(57)【要約】【課題】現像装置内の現像剤の温度上昇を十分に防止し高速現像を可能にする。【解決手段】現像スリーブと攪拌搬送室との間に形成される現像剤循環経路中に現像剤冷却手段を臨ませて配置し、現像剤冷却手段に伝導した熱を外部に放出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアを含有する現像剤を担持して現像領域に搬送し、現像を行う現像剤担持体と、前記現像剤が攪拌・搬送される攪拌・搬送室との間で、前記現像剤を循環搬送する現像装置において、
前記現像装置の外に突出する突出部を有し、前記現像剤が循環する循環経路中に臨んで配置された現像剤冷却手段及び該現像剤冷却手段の熱を放出する放熱手段を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記放熱手段は、前記突出部に接触する放熱フィンを有す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】
前記放熱手段は、前記突出部に風を当てる送風手段を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像剤冷却手段は、前記現像剤担持体が設けられた現像室と前記攪拌・搬送室とを仕切る仕切板を構成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像剤担持体により搬送される前記現像剤の量を記載する規制部材を有し、該規制部材は、熱の良導体で構成され、前記現像剤冷却手段に接触して冷却されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
底部にトナー濃度検知手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像装置の底外面に設けられ放熱フィンを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項８】
像担持体、該像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段及び請求項１〜７のいずれか１項に記載の現像装置を有する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、電子写真方式の画像形成装置及び該画像形成装置を構成する現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、一般に乾式現像剤を用いて画像を形成する。
【０００３】
乾式現像剤は、攪拌による摩擦帯電で電荷を付与され、静電潜像に付着して画像を形成する。
【０００４】
ところで、現像装置においては、前記のように摩擦帯電のための攪拌、装置内における現像剤の搬送、現像領域に一定量の現像剤を供給するための現像剤量規制等のために、現像剤同士で、或いは、現像剤と他の部材との間で摩擦し、摩擦熱を発生する。このために現像剤の温度が上昇して現像剤が劣化したり、画質が低下するという問題がある。
【０００５】
このような熱による現像剤の劣化や画質の低下の問題は、高画質化や省エネを目的として、低融点現像剤が用いられる傾向や、高速化が進むに従って顕著になりその対策が望まれている。
【０００６】
このような対策の一つとして、現像装置内における現像剤を冷却しその温度上昇を抑制する技術が開発されている。
【０００７】
例えば、特許文献１では現像器ハウジングの側部外面に沿って冷却風を送ることにより、現像装置ハウジングを冷却し、現像装置内の現像剤の温度上昇を抑制している。
【０００８】
特許文献２では、現像剤に接触て現像剤を摩擦帯電する帯電ブレードを冷却することにより、現像剤を冷却している。
【０００９】
特許文献３では、現像剤担持体である現像スリーブ上を搬送される現像剤の量を規制する規制部材であるブレードにヒートシンクを接触させて、ブレードを冷却し、現像剤の温度上昇を抑制している。
【００１０】
特許文献２、３はいずれも、現像剤に強い圧力が加えられる際に発熱するために、これを防止するものである。
【特許文献１】特開平５−１８８７５４号公報
【特許文献２】特開平７−２４８６７３号公報
【特許文献３】特開２００２−２３５９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１の冷却手段を用いる場合、現像装置の下方に冷却風を通すための空間を設ける必要があり装置が大型になる。また、現像器ハウジングを熱の良導体である金属で構成する必要があるが、金属のハウジングを用いた場合、トナー濃度を検知する透磁率センサの検知精度が低下するという問題がある。
【００１２】
特許文献２、３の冷却手段では、現像剤を冷却する現像剤冷却手段であるブレードの現像剤に接触する面積が小さいために、冷却能力が十分でなく、現像剤温度の上昇を防ぐのには、不十分であるという問題がある。
【００１３】
本発明は、現像装置内の現像剤の温度上昇を防止する従来技術における前記の問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的は下記の発明により達成される。
１．
トナーとキャリアを含有する現像剤を担持して現像領域に搬送し、現像を行う現像剤担持体と、前記現像剤が攪拌・搬送される攪拌・搬送室との間で、前記現像剤を循環搬送する現像装置において、
前記現像装置の外に突出する突出部を有し、前記現像剤が循環する循環経路中に臨んで配置された現像剤冷却手段及び該現像剤冷却手段の熱を放出する放熱手段を有することを特徴とする現像装置。
２．
前記放熱手段は、前記突出部に接触する放熱フィンを有することを特徴とする前記１に記載の現像装置。
３．
前記放熱手段は、前記突出部に風を当てる送風手段を有することを特徴とする前記１又は前記２に記載の現像装置。
４．
前記現像剤冷却手段は、前記現像剤担持体が設けられた現像室と前記攪拌・搬送室とを仕切る仕切板を構成することを特徴とする前記１又は前記２に記載の現像装置。
５．
前記現像剤担持体により搬送される前記現像剤の量を記載する規制部材を有し、該規制部材は、熱の良導体で構成され、前記現像剤冷却手段に接触して冷却されることを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の現像装置。
６．
底部にトナー濃度検知手段が設けられていることを特徴とする前記１〜５のいずれか１項に記載の現像装置。
７．
前記現像装置の底外面に設けられ放熱フィンを有することを特徴とする前記１〜６のいずれか１項に記載の現像装置。
８．
像担持体、該像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段及び前記１〜７のいずれか１項に記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、現像剤の循環経路中に現像剤冷却手段を臨ませているので、現像剤冷却手段を設けることにより現像装置が大型化することがなく、しかも、現像剤冷却手段が現像剤に接触する面積が広いので、十分な冷却効果が達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。
＜現像装置＞
図１は本発明の第１の実施の形態に係る現像装置の構成を示す図、図２は排風経路の斜視図、図３は現像装置内の現像剤の流れを示す図である。
【００１７】
図１において、現像剤容器５１と蓋５２とにより、箱状の現像装置４が構成される。
【００１８】
現像剤容器５１は現像装置４の下部を構成し、現像スリーブ４１、現像剤搬送部材４２及びスクリュー４３、４４を収容する。
【００１９】
蓋５２は、主として現像室４Ａを覆い、ブレード４６を収容する上部蓋５２Ａと、低い位置で攪拌・搬送室４Ｂを覆う下部蓋５２Ｂを有し、軸５２Ｃを中心に旋回可能である。
【００２０】
上部蓋５２Ａの側壁と下部蓋５２Ｂにはダクト形成板５５が結合され、これら３部材によりダクト６３が形成される。
【００２１】
現像装置４内には、トナーとキャリアを主成分として含有する現像剤Ｄｅｖが収容される。
【００２２】
４１は現像剤担持体としての現像スリーブであり、現像スリーブ４１の内側に配置された磁石ロール４５により形成される磁界によって、現像スリーブ４１の感光体１に対向する面上に磁気ブラシが形成される。
【００２３】
現像スリーブ４１は矢印で示すように、時計方向に回転して現像剤を現像領域Ｄに搬送して現像を行う。
【００２４】
４２は現像スリーブ４１に現像剤を供給する羽根車状の現像剤搬送部材であり、矢印のように回転する。
【００２５】
４３、４４は現像剤を攪拌し、搬送する攪拌搬送部材としてスクリューであり、スクリュー４３、４４の攪拌作用で、現像装置に供給されたトナーと現像剤とが混合されると共に、トナーが摩擦帯電される。４６はその先端が現像スリーブ４１の表面と狭い間隙で対向するように配置された規制部材としてのブレードであり、ブレード４６により、現像スリ−ブ上を搬送される現像剤の量が規制されて現像スリーブ４１上に均一な現像剤層が形成される。
【００２６】
現像装置４は現像剤容器５１と蓋５２とにより、現像領域Ｄの部分以外でほぼ密閉されている。
【００２７】
ダクト形成部材５５は着脱可能であり、ダクト形成部材５５を外し、放熱フィン５４及び仕切板５３を外した後に、蓋５２を上方に旋回させることにより、現像装置４の内部を開放することができる。
【００２８】
現像装置４内は、仕切板５３により現像スリーブ４１、現像剤搬送部材４２及びスクリュー４３が配置された現像室４Ａとスクリュー４４が配置された攪拌・搬送室４Ｂとに区画され、現像剤冷却手段としての仕切板５３は上方に延長した突出部５３Ｃを有し、突出部５３Ｃには、放熱手段を構成する放熱フィン５４が接触している。仕切板５３は前記のように、現像室４Ａと攪拌・搬送室４Ｂとを仕切るものであるが、攪拌・搬送室４Ｂにおいては、スクリュー４４の攪拌作用で現像剤Ｄｅｖにストレス加えられ、現像剤の温度が摩擦熱で上昇する傾向がある。現像室４Ｂに仕切板５３を臨ませることにより、このような現像剤の温度上昇を効果的に抑制することができる。
【００２９】
突出部５３Ｃは図示のように、現像装置４から上方に突出している、従って、仕切板５３の熱は上昇し突出部５３Ｃから放出されるので、効率のよい熱放出が行われる。
【００３０】
現像剤容器５１の底外面には、現像剤Ｄｅｖのトナー濃度を検知する透磁率センサ４７が固定される。
【００３１】
現像剤容器５１及び蓋５２は樹脂からなるが、現像剤容器５１をこのように非磁性材料で構成することにより、透磁率センサ４７が発生する磁界が現像剤容器５１による影響を受けることなく現像装置４の内部に形成され、トナー濃度の正確な検知が行われる。
【００３２】
仕切板５３及び放熱フィン５４はアルミ等の金属からなる。仕切り板５３はその下部において、現像剤Ｄｅｖに接触しているので、現像剤Ｄｅｖの熱は仕切板５３及び放熱フィン５４からダクト６３に放出される。ダクト６３は図２に示すように、現像装置４に接合された中央部から延長された吸気部と排気部とを有し、吸気部には、吸気ファン６４が、排気部には、排気ファン６５がそれぞれ設けられており、現像装置４から放出された熱は空気を流通させる放熱手段である吸気ファン６４及び排気ファン６５により外部に放出される。
【００３３】
現像によりトナーが消費されて現像剤Ｄｅｖ中のトナー像度が低下したとき、現像剤容器５１の底外面に取り付けられた透磁率センサ４７がトナー濃度の低下を検知して、検知結果に基づいて、トナー補給が行われる。
【００３４】
次に、現像装置４内における現像剤Ｄｅｖの搬送経路を図１、３により説明する。図１における太線の矢印及び図３における白矢印は現像剤Ｄｅｖの流れを示す。
【００３５】
現像領域Ｄにおいて現像が行われ現像剤Ｄｅｖ中のトナーが消費されるが、現像によりトナー濃度が下がった現像剤Ｄｅｖは白矢印で示すように、現像スリーブ４１の下方をから現像剤搬送部材４２に搬送され、現像剤搬送部材４２からスクリュー４３へと搬送される。図３に示すように、現像スリーブ４１と現像剤搬送部材４２とスクリュー４３との間では、現像剤Ｄｅｖはこれら部材の回転軸方向には移動せず、回転軸に直角な方向にのみ移動する。
【００３６】
現像剤Ｄｅｖはスクリュ−４３、４４により攪拌されながらこれらの回転軸方向に搬送される。仕切り板５３の両端部には、開口５３Ａ、５３Ｂが設けられており、現像剤Ｄｅｖは開口５３Ａを通過して現像室４Ａから攪拌・搬送室４Ｂに移動し、開口５３Ｂを通って攪拌・搬送室４Ｂから現像室に移動する。
【００３７】
トナー補給口５７は図３に示すように、攪拌・搬送室４Ｂの開口５３Ａに近い位置に設けられており、現像室４Ａから攪拌・搬送室４Ｂ室に送り込まれたトナー濃度の低い現像剤Ｄｅｖにトナーが補給される。
【００３８】
トナーが補給された現像剤Ｄｅｖはスクリュー４４により図３の下方に搬送され、開口５３Ｂから現像室４Ａに移動し、スクリュー４３により図３の上方に搬送される。このようなスクリュー４３、４４による搬送過程で、補給トナーが現像剤Ｄｅｖと混合され、摩擦帯電する。
【００３９】
トナーが均一に混合された現像剤Ｄｅｖは、スクリュー４３から現像剤搬送部材４２に移動し、更に、現像剤搬送部材４２の上方（図１における上方）から現像スリーブ４１に供給される。
【００４０】
現像スリーブ４１上の現像剤Ｄｅｖはブレード４６により規制される。ブレード４６の規制により一定の層厚に形成された現像剤層が現像領域Ｄに供給されて現像が行われる。
【００４１】
現像工程において、現像剤Ｄｅｖは、攪拌時のストレスやブレード４６の規制時のストレスで摩擦し、摩擦熱で現像剤Ｄｅｖの温度が上昇する。
【００４２】
仕切板５３は図示のように、現像スリーブ４１と攪拌・搬送室４Ｂとの間で循環する現像剤Ｄｅｖの循環経路中に臨んであり、その両面において広い面積で現像剤Ｄｅｖに接触する。
【００４３】
従って、現像剤Ｄｅｖの熱を効果的に外部に放出することが可能となり、現像剤Ｄｅｖの温度上昇が抑制され、現像剤Ｄｅｖの劣化や現像剤の温度上昇による画質の低下が防止される。
【００４４】
図４は本発明の第２の実施の形態に係る現像装置の構成を示す図である。なお、図４において、第１の実施の形態と同一の部品には同一の符号を付し、必要な部分いがいについては、図１に関する説明を援用する。
【００４５】
本実施の形態においては、スクリュー４３から直接現像スリーブ４１に現像剤が供給される。また本実施の形態においては、ブレード４６に延長部４６Ａを設け、延長部４６Ａを仕切板５３に接触させている。ブレード４６をステンレス等の熱伝導のよい材料で構成することにより、現像スリーブ４１とブレード４６が近接して対向している現像剤規制位置において発生する熱が延長部４６Ａを通して、仕切板５３の突出部５３Ｃを介して放熱フィン５４に伝達される。また、本実施の形態においては、仕切板５３の上部にほぼ直角に屈曲した延長部５３Ｄを設け、延長部５３Ｄを放熱フィン５４に接触させている。このような構成により、現像剤の循環経路に臨んだ仕切板５３及びブレード４６により現像剤が冷却され、一層効果的な現像剤冷却が行われる。更に、本実施の形態においては、仕切板５３により、ブレード４６の規制で現像スリーブ４６から落下した現像剤が攪拌・搬送室４Ｂ内に落下するのを阻止している。現像スリーブ４１から落下した現像剤が攪拌・搬送室４Ｂ内に直接還流すると、現像剤の流れが不規則になって現像むらが生ずる場合があるが、仕切板５３を現像スリーブ４１から落下する現像剤を受けうる高さまで延長することにより、このような現像剤の不規則な還流による画質低下を防止することができる。
【００４６】
更に本実施の形態においては、蓋５２が現像装置４の上部まで延長した仕切板５３の上端に結合して現像装置４を形成する構成であるので、放熱フィン５４を取り外すことなく、蓋５２を軸５２Ｃを中心に旋回させて、現像装置４の上部を開放することができる。ダクト６３は逆コ字状のダクト形成部材５５と仕切板５３とで形成される。
【００４７】
図５は本発明の第３の実施の形態に係る現像装置の構成を示す図である。なお、図５において、第１の実施の形態と同一の部品には同一の符号を付し、必要な部分いがいについては、図１に関する説明を援用する。
【００４８】
本実施の形態においては、現像剤容器５１をアルミ等の熱伝導性の高い材料で構成し、現像剤容器５１の底部外面に放熱フィン５６が接触固定されている。
【００４９】
この構成により、現像剤の熱は、放熱フィン５４から放出されるとともに、放熱フィン５６から放出される。現像剤が現像剤容器５１に接触して直接放熱フィン５６に熱が伝導するとともに、仕切板５３を介して放熱フィン５６に熱が伝導することにより、放熱フィン５６から熱が放出される。
【００５０】
このような構成によって、放熱フィン５３による放出に加えて放熱フィン５６による放出が行われ、現像剤をより効果的に冷却することが可能となる。
【００５１】
図６は本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置を示し、図１、４又は５に示した現像装置が組み込まれている。
【００５２】
カラー画像形成装置はイエロー画像を形成する画像形成部１０Ｙ、マゼンタ画像を形成する画像形成部１０Ｍ、シアン画像を形成する画像形成部１０Ｃ及び黒画像を形成する画像形成部１０Ｋを有し、各画像形成部は、像担持体としてのドラム状の感光体１、帯電装置２、現像装置４一次転写手段としての転写ローラ５及びクリーニング装置６を有する。
【００５３】
露光装置は画像形成部１０Ｙ、１０Ｍの露光装置として３Ａが、画像形成部１０Ｃ、１０Ｋの露光装置として露光装置３Ｂがそれぞれ設けられる。帯電装置２と露光装置３Ａ、３Ｂとは感光体１上に静電潜像を形成する潜像形成手段を構成する。
【００５４】
画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの下方に無端ベルトからなる中間転写体２０がローラ２１〜２３に張架される。中間転写体２０は図示のように、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの感光体１に接して水平に走行する。テンションローラであるローラ２１は導電製であり接地され、転写電圧が印加された転写ローラ２５に中間転写体２０を介して対向する。
【００５５】
二次転写手段としての転写ローラ２５は導電性であり、転写電圧が印加される。
【００５６】
記録材Ｐはレジストローラ２４により搬送されて、ローラ２１と転写ローラ２５により形成される転写位置を通過した後に、搬送ベルト２６で搬送され、定着装置２７により定着処理される。
【００５７】
感光体１が矢印のように回転するとともに、中間転写体２０が矢印のように回転して、各画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの感光体１上に単色トナー像が形成され、転写ローラ５により中間転写体２０に転写される。中間転写体上で単色トナー像が重ね合わされてカラートナー像が形成される。
【００５８】
中間転写体２０上のカラートナー像は転写ローラ２５により記録材Ｐに転写される。
【００５９】
記録材に転写されたカラートナー像は定着装置２７により定着される。
【００６０】
図示のカラー画像形成装置における現像装置４として、図１、４又は５に示す現像装置を用いることにより、高速で小型のカラー画像形成装置が実現される。
【００６１】
即ち、高速現像時にも現像剤の温度上昇による現像剤の劣化や画質の低下が防止されるので、高速の画像形成が可能となる。
【００６２】
また、図１、４に示す現像装置を図６のカラー画像形成装置に組み込むことにより、現像装置４と中間転写体２０とを近接させることが出来るので、装置の高さを圧縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るカラー画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】排風経路の斜視図である。
【図３】現像装置内の現像剤の流れを示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るカラー画像形成装置の構成を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係るカラー画像形成装置の構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
４  現像装置
４１  現像スリーブ
４２  現像剤搬送部材
４３、４４  スクリュー
４６  ブレード
５１  現像剤容器
５２  蓋
５３  仕切板
５４、５６  放熱フィン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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