(57)【要約】【課題】  画像形成装置の現像装置付近の熱を効果的に放散し、冷却できる画像形成装置の現像装置を提供する。【解決手段】  現像装置３１の現像剤収容部３２ａの内部には２本の搬送スクリュー３４、３５が配置され、トナーは搬送スクリュー３４、３５により混合撹拌されながら循環搬送されると共に所定の電位に帯電される。現像ローラ３２及びシール部材が装着された搬送スクリュー３４、３５の端部は保持部材３７の外に突出してギアが装着され、駆動ギア３６と噛合する。搬送スクリュー３４、３５の軸端部のギアにはファン４３が設けられ空気流を発生させる。搬送スクリュー３４、３５、軸受３４ｂ、３５ｂ、保持部材３７は熱伝導性金属材料で構成し、搬送スクリューや軸受などで発生した熱、及びシール部材付近で発生した熱を保持部材３７に速やかに伝達し、空気流で冷却する。【選択図】  図３
2010243681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤収容部の内部に回転自在に配置された現像ローラと、現像剤収容部の内部に配置された現像剤を撹拌搬送する複数の搬送スクリューと、前記現像ローラの軸端に装着された現像ローラギアと、複数の搬送スクリューの軸端に装着された搬送スクリューギアと、現像ローラギアと搬送スクリューギアとを駆動する駆動ギアと、現像ローラ軸及び複数の搬送スクリュー軸を支承する軸受と、該軸受を保持する保持部材とが、現像装置ハウジング内部に配置された画像形成装置の現像装置であって、
前記軸受及び保持部材とは、熱伝導の良好な材料で構成されていること
を特徴とする画像形成装置の現像装置。
【請求項２】
前記現像装置ハウジングは、トナー噴煙を吸引するトナー噴煙吸引口と、吸引されたトナー噴煙を現像装置ハウジングの外部に搬送するトナー吸引経路を備えること
を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置の現像装置。
【請求項３】
前記搬送スクリューの軸端には、トナー噴煙の漏出しを防止するシール部材が装着されていること
を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置の現像装置。
【請求項４】
前記搬送スクリューの軸端に装着された搬送スクリューギアには、現像装置ハウジングの内部に空気流を発生させるファンが装着されていること
を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置の現像装置。
【請求項５】
前記保持部材は、前記ファンにより発生した空気流に接触する位置に配置されていること
を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子複写機やその複合機などの画像形成装置の現像装置に関し、特に現像装置で発生する熱を効率的に放散できる画像形成装置の現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、帯電装置により像担持体を一様に帯電させ、露光装置により帯電した像担持体の上に画像潜像を形成し、現像装置により像担持体上の画像潜像をトナーで現像してトナー像を形成し、転写装置により像担持体上に形成されたトナー像を記録紙等に転写し、定着装置により記録紙等の上に転写されたトナーを加熱溶融して定着処理し、画像プリントを作成するという工程をとり、像担持体上のトナー像の記録紙等に転写した後、残留したトナーはクリーニング装置により除去される。
【０００３】
このうち、像担持体、帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置を含む構成部材を１つにまとめたユニットが、プロセスユニットと呼ばれて広く利用されている。
【０００４】
一方、最近はフルカラー画像形成装置が普及して広く利用されるに至り、装置の小形化、高速化が求められると共に、長寿命化、長信頼性化、長画質化、低価格化も同時に求められるに至り、それに合わせた開発設計が行われている。
【０００５】
このうち、プロセスユニット内部に配置される現像装置については、キャリアとトナーの混合物からなる現像剤を現像装置内部に装填して使用するものがあるが、この現像剤が外部に漏れないように、開口部をシール部材でシールすることが行われている。この場合、装置の小形化、高速化が求められるに伴い、現像装置の開口部に設けたシール部材で発生した熱により現像剤に含まれるトナーが溶融して固化し、画像品質を低下させてしまう可能性がある。
【０００６】
この対策として現像装置付近を冷却する複数の冷却手段が提案されているが、その第１のものは、現像剤を撹拌して搬送する撹拌搬送体を駆動する樹脂製のギアと接触する駆動軸部を金属製とし、熱の放散を改善したものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
第２のものは、前記第１の構成に加えて、現像剤を撹拌して搬送する撹拌搬送体を中空軸として内部に流体を流して冷却するものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００８】
第３のものは、現像剤を撹拌して搬送する撹拌搬送体自体を熱放散手段としたものが提案されている（特許文献２参照）。
【０００９】
第４のものは、現像剤を撹拌して搬送する撹拌搬送体を変形させたり熱放散ファンを設けたものが提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−１４０９６８号公報
【特許文献２】特開２０００−１９９１９号公報
【特許文献３】特開２００１−６６８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前記特許文献１に開示された画像形成装置の現像装置付近を冷却する冷却手段は、樹脂製のギアにより熱が滞留して十分な熱放散効果が得られないことが分かった。また、前記特許文献１に開示された、撹拌搬送体を中空軸として内部に流体を流して冷却する冷却手段は、流体を流すためのポンプや熱交換装置が必要となり、スペース及び製造コストを高める結果となる等の不都合がある。
【００１２】
前記特許文献２に開示された撹拌搬送体自体を熱放散手段としたものは、熱を放散させる部分を大きくする必要があり、その分だけ装置が大型になってしまう。また、前記特許文献２に開示された撹拌搬送体を変形させたり熱放散フィンを設けたものも、熱を放散させる部分を大きくする必要があり、その分だけ装置が大型になってしまう等の不都合がある。この発明は上記課題を解決することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明は上記課題を解決するもので、請求項１の発明は、現像剤収容部の内部に回転自在に配置された現像ローラと、現像剤収容部の内部に配置された現像剤を撹拌搬送する複数の搬送スクリューと、前記現像ローラの軸端に装着された現像ローラギアと、複数の搬送スクリューの軸端に装着された搬送スクリューギアと、現像ローラギアと搬送スクリューギアとを駆動する駆動ギアと、現像ローラ軸及び複数の搬送スクリュー軸を支承する軸受と、該軸受を保持する保持部材とが、現像装置ハウジング内部に配置された画像形成装置の現像装置であって、前記軸受及び保持部材は熱伝導の良好な材料で構成されていることを特徴とする画像形成装置の現像装置である。
【００１４】
そして、前記現像装置ハウジングは、トナー噴煙を吸引するトナー噴煙吸引口と、吸引されたトナー噴煙を現像装置ハウジングの外部に搬送するトナー吸引経路を備える。
【００１５】
そして、前記搬送スクリューの軸端には、トナー噴煙の漏出しを防止するシール部材を装着するとよい。
【００１６】
そして、前記搬送スクリューの軸端に装着された搬送スクリューギアには、現像装置ハウジングの内部に空気流を発生させるファンを設けるとよい。
【００１７】
また、前記保持部材は、前記ファンにより発生した空気流に接触する位置に配置するとよい。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、現像ローラや搬送スクリューを支承する軸受及び保持部材は、熱伝導の良好な材料で構成されているから、画像形成装置の現像装置付近の熱は現像ローラや搬送スクリューを経て軸受及び保持部材に伝達されるが、軸受及び保持部材は熱伝導の良好な材料で構成されているから、十分な熱放散効果が得られる。
【００１９】
そして、前記搬送スクリューの軸端には、トナー噴煙の漏出しを防止するシール部材が装着されており、前記現像装置ハウジングにはトナー噴煙を吸引し、現像装置ハウジングの外部に搬送するトナー吸引経路を備えているので、現像装置付近をトナー噴煙で汚すことがないばかりでなく、トナー噴煙吸引口を経て現像装置ハウジング内部の空気が外部に放出され、画像形成装置の現像装置付近を冷却することができる。
【００２０】
さらに搬送スクリューの軸端に装着された搬送スクリューギアにファンを設けることで、現像装置ハウジングの内部に空気流を発生させ、画像形成装置の現像装置付近を冷却を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】タンデム方式のフルカラー画像形成装置の構成の概略を説明する図。
【図２】現像装置の全体構成を説明する斜視図。
【図３】現像装置の横断面図。
【図４】現像装置の駆動機構側端部の構成を説明する斜視図。
【図５】現像装置の駆動機構側端部の構成を説明する正面図。
【図６】搬送スクリューの端部の構成を説明する図。
【図７】シール部材と搬送スクリューギアの配置を説明する図（その１）。
【図８】シール部材と搬送スクリューギアの配置を説明する図（その２）。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［フルカラー画像形成装置の構成の概略］
以下、この発明をタンデム方式のフルカラー画像形成装置に適用した実施の形態について説明する。以下の説明では、フルカラー画像形成装置を、単に画像形成装置という場合がある。
【００２３】
図１は、この発明を適用したタンデム方式のフルカラー画像形成装置１０の構成の概略を説明する図で、タンデム方式のフルカラー画像形成装置自体は公知の構成であるから、構成の概要だけを簡単に説明する。
【００２４】
図１において、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、および黒（Ｋ）の各色の画像を形成する作像ユニット１１、１２、１３、１４が、駆動ローラ１５および従動ローラ１６の間に架設された中間転写体である中間転写ベルト１７の下に直列に配置され、中間転写ベルト１７は、図示しないモータ及び駆動装置を経て駆動される駆動ローラ１５により矢印ａ方向に一定の速度で移動するように構成されている。
【００２５】
各作像ユニット１１〜１４は、それぞれ像担持体である感光体、帯電装置、露光装置、現像装置が配置されているが、その構成はこの発明の主題ではないのでここでは説明を省略する。
【００２６】
また、各作像ユニット１１〜１４には、感光体上の転写残トナーを清掃するクリーニング装置である感光体クリーニング装置が配置されており、感光体クリーニング装置には公知のブレードクリーニング装置又はブラシクリーニング装置、その他の構成のものが利用できる。感光体クリーニング装置で除去された感光体上の転写残トナーは、図示されていないが、トナー搬送路を経て廃トナーボトルに搬送される。
【００２７】
画像信号処理装置２０には、図示しないスキャナから出力された画像信号、或いはパソコン等から出力された画像信号が入力され、各作像ユニット１１〜１４の露光装置に、形成する画像の色に対応した画像信号が出力される。また、画像信号処理装置２０の下側には給紙部２１が配置されている。
【００２８】
各作像ユニット１１〜１４には転写装置は備えられておらず、これに代えて中間転写ベルト１７を挟んで作像ユニット１１〜１４と反対側に、一次転写ローラ１１Ｔ、１２Ｔ、１３Ｔ、１４Ｔが配置されている。
【００２９】
また、従動ローラ１６と対向する位置には中間転写ベルト１７を挟んで二次転写ローラ１８が配置され、駆動ローラ１５と対向する位置には中間転写ベルト１７を挟んでベルトクリーニング装置１９が配置されている。
【００３０】
また、二次転写ローラ１８の記録紙搬送方向下流側には、記録紙に転写されたトナー像を定着処理する定着装置２２が配置され、その下流側には、排紙ローラ２３、排紙トレイ２４が配置されている。
【００３１】
フルカラー画像形成装置１０の動作を簡単に説明する。電源の投入により中間転写ベルト１７が矢印ａ方向に一定の速度で移動を開始する。像形成動作が開始され、作像ユニット１１〜１４の感光体上には、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、および黒（Ｋ）の各色のトナー像が形成される。イエロー（Ｙ）のトナー像が一次転写ローラ１１Ｔの作動により中間転写ベルト１７の上に転写され、その上にマゼンタ（Ｍ）のトナー像が一次転写ローラ１２Ｔの作動により重畳転写される。以下、同様にしてシアン（Ｃ）、および黒（Ｋ）の各色のトナー像が順次重畳転写され、フルカラーのトナー像が中間転写ベルト１７の上に形成される。
【００３２】
中間転写ベルト１７上に形成されたフルカラーのトナー像が二次転写ローラ１８の位置に到達するタイミングに合わせて、給紙部２１から記録紙Ｐが給紙され、二次転写装置である二次転写ローラ１８の作動により中間転写ベルト１７上のフルカラーのトナー像が記録紙Ｐに転写される。この後、記録紙Ｐは定着装置２２に搬送され、記録紙Ｐ上のトナー像は定着処理され、排紙ローラ２３を経て排紙トレイ２４に排出される。
【００３３】
中間転写ベルト１７の上には転写残トナーが残るが、次回の画像形成に支障をきたすので、中間転写ベルト１７の表面はベルトクリーニング装置１９により清掃され、転写残トナーが取り除かれる。
【００３４】
［現像装置の構成］
次に上記フルカラー画像形成装置１０の各作像ユニット１１〜１４に組み込まれる現像装置の構成を説明する。現像装置の構成は各作像ユニット１１〜１４に共通した構成を備えているから、ここでは作像ユニット１１の現像装置３１について説明する。
【００３５】
図２は現像装置３１の全体構成の斜視図、図３は現像装置３１の横断面図、図４は現像装置３１の端部の駆動機構の構成を説明する斜視図、図５は現像装置３１の端部の駆動機構の構成を説明する正面図で、保持部材３７を外して内部の現像ローラギア３２ｂ、搬送スクリューギア３４ａ、３５ａ及び駆動ギア３６の噛合状態を示した図である。
【００３６】
現像装置３１の現像ローラ３２には、磁気ロッドの外側に現像スリーブが回転自在に嵌装された構成の現像ローラ３２を使用するものとする。現像装置３１は、中央に現像ローラ３２が配置され、作像ユニット１１の感光体表面に接触して感光体表面に形成された画像潜像を現像ローラ３２に付着した磁性キャリアとトナーの混合物からなる現像剤に含まれるトナーで現像するように構成されている。なお、磁性キャリアを使用しないトナーのみの現像剤もあるが、ここでは磁性キャリアとトナーの混合物からなる現像剤を使用するものとして説明する。
【００３７】
現像装置３１は、現像装置ハウジング３１ａに組立てられており、現像装置ハウジング３１ａの長手方向の一端にはトナー補給口３３が備えられ、図示しないトナー補給ボトルからトナーが現像ローラ３２を囲むように形成された現像剤収容部３２ａに補給されるように構成されている。
【００３８】
現像剤収容部３２ａの内部には、２本の搬送スクリュー３４、３５が配置され、トナー補給口３３から補給されたトナーは、搬送スクリュー３４、３５により磁性キャリアと混合撹拌されながら現像剤収容部３２ａの内部全体に循環搬送されると共に所定の電位に帯電され、現像ローラ３２の表面に付着して磁気ブラシを形成する。
【００３９】
搬送スクリュー３４、３５はそれぞれ軸受３４ｂ、３５ｂで回転自在に支承され、軸受３４ｂ、３５ｂは保持部材３７により現像装置ハウジング３１ａの端部に保持される（図４及び図５参照）。
【００４０】
現像ローラ３２の回転軸、及び搬送スクリュー３４、３５の端部は保持部材３７の外に突出しており、現像ローラ３２の回転軸の端部に設けられた現像ローラギア３２ｂ、搬送スクリュー３４の端部に設けられた搬送スクリューギア３４ａ、搬送スクリュー３５の端部に設けられた搬送スクリューギア３５ａの３個のギアが、駆動ギア３６と噛合している。
【００４１】
図示されていない駆動源に連結されている駆動ギア３６の駆動により、現像ローラ３２と搬送スクリュー３４、３５とが同時に回転駆動される。現像剤収容部３２ａの内部に配置された搬送スクリュー３４、３５の軸端部には、搬送スクリュー３４、３５の回転により発生するトナーの噴煙が外部に漏れ出すのを防止するシール部材３８が配置されている。
【００４２】
図示されていない駆動源により駆動ギア３６が駆動され、現像ローラ３２、搬送スクリュー３４、３５が回転すると、トナーの噴煙が発生し、搬送スクリュー３４、３５の端部から現像装置ハウジング３１ａの外部に漏れ出し、作像ユニット１１内部に配置された帯電装置などに付着して感光体の帯電不良及び画像不良の原因となるため、搬送スクリュー３４、３５の軸端部にはシール部材３８が配置されているが、これだけでは十分でないため、発生したトナーの噴煙を吸引し、外部に放出する必要がある。
【００４３】
このため、現像装置ハウジング３１ａの現像ローラ３２の左右端部付近には、トナーの噴煙を吸引する噴煙トナー吸引口４０が設けられ、現像装置ハウジング３１ａに設けられたトナー吸引経路４１を経て、現像装置ハウジング３１ａの端部の噴煙トナー排出口４２から現像装置ハウジング３１ａの外部に排出され、最終的には図示されていない画像形成装置の廃トナーボトルに排出される。
【００４４】
以上の構成において、２本の搬送スクリュー３４、３５、軸受３４ｂ、３５ｂ、保持部材３７は熱伝導性のよい材料、例えばステンレスなどの金属材料で構成し、搬送スクリューや軸受などで発生した熱、及びシール部材付近で発生した熱を保持部材３７に速やかに伝達し、後述する空気流で冷却できるように構成するものとする。
【００４５】
図６は、搬送スクリュー３４の端部の構成を説明する図で、搬送スクリュー３４の端部には、搬送スクリューギア３４ａが設けられ、搬送スクリューギア３４ａの軸受３４ｂは保持部材３７により現像装置ハウジング３１ａの端部に保持されることは先に説明した。ここで、搬送スクリューギア３４ａには、その側面にファン４３が付設されており、搬送スクリューギア３４ａの回転により搬送スクリューに沿った空気流が発生するように構成されている。これにより、搬送スクリュー３４の端部から漏れたトナー噴煙は噴煙トナー吸引口４０に吸い込まれ、トナー吸引経路４１を経て現像装置ハウジング３１ａの外部に排出され、最終的には図示されていない画像形成装置の廃トナーボトルに排出される。
【００４６】
なお、搬送スクリュー３５の端部の構成も搬送スクリュー３５の端部の構成と同様であるから、詳細な説明は省く。
【００４７】
図７は、搬送スクリュー３４の軸端部に設けられたシール部材３８と、ファン４３が設けられた搬送スクリューギア３４ａ、及びトナー吸引経路４１の配置と、ファン４３により発生する空気流Ａによるトナー噴煙の流れの第１の例を説明する図である。
【００４８】
図７に示されるように、現像剤収容部３２ａの内部には、図７には示されていないが、現像ローラ３２のほか搬送スクリュー３４が保持部材３７に設けられた軸受３４ｂにより回転自在に現像装置ハウジング３１ａの端部に保持される。
【００４９】
搬送スクリュー３４の軸端部付近にはシール部材３８が装着され、現像剤収容部３２ａ内部に配置された搬送スクリュー３４の軸端部からトナーの噴煙が現像剤収容部３２ａから外に漏れるのを防いでいるが、さらに搬送スクリューギア３４ａに設けたファン４３により搬送スクリューに沿った空気流Ａが発生し、保持部材３７により流れ方向が変更されて噴煙トナー吸引口４０に吸い込まれる。トナー噴煙は現像装置ハウジング３１ａの外部に排出され、最終的には図示されていない画像形成装置の廃トナーボトルに排出される。搬送スクリューに沿った空気流Ａは、シール部材付近に発生する熱を吸収し、保持部材３７に当たって保持部材３７に熱を伝達して空気流Ａは冷却され、現像装置ハウジング３１ａ付近の温度を低下させることができる。
【００５０】
図８は、搬送スクリュー３４の軸端部に設けられたシール部材３８と、ファン４３が設けられた搬送スクリューギア３４ａ、及びトナー吸引経路４１の配置と、ファン４３により発生する空気流Ａによる空気流及びトナー噴煙の流れの第２の例を説明する図である。
【００５１】
図８に示すファン４３による空気流Ａ及びトナー噴煙の流れの第２の例では、保持部材３７により流れ方向が変更されるほか、保持部材３７の手前でも流れ方向が変更されて噴煙トナー吸引口４０に吸い込まれることを示している。空気流Ａは、シール部材付近に発生する熱を吸収し、現像装置ハウジング３１ａの温度を低下させることができる。
【００５２】
上記実施の形態では、噴煙トナー吸引経路４１は現像装置ハウジング３１ａに設けているがこれに限られるものではなく、画像形成装置側に設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
現像装置付近を冷却する冷却手段を備えた画像形成装置であって、現像装置ハウジング３１ａの内部に配置された搬送スクリューの軸端部にファンが形成されており、搬送スクリューの回転により搬送スクリューに沿った空気流Ａが発生し、現像装置ハウジング３１ａの温度を低下させる。
【符号の説明】
【００５４】
１０  フルカラー画像形成装置
１１、１２、１３、１４  作像ユニット
１１Ｔ、１２Ｔ、１３Ｔ、１４Ｔ  一次転写ローラ
１５  駆動ローラ
１６  従動ローラ
１７  中間転写ベルト
１８  二次転写ローラ
１９  ベルトクリーニング装置
２０  画像信号処理装置
２１  給紙部
２２  定着装置
２３  排紙ローラ
２４  排紙トレイ
３１  現像装置
３１ａ  現像装置ハウジング
３２  現像ローラ
３２ａ  現像剤収容部
３２ｂ  現像ローラギア
３３  トナー補給口
３４、３５  搬送スクリュー
３４ａ、３５ａ  搬送スクリューギア
３４ｂ、３５ｂ  軸受
３６  駆動ギア
３７  保持部材
３８  シール部材
４０  噴煙トナー吸引口
４１  トナー吸引経路
４２  噴煙トナー排出口
４３  ファン
【図１】
2010243681.tif 000003
【図２】
2010243681.tif 000004
【図３】
2010243681.tif 000005
【図４】
2010243681.tif 000006
【図５】
2010243681.tif 000007
【図６】
2010243681.tif 000008
【図７】
2010243681.tif 000009
【図８】
2010243681.tif 000010