現像装置およびこれを備えた画像形成装置
【課題】 簡易な支持構造によって、マグネットローラの周方向の振れを抑制して、画像濃度むらの発生を防止することができる現像装置、およびこれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 現像ローラ４３は、現像装置ハウジング２９０に回転可能に支持される円筒状現像スリーブ４９と、現像スリーブ４９に同軸に挿通され、かつ、現像装置ハウジング２９０内に固定状態で支持されるマグネットローラ５０とを含む。現像スリーブ４９は、その軸線方向一端部において、マグネットローラ５０のシャフト５１に、シャフト５１に固定された軸受部材６０を介して該シャフト５１の軸線まわりに回転可能に支持され、軸受部材６０は、画像形成装置本体１Ａに形成される嵌合部６２に、その軸線方向に沿って嵌合保持されるよう構成されている。
【解決手段】 現像ローラ４３は、現像装置ハウジング２９０に回転可能に支持される円筒状現像スリーブ４９と、現像スリーブ４９に同軸に挿通され、かつ、現像装置ハウジング２９０内に固定状態で支持されるマグネットローラ５０とを含む。現像スリーブ４９は、その軸線方向一端部において、マグネットローラ５０のシャフト５１に、シャフト５１に固定された軸受部材６０を介して該シャフト５１の軸線まわりに回転可能に支持され、軸受部材６０は、画像形成装置本体１Ａに形成される嵌合部６２に、その軸線方向に沿って嵌合保持されるよう構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置およびこれを備えた画像形成装置に関し、さらに詳しくは、現像装置を構成する現像ローラの支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置に備えられる現像装置には、現像剤（トナー）を担持して感光体表面の静電潜像にトナーを供給するための現像ローラが組み込まれる。この現像ローラは、現像スリーブと、この現像スリーブに同軸に挿通されるマグネットローラとによって構成される。マグネットローラは、固定シャフト（マグネットローラシャフト)を介して現像装置のハウジングに固定され、現像スリーブはマグネットローラの軸線まわりに回転可能に支持される。そのため、現像スリーブは、現像装置のハウジングに対して軸受部材を介して支持され、現像スリーブに対して、画像形成装置の本体内に設置される駆動源から駆動伝達手段を介して回転駆動力が伝達されるよう構成される。このような現像装置の典型的な従来技術は特許文献１に示されている。
【０００３】
特許文献１に示される現像装置においては、その図２に示されるように、マグネットローラは、その芯金部（固定シャフト）を現像器本体（ハウジング）に固定されるホルダに支持させることによって現像器本体に固定されている。また、現像スリーブは、回転駆動伝達用ギヤが取付けられる駆動側の端部に装着されたフランジ部材を、現像器本体に取付けられた軸受部材に枢支させ、また、回転駆動伝達ギヤが取付けられない非駆動側の端部に装着されたフランジ部材を、前記ホルダに形成された軸部に係合させることによって、現像器本体に支持されている。前記軸部は軸受部材と同様に機能するものとされ、駆動側の軸受部材とともに、現像スリーブを、マグネットローラの軸線まわりに回転可能に支持している。前記軸部は、前記芯金の非駆動側端部を係合固定し、その外周部に前記非駆動側のフランジ部材を回転可能に係合支持している。
【０００４】
しかし、特許文献１に示される現像装置の場合、マグネットローラの芯金部は、その両端部が現像器本体に固定されるホルダに固定されているだけなので、マグネットローラの芯金部に振れが発生した時、現像器全体にその振れが伝わり、延いては本現像器本体を含む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、プロセスカートリッジに装備される感光体ドラムとマグネットローラとの間隙が不安定となり、画像濃度むらなどの不具合が発生する。
【０００５】
図５は、他の従来技術の一部の拡大断面図である。この従来技術においては、現像装置１００は、現像装置ハウジング１０１と、前記現像装置ハウジング１０１に組み込まれる現像ローラ１０２と、図示を省略する他の機構部（たとえば、現像剤攪拌スクリューなど）とを含み、現像器ユニットとして構成されている。現像器ユニットとして構成される現像装置１００は、電子写真方式の画像形成装置の装置本体２００における所定位置に着脱自在に装着される。現像ローラ１０２は、円筒状の現像スリーブ１０３と、前記現像スリーブ１０３に同軸に挿通されたマグネットローラ１０４とからなる。
【０００６】
マグネットローラ１０４は、マグネットローラシャフト１０５に一体に固定されており、マグネットローラシャフト１０５は、現像装置ハウジング１０１に固定状態で支持されている。現像スリーブ１０３は、その両端部にフランジ部材１０６，１０７が一体に装着され、前記マグネットローラシャフト１０５の軸線まわりに回転可能に支持されている。
【０００７】
現像スリーブ１０３を回転させるための回転動力が伝達される側（以下、駆動側という）のフランジ部材１０６は、マグネットローラシャフト１０５と同軸のギヤ軸１０８に一体に固着され、ギヤ軸１０８は、２個の軸受部材１０９，１１０を介して前記現像装置ハウジング１０１にマグネットローラシャフト１０５の軸線まわりに回転可能に支持されている。ギヤ軸１０８には、回転駆動伝達用ギヤ１１１が固着されており、このギヤ１１１を介した回転伝達によって、現像スリーブ１０３の前記回転が成される。
【０００８】
前記現像スリーブ１０３の駆動側フランジ部材１０６は、マグネットローラシャフト１０５の駆動側端部１０５ａに、シール機能を持った摺接部材１１２を介して支持され、また、マグネットローラシャフト１０５の非駆動側（駆動側とは反対側）端部１０５ｂは、非駆動側フランジ部材１０７および現像装置ハウジング１０１を貫き、現像装置ハウジング１０１の側部外方に突出している。非駆動側フランジ部材１０７は、マグネットローラシャフト１０５の非駆動側端部１０５ｂにおいて、前記と同様にシール機能を持った摺接部材１１３を介して支持されている。
【０００９】
マグネットローラシャフト１０５の非駆動側端部１０５ｂは、現像装置ハウジング１０１を貫く部分において、マグネットローラ保持部材１１４を介して現像装置ハウジング１０１に固定されている。そして、現像器ユニットとして構成される現像装置１００は、図５の白抜矢印方向に操作されて画像形成装置本体２００の所定位置に装着される。
【００１０】
画像形成装置本体２００における本体フレーム２０１の所定部位には、前記マグネットローラシャフト１０５の非駆動側端部１０５ｂを嵌合保持し得る嵌合部（嵌合穴）２０２が形成されており、非駆動側端部１０５ｂは、前記現像装置１００の装着操作の際にこの嵌合部２０２に嵌合されて保持される。また、前記ギヤ１１１は、現像装置１００が画像形成装置本体２００の所定位置に装着されたときに、画像形成装置本体２００内に設置される図示しない駆動源との駆動伝達系が確立されるよう構成されている。
【００１１】
図５で示した現像装置１００の場合、マグネットローラシャフト１０５の非駆動側端部１０５ｂが、前記本体フレーム２０１に直接保持されるから、保持状態が安定し、他の機構部（たとえば、記録紙搬送系など）との相対位置が精度よく保たれる。しかし、マグネットローラシャフト１０５が、前記本体フレーム２０１に直接保持されるために、前記ギヤ１１１を介した現像スリーブ１０３の回転動作の際、マグネットローラ１０４の周方向の振れが大きくなることがある。この周方向の振れが大きくなると、画像形成プロセスにおいて、横すじが発生したり、画像濃度むらが生じたりして、画像品質が低下する原因となる。
【００１２】
さらに他の従来技術は、特許文献２に記載されている。この従来技術では、本体側面板にＤ穴とも呼ばれる断面Ｄ字状の軸孔が形成されたホルダを設け、またマグネットローラの軸の軸線方向一端部をＤカットとも呼ばれる断面Ｄ字状に形成して、前記軸の軸線方向一端部におけるＤ字状断面部を、前記ホルダの軸孔に差込んで支持させることによって、前記軸のＤ字状断面を成す部分の軸線方向長さを短くし、現像ユニット筐体からマグネットローラへの振動の伝達を防止し、感光体と現像ローラとの間の現像ギャップの変動を防止して、現像濃度むらを抑制する技術が提案されている。
【特許文献１】特開平８−１３７３６９号公報
【特許文献２】特開２００７−１４００９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来の技術では、またマグネットローラの軸を両端で固定するとともに、軸受が設けられているために、マグネットローラの周方向の振れの影響を受けやすく、画像濃度むらが発生してしまう。
本発明の目的は、簡易な支持構造によって、マグネットローラの周方向の振れを抑制して、画像濃度むらの発生を防止することができる現像装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置本体内に設置され、現像装置ハウジングと、前記現像装置ハウジングに組み込まれる現像ローラとを含む現像装置であって、
前記現像ローラは、
前記現像装置ハウジングに回転可能に支持される円筒状の現像スリーブと、
前記現像スリーブに同軸に挿通されるシャフトを有し、前記現像装置ハウジング内に固定状態で支持されるマグネットローラと、
前記マグネットローラのシャフトに固定される軸受部材とを含み、
前記現像スリーブは、その軸線方向一端部が、前記マグネットローラのシャフトに、該シャフトに固定された軸受部材を介して該シャフトの軸線まわりに回転可能に支持され、
前記軸受部材は、前記画像形成装置本体に形成される嵌合部に、その軸線方向に沿って嵌合保持されるよう構成されることを特徴とする現像装置である。
【００１５】
また本発明は、前記現像スリーブの軸線方向他端部には、前記画像形成装置本体内の駆動手段から回転動力が伝達される被駆動伝達部材が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、前記現像装置ハウジングには、リング状保持部材が取付けられ、
前記軸受部材は、前記画像形成装置本体の嵌合部と前記現像スリーブの軸線方向一端部との間において、前記現像装置ハウジングに取付けられるリング状保持部材に嵌合されていることを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、前記軸受部材が、銅系焼結含油軸受からなることを特徴とする。
また本発明は、前記軸受部材が、ころ軸受からなることを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、電子写真方式の画像形成装置であって、
装置本体内の所定位置に、電子写真プロセス部を構成する現像装置が着脱自在に設置され、
前記現像装置は、前記現像装置からなり、
前記装置本体には、前記現像装置が前記所定位置に設置されたとき、前記軸受部材を嵌合保持する嵌合部が形成されていることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、現像装置は、電子写真方式の画像形成装置本体内に設置されて、画像形成のプロセス部を構成し、この画像形成プロセス部によって所定の画像形成が成される。現像ローラを構成する現像スリーブは、円筒状で現像装置ハウジングに回転可能に支持され、この現像スリーブにはマグネットローラが挿通されており、マグネットローラの磁気吸引力により吸引された現像剤（トナー）が現像スリーブの表面に担持される。現像スリーブの回転に伴い、現像スリーブに近接配置されて前記プロセス部を構成する感光体の表面に形成される静電潜像が、現像スリーブの表面に担持される現像剤によって現像される。現像スリーブは、その軸線方向一端部において、マグネットローラのシャフトに、軸受部材を介して該シャフトの軸線まわりに回転可能に支持されている。また、前記シャフトは、マグネットローラと共に現像装置ハウジングに固定状態で支持されている。前記軸受部材は、前記画像形成装置本体に形成される嵌合部に、その軸線方向に沿って嵌合保持される。
【００２０】
これにより、現像スリーブに付加される回転動力による振動は、前記軸受部材を介して、現像装置ハウジングおよび画像形成装置本体に伝播され、これによって分散されるから、前記シャフトの振れが抑制され、延いてはマグネットローラの周方向の振れも抑制される。特に、周方向の振れが抑制されることで、画像形成時における画像濃度むらの発生が防止され、画像品質の優れた画像形成が可能となる。
【００２１】
また本発明によれば、現像スリーブに対して、その軸線方向他端部に設けられた被駆動伝達部材を介して回転動力が伝達される。
【００２２】
回転伝達に伴う現像スリーブおよびマグネットローラの振れは、この他端部から非駆動側となる一端部側に伝播される。しかし、一端部において前記シャフトに固定され現像スリーブを回転自在に支持する軸受部材が、画像形成装置本体に形成される嵌合部に嵌合保持されるから、この振れが抑制され、マグネットローラの周方向の振れも抑制される。
【００２３】
また本発明によれば、前記軸受部材が、画像形成装置本体に形成される嵌合部に嵌合保持されるとともに、前記現像装置ハウジングに取付けられるリング状保持部材に嵌合されているから、リング状保持部材がマグネットローラ保持部材として機能し、マグネットローラのシャフトが安定的に保持され、前記振れの抑制作用がより顕著となる。
【００２４】
また本発明によれば、前記軸受部材が、銅系焼結含油軸受、あるいは、ころ軸受からなるので、マグネットローラのシャフトと軸受の内周面との間隙を極力抑えることができるので、より寸法精度が高くマグネットローラのシャフトを保持することができ、マグネットローラが安定的に支持され、前記振れの抑制作用がより顕著となる。特に、銅系焼結含油軸受は、その特性により給油が不要とされ、常時適正な潤滑状態に維持され、潤滑油切れによる回転不調や振動発生の懸念もない。
【００２５】
また本発明によれば、電子写真方式によって画像形成が成される。また、電子写真プロセス部を構成する現像装置は、装置本体内の所定位置に着脱自在に設置されるから、交換などのメンテナンスを容易に行うことができる。そして、この現像装置は、前記のように構成され、画像形成装置の装置本体内の所定位置に設置されたときには、マグネットローラのシャフトが、軸受部材を介して装置本体に形成された嵌合部に嵌合保持されるから、現像スリーブの回転に伴うマグネットローラの振れ、特に周方向の振れが抑制される。これによって、前記画像形成時における画像濃度むらの発生が防止され、高品位の画像形成が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る現像装置を備える画像形成装置１の構成を示す概略図である。
【図２】現像装置２９の概略縦断面図である。
【図３】現像装置２９を画像形成装置１の装置本体１Ａに設置した状態を示す部分破断部分縦断側面図である。
【図４】現像装置２９を構成する現像ローラ４３の部分破断分解縦断側面図である。
【図５】従来の現像装置１００を画像形成装置の装置本体２００に設置した状態を示す部分破断部分縦断側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る現像装置を備える画像形成装置１の構成を示す概略図である。図１に示す構成は、本実施形態の画像形成装置１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って、本発明に係る現像装置を備える画像形成装置の構成を何ら限定するものではない。
【００２８】
図１に示す画像形成装置１は、静電潜像担持体となる感光体を複数個（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である。このような画像形成装置１は、ネットワークを介して接続されたＰＣ（Personal Computer）などの各種端末装置から送信される画像データや、スキャナなどの原稿読み取り装置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）となる記録紙Ｐに対して、カラー画像を形成するプリンタ機能を有するものである。
【００２９】
本実施形態の画像形成装置１は、図１に示すように、中間転写ベルト２に画像を形成する機能を有する画像形成プロセス部としての画像形成ステーション部（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ）３、当該画像形成ステーション部３で中間転写ベルト２に形成されたトナー像を記録紙Ｐに転写させる機能を有する２次転写ステーション部４、記録紙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５、記録紙Ｐを載置する供給トレイ（給紙カセット）６から２次転写ステーション部４および定着装置５へと記録紙Ｐを搬送する機能を有する紙搬送部７、２次転写後の中間転写ベルト２から転写残りトナーを除去するベルトクリーナ部８を備えている。
【００３０】
画像形成ステーション部３は、黄色（Ｙ）画像用、マゼンタ（Ｍ）画像用、シアン（Ｃ）画像用および黒色（Ｂｋ）画像用のそれぞれ４つの画像形成ステーション９，１０，１１，１２から構成されている。中間転写ベルト２の走行方向（矢印２Ａ方向）に沿って、黄色画像形成ステーション９、マゼンタ画像形成ステーション１０、シアン画像形成ステーション１１、および黒色画像形成ステーション１２がこの順に並設されている。各画像形成ステーション９，１０，１１，１２には、それぞれの現像装置に対応する色のトナーを収容するトナーボトル１３，１４，１５，１６が設置されており、図示を省略する供給手段、制御手段によってそれぞれの現像装置に対応するトナーが供給されるよう構成されている。
【００３１】
これら各色の画像形成ステーション９，１０，１１，１２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２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部４で被転写材（記録媒体）となる記録紙Ｐ上に転写するものである。そして、記録紙Ｐ上のトナー像を定着装置５で加熱加圧することにより、記録紙Ｐ上にフルカラー画像が形成される。
【００３２】
各画像形成ステーション９，１０，１１，１２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ドラム１７，１８，１９，２０を備え、これらの感光体ドラム１７，１８，１９，２０の周囲には、周方向に帯電器２１，２２，２３，２４、信号光光路２５，２６，２７，２８、現像装置２９，３０，３１，３２、転写器（一次転写ローラ）３３，３４，３５，３６、および感光体クリーナ３７，３８，３９，４０がそれぞれ配置されている。
【００３３】
感光体ドラム１７，１８，１９，２０は、ＯＰＣ（Organic Photoconductor；有機光導電体）など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、露光ユニット４１の上方に配設され、駆動手段４２と図示を省略する制御手段によって、所定方向（図中矢印１７Ａ，１８Ａ，１９Ａ，２０Ａ方向）に回転駆動するように制御される。一次転写ローラからなる転写器３３，３４，３５，３６は、中間転写ベルト２を挟んで各感光体ドラム１７，１８，１９，２０に近接配置されている。
【００３４】
帯電器２１，２２，２３，２４は、感光体ドラム１７，１８，１９，２０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、感光体ドラム１７，１８，１９，２０の外周面に近接して配置されている。露光ユニット４１は、画像処理部から出力された画像データに基づいて、帯電器２１，２２，２３，２４によって帯電される感光体ドラム１７，１８，１９，２０の表面にレーザ光を照射して露光することにより、露光部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。
【００３５】
露光ユニット４１は、各画像形成ステーション９，１０，１１，１２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、対応する画像データに応じた光を信号光光路２５，２６，２７，２８に出射し、感光体ドラム１７，１８，１９，２０の表面に静電潜像を形成するようになっている。露光ユニット４１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などの発光素子をアレイ状に並べた書込み装置（例えば、光書込みヘッド）を使用することができる。
【００３６】
現像装置２９，３０，３１，３２は、トナーを担持する現像剤担持体となる現像ローラ４３，４４，４５，４６を有している。現像ローラ４３，４４，４５，４６は、トナーが感光体ドラム１７，１８，１９，２０へ移動し得る現像領域へトナーを搬送するように構成されている。この現像装置２９，３０，３１，３２は、本実施形態では、トナーとキャリアとを含む２成分系の現像剤を用いて、露光ユニット４１によって感光体ドラム１７，１８，１９，２０の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。
【００３７】
現像装置２９，３０，３１，３２は、各色のトナーとキャリアとを含む２成分系の現像剤を収容する現像剤槽２９０，３００，３１０，３２０を備える。この現像剤槽２９０，３００，３１０，３２０は、前記現像ローラ４３，４４，４５，４６および後記する他の現像機構部が組み込み支持される現像装置ハウジングを構成し、各画像形成ステーション９，１０，１１，１２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、感光体ドラム１７，１８，１９，２０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、感光体ドラム１７，１８，１９，２０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、いずれも負（マイナス）極性とされている。
【００３８】
転写器３３，３４，３５，３６は、感光体ドラム１７，１８，１９，２０上のトナー像を中間転写ベルト２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によって構成されている。感光体クリーナ３７，３８，３９，４０は、中間転写ベルト２への画像転写後に、感光体ドラム１７，１８，１９，２０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り、感光体ドラム１７，１８，１９，２０の表面に当接するクリーニングブレードを有している。
【００３９】
中間転写ベルト２は半導電性のポリイミドからなり、駆動ローラ２ａおよび従動ローラ２ｂに掛け渡され、駆動ローラ２ａの回転により矢印２Ａ方向に回転走行する。この中間転写ベルト２は、各色の画像形成ステーション９，１０，１１，１２における感光体ドラム１７，１８，１９，２０の表面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２が矢印２Ａ方向に回転走行することにより４色のトナー像は２次転写ステーション部４へ搬送される。２次転写ステーション部４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４ａが中間転写ベルト２に圧接する。このとき、２次転写ローラ４ａ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２上のトナー像を記録紙Ｐへ転写させる。
【００４０】
ベルトクリーナ部８は被転写材となる記録紙Ｐへの画像転写後に、中間転写ベルト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、感光体クリーナ３７，３８，３９，４０と同様に、ウレタンゴムからなり、中間転写ベルト２に当接するクリーニングブレードを有している。紙搬送部７は、供給トレイ６から、分離給紙ローラ６ａによって１枚ずつ繰出された記録紙Ｐの搬送タイミングを制御するレジストローラ対７ａ、用紙の搬送経路を規定する用紙ガイド７ｂおよび用紙搬送ローラ対７ｃを備え、中間転写ベルト２上の４色トナー像が記録紙Ｐに転写されるよう、記録紙Ｐをタイミングをとって２次転写ステーション部４に搬送導入するものである。定着装置５は、加熱ローラ５ａおよび加圧ローラ５ｂを備え、両ローラ５ａ，５ｂのニップ部に記録紙Ｐを搬送することで、記録紙Ｐ上に転写されたトナー像を熱圧着して、当該記録紙Ｐ上にトナー像を永久画像として定着させるものである。
【００４１】
このように構成された画像形成装置１においては、紙搬送部７によって搬送される記録紙Ｐは、中間転写ベルト２と２次転写ローラ４ａとの対向位置を通過する際に、２次転写ローラ４ａによる転写電界の作用によって、中間転写ベルト２上の４色のトナー像が一括して記録紙Ｐ上に転写される。これによって、記録紙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記録紙Ｐは、定着装置５によってトナー像の定着処理が行われた後に、図示を省略する排紙トレイに送出される。
【００４２】
次に、本実施形態の現像装置の構成について、図面を使用しながら説明する。図２は図１における黄色画像形成ステーション９の現像装置２９の概略縦断面図を示している。図３は現像装置２９を画像形成装置１の装置本体１Ａに設置した状態を示す部分的に切欠いた断面図であり、図４は現像装置２９を構成する現像ローラ４３の部分破断分解縦断側面図である。他の現像装置３０，３１，３２も同様に構成されるので、ここでは、黄色画像形成用の現像装置２９の構成について説明し、他の現像装置３０，３１，３２についてはその説明を省略する。
【００４３】
現像装置２９は、現像装置筐体としての現像剤槽２９０（以下、現像装置ハウジング２９０と言う）に、現像ローラ４３、現像剤攪拌搬送スクリュー４７，４８を組み込み支持させて現像器ユニットとして構成される。現像剤攪拌搬送スクリュー４７，４８は、現像装置ハウジング２９０に収容される二成分現像剤（トナーとキャリア）を攪拌搬送して現像ローラ４３に供給するべく機能する。現像ローラ４３は、前記現像装置ハウジング２９０に回転可能に支持される円筒状現像スリーブ４９と、前記現像スリーブ４９の筒内に同軸に挿通され、かつ、前記現像装置ハウジング２９０内に固定状態で支持されるマグネットローラ５０とを含む。
【００４４】
現像ローラ４３は、現像装置ハウジング２９０に形成される開口部２９１において、現像スリーブ４９が感光体ドラム１７の表面に所定の小間隙をもって近接するよう配置されている。現像装置ハウジング２９０内には二成分現像剤が収容され、前記トナーボトル１３（図１参照）から現像剤攪拌搬送スクリュー４７，４８による撹拌部に補給用トナーが補給され、この撹拌部で二成分現像剤と撹拌混合の後、攪拌された現像剤が現像スリーブ４９の表面上に前記マグネットローラ５０の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、感光体ドラム１７の静電潜像を摺擦することによって、当該静電潜像がトナーで可視像化される。
【００４５】
マグネットローラ５０は、マグネットローラシャフト５１に一体に固定されており、マグネットローラシャフト５１は、現像装置ハウジング２９０に固定状態で支持されている。現像スリーブ４９の両端部にはフランジ部材５２，５３が一体に装着され、前記マグネットローラシャフト５１の軸線まわりに回転可能に支持されている。現像スリーブ４９を回転させるための回転動力が伝達される側（以下、駆動側と言う）のフランジ部材５２は、マグネットローラシャフト５１と同軸のギヤ軸５４に一体に固着され、ギヤ軸５４は、２個の軸受部材５５，５６を介して前記現像装置ハウジング２９０にマグネットローラシャフト５１の軸線まわりに回転可能に支持されている。２個の軸受部材５５，５６のうち現像装置ハウジング２９０の側壁部側に位置する軸受部材５５は、現像ギャップ（ＤＳＤ）調整用軸受であって、現像装置ハウジング２９０の側壁部に形成される軸受保持部に装着され、ギヤ軸５４の端部を回転可能に支持する。軸受部材５５，５６は、その詳細構造の図示を省略するが、いずれも内輪部と、外輪部と、両者の間に介在される滑動部とからなり、内輪部がギヤ軸５４に一体に固定され、外輪部が現像装置ハウジング２９０に一体に固定される。
【００４６】
前記ギヤ軸５４には、被駆動伝達部材としての回転駆動伝達用ギヤ５７が固着されている。回転駆動伝達用ギヤ５７は、ＣリングもしくはＥリング５８によってギヤ軸５４の所定位置に位置決めされ、前記駆動手段４２（図１参照）から駆動伝達される感光体ドラム１７の回転駆動伝達用ギヤ（図示せず）に噛み合っている。前記回転駆動伝達用ギヤ５７と、感光体ドラム１７の回転駆動伝達用ギヤとの噛み合いによって、モータを駆動源とする駆動手段４２との駆動伝達系が確立され、現像スリーブ４９がマグネットローラ５０の軸線まわりに回転するよう構成される。
【００４７】
マグネットローラシャフト５１の駆動側端部５１ａには、前記現像スリーブ４９の駆動側フランジ部材５２が、シール機能を持った摺接部材５９を介して支持されている。また、非駆動側（駆動側と反対側）端部５１ｂには、銅系焼結含油軸受またはころ軸受からなる軸受部材６０が固定されており、この軸受部材６０に対して前記現像スリーブ４９の非駆動側フランジ部材５３が嵌装されている。
【００４８】
前記現像スリーブ４９の駆動側フランジ部材５２および非駆動側フランジ部材５３のマグネットローラシャフト５１に対するこのような支持関係によって、現像スリーブ４９がマグネットローラシャフト５１の軸線まわりに回転可能に支持される。軸受部材６０は、前記現像装置ハウジング２９０の非駆動側側壁部に取付けられるリング状保持部材６１に嵌合されている。このリング状保持部材６１によって、現像装置ハウジング２９０に対する現像ローラ４３の相対位置の位置決めが成される。そして、マグネットローラシャフト５１の非駆動側端部５１ｂおよび軸受部材６０とともに現像装置ハウジング２９０の非駆動側側壁部を貫いて外方に突出している。
【００４９】
このように現像器ユニットとして構成される現像装置２９は、図３の白抜矢印方向（マグネットローラシャフト５１の軸線方向）に沿って操作されて、画像形成装置本体１Ａの所定位置に装着される。画像形成装置本体１Ａにおける本体フレーム１Ｂの所定部位には、前記軸受部材６０をマグネットローラシャフト５１の非駆動側端部５１ｂとともに嵌合保持し得る嵌合穴（嵌合部）６２を有するブロック状の嵌合基部６３が形成されており、軸受部材６０は、前記現像装置２９の装着操作の際に、この嵌合穴６２に嵌挿されて保持される。
【００５０】
また、前記ギヤ５７は、現像装置２９が画像形成装置本体１Ａの所定位置に装着されたときには、画像形成装置本体１Ａ内に設置される前記駆動手段４２との駆動伝達系が、感光体ドラム１７の回転駆動伝達用ギヤ（図示せず）を介して確立されるよう構成されている。前記リング状保持部材６１は、現像装置２９の前記装着状態において、嵌合基部６３と現像装置ハウジング２９０との相対位置を保つスペーサ的な機能も奏する。
【００５１】
また、嵌合基部６３には、位置決穴６４が形成され、一方現像装置ハウジング２９０の非駆動側側壁部には、マグネットローラシャフト５１の軸線に平行な位置決ピン２９２が設けられており、前記現像装置２９の装着操作の際、位置決ピン２９２の位置決穴６４に対する嵌合と、軸受部材６０の前記嵌合穴６２に対する嵌合とによって、現像装置２９の画像形成装置本体１Ａ内の所定位置に対する適正な位置決め設置が成される。
【００５２】
図３に示すように画像形成装置本体１Ａ内の所定位置に現像装置２９が設置された状態においては、現像ローラ４３が、そのマグネットローラシャフト５１に固定された軸受部材６０の嵌合穴６２に対する嵌合保持によって、本体フレーム１Ｂに固定される。したがって、現像スリーブ４９に付加される回転動力による振動は、前記軸受部材６０を介して、現像装置ハウジング２９０および画像形成装置本体１Ａに伝播され、これによって分散されるから、前記マグネットローラシャフト５１の振れが抑制され、延いてはマグネットローラ５０の周方向の振れも抑制される。
【００５３】
本件発明者の比較試験によれば、図５に示す従来構成の現像装置１００の場合、マグネットローラ１０４の周方向の振れは、０．０５ｍｍであった。一方、図３に示すよう構成された本実施形態の現像装置２９の場合、マグネットローラ５０の周方向の振れは、０．０２ｍｍであった。このように、本実施形態の現像装置２９においては、現像スリーブ４９の回転に伴うマグネットローラ５０の周方向の振れが極めて小さいことがわかった。また、図３に示す本実施形態の現像装置２９および図５に示す従来構成の現像装置１００を、それぞれ、シャープ株式会社製カラー複合機ＭＸ−７００１Ｎを改造して組み込み、Ａ４サイズ記録紙を横通紙して１０万枚の印刷試験を行った。マグネットローラの径はいずれも３０ｍｍとした。その結果、従来構成の現像装置１００を用いたカラー複合機の場合、３０ｍｍピッチで幅５ｍｍの横スジが発生した。しかし、本実施形態の現像装置２９を用いたカラー複合機の場合、横スジの発生もなく、画像濃度むらのない高品位の画像が得られた。このように、マグネットローラ５０の周方向の振れが小さくなることにより、画像品質の向上が図られることがわかった。
【００５４】
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】
【００５５】
１ 画像形成装置
１Ａ 画像形成装置本体
２９，３０，３１，３２ 現像装置
２９０，３００，３１０，３２０ 現像装置ハウジング
４２ 駆動手段
４３，４４，４５，４６ 現像ローラ
４９ 現像スリーブ
５０ マグネットローラ
５１ マグネットローラシャフト
５７ 被駆動伝達部材
６０ 軸受部材
６１ リング状保持部材
６２ 嵌合部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置およびこれを備えた画像形成装置に関し、さらに詳しくは、現像装置を構成する現像ローラの支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置に備えられる現像装置には、現像剤（トナー）を担持して感光体表面の静電潜像にトナーを供給するための現像ローラが組み込まれる。この現像ローラは、現像スリーブと、この現像スリーブに同軸に挿通されるマグネットローラとによって構成される。マグネットローラは、固定シャフト（マグネットローラシャフト)を介して現像装置のハウジングに固定され、現像スリーブはマグネットローラの軸線まわりに回転可能に支持される。そのため、現像スリーブは、現像装置のハウジングに対して軸受部材を介して支持され、現像スリーブに対して、画像形成装置の本体内に設置される駆動源から駆動伝達手段を介して回転駆動力が伝達されるよう構成される。このような現像装置の典型的な従来技術は特許文献１に示されている。
【０００３】
特許文献１に示される現像装置においては、その図２に示されるように、マグネットローラは、その芯金部（固定シャフト）を現像器本体（ハウジング）に固定されるホルダに支持させることによって現像器本体に固定されている。また、現像スリーブは、回転駆動伝達用ギヤが取付けられる駆動側の端部に装着されたフランジ部材を、現像器本体に取付けられた軸受部材に枢支させ、また、回転駆動伝達ギヤが取付けられない非駆動側の端部に装着されたフランジ部材を、前記ホルダに形成された軸部に係合させることによって、現像器本体に支持されている。前記軸部は軸受部材と同様に機能するものとされ、駆動側の軸受部材とともに、現像スリーブを、マグネットローラの軸線まわりに回転可能に支持している。前記軸部は、前記芯金の非駆動側端部を係合固定し、その外周部に前記非駆動側のフランジ部材を回転可能に係合支持している。
【０００４】
しかし、特許文献１に示される現像装置の場合、マグネットローラの芯金部は、その両端部が現像器本体に固定されるホルダに固定されているだけなので、マグネットローラの芯金部に振れが発生した時、現像器全体にその振れが伝わり、延いては本現像器本体を含む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、プロセスカートリッジに装備される感光体ドラムとマグネットローラとの間隙が不安定となり、画像濃度むらなどの不具合が発生する。
【０００５】
図５は、他の従来技術の一部の拡大断面図である。この従来技術においては、現像装置１００は、現像装置ハウジング１０１と、前記現像装置ハウジング１０１に組み込まれる現像ローラ１０２と、図示を省略する他の機構部（たとえば、現像剤攪拌スクリューなど）とを含み、現像器ユニットとして構成されている。現像器ユニットとして構成される現像装置１００は、電子写真方式の画像形成装置の装置本体２００における所定位置に着脱自在に装着される。現像ローラ１０２は、円筒状の現像スリーブ１０３と、前記現像スリーブ１０３に同軸に挿通されたマグネットローラ１０４とからなる。
【０００６】
マグネットローラ１０４は、マグネットローラシャフト１０５に一体に固定されており、マグネットローラシャフト１０５は、現像装置ハウジング１０１に固定状態で支持されている。現像スリーブ１０３は、その両端部にフランジ部材１０６，１０７が一体に装着され、前記マグネットローラシャフト１０５の軸線まわりに回転可能に支持されている。
【０００７】
現像スリーブ１０３を回転させるための回転動力が伝達される側（以下、駆動側という）のフランジ部材１０６は、マグネットローラシャフト１０５と同軸のギヤ軸１０８に一体に固着され、ギヤ軸１０８は、２個の軸受部材１０９，１１０を介して前記現像装置ハウジング１０１にマグネットローラシャフト１０５の軸線まわりに回転可能に支持されている。ギヤ軸１０８には、回転駆動伝達用ギヤ１１１が固着されており、このギヤ１１１を介した回転伝達によって、現像スリーブ１０３の前記回転が成される。
【０００８】
前記現像スリーブ１０３の駆動側フランジ部材１０６は、マグネットローラシャフト１０５の駆動側端部１０５ａに、シール機能を持った摺接部材１１２を介して支持され、また、マグネットローラシャフト１０５の非駆動側（駆動側とは反対側）端部１０５ｂは、非駆動側フランジ部材１０７および現像装置ハウジング１０１を貫き、現像装置ハウジング１０１の側部外方に突出している。非駆動側フランジ部材１０７は、マグネットローラシャフト１０５の非駆動側端部１０５ｂにおいて、前記と同様にシール機能を持った摺接部材１１３を介して支持されている。
【０００９】
マグネットローラシャフト１０５の非駆動側端部１０５ｂは、現像装置ハウジング１０１を貫く部分において、マグネットローラ保持部材１１４を介して現像装置ハウジング１０１に固定されている。そして、現像器ユニットとして構成される現像装置１００は、図５の白抜矢印方向に操作されて画像形成装置本体２００の所定位置に装着される。
【００１０】
画像形成装置本体２００における本体フレーム２０１の所定部位には、前記マグネットローラシャフト１０５の非駆動側端部１０５ｂを嵌合保持し得る嵌合部（嵌合穴）２０２が形成されており、非駆動側端部１０５ｂは、前記現像装置１００の装着操作の際にこの嵌合部２０２に嵌合されて保持される。また、前記ギヤ１１１は、現像装置１００が画像形成装置本体２００の所定位置に装着されたときに、画像形成装置本体２００内に設置される図示しない駆動源との駆動伝達系が確立されるよう構成されている。
【００１１】
図５で示した現像装置１００の場合、マグネットローラシャフト１０５の非駆動側端部１０５ｂが、前記本体フレーム２０１に直接保持されるから、保持状態が安定し、他の機構部（たとえば、記録紙搬送系など）との相対位置が精度よく保たれる。しかし、マグネットローラシャフト１０５が、前記本体フレーム２０１に直接保持されるために、前記ギヤ１１１を介した現像スリーブ１０３の回転動作の際、マグネットローラ１０４の周方向の振れが大きくなることがある。この周方向の振れが大きくなると、画像形成プロセスにおいて、横すじが発生したり、画像濃度むらが生じたりして、画像品質が低下する原因となる。
【００１２】
さらに他の従来技術は、特許文献２に記載されている。この従来技術では、本体側面板にＤ穴とも呼ばれる断面Ｄ字状の軸孔が形成されたホルダを設け、またマグネットローラの軸の軸線方向一端部をＤカットとも呼ばれる断面Ｄ字状に形成して、前記軸の軸線方向一端部におけるＤ字状断面部を、前記ホルダの軸孔に差込んで支持させることによって、前記軸のＤ字状断面を成す部分の軸線方向長さを短くし、現像ユニット筐体からマグネットローラへの振動の伝達を防止し、感光体と現像ローラとの間の現像ギャップの変動を防止して、現像濃度むらを抑制する技術が提案されている。
【特許文献１】特開平８−１３７３６９号公報
【特許文献２】特開２００７−１４００９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来の技術では、またマグネットローラの軸を両端で固定するとともに、軸受が設けられているために、マグネットローラの周方向の振れの影響を受けやすく、画像濃度むらが発生してしまう。
本発明の目的は、簡易な支持構造によって、マグネットローラの周方向の振れを抑制して、画像濃度むらの発生を防止することができる現像装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置本体内に設置され、現像装置ハウジングと、前記現像装置ハウジングに組み込まれる現像ローラとを含む現像装置であって、
前記現像ローラは、
前記現像装置ハウジングに回転可能に支持される円筒状の現像スリーブと、
前記現像スリーブに同軸に挿通されるシャフトを有し、前記現像装置ハウジング内に固定状態で支持されるマグネットローラと、
前記マグネットローラのシャフトに固定される軸受部材とを含み、
前記現像スリーブは、その軸線方向一端部が、前記マグネットローラのシャフトに、該シャフトに固定された軸受部材を介して該シャフトの軸線まわりに回転可能に支持され、
前記軸受部材は、前記画像形成装置本体に形成される嵌合部に、その軸線方向に沿って嵌合保持されるよう構成されることを特徴とする現像装置である。
【００１５】
また本発明は、前記現像スリーブの軸線方向他端部には、前記画像形成装置本体内の駆動手段から回転動力が伝達される被駆動伝達部材が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、前記現像装置ハウジングには、リング状保持部材が取付けられ、
前記軸受部材は、前記画像形成装置本体の嵌合部と前記現像スリーブの軸線方向一端部との間において、前記現像装置ハウジングに取付けられるリング状保持部材に嵌合されていることを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、前記軸受部材が、銅系焼結含油軸受からなることを特徴とする。
また本発明は、前記軸受部材が、ころ軸受からなることを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、電子写真方式の画像形成装置であって、
装置本体内の所定位置に、電子写真プロセス部を構成する現像装置が着脱自在に設置され、
前記現像装置は、前記現像装置からなり、
前記装置本体には、前記現像装置が前記所定位置に設置されたとき、前記軸受部材を嵌合保持する嵌合部が形成されていることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、現像装置は、電子写真方式の画像形成装置本体内に設置されて、画像形成のプロセス部を構成し、この画像形成プロセス部によって所定の画像形成が成される。現像ローラを構成する現像スリーブは、円筒状で現像装置ハウジングに回転可能に支持され、この現像スリーブにはマグネットローラが挿通されており、マグネットローラの磁気吸引力により吸引された現像剤（トナー）が現像スリーブの表面に担持される。現像スリーブの回転に伴い、現像スリーブに近接配置されて前記プロセス部を構成する感光体の表面に形成される静電潜像が、現像スリーブの表面に担持される現像剤によって現像される。現像スリーブは、その軸線方向一端部において、マグネットローラのシャフトに、軸受部材を介して該シャフトの軸線まわりに回転可能に支持されている。また、前記シャフトは、マグネットローラと共に現像装置ハウジングに固定状態で支持されている。前記軸受部材は、前記画像形成装置本体に形成される嵌合部に、その軸線方向に沿って嵌合保持される。
【００２０】
これにより、現像スリーブに付加される回転動力による振動は、前記軸受部材を介して、現像装置ハウジングおよび画像形成装置本体に伝播され、これによって分散されるから、前記シャフトの振れが抑制され、延いてはマグネットローラの周方向の振れも抑制される。特に、周方向の振れが抑制されることで、画像形成時における画像濃度むらの発生が防止され、画像品質の優れた画像形成が可能となる。
【００２１】
また本発明によれば、現像スリーブに対して、その軸線方向他端部に設けられた被駆動伝達部材を介して回転動力が伝達される。
【００２２】
回転伝達に伴う現像スリーブおよびマグネットローラの振れは、この他端部から非駆動側となる一端部側に伝播される。しかし、一端部において前記シャフトに固定され現像スリーブを回転自在に支持する軸受部材が、画像形成装置本体に形成される嵌合部に嵌合保持されるから、この振れが抑制され、マグネットローラの周方向の振れも抑制される。
【００２３】
また本発明によれば、前記軸受部材が、画像形成装置本体に形成される嵌合部に嵌合保持されるとともに、前記現像装置ハウジングに取付けられるリング状保持部材に嵌合されているから、リング状保持部材がマグネットローラ保持部材として機能し、マグネットローラのシャフトが安定的に保持され、前記振れの抑制作用がより顕著となる。
【００２４】
また本発明によれば、前記軸受部材が、銅系焼結含油軸受、あるいは、ころ軸受からなるので、マグネットローラのシャフトと軸受の内周面との間隙を極力抑えることができるので、より寸法精度が高くマグネットローラのシャフトを保持することができ、マグネットローラが安定的に支持され、前記振れの抑制作用がより顕著となる。特に、銅系焼結含油軸受は、その特性により給油が不要とされ、常時適正な潤滑状態に維持され、潤滑油切れによる回転不調や振動発生の懸念もない。
【００２５】
また本発明によれば、電子写真方式によって画像形成が成される。また、電子写真プロセス部を構成する現像装置は、装置本体内の所定位置に着脱自在に設置されるから、交換などのメンテナンスを容易に行うことができる。そして、この現像装置は、前記のように構成され、画像形成装置の装置本体内の所定位置に設置されたときには、マグネットローラのシャフトが、軸受部材を介して装置本体に形成された嵌合部に嵌合保持されるから、現像スリーブの回転に伴うマグネットローラの振れ、特に周方向の振れが抑制される。これによって、前記画像形成時における画像濃度むらの発生が防止され、高品位の画像形成が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る現像装置を備える画像形成装置１の構成を示す概略図である。
【図２】現像装置２９の概略縦断面図である。
【図３】現像装置２９を画像形成装置１の装置本体１Ａに設置した状態を示す部分破断部分縦断側面図である。
【図４】現像装置２９を構成する現像ローラ４３の部分破断分解縦断側面図である。
【図５】従来の現像装置１００を画像形成装置の装置本体２００に設置した状態を示す部分破断部分縦断側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る現像装置を備える画像形成装置１の構成を示す概略図である。図１に示す構成は、本実施形態の画像形成装置１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って、本発明に係る現像装置を備える画像形成装置の構成を何ら限定するものではない。
【００２８】
図１に示す画像形成装置１は、静電潜像担持体となる感光体を複数個（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である。このような画像形成装置１は、ネットワークを介して接続されたＰＣ（Personal Computer）などの各種端末装置から送信される画像データや、スキャナなどの原稿読み取り装置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）となる記録紙Ｐに対して、カラー画像を形成するプリンタ機能を有するものである。
【００２９】
本実施形態の画像形成装置１は、図１に示すように、中間転写ベルト２に画像を形成する機能を有する画像形成プロセス部としての画像形成ステーション部（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ）３、当該画像形成ステーション部３で中間転写ベルト２に形成されたトナー像を記録紙Ｐに転写させる機能を有する２次転写ステーション部４、記録紙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５、記録紙Ｐを載置する供給トレイ（給紙カセット）６から２次転写ステーション部４および定着装置５へと記録紙Ｐを搬送する機能を有する紙搬送部７、２次転写後の中間転写ベルト２から転写残りトナーを除去するベルトクリーナ部８を備えている。
【００３０】
画像形成ステーション部３は、黄色（Ｙ）画像用、マゼンタ（Ｍ）画像用、シアン（Ｃ）画像用および黒色（Ｂｋ）画像用のそれぞれ４つの画像形成ステーション９，１０，１１，１２から構成されている。中間転写ベルト２の走行方向（矢印２Ａ方向）に沿って、黄色画像形成ステーション９、マゼンタ画像形成ステーション１０、シアン画像形成ステーション１１、および黒色画像形成ステーション１２がこの順に並設されている。各画像形成ステーション９，１０，１１，１２には、それぞれの現像装置に対応する色のトナーを収容するトナーボトル１３，１４，１５，１６が設置されており、図示を省略する供給手段、制御手段によってそれぞれの現像装置に対応するトナーが供給されるよう構成されている。
【００３１】
これら各色の画像形成ステーション９，１０，１１，１２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２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部４で被転写材（記録媒体）となる記録紙Ｐ上に転写するものである。そして、記録紙Ｐ上のトナー像を定着装置５で加熱加圧することにより、記録紙Ｐ上にフルカラー画像が形成される。
【００３２】
各画像形成ステーション９，１０，１１，１２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ドラム１７，１８，１９，２０を備え、これらの感光体ドラム１７，１８，１９，２０の周囲には、周方向に帯電器２１，２２，２３，２４、信号光光路２５，２６，２７，２８、現像装置２９，３０，３１，３２、転写器（一次転写ローラ）３３，３４，３５，３６、および感光体クリーナ３７，３８，３９，４０がそれぞれ配置されている。
【００３３】
感光体ドラム１７，１８，１９，２０は、ＯＰＣ（Organic Photoconductor；有機光導電体）など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、露光ユニット４１の上方に配設され、駆動手段４２と図示を省略する制御手段によって、所定方向（図中矢印１７Ａ，１８Ａ，１９Ａ，２０Ａ方向）に回転駆動するように制御される。一次転写ローラからなる転写器３３，３４，３５，３６は、中間転写ベルト２を挟んで各感光体ドラム１７，１８，１９，２０に近接配置されている。
【００３４】
帯電器２１，２２，２３，２４は、感光体ドラム１７，１８，１９，２０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、感光体ドラム１７，１８，１９，２０の外周面に近接して配置されている。露光ユニット４１は、画像処理部から出力された画像データに基づいて、帯電器２１，２２，２３，２４によって帯電される感光体ドラム１７，１８，１９，２０の表面にレーザ光を照射して露光することにより、露光部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。
【００３５】
露光ユニット４１は、各画像形成ステーション９，１０，１１，１２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、対応する画像データに応じた光を信号光光路２５，２６，２７，２８に出射し、感光体ドラム１７，１８，１９，２０の表面に静電潜像を形成するようになっている。露光ユニット４１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などの発光素子をアレイ状に並べた書込み装置（例えば、光書込みヘッド）を使用することができる。
【００３６】
現像装置２９，３０，３１，３２は、トナーを担持する現像剤担持体となる現像ローラ４３，４４，４５，４６を有している。現像ローラ４３，４４，４５，４６は、トナーが感光体ドラム１７，１８，１９，２０へ移動し得る現像領域へトナーを搬送するように構成されている。この現像装置２９，３０，３１，３２は、本実施形態では、トナーとキャリアとを含む２成分系の現像剤を用いて、露光ユニット４１によって感光体ドラム１７，１８，１９，２０の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。
【００３７】
現像装置２９，３０，３１，３２は、各色のトナーとキャリアとを含む２成分系の現像剤を収容する現像剤槽２９０，３００，３１０，３２０を備える。この現像剤槽２９０，３００，３１０，３２０は、前記現像ローラ４３，４４，４５，４６および後記する他の現像機構部が組み込み支持される現像装置ハウジングを構成し、各画像形成ステーション９，１０，１１，１２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、感光体ドラム１７，１８，１９，２０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、感光体ドラム１７，１８，１９，２０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、いずれも負（マイナス）極性とされている。
【００３８】
転写器３３，３４，３５，３６は、感光体ドラム１７，１８，１９，２０上のトナー像を中間転写ベルト２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によって構成されている。感光体クリーナ３７，３８，３９，４０は、中間転写ベルト２への画像転写後に、感光体ドラム１７，１８，１９，２０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り、感光体ドラム１７，１８，１９，２０の表面に当接するクリーニングブレードを有している。
【００３９】
中間転写ベルト２は半導電性のポリイミドからなり、駆動ローラ２ａおよび従動ローラ２ｂに掛け渡され、駆動ローラ２ａの回転により矢印２Ａ方向に回転走行する。この中間転写ベルト２は、各色の画像形成ステーション９，１０，１１，１２における感光体ドラム１７，１８，１９，２０の表面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２が矢印２Ａ方向に回転走行することにより４色のトナー像は２次転写ステーション部４へ搬送される。２次転写ステーション部４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４ａが中間転写ベルト２に圧接する。このとき、２次転写ローラ４ａ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２上のトナー像を記録紙Ｐへ転写させる。
【００４０】
ベルトクリーナ部８は被転写材となる記録紙Ｐへの画像転写後に、中間転写ベルト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、感光体クリーナ３７，３８，３９，４０と同様に、ウレタンゴムからなり、中間転写ベルト２に当接するクリーニングブレードを有している。紙搬送部７は、供給トレイ６から、分離給紙ローラ６ａによって１枚ずつ繰出された記録紙Ｐの搬送タイミングを制御するレジストローラ対７ａ、用紙の搬送経路を規定する用紙ガイド７ｂおよび用紙搬送ローラ対７ｃを備え、中間転写ベルト２上の４色トナー像が記録紙Ｐに転写されるよう、記録紙Ｐをタイミングをとって２次転写ステーション部４に搬送導入するものである。定着装置５は、加熱ローラ５ａおよび加圧ローラ５ｂを備え、両ローラ５ａ，５ｂのニップ部に記録紙Ｐを搬送することで、記録紙Ｐ上に転写されたトナー像を熱圧着して、当該記録紙Ｐ上にトナー像を永久画像として定着させるものである。
【００４１】
このように構成された画像形成装置１においては、紙搬送部７によって搬送される記録紙Ｐは、中間転写ベルト２と２次転写ローラ４ａとの対向位置を通過する際に、２次転写ローラ４ａによる転写電界の作用によって、中間転写ベルト２上の４色のトナー像が一括して記録紙Ｐ上に転写される。これによって、記録紙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記録紙Ｐは、定着装置５によってトナー像の定着処理が行われた後に、図示を省略する排紙トレイに送出される。
【００４２】
次に、本実施形態の現像装置の構成について、図面を使用しながら説明する。図２は図１における黄色画像形成ステーション９の現像装置２９の概略縦断面図を示している。図３は現像装置２９を画像形成装置１の装置本体１Ａに設置した状態を示す部分的に切欠いた断面図であり、図４は現像装置２９を構成する現像ローラ４３の部分破断分解縦断側面図である。他の現像装置３０，３１，３２も同様に構成されるので、ここでは、黄色画像形成用の現像装置２９の構成について説明し、他の現像装置３０，３１，３２についてはその説明を省略する。
【００４３】
現像装置２９は、現像装置筐体としての現像剤槽２９０（以下、現像装置ハウジング２９０と言う）に、現像ローラ４３、現像剤攪拌搬送スクリュー４７，４８を組み込み支持させて現像器ユニットとして構成される。現像剤攪拌搬送スクリュー４７，４８は、現像装置ハウジング２９０に収容される二成分現像剤（トナーとキャリア）を攪拌搬送して現像ローラ４３に供給するべく機能する。現像ローラ４３は、前記現像装置ハウジング２９０に回転可能に支持される円筒状現像スリーブ４９と、前記現像スリーブ４９の筒内に同軸に挿通され、かつ、前記現像装置ハウジング２９０内に固定状態で支持されるマグネットローラ５０とを含む。
【００４４】
現像ローラ４３は、現像装置ハウジング２９０に形成される開口部２９１において、現像スリーブ４９が感光体ドラム１７の表面に所定の小間隙をもって近接するよう配置されている。現像装置ハウジング２９０内には二成分現像剤が収容され、前記トナーボトル１３（図１参照）から現像剤攪拌搬送スクリュー４７，４８による撹拌部に補給用トナーが補給され、この撹拌部で二成分現像剤と撹拌混合の後、攪拌された現像剤が現像スリーブ４９の表面上に前記マグネットローラ５０の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、感光体ドラム１７の静電潜像を摺擦することによって、当該静電潜像がトナーで可視像化される。
【００４５】
マグネットローラ５０は、マグネットローラシャフト５１に一体に固定されており、マグネットローラシャフト５１は、現像装置ハウジング２９０に固定状態で支持されている。現像スリーブ４９の両端部にはフランジ部材５２，５３が一体に装着され、前記マグネットローラシャフト５１の軸線まわりに回転可能に支持されている。現像スリーブ４９を回転させるための回転動力が伝達される側（以下、駆動側と言う）のフランジ部材５２は、マグネットローラシャフト５１と同軸のギヤ軸５４に一体に固着され、ギヤ軸５４は、２個の軸受部材５５，５６を介して前記現像装置ハウジング２９０にマグネットローラシャフト５１の軸線まわりに回転可能に支持されている。２個の軸受部材５５，５６のうち現像装置ハウジング２９０の側壁部側に位置する軸受部材５５は、現像ギャップ（ＤＳＤ）調整用軸受であって、現像装置ハウジング２９０の側壁部に形成される軸受保持部に装着され、ギヤ軸５４の端部を回転可能に支持する。軸受部材５５，５６は、その詳細構造の図示を省略するが、いずれも内輪部と、外輪部と、両者の間に介在される滑動部とからなり、内輪部がギヤ軸５４に一体に固定され、外輪部が現像装置ハウジング２９０に一体に固定される。
【００４６】
前記ギヤ軸５４には、被駆動伝達部材としての回転駆動伝達用ギヤ５７が固着されている。回転駆動伝達用ギヤ５７は、ＣリングもしくはＥリング５８によってギヤ軸５４の所定位置に位置決めされ、前記駆動手段４２（図１参照）から駆動伝達される感光体ドラム１７の回転駆動伝達用ギヤ（図示せず）に噛み合っている。前記回転駆動伝達用ギヤ５７と、感光体ドラム１７の回転駆動伝達用ギヤとの噛み合いによって、モータを駆動源とする駆動手段４２との駆動伝達系が確立され、現像スリーブ４９がマグネットローラ５０の軸線まわりに回転するよう構成される。
【００４７】
マグネットローラシャフト５１の駆動側端部５１ａには、前記現像スリーブ４９の駆動側フランジ部材５２が、シール機能を持った摺接部材５９を介して支持されている。また、非駆動側（駆動側と反対側）端部５１ｂには、銅系焼結含油軸受またはころ軸受からなる軸受部材６０が固定されており、この軸受部材６０に対して前記現像スリーブ４９の非駆動側フランジ部材５３が嵌装されている。
【００４８】
前記現像スリーブ４９の駆動側フランジ部材５２および非駆動側フランジ部材５３のマグネットローラシャフト５１に対するこのような支持関係によって、現像スリーブ４９がマグネットローラシャフト５１の軸線まわりに回転可能に支持される。軸受部材６０は、前記現像装置ハウジング２９０の非駆動側側壁部に取付けられるリング状保持部材６１に嵌合されている。このリング状保持部材６１によって、現像装置ハウジング２９０に対する現像ローラ４３の相対位置の位置決めが成される。そして、マグネットローラシャフト５１の非駆動側端部５１ｂおよび軸受部材６０とともに現像装置ハウジング２９０の非駆動側側壁部を貫いて外方に突出している。
【００４９】
このように現像器ユニットとして構成される現像装置２９は、図３の白抜矢印方向（マグネットローラシャフト５１の軸線方向）に沿って操作されて、画像形成装置本体１Ａの所定位置に装着される。画像形成装置本体１Ａにおける本体フレーム１Ｂの所定部位には、前記軸受部材６０をマグネットローラシャフト５１の非駆動側端部５１ｂとともに嵌合保持し得る嵌合穴（嵌合部）６２を有するブロック状の嵌合基部６３が形成されており、軸受部材６０は、前記現像装置２９の装着操作の際に、この嵌合穴６２に嵌挿されて保持される。
【００５０】
また、前記ギヤ５７は、現像装置２９が画像形成装置本体１Ａの所定位置に装着されたときには、画像形成装置本体１Ａ内に設置される前記駆動手段４２との駆動伝達系が、感光体ドラム１７の回転駆動伝達用ギヤ（図示せず）を介して確立されるよう構成されている。前記リング状保持部材６１は、現像装置２９の前記装着状態において、嵌合基部６３と現像装置ハウジング２９０との相対位置を保つスペーサ的な機能も奏する。
【００５１】
また、嵌合基部６３には、位置決穴６４が形成され、一方現像装置ハウジング２９０の非駆動側側壁部には、マグネットローラシャフト５１の軸線に平行な位置決ピン２９２が設けられており、前記現像装置２９の装着操作の際、位置決ピン２９２の位置決穴６４に対する嵌合と、軸受部材６０の前記嵌合穴６２に対する嵌合とによって、現像装置２９の画像形成装置本体１Ａ内の所定位置に対する適正な位置決め設置が成される。
【００５２】
図３に示すように画像形成装置本体１Ａ内の所定位置に現像装置２９が設置された状態においては、現像ローラ４３が、そのマグネットローラシャフト５１に固定された軸受部材６０の嵌合穴６２に対する嵌合保持によって、本体フレーム１Ｂに固定される。したがって、現像スリーブ４９に付加される回転動力による振動は、前記軸受部材６０を介して、現像装置ハウジング２９０および画像形成装置本体１Ａに伝播され、これによって分散されるから、前記マグネットローラシャフト５１の振れが抑制され、延いてはマグネットローラ５０の周方向の振れも抑制される。
【００５３】
本件発明者の比較試験によれば、図５に示す従来構成の現像装置１００の場合、マグネットローラ１０４の周方向の振れは、０．０５ｍｍであった。一方、図３に示すよう構成された本実施形態の現像装置２９の場合、マグネットローラ５０の周方向の振れは、０．０２ｍｍであった。このように、本実施形態の現像装置２９においては、現像スリーブ４９の回転に伴うマグネットローラ５０の周方向の振れが極めて小さいことがわかった。また、図３に示す本実施形態の現像装置２９および図５に示す従来構成の現像装置１００を、それぞれ、シャープ株式会社製カラー複合機ＭＸ−７００１Ｎを改造して組み込み、Ａ４サイズ記録紙を横通紙して１０万枚の印刷試験を行った。マグネットローラの径はいずれも３０ｍｍとした。その結果、従来構成の現像装置１００を用いたカラー複合機の場合、３０ｍｍピッチで幅５ｍｍの横スジが発生した。しかし、本実施形態の現像装置２９を用いたカラー複合機の場合、横スジの発生もなく、画像濃度むらのない高品位の画像が得られた。このように、マグネットローラ５０の周方向の振れが小さくなることにより、画像品質の向上が図られることがわかった。
【００５４】
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】
【００５５】
１ 画像形成装置
１Ａ 画像形成装置本体
２９，３０，３１，３２ 現像装置
２９０，３００，３１０，３２０ 現像装置ハウジング
４２ 駆動手段
４３，４４，４５，４６ 現像ローラ
４９ 現像スリーブ
５０ マグネットローラ
５１ マグネットローラシャフト
５７ 被駆動伝達部材
６０ 軸受部材
６１ リング状保持部材
６２ 嵌合部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式の画像形成装置本体内に設置され、現像装置ハウジングと、前記現像装置ハウジングに組み込まれる現像ローラとを含む現像装置であって、
前記現像ローラは、
前記現像装置ハウジングに回転可能に支持される円筒状の現像スリーブと、
前記現像スリーブに同軸に挿通されるシャフトを有し、前記現像装置ハウジング内に固定状態で支持されるマグネットローラと、
前記マグネットローラのシャフトに固定される軸受部材とを含み、
前記現像スリーブは、その軸線方向一端部が、前記マグネットローラのシャフトに、該シャフトに固定された軸受部材を介して該シャフトの軸線まわりに回転可能に支持され、
前記軸受部材は、前記画像形成装置本体に形成される嵌合部に、その軸線方向に沿って嵌合保持されるよう構成されることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像スリーブの軸線方向他端部には、前記画像形成装置本体内の駆動手段から回転動力が伝達される被駆動伝達部材が設けられてい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】
前記現像装置ハウジングには、リング状保持部材が取付けられ、
前記軸受部材は、前記画像形成装置本体の嵌合部と前記現像スリーブの軸線方向一端部との間において、前記現像装置ハウジングに取付けられるリング状保持部材に嵌合されていることを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記軸受部材が、銅系焼結含油軸受からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の現像装置。
【請求項５】
前記軸受部材が、ころ軸受からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の現像装置。
【請求項６】
電子写真方式の画像形成装置であって、
装置本体内の所定位置に、電子写真プロセス部を構成する現像装置が着脱自在に設置され、
前記現像装置は、請求項１〜５のいずれか１つに記載された現像装置からなり、
前記装置本体には、前記現像装置が前記所定位置に設置されたとき、前記軸受部材を嵌合保持する嵌合部が形成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
電子写真方式の画像形成装置本体内に設置され、現像装置ハウジングと、前記現像装置ハウジングに組み込まれる現像ローラとを含む現像装置であって、
前記現像ローラは、
前記現像装置ハウジングに回転可能に支持される円筒状の現像スリーブと、
前記現像スリーブに同軸に挿通されるシャフトを有し、前記現像装置ハウジング内に固定状態で支持されるマグネットローラと、
前記マグネットローラのシャフトに固定される軸受部材とを含み、
前記現像スリーブは、その軸線方向一端部が、前記マグネットローラのシャフトに、該シャフトに固定された軸受部材を介して該シャフトの軸線まわりに回転可能に支持され、
前記軸受部材は、前記画像形成装置本体に形成される嵌合部に、その軸線方向に沿って嵌合保持されるよう構成されることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像スリーブの軸線方向他端部には、前記画像形成装置本体内の駆動手段から回転動力が伝達される被駆動伝達部材が設けられてい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】
前記現像装置ハウジングには、リング状保持部材が取付けられ、
前記軸受部材は、前記画像形成装置本体の嵌合部と前記現像スリーブの軸線方向一端部との間において、前記現像装置ハウジングに取付けられるリング状保持部材に嵌合されていることを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記軸受部材が、銅系焼結含油軸受からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の現像装置。
【請求項５】
前記軸受部材が、ころ軸受からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の現像装置。
【請求項６】
電子写真方式の画像形成装置であって、
装置本体内の所定位置に、電子写真プロセス部を構成する現像装置が着脱自在に設置され、
前記現像装置は、請求項１〜５のいずれか１つに記載された現像装置からなり、
前記装置本体には、前記現像装置が前記所定位置に設置されたとき、前記軸受部材を嵌合保持する嵌合部が形成されていることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−４８３０６（Ｐ２０１１−４８３０６Ａ）
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９９０２９（Ｐ２００９−１９９０２９）
【出願日】平成２１年８月２８日（２００９．８．２８）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２８日（２００９．８．２８）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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