説明

現像装置および画像形成装置

【課題】現像剤の昇温を有効に抑制することのできる現像装置を提供する。
【解決手段】非磁性の色剤と磁性粒子とを含む現像剤が収容される収容器と、該収容器内の現像剤が長手方向に循環されるように並列状態で設けられ、一端部に形成される開口部を介して互いに通じる第1の通路および第2の通路と、第1の通路に設けられ、搬送した現像剤を開口部を介して第1の通路側から第2の通路側に受け渡す第1の搬送手段と、開口部を介して受け渡された現像剤を開口部の反対側に搬送する第2の搬送手段とを少なくとも備え、第1の通路が有する底部について、少なくとも開口部と対向する領域を含む部位が、底部を形成するその他の部位よりも熱伝導率が高くなるように構成された。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、現像装置および画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
コピー機、プリンタ、ファクシミリ装置等の電子写真方式を用いる画像形成装置においては、例えば、トナー(非磁性の色剤)とキャリア(磁性粒子)とを含む現像剤が使用され、感光体ドラム等の像保持体上に形成された静電潜像を現像剤によって可視化し、その可視像(トナー像)を印刷用紙等の記録媒体上に転写した後、定着処理を行うプロセスが一般的である。
【0003】
ところで、前記現像剤を用いる現像装置では、現像剤を保持する現像ローラ等による現像を良好に行わせるために、現像剤の攪拌混合を行ってトナーを帯電させている。
【0004】
この際に、現像剤同士の摩擦や、現像剤と各種部材との摩擦等により現像剤が昇温し、最悪の場合にはトナーが溶融してしまうことがあった。
【0005】
特に、現像剤を収容する収容器において、現像剤を循環させて搬送する際に、収容器の端部において現像剤の滞留等が発生した場合には、その端部付近の現像剤の温度が一層上昇することがあった。
【0006】
そこで、現像剤の昇温を抑制する技術が種々提案されている(例えば、特開2008−129562号公報、特開2008−70402号公報等)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2008−129562号公報
【特許文献2】特開2008−70402号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、現像剤の昇温を有効に抑制することの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】
【0009】
前記課題を解決するため、請求項1の発明に係る現像装置は、色剤を含む現像剤が収容される収容器と、該収容器内の現像剤が長手方向に循環されるように並列状態で設けられ、両端部に形成される開口部を介して互いに通じる第1の通路および第2の通路と、前記第1の通路に設けられ、現像剤を一方の開口部側に撹拌しながら搬送すると共に、搬送した現像剤を当該一方の開口部を介して前記第1の通路側から前記第2の通路側に受け渡す第1の搬送手段と、前記第2の通路に設けられ、前記一方の開口部を介して受け渡された現像剤を他方の開口部側に搬送する第2の搬送手段とを少なくとも備え、前記第1の通路が有する底部について、少なくとも前記一方の開口部と対向する領域を含む部位が、当該底部を形成するその他の部位よりも熱伝導率が高くなるように構成されたことを特徴とする。
【0010】
請求項2の発明に係る現像装置は、請求項1に記載の発明について、前記第1の通路が有する底部について、少なくとも前記一方の開口部と対向する領域に相当する部位に、当該部位の放熱を行う放熱部材を設けることを特徴とする。
【0011】
請求項3の発明に係る現像装置は、請求項1または請求項2の何れかに記載の発明について、前記第1の通路が有する底部について、少なくとも前記一方の開口部と対向する領域に相当する部位を冷却する冷却手段を備えることを特徴とする。
【0012】
請求項4の発明に係る現像装置は、請求項3に記載の発明について、前記冷却手段は、前記収容器の長手方向に沿って設けられ、該収容器内に空気を導入する通気口と、該通気口を介して前記収容器内に導入される空気を前記第1の通路における前記少なくとも前記一方の開口部と対向する領域に導く導入路とから構成されることを特徴とする。
【0013】
請求項5の発明に係る画像形成装置は、請求項1から請求項4の何れかに記載の現像装置と、該現像装置によって現像された画像を記録媒体に形成する画像形成手段とを少なくとも備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば以下の効果を奏することができる。
【0015】
すなわち、請求項1に記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、第1の通路が有する底部について少なくとも開口部と対向する領域を含む部位をその他の部位よりも熱伝導率が高くなるように構成し、現像剤の昇温を有効に抑制する現像装置を提供することができる。
【0016】
請求項2に記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、放熱部材によって現像剤の昇温をより有効に抑制する現像装置を提供することができる。
【0017】
請求項3に記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、冷却手段によって現像剤の昇温をより有効に抑制する現像装置を提供することができる。
【0018】
請求項4に記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、現像剤の昇温をより有効に抑制する現像装置を提供することができる。
【0019】
請求項5に記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、現像剤の昇温をより有効に抑制する画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す構成図である。
【図2】実施の形態に係る現像装置の概略構成を示す構成図である。
【図3】実施の形態に係る現像装置の概略構成を示す内部構成図である。
【図4】実施の形態に係る現像装置の要部を示す説明図である。
【図5】実施の形態に係る現像装置における現像剤の循環状況を示す説明図である。
【図6】実施の形態に係る現像装置の概略構成を示す斜視図である。
【図7】実施の形態に係る現像装置の要部を示す説明図である。
【図8】実施の形態に係る現像装置の概略構成を示す内部構成図である。
【図9】他の実施の形態に係る現像装置の概略構成を示す斜視図である。
【図10】他の実施の形態に係る現像装置の概略構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明の一例としての実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、ここでの説明は本発明が実施される最良の形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。
【0022】
図1から図10を参照して、本発明についての実施の形態に係る画像形成装置PR1について説明する。
【0023】
図1は本発明の実施の形態に係る画像形成装置(タンデム式デジタルカラー複写機)PR1の全体説明図である。
【0024】
図1に示すように、画像形成装置PR1は、ユーザインタフェースUI、イメージ入力装置U1、給紙装置U2、画像形成装置本体U3、および用紙処理装置U4を有している。
【0025】
ユーザインタフェースUIは、各種走査を行うボタンや表示器UI1を備えている。
【0026】
イメージ入力装置U1は、例えば自動原稿搬送装置およびイメージスキャナ等により構成されている。
【0027】
イメージ入力装置U1は、原稿を読み取って、R(赤)、G(緑)、B(青)の画像データに変換し、画像形成装置本体U3に入力する。
【0028】
給紙装置U2は、複数の給紙部TR1〜TR4、各給紙部TR1〜TR4に収容された画像記録用の記録用紙Sを取り出して画像形成装置本体U3に搬送する給紙路SH1等を有している。
【0029】
画像形成装置本体U3は、給紙装置U2から搬送された記録用紙Sに画像記録を行う画像記録部、トナー供給装置U3a、用紙搬送路SH2、用紙排出路SH3、用紙反転路SH4、用紙通路SH6等を有している。
【0030】
また、画像形成装置本体U3は、制御装置Cにより制御されるレーザ駆動回路Dおよび電源回路E等を有している。
【0031】
制御装置Cにより作動を制御されるレーザ駆動回路Dは、イメージ入力装置U1から入力されたY(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(黒)の画像データに応じたレーザ駆動信号を各色のトナー像形成装置UY,UM,UC,UKの潜像形成装置Ry,Rm,Rc,Rkに出力する。
【0032】
K(黒)のトナー像形成装置UKの感光体ドラムPkの周囲には、帯電器CCk、現像装置100k、クリーナCLk等が配置されている。
そして、他のトナー像形成装置UY,UM,UCの前記感光体ドラムPy,Pm,Pcの周囲にもそれぞれ前記感光体ドラムPkの周囲と同様の帯電器CCy,CCm,CCc、現像装置100y,100m,100c、クリーナCLy,CLm,CLc等が配置されている。
【0033】
なお、現像装置100y,100m,100c、100kは、同様の構成を有しており、以降、総称して現像装置100という。
【0034】
また、現像装置100の構成については後述する。
【0035】
感光体ドラムPy,Pm,Pc,Pkは、それぞれ帯電器CCy,CCm,CCc,CCkにより一様に帯電された後、潜像形成装置Ry,Rm,Rc,Rkの出力するレーザビームLy,Lm,Lc,Lkによりその表面に静電潜像が形成される。 感光体ドラムPy,Pm,Pc,Pk表面の静電潜像は、現像装置100y,100m,100c,100kによりY(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(黒)の色のトナー像に現像される。
【0036】
感光体ドラムPy,Pm,Pc,Rk表面上のトナー像は、1次転写ロールT1y,T1m,T1c,T1kにより中間転写ベルトB上に順次重ねて転写され、中間転写ベルトB上にカラー画像が形成され、中間転写ベルトB上に形成されたカラートナー像は、2次転写領域Q4に搬送される。
【0037】
1次転写後、感光体ドラムPy,Pm,Pc,Pk表面の残留トナーは感光体ドラム用のクリーナCLy,CLm,CLc,CLkによりクリーニングされる。
【0038】
ベルトBMは、中間転写ベルトBと、ベルト駆動ロールRd、テンションロールRt、ウォーキングロールRw、複数のアイドラロールRfおよびバックアップロールT2aを含むベルト支持ロール(Rd,Rt,Rw,Rf,T2a)と、1次転写ロールT1y,T1m,T1c,T1kとを有している。
【0039】
そして、中間転写ベルトBはベルト支持ロール(Rd,Rt,Rw,Rf,T2a)により矢印Ya方向に回転移動するように支持されている。
【0040】
バックアップロールT2aの下方には2次転写ユニットUtが配置されている。また、ベルトBMの下方には用紙搬送路SH2が配置されている。
【0041】
給紙装置U2の給紙路SH1から給紙された記録用紙Sは、用紙搬送路SH2のレジロールRrに搬送されて、カラートナー像が2次転写領域Q4に搬送されるのにタイミングを合わせてレジ側用紙ガイドSGr、転写前用紙ガイドSG2を通って2次転写領域Q4に搬送される。
【0042】
中間転写ベルトB上のカラートナー像は、2次転写領域Q4を通過する際に2次転写器T2により記録用紙Sに転写される。なお、フルカラー画像の場合は中間転写ベルトB表面に重ねて1次転写されたトナー像が一括して記録用紙Sに2次転写される。
【0043】
トナー像が2次転写された記録用紙Sは、転写後用紙ガイドSG3、用紙搬送ベルトBHを通って定着装置Fの一対の定着ロールFhと加圧ロールFpとが圧接する領域(定着領域)Q5に搬送される。
【0044】
記録用紙S上のトナー像は定着領域Q5を通過する際に定着装置Fにより加熱定着される。
【0045】
用紙処理装置U4は、記録用紙Sのカール補正装置等を備え、処理後に記録用紙Sを用紙排出部TH1に排出する。
【0046】
次に、図2から図10を参照して、実施の形態に係る現像装置100について説明する。
【0047】
図2に示すように、現像装置100は現像容器21(収容器の一例)内部に仕切り板48を設けられている。
【0048】
そして、この仕切り板48によって、現像剤の第1の通路R1および第2の通路R2が仕切られている。
【0049】
第1の通路R1および第2の通路R2は、現像容器21内の現像剤が長手方向に循環されるように並列状態で設けられ、仕切板48の一端部に形成される開口部200を介して互いに通じるようになっている(図3等参照)。
【0050】
この開口部200を介して第1の通路R1側から第2の通路R2側に(即ち、下方から上方へ)現像剤の受け渡しが行われるようになっている。
【0051】
なお、第1の通路R1は現像剤撹拌室56と通じ、第2の通路R2は現像剤供給室57と通じている。
【0052】
仕切板48は、その一端が現像容器21の側面に固定されると共に、他端が現像ロール22方向に延びるように設けられている。
【0053】
なお、前記開口部200と反対側の端部にも開口部201が設けられ、第2の通路R2側から第1の通路R1側に(即ち、上方から下方へ)現像剤の受け渡しが行われるようになっている。
【0054】
現像剤撹拌室56の感光体140の付近には、浮遊トナーを回収するためのシールロール23と、このシールロール23に当たる浮遊トナー掻き取り用のスクレーパ24とが設けられ、そのシールロール23の下方に位置する第1の通路R1には現像剤の撹拌搬送部材26(第1の搬送手段の一例)と搬送補助部材41とが設けられている。
【0055】
また、現像剤供給室57に通じる第2の通路R2には現像ロール(マグネットロール)22に対向して供給搬送部材27(第2の搬送手段の一例)が設けられている。
【0056】
ここで、搬送補助部材41は水平方向においてシールロール23と撹拌搬送部材26との間であって、かつ鉛直方向において撹拌搬送部材26と供給搬送部材27との間の位置に設けられている。
【0057】
この搬送補助部材41は、シールロール23にて回収され、かつスクレーパ24にて掻き落とされた浮遊トナーを撹拌搬送部材26に戻すようになっている。
【0058】
本実施の形態において、撹拌搬送部材26、供給搬送部材27および搬送補助部材41は、例えば回転軸に螺旋羽根を設けたスパイラル形状に構成されるが、これに限られるものではなく、現像剤を搬送するものであれば適宜変更してもよい。
【0059】
なお、現像剤撹拌室56の端部には、現像剤を供給する現像剤供給口51が設けられている。
【0060】
ここで、現像剤としては、非磁性の色剤(トナー)と磁性粒子(キャリア)とを含む二成分の現像剤や、磁性体を成分として含む一成分の現像剤が用いられる。
【0061】
また、図3に示すように、撹拌搬送部材26は第1の通路R1において、現像剤は、開口部200へ向かう矢印D1方向に搬送される。
【0062】
そして、開口部200を介して第1の通路R1から第2の通路R2に受け渡された現像剤は、供給搬送部材27によって開口部201へ向かう矢印D2方向に搬送される。
【0063】
また、供給搬送部材27によって開口部201まで搬送された現像剤は、開口部201を介して第1の通路R1側に落下する。
【0064】
これにより、現像剤は、D1→D2→D1→・・・の循環が行われる。
【0065】
このような構成を備えた現像装置100では、現像剤供給口51から補給された現像剤は、まず、現像剤供給室57と開口部201を介して現像剤撹拌室56内へ供給される。
【0066】
現像剤撹拌室56の現像剤は撹拌搬送部材26によって撹拌混合され、現像剤撹拌室56の一端部側(矢印D1方向)へ搬送される。
【0067】
一端部に搬送された現像剤は、開口部200付近での現像剤の堆積を防ぐためにその一部が搬送補助部材41によって矢印D2の方向に搬送されると共に、残りの現像剤は現像剤撹拌室56から開口部200を介してその上部の現像剤供給室57に供給される。
【0068】
現像剤供給室57に供給された現像剤は、供給搬送部材27から現像ロール22へ供給され、現像剤が感光体140に供給される。
【0069】
この際に、現像ロール22と感光体140との間で浮遊する浮遊トナーはシールロール23によって回収されると共に、回収された浮遊トナーはスクレーパ24によって掻き落とされた後、搬送補助部材41を介して現像剤撹拌室56内の撹拌搬送部材26に戻される。
【0070】
ところで、第1の通路R1から第2の通路R2に受け渡された現像剤は、磁力により現像ロール22へ保持される(図4の矢印D10参照)が、保持された現像剤の内、感光体140(図2参照)で現像に用いられなかった分の一部が、開口部200を介して再び第1の通路R1に戻ってしまうという現象(即ち、図4および図5の矢印D11→D12→D13→D0のような現像剤の別経路の循環を生じる現象)を生じることが分かっている。
【0071】
そして、本来であれば供給搬送部材27によって第2の通路R2を搬送される間に、現像剤はある程度放熱されてから開口部201を介して第1の通路R1に戻り、撹拌搬送部材26によって開口部201まで循環されて来る。これにより、現像剤の過度の温度上昇が抑制される。
【0072】
しかしながら、上述のような現象によって開口部200付近を循環する現像剤については、前記のような経路による放熱が行われることが無いので、例えば図5に示す領域300において現像剤がストレスを受け続け、現像剤の温度が上昇してしまうという問題があった。
【0073】
そこで、本発明に係る実施の形態では、図3、図6および図7に示す領域A1に相当する第1の通路R1の底部R1aについて、その他の部位R1bよりも熱伝導率が高くなるようにして、放熱の向上を図っている。
【0074】
より具体的には、その他の部位R1bに相当する第1の通路R1の底部を例えばABS樹脂(熱伝導率:0.17〜0.21W/mK)で構成する場合には、領域A1に相当する第1の通路R1の底部R1aについては例えばポリアセタール(polyacetal,polyoxymethylene:略号POM)(熱伝導率:0.25W/mK)で構成する。
【0075】
また、領域A1に相当する第1の通路R1の底部R1aをアルミニウム等の非磁性の金属で構成するようにしてもよい。
【0076】
なお、第1の通路R1の底部R1aの取付方法は、特には限定されず、例えばネジ止め、接着、溶着等が考えられる。
【0077】
これにより、領域A1に相当する第1の通路R1の底部R1aを介して放熱され、現像剤の温度上昇が抑制される。
【0078】
また、図3、図6および図7に示す領域A1は、開口部200に対向する領域であり、この領域を最小領域として、領域A1をより広い範囲としてもよい。
【0079】
即ち、例えば図8に示すように、例えば、第1の通路R1の全幅あるいは仕切板48および開口部200に対向する部位を領域A2(最大領域)として、この領域A2に相当する第1の通路R1の底部R1aを他の部位よりも熱伝導率が高くなるようにしてもよい。
【0080】
また、上述のように、領域A1、A2に相当する第1の通路R1の底部R1aを他の部位よりも熱伝導率が高くなるようにすると共に、あるいはこれに代えて、領域A1、A2に相当する第1の通路R1の底部R1aの外面に、放熱フィン等の放熱部材を設けるようにしてもよい。
【0081】
また、第1の通路R1の底部R1aの外面自体に溝を形成して、表面積を大きくするようにしてもよい。
【0082】
次に、図9および図10を参照して、他の実施の形態に係る現像装置100’について説明する。
【0083】
現像装置100’の全体構成は、現像装置100と同様である。
【0084】
現像装置100’は、現像容器21の長手方向に沿って設けられ、現像容器21内に空気を導入する通気口500と、この通気口500を介して現像容器21内に導入(図9の矢印D20参照)される空気を第1の通路R1における少なくとも開口部200と対向する領域に導く導入路501とから構成される冷却手段を備えている。
【0085】
これにより、通気口500から導入された空気が、導入路501を介して矢印D21方向から開口部200と対向する領域に導かれ、開口部200の付近で循環する比較的高温の現像剤が空冷される。
【0086】
なお、前記冷却手段は、現像剤の空冷用として設けてもよいし、或いは浮遊する現像剤を吸引する構成を流用するようにしてもよい。
【0087】
このように、本実施の形態に係る画像形成装置PR1および現像装置100、100’によれば、現像剤の昇温が有効に抑制される。
【0088】
以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって開示された技術に限定されるものではないと考えるべきである。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈すべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲内でのすべての変更が含まれる。
【0089】
例えば、冷却手段として、第1の通路R1の底部R1aの外面にペルチェ素子等を設けるようにしてもよい。
【0090】
また、第1の通路R1の底部R1aに流路を設けて冷媒を循環させることも考えられる。
【0091】
また、前記実施の形態では、第1の通路R1と第2の通路R2が上下方向に並列状態で設けられる場合を示したが、これに限らず、第1の通路R1と第2の通路R2が横方向に並列状態で設けられる場合にも適用される。
【産業上の利用可能性】
【0092】
本発明による現像装置および画像形成装置は、現像剤を用いたプリンタや複合機等に適用することができる。
【符号の説明】
【0093】
PR1 画像形成装置
100 現像装置
R1 第1の通路
R1a 底部
R1b その他の部位
R2 第2の通路
21 現像容器
22 現像ロール
23 シールロール
24 スクレーパ
26 撹拌搬送部材
27 供給搬送部材
41 搬送補助部材
48 仕切板
51 現像剤供給口
56 現像剤撹拌室
57 現像剤供給室
140 感光体
200 開口部
201 開口部
500 通気口
501 導入路
B 中間転写ベルト
BH 用紙搬送ベルト
BM ベルト
C 制御装置
CCy,CCm,CCc,CCk 帯電器
CLy,CLm,CLc,CLk クリーナ
D レーザ駆動回路
E 電源回路
F 定着装置
Fh 定着ロール
Fp 加圧ロール
Ly,Lm,Lc,Lk レーザビーム
Py,Pm,Pc,Pk 感光体ドラム
Q4 2次転写領域
Q5 定着領域
Rd ベルト駆動ロール
Rf アイドラロール
Ry,Rm,Rc,Rk 潜像形成装置
Rr レジロール
Rt テンションロール
Rw ウォーキングロール
S 記録用紙
T1y,T1m,T1c,T1k 1次転写ロール
T2 2次転写器
T2a バックアップロール
TH1 用紙排出部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
色剤を含む現像剤が収容される収容器と、
該収容器内の現像剤が長手方向に循環されるように並列状態で設けられ、両端部に形成される開口部を介して互いに通じる第1の通路および第2の通路と、
前記第1の通路に設けられ、現像剤を一方の開口部側に撹拌しながら搬送すると共に、搬送した現像剤を当該一方の開口部を介して前記第1の通路側から前記第2の通路側に受け渡す第1の搬送手段と、
前記第2の通路に設けられ、前記一方の開口部を介して受け渡された現像剤を他方の開口部側に搬送する第2の搬送手段と、
を少なくとも備え、
前記第1の通路が有する底部について、少なくとも前記一方の開口部と対向する領域を含む部位が、当該底部を形成するその他の部位よりも熱伝導率が高くなるように構成されたことを特徴とする現像装置。
【請求項2】
前記第1の通路が有する底部について、少なくとも前記一方の開口部と対向する領域に相当する部位に、当該部位の放熱を行う放熱部材を設け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の通路が有する底部について、少なくとも前記一方の開口部と対向する領域に相当する部位を冷却する冷却手段を備えることを特徴とする請求項1または請求項2の何れかに記載の現像装置。
【請求項4】
前記冷却手段は、
前記収容器の長手方向に沿って設けられ、該収容器内に空気を導入する通気口と、
該通気口を介して前記収容器内に導入される空気を前記第1の通路における前記少なくとも前記一方の開口部と対向する領域に導く導入路と、
から構成され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】
請求項1から請求項4の何れかに記載の現像装置と、
該現像装置によって現像された画像を記録媒体に形成する画像形成手段と、
を少なくとも備えることを特徴とする画像形成装置。

【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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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2012−128245(P2012−128245A)
【公開日】平成24年7月5日(2012.7.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−280465(P2010−280465)
【出願日】平成22年12月16日(2010.12.16)
【出願人】(000005496)富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Fターム(参考)】