JPH0934245A - 電子写真術用材料移動ローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 材料移動用電子写真術ローラの実施例を図示し、説明す
るが、各実施例は隆起のある外面を備えている。隆起は
右向きまたは左向きに、または他の傾き（非半径方向お
よび非水平方向）で存在することができる。隆起はこの
ようなパターンで横たわっているので、隆起はトナー材
料または他の材料をローラ上を半径方向に、または拘束
面に向かって移動させ、またローラの回転中隆起と材料
または拘束面との間の接触に隙間が存在しないようにな
る。ローラは好適には外部隆起のある非分解材料のスリ
ーブまたは管により覆われたシャフトから作られる。隆
起付き管は捻られ、シャフトに固定されて隆起が好適に
しかも実質上ローラ軸に垂直から４５−７５゜の角度で
走るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の分野】本発明は、一般に、電子写真術において
円筒の周りで材料を移動させる装置に関する。更に詳細
に述べれば、本発明は材料を汚さずに且つローラ駆動列
の無効衝撃または推力負荷を生ずることなく材料を移動
させる円筒またはローラに関する。

【０００２】

【発明の背景】現在、電子写真術（ＥＰ）現像剤システ
ムでは乾燥現像剤材料を現像剤缶室内の種々の位置に移
動させるのに数本のローラを使用している。光伝導体ド
ラム（12）と接触している現像剤缶室（10）の概略側面
図を図１に示す。

【０００３】図１の現像器の装置および動作を現像材料
の経路を現像剤缶室（10）を通じて追跡することにより
説明することができる。現像材料は典型的にトナーおよ
び個別キャリア粒子から構成され、ここでは「トナー1
4」と呼ぶ。余剰または残余のトナー（14）は現像器ス
リーブから刃（18）により除去される。トナーは刃（1
8）の上に堆積し、上部ローラ（20）に向かって落下す
る。上部ローラ（20）は、図１の斜視図で見て、時計方
向に回転し、トナー（14）をその上部上方を缶室貯蔵部
（22）内に移動させ、または運ぶ。この貯蔵部（22）
で、二本の混合ローラ（24）が互いに逆に回転してトナ
ー（14）を混合し、均質なトナー供給品を得る。下部ロ
ーラ（26）は混合貯蔵部（22）の下からトナー（14）と
接触して回転し、トナー（14）を抵抗面（27）に向かっ
て計量ロッド（28）の方へ移動させる。計量ロッド（2
8）はスリーブ（16）と密接しており、ほぼ単層のトナ
ー（14）をロッド（28）とスリーブ（16）との間のニッ
プを通して運び、トナーの抑制され計量された層がスリ
ーブ（16）に接着するようにする。スリーブ（16）から
光伝導体（「ＯＰＣ」）（12）に移らないトナー（14）
は除去用刃（18）の方へ逆に走り、貯蔵部（22）に戻
る。

【０００４】カラー現像剤ユニットには、各々を異なる
色のトナー用として複数のこのような現像剤缶室（10）
を典型的に使用する。典型的トナー（14）は、たとえ
ば、40-50ミクロンのフェライト粒子および10-15ミクロ
ンのカラー粒子または7-12ミクロンの黒粒子から構成す
ることができる。

【０００５】上部ローラ（20）および下部ローラ（26）
を本発明の実施例として図１に示してあり、それらの外
面は図４Ａおよび図４Ｂのローラ（50）の外面と同じで
ある。しかし、これまでは慣習的上部および下部ローラ
は次の二つの構成のどちらかであった。ａ）シャフト円
周面全体の周りに連続気泡発泡体の薄い皮膜を有する長
いシャフト、またはｂ）外車形式のローラ。

【０００６】慣習的発泡体被覆ローラはトナーの供給品
（14）とともに回転し、連続気泡発泡体でトナーを拾い
上げ、移動させることにより動作する。したがって、連
続気泡発泡体はトナーを掬って移動させるウェブまたは
複数のカップ状セルのように働く。

【０００７】慣習的発泡体被覆ローラは現像剤システム
を汚染しやすい。発泡体の緩い粒子および欠片が、これ
らはローラ製造プロセスから残存しているかまたはロー
ラの使用中分離したものであるが、トナーを汚染し、現
像剤システムに問題を引き起こす。特に、発泡体の欠片
は現像剤スリーブに切り目を付ける傾向があり、白線の
ような現像傷を生ずる。

【０００８】慣習的外車形式のローラにはトナーに対し
てまたはローラの近くに平行にある刃またはシール面に
対して回転する水平刃またはリブが離して設けられてい
る。外車形式のローラを図２Ａおよび図２Ｂに示す。外
車をトナー（14）、刃（18）、または表面（27）と係合
させるとローラの非一様角速度が生ずる。この非一様角
速度は振動、光伝導体ドラム（12）とＥＰレーザまたは
他の光源との間の相対運動、およびローラ駆動装置にか
かる大きい変化する負荷を生ずる。このような振動およ
び衝撃波は画像の精度を下げ、ＥＰシステムの磨耗率を
増大する。

【０００９】

【発明の概要】本発明の目的には慣習的ＥＰ材料移動ロ
ーラの汚染の問題および無効負荷の問題の排除がある。
本発明はこれら問題を除去し、したがって、関連する印
刷傷およびＥＰ機器の過剰磨耗および裂目を防止する。

【００１０】本発明は材料移動ローラの、および、特
に、現像剤缶室の上部ローラおよび下部ローラの新規な
外面から構成されている。ローラの外面は従来のローラ
に関連する問題を防止するための、非分解の、隆起のあ
る、傾いた表面である。

【００１１】外面は頑強で、非分解であるから汚染物が
トナーまたは他のＥＰ材料に入らず、また粒子またはロ
ーラの欠片がトナーまたは他のＥＰ材料に入らない。し
たがって、本発明はＥＰ表面がトナーおよびキャリア材
料の汚染によりローラの欠片と緊密に結合することを極
小にするかまたは排除する。

【００１２】ローラの外面は、トナーまたは他のＥＰ材
料を移動する隆起および凹みの組合せがあるという点
で、平らではない。これら隆起の配列には少なくとも二
つの重要な効果がある。 １）隆起はローラとＥＰ材料または表面との係合の時間
を分散させる。ローラ外面にはローラの円周の周りのす
べての半径方向位置に少なくとも一つの隆起の部分があ
るので、ローラはトナーにまたはローラがそれに向かっ
てトナーを動かしている拘束表面に隆起表面を連続的に
提示する。好適にローラに沿って端から端までずっと水
平に（軸方向に）延長する凹みは存在しない。換言すれ
ば、本発明のローラの端面図はローラ円周の周りにずっ
とすべての半径方向位置にローラから突出している隆起
を示す。したがって、材料または表面に間欠的に、離し
て設けられた水平の外車が衝突する代わりに、本発明の
ローラ面にはＥＰ材料または表面に連続的に接触する隆
起がある。隆起表面を、間欠的にではなく、連続的にＥ
Ｐ材料または表面に提示することにより、隆起の係合の
時間がローラ回転の全期間にわたって分散し、したがっ
てローラ駆動にかかる負荷が分散して滑らかになる。こ
の係合の分散時間によりローラ駆動装置の負荷の変動お
よび振動が非常に小さくなり、結果としてＥＰ装置に関
する問題が極小になる。 ２）本発明のローラがＥＰ材料内でまたはＥＰ材料と共
に回転するとローラ軸に垂直な方向に実質上軸方向の移
動より大きい材料移動が生ずる。ローラは、現像器の上
部ローラに典型的であるように、ローラ上方の材料の上
分配を生ずるか、または現像器の下部ローラに典型的で
あるように、拘束面に対する材料の優先的運動を生ず
る。ローラの上方でまたは拘束面に対してまたは沿って
ＥＰ材料を効果的に移動するためには、隆起は水平では
なく（すなわち、ローラ軸に平行ではなく）および半径
方向ではなく（すなわち、ローラ軸に垂直ではなく）、
実質的にローラ外面を横断する角度で存在すべきであ
る。ねじ山の言葉で言えば、隆起は図３に示すように０
゜より大きく90゜より小さいねじ進み角（λ）でローラ
面を横断すべきである。約45-75゜の範囲にある進み角
の隆起の実質的部分を設けることが望ましい。この好適
範囲にある進み角は軸方向ではなくローラ軸に垂直な方
向に効率良い材料移動を生ずる。

【００１３】改善された材料移動ローラの好適実施例は
右または左ねじのパターン、または右ねじから左ねじに
切り替わるパターン、またはランダムな波状パターンと
して設けられた外部隆起を持つ外面を備えている。この
好適実施例は駆動シャフトを複数の外部隆起を備えた柔
軟な管で囲み、管を捻って傾斜パターンの隆起を形成
し、管をシャフトに固定して隆起を傾斜パターンに維持
することにより作ることができるる

【００１４】本発明の他の好適実施例はモノフィラメン
ト線または他の非分解コードをローラの周りに全般的に
螺旋状または傾斜状パターンで巻いて固定することによ
り作られる。

【００１５】

【好適な実施例の説明】図４−図８に、本発明の材料移
動ローラの、数種の、ただし一つだけではない実施例が
図示してある。図４−図６は本発明によるローラ（50、
52、54）の実施例を示し、それらは軟らかい、捻り得
る、隆起付き管（56）をシャフト（58）の上で捻り、固
定することにより作られている。図７および図８は本発
明のローラ（60、62）の実施例を示し、それらはモノフ
ィラメント線（64）を円筒（66）の周りに巻いて固定す
ることにより作られている。

【００１６】各ローラの実施例には隆起付き、傾斜型、
および非分解である組織を持つ外面（68、70）がある。
外面の隆起（72、74）および凹み（76、78）はＥＰ材料
を移動させるための不平坦面を作っている。隆起（72、
74）は外面（68、70）を横断して非軸方向および非半径
方向に延長しているということにおいて傾いている、す
なわち、０＜λ＜90の「進み角」で傾いている。隆起が
傾いているということは隆起の係合の時間を分散するた
めと材料を半径方向に優先的に移動するためとである。
外面および隆起は非分解であるから、汚染物がトナーに
入って究極的にＥＰ面を傷つけ、印刷傷を生ずるという
ことがない。

【００１７】隆起（72、74）が水平でないため、ローラ
（50、52、54、60、62）の回転中常にＥＰ材料またはＥ
Ｐ表面に提示されている少なくとも一つの、好適には多
数の、隆起（72、74）の部分が連続して存在する。非水
平隆起部分は移動しようとする材料または材料を押しつ
けようとする拘束面との、間欠的ではない、連続した滑
らかな接触を生ずる。好適には、ただし必要ではない
が、隆起の実質的部分は外面上に少なくとも約75゜より
少ない進み角で存在しているので、連続且つ滑らかな隆
起接触が多数の密接した隆起なしで達成することができ
る。

【００１８】その他、隆起（72、74）の進み角（λ）は
好適に約45゜より大きいので、ローラが回転すれば、Ｅ
Ｐ材料の軸方向移動ではなく実質上ローラ軸に垂直なＥ
Ｐ材料の移動を生ずる。このように、本発明のローラは
材料を上部分配用ローラ上方でまたは拘束面に沿ってロ
ーラ軸に全般的に垂直に移動させる。

【００１９】それ故、隆起接触および垂直移動の双方を
最適にするには、隆起の好適角度は45＜λ＜75゜であ
る。隆起の必ずしも全区域が好適範囲にある必要はない
が、好適には実質的部分がこの範囲にある。たとえば、
右ねじ隆起の向きと左ねじ隆起の向きとの間で移り変わ
る隆起区域は典型的にほぼ水平である。

【００２０】説明および「特許請求の範囲」で、「進み
角」という用語は隆起が好適にローラ面上に横たわる角
度を明瞭にするのに使用しているが、本発明をねじ山類
似のローラ円周を螺旋状にまたは丸く取り囲む隆起を持
つ実施例に限定するつもりはない。

【００２１】図４−図６のローラ（50、52、54）の外面
は軟らかい、捻り得る材料の管（56）をシャフト（58）
の上に取り付け、所定位置で捻り、固定すると作られ
る。管（56）を好適には他の取り付け手段を全く使用せ
ずに捻ったままになるようにシャフト（58）に充分きつ
く締め付けることにより所定位置に固定することができ
る。代わりに、管（56）をシャフト（58）の所定位置に
糊付けするか、または他の取り付け手段によりシャフト
に固定することができる。管（56）をＲＴＶシリコンで
作ることができ、シアノアクリレート接着剤を使用して
管を固定することができる。「軟らかい」という用語は
管（56）が好適にデュロメータの読み35−60ショアＡの
範囲を示すことを意味するのに使用する。「捻り得る」
という用語は管（56）をシャフト（58）の周りに半径方
向に充分捻って非水平隆起部分を生じ、重大な座屈、重
大な伸張または管（56）の弱化を生じないことを意味す
るのに使用する。

【００２２】図４Ｂは図４Ａのローラの端面図を示し、
傾斜隆起（72）が凹み（76）の区域が端面図で見えない
が、隆起の端（80）および隆起の側面（82）だけが見え
るように配列されていることを示している。換言すれ
ば、凹み（76）はローラ上で端から端までずっと水平
（または軸方向）になつている。

【００２３】図４および図５の実施例では、管（56）は
捻られて、隆起（72）をそれぞれ全般的に右ねじの向き
に、および右ねじおよび左ねじの組合せに設置してい
る。図６は一層波形の捻りを示し、右傾斜隆起と左傾斜
隆起との間の遷移区域で幾らか水平隆起領域がある隆起
の実質的傾斜部分を生じている。図６の隆起はローラの
周りの螺旋ではなくローラ表面に沿って「波打って」お
り、ローラの周りに半回転未満存在している。

【００２４】管（56）を捻ると図４および図６でのよう
に、規則正しい一貫したパターンを生ずることがある。
代わりに、捻りを、たとえば、ローラの長さに沿って進
み角が変化する一層規則正しいパターンを生ずるように
行なうことができる。

【００２５】図７および図８の実施例では、外面（70）
の組織は直径約0.6-1.0mmのモノフィラメント線（64）
を円筒（66）の周りに巻いて固定し、線（64）が外面
（70）の上に隆起（74）を形成し、線（64）の部分の間
の空間が凹み（78）を形成するようにして作られてい
る。線（64）を図７および図８の場合のように、規則正
しい螺旋パターンに、または一層規則正しいパターンに
巻くことができる。線を、たとえば、接着剤により、端
にある固定キャップ（86）により、端にあけた穴に結ぶ
か糊付けするか、またはこれらの方法の組合せにより固
定することができる。線（64）は好適にはモノフィラメ
ントであるが、説明および「特許請求の範囲」での用語
「線」はモノフィラメントまたはマルチフィラメントを
含むことがあり、糸、紐、コード、または分解しないロ
ープを含んでいる。

【００２６】代わりに、ローラの外面を、本発明に従っ
て、モールディング、押し出し、機械加工、または切削
により、または外面に隆起および凹みを形成する他の方
法により作ることができる。このような方法で作られる
ローラは外面を捻らずに本来的に傾いている隆起を持つ
ことができる。説明および「特許請求の範囲」で、「隆
起」および「複数の隆起」という用語は一つの隆起がロ
ーラの周りにおよび／またはローラに沿って存在し、好
適にはローラ外面全体にわたり持ち上がった区域および
凹んだ区域を形成しているか、または、幾つかの別々の
隆起がローラの周りにおよび／またはローラに沿って存
在し、そのようになっているということを意味する。そ
れで、「隆起」は一つ以上の長い連続隆起、または複数
の短い別々の隆起を包含している。

【００２７】本発明を上に特定の手段、材料、および実
施例を参照して説明してきたが、本発明はそれら開示し
た特定事項に限定されるものではなく、代わりに「特許
請求の範囲」の範囲内に入るすべての同等事項まで広が
っていることを理解すべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＥＰ現像剤缶室の概略端面図である。

【図２Ａ】慣習的外車型ローラの前面図である。

【図２Ｂ】図２Ａの慣習的ローラの端面図である。

【図３】ねじまたはシャフトのねじ進み角の概略表現で
ある。

【図４Ａ】本発明の一実施例の前面図であり、ローラが
右ねじ山位置で構成された隆起のある外管を備えてい
る。

【図４Ｂ】図４Ａの実施例の端面図である。

【図５】本発明の他の実施例の前面図であり、ローラは
右ねじ山および左ねじ山の組合せで構成されている隆起
のある外管を備えている。

【図６】本発明の他の実施例の前面図であり、ローラは
波形パターンで構成された隆起のある外管を備えてい
る。

【図７】本発明の他の実施例の前面図であり、ローラに
はローラの周りに巻かれて左ねじ山の向きの隆起を形成
しているモノフィラメント線を備えている。

【図８】本発明の他の実施例の前面図であり、ローラに
はローラの周りに巻かれて右ねじ山の向きの隆起を形成
している二重モノフィラメント線を備えている。

【符号の説明】

10 現像剤缶室 12 光伝導体ドラム 14 トナー 16 スリーブ 18 刃 50、52,54 ローラ 56 管 58 シャフト 60、62 ローラ 64 線 68、70 ローラ外面 72、74 隆起 76、78 凹み

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真術で材料を移動させるための、
   軸長のあるローラが、 ａ． その外面に実質上45゜より大きく90゜より小さい
   範囲の進み角の隆起および凹みが設けられており、 ｂ， 前記隆起および前記凹みはいずれもローラの軸長
   全体に沿って真っすぐに延長していないことを特徴とす
   る、ローラ。
2. 【請求項２】 前記隆起は少なくとも45゜から75゜まで
   の範囲の進み角で設けられている請求項１に記載のロー
   ラ。
3. 【請求項３】 ローラの周りの各隆起の延長は半回転よ
   り少ない請求項１に記載のローラ。
4. 【請求項４】 電子写真術で使用するローラを製作する
   方法であって、 ａ． 管に沿って全般的に端から端まで外部隆起が走っ
   ている捻り得る材料の管を形成し、 ｂ． シャフトを前記管に挿入し、 ｃ． 隆起が実質上０゜より大きく90゜より小さい範囲
   の進み角で延長するようにシャフトの上で管を捻り、 ｄ． 捻った管をシャフトに固定して管が捻られたまま
   になるようにすることを特徴とする、方法。
5. 【請求項５】 隆起の進み角が45゜以上であるように管
   を捻る請求項４に記載の方法。
6. 【請求項６】 隆起の進み角が45゜から75゜までの範囲
   にあるように管を捻る請求項４に記載の方法。
7. 【請求項７】 ローラの周りの各隆起の延長は半回転よ
   り少ない請求項４に記載の方法。
8. 【請求項８】 円筒の外面の周りに線を巻き、外面に隆
   起を形成することから成る電子写真術に使用するローラ
   を製作する方法。
9. 【請求項９】 線を巻き、実質上45゜以上の進み角で隆
   起を形成する請求項８に記載の方法。
10. 【請求項１０】 線を巻き、進み角が実質上45゜から75
    ゜までの範囲にあるように隆起を形成する請求項８に記
    載の方法。