JP2005037679A

JP2005037679A - 現像装置

Info

Publication number: JP2005037679A
Application number: JP2003274335A
Authority: JP
Inventors: Hisaya Iwata; 尚也岩田; Mutsumi Kikuchi; 睦菊池; Kiyoshi Sako; 潔酒向; Tooru Ikisu; 徹五十洲
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2003-07-14
Filing date: 2003-07-14
Publication date: 2005-02-10

Abstract

【課題】現像剤担持体を攪拌搬送部材を同一の部材で軸支することで、現像剤の搬送ムラを抑え、また、この軸部材に現像剤担持体と潜像担持体の間隙を保持する間隙保持部を形成することで、間隙のバラツキを抑えて安定した画像を得ることを課題とする。
【解決手段】同一の軸受材によって現像ロール５４とスパイラルオーガ６０、６２が軸支されている。別部材でそれぞれ軸支する構成と比較すると、現像ロール５４とスパイラルオーガ６０、６２の位置出しが確実に行え、現像ロール５４及びスパイラルオーガ６０、６２の位置のばらつきを抑えることができ、スパイラルオーガ６０から現像ロール５４へ、現像剤が安定して供給され、現像剤の搬送ムラによる画質ディフェクトが防止できる。また、現像ロール５４とスパイラルオーガ６０、６２を軸支するのに必要な部材が１点で済むので、これに伴うコスト低減、組み立て工数の削減、組み立て不良の低下等に繋がる。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの複合機等の画像形成装置等に用いられる現像装置に関する。

電子写真方式を用いる複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置では、画像データに応じたトナー像を感光体ドラムに形成し、これを転写シートに転写することによって記録画像を形成している。

例えば、レーザビームプリンタでは、まず、予め定められた電位に感光体ドラムを帯電させた後、画像データに応じて変調されたレーザビームで感光体ドラムの表面を露光することにより、感光体ドラムに静電潜像を形成する。次に、現像装置のトナーによって感光体ドラムの静電潜像を現像して、可視像であるトナー像を形成した後、このトナー像を転写シートに転写し、これを定着器で加熱定着することで記録画像を得ている。

このような画像形成装置に用いられる現像装置として、現像剤担持体の軸を軸支する軸受部に、現像剤の層厚を規制する規制部材の位置決め部材が、一体となるようにして設けられた現像装置がある（特許文献１参照）。

しかし、現像剤担持体を軸支する軸受けと、現像剤を攪拌しながら現像剤担持体に搬送する攪拌搬送部材を軸支する軸受けが別々に設けられているので、現像剤担持体と攪拌搬送部材の位置がばらつきやすくなる。これによって、現像剤担持体のマグネットロールの正確な位置に現像剤を搬送できず、画像ディフェクトが発生する。

一方、現像ロールを軸支する軸受部材と現像剤担持体と潜像担持体の間隙を保持する間隙保持部材を、別々の部材としたとき、すなわち、機能に応じて部品を用意したとき、部品の点数が増加してしまう。部品の点数の増大に伴って、組立の増大、組立不良の増大、装置全体のコストアップ等に繋がってしまう。また、このように複数の部材で現像剤担持体と攪拌搬送部材の位置決めを行うと、累積公差等によって間隙がばらついてしまい、現像剤が現像剤担持体へ安定して供給されず、ＡｕｇｅｒＭａｒｋ等の画質ディフェクトが発生してしまう。
特開２００１−４２６３６号公報（第６項、第１図）

本発明は上記事実を考慮し、現像剤担持体を攪拌搬送部材を同一の部材で軸支することで、現像剤の搬送ムラを抑え、また、この軸部材に現像剤担持体と潜像担持体の間隙を保持する間隙保持部を形成することで、間隙のバラツキを抑えて安定した画像を得ることを課題とする。

請求項１に記載の発明は、静電潜像が形成された潜像担持体に担持した現像剤を供給し、静電潜像を現像化する現像剤担持体と、前記現像剤を攪拌し、前記現像剤担持体へ搬送する攪拌搬送部材と、を有する現像装置において、
前記現像剤担持体と前記攪拌搬送部材を同一の軸受材で支持したことを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、同一の軸受材によって現像剤担持体と攪拌搬送部材が軸支されている。このような構成にすることで、別部材でそれぞれ軸支する構成と比較すると、現像剤担持体と攪拌搬送部材の位置出しが確実に行え、現像剤担持体及び攪拌搬送部材の位置のばらつきを抑えることができる。これにより、攪拌搬送部材から現像剤担持体へ、現像剤が安定して供給され、現像剤の搬送ムラによる画質ディフェクトが防止できる。

また、現像剤担持体と攪拌搬送部材を軸支するのに必要な部材が１点で済むので、部品点数が少なくなることから、これに伴うコスト低減、組み立て工数の削減、組み立て不良の低下等に繋がる。

請求項２に記載の発明は、前記現像剤担持体は、マグネットシャフトと、該マグネットシャフトへ挿通されて前記マグネットシャフト周りを回転するスリーブとで構成され、前記軸受材に前記マグネットシャフトを固定して磁極角度を規制したことを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、現像剤担持体は、マグネットシャフトとマグネットシャフト周りを回転するスリーブで構成されている。攪拌搬送部材を支持する軸受材へ、マグネットシャフトの磁極角度を規制して固定している。このように、攪拌搬送部材とマグネットシャフトを同一の軸受材で軸支することで、正確な位置出しが出来ると同時に角度規制が可能となり、安定した現像剤の供給が行われる。

請求項３に記載の発明は、前記軸受材には、潜像担持体を支持する軸板と当接して、前記現像剤担持体と前記潜像担持体の間隙を規制する規制部を設けたことを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、潜像担持体と現像剤担持体の間隙を規制する規制部を軸受材に設けることで、別の部材を用いることなく現像剤担持体及び攪拌搬送部材の位置出しが行える上に、現像剤担持体と潜像担持体の間隙が規制される。

請求項４に記載の発明は、前記軸受材に、前記攪拌搬送部材を収容する筐体へ、前記現像剤を供給する供給口を設けたことを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、現像剤を筐体に供給する供給口が、軸受材に一体的に設けられているので、部品点数が少なくて済む。

請求項５に記載の発明は、前記筐体に供給した現像剤を排出する排出口を設けたことを特徴としている。

請求項５に記載の発明によれば、筐体に供給した現像剤を排出する排出口が、軸受材に一体的に設けられているので、部品点数が少なくて済む。

請求項６に記載の発明の発明は、前記軸受材は、樹脂で成形されたことを特徴としている。

請求項６に記載の発明によれば、軸受材の形状の自由度が増すので、設計変更が容易となり、軸受材に多数の機能を持たせることが可能となる。また、安価な樹脂を採用することで、軸受材のコストを低減させることができ、装置全体のコストダウンに繋がる。

本発明は上記構成としたので、現像剤担持体を攪拌搬送部材を同一の部材で軸支することで、現像剤の搬送ムラを抑え、また、この軸部材に現像剤担持体と潜像担持体の間隙を保持する間隙保持部を形成することで、間隙のバラツキを抑えて安定した画像を得ることができる。

図１には、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の概略構成図が示されている。

（画像形成装置の概要）
図１に示すように、画像形成装置１０には、画像形成装置本体１２が備えられており、画像形成装置本体１２の下部には、給紙ユニット１３が設けられている。

この給紙ユニット１３は、用紙が積載される用紙トレイ２２と、この用紙トレイ２２から用紙を送り出す給紙ロール２４と、で構成されており、給紙ロール２４により送り出された用紙は、搬送ロール２６、２８を経て給紙路３０を通過し、後述する転写ロール２９へ搬送される。

この転写ロール２９によってトナー像が用紙に転写され、定着ロール３２で定着された後、切替爪３４の位置選択によって、排出ロール３６又は排出ロール３８により、画像形成装置本体１２の上部に設けられた第１の排出トレイ１９又は第２の排出トレイ１８へ排出される。

ここで、両面印刷の場合、上記のような順序で表面の印刷が終わった後、第１の排出トレイ１９へ用紙が排出される前に、排出ロール３６が逆転し、該用紙が反転路４０へ供給される。そして、搬送ロール４２、４４、４６、４８を経て再び給紙路３０に戻され、用紙の裏面側が印刷される。また、手差し印刷の場合、手差しトレイ１２０へ用紙を載置することで、用紙は手差しロール４９から搬送ロール４８を経て給紙路３０へ搬送され、印刷される。

ところで、画像形成装置１０の図１右側には、各色毎の現像剤（トナーと磁性キャリアからなる）が充填された現像剤カートリッジ１１が４つ配置されている。この現像剤カートリッジ１１は、それぞれ図示しない現像剤供給路によって後述する現像器２０と接続されており、現像剤カートリッジ１１中の現像剤が現像器２０へ供給される。

現像剤カートリッジ１１の図１左側には、露光ユニット３９が配置されており、露光ユニット３９からは、画像信号に応じた４本のレーザ光が、露光ユニット３９の図１左側に配置された感光体ユニット４７を構成する感光体ドラム１４へ向けて発せられ、感光体ドラム１４に潜像を形成するようになっている。

感光体ユニット４７は、縦方向に並べられた４つの感光体ドラム１４（１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｋ、１４Ｃ）を備えており、上部から例えばイエロー（１４Ｙ）、マゼンダ（１４Ｍ）、ブラック（１４Ｋ）、シアン（１４Ｃ）用となっている。

感光体ユニット４７には、各感光体ドラム１４に対応して、帯電ロール１６及びブラシロール１７が備えられており、それぞれ感光体ドラム１４に接触回転するように設けられている。帯電ロール１６では、感光体ドラム１４を一様に帯電させ、後述する現像器ユニット２１に備えられたマグネットロール５６から飛翔するトナーを感光体ドラム１４の表面に付着させる。一方、ブラシロール１７では感光体ドラム１４を放電させ、感光体ドラム１４の表面に付着した残留トナーを取り除き、感光体ドラム１４の表面にトナーが残留することで生じるゴースト等を防止する。

ここで、現像器ユニット２１は、感光体ユニット４７の図１右下側に配置されており、各感光体ドラム１４（１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｋ、１４Ｃ）に対応して４つの現像器２０（２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｋ、２０Ｃ）が縦方向に並べられている。

この現像器２０は、トリクル現像方式（現像剤の帯電性能の低下を防止して現像剤交換のインターバルを延ばすために、現像器内に現像剤を徐々に補給する一方で、過剰になった（劣化したキャリアを多く含む）劣化現像剤を排出しながら現像を行う現像方式である）を採用しており、劣化現像剤は図示しない回収容器に回収されるようになっている。

一方、感光体ユニット４７の図１左側には、中間転写ユニット３１が配置されており、３つのドラム状の中間転写体２３、２５、２７が備えられている。２つの第１中間転写体２３、２５は、縦方向に上下に並べられており、上部の第１中間転写体２３が、感光体ドラム１４のうち上部に配置された２つの感光体ドラム１４Ｙ、１４Ｍに接触回転し、下部の第１中間転写体２５が、下部に配置された２つの感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｃに接触回転するようになっている。また、第２中間転写体２７は、第１中間転写体２２、２５の双方に接触回転するようになっており、この第２中間転写体２７に、前述した転写ロール２９が接触回転する。

したがって、感光体ドラム１４Ｙ、１４Ｍから各トナー像が第１中間転写体２３に転写され、感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｃから各トナー像が第１中間転写体２５にそれぞれ転写される。この第１中間転写体２３、２５に転写された各２色のトナー像が、第２中間転写体２７に転写されて４色となり、この４色のトナー像が転写ロール２９により用紙に転写されることになる。

これらの中間転写体２３、２５、２７の近傍には、それぞれクリーニングロール３３及びクリーニングブラシ３５が配置されており、中間転写体２３、２５、２７の表面の残留トナーが掻き落とされる。

（現像装置）
次に、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０に装着される現像器２０Ｙについて説明する。ここでは、現像器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｋ、２０Ｃはほぼ同構成とされているので、イエロー色に対応する現像器２０Ｙを例にとって説明する。

図２に示すように、現像器２０Ｙは、非磁性トナー及び磁性キャリアが含まれた現像剤が収容された筐体５０を備えている。筐体５０は開口部５２を有しており、開口部５２から現像剤を担持する現像ロール５４の一部が露出している。現像ロール５４は、複数の磁極が周方向に交互に着磁（本実施形態では、Ｓ１、Ｎ２、Ｓ２、Ｎ２、Ｎ３の５極構成）されたマグネットロール５６と、このマグネットロール５６の周りを回転するスリーブ５７からなる。シャフト５８の両端は、筐体５０の一方の側面側に設けられた軸受部材６４（図３参照、詳細は後述する）と他方の側面に軸支されている。

図３及び図５に示すように、筐体５０内には、長手方向に沿って隔壁５１が設けられている。この隔壁５１によって、筐体５０内は空間８８、９０に区画されている。また、筐体５０内の両端側には、循環口５３が形成されており、空間８８と空間９０を連接させている。空間９０にはスパイラルオーガ６２が配設され、空間８８にはスパイラルオーガ６０が配設されている。スパイラルオーガ６０、６２はそれぞれ回転軸６１、６３を有し、回転軸６１、６３の両端が軸受部材６４と筐体５０の他方の側面に回転可能となるように軸支されている。スパイラルオーガ６０、６２は、互いに逆方向に回転するようになっており、筐体５０内の現像剤は矢印Ａ、Ｂ方向へ搬送されるようになっている。

詳細には、後述する現像剤供給口７０から現像剤が空間９０に供給され、現像剤はスパイラルオーガ６２によって攪拌されながら空間９０内を矢印Ａ方向に搬送され、循環口５３を経て空間８８内へ案内される。そして、スパイラルオーガ６０によって攪拌されながら空間８８内を矢印Ｂ方向に搬送され、現像ロール５４に供給されるようになっている。

一方、筐体５０の空間８８側には、後述する排出パイプ７２が設けられており、この排出パイプ７２には図示しない現像剤回収容器が連結され、劣化した現像剤を排出パイプ７２から排出して、回収容器へ回収するようにしている。

次に、スパイラルオーガ６０、６２の回転軸６１、６３及び現像ロール５４のシャフト５８を軸支する軸受部材６４について説明する。

図３に示すように、筐体５０の軸方向の一方の側面側には、板状の軸受部材６４が固定されるようになっている。スパイラルオーガ６２の軸線上に対応して、軸受部材６４には、有底円筒状の供給パイプ６６が形成されている。この供給パイプ６６の底面６６Ａの中心には孔部６８が形成されており、孔部９１から突出したスパイラルオーガ６２の回転軸６３が挿通可能となっている。従って、スパイラルオーガ６２のの回転軸６３は、軸受部材６４と筐体５０の他方の側面に、回転可能となるように軸支されている。

供給パイプ６６の端部には、現像剤を供給するための現像剤供給口７０が形成されている。現像剤供給口７０は、軸方向から見たときに、長い辺が上方に来るようにされた略台形状とされており、現像剤が供給パイプ６６に投入し易い構成となっている。

また、スパイラルオーガ６０の軸線上に対応して、軸受部材６４には、有底円筒状の排出パイプ７２が接続されている。排出パイプ７２の底面７２Ａの中心には孔部７４が形成されており、孔部８９から突出したスパイラルオーガ６０の回転軸６１が挿通可能となっている。従って、スパイラルオーガ６０の回転軸６１は、軸受部材６４と筐体５０の他方の側面に、回転可能となるように軸支されている。

排出パイプ７２の外周には、スリーブ７６が摺動自在に装着されている。また、排出パイプ７２の外周の、軸受部材６４とスリーブ７６の間には、コイルばね７８が装着されており、スリーブ７６が矢印Ｂ方向に付勢されている。一方、排出パイプ７２の先端部の下面には、図示しない排出部が形成されており、スリーブ７６が後退して排出部が開くと、排出部を介して現像剤が排出パイプ７２から排出されるようになっている。

軸受部材６４には、外側に向かって円筒状の凸部８０が形成されている。凸部８０には、軸方向から見て略Ｄ字状の孔８２が形成されている。この孔８２に、先端部が略Ｄ字状に形成されたマグネットロール５６のシャフト５８が挿通される。これによって、シャフト５８が軸支されると共に、マグネットロール５６の磁極角度が規制される。

また、図４に示すように、感光体ドラム１４Ｙの軸方向両端部にはフランジ８４が形成されており、このフランジ８４には凹部８６が形成されている。この凹部８６には、軸受部材６４の凸部８０が突き当てられるようになっており、これによって、感光体ドラム１４Ｙと現像ロール５４の間隙が保持される。このように、感光体ドラム１４Ｙと現像ロール５４の間隙を保持するために、軸受部材６４に形成された凸部８０とフランジ８４に形成された凹部８６の回転しない部材同士を当接させることで、感光体ドラム１４Ｙ又は帯電ロール５４の端部にスリーブを設けて間隙保持する場合と比較して、間隙のばらつきを抑えることができる。

軸受部材６４と、この軸受部材６４に一体に形成され、スパイラルオーガ６２を軸支する供給パイプ６６、スパイラルオーガ６０を軸支する排出パイプ７２、及びマグネットロール５６の磁極角度を規制し、且つ、感光体ドラム１４Ｙと現像ロール５４の間隙を規制する凸部８０は、ＰＯＭ又はＰＣ等の樹脂で形成されている。これによって、軸受部材６４、供給パイプ６６、排出パイプ７２及び凸部８０の形状の自由度が増すので、軸受部材６４に多数の機能を持たせることが可能となる。また、コストを低減させることができるので、装置全体のコストダウンに繋がる。

次に、本発明の実施形態の作用について説明する。

図３に示すように、軸受部材６４に現像ロール５４とスパイラルオーガ６０、６２が軸支されている。すなわち、現像ロール５４及びスパイラルオーガ６０、６２は、同一の部材によって軸支されている。このような構成にすることで、現像ロール５４とスパイラルオーガ６０、６２を、別部材でそれぞれ軸支する場合と比較して、現像ロール５４とスパイラルオーガ６０、６２の位置出しが確実に行え、現像ロール５４及びスパイラルオーガ６０、６２の位置のばらつきを抑えることができる。これにより、スパイラルオーガ６２から現像ロール５４へ、現像剤が安定して供給され、現像剤の搬送ムラによる画像ディフェクトが防止できる。

また、現像ロール５４とスパイラルオーガ６０、６２を軸支するのに必要な部材が１点で済むので、部品点数が少なくなることから、これに伴うコスト低減、組み立て工数の削減、組み立て不良の低下等に繋がる。

さらに、現像ロール５４は、マグネットロール５６とマグネットロール５６周りを回転するスリーブ５７（図２参照）で構成されており、スパイラルオーガ６０、６２を支持する軸受部材６４へ、マグネットロール５６の磁極角度を規制して固定している。このように、スパイラルオーガ６０、６２とマグネットロール５６のシャフト５８を同一の軸受部材６４で軸支することで、正確な位置出しができると同時に、マグネットロール５６の磁極角度の規制が可能となり、安定した現像剤の供給が行われる。

本発明の実施形態に係る現像装置を用いた画像形成装置の概略図である。本発明の実施形態に係る現像装置の軸方向の断面図である。本発明の実施形態に係る現像装置を示す断面図である。本発明の実施形態に係る現像装置を示す断面図である。本発明の実施形態に係る現像装置を示す正面図である。

符号の説明

１０画像形成装置
１４感光体ドラム（潜像担持体）
２０現像器（現像装置）
５０現像器本体（筐体）
５４現像ロール（現像剤担持体）
５６マグネットロール
５８シャフト（マグネットシャフト）
６０スパイラルオーガ（攪拌搬送部材）
６２スパイラルオーガ（攪拌搬送部材）
６４軸受部材（軸受材）
６６供給パイプ（供給口）
７２排出パイプ（排出口）
８０凸部（規制部）
８４フランジ（軸板）
８６凹部（規制部）

Claims

静電潜像が形成された潜像担持体に担持した現像剤を供給し、静電潜像を現像化する現像剤担持体と、前記現像剤を攪拌し、前記現像剤担持体へ搬送する攪拌搬送部材と、を有する現像装置において、
前記現像剤担持体と前記攪拌搬送部材を同一の軸受材で支持したことを特徴とする現像装置。
前記現像剤担持体は、マグネットシャフトと、該マグネットシャフトへ挿通されて前記マグネットシャフト周りを回転するスリーブとで構成され、前記軸受材に前記マグネットシャフトを固定して磁極角度を規制したことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
前記軸受材には、潜像担持体を支持する軸板と当接して、前記現像剤担持体と前記潜像担持体の間隙を規制する規制部を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の現像装置。
前記軸受材に、前記攪拌搬送部材を収容する筐体へ、前記現像剤を供給する供給口を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の現像装置。
前記軸受材に、前記筐体に供給した現像剤を排出する排出口を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の現像装置。
前記軸受材は、樹脂で成形されたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の現像装置。