JP2024002123A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像容器内の現像剤の温度上昇を抑制しつつ、コストの低下を図る。【解決手段】現像装置４は、開口部４０９を有して現像剤を収容する樹脂製の現像容器４００と、開口部４０９を塞ぎ、第１スクリュ４０１に上下方向に対向する金属製の蓋３０とを備える。蓋３０は、互いに接合された板状の第１部材３１及び第２部材３２を含む複数部材からなり、第１部材３１及び第２部材３２の少なくとも一方を曲げ加工により現像容器４００の外部に突出するように設けられたリブ３３と、第１スクリュ４０１との間で現像容器４００内の現像剤が接触して第１スクリュ４０１の回転方向に通過可能な接触面３４と、接触面３４から現像容器４００の内側に向けて突出し、第１スクリュ４０１との間で現像剤の第１スクリュ４０１の回転方向への通過を規制する凸部３５とを有する。【選択図】図９

Description

本発明は、像担持体に形成された静電潜像を現像剤により現像する現像装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置においては、感光ドラムなどの像担持体に形成された静電潜像を現像装置により現像することでトナー像を形成する。現像装置は、トナーを含む現像剤を収容する現像容器と、現像容器内の現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、現像容器内において現像剤を撹拌・搬送する搬送部材とを有している。

このような現像装置では、内部に収容した現像剤を搬送部材により撹拌・搬送するため、現像剤と搬送部材や現像剤同士の摺擦による摩擦熱が発生し、現像剤の温度が上昇する傾向がある。現像剤の温度が上昇すると、トナーの帯電性が劣化し、画像濃度が低下する画像不良が発生する虞がある。また、トナーが融点以上に昇温すると、溶融して現像剤担持体に融着する虞がある。この場合、現像剤担持体上の現像剤のコート量が不均一となって、濃度ムラや画像スジ等の画像不良が発生する虞がある。

現像剤の温度上昇への対策として、現像容器をアルミニウム合金などの金属製とし、現像容器から外部に突出したリブ状の放熱部を現像容器と一体形成した現像装置が開発されている（特許文献１参照）。このような現像装置によれば、現像容器内の温度上昇を抑制可能である。

特開２０１６－７５８７６号公報

しかしながら、特許文献１に記載した現像装置では、放熱部と現像容器とをアルミニウム合金製で一体形成している。このため、アルミダイカストにより製造したり、押出材をフライス加工などで二次加工することによって製造しなければならず、現像容器が高価になってしまう。

本発明は、現像容器内の現像剤の温度上昇を抑制しつつ、コストの低下を図ることができる構成を提供することを目的とする。

本発明の現像装置は、上部に開口部を有して現像剤を収容する樹脂製の現像容器と、像担持体に形成された静電潜像を現像するために前記現像容器の内部の現像剤を担持搬送する回転可能な現像剤担持体と、前記現像容器の内部で現像剤を循環搬送する複数の搬送スクリュと、前記現像容器の前記開口部を塞ぎ、かつ、複数の前記搬送スクリュの少なくとも一部に上下方向に対向して設けられる金属製の蓋と、を備える現像装置であって、前記蓋は、互いに接合された各々板状の第１部材及び第２部材を含む複数部材からなり、前記第１部材及び第２部材の少なくとも一方を曲げ加工により前記現像容器の外部に突出するように設けられた突出部と、前記搬送スクリュとの間で前記現像容器の内部の現像剤が接触して前記搬送スクリュの回転方向に通過可能な接触面と、前記接触面から前記現像容器の内側に向けて突出し、前記搬送スクリュとの間で現像剤の前記搬送スクリュの回転方向への通過を規制する凸部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、現像容器内の現像剤の温度上昇を抑制しつつ、コストの低下を図ることができる。

実施形態に係る画像形成装置を示す概略の断面図である。 実施形態に係る画像形成部を示す正面図である。 実施形態に係る画像形成部を示す断面図である。 実施形態に係る冷却ダクトを示す底面図である。 実施形態に係る現像装置を示す断面図である。 実施形態に係る蓋を示す断面図である。 実施形態に係る現像装置を示す縦断面図である。 図７のＡ－Ａ線で切断した状態を示す断面図である。 図７のＢ－Ｂ線で切断した状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を、図１～図９を参照しながら詳細に説明する。
まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について説明する。

［画像形成装置］
図１は、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成断面図である。図１に示す画像形成装置１００は、電子写真式のフルカラーレーザプリンタである。尚、図１中、画像形成装置１００に対してユーザが操作する側、即ち、後述する現像装置４などの交換を行う側を前側とし、画像形成装置１００の背面側を後側とし、画像形成装置１００の左右方向を第１方向Ｄ１とする。画像形成装置１００は、画像形成装置本体１０１の内部に並設されている第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｂによって異なる色の４色のトナー画像を帯電、露光、現像、転写の各プロセスを経てトナー画像を形成するようになっている。

制御部１９は、ＣＰＵと、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリを有する。制御部１９は、ホストコンピュータなどの外部インターフェースから出力されるプリント指令信号を入力するとメモリに記憶されている画像形成制御シーケンスに従って画像形成部Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｂを順次動作させる。

各画像形成部Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｂにおいて、像担持体としての感光ドラム１が所定の周速度（プロセススピード）で回転する。そして各画像形成部Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｂの感光ドラム１に跨るよう、駆動ローラ６ａと従動ローラ６ｂとテンションローラ６ｃに掛け渡されている中間転写ベルト７が、駆動ローラ６ａによって各感光ドラム１の回転周速度と対応した周速度で回転される。そして１色目のイエローの画像形成部Ｐｙにおいて、感光ドラム１の外周面（表面）は帯電器２によって所定の極性・電位に一様に帯電される。次に、露光装置３が外部装置からの画像情報に基づいて生成したレーザ光を感光ドラム１表面の帯電面に走査露光する。これにより、感光ドラム１表面の帯電面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。

感光ドラム１に形成された静電潜像は、現像装置４によってイエローのトナー（現像剤）を用いて現像され、感光ドラム１表面上にイエローのトナー画像（現像）が形成される。現像装置４内のトナー（現像剤）が消費されると、補給装置２０ｙからトナー（現像剤）が補給される。同様の帯電、露光、現像の各工程が、２色目のマゼンタの画像形成部Ｐｍ、３色目のシアンの画像形成部Ｐｃ、４色目のブラックの画像形成部Ｐｂにおいても行われる。

各画像形成部Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｂにおいて感光ドラム１表面に形成された各色のトナー画像は、中間転写ベルト７を挟んで感光ドラム１と対向配置されている一次転写ローラ８によって中間転写ベルト７の外周面（表面）上に順次重ねて転写される。これにより、中間転写ベルト７表面上にフルカラーのトナー画像が形成される。トナー画像転写後の感光ドラム１は、感光ドラム１表面に残留している転写残トナーがドラムクリーナ５によって除去され、次の画像形成に供される。

一方、給送カセット１０から記録材Ｐが送出ローラ１１により搬送路１２ａを通じてレジストローラ１３に搬送される。記録材Ｐは、例えば、用紙やプラスチックシートなどのシート材である。次いで記録材Ｐはレジストローラ１３により中間転写ベルト７と二次転写ローラ１４との間の二次転写ニップ部Ｔｎに搬送される。そして、この二次転写ニップ部Ｔｎで記録材Ｐが挟持搬送され、この搬送過程において二次転写ローラ１４により中間転写ベルト７表面上のトナー画像が記録材Ｐ上に転写される。トナー画像転写後の中間転写ベルト７は、中間転写ベルト７表面に残留している転写残トナーがベルトクリーナ９によって除去され、次の画像形成に供される。

未定着のトナー画像を担持する記録材Ｐは、画像担持面を上側にし、その状態で定着装置１５のニップ部に導入される。そして、この記録材Ｐは定着装置１５のニップ部で挟持搬送されることによって、トナー画像が記録材Ｐ上に加熱定着される。記録材Ｐの片面だけに画像を形成する場合、定着装置１５から排出された記録材Ｐは切換部材１６で排出ローラ１７を通して画像形成装置本体１０１の側面に設けられている排出トレイ１８上に排出される。

記録材Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着装置１５から排出された記録材Ｐを切換部材１６で下方の反転搬送路１２ｂに案内する。反転搬送路１２ｂでは、記録材Ｐの先端が反転ポイントＲｐに達したとき記録材Ｐをスイッチバックし画像担持面を上側にし、その状態で両面用搬送路１２ｃに送り出す。両面用搬送路１２ｃにて、記録材Ｐは搬送路１２ａを通じてレジストローラ１３に搬送される。この記録材Ｐは、レジストローラ１３で二次転写ニップ部Ｔｎに搬送され、この二次転写ニップ部Ｔｎで挟持搬送される。そしてこの搬送過程において二次転写ローラ１４により中間転写ベルト７表面上のトナーが記録材Ｐ上に転写される。

未定着のトナー画像を担持する記録材Ｐは、画像担持面を上側にし、その状態で定着装置１５のニップ部に導入される。そしてこの記録材Ｐは定着装置１５のニップ部で挟持搬送されることによってトナー画像が記録材Ｐ上に加熱定着される。定着装置１５から排出された記録材Ｐは切換部材１６で排出ローラ１７を通して排出トレイ１８上に排出される。

画像形成装置本体１０１上部には、給気口２１２があり、給気ファン２１１によって給気ダクト２１０に外部から空気が送り込まれる。給気ダクト２１０は、画像形成部Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｂの前方に配置された接続口２１４で画像形成部Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｂ内に気流を導く冷却ダクト２１５と接続し、それぞれの画像形成部Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｂ内の現像装置４に冷却用の気流を導入する。画像形成部Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｂを冷却した気流は、画像形成装置本体１０１の後方に配置される電装部を冷却し、排気ファン２１３により、排気口（不図示）から画像形成装置１００の外に排出される。

［ダクト経路］
次に画像形成部Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｂを通るダクト経路について説明する。本実施形態では画像形成部Ｐｙについて説明するが、画像形成部Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｂは、現像剤の色が異なるのみで内部の配置は同様である。図２に、画像形成部Ｐｙを前側から視た概略の正面図を示す。画像形成部Ｐｙの前方には冷却ダクト２１５の接続口２１４が配置されており、接続口２１４で給気ダクト２１０と接続する。給気ダクト２１０と冷却ダクト２１５が接続することで、給気ダクト２１０内の気流２１６（図４参照）を冷却ダクト２１５に導入している。

図３に、画像形成部Ｐｙの概略断面図を示す。感光ドラム１は反時計回りに回転し、上部に帯電器２と、左側に現像装置４が配置されている。現像装置４の感光ドラム１に対向する面と反対側の面に加圧部材４０が配置され、現像装置４を感光ドラム１に向けて加圧することで感光ドラム１と現像装置４が所定の距離を保つよう配置される。感光ドラム１の下部には中間転写ベルト７が配置され、右側にドラムクリーナ５が配置されている。現像装置４の上部には現像装置４を冷却するための冷却ダクト２１５が形成されており、ダクト内に給気口２１２から給気された気流２１６（図４参照）を流すことで現像装置４内の現像剤を冷却している。

図４に冷却ダクト２１５の概略下面図を示す。冷却ダクト２１５は、画像形成部Ｐｙの前方の接続口２１４で、画像形成装置本体１０１に設けられた給気ダクト２１０と接続し、現像装置４の上部に気流を導いている。冷却ダクト２１５は、現像装置４の上部でダクト壁２１７と蓋３０とに分割される。冷却ダクト２１５は、画像形成装置本体側のダクト壁２１７が上側を形成し、現像装置４が画像形成装置本体１０１に装着され、画像形成可能な状態になると現像装置４の上部に配置された蓋３０がダクトの下側を形成する。現像装置４の上部よりも気流２１６の流れる方向の下流では、冷却ダクト２１５は、再び、画像形成装置本体１０１に設けられた接続ダクト２２０に接続される。そして、接続ダクト２２０は装置本体内部の後方に配置された電装部に接続されている。冷却ダクト２１５の詳しい構成は後述する。

［現像装置］
次に、現像装置４について説明する。図５に現像装置周辺の概略断面図を示す。現像装置４は、画像形成装置本体１０１（図１参照）に対して着脱可能である。具体的には、現像装置４は、画像形成装置本体１０１に対して図１の紙面垂直方向に挿入及び抜き出しが可能である。また、現像装置４は、感光ドラム１に対して図５に示す矢印Ａ方向に離間可能である。即ち、現像装置４は、後述する現像位置と離間位置とに画像形成装置本体１０１に対してスライド移動可能である。ここでの現像位置とは、第１現像ローラ４０４及び第２現像ローラ４０５により感光ドラム１に形成された静電潜像を現像可能な位置である。また、離間位置とは、現像位置よりも感光ドラム１から離間し、画像形成装置本体１０１に対して現像装置４を着脱可能な位置である。

具体的には、現像装置４を画像形成装置本体１０１から抜き出す際には、現像装置４を感光ドラム１から矢印Ａ方向にスライド移動させて離間位置に位置させる。現像装置４のスライド方向は、感光ドラム１の回転軸線方向に直交する方向で、本実施形態では、中間転写ベルト７の駆動ローラ６ａとテンションローラ６ｃとに掛け渡され、感光ドラム１からトナー像が転写される転写面に沿った方向である。

一方、現像装置４を画像形成装置本体１０１に挿入し、所定位置に装着した場合には、現像装置４を矢印Ａ方向と逆方向に移動させる。そして、第１現像ローラ４０４及び第２現像ローラ４０５が感光ドラム１に対して所定の隙間を介して対向する現像位置（加圧位置）に位置させる。この際、現像装置４は、感光ドラム１に向けてバネなどの加圧部材４０により加圧されており、現像装置４の一部と感光ドラム１側の一部とが当接することで、上述の隙間を適切な大きさに維持するようにしている。

感光ドラム１の長手方向の両端部にフランジが設けられている場合は、例えば、第１現像ローラ４０４及び第２現像ローラ４０５の長手方向の両端部に設けられた突き当てコロを、感光ドラム１の長手方向の両端部に設けられたフランジに突き当てる。これにより、上述の隙間が適切な大きさに維持される。

一方、感光ドラム１の長手方向の両端部にフランジが設けられていない場合は、例えば、第１現像ローラ４０４及び第２現像ローラ４０５の長手方向の両端部に設けられた突き当てコロを、感光ドラム１の素管に突き当てる。これにより、上述の隙間が適切な大きさに維持される。

現像装置４は、感光ドラム１に形成された静電潜像をトナーとキャリアを含む現像剤により現像する。本実施形態の現像剤は、非磁性トナーと磁性を有するキャリアを含む所謂二成分現像剤である。現像装置４は、上部に開口部４０９を有して、筐体として内部に現像剤を収容する樹脂製の現像容器４００と、現像容器４００の開口部４０９を塞ぐと共にヒートシンクとしても機能する蓋３０とを有している。現像容器４００は、その内部に配置された第１スクリュ４０１、第２スクリュ４０２、及び第３スクリュ４０３を回転可能に支持している。複数の搬送スクリュの一例である第１スクリュ４０１、第２スクリュ４０２、及び第３スクリュ４０３は、現像容器４００の内部で現像剤を循環搬送する。

現像容器４００の感光ドラム１に対向する面には、現像剤担持体の一例である第１現像ローラ４０４及び第２現像ローラ４０５が回転可能に支持されている。第２現像ローラ４０５は、第１現像ローラ４０４の下方に位置し、第１現像ローラ４０４と所定の隙間を介して並列に配置される。第１現像ローラ４０４及び第２現像ローラ４０５は、感光ドラム１に形成された静電潜像を現像するために現像容器４００の内部の現像剤を担持搬送するよう回転可能に設けられている。第１現像ローラ４０４及び第２現像ローラ４０５は、それぞれ円筒状に形成され、内部にマグネットが非回転に配置されている。第１現像ローラ４０４及び第２現像ローラ４０５は、それぞれ図５に示す矢印の方向に回転駆動され、マグネットの磁気吸着力により現像剤を担持搬送する。

現像容器４００は、水平方向に延在する隔壁４００ｃによって、第１室としての上側の現像室４００ａと、現像室４００ａの下方に配置された第２室としての撹拌室４００ｂとに区画される。現像室４００ａは、第１現像ローラ４０４に現像剤を供給する機能室であり、開口部４０９が形成されている。撹拌室４００ｂは、第２現像ローラ４０５から回収された回収現像剤と、現像室４００ａにおいて第１現像ローラ４０４に供給されなかった余剰現像剤と、現像装置４の外部から補給された補給現像剤とを受け入れて撹拌する機能室である。

現像室４００ａと撹拌室４００ｂ内にはそれぞれ、第１スクリュ４０１、第２スクリュ４０２及び第３スクリュ４０３が設けられている。第１スクリュ４０１、第２スクリュ４０２及び第３スクリュ４０３は、何れも第１現像ローラ４０４及び第２現像ローラ４０５の回転軸線方向（長手方向）と略平行に配置される回転軸上に螺旋状の羽根を設けたスクリュ部材である。

隔壁４００ｃの長手方向両端部側には、現像室４００ａと撹拌室４００ｂの間で現像剤を相互に搬送する受け渡し部である第１連通部４１と第２連通部４２が設けられている（図７参照）。第１スクリュ４０１及び第２スクリュ４０２は、互いに逆方向に現像剤を搬送する。そして、第１連通部４１において撹拌室４００ｂから現像室４００ａに現像剤が移動し、第２連通部４２において現像室４００ａから撹拌室４００ｂに現像剤が移動することで、現像剤の循環経路が形成されている。

第２スクリュ４０２及び第１スクリュ４０１によって搬送された現像剤は、第１現像ローラ４０４の表面に沿って搬送され、現像ブレード４０７によって所定の厚さに制限される。そして、感光ドラム１に対向する現像位置において、感光ドラム１表面に形成された静電潜像を現像する。第１現像ローラ４０４に残った現像剤は第１現像ローラ４０４で搬送された後、第２現像ローラ４０５に受け渡され、第２現像ローラ４０５表面に沿って搬送された後、第２現像ローラ４０５と回収ローラ４０６の間から現像容器４００内に回収される。現像容器４００内に回収された現像剤は第３スクリュ４０３と第２スクリュ４０２によって撹拌・搬送され、第１スクリュ４０１に搬送される。現像容器４００の下方で、第２スクリュ４０２によって撹拌・搬送される現像剤に面する位置には、温度センサ４０８が配置され、現像容器内の現像剤の温度を検知している。

第１現像ローラ４０４の感光ドラム対向面上流側の位置には第１現像ローラ４０４と所定の間隔を持って、現像ブレード４０７が固定されている。現像ブレード４０７は、第１現像ローラ４０４に担持された現像剤の層厚を規制する。即ち、現像ブレード４０７は、第１現像ローラ４０４の表面に対して所定の隙間を介して対向し、第１現像ローラ４０４に担持された現像剤の層厚を規制する規制部材の一例である。現像ブレード４０７は、現像容器４００に取り付けられた支持部材４１０によって支持されている。

蓋３０と現像容器４００との間には、シール部材８１が介在され、蓋３０と支持部材４１０との間には、シール部材８２が介在されている。各シール部材８１，８２は、例えば発泡ウレタンフォーム（スポンジ）などの弾性材からなり、蓋３０と現像容器４００及び支持部材４１０との間を密封することで、現像容器４００内の現像剤が外部に漏出することを抑制している。各シール部材８１，８２は、例えば蓋３０に予め接着されており、蓋３０を現像容器４００に組み付けることで、現像容器４００及び支持部材４１０との間で潰れて変形して密封する。

［蓋］
蓋３０は、例えばアルミニウム合金からなる金属製であり、第１スクリュ４０１に上下方向に対向して設けられている。尚、本実施形態では、蓋３０は第１スクリュ４０１に上下方向に対向して設けられているが、これには限られず、第１スクリュ４０１、第２スクリュ４０２、第３スクリュ４０３の少なくとも一部に上下方向に対向して設けられていればよい。

図６は、蓋３０の断面図を示す。蓋３０は、互いに接合された各々板状の第１部材３１及び第２部材３２の複数部材からなる。本実施形態では、蓋３０は２つの部材からなるものとしているが、これには限られず、３つ以上の板状の部材からなるようにしてもよい。ここで、現像剤と第１スクリュ４０１及び第２スクリュ４０２や現像剤同士の摺擦による摩擦熱により、トナーの帯電量低下や、第１現像ローラ４０４にトナーが融着することで画像品位が低下してしまう虞がある。その対策として、現像容器をアルミニウム合金などの金属材料で構成することで、現像容器内の温度上昇を抑制することが考えられるが、これでは現像容器が高額になってしまう。また、現像容器を樹脂製として、放熱部を有する蓋をアルミニウム合金などの金属材料で構成して現像容器に組み付けることが考えられる。しかしながら、そのような蓋は、アルミニウム合金などの金属を材料とする押出材を、フライス加工などで、二次加工することによって製造しなければならず、加工費が高くなり現像装置が高価になってしまう。そこで、本実施形態では、２つ以上のアルミニウム合金などの金属製の板材で蓋３０を構成することで、プレス加工で部品を製作可能なため、加工費を大幅に削減することができ、安価な現像装置４を得ることができるようにしている。

蓋３０は、現像容器４００の外部に突出するように設けられたリブ３３と、第１スクリュ４０１に対向する接触面３４と、接触面３４から現像容器４００の内側に向けて突出した凸部３５と、を有している。リブ３３は、第１部材３１及び第２部材３２の少なくとも一方を曲げ加工により現像容器４００の外部に突出するように設けた突出部の一例であり、本実施形態では、第１部材３１の１つのリブ３１ａと第２部材３２の２つのリブ３２ａ，３２ｂとを有している。リブ３３は、本実施形態では、第１スクリュ４０１の回転軸線方向に沿って蓋３０の全体に亘って設けられている。但し、突出部の形状は蓋３０の全体に亘って設けられた長いリブ形状には限られず、回転軸線方向に関して断続的なリブ形状としたり、短いフィン状やピン状などとしてもよい。

接触面３４は、第１スクリュ４０１との間で現像容器４００の内部（現像容器内）の現像剤が接触して第１スクリュ４０１の回転方向に通過可能な面である（図６参照）。凸部３５は、第１部材３１と第２部材３２とが接合された部位であって、接触面３４から現像容器４００の内側に向けて突出し、第１スクリュ４０１との間で現像剤の前記搬送スクリュの回転方向への通過を規制する（図６参照）。本実施形態では、凸部３５と第１スクリュ４０１の外周との間隔は約１ｍｍ程度としている。但し、１ｍｍに限られないことは勿論である。また、本実施形態では、凸部３５は、第１部材３１と第２部材３２とが接合された部位であるようにしているが、これには限られない。例えば、第１部材３１と第２部材３２とが接合された部位は突出しないか、あるいは外部に向けて突出した形状とし、接合箇所とは別に、接触面３４から現像容器４００の内側に向けて突出した凸部を形成するようにしてもよい。

本実施形態では、第１部材３１と第２部材３２とは、第１方向Ｄ１の略中央部同士が加締められることにより接合されている。凸部３５は、第１部材３１と第２部材３２との加締めにより突出した部位である。これにより、第１スクリュ４０１の回転軸線方向から視た場合、凸部３５の第１方向Ｄ１の両側に第２部材３２のリブ３２ａ、３２ｂがそれぞれ配置され、凸部３５の第１方向Ｄ１の一方側に第１部材３１のリブ３１ａが配置される。

本実施形態では、図７に示すように、凸部３５は、第１スクリュ４０１の回転軸線方向に関して、断続的に複数設けられている。具体的には、一例として、凸部３５の直径を４ｍｍ程度とし、４０ｍｍピッチで６～７個設けられている。尚、凸部３５の直径とピッチはこれに限られない。

図６に示すように、蓋３０は、現像容器４００の内側に面した内側面３０ａと、現像容器４００の外側に面した外側面３０ｂとを有している。内側面３０ａには、接触面３４と凸部３５が露出し、表面積をＳ１としている。外側面３０ｂには、リブ３３が露出し、表面積をＳ２としている。このように、本実施形態では、外側面３０ｂに複数のリブ３３を設けて面積を確保することにより、内側面３０ａと外側面３０ｂとの面積比をＳ１：Ｓ２＝１：２．５～１：３．５とし、効率よく放熱を行うようにしている。尚、内側面３０ａと外側面３０ｂとの面積比は、好ましくは例えば１：３である。

蓋３０を製造する際は、板材である第１部材３１及び第２部材３２にプレス加工によって曲げ加工してリブ３３を形成し、第１部材３１の上に第２部材３２を重ね、第２部材３２の方から第１部材３１に向けて加締めを実行する。この加締め作業を第１スクリュ４０１の回転軸線方向の複数個所に行うことで、蓋３０が製造される。尚、本実施形態では、第１部材３１及び第２部材３２の両方にリブ３３が形成されている場合について説明したが、これには限られず片方の部材のみにリブ３３が形成されるようにしてもよい。また、加締め工程を第１スクリュ４０１の回転軸線方向の複数個所に行うことには限られない。例えば、第１スクリュ４０１の回転軸線方向を長手方向とするリブ状の加締め部材を用いて、１回の加締め作業により第１部材３１及び第２部材３２を加締めるようにしてもよい。

［冷却ダクト］
近年、画像形成装置１００のプロセススピードの高速化と小型化を両立することが求められている。画像形成装置１００のプロセススピードを高速化した場合、現像装置４内での現像剤の搬送速度など各部の駆動速度が上昇するなどして、現像装置４内の現像剤の温度が上昇し易くなる。また、画像形成装置１００の小型化を図った場合、画像形成装置本体１０１内部で発生した熱を逃す空間が狭くなり、更に、現像剤の温度上昇が発生し易くなる。そこで、本実施形態では、上述のように、現像装置４の上部に現像剤を冷却するために内部に気流が流れる冷却ダクト２１５を設けている。

冷却ダクト２１５は、図５に示すように、ダクト壁２１７と、蓋３０とを有する。ダクト壁２１７は、画像形成装置本体側に設けられており、現像装置４が現像位置（加圧位置）と離間位置との間で移動しても移動しない。ダクト壁２１７は、現像装置４の着脱方向、本実施形態では、画像形成装置１００の前後方向に沿って配置されている。ダクト壁２１７は、蓋３０と同じ材質としても良いし、異なる材質としても良い。また、ダクト壁２１７は、現像容器４００よりも熱伝導率が高い材質とすることが好ましい。本実施形態では、例えばアルミニウム合金などの金属製としているが、熱伝導率が高い樹脂としても良い。また、ダクト壁２１７は、天面部２１８と、接合壁２１９ａと、接合壁２１９ｂとを有する。

蓋３０は、現像容器側に設けられ、ダクト壁２１７との間で気流が流れる気流空間２１５ａを形成する。蓋３０は、ダクト壁２１７と同様に、現像装置４の着脱方向に沿って配されている。このため、各リブ３１ａ，３２ａ，３２ｂも、冷却ダクト２１５内を気流２１６が流れる方向に沿って配置されており、具体的には、ダクト壁２１７と同様に、現像装置４の着脱方向に沿って配置されている。ダクト壁２１７の接合壁２１９ａ、２１９ｂが、蓋３０のリブ３１ａ、３２ｂと接合することで、ダクト壁２１７と蓋３０との間で、内部を気流２１６が通過可能な冷却ダクト２１５を形成する。

冷却ダクト２１５について、より詳しく説明する。上述のように、現像装置４上部には、現像容器４００よりも熱伝達率が高い材質の蓋３０が配置されている。例えば、現像容器４００は、ＰＣ＋ＡＢＳ（ポリカーボネート－アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン混合）樹脂製であり、蓋３０はアルミニウム合金である。なお、蓋３０は、アルミニウム合金以外にも、現像容器４００よりも熱伝導率が高ければ、銅などの他の金属でも良い。

また、ダクト壁２１７は、上述のように、接合壁２１９ａ、２１９ｂを有する。接合壁２１９ａは、現像装置４が現像位置から離間位置にスライド移動する方向を所定方向（図５の矢印Ａ方向）とした場合に、天面部２１８の所定方向下流端から蓋３０側に突出する。接合壁２１９ｂは、天面部２１８の所定方向上流端から蓋３０側に突出する。接合壁２１９ａ、２１９ｂは、互いに略平行であり、対向面２１８ａに対して略直角に設けられている。

一方、蓋３０は、上述のように、リブ３１ａ、３２ｂを有する。リブ３１ａは、接合壁２１９ａよりも所定方向下流側に配置され、接合壁２１９ａと接合することで、気流空間２１５ａの所定方向下流側を塞ぐ。リブ３２ｂは、接合壁２１９ｂよりも所定方向下流側に配置され、接合壁２１９ｂと接合することで、気流空間２１５ａの所定方向上流側を塞ぐ。なお、本実施形態では、接合壁２１９ａとリブ３１ａとはシール部材８３を介して接合し、接合壁２１９ｂとリブ３２ｂとはシール部材８４を介して接合する。

シール部材８３、８４は、それぞれ可撓性を有する弾性材などの部材であり、現像位置において、接合壁２１９ａとリブ３１ａとの間、及び、接合壁２１９ｂとリブ３２ｂとの間にそれぞれ弾性的に圧縮された状態で配置される。これにより、気流空間２１５ａの所定方向上流側と下流側を密閉するようにしている。

なお、シール部材８３、８４は、現像容器４００に対して熱伝導率の高い材質を用いることが好ましい。このようなシール部材８３、８４としては、例えば、電磁波シールドに用いるようなガスケットなどが挙げられる。このガスケットは、金属のメッシュがスポンジ状の材料の外側を巻くように配置されているため、熱伝導率が良い。また、シール部材８３、８４の材料自体でも、シリコングリスに近い用途で用いられる高熱伝導の材料を用いるようにしても良い。シール部材８３、８４をこのような構成にすることで、蓋３０から熱伝導によってダクト壁２１７に熱を伝達することが可能となり、蓋３０に加え、ダクト壁２１７でも放熱が可能となるため、より効率的に現像剤を冷却することが可能となる。

蓋３０は、第１現像ローラ４０４の回転方向に関して現像ブレード４０７の上流側の空間に向けて突出する接触部３６を有する。この空間は、第１現像ローラ４０４に担持された現像剤が現像ブレード４０７に突入する前の空間であり、現像剤が滞留している現像剤溜り４３となっている。このように蓋３０の一部である接触部３６を現像ブレード４０７の上流の現像剤溜り４３に位置させることで、現像ブレード４０７に突入する前の現像剤の熱を蓋３０側に逃がすことができる。この結果、現像ブレード４０７に突入する前の現像剤の冷却を効率的に行うことができる。

次に、本実施形態において、現像容器４００に収容された現像剤が蓋３０によって冷却される動作について、図８及び図９を用いて説明する。上述したように、現像剤と第１スクリュ４０１及び第２スクリュ４０２や現像剤同士の摺擦による摩擦熱により、トナーの帯電量低下や、第１現像ローラ４０４にトナーが融着することで画像品位が低下してしまう虞がある。その対策として、本実施形態では、２つ以上のアルミニウム合金などの金属製の板材で蓋３０を構成することで、安価で放熱効率の高い蓋３０を得るようにしている。

図８に示すように、摩擦により高温となった現像剤ＤＨは、第１スクリュ４０１により掻き揚げられた際に、蓋３０の接触面３４に当接し、蓋３０に放熱する。現像剤から接触面３４を介して受け取った熱は、蓋３０の外側面３０ｂに熱伝導によって伝熱し、画像形成装置本体１０１の外部からから導入されて冷却ダクト２１５内を流れる気流２１６と熱交換が行われる（図４参照）。蓋３０の外側面３０ｂに、表面積を大きくするため複数個のリブ３３が配置され、リブ３３間に空気を流すことで熱交換の効率を高めている。このように本実施形態では、蓋３０を介して冷却ダクト２１５内を流れる気流との間で熱交換を行うことで、現像容器４４０の内部の現像剤を効率良く冷却するようにしている。

高温だった現像剤ＤＨは接触面３４への接触により冷却される。温度が低下した現像剤ＤＬが第１スクリュ４０１を乗り越えて第１現像ローラ４０４側に移動して第１現像ローラ４０４の近傍で熱を有した現像剤ＤＨに剤面ＤＳから混ざり合うことで、現像剤Ｄの温度上昇を低減することができる。即ち、現像剤ＤＨが接触面３４に接触して第１スクリュ４０１の回転方向に通過する。本実施形態では、蓋３０の内側面３０ａと外側面３０ｂとの面積比をＳ１：Ｓ２＝１：２．５～１：３．５としている（図６参照）。現像容器４００の内部側の表面積Ｓ１よりも現像容器４００の外部側の表面積Ｓ２を大きくすることで、蓋３０の接触面３４から外側面３０ｂに、現像剤の熱を伝達し、空気中へ効率よく放熱させることができる。

また、例えば、接触面３４が平坦面であると、第１スクリュ４０１の回転軸線方向に関して、接触面３４の全域で現像剤が通過して第１現像ローラ４０４側に移動する。この場合、低温の現像剤ＤＬは第１スクリュ４０１を中心として第１現像ローラ４０４側に偏在することになり、現像剤の全体としては冷却効率が高くない。これに対し、本実施形態では、図９に示すように、第１スクリュ４０１の回転軸線方向に関して、接触面３４の一部には凸部３５が設けられている。第１スクリュ４０１により掻き揚げられた現像剤ＤＨの一部は、凸部３５に当接し、第１スクリュ４０１を乗り越えることができずに第１現像ローラ４０４とは反対側の剤面ＤＳに戻される。即ち、凸部３５は、第１スクリュ４０１との間で現像剤の第１スクリュ４０１の回転方向への通過を規制する。このとき、現像剤ＤＨは接触面３４及び凸部３５への接触により冷却される。第１スクリュ４０１の回転軸線方向に関して、隣り合う凸部３５同士の間では、接触面３４に接触して温度が低下した現像剤ＤＬが第１スクリュ４０１を乗り越えて第１現像ローラ４０４側に移動する。凸部３５は、第１スクリュ４０１の回転軸線方向に関して、断続的に複数設けられている（図７参照）。このため、現像室４００ａにおいて、第１スクリュ４０１により撹拌されている現像剤が凸部３５に衝突する現像剤と衝突しない現像剤とに分けられる。摩擦熱を有した現像剤ＤＨに、摩擦熱を放熱した現像剤ＤＬが全体的に偏りを抑えて混ざり合うことになるため、現像剤の温度を更に効率よく低減することができる。

また、本実施形態では、蓋３０の一部を現像ブレード４０７の上流の現像剤溜り４３に侵入させて、現像剤の冷却を行うようにしている。蓋３０は、第１現像ローラ４０４の回転方向に関して現像ブレード４０７の上流側に位置し、第１現像ローラ４０４が回転して現像剤を担持して搬送している際に現像ブレード４０７の上流に生じる現像剤溜り４３に接触する接触部３６を有する。

蓋３０の一部である接触部３６は、第１部材３１の第１現像ローラ４０４側の端部により形成されている。そして、接触部３６を現像剤溜り４３に接触させることで、現像剤溜り４３に存在する速度の遅い現像剤を冷却することができ、現像ブレード４０７と第１現像ローラ４０４の隙間を現像剤が通過する前に現像剤の温度を十分に下げることができる。このため、隙間を通過する際に発生する摩擦熱により、現像剤が高温になることを効率よく防ぐことができる。

上述したように、本実施形態の現像装置４によれば、蓋３０を２つ以上のアルミニウム合金などの金属製の板材で構成している。このため、アルミダイカストにより製造したり、押出材をフライス加工などで二次加工することによって製造する場合に比べて、プレス加工で製作可能なため、加工費を大幅に削減することができる。これにより、現像容器４００の内部の現像剤の温度上昇を抑制しつつ、コストの低下を図ることができる。

また、本実施形態の現像装置４によれば、蓋３０を構成する第１部材３１と第２部材３２とは加締められることにより接合されている。このため、簡易な方法で接合することができ、加工コストの増加を抑えることができる。

また、本実施形態の現像装置４によれば、蓋３０は現像容器４００の内側に向いて突出した凸部３５を有している。このため、現像室４００ａにおいて、第１スクリュ４０１により撹拌されている現像剤が凸部３５に衝突する現像剤と衝突しない現像剤とに分けられる。これにより、摩擦熱を有した現像剤ＤＨに、摩擦熱を放熱した現像剤ＤＬが全体的に偏りなく混ざり合うことになるため、現像剤の温度を更に効率よく低減することができる。

また、本実施形態の現像装置４によれば、凸部３５は、第１スクリュ４０１の回転軸線方向に関して、断続的に複数設けられている。このため、現像室４００ａにおいて、第１スクリュ４０１により撹拌されている現像剤が凸部３５に衝突する現像剤と衝突しない現像剤とに分けられる。これにより、現像剤の撹拌性を確保しながらも、摩擦熱を有した現像剤ＤＨに、摩擦熱を放熱した現像剤ＤＬが全体的に偏りを抑えて混ざり合うことになるため、現像剤の温度を更に効率よく低減することができる。

［他の実施形態］
本実施形態では、凸部３５は、第１スクリュ４０１の回転軸線方向に関して、断続的に複数設けられている構成について説明したが、これには限られない。例えば、第１スクリュ４０１の回転軸線方向に関して、連続した１つの形状であってもよい。この場合も、凸部３５が設けられていない部分では、現像剤は凸部３５に衝突せずに第１現像ローラ４０４側に撹拌されるので、摩擦熱を放熱した現像剤ＤＬが全体的に偏りなく混ざり合うことになり、現像剤の温度を効率よく低減することができる。また、凸部３５を第１スクリュ４０１の回転軸線方向に関して全域に設けた場合でも、凸部３５の突出高さの設定により、第１スクリュ４０１により撹拌されている現像剤が凸部３５に衝突する現像剤と衝突しない現像剤とに分けられるようにすればよい。

本実施形態では、第１部材３１と第２部材３２とを加締めにより接合した場合について説明したが、これには限られない。例えば、接着や圧着など、適宜な方法により接合することができる。尚、接着の場合は、熱伝導率が高い接着剤を使用することが好ましい。

本実施形態では、現像装置４として、現像剤担持体が２つある構成について説明したが、現像剤担持体が１つである現像装置にも適用可能である。

なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
上部に開口部を有して現像剤を収容する樹脂製の現像容器と、
像担持体に形成された静電潜像を現像するために前記現像容器の内部の現像剤を担持搬送する回転可能な現像剤担持体と、
前記現像容器の内部で現像剤を循環搬送する複数の搬送スクリュと、
前記現像容器の前記開口部を塞ぎ、かつ、複数の前記搬送スクリュの少なくとも一部に上下方向に対向して設けられる金属製の蓋と、を備える現像装置であって、
前記蓋は、互いに接合された各々板状の第１部材及び第２部材を含む複数部材からなり、前記第１部材及び第２部材の少なくとも一方を曲げ加工により前記現像容器の外部に突出するように設けられた突出部と、前記搬送スクリュとの間で前記現像容器の内部の現像剤が接触して前記搬送スクリュの回転方向に通過可能な接触面と、前記接触面から前記現像容器の内側に向けて突出し、前記搬送スクリュとの間で現像剤の前記搬送スクリュの回転方向への通過を規制する凸部と、を有する、
現像装置。
（２）
前記第１部材と前記第２部材とは、加締められることにより接合され、
前記凸部は、前記第１部材と前記第２部材との加締めにより突出した部位である、
前記（１）に記載の現像装置。
（３）
前記凸部は、前記搬送スクリュの回転軸線方向に関して、断続的に複数設けられる、
前記（１）又は（２）に記載の現像装置。
（４）
前記現像剤担持体の表面に対して所定の隙間を介して対向し、前記現像剤担持体に担持された現像剤の層厚を規制する規制部材と、
前記規制部材を支持する支持部材と、
前記蓋と前記支持部材との間に介在されるシール部材と、を備える、
前記（１）乃至（３）のいずれか１つに記載の現像装置。

１…感光ドラム（像担持体）、３０…蓋、３１…第１部材、３１ａ…リブ（突出部）、３２…第２部材、３２ａ…リブ（突出部）、３２ｂ…リブ（突出部）、３３…リブ（突出部）、３４…接触面、３５…凸部、８２…シール部材、４００…現像容器、４０１…第１スクリュ（搬送スクリュ）、４０４…第１現像ローラ（現像剤担持体）、４０７…現像ブレード（規制部材）、４０９…開口部

Claims (4)

1. 上部に開口部を有して現像剤を収容する樹脂製の現像容器と、
   像担持体に形成された静電潜像を現像するために前記現像容器の内部の現像剤を担持搬送する回転可能な現像剤担持体と、
   前記現像容器の内部で現像剤を循環搬送する複数の搬送スクリュと、
   前記現像容器の前記開口部を塞ぎ、かつ、複数の前記搬送スクリュの少なくとも一部に上下方向に対向して設けられる金属製の蓋と、を備える現像装置であって、
   前記蓋は、互いに接合された各々板状の第１部材及び第２部材を含む複数部材からなり、前記第１部材及び第２部材の少なくとも一方を曲げ加工により前記現像容器の外部に突出するように設けられた突出部と、前記搬送スクリュとの間で前記現像容器の内部の現像剤が接触して前記搬送スクリュの回転方向に通過可能な接触面と、前記接触面から前記現像容器の内側に向けて突出し、前記搬送スクリュとの間で現像剤の前記搬送スクリュの回転方向への通過を規制する凸部と、を有する、
   ことを特徴とする現像装置。
2. 前記第１部材と前記第２部材とは、加締められることにより接合され、
   前記凸部は、前記第１部材と前記第２部材との加締めにより突出した部位である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記凸部は、前記搬送スクリュの回転軸線方向に関して、断続的に複数設けられる、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
4. 前記現像剤担持体の表面に対して所定の隙間を介して対向し、前記現像剤担持体に担持された現像剤の層厚を規制する規制部材と、
   前記規制部材を支持する支持部材と、
   前記蓋と前記支持部材との間に介在されるシール部材と、を備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。

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