施されないようにすることができる。そして、当該部分に、導電性軸受を介してバイアス電圧の印加を行うようにすれば、酸化皮膜が形成されていないために導通性が良好な部分に、バイアス電圧の印加を確実に行うことができる。
【００１２】
ただし、前記溝部に電解液が溜まるような状態となってから、その後の現像ローラの製造においても同じマスキング部材を使用し続けると、マスキング部材の劣化がさらに進行して電解液の侵入量が増加し、前記溝部では電解液を吸収しきれなくなる。従って、マスキング部材は、溝部がアルマイト処理されるようになった時点で、新品と交換するのがよい。換言すれば、本発明の現像ローラによれば、前記溝部が存在することにより、マスキング部材の交換時期を適確に定めることが可能である。すなわち、前記溝部がアルマイト処理されない間はマスキング部材を継続使用し、前記溝部がアルマイト処理された時点でマスキング部材を交換するというように、マスキング部材の交換時期を定めることができる。しかも、前記溝部がアルマイト処理された時点でも、非アルマイト領域のうち溝部が形成された領域を除いた部分はまだアルマイト処理されていないため、このときの現像ローラも良品として使用することができる。このように、マスキング部材の交換時期を定める基準が明確で、しかも、それまでの期間確実に良品を製造することができるため、従来の現像ローラと異なり、導通チェックを行う必要がなく、その結果、現像ローラの製造効率を高めることができる。
【００１３】
この構成において、前記非アルマイト領域に設けられた溝部の数は、１つよりも複数である方が、マスキング部材の交換周期を長くできる点で好ましい。すなわち、溝部が複数設けられていれば、非アルマイト領域の境界部に最も近い溝部から遠いものに向かって、順番に溝部がアルマイト処理されることとなるため、最も境界部から遠い溝部がアルマイト処理されるまで、マスキング部材を継続使用することができる。ただし、溝部の数を多くし過ぎても、溝の加工に要する時間が増大して製造効率が悪化することとなる。従って、これら両方の点を考慮すれば、溝部は２つであることが好ましい。
【００１４】
ここで、アルマイト処理時に前記マスキング部材を軸部に被せる作業は、前記軸部をその先端側からマスキング部材に挿入するようにして行う。このため、前記軸部の先端の角部と、前記溝部の角部のうち少なくとも前記ローラ本体側の角部とには、それぞれ面取りを形成することが好ましい。このようにすれば、軸部にマスキング部材を被せる作業を円滑に行うことができる。
【００１５】
また、前記軸部を、その先端側に形成された小径部と、前記ローラ本体側に形成される大径部とを有する段付きの部材によって構成し、このうちの小径部の外周面に前記非アルマイト領域を設定するようにしてもよい。このようにすれば、大径部と小径部との段差部が、非アルマイト領域の境界部にあたることとなるため、アルマイト処理を行う作業者は、マスキング部材を被せるべき領域を容易に判別することができる。しかも、作業者は、マスキング部材を大径部に当接させることによってマスキング部材の位置決めを行うことができるため、マスキング作業を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、アルマイト処理が施されるアルマイト領域と、アルマイト処理の施されない非アルマイト領域とを確実に設定し分けながらも、効率よく製造することのできる現像ローラを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１、２は本発明の実施の形態にかかる現像ローラを示す図、図３は当該現像ローラが好適に使用される現像装置の一例を示す図、図４は当該現像装置が搭載された画像形成装置の一例を示す図である。
【００１９】
最初に、図４を用いて、画像形成装置の全体構成について説明しておく。本図に示すように、画像形成装置７０は、４連タンデム型のフルカラー画像形成装置であり、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色用に設けられた４つの画像形成ユニット２２と、この画像形成ユニット２２の下方に配設され、反時計方向に回転する転写ベルト６２によって用紙を下流側へ（図４の左方へ）搬送し、その過程で前記画像形成ユニット２２に形成されたトナー像を用紙へ転写させる用紙搬送ユニット６０と、この用紙搬送ユニット６０と前記画像形成ユニット２２との間に、複数の給紙カセット６６から選択的にピックアップされた用紙を送り込む給紙ユニット６４と、前記用紙搬送ユニット６０の下流側（図４の左方）に配設され、トナー像が転写された用紙を加熱することによって定着処理を行う定着ユニット６８とが、略箱型の本体７２に内装されることにより構成されている。
【００２０】
前記各画像形成ユニット２２は、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色に応じた４つのトナー容器（トナーカートリッジ）２１と、この各トナー容器２１の下方に配設される現像装置２０と、この現像装置２０に対向する感光体ドラム５０とを備えている。
【００２１】
前記各感光体ドラム５０は、図４において時計方向に回転するように構成されており、この感光体ドラム５０の上方には、帯電装置５２と、露光装置５４がそれぞれ設けられている。そして、感光体ドラム５０は、帯電装置５２によって外周面が一様に帯電されるとともに、その帯電後の外周面に、図略の原稿画像の読取り装置等から入力された画像データに基づく露光装置５４からの光（例えばＬＥＤ光や半導体レーザ）の照射を受けることにより、その外周面に静電潜像が形成されるようになっている。かかる静電潜像に現像装置２０からトナーが供給されることにより、感光体ドラム５０の外周面にトナー像が形成される。
【００２２】
次に、前記現像装置２０について、図３を用いて説明する。
【００２３】
図３（ａ）は現像装置２０の断面構造を模式的に示す図、同図（ｂ）は上部の蓋体が取り外された状態の現像装置２０の全体構成を示す斜視図である。本図に示す現像装置２０は、磁性キャリアと非磁性のトナーから成る２成分現像剤を用いる場合に好適に使用されるものであり、あらかじめ内部に有するキャリアと、前記トナー容器２１（図４）から供給されるトナーとを撹拌させることによってトナーを帯電させ、その帯電したトナーを所定の経路を経由させて前記感光体ドラム５０上の静電潜像に飛翔させることにより、トナー像を形成するようにした非接触現像方式の現像装置である。
【００２４】
この現像装置２０は、前記トナー容器２１（図４）から供給されたトナーをキャリアと混合して撹拌することによりトナーを帯電させる撹拌ミキサ３２及びパドルミキサ３４と、キャリアを外周面に保持して磁気ブラシを形成する磁気ローラ３０と、この磁気ローラ３０上の磁気ブラシからトナーの供給を受けてトナー薄層を外周面に形成する現像ローラ１０とが、ケース３５の内部に所定の位置関係で配設されることにより構成されている。
【００２５】
前記ケース３５は、前記現像ローラ１０等を内装するケース本体３６と、このケース本体３６の上部をカバーする蓋体３７から構成されている。ケース本体３６の内部の前記磁気ローラ３０の近傍には、前記磁気ブラシの厚さを制御するための規制ブレード３８が設けられている。また、蓋体３７には、その上部に位置する前記トナー容器２１（図４）からトナーの供給を受けるためのトナー供給孔３７ａが設けられている。
【００２６】
前記磁気ローラ３０は、内部に磁性体を有しており、前記撹拌ミキサ３２及びパドルミキサ３４によって混合・撹拌された現像剤（トナーとキャリア）の供給を受けると、内部の磁性体に基づく磁力によって外周面にキャリアを吸着して磁気ブラシを形成するとともに、その磁気ブラシにトナーを同伴させる。この磁気ブラシは、前記規制ブレード３８によって穂切りされることにより、一定の厚さに形成される。また、磁気ローラ３０には、直流電源４４による直流バイアスＶｄ２が印加されている。
【００２７】
一方、前記現像ローラ１０には、直流電源４２による直流バイアスＶｄ１が印加されている。この直流バイアスＶｄ１と前記磁気ローラ３０に印加される直流バイアスＶｄ２との電位差｜Ｖｄ２−Ｖｄ１｜（以下、電位差Δという）により、前記磁気ローラ３０上の磁気ブラシに付着したトナーが現像ローラ１０に移り、現像ローラ１０の外周面にトナー薄層が形成されるようになっている。なお、このトナー薄層の厚みは、現像剤の抵抗や、現像ローラ１０と磁気ローラ３０との回転速度差によっても変化するが、前記電位差Δによっても制御することが可能である。電位差Δを大きくすると、トナー薄層が厚くなり、電位差Δを小さくすると薄くなる。この電位差Δの範囲は一般的に100ｖ〜250ｖ程度が適切である。
【００２８】
そして、前記現像ローラ１０は、外周面に形成したトナー薄層から、対向する前記感光体ドラム５０上に形成された（周囲よりも電位が低下している）静電潜像に選択的にトナーを飛翔させることにより、感光体ドラム５０上にトナー像を形成させる。この際、現像ローラ１０へのトナーの吸着度を弱めてこのトナーの飛翔を円滑化させるため（現像性を高めるため）、現像ローラ１０には、交流電源４０による交流バイアスＶａが、前記直流バイアスＶｄ１に重畳して印加される。この交流バイアスＶａの印加は、トナーの飛散を防ぐため、現像の直前に行われる。なお、ここでは、現像ローラ１０についてその機能を中心に説明したが、その具体的形態については本文後段でさらに詳述するものとする。
【００２９】
なお、現像に使用されずに前記現像ローラ１０上に残ったトナーである現像残トナーは、そのまま放置しておくとカブリ等の要因になる。従って、前記電位差Δは定期的に変化するようになっており、これによって現像残トナーが磁気ローラ３０上の磁気ブラシに回収されるようになっている。このようにすれば、剥ぎ取りブレードなどの特別な装置を設けることなく、現像残トナーを容易に回収してカブリの発生を抑制し、鮮明な画像を形成することができる。
【００３０】
ここで、前記現像ローラ１０と感光体ドラム５０との間のギャップは、現像ローラ１０の両端部に装着されているギャップコロ１７によって定められており、そのギャップ値は150〜400μｍ程度、より好ましくは200〜300μｍ程度に設定される。このギャップ値が150μｍより狭い場合は、カブリの要因となるとともに、現像ローラ１０に印加された電圧の感光体ドラム５０へのリークを発生させ易くなる。一方、400μｍより広い場合は、トナーを前記感光体ドラム５０に飛翔させることが困難になり、十分な画像濃度を得ることができない。また、選択現像を発生させる要因にもなる。
【００３１】
一方、前記磁気ローラ３０と現像ローラ１０との間のギャップ値は、0.3〜1.5ｍｍ程度に設定するのが好ましい。
【００３２】
そしてここで、以上のような現像装置２０に用いられる前記現像ローラ１０の具体的形態、すなわち、本発明にかかる現像ローラ１０の一実施形態について、図１を用いて説明する。
【００３３】
図１（ａ）は現像ローラ１０の全体構成を示す斜視図、同図（ｂ）〜（ｄ）はその一端側の拡大図である。本図に示すように、現像ローラ１０は、円筒状の外周面を有するローラ本体１２と、このローラ本体１２の両端から軸方向外側へ突出するように設けられた軸部１４とを備えている。
【００３４】
前記ローラ本体１２は、アルミニウム合金製のいわゆる三ツ矢管によって構成されている。具体的には、外管１２ａと、この外管１２ａの内部に平行に配設される軸１２ｃが、３個のリブ１２ｂによって連結されることによって構成されている。
【００３５】
前記軸部１４は、前記ローラ本体１２の軸１２ｃから軸方向外側へ向けて一体に延設されて成る部材であり、図面左方向に突出する左軸部１４ａと、図面右方向に突出する右軸部１４ｂとから構成される。これら左軸部１４ａと右軸部１４ｂとは、それぞれ外部の軸受やギャップコロ１７（図３）によって回転自在に支持されている。
【００３６】
このうちの左軸部１４ａには、前記交流・直流電源４０、４２（図３）によるバイアス電圧の印加が、軸受を介して行われるようになっている。このため、左軸部１４ａを支持する軸受は、図１（ａ）（ｂ）に示す導電性軸受１６によって構成されている。この導電性軸受１６は、その外周面（回転しない）が、外部に固定されたバイアス電圧の接点（図示省略）と接触するようになっており、その接点から供給された電圧を、導電性軸受１６の内周面と回転摺動する左軸部１４ａに伝達するしくみになっている。また、左軸部１４ａは、図１（ｃ）に示すように、先端側の小径部１１４ａと、ローラ本体１２側の大径部２１４ａとを有する段付きの部材であり、前記導電性軸受１６は、このうちの小径部１１４ａを支持するようになっている。
【００３７】
そして、前記ローラ本体１２の外周面と、右軸部１４ｂの外周面とには、全面的にアルマイト処理が施されており、これにより、電気絶縁性が高く、耐摩耗性に優れたアルミニウムの酸化皮膜が形成されている。このため、ローラ本体１２においては、印加された前記バイアス電圧が感光体ドラム５０（図３）へリークすることが防止され、一方の右軸部１４ｂにおいては、軸受やギャップコロ１７（図３）との回転摺動による摩耗の発生が軽減されるようになっている。さらに、アルマイト処理は、前記左軸部１４ａのうち大径部２１４ａの外周面にも施されている。このように、アルマイト処理は、ローラ本体１２の外周面、右軸部１４ｂの外周面、及び左軸部１４ａのうち大径部２１４ａの外周面に施されている。すなわち、これらの部材の外周面は、アルマイト処理が施されたアルマイト領域Ａ（図１（ｃ））となっている。
【００３８】
一方、前記左軸部１４ａのうち小径部１１４ａの外周面には、アルマイト処理が施されていない。すなわち、この小径部１１４ａの外周面は、アルマイト処理が施されない非アルマイト領域Ｂとなっている。さらに、この小径部１１４ａのローラ本体１２側の端部には（非アルマイト領域Ｂのアルマイト領域Ａ側の端部には）、周状の溝部１４１，１４２が設けられている。
【００３９】
前記非アルマイト領域Ｂは、さらに、溝部１４１，１４２が形成される溝部形成領域Ｂ１と、それよりも小径部１１４ａの先端側に位置して非アルマイト領域Ｂの大部分を占める本領域Ｂ２に分けられる。このうち溝部形成領域Ｂ１は、基本的にはアルマイト処理されないが、現像ローラ１０をアルマイト処理する際のマスキングの状況によっては、アルマイト処理されるときもある（詳細は後述する）。一方、本領域Ｂ２は、確実にアルマイト処理が施されないようになっている（これについても詳細は後述する）。そして、左軸部１４ａのうち前記導電性軸受１６によって支持されかつその導電性軸受１６を介してバイアス電圧が印加される部分は、本領域Ｂ２に含まれるように設定されている。すなわち、バイアス電圧の印加は、酸化皮膜が形成されず、導通性が良好な本領域Ｂ２の一部において確実に行われるようになっている。これにより、導通不良による異常画像の発生を確実に防止することができる。一方、前記ギャップコロ１７は、アルマイト処理されることによって外周面に酸化皮膜が形成されている大径部２１４ａを支持するようになっている。これにより、ギャップコロ１７との回転摺動による摩耗の発生が軽減されるようになっている。
【００４０】
また、前記左軸部１４ａの先端の角部には、面取り１５が形成されている。さらに、前記溝部１４１，１４２の左右の角部には、それぞれ面取り１４１ａ・ｂ、１４２ａ・ｂが形成されている。
【００４１】
次に、以上のような構成による現像ローラ１０の製造方法について、図１、２を参照しながら説明する。
【００４２】
現像ローラ１０の製造方法は、まず、アルミニウム合金の押出し加工、または引抜き加工によってアルミニウム合金の三ツ矢管を成形し、さらにこれを切削加工することにより、前記のような、ローラ本体１２と左右の軸部１４ａ、１４ｂとを有する形状に成形する。このとき、溝部１４１，１４２も同時に形成する。
【００４３】
次に、このように成形された現像ローラ１０に対してアルマイト処理を施すが、その前に、左軸部１４ａの小径部１１４ａ（非アルマイト領域Ｂ）に、図２に示すマスキング部材１８を被せる。このマスキング部材１８は、小径部１１４ａに挿入され得る内径を有する筒状の部材であり、その一端には、底部１８ａを有している。また、マスキング部材１８は、弾性を有するウレタンゴムによって構成されており、小径部１１４ａにある程度密着する状態で被せられる。このマスキング部材１８を小径部１１４ａに被せる作業は、マスキング部材１８の端縁部１８ｂが大径部２１４ａに当接するまで、マスキング部材１８を押し込むことによって行う。すなわち、作業者は、マスキング部材１８を大径部２１４ａに当接させることによってマスキング部材１８の位置決めを行うことができるため、その作業が行い易い。さらに、小径部１１４ａの先端角部の面取り１５、及び、溝部１４１、１４２の角部のうちローラ本体１２側の面取り１４１ｂ、１４２ｂが形成されていることにより、このマスキング部材１８を押し込む作業を、角部に邪魔されることなく円滑に行うことができる。
【００４４】
そして、このように左軸部１４ａの小径部１１４ａにマスキング部材１８を被せた状態で、電解液が満たされたアルマイト処理槽に現像ローラ１０を浸漬することにより、現像ローラ１０にアルマイト処理を施す。すると、現像ローラ１０の外周面のうちマスキングされていない部分であるアルマイト領域Ａ、すなわち、ローラ本体１２の外周面と、右軸部１４ｂの外周面と、左軸部１４ａのうち大径部２１４ａの外周面とには、アルマイト処理が施される。（なお、本実施形態では、ローラ本体１２の外管１２ａと軸１２ｃとの間に形成された空間にも電解液が入り込むため、これに伴って外管１２ａの内周面やリブ１２ｂの表面、軸１２ｃの外周面にもアルマイト処理が施される。）一方、非アルマイト領域Ｂ、すなわち左軸部１４ａのうち小径部１１４ａの外周面は、マスキング部材１８によって覆われていて基本的には電解液に接触しないため、この小径部１１４ａの外周面（非アルマイト領域Ｂ）には、アルマイト処理は施されない。
【００４５】
ここで、現像ローラ１０を大量生産する場合において、マスキング部材１８を繰り返し使用したときは、マスキング部材１８を構成するゴムの劣化により、マスキング部材１８と小径部１１４ａとの密着度が低下することがある。このようにマスキング部材１８の密着度が低下すると、マスキング部材１８の端縁部１８ｂと小径部１１４ａとの間のわずかな隙間から電解液が侵入し、非アルマイト領域Ｂが誤ってアルマイト処理されてしまう恐れがある。しかしながら、本実施形態の現像ローラ１０によれば、小径部１１４ａのローラ本体１２側の端部（溝部形成領域Ｂ１）に、前記溝部１４１、１４２が設けられていることにより、非アルマイト領域Ｂ内に侵入した電解液は、まずローラ本体１２側の溝部１４２に溜まるようになっているため、それ以上電解液が小径部１１４ａの先端側（本領域Ｂ２側）へ侵入しないようになっている。ただし、侵入する電解液の量が多い場合は、電解液でこの溝部１４２がいっぱいになり、そこから溢れた電解液がさらに小径部１１４ａの先端側へ侵入しようとするが、その場合でも、先端側に設けられたもう一つの溝部１４１がその侵入を阻むため、本領域Ｂ２まで電解液が侵入することがより確実に防止されるようになっている。
【００４６】
以上のように、左軸部１４ａの小径部１１４ａ（非アルマイト領域Ｂ）に筒状のマスキング部材１８を被せておき、その状態で現像ローラ１０をアルマイト処理槽に浸漬すれば、溝部１４１，１４２の作用により、非アルマイト領域Ｂのうちその大部分にあたる本領域Ｂ２がアルマイト処理されることを確実に防止しながら、現像ローラ１０のアルマイト処理を行うことができる。以上の工程により現像ローラ１０が完成する。
【００４７】
ここで、溝部形成領域Ｂ１は、マスキング部材１８がどの程度小径部１１４ａに密着しているかにより、アルマイト処理されるときもあれば、アルマイト処理されないときもある。すなわち、マスキング部材１８の劣化がそれ程進行していない場合は、マスキング部材１８は自身の有する弾性力によって小径部１１４ａにある程度の力で密着し、電解液がマスキング部材１８の端縁部１８ｂから溝部形成領域Ｂ１内に侵入する余地を与えないため、溝部形成領域Ｂ１はアルマイト処理されない。一方、マスキング部材１８が劣化して密着度が低下した場合は、電解液の溝部形成領域Ｂ１内への侵入がある程度許容されるため、溝部形成領域Ｂ１は、ある程度の範囲にわたってアルマイト処理される。なお、逆にこのことを利用して、マスキング部材１８の交換時期を定めることも可能である。すなわち、マスキング部材１８の劣化がそれ程進行していない場合は、溝部１４１，１４２はともにアルマイト処理されないか、アルマイト処理されるとしても、ローラ本体１２側の溝部１４２のみがアルマイト処理されるため、この時点ではマスキング部材１８を交換する必要はない。そして、マスキング部材１８の劣化がかなり進行した場合は、溝部１４１，１４２がともにアルマイト処理されることになるため、この時点でマスキング部材１８を交換すればよい。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態の現像ローラ１０によれば、ローラ本体１２の一端（左側）から軸方向外側へ突出して導電性軸受１６により回転自在に支持される左軸部１４ａの外周面に、アルマイト処理されない非アルマイト領域Ｂが設定され、この左軸部１４ａの非アルマイト領域Ｂには、隣接するアルマイト領域Ａとの境界部の近傍に、周状の溝部１４１，１４２が設けられていることにより、アルマイト処理時に左軸部１４ａの非アルマイト領域Ｂをマスキングするために用いられるマスキング部材１８が、現像ローラ１０の大量生産過程における繰り返しの使用によって多少劣化していたとしても、アルマイト領域Ａと非アルマイト領域Ｂとを確実に設定し分けることができる。すなわち、現像ローラ１０をアルマイト処理槽に浸漬する際、マスキング部材１８の密着力が劣化により低下していれば、マスキング部材１８は、電解液が非アルマイト領域Ｂ内に侵入することを許容するようになるが、前記のように小径部１１４ａのローラ本体１２側の端部（溝部形成領域Ｂ１）に溝部１４１，１４２が設けられていれば、侵入した電解液をその溝部１４１，１４２に溜めることによってそれ以上電解液が小径部１１４ａの先端側に侵入することを防止することができ、その結果、非アルマイト領域Ｂのうちその大部分にあたる本領域Ｂ２がアルマイト処理されることを確実に防止することができる。そして、この本領域Ｂ２にバイアス電圧の印加を行うようにすれば、酸化皮膜が形成されていないために導通性が良好な部分に、バイアス電圧の印加を確実に行うことができる。
【００４９】
しかも、本実施形態の現像ローラ１０によれば、溝部１４１，１４２が存在することにより、マスキング部材１８の交換時期を適確に定めることが可能である。すなわち、溝部１４１，１４２がともにアルマイト処理されない状態、またはローラ本体１２側の溝部１４２のみがアルマイト処理される状態ではマスキング部材１８を継続使用し、小径部１１４ａの先端側の溝部１４１がアルマイト処理された時点でマスキング部材１８を交換するというように、マスキング部材１８の交換時期を定めることができる。しかも、溝部１４１がアルマイト処理された時点でも、非アルマイト領域Ｂのうちの本領域Ｂ２はまだアルマイト処理されていないため、このときの現像ローラ１０も良品として使用することができる。このように、マスキング部材１８の交換時期を定める基準が明確で、しかも、それまでの期間確実に良品を製造することができるため、従来の現像ローラと異なり、導通チェックを行う必要がなく、その結果、現像ローラ１０の製造効率を高めることができる。
【００５０】
ここで、左軸部１４ａの小径部１１４ａは、その外周面に酸化皮膜が形成されていないためにバイアス電圧が良好に印加されるようになっているものの、反面、導電性軸受１６と回転摺動する部分であるため、摩耗し易い状態になっている。従って、長期間の使用によって摩耗量が増大すると、それによって発生した摩耗紛が、小径部１１４ａと導電性軸受１６との間の隙間に蓄積したり、大径部２１４ａとギャップコロ１７との間の隙間に侵入したりして、現像ローラ１０の回転駆動トルクのトルクアップ等を引き起こす要因となる恐れがある。しかしこのような場合でも、本実施形態の現像ローラ１０によれば、溝部１４１、１４２が設けられていることにより、その摩耗紛がこの溝部１４１、１４２に溜まることとなるため、前記のように摩耗紛がギャップコロ１７に侵入するというような不具合をも解消することができる。
【００５１】
なお、本実施形態では、左軸部１４ａを、小径部１１４ａと大径部２１４ａとを有する段付きの部材によって構成したが、特に必要なければ段差は設けなくてもよい。また、非アルマイト領域Ｂは、左軸部１４ａの先端側の一部（小径部１１４ａ）に設けたが、導電性軸受１６やギャップコロ１７の配置により、左軸部１４ａのローラ本体１２側の一部に設けてもよい。この場合、左軸部１４ａの根元部分までマスキング部材１８を被せる必要があるため、マスキング部材１８は、底部１８ａを有さない、両端に開口した筒状の部材によって構成するとよい。さらにこの場合、溝部１４１，１４２は、非アルマイト領域Ｂの左右両端部にそれぞれ設ければよい。
【００５２】
また、左軸部１４ａの境界領域Ｂに設けた溝部（１４１，１４２）の数は、必ずしも２つである必要はなく、１つにしてもよい。ただし、マスキング部材１８の交換周期を長くできる点からは、溝部は１つよりも複数である方が好ましい。逆に、溝部の数は２つより多くしてもよいが、製造効率の点からは、溝部は多すぎない方が好ましい。本実施形態では、これら両方の点を考慮して、溝部を２つとしている。
【００５３】
ここで、前記溝部（１４１，１４２）と同様の溝部は、マスキング部材１８の内周面に設けることも可能である。すなわち、図５に示すマスキング部材１８０のように、マスキング部材１８０の内周面の端部に、溝部１８１，１８２を設けてもよい。このようにすれば、左軸部１４ａに溝部を設けることを不要にすることができる。
【００５４】
また、マスキング部材１８は、ウレタンゴムによって構成したが、ある程度の弾性を有し、かつ、アルマイト処理時に電解液に悪影響を与えないものであればこれに限るものではなく、例えばその他の種類のゴムや樹脂等を使用してもよい。
【００５５】
さらにまた、ローラ本体１２は、外管１２ａと軸１２ｃが３個のリブ１２ｂによって連結されて成る三ツ矢管によって構成したが、必要な強度が得られればリブ１２ｂは３本でなくてもよい。また、軸部１４は、ローラ本体１２（の軸１２ｃ）から一体に延設されるものとしたが、ローラ本体１２とは別部材であってもよい。例えば、ローラ本体１２を、内部に軸１２ｃやリブ１２ｂを有さない薄肉パイプ状の部材によって構成するとともに、軸部１４を、大径部分と小径部分を有する段付きの部材とし、このうちの大径部分を薄肉パイプ状のローラ本体１２に圧入するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態にかかる現像ローラの全体構成を示す斜視図、（ｂ）〜（ｄ）はその一端側の拡大図である。
【図２】（ａ）は前記現像ローラの一端側の軸部にマスキング部材が被せられた状況を示す図である。
【図３】（ａ）は前記現像ローラが好適に使用される現像装置の断面構造を模式的に示す図、（ｂ）は上部の蓋体が取り外された状態の現像装置の全体構成を示す斜視図である。
【図４】前記現像装置が搭載された画像形成装置の全体構成を模式的に示す図である。
【図５】前記マスキング部材の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０ 現像ローラ
１２ ローラ本体
１４（１４ａ、１４ｂ） 軸部
１１４ａ 小径部
２１４ａ 大径部
１４１，１４２ 溝部
１１４ａ、１４１ａ・ｂ、１４２ａ・ｂ 面取り
１８ マスキング部材
Ａ アルマイト領域
Ｂ 非アルマイト領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用したプリンタ、複写機、ファクシミリ装置、又はこれらの機能を併せ持つ複合機等の画像形成装置に使用される現像ローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置に使用される現像ローラは、一般に、円筒状の外周面を有するローラ本体と、このローラ本体の両端よりも軸方向外側へ突出して外部の軸受により回転自在に支持される軸部とを有し、隣接する感光体上の静電潜像を現像するためのトナーを前記ローラ本体上に保持する構成となっている。
【０００３】
この現像ローラの材質としては、軽量化のためにアルミニウムを用いることがある。一方、現像ローラには、通常、前記ローラ本体上のトナーを前記感光体上の静電潜像へ移動させるためのバイアス電圧が印加される。このため、ローラ本体の表面の電気絶縁性が低いと、ローラ本体に隣接する感光体へこのバイアス電圧がリークする恐れがあった。そこで、特許文献１の現像ローラにおいては、アルミニウム製のローラ本体の表面にアルミニウムの酸化皮膜を形成することによってローラ本体表面の電気絶縁性を高めるという技術が適用されている。さらに、この現像ローラによれば、アルミニウムの酸化皮膜により、表面の耐摩耗性や耐食性も向上させることが可能であった。
【０００４】
一方、このローラ本体の両端の軸部についても、前記ローラ本体と同様に、表面に酸化皮膜が形成されたアルミニウムによって構成すれば、軸部のうち特に軸受と回転摺動する部分の耐摩耗性を向上させることが可能であった。
【特許文献１】特開２００４−３１８０９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、前記バイアス電圧は、通常、ローラ本体の一端側の軸部に印加されるため、当該一端側の軸部については、その外周面の全域にわたって電気絶縁性の高い酸化皮膜を形成することはできない。従って、軸部の外周面のうち少なくとも前記バイアス電圧が印加される部分については、酸化皮膜を形成しないようにする必要がある。
【０００６】
ここで、アルミニウムの酸化皮膜を形成するためのアルマイト処理は、一般に、電解液が満たされたアルマイト処理槽に、被処理体を浸漬することによって行われる。従って、前記のように、軸部の外周面の一部に酸化皮膜が形成されない領域を設けるには、現像ローラのアルマイト処理を、当該領域をマスキングした状態で行う必要がある。具体的には、例えば、前記軸部の一部に筒状のマスキング部材を被せ、その状態で現像ローラをアルマイト処理槽に浸漬すればよい。このマスキング部材の材質としては、アルマイト処理時に電解液に悪影響を与えないもので、かつ、前記軸部にある程度密着し得る材質を用いることが好ましい。従って、マスキング部材の材質は、例えば、ある程度の弾性を有するゴムや樹脂が好適であると考えられる。
【０００７】
しかしながら、ゴム製や樹脂製のマスキング部材を、現像ローラを大量生産する場合において繰り返し使用すると、マスキング部材の密着力が、必然的に生じるゴムや樹脂の劣化によって低下してくる。そして、マスキング部材の劣化が進行すると、マスキング部材と前記軸部との間に隙間が生じてその内部に電解液が侵入し、本来アルマイト処理してはならない部分である前記バイアス電圧の印加部分までがアルマイト処理されてしまい、当該部分にバイアス電圧を良好に印加することができなくなる。
【０００８】
もちろん、マスキング部材の劣化がそこまで進行する前に、マスキング部材を新品に交換すれば前記のような問題は生じないが、通常は、マスキング部材の劣化の進行度合を判断するための基準となるものが存在しないため、マスキング部材の交換時期を適切に定めることは困難であった。このため、現像ローラをアルマイト処理した後は、前記軸部がアルマイト処理されていないか（電気絶縁性が高まっていないか）どうかを、導通チェック等により検査する必要があった。このことは、現像ローラの製造効率を悪化させる要因となっていた。
【０００９】
本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、アルマイト処理が施されるアルマイト領域と、アルマイトが施されない非アルマイト領域とを確実に設定し分けながらも、効率よく製造することのできる現像ローラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するためのものとして、本発明は、アルマイト処理される円筒状の外周面を有するローラ本体と、このローラ本体の一端から軸方向外側へ突出して導電性軸受により回転自在に支持される軸部とを有する現像ローラであって、前記軸部の外周面には、アルマイト処理されない非アルマイト領域が設定されており、この軸部の非アルマイト領域には、隣接するアルマイト領域との境界部の近傍に、周状の溝部が少なくとも１つ設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
この現像ローラによれば、ローラ本体の一端から軸方向外側へ突出して導電性軸受により回転自在に支持される軸部の外周面に、アルマイト処理されない非アルマイト領域が設定され、この軸部の非アルマイト領域には、隣接するアルマイト領域との境界部の近傍に、周状の溝部が少なくとも１つ設けられていることにより、アルマイト処理時に軸部の非アルマイト領域をマスキングするために、軸部の外周面に密着し得る内周面を有するマスキング部材を用いる際、このマスキング部材が、現像ローラの大量生産過程における繰り返しの使用によって多少劣化していたとしても、アルマイト領域と非アルマイト領域とを確実に設定し分けることができる。すなわち、電解液が満たされたアルマイト処理槽に現像ローラを浸漬する際、マスキング部材の密着力が劣化により低下していれば、マスキング部材は、軸部の非アルマイト領域内に電解液が侵入することを許容するようになるが、前記のように非アルマイト領域の境界部近傍に溝部が設けられていれば、侵入した電解液をその溝部に溜めることによってそれ以上電解液が非アルマイト領域内に侵入することを防止することができ、その結果、非アルマイト領域のうち溝部が形成された領域を除いた部分には、確実にアルマイト処理が施されないようにすることができる。そして、当該部分に、導電性軸受を介してバイアス電圧の印加を行うようにすれば、酸化皮膜が形成されていないために導通性が良好な部分に、バイアス電圧の印加を確実に行うことができる。
【００１２】
ただし、前記溝部に電解液が溜まるような状態となってから、その後の現像ローラの製造においても同じマスキング部材を使用し続けると、マスキング部材の劣化がさらに進行して電解液の侵入量が増加し、前記溝部では電解液を吸収しきれなくなる。従って、マスキング部材は、溝部がアルマイト処理されるようになった時点で、新品と交換するのがよい。換言すれば、本発明の現像ローラによれば、前記溝部が存在することにより、マスキング部材の交換時期を適確に定めることが可能である。すなわち、前記溝部がアルマイト処理されない間はマスキング部材を継続使用し、前記溝部がアルマイト処理された時点でマスキング部材を交換するというように、マスキング部材の交換時期を定めることができる。しかも、前記溝部がアルマイト処理された時点でも、非アルマイト領域のうち溝部が形成された領域を除いた部分はまだアルマイト処理されていないため、このときの現像ローラも良品として使用することができる。このように、マスキング部材の交換時期を定める基準が明確で、しかも、それまでの期間確実に良品を製造することができるため、従来の現像ローラと異なり、導通チェックを行う必要がなく、その結果、現像ローラの製造効率を高めることができる。
【００１３】
この構成において、前記非アルマイト領域に設けられた溝部の数は、１つよりも複数である方が、マスキング部材の交換周期を長くできる点で好ましい。すなわち、溝部が複数設けられていれば、非アルマイト領域の境界部に最も近い溝部から遠いものに向かって、順番に溝部がアルマイト処理されることとなるため、最も境界部から遠い溝部がアルマイト処理されるまで、マスキング部材を継続使用することができる。ただし、溝部の数を多くし過ぎても、溝の加工に要する時間が増大して製造効率が悪化することとなる。従って、これら両方の点を考慮すれば、溝部は２つであることが好ましい。
【００１４】
ここで、アルマイト処理時に前記マスキング部材を軸部に被せる作業は、前記軸部をその先端側からマスキング部材に挿入するようにして行う。このため、前記軸部の先端の角部と、前記溝部の角部のうち少なくとも前記ローラ本体側の角部とには、それぞれ面取りを形成することが好ましい。このようにすれば、軸部にマスキング部材を被せる作業を円滑に行うことができる。
【００１５】
また、前記軸部を、その先端側に形成された小径部と、前記ローラ本体側に形成される大径部とを有する段付きの部材によって構成し、このうちの小径部の外周面に前記非アルマイト領域を設定するようにしてもよい。このようにすれば、大径部と小径部との段差部が、非アルマイト領域の境界部にあたることとなるため、アルマイト処理を行う作業者は、マスキング部材を被せるべき領域を容易に判別することができる。しかも、作業者は、マスキング部材を大径部に当接させることによってマスキング部材の位置決めを行うことができるため、マスキング作業を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、アルマイト処理が施されるアルマイト領域と、アルマイト処理の施されない非アルマイト領域とを確実に設定し分けながらも、効率よく製造することのできる現像ローラを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１、２は本発明の実施の形態にかかる現像ローラを示す図、図３は当該現像ローラが好適に使用される現像装置の一例を示す図、図４は当該現像装置が搭載された画像形成装置の一例を示す図である。
【００１９】
最初に、図４を用いて、画像形成装置の全体構成について説明しておく。本図に示すように、画像形成装置７０は、４連タンデム型のフルカラー画像形成装置であり、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色用に設けられた４つの画像形成ユニット２２と、この画像形成ユニット２２の下方に配設され、反時計方向に回転する転写ベルト６２によって用紙を下流側へ（図４の左方へ）搬送し、その過程で前記画像形成ユニット２２に形成されたトナー像を用紙へ転写させる用紙搬送ユニット６０と、この用紙搬送ユニット６０と前記画像形成ユニット２２との間に、複数の給紙カセット６６から選択的にピックアップされた用紙を送り込む給紙ユニット６４と、前記用紙搬送ユニット６０の下流側（図４の左方）に配設され、トナー像が転写された用紙を加熱することによって定着処理を行う定着ユニット６８とが、略箱型の本体７２に内装されることにより構成されている。
【００２０】
前記各画像形成ユニット２２は、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色に応じた４つのトナー容器（トナーカートリッジ）２１と、この各トナー容器２１の下方に配設される現像装置２０と、この現像装置２０に対向する感光体ドラム５０とを備えている。
【００２１】
前記各感光体ドラム５０は、図４において時計方向に回転するように構成されており、この感光体ドラム５０の上方には、帯電装置５２と、露光装置５４がそれぞれ設けられている。そして、感光体ドラム５０は、帯電装置５２によって外周面が一様に帯電されるとともに、その帯電後の外周面に、図略の原稿画像の読取り装置等から入力された画像データに基づく露光装置５４からの光（例えばＬＥＤ光や半導体レーザ）の照射を受けることにより、その外周面に静電潜像が形成されるようになっている。かかる静電潜像に現像装置２０からトナーが供給されることにより、感光体ドラム５０の外周面にトナー像が形成される。
【００２２】
次に、前記現像装置２０について、図３を用いて説明する。
【００２３】
図３（ａ）は現像装置２０の断面構造を模式的に示す図、同図（ｂ）は上部の蓋体が取り外された状態の現像装置２０の全体構成を示す斜視図である。本図に示す現像装置２０は、磁性キャリアと非磁性のトナーから成る２成分現像剤を用いる場合に好適に使用されるものであり、あらかじめ内部に有するキャリアと、前記トナー容器２１（図４）から供給されるトナーとを撹拌させることによってトナーを帯電させ、その帯電したトナーを所定の経路を経由させて前記感光体ドラム５０上の静電潜像に飛翔させることにより、トナー像を形成するようにした非接触現像方式の現像装置である。
【００２４】
この現像装置２０は、前記トナー容器２１（図４）から供給されたトナーをキャリアと混合して撹拌することによりトナーを帯電させる撹拌ミキサ３２及びパドルミキサ３４と、キャリアを外周面に保持して磁気ブラシを形成する磁気ローラ３０と、この磁気ローラ３０上の磁気ブラシからトナーの供給を受けてトナー薄層を外周面に形成する現像ローラ１０とが、ケース３５の内部に所定の位置関係で配設されることにより構成されている。
【００２５】
前記ケース３５は、前記現像ローラ１０等を内装するケース本体３６と、このケース本体３６の上部をカバーする蓋体３７から構成されている。ケース本体３６の内部の前記磁気ローラ３０の近傍には、前記磁気ブラシの厚さを制御するための規制ブレード３８が設けられている。また、蓋体３７には、その上部に位置する前記トナー容器２１（図４）からトナーの供給を受けるためのトナー供給孔３７ａが設けられている。
【００２６】
前記磁気ローラ３０は、内部に磁性体を有しており、前記撹拌ミキサ３２及びパドルミキサ３４によって混合・撹拌された現像剤（トナーとキャリア）の供給を受けると、内部の磁性体に基づく磁力によって外周面にキャリアを吸着して磁気ブラシを形成するとともに、その磁気ブラシにトナーを同伴させる。この磁気ブラシは、前記規制ブレード３８によって穂切りされることにより、一定の厚さに形成される。また、磁気ローラ３０には、直流電源４４による直流バイアスＶｄ２が印加されている。
【００２７】
一方、前記現像ローラ１０には、直流電源４２による直流バイアスＶｄ１が印加されている。この直流バイアスＶｄ１と前記磁気ローラ３０に印加される直流バイアスＶｄ２との電位差｜Ｖｄ２−Ｖｄ１｜（以下、電位差Δという）により、前記磁気ローラ３０上の磁気ブラシに付着したトナーが現像ローラ１０に移り、現像ローラ１０の外周面にトナー薄層が形成されるようになっている。なお、このトナー薄層の厚みは、現像剤の抵抗や、現像ローラ１０と磁気ローラ３０との回転速度差によっても変化するが、前記電位差Δによっても制御することが可能である。電位差Δを大きくすると、トナー薄層が厚くなり、電位差Δを小さくすると薄くなる。この電位差Δの範囲は一般的に100ｖ〜250ｖ程度が適切である。
【００２８】
そして、前記現像ローラ１０は、外周面に形成したトナー薄層から、対向する前記感光体ドラム５０上に形成された（周囲よりも電位が低下している）静電潜像に選択的にトナーを飛翔させることにより、感光体ドラム５０上にトナー像を形成させる。この際、現像ローラ１０へのトナーの吸着度を弱めてこのトナーの飛翔を円滑化させるため（現像性を高めるため）、現像ローラ１０には、交流電源４０による交流バイアスＶａが、前記直流バイアスＶｄ１に重畳して印加される。この交流バイアスＶａの印加は、トナーの飛散を防ぐため、現像の直前に行われる。なお、ここでは、現像ローラ１０についてその機能を中心に説明したが、その具体的形態については本文後段でさらに詳述するものとする。
【００２９】
なお、現像に使用されずに前記現像ローラ１０上に残ったトナーである現像残トナーは、そのまま放置しておくとカブリ等の要因になる。従って、前記電位差Δは定期的に変化するようになっており、これによって現像残トナーが磁気ローラ３０上の磁気ブラシに回収されるようになっている。このようにすれば、剥ぎ取りブレードなどの特別な装置を設けることなく、現像残トナーを容易に回収してカブリの発生を抑制し、鮮明な画像を形成することができる。
【００３０】
ここで、前記現像ローラ１０と感光体ドラム５０との間のギャップは、現像ローラ１０の両端部に装着されているギャップコロ１７によって定められており、そのギャップ値は150〜400μｍ程度、より好ましくは200〜300μｍ程度に設定される。このギャップ値が150μｍより狭い場合は、カブリの要因となるとともに、現像ローラ１０に印加された電圧の感光体ドラム５０へのリークを発生させ易くなる。一方、400μｍより広い場合は、トナーを前記感光体ドラム５０に飛翔させることが困難になり、十分な画像濃度を得ることができない。また、選択現像を発生させる要因にもなる。
【００３１】
一方、前記磁気ローラ３０と現像ローラ１０との間のギャップ値は、0.3〜1.5ｍｍ程度に設定するのが好ましい。
【００３２】
そしてここで、以上のような現像装置２０に用いられる前記現像ローラ１０の具体的形態、すなわち、本発明にかかる現像ローラ１０の一実施形態について、図１を用いて説明する。
【００３３】
図１（ａ）は現像ローラ１０の全体構成を示す斜視図、同図（ｂ）〜（ｄ）はその一端側の拡大図である。本図に示すように、現像ローラ１０は、円筒状の外周面を有するローラ本体１２と、このローラ本体１２の両端から軸方向外側へ突出するように設けられた軸部１４とを備えている。
【００３４】
前記ローラ本体１２は、アルミニウム合金製のいわゆる三ツ矢管によって構成されている。具体的には、外管１２ａと、この外管１２ａの内部に平行に配設される軸１２ｃが、３個のリブ１２ｂによって連結されることによって構成されている。
【００３５】
前記軸部１４は、前記ローラ本体１２の軸１２ｃから軸方向外側へ向けて一体に延設されて成る部材であり、図面左方向に突出する左軸部１４ａと、図面右方向に突出する右軸部１４ｂとから構成される。これら左軸部１４ａと右軸部１４ｂとは、それぞれ外部の軸受やギャップコロ１７（図３）によって回転自在に支持されている。
【００３６】
このうちの左軸部１４ａには、前記交流・直流電源４０、４２（図３）によるバイアス電圧の印加が、軸受を介して行われるようになっている。このため、左軸部１４ａを支持する軸受は、図１（ａ）（ｂ）に示す導電性軸受１６によって構成されている。この導電性軸受１６は、その外周面（回転しない）が、外部に固定されたバイアス電圧の接点（図示省略）と接触するようになっており、その接点から供給された電圧を、導電性軸受１６の内周面と回転摺動する左軸部１４ａに伝達するしくみになっている。また、左軸部１４ａは、図１（ｃ）に示すように、先端側の小径部１１４ａと、ローラ本体１２側の大径部２１４ａとを有する段付きの部材であり、前記導電性軸受１６は、このうちの小径部１１４ａを支持するようになっている。
【００３７】
そして、前記ローラ本体１２の外周面と、右軸部１４ｂの外周面とには、全面的にアルマイト処理が施されており、これにより、電気絶縁性が高く、耐摩耗性に優れたアルミニウムの酸化皮膜が形成されている。このため、ローラ本体１２においては、印加された前記バイアス電圧が感光体ドラム５０（図３）へリークすることが防止され、一方の右軸部１４ｂにおいては、軸受やギャップコロ１７（図３）との回転摺動による摩耗の発生が軽減されるようになっている。さらに、アルマイト処理は、前記左軸部１４ａのうち大径部２１４ａの外周面にも施されている。このように、アルマイト処理は、ローラ本体１２の外周面、右軸部１４ｂの外周面、及び左軸部１４ａのうち大径部２１４ａの外周面に施されている。すなわち、これらの部材の外周面は、アルマイト処理が施されたアルマイト領域Ａ（図１（ｃ））となっている。
【００３８】
一方、前記左軸部１４ａのうち小径部１１４ａの外周面には、アルマイト処理が施されていない。すなわち、この小径部１１４ａの外周面は、アルマイト処理が施されない非アルマイト領域Ｂとなっている。さらに、この小径部１１４ａのローラ本体１２側の端部には（非アルマイト領域Ｂのアルマイト領域Ａ側の端部には）、周状の溝部１４１，１４２が設けられている。
【００３９】
前記非アルマイト領域Ｂは、さらに、溝部１４１，１４２が形成される溝部形成領域Ｂ１と、それよりも小径部１１４ａの先端側に位置して非アルマイト領域Ｂの大部分を占める本領域Ｂ２に分けられる。このうち溝部形成領域Ｂ１は、基本的にはアルマイト処理されないが、現像ローラ１０をアルマイト処理する際のマスキングの状況によっては、アルマイト処理されるときもある（詳細は後述する）。一方、本領域Ｂ２は、確実にアルマイト処理が施されないようになっている（これについても詳細は後述する）。そして、左軸部１４ａのうち前記導電性軸受１６によって支持されかつその導電性軸受１６を介してバイアス電圧が印加される部分は、本領域Ｂ２に含まれるように設定されている。すなわち、バイアス電圧の印加は、酸化皮膜が形成されず、導通性が良好な本領域Ｂ２の一部において確実に行われるようになっている。これにより、導通不良による異常画像の発生を確実に防止することができる。一方、前記ギャップコロ１７は、アルマイト処理されることによって外周面に酸化皮膜が形成されている大径部２１４ａを支持するようになっている。これにより、ギャップコロ１７との回転摺動による摩耗の発生が軽減されるようになっている。
【００４０】
また、前記左軸部１４ａの先端の角部には、面取り１５が形成されている。さらに、前記溝部１４１，１４２の左右の角部には、それぞれ面取り１４１ａ・ｂ、１４２ａ・ｂが形成されている。
【００４１】
次に、以上のような構成による現像ローラ１０の製造方法について、図１、２を参照しながら説明する。
【００４２】
現像ローラ１０の製造方法は、まず、アルミニウム合金の押出し加工、または引抜き加工によってアルミニウム合金の三ツ矢管を成形し、さらにこれを切削加工することにより、前記のような、ローラ本体１２と左右の軸部１４ａ、１４ｂとを有する形状に成形する。このとき、溝部１４１，１４２も同時に形成する。
【００４３】
次に、このように成形された現像ローラ１０に対してアルマイト処理を施すが、その前に、左軸部１４ａの小径部１１４ａ（非アルマイト領域Ｂ）に、図２に示すマスキング部材１８を被せる。このマスキング部材１８は、小径部１１４ａに挿入され得る内径を有する筒状の部材であり、その一端には、底部１８ａを有している。また、マスキング部材１８は、弾性を有するウレタンゴムによって構成されており、小径部１１４ａにある程度密着する状態で被せられる。このマスキング部材１８を小径部１１４ａに被せる作業は、マスキング部材１８の端縁部１８ｂが大径部２１４ａに当接するまで、マスキング部材１８を押し込むことによって行う。すなわち、作業者は、マスキング部材１８を大径部２１４ａに当接させることによってマスキング部材１８の位置決めを行うことができるため、その作業が行い易い。さらに、小径部１１４ａの先端角部の面取り１５、及び、溝部１４１、１４２の角部のうちローラ本体１２側の面取り１４１ｂ、１４２ｂが形成されていることにより、このマスキング部材１８を押し込む作業を、角部に邪魔されることなく円滑に行うことができる。
【００４４】
そして、このように左軸部１４ａの小径部１１４ａにマスキング部材１８を被せた状態で、電解液が満たされたアルマイト処理槽に現像ローラ１０を浸漬することにより、現像ローラ１０にアルマイト処理を施す。すると、現像ローラ１０の外周面のうちマスキングされていない部分であるアルマイト領域Ａ、すなわち、ローラ本体１２の外周面と、右軸部１４ｂの外周面と、左軸部１４ａのうち大径部２１４ａの外周面とには、アルマイト処理が施される。（なお、本実施形態では、ローラ本体１２の外管１２ａと軸１２ｃとの間に形成された空間にも電解液が入り込むため、これに伴って外管１２ａの内周面やリブ１２ｂの表面、軸１２ｃの外周面にもアルマイト処理が施される。）一方、非アルマイト領域Ｂ、すなわち左軸部１４ａのうち小径部１１４ａの外周面は、マスキング部材１８によって覆われていて基本的には電解液に接触しないため、この小径部１１４ａの外周面（非アルマイト領域Ｂ）には、アルマイト処理は施されない。
【００４５】
ここで、現像ローラ１０を大量生産する場合において、マスキング部材１８を繰り返し使用したときは、マスキング部材１８を構成するゴムの劣化により、マスキング部材１８と小径部１１４ａとの密着度が低下することがある。このようにマスキング部材１８の密着度が低下すると、マスキング部材１８の端縁部１８ｂと小径部１１４ａとの間のわずかな隙間から電解液が侵入し、非アルマイト領域Ｂが誤ってアルマイト処理されてしまう恐れがある。しかしながら、本実施形態の現像ローラ１０によれば、小径部１１４ａのローラ本体１２側の端部（溝部形成領域Ｂ１）に、前記溝部１４１、１４２が設けられていることにより、非アルマイト領域Ｂ内に侵入した電解液は、まずローラ本体１２側の溝部１４２に溜まるようになっているため、それ以上電解液が小径部１１４ａの先端側（本領域Ｂ２側）へ侵入しないようになっている。ただし、侵入する電解液の量が多い場合は、電解液でこの溝部１４２がいっぱいになり、そこから溢れた電解液がさらに小径部１１４ａの先端側へ侵入しようとするが、その場合でも、先端側に設けられたもう一つの溝部１４１がその侵入を阻むため、本領域Ｂ２まで電解液が侵入することがより確実に防止されるようになっている。
【００４６】
以上のように、左軸部１４ａの小径部１１４ａ（非アルマイト領域Ｂ）に筒状のマスキング部材１８を被せておき、その状態で現像ローラ１０をアルマイト処理槽に浸漬すれば、溝部１４１，１４２の作用により、非アルマイト領域Ｂのうちその大部分にあたる本領域Ｂ２がアルマイト処理されることを確実に防止しながら、現像ローラ１０のアルマイト処理を行うことができる。以上の工程により現像ローラ１０が完成する。
【００４７】
ここで、溝部形成領域Ｂ１は、マスキング部材１８がどの程度小径部１１４ａに密着しているかにより、アルマイト処理されるときもあれば、アルマイト処理されないときもある。すなわち、マスキング部材１８の劣化がそれ程進行していない場合は、マスキング部材１８は自身の有する弾性力によって小径部１１４ａにある程度の力で密着し、電解液がマスキング部材１８の端縁部１８ｂから溝部形成領域Ｂ１内に侵入する余地を与えないため、溝部形成領域Ｂ１はアルマイト処理されない。一方、マスキング部材１８が劣化して密着度が低下した場合は、電解液の溝部形成領域Ｂ１内への侵入がある程度許容されるため、溝部形成領域Ｂ１は、ある程度の範囲にわたってアルマイト処理される。なお、逆にこのことを利用して、マスキング部材１８の交換時期を定めることも可能である。すなわち、マスキング部材１８の劣化がそれ程進行していない場合は、溝部１４１，１４２はともにアルマイト処理されないか、アルマイト処理されるとしても、ローラ本体１２側の溝部１４２のみがアルマイト処理されるため、この時点ではマスキング部材１８を交換する必要はない。そして、マスキング部材１８の劣化がかなり進行した場合は、溝部１４１，１４２がともにアルマイト処理されることになるため、この時点でマスキング部材１８を交換すればよい。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態の現像ローラ１０によれば、ローラ本体１２の一端（左側）から軸方向外側へ突出して導電性軸受１６により回転自在に支持される左軸部１４ａの外周面に、アルマイト処理されない非アルマイト領域Ｂが設定され、この左軸部１４ａの非アルマイト領域Ｂには、隣接するアルマイト領域Ａとの境界部の近傍に、周状の溝部１４１，１４２が設けられていることにより、アルマイト処理時に左軸部１４ａの非アルマイト領域Ｂをマスキングするために用いられるマスキング部材１８が、現像ローラ１０の大量生産過程における繰り返しの使用によって多少劣化していたとしても、アルマイト領域Ａと非アルマイト領域Ｂとを確実に設定し分けることができる。すなわち、現像ローラ１０をアルマイト処理槽に浸漬する際、マスキング部材１８の密着力が劣化により低下していれば、マスキング部材１８は、電解液が非アルマイト領域Ｂ内に侵入することを許容するようになるが、前記のように小径部１１４ａのローラ本体１２側の端部（溝部形成領域Ｂ１）に溝部１４１，１４２が設けられていれば、侵入した電解液をその溝部１４１，１４２に溜めることによってそれ以上電解液が小径部１１４ａの先端側に侵入することを防止することができ、その結果、非アルマイト領域Ｂのうちその大部分にあたる本領域Ｂ２がアルマイト処理されることを確実に防止することができる。そして、この本領域Ｂ２にバイアス電圧の印加を行うようにすれば、酸化皮膜が形成されていないために導通性が良好な部分に、バイアス電圧の印加を確実に行うことができる。
【００４９】
しかも、本実施形態の現像ローラ１０によれば、溝部１４１，１４２が存在することにより、マスキング部材１８の交換時期を適確に定めることが可能である。すなわち、溝部１４１，１４２がともにアルマイト処理されない状態、またはローラ本体１２側の溝部１４２のみがアルマイト処理される状態ではマスキング部材１８を継続使用し、小径部１１４ａの先端側の溝部１４１がアルマイト処理された時点でマスキング部材１８を交換するというように、マスキング部材１８の交換時期を定めることができる。しかも、溝部１４１がアルマイト処理された時点でも、非アルマイト領域Ｂのうちの本領域Ｂ２はまだアルマイト処理されていないため、このときの現像ローラ１０も良品として使用することができる。このように、マスキング部材１８の交換時期を定める基準が明確で、しかも、それまでの期間確実に良品を製造することができるため、従来の現像ローラと異なり、導通チェックを行う必要がなく、その結果、現像ローラ１０の製造効率を高めることができる。
【００５０】
ここで、左軸部１４ａの小径部１１４ａは、その外周面に酸化皮膜が形成されていないためにバイアス電圧が良好に印加されるようになっているものの、反面、導電性軸受１６と回転摺動する部分であるため、摩耗し易い状態になっている。従って、長期間の使用によって摩耗量が増大すると、それによって発生した摩耗紛が、小径部１１４ａと導電性軸受１６との間の隙間に蓄積したり、大径部２１４ａとギャップコロ１７との間の隙間に侵入したりして、現像ローラ１０の回転駆動トルクのトルクアップ等を引き起こす要因となる恐れがある。しかしこのような場合でも、本実施形態の現像ローラ１０によれば、溝部１４１、１４２が設けられていることにより、その摩耗紛がこの溝部１４１、１４２に溜まることとなるため、前記のように摩耗紛がギャップコロ１７に侵入するというような不具合をも解消することができる。
【００５１】
なお、本実施形態では、左軸部１４ａを、小径部１１４ａと大径部２１４ａとを有する段付きの部材によって構成したが、特に必要なければ段差は設けなくてもよい。また、非アルマイト領域Ｂは、左軸部１４ａの先端側の一部（小径部１１４ａ）に設けたが、導電性軸受１６やギャップコロ１７の配置により、左軸部１４ａのローラ本体１２側の一部に設けてもよい。この場合、左軸部１４ａの根元部分までマスキング部材１８を被せる必要があるため、マスキング部材１８は、底部１８ａを有さない、両端に開口した筒状の部材によって構成するとよい。さらにこの場合、溝部１４１，１４２は、非アルマイト領域Ｂの左右両端部にそれぞれ設ければよい。
【００５２】
また、左軸部１４ａの境界領域Ｂに設けた溝部（１４１，１４２）の数は、必ずしも２つである必要はなく、１つにしてもよい。ただし、マスキング部材１８の交換周期を長くできる点からは、溝部は１つよりも複数である方が好ましい。逆に、溝部の数は２つより多くしてもよいが、製造効率の点からは、溝部は多すぎない方が好ましい。本実施形態では、これら両方の点を考慮して、溝部を２つとしている。
【００５３】
ここで、前記溝部（１４１，１４２）と同様の溝部は、マスキング部材１８の内周面に設けることも可能である。すなわち、図５に示すマスキング部材１８０のように、マスキング部材１８０の内周面の端部に、溝部１８１，１８２を設けてもよい。このようにすれば、左軸部１４ａに溝部を設けることを不要にすることができる。
【００５４】
また、マスキング部材１８は、ウレタンゴムによって構成したが、ある程度の弾性を有し、かつ、アルマイト処理時に電解液に悪影響を与えないものであればこれに限るものではなく、例えばその他の種類のゴムや樹脂等を使用してもよい。
【００５５】
さらにまた、ローラ本体１２は、外管１２ａと軸１２ｃが３個のリブ１２ｂによって連結されて成る三ツ矢管によって構成したが、必要な強度が得られればリブ１２ｂは３本でなくてもよい。また、軸部１４は、ローラ本体１２（の軸１２ｃ）から一体に延設されるものとしたが、ローラ本体１２とは別部材であってもよい。例えば、ローラ本体１２を、内部に軸１２ｃやリブ１２ｂを有さない薄肉パイプ状の部材によって構成するとともに、軸部１４を、大径部分と小径部分を有する段付きの部材とし、このうちの大径部分を薄肉パイプ状のローラ本体１２に圧入するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態にかかる現像ローラの全体構成を示す斜視図、（ｂ）〜（ｄ）はその一端側の拡大図である。
【図２】（ａ）は前記現像ローラの一端側の軸部にマスキング部材が被せられた状況を示す図である。
【図３】（ａ）は前記現像ローラが好適に使用される現像装置の断面構造を模式的に示す図、（ｂ）は上部の蓋体が取り外された状態の現像装置の全体構成を示す斜視図である。
【図４】前記現像装置が搭載された画像形成装置の全体構成を模式的に示す図である。
【図５】前記マスキング部材の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０ 現像ローラ
１２ ローラ本体
１４（１４ａ、１４ｂ） 軸部
１１４ａ 小径部
２１４ａ 大径部
１４１，１４２ 溝部
１１４ａ、１４１ａ・ｂ、１４２ａ・ｂ 面取り
１８ マスキング部材
Ａ アルマイト領域
Ｂ 非アルマイト領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルマイト処理される円筒状の外周面を有するローラ本体と、このローラ本体の一端から軸方向外側へ突出して導電性軸受により回転自在に支持される軸部とを有する現像ローラであって、
前記軸部の外周面には、アルマイト処理されない非アルマイト領域が設定されており、
この軸部の非アルマイト領域には、隣接するアルマイト領域との境界部の近傍に、周状の溝部が少なくとも１つ設けられていることを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
前記溝部は２つであることを特徴とする請求項１記載の現像ローラ。
【請求項３】
請求項１又は２記載の現像ローラにおいて、
前記軸部の先端の角部と、前記溝部の角部のうち少なくとも前記ローラ本体側の角部とには、それぞれ面取りが形成されていることを特徴とする現像ローラ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像ローラにおいて、
前記軸部は、その先端側に形成される小径部と、前記ローラ本体側に形成される大径部とを有する段付きの部材とされ、
前記非アルマイト領域は、このうちの小径部の外周面に設定されていることを特徴とする現像ローラ。
【請求項１】
アルマイト処理される円筒状の外周面を有するローラ本体と、このローラ本体の一端から軸方向外側へ突出して導電性軸受により回転自在に支持される軸部とを有する現像ローラであって、
前記軸部の外周面には、アルマイト処理されない非アルマイト領域が設定されており、
この軸部の非アルマイト領域には、隣接するアルマイト領域との境界部の近傍に、周状の溝部が少なくとも１つ設けられていることを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
前記溝部は２つであることを特徴とする請求項１記載の現像ローラ。
【請求項３】
請求項１又は２記載の現像ローラにおいて、
前記軸部の先端の角部と、前記溝部の角部のうち少なくとも前記ローラ本体側の角部とには、それぞれ面取りが形成されていることを特徴とする現像ローラ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像ローラにおいて、
前記軸部は、その先端側に形成される小径部と、前記ローラ本体側に形成される大径部とを有する段付きの部材とされ、
前記非アルマイト領域は、このうちの小径部の外周面に設定されていることを特徴とする現像ローラ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−３３７５１８（Ｐ２００６−３３７５１８Ａ）
【公開日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１５９５７５（Ｐ２００５−１５９５７５）
【出願日】平成１７年５月３１日（２００５．５．３１）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月３１日（２００５．５．３１）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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