JP5056768B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置において、像担持体に形成された静電潜像を現像するのに使用する現像装置に関するものである。特に、回転軸の外周に搬送羽根が設けられた搬送部材を現像剤搬送路内において回転させて、現像剤をこの現像剤搬送路内において搬送させて循環させるにあたり、現像剤を循環させる現像剤搬送路の循環部よりも側方に延出された延出部において、搬送部材における回転軸の端部が軸受部材に回転可能に保持させるようにした現像装置において、高速で現像を行うために、上記の搬送部材を高速で回転させるようにした場合においても、上記の軸受部材や搬送部材の回転軸の端部等が熱くなって、これらの部分に現像剤が融着したり、これらが摩耗したり、熱変形したりするのを適切に防止できるようにした点に特徴を有するものである。

従来から、複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、感光体等の像担持体に形成された静電潜像に現像装置からトナーを供給して、像担持体に形成された静電潜像を現像するようにしている。

ここで、このような現像装置としては、現像剤にトナーとキャリアとを使用した２成分現像方式のものと、キャリアを使用せずにトナーのみを使用した１成分現像方式のものとが知られている。

そして、現像剤にトナーとキャリアとを使用した現像装置においては、一般に、回転軸の外周に現像剤を搬送させる搬送羽根が設けられた搬送部材を現像剤搬送路内において回転させて、現像剤を現像剤搬送路に沿って搬送させて循環させると共に、この現像剤を現像剤担持体に供給し、この現像剤担持体により現像剤を像担持体と対向する位置に導き、この現像剤担持体から像担持体に形成された静電潜像にトナーを供給して現像を行うようにしている。

また、上記のような現像装置においては、一般に、現像剤を循環させる現像剤搬送路の循環部よりも側方に延出された延出部において、搬送部材における回転軸の端部を軸受部材に回転可能に保持させると共に、この軸受部材に現像剤中のトナーが入り込んだりするのを防止するため、一般に軸受部材の内面側にシール部材を設けるようにしている。

ここで、このように搬送部材における回転軸の端部を軸受部材に回転可能に保持させると共にこの軸受部材の内面側にシール部材を設けた場合、上記の搬送部材を回転させると、この搬送部材の回転軸と軸受部材やシール部材との摩擦熱によってこれらが加熱され、特に、高速で現像を行うために、上記の搬送部材を高速で回転させた場合には、これらが大きく加熱されて熱くなり、このように熱くなった部分に現像剤中のトナーが融着して凝集し、このように凝集したトナーがこれらの部分から脱落して現像剤中に混入し、これが現像に使用されて形成される画像に筋状ノイズ等が発生するという問題があった。また、上記のようにトナーが融着することによって搬送部材の回転が阻害されたり、さらに搬送部材の回転軸の端部や軸受部材やシール部材が熱によって変形したり、摩耗しやすくなったりするという問題があった。

このため、従来においては、特許文献１に示されるように、現像装置の端部において、軸受部材とシール部材との間における空間に熱を放熱させるための通気口を設けるようにしたものが提案されている。

しかし、このように通気口を設けた場合には、この通気口を通してトナーが外部に飛散するおそれがあると共に、装置が大型化するという問題があった。

また、特許文献２においては、現像剤を循環させる現像剤搬送路の循環部よりも側方に延出された延出部に位置する搬送部材の回転軸に、現像剤を搬送させる上記の搬送羽根とは現像剤を逆方向に搬送させる現像剤還流手段を設け、現像剤が軸受部材やシール部材に導かれるのを防止するようにしたものが提案されている。

しかし、このように現像剤還流手段を設けて現像剤が軸受部材やシール部材に導かれるのを防止するようにした場合、加熱された搬送部材の回転軸の端部や軸受部材等を冷却させることができず、搬送部材の回転軸の端部や軸受部材やシール部材が熱によって変形したり、摩耗しやすくなったりする等の問題が依然として存在した。

特開２００３−５７９２７号公報 特開２００３−１１４５７６号公報

本発明は、現像剤を循環させる現像剤搬送路の循環部よりも側方に延出された延出部において、搬送部材における回転軸の端部を軸受部材に回転可能に保持させるようにした現像装置における上記のような問題を解決することを課題とするものである。

すなわち、本発明は、上記のような現像装置において、高速で現像を行うために、上記の搬送部材を高速で回転させるようにした場合においても、上記の軸受部材や搬送部材の回転軸の端部等が熱くなって、これらの部分に現像剤が融着したり、これらが摩耗したり、熱変形したりするのを適切に防止できるようにすることを課題とするものである。

本発明における現像装置においては、上記のような課題を解決するため、回転軸の外周に現像剤を搬送させる搬送羽根が設けられた搬送部材が現像剤を搬送させて循環させる現像剤搬送路内に回転可能に設けられ、現像剤を搬送させて循環させる現像剤搬送路の循環部よりも側方に延出された延出部において、上記の搬送部材における回転軸の端部が軸受部材に回転可能に保持されると共に、この軸受部材の現像剤搬送路側にシール部材が設けられた現像装置において、上記のシール部材の近傍の延出部における搬送部材の回転軸に、シール部材に導かれて加熱された現像剤を上記の循環部に戻す方向に傾斜して放射状に突出された戻し羽根を設けるようにした。

また、本発明における現像装置においては、上記の戻し羽根よりも循環部側における搬送部材の回転軸の部分にシール部材に導かれる現像剤の量を調整する調整羽根を設けることが好ましい。

そして、このように戻し羽根よりも循環部側における搬送部材の回転軸の部分にシール部材に導かれる現像剤の量を調整する調整羽根を設けるにあたっては、搬送部材における搬送羽根よりも現像剤の搬送方向下流側において、調整羽根を搬送羽根と逆方向に傾斜して設けるようにすることができる。また、この調整羽根を上記の戻し羽根と連結するようにして設けると、シール部材に導かれた現像剤がさらに適切に上記の循環部に戻されるようになって好ましい。

なお、本発明における現像装置において使用する現像剤は、トナーとキャリアとを含むものを用いるようにし、特に、この現像剤におけるキャリアとして、熱伝導率の高いキャリアを用いることが好ましい。

本発明においては、現像剤を循環させる現像剤搬送路の循環部よりも側方に延出された延出部において、搬送部材における回転軸の端部を軸受部材に回転可能に保持させ、この軸受部材の現像剤搬送路側にシール部材を設けた現像装置において、上記のシール部材の近傍の延出部における搬送部材の回転軸に現像剤を循環部に戻す方向に傾斜して放射状に突出された戻し羽根を設けたため、シール部材に導かれて加熱された現像剤がこの戻し羽根によって現像剤搬送路の循環部に戻されて循環されるようになる。

このようにシール部材に導かれて加熱された現像剤が現像剤搬送路の循環部に戻されると、加熱された搬送部材の回転軸の端部やシール部材等に現像剤が融着して凝集するのが防止されると共に、シール部材に導かれた現像剤によって加熱された搬送部材の回転軸の端部やシール部材などの熱が奪われて、搬送部材の回転軸の端部や軸受部材やシール部材の温度が大きく上昇するのが抑制されるようになる。

この結果、本発明の現像装置においては、高速で現像を行うために、上記の搬送部材を高速で回転させるようにした場合においても、上記の軸受部材や搬送部材の回転軸の端部等が熱くなって、これらの部分に現像剤が融着したり、これらが摩耗したり、熱変形したりするのが適切に防止されるようになる。特に、現像剤として、トナーと熱伝導率の高いキャリアを含むものを用いると、加熱された搬送部材の回転軸の端部などの熱が現像剤に適切に奪われて、搬送部材の回転軸の端部や軸受部材やシール部材の温度が上昇するのがより適切に抑制されるようになる。

また、本発明における現像装置において、上記の戻し羽根よりも循環部側における搬送部材の回転軸の部分にシール部材に導かれる現像剤の量を調整する調整羽根を設けると、過剰の現像剤がシール部材の部分に導かれて滞留するのが防止され、現像剤が加熱された搬送部材の回転軸の端部やシール部材等に融着して凝集するのがより適切に防止されるようになる。

本発明の一実施形態に係る現像装置の内部構造を示した概略縦断面図である。 上記の実施形態に係る現像装置の内部構造を示した概略横断面図である。 上記の実施形態に係る現像装置において、第１及び第２の各搬送部材の回転軸に、現像剤を循環部に戻す方向に傾斜するようにして戻し羽根を設けた状態を示した部分説明図である。

次に、本発明の実施形態に係る現像装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る現像装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。

この実施形態における現像装置においては、図１及び図２に示すように、装置本体１０の内部にトナーとキャリアを含む現像剤Ｄを収容させ、この現像剤Ｄを感光体１に搬送させる筒状の現像剤担持体１１を、感光体１と所要間隔を介して対向するようにして回転可能に設けると共に、この現像剤担持体１１の内部に複数の磁極Ｎ，Ｓ，Ｎ…が着磁されたマグネットローラ１１ａを設けている。

そして、この現像装置においては、装置本体１０内に上記の現像剤担持体１１に沿った仕切り壁１２を設け、この仕切り壁１２により上記の現像剤担持体１１と近接した位置における第１の現像剤搬送路１３と現像剤担持体１１から離れた位置における第２の現像剤搬送路１４とに分離させると共に、上記の仕切り壁１２の両端部に、上記の現像剤Ｄを第１の現像剤搬送路１３と第２の現像剤搬送路１４との間で循環させるための第１と第２の循環口１２ａ，１２ｂを設けている。

また、この現像装置においては、上記の第１の現像剤搬送路１３内に回転軸１５ａの外周に現像剤Ｄを搬送させるスパイラル状の搬送羽根１５ｂが設けられた第１の搬送部材１５を回転可能に設けると共に、上記の第２の現像剤搬送路１４内に回転軸１６ａの外周に現像剤Ｄを搬送させるスパイラル状の搬送羽根１６ｂが設けられた第２の搬送部材１６を回転可能に設けている。

そして、第１及び第２の各搬送部材１５，１６を回転させて、第１の現像剤搬送路１３と第２の現像剤搬送路１４とにおいてそれぞれ現像剤Ｄを攪拌させながら逆方向に搬送させ、第１の現像剤搬送路１３における現像剤Ｄを回転する上記の現像剤担持体１１に供給し、このように現像剤担持体１１に供給されて感光体１に導かれる現像剤Ｄの量を規制部材１７により規制した後、この現像剤担持体１１から現像剤Ｄに含まれるトナーを感光体１に供給して現像を行うようにしている。

また、上記の第１の現像剤搬送路１３において、第１の搬送部材１５により搬送されて第１の循環口１２ａに導かれた現像剤Ｄをこの第１の循環口１２ａを通して第２の現像剤搬送路１４に導く一方、第２の現像剤搬送路１４において、第２の搬送部材１６により搬送されて第２の循環口１２ｂに導かれた現像剤Ｄをこの第２の循環口１２ｂを通して第１の現像剤搬送路１３に導き、上記の第１と第２の循環口１２ａ，１２ｂを通して現像剤Ｄを第１の現像剤搬送路１３と第２の現像剤搬送路１４との間で循環させるようにしている。

ここで、この実施形態における現像装置においては、上記のように第１の現像剤搬送路１３内に第１の搬送部材１５を、第２の現像剤搬送路１４内に第２の搬送部材１６を回転可能に設けるにあたり、第１及び第２の各搬送部材１５，１６における回転軸１５ａ，１６ａの第１の循環口１２ａ側の端部を装置本体１０に回転可能に保持させると共に、第１の現像剤搬送路１３と第２の現像剤搬送路１４とにそれぞれ現像剤Ｄを循環させる循環部よりも上記の第２の循環口１２ｂ側に延出された延出部１３ａ，１４ａを設け、第１及び第２の各搬送部材１５，１６における各回転軸１５ａ，１６ａの第２の循環口１２ｂ側の端部を、それぞれの延出部１３ａ，１４ａに設けられたシール部材１８ａ，１８ｂと軸受部材１９ａ，１９ｂとに貫通させて各軸受部材１９ａ，１９ｂにより回転可能に保持させている。

そして、各軸受部材１９ａ，１９ｂを貫通して装置本体１０の外部に延出された第１及び第２の各搬送部材１５，１６における各回転軸１５ａ，１６ａの端部にそれぞれギア２ａ，２ｂを噛み合うようにして取り付け、このギア２ａ，２ｂを介して駆動装置（図示せず）により上記の第１及び第２の各搬送部材１５，１６を逆方向に回転させ、第１の現像剤搬送路１３と第２の現像剤搬送路１４とにおいてそれぞれ現像剤Ｄを逆方向に搬送させるようにしている。

また、この実施形態における現像装置においては、図２に示すように、第１及び第２の各搬送部材１５，１６の各回転軸１５ａ，１６ａにおける上記のシール部材１８ａ，１８ｂの近傍に、それぞれシール部材１８ａ，１８ｂに導かれた現像剤Ｄを第１及び第２の現像剤搬送路１３，１４において現像剤Ｄを循環させる循環部に戻す戻し羽根１５ｃ，１６ｃを、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、現像剤Ｄを循環させる循環部に戻す方向に傾斜するようにして放射状に突出させている。

さらに、上記の第２の搬送部材１６においては、上記の戻し羽根１６ｃよりも循環部側における回転軸１６ａの部分に、上記のスパイラル状の搬送羽根１６ｂとスパイラルの方向が逆になった調整羽根１６ｄを設け、この調整羽根１６ｄにより、上記の搬送羽根１６ｂによってシール部材１８ｂに導かれる現像剤Ｄの量を調整するようにしている。

このようにすると、上記の第２の現像剤搬送路１４においては、上記の調整羽根１６ｄによって延出部１４ａにおけるシール部材１８ｂに導かれる現像剤Ｄの量が適切に調整され、現像剤Ｄがシール部材１８ｂの部分に過剰に導かれて詰まるということがなく、シール部材１８ｂに導かれた現像剤Ｄが上記の戻し羽根１６ｃにより適切に循環部に戻されて循環されるようになる。また、上記の第１の現像剤搬送路１３においても、その延出部１３ａにおけるシール部材１８ａに導かれた現像剤Ｄが上記の戻し羽根１５ｃによって適切に循環部に戻されて循環されるようになる。

このため、上記の第１及び第２の各搬送部材１５，１６を高速で回転させて高速で現像を行うようにした場合において、第１及び第２の現像剤搬送路１３，１４における各延出部１３ａ，１４ａにおいて、第１及び第２の搬送部材１５，１６における各回転軸１５ａ，１６ａの端部とシール部材１８ａ，１８ｂと軸受部材１９ａ，１９ｂとが摩擦によって加熱されたとしても、各シール部材１８ａ，１８ｂに導かれた現像剤Ｄによってこれらの熱が奪われて、これらが過剰に加熱されるのが防止されると共に、上記の現像剤Ｄが各戻し羽根１５ｃ，１６ｃによって適切に循環部に戻されるようになり、現像剤Ｄに含まれるトナーがこれらの部分に融着して凝集するのが防止されるようになる。また、上記の現像剤Ｄに熱伝導率が９０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の粉体を添加させたものを用い、このような粉体が添加された現像剤Ｄが各シール部材１８ａ，１８ｂに導かれるようにすると、この粉体によってこれらの熱が効率よく奪われ、これらが過剰に加熱されるのがより適切に防止されるようになる。

なお、この実施形態においては、第１及び第２の各搬送部材１５，１６の各回転軸１５ａ，１６ａにおけるシール部材１８ａ，１８ｂの近傍に、それぞれ１つの戻し羽根１５ｃ，１６ｃを設けるようにしたが、戻し羽根１５ｃ，１６ｃを設ける数は限定されず、各シール部材１８ａ，１８ｂに適切な量の現像剤Ｄが導かれるようになっていればよく、また第２の搬送部材１６において、シール部材１８ｂに導かれる現像剤Ｄの量を調整する調整羽根１６ｄをなくして、上記の戻し羽根１６ｃの数を多くすることも可能である。

また、この実施形態においては、第１の現像剤搬送路１３と第２の現像剤搬送路１４とにおいて現像剤Ｄを循環させる循環部よりも延出された延出部１３ａ，１４ａを、第２の循環口１２ｂ側に設けるようにしたが、上記の延出部１３ａ，１４ａを、第１の循環口１２ａ側に設けるようにしたり、また第２の循環口１２ｂ側と第１の循環口１２ａ側との両方に設けるようにしたりすることも可能である。

１ 感光体
２ａ，２ｂ ギア
１０ 装置本体
１１ 現像剤担持体
１１ａ マグネットローラ
１２ 仕切り壁
１２ａ，１２ｂ 循環口
１３，１４ 現像剤搬送路
１３ａ，１４ａ 延出部
１５，１６ 搬送部材
１５ａ，１６ａ 回転軸
１５ｂ，１６ｂ 搬送羽根
１５ｃ，１６ｃ 戻し羽根
１６ｄ 調整羽根
１７ 規制部材
１８ａ，１８ｂ シール部材
１９ａ，１９ｂ 軸受部材
Ｄ 現像剤

Claims (4)

1. 回転軸の外周に現像剤を搬送させる搬送羽根が設けられた搬送部材が現像剤を搬送させて循環させる現像剤搬送路内に回転可能に設けられ、現像剤を搬送させて循環させる現像剤搬送路の循環部よりも側方に延出された延出部において、上記の搬送部材における回転軸の端部が軸受部材に回転可能に保持されると共に、この軸受部材の現像剤搬送路側にシール部材が設けられた現像装置において、上記のシール部材の近傍の延出部における搬送部材の回転軸に、シール部材に導かれて加熱された現像剤を上記の循環部に戻す方向に傾斜して放射状に突出された戻し羽根が設けられていることを特徴とする現像装置。
2. 請求項１に記載の現像装置において、戻し羽根よりも循環部側における搬送部材の回転軸の部分にシール部材に導かれる現像剤の量を調整する調整羽根が設けられていることを特徴とする現像装置。
3. 請求項２に記載の現像装置において、調整羽根が搬送部材における搬送羽根よりも現像剤の搬送方向下流側に設けられ、この調整羽根が搬送羽根と逆方向に傾斜して設けられていることを特徴とする現像装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の現像装置において、前記の現像剤がトナーとキャリアとを含むことを特徴とする現像装置。

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