JP2005084344A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 第１の撹拌部材内に第２の撹拌部材が同軸状に配置された混合撹拌部材を備える現像装置において、現像装置筐体内に配置された軸受け部に現像剤が入り込むことを防止する。
【解決手段】 第２の撹拌部材２２の軸方向両端部にはそれぞれ第１のマグネット２４ａ，２４ｂが装着され、第１及び第２の軸受け部２５ａ，２５ｂの第１のマグネットと対向する面にはそれぞれ第２のマグネット２６ａ，２６ｂが装着されて、第１及び第２のマグネットの対向面は同極に着磁され、第１及び第２のマグネット間の反発磁界によって第１及び第２の軸受け部をシールする。また、第２の撹拌部材はその一端側で筐体１２に回転可能に支持され、駆動源に連結されており、第１の軸受け部の前記第２のマグネットが装着された面と反対側の面に第３のマグネット２７が装着され、第３のマグネットと対向する筐体の内面に第４のマグネット２９が装着されて、第３及び第４のマグネットの対向面は同極に着磁される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置で用いられる現像装置に関するものである。

一般に、電子写真プロセスを用いた画像形成装置で用いられる現像装置においては、現像剤タンクから供給される現像剤を撹拌しつつ現像ローラ側へ移送する混合撹拌部材が備えられており、例えば、キャリア（フェライト等の磁性粉）とトナー（樹脂・カーボン等の非磁性体）とからなる２成分現像剤を用いた現像装置においては、混合撹拌部材として、現像装置（現像装置筐体（ケース））内に回転自在に装着された回転軸の周りに撹拌羽を螺旋状に配設した撹拌部材又は回転軸に軸方向に平行に傾斜させた多数の羽根を連設した単振動撹拌部材等が用いられており、現像工程に応じて現像剤タンクから補充される現像剤を混合撹拌しつつ、現像装置筐体内においてトナー及びキャリアの濃度分布を均一に維持するようにしている。

また、混合撹拌部材として、互いに搬送方向を逆方向に設定した２本の撹拌部材を並設して、各撹拌部材によって現像剤を撹拌部材の軸方向に往復させてキャリア及びトナーを均一に混合撹拌を行うようにしたものもある。

さらに、混合撹拌部材として、筒状体の外周面に螺旋状の撹拌羽根及び開口部を配設し（以下第１の撹拌部材と呼ぶ）、筒状体内側に撹拌羽を螺旋状に配置した回転軸（以下第２の撹拌部材と呼ぶ）を配設したものがあり、このような混合撹拌部材では、筒状体の外側においては軸方向所定の方向に現像剤を移動させ、筒状体の内側においては所定の方向と逆方向に現像剤を移動させて、キャリア及びトナーを均一に混合撹拌するようにしたものがある（特許文献１参照）。

特開平５−５３４３８号公報（段落（００１０）〜（００２２）、第１図及び第２図）

ところで、特許文献１に記載された混合撹拌部材においては、実質的に一軸上に第１及び第２の撹拌部材を配置している関係上、第１及び第２の撹拌部材を駆動する駆動機構と連結する際、現像装置筐体（以下単に筐体と呼ぶ）の一側面側で駆動軸を貫通させて、第２の撹拌部材に連結し、筐体の一面側において第２の撹拌部材に軸受け部（第１の軸受け部）を介して回転可能に第１の撹拌部材を支持する必要がある。そして、筐体の他側面側において、第２の撹拌部材を回転可能に支持し、第１の撹拌部材に軸受け部（第２の軸受け部）を介して回転可能に第２の撹拌部材を支持する必要がある。

このように、特許文献１に記載された混合撹拌部材においては、少なくとも二つの軸受け部が筐体内部に位置付けられることになって、これら軸受け部は不可避的に現像剤に直接接触することになり、現像剤が軸受け部に入り込んでしまうことが多い。特に、二成分現像剤が軸受け部に入り込んでしまうと、軸受け部がロック状態となってしまうことがある。

このような軸受け部のロック状態を回避するため、接触型のシール部材を軸受け部に配置すると、軸受け部におけるトルクが増大して、結果的に現像装置自体の寿命が低下してしまうという課題がある。加えて、接触型のシール部材を配置すると、摩擦熱の発生によってトナー凝集物が発生し、現像剤の混合撹拌が良好に行えず、画像欠陥が生じてしまうという課題がある。

従って、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、第１の撹拌部材内に第２の撹拌部材が同軸状に配置された混合撹拌部材を備える現像装置において、現像装置筐体内に配置された軸受け部に現像剤が入り込むことを確実に防止することのできる現像装置を提供することを目的とする。

そこで、本発明はかかる課題を解決するために、現像剤が収容される筐体内に配置され、外周面に前記現像剤の出入り口となる複数の開口部が形成された中空の第１の撹拌部材と、該第１の撹拌部材と同軸に前記第１の撹拌部材内に配置された第２の撹拌部材とを有し、前記第１及び前記第２の撹拌部材がその軸方向端部でそれぞれ第１及び第２の軸受け部によって互いに独立して回転可能に支持され前記第１及び第２の軸受け部が前記筐体内に位置づけられて、前記第１及び前記第２の撹拌部材の回転によって前記現像剤を混合撹拌する混合撹拌部材を有する現像装置において、前記混合撹拌部材には前記第１及び前記第２の軸受け部への前記現像剤の侵入を反発磁界によって防止するシール手段が備えられていることを特徴とする。

例えば、前記シール手段は第１及び第２のマグネットを有し、前記第２の撹拌部材の軸方向両端部にはそれぞれ前記第１のマグネットが装着され、前記第１及び前記第２の軸受け部の前記第１のマグネットと対向する面にはそれぞれ前記第２のマグネットが装着されて、前記第１及び前記第２のマグネットの対向面は同極に着磁され、前記第１及び前記第２のマグネット間の反発磁界によって前記第１及び第２の軸受け部をシールするようにする。

さらに、本発明では、前記第２の撹拌部材はその一端側で前記第２の軸受け部に回転可能に支持され、他端側で駆動源に連結されており、前記シール手段は第３及び第４のマグネットを有し、前記第１の軸受け部の前記第２のマグネットが装着された面と反対側の面に前記第３のマグネットが装着され、前記第３のマグネットと対向する前記筐体の内面に前記第４のマグネットが装着されて、前記第３及び前記第４のマグネットの対向面は同極に着磁され、前記第３及び前記第４のマグネット間の反発磁界によって前記第１の軸受け部をシールする。

また、本発明では、前記第１及び前記第２の軸受け部の内周面には前記現像剤を逃がす逃がし構造を形成するようにしてもよく、例えば、前記逃がし構造は前記第１及び第２の軸受け部の内周面から径方向外側に延びる切り欠き部である。

以上のように、本発明の現像装置は、混合撹拌部材に第１及び第２の軸受け部への現像剤の侵入を反発磁界によってシールするようにしたので、現像剤の侵入によって第１及び第２の軸受け部に磨耗が生じることがなく、しかも摩擦熱が発生することもないから、現像装置の長寿命化を図ることができる。そして、摩擦熱の発生がないから、トナーの凝集を防ぐことができ、画像欠陥が生じることもないという効果がある。

さらに、本発明の現像装置では、第１及び第２の軸受け部の内周面に現像剤を逃がす逃がし構造を形成するようにしたので、仮に第１及び第２の軸受け部に現像剤が侵入しても、軸受け部に磨耗等が発生することがないという効果がある。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

まず、図１を参照して、図示の現像装置１０は、例えば、磁性二成分現像剤（以下単に現像剤と呼ぶ）を混合撹拌する混合撹拌部材１１を有している。混合撹拌部材１１は筐体１２中に配置されており、混合撹拌部材１１は筐体１２の一側面外側に配設された駆動モータ１３によって、後述するようにして回転駆動されて、混合撹拌部材１１によって現像剤が混合撹拌される。さらに、混合撹拌機構１１の下流側にはパドル１４が配置され、混合撹拌部材１１で混合撹拌された現像剤が下流側へと搬送される。パドル１４の下流側には、現像ローラ１５が配設され、現像ローラ１５は静電潜像が形成される感光体ドラム（図示せず）と対向している。そして、現像ローラ１５上に保持された現像剤は穂切りブレード１６によって層厚規制されて、現像ローラ１５によって感光体ドラム上の静電潜像が現像されてトナー像となる。

ここで、図２を参照して、図２は図１に示す現像装置を分解して示す斜視図であり、前述の混合撹拌部材１１は、中空の筒状体２１を備えており、この筒状体２１の外周面には螺旋状の羽根部２１ａが形成されるとともに軸方向に所定の間隔をおいて開口部２１ｂが形成されている（以下羽根部２１ａ及び開口部２１ｂが形成された筒状体２１を第１の撹拌部材２１と呼ぶ）。さらに、混合撹拌部材１１は螺旋状の羽根２２ａが形成された軸体（以下第２の撹拌部材と呼ぶ）２２を備えており、第２の撹拌部材２２は第１の撹拌部材２１内に同軸に貫装される。

図２に示すように、第２の撹拌部材の両端部にはそれぞれフランジ部２３ａ及び２３ｂが形成されており、第２の撹拌部材２２を第１の撹拌部材２１内に同軸に貫装する際には、フランジ部２３ａ及び２３ｂの軸方向外面にそれぞれ第１のマグネット（例えば、マグネットシール）２４ａ及び２４ｂが装着される。一方、軸受け部２５ａ及び２５ｂ（軸受け部２５ａが第１の軸受け部、軸受け部２５ｂが第２の軸受け部である）の軸方向内面にはそれぞれ第２のマグネット２６ａ及び２６ｂが装着され、第２の撹拌部材２２を第１の撹拌部材２１に挿入して、軸受け部２５ａ及び２５ｂをそれぞれ第１の撹拌部材２１の両開口端に装着する。

上述の状態において、第２の撹拌部材２２の一端（図２において左端）は軸受け部２５ａに挿入され、第２の撹拌部材２２の他端（図２において右端）は軸受け２５ｂに挿入されることになり、マグネット２４ａはマグネット２６ａと対向し、マグネット２４ｂはマグネット２６ｂと対向することになる。そして、互いに対向するマグネットにおいては対向面が同極となっている（マグネット２４ａ及び２４ｂが第１のマグネット、マグネット２６ａ及び２６ｂが第２のマグネットである）。

図２に示すように、軸受け部２５ａの軸方向外側面にはマグネット２７（第３のマグネット）が配置され、筐体１２の一側面内側（図２において、左側面内側には支持部２８が形成されている。そして、支持部２８にはマグネット２９（第４のマグネット）が取り付けられている。第２の撹拌部材２２の一端側（図２において左端側）は支持部２８に回転可能に支持され、マグネット２９とマグネット２７とが対向する状態とされる。マグネット２９及び２７の対向面は同極に着磁されており、この結果、マグネット２９及び２７の間には反発磁界が作用する。

一方、第２の撹拌部材２２の他端側（図２において右端側）は、前述のように、軸受け２５ｂに支持され、後述するように、軸受け２５ｂには筐体１２の他側面（図２において右側面）を貫通する駆動軸（図２には示さず）に連結され、この駆動軸はギア機構（図示せず）を介して駆動モータ（図２には示さず）に連結される。

ここで、図３を参照して、図３は、混合撹拌部材１１の中央部を省略して両端側のみを示す断面図であり、図３において図２と同一の構成要素については同一の参照番号を付す。混合撹拌部材１１の左側を拡大して示す図４も参照して、第２の撹拌部材２２の一端（図３において左端）は軸受け部３１を介して支持部２８に回転可能に支持され、第２の撹拌部材２２の一端にはギア３１ａがはめ込まれている。そして、支持部２８の一面（図３において右端面）にはマグネット２９が装着されている。一方、前述のように軸受け部２５ａの軸方向外側面（図３において左側面）にはマグネット２７が装着されており、軸受け部２５ａは筐体１２内に位置している。つまり、軸受け部２５ａは筐体１２に供給される現像剤と接触する状態にある。パドル１４（図１）の両端にはギアが装着され、駆動モータ１３（図１）の駆動によってパドル１４の他端（図１において右側）に装着されたギアを介してパドル１４が回転する。一方、パドル１４の一端（図１において左側）に装着されたギアを介してギア３１ａに回転力が伝達されて、第２の撹拌部材２２が回転する。

図３及び混合撹拌部材１１の右側を拡大して示す図５も参照して、軸受け部２５ｂは筐体１２内に位置して、筐体１２に供給される現像剤と接触する状態にある。軸受け部２５ｂには図示のように駆動軸３２が挿入されており、この駆動軸３２は軸受け部３３によって筐体１２に回転可能に保持されている。駆動軸３２はギア機構（動力伝達機構）３４を介して駆動モータ１３（図１）に連結され、駆動モータ１３の駆動によって駆動軸３２が回転駆動されて、これによって第１の撹拌部材２１が回転駆動されて、第１の撹拌部材２１の外側においては、軸方向所定の方向に現像剤が移動し、第１の撹拌部材２１の内側においては、所定の方向と逆方向に現像剤が移動する。この際、第１の撹拌部材２１に形成された開口部２１ｂから現像剤が出入りして現像剤の混合撹拌が行われる。

前述のように、軸受け部２５ａ及び２５ｂは筐体１２内に位置しているから、現像剤と接触する状態にあり、軸受け部２５ａ及び２５ｂには現像剤が入り込もうとすることになる。ところが、フランジ部２３ａ及び２３ｂにはそれぞれマグネット２４ａ及び２４ｂが装着され、軸受け部２５ａ及び２５ｂにはそれぞれマグネット２６ａ及び２６ｂが装着されて、マグネット２４ａとマグネット２６ａ及びマグネット２４ｂとマグネット２６ｂとは互いに対向して、その対向面が同極となっているから、マグネット２４ａとマグネット２６ａ及びマグネット２４ｂとマグネット２６ｂとの間に反発磁界が生じることになって、磁性キャリアを含む現像剤はこの反発磁界に遮られて軸受け部２５ａ及び２５ｂに入り込むことができず、接触シール材を用いることなく、軸受け部２５ａ及び２５ｂをシールすることができる。

さらに、前述のように支持部２８に装着されたマグネット２９と軸受け部２５ａに装着されたマグネット２７との間にも反発磁界が生じるから、支持部２８側から軸受け部材２５ａに現像剤が侵入することもない。なお、軸受け部２５ｂは駆動軸３２に一体化されており、このため、図５において軸受け部２５ｂの右側から現像剤が軸受け部２５ｂに侵入することはない。

このようにして、反発磁界によって軸受け部２５ａ及び２５ｂを現像剤から分離して、現像剤が軸受け部２５ａ及び２５ｂに侵入することを防止しているから、現像剤の侵入によって軸受け部２５ａ及び２５ｂに磨耗が生じることがなく、しかも摩擦熱が発生することもないから、現像装置の長寿命化を図ることができる。そして、摩擦熱の発生がないから、トナーの凝集を防ぐことができ、画像欠陥が生じることもない。

ところで、上述のようにして、反発磁界で軸受け部２５ａ及び２５ｂに侵入する現像剤を阻止しても、僅かであるが現像剤が軸受け部２５ａ及び２５ｂに侵入することもある。このような事態に対処するため、ここでは、第２の撹拌部材２２が挿入される軸受け部２５ａ及び２５ｂの嵌合穴を図６に示す形状とした。

図６を参照すると、図６は混合撹拌部材１１の一端側（軸受け部２５ａ）側を分解して示す斜視図であり、図示のように、軸受け部２５ａの嵌合穴４１は第２の撹拌部材２２の径よりも僅かに大きい内径を有する円形の穴部４１ａが形成され、この穴部４１ａには９０°の角度間隔をおいて径方向外側に延びる溝部（切り欠き部）４１ｂが形成されている（つまり、軸受け部２５ａの内周面には放射状に延びる複数の溝部４１ｂが形成されている）。このような溝部４１ｂを形成すれば、仮に軸受け部２５ａに現像剤が侵入したとしても、溝部４１ｂを通って現像剤を逃がすことができ、第２の撹拌部材２２と軸受け部２５ａとの間に現像剤が詰まってしまうことがなく、第２の撹拌部材２２に所謂齧り等が発生することがない。この結果、軸受け部２５ａの磨耗を防止することができる。

なお、図示はしないが、軸受け部２５ｂにも同様な嵌合穴が形成されて、第２の撹拌部材２２と軸受け部２５ｂとの間に侵入する現像剤を逃がすようにする。このように、嵌合穴４１は現像剤逃がし構造を有していることになり、この逃がし構造によって現像剤を逃がしてやれば、仮に軸受け部に現像剤が侵入しても、軸受け部に磨耗等が発生することがない。

現像剤が収容される筐体１２内に配置される第２の軸受け部２５ａ及び２５ｂへの現像剤の侵入を反発磁界によってシールするようにしたので、現像剤の侵入によって軸受け部２５ａ及び２５ｂに磨耗が生じることがなく、しかも摩擦熱が発生することもないから、現像装置の長寿命化を図ることができるばかりでなく、トナーの凝集を防ぐことができ、画像欠陥が生じることもなく、二成分現像剤を用いる複写機、プリンター、又はファクシミリ装置等に適用できる。

本発明による現像装置の実施例１を示す斜視図である。 図１に示す現像装置の一部を分解して示す斜視図である。 図１に示す混合撹拌部材の両端部の断面を現像装置の一部とともに示す図である。 図３においてその一端部側を拡大して示す断面図である。 図３においてその他端部側を拡大して示す断面図である。 軸受け部の内周面形状を説明するための斜視図である。

符号の説明

１０ 現像装置
１１ 混合撹拌部材
１２ 筐体
１３ 駆動モータ
１４ パドル
１５ 現像ローラ
１６ 穂切りブレード
２１ 第１の撹拌部材
２２ 第２の撹拌部材
２３ａ，２３ｂ フランジ部
２４ａ，２４ｂ 第１のマグネット
２６ａ，２６ｂ 第２のマグネット
２７ 第３のマグネット
２９ 第４のマグネット
２５ａ，２５ｂ 軸受け部
２８ 支持部

Claims (5)

1. 現像剤が収容される筐体内に配置され、外周面に前記現像剤の出入り口となる複数の開口部が形成された中空の第１の撹拌部材と、該第１の撹拌部材と同軸に前記第１の撹拌部材内に配置された第２の撹拌部材とを有し、前記第１及び前記第２の撹拌部材がその軸方向端部でそれぞれ第１及び第２の軸受け部によって互いに独立して回転可能に支持され前記第１及び第２の軸受け部が前記筐体内に位置づけられて、前記第１及び前記第２の撹拌部材の回転によって前記現像剤を混合撹拌する混合撹拌部材を有する現像装置において、
   前記混合撹拌部材には前記第１及び前記第２の軸受け部への前記現像剤の侵入を反発磁界によって防止するシール手段が備えられていることを特徴とする現像装置。
2. 前記シール手段は第１及び第２のマグネットを有し、
   前記第２の撹拌部材の軸方向両端部にはそれぞれ前記第１のマグネットが装着され、前記第１及び前記第２の軸受け部の前記第１のマグネットと対向する面にはそれぞれ前記第２のマグネットが装着されて、前記第１及び前記第２のマグネットの対向面は同極に着磁され、
   前記第１及び前記第２のマグネット間の反発磁界によって前記第１及び前記第２の軸受け部をシールするようにしたことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 前記第２の撹拌部材はその一端側で前記第２の軸受け部に回転可能に支持され、他端側で駆動源に連結されており、
   前記シール手段はさらに第３及び第４のマグネットを有し、
   前記第１の軸受け部の前記第２のマグネットが装着された面と反対側の面に前記第３のマグネットが装着され、前記第３のマグネットと対向する前記筐体の内面に前記第４のマグネットが装着されて、
   前記第３及び前記第４のマグネットの対向面は同極に着磁され、前記第３及び前記第４のマグネット間の反発磁界によって前記第１の軸受け部をシールするようにしたことを特徴とする請求項２記載の現像装置。
4. 前記第１及び前記第２の軸受け部の内周面には前記現像剤を逃がす逃がし構造が形成されていることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の現像装置。
5. 前記逃がし構造は前記第１及び第２の軸受け部の内周面から径方向外側に延びる切り欠き部であることを特徴とする請求項４記載の現像装置。

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