(57)【要約】【課題】  現像装置内の現像スリーブ等の回転部材の現像剤の融着、また現像剤の温度上昇を抑えることができる現像装置を提供する。【解決手段】  現像剤を担持する現像スリーブに現像剤を担持して像担持体と対向した現像領域へ搬送する現像装置において、現像装置本体に支持され該現像装置本体の外部に一部が露出し現像剤を保持しない露出部を有する回転部材を備え、前記露出部より前記回転部材の熱を放熱することを特徴とする現像装置。【選択図】        図２
2005148103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を担持する現像スリーブに現像剤を担持して像担持体と対向した現像領域へ搬送する現像装置において、
現像装置本体に支持され該現像装置本体の外部に一部が露出し現像剤を保持しない露出部を有する回転部材を備え、前記露出部より前記回転部材の熱を放熱することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記回転部材は、少なくとも前記現像スリーブ、現像剤を前記現像スリーブに供給する現像剤供給ローラの１つ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】
前記回転部材の前記現像装置本体で支持されている部分の近傍に現像剤が現像装置の外部に漏れるのを阻止するリング状のシール部材を設け、該シール部材は超高分子ポリエチレンの材質または現像剤を吸着する磁気を帯びた材料であ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】
前記露出部を強制冷却する冷却手段を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
現像剤を担持する現像スリーブに現像剤を担持して像担持体と対向した現像領域へ搬送する現像装置において、
前記現像スリーブは円筒状であり、円筒状の内側に冷却風を送り込み前記現像スリーブを強制冷却する冷却手段を備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
前記現像スリーブの前記現像装置本体で支持されている部分の近傍に現像剤が現像装置の外部に漏れるのを阻止するリング状のシール部材を設け、該シール部材は超高分子ポリエチレンの材質または現像剤を吸着する磁気を帯びた材料であることを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか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、複写機、ファクシミリ、プリンタ等に用いられる現像装置および該現像装置を適用した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置として、像形成体上に静電潜像を形成する潜像形成部、トナー像を形成する現像装置、像形成体上のトナー像を転写紙に転写する転写器、さらに転写紙上のトナー像を定着する定着装置、転写後の像形成体をクリーニングするクリーニング装置を設けた装置が知られている。また、この画像形成装置に適用される現像装置として、現像剤を現像スリーブに担持して、像担持体と対向した現像領域へ搬送する現像装置が知られている。
【０００３】
近年、画像形成装置において、省電力化、カラー化、高速コピー処理化等が強まっている。先ず、省電力化では定着装置の定着温度を下げて節電するためのに、軟化点の低い現像剤が用いられるようになってきており、また、カラー化では、Ｙ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）現像剤用の現像装置を重ねて小型化され配置されると、小型の現像装置内で軸受部での摩擦熱、モータでの発熱、現像剤と回転部材との摩擦熱等が発生しやすい。また、高速コピー処理化のため現像装置内の回転部材を高速で回転させるので、モータでの発熱、現像剤と回転部材との摩擦熱等が発生しやすい。したがって、現像装置内の現像剤が現像スリーブ等へ融着されやすく、また、高温になると現像剤の劣化も生じやすい。
【０００４】
これらの改良として、現像装置内に設けられた冷却機能を有する現像剤供給ローラが、現像スリーブに当接することで、現像スリーブの表面を冷却して温度上昇を防止する技術が開示されている（特許文献１参照）が、現像剤供給ローラを冷却する冷却機能を備えると構造が複雑となり、現像剤供給ローラより現像スリーブを冷却すると冷却効率が悪いという問題がある。また、現像スリーブ上の現像剤に圧接して現像剤を摩擦帯電する帯電ブレードを設け、帯電ブレードから伝導された摩擦熱を放熱部材により放熱する技術が開示されている（特許文献２参照）が、帯電ブレードの熱は放熱されるが現像スリーブの熱は放熱され難いという問題がある。
【特許文献１】特開２００１−５２８０号公報
【特許文献２】特開平７−２４８６７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記の課題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、現像スリーブ等の回転部材の現像剤の融着、また現像剤の温度上昇を抑えることができる現像装置、および、この現像装置を適用して高品位で、均質な、安定して維持できる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的は下記の手段のいずれかにより達成される。
【０００７】
（１）現像剤を担持する現像スリーブに現像剤を担持して像担持体と対向した現像領域へ搬送する現像装置において、現像装置本体に支持され該現像装置本体の外部に一部が露出し現像剤を保持しない露出部を有する回転部材を備え、前記露出部より前記回転部材の熱を放熱することを特徴とする現像装置。
【０００８】
（２）現像剤を担持する現像スリーブに現像剤を担持して像担持体と対向した現像領域へ搬送する現像装置において、前記現像スリーブは円筒状であり、円筒状の内側に冷却風を送り込み前記現像スリーブを強制冷却する冷却手段を備えたことを特徴とする現像装置。
【０００９】
（３）（１）または（２）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。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように構成したので下記のような効果を奏する。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、現像装置本体に支持され現像装置本体の外部に一部が露出する現像剤を保持しない露出部を有する回転部材を備えて、この露出部により回転部材の熱を放熱するので、回転部材の温度上昇を防止して現像剤が回転部材に融着するのを防ぎ、また現像剤の温度上昇を防止できるようになった。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、少なくとも現像スリーブ、現像剤供給ローラの１つである回転部材への現像剤の融着を防ぎ、また、現像剤の温度上昇を防止できるようになった。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、回転部材の現像装置本体で支持されている部分の近傍に現像剤が外部に漏れるのを阻止するリング状のシール部材を設け、このシール部材が超高分子ポリエチレン材、または現像剤を吸着する磁気帯び材であるので、現像剤が外部に漏れるのを確実に防止できるようになった。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、露出部を強制冷却するので、回転部材の冷却が確実となった。
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、現像スリーブは円筒状であり、円筒状の内側に冷却風を送り込み現像スリーブを強制冷却する冷却手段を備えたので、現像スリーブの冷却が確実となった。
【００１６】
請求項６に記載の発明によれば、現像スリーブの現像装置本体で支持されている部分の近傍に現像剤が外部に漏れるのを阻止するリング状のシール部材を設け、このシール部材が超高分子ポリエチレン材、または現像剤を吸着する磁気帯び材であるので、現像剤が外部に漏れるのを確実に防止できるようになった。
【００１７】
請求項７に記載の発明によれば、本発明の現像装置を備えたので、良好な現像により、画質を高品位、均質、安定に維持できる画像形成装置になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて現像装置、現像装置を適用した画像形成装置について説明する。最初に画像形成装置について説明する。
【００１９】
図１は本発明の現像装置が適用された画像形成装置の構成を示す断面図である。なお、画像形成装置を正面より見て左右方向をＸ方向、上下方向をＹ方向、前後方向をＺ方向とすることにする。
【００２０】
図１において、像担持体１はドラム状をした像担持体であって有機半導体層を基板上に塗布してあり矢示方向に駆動回転される。帯電手段２は回転する像担持体１の周囲を所定の極性・電位に一様に帯電処理するスコロトロン帯電手段である。また、像露光手段３はレーザビームを出射して像担持体１の一様に帯電した表面を走査露光し、静電潜像を形成する。現像装置４は像担持体１に対向して回転する現像スリーブ４８により像担持体１上にトナーを搬送する。なお、現像装置４の上方には現像剤Ｊ（単にトナーともいう）を蓄えるトナーホッパ５が設けられ、所定量の現像剤Ｊがトナーホッパ５から現像装置４に補給される。転写極８１は転写極で像担持体１上のトナー像の転写紙上への転写を行う。また、分離極８２は分離極で転写紙の像担持体１からの分離を促す。
【００２１】
一方、給紙部より給紙された転写紙Ｐは、レジストローラ２１によって像担持体１上に形成されたトナー像と同期して給紙がなされ、転写ニップ部において転写極８１によってトナー像の転写を受ける。転写ニップ部を通過した転写紙Ｐは、像担持体１の面から分離極８２によって分離され、搬送ベルト２２によって定着装置２３へ搬送される。
【００２２】
内部にヒータを配置した加熱ローラ２３ａと加圧ローラ２３ｂとよりなる定着装置２３により、トナー像を保持した転写紙Ｐは加熱ローラ２３ａと加圧ローラ２３ｂとの間で加熱・加圧がなされて定着し、トナー像が定着された転写紙Ｐは排紙ローラ２４によって機外の排紙トレイ上に排出される。なお、転写後の像担持体１の表面はクリーニング装置９により転写残トナーの清掃が行われる。
【００２３】
ここで、実施の形態に使用される現像剤について説明する。現像剤Ｊとしては１成分現像剤でも２成分現像剤でもよい。２成分現像剤としては、非磁性トナーと磁性キャリアを含有し重合トナーが好ましい。重合トナーを用いることにより、高解像力であり、濃度が安定しかぶりの発生が極めて少ない画像形成装置が可能となる。重合トナーはトナー用バインダー樹脂の生成とトナー形状とがバインダー樹脂の原料モノマー又はプレポリマーの重合及びその後の化学的処理により形成されて得られる。
【００２４】
（実施の形態１）
次に、前述の現像装置４について詳しく説明する。図２は図１における現像装置の構成を示す各回転部材の中心部分の断面を示す断面平面図（ａ）と断面ＡＡでの断面側面図（ｂ）である。
【００２５】
図２において、現像装置４は、現像装置本体４０、攪拌部材４４、搬送スクリュー４５、４６、現像剤供給ローラ４７、現像スリーブ４８Ａ、現像剤収納室４２１、モータ４０４、および歯車列４０３、４０２等で構成されている。攪拌部材４４、搬送スクリュー４５、４６、現像剤供給ローラ４７、現像スリーブ４８Ａはそれぞれ回転部材である。
【００２６】
現像装置本体４０は、現像装置４の骨格や外壁を形成し、前部４０ａ、中央部４０ｂ及び後部４０ｃで構成されている。前部４０ａは箱状になっており、各回転部材の軸受部を保持している。また、中央部４０ｂは箱状になっており、攪拌部材４４、搬送スクリュー４５、４６、現像剤供給ローラ４７、現像スリーブ４８Ａ、現像剤収納室４２１等を収納している。さらに後部４０ｃは箱状になっており、各回転部材の軸受部及び歯車列４０２を保持している。なお４１Ｆは現像装置本体４０の蓋である。
【００２７】
なお、空間部分４３は前部４０ａと中央部４０ｂ及び後部４０ｃと中央部４０ｂの間に設けられ現像装置の外部に相当する。この空間部分４３は前部空間部分４３ａと後部空間部分４３ｂの２箇所に分かれている。
【００２８】
また、攪拌部材４４は、回転部材であり、略平行に傾いて取り付けられた複数の板状部材が軸に固設され、軸の回りに回転して現像剤を攪拌する。搬送スクリュー４５、４６は、回転部材であり、回転してそれぞれ現像剤を搬送する。さらに、現像剤供給ローラ４７は、回転部材であり回転し現像剤を現像スリーブ４８Ａに供給している。駆動機構はモータ４０４が回転すると、歯車列４０３、結合部４０５、歯車列４０２を介して、攪拌部材４４、搬送スクリュー４５、４６、現像剤供給ローラ４７、現像スリーブ４８Ａがそれぞれ駆動する。
【００２９】
現像スリーブ４８Ａは、現像剤を担持し回転して像担持体１と対向した現像領域へ現像剤を搬送する。この現像スリーブ４８Ａは、両側端部の一部が空間部分４３に突出した露出部４８ｃを有し、この露出部４８ｃで現像スリーブ４８Ａの放熱を行っている。詳しくは、現像スリーブ４８Ａの露出部４８ｃの範囲Ｌ１、Ｌ３は放熱させるために露出している。なお、４８ｄは現像スリーブ４８Ａの表面で、Ｌ２の範囲は現像剤を担持する部分である（冷却手段）。なお、現像剤薄層化部材４９（図１）は、現像スリーブ４８Ａに担持した現像剤を薄層化する部材である。なお、図１に示す現像剤薄層化部材４９は、現像スリーブ４８Ａの表面と現像剤薄層化部材４９の先端部との間隔で現像剤Ｊの層厚を規制している。
【００３０】
シール部材Ｓは、回転部材の現像装置本体で支持されている部分の近傍に現像剤が現像装置の外部に漏れるのを阻止するリング状の部材あり、シール部材は超高分子ポリエチレンの材質または現像剤を吸着する磁気を帯びた材料である。回転部材の両端に取り付けられている。
【００３１】
ここで、現像装置の放熱作用につて説明する。モータ４０４が回転すると、歯車列４０３、結合部４０５、歯車列４０２を介して、攪拌部材４４、搬送スクリュー４５、４６、現像剤供給ローラ４７、現像スリーブ４８Ａがそれぞれ駆動する。一方、現像剤がトナーホッパ７より現像装置４に供給され、現像剤は攪拌部材４４により攪拌され、搬送スクリュー４５、４６により搬送され、さらに現像剤供給ローラ４７により現像スリーブ４８Ａに供給される。現像剤は現像スリーブ４８Ａにより像担持体１に搬送される。この間、軸受部での摩擦熱、モータ４０４での発熱、現像剤と回転部材との摩擦熱等が発生する。これらの熱により現像スリーブ４８Ａが温度上昇しようとするが、現像スリーブ４８Ａの露出部４８ｃで自然放熱して、現像スリーブ４８Ａの表面に現像剤が融着するのを防止し、また現像剤が熱で劣化するのを防止できる。
【００３２】
（実施の形態２）
この実施の形態２は、実施の形態１の現像スリーブおける露出部を強制空冷させたものである。実施の形態１と機構的に同じ部分は同一符号を付け、異なる部分を中心に説明する。図３は図１における他の現像装置の構成を示す回転部材での断面を示す断面平面図（ａ）と断面ＡＡの断面側面図（ｂ）である。図３において、冷却手段５は、ダクト５１とファン５２等で構成されている。ダクト５１は現像スリーブ４８Ａの両側端の露出部４８ｃからファン５２までを覆っている。ファン５２は露出部４８ｃを強制冷却して、熱を外部に排気するためのファンである。
【００３３】
ここで現像装置の放熱作用につて説明する。モータ４０４が回転すると、歯車列４０３、結合部４０５、歯車列４０２を介して、攪拌部材４４、搬送スクリュー４５、４６、現像剤供給ローラ４７、現像スリーブ４８Ａがそれぞれ駆動する。現像剤は現像スリーブ４８Ａにより像担持体１に搬送される。この間、軸受部での摩擦熱、モータでの発熱、現像剤と回転部材との摩擦熱等が発生する。これらの熱により現像スリーブ４８Ａが温度上昇しようとするが、現像スリーブ４８Ａの露出部４８ｃから、ダクト５１とファン５２により熱を吸引して画像形成装置の外部に排気する。
【００３４】
以上の構成により現像スリーブの表面に現像剤が融着するのを防止し、また現像剤が熱で劣化するのを防止する。
【００３５】
（実施の形態３）
この実施の形態３は、実施の形態１の現像スリーブを円筒状にして、円筒状の内側より強制空冷させたものである。実施の形態１と機構的に同じ部分は同一符号を付け、異なる部分を中心に説明する。図４は図１における他の現像装置の構成を示す回転部材での断面を示す断面平面図（ａ）と断面ＡＡの断面側面図（ｂ）である。図４において、現像スリーブ４８Ｂは円筒状になっている。内部には現像剤を吸着する現像装置に対して固定の磁石４８ｅが形成されている。冷却手段５は、ダクト５１とファン５２等で構成され、ダクト５１は現像スリーブ４８Ｂからファン５２までを覆っており、ファン５２は現像スリーブ４８Ｂの円筒状内側と磁石４８ｅの隙間を強制冷却して、熱を外部に排気する。
【００３６】
ここで現像装置の放熱作用につて説明する。モータ４０４が回転すると、歯車列４０３、結合部４０５、歯車列４０２を介して、攪拌部材４４、搬送スクリュー４５、４６、現像剤供給ローラ４７、現像スリーブ４８Ｂがそれぞれ駆動する。現像剤は現像スリーブ４８Ｂにより像担持体１に搬送される。この間、軸受部での摩擦熱、モータでの発熱、現像剤と回転部材との摩擦熱等が発生する。これらの熱により現像スリーブ４８Ｂが温度上昇しようとするが、ダクト５１とファン５２により、現像スリーブ４８Ｂの円筒状の内部から、熱を吸引して画像形成装置の外部に排気する。
【００３７】
以上の構成により現像スリーブの表面に現像剤が融着するのを防止し、また現像剤が熱で劣化するのを防止する。
【００３８】
なお、実施の形態１、２では、現像スリーブに放熱のための露出部を設けた例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、回転部材として、現像剤供給ローラ４７についても、現像スリーブと同様に放熱のための露出部を設けることができる。現像剤供給ローラ４７に露出部を設けると、現像剤の現像剤供給ローラへの融着が防止でき、現像剤の現像スリーブへの供給がより確実に行われるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態が適用された画像形成装置の構成を示す断面図である。
【図２】図１における現像装置の構成を示す回転部材での断面を示す断面平面図（ａ）と断面ＡＡの断面側面図（ｂ）である。
【図３】図１における他の現像装置の構成を示す回転部材での断面を示す断面平面図（ａ）と断面ＡＡの断面側面図（ｂ）である。
【図４】図１における他の現像装置の構成を示す回転部材での断面を示す断面平面図（ａ）と断面ＡＡの断面側面図（ｂ）である。
【符号の説明】
【００４０】
１  像担持体
４  現像装置
４０  現像装置本体
４４  攪拌部材
４５、４６  搬送スクリュー
４７  現像剤供給ローラ
４８Ａ、４８Ｂ  現像スリーブ
４８ｃ  露出部
５２  ファン
５１  ダクト
Ｓ  シール部材
【図１】
2005148103.tif 000003
【図２】
2005148103.tif 000004
【図３】
2005148103.tif 000005
【図４】
2005148103.tif 000006