JP2002229334A - 画像形成装置・現像装置のトナーパドル軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、現像装置や画像形成装置にお
けるパドルやオーガの軸受部にトナー詰まりを防止する
溝を設けたことを特徴とする現像装置や画像形成装置を
提供することにある。 【解決手段】パドル４１の回転自在を妨害しない程度の
大きさの溝を軸受け４２に設ける。パドル４１が、軸受
け４２とのギャップにトナーＴを詰め込むタイミングで
も、トナーＴは溝からギャップ外に出て行き、トナー詰
まりを起こさない。 【効果】現像装置や画像形成装置において、パドルやオ
ーガ等の軸受部でのトナー詰まりを防止する現像装置や
画像形成装置を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置本体
に対して現像装置のトナーを現像する際に、トナーを搬
送，回収，攪拌するパドルを有する現像装置、または廃
トナー等を搬送するために回転オーガを有する画像形成
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像形成装置において、感光体に
静電潜像を形成するものでは、その静電潜像をトナーに
て可視化するために現像装置が用いられている。現像装
置は静電潜像の現像の際に、トナーを現像装置の静電潜
像保持手段に供給するための供給パドルや、過剰供給し
たトナーを回収する回収パドルや、あるいは凝集したト
ナーを攪拌させる攪拌パドルなど、画像形成装置からの
駆動力を伝達させてトナーを搬送，回収，攪拌する構成
となっている。

【０００３】また、普通画像形成装置において、完全に
中間転写体や用紙に転写されずに廃トナーとして回収さ
れるトナーがある。廃トナーを搬送して回収タンク等に
回収するため、オーガ等を用いて搬送する手段がある。

【０００４】トナーはその個々の大きさが数μｍから十
数μｍと非常に小さく、構成物性等から、一旦攪拌等行
われると暫くの間流動性を持つ。流動性を持ったトナー
は、係合部材等の隙間に入り込み易くなる。

【０００５】各パドルやオーガは、普通、軸受け部との
間に材質違いによる熱収縮を考慮したギャップを保って
構成されている。また、擂粉木状態となって、摩擦熱を
発生させトナーを融解させてしまう事を防ぐため、特に
高速で駆動する軸受けにおいては回転自在にして保持し
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記軸受けにおいて、
パドルやオーガ軸端に接触する、または接触する可能性
がある場合、高速駆動時に摩擦熱を発生させてしまい、
トナーを融解してしまう。その結果、融解したトナーが
軸受け内に詰まり、パドルやオーガとその摺動する周辺
を固着させ、ロック状態となり、パドルやオーガの稼動
を不能としてしまう場合がある。

【０００７】さらに、特開平７−１３４４９７号公報記
載のような手段では、接触する面積を低減しただけで、
摩擦熱の発生を抑える効果が小さい。

【０００８】また、摺動部へのトナーの侵入はもとよ
り、除去する手段もないため、特に高速駆動時はトナー
が押し詰められてしまい、熱収縮を考慮したギャップを
埋めてしまい、押し詰められたトナーがパドルやオーガ
を押付けてトルクアップを招き、駆動部，軸受け部に摩
擦熱を発生させてしまう。

【０００９】本発明の目的は、簡易な手段でパドルやオ
ーガの軸端と軸受けが接触せず、かつ、侵入したトナー
を押し詰めさせる事なく、高速駆動を可能としたことを
特徴とする現像装置や画像形成装置を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、静電潜像を可視化するためのトナーが充
填されており、現像時にトナーを静電潜像保持手段方向
へ搬送する搬送パドル、または前記静電潜像保持手段に
保持されなかったトナーを回収する回収パドル、さらに
はトナーの凝集を解除するための攪拌パドルのうち、い
ずれかを少なくとも一つ以上有する現像装置において、
パドル軸受部にトナー詰まりを防止する溝を設けたこと
を特徴とする画像形成装置を提案するものである。

【００１１】さらに、本発明は、上記目的を達成するた
めに、現像装置は、パドルの駆動力を一端より伝達し、
他端はパドルの回転自在に保持しており、溝は、そのパ
ドルの回転自在を弊害としないことを特徴とする画像形
成装置を提案するものである。

【００１２】また本発明は、静電潜像の形成された潜像
保持手段と、前記静電潜像をトナーにて可視化する現像
装置と、前記現像装置によって現像された像が転写され
た記録媒体を定着する定着器を有し、前記現像装置を着
脱自在に装着する手段を有し、さらに、前記現像装置に
は複数種類あり、前記複数種類の現像装置のうち、少な
くとも一つ以上は前記溝を設けた軸受けを使用する現像
装置であることを特徴とする画像形成装置を提案するも
のである。

【００１３】また本発明は、廃トナー等を搬送するため
に回転するオーガを有する画像形成装置において、前記
オーガの軸受け部にトナー詰まりを防止する溝を設けた
ことを特徴とする画像形成装置また本発明は、静電潜像
の形成された潜像保持手段と、前記静電潜像をトナーに
て可視化する現像装置と、前記現像装置によって現像さ
れた像が転写された記録媒体を定着する定着器を有し、
前記現像装置を着脱自在に装着する手段を有し、さら
に、前記現像装置には複数種類あり、前記複数種類の現
像装置のうち、少なくとも一つ以上は前記溝を設けた軸
受けを使用する現像装置であることを特徴とする画像形
成装置を提案するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例に係るカ
ラー画像形成装置の構成および動作の説明を、図を用い
て説明する。

【００１５】図３は、この実施形態における小型のカラ
ー画像形成装置の断面側面図である。

【００１６】このカラー画像形成装置１は、機枠体（外
枠）によって構成される本体外郭２内の図中中央部に潜
像保持手段である感光ベルト３を垂直方向に長く環状に
設置し、この感光ベルト３を境にして、図中左側に中間
転写体である転写ドラム６と転写装置１２と記録媒体の
給紙装置１０と定着器１４を配置し、図中右側には微小
着色粉体として４色の異なる色のトナーを充填した現像
装置３０Ｋ，３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃを配置している。

【００１７】現像装置３０Ｃの下側には感光ベルト３に
潜像を形成するための露光装置５を配置し、更にその下
側には記録媒体を収容する給紙カセット９を配置する。

【００１８】転写ドラム６の周囲には、転写装置１２
と、記録媒体剥離装置１３と、中間転写体清掃装置１６
を配置し、感光ベルト３の周囲には帯電装置４と、残像
除去装置７と、感光体清掃装置８を配置する。

【００１９】感光ベルト３は、駆動装置（図示省略）に
より矢印２１ａの方向に回動するように駆動する。そし
て、回動する感光ベルト３の表面の感光層は、先ず、帯
電装置４によって一様に帯電する。次に、露光装置５に
より、パソコンやイメージスキャナ等により作成した文
字情報やイメージ等の印字情報に従ってドット単位で感
光ベルト３を露光することにより該感光ベルト３の表面
に静電潜像を形成する。その後、この感光ベルト３の表
面上の静電潜像を現像装置３０Ｋ，３０Ｙ，３０Ｍ，３
０Ｃの何れかを選択的に使用して現像することによって
トナー像転写を実現する。

【００２０】第１転写位置２２ａを通過した感光ベルト
３は、残像消去装置７による一様な光照射によって静電
潜像を消去することにより、表面電位を一定レベル以下
に落す。その後、第１転写で転写されずに感光ベルト３
の表面に残った残トナーを感光体清掃装置８で除去する
ことにより感光ベルト３の表面を清掃し、次のトナー像
を形成可能な状態とする。

【００２１】このようなトナー像形成および転写の１サ
イクルの動作を、転写ドラム６の１周回のタイミングに
合わせて現像装置３０Ｋ，３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃを選
択的に使用して順次行うことにより、転写ドラム６の表
面上に単色トナー像を重ね合わせた複数色のカラートナ
ー像を形成する。

【００２２】一方、用紙やＯＨＰシート等の記録媒体
は、タイミングをとって給紙装置１０から第２転写位置
２２ｂに供給し、転写ドラム６の表面に形成されている
単色あるいはカラートナー像を転写装置１２の働きによ
ってこの記録媒体に転写する。

【００２３】転写ドラム６からトナー像が転写された記
録媒体は、記録媒体剥離装置１３によって転写ドラム６
から剥離され、定着器１４によってトナー像を記録媒体
に溶融定着し、排紙装置１５により本体外郭２の上面の
排紙トレーに排紙する。

【００２４】一方、記録媒体へトナー像を転写した後の
転写ドラム６の表面に残っている残トナーは中間転写体
清掃装置１６によって清掃し、感光ベルト３から次のト
ナー像を転写可能な状態にする。

【００２５】記録媒体の給紙から排紙までの搬送経路を
できる限り簡略化し、搬送経路の曲率半径を大きくする
ことによって、搬送途中での紙詰まりを防止し、信頼性
を向上させることができる。また、紙詰まり発生時の解
消処理操作も簡単に行うことができる。更に、厚紙等も
使用する多種記録媒体方式の画像形成装置にも対応する
ことができる。

【００２６】この実施形態では、記録媒体搬送経路を略
円弧状に形成し、転写ドラム６と感光ベルト３と現像装
置３０Ｋ，３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃと露光装置５を前記
記録媒体搬送経路の内側に配置することによって、本体
外郭２内の空間を有効利用して該本体外郭２を小型化
し、搬送経路を簡略化し、印字面を下向きにして記録媒
体を排出する構成とした。

【００２７】このような構成とすることによって搬送経
路を簡略化することができ、且つ、殆どの構成ユニット
を搬送経路よりも内側に配置したことによって、搬送経
路が機枠体（外枠）に近くなり、搬送経路を開放し易く
なるために、紙詰まり発生時の解消処理操作も簡単にす
ることができる。また、記録媒体が印字面を下向きにし
て本体外郭２上に排出されることにより、排出されて本
体外郭２上に積み重なった記録媒体は、印字面側が上を
向くように取り出すと、上側から下側に印刷順に並ぶよ
うに積み重なる利点がある。

【００２８】潜像保持体を感光ベルト３によって構成
し、現像領域では直線的に移動するように長円形軌道を
回動する構成としたことによって、複数の現像装置３０
Ｋ，３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃを略同一の形状に構成して
感光ベルト３の直線領域に対向するように並べて配置す
ることができるようになり、現像装置３０Ｋ，３０Ｙ，
３０Ｍ，３０Ｃの生産性を高めることができると共にそ
の１つを現像する色に合わせて選択的に使用するための
交替機構も簡素化して小型化および低価格化に貢献する
ことができる。また、感光ベルト３を垂直方向に長く縦
長形状に配置することによって同一周長の感光ベルト３
が占有する空間を小さくすることができるために、本体
外郭２の小型化に貢献することができる。

【００２９】記録媒体を本体外郭２内の下部から上部に
向けて搬送するとき、転写ドラム６は矢印２１ｃの方向
に回動し、感光ベルト３は矢印２１ａの方向に回動する
ことによって各接触点におけるそれぞれの回動方向が同
方向になることから、振動等の問題の少ない構成が得ら
れる。また、転写ドラム６を感光ベルト３に圧接して該
感光ベルト３に従動させる構成とすることにより、色ズ
レの少ないトナー像転写を実現することができる。この
とき、例えば、現像装置３０Ｃのトナー担持体３１を矢
印２１ｂの方向に回転させる逆転現像方式（感光ベルト
側で下方から上方に回転する方式）に構成することによ
り、感光ベルト３とトナー担持体３１の対向面を同一方
向に回動させることができ、現像効率が良く、振動等の
問題の少ない現像を実現することができる。

【００３０】次に、本発明の一実施例に係る手段を、現
像装置を例に、図を用いて説明する。

【００３１】図２は、画像形成装置１の現像装置３０の
断面図である。

【００３２】感光ベルト３は矢印Ｑ方向に下方から上方
へ駆動される。現像装置３０のトナー担持体３１は感光
ベルト３に接触あるいは０.１〜０.３mm程度のギャップ
を保持し、矢印Ｖのように駆動される。トナー担持体３
１の材質はアルミ，ステンレス等の導電体にサンドブラ
スト処理で表面を適度な粗さを保持したもの、もしくは
導電性ゴム材により構成する。トナー担持体３１の周囲
にはトナー供給ローラ３２，板バネ材にゴム板（ウレタ
ンゴム，シリコンゴム等）を貼付したトナー層厚規制部
材３３が配置される。トナー層厚規制部材３３の下方に
接触してスポンジ等のシール材４０その側方にトナー掻
き出しパドル４１を軸受け４２によって回転自在に配置
する。また、トナー供給ローラ３２へのトナー供給のた
め、トナー搬送パドル３６が軸受け４２によって回転自
在に配置される。ハウジング３４に透明体で光を集光可
能なトナーセンサレンズ３５を左右位置に配置する。ト
ナー搬送パドル３６にレンズクリーナ３９を設け、トナ
ー搬送パドル３６が回転するたびにトナーセンサレンズ
３５をクリーニングするよう構成する。

【００３３】以上の構成による現像装置３０の動作は、
トナー担持体３１に対して、トナー担持体３１側方に回
転可能で接触するトナー供給ローラ３２を配接してあ
り、トナー供給ローラ３２に付着したトナーＴが、トナ
ー担持体３１に付着しトナー供給される。その下流側に
トナー担持体３１に対し接触圧力が一定になるよう加圧
されたトナー層厚規制部材３３の摩擦規制材によりトナ
ーＴを薄層形成する。ここで、トナー層厚規制部材３３
により層厚を規制されて残ったトナーＴ′（供給余剰
分）はトナー層厚規制部材３３の下方に自由落下する。

【００３４】その後供給過剰のトナーＴ′は、回転可能
なトナー掻き出しパドル４１により掻き出され、トナー
層厚規制部材３３周辺に余剰なトナーＴ′の溜りが生じ
ないため常に安定したトナー薄層形成、およびトナーＴ
への適正帯電が可能となる。

【００３５】次に、本発明の一実施例に係るパドル軸受
部にトナー詰まりを防止する手段を、図を用いて説明す
る。

【００３６】図１は現像装置の横断面図である。ハウジ
ング３４の内部に、トナーを搬送または回収，攪拌する
パドルが少なくとも一つ以上ある場合、一端からその駆
動力が伝達されて他端では軸受け４２にてパドル４１の
軸を受けて、パドル４１が回転される。

【００３７】普通、複数部品を組み合わせる場合や、本
実施例のようにハウジング内に別部品を配置する場合、
その部品の生産における寸法公差と材料の違いによる熱
収縮等を考慮して、適切なギャップを保って組み込まれ
ている。

【００３８】パドルを駆動する駆動力やその時のトナー
Ｔの負荷、または外部からの振動等により、パドル４１
はこのギャップ内を自由に移動する。

【００３９】パドル４１の自由移動はあるタイミングで
矢印４３方向への振動となる場合がある。

【００４０】このギャップに入り込んだトナーＴの、パ
ドル４１の振動によるトナー詰まりを防止するための溝
を軸受け４２に設けた。

【００４１】図１（ａ）に示すように、この溝がなけれ
ば、軸受け４２に詰め込まれたトナーＴは逃げ場がな
く、その流動性を失い、トナー詰まりを起こし、パドル
４１を突っ張ってしまい、その結果パドル４１の駆動を
妨害し、トルクアップ，摩擦熱の発生によりトナーＴの
融解，パドルロックとなる。

【００４２】図１（ｂ）のように溝を設ければ、トナー
Ｔは入り込みやすくなるが、詰め込まれにくくなり、軸
受けの外部に出やすくなり、トナー詰まりは避けられ
る。

【００４３】この溝の大きさはパドル４１の回転自在を
妨害しない程度の大きさとし、本実施例ではパドル４１
の径φに対し、６０％の大きさとした。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、静電潜像を可視化する
ためのトナーが充填されており、現像時にトナーを静電
潜像保持手段方向へ搬送する搬送パドル、または前記静
電潜像保持手段に保持されなかったトナーを回収する回
収パドル、さらにはトナーの凝集を解除するための攪拌
パドルのうち、いずれかを少なくとも一つ以上有する現
像装置において、パドル軸受部にトナー詰まりを防止す
る溝を設けたことを特徴とする画像形成装置を提供する
ことができる。

【００４５】さらに、本発明によれば、現像装置のパド
ルの駆動力を一端より伝達し、他端はパドルの回転自在
に保持しており、溝は、そのパドルの回転自在を弊害と
しないことを特徴とする画像形成装置を提供することが
できる。

【００４６】さらに、本発明によれば、静電潜像の形成
された潜像保持手段と、前記静電潜像をトナーにて可視
化する現像装置と、前記現像装置によって現像された像
が転写された記録媒体を定着する定着器を有し、前記現
像装置を着脱自在に装着する手段を有し、さらに、前記
現像装置には複数種類あり、前記複数種類の現像装置の
うち、少なくとも一つ以上は前記溝を設けた軸受けを使
用する現像装置であることを特徴とする画像形成装置を
提供することができる。

【００４７】さらに、本発明によれば、廃トナー等を搬
送するために回転するオーガを有する画像形成装置にお
いて、前記オーガの軸受け部にトナー詰まりを防止する
溝を設けたことを特徴とする画像形成装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る画像形成装置に具備さ
れる現像装置の横断面図である。

【図２】本発明の一実施例に係る画像形成装置に具備さ
れる現像装置の縦断面図である。

【図３】本発明の一実施例に係るカラー画像形成装置の
縦断面図である。

【符号の説明】

１…カラー画像形成装置、２…本体外郭、３…感光ベル
ト、４…帯電装置、５…露光装置、６…転写ドラム、７
…残像除去装置、８…感光体清掃装置、９…給紙カセッ
ト、１０…給紙装置、１２…転写装置、１３…記録媒体
剥離装置、１４…定着器、１５…排紙装置、１６…中間
転写体清掃装置、３０，３０Ｋ，３０Ｙ，３０Ｍ，３０
Ｃ…現像装置、３２…トナー供給ローラ、３３…トナー
層厚規制部材、３４…ハウジング、３５…トナーセンサ
レンズ、３６…トナー搬送パドル、３９…レンズクリー
ナ、４０…シール材、４１…トナー掻き出しパドル、４
２…軸受け。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 重隆 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所電化機器事業部内 (72)発明者 斎藤 雅彦 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所電化機器事業部内 Ｆターム(参考） 2H030 BB23 BB38 2H077 AB02 AB03 AC02 AC03 BA02 BA09 BA10 CA02 GA04 GA13 3J011 AA01 BA04 CA01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】静電潜像を可視化するためのトナーが充填
   されており、現像時にトナーを静電潜像保持手段方向へ
   搬送する搬送パドル、または前記静電潜像保持手段に保
   持されなかったトナーを回収する回収パドル、さらには
   トナーの凝集を解除するための攪拌パドルのうち、いず
   れかを少なくとも一つ以上有する現像装置において、パ
   ドル軸受部にトナー詰まりを防止する溝を設けたことを
   特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】前記現像装置は、前記パドルの駆動力を一
   端より伝達し、他端は前記パドルの回転自在に保持して
   おり、前記溝は、そのパドルの回転自在を弊害としない
   ことを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】静電潜像の形成された潜像保持手段と、前
   記静電潜像をトナーにて可視化する現像装置と、前記現
   像装置によって現像された像が転写された記録媒体を定
   着する定着器を有し、前記現像装置を着脱自在に装着す
   る手段を有し、さらに、前記現像装置には複数種類あ
   り、前記複数種類の現像装置のうち、少なくとも一つ以
   上は前記溝を設けた軸受けを使用する現像装置であるこ
   とを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】廃トナー等を搬送するために回転するオー
   ガを有する画像形成装置において、前記オーガの軸受け
   部にトナー詰まりを防止する溝を設けたことを特徴とす
   る画像形成装置。