JP2010054868A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
潤滑剤を用いてシール部材のリップ部でトナー漏れ防止を行うのは、攪拌軸、軸受の寿命によっては効果が不十分であるといった問題があり、さらに、シール部材のリップ部に潤滑剤を塗布する際には、潤滑剤が現像容器内に進入することがある。よってトナー漏れの無い現像装置及び、画像形成装置を提供する。
【解決手段】
攪拌手段と現像剤容器の勘合部に複数のピッチからなる螺旋状部を形成し、該螺旋状部のねじり方向を攪拌手段の回転により、現像剤を容器内に移動せしめるように螺旋状部を形成し、この螺旋状部のピッチは、支持手段に近づくほど広くなるようにし、トナー漏れのない良好なトナー搬送を可能とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機やプリンタ、ファックス等の画像形成装置に用いられる現像装置及び画像形成装置に関するものであり、現像装置あるいは該現像装置を備えた画像形成装置において、軸受側への異物侵入を防止し、摺動部の耐久性のアップ、ロックを防止するものに係る。

図6に従来の現像装置用軸受シール構造を示す。図に示すように、攪拌軸2には、トナー漏れ防止機能を持ったシール部材1が設けられている。

このシール部材1は図7に示すように、リップ部1ａを有しており、リップ部1ａはゴム材のような弾性体で形成されている。このリップ部1と軸2をオーバーラップさせることにより、トナー漏れを防止する機能を持っている。

また、シール部材1の外側には、攪拌軸2を支持する軸受3が設けられており、さらにその外側には、攪拌軸2を回転させるための駆動ギア4が設けられている。

これらの軸受3、駆動ギア4はシール部材1によって、現像容器5内のトナーと隔離された状態にある。

しかし、前記現像装置は、現像装置の寿命、攪拌軸2の回転数等の使用条件によっては、トナー漏れに対し不十分であり、トナー漏れにより、攪拌軸2と軸受3の間にトナーが入り駆動ギア4のロック等の問題が発生する。

そこで、トナー漏れによる摺動部ロック防止、摺動部耐久性アップのため、リップ部1ａのテーパ面に潤滑材を塗布しているケースが非常に多くなっている。

さらに、特開2003-280373号公報には、この潤滑材の塗布効果を引き出すための構成が掲載されている。

特開２００３−２８０３７３

しかし、上記、従来の構成において、潤滑剤を用いてシール部材1のリップ部1ａでトナー漏れ防止を行うのは、攪拌軸2、軸受3の寿命によっては効果が不十分であるといった問題がある。長寿命を要求される使用条件では潤滑剤が枯渇することがあるためである。

さらに、シール部材1のリップ部1ａに潤滑剤を塗布する際には、潤滑剤が現像容器5内に進入することがあり、異常画像を誘発する原因となっていた。そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、トナー漏れの無い現像装置及び、画像形成装置を提供することである。

請求項１の発明は、現像剤を収容する現像剤容器と、該現像剤容器内に配置され現像剤を攪拌し搬送する攪拌手段と、この攪拌手段を支持する支持手段と、該攪拌手段を駆動する駆動手段とを有し、現像剤を担持搬送せしめる現像剤担持体を備えた現像装置において、
前記攪拌手段と現像剤容器の勘合部にねじり方向を攪拌手段の回転により、前記現像剤を容器内に移動せしめるように螺旋状部を形成し、この螺旋状部のピッチは、前記支持手段に近づくほど広くなるように設定したことを特徴とする現像装置。

請求項２の発明は、請求項１に記載の現像装置において、前記攪拌手段の駆動手段はハスバギアで構成され、該ハスバギアのスラスト力が攪拌手段を現像容器の内面方向に押し付ける方向に向いていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載の現像装置において、攪拌手段の螺旋状部の高さを現像剤の粒径よりも大きくしたことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

以上述べてきたように、本発明の現像装置はトナー漏れの発生無く、良好なトナー搬送を可能とするのである。

以下に本発明の実施形態を図面にて詳細に説明する。

図示された例に従って、本発明の画像形成装置の構成を説明する。なお、以下に実施例として示す装置は、画像形成装置の１つの例として、デジタル複合機を例にとって説明している。

まず、図3を用いてコピー動作の場合について説明する。原稿台20に原稿がセットされ、操作部（図示せず）にあるコピースタートボタンが押されると、メインモータ（図示せず）が回転し始め、カセット36に収納されている記録紙Pが一枚だけピックアップローラ42で給紙される。

この時、記録紙Pの重送を防ぐために分離爪43が設けられており、この分離爪43により記録紙Pは1枚ずつ捌かれて搬送部に搬送される。

さらに、第１縦パスローラ25、及び第２縦パスローラ27によって、停止中のレジストローラ6にまで搬送される。

レジストローラ6の直前には、記録紙Pを検知するレジ前センサ29が配置されており、このレジ前センサ29で記録紙Pが検知されてから所定時間が経過した後、第１縦パスローラ25及び第２縦パスローラ27の回転を停止する。

これにより、記録紙P先端がレジストローラ6に当接したままの状態で記録紙Pが第１縦パスローラ25及び第２縦パスローラ27によって所定時間だけ搬送されることとなるので、レジストローラ6と第１縦パスローラ25との間に約１０mmの記録紙Pのループが形成される。

このループの形成によって、レジストローラ6のニップ部に記録紙Pの先端が揃うので、記録紙Pの斜行を矯正できる。その後、レジストローラ6の回転により記録紙Pは、トナー像が転写領域に到達するタイミングに合せて記録紙Pが転写領域に搬送される。

一方、画像読み取り部18では、原稿照明ランプ31が点灯し、原稿台ガラス20に載置された原稿（図示せず）が照明され始める。

これが画像形成動作のスタートとなる。原稿照明ランプ31は読み取りスキャナユニット32内に搭載されており、この読み取りスキャナユニット32は、原稿台ガラス20の下方に配置されている。

読み取りスキャナ32は原稿照明ランプ31と反射鏡と第１ミラーを備えて一定速度で移動する第１スキャナ32と、第２ミラー33および第３ミラー34を備えて第１スキャナ32に追随して移動する第２スキャナを有している。第１スキャナ32で原稿台ガラス20上に載置された原稿を光学的に走査し、その反射光をレンズ（図示せず）に導き、原稿画像を１次元固体撮像素子（図示せず）上に結像させる。

固体撮像素子は電荷結合素子（ＣＣＤ）が使用されている。その後、CCDで読み取られた画像のアナログ信号をアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器でデジタル信号に変換し、画像処理ユニットで階調処理、変倍処理、編集等の種々の画像処理を施した後、出力する。

画像読み取り部18で作成された画像データをもとに、レーザースキャナユニット13ではレーザーを発光させ、ポリゴンミラー（図示せず）、結像レンズ（図示せず）、第1ミラー（図示せず）、第２ミラー（図示せず）を経て、感光体ドラム（7）に照射され、感光体ドラム7上に原稿画像が結像される。
レーザースキャナユニット13からのレーザー光が照射される照射位置よりも感光体ドラム7の回転方向上流には、感光体ドラム7を一様に帯電する一次帯電ローラ21が配置されている。

この一次帯電ローラ21によって感光体ドラム7が一様に帯電されて帯電面が形成される。この帯電面に、レーザースキャナユニット13からの反射光が照射されて静電潜像が形成される。照射位置よりも感光体ドラム7の回転方向下流側には、静電潜像を現像する現像器38が配置されている。

感光体ドラム7と現像器38とが対向する領域は、静電潜像が現像される現像領域である。感光体ドラム7の回転によって静電潜像が現像領域に到達すると、現像スリーブ（現像ローラ：22）から静電潜像にトナーが供給されてトナー像が形成される。

現像部位よりも感光体ドラム7の回転方向下流側には、トナー像を記録紙Ｐに転写する転写帯電ローラ8が配置されている。この転写ローラ8は、加圧バネ（図示せず）によって感光体ドラム7に対し、所定の圧力で押圧されている。

感光体ドラム7と転写帯電ローラ8とが対向する領域は、トナー像が記録紙に転写される転写領域である。

感光体ドラム7の回転によってトナー像が転写領域に到達する以前に、所定のタイミングでレジストローラ6が回転し始めて記録紙Pをこの転写領域に搬送する。

そこで、転写領域に搬送されてきた記録紙Pにトナー像が転写される。トナー像が転写された記録紙Pは、除電針（図示せず）によって感光体ドラム7から分離され、搬送部40に搬送されて定着器9に搬送される。

また、感光体ドラム7に残留したトナーをクリーナ（図示せず）によって除去するようになっている。その後、記録紙Pは定着ローラ10により、画像を定着され、第１排紙ローラ12によって機外に排紙される。

ここで、本発明の現像装置を説明するために、図4を用いて感光体ドラムカートリッジ19での画像形成について説明しておく。

感光体ドラム7は帯電ローラ21によって、均一に帯電され、レーザースキャナユニット13からのレーザー光（図示せず）により画像データに基づき静電潜像が形成される。

ここで、この静電潜像を現像するため、現像部では現像容器38内のトナー（図示せず）を攪拌羽24により現像ローラ22へ搬送する。

現像ローラ22へ搬送されたトナーは現像ブレード26により余分なトナーを掻き落され、現像ローラ22に均一なトナーコート層が形成される。

このトナーコート層から帯電された感光体ドラム7へトナーが電気的吸引力により、移動することにより、感光体ドラム7上にトナー像が形成される。

次に図1、2を用いて本発明の現像装置について説明する。図1は現像容器の内側から、トナー攪拌羽24の駆動軸を見た斜視図である。

駆動軸の構造がわかるように、現像容器を省略してある。図1に示すように本発明の現像装置には、トナー攪拌羽24の攪拌軸45に、螺旋状部46が設けられている。

この螺旋状部46のねじれ方向は、駆動ギア47の回転方向48に対し、逆方向になるように設定してある。

そのため、トナーを搬送するためにトナー攪拌羽24が回転すると、この攪拌軸45が回転し、螺旋状部46も回転する。

その螺旋状部46の回転により、トナーは図に示す矢印49方向へ移動する。この螺旋状部46のトナー搬送効果により、シール部材50へトナーは移動しなくなる。

よって、シール部材50へのトナーの進入が無く良好なトナー搬送と攪拌羽24の駆動が可能となる。

次に螺旋状部46の形状詳細について、説明する。図2の断面図に示すように、螺旋状部46の高さＡは、シール部材50への開口Ｂの高さよりも高くすることで、トナーの進入を防ぐことが可能である。

しかし、実際には、開口Ｂに対し逆方向のトナーの流れが発生するだけでも十分な効果が発揮されるため、本実施例では、シール部材50への開口Ｂよりも、螺旋状部46の高さを低く設定している。

その高さは、螺旋状部46の高さｈをトナーの粒径よりも大きく設定（ｈ≧2μｍ）することで、十分な効果が発揮される。

また、この螺旋状部46の高さを低く設定することで、部品の製作、装置の組立て性も容易なものとなる。

螺旋状部46を攪拌軸45に加工するには、旋盤を用いてバイトを所定の速度で移動させることで目的を達成することができる。

攪拌軸45を成形品で製作する際には、樹脂成形の金型を加工すれば螺旋状部46を作ることができる。

加工後の高さとなる表面粗さがRa≧0.2μｍになるように、刃物、加工速度を設定しなければならない。

次に螺旋状部46のピッチは、図2に示すようにC、D、Eのように3種類のピッチで設けられている。このピッチはトナーシール50に近いほうのピッチを広くC設定し、だんだんピッチが狭くなるように設定した。

これにより、トナーの搬送量はシール部材50に近い方が多くなり、シール部材50に近づくトナーを押し戻す効果がある。

しかし、一方でトナーを軸線方向へ押し戻しすぎると、トナーの搬送ムラにつながり、ひいては画像の濃度ムラの問題が発生する。

そのため、シール部材50から遠い位置ではトナー搬送量を少なくするため、螺旋状部46のピッチを狭くEにしている。さらに、攪拌羽24の根元には、螺旋状部46を設けていない。

このように、螺旋状部46のピッチを段階的に変化させて、設定することで、トナー攪拌軸線方向へのトナー搬送量をコントロールすることができる。

また、現像装置の駆動ギア47をハスバギアで形成し、ハスバギアのスラスト力をトナー搬送方向49と同じ方向へ働くように設定した。

このハスバギアのスラスト力により、トナーを確実にシール部材50に対し、押し戻すことが可能となる。

さらに、図5に示すように、トナー充填量が多い場合や、粘性の高いトナーを使用した場合で、大きなスラスト力が必要な場合のために、この加圧バネ53が配置されている。

このように加圧バネ53を配置することで、攪拌軸45をシール部材50から遠ざける方向へ押し付けることができる。

以上、螺旋状部46の形状について説明してきたが、螺旋状部の形状選定については、画像形成装置の本体寿命、現像装置の寿命、使用するトナーの粒径、量、また、攪拌軸45の回転数などの使用条件を鑑みて決定されるべきものであり、トナー漏れを防止するという目的を達成するものであれば、本発明において限定されるものでないことは言うまでもない。

本発明の現像容器内のトナー攪拌羽の駆動軸斜視図である 本発明のトナー攪拌羽の断面図 本発明の画像形成装置の断面図 本発明の画像形成装置の画像形成部の断面図 本発明のスラスト力を必要とする加圧バネの断面図 従来の現像装置軸受部の断面図 従来の現像装置軸受部シールの断面図

符号の説明

１：シール部材
1a:リップ部
２：攪拌軸
３：軸受
４：駆動ギア
５：現像容器
６：レジストローラ
７：感光体ドラム
８：転写ローラ
９：定着器
１０：定着ローラ
１１：加圧ローラ
１２：排紙ローラ
１３：レーザースキャナユニット
１４：排紙トレイ
１５：レール部材
１６：加圧部材
１７：読み取りスキャナ
１８：画像読み取り部
１９：ドラムカートリッジ
２０：原稿台
２１：帯電ローラ
２２：現像ローラ
２３：画像形成部
２４：トナー攪拌羽
２５：縦パスローラ
２６：現像ブレード
２７：第２縦パスローラ
２８：クリーニングブレード
２９：レジ前センサ
３０：攪拌軸受
３１：原稿照明ランプ
３２：第１スキャナ
３３：第２ミラー
３４：第３ミラー
３５：駆動ギア
３６：カセット
３７：攪拌軸
３８：現像器
３９：画像形成装置
４０：転写領域
４１：中板
４２：給紙ローラ
４３：分離手段
４５：攪拌軸
４６：螺旋状部
４７：駆動ギア
４８：駆動ギア回転方向
４９：トナー移動方向
５０：シール部材
５１：現像容器
５２：軸受
５３：加圧バネ
５４：加工機の刃物
Ａ：螺旋状部高さ
Ｂ：シール部材の開口高さ
Ｃ〜Ｅ：螺旋状部ピッチ
Ｆ：攪拌軸回転方向
Ｇ：刃物送り方向
Ｐ：記録紙

Claims (4)

1. 現像剤を収容する現像剤容器と、該現像剤容器内に配置され現像剤を攪拌し搬送する攪拌手段と、この攪拌手段を支持する支持手段と、該攪拌手段を駆動する駆動手段とを有し、現像剤を担持搬送せしめる現像剤担持体を備えた現像装置において、
   前記攪拌手段と現像剤容器の勘合部にねじり方向を攪拌手段の回転により、前記現像剤を容器内に移動せしめるように螺旋状部を形成し、この螺旋状部のピッチは、前記支持手段に近づくほど広くなるように設定したことを特徴とする現像装置。
2. 前記攪拌手段の駆動手段はハスバギアで構成され、該ハスバギアのスラスト力が攪拌手段を現像容器の内面方向に押し付ける方向に向いていることを特徴とする請求項1記載の現像装置。
3. 前記攪拌手段の螺旋状部の高さを現像剤の粒径よりも大きくしたことを特徴とする請求項1または２記載の現像装置。
4. 請求項1〜３記載のいずれかの現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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