JP2004037560A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーあるいは現像剤の軸受けへの侵入を確実に防止する。
【解決手段】上下のハウジング６１、６２間に形成される空間内で回転することによって空間内の現像剤を攪拌、搬送する機能を担っている回転翼が形成された搬送棒４、５の一端の回転軸が軸受け４１、５１により回転自在に支持され、軸受けと回転軸の間には弾性部材４２、５２を密封した現像装置であって、弾性部材には、回転軸をシールする弾性密封リップ部４８を形成すると共に、弾性密封リップ部と搬送棒の回転翼との間に緩衝板４４を備えた。
【選択図】　　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター、ＦＡＸ等の画像形成装置（電子写真装置）に適用される現像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真装置の現像装置には、トナーあるいはトナーとキャリアとから構成される現像剤を攪拌したり任意の位置に搬送する手段が設けられており、これらの攪拌、搬送手段は軸受けによって現像装置の容器に回転自在に取り付けられている。
【０００３】
この軸受けには、回転軸と当接摺動する弾性密封材や、回転軸のラジアル方向に当接摺動する弾性当接部材（ゴムシール）等が用いられ、トナーあるいは現像剤をシーリングしていた（例えば、特開２０００−２５０３０９号公報、特開２００１−２２８７０８号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の軸受けでは、現像装置の使用を重ねると、トナーあるいは現像剤が現像装置内で攪拌、搬送を繰り返すうちにその圧力で弾性部材が軸受けから離脱し、そこからトナーあるいは現像剤が漏れ出す場合もあった。
【０００５】
さらに、弾性部材が軸受けから離脱しないまでも、軸受け内で空回りすると軸受けの弾性部材保持面に徐々にトナーあるいは現像剤が侵入し、トナーあるいは現像剤が摺擦され、そのエネルギーで溶融固着し、これら溶融固着したトナーあるいは現像剤の凝集体が現像装置内に攪拌、搬送され画像異常となる場合もあった。
【０００６】
特に、現像処理速度が速い高速機においては、トナーあるいは現像剤が現像装置内で高速に攪拌、搬送され、トナーあるいは現像剤を循環する圧力が高くなるため、この傾向が顕著に現れる。
【０００７】
この不具合に対して、軸受けの弾性部材保持圧を高めるために、この保持面に接着剤を塗布する技術もあるが、接着剤の塗布量調整が難しく、塗布量が多くなったり、塗布時に接着剤の糸引きが発生したりすると、接着剤が回転軸と接触するリップ面に付着して、その個所よりトナーが漏れるという不具合があった。さらに、環境面を考えると接着剤を使用する場合、リサイクルし難くなる欠点もあった。
【０００８】
また、弾性部材の保持圧を上げる別の技術として、弾性部材の中に金属環を配設してこの金属環の剛性を利用して弾性部材保持圧を高め、トナーあるいは現像剤の侵入を防ぐ技術もある。特に、高速機用に保持圧を高くしたい場合は弾性部材の外側を取り囲むように金属環を配設するが、この技術では金属環の剛性が逆に次のような不具合を発生したりもする。
【０００９】
つまり、金属環に剛性があるがために軸受けと金属環との圧入代を非常に精度高く維持しなければならず、樹脂材料で形成された軸受けの材料特性等の季節変動要因による、微妙な寸法変動により保持圧が低下したり、逆に軸受けに亀裂が生じたりあるいは割れが生じたりして、そこからトナーが漏れるという不具合が発生する場合もあった。さらに、近年画像品質の向上を狙ってトナーあるいは現像剤の小粒径化が進んでおり、益々軸受けに起因するこれら不良発生が増えてきている。
【００１０】
本発明は、トナーあるいは現像剤の軸受けへの侵入を確実に防止し、弾性部材の軸受けからの脱落を防止することによって耐久性を向上させ、且つトナー漏れ等のユーザーメンテナンス性を損なう不具合を解消し、メンテナンス性を良好にすることが可能な現像装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、上下のハウジング間に形成される空間内で回転することによって空間内の現像剤を攪拌、搬送する機能を担っている回転翼が形成された搬送棒の一端の回転軸が軸受けにより回転自在に支持され、軸受けと回転軸の間には弾性部材を密封した現像装置であって、弾性部材には、回転軸をシールする弾性密封リップ部を形成すると共に、弾性密封リップ部と搬送棒の回転翼との間に緩衝板を備えた現像装置を最も主要な特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の現像装置において、弾性部材には、現像剤を収容する溝部を形成すると共に、その内側に金属環が配置されている現像装置を主要な特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の現像装置において、溝部は、その幅が０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下に形成されている現像装置を主要な特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項２記載の現像装置において、溝部の深さが弾性部材の厚みに対してその半分以上である現像装置を主要な特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項１記載の現像装置において、弾性部材はゴムエラストマーで形成されており、且つ弾性部材の硬さが７０以上（ＪＩＳ　Ａ）である現像装置を主要な特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明は現像装置の軸受けへのトナーあるいは現像剤の侵入を確実に防止すると共に現像装置からのトナー、あるいは現像剤の漏れ出しを確実に防止するものであって、トナーあるいは現像剤が現像装置容器内を攪拌、搬送する圧力を直接軸受けのリップ面に受けないようにした構成と、一部に溝を設けるようにした弾性部材とを組み合わせた構成とするものである。なお、特許請求の範囲では、トナー、現像剤を含めて現像剤と称する。
【００１７】
以下に本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。図１は本発明に関わる現像ユニット（現像装置）の正面断面図、図２はその平断面図、図３はその軸受け断面図、図４は図３に示す軸受けにおいて現像剤をシールしている状態を示す模式図である。
【００１８】
図１において現像ユニット６は感光体ドラム１に対向して配置され、感光体ドラム１との間でトナーを移送して画像領域を形成している。現像ユニット６はハウジング下６１とハウジング上６２から構成されており、ハウジング６１、６２内には現像剤供給用の磁気ローラ２、現像剤攪拌、搬送用の搬送棒４、５、トナー供給ユニット７等が設けられている。
【００１９】
この搬送棒４、５は通常樹脂で作られており、補強部材として金属部材４５が一部用いられている。磁気ローラ２は感光体ドラム１に対して０．１ｍｍ〜１ｍｍの間隔を持って配置され、ベヤリング２１等によりハウジング６１、６２に回転自在に取り付けられている。また、磁気ローラ２に対向して現像剤スクラバー３が設けられており現像剤量を規制して磁気ローラ２上に現像剤８の薄層を形成している。
【００２０】
搬送棒４、５は現像剤８を攪拌、搬送するものであり、軸受け４１、５１で回転自在にハウジング６１、６２に取り付けられている。なお、これら磁気ローラ２、搬送棒４、５へはそれぞれギヤ２６、４６、５６を通して駆動力が伝えられる。この軸受け４１、５１は潤滑性の高いポリアセタール樹脂等で作られている。
【００２１】
さらに、ハウジング６１、６２は仕切壁６３により搬送棒４を配置した現像剤攪拌、搬送空間と、搬送棒５を配置した現像剤攪拌、搬送空間とに隔てられている。両空間は仕切壁６３の両端を切り欠いており、この部分を通して現像剤８は両空間を搬送されている。なお、現像剤８は図２の矢印方向に攪拌、搬送される。
【００２２】
この両空間を攪拌、搬送されている現像剤８は二成分現像剤であって、トナーは搬送棒５上に設けられたトナー供給ユニット７より供給されており、トナーセンサー（図示せず）の信号を受けて自動的に搬送棒５にトナーを供給している。なお、本現像ユニット６はキャリアを含まない一成分現像剤を収容するユニットであってもよい。
【００２３】
搬送棒４により攪拌、搬送された現像剤８は現像剤スクラバー３により磁気ローラ２上に薄層現像穂を形成し、感光対ドラム１上に潜像として現像される。潜像に使われなかった現像剤８は再度、搬送棒４に戻され、図２の矢印方向に攪拌、搬送され、消費されたトナー相当量がトナー供給ユニット７より排出され搬送棒５により攪拌、搬送される。
【００２４】
ここで、図３に示すようにこの現像剤８の循環過程において搬送棒４の回転翼により発生した現像剤８の攪拌、搬送圧力を一度、緩衝板４４で受け、直接現像剤８の高い圧力を、軸受け４１内に収容されている弾性部材４２の弾性密封リップ部４８（図４）に伝えないようにしている。また、この緩衝板４４の径は弾性部材４２に設けられた溝部４７間の距離（径）よりも小さいことが重要である。
【００２５】
しかし、弾性密封リップ部４８に直接高い圧力が伝わっていなくとも、現像剤８は数μｍ〜十数μｍの大きさのトナーと数十μｍの大きさのキャリアから構成される微粒子であり、廻り込んできた現像剤８が圧縮凝集されないように緩衝板４４と弾性密封リップ部４８との間は数ｍｍ程度の間隙を設ける方が好ましい。なお、弾性部材４２は軸受け４１に圧入装着されており、圧入代を十分取っても弾性部材４２の弾性力、溝形状による空乏層により軸受け４１に高い圧力がかからず、軸受け４１に損傷を与える心配はない。
【００２６】
次に、図４に示すように搬送棒４の回転翼により発生した現像剤の攪拌、搬送圧力により現像剤８は弾性部材４２に設けた溝４７に入り込み、順次入り込んだ現像剤が圧縮凝集され、弾性部材４２は金属環４３の剛性に圧される形で軸受け４１の方向へ膨らみ、軸受け４１に対する弾性部材４２の保持力が増し、弾性当接部材４２と軸受け４１との保持面への現像剤侵入を防止する。また、保持力が増すことにより弾性部材４２の脱落を防止することができる。
【００２７】
ここで、この溝部４７の溝幅は小さ過ぎても現像剤８が入り込まなかったり、弾性当接部材４２の保持圧を十分上げることができず、逆に溝幅が大き過ぎると現像剤８の圧縮凝集が十分に行なわれず、また弾性部材４２そのものの剛性も失われるために十分な保持圧が得られない。これらの観点から、溝部４７の溝幅は０．１〜１ｍｍが好ましい。なお、この溝部４７は搬送棒４の金属部材４５に対して、円周上に配置されていても、放射状に間欠的に配置されていてもよい。
【００２８】
また、溝部４７の溝深さに対しても浅いと十分な保持圧が得られず、弾性部材４２の厚みに対して半分以上の深さを形成することが必要である。さらに、この弾性部材４２としてはニトリルゴム、フッ素ゴム等のゴムシール部材が一般的に用いられており、この弾性部材４２の硬さがある一定以上でないと軸受け４１に対する弾性部材４２の保持圧が維持できず、７０以上の硬さ（ＪＩＳ　Ａ）であることが好ましい。
【００２９】
図５は、溝部４７がなく、金属環４３と弾性密封リップ部４８のみ設けた軸受け４１の一例を示す断面図である。図６は、溝部４７がなく、金属環４３と弾性密封リップ部４８のみ設けた軸受けの他の例を示す断面図である。
【００３０】
また、本発明の実施形態は感光体１を現像ユニット６に組込んだ画像形成ユニットであってもよい。その場合も本発明の対象部分は現像装置である。なお、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能であり、弾性部材４２、弾性密封リップ部４８、溝部４７の形状を変えたり、溝部４７を回転軸に対して間欠的に配置しても、溝幅を不連続に変化させても効果は維持できる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、数μｍレベルの微粒子である現像剤が軸受けと弾性部材との摺動面に侵入するのを防ぐことができる。また軸受けに損傷を与えることなく、弾性部材の軸受けからの脱落を防止し、搬送棒の回転ムラ、回転トルク増大を防止することができる。さらに現像剤の凝集体発生を防ぎ、現像異常画像を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関わる現像ユニット（現像装置）の正面断面図である。
【図２】その平断面図である。
【図３】その軸受け断面図である。
【図４】図３に示す軸受けにおいて現像剤をシールしている状態を示す模式図である。
【図５】溝部がなく、金属環と弾性密封リップ部のみ設けた軸受けの一例を示す断面図である。
【図６】溝部がなく、金属環と弾性密封リップ部のみ設けた軸受けの他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１　感光体ドラム
２　磁気ローラ
３　現像剤スクラバー
４、５　搬送棒
６　現像ユニット
７　トナー供給ユニット
８　現像剤
２６、４６、５６　ギヤ
４１、５１　軸受け
４２、５２　弾性部材
４３　金属環
４４　緩衝板
４７　溝部
４８　弾性密封リップ部
６１　ハウジング下
６２　ハウジング上

Claims (5)

1. 上下のハウジング間に形成される空間内で回転することによって空間内の現像剤を攪拌、搬送する機能を担っている回転翼が形成された搬送棒の一端の回転軸が軸受けにより回転自在に支持され、軸受けと回転軸の間には弾性部材を密封した現像装置であって、弾性部材には、回転軸をシールする弾性密封リップ部を形成すると共に、弾性密封リップ部と搬送棒の回転翼との間に緩衝板を備えたことを特徴とする現像装置。
2. 請求項１記載の現像装置において、弾性部材には、現像剤を収容する溝部を形成すると共に、その内側に金属環が配置されていることを特徴とする現像装置。
3. 請求項２記載の現像装置において、溝部は、その幅が０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下に形成されていることを特徴とする現像装置。
4. 請求項２記載の現像装置において、溝部の深さが弾性部材の厚みに対してその半分以上であることを特徴とする現像装置。
5. 請求項１記載の現像装置において、弾性部材はゴムエラストマーで形成されており、且つ弾性部材の硬さが７０以上（ＪＩＳ　Ａ）であることを特徴とする現像装置。

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