画像形成装置用ローラ及びその製造方法
【課題】 耐久性及び寸法精度に優れるとともに、効率よく製造することのできる画像形成装置用ローラを提供する。
【解決手段】 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にその軸心に沿って嵌着され、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支軸部１４とを有する画像形成装置用ローラ１０において、ローラ本体１２を、アルミニウム材料から構成し、かつその外周面にアルマイト処理を施すとともに、支軸部１４をチタン材料から構成する。
【解決手段】 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にその軸心に沿って嵌着され、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支軸部１４とを有する画像形成装置用ローラ１０において、ローラ本体１２を、アルミニウム材料から構成し、かつその外周面にアルマイト処理を施すとともに、支軸部１４をチタン材料から構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、そ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等の、画像形成装置用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は、現像ローラ、感光体ドラム、搬送ローラ、転写ローラ等の、各種ローラが使用されている。これらの画像形成装置用ローラは、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部に装着され、外部のすべり軸受により回転自在に支持される支軸部とを有している。これらの材質としては、ローラを回転駆動させるトルクの軽減等のため、できるだけ軽量なものが好ましい。このため、従来から、画像形成装置用ローラとして、ローラ本体と支軸部をともにアルミニウム合金によって構成したものが知られていた。
【０００３】
しかしながら、アルミニウムは一般の鋼材に比べて耐摩耗性の点で劣るため、この構成による画像形成装置用ローラでは、すべり軸受により回転自在に支持される支軸部が、すべり軸受との摺動によって激しく磨耗するという問題があった。もちろん、すべり軸受の代わりに転がり軸受を使用すれば磨耗の問題は改善されるが、転がり軸受はすべり軸受に比べて高価であるため、転がり軸受の採用はコスト的に問題があった。そこで、特許文献１には、アルミニウム合金製のローラ本体に、そのローラ本体とは異材質の鋼製の支軸部を圧入することによって構成した現像ローラ（の芯金）が開示されている。この構成によれば、ローラ本体を軽量化しながらも、支軸部の耐久性を向上させることが可能であった。
【０００４】
一方、画像形成装置用ローラには、その種類により、外周面にアルマイト処理が施されたアルミニウム合金製のローラ本体を有するものがある（例えば、特許文献２の現像ローラ参照）。この構成によれば、アルマイト処理によってローラ本体の外周面にアルミニウムの酸化皮膜が形成されるため、ローラ本体の外周面の耐食性や電気絶縁性を向上させることが可能であった。
【特許文献１】特開２００４−２０６０１９号公報
【特許文献２】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】
ここで、前記特許文献１の技術と、前記特許文献２の技術を組み合わせた場合、すなわち、外周面にアルマイト処理が施されたアルミニウム合金製のローラ本体を有する画像形成装置用ローラにおいて、その支軸部を、アルミニウム以外の材質によって構成した場合について考察する。
【０００６】
まず、その製造方法としては、以下のような方法が考えられる。
（ａ）ローラ本体単体の状態でその外周面を加工し、次にその外周面にアルマイト処理を施した後、最後にローラ本体の両端に支軸部を圧入する。
（ｂ）加工前のローラ本体の両端にあらかじめ支軸部を圧入しておき、次にこのうちの支軸部を支持した状態でローラ本体を回転させながらその外周面を加工した後、最後にローラ本体の外周面にアルマイト処理を施す。
【０００７】
しかしながら、これらの製造方法によって製造された画像形成装置用ローラには、それぞれ以下のような問題点が生じると考えられる。
【０００８】
まず、前記（ａ）の方法では、最後に支軸部の圧入を行うため、その圧入時に生じるローラ本体と支軸部との軸心のずれを修正できない。このため、振れ公差（ローラ本体と支軸部との軸心のずれ）が大きくなり易い。
【０００９】
一方、前記（ｂ）の方法では、ローラ本体の両端に圧入された支軸部を支持した状態でローラ本体を回転させながらその外周面を加工するため、振れ公差の問題は生じないが、今度はアルマイト処理時に問題が生じる。すなわち、アルマイト処理は、一般に被処理体をアルマイト処理槽（電解液）に浸漬して行うが、支軸部としてアルミニウム以外の金属材料を用いた場合は、通常、支軸部を構成する金属が電解液に溶解してしまうため、電解液に悪影響を及ぼすことになる。この場合において、支軸部を樹脂カバー等でマスキングすればその問題は解消するが、電解液の支軸部への侵入を完全に防止しようとすれば、マスキング作業が煩雑になり、製造効率が悪くなる。
【００１０】
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、耐久性及び寸法精度に優れるとともに、効率よく製造することのできる画像形成装置用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】
【００１１】
上記課題を解決するためのものとして、本発明は、円筒状の外周面を有するローラ本体と、このローラ本体にその軸心に沿って嵌着され、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支軸部とを有する画像形成装置用ローラであって、前記ローラ本体は、アルミニウム材料から構成され、かつその外周面にはアルマイト処理が施されているとともに、前記支軸部は、チタン材料から構成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
この画像形成装置用ローラによれば、軸受により回転自在に支持される支軸部が、高硬度金属のチタン材料から構成されているため、特に軸受がすべり軸受である場合に、軸受との摺動による支軸部の磨耗を大幅に軽減することができる。また、チタンはアルマイト処理時に電解液に悪影響を与えない安定した金属であることから、ローラ本体のアルマイト処理時に、そのローラ本体に嵌着された支軸部をローラ本体と一緒にアルマイト処理槽に浸漬したとしても、その支軸部にマスキング等の前処理を施しておく必要がないため、効率よくアルマイト処理を行うことができる。さらには、このように支軸部をアルマイト処理の前からローラ本体に嵌着しておけることから、アルマイト処理の前に行われるローラ本体の外周面の加工を、ローラ本体に嵌着された支軸部を支持した状態でローラ本体を回転させながら行うことができるため、ローラ本体の軸心と支軸部の軸心とをほぼ正確に一致させることが可能である。
【００１３】
このような画像形成装置用ローラの用途は特に問わないが、例えば、現像ローラとして使用することが可能である。特に、非接触現像方式の現像装置において使用される現像ローラでは、ローラ本体の外周面に形成されるアルミニウムの酸化皮膜が、現像ローラに印加されるバイアス電圧（ローラ本体の外周面に付着したトナーを、これと対向して配設される感光体ドラム上の静電潜像に円滑に飛翔させるために印加される）のリークを防止するという役割を果たすため、本構成による画像形成装置用ローラは、このような現像ローラに好適に使用することができる。また、前記バイアス電圧は通常、支軸部に印加されるが、支軸部がチタン材料から構成されていれば、アルマイト処理によって外周面に酸化皮膜が形成されることがないため、前記バイアス電圧の印加は良好に行われる。
【００１４】
ここで、前記支軸部は、前記ローラ本体を軸方向に貫通する１個の部材によって構成してもよいが、この支軸部を構成するチタン材料は高価な材料であるため、支軸部は、ローラ本体の一方端と他方端にそれぞれ嵌着される２個の部材によって構成するのが好ましい。これにより、材料の総長さを短くして材料費を節減することができる。また、このような支軸部を前記ローラ本体に嵌着するための手段として、前記ローラ本体に、前記支軸部を圧入するための嵌挿孔を設けてもよい。この場合、前記ローラ本体の一方端と他方端に独立した嵌挿孔を個別に設けてもよいが、この２個の嵌挿孔の軸心を互いに一致させるにはそれなりに高度な技術が必要となる。このため、前記嵌挿孔としては、前記ローラ本体を軸方向に貫通するものがより好ましい。この場合、前記２個の支軸部は、前記ローラ本体の一方端と他方端においてそれぞれ前記嵌挿孔の一部分に圧入すればよい。
【００１５】
また、本発明は、以上のような画像形成装置用ローラの製造方法であって、前記ローラ本体に前記支軸部を嵌着する工程と、このローラ本体に嵌着された支軸部を支持した状態でローラ本体を回転させながらローラ本体の外周面を加工する工程と、この加工後のローラ本体と前記支軸部とをアルマイト処理槽に浸漬することにより、前記ローラ本体の外周面にアルマイト処理を施す工程とを含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、耐久性及び寸法精度に優れるとともに、効率よく製造することのできる画像形成装置用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は本発明の実施の形態にかかる現像ローラを示す図、図２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３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３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８０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（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色用の画像形成ユニット２２Ｋ、２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃから成る画像形成部２２と、この画像形成部２２の下方に配設される用紙搬送ユニット６６と、この用紙搬送ユニット６６と前記画像形成部２２との間に用紙を送り込む給紙ユニット７０と、前記用紙搬送ユニット６６の下流側（図３の左方）に配設される定着ユニット７６とが、略箱型の本体８２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２２Ｋ、２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃは、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色に応じたトナー容器（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３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】
前記用紙搬送ユニット６６は、前記給紙ユニット７０と定着ユニット７４との間を橋渡すように設けられた転写ベルト６０と、この転写ベルト６０を巻き回すためにその両端に設けられた２つの巻回ローラ６４（一方が駆動側、他方が従動側）と、この２つの巻回ローラ６４の間にあって転写ベルト６０を介して前記各感光体ドラム５０に圧接するように配設された４つの転写ローラ６２とを備えている。
【００２３】
この用紙搬送ユニット６６では、反時計方向に回転する転写ベルト６０が、給紙ユニット７０から供給された用紙を下流側へ（図３の左方へ）搬送するとともに、転写ローラ６２が、その用紙を感光体ドラム５０に押し付けることにより、各画像形成ユニット２２Ｋ、２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃの各感光体ドラム５０の外周面に形成された各色のトナー像が順次用紙に転写されるようになっている。
【００２４】
前記給紙ユニット７０は、サイズの異なる用紙を選択的にピックアップして前記用紙搬送ユニット６６に供給するものであり、サイズ別に用紙を収容する複数の給紙カセット７２と、この給紙カセット７２に装填された用紙束の最上位の１枚をピップアップして搬送し、前記転写ベルト６０の上流側（図３の右方）へ送り出すための複数の搬送ローラ１０１〜１０３とを備えている。なお、このうち搬送ローラ１０３は、画像形成部２２における画像形成動作と給紙動作とのタイミングを取るための役割も果たしている（レジストローラ）。
【００２５】
前記定着ユニット７６は、図略のヒータにより加熱される定着ローラ７４を有しており、画像形成部２２で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ものである。そして、この定着ユニット７６によってカラー画像が定着された用紙は、複数の搬送ローラ１０４によって外部に送り出され、本体８２の頂部に形成された排出部８４へ排出される。
【００２６】
次に、図２を用いて、前記現像装置２０について説明する。
【００２７】
図２（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３）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。
【００２８】
この現像装置２０は、前記トナー容器２１（図３）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。
【００２９】
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３）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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
ここで、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。
【００３４】
また、前記磁気ローラ３０と現像ローラ１０との間のギャップは、0.3〜1.5ｍｍ程度に設定するのが好ましい。また、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、150〜400μｍ程度、より好ましくは200〜300μｍ程度に設定するとよい。このギャップが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。
【００３５】
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。
【００３６】
図１（ａ）は現像ローラ１０の全体構成を示す斜視図、同図（ｂ）はその横断面図、同図（ｃ）は縦断面図である。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の両端部に、その軸心に沿って支軸部１４が圧入・固定されることによって構成されている。
【００３７】
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内管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。このうち内管１２ｃの内径は、前記支軸部１４を圧入可能な寸法に設定されている。このことから、内管１２ｃの中空部は、ローラ本体１２を軸方向に貫通するように設けられた、支軸部１４を圧入・固定するための孔と言うことができ、以後、本明細書では、この内管１２ｃの中空部のことを嵌挿孔１３と呼ぶ。
【００３８】
このローラ本体１２の外周面には、所定厚みの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が施されている。このようにローラ本体１２の外周面にアルミニウムの酸化皮膜を形成するのは、外周面の電気絶縁性を高めることによって、前記のように現像ローラ１０に印加される電圧のリークを確実に防止するためである。
【００３９】
前記支軸部１４は、前記ローラ本体１２とは異材質のチタン合金によって構成されている。この支軸部１４は、ローラ本体１２の一方端と他方端においてそれぞれ前記嵌挿孔１３の一部分に圧入される２本の棒状体によって構成されている（１４ａ、１４ｂ）。各支軸部１４ａ、１４ｂは、ローラ本体１２の各端部よりも軸方向外側へ突出するような状態で圧入されており、その突出部分が、例えば銅系焼結金属などから成る、外部のすべり軸受（図示省略）によって回転自在に支持されるようになっている。また、支軸部１４ａ、１４ｂのうちいずれか一方は、図略の駆動源によって回転駆動されるとともに、もう一方（従動側）には、前記交流・直流電源４０，４２によるバイアス電圧が印加されるようになっている。
【００４０】
このような支軸部１４を構成するチタン合金は、耐磨耗性に優れた非常に硬い金属であり、また、通常の鋼材と異なり、アルマイト処理時において電解液に溶解することのない安定した金属でもある。（このため、アルマイト処理品を支持するための治具としても使用されている。）従って、支軸部１４は、これを回転自在に支持するすべり軸受との摺動によってもほとんど磨耗することがなく、また、前記ローラ本体１２がアルマイト処理されるに際しては、何らマスキング等の前処理を施されることなくこのローラ本体１２と一緒にアルマイト処理槽に浸漬されたとしても、電解液に悪影響を与えることがない。しかも、支軸部１４は、アルマイト処理によってその外周面に酸化皮膜が形成されることがないため（導電性に影響を受けることがないため）、前記バイアス電圧の印加時において導通不良を起こすこともない。
【００４１】
以上のような構成による現像ローラ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ローラ本体１２を形成する。次に、このローラ本体１２の一方端と他方端において、各支軸部１４ａ、１４ｂをそれぞれ嵌挿孔１３の一部分に圧入する。そして、この支軸部１４を支持した状態でローラ本体１２を回転させながらローラ本体１２の外周面を加工する。（なお、本実施形態ではさらに、他の組立部品との干渉防止のため、リブ１２ｂの両端部分も、軸方向所定範囲にわたって加工除去する。）このように、支軸部１４を支持した状態でローラ本体１２を加工することにより、両者の軸心をほぼ正確に一致させることができるため、ローラ本体１２と支軸部１４との軸心のずれ（振れ公差）を最小限に抑えることが可能となる。これに対し、例えば、あらかじめローラ本体１２の外周面を加工・アルマイト処理しておき、最後に支軸部１４の圧入を行うというような方法を採ることも可能であるが、このようにすると、支軸部１４の圧入時に不可避的に生じる、ローラ本体１２と支軸部１４との軸心のずれを修正できないため、前記のような方法に比べて振れ公差は大きくなる。しかも、前記現像ローラ１０は、一般に振れ公差が０．０２ｍｍ以下であることが要求されるため、この精度を満足させるには、やはり前記のように、支軸部１４の圧入後にローラ本体１２を加工する方法の方がより好ましい。
【００４２】
次に、このようにして組立・加工された現像ローラ１０を、アルマイト処理槽（電解液）に浸漬してアルマイト処理を行い、ローラ本体１２の外周面にアルミニウムの酸化皮膜を形成する。（なお、本実施形態では、ローラ本体１２の外管１２ａと内管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、内管１２ｃの外周面にもアルマイト処理が施されることになる。）このアルマイト処理においては、ローラ本体１２と一緒に支軸部１４もアルマイト処理槽に浸漬されるが、前記のように、支軸部１４は電解液に悪影響を与えないチタン合金によって構成されているため、この支軸部１４は、マスキング等の前処理を施すことなく、そのままアルマイト処理槽に浸漬することができる。以上の工程によって現像ローラ１０が完成する。
【００４３】
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、すべり軸受により回転自在に支持される支軸部１４が、高硬度金属のチタン合金によって構成されているため、すべり軸受との摺動による支軸部１４の磨耗を大幅に軽減することができる。また、チタン合金はアルマイト処理時に電解液に悪影響を与えない安定した金属であることから、ローラ本体１２のアルマイト処理時に、そのローラ本体１２に圧入された支軸部１４をローラ本体１２と一緒にアルマイト処理槽に浸漬したとしても、その支軸部１４にマスキング等の前処理を施しておく必要がないため、効率よくアルマイト処理を行うことができる。さらには、このように支軸部１４をアルマイト処理の前からローラ本体１２に圧入しておけることから、アルマイト処理の前に行われるローラ本体１２の外周面の加工を、その両端に圧入された支軸部１４を支持した状態でローラ本体１２を回転させながら行うことができるため、両者の軸心をほぼ正確に一致させることが可能である。
【００４４】
なお、本実施形態では、支軸部１４は、ローラ本体１２の一方端と他方端にそれぞれ圧入される２本の棒状体によって構成したが、これを、ローラ本体１２を軸方向に貫通する１本の棒状体によって構成してもよい。ただし、支軸部１４を構成するチタン合金は高価な材料であることを考慮すると、本実施形態の方が、材料の総長さが短くて済むため、コスト的には有利である。
【００４５】
また、支軸部１４は、ローラ本体１２の嵌挿孔１３に圧入されることによりローラ本体１２に固定されるものとしたが、容易に外れない程度に固定できる手段であればこれに限るものではなく、例えば溶接や接着等によって固定されるものとしてもよい。
【００４６】
また、支軸部１４が圧入される嵌挿孔１３は、ローラ本体１２を軸方向に貫通するように設けたが、前記ローラ本体の一方端と他方端に、独立した（ローラ本体を貫通しない）嵌挿孔１３を個別に設けるようにしてもよい。ただし、このような２個の嵌挿孔１３の軸心を互いに一致させるにはそれなりに高度な技術が必要となるため、本実施形態の方が、振れ交差をより小さくし易い点で有利である。
【００４７】
さらにまた、ローラ本体１２は、外管１２ａと内管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、ローラ本体１２は、単体の円管から成る通常のパイプによって構成してもよい。この場合、そのパイプの内径を、支軸部１４をそのまま圧入し得る寸法に設定してもよいが、このようにするとパイプが厚肉になってローラ本体１２の重量が増加することになる。そこで、ローラ本体１２の重量の増加を防ぐには、例えば、前記特許文献１と同様に、ローラ本体１２を薄肉パイプ状に形成するとともに、支軸部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に圧入するようにすればよい。
【００４８】
また、本実施形態の現像ローラ１０と同様の構成は、画像形成装置１０に用いられる他のローラ類、例えば感光体ドラム５０の素管や搬送ローラ１０１〜１０４、転写ローラ６２等にも適用可能である。これらに適用すれば、前記と同様に、支軸部１４の耐久性向上を達成できるだけでなく、例えば感光体ドラム５０においては、その外周面に形成される感光層の膜はがれ防止等の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【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）はその一部拡大図である。
【図２】（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を示す斜視図である。
【図３】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。
【符号の説明】
【００５０】
１０ 現像ローラ
１２ ローラ本体
１３ 嵌挿孔
１４ 支軸部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、そ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等の、画像形成装置用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は、現像ローラ、感光体ドラム、搬送ローラ、転写ローラ等の、各種ローラが使用されている。これらの画像形成装置用ローラは、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部に装着され、外部のすべり軸受により回転自在に支持される支軸部とを有している。これらの材質としては、ローラを回転駆動させるトルクの軽減等のため、できるだけ軽量なものが好ましい。このため、従来から、画像形成装置用ローラとして、ローラ本体と支軸部をともにアルミニウム合金によって構成したものが知られていた。
【０００３】
しかしながら、アルミニウムは一般の鋼材に比べて耐摩耗性の点で劣るため、この構成による画像形成装置用ローラでは、すべり軸受により回転自在に支持される支軸部が、すべり軸受との摺動によって激しく磨耗するという問題があった。もちろん、すべり軸受の代わりに転がり軸受を使用すれば磨耗の問題は改善されるが、転がり軸受はすべり軸受に比べて高価であるため、転がり軸受の採用はコスト的に問題があった。そこで、特許文献１には、アルミニウム合金製のローラ本体に、そのローラ本体とは異材質の鋼製の支軸部を圧入することによって構成した現像ローラ（の芯金）が開示されている。この構成によれば、ローラ本体を軽量化しながらも、支軸部の耐久性を向上させることが可能であった。
【０００４】
一方、画像形成装置用ローラには、その種類により、外周面にアルマイト処理が施されたアルミニウム合金製のローラ本体を有するものがある（例えば、特許文献２の現像ローラ参照）。この構成によれば、アルマイト処理によってローラ本体の外周面にアルミニウムの酸化皮膜が形成されるため、ローラ本体の外周面の耐食性や電気絶縁性を向上させることが可能であった。
【特許文献１】特開２００４−２０６０１９号公報
【特許文献２】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】
ここで、前記特許文献１の技術と、前記特許文献２の技術を組み合わせた場合、すなわち、外周面にアルマイト処理が施されたアルミニウム合金製のローラ本体を有する画像形成装置用ローラにおいて、その支軸部を、アルミニウム以外の材質によって構成した場合について考察する。
【０００６】
まず、その製造方法としては、以下のような方法が考えられる。
（ａ）ローラ本体単体の状態でその外周面を加工し、次にその外周面にアルマイト処理を施した後、最後にローラ本体の両端に支軸部を圧入する。
（ｂ）加工前のローラ本体の両端にあらかじめ支軸部を圧入しておき、次にこのうちの支軸部を支持した状態でローラ本体を回転させながらその外周面を加工した後、最後にローラ本体の外周面にアルマイト処理を施す。
【０００７】
しかしながら、これらの製造方法によって製造された画像形成装置用ローラには、それぞれ以下のような問題点が生じると考えられる。
【０００８】
まず、前記（ａ）の方法では、最後に支軸部の圧入を行うため、その圧入時に生じるローラ本体と支軸部との軸心のずれを修正できない。このため、振れ公差（ローラ本体と支軸部との軸心のずれ）が大きくなり易い。
【０００９】
一方、前記（ｂ）の方法では、ローラ本体の両端に圧入された支軸部を支持した状態でローラ本体を回転させながらその外周面を加工するため、振れ公差の問題は生じないが、今度はアルマイト処理時に問題が生じる。すなわち、アルマイト処理は、一般に被処理体をアルマイト処理槽（電解液）に浸漬して行うが、支軸部としてアルミニウム以外の金属材料を用いた場合は、通常、支軸部を構成する金属が電解液に溶解してしまうため、電解液に悪影響を及ぼすことになる。この場合において、支軸部を樹脂カバー等でマスキングすればその問題は解消するが、電解液の支軸部への侵入を完全に防止しようとすれば、マスキング作業が煩雑になり、製造効率が悪くなる。
【００１０】
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、耐久性及び寸法精度に優れるとともに、効率よく製造することのできる画像形成装置用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】
【００１１】
上記課題を解決するためのものとして、本発明は、円筒状の外周面を有するローラ本体と、このローラ本体にその軸心に沿って嵌着され、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支軸部とを有する画像形成装置用ローラであって、前記ローラ本体は、アルミニウム材料から構成され、かつその外周面にはアルマイト処理が施されているとともに、前記支軸部は、チタン材料から構成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
この画像形成装置用ローラによれば、軸受により回転自在に支持される支軸部が、高硬度金属のチタン材料から構成されているため、特に軸受がすべり軸受である場合に、軸受との摺動による支軸部の磨耗を大幅に軽減することができる。また、チタンはアルマイト処理時に電解液に悪影響を与えない安定した金属であることから、ローラ本体のアルマイト処理時に、そのローラ本体に嵌着された支軸部をローラ本体と一緒にアルマイト処理槽に浸漬したとしても、その支軸部にマスキング等の前処理を施しておく必要がないため、効率よくアルマイト処理を行うことができる。さらには、このように支軸部をアルマイト処理の前からローラ本体に嵌着しておけることから、アルマイト処理の前に行われるローラ本体の外周面の加工を、ローラ本体に嵌着された支軸部を支持した状態でローラ本体を回転させながら行うことができるため、ローラ本体の軸心と支軸部の軸心とをほぼ正確に一致させることが可能である。
【００１３】
このような画像形成装置用ローラの用途は特に問わないが、例えば、現像ローラとして使用することが可能である。特に、非接触現像方式の現像装置において使用される現像ローラでは、ローラ本体の外周面に形成されるアルミニウムの酸化皮膜が、現像ローラに印加されるバイアス電圧（ローラ本体の外周面に付着したトナーを、これと対向して配設される感光体ドラム上の静電潜像に円滑に飛翔させるために印加される）のリークを防止するという役割を果たすため、本構成による画像形成装置用ローラは、このような現像ローラに好適に使用することができる。また、前記バイアス電圧は通常、支軸部に印加されるが、支軸部がチタン材料から構成されていれば、アルマイト処理によって外周面に酸化皮膜が形成されることがないため、前記バイアス電圧の印加は良好に行われる。
【００１４】
ここで、前記支軸部は、前記ローラ本体を軸方向に貫通する１個の部材によって構成してもよいが、この支軸部を構成するチタン材料は高価な材料であるため、支軸部は、ローラ本体の一方端と他方端にそれぞれ嵌着される２個の部材によって構成するのが好ましい。これにより、材料の総長さを短くして材料費を節減することができる。また、このような支軸部を前記ローラ本体に嵌着するための手段として、前記ローラ本体に、前記支軸部を圧入するための嵌挿孔を設けてもよい。この場合、前記ローラ本体の一方端と他方端に独立した嵌挿孔を個別に設けてもよいが、この２個の嵌挿孔の軸心を互いに一致させるにはそれなりに高度な技術が必要となる。このため、前記嵌挿孔としては、前記ローラ本体を軸方向に貫通するものがより好ましい。この場合、前記２個の支軸部は、前記ローラ本体の一方端と他方端においてそれぞれ前記嵌挿孔の一部分に圧入すればよい。
【００１５】
また、本発明は、以上のような画像形成装置用ローラの製造方法であって、前記ローラ本体に前記支軸部を嵌着する工程と、このローラ本体に嵌着された支軸部を支持した状態でローラ本体を回転させながらローラ本体の外周面を加工する工程と、この加工後のローラ本体と前記支軸部とをアルマイト処理槽に浸漬することにより、前記ローラ本体の外周面にアルマイト処理を施す工程とを含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、耐久性及び寸法精度に優れるとともに、効率よく製造することのできる画像形成装置用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は本発明の実施の形態にかかる現像ローラを示す図、図２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３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３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８０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（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色用の画像形成ユニット２２Ｋ、２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃから成る画像形成部２２と、この画像形成部２２の下方に配設される用紙搬送ユニット６６と、この用紙搬送ユニット６６と前記画像形成部２２との間に用紙を送り込む給紙ユニット７０と、前記用紙搬送ユニット６６の下流側（図３の左方）に配設される定着ユニット７６とが、略箱型の本体８２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２２Ｋ、２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃは、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色に応じたトナー容器（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３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】
前記用紙搬送ユニット６６は、前記給紙ユニット７０と定着ユニット７４との間を橋渡すように設けられた転写ベルト６０と、この転写ベルト６０を巻き回すためにその両端に設けられた２つの巻回ローラ６４（一方が駆動側、他方が従動側）と、この２つの巻回ローラ６４の間にあって転写ベルト６０を介して前記各感光体ドラム５０に圧接するように配設された４つの転写ローラ６２とを備えている。
【００２３】
この用紙搬送ユニット６６では、反時計方向に回転する転写ベルト６０が、給紙ユニット７０から供給された用紙を下流側へ（図３の左方へ）搬送するとともに、転写ローラ６２が、その用紙を感光体ドラム５０に押し付けることにより、各画像形成ユニット２２Ｋ、２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃの各感光体ドラム５０の外周面に形成された各色のトナー像が順次用紙に転写されるようになっている。
【００２４】
前記給紙ユニット７０は、サイズの異なる用紙を選択的にピックアップして前記用紙搬送ユニット６６に供給するものであり、サイズ別に用紙を収容する複数の給紙カセット７２と、この給紙カセット７２に装填された用紙束の最上位の１枚をピップアップして搬送し、前記転写ベルト６０の上流側（図３の右方）へ送り出すための複数の搬送ローラ１０１〜１０３とを備えている。なお、このうち搬送ローラ１０３は、画像形成部２２における画像形成動作と給紙動作とのタイミングを取るための役割も果たしている（レジストローラ）。
【００２５】
前記定着ユニット７６は、図略のヒータにより加熱される定着ローラ７４を有しており、画像形成部２２で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ものである。そして、この定着ユニット７６によってカラー画像が定着された用紙は、複数の搬送ローラ１０４によって外部に送り出され、本体８２の頂部に形成された排出部８４へ排出される。
【００２６】
次に、図２を用いて、前記現像装置２０について説明する。
【００２７】
図２（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３）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。
【００２８】
この現像装置２０は、前記トナー容器２１（図３）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。
【００２９】
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３）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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
ここで、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。
【００３４】
また、前記磁気ローラ３０と現像ローラ１０との間のギャップは、0.3〜1.5ｍｍ程度に設定するのが好ましい。また、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、150〜400μｍ程度、より好ましくは200〜300μｍ程度に設定するとよい。このギャップが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。
【００３５】
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。
【００３６】
図１（ａ）は現像ローラ１０の全体構成を示す斜視図、同図（ｂ）はその横断面図、同図（ｃ）は縦断面図である。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の両端部に、その軸心に沿って支軸部１４が圧入・固定されることによって構成されている。
【００３７】
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内管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。このうち内管１２ｃの内径は、前記支軸部１４を圧入可能な寸法に設定されている。このことから、内管１２ｃの中空部は、ローラ本体１２を軸方向に貫通するように設けられた、支軸部１４を圧入・固定するための孔と言うことができ、以後、本明細書では、この内管１２ｃの中空部のことを嵌挿孔１３と呼ぶ。
【００３８】
このローラ本体１２の外周面には、所定厚みの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が施されている。このようにローラ本体１２の外周面にアルミニウムの酸化皮膜を形成するのは、外周面の電気絶縁性を高めることによって、前記のように現像ローラ１０に印加される電圧のリークを確実に防止するためである。
【００３９】
前記支軸部１４は、前記ローラ本体１２とは異材質のチタン合金によって構成されている。この支軸部１４は、ローラ本体１２の一方端と他方端においてそれぞれ前記嵌挿孔１３の一部分に圧入される２本の棒状体によって構成されている（１４ａ、１４ｂ）。各支軸部１４ａ、１４ｂは、ローラ本体１２の各端部よりも軸方向外側へ突出するような状態で圧入されており、その突出部分が、例えば銅系焼結金属などから成る、外部のすべり軸受（図示省略）によって回転自在に支持されるようになっている。また、支軸部１４ａ、１４ｂのうちいずれか一方は、図略の駆動源によって回転駆動されるとともに、もう一方（従動側）には、前記交流・直流電源４０，４２によるバイアス電圧が印加されるようになっている。
【００４０】
このような支軸部１４を構成するチタン合金は、耐磨耗性に優れた非常に硬い金属であり、また、通常の鋼材と異なり、アルマイト処理時において電解液に溶解することのない安定した金属でもある。（このため、アルマイト処理品を支持するための治具としても使用されている。）従って、支軸部１４は、これを回転自在に支持するすべり軸受との摺動によってもほとんど磨耗することがなく、また、前記ローラ本体１２がアルマイト処理されるに際しては、何らマスキング等の前処理を施されることなくこのローラ本体１２と一緒にアルマイト処理槽に浸漬されたとしても、電解液に悪影響を与えることがない。しかも、支軸部１４は、アルマイト処理によってその外周面に酸化皮膜が形成されることがないため（導電性に影響を受けることがないため）、前記バイアス電圧の印加時において導通不良を起こすこともない。
【００４１】
以上のような構成による現像ローラ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ローラ本体１２を形成する。次に、このローラ本体１２の一方端と他方端において、各支軸部１４ａ、１４ｂをそれぞれ嵌挿孔１３の一部分に圧入する。そして、この支軸部１４を支持した状態でローラ本体１２を回転させながらローラ本体１２の外周面を加工する。（なお、本実施形態ではさらに、他の組立部品との干渉防止のため、リブ１２ｂの両端部分も、軸方向所定範囲にわたって加工除去する。）このように、支軸部１４を支持した状態でローラ本体１２を加工することにより、両者の軸心をほぼ正確に一致させることができるため、ローラ本体１２と支軸部１４との軸心のずれ（振れ公差）を最小限に抑えることが可能となる。これに対し、例えば、あらかじめローラ本体１２の外周面を加工・アルマイト処理しておき、最後に支軸部１４の圧入を行うというような方法を採ることも可能であるが、このようにすると、支軸部１４の圧入時に不可避的に生じる、ローラ本体１２と支軸部１４との軸心のずれを修正できないため、前記のような方法に比べて振れ公差は大きくなる。しかも、前記現像ローラ１０は、一般に振れ公差が０．０２ｍｍ以下であることが要求されるため、この精度を満足させるには、やはり前記のように、支軸部１４の圧入後にローラ本体１２を加工する方法の方がより好ましい。
【００４２】
次に、このようにして組立・加工された現像ローラ１０を、アルマイト処理槽（電解液）に浸漬してアルマイト処理を行い、ローラ本体１２の外周面にアルミニウムの酸化皮膜を形成する。（なお、本実施形態では、ローラ本体１２の外管１２ａと内管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、内管１２ｃの外周面にもアルマイト処理が施されることになる。）このアルマイト処理においては、ローラ本体１２と一緒に支軸部１４もアルマイト処理槽に浸漬されるが、前記のように、支軸部１４は電解液に悪影響を与えないチタン合金によって構成されているため、この支軸部１４は、マスキング等の前処理を施すことなく、そのままアルマイト処理槽に浸漬することができる。以上の工程によって現像ローラ１０が完成する。
【００４３】
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、すべり軸受により回転自在に支持される支軸部１４が、高硬度金属のチタン合金によって構成されているため、すべり軸受との摺動による支軸部１４の磨耗を大幅に軽減することができる。また、チタン合金はアルマイト処理時に電解液に悪影響を与えない安定した金属であることから、ローラ本体１２のアルマイト処理時に、そのローラ本体１２に圧入された支軸部１４をローラ本体１２と一緒にアルマイト処理槽に浸漬したとしても、その支軸部１４にマスキング等の前処理を施しておく必要がないため、効率よくアルマイト処理を行うことができる。さらには、このように支軸部１４をアルマイト処理の前からローラ本体１２に圧入しておけることから、アルマイト処理の前に行われるローラ本体１２の外周面の加工を、その両端に圧入された支軸部１４を支持した状態でローラ本体１２を回転させながら行うことができるため、両者の軸心をほぼ正確に一致させることが可能である。
【００４４】
なお、本実施形態では、支軸部１４は、ローラ本体１２の一方端と他方端にそれぞれ圧入される２本の棒状体によって構成したが、これを、ローラ本体１２を軸方向に貫通する１本の棒状体によって構成してもよい。ただし、支軸部１４を構成するチタン合金は高価な材料であることを考慮すると、本実施形態の方が、材料の総長さが短くて済むため、コスト的には有利である。
【００４５】
また、支軸部１４は、ローラ本体１２の嵌挿孔１３に圧入されることによりローラ本体１２に固定されるものとしたが、容易に外れない程度に固定できる手段であればこれに限るものではなく、例えば溶接や接着等によって固定されるものとしてもよい。
【００４６】
また、支軸部１４が圧入される嵌挿孔１３は、ローラ本体１２を軸方向に貫通するように設けたが、前記ローラ本体の一方端と他方端に、独立した（ローラ本体を貫通しない）嵌挿孔１３を個別に設けるようにしてもよい。ただし、このような２個の嵌挿孔１３の軸心を互いに一致させるにはそれなりに高度な技術が必要となるため、本実施形態の方が、振れ交差をより小さくし易い点で有利である。
【００４７】
さらにまた、ローラ本体１２は、外管１２ａと内管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、ローラ本体１２は、単体の円管から成る通常のパイプによって構成してもよい。この場合、そのパイプの内径を、支軸部１４をそのまま圧入し得る寸法に設定してもよいが、このようにするとパイプが厚肉になってローラ本体１２の重量が増加することになる。そこで、ローラ本体１２の重量の増加を防ぐには、例えば、前記特許文献１と同様に、ローラ本体１２を薄肉パイプ状に形成するとともに、支軸部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に圧入するようにすればよい。
【００４８】
また、本実施形態の現像ローラ１０と同様の構成は、画像形成装置１０に用いられる他のローラ類、例えば感光体ドラム５０の素管や搬送ローラ１０１〜１０４、転写ローラ６２等にも適用可能である。これらに適用すれば、前記と同様に、支軸部１４の耐久性向上を達成できるだけでなく、例えば感光体ドラム５０においては、その外周面に形成される感光層の膜はがれ防止等の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【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）はその一部拡大図である。
【図２】（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を示す斜視図である。
【図３】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。
【符号の説明】
【００５０】
１０ 現像ローラ
１２ ローラ本体
１３ 嵌挿孔
１４ 支軸部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の外周面を有するローラ本体と、このローラ本体にその軸心に沿って嵌着され、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支軸部とを有する画像形成装置用ローラであって、
前記ローラ本体は、アルミニウム材料から構成され、かつその外周面にはアルマイト処理が施されているとともに、
前記支軸部は、チタン材料から構成されていることを特徴とする画像形成装置用ローラ。
【請求項２】
前記画像形成装置用ローラが現像ローラであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置用ローラ。
【請求項３】
請求項１又は２記載の画像形成装置用ローラにおいて、
前記ローラ本体には、前記支軸部を圧入するための嵌挿孔が、前記ローラ本体を軸方向に貫通するように設けられ、
前記支軸部は、前記ローラ本体の一方端と他方端においてそれぞれ前記嵌挿孔の一部分に圧入される２個の部材によって構成されていることを特徴とする画像形成装置用ローラ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置用ローラの製造方法であって、
前記ローラ本体に前記支軸部を嵌着する工程と、
このローラ本体に嵌着された支軸部を支持した状態でローラ本体を回転させながらローラ本体の外周面を加工する工程と、
この加工後のローラ本体と前記支軸部とをアルマイト処理槽に浸漬することにより、前記ローラ本体の外周面にアルマイト処理を施す工程とを含むことを特徴とする画像形成装置用ローラの製造方法。
【請求項１】
円筒状の外周面を有するローラ本体と、このローラ本体にその軸心に沿って嵌着され、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支軸部とを有する画像形成装置用ローラであって、
前記ローラ本体は、アルミニウム材料から構成され、かつその外周面にはアルマイト処理が施されているとともに、
前記支軸部は、チタン材料から構成されていることを特徴とする画像形成装置用ローラ。
【請求項２】
前記画像形成装置用ローラが現像ローラであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置用ローラ。
【請求項３】
請求項１又は２記載の画像形成装置用ローラにおいて、
前記ローラ本体には、前記支軸部を圧入するための嵌挿孔が、前記ローラ本体を軸方向に貫通するように設けられ、
前記支軸部は、前記ローラ本体の一方端と他方端においてそれぞれ前記嵌挿孔の一部分に圧入される２個の部材によって構成されていることを特徴とする画像形成装置用ローラ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置用ローラの製造方法であって、
前記ローラ本体に前記支軸部を嵌着する工程と、
このローラ本体に嵌着された支軸部を支持した状態でローラ本体を回転させながらローラ本体の外周面を加工する工程と、
この加工後のローラ本体と前記支軸部とをアルマイト処理槽に浸漬することにより、前記ローラ本体の外周面にアルマイト処理を施す工程とを含むことを特徴とする画像形成装置用ローラの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−３２３２７２（Ｐ２００６−３２３２７２Ａ）
【公開日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１４８１５３（Ｐ２００５−１４８１５３）
【出願日】平成１７年５月２０日（２００５．５．２０）
【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１１月３０日（２００６．１１．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月２０日（２００５．５．２０）
【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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