JP2019082591A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置構造の複雑化を招くことなく、現像剤の温度上昇を抑制できる現像装置を提供する。【解決手段】現像装置２０の筐体６０には、収容室Ｓ１の余剰の現像剤を排出する現像剤排出口６６が形成される。現像装置２０は、空気流路９０と放熱部材８５とを備える。空気流路９０は、現像ローラ２１の回転に伴って収容室Ｓ１の空気が流入するように構成される。放熱部材８５は、空気流路９０を流れる空気と伝熱するとともに収容室Ｓ１に面する。【選択図】図２

Description

本発明は、現像装置に関する。

現像ローラを備えた現像装置では、現像剤の温度上昇に伴って不具合が生じる。具体的に現像剤の温度上昇は、現像剤層規制部材に対するトナーの固着、トナーとキャリアとの凝集体の発生、帯電量低下などを引き起こし、画像の品質の低下につながる。

そこで、特許文献１の現像装置では、現像ローラや搬送部材の軸を筐体の外部へ延出させ、延出した部分を冷却部材（ペルチェ素子等）で冷却している。これにより、現像ローラや搬送部材が冷却され、ひいては現像剤の温度上昇が抑制される。

特開２０１３−９７２５２号公報

特許文献１の現像装置では、筐体から軸を引き出す必要があり、更には軸を冷却する装置が必要となる。従って、現像装置の複雑化を招く。

本発明は、装置構造の複雑化を招くことなく、現像剤の温度上昇を抑制できる現像装置を提供することである。

第１の態様は、筐体と、前記筐体内の収容室に配置され、現像剤を担持する現像ローラと、前記現像ローラに付着した現像剤の厚さを均一化するための層厚規制部材とを備え、記筐体には、前記収容室の余剰の現像剤を排出する現像剤排出口が形成される現像装置であって、空気流路と、放熱部材とを備え、前記空気流路は、前記現像ローラの回転に伴って前記収容室の空気が流入するように構成され、前記放熱部材は、前記空気流路を流れる空気と伝熱するとともに前記収容室に面している。

第１の態様では、現像ローラの回転に伴って収容室に空気が入り込み、この空気が空気流路を流れる。空気流路の空気が放熱部材を通過すると、現像剤の熱が放熱部材を介して空気流路を流れる空気に伝熱する。つまり、空気流路を流れる空気は、現像剤の冷却に利用される。これにより、収容室内では、現像剤の温度上昇を抑制できる。

第２の態様は、第１の態様において、前記放熱部材は、前記層厚規制部材に兼用されることを特徴とする現像装置である。

第２の態様では、空気流路を流れる空気が、放熱部材を兼用する層厚規制部材を通過する。これにより、層厚規制部材の熱が空気流路を流れる空気に伝熱し、層厚規制部材が冷却される。

第３の態様は、第１又は２の態様において、前記放熱部材の熱伝導率は、１０Ｗ／ｍＫ以上であることを特徴とする現像装置である。

第３の態様では、放熱部材の熱伝導率を１０Ｗ／ｍＫ以上とすることで、放熱部材による現像剤の冷却効果が向上する。

第４の態様は、第１乃至３の態様のいずれか１つにおいて、前記空気流路の最小の流路断面積は、前記現像剤排出口の開口面積の５倍以上であることを特徴とする現像装置である。

第４の態様では、空気流路の最小の流路断面積を現像剤排出口の開口面積の５倍以上とすることで、収容室内の空気が空気流路へ流れ易くなる。これにより、放熱部材による現像剤の冷却効果が向上する。一方、このように空気流路へ流れる空気の流量が増えると、その量の分だけ現像剤排出口へ流れてしまう空気の流量が減少する。従って、収容室内の現像剤が現像剤排出口へ過剰に排出されてしまうことを抑制できる。

第５の態様は、第１乃至４の態様のいずれか１つにおいて、前記現像ローラの回転数が５００ｒｐｍ以上であることを特徴とする現像装置である。

第５の態様では、現像ローラの回転数を５００ｒｐｍ以上とすることで、空気流路へ導入される空気の流量が増大する。これにより、放熱部材による現像剤の冷却効果が向上する。

第６の態様は、第１乃至５の態様のいずれか１つにおいて、前記空気流路には、シャッタ機構が設けられることを特徴とする現像装置である。

第６の態様では、シャッタ機構により空気流路を開閉できる。このため、例えば現像装置の搬送時において、収容室の現像剤が空気流路を通じて筐体の外部へ漏れてしまうことを、閉状態のシャッタ機構により抑制できる。

第７の態様は、第１乃至６の態様のいずれか１つにおいて、前記現像剤排出口を流出した現像剤を回収する廃トナーボックスを備え、前記空気流路の流出端は、前記廃トナーボックスと繋がっていることを特徴とする現像装置である。

第７の態様では、空気流路を流れた空気が廃トナーボックスへ送られる。このため、空気流路を流れる空気中の現像剤を廃トナーボックスに回収できる。

第８の態様は、第７の態様において、前記廃トナーボックスには、空気抜き孔が形成され、前記空気抜き孔には、フィルタが設けられることを特徴とする現像装置である。

第８の態様では、空気流路を介して廃トナーボックスに送られた空気は、空気抜き孔を通じて廃トナーボックスの外部へ排出される。これにより、収容室の内圧の上昇を抑制でき、収容室内のトナーの飛散を抑制できる。空気抜き孔には、フィルタが設けられるため、空気抜き孔を通過する空気中の現像剤をフィルタにより捕捉できる。このため、廃トナーボックス中の現像剤が空気とともに外部へ漏れてしまうことを抑制できる。

本発明によれば、装置構造の複雑化を招くことなく、現像剤の温度上昇を抑制できる現像装置を提供できる。

図１は、実施形態１に係る画像形成装置の全体構成を示す概略構成図である。 図２は、実施形態１に係る現像装置の内部を側方から視た概略の縦断面図であり、空気の流れを白抜きの矢印で模式的に表している。 図３は、実施形態１に係る現像装置の内部を前側から視た概略の縦断面図である。 図４は、実施形態１に係る現像装置の内部を上側から視た概略の縦断面図である。 図５は、実施形態２に係る現像装置の図２に相当する図である。 図６は、現像装置の性能試験結果である。 図７は、面積比と現像剤排出量の関係を示すグラフである。 図８は、現像ローラの回転数と、空気流路による温度低下量の関係を示すグラフである。 図９は、その他の実施形態に係る現像装置の図２に相当する図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。また、以下に説明する各実施形態、変形例、その他の例等の各構成は、本発明を実施可能な範囲において互いに組み合わせてもよい。

《実施形態１》
〈画像形成装置の全体構成〉
本実施形態に係る画像形成装置１の概略構成を説明する。図１に示すように、画像形成装置１は、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの各色を用いてカラー画像を形成する装置である。画像形成装置１は、用紙(記録媒体)Ｐに画像を形成する。

より詳細には、画像形成装置１は、用紙Ｐを搬送する記録媒体搬送ユニット１０と、静電潜像を現像する現像装置２０と、トナー像を用紙Ｐに二次転写する転写ユニット３０と、周面に画像が形成される静電潜像担持体である感光体ドラム４０と、トナー像を用紙Ｐに定着させる定着ユニット５０とを備えている。画像形成装置１には、廃トナーを回収する廃トナーボックス４５（図１において不図示）が着脱可能に設けられている。

記録媒体搬送ユニット１０は、画像が形成される用紙Ｐを搬送経路Ｒ１上で搬送する。用紙Ｐは、カセットＫに積層されて収容され、給紙ローラによりピックアップされて搬送される。記録媒体搬送ユニット１０は、用紙Ｐに転写されるトナー像が二次転写領域Ｒ２に到達するタイミングで、搬送経路Ｒ１を介して二次転写領域Ｒ２に用紙Ｐを到達させる。

現像装置２０は、色ごとに４個設けられている。各現像装置２０は、トナーを感光体ドラム４０に担持させる現像ローラ２１を備えている。現像装置２０では、トナーとキャリアを所望の混合比になるように調整される。現像装置２０では、トナーが均一に分散され、最適な帯電量を付与した現像剤が調整される。この現像剤を現像ローラ２１に担持させる。現像ローラ２１の回転により現像剤が感光体ドラム４０と対向する領域まで搬送されると、現像ローラ２１に担持された現像剤のうちのトナーが感光体ドラム４０の周面上に形成された静電潜像に移動し、静電潜像が現像される。

転写ユニット３０は、現像装置２０で形成されたトナー像を用紙Ｐに二次転写する二次転写領域Ｒ２に搬送する。転写ユニット３０は、転写ベルト３１と、転写ベルト３１を懸架する懸架ローラ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄと、感光体ドラム４０と共に転写ベルト３１を挟持する一次転写ローラ３２と、懸架ローラ３１ｄと共に転写ベルト３１を挟持する二次転写ローラ３３とを備えている。

転写ベルト３１は、懸架ローラ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにより循環移動する無端状のベルトである。一次転写ローラ３２は、転写ベルト３１の内周側から感光体ドラム４０を押圧するように設けられる。二次転写ローラ３３は、転写ベルト３１の外周側から懸架ローラ３１ｄを押圧するように設けられる。

感光体ドラム４０は、色ごとに４個設けられている。各感光体ドラム４０は、転写ベルト３１の移動方向に沿って設けられている。感光体ドラム４０の周上には、現像装置２０と、帯電ローラ４１と、露光ユニット４２と、クリーニングユニット４３とが設けられている。

帯電ローラ４１は、感光体ドラム４０の表面を所定の電位に均一に帯電させる帯電手段である。帯電ローラ４１は、感光体ドラム４０の回転に追従して動く。露光ユニット４２は、帯電ローラ４１によって帯電した感光体ドラム４０の表面を、用紙Ｐに形成する画に応じて露光する。これにより、感光体ドラム４０の表面のうち露光ユニット４２により露光された部分の電位が変化し、静電潜像が形成される。４個の現像装置２０は、それぞれの現像装置２０に対向して設けられたトナータンクＮから供給されたトナーによって感光体ドラム４０に形成された静電潜像を現像し、トナー像を生成する。各トナータンクＮ内には、それぞれ、マゼンタ、イエロー、シアン及びブラックのトナーが充填されている。クリーニングユニット４３は、感光体ドラム４０上に形成されたトナー像が転写ベルト３１に一次転写された後に感光体ドラム４０上に残存するトナーを回収する。

定着ユニット５０は、転写ベルト３１から用紙Ｐへ二次転写されたトナー像を用紙Ｐに付着させ、定着させる。定着ユニット５０は、用紙Ｐを加熱する加熱ローラ５１と、加熱ローラ５１を押圧する加圧ローラ５２と、を備えている。加熱ローラ５１及び加圧ローラ５２は円筒状に形成されており、加熱ローラ５１は内部にハロゲンランプ等の熱源を備えている。加熱ローラ５１と加圧ローラ５２との間には接触領域である定着ニップ部が設けられ、定着ニップ部に用紙Ｐを通過させることにより、トナー像を用紙Ｐに溶融定着させる。トナー像が用紙Ｐへ二次転写された後、転写ベルト３１に残存するトナーは、ベルトクリーニング装置によって回収される。

また、画像形成装置１には、定着ユニット５０によりトナー像が定着された用紙Ｐを装置外部へ排出するための排出ローラ５３，５４が設けられている。

〈印刷動作〉
次いで画像形成装置１の印刷動作について説明する。画像形成装置１に被記録画像の画像信号が入力されると、画像形成装置１は、給紙ローラを回転させて、カセットＫに積層された用紙Ｐをピックアップして搬送する。そして、受信した画像信号に基づいて、帯電ローラ４１により感光体ドラム４０の表面を所定の電位に均一に帯電させる（帯電工程）。その後、露光ユニット４２により感光体ドラム４０の表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する（露光工程）。

現像装置２０では、静電潜像が現像されてトナー像が形成される（現像工程）。こうして形成されたトナー像は、感光体ドラム４０と転写ベルト３１とが対向する領域において、感光体ドラム４０から転写ベルト３１へ一次転写される（転写工程）。転写ベルト３１には、４個の感光体ドラム４０上に形成されたトナー像が順次積層されて、１つの積層トナー像が形成される。そして、積層トナー像は、懸架ローラ３１ｄと二次転写ローラ３３とが対向する二次転写領域Ｒ２において、記録媒体搬送ユニット１０から搬送された用紙Ｐに二次転写される。

積層トナー像が二次転写された用紙Ｐは、定着ユニット５０へ搬送される。用紙Ｐを加熱ローラ５１と加圧ローラ５２との間で熱及び圧力を加えながら通過させることにより、積層トナー像を用紙Ｐへ溶融定着させる（定着工程）。その後、用紙Ｐは、排出ローラ５３，５４によって画像形成装置１の外部へ排出される。

〈現像装置の詳細な構成〉
現像装置２０の詳細な構成について、図２〜図４を参照しながら説明する。

現像装置２０は、筐体６０と、現像ローラ２１と、ブレード２８と、第１搬送部材７０と、第２搬送部材７５とを備えている。

〈筐体〉
筐体６０は、横長の容器状に形成されている。筐体６０は、その内部の空間を上下に仕切る仕切部６０ａを有している。筐体６０では、仕切部６０ａの上側に第１収容室Ｓ１が形成され、仕切部６０ａの下側に第２収容室Ｓ２が形成される。第１収容室Ｓ１には、現像ローラ２１と第１搬送部材７０とが収容される。第２収容室Ｓ２には、第２搬送部材７５が収容される。筐体６０では、第１搬送部材７０を収容する部分が第１筐体部６１を構成し、第２搬送部材７５を収容する部分が第２筐体部６２を構成している。

図３に示すように、筐体６０には、現像剤供給口６３、第１開口６４、第２開口６５、及び現像剤排出口６６が形成される。より詳細には、筐体６０では、その長手方向の一端寄りに第１開口６４が形成される。筐体６０では、その長手方向の他端寄りに現像剤供給口６３、第２開口６５、及び現像剤排出口６６が形成される。

現像剤供給口６３は、第２筐体部６２に形成される。現像剤供給口６３は、トナータンクＮから供給された現像剤を第２収容室Ｓ２へ送るための開口である。ここで、現像剤は、磁性体のキャリアと非磁性体のトナーとを含んでいる。

第１開口６４は、仕切部６０ａに形成される。第１開口６４は、第１収容室Ｓ１及び第２収容室Ｓ２を連通させる。第１開口６４は、第２搬送部材７５で搬送した現像剤を第１収容室Ｓ１へ送るための開口である。

第２開口６５は、仕切部６０ａに形成される。第２開口６５は、第１開口６４と現像剤排出口６６の間に配置される。第２開口６５は、第１収容室Ｓ１及び第２収容室Ｓ２を連通させる。第２開口６５は、第１搬送部材７０で搬送した現像剤を第２収容室Ｓ２へ送るための開口である。

現像剤排出口６６は、第１筐体部６１に形成される。現像剤排出口６６は、余剰の現像剤を第１収容室Ｓ１から廃トナーボックス４５へ送るための開口である。

〈現像ローラ〉
現像ローラ２１は、感光体ドラム４０の周面に形成された静電潜像に対して、トナーを供給する現像剤担持体である。現像ローラ２１は、感光体ドラム４０と対向するように第１収容室Ｓ１の上部に配置される。図２に示すように、現像ローラ２１は、シャフト２２、マグネット部２３、及び現像スリーブ２４を備えている。

シャフト２２は、筐体６０の長手方向に沿って水平に延びている。シャフト２２の両端は、筐体６０に固定／支持される。

マグネット部２３は、シャフト２２の周囲に固定されている。マグネット部２３は、複数の磁極を有する円筒形の部材である。マグネット部２３は、感光体ドラム４０と対向する領域に、異なる磁極が交互に配置されている。マグネット部２３は、現像スリーブ２４の周面上において、現像剤を磁気力により搬送する。マグネット部２３は、現像剤の磁気ブラシの穂を起てて、該磁気ブラシを感光体ドラム４０の静電潜像に接触又は近接させる。

現像スリーブ２４は、非磁性の金属からなる筒状部材である。現像スリーブ２４は円筒形に形成される。現像スリーブ２４は、シャフト２２及びマグネット部２３と同軸となるように水平に延びている。現像スリーブ２４は、筐体６０に回転可能に支持される。現像スリーブ２４は、図示を省略した駆動機構によって回転駆動される。

〈ブレード〉
ブレード２８は、現像スリーブ２４の外周面に付着した現像剤を均一な厚さの層にするための層厚規制部材である。ブレード２８は、現像スリーブ２４と感光体ドラム４０とが対向する位置を基準とすると、現像スリーブ２４の回転方向の上流側に配置される。ブレード２８は、ステンレス等の金属材料で構成される。

〈第１搬送部材〉
第１搬送部材７０は、第１収容室Ｓ１において、現像剤を攪拌・混合するとともに、該現像剤を搬送する。第１搬送部材７０で攪拌・混合された現像剤は、現像ローラ２１へ供給される。また、第１搬送部材７０で搬送された現像剤は、第２開口６５を介して第１収容室Ｓ１へ戻される。

第１搬送部材７０は、第１支持軸７１と第１搬送翼７２とを備えている。第１支持軸７１は、仕切部６０ａに沿うように水平に延びている。第１支持軸７１は、軸受け（不図示）によって回転可能に支持されている。第１搬送翼７２は、第１支持軸７１の外周面に形成されている。第１搬送翼７２は、第１支持軸７１の軸方向に沿って配置された螺旋状の傾斜面を有している。第１搬送翼７２は、第１開口６４側から第２開口６５側に向かって（順方向に）現像剤を搬送する。

〈第２搬送部材〉
第２搬送部材７５は、第２収容室Ｓ２において、現像剤を攪拌・混合するとともに、該現像剤を搬送する。第２搬送部材７５で攪拌・混合された現像剤は、第１開口６４を介して第１収容室Ｓ１へ供される。

第２搬送部材７５は、第２支持軸７６と第２搬送翼７７とを備えている。第２支持軸７６は、仕切部６０ａに沿うように水平に延びている。第２支持軸７６は、軸受け（不図示）によって回転可能に支持されている。第２搬送翼７７は、第２支持軸７６の外周面に形成されている。第２搬送翼７７は、第２支持軸７６の軸方向に沿って配置された螺旋状の傾斜面を有している。第２搬送翼７７は、第２開口６５から第１開口６４に向かって現像剤を搬送する。

〈現像ローラの冷却構造〉
現像装置２０では、現像ローラ２１の回転に伴い現像剤の温度が上昇する。ブレード２８と現像スリーブ２４の近接部分では、現像剤とブレードとの接触に伴い熱が蓄積していく。特に、印刷動作の高速化に伴い現像ローラ２１の回転が速くなると、現像剤の温度上昇が促進される。このような現像剤の温度上昇は、ブレード２８に対するトナーの固着、トナーとキャリアとの凝集体の発生、帯電量低下などを引き起こすため、印刷画像の品質の低下につながる。そこで、本実施形態では、現像ローラ２１の回転に伴う気流により、現像剤を冷却する構造を採用している。この冷却構造について、図２〜図４を参照しながら説明する。

図２に示すように、第１筐体部６１には、その幅方向におけるブレード２８と反対側（以下、これを「前側」とする）に側壁８０が設けられる。側壁８０は、上部側壁８１と下部側壁８２とを含んでいる。上部側壁８１は、現像ローラ２１の軸心よりも上側に位置し、現像ローラ２１の上部に対向するように傾斜している。下部側壁８２は、現像ローラ２１の下部、及び第１搬送部材７０に対向するように略鉛直に立設している。

上部側壁８１には、空気導入口９５が形成される。空気導入口は、第１筐体部６１の長手方向に延びる横長の開口である。

第１筐体部６１には、側壁８０の前面を覆うようにカバー部材８３が取り付けられる。カバー部材８３は、上部側壁８１及び下部側壁８２に沿うように屈曲した形状をしている。カバー部材８３は、空気導入口９５の全体を覆うように第１筐体部６１の長手方向に延びている。カバー部材８３は、側壁８０と所定の間隔を置くように該側壁８０と離間している。カバー部材８３と側壁８０との間には、空気が流れる第１流路９１が形成される。第１流路９１の流入側は、空気導入口９５を介して第１収容室Ｓ１と連通する。

図３に模式的に示すように、第１流路９１は、現像ローラ２１、及び第１搬送部材７０の第１搬送翼７２と幅方向に重なるように、側壁８０の長手方向に延びている。同図に示すように、側壁８０の前側には、カバー部材８３との間に横長の第２流路９２が形成される。第２流路９２の流入端は、第１流路９１と繋がる。第２流路９２の流出端は、廃トナーボックス４５と繋がる。

本実施形態では、空気導入口９５、第１流路９１、及び第２流路９２が、現像剤を冷却するための空気流路９０を構成している。

現像装置２０は、空気流路９０を流れる空気と伝熱するとともに収容室（厳密には、第１収容室Ｓ１）に面する放熱部材８５を備えている。放熱部材８５は、筐体６０の側壁８０（厳密には、下部側壁８２）に形成された開口部に取り付けられている。放熱部材８５は、第１流路９１の長手方向の全域に亘るように水平方向に延びている。

放熱部材８５は、熱伝導率の高い材料で構成されている。具体的に、本実施形態の放熱部材８５は、アルミニウム材料で構成される。放熱部材８５の熱伝導率は、１０Ｗ／ｍＫ以上であるのが好ましい。放熱部材８５の前側の第１面８５ａは、第１流路９１に露出している。放熱部材８５の後側の第２面８５ｂは、第１収容室Ｓ１に露出している。放熱部材８５は、第１収容室Ｓ１の現像剤や、他の構成機器（現像ローラ２１、ブレード２８、第１搬送部材７０等）から吸熱し、空気流路９０を流れる空気へ放熱する。

〈廃トナーボックス〉
図３及び図４に模式的に示すように、現像装置２０は、廃トナーボックス４５を備えている。廃トナーボックス４５は、筐体６０とは別置きの半密閉容器である。廃トナーボックス４５は、上述した現像剤排出口６６と連通している。廃トナーボックス４５は、上述した空気流路９０と連通している。図３に示すように、廃トナーボックス４５の上端には、空気抜き孔４６が形成される。廃トナーボックス４５に流入した空気は、空気抜き孔４６を通じて、廃トナーボックス４５の外部へ排出される。

空気抜き孔４６には、フィルタ４７が取り付けられる。フィルタ４７は、空気抜き孔４６から排出される空気中の現像剤を捕捉する。

〈冷却動作〉
駆動機構によって現像ローラ２１が回転駆動されると、筐体６０の外部の空気が第１収容室Ｓ１に吸い込まれる。この空気は、５００ｒｐｍ以上で高速回転する現像ローラ２１によって搬送され、空気導入口９５に流入する。空気導入口９５に流入した空気は、第１流路９１を流れる。第１流路９１を流れる空気は、放熱部材８５を通過する。この結果、第１収容室Ｓ１の熱が放熱部材８５を介して第１流路９１を流れる空気へ移動する。これにより、第１収容室Ｓ１の現像剤や、ブレード２８と現像ローラ２１の近接部分などが冷却される。

第１流路９１の空気は、第２流路９２を介して廃トナーボックス４５に流入する。廃トナーボックス４５に流出した空気は、空気抜き孔４６を通じて廃トナーボックス４５の外部へ排出される。この際、空気中の現像剤はフィルタ４７によって捕捉される。

−実施形態１の効果−
実施形態１では、現像ローラ２１の回転に伴って発生した気流を空気流路９０に導入し、空気流路９０を流れる空気によって第１収容室Ｓ１の内部を冷却している。これにより、第１収容室Ｓ１では、別置きの送風機や、冷却装置を設けることなく、現像剤の温度上昇を抑制できる。

空気流路９０を流れた空気は、廃トナーボックス４５を介して外部へ排出される。このため、現像ローラ２１の回転に伴って第１収容室Ｓ１の内圧が上昇することを抑制できる。この結果、筐体６０の内圧上昇に起因するトナーの飛散を抑制できる。

また、このように現像ローラ２１の回転に伴って発生した気流を空気流路９０に送ると、現像剤排出口６６を流出する空気の量が減少する。従って、空気とともに現像剤排出口６６に流入してしまう現像剤の量を低減できる。

廃トナーボックス４５の内部の空気は、フィルタ４７を通過してから廃トナーボックス４５の外部へ排出される。このため、廃トナーボックス４５の内部の現像剤が外部へ漏れてしまうことを抑制できる。

《実施形態２》
図５に示すように、実施形態２に係る現像装置２０は、実施形態１と、空気流路及び伝熱部材の構成が異なる。実施形態２では、空気導入口９５の前側に第１カバー部材８６が取り付けられる。第１カバー部材８６の内部に第１流路９１が形成される。また、実施形態２では、ブレード２８の基部の裏側に第２カバー部材８７が設けられる。第２カバー部材８７は、ブレード２８の長手方向の両端に亘るように水平方向に延びている。第２カバー部材８７とブレード２８の間には、横長の第３流路９３が形成される。第１流路９１と第３流路９３とは、中継流路（図示省略）を介して連通する。第３流路９３の流出端は、実施形態１と同様の廃トナーボックス４５に繋がる。

実施形態２では、空気導入口９５、第１流路９１、及び第３流路９３が、現像剤を冷却するための空気流路９０を構成している。

実施形態２では、ブレード２８が、第１収容室Ｓ１の内部を冷却するための放熱部材を兼用している。具体的には、現像ローラ２１の回転に伴って空気導入口９５に流入した空気は、第１流路９１及び第３流路９３を流れる。この際、第１収容室Ｓ１の内部の熱は、ブレード２８を介して、第３流路９３を流れる空気へ移動する。これにより、ブレード２８等が冷却され、現像剤の温度上昇が抑制される。

第３流路９３を流出した空気は、廃トナーボックス４５に流出した後、空気抜き孔４６から廃トナーボックス４５の外部へ排出される。

実施形態２では、空気流路９０の空気によってブレード２８を直接的に冷却するため、ブレード２８や、その周辺の温度を効果的に冷却できる。実施形態２のそれ以外の作用効果は、上記実施形態１と同様である。

〈性能試験結果〉
上記実施形態の性能を評価した結果を図６に示す。図６の実施例１は、実施形態１に係る現像装置に対応し、実施例２は、実施形態２に係る現像装置に対応する。比較例１は、実施形態１の空気流路９０及び放熱部材８５を省略した構成であり、比較例２は、実施形態１と同様の空気流路９０は有するが放熱部材８５を省略した構成である。

試験では、異なるプリント速度（７０ｐｐｍ及び８０ｐｐｍ）において、両面印字連続走行１４０００枚印字の動作条件において、温度、飛散トナー量、現像剤排出量（ＡＤＲ排出量）を測定した。ここで、温度は、ブレード２８に接続した熱電対によって測定した。飛散トナー量は、動作後に現像装置に付着した飛散トナーを吸引回収し、これを重量測定して得た。現像剤排出量は、動作後に現像剤排出口に排出された現像剤を回収し、これを重量測定して得た。

実施例１や２では、比較例１や２と比べてブレード２８の温度が低かった。このことから、実施形態１や２では、空気流路９０及び放熱部材８５により、ブレード２８等の十分な冷却効果が得られていることが推察できる。

空気流路を有する構成（実施例１、２、及び比較例２）では、空気流路を有さない構成（比較例１）よりも第１収容室Ｓ１でのトナー飛散量が少ないことが確認できる。このことから、第１収容室Ｓ１で発生した気流を空気流路９０に導入することで、第１収容室Ｓ１の内圧上昇を抑制でき、ひいてはトナーの飛散を抑制できることが推察できる。

空気流路を有する構成（実施例１、２、及び比較例２）では、空気流路を有さない構成（比較例１）よりも現像剤排出口６６から排出される現像剤の排出量が少ないことが確認できる。このことから、第１収容室Ｓ１に吸い込まれた空気を空気流路９０へ導入することで、現像剤排出口６６へ漏れ込む空気の量を低減でき、ひいては空気とともに現像剤排出口６６へ排出される現像剤の量を低減できることが推察できる。

以上より、本実施形態では、ブレード２８や現像剤の温度上昇を抑制できることに加え、トナー飛散量や現像剤排出量も効果的に低減できることが確認できる。

〈空気流路の流路断面積と現像剤排出量の関係〉
空気流路９０の最小の流路断面積をＡ１、現像剤排出口６６の開口面積をＡ２とした場合に、これらの面積比（Ａ１／Ａ２）と、現像剤排出量との関係を検証した結果を図７に示す。図７より、面積比（Ａ１／Ａ２）を大きくしていくと、現像剤排出量が低下していくことがわかる。逆に、面積比（Ａ１／Ａ２）を５．０より小さくすると、現像剤排出量が著しく増大する。これは、面積比（Ａ１／Ａ２）が大きくすると、現像剤排出口６６を流れる空気量が減り、その空気の流れに伴って排出される現像剤の量が減少するためと考えられる。以上より、第１収容室Ｓ１の現像剤が過剰に現像剤排出口６６から流出することを抑制するために、面積比（Ａ１／Ａ２）を５．０以上とするのがよい。

〈現像ローラの回転数と温度低減効果の関係〉
現像ローラ２１の回転数により、ブレード２８の温度がどの程度下がるかを検証した結果を図８に示す。図８における温度低下量は、比較例１（空気流路なし）で測定した温度から、実施形態１（空気流路あり）で測定した温度を引いた差分であり、実施形態１の温度低減効果を示す指標である。図８より、現像ローラ２１の回転数が高くなるほど、温度低下量が増大しているのがわかる。これは、現像ローラ２１の回転数が高くなるにつれて第１収容室Ｓ１に吸い込まれる空気の量が増え、ひいては空気流路９０による放熱効果が向上しているためと考えられる。特に現像ローラ２１の回転数を５００ｒｐｍ以上の高速領域とすると、温度低下量が増大している。以上より、空気流路９０による放熱効果を高めるためにも、現像ローラ２１の回転数を５００ｒｐｍ以上とするのがよい。

〈その他の実施形態〉
図９に示すように、空気流路９０の空気導入口９５を開閉可能なシャッタ機構９８を設けてもよい。シャッタ機構９８は、空気導入口９５を開放する位置と、閉鎖する位置との間でスライド可能に構成される。

シャッタ機構９８は、例えば現像装置２０を画像形成装置１に装着することに連動して開閉を切り換える構成とするのがよい。つまり、現像装置２０を画像形成装置１に取り付けると、シャッタ機構９８は機械的に作動して空気導入口９５を開放する状態となる。これにより、上述したように、第１収容室Ｓ１の空気を空気導入口９５より空気流路９０へ送ることができる。

一方、現像装置２０が画像形成装置１から取り外すと、シャッタ機構９８は機械的に作動して空気導入口９５を閉鎖する状態となる。これにより、現像装置２０を取り外して搬送する際などにおいて、第１収容室Ｓ１の内部の現像剤が空気流路９０へ漏れ込んでしまうことをシャッタ機構９８により確実に抑制できる。

空気流路９０は、実施形態１の第１流路９１と、実施形態２の第３流路９３とを組み合わせた構成としてもよい。例えば実施形態１に係る第１流路９１の空気の一部を、実施形態２に係る第３流路９３に分流させる構成とする。これにより、側壁８０側の放熱部材８５と、放熱部材を兼用するブレード２８との双方が、第１収容室Ｓ１内の冷却に寄与する。

本発明は、現像装置について有用である。

２０ 現像装置
２１ 現像ローラ
２８ ブレード（層厚規制部材）
４５ 廃トナーボックス
４６ 空気抜き孔
４７ フィルタ
６６ 現像剤排出口
８５ 放熱部材
９０ 空気流路
９８ シャッタ機構
Ｓ１ 第１収容室（収容室）

Claims (8)

1. 筐体と、前記筐体内の収容室に配置され、現像剤を担持する現像ローラと、該現像ローラに付着した現像剤の厚さを均一化するための層厚規制部材とを備え、前記筐体には、前記収容室の余剰の現像剤を排出する現像剤排出口が形成された現像装置であって、
   空気流路と、
   放熱部材とを備え、
   前記空気流路は、前記現像ローラの回転に伴って前記収容室の空気が流入するように構成され、
   前記放熱部材は、前記空気流路を流れる空気と伝熱するとともに前記収容室に面していることを特徴とする現像装置。
2. 請求項１において、
   前記放熱部材は、前記層厚規制部材に兼用されることを特徴とする現像装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記放熱部材の熱伝導率は、１０Ｗ／ｍＫ以上であることを特徴とする現像装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１つにおいて、
   前記空気流路の最小の流路断面積は、前記現像剤排出口の開口面積の５倍以上であることを特徴とする現像装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１つにおいて、
   前記現像ローラの回転数が５００ｒｐｍ以上であることを特徴とする現像装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１つにおいて、
   前記空気流路には、シャッタ機構が設けられることを特徴とする現像装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１つにおいて、
   前記現像剤排出口を流出した現像剤を回収する廃トナーボックスを備え、
   前記空気流路の流出端は、前記廃トナーボックスと繋がっていることを特徴とする現像装置。
8. 請求項７において、
   前記廃トナーボックスには、空気抜き孔が形成され、
   前記空気抜き孔には、フィルタが設けられることを特徴とする現像装置。

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