(57)【要約】【課題】現像ローラが高速かつ連続回転しても、現像剤との摩擦による温度上昇を抑制し、長期間にわたり安定した画像を形成できる小型の現像装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】現像ローラ６２は、回転駆動する現像スリーブ７０と、現像スリーブ７０に内蔵された回転駆動しないマグネット部６４とを備えている。マグネット部６４内には、マグネット部６４の一方の軸端部６４ａに設けられた開口６６ａと外周面６４ｂに設けられた開口６６ｂとを繋ぐ第１貫通路６６が設けられている。現像スリーブ７０内には、フランジ７０ｄの内壁面に設けられた開口７２ａと軸端部７０ａに設けられた開口７２ｂとを繋ぐ第２貫通路７２が設けられている。第１貫通路６６と第２貫通路７２は、マグネット部６４の外周面６４ｂと現像スリーブ７０の内周面７０ｂとの間に形成された隙間を介して連通している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に、現像剤を担持する現像ローラと、前記現像ローラの表面上の現像剤の厚みを規制するブレードと、を有した現像装置であって、
前記現像ローラが、回転駆動する現像スリーブと、前記現像スリーブに内蔵された回転駆動しないマグネット部とを備え、
前記マグネット部には複数の磁極が配設されるとともに、前記マグネット部内にはマグネット部の軸端部と外周面とを繋ぐ第１貫通路が設けられ、
前記現像スリーブ内にはフランジ部の内壁面と現像スリーブの軸端部とを繋ぐ第２貫通路が設けられ、
前記第１貫通路と前記第２貫通路が、前記マグネット部の外周面と前記現像スリーブの内周面との間に形成された隙間を介して連通していること、
を特徴とする、現像装置。
【請求項２】
前記第１貫通路のマグネット部の外周面における開口が、前記ブレードに対向する位置、もしくは、前記ブレードに対向する位置より前記現像スリーブの回転方向の若干上流側の位置に配置されてい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】
前記第１貫通路のマグネット部の軸端部における開口から、空気を前記第１貫通路に強制的に供給、もしくは、空気を前記第１貫通路から強制的に吸引していることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記第１貫通路が、軸方向において、前記空気の上流側に位置する軸中心から前記空気の下流側に位置する外周面に向かって傾斜し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】
前記第１貫通路が、マグネット部の径方向において、前記空気の上流側に位置する軸中心から前記空気の下流側に位置する外周面に向かって、前記現像スリーブの回転方向の下流側に傾斜していることを特徴とする、請求項３または請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
前記第１貫通路のマグネット部の外周面における開口が、軸方向に点在した複数の開口、もしくは、軸方向に延在したスリット状の開口であることを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像スリーブの内周面が凹凸形状であることを特徴とする、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の現像装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか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、複写機やプリンタ、ファクシミリなどの現像装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、現像ローラ両端のフランジのうち、一方のフランジに外面から内面に向けて内窄まり状の貫通孔を形成し、他方のフランジに内面から外面に向けて外広がり状の貫通孔を形成した現像装置が記載されている。この現像装置は、現像ローラが高速かつ連続回転して、磁界発生手段を内蔵した現像ローラの回転による渦電流や現像剤との摩擦によって発熱があっても、温度上昇を抑えて現像剤の変質を防止して、濃度低下がない高品位な画像を得ることができる。
【０００３】
また、特許文献２には、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、露出部より回転部材の熱を放熱する現像装置が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２１５８０３号公報
【特許文献２】特開２００５−１４８１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の現像装置は、スリーブ内周面とマグネット部の隙間が狭く、マグネット部の外周面の一部に溝を設けたとしても、十分な気流が発生しないおそれがある。また、気流出口側では、感光体ドラムと現像ローラとの間で現像剤が気流によって飛散する心配がある。気流入口側では、空気だけでなく飛散した現像剤も貫通孔からローラ内部に侵入して磁力分布が乱れ、機内汚染および現像性能低下などによって画像不良が発生する場合がある。
【０００６】
また、特許文献２の現像装置は、現像スリーブ端部には現像には関与しない冷却用の領域が必要となり、現像装置自体が大きくなってしまう。
【０００７】
それゆえに、本発明の主たる目的は、現像ローラが高速かつ連続回転しても、現像剤との摩擦による温度上昇を抑制し、長期間にわたり安定した画像を形成できる小型の現像装置および画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、ハウジング内に、現像剤を担持する現像ローラと、現像ローラの表面上の現像剤の厚みを規制するブレードと、を有した現像装置であって、現像ローラが、回転駆動する現像スリーブと、現像スリーブに内蔵された回転駆動しないマグネット部とを備え、マグネット部には複数の磁極が配設されるとともに、マグネット部内にはマグネット部の軸端部と外周面とを繋ぐ第１貫通路が設けられ、現像スリーブ内にはフランジ部の内壁面と現像スリーブの軸端部とを繋ぐ第２貫通路が設けられ、第１貫通路と第２貫通路が、マグネット部の外周面と現像スリーブの内周面との間に形成された隙間を介して連通していること、を特徴とする、現像装置である。
【０００９】
請求項１の発明では、現像ローラを冷却するための気流が、現像ローラ内の第１貫通路、第２貫通路、ならびに、マグネット部の外周面と現像スリーブの内周面との間に形成された隙間を流れるため、現像装置が大型とならない。また、気流の入出口が、マグネット部の軸端部や現像スリーブの軸端部に位置しているため、現像剤が気流によって飛散したり、飛散した現像剤が現像ローラ内部に侵入したりする心配がない。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明に従属する発明であって、第１貫通路のマグネット部の外周面における開口が、ブレードに対向する位置、もしくは、ブレードに対向する位置より現像スリーブの回転方向の若干上流側の位置に配置されていることを特徴とする、現像装置である。
【００１１】
請求項２の発明では、現像剤へのストレスが最も大きいブレード部もしくはブレード上流の現像剤溜りを集中的に冷却するため、現像ローラおよび現像剤の温度上昇を抑制する効果が高い。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に係る発明に従属する発明であって、第１貫通路のマグネット部の軸端部における開口から、空気を第１貫通路に強制的に供給、もしくは、空気を第１貫通路から強制的に吸引していることを特徴とする、現像装置である。
【００１３】
請求項３の発明では、空気排出口が第１貫通路のマグネット部の軸端部に設けられているため、感光体ドラムに対向した現像装置の開口部から感光体ドラムに向かって気流が発生することがない。従って、現像剤の飛散が少ない。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明に従属する発明であって、第１貫通路が、軸方向において、気流の上流側に位置する軸中心から気流の下流側に位置する外周面に向かって傾斜していることを特徴とする、現像装置である。
【００１５】
請求項４の発明では、第１貫通路が、軸方向において、気流の上流側に位置する軸中心から気流の下流側に位置する外周面に向かって傾斜しているため、第１貫通路内を気流が流通する際に受ける内壁面からの抵抗が軽減し、第１貫通路内を気流が円滑に流れる。
【００１６】
請求項５に係る発明は、請求項３または請求項４に係る発明に従属する発明であって、第１貫通路が、マグネット部の径方向において、空気流の上流側に位置する軸中心から空気流の下流側に位置する外周面に向かって、現像スリーブの回転方向の下流側に傾斜していることを特徴とする、現像装置である。
【００１７】
請求項５の発明では、第１貫通路が、マグネット部の径方向において、気流の上流側に位置する軸中心から気流の下流側に位置する外周面に向かって、現像スリーブの回転方向の下流側に傾斜しているため、マグネット部の外周面と現像スリーブの内周面との間に形成された隙間に発生する、現像スリーブの回転に伴う気流の流れを、マグネット部の外周面に設けられた開口から吹き出される気流が乱さない。
【００１８】
請求項６に係る発明は、請求項１〜請求項５のいずれかに係る発明に従属する発明であって、第１貫通路のマグネット部の外周面における開口が、軸方向に点在した複数の開口、もしくは、軸方向に延在したスリット状の開口であることを特徴とする、現像装置である。
【００１９】
請求項６の発明では、マグネット部の外周面に設けられた開口から吹き出された気流が、現像装置の仕様に合わせて、現像スリーブの内周面の最適な部分に当てることができる。
【００２０】
請求項７に係る発明は、請求項１〜請求項６のいずれかに係る発明に従属する発明であって、現像スリーブの内周面が凹凸形状であることを特徴とする、現像装置である。
【００２１】
請求項７の発明では、現像スリーブの内周面を凹凸形状にしているため、現像スリーブの内周面の表面積が増大する。従って、マグネット部の外周面と現像スリーブの内周面との間に形成された隙間を流通している気流の接触面積が増え、冷却能力が大幅に向上する。
【００２２】
請求項８に係る発明は、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の現像装置を備えていることを特徴とする、画像形成装置である。
【００２３】
請求項８の発明では、現像ローラが高速かつ連続回転しても、現像剤との摩擦による温度上昇を抑制し、長期間にわたり安定した画像を形成できる小型の現像装置を備えた画像形成装置が得られる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、現像ローラを冷却するための気流の通路として、現像ローラ内の第１貫通路、第２貫通路、ならびに、マグネット部の外周面と現像スリーブの内周面との間に形成された隙間が利用されるため、現像装置が大型とならない。また、気流の入出口が、マグネット部の軸端部や現像スリーブの軸端部に位置しているため、現像剤が気流によって飛散したり、飛散した現像剤が現像ローラ内部に侵入したりする心配がない。この結果、現像ローラが高速かつ連続回転しても、現像剤との摩擦による温度上昇を抑制し、長期間にわたり安定した画像を形成できる小型の現像装置および画像形成装置を得ることができる。
【００２５】
本発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための最良の形態の説明から一層明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１は本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置１を示す概略構成図である。感光体ドラム２４は駆動手段によって図示矢印の時計回り方向に所定速度で駆動される。感光体ドラム２４の外周近傍には、帯電器３２、現像装置２２、転写ローラ２３、摺擦部材３０が設けられている。感光体ドラム２４は帯電器３２にて表面が一様に帯電される。感光体ドラム２４の回転方向における帯電器３２の下流側には、レーザースキャニングユニット２６が配置されている。レーザースキャニングユニット２６から放射されたレーザ光Ｌは、反射ミラー２８を介して感光体ドラム２４上に照射され、静電潜像が形成される。
【００２７】
レーザースキャニングユニット２６の下流側には、現像装置２２が配置されている。現像装置２２は、ブラックのトナーを感光体ドラム２４に付与するためのものである。現像装置２２に対して、トナーカートリッジ２０が配設されている。
【００２８】
現像装置２２の下流側には、転写ローラ２３が配置されている。さらに、転写ローラ２３の下流側には、感光体ドラム２４に残ったトナーを除去するための摺擦部材３０が配置されている。
【００２９】
一方、ピックアップローラ４２はブラックトナー像と同期して給紙カセット２から被記録材としての用紙Ｐを引き出し、分離ローラ１８と給紙ローラ４４とを介して給紙する。用紙Ｐには感光体ドラム２４上に形成されたトナー像が転写され、定着装置４６に搬入される。トナー画像を転写された用紙Ｐは、定着装置４６で定着され、印刷物として機外に排出されて排紙トレイ５０上に積載される。
【００３０】
（第１の現像装置）
図２は本発明に係る現像装置２２の一例を示す概略構成図、図３は現像ローラ６２の縦断面図、図４はマグネット部６４の外観斜視図である。この現像装置２２は、ハウジング６０内に、現像剤を担持する現像ローラ６２、攪拌スクリュー８０，８２、現像ローラ６２の表面上の現像剤の厚みを規制するドクターブレード８４を有している。撹拌スクリュー８２近傍のハウジング６０の上壁には、トナー補給口（図示せず）が形成され、現像ローラ６２近傍のハウジング６０の側壁には、感光体ドラム２４に対向するための開口部６０ａが形成されている。
【００３１】
現像ローラ６２は、回転駆動する現像スリーブ７０と、現像スリーブ７０に内蔵された回転駆動しないマグネット部６４とを備えている。現像スリーブ７０は略円筒形状をしており、その両端部にはそれぞれフランジ７０ｃ，７０ｄが設けられている。フランジ７０ｄには軸端部７０ａが設けられている。現像スリーブ７０はアルミニウムやステンレスなどからなる。マグネット部６４は略円柱形状をしており、両端部にはそれぞれ軸端部６４ａ，６４ｃが設けられている。マグネット部６４の基体は非磁性材料である樹脂やアルミニウムなどからなる。
【００３２】
マグネット部６４の外周面６４ｂには所定の間隔で磁石Ｎ１，Ｎ２，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が埋設されている。マグネット部６４内には、マグネット部６４の一方の軸端部６４ａに設けられた開口６６ａと外周面６４ｂに設けられた開口６６ｂとを繋ぐ第１貫通路６６が設けられている。第１貫通路６６は、マグネット部６４の軸中心に配設された中心部６７ａと、中心部６７ａから三つに枝分かれした枝部６７ｂとで構成されている。枝部６７ｂは、マグネット部６４の軸方向に対して垂直方向に、中心部から外周面６４ｂに向かって配設されている。第１貫通路６６の開口６６ｂは、軸方向に三つ点在している。
【００３３】
現像スリーブ７０内には、フランジ７０ｄの内壁面に設けられた開口７２ａと軸端部７０ａに設けられた開口７２ｂとを繋ぐ第２貫通路７２が設けられている。第１貫通路６６と第２貫通路７２は、マグネット部６４の外周面６４ｂと現像スリーブ７０の内周面７０ｂとの間に形成された隙間を介して連通している。マグネット部６４は、現像スリーブ７０のフランジ７０ｃ，７０ｄにそれぞれ設けた軸受け（ボールベアリング）７６にて、現像スリーブ７０内において回転自在に支持されている。
【００３４】
回転駆動しないマグネット部６４の軸端部６４ａには、エアダクト９２が接続されている。エアダクト９２内にはファン９０が設置されている。このファン９０で外気を現像ローラ６２内に供給する。供給された外気は、マグネット部６４の第１貫通路６６を通って、マグネット部６４の外周面６４ｂの開口６６ｂから排出され、現像スリーブ７０の内周面７０ｂに当ってその部分を冷却する。その後、外気は、マグネット部６４の外周面６４ｂと現像スリーブ７０の内周面７０ｂとの間に形成された隙間、および、現像スリーブ７０の第２貫通路７２内を流れ、現像スリーブ７０の軸端部７０ａに設けられた開口７２ａから排出される。
【００３５】
また、第１貫通路６６は、マグネット部６４の外周面６４ｂにおける開口６６ｂが、ドクターブレード８４に対向する位置、もしくは、ドクターブレード８４に対向する位置より現像スリーブ７０の回転方向の若干上流側の位置に配置されている。これにより、開口６６ｂから噴出した空気が、ドクターブレード８４やその近傍に当たってその部分を冷却するので、現像剤へのストレスが最も大きいドクターブレード８４の位置もしくはドクターブレード８４の上流の現像剤溜りを集中的に冷却することができる。従って、現像ローラ６２および現像剤の温度上昇を抑制する効果が高いので、温度上昇に起因する現像剤の変質や現像ローラ６２の表面への現像剤の融着等による現像性低下などの問題が生じることなく、長期間にわたり安定した画像を形成できる。
【００３６】
新規現像剤（新規トナー）は、トナー補給口を通ってハウジング６０内に送り込まれる。現像剤には、非磁性粉体のトナーと磁性粉体のキャリアとを混合した現像剤や、非磁性のトナーもしくは磁性のトナーのみからなる現像剤が使用される。撹拌スクリュー８２は補給される新規現像剤を撹拌して撹拌スクリュー８０の上流部に送り込む。撹拌スクリュー８０は撹拌スクリュー８２に対して平行配置され、撹拌スクリュー８２から送り込まれた現像剤を撹拌して現像ローラ６２に送り込む。撹拌スクリュー８０，８２は、スパイラルスクリュー形状の部材であり、回転軸方向に現像剤を搬送させるとともに、回転軸のほぼ直角方向にトナーを放出させる。
【００３７】
現像ローラ６２は、静電潜像を表面に形成する感光体ドラム２４に対向して配置されている。現像ローラ６２は、現像剤を感光体ドラム２４の表面上に付着する。現像ローラ６２は、中心軸周りに回転可能に保持されている。ドクターブレード８４は現像ローラ６２の外周面に近接して、現像ローラ６２の表面に付着する現像剤の量を適切かつ均一にする。現像ローラ６２の一部は開口部６０ａから露出しており、感光体ドラム２４と対向している。現像ローラ６２は表面上の現像剤を感光体ドラム２４に付与する。
【００３８】
以上の構成からなる現像装置２２は、現像ローラ６２を冷却するための気流が、現像ローラ６２内の第１貫通路６６、第２貫通路７２、ならびに、マグネット部６４の外周面６４ｂと現像スリーブ７０の内周面７０ｂとの間に形成された隙間を流れるため、現像装置２２を小型化できる。さらに、外気供給が、回転駆動しないマグネット部６４の軸端部６４ａに設けた開口６６ａから行われているので、エアダクト９２の接続が容易である。
【００３９】
また、気流の現像ローラ６２への入出口が、マグネット部６４の軸端部６４ａや現像スリーブ７０の軸端部７０ａに位置しているため、感光体ドラム２４に対向した現像装置２２の開口部６０ａから感光体ドラム２４に向かって気流が発生することがない。従って、現像剤が気流によって飛散したり、飛散した現像剤が現像ローラ６２の内部に侵入したりする心配がない。
【００４０】
（第２の現像装置）
図５は現像装置の別の一例を示す図であり、現像ローラ６２の縦断面図である。図５において、図３と同一の部品および同一の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。この現像ローラ６２は、マグネット部６４の第１貫通路６６の枝部６７ｂが、軸方向において、気流の上流側に位置する軸中心から気流の下流側に位置する外周面６４ｂに向かって傾斜している。このため、第１貫通路６６内を気流が流通する際に受ける内壁面からの抵抗が軽減し、第１貫通路６６内を気流が円滑に流れる。
【００４１】
（第３の現像装置）
図６は現像装置２２の別の一例を示す概略構成図である。図６において、図２と同一の部品および同一の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。この現像装置２２は、第１貫通路６６の枝部６７ｂが、マグネット部６４の径方向において、気流の上流側に位置するマグネット部６４の軸中心から気流の下流側に位置する外周面６４ｂに向かって、現像スリーブ７０の回転方向の下流側に傾斜している。すなわち、第１貫通路６６の開口６６ｂから噴出される気流の方向は、略反時計回り方向である。
【００４２】
一方、現像スリーブ７０が反時計回り方向に回転すれば、マグネット部６４の外周面６４ｂと現像スリーブ７０の内周面７０ｂとの間に形成された隙間に存在する空気は、反時計回り方向に流れる。この現像スリーブ７０の回転に伴う気流の方向は、第１貫通路６６の開口６６ｂから噴出される気流の方向と略同方向である。従って、第１貫通路６６の開口６６ｂから噴出される気流が、現像スリーブ７０の回転に伴う気流の流れを乱さない。これにより、現像ローラ６２を冷却するための気流が、マグネット部６４の外周面６４ｂと現像スリーブ７０の内周面７０ｂとの間に形成された隙間を円滑に流れるため、冷却能力をより一層向上できる。
【００４３】
（第４の現像装置）
図７は現像装置の別の一例を示す図であり、マグネット部６４の外観斜視図である。図７において、図４と同一の部品および同一の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。このマグネット部６４は、第１貫通路６６のマグネット部６４の外周面６４ｂにおける開口６６ｂが、軸方向に延在したスリット状の開口であることを特徴としている。これにより、開口６６ｂから噴出される気流が当たる現像スリーブ７０の内周面７０ｂの面積が増大する。従って、内周面７０ｂを広範囲に冷却する。
【００４４】
（第５の現像装置）
図８は現像装置のさらに別の一例を示す概略構成図である。図８において、図２と同一の部品および同一の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。この現像装置２２は現像スリーブ７０の内周面７０ｂが凹凸形状になっている。これにより、現像スリーブ７０の内周面７０ｂの表面積が増大する。従って、マグネット部６４の外周面６５ｂと現像スリーブ７０の内周面７０ｂとの間に形成された隙間を流通している気流の接触面積が増え、冷却能力が大幅に向上する。
【００４５】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変形される。前記実施形態ではファン９０で外気を現像ローラ６２内に供給する構造のものを例にして説明したが、ファン９０を逆回転させて現像ローラ６２内部の空気を排出する構造のものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る現像装置の一例を示す概略構成図である。
【図３】図２に示した現像ローラの一例を示す縦断面図である。
【図４】図３に示したマグネット部の一例を示す外観斜視図である。
【図５】現像ローラの別の一例を示す縦断面図である。
【図６】本発明に係る現像装置の別の一例を示す概略構成図である。
【図７】マグネット部の別の一例を示す外観斜視図である。
【図８】本発明に係る現像装置のさらに別の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  画像形成装置
２２  現像装置
６０  ハウジング
６２  現像ローラ
６４  マグネット部
６４ａ  軸端部
６４ｂ  外周面
６６  第１貫通路
７０  現像スリーブ
７０ｂ  内周面
７２  第２貫通路
８４  ドクターブレード
９０  ファン
【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】
2009276579.tif 000007
【図６】
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【図７】
2009276579.tif 000009
【図８】
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