JP2011186213A - Developing device for electrophotographic-system image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は電子写真方式の画像形成装置の現像装置に関するものであり、具体的には、現像剤を攪拌、搬送するスクリュの軸受け部に関するものであって、複数のシール部材とグリスとによる軸封部によって軸受けを軸封している軸受け部について、軸封部のシール部材に現像剤が侵入して凝集することを効果的に低減するために、軸封部のシール部材近傍に現像剤が侵入することを効果的に防止するものである。 The present invention relates to a developing device of an electrophotographic image forming apparatus, and more specifically to a bearing portion of a screw that stirs and conveys a developer, and includes a shaft seal made up of a plurality of seal members and grease. In order to effectively reduce the developer entering and aggregating into the seal member of the shaft seal portion, the developer enters the vicinity of the seal member of the shaft seal portion. It is effective to prevent this.
電子写真方式の画像形成装置の現像機における現像方式であって、磁性体からなるキャリアとトナーが含まれた現像剤により感光体上の潜像を現像する2成分現像方式において、現像機内で現像剤の搬送、攪拌を行うために現像機内には複数のスクリュを備えている。これらのスクリュには、画像形成装置の印刷速度や印刷領域の広さに応じて、現像剤の必要量を現像機内に供給し、搬送し攪拌する能力を備えていることが必要である。印刷領域が大きくなると必要な現像領域が増え、それに伴い必要な現像剤の供給量が多くなる。また、印刷速度が高速になると、現像領域にある現像ローラへの単位時間当たりの供給量が増えるので、これに伴って上記スクリュによる現像剤の供給量、搬送量、攪拌量が多くなることになる。 A developing method in a developing machine of an electrophotographic image forming apparatus, in which a latent image on a photosensitive member is developed with a developer containing a carrier made of a magnetic material and toner, and developing in the developing machine. A plurality of screws are provided in the developing machine for transporting and stirring the agent. These screws need to have the ability to supply, transport and agitate the required amount of developer into the developing machine according to the printing speed of the image forming apparatus and the size of the printing area. As the print area becomes larger, the required development area increases, and accordingly, the necessary developer supply amount increases. Further, as the printing speed increases, the supply amount per unit time to the developing roller in the development area increases, and accordingly, the developer supply amount, the conveyance amount, and the stirring amount by the screw increase. Become.
上記スクリュの搬送・攪拌性能の安定性を向上させるために、その軸受けに現像剤が侵入してトナーが凝集し、固着して現像機の駆動抵抗を増加させる等の不都合を生じることのないように、シール部材を2つ組み合わせ、その間にグリスを封入して、現像剤の軸受けへの侵入に対するシール性能を高くした軸受部が公知である(特許文献1)。これを図5および図8に示す。なお、図8は図5の軸受部を拡大した図である。
なお、上記シール部材は具体的にはGシール(断面G型のリップシール)であるが、断面U型、V型のリップシールも同等なものとして使用可能である(以下これをGシール)という。
In order to improve the stability of the screw conveyance / stirring performance, the developer does not enter the bearing, the toner aggregates, and the toner does not stick to increase the driving resistance of the developing machine. In addition, a bearing portion in which two seal members are combined and grease is enclosed between them to improve the sealing performance against penetration of the developer into the bearing is known (Patent Document 1). This is shown in FIG. 5 and FIG. FIG. 8 is an enlarged view of the bearing portion of FIG.
The seal member is specifically a G seal (a lip seal having a G-shaped cross section), but a lip seal having a U-shaped cross section or a V-shaped cross section can also be used as an equivalent (hereinafter referred to as a G seal). .
特許文献1の上記軸受けと軸封部とによる軸受け部の構造は図7に示すとおりであり、パドルの軸23の軸受け(具体的には転がり軸受け)18と軸封部16とによるものであり、軸封部16は2つのGシール19,20を備えている。搬送スクリュ(単に「スクリュ」ともいう)側の第1のGシール19のリップ19aと、軸受け18側の第2のGシール20のリップ20aと、軸受ケース17の内周面と、パドル軸23の基部23aとで形成される空間25aにグリス26が封入されており、さらに、第2のGシール20のリップ20aと、軸受け18と、軸受ケース17の内周面と、パドル軸23の基部23aとで形成される空間25bにグリス26が封入されている。上記空間25aが第1のGシール19と第2のGシール20との間にあり、空間25bが軸受け18に近い位置に設けた第2のGシール20と軸受け18との間にある。
現像装置の側板10aに対して右側が現像装置の内部であり、左側が現像装置の外部である。そして、パドル軸23の先端部23bの先端にギア付きのジョイント(図示せず)を取付け、当該ジョイントを介して現像駆動モータを連結している。
The structure of the bearing portion of the above-described bearing and the shaft seal portion of Patent Document 1 is as shown in FIG. 7, and is based on the bearing (specifically, rolling bearing) 18 of the
The right side with respect to the
第1のGシール19と第2のGシール20との間の空間25aに封入されているグリス26は、第1のGシール19とパドル軸23の基部23aと、第2のGシール20と基部23aのリップとの摺動面を潤滑して摩擦熱の発生を低減し、第1のGシール19を通過して侵入した現像剤を捕捉する。そしてまた、第2のGシール20と軸受け18の間の空間25bにもグリス26が封入されており、同様の潤滑作用、シール作用を奏する。
The
以上の従来例の軸封部16では、第1のGシール19に現像剤が侵入すると、当該Gシール19とパドル軸23との摺動部でトナーの凝集体が微小に生成してしまい、これが現像剤に混入し、現像ローラに供給されることがあり、次のように画像品質が損なわれることになるという問題がある。すなわち、画像密度が高いような印刷パターンにおいては現像された領域において転写する際に、現像ローラに凝集体が付着すると、当該凝集体によってその周囲におけるトナーの転写が阻害され、その結果、上記凝集体周囲でのトナー付着量が少なくなり、凝集体周りの微小領域で印刷濃度が薄くなって印刷画質が損なわれる。
In the
また、近年の画像形成装置は非常に高速化や高機能化しており、このために、印刷速度や印刷領域の広さに応じて現像機内に必要とされる現像剤量が非常に多くなり、したがって、スクリュの大きな搬送能力や攪拌能力が必要になっている。また、印刷領域が大きくなることによって現像領域が増大し、このため、必要な現像剤の供給量が多くなる。そして、単位時間当たりの現像剤供給量が増えると、現像機内を流通する現像剤の流量が増加し、その結果、軸封部16のGシール19近傍に多量の現像剤が山積みされるようになり、このことによってGシールに対する圧力が高くなってくるという課題がある。
Also, recent image forming apparatuses have become very fast and highly functional, and for this reason, the amount of developer required in the developing machine becomes very large depending on the printing speed and the area of the printing area, Therefore, a large screw conveying ability and stirring ability are required. In addition, the development area increases as the printing area increases, and therefore, the necessary developer supply amount increases. As the developer supply amount per unit time increases, the flow rate of the developer flowing through the developing machine increases, and as a result, a large amount of developer is piled up in the vicinity of the
そのために、より軸封部に現像剤が侵入しにくい構成にする必要がある。例えば、特許文献2には、現像剤の圧力を低減する緩衝板が記載されており、特許文献3には、軸受けの部分に進入しようとする2成分現像剤の移動を阻止する磁性体プレートが記載されている。また、このものには磁石リングが記載されており、これは磁性体リングをシート状磁石と対向させて配置することで両部材間に磁力線が密に形成させることが記載されている。
また、特許文献4および特許文献5に、軸受けに現像剤が進入することを防止するために磁性体リング(磁石部材)を設けたことが記載されている。そして、特許文献5に、逆巻きスクリュが記載されている。
Therefore, it is necessary to make the configuration in which the developer does not easily enter the shaft seal portion. For example, Patent Document 2 describes a buffer plate that reduces the pressure of the developer, and Patent Document 3 includes a magnetic plate that prevents movement of a two-component developer that attempts to enter the bearing portion. Are listed. This also describes a magnet ring, which describes that magnetic lines of force are densely formed between both members by disposing a magnetic ring facing a sheet-like magnet.
Patent Documents 4 and 5 describe that a magnetic ring (magnet member) is provided to prevent the developer from entering the bearing. And in patent document 5, the reverse winding screw is described.
しかしながら、特許文献2および特許文献3の構成では、画像形成装置が高速になるにつれ、これらの従来技術に挙げられた構成では現像剤が軸受けに侵入することを十分に防ぐことは難しい。
また、特許文献4および特許文献5の構成では、磁石リングはスクリュと磁力線で現像剤をシールさせているため、摩擦熱による影響が避けられないという課題がある。
However, with the configurations of Patent Document 2 and Patent Document 3, it is difficult to sufficiently prevent the developer from entering the bearings with the configurations described in the related art as the image forming apparatus becomes faster.
Moreover, in the structure of patent document 4 and patent document 5, since the magnet ring seals a developer with a screw and a magnetic force line, there exists a subject that the influence by frictional heat cannot be avoided.
〔課題〕
そこで、本発明の目的は、軸封部に現像剤の侵入を効果的に防止し、良好な画質を得ることが可能な現像装置を提供する。
〔Task〕
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a developing device that can effectively prevent the developer from entering the shaft seal portion and obtain good image quality.
〔解決手段1〕
トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を攪拌しながら搬送するスクリュを備え、前記スクリュを囲むハウジングを備え、前記スクリュ端部に隣接して軸封部と軸受けとによる軸受け部を備え、上記軸封部がスクリュ側のGシールと軸受け側のGシールとを有し、前記スクリュ側のGシールと軸受け側のGシールとの間の空間にグリスが充填されている、電子写真方式の画像形成装置における現像装置において、前記スクリュ端部と前記軸封部との間においてスクリュ軸に円盤状のフランジを備え、前記スクリュ軸が前記フランジの中心を通るように前記フランジが配置され、当該フランジの前記スクリュの軸の方向と直交する面にシート状磁石を備えており、前記フランジの径方向側面の外周に対向してハウジング内面に磁石のリングである磁性体リングを備えていることを特徴としている。
[Solution 1]
A screw that conveys the developer containing toner and a magnetic carrier while stirring; a housing that surrounds the screw; a bearing portion that includes a shaft seal portion and a bearing adjacent to the screw end portion; An electrophotographic image forming apparatus in which a portion has a G seal on the screw side and a G seal on the bearing side, and the space between the G seal on the screw side and the G seal on the bearing side is filled with grease In the developing device, a disk-shaped flange is provided on the screw shaft between the screw end portion and the shaft seal portion, and the flange is disposed so that the screw shaft passes through the center of the flange. A sheet-like magnet is provided on a surface orthogonal to the axial direction of the screw, and a magnet ring is provided on the inner surface of the housing so as to face the outer periphery of the radial side surface of the flange It is characterized in that it comprises a sexual member ring.
本発明によれば、軸封部に現像剤の侵入を効果的に防止することができ、良好な画質を得ることが可能な現像装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a developing device capable of effectively preventing the developer from entering the shaft seal portion and obtaining a good image quality.
本発明の実施形態を説明する。本発明は、電子写真式画像形成装置に用いられる現像装置における軸受け、すなわち、磁性体トナーを含む現像剤を搬送するスクリュ軸端部の軸受けの保護に関する構成に特徴を有する。
要するに、スクリュ端部に備えられたフランジと、当該フランジに貼り付けされたシート状磁石と、軸受け部、フランジおよびスクリュ等を囲むハウジングを備え、フランジ外周に対向するハウジング内面に磁性体リングを備えている。そして、フランジと磁性体リングとの間のギャップに磁力で現像剤を捕捉し、捕捉された現像剤による強固なシールが形成され、Gシール近傍への現像剤の流れが阻止されて、Gシールに対して現像剤から圧力がかかることを効果的に回避することが特徴である。
An embodiment of the present invention will be described. The present invention is characterized by a configuration relating to protection of a bearing in a developing device used in an electrophotographic image forming apparatus, that is, a bearing at an end portion of a screw shaft that conveys a developer containing magnetic toner.
In short, a flange provided at the end of the screw, a sheet magnet attached to the flange, a housing surrounding the bearing, flange, screw, etc., and a magnetic ring on the inner surface of the housing facing the outer periphery of the flange ing. Then, the developer is captured by a magnetic force in the gap between the flange and the magnetic ring, a strong seal is formed by the captured developer, and the flow of the developer in the vicinity of the G seal is prevented, and the G seal On the other hand, it is a feature that the pressure from the developer is effectively avoided.
〔画像形成装置全体〕
この発明の実施例を説明する前に、その背景となる画像形成装置全体の構成について説明する。
図1において、50は画像形成装置としてのプリンタ、51yはイエロー色の画像を作像する作像部、51mはマゼンタ色の画像を形成する作像部、51cはシアン色の画像を形成する作像部、51kは黒色の画像を形成する作像部、52は前述の4色の画像が一時的に転写される中間転写体、各色の作像部は4色とも同様の構成となっている。代表例としてイエロー色作像部51yについて説明すると、53は画像情報に基いた露光光Lを感光体ドラム54上に照射する露光部、54は像担持体としての感光体ドラム、56は感光体ドラム54上に形成された静電潜像を現像する現像装置、58は感光体ドラム54上に形成されたトナー像を被転写材Pに転写する1次転写部、59は感光体ドラム54上の未転写トナーを回収するクリーニング部、61〜63は転写紙等の被転写材Pが収納された給紙部、64は被転写材(印刷用紙)P上の未定着トナーを定着させる定着部、90はクリーニング部59や2次転写部60で回収された廃トナーを収納する廃トナーボトル、1はトナーボトルである。
[Entire image forming apparatus]
Before describing an embodiment of the present invention, the configuration of the entire image forming apparatus as the background will be described.
In FIG. 1, 50 is a printer as an image forming apparatus, 51y is an image forming unit that forms a yellow image, 51m is an image forming unit that forms a magenta image, and 51c is a image forming unit that forms a cyan image. An image portion, 51k is an image forming portion for forming a black image, 52 is an intermediate transfer member to which the above-described four color images are temporarily transferred, and each color image forming portion has the same configuration for all four colors. . As a representative example, the yellow color
次いで、プリンタ50における、通常の画像形成時の動作について説明する。
まず、作像部51yにて、画像情報は、電気信号に変換された後に、露光部53(書込部)に送信される。そして、露光部53からは、その電気信号の画像情報に基づいたレーザ光等の露光光Lが、感光体ドラム54上に向けて発せられる。
一方、感光体ドラム54は、図中の反時計方向に回転しており、まず、帯電部55との対向位置でその表面が一様に帯電される。そして、帯電部55で帯電された感光体ドラム54表面は、露光光Lの照射位置に達する。そして、この位置で画像情報に対応した静電潜像が形成される。
その後、潜像が形成された感光体ドラム54表面は、現像装置56との対向部に達する。そして、現像装置56によって、感光体ドラム54上の潜像が現像される。詳しくは、現像装置56内のトナーは、トナーホッパ(図には省略されている)から供給されたトナーとともに、撹拌ローラによってキャリアと混合される。そして、摩擦帯電したトナーは、キャリアとともに現像ローラ上に供給される。その後、現像ローラ上に担持されたトナーは、ドクターブレードの位置を通過した後に、感光体ドラム54との対向位置に達する。そして、その対向位置でトナーは感光体ドラム54表面に形成された静電潜像に付着する。
Next, an operation during normal image formation in the
First, image information is converted into an electrical signal by the
On the other hand, the
Thereafter, the surface of the
なお、トナーホッパから供給されるトナーは、現像装置56内のトナーの消費にともない、現像装置56内に適宜に供給されるものである。現像装置56内のトナーの消費は、感光体ドラム54に対向する光センサ(トナー濃度センサ、図示略)によって間接的に検出される。
その後、現像装置56で現像された感光体ドラム54表面は、1次転写部58との対向部に達する。そして、この位置で、中間転写体52上に感光体ドラム54上のトナー像が転写される。このとき、感光体ドラム54上には、中間転写体52に転写されない未転写トナーが僅かに残存する。そして、1次転写部58を通過した未転写トナーを有する感光体ドラム54表面は、クリーニング部59との対向部に達し、感光体ドラム54に当接するクリーニングブレードにより、未転写トナーがクリーニング部59内に回収される。なお、クリーニング部59で回収されたトナーは、廃トナーとして、廃トナー搬送経路(図示略)を経て廃トナーボトル90に向けて搬送される。
The toner supplied from the toner hopper is appropriately supplied into the developing
Thereafter, the surface of the
クリーニング部59を通過した感光体ドラム54表面は、除電部(図示略)に達し、ここで感光体ドラム54表面の電位が除去されて、一連の作像プロセスを終了する。そして、イエロー色作像部51yにて作像されたトナー像は中間転写体52に転写される。
The surface of the
同様にして、中間転写体52は複数色からなるカラー画像を形成するために、マゼンタ色作像部51m、シアン色作像部51c、黒色作像部51kからも各々の色のトナー像を転写される。そして、複数色からなるカラートナー像が中間転写体52に形成された後に、トナー像は中間転写体52によって2次転写部60に搬送される。
Similarly, in order to form a color image composed of a plurality of colors, the
一方、2次転写部60に搬送される被転写材Pは、次のように動作する。
まず、プリンタ50の複数の給紙部61,62,63のうち、1つの給紙部が自動又は手動で選択される。例えば、上段の給紙部61が選択されると、給紙部61に収納された被転写材Pの1枚が、搬送経路Kの位置に向けて搬送される。その後、搬送経路Kを通過した被転写材Pは、レジストローラの位置に達し、被転写材Pは、中間転写体52上のトナー像と位置合わせをするためにタイミングを合わせて、2次転写部60に向けて搬送される。
そして、転写工程後の被転写材Pは、2次転写部60の位置を通過した後に、搬送経路を経て定着部64に達する。そして、この位置で、被転写材P上の未定着トナー像が熱と圧力とによって定着される。その後、定着工程後の被転写材Pは、出力画像としてプリンタ50から排出される。このようにして、一連の画像形成プロセスが完了する。
On the other hand, the transfer material P conveyed to the
First, one of the plurality of
After the transfer process, the transfer material P passes through the position of the
〔現像剤の流れ〕
次いで、図2を参照して、現像装置56における現像剤の流れを説明する。
現像装置56の内部にはトナーとキャリアからなる現像剤を搬送し攪拌する搬送部材(スクリュ)と、現像剤を画像形成領域に供給して生鮮潜像を現像する機能を備えた現像部を備えている。図中の矢印によって現像剤の搬送経路、すなわち流れを示している。
供給スクリュ71内の現像剤は、図2に示すA端側からB端側に搬送され、供給スクリュ71から現像ローラ74に供給される。供給スクリュ71内の現像剤の大部分は現像ローラ74に供給されるが、現像ローラ74に供給されずに余分となった一部が回収スクリュ72に搬送される。
[Developer flow]
Next, the flow of the developer in the developing
Inside the developing
The developer in the
現像ローラ74は内部に強磁性の磁性体を備えており、その周囲に磁性体とは非接触な非磁性材料で形成されたスリーブを備えている。そして、このスリーブは表面に微小な凹凸を備えており、回転することによって現像剤を現像部に搬送する。現像部で現像に用いられた現像剤は回収スクリュ72に回収される。回収スクリュ72は図2におけるA端側からB端側に現像剤を搬送しつつ現像ローラ74からの余剰の現像剤を回収し、B端において攪拌スクリュ73に受け渡す。
なお、上記攪拌スクリュ73は現像剤の循環を考えた場合、必ず一定周期毎に全ての現像剤をB端からA端にかけて通過搬送するものであり、トナー補給やトナー濃度の検知手段が備えられている。
The developing
In consideration of the circulation of the developer, the stirring
供給スクリュ71、回収スクリュ72、攪拌スクリュ73はいずれも回転しており、現像剤を軸方向に搬送するので、内部の現像剤が流動する。
単位時間当たりの印刷量が多く求められるプリンタにおいては、現像機52による単位時間当たり現像量が多いときは、必然的に搬送部材たるスクリュの回転軸(スクリュ軸)の回転速度が高速になる。
スクリュの回転軸はその端部が転がり軸受けで支承されているが、高速回転しても支障がない(摩擦熱による発熱、回転抵抗の増大など)ように、軸受け及びその軸封部を工夫する必要がある。
Since the
In a printer that requires a large amount of printing per unit time, when the amount of development per unit time by the developing
The end of the rotating shaft of the screw is supported by a rolling bearing, but the bearing and its shaft seal are devised so that there is no problem even if it rotates at high speed (heat generation due to frictional heat, increased rotational resistance, etc.) There is a need.
次いで、図3を参照して、スクリュの端部の軸受けまわり構造の実施例1を説明する。実施例1はスクリュ80によって現像剤が軸受け部76に向けて搬送され、軸受け部76の近くの排出口から排出される(矢印D)ものであって、スクリュ80で搬送された現像剤が軸受け部76に向かって押し寄せる構造になっているものに、この発明を適用した例である。
実施例1の軸受け部76は、軸受け78と軸封部85(Gシール83a,83bによる軸封部)によるものである。
図2に示す現像装置の供給スクリュ71、回収スクリュ72、攪拌スクリュ73の各々スクリュ端部においてはスクリュ80の終端に補助スクリュ(実施例1では逆搬送スクリュ)81を備え、その先にフランジ(円盤)75を備えている。フランジ75はスクリュ80の軸がフランジ75の中心を通るように配置されている。フランジ75は軸封部85へ向かう現像剤の流れに対する遮蔽板であり、その外周とハウジング82の内面の間にギャップgがある。そして、フランジ75はハウジング82に対して非接触型のシール板である。
Next, with reference to FIG. 3, a first embodiment of the bearing surrounding structure at the end of the screw will be described. In the first embodiment, the developer is conveyed toward the bearing
The bearing
At the end of each of the
図3に示すスクリュ端部における現像剤搬送方向は矢印Cの方向であり、この場合、矢印Dの搬送経路方向を通して隣接するスクリュへ現像剤を受け渡す。補助スクリュ81の搬送方向は矢印E方向であり、これによって、スクリュ80による矢印C方向の現像剤の流れを反対方向に押し戻し、これによって現像剤がフランジ75へ勢いよく衝突するのを回避し、軸封部に向かって勢い良く流れ込むことを防止している。
The developer conveyance direction at the screw end shown in FIG. 3 is the direction of arrow C. In this case, the developer is delivered to the adjacent screw through the conveyance path direction of arrow D. The conveying direction of the
さらにこのフランジ75はスクリュの軸と直交する面にシート状磁石77を備えている。このシート状磁石77と及びフランジ75の外周との間に小さなギャップgがある。
フランジ75はスクリュ80と同速度で回転しており、スクリュ80で矢印C方向に現像剤が搬送され、矢印D方向に排出されている。この状態で、スクリュ80側から軸封部85への現像剤の流れがフランジ75に衝突して止められ、さらにシート状磁石77と磁性体リング79間との磁力によって捕捉される。フランジ75に現像剤が衝突しても、その現像剤がシート状磁石77と磁性体リング79の磁力で引っ張られてその動きが抑制され、擬似的に粘度の高い流体のような動きになる。そのため、現像剤をシールすることができ、軸受け部76側への現像剤が流入することが防止できる。
図3では主たる現像剤の流れ方向(矢印C方向)から見てフランジ75の裏側(軸封部85側)にシート状磁石77を備えているが表側に磁石77を備えても、同様の効果が得られる。
Further, the
The
In FIG. 3, the sheet-
現像剤にはキャリアとトナーが含まれているが、これらは大きな負荷を与えられると、いずれもその性質が劣化してしまう傾向がある。このような劣化を生じさせないためには、回転する物体(例えばスクリュ80やフランジ部75)と止まっている物体(例えばハウジング82)との間のギャップは大きい方がよい。他方、現像剤が軸封部85の第1のGシール83a近傍に侵入しないようにするためには上記ギャップgは狭い方がよい。以上のようなことから、上記ギャップの大きさはほぼ0.8〜2mm前後が好ましい。
The developer contains a carrier and a toner, and when these are subjected to a large load, their properties tend to deteriorate. In order to prevent such deterioration, the gap between the rotating object (for example, the
なお、実施例1ではフランジ75の外周の周速度は650〜850mm/secである。
磁性体リング79とフランジ75との間のギャップgの大きさgaは1.2〜0.9mmの範囲で適宜に設定される。
In Example 1, the peripheral speed of the outer periphery of the
The size ga of the gap g between the
また、シート状磁石77に保持された現像剤が磁性体リング79以外の箇所と摺擦すると磁力に保持されないトナーが分離してしまい、その摺擦面にトナーだけ分離付着してしまう。これは特に摺動負荷の大きな箇所で起きる現象である。このような観点から、磁性体リング79の幅はシート状磁石77によって形成される現像剤の穂よりも大きな幅を備えることが望ましい。
Further, when the developer held on the sheet-shaped
なお、シート状磁石77の磁力が弱すぎると現像剤に対する捕捉力が不足し、したがって、ギャップgに捕捉された現像剤によるシール性が不足することになる。他方、磁力が強すぎると捕捉力不足に因るシール不足を生じることはないが、捕捉された現像剤は強い磁力等で圧縮され、その内部圧力が高くなるので、ギャップg内の現像剤層内の剪断抵抗(フランジ75の回転に伴って生じる回転方向の剪断抵抗)を生じ、スクリュ軸の回転抵抗になるという課題がある。
したがって、上記ギャップg内に捕捉された現像剤によるシール性が不足しない程度にするのが好ましい。
If the magnetic force of the sheet-
Therefore, it is preferable that the sealing performance by the developer trapped in the gap g is not insufficient.
〔現像剤凝集の確認試験〕
実施例1において、フランジ75外周のギャップgの大きさgaを0.4〜2.0mmの範囲で数段階に違えて設定し、その結果について、「現像剤中に凝集体の発生があるか」と「トナーシール近傍(シート状磁石77の中心付近)に現像剤が流入しているか」を観察した。その結果は図7のとおりである。なお、凝集体の発生の有無は印刷中に白抜けとして不具合が生じるか否かで確認し、また、現像剤に対するシール効果は、実際に動作終了後に装置を分解して、現像剤が溜まっているかを調査した。この調査により良好と判断されるものは、多少の現像剤の飛散によるスクリュ軸端部の汚れがあるものでも、そのスクリュ軸端部の地肌部分が確認できる状態であった。
[Confirmation test for developer aggregation]
In Example 1, the size ga of the gap g on the outer periphery of the
また、シート状磁石77に捕捉された現像剤が磁性体リング79以外の箇所と摺擦すると、当該摺擦面に付着していて磁力で強く捕捉されてはいないトナーがその付着面から分離してしまう。これはシート状磁石77の磁力に捕捉された現像剤に対する摺擦力が特に大きい箇所で起きる現象である。このような観点から、磁性体リング79の幅はシート状磁石77によって形成される現像剤の穂立ち幅よりも大きな幅を備えている。
Further, when the developer captured by the
次いで、図4を参照して実施例2を説明する。
実施例2は、軸受け部76の近傍において現像剤が投入され(矢印D’)これがスクリュ80’で軸受け部76から遠ざかる方向(矢印F)に搬送されるもので、多量に投入されたとき現像剤が山積になって軸受け部76へ向かって押し寄せる可能性がある構造のものにこの発明を適用した例であり、実施例1とはそのスクリュの搬送方向が反対方向であって現像剤の流れの経路が相違している。そして、実施例2では、補助スクリュ81による搬送方向がスクリュ80’による搬送方向が一致している。
実施例2について説明する前に、実施例2の技術的背景を参照して説明する。
図5は従来のスクリュに特許文献1の軸受け部を単純に適用した例である。
この従来例における軸受け部76は、軸受け78と軸封部85(第1のGシール83a,第2のGシール83bによる軸封部)を備えており、矢印D’方向からハウジング82に投入された現像剤がスクリュ80’によって矢印F方向に搬送され、軸受け部76のGシール83から遠ざける方向に押しやられる。
印刷速度が高速であるなどのために、単位時間当たり投入量が増大すると、スクリュ80’によるF方向の搬送速度が高速になる。そして、この場合は、スクリュ軸の回転速度が高速になり、第1、第2のGシール83a,83bのリップとの摺擦による摩擦熱の発生が顕著であるので、第1のGシール83aとスクリュ80の軸端部との摺動部に現像剤が進入するとトナーの凝集が生じる可能性が高くなり、凝集したトナーの混入による印刷画質の低下を生じる可能性が高くなる。
Next, Example 2 will be described with reference to FIG.
In the second embodiment, the developer is introduced in the vicinity of the bearing portion 76 (arrow D ′), and this is conveyed in the direction away from the bearing
Before describing the second embodiment, a description will be given with reference to the technical background of the second embodiment.
FIG. 5 shows an example in which the bearing portion of Patent Document 1 is simply applied to a conventional screw.
The bearing
If the input amount per unit time is increased due to a high printing speed or the like, the conveyance speed in the F direction by the screw 80 'becomes high. In this case, the rotational speed of the screw shaft becomes high, and the generation of frictional heat due to the friction with the lips of the first and second G seals 83a and 83b is significant. Therefore, the
他方、図5では、矢印D’方向から多量に現像剤が流入すると、スクリュ80’の端部に山積みされてしまい、第1のGシール83aに現像剤が侵入する可能性が高くなる。そして、このような現像剤の侵入は、周囲に現像剤が高密度に存在することで促進される。したがって、第1のGシール83aとスクリュ80’の軸端部との摺動部に現像剤が侵入して凝集することによる上記弊害を防止する必要があり、そのために、上記Gシール83aの周囲に高密度の現像剤が存在したり、現像剤からの圧力が第1のGシール83aにかからないようにする必要がある。実施例2はこのためのものである。
On the other hand, in FIG. 5, when a large amount of developer flows from the direction of the arrow D ′, the developer piles up at the end of the
図4の実施例2は、図5の軸受け部76に隣接してシート状磁石77を有するフランジ75を設け、フランジ75の外周に対向してハウジング82の内面に磁性体リングを設けている。そして、この例では、フランジ75とスクリュ80’との間に補助スクリュがある。
補助スクリュ81の搬送方向は主たるスクリュ80’の搬送方向と同じである。すなわち、実施例2のスクリュ80’の螺旋方向が実施例1のスクリュ80とは反対方向であり、スクリュ80’による搬送方向(矢印F方向)が、補助スクリュ81の搬送方向と一致している。そして、隣接するスクリュから矢印D´方向から溢れるような勢いで流入してくる現像剤が、スクリュ80’の端部で山積みされるほどに多量であっても、補助スクリュ81によってフランジ75から押し離されるので、フランジ75の外周と磁性体リング79との間のギャップgに侵入することは回避される。このため、フランジ75と磁性体リング間の磁力で捕捉された現像剤によるシールによるシール効果が高く、第1のGシール83aへの現像剤の侵入が確実に防止される。
In Example 2 of FIG. 4, a
The conveyance direction of the
なお、例えば、図5の構成(すなわち、特許文献1に記載の構成)に、現像剤の流れの流路を遮断し現像剤が勢い良く流れ込まないようにするためのフランジ75および円形のシート形状であるシート状磁石77を設けたのみの構成も考えられるが、まだ十分に現像剤が軸受に侵入するのを防ぐことが出来ない。また、図5の構成(特許文献1に記載の構成)に、現像剤の流れの流路を遮断し現像剤が勢い良く流れ込まないようにするためのフランジ75および円形のシート形状であるシート状磁石77を設けた構成に加えて、この搬送スクリュ80の軸受け部に近い部分のピッチを狭くする(例えば、図3でいえば符号81のようにスクリュの搬送方向が他の箇所と異なり反対になっているところのピッチを狭くする)構成についても、まだ十分に現像剤をシールすることができるとはいえない。これに対して、フランジ75の外周に磁性体リング79を設けて、強力な磁力を形成することで、現像剤をシールする効果が高めることができ、その結果として、現像剤が軸受に侵入することを十分に防ぐことができる。
また、図5の構成(特許文献1に記載の構成)に、現像剤の流れの流路を遮断し現像剤が勢い良く流れ込まないようにするためのフランジ75および円形のシート形状であるシート状磁石77を設けた構成に加えて、スクリュの一部のピッチを他のスクリュのピッチより狭くして、磁性体リングをフランジの外周に設ける構成にする(例えば、図3の構成に磁性体リング79を設ける)ことで、より現像剤をシールする効果が高まる。
For example, a
Further, in the configuration of FIG. 5 (configuration described in Patent Document 1), a
以上をまとめると、スクリュ端部に備えられたフランジとフランジに備えられたシート状磁石とスクリュ端部との間に、フランジよりもさらに端部側に設けられたマグネットシート方向に現像剤を搬送するためのスクリュを備えており、当該スクリュを囲むハウジングを備え、磁性体リングを前記フランジ外周に対向してハウジング内面に備えたことにより、軸封部に向かう現像剤の流れを上記フランジで停滞させて弱くする効果を生じる。また、シート状磁石と磁性体リングとの間に微小な環状のギャップが形成され、シート状磁石と磁性体リングにより形成された周方向の磁力によって上記環状のギャップに現像剤が捕捉されて、現像剤によるシールが形成される。すなわち、シート状磁石の外周に現像材が吸着されて、また、シート状磁石の影響を受けて磁性体リングが磁化されてこれ自身が現像剤を吸着するので、上記環状のギャップに捕捉された現像材は同ギャップの内周面、外周面の両面によってしっかりと固着されるので、フランジの回転よって引きずられて上記ギャップから離脱することはなく、強く保持される。したがって、上記の現像材によるシール効果は極めて高い。
それゆえ、軸受部に現像剤が浸入することを防ぐことができる。
In summary, the developer is transported between the flange provided at the screw end, the sheet magnet provided at the flange, and the screw end in the direction of the magnet sheet provided further on the end side than the flange. And a housing surrounding the screw, and a magnetic ring is provided on the inner surface of the housing so as to face the outer periphery of the flange, so that the flow of developer toward the shaft seal portion is stagnated by the flange. It causes the effect of weakening. Further, a minute annular gap is formed between the sheet-like magnet and the magnetic ring, and the developer is captured in the annular gap by the circumferential magnetic force formed by the sheet-like magnet and the magnetic ring, A developer seal is formed. That is, the developer is adsorbed on the outer periphery of the sheet magnet, and the magnetic ring is magnetized by the influence of the sheet magnet and adsorbs the developer itself, so that it is trapped in the annular gap. Since the developer is firmly fixed by both the inner and outer peripheral surfaces of the gap, the developer is not pulled away from the gap by the rotation of the flange and is strongly held. Therefore, the sealing effect by the developer is extremely high.
Therefore, it is possible to prevent the developer from entering the bearing portion.
なお、上記の現像剤によるシールは、磁石を備えたフランジ外周とハウジング内面間の微小な環状ギャップに磁力で現像剤が捕捉され、捕捉された現像剤によって同ギャップが密封されるシール手段を意味する。 The above-mentioned seal with developer means a seal means in which the developer is captured by a magnetic force in a minute annular gap between the outer periphery of the flange provided with the magnet and the inner surface of the housing, and the gap is sealed by the captured developer. To do.
56:現像装置
71:供給スクリュ
72:回収スクリュ
73:攪拌スクリュ
74:現像ローラ
75:フランジ
76:軸受け部
77:シート状磁石
78:軸受け
79:磁性体リング
80:スクリュ
81:補助スクリュ
82:ハウジング
83:Gシール
83a:第1のGシール
83b:第2のGシール
85:軸封部
56: developing device 71: supply screw 72: recovery screw 73: stirring screw 74: developing roller 75: flange 76: bearing portion 77: sheet-shaped magnet 78: bearing
79: Magnetic body ring 80: Screw 81: Auxiliary screw 82: Housing 83:
Claims (5)
前記スクリュを囲むハウジングを備え、
前記スクリュ端部に隣接して軸封部と軸受けとによる軸受け部を備え、
上記軸封部がスクリュ側のGシールと軸受け側のGシールとを有し、前記スクリュ側のGシールと軸受け側のGシールとの間の空間にグリスが充填されている、電子写真方式の画像形成装置における現像装置において、
前記スクリュ端部と前記軸封部との間においてスクリュ軸に円盤状のフランジを備え、前記スクリュ軸が前記フランジの中心を通るように前記フランジが配置され、
当該フランジの前記スクリュの軸の方向と直交する面にシート状磁石を備えており、
前記フランジの径方向側面の外周に対向してハウジング内面に磁石のリングである磁性体リングを備えていることを特徴とする電子写真方式の画像形成装置における現像装置。 It has a screw that conveys the developer containing toner and magnetic carrier while stirring,
A housing surrounding the screw;
A bearing portion including a shaft seal portion and a bearing is provided adjacent to the screw end portion,
In the electrophotographic system, the shaft seal portion has a G seal on the screw side and a G seal on the bearing side, and the space between the G seal on the screw side and the G seal on the bearing side is filled with grease. In the developing device in the image forming apparatus,
A screw-shaped flange is provided on the screw shaft between the screw end and the shaft seal portion, and the flange is disposed so that the screw shaft passes through the center of the flange,
A sheet magnet is provided on the surface of the flange perpendicular to the direction of the axis of the screw;
A developing device in an electrophotographic image forming apparatus, comprising a magnetic ring, which is a ring of a magnet, on an inner surface of a housing facing an outer periphery of a radial side surface of the flange.
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