(57)【要約】【課題】現像剤の熱による劣化を抑制することが可能な現像装置を提供する。【解決手段】このプリンタ１に備えられる現像部８は、用紙にトナー像を転写するための感光体ドラム３１にトナーを供給するための機能を有しており、トナーを収容する現像ハウジング８１と、現像ハウジング８１内のトナーを攪拌するミキシングローラ８３，８４と、周面にトナーを担持し該トナーを感光体ドラム３１に供給するマグネットローラ８５と、マグネットローラ８５の周面と所定間隔を隔てて配設され、マグネットローラ８５に担持されるトナーの量を調整する現像ブレード８６とを備えている。そして、現像ハウジング８１は、熱伝導性樹脂からなる材料を含んでいる。また、現像部８は、現像ハウジング８１を冷却するためのダクトＤをさらに備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙に画像を転写するための感光体ドラムに現像剤を供給する現像装置であって、
現像剤を収容する現像ハウジングを備え、
前記現像ハウジングは、熱伝導性樹脂からなる材料を含むことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像ハウジングを冷却するための冷却手段をさらに備え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】
前記冷却手段は、
気流を発生させるためのファンと、
前記現像ハウジングに設けられ、前記ファンの駆動による気流を前記現像ハウジングの外面に沿って発生させるガイドとを含むことを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記ガイドが前記現像ハウジングに一体に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記冷却手段は、前記現像ハウジングの外面に密接状態で配される管部材を含み、
前記管部材の内部を冷却用媒体が流動することを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項６】
給紙部から送り出された用紙に画像形成処理を施す画像形成部を備え、
前記画像形成部は、
前記用紙に画像を転写する感光体ドラムと、
前記感光体ドラムに現像剤を供給する請求項１〜５のいずれか一項に記載の現像装置とを含む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、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリおよびそれらの複合機等の画像形成装置に具備される現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置は、給紙部から供給された用紙に画像形成部で画像形成処理を施すように構成されており、画像形成部は、用紙に画像（トナー像）を転写するための感光体ドラムと、この感光体ドラムに現像剤（トナー）を供給する現像装置とを備えている。そして、現像装置には、上記感光体ドラムに供給する現像剤を収容する現像ハウジングが設けられている。
【０００３】
この現像装置の現像ハウジングは、一般にはＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）等の樹脂で形成されており、幅広の複写機等においては、アルミニウムで形成されているものもある（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開昭６３−１８４７７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のＡＢＳ樹脂製の現像ハウジングでは、現像剤の攪拌等により発生した摩擦熱が現像剤から現像ハウジングに伝わり難かったので、現像剤の温度が上昇し現像剤の劣化を助長するという問題があった。
【０００５】
また、特許文献１のようなアルミニウム製の現像ハウジングでは、現像剤から現像ハウジングに熱が伝達され易いものの、アルミニウムの放熱性が低いことから、現像ハウジングに伝達された熱が現像ハウジングから外部に放射され難く、現像ハウジングおよび現像剤が比較的早期に熱飽和状態になる。これにより、現像剤および現像ハウジングの温度が上昇し、現像剤の劣化を助長するという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、現像剤の熱による劣化を抑制することが可能な現像装置およびそれを備える画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の請求項１に記載の現像装置は、用紙に画像を転写するための感光体ドラムに現像剤を供給する現像装置であって、現像剤を収容する現像ハウジングを備え、前記現像ハウジングは、熱伝導性樹脂からなる材料を含むことを特徴とする。
【０００８】
この請求項１に記載の現像装置では、上記のように、現像剤を収容する現像ハウジングを熱伝導性樹脂により構成することによって、熱伝導性樹脂の熱伝導率および放熱性の両方が比較的高いことから、例えばミキシングローラにより現像剤を攪拌する際や、現像剤がマグネットローラおよび現像ブレード間を通過する際に発生した熱を速やかに現像剤から現像ハウジングに移動（伝達）させることができるとともに、現像ハウジングに伝達された熱を現像ハウジングから外部に容易に放射させることができるので、現像剤の温度が上昇するのを抑えることができる。これにより、現像剤の熱による劣化を抑制することができる。なお、熱伝導性樹脂とは、一般的なプラスチックの約１０〜１００倍の熱伝導率を有する樹脂であって、例えば〔住友ベークライト株式会社製のエンジニアリングプラスチック材料（スミコン（登録商標）ＦＭ）〕が挙げられる。
【０００９】
上記請求項１に記載の現像装置において、前記現像ハウジングを冷却するための冷却手段をさらに備える構成であることが好ましい（請求項２）。このように、冷却手段により現像ハウジングを冷却することによって、現像剤から現像ハウジングに移動した熱を冷却手段により現像ハウジングから外部に強制的に放射させることができるので、現像剤および現像ハウジングが熱飽和状態になり難くなり、現像剤から現像ハウジングに多量の熱を次々に移動させることができる。これにより、現像剤の温度が上昇するのをより効果的に抑えることができる。
【００１０】
上記請求項２に記載の現像装置において、好ましくは、前記冷却手段は、気流を発生させるためのファンと、前記現像ハウジングに設けられ、前記ファンの駆動による気流を前記現像ハウジングの外面に沿って発生させるガイドとを含んでいる（請求項３）。このように、ファンの駆動による気流をガイドにより現像ハウジングの外面に沿って発生させることによって、現像ハウジングの外面付近の雰囲気を容易に移動させることができるので、容易に現像ハウジングを空冷方式で冷却することができる。
【００１１】
上記請求項３に記載の現像装置において、前記ガイドが前記現像ハウジングに一体に形成されている構成であることが好ましい（請求項４）。このように構成すれば、現像ハウジングとは別体のガイドを現像ハウジングに取り付ける場合に比べて、ファンによる気流に晒される現像ハウジングの面積を大きくすることができるので、現像ハウジングから外部への熱放射効率を向上させることができる。これにより、冷却手段による現像ハウジングの冷却効率を向上させることができる。
【００１２】
上記請求項２に記載の現像装置において、好ましくは、前記冷却手段は、前記現像ハウジングの外面に密接状態で配される管部材を含み、前記管部材の内部を冷却用媒体が流動するように構成されている（請求項５）。このように、現像ハウジングの外面に配される管部材の内部を冷却用媒体が流動することによって、管部材を介して現像ハウジングの熱を冷却用媒体に移動させることができるので、容易に現像ハウジングを冷却することができる。このとき、冷却用媒体として冷却水を用いた場合には、容易に現像ハウジングを水冷方式で冷却することができる。
【００１３】
この発明の請求項６に記載の画像形成装置は、給紙部から送り出された用紙に画像形成処理を施す画像形成部を備え、前記画像形成部は、前記用紙に画像を転写する感光体ドラムと、前記感光体ドラムに現像剤を供給する請求項１〜５のいずれか一項に記載の現像装置とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
この発明の現像装置および画像形成装置によれば、比較的高い熱伝導率および放熱性を有する熱伝導性樹脂からなる現像ハウジングを用いたので、現像剤で発生した熱を速やかに現像剤から現像ハウジングに移動（伝達）させることができるとともに、現像ハウジングに伝達された熱を現像ハウジングから外部に容易に放射させることができる。これにより、現像剤の温度が上昇するのを抑えることができるので、現像剤の熱による劣化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による現像部を含むプリンタの全体構成を示した断面図であり、図２〜図５は、図１に示したプリンタの現像部周辺の構成を示した図である。まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態によるプリンタ１の全体構成について説明する。なお、本実施形態では、本発明の画像形成装置をプリンタ１に適用した例について説明する。
【００１６】
プリンタ１は、図１に示すように、箱状の筐体１ａを備えており、その筐体１ａ内に設けられた搬送路Ｌに沿って用紙を搬送しながら、図略の端末等から送信された画像データに基づいて前記用紙に画像を形成するものである。搬送路Ｌは、当該プリンタ１の前方から後方（図１では右方から左方）に略水平に延びる水平部Ｌ１と、水平部Ｌ１の後端部から略垂直に立ち上がる垂直部Ｌ２とを有しており、側面視で略Ｌ字状となるように構成されている。
【００１７】
プリンタ１は、用紙を収納するとともにその用紙を次述の画像形成部３に供給する給紙部２と、給紙部２から供給された用紙に画像を形成する画像形成部３と、画像形成部３で用紙に転写されたトナー像を当該用紙に定着させる定着部４とを備えている。
【００１８】
給紙部２は、当該給紙部２に前方に引出し可能に装着され、かつ、その装着状態で搬送路Ｌの水平部Ｌ１の下方に配設される給紙カセット２１を含んでいる。この給紙部２は、給紙カセット２１内の用紙をピックアップローラ２２によって１枚ずつ取り出すとともに、その用紙を給紙ローラ２３、２４、２５および２６によって搬送路Ｌの水平部Ｌ１に送り出し、さらに、レジストローラ２７によって一時待機させた後、所定のタイミングで画像形成部３に供給するように構成されている。
【００１９】
また、給紙部２は、筐体１ａの正面に取り付けられる手差しトレイ２８を有しており、手差しトレイ２８に載置された用紙をピックアップローラ２９によって取り出すとともに、その用紙を給紙ローラ２４および２６によって１枚ずつ搬送路Ｌの水平部Ｌ１に送り出すことが可能となっている。
【００２０】
給紙カセット２１は、上面が開放された略直方体形状を有しており、用紙を積載して収納可能なように構成されている。
【００２１】
画像形成部３は、感光体ドラム３１のドラム面３１ａにトナー像（画像）を形成した後にそのトナー像を用紙に転写するように構成されている。すなわち、この画像形成部３は、搬送路Ｌの水平部Ｌ１の前後方向の略中央に配設される感光体ドラム３１と、感光体ドラム３１の上方に配設される帯電部３２と、感光体ドラム３１の前方に配設される現像部８と、感光体ドラム３１の下方に配設される転写部３４と、感光体ドラム３１の後方に配設されるクリーニング部３５と、当該画像形成部３および前記定着部４の上方に配設されるレーザスキャナユニット（ＬＳＵ）３６とを有している。なお、現像部８は、本発明の「現像装置」の一例である。
【００２２】
感光体ドラム３１は、図１において時計回りに回転するようになっており、そのドラム面３１ａには、当該ドラム面３１ａが帯電部３２によって一様に帯電された後に、レーザスキャナユニット３６によって画像データに基づくレーザ光が帯電部３２と現像部８との間から照射されることにより静電潜像が形成され、さらに静電潜像が形成されたドラム面３１ａに、現像部８からトナー（現像剤）が供給されることによってトナー像が形成されるようになっている。
【００２３】
そして、給紙部２から供給された用紙は、転写部３４の転写ローラ３４ａによって感光体ドラム３１に押し付けられながら搬送されることにより、用紙表面に、感光体ドラム３１のドラム面３１ａに形成されたトナー像が転写され、その後に定着部４に送り込まれる。なお、転写後の感光体ドラム３１のドラム面３１ａに残留したトナー及び残留電荷は、クリーニング部３５によって除去されるようになっている。このクリーニング部３５は、図２〜図５に示すように、感光体ドラム３１に接するように配されたクリーニングブレード３５ａによって感光体ドラム３１周面のトナーおよび残留電荷をクリーニングケース３５ｂ（図５参照）内に掻き落すようになっている。また、クリーニングケース３５ｂには、トナーを攪拌するためのクリーニングスクリュー３５ｃが備えられている。
【００２４】
定着部４は、ヒートローラ４１と、圧力ローラ４２とを有しており、これらのローラ４１および４２でトナー像が転写された用紙を挟み込むことにより、熱と圧力とでトナー像を用紙に定着するようになっている。
【００２５】
そして、トナー像が定着された用紙は、排出ローラ５１によって筐体１ａの上面に形成された排出部５に排出される。
【００２６】
なお、本実施形態のプリンタ１では、搬送路Ｌの水平部Ｌ１と給紙カセット２１との間にスイッチバック部６が設けられており、用紙の両面に画像を形成できるようになっている。また、定着部４と排出ローラ５１との間、および、上記スイッチバック部６の搬送路Ｌ’には、その適所に搬送ローラ７が配設されている。
【００２７】
次に、図２〜図５を参照して、上記現像部８の構成について説明する。
【００２８】
現像部８は、上述したように、感光体ドラム３１にトナーを供給するために設けられており、現像ハウジング８１と、蓋部材８２と、２つのミキシングローラ８３，８４と、マグネットローラ８５と、現像ブレード８６とを含んでいる。
【００２９】
現像ハウジング８１は、熱伝導性樹脂からなる材料を射出成型することにより形成されており、ハウジング本体８１ａと、３つのガイド部８１ｂ，８１ｃ，８１ｄとを含んでいる。なお、上記の熱伝導性樹脂は、一般的なプラスチックの約１０〜１００倍の熱伝導率を有する樹脂であって、アルミニウム（熱伝導率が約２００〜２６０Ｗ／ｍ・Ｋ、放射率が約０．０４〜０．０６）と比較した場合、アルミニウムよりも低い熱伝導率であるものの約０．７〜０．９と高い放射率を有しており、例えば〔住友ベークライト株式会社製のエンジニアリングプラスチック材料（スミコン（登録商標）ＦＭ）〕が挙げられる。このような熱伝導性樹脂の熱伝導率は、好ましくは約２Ｗ／ｍ・Ｋ以上、より好ましくは約５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であればよいが、熱伝導率を上げ過ぎると衝撃強さが低下する場合がある。本実施形態では、このような熱伝導性樹脂を用いることによって、熱伝導率がよく、熱を放出し易いという樹脂の特性を十分発揮することが可能な現像ハウジング８１となっている。また、熱導電性樹脂のベース樹脂としては、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＡＢＳ等を用いることができ、熱伝導率や剛性等を考慮して好適な材料を選択することができる。
【００３０】
ハウジング本体８１ａは、トナーを収容可能なように構成されており、図５に示すように、第１ミキシング室８１Ａと、第１ミキシング室８１Ａに隣接する第２ミキシング室８１Ｂと、第２ミキシング室８１Ｂに隣接するトナー供給室８１Ｃとを有している。
【００３１】
３つのガイド部８１ｂ，８１ｃ，８１ｄは、それぞれ、ハウジング本体８１ａ下部の所定箇所から下方に延びつつ、各ローラ８３〜８５の軸心方向（図５では紙面と直交する方向）に延在する板状に形成されており、ハウジング本体８１ａに一体に形成されている。すなわち、本実施形態では、３つのガイド部８１ｂ，８１ｃ，８１ｄも上述した熱伝導性樹脂により構成されている。ガイド部８１ｂは、ハウジング本体８１ａのうち第１ミキシング室８１Ａの前方（図５では右方）の側壁の下端部から下方に延びており、ガイド部８１ｃは、ハウジング本体８１ａのうち第１ミキシング室８１Ａおよび第２ミキシング室８１Ｂの間の側壁の下端部から下方に延びており、ガイド部８１ｄは、ハウジング本体８１ａのうち第２ミキシング室８１Ｂおよびトナー供給室８１Ｃの間の境界部位から下方に延びている。
【００３２】
また、蓋部材８２は、３つのガイド部８１ｂ，８１ｃ，８１ｄの下端縁に突き合うような態様で現像ハウジング８１に取り付けられている。このように現像ハウジング８１のガイド部８１ｂ，８１ｃ，８１ｄに蓋部材８２を取り付けることによって、ハウジング本体８１ａの下方に各ローラ８３〜８５の軸心方向に延びる２本のダクトＤ（図３，図５参照）が形成されている。なお、ダクトＤは、本発明の「ガイド」の一例である。これらのダクトＤは、当該プリンタ１の適所に設けられたファン（図示せず）の駆動による気流をハウジング本体８１ａの下面に沿って発生させるための機能を有しており、これによって現像ハウジング８１を強制的に冷却することが可能なようになっている。なお、ガイド部８１ｃを省略して１本のダクトＤとしてもよい。また、蓋部材８２をガイド部８１ｂ〜８１ｄに一体に形成してもよい。また、上記ファンは、現像ハウジング８１を専用に冷却するために設けられたファンであってもよいし、定着部４等の他の熱源を冷却するためのファンであってもよい。
【００３３】
ミキシングローラ８３，８４は、ハウジング本体８１ａ内のトナーが固着するのを防ぐべく該トナーを攪拌するために設けられており、スパイラル形状の攪拌部を有している。これらのミキシングローラ８３，８４は、それぞれ、軸方向の両端部をハウジング本体８１ａの第１ミキシング室８１Ａの両側壁および第２ミキシング室８１Ｂの両側壁に回転可能に支持されることで現像ハウジング８１に取り付けられている。
【００３４】
マグネットローラ８５は、その周面にトナーを担持し該トナーを感光体ドラム３１に供給するように構成されている。また、現像ブレード８６は、マグネットローラ８５の周面と所定間隔を隔てて配設されており、マグネットローラ８５に担持されるトナーの量を調整するために設けられている。
【００３５】
このように構成された現像部８では、ハウジング本体８１ａ内のトナーをミキシングローラ８３，８４により攪拌する際や、トナーがマグネットローラ８５および現像ブレード８６間を通過する際に摩擦熱が発生するため、トナーの温度が次第に上昇する。しかし、本実施形態では、現像ハウジング８１を熱伝導性樹脂で形成したので、トナーと現像ハウジング８１との間で速やかに熱の交換が行われ、トナーの温度が上昇し過ぎるのが抑えられる。
【００３６】
第１実施形態では、上記のように、トナーを収容する現像ハウジング８１を熱伝導性樹脂により構成することによって、熱伝導性樹脂の熱伝導率および放熱性の両方が比較的高いことから、例えばミキシングローラ８３，８４によりトナーを攪拌する際や、トナーがマグネットローラ８５および現像ブレード８６間を通過する際に発生した熱を速やかにトナーから現像ハウジング８１に移動（伝達）させることができるとともに、現像ハウジング８１に伝達された熱を現像ハウジング８１から外部に容易に放射させることができるので、トナーの温度が上昇するのを抑えることができる。これにより、トナーの熱による劣化を抑制することができる。
【００３７】
また、第１実施形態では、上記のように、ガイド部８１ｂ，８１ｃ，８１ｄおよび蓋部材８２により構成される２本のダクトＤにより現像ハウジング８１を冷却することによって、トナーから現像ハウジング８１に移動した熱をダクトＤにより現像ハウジング８１から外部に強制的に放射させることができるので、トナーおよび現像ハウジング８１が熱飽和状態になり難くなり、トナーから現像ハウジング８１に多量の熱を次々に移動させることができる。これにより、トナーの温度が上昇するのをより効果的に抑えることができる。
【００３８】
また、第１実施形態では、上記のように、ファンの駆動による気流をダクトＤにより現像ハウジング８１の下面に沿って発生させることによって、現像ハウジング８１の下面付近の雰囲気を容易に移動させることができるので、容易に現像ハウジング８１を空冷方式で冷却することができる。
【００３９】
また、第１実施形態では、上記のように、ダクトＤのガイド部８１ｂ，８１ｃ，８１ｄをハウジング本体８１ａに一体に形成することによって、ハウジング本体８１ａとは別体のガイド部８１ｂ，８１ｃ，８１ｄをハウジング本体８１ａに取り付ける場合に比べて、ファンによる気流に晒される現像ハウジング８１の面積を大きくすることができるので、現像ハウジング８１から外部への熱放射効率を向上させることができる。これにより、ダクトＤによる現像ハウジング８１の冷却効率を向上させることができる。
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態による現像部の構成を示した斜視図であり、図７は、図６に示した現像部周辺の断面図である。次に、図６および図７を参照して、本発明の第２実施形態による現像部１０８の構成について説明する。
【００４０】
第２実施形態の現像部１０８は、上記第１実施形態と異なり、現像ハウジング１８１を水冷方式で冷却するようになっている。すなわち、現像部１０８は、現像ハウジング１８１の下面に密接状態で配設される管部材１８２を備えており、この管部材１８２の内部には、冷却水（冷却用媒体）が流動するようになっている（図６の矢印参照）。なお、冷却用媒体として水以外の液体や、冷却気体を用いることもできる。
【００４１】
第２実施形態では、上記のように、現像ハウジング１８１の外面に配される管部材１８２の内部を冷却水が流動することによって、管部材１８２を介して現像ハウジング１８１の熱を冷却水に移動させることができるので、容易に現像ハウジング１８１を冷却することができる。
【００４２】
なお、上記実施形態では、本発明を、画像形成装置の一例としてのプリンタに適用した例について示したが、これに限らず、プリンタ以外の複写機やファクシミリ、それらの複合機等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施形態による現像部を含むプリンタの全体構成を示した断面図である。
【図２】図１に示したプリンタの現像部周辺の構成を示した斜視図である。
【図３】図２とは視線方向を異ならせた現像部周辺の斜視図である。
【図４】図３に示した現像部の現像ハウジングから蓋部材を取り外した状態の斜視図である。
【図５】図２に示した現像部周辺の断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態による現像部の構成を示した斜視図である。
【図７】図６に示した現像部周辺の断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  プリンタ（画像形成装置）
２  給紙部
３  画像形成部
３１  感光体ドラム
８，１０８  現像部（現像装置）
８１，１８１  現像ハウジング
１８２  管部材（冷却手段）
Ｄ  ダクト（ガイド、冷却手段）
【図１】
2008070402.tif 000003
【図２】
2008070402.tif 000004
【図３】
2008070402.tif 000005
【図４】
2008070402.tif 000006
【図５】
2008070402.tif 000007
【図６】
2008070402.tif 000008
【図７】
2008070402.tif 000009