(57)【要約】【課題】効率良く冷却することができるようにする。【解決手段】現像剤４０を攪拌しつつ貯留する現像剤貯留部４１と、現像ローラ４２と、現像剤貯留部４１から磁気ブラシローラ４３ｂへ現像剤４０を供給するとともにその現像剤量を規制する現像剤規制ブレード４３ｃとを備える現像装置４において、磁気ブラシローラ４３ｂ、現像剤規制ブレード４３ｃ及び現像剤貯留部４１を包囲する現像容器４５を有し、その現像容器４５に磁気ブラシローラ４３ｂの軸方向に延びた、３つの通風ダクト４６、４７、４８が設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を攪拌しつつ貯留する現像剤貯留部と、現像剤担持体と、前記現像剤貯留部から前記現像剤担持体へ供給される現像剤量を規制する現像剤規制手段とを備える現像装置において、
前記現像剤担持体、前記現像剤規制手段及び前記現像剤貯留部を包囲する現像容器を有し、その現像容器に前記現像剤担持体の軸方向に延びた通風ダクトが複数設けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において、
前記通風ダクトとして、前記現像剤貯留部の下方部分に設けられた第１通風ダクトと、前記現像剤貯留部の上方部分に設けられた第２通風ダクトとを有することを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の現像装置において、
前記第２通風ダクトには、現像剤貯留部に一端側を配設した放熱板の他端側が露出状態で配設されていることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つに記載の現像装置において、
前記通風ダクトとして、更に、前記現像剤規制手段を構成するものであって前記現像剤担持体へ供給される現像剤量を規制するブレードの近傍に設けられた第３通風ダクトを有し、その第３通風ダクトに前記ブレードの一部が露出状態で配設されていることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１つに記載の現像装置を備え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、画像形成装置の内部に配設される現像装置及びその現像装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現像装置として、高画質化を図るために現像装置内部の過度な温度上昇を抑制することが要求される。そして、現像装置内部の温度抑制の手法として、現像装置の内部に通風ダクトを設けて冷却を行う手法が一般的に行われており、その１つとして、現像剤貯留部から現像ローラへ供給される現像剤量を規制する規制ブレードの近傍に、通風ダクトを設けることが提案されている（例えば特許文献１参照）。なお、規制ブレードの近傍に通風ダクトを設ける理由は、規制ブレードと現像剤との摩擦、現像剤担持体と現像剤との摩擦、および現像剤どうしの摩擦によって熱が発生するからである。
【特許文献１】特開２００４−１０９８６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記提案方法による場合には、現像装置の内部に通風ダクトを１箇所だけ設ける構成であるため、他の熱源で発生した熱に対して効率良く冷却することが困難であった。また、上記提案方法では、規制ブレードと接する現像剤量が少なく、更に現像剤が規制ブレード表面の一部を覆ってその覆った現像剤が冷却効果を低減させてしまうため、効率良く冷却することが困難な場合があった。
【０００４】
また、近年、画像再現性を向上させるために、キャリア及びトナーの粒子径の小粒径化が顕著であり、これに伴い現像剤の流動性が低下する為に発熱し易くなってきている。一方、環境性向上の観点から低温定着化も進行してきており、より低温で定着する為にトナーの熱耐性が低下し、より効率よく冷却する必要があった。
【０００５】
更に、二成分現像剤担持体上に形成された磁気ブラシでトナー担持体上にトナー薄層を形成し、そのトナー薄層により潜像担持体上の潜像を現像するタッチダウン現像方式においては、従来の二成分現像装置と比較し、規制ブレードが現像装置内部に配置されているため、放熱効果が低く、より蓄熱され易いという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、効率良く冷却することができる現像装置および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】
本発明の請求項１に係る現像装置は、現像剤を攪拌しつつ貯留する現像剤貯留部と、現像剤担持体と、前記現像剤貯留部から前記現像剤担持体へ供給される現像剤量を規制する現像剤規制手段とを備える現像装置において、前記現像剤担持体、前記現像剤規制手段及び前記現像剤貯留部を包囲する現像容器を有し、その現像容器に前記現像剤担持体の軸方向に延びた通風ダクトが複数設けられていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項２に係る現像装置は、請求項１に記載の現像装置において、前記通風ダクトとして、前記現像剤貯留部の下方部分に設けられた第１通風ダクトと、前記現像剤貯留部の上方部分に設けられた第２通風ダクトとを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項３に係る現像装置は、請求項２に記載の現像装置において、前記第２通風ダクトには、現像剤貯留部に一端側を配設した放熱板の他端側が露出状態で配設されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項４に係る現像装置は、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の現像装置において、前記通風ダクトとして、更に、前記現像剤規制手段を構成するものであって前記現像剤担持体へ供給される現像剤量を規制するブレードの近傍に設けられた第３通風ダクトを有し、その第３通風ダクトに前記ブレードの一部が露出状態で配設されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項５に係る画像形成装置は、請求項１乃至４のいずれか１つに記載の現像装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の現像装置および画像形成装置にあっては、現像剤担持体、現像剤規制手段及び現像剤貯留部を包囲する現像容器に、現像剤担持体の軸方向に延びた通風ダクトが複数設けられているので、従来のように通風ダクトが１つの場合よりも効率良く冷却することができる。すなわち、図５に示す風速と現像剤の温度上昇との関係から理解されるように、風速を高めても現像剤の温度上昇を比例的に低くすることができない。換言すると、風速を高めるよりも、風速増量分で別の部位を冷却する方が冷却効率を高くすることができるからである。
【００１３】
例えば現像剤貯留部を冷却する場合には、請求項２のように、前記現像剤貯留部の下方部分に設けられた第１通風ダクトと、前記現像剤貯留部の上方部分に設けられた第２通風ダクトとを有する構成とすることができる。更には、請求項３のように、現像剤貯留部の熱を放熱板を介して第２通風ダクトへ導き、第２通風ダクト内を、そこを流れるエアにより冷却する構成にすることにより、冷却効率を高くすることができる。
【００１４】
請求項４の現像装置による場合には、現像剤規制手段を構成するものであって現像剤担持体へ供給される現像剤量を規制するブレードの近傍に設けられた第３通風ダクトに、ブレードの一部が露出状態で配設されているので、ブレードの熱が第３通風ダクトに導かれ、第３通風ダクトを流れるエアにより冷却されることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明を具体的に説明する。
【００１６】
図１は、本発明に係る画像形成装置の一例を示す正面図である。
【００１７】
この画像形成装置１は、例えばプリンタであって、像担持体として表面がアモルファスシリコンからなる、概略円柱状の感光体ドラム２を有し、その感光体ドラム２の周囲に、帯電器３、現像装置４、転写体の一例としての転写ローラ５、クリーニングユニット６および除電器７が感光体ドラム２の回転方向（図１では時計回り方向）に沿って配置されている。クリーニングユニット６は、感光体ドラム２の回転方向上流側に設けた研磨ローラ６ａと、その下流側に設けたクリーニングブレード６ｂとを有する。
【００１８】
この画像形成装置１による画像形成処理は、以下のように行われる。帯電器３によって感光体ドラム２の表面を均一に帯電した後、感光体ドラム２の表面に、露光装置８により画像データに応じてレーザ光９を照射することによる露光を行い、これにより感光体ドラム２上に静電潜像が形成される。その後、現像装置４によって感光体ドラム２上の静電潜像が現像されてトナー像とされ、感光体ドラム２上のトナー像は、転写ローラ５によって転写材、例えば記録用紙Ｐに転写される。この転写の際、感光体ドラム２と転写ローラ５との間に転写バイアス電位を印加し、帯電したトナーの記録用紙Ｐへの移動をスムーズに行わせるようにしている。
【００１９】
転写の後、感光体ドラム２上に残留したトナーは、研磨ローラ６ａによる感光体ドラム２の研磨にて研磨ローラ６ａに付着し、その後にクリーニングブレード６ｂによって回収される。その後、感光体ドラム２上の残留電位が除電器７によって消去される。その後、再び帯電器３によって帯電されて、以上の画像形成処理が繰返される。
【００２０】
一方、記録用紙Ｐは、用紙供給装置２０により給紙カセット１０から繰り出されて搬送ライン１２に沿って搬送され、感光体ドラム２と転写ローラ５との間に送られ、ここで転写ローラ５によって感光体ドラム２上のトナー像が転写され、その後定着ユニット１３を経て排紙トレイ１４に排紙される。なお、搬送ライン１２の転写ローラ５よりも上流側にはレジストセンサ（図示せず）が設けられていて、このレジストセンサのオンオフに基づき記録用紙Ｐの搬送方向両端の検出が行われ、感光体ドラム２上のトナー像と記録用紙Ｐとの位置合わせなどが行われる。
【００２１】
図２は現像装置４を示す断面図で、図３は現像装置４を示す外観斜視図である。なお、図２は図３におけるＩＩ−ＩＩ線による断面図である。
【００２２】
この現像装置４は、現像剤４０を攪拌しつつ貯留する現像剤貯留部４１と、感光体ドラム２にトナー像を形成させるための現像ローラ４２と、現像ローラ４２へトナーを供給する磁気ブラシローラ４３ｂと、現像剤貯留部４１から磁気ブラシローラ４３ｂへ供給される現像剤量を規制する現像剤規制ブレード４３ｃと、磁気ブラシローラ４３ｂ、現像剤規制ブレード４３ｃ及び現像剤貯留部４１を包囲する現像容器４５とを有する。なお、本実施形態では、現像ローラ４２及び磁気ブラシローラ４３ｂは現像剤担持体を構成する。
【００２３】
現像剤貯留部４１は、放熱板４１ａで２つに仕切られた貯留部４１ｂ、４１ｃを有し、各貯留部４１ｂ、４１ｃには攪拌用のスクリュウフィーダー４１ｄ、４１ｅが現像剤４０の送り方向を反対方向にして設けられている。上記放熱板４１ａの素材としては、例えばアルミニウム等の金属が用いられる。
【００２４】
現像剤規制ブレード４３ｃは、現像剤貯留部４１の上方に設けた汲み上げマグネットローラ４３ａ、その汲み上げマグネットローラ４３ａの近傍に設けた磁気ブラシローラ４３ｂ、および磁気ブラシローラ４３ｂに対して設けた現像剤規制ブレード４３ｃを有する。
汲み上げマグネットローラ４３ａは、現像剤貯留部４１の現像剤４０に含まれるトナーを汲み上げて磁気ブラシローラ４３ｂに供給するものであり、現像剤規制ブレード４３ｃは磁気ブラシローラ４３ｂ上の現像剤量を規制する板状のものである。
【００２５】
現像剤４０としては、以下のものを用いている。即ち、例えばマルチサイザーＩＩＩ（ベックマン・コールター社製）、アパチャー径１００μｍ（測定範囲２．０〜６０μｍ）にて測定されるトナー体積平均粒子径が４．０〜７．０μｍであるトナー粒子と、重量平均粒子径が２５〜５０μｍのキャリア粒子とからなる現像剤のように小粒径のトナー及びキャリアからなる現像剤は、流動性（ＡＤ値が２．００ｇ／ｃｍ３以下、特に１．８０ｇ／ｃｍ３以下）が低く、蓄熱、発熱しやすい。一方、トナー体積平均粒子径が４．０μｍ未満では現像性が低下し、キャリア重量平均粒子径が２５μｍ未満ではキャリア飛びが発生するため好ましくない。そこで、本実施形態では、体積平均粒子径が６．５μｍのトナーと、重量平均粒子径が４０μｍのキャリアとを含む現像剤であって、飽和磁気が６５ｅｍｕ／ｇのものを用いている。なお、飽和磁気は、ＴＯＥＩ社製ＶＳＭ−Ｐ７を用いて、磁場７９．６ｋＡ／ｍ（１ｋＯｅ）で測定し、ＡＤ値はＪＩＳ−Ｚ２５０４（粉末見掛け密度計）を用いて測定している。
【００２６】
また、各部の設定は以下のように行っている。即ち、感光体ドラム２の周速は３００ｍｍ／ｓｅｃ、現像ローラ４２の周速は４５０ｍｍ／ｓｅｃ、磁気ブラシローラ４３ｂの周速は６７５ｍｍ／ｓｅｃであり、現像ローラ４２と磁気ブラシローラ４３ｂとの間のギャップは３５０μｍ、感光体ドラム２と現像ローラ４２との間のギャップは２５０μｍ、現像剤規制ブレード４３ｃと磁気ブラシローラ４３ｂとの間のギャップは３００μｍに設定している。
【００２７】
そして、上述した現像容器４５には、磁気ブラシローラ４３ｂの軸方向に延びた、複数（図示例では３つ）の通風ダクト４６、４７、４８が設けられている。これら３つの通風ダクト４６、４７、４８における内部空洞の断面積は、本実施形態では全て同一とした。ここで、現像剤貯留部４１の下方部分に設けられた通風ダクト４６を第１通風ダクト、現像剤貯留部４１の上方部分に設けられた通風ダクト４７を第２通風ダクト、現像剤規制ブレード４３ｃの近傍に設けられた通風ダクト４８を第３通風ダクトと言う。上記現像容器４５における現像剤貯留部４１の下方の底部は、冷却効率が優れた金属製（例えばアルミニウム等）の冷却部材４５ａで構成されていて、冷却部材４５ａには現像剤貯留部４１内の現像剤４０が接触しているとともに、その冷却部材４５ａの箇所に前記第１通風ダクト４６が設けられている。よって、現像剤貯留部４１内における現像剤４０の熱は、冷却部材４５ａ及び第１通風ダクト４６を介して外部へ放出されることになる。なお、第１通風ダクト４６は、本実施形態では４つに分割して形成されているが、１つに纏めるようにしてもよい。
【００２８】
第２通風ダクト４７には、現像剤貯留部４１に一端側を配設した放熱板４１ａの他端側が露出状態で配設されている。また、第３通風ダクト４８には前記現像剤規制ブレード４３ｃの一部が露出状態で配設されている。
【００２９】
図４は、３つの通風ダクト４６、４７、４８の１つに対し、或いは２つに対し、或いは３つ全てに対しエアを送風して現像剤の温度上昇値（度）を調べた結果を纏めた図である。但し、（ａ）は３つの通風ダクトの１つにエアを６０００ｍｍ／ｓｅｃで送風し、残り２つにはエアの送風を停止している。また、（ｂ）は３つの通風ダクトの２つにエアを３０００ｍｍ／ｓｅｃずつで送風し、残り１つにはエアの送風を停止している。更に、（ｃ）は３つの通風ダクトに２０００ｍｍ／ｓｅｃずつで送風し、（ａ）〜（ｃ）で送風量の合計を一致させている。更に、現像剤の温度上昇値に関しては、上記（ａ）及び（ｂ）のときに通風ダクトへのエア送風と送風停止とを選択的に行い、その中で温度上昇値が一番低くなるものを示した。
【００３０】
この図４から理解されるように、３つの通風ダクトの１つにエアを送風した（ａ）よりも、３つの通風ダクトの２つにエアを送風した（ｂ）の方が、冷却効率を高めることができ、更に３つの通風ダクトの全てにエアを送風した（ｃ）では最も高い冷却効率を確保することができる。
【００３１】
従って、本実施形態による場合には、現像容器４５に、磁気ブラシローラ４３ｂの軸方向に延びた３つの通風ダクト４６〜４８が設けられているので、従来のように通風ダクトが１つの場合よりも効率良く冷却することができる。
【００３２】
なお、上述した実施形態では３つの通風ダクト４６〜４８を設けているが、本発明はこれに限らず、２つの通風ダクトまたは４以上の通風ダクトを設けるようにしてもよい。２つの通風ダクトを設ける場合には、現像剤の温度上昇値を低くすることができるように、第１通風ダクト４６と第２通風ダクト４７を組み合わせたものが好ましい。第１通風ダクト４６及び第２通風ダクト４７のいずれか一方と第３通風ダクト４８を組み合わせると、冷却効率が低下するからである。その理由は、第３通風ダクト４８による場合には、冷却された現像剤規制ブレード４３ｃにより、これと接触する現像剤を冷却する冷却メカニズムとなるので、現像剤を効率よく冷却できないからである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す正面図である。
【図２】現像装置を示す断面図（図３におけるＩＩ−ＩＩ線による断面図）である。
【図３】現像装置を示す外観斜視図である。
【図４】３つの通風ダクトの１つに対し、或いは２つに対し、或いは３つ全てに対しエアを送風して現像剤の温度上昇値（度）を調べた結果を纏めた図である。
【図５】風速と現像剤の温度上昇との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    画像形成装置
４    現像装置
４０    現像剤
４１    現像剤貯留部
４１ａ    放熱板
４２    現像ローラ（現像剤担持体）
４３ｂ    磁気ブラシローラ（現像剤担持体）
４３ｃ    現像剤規制ブレード
４５    現像容器
４６    通風ダクト（第１通風ダクト）
４７    通風ダクト（第２通風ダクト）
４８    通風ダクト（第３通風ダクト）
【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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