JP6052581B2 - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents
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図14に示すように搬送部材80の回転軸80aは、軸受76を介して、現像剤を収納した現像収納ケース82に回動自在に保持されている。この軸受76には、回転軸80aを軸受けする転がり軸受78と、転がり軸受78の現像剤搬送路Y側をシールする2つのシール部材83a,83bを備えている。特許文献1では、転がり軸受78を設けて回転軸80aを軸受けしているが、軸受76を摺動性樹脂などで構成し、軸受76で直接回転軸80aを軸受けしてもよい。転がり軸受78の現像剤搬送路Y側を2つのシール部材83a,83bでシールすることにより、転がり軸受78の摺動部に現像剤が進入するのを防止し、転がり軸受78の摺動部に現像剤が進入して搬送部材の回転抵抗を増加させるのを防止している。また、第1のシール部材83aと転がり軸受78との間の空間T1、第1のシール部材83aと第2のシール部材83bの間の空間T2とにグリスが封入されており、シール部材の磨耗や転がり軸受78の摺動部の磨耗などを抑制している。
このように、本発明においては、回転軸部材の遠心力により凝集体が、仕切り部材と回転軸部材との隙間から離間する方向へ飛ばされるので、回転軸部材の遠心力により仕切り部材と現像剤搬送経路形成部材との隙間に近づく方向に飛ばされる特許文献1に記載のものに比べて、凝集体が現像剤搬送側へ移動するの抑制することができる。
図1は、プリンタ100の概略構成図である。プリンタ100は、タンデム方式を採用してフルカラー画像を形成可能なカラー画像形成装置であり、ブラック、マゼンタ、イエロー、シアン(以下、K,M,Y,Cと記す)の各色トナー像を形成する作像装置17(K,M,Y,C)を備えている。これらの作像装置17(K,M,Y,C)の下方には、下流側張架ローラ18及び上流側張架ローラ19に掛け回されて転写紙Pを表面に担持して搬送し、各作像装置17(K,M,Y,C)の対向しながら表面移動する転写搬送ベルト15が配設されている。転写搬送ベルト15を挟んで各作像装置17(K,M,Y,C)と対向する転写バイアスローラ5(K,M,Y,C)を備えている。
この作像装置17は、プロセスカートリッジとして、プリンタ100本体に対して着脱可能となっている。
一方、転写紙P上にトナー像を転写した後の感光体1(K,M,Y,C)は、クリーニング装置6(K,M,Y,C)によって転写残トナーの除去がなされ、必要に応じて図示しない除電ランプで除電された後、再度、帯電装置2(K,M,Y,C)で一様に帯電される動作を繰り返す。
図1に示すプリンタ100では、転写搬送ベルト15の搬送方向に沿って搬送方向上流側から、K(黒)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、C(シアン)の順に四つの作像装置17(K,M,Y,C)が配置されているが、各色の作像装置17(K,M,Y,C)を配置する順序はこの限りではない。例えば、黒用の作像装置17Kを搬送方向最下流側に配置し、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、C(シアン)、K(黒)の順に四つの作像装置17(M,Y,C,K)を配置してもよい。
現像装置3は感光体1に対向配置され、感光体1は図2中矢印aに示すように図2における時計回り方向に回転駆動する。
感光体1の上方、時計の文字盤で表現すれば図2中の感光体1の略12時の位置に帯電装置2が配置されている。帯電装置2は本例では感光体1と同じ表面移動速度で回転される回転体からなるが、回転体に限らずコロナ放電タイプでもよい。
現像装置3はケーシング301内に、現像剤320を撹拌搬送する供給スクリュ304及び回収スクリュ305、現像ローラ302などの回転部材及びその他の部材を具備している。
現像ローラ302は図2中の感光体1の2時と3時との間の位置(2時半の位置)で感光体1に近接して対向させることで現像領域Gを構成するようにして近接配置されている。この感光体1との対向部位に相当するケーシング301の部位は現像ローラ302を露出させるため開口している。
このトナー像は感光体1の回転と共に感光体1の表面移動方向下流側に移動し、転写装置の転写バイアスローラ5との対向部である転写領域Rに至る。転写バイアスローラ5は、感光体1の下方、図2中の感光体1の6時の位置に配置されている。本実施形態の転写装置は、転写部材として回転体からなる転写バイアスローラ5を備える構成であるが、転写部材としては回転体に限らずコロナ放電タイプでもよい。
クリーニング装置6は図2中の感光体1に対して10時の位置に配置されている。クリーニング装置6は、転写領域Rで転写紙Pに転写し切れずに感光体1の表面に残ったトナーを、クリーニングブレード601により除去する。クリーニング装置6との対向部を通過した感光体1の表面は、その後、帯電装置2により一様に帯電され、次の画像形成工程を繰り返す。
図2に示すように、現像装置3は、ケーシング301の内部に現像ローラ302、供給スクリュ304、回収スクリュ305、現像剤規制部材303を有し、現像剤320を撹拌搬送して循環させている。本実施形態の現像装置3では、現像剤搬送部材として、回転軸部に螺旋形状のスクリュ羽部を固定したスクリュ部材からなる供給スクリュ304及び回収スクリュ305を用いており、スクリュ羽部の外径が16[mm]以下のものを用いている。
図3に示すように、現像ローラ302は、円周方向に複数の磁石MG(図の煩雑化防止のため1個についてのみ符号で示す。)を配置したマグネットローラ302dを内部に有し、その周囲を円筒状の現像スリーブ302cが回転軸302eと一体的に回転する構成となっている。
本実施形態の現像装置3は、小型化のために現像ローラ302として直径が14[mm]以下のものを使用している。
図4に示すように、現像ローラ302は、不動部材であるケーシング301に固定されている固定軸302aと、この固定軸302aに一体的に形成され、円柱状をしたマグネットローラ302dと、マグネットローラ302dのまわりをギャップを介して覆っている現像スリーブ302cと、この現像スリーブ302cに一体的に構成された回転軸302e等からなる。固定軸302aに対して回転軸302eは軸受302fを介して回転自在であり、回転軸302eは図示省略の回転駆動手段から動力を伝達されて回転駆動される。
マグネットローラ302dの外周部には、図4に示すように所定の間隔をおいて複数の磁石MGが固定されている。これらの磁石MGの周囲を現像スリーブ302cが回転する構成となっている。
マグネットローラ302dとしては種々の構成が適用可能であるが、本実施形態の現像装置3では、図3に示すように、現像スリーブ302cの内部に5つの磁石MGを有し、5つの磁極MP(磁力分布)が生じるマグネットローラ302dを備える。
図3に示すように、現像ローラ302の中心である現像ローラ中心線O−1と感光体1の中心である感光体中心O−2とを結ぶ仮想直線上で、感光体1と対向する位置に磁石MGを配置し、現像領域Gにおける現像磁極MP1を形成する。さらに、現像磁極MP1に対して図3中の反時計回り方向に、ケーシング対向極MP2、回収対向極MP3、現像剤規制部材対向極MP4及び搬送極MP5のそれぞれの磁極MPを形成する位置に磁石MGが配置されている。
現像ローラ302上において、現像剤320を穂立ちさせ、現像剤320を感光体1に接触させることで、感光体1表面の静電潜像にトナーを付着させて顕像化する。
このようにして、現像領域Gには、キャリアから離脱したトナーを感光体1側へ移動させる電界が形成され、現像スリーブ302cと感光体1の表面に形成された静電潜像との電位差によりトナーを感光体1側に向けて移動させることに供している。
ケーシング対向極MP2に対して現像スリーブ302cの回転方向下流側に位置する回収対向極MP3と現像剤規制部材対向極MP4とは同極性としてある。このため、回収対向極MP3と現像剤規制部材対向極MP4との間では、現像剤320を穂立ちさせる磁界が形成されず穂が寝た状態となり、それまで現像ローラ302周囲に引き寄せていた現像剤320を現像ローラ302から引き離す"剤離し"の作用が働く。この穂が寝た状態となる現像ローラ302上の回収対向極MP3と現像剤規制部材対向極MP4との間(磁力分布曲線の山形のピークが他と比べて極めて低い領域)は現像ローラ302から現像剤320を離す、剤離し領域γを形成している。
これを防止するため、現像装置3では、現像後の剤離し領域γで、現像ローラ302から現像剤320を離す。現像ローラ302から離した現像剤320はその後、狙いのトナー濃度、トナー帯電量になるように、ケーシング301内で十分に撹拌混合する。
現像剤規制部材対向極MP4の磁力により現像ローラ302に引き付けられ、汲み上げられた現像剤は現像剤規制部材対向極MP4のピーク位置の直近下流部に位置する現像剤規制部材303を通過することにより、所定の厚さに整えられて、磁気ブラシを形成しながら現像領域Gに搬送される。現像剤規制部材対向極MP4と現像磁極MP1との間に位置する搬送極MP5は現像剤規制部材303を通過後、現像磁極MP1までの間で現像剤320を搬送する機能を担っている。
図5は、供給スクリュ304と回収スクリュ305とを示す斜視図であり、図6は、現像装置の要部分解斜視図であり、図7は、現像装置の奥側の断面図である。図6の矢印D1〜D4がケーシング301内の現像剤320の流れを示している。
供給スクリュ304によって長手方向の奥側BSから手前側FS(図6矢印D4方向)に搬送された現像剤320は、その搬送方向端部でケーシング301の側壁で進路を絶たれる。供給搬送路340内の搬送方向下流側端部に到達した現像剤320は、上述した仕切板306とケーシング301とにより形成された落下口より落下し、回収搬送路350に受け渡される。
また、仕切板306は、供給スクリュ304と回収スクリュ305との間であって、供給搬送路340と回収搬送路350との空間を仕切り、長手方向の両端部にそれぞれ連通口を有する。このような構成により、現像装置3は、図中の矢印D1〜D4に沿った現像剤320の循環経路を形成する。
従来の現像装置3としては、図8に示すように2つの現像剤攪拌搬送部材(供給回収スクリュ404、循環スクリュ405)を現像ローラ302から離れる方向(水平方向)に2つ並べて配置する構成のものがある。このように、2つの現像剤攪拌搬送部材を水平方向に並べて配置する構成にくらべて、本実施形態の現像装置3は、装置の横方向(水平方向)の大きさを小さくすることができる。
また、本実施形態の現像装置3は、仕切板306により供給搬送路340と回収搬送路350との空間が仕切られている。このため、現像ローラ302に対しては供給スクリュ304により、トナーとキャリアを十分に撹拌混合された現像剤320のみが供給され、現像直後のトナー濃度の下がった現像剤320は専ら回収スクリュ305により撹拌搬送され、直ぐに現像ローラ302に供給されることがない。よって、狙いの帯電量を持ったトナーを含み、狙いのトナー濃度となった現像剤320だけが現像ローラ302に供給され、現像に用いられることとなるため、高画質を得ることができる。
このように、本実施形態の現像装置3は、水平方向のコンパクト化を図りつつ、高画質を得ることができる。
現像装置3内の現像剤320は、現像動作を繰り返す内にトナーが消費されていくため、現像装置3の外部から装置内の現像剤320に対してトナーを補給する必要がある。本実施形態の現像装置3は、図6に示すように長手方向の手前側FSの端部近傍にトナー補給口309を備え、このトナー補給口309より図6中の矢印Tでしめすように、外部からのトナーの補給を行う。本実施形態の現像装置3では長手方向の手前側FSの端部近傍は、現像ローラ302に現像剤を供給する供給搬送路340内の搬送方向下流側端部近傍となるため、トナー補給口309より補給されたトナーが直ちに現像に供されることはなく、落下口を通過して回収搬送路350に供給されることとなる。
このトナー濃度センサ201は回収スクリュ305の搬送方向下流側端部に近い位置に配置することが望ましい。
図9は、回収スクリュ305の端部付近の概略構成図である。
図9に示すように、搬送部材としての回収スクリュ305は、軸受321により回転自在に現像剤搬送経路形成部材としてのケーシング301に支持されている。軸受321は、筒形状であり、ケーシング301の貫通穴に嵌合している。また、軸受321の図中右側端部には、鍔部321fが設けられており、この鍔部321fがケーシング301の外面に突き当たることで、軸受321が、軸方向に位置決めされる。軸受321の内周面には、回収スクリュ305の回転軸305aの外径とほぼ同径の軸受部321b、シール部材321aの外周面が嵌合する被嵌合部321cが設けられている。回収スクリュ305の回転軸305aは、上記軸受部321bに軸受されている。
図10に示すように、軸受321には、軸受321の外側端部(図中右側端部)からシール部材321aと軸受部321bとの間の空間へ連通するグリース注入路321dを有している。グリース注入路321dの外側端部側の開口から治具によりグリースGを注入し、シール部材321aと軸受部321bとの間の空間にグリースGを充填する。グリースGを充填することで、シール部材321aと回転軸305aとの間にグリースGが介在し、シール部材321aと回転軸305aとの摩擦を低減することができ、摩擦熱による発熱やシール部材321aの磨耗を抑制することができる。
(1)
回転軸305aなどの回転軸部材を有し、自らの回転により回転軸方向に現像剤を搬送する回収スクリュ305などの搬送部材と、搬送部材を収納し、回収搬送路350などの現像剤搬送経路を形成するケーシング301などの現像剤搬送経路形成部材と、回転軸部材を現像剤搬送経路形成部材に回転可能に支持する軸受321と、回転軸部材側端部を上記回転軸部材に密着させてシールするシール部材とを備え、少なくとも上記シール部材321aの上記回動軸部材との密着面にグリースGが塗布された現像剤搬送装置において、回転軸部材側端部を上記回転軸部材に対して所定の隙間L2を有して対向させて上記現像剤搬送経路形成部材の上記搬送部材が収納された空間を、上記現像剤搬送経路の領域と、上記シール部材321aを有する領域とに仕切る凝集体移動抑制部材322などの仕切り部材を設けた。
かかる構成を備えることで、実施形態で説明したように、現像剤が回転軸部材に付着したグリースと結びついて凝集した凝集体が、現像剤搬送路へ移動するのを抑制することができる。
また、上記(1)に記載の態様の現像剤搬送装置において、シール部材321aの回転軸350aなどの回転軸部材との密着部から凝集体移動抑制部材322などの仕切り部材の回転軸部材との対向部までの距離を、回収スクリュ305などの搬送部材を装置に組み付けたときのガタよりも長くした。
かかる構成を備えることで、実施形態で説明したように、凝集体が、回収搬送路350などの現像剤搬送経路で形成されてしまうのを防止することができる。
また、現像剤を搬送する現像剤搬送装置と、現像剤搬送装置によって搬送されてくる現像剤を自らの無端移動する表面に担持しながら、自らの表面移動に伴って感光体1などの潜像担持体との対向領域に搬送して、潜像担持体に担持される潜像を現像する現像ローラ302などの現像剤担持体と現像剤担持体に対して所定のギャップを有して対向し、現像剤担持体に担持された現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材303などの規制部材とを備えた現像装置3において、上記現像剤搬送装置として、上記(1)または(2)に記載の態様の現像剤搬送装置を用いた。
かかる構成を備えることで、実施形態で説明したように、規制部材と現像剤担持体とのギャップを凝集体が塞ぐのを抑制することができ、良好に潜像を現像することができる。
また、上記(3)に記載の態様の現像装置3において、回転軸305aなどの回転軸部材と凝集体移動抑制部材322などの仕切り部材との隙間を、現像剤規制部材303などの規制部材と現像ローラ302などの現像剤担持体とのギャップよりも小さくした。
かかる構成を備えることで、実施形態で説明したように、規制部材と現像剤担持体とのギャップを凝集体が塞ぐのを防止することができる。
潜像を担持する感光体1などの潜像担持体と、潜像担持体上の潜像を現像する現像装置3などの現像手段とを備える画像形成装置において、上記現像手段として、上記(3)または(4)に記載の態様の現像装置3を用いた。
かかる構成を備えることで、実施形態で説明したように、白スジなどの異常画像の発生を抑制することができる。
3:現像装置
301:ケーシング
302:現像ローラ
303:現像剤規制部材
304:供給スクリュ
305:回収スクリュ
305a:回転軸
306 仕切板
320:現像剤
321:軸受
321a:シール部材
321b:軸受部
321c:被嵌合部
321d:グリース注入路
321e:突出部
321f:鍔部
321a’:型端面シール部材
322:凝集体移動抑制部材
331:ギヤ
332:Eリング
340:供給搬送路
350:回収搬送路
G:グリース
L1:シール部材の密封面から凝集体移動抑制部材までの距離
L2:回転軸と凝集体移動抑制部材との隙間
L3:回収スクリュの軸方向最大ガタ
X:凝集物
Claims (5)
- 回転軸部の回転により回転軸方向に羽部が現像剤を搬送する搬送部材と、
上記搬送部材を収納する空間を有し、その空間の上記羽部が収容される現像剤搬送経路を形成した現像剤搬送経路形成部材と、
上記回転軸部を上記現像剤搬送経路形成部材に回転可能に支持する軸受と、
前記軸受よりも回転軸方向内部側で回転軸部側端部を上記回転軸部に密着させてシールするシール部材とを備え、
少なくとも上記シール部材の上記回転軸部との密着面にグリースが塗布された現像剤搬送装置において、
回転軸部側端部を上記回転軸部に対して所定の隙間を有して対向させて上記現像剤搬送経路形成部材の上記搬送部材が収納された空間を、上記現像剤搬送経路が形成された領域と、上記シール部材を有する領域とに仕切る仕切り部材とを設け、
上記軸受は、上記回転軸部を受ける軸受部と、上記軸受部とは別の箇所に、上記軸受と上記シール部材と上記回転軸部の間の空間に上記グリースを充填するためのグリース注入路とを有することを特徴とする現像剤搬送装置。 - 請求項1の現像剤搬送装置において、
上記シール部材の上記回転軸部との密着部から上記仕切り部材の上記回転軸部との対向部までの距離を、上記搬送部材を装置に組み付けたときのガタよりも長くしたことを特徴とする現像剤搬送装置。 - 現像剤を搬送する現像剤搬送装置と、
該現像剤搬送装置によって搬送されてくる現像剤を自らの無端移動する表面に担持しながら、自らの表面移動に伴って潜像担持体との対向領域に搬送して、潜像担持体に担持される潜像を現像する現像剤担持体と、
該現像剤担持体に対して所定のギャップを有して対向し、上記現像剤担持体に担持された現像剤の層厚を規制する規制部材とを備えた現像装置において、
上記現像剤搬送装置として、請求項1または2の現像剤搬送装置を用いたことを特徴とする現像装置。 - 請求項3の現像装置において、
上記回転軸部と上記仕切り部材との隙間を、上記規制部材と上記現像剤担持体とのギャップよりも小さくしたことを特徴とする現像装置。 - 潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置において、
上記現像手段として、請求項3または4の現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
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