(57)【要約】【課題】現像装置のマグネットローラの振れを防止して、感光体とマグネットローラ間の間隙を一定に保つことで、画像濃度ムラ等の不具合を解消する。また、かかる現像装置を用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】現像装置のマグネットローラシャフトの固定軸を保持している軸受けを、画像形成装置の本体フレームに支持されたチャックに嵌合できる長さとしたうえで、前記軸受けを画像形成装置の本体フレームに支持されたチャックに嵌合させることによって、マグネットローラの固定軸の振れを抑制し、画像濃度ムラを防止する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネットローラのシャフトを軸支する軸受けを備えた現像装置であって、前記軸受けは、画像形成装置の本体フレームに支持されたチャックに嵌合可能であり、前記軸受けを前記チャックに嵌合させることによって、前記軸受けを軸支することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像装置の前記軸受けは、前記マグネットローラを固定する側の軸受けであることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像装置は、マグネットローラ保持部材を備え、前記マグネットローラ保持部材は、前記チャックと前記マグネットローラの間に位置し、前記軸受けけと前記チャックと前記マグネットローラとに当接していることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潜像を担持する潜像担持体に現像剤を付与することにより、該潜像を現像剤像として可視化する現像装置及びこの現像装置を備える画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機やレーザープリンターのごとき電子写真法を採用する画像形成装置の現像装置は、現像剤を感光体と対向する現像領域に搬送し、感光体上に形成された静電潜像を現像剤により現像して顕像化するためのマグネットローラを備えている。
【０００３】
図７に示すように、マグネットローラ３００は、一定方向に回転する円筒状のスリーブ３１０と、マグネット３１１と、その両端部にそれぞれ固定されたフランジ３１２を備えている。フランジ３１２には固定軸３０２及び回転軸３０８が設けられており、固定軸３０２側は固定軸軸受け３０３、回転軸３０８側は回転軸軸受け３０９で軸支されている。
【０００４】
例えば、図８に示した特開平８−１３７３６９号公報（特許文献１）では、マグネットローラ１０１はその芯金部１０１ａを現像装置本体１１０に固定されるホルダー１１１ａ，１１１ｂで支持され、支持されるホルダーの軸部１１１ｃは、現像スリーブ１００を構成するフランジ１０４ａの内周面側と係合することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１３７３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１の構成によると、マグネットローラ１０１の芯金部１０１ａは、現像装置本体１１０に固定されるホルダー１１１ａ、１１１ｂで支持されているだけなので、マグネットローラ１０１の芯金部１０１ａに振れが発生した時、現像器全体にその振れが伝わり、ひいてはプロセスカートリッジ全体に振れが振動となって伝播することになる。その結果、感光体とマグネットローラ１０１との間隙が不安定となり、感光体への現像トナー量が変動するので、画像濃度ムラ等の不具合が発生する。
【０００７】
特に、テキスト文章などの画像面積率の比較的小さい画像に比べ、写真など画像面積率が大きい画像をプリントアウトすると、画像濃度ムラが目立ちやすくなる。画像面積率の大きな単色画像では、通紙方向に一定の画像濃度ムラが縞状に発生して画像の美観が損なわれる。また、画像面積率の大きなフルカラー画像では、各色の画像濃度ムラが色相のズレとなって現れる。
【０００８】
また、近年、画像の高画質化に伴って、感光体とマグネットローラとの間隙は狭小化される傾向にあるため、該間隙が変動すると、該間隙に対する変動率が結果的に増大することとなり、感光体への現像トナー量も同様に大きく変動するので、画像濃度ムラが顕著に現れるようになってきている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、マグネットローラのシャフトを軸支する軸受けを備えた現像装置であって、前記軸受けを本体フレームに支持されたチャックに嵌合可能であり、前記軸受けを本体フレームに支持されたチャックに嵌合させることによって、前記軸受けを軸支することを特徴とするものである。
本発明は、前記現像装置の前記軸受けを、固定軸側とすることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明は、マグネットローラ保持部材を備え、前記マグネットローラ保持部材は、前記チャックと前記マグネットローラの間に位置し、前記軸受けけと前記チャックと前記マグネットローラとに当接していることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明は、前記の現像装置を備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、現像装置の固定軸軸受けを本体フレームに支持されたチャックに嵌合し、前記軸受けを軸支することにより、マグネットローラの固定軸の振れを抑制し、延いてはマグネットローラ周方向の振れを抑制して、感光体とマグネットローラの間隙の変動が減少するため、画像濃度ムラを防止することができる。
【００１３】
また、前記現像装置の前記軸受けは、前記マグネットローラの固定軸側であることにより、マグネットローラの固定軸の振れを抑制し、ひいてはマグネットローラ周方向の振れを抑制して、画像濃度ムラを防止することができる。
【００１４】
また、前記現像装置の前記軸受けは、マグネットローラ保持部材に当接しているため、マグネットローラが軸方向に動くことがなく、マグネットローラのシャフトを安定して軸支することができる。
【００１５】
また、本発明によれば、前記の現像装置を含む画像形成装置とすることで、マグネットローラの振れが低減されるため、現像後に出力される画像の品質向上を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る現像装置が搭載される画像形成装置の第１の実施の形態の全体の構成の概略を模式的に示す縦断面図である。
【図２】本実施例の現像装置の概略断面図である。
【図３】本実施例のマグネットローラ及び軸受けの概略断面図である。
【図４】本実施例のマグネットローラ固定軸の本体フレームに支持されたチャックとの嵌合図である。（ａ）現像装置と本体フレームに支持されたチャックとの嵌合前の状態を示す図である。（ｂ）本体フレームに支持されたチャックとの嵌合後の状態を示す図である。
【図５】マグネットローラ固定軸固定方法の従来例と本発明との比較図である。（ａ）マグネットローラ軸受けと、マグネットローラ固定軸を本体フレームで支持した場合（従来例）を示す図である。（ｂ）マグネットローラ軸受けを直接本体フレームに支持されたチャックに嵌合させ支持した場合（本発明）を示す図である。
【図６】マグネットローラ固定軸固定方法の従来例と本発明とで、マグネットローラ回転周期での変位量を示すグラフである。（ａ）マグネットローラ軸受けとマグネットローラ固定軸を本体フレームで支持した場合（従来例）の変位量を示すグラフである。（ｂ）マグネットローラ軸受けを直接本体フレームに支持されたチャックに嵌合させ支持した場合（本発明）の変位量を示すグラフである。
【図７】従来のマグネットローラ及び軸受けの概略断面図である。
【図８】従来のマグネットローラ及び軸受けを現像装置本体に固定されるホルダーとの位置関係を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１８】
図１は、現像装置１が搭載される画像形成装置の第１の実施の形態の全体の構成の概略を模式的に示す縦断面図である。なお、図１では、本実施の形態の画像形成装置の主な構成要素を中心に簡略化して記載された一例である。
【００１９】
画像形成装置は、静電潜像担持体となる感光体２を複数（本実施の形態では、黄色画像用、マゼンタ画像用、シアン画像用、および黒色画像用の４つ）備えるカラー画像を形成可能とするタンデム方式のカラー画像形成装置全体である。画像形成装置は、ネットワーク（図示せず）を介して接続されたＰＣ（Personal Computer）等の各種端末装置（図示せず）から送信される画像データや、スキャナ等の原稿読み取り装置（図示せず）によって読み取られた画像データに基づいて、被転写材（記録媒体）となる用紙Ｐに対して、カラー画像またはモノクロ画像を形成するプリンタ機能を有するものである。
【００２０】
画像形成装置は、図１に示すように、中間転写ベルト３に画像を形成する機能を有する画像形成ステーション４（４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂｋ）、当該画像形成ステーション４で中間転写ベルト３に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写させる機能を有する２次転写ステーション５、記録媒体Ｐに転写された記録画像を定着させる機能を有する定着装置６、記録媒体Ｐを載置する供給トレイ７から２次転写ステーション５および定着装置６へと記録媒体Ｐを搬送する機能を有する紙搬送部８、２次転写後の中間転写ベルト３から転写残トナーを除去するベルトクリーナ９を備えている。
【００２１】
トナーは、各色のトナーを収容したトナーボトル１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋ）から、不図示の供給手段、制御手段により各色の現像装置１へ供給される。
【００２２】
画像形成ステーション４は、黄色画像用、マゼンタ画像用、シアン画像用および黒色画像用のそれぞれ４つの画像形成ステーション４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂｋから構成されている。中間転写ベルト３の回転方向に、黄色画像形成ステーション４Ｙ、マゼンタ画像形成ステーション４Ｍ、シアン画像形成ステーション４Ｃ、および黒色画像形成ステーション４Ｂｋがこの順に並設されている。
【００２３】
これら各色の画像形成ステーション４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂｋは、それぞれ、実質的に同一の構成を有しており、各色に対応する画像データに基づいて、黄色、マゼンタ、シアン、および黒色の画像を形成して、中間転写ベルト３上で重ね合わせて４色のトナーからなる画像を形成し、２次転写ステーション５で被転写材（記録媒体）となる用紙Ｐ上に転写するものである。そして、用紙Ｐ上のトナー像を定着装置６で加熱加圧することにより、用紙Ｐ上にフルカラー画像を形成するものである。
【００２４】
なお、図１における各画像形成ステーション４の構成部品の符号について、黄色画像用の画像形成ステーション４Ｙに代表させて示し、他の各画像形成ステーション４Ｍ、４Ｃ、４Ｂｋの構成部品の符号は、省略してある。
【００２５】
各画像形成ステーション４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂｋは、それぞれ静電潜像が形成される潜像担持体となる感光体２を備え、これらの感光体２の周囲には、周方向に帯電器１１、信号光１２、現像装置１、一次転写器１３、および感光体クリーナ１４がそれぞれ配置されている。
【００２６】
感光体２は、ＯＰＣ（Organic Photoconductor；有機光導電体）等の感光性材料を表面に有する略円筒のドラム形状を呈し、露光器１５の上方に配設され、駆動手段と制御手段によって、所定方向（図中矢印方向）に回転駆動するように制御されている。
【００２７】
帯電器１１は、感光体２の表面を所定の電位に均一に帯電するためのスコロトロン方式の帯電手段であって、感光体２の外周面に近接して配置されている。
【００２８】
露光器１５は、画像処理部（図示省略）から出力された画像データに基づいて、帯電器１１にて帯電される感光体２の表面にレーザ光を照射して露光することにより、露光位置の電位を低下させ当該表面に画像データに応じた静電潜像を書込み形成する機能を有する。露光器１５は、各画像形成ステーション４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂｋに応じて、黄色、マゼンタ、シアン、または黒色に対応する画像データが入力されることにより、対応する色に応じた静電潜像を形成するようになっている。露光器１５としては、レーザ照射部および反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）の他、ＥＬやＬＥＤ等の発光素子をアレイ状に並べた書込み装置（例えば、書込みヘッド）を使用することができる。
【００２９】
現像装置１は、図２で示した、現像剤担持体となるマグネットローラ２００を有している。マグネットローラ２００は、トナーが感光体２へ移動し得る現像領域へ現像剤を搬送するように構成されている。この現像装置１は、本実施の形態では、トナーとキャリアとを含む二成分系の現像剤を用いて、露光器１５にて感光体表面に形成された静電潜像を当該トナーにて反転現像してトナー像（可視像）を形成する。
【００３０】
各画像形成ステーション４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂｋの画像形成に応じて、黄色、マゼンタ、シアン、または黒色の現像剤が収容されている。この現像剤は、感光体２に帯電される表面電位と同極性に帯電されるトナーを含んでいる。なお、感光体２に帯電される表面電位の極性および使用するトナーの帯電極性は、ここでは、何れもマイナスとされている。
【００３１】
一次転写器１３は、感光体２上のトナー像を中間転写ベルト３上に転写するものであり、トナーの帯電極性とは、逆極性（ここでは、正極性）のバイアス電圧が印加される一次転写ローラを有している。
【００３２】
感光体クリーナ１４は、中間転写ベルト３への画像転写後に、感光体２の外周面上に残存しているトナーを除去・回収するものであり、ウレタンゴムからなるクリーニングブレードを感光体表面に当接している。
【００３３】
中間転写ベルト３は半導電性のポリイミドからなり、各色の画像形成ステーション４の感光体２上に形成されたトナー像を位置を合わせて重ね合わせることにより、表面に４色のトナーからなるトナー像を担持する。そして、中間転写ベルト３が回転することにより４色のトナー像は２次転写ステーション５へ搬送される。２次転写ステーション５では、トナー像の搬送とタイミングを合わせて搬送される記録紙Ｐを介して、２次転写ローラ５０が中間転写ベルト３に圧接する。このとき、２次転写ローラ５０にはトナーを引きつける正電位が印加され、中間転写ベルト３上のトナー像を記録紙Ｐへ転写させる。
【００３４】
ベルトクリーナ９は被転写材となる用紙Ｐへの画像転写後に、中間転写ベルト３の外周面上に残存しているトナーを除去・回収するものであり、感光体クリーナ１４と同様にウレタンゴムからなるクリーニングブレードを中間転写ベルト３に当接している。
【００３５】
紙搬送部８は、記録紙Ｐの搬送タイミングを制御するレジストローラ８０、用紙Ｐの搬送経路を規定する用紙ガイド８１を備え、２次転写ステーション５において中間転写ベルト３上の４色トナー像が転写される被転写材Ｐを搬送するものである。
【００３６】
定着装置６は、加熱ローラ６０および加圧ローラ６１を備え、これらのニップ部に被転写材Ｐを搬送することで、用紙Ｐ上に転写されたトナー像を熱圧着して当該用紙Ｐ上に定着させるものである。
【００３７】
このように構成された画像形成装置では、紙搬送部８にて搬送される用紙Ｐは、中間転写ベルト３と２次転写ローラ５０との対向位置を通過する際に、２次転写ローラ５０による転写電界の作用にて、中間転写ベルト３上の４色トナー像が一括して用紙Ｐ上に転写される。これによって、用紙Ｐ上に４色のトナー画像が形成される。こうしてトナー像が転写された被転写材となる用紙Ｐは、定着装置６によってトナー像の定着処理が行われた後に、不図示の排紙トレイに送出される。
【００３８】
図２は、本実施例の現像装置１の概略断面図であるが、従来例と実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、重複説明を省略する。
【００３９】
マグネットローラ２００は、感光体２と所定の間隙を隔てて図示しない軸受けで軸支されている。２は、現像装置１内には、二成分現像剤が収容され、図１で示すトナーボトル１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋ）から、各色の現像装置１の現像装置撹拌部２０１に補給用トナーが補給され、現像装置撹拌部２０１で二成分現像剤と撹拌混合の後、マグネットローラ２００上へ磁力によって吸引搬送される。その後、図示しない現像剤層厚規制板（ドクターブレード）によって、所望の現像剤層厚に設定され、感光体２の静電潜像を摺擦してトナーで可視像化される。
【００４０】
図３は、本実施例のマグネットローラ、及び軸受けの概略断面図である。
マグネットローラ２００は、一定方向に回転する円筒状のスリーブ２１０と、マグネット２１１と、その両端部にそれぞれ固定されたフランジ２１２を備えている。フランジ２１２には固定軸２０２及び回転軸２０８が設けられており、固定軸２０２は固定軸軸受け２０３で、回転軸２０８は回転軸軸受け２０９で軸支されている。マグネットローラ固定軸２０２は、本体フレームに支持されたチャックに嵌合可能とした固定軸軸受け２０３で軸支され、固定軸軸受け２０３は、マグネットローラ保持部材２０４に当接される。
【００４１】
図４は、本実施例のマグネットローラ固定軸２０２の本体フレーム２０５に支持されたチャック２０６との嵌合図である。
【００４２】
図４（ａ）は、現像装置１と本体フレーム２０５に支持されたチャック２０６との嵌合前の状態を示す。
【００４３】
図４（ｂ）に示すように、現像装置１を矢印Ａ方向に挿入し、本体フレーム２０５に支持されたチャック２０６と嵌合させた後、更に現像装置１を矢印Ａ方向に押し込むことでチャック２０６が固定軸軸受け２０３を包みこんで、本体フレーム２０５に収納支持される。
【００４４】
マグネットローラ保持部材２０４は、固定軸軸受け２０３と本体フレーム２０５に支持されたチャック２０６とのスペーサ的役割であり、軸受け２０３とチャック２０６とマグネットローラ固定軸２０２とに当接している。
【００４５】
チャック２０６は、マグネットローラ固定軸２０２を確実に挟持できるものであれば何でもよい。具体的には、スクロールチャック、四爪チャック、コレットチャックどれでも使用可能であるが、コレットチャックなら、チャック内面全体でマグネットローラ固定軸２０２をつかむため、より確実に挟持できるので振れが抑制されると同時に、マグネットローラ固定軸２０２に傷をつけることもないのでさらに望ましく、例えば、理研精機株式会社製の引型(ＰＵＬＬ型)コレットチャックを用いることができる。
【００４６】
図５に、マグネットローラ固定軸固定方法の従来例と本発明とを示す。（ａ）は従来例、（ｂ）は本願である。
【００４７】
図５（ａ）のように、マグネットローラ軸受け３０３と、マグネットローラ固定軸３０２を本体フレーム３０５で支持した場合、マグネットローラ３００の周方向の振れは、図６（ａ）に示すように、０．０５（ｍｍ）であった。なお、３０５ａは本体フレーム嵌合部である。
【００４８】
しかし、図５（ｂ）のように、マグネットローラ軸受け２０３を、直接本体フレーム２０５に支持されたチャック２０６に嵌合させ支持した場合は、マグネットローラ２００の周方向の振れは、図６（ｂ）に示すように、０．０２（ｍｍ）であった。なお、２０５ｂは、本体フレームに支持されたチャックとの嵌合部であり、２０７はチャック支持部材である。
【００４９】
図５（ａ）、及び図５（ｂ）の構成で現像装置を組み、シャープ製カラー複合機ＭＸ−７００１Ｎを用いて、Ａ４サイズ用紙を横通紙して１０万枚の実写試験を行った。通紙速度は、３６０（ｍｍ／ｓｅｃ）である。
【００５０】
その結果、図５（ａ）の構成では、２９．７（ｍｍ）ピッチで幅５（ｍｍ）の横白スジが発生した。
【００５１】
しかし、図５（ｂ）の構成では、横白スジの発生もなく、画像濃度ムラのない高品位の画像が得られた。
【００５２】
一般に、マグネットローラ２００の周方向の振れが大きくなると、感光体２とマグネットローラ２００との間隙が不安定となり、感光体２への現像トナー量が変動するので、画像濃度ムラ等の不具合が発生し、更に、感光体２とマグネットローラ２００との間隙が狭い場合には、結果的に前記間隙に対する振れの割合が大きくなり、画像面積率の大きな単色画像では、通紙方向に一定のピッチで画像濃度ムラが発生しやすくなる。
【００５３】
前記シャープ製カラー複合機ＭＸ−７００１Ｎの場合、前記間隙が０．４０（ｍｍ）とかなり狭いことから、マグネットローラ２００の周方向の振れを、０．０５（ｍｍ）未満にしなければ、画像面積率の大きな単色画像での画像濃度ムラを解消することはできないので、マグネットローラ２００の周方向の振れが、０．０５（ｍｍ）である図５（ａ）の構成では、横白スジが発生し、マグネットローラ２００の周方向の振れが、０．０２（ｍｍ）である図５（ｂ）の構成では、横白スジの発生もなく、画像濃度ムラのない高品位の画像が得られることとなった。
【００５４】
なお、前記シャープ製カラー複合機ＭＸ−７００１Ｎのマグネットローラ２００の外径はΦ１８（ｍｍ）であり、感光体２に対するマグネットローラ２００の周速比は１．９であるため、マグネットローラ２００の周方向の振れの影響により、横白スジが発生する際のピッチは、１８×π／１．９＝２９．７（ｍｍ）となる。
【００５５】
なお、前記の実施形態においては、タンデム方式のカラー画像形成装置を例示したが、その他の方式のカラー画像形成装置や、モノクロ画像形成装置であっても良い。また、現像装置として二成分現像剤を用いる現像装置を例示したが、非磁性一成分などによる現像方式の現像装置であっても良い。さらに、現像装置が、現像器ユニットとして画像形成装置の本体に対して着脱自在に設置し得る例について述べたが、感光体ドラム、帯電器および感光体クリーニング部をも組み込んだプロセスカートリッジ（プロセスユニット）の一部を構成するものとしても良い。
【符号の説明】
【００５６】
１        現像装置
２        感光体
Ｐ        被転写材（記録媒体）
３        中間転写ベルト
４        画像形成ステーション（４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂｋ）
５        ２次転写ステーション
５０      ２次転写ローラ
６        定着装置
６０      加熱ローラ
６１      加圧ローラ
７        供給トレイ
８        紙搬送部
８０      レジストローラ
８１      用紙ガイド
９        ベルトクリーナ
１０      トナーボトル（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋ）
１１      帯電器
１２      信号光
１３      一次転写器
１４      感光体クリーナ
１５      露光器
２００    マグネットローラ
２０１    現像装置攪拌部
２０２    マグネットローラ固定軸
２０３    固定軸軸受け（ローラと略一体）
２０４    マグネットローラ保持部材
２０５    本体フレーム
２０５ｂ  本体フレームに支持されたチャックとの嵌合部
２０６    チャック
２０７    チャック支持部材
２０８    マグネットローラ回転軸（シャフト）
２０９    回転軸軸受け
２１０    スリーブ
２１１    マグネット
２１２    フランジ
３００    マグネットローラ
３０２    マグネットローラ固定軸
３０３    固定軸軸受け（ローラと略一体）
３０５    本体フレーム
３０５ａ  本体フレーム嵌合部
３０８    マグネットローラ回転軸（シャフト）
３０９    回転軸軸受け
３１０    スリーブ
３１１    マグネット
３１２    フランジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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