(57)【要約】【課題】現像装置において現像剤を搬送する搬送具が取り付けられた回転軸の温度上昇を抑制する技術を提供する。【解決手段】スタッド２１２ｆは、モーターブラケット２１２ｇにより現像装置の筐体に固定されている。駆動ギア２２２は、モータによって駆動されることにより、スタッド２１２ｆを中心として回転する。軸受２１２ｃ，２１２ｃは、ボールベアリング等の軸受であり、スタッド２１２ｆを中心として駆動ギア２２２を回転可能に支持する。回転軸２１２ａは、駆動ギア２２２に固定され、駆動ギア２２２の回転に伴って回転する。回転軸２１２ａが回転することにより、回転軸２１２ａに設けられたフィンが現像剤を攪拌・搬送する。軸受２１２ｃは、回転軸２１２ａの軸方向において回転軸２１２ａと離間した位置に設けられている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定軸と、
駆動されることにより前記固定軸を中心として回転する駆動ギアと、
前記固定軸を中心として前記駆動ギアを回転可能に支持する軸受であって、現像剤を収容する現像剤収容器の外側に設けられた軸受と、
前記駆動ギアに固定されるとともに軸方向において前記軸受と離間した位置に設けられ、前記駆動ギアの回転に伴って前記現像剤収容器内で回転する回転軸と、
前記回転軸の回転により前記現像剤を搬送する搬送具と
を具備することを特徴とする現像剤搬送装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像剤搬送装置と、
前記現像剤を収容する現像剤収容器と、
前記現像剤収容器内で回転する第２の回転軸を有し、該第２の回転軸の回転により前記現像剤を前記現像剤搬送装置へ搬送する第２の現像剤搬送装置と、
静電潜像を保持する像保持体表面に形成された静電潜像を、前記現像剤を用いて現像する現像ロールと
を具備し、
前記搬送具は、前記第２の現像剤搬送装置により搬送される現像剤を現像ロールへ搬送する
ことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
前記第２の現像剤搬送装置は、
モータにより前記駆動ギアが回転させられたときに該駆動ギアに駆動されて、前記第２の回転軸を回転させる第２の駆動ギアと、
前記現像剤収容器に設けられ、前記第２の回転軸を回転可能に支持する第２の軸受と
を具備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４】
請求項２又は３に記載の現像装置と、
前記現像装置によって現像された像を転写して記録媒体上に画像を形成する画像形成手段と
を具備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、現像剤搬送装置、現像装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式で画像形成処理を行う画像形成装置においては、回転することによって現像剤を攪拌・搬送する攪拌搬送部材を備えた現像装置が用いられている。このような現像装置において、攪拌搬送部材の回転軸を冷却する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、回転軸を中空にして端部にファンを設け、ファンにより発生した風を中空内に通すことで、回転軸を内側から冷却する技術が提案されている。また、特許文献２には、回転軸を熱伝道部材かつ中空にし、端部の開口を外部へ開放された状態にすることで、中空内の高温空気を外部へ逃がす技術が提案されている。また、特許文献３には、回転軸を熱伝道部材にし、端部に放熱フィンを設けることで、回転軸自体の放熱効果を高める技術が提案されている。また、特許文献４には、回転軸内部にヒートパイプ、端部に放熱フィンを設け、放熱フィンを冷却ダクト内に配置することで、放熱効果を高める技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−０９７１２８号公報
【特許文献２】特開２００９−２２２９９９号公報
【特許文献３】特開２００２−２７８３８６号公報
【特許文献４】特開２００７−０８６６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、現像剤を搬送する搬送具が設けられた回転軸の温度上昇を抑制する技術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】
【０００５】
本発明の請求項１に係る現像剤搬送装置は、固定軸と、駆動されることにより前記固定軸を中心として回転する駆動ギアと、前記固定軸を中心として前記駆動ギアを回転可能に支持する軸受であって、現像剤を収容する現像剤収容器の外側に設けられた軸受と、前記駆動ギアに固定されるとともに軸方向において前記軸受と離間した位置に設けられ、前記駆動ギアの回転に伴って前記現像剤収容器内で回転する回転軸と、前記回転軸の回転により前記現像剤を搬送する搬送具とを具備することを特徴とする。
【０００６】
本発明の請求項２に係る現像装置は、上記現像剤搬送装置と、前記現像剤を収容する現像剤収容器と、前記現像剤収容器内で回転する第２の回転軸を有し、該第２の回転軸の回転により前記現像剤を前記現像剤搬送装置へ搬送する第２の現像剤搬送装置と、静電潜像を保持する像保持体表面に形成された静電潜像を、前記現像剤を用いて現像する現像ロールとを具備し、前記搬送具は、前記第２の現像剤搬送装置により搬送される現像剤を現像ロールへ搬送することを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項３に係る現像装置は、上記現像装置において、前記第２の現像剤搬送装置は、モータにより前記駆動ギアが回転させられたときに該駆動ギアに駆動されて、前記第２の回転軸を回転させる第２の駆動ギアと、前記現像剤収容器に設けられ、前記第２の回転軸を回転可能に支持する第２の軸受とを具備することを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項４に係る画像形成装置は、上記に記載の現像装置と、前記現像装置によって現像された像を転写して記録媒体上に画像を形成する画像形成手段とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、回転軸を軸受と離間した位置に設けない場合に比べて、回転軸の温度の上昇が抑制される。
請求項２に記載の発明によれば、第２の現像剤搬送装置の回転軸を軸受と離間した位置に設けない場合に比べて、回転軸の温度の上昇が抑制される。
請求項３に記載の発明によれば、第２の軸受を現像剤収容器外に設けた場合に比べて、第２の現像剤搬送装置の第２の回転軸の軸方向における寸法の肥大化を抑えつつ、回転軸の温度の上昇が効率よく抑制される。
請求項４に記載の発明によれば、回転軸を軸受と離間した位置に設けない場合に比べて、回転軸の温度の上昇が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】画像形成装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図２】画像形成部の構成の一例を示す概略図である。
【図３】現像装置の長手方向における要部を切断して示す断面図である。
【図４】図３中のａ部を拡大して示す図である。
【図５】図４中の矢視V-V方向から見た回転の伝達系を示す図である。
【図６】回転軸、ギア、軸受及びスタッドの分解斜視図である。
【図７】磁気シール、オイルシール、軸受、現像剤のそれぞれに起因する回転軸の温度上昇値の計測結果を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜構成＞
図１は、この発明の一実施形態である画像形成装置１の構成の一例を示すブロック図である。画像形成装置１は、電子写真方式で画像形成を行う装置である。画像形成装置１は、パーソナルコンピュータなどの他のコンピュータ装置から送られたデータに従って、用紙等の記録媒体に画像を形成する画像形成機能、画像を複写する複写機能、記録媒体に形成されている画像を読み取るスキャン機能等を備えている。画像形成装置１が備える機能はこれらの機能に限定されるものではなく、例えばファクシミリ機能を備えていてもよい。また、画像形成装置１は、上述した機能を全て備えているものに限定されず、例えば、画像形成機能及び複写機能を備えており、他の機能を備えていない構成であってもよい。また、画像形成装置１によって画像が形成される記録媒体は紙に限定されるものではなく、例えばＯＨＰ（Over-Head Projector）用のシートなどの透明な合成樹脂のシートであってもよく、また、その他の材質のものであってもよい。
【００１２】
図示のように、画像形成装置１の各部はバス１１に接続され、バス１１を介して各部間でデータのやり取りが行われる。図において、制御部１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２１や、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２３を備え、ＲＯＭ１２２又は記憶部１３に格納されたコンピュータプログラムにしたがって画像形成装置１の制御を行う。記憶部１３は、ハードディスク等の記憶手段であり、画像形成装置１の制御に関するプログラムなどの各種プログラムが格納されている。ＵＩ部１４は、タッチパネルとして機能する液晶ディスプレイを備えており、画像形成装置１の利用者はこの液晶ディスプレイに触れることで各種の操作を行う。通信部１８は、通信ケーブルで通信回線２に接続され、通信回線２に接続されている他の装置とデータ通信を行う。通信回線２としては、電話回線やＬＡＮ（Local Area Network）等が挙げられる。
【００１３】
画像読取部１５は、光学系部材（図示略）を備えており、記録媒体に形成された画像を光学的に読み取り、読み取った画像を表す画像データを生成する。画像処理部１６は、入力される画像データが表す画像に色補正や諧調補正等の各種の画像処理を施し、画像処理が施された画像からイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）の各色の画像の画像データを生成し、生成した画像データを画像形成部１７へ出力する。画像処理部１６は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の集積回路によって構成される。
【００１４】
画像形成部１７は、電子写真方式によって記録媒体に画像を形成する。図２は、画像形成部１７の構成の一例を示す図である。図において、感光体１７１Ｙ，１７１Ｍ，１７１Ｃ，１７１Ｋはそれぞれ、表面に有機感材等の光導電層が形成された感光体である。帯電器１７２Ｙ，１７２Ｍ，１７２Ｃ，１７２Ｋはそれぞれ、感光体１７１Ｙ，１７１Ｍ，１７１Ｃ，１７１Ｋの表面にＡＣとＤＣ（直流）を重畳した帯電バイアスで電荷を与え、これを一様に帯電させる帯電器である。露光器１７３は、レーザダイオード等のビーム発光源を備えた露光器である。露光器１７３は、画像処理部１６から供給される画像データに従って、感光体１７１Ｙ，１７１Ｍ，１７１Ｃ，１７１Ｋをそれぞれ露光して、感光体１７１Ｙ，１７１Ｍ，１７１Ｃ，１７１Ｋの表面に静電潜像を形成する。
【００１５】
現像剤カートリッジ１７４Ｙ，１７４Ｍ，１７４Ｃ，１７４Ｋはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の現像剤を収容し、これを必要に応じて現像装置１７５Ｙ，１７５Ｍ，１７５Ｃ，１７５Ｋのそれぞれに供給する。画像形成装置１で使用する現像剤は、最終的に用紙Ｐに付着されるトナー（着色粒子）とトナーを帯電させるためのキャリアである粉体とからなる、いわゆる２成分系の現像剤である。現像装置１７５Ｙ，１７５Ｍ，１７５Ｃ，１７５Ｋはそれぞれ、感光体１７１Ｙ，１７１Ｍ，１７１Ｃ，１７１Ｋの表面に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を作像する。一次転写ロール１７６Ｙ，１７６Ｍ，１７６Ｃ，１７６Ｋはそれぞれ、幅方向を有する中間転写ベルト１７７を介して感光体１７１Ｙ，１７１Ｍ，１７１Ｃ，１７１Ｋと対向し、この対向する位置においてトナー像を中間転写ベルト１７７に転写する。中間転写ベルト１７７は、一次転写ロール１７６Ｙ，１７６Ｍ，１７６Ｃ，１７６Ｋのそれぞれによって転写されたトナー像を保持する。中間転写ベルト１７７は、複数の支持ロール１７８により支持されて図中の矢印Ａ１が示す方向に周回しながら移動する。二次転写ロール１７９は、中間転写ベルト１７７に転写されたトナー像を、搬送されてくる記録媒体に転写する。
なお、以下の説明では、説明の便宜上、感光体１７１Ｙ，１７１Ｍ，１７１Ｃ，１７１Ｋを各々区別する必要がない場合には、これらを「感光体１７１」と称する。また、現像装置１７５Ｙ，１７５Ｍ，１７５Ｃ，１７５Ｋを各々区別する必要がない場合には、これらを「現像装置１７５」と称する。ここで、感光体１７１は中間転写ベルト１７７の幅方向に長手方向を有する筒状体であり、現像装置１７５は感光体１７１の軸方向に長手方向を有する筐体を備える。
【００１６】
搬送ロール１８０は、二次転写ロール１７９に記録媒体を搬送する。搬送ロール１８０は、記録媒体を収容する収容部（図示略）に収容された記録媒体を搬送したり、利用者によって差し込まれた記録媒体を搬送したりする。定着装置１８１は、二次転写ロール１７９によりトナー像が転写された記録媒体を加熱及び加圧することによって、トナー像を記録媒体に定着させる。
【００１７】
図３は、現像装置１７５の長手方向における要部を切断して示す断面図であり、図４は、図３中のａ部を拡大して示す図である。図５は、図４の矢視V-V方向から見た回転の伝達系を示す図である。
図において、第１搬送部材２１１と第２搬送部材２１２とは、現像装置１７５内の現像剤を攪拌しながら搬送する。現像ロール２１４は、感光体１７１に対向し回転しながら、現像剤を感光体１７１との間の領域に搬送する。第１搬送部材２１１、第２搬送部材２１２、現像ロール２１４はそれぞれ回転軸２１１ａ，２１２ａ，２１４ａを有し、それぞれ回転軸の両端部において現像剤収容器２１０に回転可能に固定されている。
すなわち、これらの部材は、回転軸の位置が、第１搬送部材２１１、第２搬送部材２１２、現像ロール２１４の順となるように配置される。第１搬送部材２１１、第２搬送部材２１２のそれぞれの回転軸の端部にはギア２２１，２２２が設けられ、モータ３００によって、図５に示すモータギア３００ａ、アイドルギア３０１，３０２，３０３，３０４を介してそれぞれの部材がそれぞれの回転軸を中心に回転する。すなわち、第１搬送部材２１１は、モータ３００との距離が第２搬送部材２１２とモータ３００との距離よりも近い位置に設けられている。
【００１８】
図３に示すように、第１搬送部材２１１は、現像ロール２１４に並行して延びる回転軸２１１ａと回転軸２１１ａの周囲に設けられた螺旋状のフィン２１１ｂを備えている。また、第２搬送部材２１２は、現像ロール２１４に並行して延びる２１２ａと回転軸２１２ａの周囲に設けられた螺旋状のフィン２１２ｂを備えている。フィン２１１ｂ，２１２ｂはそれぞれ、回転軸２１１ａ，２１２ａの回転により現像剤を搬送する。フィン２１１ｂ，２１２ｂは、本発明に係る搬送具の一例に相当する。
【００１９】
現像剤収容器２１０はトナーを含んだ現像剤を収容しており、内部が、現像ロール２１４に並行して延びた壁２１０１によって第１収容室２１０ａと第２収容室２１０ｂとに分けられている。第２収容室２１０ｂは現像ロール２１４に隣り合っており、第１収容室２１０ａは現像ロール２１４から見て第２収容室２１０ｂよりも離れた位置に配置されている。第１収容室２１０ａには第１搬送部材２１１が配置され、第２収容室２１０ｂには第２搬送部材２１２が配置されている。第１収容室２１０ａと第２収容室２１０ｂとを仕切る壁２１０１には、排出窓２２０Ｌ，２２０Ｒが設けられており、現像剤収容器２１０に収容されている現像剤は排出窓２２０Ｌ，２２０Ｒを経由して壁２１０１の周囲を循環する。
【００２０】
図４に示すように、第１搬送部材２１１は、回転軸２１１ａの一端部分が、ボールベアリング等の軸受２１１ｃによって現像剤収容器２１０に対して回転可能に支持されている。また、回転軸２１１ａのフィン２１１ｂが設けられた部分と軸受２１１ｃとの間には、磁石等の磁気部材で構成され、現像剤収容器２１０内の現像剤を封止して、軸受２１１ｃ側や現像剤収容器外への漏れを防ぐ磁気シール２１１ｄが設けられている。更に、磁気シール２１１ｄと軸受２１１ｃの間には、現像剤収容器２１０内の現像剤を封止して、軸受２１１ｃ側や現像剤収容器２１０外への漏れを防ぐオイルシール２１１ｅが設けられている。第１搬送部材２１１の回転軸２１１ａの一端は、モータ３００からの駆動力を伝達するギア２２１に接続されている。第１搬送部材２１１は、回転軸２１１ａの軸回りに回転することによって、現像剤収容器２１０内の現像剤を回転軸２１１ａの方向に搬送する。
【００２１】
第２搬送部材２１２の回転軸２１２ａの一端部分には、前述した第１搬送部材２１１と同様に、磁気シールド２１２ｄとオイルシール２１２ｅが設けられる。この第２搬送部材２１２においては、第１搬送部材２１１とは異なった形で現像剤収容器２１０に対して回転可能に支持される。
つまり、図４に示すように、回転軸２１２ａに回転規制して設けられた駆動ギア２２２が、軸受２１２ｃ，２１２ｃを介してスタッド２１２ｆに回転可能に支持されることによって、第２搬送部材２１２の回転軸２１２ａは、現像剤収容器２１０（モーターブラケット２１２ｇ）に回転可能に支持される。軸受２１２ｃ，２１２ｃは、図示のように、現像剤収容器２１０の外側に設けられている。
【００２２】
ここで、第２搬送部材２１２を支持する部位について説明する。図６は、回転軸、ギア、軸受及びスタッドの分解斜視図である。
スタッド２１２ｆは、小径部と大径部を有する段付円柱状に形成され、その一端が、現像剤収容器２１０に固定されたモーターブラケット２１２ｇにより現像装置１７５の筐体１７５ａに固定される。スタッド２１２ｆは、本発明に係る固定軸の一例に相当する。
駆動ギア２２２は筒状に形成され、その外周には一端にフランジ部が形成され、軸方向の中間部から他端にかけて歯部が形成される。また、内周には一端に開口する側に径寸法の異なった、軸受の収容部である軸受収容部が形成され、他端に開口する側に軸方向に延びる凹溝の列である凹溝列が形成される。スタッド２１２ｆに駆動ギア２２２を挿入した状態で、軸受収容部とスタッド２１２ｆの小径部，大径部との間には、径寸法の異なった軸受２１２ｃ，２１２ｃがそれぞれ収容される。駆動ギア２２２は、本発明の駆動ギアの一例に相当する。
【００２３】
回転軸２１２ａの一端側の外周には、駆動ギア２２２の凹溝列に挿入される凸溝の列である凸溝列が形成される。回転軸２１２ａの一端側を駆動ギア２２２の他端側から挿入することにより、凹溝列に凸溝列を噛み合わせ、駆動ギア２２２に対する回転軸２１２ａの回転を規制する。
このように構成される第２搬送部材２１２においては、モータ３００からの回転が駆動ギア２２２に伝達されて、スタッド２１２ｆを中心として回転軸２１２ａが回転することになる。そして、第２搬送部材２１２は、回転軸２１２ａの軸回りに回転することによって、現像剤収容器２１０内の現像剤を回転軸２１２ａの方向に搬送する。スタッド２１２ｆ、駆動ギア２２２、軸受２１２ｃ、回転軸２１２ａ及び搬送具２１２ｂは本発明に係る現像剤搬送装置の一例に相当する。駆動ギア２２１、軸受２１１ｃ、回転軸２１１ａ及び搬送具２１１ｂは本発明に係る第２の現像剤搬送装置の一例に相当する。
【００２４】
ここで、図４に戻って、第１搬送部材２１１の軸受２１１ｃと第２搬送部材２１２の軸受２１２ｃとを比較すると明らかなように、軸受２１２ｃは、回転軸２１２ａの軸方向において回転軸２１２ａから離間した位置に設けられている。この構成により、軸受２１２ｃは、回転軸２１２ａや磁気シール２１２ｄ、オイルシール２１２ｅに対してある程度の距離が保たれる。
図７は、磁気シール、オイルシール、軸受、現像剤のそれぞれに起因する回転軸の温度上昇値の計測結果を示す図である。図７に示す計測結果においては、軸受に起因する温度上昇が最も大きくなっている。搬送部材の回転軸は、磁気シールやオイルシールとの摩擦によって温度が上昇する場合がある。また、現像剤の搬送部材の軸受が高速回転することにより発生した摩擦熱が回転軸に伝わり、回転軸が更に高温になる場合がある。この実施形態では、軸受２１２ｃと回転軸２１２ａとを離間した位置に設けることにより、軸受２１２ｃに起因する回転軸２１２ａの温度上昇が軽減されていることが分かる。
【００２５】
この実施形態では、スタッド２１２ｆは、モーターブラケット２１２ｇにより現像装置１７５に固定されている。モーターブラケット２１２ｇは、現像剤を収容する現像剤収容器２１０とは別部品で形成されている。このように軸受を、現像剤を保持しているハウジングとは別部品で支持することで、発熱部から遠ざけ、これにより回転軸の温度の上昇が抑制される。
【００２６】
また、第１搬送部材２１１と第２搬送部材２１２とを比較すると、第２搬送部材２１２のほうが温度の上昇度が大きい場合が多い。これは、第２搬送部材２１２のほうがモータ３００に近く第２搬送部材２１２にかかるトルクが第１搬送部材２１１よりも大きくなるため、軸受２１２ｃにおける摩擦が大きくなることに起因すると推定される。この実施形態では、温度の上昇度が大きい第２搬送部材２１２において回転軸２１２ａと軸受２１２ｃとの距離を離していることにより、回転軸の温度の上昇が効率よく抑制される。
【００２７】
＜変形例＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。以下にその例を示す。なお、以下の各態様を適宜に組み合わせてもよい。
上述の実施形態では、第２搬送部材２１２において回転軸２１２ａと軸受２１２ｃとの間に距離を設けたが、これに限らず、第１搬送部材２１１において回転軸２１１ａと軸受２１１ｃとの間に距離を設けるようにしてもよい。要は、第１搬送部材２１１及び第２搬送部材２１２の少なくともいずれか一方において、回転軸と軸受との間に距離を設ける構成であればよい。また、上述の実施形態では、スタッド２１２ｆをモーターブラケット２１２ｇによって現像装置１７５に固定したが、モーターブラケット２１２ｇを用いない構成であってもよい。また、上述の実施形態では、現像装置において用いられる現像剤搬送装置について説明したが、本発明に係る現像剤搬送装置は現像装置に限らず、現像剤を搬送する種々の装置において適用される。
【符号の説明】
【００２８】
１…画像形成装置、１７…画像形成部、１７１Ｙ，１７１Ｍ，１７１Ｃ，１７１Ｋ…感光体、１７２Ｙ，１７２Ｍ，１７２Ｃ，１７２Ｋ…帯電器、１７３…露光器、１７５，１７５Ｙ，１７５Ｍ，１７５Ｃ，１７５Ｋ…現像装置、２１４…現像ロール、２１１…第１搬送部材、２１２…第２搬送部材、１７１…感光体、２１１ｂ，２１２ｂ…フィン、２１１ｃ，２１２ｃ…軸受、２１１ｄ，２１２ｄ…磁気シール、２１１ｅ，２１２ｅ…オイルシール、２１２ｆ…スタッド
【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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【図７】
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