JP2009145705A - 現像器及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像ローラの昇温を簡易に抑制することで現像器内トナーの昇温を抑制でき、それだけ現像器内トナーの劣化や現像器内部位へのトナーの溶融固着を抑制して良好に静電潜像を現像できる現像器を提供し、該現像器を備えた画像形成装置も提供する。
【解決手段】現像ローラ４１を含み、現像ローラ４１は、現像ローラ本体４２０の端面で開口して現像ローラ本体内へ入り込んだ開口凹部４１１を有しており、開口凹部４１１のローラ本体端面からローラ回転軸４１０方向への深さａが現像ローラ本体端部４２１に当接するシール部材４Ｓの幅ｂより大きく、現像ローラ本体幅ｃの半分より小さい現像器４。現像器４を備えた画像形成装置Ａ。
【選択図】図４

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ機、これらのうち２以上を組み合わせた複合機等の電子写真方式の画像形成装置に関係しており、特に、該画像形成装置で採用できる静電潜像現像用の現像器に関係している。

複写機、プリンタ、ファクシミリ機、これらのうち２以上を組み合わせた複合機等の電子写真方式の画像形成装置では、回転駆動される感光体のような静電潜像担持体の表面を帯電器で帯電させ、該帯電域に露光装置から画像露光を施して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像器で現像してトナー像を形成し、該トナー像を被転写体に転写できるものが一般的である。

ここで、「被転写体」とは、モノクロ画像形成装置では、記録紙等の記録媒体が一般的であり、カラー画像形成装置のように、静電潜像担持体上のトナー像を１次転写する中間転写体を採用している場合は、該中間転写体及び該中間転写体からトナー像が２次転写される記録媒体のいずれもが被転写体であると言える。

このような画像形成装置における現像器として、現像ローラ及び該現像ローラに当接する部材を含んでおり、該当接部材にはトナー規制部材及び現像ローラ端部のシール部材が含まれている現像器がある。

この現像器においては、現像ローラはトナーを担持して、静電潜像担持体上の静電潜像を現像する現像領域へ搬送し、トナー規制部材は該現像ローラによるトナー搬送途中で、該現像ローラ上トナーの層厚を規制するとともに該トナーを摩擦帯電させ、端部シール部材は現像ローラ回転軸方向における現像ローラ本体の端部に当接して該端部から現像器外へのトナー漏れを防止する。

一方、今日では、画像形成装置のさらなる高速化、コンパクト化が求められている。さらに、環境問題対応として、トナー像を記録紙等の記録媒体に低エネルギーで定着させることができるように、低温定着可能のトナーの開発、そのためのトナーの低融点化に伴うプロセス技術の開発が活発に行われている。

画像形成装置の高速化、コンパクト化の要請に応えようとすると、高速化、コンパクト化に伴い、現像ローラに当接している部材と現像ローラとの摩擦等により現像器内温度が上昇し易くなり、現像器内部位へトナーが溶融固着したり、トナーに添加されている流動化剤等（シリカ等）の外添剤がトナーに埋め込まれるなどして、現像性の低い劣化トナーが生じやすい。環境問題対応のために低融点トナーを採用するときには、これらの問題がより深刻なものになる。

かかるトナーの劣化や現像器内部位へのトナー溶融固着は所謂カブリやコボレに起因する画像不良を発生させる。

このような問題を解決するために、現像ローラを中空に形成するとともに該中空部に通じる開口を現像ローラの左右端部に形成することが知られている。
例えば特開２００２−９１１５８号公報には、１成分現像器において、現像ローラを中空に形成するとともに該中空部に通じる開口を現像ローラの両端部に形成して現像ローラからの放熱を促すこと、或いはさらに現像ローラの中空部を通る現像ローラ軸に羽根を設けて、該羽根の回転により現像ローラ中空部に気流を発生させ、それにより現像ローラ内部を冷却することが記載されている。

特開２００６−１１２７５号公報には、マグネットローラを内蔵した現像ローラ中空部に連通する中空の現像ローラ軸に通風穴を形成するとともに、該現像ローラ軸に設けた感光体ドラムへの当接コロ（感光体と現像ローラ間の現像ギャップを定めるコロ）にファンを付設し、該ファンの回転にて現像ローラ軸の通風穴から現像ローラ中空部へ風を通すことが記載されている。

２００２−９１１５８号公報 ２００６−１１２７５号公報

しかしながら、２００２−９１１５８号公報や２００６−１１２７５号公報に記載されているように、現像ローラを全体的に中空構造とすることは手間を要し、コスト高につく。特に、今日のように画像形成装置のコンパクト化や小型化が求められている状況では、現像器のコンパクト化や小型化も必要になり、そのためには現像ローラを小径化しなければならないが、そのような小径の現像ローラにおいて、ローラを全体的に中空構造とすることは、一層手間を要し、コスト高につく。

また、小径の現像ローラは、単に中空に形成されていてローラ両端が該中空部に通じるように開口しているだけでは、ローラ中空部からの放熱が十分であるとは言えず、かといって、小径現像ローラ内部に強制的に通風する手段を設けるときは、通気抵抗の大きい狭いローラ中空部への通風のために通風手段の能力を大きくしなければならず、それがローラ径が小径の割りにはコスト高を招く。

そこで本発明は、現像ローラ及び該現像ローラに当接する部材を含んでおり、該当接部材にはトナー規制部材及び現像ローラ端部のシール部材が含まれており、該現像ローラはトナーを担持して、静電潜像担持体上の静電潜像を現像する現像領域へ搬送し、該トナー規制部材は該現像ローラによるトナー搬送途中で、該現像ローラ上トナーの層厚を規制するとともに該トナーを摩擦帯電させ、該端部シール部材は現像ローラ回転軸方向における現像ローラ本体の端部に当接して該端部から現像器外へのトナー漏れを防止する、電子写真方式の画像形成装置のための現像器であって、現像ローラの昇温を簡易に抑制して現像器内トナーの昇温を抑制でき、それだけ現像器内トナーの劣化や現像器内部位へのトナーの溶融固着を抑制して良好に静電潜像を現像できる現像器を提供することを第１の課題とする。

また本発明は、回転駆動される静電潜像担持体、該静電潜像担持体表面を帯電させる帯電器、該帯電器により帯電した静電潜像担持体表面の帯電域に画像露光を施して静電潜像を形成する露光装置及び該静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器を含み、該トナー像を被転写体へ転写でき、該現像器は少なくとも一つ含んでいる画像形成装置であって、少なくとも一つの現像器について、その現像ローラの昇温を簡易に抑制して該現像器内トナーの昇温を抑制でき、ひいてはそれだけ現像器内トナーの劣化や現像器内部位へのトナーの溶融固着を抑制して良好な画像を形成することができる画像形成装置を提供することを第２の課題とする。

本発明者の研究によると、現像ローラ及び該現像ローラに当接する部材を含んでおり、該当接部材にはトナー規制部材及び現像ローラ端部のシール部材が含まれており、該現像ローラはトナーを担持して、静電潜像担持体上の静電潜像を現像する現像領域へ搬送し、該トナー規制部材は該現像ローラによるトナー搬送途中で、該現像ローラ上トナーの層厚を規制するとともに該トナーを摩擦帯電させ、該端部シール部材は現像ローラ回転軸方向における現像ローラ本体の端部に当接して該端部から現像器外へのトナー漏れを防止する、電子写真方式の画像形成装置のための現像器においては、現像ローラと現像ローラ端部に当接する端部シール部材との摩擦による発熱が大きく、それら両者の相互接触部位からの放熱（該部位の冷却）を促すことができれば、現像器内トナーの昇温を相当抑制することができ、それだけ現像器内トナーの劣化や現像器内部位へのトナーの溶融固着を抑制して良好に静電潜像を現像できる。

また、本発明者の研究によると、現像ローラと端部シール部材との相互接触部位からの放熱（該部位の冷却）を促すには、現像ローラ本体の端面で開口して該端面から現像ローラ回転軸方向に該現像ローラ本体内へ入り込んだ開口凹部であって、該開口凹部の現像ローラ本体端面から現像ローラ回転軸方向への深さが前記端部シール部材の現像ローラ回転軸方向の幅より大きいものを形成すればよく、そうすれば、その開口凹部から放熱して、現像ローラと端部シール部材との相互接触部位を冷却することができる。

しかも、そのような開口凹部は、現像ローラ本体端面から現像ローラ回転軸方向への深さが前記端部シール部材の現像ローラ回転軸方向の幅より大きいものとするが、現像ローラ回転軸方向の現像ローラ本体幅の半分より小さいもので足り、現像ローラを全体的に中空構造にする場合と比べると簡単、安価に形成でき、画像形成装置のコンパクト化の要請に応えるための小径の現像ローラにも、そのローラ全体を中空ローラとする場合に比べると簡易に形成できる。

本発明はこのような知見に基づき次の現像器及び画像形成装置を提供する。
（１）現像器
現像ローラ及び該現像ローラに当接する部材を含んでおり、該当接部材にはトナー規制部材及び現像ローラ端部のシール部材が含まれており、該現像ローラはトナーを担持して、静電潜像担持体上の静電潜像を現像する現像領域へ搬送し、該トナー規制部材は該現像ローラによるトナー搬送途中で、該現像ローラ上トナーの層厚を規制するとともに該トナーを摩擦帯電させ、該端部シール部材は現像ローラ回転軸方向における現像ローラ本体の端部に当接して該端部から現像器外へのトナー漏れを防止する、電子写真方式の画像形成装置のための現像器であり、
前記現像ローラは、前記現像ローラ本体の端面で開口して該端面から現像ローラ回転軸方向に該現像ローラ本体内へ入り込んだ開口凹部を有しており、該開口凹部の現像ローラ本体端面から現像ローラ回転軸方向への深さが前記端部シール部材の現像ローラ回転軸方向の幅より大きく、現像ローラ回転軸方向の現像ローラ本体幅の半分より小さい現像器。

（２）画像形成装置
回転駆動される静電潜像担持体、該静電潜像担持体表面を帯電させる帯電器、該帯電器により帯電した静電潜像担持体表面の帯電域に画像露光を施して静電潜像を形成する露光装置及び該静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器を含み、該トナー像を被転写体へ転写でき、該現像器は少なくとも一つ含んでいる画像形成装置であり、
少なくとも一つの現像器は、本発明に係る現像器である画像形成装置。

本発明に係る画像形成装置は、モノクロ画像形成装置でもカラー画像形成装置でもよい。モノクロ画像形成装置の場合は、現像器は通常一つであるが、カラー画像形成装置の場合は、それぞれが担当色トナーを用いる複数の現像器を備えており、そのような複数の現像器のうち少なくとも一つ（全部でもよい）を本発明に係る現像器とすればよい。

本発明に係る現像器は、現像ローラが静電潜像担持体に接触して該像担持体上の静電潜像を現像するものであっても、現像ローラが現像ギャップを介して該像担持体上の静電潜像を現像するものであってもよい。

後者現像器はさらに言えば、現像ローラが前記静電潜像担持体との間に現像ギャップをおいて該静電潜像担持体上の静電潜像を現像するローラであり、現像ローラ本体の両外側に隣り合って現像ローラ回転軸に設けられ、該静電潜像担持体表面に当接して該現像ギャップを形成するコロを有している現像器である。

このように現像ギャップを介して現像を行う現像器の場合、現像ローラの冷却効果を向上させるために、前記コロは、該コロを間にして前記現像ローラ本体とは反対側の外側から該現像ローラ本体の前記開口凹部内へ、又は該コロを間にして前記現像ローラ本体とは反対側の外側へ向け該現像ローラ本体の前記開口凹部から空気流を発生させる羽根を備えていてもよい。

いずれにしても、現像ローラからの放熱を容易にするために、前記現像ローラの開口凹部の内径は、現像ローラ本体端から現像ローラ回転軸方向に奥へ入るに従い、小さくなっていてもよい。換言すれば、前記現像ローラの開口凹部の内径は、現像ローラ回転軸方向の奥から現像ローラ本体端へ出てくるに従い、大きくなっていてもよい。

以上説明したように本発明によると、現像ローラ及び該現像ローラに当接する部材を含んでおり、該当接部材にはトナー規制部材及び現像ローラ端部のシール部材が含まれており、該現像ローラはトナーを担持して、静電潜像担持体上の静電潜像を現像する現像領域へ搬送し、該トナー規制部材は該現像ローラによるトナー搬送途中で、該現像ローラ上トナーの層厚を規制するとともに該トナーを摩擦帯電させ、該端部シール部材は現像ローラ回転軸方向における現像ローラ本体の端部に当接して該端部から現像器外へのトナー漏れを防止する、電子写真方式の画像形成装置のための現像器であって、現像ローラの昇温を簡易に抑制して現像器内トナーの昇温を抑制でき、それだけ現像器内トナーの劣化や現像器内部位へのトナーの溶融固着を抑制して良好に静電潜像を現像できる現像器を提供することができる。

また本発明によると、回転駆動される静電潜像担持体、該静電潜像担持体表面を帯電させる帯電器、該帯電器により帯電した静電潜像担持体表面の帯電域に画像露光を施して静電潜像を形成する露光装置及び該静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器を含み、該トナー像を被転写体へ転写でき、該現像器は少なくとも一つ含んでいる画像形成装置であって、少なくとも一つの現像器について、その現像ローラの昇温を簡易に抑制して該現像器内トナーの昇温を抑制でき、ひいてはそれだけ現像器内トナーの劣化や現像器内部位へのトナーの溶融固着を抑制して良好な画像を形成することができる画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の１例を示している。図１に示す画像形成装置は、タンデム型のフルカラープリンタである。このプリンタＡは、駆動ローラ８１とこれに対向するローラ８２に巻き掛けられた無端の中間転写ベルト８を有している。転写ベルト８は、図示省略のベルト駆動部により駆動される駆動ローラ８１により図中反時計方向（図中矢印方向）αに回される。

駆動ローラ８１には転写ベルト８上の２次転写残トナー等を清掃するクリーニング装置８３が臨んでいるとともに２次転写ローラ９が臨んでいる。クリーニング装置８３に回収されるトナー等は図示省略の搬送手段にて廃棄容器へ送られる。

２次転写ローラ９の表層部は弾性材料で形成されており、図示省略の押圧手段にて駆動ローラ８１に支持された中間転写ベルト８の部分に押圧され、中間転写ベルト８との間にニップ部を形成し、中間転写ベルト８の回転に従動して、或いは、後述するように該ニップ部に送り込まれる記録媒体Ｓの移動に従動して回転することができる。２次転写ローラ９には、図示省略の電源から所定のタイミングで２次転写バイアスを印加することができる。

中間転写ベルト８及び２次転写ローラ９の上方には定着装置ＦＸが配置されており、下方にはタイミングローラ対ＴＲが配置されており、さらにその下方に、記録紙等の記録媒体Ｓを収容した記録媒体収容カセット１０が配置されている。

定着装置ＦＸはハロゲンランプヒータ等の熱源を内蔵した定着加熱ローラとこれに圧接される加圧ローラとを含むものである。
記録媒体収容カセット１０に収容された記録媒体Ｓは、媒体供給ローラ１０１にて１枚ずつ引き出してタイミングローラ対ＴＲへ供給することができる。

中間転写ベルト８を巻き掛けたローラ８１、８２の間には、転写ベルト８に沿って、ローラ８２から８１に向けて、イエロー画像形成部Ｙ、マゼンタ画像形成部Ｍ、シアン画像形成部Ｃ及びブラック画像形成部Ｋがこの順序で配置されている。

Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各画像形成部は、静電潜像担持体としてドラム型の感光体１を備えており、該感光体の周囲に帯電器２、露光装置３、現像器４、１次転写ローラ５及びクリーニング装置６がこの順序で配置されている。

各画像形成部においては、感光体１、帯電器２、現像器４及びクリーニング装置６を含むプロセスカートリッジが形成されている。すなわち、イエロー画像形成部Ｙを形成するためのイエロープロセスカートリッジＹＣ、マゼンタ画像形成部Ｍを形成するためのマゼンタプロセスカートリッジＭＣ、シアン画像形成部Ｃを形成するためのシアンプロセスカートリッジＣＣ、ブラック画像形成部Ｋを形成するためのブラックプロセスカートリッジＫＣである。各プロセスカートリッジは画像形成装置本体に対し着脱可能である。

１次転写ローラ５は転写ベルト８を間にして感光体１に対向しており、ベルトの走行に従動回転する。１次転写ローラ５には、感光体１上に形成されるトナー像をベルト８へ１次転写するための１次転写バイアスを図示省略の電源から所定のタイミングで印加できる。
露光装置３は、図示省略のパーソナルコンピュータ等から提供される画像情報に応じて、レーザービームの点滅により感光体１にドット（点）露光で画像露光を施せるものである。

各画像形成部における感光体１は、ここでは負帯電性の感光体であり、図示省略の感光体駆動モータにて図中時計方向回りに回転駆動できる。
各画像形成部における帯電器２は、それには限定されないが、本例ではスコロトロン帯電器であり、所定のタイミングで図示省略の電源から帯電用の電圧が印加される。

各画像形成部における現像器４は、トナーを主体とする所謂一成分現像剤を用いる一成分現像器である。現像器４は、図２にも示すものであり、それには限定されないが本例では、非磁性トナー（ここでは負帯電性の非磁性トナー）を主体とする現像剤（所謂一成分現像剤）用いて、感光体１上に形成される静電潜像を、図示省略の電源から現像バイアスが印加される現像ローラ４１で反転現像することができる。現像器４については後ほどさらに説明する。

このプリンタＡによると、画像形成装置動作を制御する図示省略の制御部の指示、制御のもとに、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像形成部のうち１又は２以上を用いて画像を形成することができる。
画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫのすべてを用いてフルカラー画像を形成する場合を例にとると、先ず、イエロー画像形成部Ｙにおいてイエロートナー像を形成し、これを転写ベルト８に１次転写する。

すなわち、イエロー画像形成部Ｙにおいて、感光体１が図中時計方向に回転駆動され、帯電器２にて表面が一様に所定電位に帯電され、該帯電域に露光装置３からイエロー画像用の画像露光が施され、感光体１上にイエロー用静電潜像が形成される。この静電潜像はイエロートナーを有する現像器４の現像バイアスが印加された現像ローラ４１にて現像されて可視イエロートナー像となり、該トナー像が１次転写ローラ５にて転写ベルト８上に１次転写される。このとき、１次転写ローラ５には図示省略の電源から１次転写バイアスが印加される。

同様にして、マゼンタ画像形成部Ｍにおいてマゼンタトナー像が形成されて転写ベルト８に転写され、シアン画像形成部Ｃにおいてシアントナー像が形成されて転写ベルト８に転写され、ブラック画像形成部Ｋにおいてブラックトナー像が形成されて転写ベルト８に転写される。

イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像はこれらが中間転写ベルト８上に重ねて転写されるタイミングで形成される。
かくして転写ベルト８上に形成された多重トナー像は転写ベルト８の回動により２次転写ローラ９へ向け移動する。

一方、記録媒体Ｓが記録媒体収容カセット１０から媒体供給ローラ１０１にて引き出され、タイミングローラ対ＴＲへ供給され、待機している。

このようにタイミングローラ対ＴＲのところで待機する記録媒体Ｓは、中間転写ベルト８にて送られてくる多重トナー像に合わせて、転写ベルト８と２次転写ローラ９とのニップ部に供給され、図示省略の電源から２次転写バイアスが印加された２次転写ローラ９にて該多重トナー像が記録媒体Ｓ上に２次転写される。その後記録媒体Ｓは定着装置ＦＸに通され、そこで多重トナー像が加熱加圧下に記録媒体Ｓに定着される。記録媒体Ｓはひき続き、排出ローラ対ＤＲにて排出トレイＴに排出される。

トナー像のベルト８への１次転写において感光体１上に残留する転写残トナー等はクリーニング装置６で清掃され、２次転写によりベルト８上に残留する２次転写残トナー等はクリーニング装置８３で清掃される。これら清掃除去されたトナーはそれぞれ図示省略の搬送手段にて廃棄容器へ送られる。

以上説明したようにして画像形成されるのであるが、画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのそれぞれにおける現像器４は図２、図３に示すように構成されており、図示省略の制御部の指示のもとに、現像器内トナーの消費に応じてトナー補給装置４０からトナー補給を受けることができる。

図２は現像器４の断面構造の概略を示しており、図３は現像器４を背後からみたときの（感光体１とは反対側からみたときの）内部構造の概略を示している（但し、現像ローラ４１及び供給ローラ４２はその位置を鎖線で示している。）。

各現像器４は、上室４Ｕと下室４Ｌとを備えており、これら上下の室の間には隔壁４Ｗが形成されている。
下室４Ｌには感光体１に臨む現像ローラ４１及び現像ローラ４１へトナーを供給するトナー供給ローラ４２が設けられている。感光体１と現像ローラ４１は僅かな現像ギャップＤｇをおいて対向している。トナー供給ローラ４２は少なくとも表層部が発泡弾性材料からなるローラである。現像ローラ４１とトナー供給ローラ４２は図示省略の現像ローラ駆動モータにより共に図２中反時計方向に回される。現像ローラ４１は、図示省略の現像バイアス電源から現像バイアス（ここでは直流電圧に交流電圧を重畳したバイアス）が印加される状態で感光体上潜像の現像に供される。

現像ローラ４１に対しては、供給ローラ４２のほか、トナー規制ブレード４３、４４及び除電部材４５、さらに端部シール部材４Ｓが接触している。トナー規制ブレード４３、４４は供給ローラ４２にて現像ローラ４１上へ供給され、現像領域へ向け搬送されるトナーの層厚を所定のものに規制するとともに該トナーを摩擦帯電させるもので、現像バイアスと同じタイミングで図示省略の電源から規制バイアスが印加される。

トナー供給ローラ４２にもトナー供給のための供給バイアスが図示省略の電源から印加される。さらに、除電部材４５も図示省略の電源から除電バイアスが印加され、現像領域で消費されずに現像装置内へ戻ってくるトナーから除電する。供給ローラ４２は現像器内へ戻ってくるトナーを現像ローラ４１から剥がし落とすことも行う。

端部シール部材４Ｓは帯状のシール部材であり、図４に示すように、現像ローラ４１の回転軸４１０の方向（現像ローラの回転中心線の方向）における現像ローラ本体４２０の各端部４２１に幅ｂで当接して該端部から現像器４外へトナーが漏れ出ることを防止している。

また、現像ローラ軸４１０には、現像ローラ本体４２０の両外側に隣り合ってコロ４Ｒを設けてある（図２には鎖線で示してある。）。各コロ４Ｒは、感光体１の表面に当接して前記現像ギャップＤｇを形成している。

現像器上室４Ｕには上側トナー搬送スクリュー４６が、下室４Ｌの上部には下側トナー搬送スクリュー４７が設けられている。図３に示すように、上下室間の隔壁４Ｗには、その一端部の近傍部位にトナー流通開口Ｐ１が、他端部にトナー流通開口Ｐ２が形成されている。

スクリュー４６、４７は図示省略の駆動モータ（前記の現像ローラ駆動モータでもよい）に回転駆動され、それにより、現像器４内にトナーが循環するようになっている。さらに言えば、下室４Ｌ内のトナーは現像に供されものがある一方、下側トナー搬送スクリュー４７により一方の隔壁開口Ｐ１の下方領域から隔壁開口Ｐ２の方へ搬送されて該開口Ｐ２から上室４Ｕへ供給され、上側トナー搬送スクリュー４６にて開口Ｐ２から開口Ｐ１の方へ搬送され、開口Ｐ１から下室４Ｌへ移動するように循環するものもある。

上側トナー搬送スクリュー４６は前記隔壁開口Ｐ１よりさらに外側へ（図中左側へ）延びており、その部分はトナーを、前記開口Ｐ２とは反対側から開口Ｐ１へ向け搬送するスクリュー羽根を備えている。この部分に対しトナー補給装置４０（図１では図示省略）からトナーを補給できるようになっている。

トナー補給装置４０から補給されるトナーは、上室４Ｕ内を隔壁開口Ｐ１の方へ送られ、同じく上室４Ｕ内を隔壁開口Ｐ２から隔壁開口Ｐ１の方へ循環搬送されてくるトナーと混じり合いながら開口Ｐ１から下室４Ｌへ落とされ、現像装置内既存のトナーと循環攪拌されつつ現像に供されていく。
なお、図２に示すように下室４Ｌの上部には現像器内温度を検出する温度検出器（ここでは熱電対温度検出器）ＴＳを設けてある。

現像ローラ４１についてさらに説明する。
現像ローラ４１は、それとは限定されないが、本例では表面が弾性ＮＢＲゴム形成されており、端部シール部材４Ｓはフエルトで形成されている。従って、現像ローラ４１が回転すると、シール部材４Ｓとの摩擦により摩擦熱が発生し、現像ローラ４１が加熱される。なお、トナー規制ブレード４３、４４及び除電部材４５等と現像ローラ４１との摩擦熱も発生する。

そこで、現像器４では、図４に示すように、現像ローラ本体４２０に、その端面で開口して該端面から現像ローラ回転軸４１０方向に現像ローラ本体４２０内へ入り込む開口凹部４１１を形成してある。図４に示す例では開口凹部４１１の内径は一様にｄ１である。また開口凹部４１１の現像ローラ軸方向の深さはシール部材４Ｓの幅ｂより大きいａである。しかし、該深さａは、現像ローラ本体４２０の幅ｃの半分よりは小さい。

このような開口凹部４１１は、現像ローラを全体的に中空構造にする場合と比べると簡単、安価に形成でき、画像形成装置のコンパクト化の要請に応えるための小径の現像ローラでも、そのローラ全体を中空ローラとする場合に比べると簡単安価に形成できる。

そして、このように現像ローラ本体４２０の左右端部にそれぞれ開口凹部４１１が形成されているので、現像ローラ４１と現像ローラ本体端部４２１に当接する端部シール部材４Ｓとの摩擦による発熱があっても、開口凹部４１１から放熱して、現像ローラ４１と端部シール部材４Ｓとの相互接触部位を、ひいては現像ローラ４１全体をそれだけ冷却することができ、それだけ現像器内トナーの昇温を抑制して該トナーの劣化や現像器内部位へのトナーの溶融固着を抑制して良好に静電潜像を現像できる。

図４に示す現像ローラ４１では、現像ローラ本体４２０の各開口凹部４１１は内径が一様にｄ１であったが、現像ローラ４１からの放熱を一層容易にするために、図５に例示するように、図４の開口凹部４１１に対応する開口凹部として開口凹部４１２を形成し、該開口凹部４１２の内径を、現像ローラ本体４２０の端から現像ローラ回転軸４１０の方向に奥へ入るに従い、小さくしてもよい。換言すれば、開口凹部４１２の内径を、現像ローラ回転軸方向の奥から現像ローラ本体端へ出てくるに従い、大きくしてもよい。図５の例では、開口凹部４１２の奥部の内径はｄ１とし、開口での内径はｄ２（＞ｄ１）としてある。

また、現像ローラ４１の冷却効果を向上させるために、前記の各コロ４Ｒに図６（Ａ）に例示するように羽根（ファン）ｆを設け、図６（Ｂ）に示すように、羽根ｆがコロ４Ｒの回転により回ることで、コロ４Ｒを間にして現像ローラ本体４２０とは反対側の外側から開口凹部４１２内へ空気流が発生するようにしてもよい。
このとき、開口凹部は図４に示すタイプの開口凹部４１１であってもよい。また、羽根ｆによる気流は、開口凹部４１２（又は４１１）からコロ４Ｒの外側へ向かうものでもよい。

次にコニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社製のタンデム型フルカラープリンタmagicolor5570 のシアン色トナーの現像器を含む部分を抽出し、現像ローラ表面温度を検出する温度検出器として、図２に示すと同様に現像器内に温度検出器を設置し、現像ローラについては適宜取り替えた実験機（後掲の表における実験例１〜３及び比較例のための各実験機）を準備し、それら実験機を用いて行った実験（実験例１〜３）及び比較実験（比較例）について説明する。

実験例１〜３及び比較例のいずれにおいても、magicolor5570 と同様に、現像ローラの外径は１６ｍｍであり、現像ローラ本体の幅ｃは２４０ｍｍであり、端部シール部材の幅ｂは８ｍｍである。

比較例の実験機では現像ローラは、magicolor5570 と同じ従来タイプのもので、ローラ本体端部の開口凹部は無く、コロもmagicolor5570 と同じもので、ファンは無い。
実験例１の実験機では現像ローラとして図４に示すタイプの開口凹部を有する現像ローラ（開口凹部の深さａ＝１０ｍｍ、内径ｄ１＝１３ｍｍ）を採用した。コロはmagicolor5570 と同じもので、ファンは無い。

実験例２の実験機では現像ローラとして図５、図６に示すタイプの開口凹部を有する現像ローラ（開口凹部の深さａ＝１０ｍｍ、奥部の内径ｄ１＝１２ｍｍ、開口での内径ｄ２＝１４ｍｍ）を採用した。コロはmagicolor5570 と同じもので、ファンは無い。 実験例３の実験機では、現像ローラとして実験例２と同じ現像ローラを採用し、コロについては、羽根（ファン）を設けたものを採用した。

各実験機においてはバイアス条件等をmagicolor5570 のものから変更せずに外気温度２５℃の環境下でトナー強制消費（非通紙時に現像ローラ上のトナーを感光体１へ移行させ、クリーニング装置６に除去清掃させるトナー消費）を行いながら白紙連続駆動（トナーを付着させない白色画像の印字を順次記録紙に行う駆動）を行い、印字枚数が３００枚目、５００枚目、７００枚目、１０００枚目ごとに現像器内設置の温度検出器にて現像ローラ表面温度を検出し、検出結果が３５℃未満であれば、現像ローラの昇温が十分抑制されている「◎」（非常に良好）、３５℃以上４０℃未満であれば、現像ローラの昇温は実用上差し支えない程度に抑制されている「○」（良好）、４０℃以上であれば、現像ローラの昇温抑制が不十分「×」（不良）と評価した。

次表にこれらをまとめて示す。

上表からわかるように、現像ローラに開口凹部を設けた場合、また、さらにコロを羽根付きコロとした場合には、印字枚数１０００枚目でも、現像ローラの昇温は抑制されていることがわかる。

本発明は、現像器内温度上昇による現像器内トナーの溶融固着や劣化を抑制できる現像器や、そのような現像器を備えることで、それだけ良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することに利用できる。

本発明に係る画像形成装置の１例の構成の概略を示す図である。 図１の画像形成装置における現像器の断面構造の概略を示す図である。 図２の現像器を背後からみたときの現像器内部構造の概略を示す図である。 図２の現像器における現像ローラとコロの組み合わせを示す図である。 本発明に係る現像器における現像ローラの他の例を示す図である。 本発明に係る現像器における現像ローラとコロの組み合わせの他の例を示す図である。

符号の説明

Ｙ イエロー画像形成部
Ｍ マゼンタ画像形成部
Ｃ シアン画像形成部
Ｋ ブラック画像形成部
ＹＣ イエロープロセスカートリッジ
ＭＣ マゼンタプロセスカートリッジ
ＣＣ シアンプロセスカートリッジ
ＫＣ ブラックプロセスカートリッジ
１ 感光体
２ 帯電器
３ 画像露光装置
４ 現像器
４１ 現像ローラ
４１０ 現像ローラ回転軸
４１１、４１２ 開口凹部
４２０ 現像ローラ本体
４２１ 本体端部
ｄ１、ｄ２ 開口凹部の内径
４２ トナー供給ローラ
４３、４４ トナー規制ブレード
４５ 除電部材
４Ｕ 上室
４Ｌ 下室
４Ｗ 隔壁
Ｐ１、Ｐ２ 隔壁開口
４６ 上側トナー搬送スクリュー
４７ 下側トナー搬送スクリュー
４０ トナー補給装置
４Ｓ 端部シール部材
ＴＳ 温度検出器
４Ｒ コロ
ｆ 羽根
Ｄｇ 現像ギャップ
５ １次転写ローラ
６ クリーニング装置
８ 中間転写ベルト
８１ 駆動ローラ
８２ 対向ローラ
８３ クリーニング装置
９ ２次転写ローラ
１０ 記録媒体供給カセット
１０１ 記録媒体供給ローラ
ＴＲ タイミングローラ対
ＦＸ 定着装置
ＤＲ 記録媒体排出ローラ対
Ｔ 記録媒体排出トレイ
Ｓ 記録媒体

Claims (5)

1. 現像ローラ及び該現像ローラに当接する部材を含んでおり、該当接部材にはトナー規制部材及び現像ローラ端部のシール部材が含まれており、該現像ローラはトナーを担持して、静電潜像担持体上の静電潜像を現像する現像領域へ搬送し、該トナー規制部材は該現像ローラによるトナー搬送途中で、該現像ローラ上トナーの層厚を規制するとともに該トナーを摩擦帯電させ、該端部シール部材は現像ローラ回転軸方向における現像ローラ本体の端部に当接して該端部から現像器外へのトナー漏れを防止する、電子写真方式の画像形成装置のための現像器であり、
   前記現像ローラは、前記現像ローラ本体の端面で開口して該端面から現像ローラ回転軸方向に該現像ローラ本体内へ入り込んだ開口凹部を有しており、該開口凹部の現像ローラ本体端面から現像ローラ回転軸方向への深さが前記端部シール部材の現像ローラ回転軸方向の幅より大きく、現像ローラ回転軸方向の現像ローラ本体幅の半分より小さいことを特徴とする現像器。
2. 前記現像ローラは前記静電潜像担持体との間に現像ギャップをおいて該静電潜像担持体上の静電潜像を現像するローラであり、現像ローラ本体の両外側に隣り合って現像ローラ回転軸に設けられ、該静電潜像担持体表面に当接して前記現像ギャップを形成するコロを有している請求項１記載の現像器。
3. 前記コロには、該コロを間にして前記現像ローラ本体とは反対側の外側から該現像ローラ本体の前記開口凹部内へ、又は該コロを間にして前記現像ローラ本体とは反対側の外側へ向け該現像ローラ本体の前記開口凹部から空気流を発生させる羽根を備えている請求項２記載の現像器。
4. 前記開口凹部の内径は、現像ローラ本体端から現像ローラ回転軸方向に奥へ入るに従い、小さくなっている請求項１、２又は３に記載の現像器。
5. 回転駆動される静電潜像担持体、該静電潜像担持体表面を帯電させる帯電器、該帯電器により帯電した静電潜像担持体表面の帯電域に画像露光を施して静電潜像を形成する露光装置及び該静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器を含み、該トナー像を被転写体へ転写でき、該現像器は少なくとも一つ含んでいる画像形成装置であり、
   少なくとも一つの現像器は、請求項１から４のいずれか１項に記載の現像器であることを特徴とする画像形成装置。

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