JP2005181938A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 現像剤に接触する回転部材の端部における現像剤の漏れを防止する現像措置を提供すること。
【解決手段】 トナーと磁性キャリアを備える２成分現像剤を収容する収容容器と、当該収容容器に設けられた回転部材と、当該回転部材の回転軸を支持する軸受け部とを有する現像装置において、前記軸受け部に近接し、前記軸受け部よりも前記収容容器の内側位置に２つの磁石部材を有し、当該２つの磁石部材が、前記回転部材の回転軸を挟んで、異なる磁極が対向するように配置されていることを特徴とする現像装置。
【選択図】 図３

Description

本発明は、電子写真方式等の画像形成装置において像担持体上の潜像を現像して可視化するために使用される現像装置に関する。

近年、複写機、プリンタ，ＦＡＸ等の電子写真方式の画像形成装置においては、画質、信頼性への要求が高まり、これに対応するため、画像形成装置に用いられる現像装置においても、現像剤を撹拌、搬送するための回転部材の回転軸を支持する軸受け部に起因する以下に述べるような問題に対処する動きが見られる。

一般に、上記軸受け部には、現像剤の外部への洩れ防止のための弾性シール部材（オイルシール）、回転部材の回転軸を支持するための軸受け部材（ベアリング）が配置されている。

このような構成の下で、現像装置を長時間使用すると、回転部材の回転軸とオイルシールとの当接部が摩耗損傷し、現像剤が漏れて、ベアリングの回転部分に進入し、回転トルクを増大させたり、回転不良を起こしてしまう。

また、同時に、現像剤が前記当接部や、ベアリングの回転部分で摺擦されるためトナーの凝集体が発生し、この凝集体が現像されると、ベタ画像の場合に、凝集体を中心に転写抜けを起こしてしまう。

加えて、高画質化対応として、トナーの小粒径化（例えば、３〜５μｍ）、それに伴い、帯電性を維持するためのキャリアの小径化（例えば、２０〜３０μｍ）が進み、また、省電力の観点から、低温定着トナーが用いられるようになり、上述した問題が一層起こりやすくなってきている。

このような軸受け部における問題を解決するために、軸受け部近傍の回転軸の周りに磁石を配置して、現像剤磁気ブラシによる磁気シールを形成して、オイルシールや、ベアリングが設置されている軸受け部に出来るだけ現像剤を漏洩させないようにする、以下のような現像装置が提案されている。

即ち、図７に示すように、回転部材の回転軸５００を強磁性体で形成し、当該回転軸５００を２つの磁石リング５０１、５０２で囲み、かつ、磁石リング５０１、５０２が所定の隙間を有し、それらの間に反発磁界を形成するように構成したものである。

斯かる構成により、磁石リング５０１、５０２と回転軸５００との間に形成される磁気回路と、磁石リング同士の反発磁界の作用により、磁石リング５０１と回転軸５００の間にのみ現像剤磁気ブラシによる磁気シールを形成し、現像剤がベアリング５０３側に漏洩するのを防止している（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２１９６８号公報

しかしながら、特許文献１に記載された方法では、強磁性体の回転軸、２つの磁石リング、及び、２つの磁石リングが所定間隔を有するためのスペーサ等を用いる必要があり、部品点数、また、それらを組み立てるための工数が増加してしまうため、コストアップを招いてしまう。

本発明の目的は、簡単な構成で、軸受け部において、現像剤漏洩によるオイルシールやベアリングの損傷を防止し、回転不良や、トナー凝集体を生じさせない現像装置を提供することにある。

本発明者らは、簡単な構成で、現像剤磁気ブラシからなる磁気シールにより現像剤の漏洩を防止するためには、磁気ブラシを回転軸の軸方向に対して出来るだけ垂直方向に形成することが効果的であると考え、本発明に至った。

即ち、本発明の目的は下記の構成により達成できる。

トナーと磁性キャリアを備える２成分現像剤を収容する収容容器と、当該収容容器に設けられた回転部材と、当該回転部材の回転軸を支持する軸受け部とを有する現像装置において、前記軸受け部に近接し、前記軸受け部よりも前記収容容器の内側位置に２つの磁石部材を有し、当該２つの磁石部材が、前記回転部材の回転軸を挟んで、異なる磁極が対向するように配置されていることを特徴とする現像装置。

本発明によれば、２つの磁石部材を回転軸を挟んで、異なる磁極が対向するように配置し、磁石間に磁界を発生させることにより、上述した軸受け部における現像剤漏洩に起因する問題を抑制できる。

以下、本発明の実施の形態の一例を説明する。なお、以下の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。

先ず、本発明に係わる現像装置を備えた画像形成装置の実施の形態を図１を用いて説明する。

図１はデジタル式複写機からなる画像形成装置の構成を示す模式図である。

本実施の形態の画像形成装置は電子写真方式を利用してトナー画像を転写材上に形成するもので、自動原稿送り装置１、画像読取装置２、画像形成部３、転写材収納部４、給紙部５、反転排紙・再給紙部６、および反転搬送部８を有している。

自動原稿送り装置１は、原稿を載置する原稿載置台１１、原稿載置台１１上に載置された原稿を分離する原稿分離手段１２、原稿分離手段１２で分離された原稿を搬送する複数のローラを含む原稿搬送手段１３、原稿搬送手段１３で搬送された原稿を排紙する原稿排紙手段１４、原稿排紙手段１４によって排紙された原稿を載置する原稿排紙台１５、および、両面複写モードにおいて原稿の表裏を反転させるためのローラ対からなる原稿反転手段１６を有している。

原稿載置台１１上に載置された複数枚の原稿（不図示）は、原稿分離手段１２によって１枚づつ分離され、原稿搬送手段１３によって画像読取位置に向けて搬送される。

原稿読取位置は原稿搬送手段１３の下方部に設けられており、画像読み取り装置２のスリット２１を通して原稿の画像が読み取られるようになっている。

また、自動原稿送り装置１は可倒式に構成されており、この自動原稿送り装置１を起こしてプラテンガラス２２上を開放し、当該プラテンガラス２２上に原稿を直接載置して複写を行うこともできるように構成してある。

画像読取装置２は、原稿の画像を読み取って画像データを得るための装置であり、原稿画像を読み取るための光学系２５、読み取られた光像を光電変換するＣＣＤ２６を有する。

光電変換されたアナログ信号は、アナログ処理後にＡ／Ｄ変換され、適宜の画像処理を施された後、画像データとして制御手段（不図示）内のメモリに蓄積される。

画像形成部３は、像担持体としての光導電性感光層を表面に有する感光体ドラム３１、当該感光体ドラム３１の表面を一様帯電させる帯電電極を含む帯電手段３２、画像処理後の画像データに基いて作動され、前記感光体ドラム３１上を露光して静電荷潜像を形成するための露光手段であるレーザ書込手段３３、感光体ドラム３１上に形成される静電荷潜像を反転現像してトナー像となすローラ状の現像剤担持体３００を有する現像装置３４、前記トナー像を普通紙等からなる転写材上に転写せしめる転写電極を含む転写手段３５、トナー像が転写された転写材の裏面から、例えば、ＡＣまたはＡＣとＤＣを重畳させた電圧によるコロナ放電を行い、前記感光体ドラム３１上からの転写材の分離を促進する分離手段３６、および、転写工程終了後の感光体ドラム３１を清掃するためのクリーニング手段３７等を有する。

なお、前記現像装置３４の詳細な構成については後記するが、当該現像装置３４は現像剤の撹拌、搬送を行う回転部材の回転軸を支持する軸受け部において、現像剤によるオイルシールやベアリングの損傷を防止し、かつ、トナー凝集体を生じさせないように構成されている。

また、現像装置３４に収納されている現像剤は、粒子状のフェライトにスチレンアクリル樹脂やシリコン樹脂をコーティングしたものからなる、所謂、コーティングキャリアと、例えば、重合法により製造された絶縁性、非磁性の重合トナーとを主要成分とする二成分現像剤からなる。

３８は分離後の転写材を、定着装置、例えば、加熱ローラ型の定着装置９に向けて搬送する搬送ベルト、６３は排紙ローラである。

定着装置９は、定着上ローラ９００と、定着上ローラ９００と圧接しながら回転する定着下ローラ９０３を有している。

上記構成による画像形成は、適宜の駆動手段によって矢示の方向に回転する感光体ドラム３１を帯電手段３２により順次帯電した後、レーザ書込手段３３によるドット露光で原稿画像に対応した静電荷潜像を形成し、現像装置３４を用いて前記静電荷潜像をトナー像となし、その後、レジストローラ５６の回転開始により給送される転写材上に、転写手段３５の作用を介して転写させることで達成される。

転写材ＰＡは、転写材収納部４の給紙トレイ４５０、４６０、４７０の何れかのトレイから、給紙部５の複数の搬送ローラを介して、レジストローラ５６に向けて搬送された後、転写工程に搬送される。

転写後の転写材ＰＡは分離手段３６の作用により感光体ドラム３１上から分離され、定着装置９の加熱・加圧作用を受けた後、排紙ローラ６３により機外に排出される。

一方、転写領域を通過した感光体ドラム３１は更に回転を続け、クリーニング手段３７によって残留トナーが除去されて次の画像形成への準備がなされる。

なお、反転排紙・再給紙部６、反転搬送部８は、転写材ＰＡを表裏反転して排紙したり、裏面にも画像形成を行うための反転搬送機能を有するが、本発明と直接関係はないので説明は省略するものとする。

次に、本発明に係わる現像装置の実施の形態の一例を図面を参照しながら説明する。

先ず、現像装置の構成について図２を用いて説明する。

図２は現像装置の内部構造を示す断面図である。

なお、図２以下の全図において、既出の部材（手段）と同じ部材（手段）、あるいは、基本的に同一の機能を有する部材（手段）については同一の参照符号を付すこととする。

図２において、３４Ａは、現像装置３４の外形を形成するとともに、現像剤を収容する、合成樹脂等の非磁性体からなる収容容器であり、現像底板３４０、上蓋３４５及び両側の支持側板３４９からなり、感光体ドラム３１に対向した現像開口領域７０を有するとともに、現像スリーブ３００の周面の一部が現像開口領域７０に臨む構成を有する。

現像スリーブ３００は磁界形成手段である位置固定の磁石を内蔵したローラ状をなしており矢示の如く反時計方向に回転する。

３４４はパドルからなる回転部材である現像剤供給部材であり、現像スリーブ３００を挟んで現像開口領域７０の反対側に設けてある。

現像剤供給部材３４４は矢示の如く反時計方向に回転し、後述する現像剤攪拌搬送部材３４３から供給された現像剤をパドルの作用により現像スリーブ３００に供給すると同時に現像スリーブ３００の周上から離脱する現像処理後の現像剤を現像剤攪拌搬送部材３４３の方向に排出する機能を兼ねている。

回転部材である現像剤攪拌搬送部材３４２、３４３は、矢示の如く、反時計方向に回転するスクリューからなり、現像剤供給部材３４４を挟んで現像スリーブ３００の反対側に配設してある。現像剤攪拌搬送部材３４２、３４３は補給トナーと現像処理後の現像剤とを混合攪拌し、所定の帯電量をトナーに付与した後、現像剤供給部材３４４に送り込む機能を有する。

３４６は層厚規制部材であり、後述する２つの磁極Ｓ２、Ｎ２との間の現像スリーブ３００の外周面に近接対向する規制部位を有し、現像剤供給部材３４４により供給され、磁石Ｍの磁気吸引作用により現像スリーブ３００の外周面上に担持された現像剤を所定の層厚に規制する機能を有する。

３４１は現像剤を収容するための現像剤収容部で、現像剤攪拌搬送部材３４２、３４３と、現像剤供給部材３４４とを含む現像装置内の空間で形成されている。

現像スリーブ３００の中には、前述した磁界形成手段としての磁石Ｍが位置固定で保たれている。

磁石Ｍは現像開口領域７０に対向した主磁極Ｎ１と、現像スリーブ３００の回転方向にみて主磁極Ｎ１よりも下流側に、反発磁界を形成するための磁極Ｓ１、Ｓ２、現像剤搬送磁極Ｎ２、Ｓ３の順に設けた５つの磁極を有する。
なお、現像スリーブ３００、現像剤供給部材３４４、及び、現像剤撹拌搬送部材３４２、３４３は図示しない駆動手段により所定の方向に回転される。

斯かる構成の現像装置３４における現像剤の挙動について簡単に説明する。

磁極Ｓ２の作用により、現像剤は現像スリーブ３００の外周面上に担持され、層厚規制部材３４６により層厚規制された後、現像剤搬送磁極Ｎ２、Ｓ３の作用下に、現像領域に向けて搬送され、感光体ドラム３１上の静電荷潜像に対する現像処理に供される。現像処理が終了した後の現像剤は、磁極Ｓ１とＳ２との反発磁界により現像スリーブ３００から自動的に離脱する。

離脱した現像剤は、現像剤供給部材３４４の下側部分におけるパドルの回転で現像剤撹拌搬送部材３４３に送り込まれ、現像剤撹拌搬送部材３４３の回転により紙面の手前方向に順次搬送された後、その終端部付近で現像剤撹拌搬送部材３４２に受け渡され、補給トナーと混合撹拌されながら紙面の裏側方向に搬送され、その終端部付近で現像剤撹拌搬送部材３４３に再び受け渡され、手前方向に搬送される途上で、順次、現像剤供給部材３４４に供給され、再度現像処理に費やされることになる。

次に、本発明の特徴部分である回転部材の軸受け部の第１の実施形態について図３を用いて説明する。

図３（ａ）は現像剤供給部材３４４の片側の軸受け部近傍を収容容器３４Ａ（図２参照）の内側から見た図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

なお、現像剤供給部材３４４の他の側の軸受け部、及び、現像剤撹拌搬送部材３４２、３４３の軸受け部も基本的に図３と同様に構成されている。

現像剤供給部材３４４の回転軸３４４Ａは、軸受け部材であるボールベアリング３５０を介して支持側板３４９の軸受け部３４９Ａに回転自在に支持されている。

また、回転軸３４４Ａに当接しているオイルシール３５１は、ボールベアリング３５０よりも収容容器３４Ａ（図２参照）の内側で、支持側板３４９の軸受け部３４９Ａに保持されている。

回転軸３４４Ａの軸方向の移動は、ストップリング３５２により規制されている。

２つの磁石部材３５３、３５４は、オイルシール３５１よりも収容容器３４Ａの内側で、軸受け部３４９Ａの近傍、即ち、支持側板３４９の内壁面３４９Ｂに、両面テープ、接着等により固定されている。

更に、２つの磁石部材３５３、３５４は、回転軸３４４Ａの軸方向に対して垂直方向に磁化された棒状磁石であり、かつ、回転軸３４４Ａを挟んで、異極同士、即ち、磁石部材３５３のＮ極と磁石部材３５４のＳ極が対向するように配設されている。

なお、磁石部材３５３のＳ極と磁石部材３５４のＮ極とが対向するように配設しても良い。

磁石部材３５３、３５４は、図３（ａ）に示すように、オイルシール３５１の外径よりも大きい長さＬを有しており、表面磁束密度が５０ｍＴ以上の強磁性体である。

斯かる構成により、磁石部材３５３、３５４による磁力線Ｊの方向が回転軸３４４Ａの軸方向に対して垂直方向になり、この磁力線Ｊに沿って現像剤磁気ブラシによる磁気シールが形成され、収容容器３４Ａ内の現像剤がオイルシール３５１の側に漏洩するのを抑制できる。

また、上記構造を取ることにより、部品点数、組み立て工数の増加を押さえ、従来の方法に比べコストアップを抑制することが出来る。

上記磁界は、本実施の形態のように、出来るだけ回転軸の軸方向に対して垂直方向に形成されることが好ましい。

次に、第２の実施の形態を図４を用いて説明する。

図４は、図３（ａ）と同様に、回転部材である現像剤供給部材３４４の片側の軸受け部近傍を収容容器３４Ａ（図２参照）の内側から見た図である。なお、ボールベアリング、オイルシールを含む軸受け部の基本構造は第１の実施の形態と同じである。

磁石部材３５３、３５４は、回転軸３４４Ａの軸方向に対して垂直方向に磁化されており、対向する磁極、即ち、磁石部材の３５３のＮ極、磁石部材３５４のＳ極は、それらの内周面が隙間を持って回転軸３４４Ａを囲むように略半円形をなしている。

このように構成することにより、上記第１の実施の形態に比べ、図４における回転軸３４４Ａの左右周辺部の磁界を強くすることが可能になり、より密に磁気ブラシを形成することが出来る。

次に、第３の実施の形態について、図５を用いて説明する。

図５は、図３（ａ）と同様に、回転部材である現像剤供給部材３４４、現像剤撹拌搬送部材３４２、３４３の片側の軸受け部近傍を収容容器３４Ａ（図２参照）の内側から見た図である。なお、ボールベアリング、オイルシールを含む軸受け部の構造は第１の実施の形態と同じである。

３４２Ａ、３４３Ａは、それぞれ現像剤撹拌部材３４２、３４３の回転軸である。

図からも明らかなように、磁石部材３５３、３５４の基本構成は第１の実施の形態と同じであり、異なる点は、同一の磁石部材で、３つの回転軸の軸方向に対して垂直方向に磁界を発生させたことである。

このように構成することにより、第１の実施の形態の効果に加えて、更に部品点数、組み立て工数の削減を図ることが出来る。

次に、第４の実施の形態を、図６に示すが、図からも明らかなように、磁石部材３５３、３５４の基本構成は第２の実施の形態と同じであり、異なる点は、同一の磁石部材で、３つの回転軸の軸方向に対して垂直方向に磁界を発生させたことである。

このように構成することにより、第２の実施の形態の効果に加えて、更に部品点数、組み立て工数の削減を図ることが出来る。

画像形成装置の構成を示す模式図。 現像装置の内部構造を示す断面図。 （ａ）は、第１の実施の形態における、現像剤供給部材３４４の片側の軸受け部近傍を収容容器３４Ａの内側から見た図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図。 第２の実施の形態における、現像剤供給部材３４４の片側の軸受け部近傍を収容容器３４Ａの内側から見た図。 第３の実施の形態における、現像剤供給部材３４４、現像剤撹拌搬送部材３４２、３４３の片側の軸受け部近傍を収容容器３４Ａの内側から見た図。 第４の実施の形態のける、現像剤供給部材３４４、現像剤撹拌搬送部材３４２、３４３の片側の軸受け部近傍を収容容器３４Ａの内側から見た図。 従来の現像装置の回転部材の回転軸端部を示す断面図。

符号の説明

３４ 現像装置
３４Ａ 収容容器
３００ 現像スリーブ
３４２、３４３ 現像剤撹拌搬送部材
３４２Ａ、３４３Ａ 回転軸
３４４ 現像剤供給部材
３４４Ａ 回転軸
３４９ 支持側板
３４９Ａ 軸受け部
３４９Ｂ 支持側板の内壁面
３５０ ボールベアリング
３５１ オイルシール
３５２ ストップリング
３５３、３５４ 磁石部材

Claims (1)

1. トナーと磁性キャリアを備える２成分現像剤を収容する収容容器と、当該収容容器に設けられた回転部材と、当該回転部材の回転軸を支持する軸受け部とを有する現像装置において、前記軸受け部に近接し、前記軸受け部よりも前記収容容器の内側位置に２つの磁石部材を有し、当該２つの磁石部材が、前記回転部材の回転軸を挟んで、異なる磁極が対向するように配置されていることを特徴とする現像装置。

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