JP2003057927A

JP2003057927A - 現像装置及びこれを備えるプロセスカートリッジ並びに画像形成装置

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Publication number: JP2003057927A
Application number: JP2001245964A
Authority: JP
Inventors: Kouta Arimoto; 孝太有元
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-08-14
Filing date: 2001-08-14
Publication date: 2003-02-28

Abstract

(57)【要約】【課題】低コスト化、装置構成の簡易化を図りつつ、
長時間に亘る連続画像形成中においても、現像剤撹拌搬
送部材の回転軸線方向における現像装置の端部の温度上
昇を抑制し、現像剤の劣化による画質の低下、トナーの
固化による画質低下や現像剤撹拌搬送部材の回転の阻害
を防止することができる現像装置及びこれを備えるプロ
セスカートリッジ並びに画像形成装置を提供する。【解決手段】第一スクリュー２ａの軸線方向の両端部
での熱を現像装置外部に放熱するよう該軸線方向におけ
るベアリング３２ａと磁石３１との間の空間を現像装置
外部に連通させる通気口３３を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機やプリンタ
等の画像形成装置に用いる現像装置及びこれを備えるプ
ロセスカートリッジ並びに画像形成装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子写真方式の画像形成装置、そ
の中でも特に有彩色の画像形成を行う画像形成装置にお
いては、非磁性トナーと磁性キャリアを混合して現像剤
として使用する二成分現像方式が広く利用されている。

【０００３】二成分現像方式は、現在提案されている他
の現像方式に比較して、画質の安定性、装置の耐久性等
の長所を備えている。

【０００４】一方、従来より電子写真方式を用いた有彩
色の画像形成装置には高生産性を有することが要求され
ており、現在その開発が盛んに行われている。

【０００５】しかし、画像形成の生産性の向上に伴う問
題として、現像装置における現像スリーブ及び現像剤撹
拌搬送部材（通常はスクリューを用いるので以下ではス
クリューとする）の回転速度上昇による現像装置、特
に、スクリューの回転軸方向における現像装置の端部
（以下、現像装置端部という）の昇温があり、この昇温
はスクリュー軸を支持する軸受部材が隣接した構成の現
像装置において、長時間にわたる連続した画像生成中で
顕著であった。

【０００６】上記のような現像装置の温度上昇によっ
て、現像装置に収容される二成分現像剤は劣化してしま
い、現像剤の帯電不良を引き起こしていた。又、トナー
の固化が起こり、この固化したトナーが現像スリーブと
ドクターブレードとの間に詰まると、縦方向の白抜け等
の画質不良が発生し、更に現像装置端部の温度が高くな
ると現像剤撹拌搬送部材と現像剤容器間でトナーが固着
し、スクリューがロックされて、駆動しなくなるという
問題を引き起こしていた。

【０００７】従来より、この現像装置の温度上昇に対す
る解決策がいくつか提案されている。例えば、特開昭５
８−８３８７５によると、「現像装置は、現像中、現像
装置モータ、定着器ヒーターその他の熱源に起因して温
度上昇する。このため、例えば紛体現像剤（以下、トナ
ーと称す）を用いる乾式現像装置ではトナーが熱硬化、
熱劣化し画像に悪影響を与えることになる。現像装置自
体を直接冷却することにより、上記の熱源によって現像
装置内のトナーが熱効果、劣化するのを防止することが
できる現像装置の冷却装置を得る。本発明の冷却装置は
現像装置温度を一定の範囲内に保つことができるから、
定着ヒータの消費電力を少なくして定着ローラの寿命を
長くするために、定着温度の低いトナーを用いても現像
装置の熱を受けて熱硬化、劣化することがない。従っ
て、常に良質の現像画像を得ることができる効果があ
る。」とある。

【０００８】一方、特開平５−１８８７５４によると、
「現像装置に対して冷却装置を配置することにより、該
現像装置のハウジングに沿って隣接する感光ドラムに対
しても、冷却作用を発揮させることができる。又、現像
装置のハウジングを冷却することにより、ハウジングの
内部に収容されている現像剤に対しても、過加熱状態が
発生することを防止でき、トナーの流動性を良好に維持
させることができる。そして、感光ドラムの帯電性を良
好な状態で設定できるために、コピーの品質に支障が生
じることを防止でき、各部材の耐久性を良好に維持させ
ることができる。」とある。

【０００９】つまり、上述のこれらの発明では、現像装
置を冷却する冷却装置を設けることにより、現像装置の
温度上昇を防いでおり、現像剤が劣化するのを抑えてい
るのである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】近年、フルカラーの複
写機、プリンタの市場が拡大しさまざまな機能が要求さ
れている中で、例えば高生産性を追求した画像形成装置
が多く製品化されており、今後も市場の主流のひとつに
なっていくと思われる。その中で、現像装置、特に現像
装置端部の温度上昇に伴う現像剤の劣化及びトナーの固
化が問題となっている。

【００１１】上記の問題を解決するために、特開昭５８
−８３８７５及び特開平５−１８８７５４の現像装置の
冷却装置では、現像装置全体の温度上昇を防いでいるの
で、現像剤の全体的な劣化を避けることはできるが、現
像装置端部の局所的な昇温による、トナーの固化を防ぐ
ことができなかった。例えば、上記のような冷却装置を
用いる場合においても、毎分７０枚以上の画像形成速度
を有する画像形成装置で長時間にわたり連続した画像形
成を行なうと、現像装置端部の局所的な昇温によって、
トナーが固化することがあった。この固化したトナーが
現像スリーブとドクターブレードとの間に詰まると、縦
方向の白抜け等の画質不良が発生し、更に、現像装置端
部の温度が高くなると、スクリューと現像剤容器間でト
ナーが固着し、スクリューがロックされて、駆動しなく
なるという問題を引き起こすことがあった。

【００１２】画像形成を長時間にわたって連続して行な
う時の現像装置の温度上昇は、現像スリーブ上の現像剤
量を規制するドクターブレード近傍の現像剤圧縮部や、
現像剤を撹拌する際のキャリア同士の摩擦による発熱
と、スクリューの駆動による軸受部材の発熱によって起
こる。後者の発熱の原因は、軸受部材がすべり軸受の場
合ではスクリュー軸と軸受部との摩擦であり、軸受部材
がベアリングの場合ではベアリングの回転部とベアリン
グ内部のボールとの摩擦である。キャリア同士の摩擦で
発生する熱量は微量なものであり、トナーの固化を引き
起こす程度のものではないが、軸受部材の発熱量は非常
に大きく、特に複数の軸受部材が隣接する場合には、現
像装置端部に供給される熱量も複数倍になるため、トナ
ーの固化が起こりやすい。又、高生産性が求められる画
像形成装置は現像剤の撹拌性及び搬送性向上のため、必
然的にスクリューの回転速度が大きくなり、それに伴っ
て軸受部材の発熱量も大きくなるので、現像装置端部の
温度が高くなる。この軸受部材の発熱による、現像装置
端部の温度上昇を防止するには、現像装置の端部に強い
冷風を当てる、もしくは、熱源である軸受部材の熱を放
熱する等の冷却装置を用いる方法がある。しかし、これ
らの冷却装置を設けることは、現像装置及び現像装置周
囲の構造を複雑にし、又、コストアップを招いてしま
う。

【００１３】一方、軸受部材内部に現像剤が侵入する
と、軸受部材内部での強烈な摺擦力によってトナーが溶
け、そして、固化することにより、軸受部材がロックし
てしまう。これを防止するために、現像装置では軸受部
材を現像剤循環部より外側に設け、現像剤循環部から軸
受部材への現像剤の進入を防ぐためのシール部材を設け
る構成が一般的である。又、現像装置の小型化のため、
現像スリーブ及びスクリューを駆動する、例えばギア等
の駆動部材を軸受部材の近傍に設けることが多く、更
に、スクリュー軸と垂直方向への軸受部材の位置を決め
るために、軸受部材の周囲を部材で囲むことが多い。つ
まり、上記のような構成では、現像装置端部の温度上昇
の熱源である軸受部材は全周囲を何らかの部材で囲まれ
ているため、発生した熱を放熱しずらく、特に、軸受部
材が隣接して配置される場合には、軸受部材の温度が加
速度的に上昇し、その熱が伝わることで現像装置端部も
大きく温度上昇する。

【００１４】そこで、本発明は、低コスト化、装置構成
の簡易化を図りつつ、長時間に亘る連続画像形成中にお
いても、現像剤撹拌搬送部材の回転軸線方向における現
像装置の端部の温度上昇を抑制し、現像剤の劣化による
画質の低下、トナーの固化による画質低下や現像剤撹拌
搬送部材の回転の阻害を防止することができる現像装置
及びこれを備えるプロセスカートリッジ並びに画像形成
装置の提供を目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本出願によれば、上記目
的は、トナー及びキャリアからなる二成分現像剤を収容
する現像剤容器と、該現像剤容器内の二成分現像剤を撹
拌しながら所定方向に搬送する回転可能な現像剤撹拌搬
送部材と、上記現像剤容器からの二成分現像剤を担持す
る回転自在な現像剤担持体とを備え、該現像剤担持体
が、潜像を担持する潜像担持体にトナーを付与すること
により、上記潜像をトナー像として可視化する現像装置
であって、現像剤撹拌搬送部材は、該現像剤搬送部材の
回転軸線方向の両端部が軸受部材を介して支持部材によ
って支持され、該軸受部材の上記回転軸線方向での内側
で上記現像剤撹拌搬送部材の周面と現像剤容器との間が
シール部材によってシールされ、、上記軸受部材が該シ
ール部材に隣接して配設されている現像装置において、
現像剤搬送部材の軸線方向の両端部での熱を現像装置外
部に放熱するよう該軸線方向における軸受部材とシール
部材との間の空間を現像装置外部に連通させる通気口が
形成されているという第一の発明によって達成される。

【００１６】又、本出願によれば、上記目的は、第一の
発明において、現像剤撹拌搬送部材は、該現像剤撹拌搬
送部材の軸線方向における軸受部材とシール部材との間
で半径方向に延びて羽根状に形成され上記現像剤撹拌搬
送部材の回転により気流を生じせしめる送風部材を有す
るという第二の発明によっても達成される。

【００１７】更に、本出願によれば、上記目的は、第一
の発明又は第二の発明において、現像剤撹拌搬送部材
は、該現像剤撹拌搬送部材の軸線方向における軸受部材
とシール部材との間が磁性体で形成されており、上記シ
ール部材は、磁性体で形成され上記現像剤撹拌搬送部材
と非接触に配設されているという第三の発明によっても
達成される。

【００１８】又、本出願によれば、上記目的は、潜像担
持体と、該潜像担持体を帯電する帯電装置と、該潜像担
持体を清掃する清掃装置と、現像装置とを保持し画像形
成装置本体に対して着脱自在とするプロセスカートリッ
ジであって、第一の発明乃至第三の発明のいずれかの現
像装置を備えるという第四の発明によっても達成され
る。

【００１９】更に、本出願によれば、上記目的は、一連
の画像形成プロセスによって形成された画像を記録材に
記録する画像形成装置であって、第一の発明乃至第三の
発明のいずれかの現像装置、若しくは、第四の発明のプ
ロセスカートリッジを備えるという第五の発明によって
も達成される。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に関し
て、添付図面に基づき説明する。

【００２１】（第一の実施形態）先ず、本発明の第一の
実施形態について説明する。

【００２２】図１は、本実施形態にかかる画像形成装置
の一例を示す図である。

【００２３】図１は、本実施形態の画像形成装置を好適
に示す一例たる電子写真レーザビームプリンタ１０１
（以下、プリンタ１０１と略称する。）の概略構成を示
す模式的断面図である。

【００２４】プリンタ１０１は、プリンタ１０１の本体
の外部に設けられたホストコンピュータ等の画像情報提
供装置（図示せず）から提供された画像情報に応じた画
像をシート状の記録材たる記録紙２７に形成し記録する
という一連の画像形成プロセスを公知の電子写真方式に
沿って行う形態の画像形成装置である。

【００２５】プリンタ１０１は、図１に示すように、潜
像担持体たるドラム状の回転自在な感光ドラム２８と、
現像装置１と、画像情報提供装置からの画像情報に応じ
た露光処理工程により感光ドラム２８の外周面に上記画
像情報に応じた静電潜像を形成するためのレーザスキャ
ナユニット２２（以下、スキャナ２２と略称する。）
と、記録紙２７に転写処理工程を施すための転写帯電器
２３と、転写処理済みの記録紙２７に加熱及び加圧によ
り定着処理を施すようになっている定着器２５とを備え
ている。

【００２６】次に、プリンタ１０１における一連の画像
形成プロセスに関して説明する。

【００２７】先ず、プリンタ１０１への一連の画像形成
プロセスの開始指示のためにプリンタ１０１の本体に設
けられたスタートボタン等（図示せず）が押されるなど
により、感光ドラム２８が所定方向に規定周速度にて回
転駆動を開始されると共に、規定バイアスが印加されて
いる一次帯電器２１と感光ドラム２８とが互いに摺接し
合うことにより感光ドラム２８の外周面が規定電位分布
に帯電せしめられる。

【００２８】次に、画像情報提供装置からの画像情報に
応じて感光ドラム２８の外周面の帯電処理済みの部位が
スキャナ２２により走査及び露光されることにより上記
画像情報に応じた静電潜像が上記部位に形成されたの
ち、現像装置１の現像剤により上記静電潜像が顕像に可
視像化され、所定枚数の記録紙２７を収容可能であると
共にプリンタ１０１の本体にて取り外し自在に支持され
たカセット（図示せず）から回転自在な給紙ローラ（図
示せず）等により感光ドラム２８と転写帯電器２３との
間に形成された空間へと所定のタイミング等にて搬送さ
れてきた記録紙２７に転写帯電器２３により上記顕像が
転写される。

【００２９】そして、転写処理済みの記録紙２７は、定
着器２５により定着処理が施されたのちプリンタ１０１
の本体にて回転自在に支持された排紙ローラ（図示せ
ず）により機外へと排紙され上記本体の一側面に取り付
けられたトレイ（図示せず）上に積層されることによ
り、一連の画像形成プロセスが終了することとなる。

【００３０】図２は、本実施形態の現像装置１を説明す
るための図である。

【００３１】現像装置１は、図２に示すように、現像剤
容器２と、現像剤容器２内の二成分現像剤を撹拌しなが
ら所定方向に搬送する回転可能な現像剤撹拌搬送部材た
る第一スクリュー２ａ及び第二スクリュー２ｂと、現像
剤容器２からの二成分現像剤を担持する回転自在な現像
剤担持体たる現像スリーブ３とを備えている。

【００３２】現像剤容器２には、非磁性トナー及び磁性
キャリアからなる二成分現像剤が収容されており、その
混合比は重量比でおおよそ１：９程度である。尚、この
比はトナーの帯電量、キャリア粒径、画像形成装置の構
成等で適正に調整されるべきものであって、必ずしもこ
の数値に従わなければいけないものではない。

【００３３】現像剤容器２は、感光ドラム２８との対向
領域である現像領域に開口部が設けられており、この開
口部に一部露出するようにして現像スリーブ３が回転可
能に配置されている。

【００３４】現像スリーブ３は、非磁性材料で構成さ
れ、磁界発生手段である固定のマグネット４を内包し、
現像動作時には図３の矢印方向に回転し、現像剤容器２
内の二成分現像剤を層状に保持して現像領域に担持搬送
し、感光ドラム２８と対向する現像領域に二成分現像剤
を供給して感光ドラム２８上の静電潜像をトナー像とし
て現像するようになっている。

【００３５】静電潜像を現像した後の現像スリーブ３上
の二成分現像剤は、現像スリーブ３の回転にしたがって
搬送され、現像剤容器２内に回収される。又、現像剤容
器２内に回収された現像剤は、第一スクリュー２ａ（現
像スリーブ３に近い側）、第二スクリュー２ｂ（現像ス
リーブ３から遠い側）の２本のスクリューによって、再
び現像剤容器２内を循環し、混合撹拌される。ここで、
現像剤循環の方向は、第一スクリュー２ａ側で図３の奥
側から手前側に向かう方向、第二スクリュー２ｂ側では
図３の手前側から奥側に向かう方向である。

【００３６】本実施形態では、図４に示すように、現像
剤容器２に補給するトナーを収容した略円筒形のトナー
カートリッジ５が画像形成装置本体から容易に脱着可能
に設けられている。現像剤容器２へのトナー補給につい
ては、トナーカートリッジ５内の撹拌部材７の回転力と
重力によって、トナーカートリッジ５からのトナーが、
現像剤容器２側部に開口して形成された現像剤補給口６
を通過して、現像剤容器２に配設された補給スクリュー
６ａへと搬送され、補給スクリュー６ａの回転に従い現
像剤容器２内に補給される。

【００３７】次に、本実施形態にて用いられる二成分現
像剤について説明する。

【００３８】トナーは、結着樹脂、着色剤、そして、必
要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロ
イダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着
色粒子とを有している。そして、トナーは、負帯電性の
ポリエステル系樹脂であり、体積平均粒径は５μｍ以
上、８μｍ以下が好ましい。本実施形態では、体積平均
粒径７．０μｍのトナーを用いている。又、本実施形態
のトナーのガラス転移点は５４℃である。

【００３９】キャリアは、例えば表面酸化或は未酸化の
鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類等
の金属、及びそれらの合金、或は酸化物フェライト等が
好適に使用可能であり、これらの磁性粒子の製造法は特
に制限されない。そして、キャリアは、重量平均粒径が
２０〜５０μｍ、好ましくは３０〜４０μｍであり、抵
抗率が１０⁷Ωｃｍ以上、好ましくは１０⁸Ωｃｍ以上で
ある。本実施形態では、抵抗率１０⁸Ωｃｍのキャリア
を用いている。

【００４０】尚、本実施形態にて用いられるトナーにつ
いて、体積平均粒径は次に示す装置及び方法にて測定し
た。

【００４１】測定装置としては、コールターカウンター
ＴＡ−ＩＩ型（コールター社製）、個数平均分布、体積
平均分布を出力するためのインターフェース（日科機
製）及びＣＸ−Ｉパーソナルコンピュータ（キヤノン
製）を使用し、電界水溶液として、一級塩化ナトリウム
を用いて調製した１％ＮａＣｌ水溶液を使用した。

【００４２】測定方法については、上記の電界水溶液１
００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好まし
くはアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１ｍｌ加え、
測定試料を０．５〜５０ｍｇ加える。試料を懸濁した電
界水溶液はＩＩにより、アパーチャーとして１００μｍ
アパーチャーを用いて２〜４０μｍの粒子の粒度分布を
測定して体積平均分布を求める。こうして求めた体積平
均分布より、体積平均粒径を得る。

【００４３】本実施形態にて用いられるキャリアの抵抗
率は、測定電極面積４ｃｍ、電極間間隔０．４ｃｍのサ
ンドイッチタイプのセルを用いて、片方の電極に１ｋｇ
の重量の加圧下で、両電極間の印加電圧Ｅ（Ｖ／ｃｍ）
を印加して、回路に流れた電流から、キャリアの抵抗率
を得る方法によって測定した。

【００４４】又、トナーのガラス転移点はパーキンエル
マー社製のＤＳＣ−７を用いて測定した。測定方法は、
ＡＳＴＭＤ３４１８−８２に準じて行なう。１回昇
温、降温させ前履歴を取った後、温度速度１０℃／ｍｉ
ｎで昇温させ、測定する。このときの吸熱ピークが出る
前と出た後のペースラインの中間点の線と示差熱曲線と
の好転を本発明におけるガラス転移点温度とする。

【００４５】次に、本実施形態の特徴的な部分である、
現像装置の端部構成について図３及び図５に基づき詳し
く説明する。

【００４６】図５は、図２に示した現像装置を上方向か
ら見た図である。

【００４７】図５に示すように、第一スクリュー２ａ、
第二スクリュー２ｂはそれぞれ軸受部材たるベアリング
３２ａ〜３２ｄを介して支持部材としての現像剤容器２
に軸を支持されており、手前側のベアリング３２ａ，３
０ｂ及び奥側のベアリング３２ｃ，３２ｄはそれぞれ隣
接した配置となっている。

【００４８】図３は現像装置端部構成として第一スクリ
ュー２ａの奥側を示したものであるが、第二スクリュー
２ｂの奥側の端部構成は図３と同様であり、第一スクリ
ュー２ａ及び第二スクリュー２ｂの手前側の構成は図３
の構成から駆動ギア３０が無いものと同様である。第一
スクリュー２ａの軸径ｔは６ｍｍであり、現像装置端部
の内径Ｔは１６ｍｍであり、磁石３１とベアリング３２
ａの間隔ｈは２０ｍｍである。

【００４９】又、本実施形態においては、シール部材と
して磁石３１を用いている。磁石３１は内径８ｍｍであ
り、外径１６ｍｍ、厚さ２ｍｍの磁石であり、第一スク
リュー２ａの軸方向に着磁している。

【００５０】本実施形態では、軸受部材としてベアリン
グを用いており、内径は６ｍｍであり、外径は１６ｍｍ
である。

【００５１】又、第一スクリュー２ａの回転軸線方向に
おける磁石３１とベアリング３２ａとの間の第一スクリ
ュー２ａの軸を磁性体としている。この磁石３１と第一
スクリュー２ａの軸の周面との磁界によって、キャリア
を拘束することで、現像剤循環部からベアリング３２ａ
へ現像剤が漏れて、ベアリング３２ａ内部に現像剤が侵
入することを防いでいる。更に、磁石３１と第一スクリ
ュー２ａの軸とが非接触であるので、両者の摩擦によっ
て熱が発生することはない。

【００５２】又、ベアリング３２ａのすぐ近くに駆動ギ
ア３０を配置しており、駆動源からの駆動を第一スクリ
ュー２ａに伝達している。ベアリング３２ａと磁石３１
との間の現像剤容器２には一辺Ｓが１０ｍｍの正方形の
通気口３３を設けている。従って、第一スクリュー２ａ
の回転に伴って、ベアリング３２ａと磁石３１との間の
空気の流れは図３に示すようになり、ベアリング３２ａ
で発生した熱を放熱しやすくなる。

【００５３】図６（ａ），（ｂ）は長期にわたる連続動
作中における、図３及び図５に示す現像装置１端部壁の
任意点Ａの温度推移である。本実施形態の現像装置との
比較のため、通気口が無い以外は同様の構成の現像装置
の温度推移も併せて示す。尚、連続動作中の雰囲気温度
は４８℃であり、第一スクリュー２ａ、第二スクリュー
２ｂの回転速度は共に７００ｒｐｍである。この回転速
度は均一な黒ベタ画像形成を行なうに十分な速度であ
り、回転速度が６５０ｒｐｍ以下の場合、黒ベタの後端
で濃度が低下した。

【００５４】図６（ａ），（ｂ）に示すように、通気口
の有無にかかわらず、Ａの温度は動作時間に応じて上昇
し、やがて一定温度に収束するが、その収束する温度は
通気口がない場合が５６℃であるのに対して、通気口を
設けることで５２℃に低減される。本実施形態で用いる
トナーのガラス転移点が５４℃であるため、通気口が無
い時はトナーが固化し、スクリューロックが起こるが、
通気口を設けることでこれらの問題は解消される。

【００５５】従って、上記のような現像装置端部構成と
することによって、第一スクリュー、第二スクリューの
回転速度が更に速くなる場合でも、トナーが固化したり
スクリューロックすることはなく、本実施形態の現像装
置は高生産性を目指した画像形成装置に適用しても上記
のような問題は発生しない。

【００５６】尚、本実施形態にて用いた現像装置、特に
現像装置端部の構成や二成分現像剤はこれらに限ったも
のではなく、現像方式等によって適宜変わるものであ
る。例えば、１成分現像方式の現像装置や、現像剤撹拌
搬送部材としてスクリューを２本以上用いた構成の現像
装置でも、上記の現像装置端部構成によって同様の効果
を得ることができる。

【００５７】よって、上述したように、本実施形態によ
れば、長時間にわたる連続動作中においても、現像装置
の温度、特に現像装置端部の温度上昇を低減でき、現像
剤の劣化及び、画質の低下が起こらず、トナーの固化に
よる画質低下やスクリューロックが起こらない現像装置
を低コストで簡易な構成で実現し提供することができ
る。

【００５８】（第二の実施形態）次に、本発明の第二の
実施形態ついて説明する。尚、第一の実施形態と同様の
構成に関しては、同一符号を付し、その説明を省略す
る。

【００５９】本実施形態では、第一スクリュー２ａの回
転軸線方向におけるベアリング３２ａと磁石３１との間
の第一スクリュー２ａの軸に４枚の羽根状の送風部材た
る送風補助部材３４を設けており、その他の構成等は第
一の実施形態での説明と同様である。

【００６０】図７は、本実施形態の特徴的な部分である
現像装置端部の例として、第一スクリュー２ａの奥側の
構成を示したものである。

【００６１】この送風補助部材３４は、第一スクリュー
２ａの回転運動によって、ベアリング３２ａと磁石３１
との間の空気を循環させて、通気口からの排気を活性し
ており、ベアリング３２ａで発生した熱の放熱を促進す
るものである。

【００６２】図６（ｃ）は、第一の実施形態と同様に、
長期にわたる連続動作中における、図７に示す現像装置
１端部壁の任意点Ａの温度推移である。尚、連続動作中
の雰囲気温度は４８℃である。

【００６３】図６（ｃ）に示すように、通気口の有無、
及び送風補助部材３４の有無にかかわらず、Ａの温度は
動作時間に応じて上昇し、やがて一定温度に収束する
が、その収束する温度は通気口がない場合で５６℃、通
気口３３を設けることで５２℃に低減されるが、更に送
風補助部材３４を備えることで、収束温度を５０℃に低
減できる。この場合、トナーのガラス転移点が５４℃で
あるので、トナーが固化したり、スクリューロックが起
こることはない。

【００６４】従って、上記のような現像装置端部構成と
することによって、第一スクリュー、第二スクリューの
回転速度が更に速くなる場合でも、トナーが固化したり
スクリューロックすることはなく、本実施形態の現像装
置は高生産性を目指した画像形成装置に適用しても上記
のような問題は発生しない。

【００６５】尚、本実施形態にて用いた現像装置、特に
現像装置端部の構成や二成分現像剤はこれらに限ったも
のではなく、現像方式等によって適宜変わるものであ
る。例えば、送風補助部材３４の材質、形状及び個数等
はこれらに限定されるものではない。

【００６６】よって、上述したように、本実施形態によ
れば、長時間にわたる連続動作中においても、現像装置
の温度、特に現像装置端部の温度上昇を低減でき、現像
剤の劣化及び、画質の低下が起こらず、トナーの固化に
よる画質低下やスクリューロックが起こらない現像装置
を低コスト、且つ、簡易な構成で実現し提供することが
できる。

【００６７】（第三の実施形態）次に、本発明の第三の
実施形態ついて説明する。尚、第一の実施形態と同様の
構成に関しては、同一符号を付し、その説明を省略す
る。

【００６８】図８は、本実施形態にかかるプロセスカー
トリッジを説明するための図である。

【００６９】本実施形態のプロセスカートリッジ８は、
感光ドラム２８、一次帯電器２１、クリーニング装置２
６、現像装置１を保持し画像形成装置本体に対して着脱
自在となっている。尚、現像装置１の構成は第一の実施
形態と同様である。

【００７０】一般に、プロセスカートリッジは、感光ド
ラム２８が寿命に達したり、現像装置１内のトナーが使
い尽くされた場合等に、プロセスカートリッジ８全体を
画像形成装置本体から取り出すことにより、メンテナン
スの容易化を図るものであり、機器交換の専門知識を有
するサービスマンに頼ることなく、ユーザー自身が行な
うことができるので、メンテナンス性の向上とレーバー
コストの低減が可能となる。

【００７１】又、長時間にわたる連続動作を行なった場
合においても、図５及び図６に示した現像装置端部壁の
任意点Ａにおける温度推移は、図６（ｂ）に示したもの
と同等であり、トナーの固化やスクリューロックは発生
しない。

【００７２】従って、プロセスカートリッジ８に備える
現像装置１を上記のような構成とすることによって、第
一スクリュー、第二スクリューの回転速度が更に速くな
る場合でも、トナーが固化したりスクリューロックする
ことはなく、本実施形態のプロセスカートリッジ８は高
生産性を目指した画像形成装置に適用しても上記のよう
な問題は発生しない。

【００７３】尚、本実施形態にて用いたプロセスカート
リッジの構成はこれらに限ったものではなく、様々な構
成のプロセスカートリッジに適用可能である。

【００７４】よって、上述したように、本実施形態によ
れば、長時間にわたる連続動作中においても、現像装置
の温度、特に現像装置端部の温度上昇を低減できるの
で、現像剤の劣化及び画質の低下が起こらず、トナーの
固化による画質低下やスクリューロックが起こらない、
且つ、メンテナンス性が高いプロセスカートリッジを低
コスト、且つ、簡易な構成で実現し提供することができ
る。

【００７５】（第四の実施形態）次に、本発明の第四の
実施形態ついて説明する。尚、第一の実施形態と同様の
構成に関しては、同一符号を付し、その説明を省略す
る。

【００７６】図９は、本実施形態にかかる画像形成装置
を説明するための図である。尚、本実施形態の画像形成
装置の現像装置の構成は第一の実施形態と同様である。
又、以下の説明において、同一の記号にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ
のアルファベットを付して示したものは、それぞれイエ
ロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成を行うた
めの構成要素である。例えば現像装置１として説明があ
れば、それは４つの現像装置１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに
共通の事項を指すものとする。

【００７７】本実施形態の画像形成装置は、各色のトナ
ー像を形成するためのＹステーション、Ｍステーショ
ン、Ｃステーション、Ｋステーションが横方向に配置さ
れたタンデム方式である。

【００７８】各ステーションの感光ドラム２８上には、
第一の実施形態での説明と同様にして各色のトナー像が
形成され、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのト
ナー像は、各ステーションの転写帯電器２３によって記
録紙２７上に順次重ねて転写された後、記録紙２７は転
写ベルト２４から剥離され、定着器２５によって加圧及
び加熱され、永久画像を得る。各ステーションにおい
て、転写後に感光ドラム２８上に残った残トナーはクリ
ーニング装置２６により除去され、次の画像形成に備え
る。

【００７９】タンデム方式は高生産性を有することが広
く知られているが、その反面、連続モードでの画像形成
においては、記録紙２７が短い間隔で給紙されてくるた
め、各ステーションは休みなく画像形成を行なわなくて
はならない。従って、現像装置１においても休みなく、
感光ドラム２８上への現像動作を行なうため、他の方式
と比較して現像装置端部の昇温が大きくなる。

【００８０】図１０に、長時間にわたる連続した画像形
成を行なった時の現像装置１端部壁の任意点Ａの温度推
移（図１０（ｂ））を示す。尚、本実施形態との比較の
ため、現像装置に通気口３３を設けない場合（図１０
（ａ））と、送風補助部材３４を設けた場合（図１０
（ｃ））についても併せて示す。尚、第一スクリュー２
ａ、第二スクリュー２ｂの回転速度は共に７００ｒｐｍ
である。この回転速度は均一な黒ベタ画像形成を行なう
に十分な速度であり、回転速度が６５０ｒｐｍ以下の場
合、黒ベタの後端で濃度が低下した。

【００８１】図１０に示すように、現像装置端部の構成
を図３に示した構成とすることにより、通気口３３がな
い場合に比べてＡの画像形成中の温度上昇を低減できる
ことがわかる。又、Ａの収束温度は５２℃であり、この
場合、トナーの固化やスクリューロックは発生しない。
更に、送風補助部材３４を設けることによって、Ａの昇
温を低減することができる。

【００８２】従って、現像装置１を上記のような構成と
することによって、画像形成の生産性が更に高くなっ
て、現像装置１の第一スクリュー、第二スクリューの回
転速度が更に速くなる場合でも、トナーが固化したりス
クリューロックすることはなく、現像装置１Ｙ，１Ｍ，
１Ｃ，１Ｋは、高生産性を目指した画像形成装置に適用
しても上記のような問題は発生しない。

【００８３】尚、本実施形態にて用いた画像形成装置の
構成はこれらに限ったものではなく、本発明の現像装置
は様々な構成の画像形成装置に適用可能である。

【００８４】よって、上述したように、本実施形態によ
れば、長時間にわたる連続した画像形成中においても、
現像装置の温度、特に現像装置端部の温度上昇を低減で
き、現像剤劣化やトナーの固化による画質低下やスクリ
ューロックが起こらず、且つ、高い生産性を低コスト、
且つ、簡易な構成で実現し提供することができる。

【００８５】尚、第一の実施形態乃至第四の実施形態に
て本発明による現像装置及びこれを備えるプロセスカー
トリッジ並びに画像形成装置を説明したが、上記に挙げ
た構成に限られるものではなく、本発明の提案に従って
さまざまな構成をとることが可能である。

【００８６】

【発明の効果】以上説明したように、本出願にかかる第
一の発明によれば、現像剤搬送部材の軸線方向における
軸受部材とシール部材との間の空間を現像装置外部に連
通させる通気口によって、上記軸線方向の両端部での熱
が現像装置外部に放熱するようになっているので、低コ
スト化、装置構成の簡易化を図りつつ、長時間に亘る連
続画像形成中においても、現像剤撹拌搬送部材の回転軸
線方向における現像装置の端部の温度上昇を抑制し、現
像剤の劣化による画質の低下、トナーの固化による画質
低下や現像剤撹拌搬送部材の回転の阻害を防止すること
ができる。

【００８７】又、本出願にかかる第二の発明によれば、
送風部材が、現像剤撹拌搬送部材の回転により軸受部材
とシール部材との間の空間に気流を生じせしめ、現像剤
搬送部材の軸線方向における軸受部材とシール部材との
間の空間を現像装置外部に連通させる通気口によって、
上記軸線方向の両端部での熱が現像装置外部に放熱する
ようになっているので、低コスト化、装置構成の簡易化
を図りつつ、長時間に亘る連続画像形成中においても、
現像剤撹拌搬送部材の回転軸線方向における現像装置の
端部の温度上昇を抑制し、現像剤の劣化による画質の低
下、トナーの固化による画質低下や現像剤撹拌搬送部材
の回転の阻害を防止することができる。

【００８８】更に、本出願にかかる第三の発明によれ
ば、現像剤搬送部材の軸線方向における軸受部材とシー
ル部材との間の空間を現像装置外部に連通させる通気口
によって、上記軸線方向の両端部での熱が現像装置外部
に放熱するようになっていると共に、磁性体であるシー
ル部材が、磁性体である現像剤撹拌搬送部材と非接触に
配設されているので、低コスト化、装置構成の簡易化を
図りつつ、長時間に亘る連続画像形成中においても、現
像剤撹拌搬送部材の回転軸線方向における現像装置の端
部の温度上昇を抑制し、現像剤の劣化による画質の低
下、トナーの固化による画質低下や現像剤撹拌搬送部材
の回転の阻害を防止することができる。

【００８９】又、本出願にかかる第四の発明によれば、
現像剤搬送部材の軸線方向における軸受部材とシール部
材との間の空間を現像装置外部に連通させる通気口によ
って、上記軸線方向の両端部での熱が現像装置外部に放
熱するようになっているので、低コスト化、装置構成の
簡易化を図りつつ、長時間に亘る連続画像形成中におい
ても、現像剤撹拌搬送部材の回転軸線方向における現像
装置の端部の温度上昇を抑制し、現像剤の劣化による画
質の低下、トナーの固化による画質低下や現像剤撹拌搬
送部材の回転の阻害を防止することができる。

【００９０】更に、本出願にかかる第五の発明によれ
ば、現像剤搬送部材の軸線方向における軸受部材とシー
ル部材との間の空間を現像装置外部に連通させる通気口
によって、上記軸線方向の両端部での熱が現像装置外部
に放熱するようになっているので、低コスト化、装置構
成の簡易化を図りつつ、長時間に亘る連続画像形成中に
おいても、現像剤撹拌搬送部材の回転軸線方向における
現像装置の端部の温度上昇を抑制し、現像剤の劣化によ
る画質の低下、トナーの固化による画質低下や現像剤撹
拌搬送部材の回転の阻害を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態にかかる画像形成装置
の概略構成を示す模式的断面図である。

【図２】図１の画像形成装置に備えられた現像装置の概
略構成を示す模式的断面図である。

【図３】図２の現像装置での現像剤撹拌搬送部材の回転
軸線方向における端部の概略構成を示す図である。

【図４】図２の現像装置へのトナー補給を説明するため
の図である。

【図５】図２の現像装置を上方からみた図である。

【図６】本発明の第一の実施形態又は第二の実施形態で
現像装置での現像剤撹拌搬送部材の回転軸線方向におけ
る端部の壁の温度推移を説明するための図である。

【図７】本発明の第二の実施形態における現像装置での
現像剤撹拌搬送部材の回転軸線方向における端部の概略
構成を示す図である。

【図８】本発明の第三の実施形態にかかるプロセスカー
トリッジの概略構成を示す模式的断面図である。

【図９】本発明の第四の実施形態にかかる画像形成装置
の概略構成を示す模式的断面図である。

【図１０】本発明の第四の実施形態で現像装置での現像
剤撹拌搬送部材の回転軸線方向における端部の壁の温度
推移を説明するための図である。

【符号の説明】

１現像装置１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ現像装置２現像剤容器２ａ第一スクリュー（現像剤撹拌搬送部材）２ｂ第二スクリュー（現像剤撹拌搬送部材）３現像スリーブ（現像剤担持体）８プロセスカートリッジ２７記録紙（記録材）２８感光ドラム（潜像担持体）３１磁石（シール部材）３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄベアリング（軸受部
材）３３通気口３４送風補助部材（送風部材）１０１電子写真レーザビームプリンタ（画像形成装
置）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー及びキャリアからなる二成分現像
剤を収容する現像剤容器と、該現像剤容器内の二成分現
像剤を撹拌しながら所定方向に搬送する回転可能な現像
剤撹拌搬送部材と、上記現像剤容器からの二成分現像剤
を担持する回転自在な現像剤担持体とを備え、該現像剤
担持体が、潜像を担持する潜像担持体にトナーを付与す
ることにより、上記潜像をトナー像として可視化する現
像装置であって、現像剤撹拌搬送部材は、該現像剤搬送
部材の回転軸線方向の両端部が軸受部材を介して支持部
材によって支持され、該軸受部材の上記回転軸線方向で
の内側で上記現像剤撹拌搬送部材の周面と現像剤容器と
の間がシール部材によってシールされ、上記軸受部材が
該シール部材に隣接して配設されている現像装置におい
て、現像剤搬送部材の軸線方向の両端部での熱を現像装
置外部に放熱するよう該軸線方向における軸受部材とシ
ール部材との間の空間を現像装置外部に連通させる通気
口が形成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】現像剤撹拌搬送部材は、該現像剤撹拌搬
送部材の軸線方向における軸受部材とシール部材との間
で半径方向に延びて羽根状に形成され上記現像剤撹拌搬
送部材の回転により気流を生じせしめる送風部材を有す
ることとする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】現像剤撹拌搬送部材は、該現像剤撹拌搬
送部材の軸線方向における軸受部材とシール部材との間
が磁性体で形成されており、上記シール部材は、磁性体
で形成され上記現像剤撹拌搬送部材と非接触に配設され
ていることとする請求項１又は請求項２に記載の現像装
置。
【請求項４】潜像担持体と、該潜像担持体を帯電する
帯電装置と、該潜像担持体を清掃する清掃装置と、現像
装置とを保持し画像形成装置本体に対して着脱自在とす
るプロセスカートリッジであって、請求項１乃至請求項
３のいずれか一項に記載の現像装置を備えることを特徴
とするプロセスカートリッジ。
【請求項５】一連の画像形成プロセスによって形成さ
れた画像を記録材に記録する画像形成装置であって、請
求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の現像装置、
若しくは、請求項４に記載のプロセスカートリッジを備
えることを特徴とする画像形成装置。