JP5022937B2 - 現像ローラ、現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像ローラ、現像装置および画像形成装置に関する。

静電電子写真方式を利用した画像形成装置は、一般に帯電、露光、現像、転写、クリーニング、除電、及び定着の各工程を実行することで画像を形成する。画像を形成する工程は、例えば、帯電装置によって回転駆動される感光体ドラムの表面を均一に帯電され、露光装置によって帯電した感光体表面にレーザ光を照射され静電潜像が形成される。続いて、現像装置によって感光体上の静電潜像が現像され感光体表面上にトナー像が形成される。転写装置によって感光体上のトナー像は転写材上に転写され、その後、定着装置によって加圧、加熱されることによって、トナー像は転写材上に固定される。また感光体表面上に残った転写残留トナーはクリーニング装置により除去され所定の回収部に回収されると共に、クリーニングされた後の感光体表面は除電装置により残留電荷が除去され次の画像形成に備える。

感光体上の静電潜像を現像する現像剤としては、トナーのみからなる一成分現像剤やトナーとキャリアとからなる二成分現像剤が一般に用いられる。一成分現像剤は、キャリアを用いないため、トナーとキャリアを均一に混合するための攪拌機構などを必要とせず、現像装置がシンプルになるといった利点を有するが、トナーの帯電量が安定しにくい等の欠点がある。二成分現像剤は、トナーとキャリアを均一に混合するための攪拌機構などを必要とすることから、現像装置が複雑になるといった欠点を有するが、帯電量の安定性に優れることから、高速画像形成装置やカラー画像形成装置によく使用されている。

二成分現像剤を用いる現像装置としては、一般に、現像槽、現像ローラ、撹拌部材、規制部材、流し板などを含む現像装置が用いられる。現像槽は、現像ローラおよび撹拌部材を回転自在に支持するとともに、その内部に現像剤を貯留する。現像ローラは表面に現像剤層を担持して回転し、感光体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する。撹拌部材は現像槽内の現像剤を均一に撹拌して現像ローラに向けて搬送する。規制部材は現像ローラ表面の現像剤層の層厚を規制する。

二成分現像剤においては、印刷速度の高速化やカラー化、さらには省エネルギー化に対応するため、トナーの小粒径化や低軟化点化が進んできており、このようなトナーは、熱により凝集しやすいという欠点を有する。そのため、現像装置内で攪拌される時の摩擦熱により、現像装置内の温度が上昇すると、現像剤の温度が上がり、トナー凝集体の発生や、現像剤の流動性が低下して画像濃度にムラが生じるなどの問題が生じる。特に、現像ローラの内部は気流の流れがないため熱がこもりやすく、長時間の使用により、徐々に温度が上昇していくといった問題があった。

この問題に対して、例えば特許文献１記載の現像装置は、現像ローラに軸線方向に連通する通路を設け、送風手段によってこの通路内に送風し、送られた風を螺旋状の部材によって現像ローラの内周面に導くことで現像ローラの冷却効率を高めている。

特開２００２−２２９３３０号公報

しかしながら、二成分現像用の現像ローラにおいては、磁気ブラシを形成するために現像ローラ内部に複数の磁石（マグネットローラ）が配置されるため、特許文献１記載の現像装置にように、通路内に螺旋状の部材を設けるスペースを確保することが難しい。特に小型化された現像装置においては、現像ローラも小径のものを使用するため、十分な幅を有する螺旋状部材を設けることが難しく冷却効率は向上しない。その結果、現像剤の温度上昇による画像ムラなどの画質劣化を十分に防止することはできない。

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、小径の現像ローラであっても冷却効率が高く、現像剤の温度上昇を抑えることができる現像ローラ、現像装置および画像形成装置を提供することである。

本発明は、円筒状のスリーブと、該スリーブの内側に複数の磁石からなる多極磁性体とを備え、スリーブを回転させることにより、スリーブ表面上の現像剤で、感光体に形成された静電潜像を現像する現像ローラにおいて、
スリーブは、二成分現像剤を表面に担持する円筒状の現像剤担持面体と、スリーブ軸心と、現像剤担持面体の軸芯方向一方端側の開放端に固定され、送風羽根が一体的に形成された略円板状の一方端側支持部材と、現像剤担持面体の軸芯方向他方端側の開放端に固定され、送風羽根が一体的に形成された略円板状の他方端側支持部材とを含み、
多極磁性体は、現像剤担持面体の軸芯方向一方端側でスリーブに回転自在に支持され、スリーブ軸心の軸線に沿って現像剤担持面体の軸芯方向他方端側の外方に突出して延びる多極磁性体軸を含み、
前記一方端側支持部材はスリーブ軸心に固定され、前記他方端側支持部材は多極磁性体軸に回転自在に支持され、
前記一方端側支持部材に形成された送風羽根は、
スリーブが回転することによって、スリーブの外側から内側に向かう空気の流れを形成させるように、
または、スリーブの内側から外側に向かう空気の流れを形成させるように構成され、
前記一方端側支持部材に形成された送風羽根が、スリーブが回転することによって、スリーブの外側から内側に向かう空気の流れを形成させるように構成される場合、前記他方端側支持部材に形成された送風羽根は、スリーブが回転することによって、スリーブの内側から外側に向かう空気の流れを形成させるように構成され、
前記一方端側支持部材に形成された送風羽根が、スリーブが回転することによって、スリーブの内側から外側に向かう空気の流れを形成させるように構成される場合、前記他方端側支持部材に形成された送風羽根は、スリーブが回転することによって、スリーブの外側から内側に向かう空気の流れを形成させるように構成されることを特徴とする現像ローラである。

また本発明は、二成分現像剤を収容する現像槽と、
二成分現像剤を攪拌する攪拌ローラと、
二成分現像剤を感光体ドラムに搬送する前記現像ローラと、
現像ローラ表面の二成分現像剤の担持量を規制する規制部材とを備えることを特徴とする現像装置である。

また本発明は、現像槽は、前記一方端側支持部材に形成された送風羽根に対向する槽壁部分、および、前記他方端側支持部材に形成された送風羽根に対向する槽壁部分に開口部を有していることを特徴とする。

また本発明は、現像槽は、現像剤担持面体の軸芯方向一方端側の支持部材に形成された送風羽根と、開口部が設けられた槽壁部分との間隙をスリーブ軸心周りに覆う送風管と、現像剤担持面体の軸芯方向他方端側の支持部材に形成された送風羽根と、開口部が設けられた槽壁部分との間隙を多極磁性体軸周りに覆う送風管とを備えることを特徴とする。

また本発明は、スリーブは、ベアリングを介して現像槽の通風孔に内接していることを特徴とする。

また本発明は、スリーブは、現像槽の外側に露出したスリーブ外周面に駆動ギアを備えることを特徴とする。

また本発明は、表面に静電潜像が形成される感光体と、
感光体表面を帯電させる帯電装置と、
感光体表面に静電潜像を形成する露光装置と、
感光体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する、前記現像装置と、
感光体表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
感光体表面を清浄化するクリーニング装置と、
トナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを含むことを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、スリーブは、二成分現像剤を表面に担持する円筒状の現像剤担持面体と、スリーブ軸心と、現像剤担持面体の軸芯方向一方端側の開放端に固定され、送風羽根が一体的に形成された略円板状の一方端側支持部材と、現像剤担持面体の軸芯方向他方端側の開放端に固定され、送風羽根が一体的に形成された略円板状の他方端側支持部材とを含む。
多極磁性体は、現像剤担持面体の軸芯方向一方端側でスリーブに回転自在に支持され、スリーブ軸心の軸線に沿って現像剤担持面体の軸芯方向他方端側の外方に突出して延びる多極磁性体軸を含む。該軸芯方向一方端側では、支持部材はスリーブ軸心に固定され、該軸芯方向他方端側では、支持部材は多極磁性体軸に回転自在に支持される。
これにより、スリーブを軸心に支持する支持部材自体が送風羽根として機能するため、小径の現像ローラであっても開口率を大きくすることができ、効率的な送風冷却が可能となる。
両側の送風羽根のうち、一方端側支持部材に形成された送風羽根は、スリーブが回転することによって、スリーブの外側から内側に向かう空気の流れを形成させるように、または、スリーブの内側から外側に向かう空気の流れを形成させるように構成される。他方端側支持部材に形成された送風羽根は、一方端側支持部材に形成された送風羽根が、スリーブが回転することによって、スリーブの外側から内側に向かう空気の流れを形成させるように構成される場合、スリーブが回転することによって、スリーブの内側から外側に向かう空気の流れを形成させるように構成され、一方端側支持部材に形成された送風羽根が、スリーブが回転することによって、スリーブの内側から外側に向かう空気の流れを形成させるように構成される場合、スリーブが回転することによって、スリーブの外側から内側に向かう空気の流れを形成させるように構成される。

これにより、スリーブの一方の開放端からは空気が流入し、他方の開放端からは空気が排出されるので、スリーブと多極磁性体との隙間が狭くても、多極磁性体の磁石の隙間に効率的に空気を流すことができる。この空気の流れにより、現像ローラ内部に熱がこもることがなく、小径の現像ローラであっても冷却効率が高く、現像剤の温度上昇を抑えることができる。その結果、現像剤の温度上昇に起因するトナー凝集体の発生や、現像剤の流動性の低下を防ぎ、画像ムラなどの画質劣化を十分に防止することができる。

また本発明によれば、上記の現像ローラを備える現像装置である。
これにより、現像ローラ内部に空気を流すことができることから、現像ローラ内部に熱がこもることがなく、現像剤の温度上昇に起因するトナー凝集体の発生や、現像剤の流動性低下を防ぎ、画像ムラなどの画質劣化を十分に防止することができる。

また本発明によれば、現像槽は、一方端側支持部材に形成された送風羽根に対向する槽壁部分、および、他方端側支持部材に形成された送風羽根に対向する槽壁部分に開口部を有している。

これにより、現像装置外部の空気を取り入れることができるため、冷却効率をさらに高めることができる。

また本発明によれば、現像槽は、一方端側支持部材に形成された送風羽根と、開口部が設けられた槽壁部分との間隙をスリーブ軸心周りに覆う送風管と、他方端側支持部材に形成された送風羽根と、開口部が設けられた槽壁部分との間隙を多極磁性体軸周りに覆う送風管とを備える。

これにより、現像ローラの冷却効率を高めると同時に、飛散したトナー粒子が送風羽根に付着することを防止できる。

また本発明によれば、スリーブは、ベアリングを介して現像槽の通風孔に内接している。

これにより、現像ローラの内部空間が現像装置の外部空間に連通するため、飛散したトナー粒子が送風羽根に付着することを完全に防止できる。

また本発明によれば、スリーブは、現像槽の外側に露出したスリーブ外周面に駆動ギアを備える。

これにより、スリーブを駆動するための軸心が不要になるため、通風効率を高めることができる。

また本発明によれば、上記の現像装置を備える画像形成装置である。
これにより、現像剤の温度上昇を抑えることができ、現像剤の温度上昇に起因するトナー凝集体の発生や、現像剤の流動性低下を防ぎ、画像ムラなどの画質劣化を十分に防止することができる。

本発明の現像ローラについて説明を行う前に、現像ローラを収容する現像装置の構成について説明する。

図１は、本発明の実施の一形態である現像装置１の構成を示す模式図である。現像装置１は、現像槽２と、現像ローラ３と、第１撹拌部材４と、第２撹拌部材５と、搬送部材６と、規制部材７と、カバー部材８と、流し板９と、トナー濃度検知センサ１２とを含む。

現像槽２は内部空間を有するほぼ角柱状の容器部材であり、現像ローラ３、第１撹拌部材４、第２撹拌部材５および搬送部材６を、互いに平行な軸線まわりに回転自在に支持し、規制部材７、流し板９などを直接的または間接的に支持し、現像剤を収容する。現像剤はトナーと磁性体粉であるキャリアとを含む二成分現像剤である。また、現像槽２には、現像装置１を図示しない電子写真方式の画像形成装置本体に装着した状態で、該画像形成装置が備える感光体ドラム２０を臨む側面に現像用の開口２ａが形成される。また、現像槽２の鉛直方向上面には、トナー補給口２ｂが形成される。

現像槽２の鉛直方向上方には図示しないトナーカートリッジおよびトナーホッパが設けられる。より詳しくは、鉛直方向上方から下方に向けて、トナーカートリッジ、トナーホッパおよび現像槽２の順番で設けられる。トナーカートリッジは、その内部空間にトナーを収容し、現像装置１が装着される図示しない画像形成装置本体に対して着脱可能に設けられる。

また、トナーカートリッジは、画像形成装置本体に設けられる図示しない駆動手段によって、軸線回りに回転駆動する。トナーカートリッジの長手方向側面には長手方向に延びる細長い開口が形成され、トナーカートリッジの回転に伴って前記細長い開口からトナーが落下してトナーホッパに供給される。

トナーホッパは、たとえば、その鉛直方向底面に形成される開口であるトナー供給口が、現像槽２の鉛直方向上面に形成される開口であるトナー補給口２ｂと鉛直方向に連通するように設けられる。トナーホッパ内において、トナー供給口の鉛直方向上方には、トナー補給ローラが設けられる。トナー補給ローラはトナーホッパによって回転自在に支持され、図示しない駆動手段によって回転駆動する。トナー補給ローラの回転駆動は、トナー濃度検知センサ１２による現像槽２内のトナー濃度の検知結果に応じて、画像形成装置に設けられる図示しない制御手段により制御される。トナー補給ローラの回転駆動によって、トナー供給口およびトナー補給口２ｂを介して、現像槽２内にトナーが補給される。

現像ローラ３は少なくとも一部が現像槽２に回転自在に支持され、図示しない駆動手段によって軸心回りに回転駆動するローラ状部材である。また、現像ローラ３は、現像槽２の開口２ａを介して感光体ドラム２０に対向する。現像ローラ３は、感光体ドラム２０に対して間隙を有して離隔するように設けられ、最近接部分が現像ニップ部となる。現像ニップ部において、現像ローラ３表面の現像剤層から感光体ドラム２０表面の静電潜像にトナーが供給される。現像ニップ部では、現像ローラ３に接続される電源から現像ローラ３に対して現像バイアス電圧が印加され、現像ローラ３表面の現像剤層から感光体ドラム２０表面の静電潜像へのトナーの移行が円滑に進行する。

第１撹拌部材４および第２撹拌部材５は、いずれも、現像槽２によって回転自在に支持されかつ図示しない駆動手段によって軸心回りに回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。本実施の形態では、第１撹拌部材４は反時計回りに回転し、第２撹拌部材４は時計回りに回転する。第１撹拌部材４は、現像ローラ３を介して感光体ドラム２０に対向しかつ現像ローラ３よりも鉛直方向下方になる位置に設けられる。本実施の形態では、半径Ｓ２と、現像ローラ３の軸心と第１撹拌部材４の軸心とを結ぶ直線とが成す角の角度である第１撹拌部材４の設置角度は５４°である。第２撹拌部材５は、第１撹拌部材４を介して現像ローラ３に対向しかつ現像ローラ３よりも鉛直方向下方になる位置に設けられる。第１撹拌部材４および第２撹拌部材５は、現像槽２内に貯留される現像剤を撹拌してトナーに均一な電荷を付与するとともに、帯電状態にある現像剤を汲み上げて現像ローラ３の周囲に送給する。

搬送部材６は、現像槽２によって回転自在に支持されかつ図示しない駆動手段によって回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。搬送部材６は、第２撹拌部材５を介して第１撹拌部材４に対向し、かつトナー補給口２ｂの鉛直方向下方に設けられる。搬送部材６は、トナー補給口２ｂを介して現像槽２内に補給されるトナーを、第２撹拌部材５の周囲に搬送する。

規制部材７は、現像ローラ３の軸線方向に平行に延びる板状部材であり、現像ローラ３の鉛直方向上方において、その短手方向の一端が現像槽２とカバー部材８とによって支持され、かつ他端が現像ローラ３表面に対して間隙を有して離隔するように設けられる。本実施の形態では、規制部材７は現像ローラ３の半径方向（現像ローラ３の半径の延長線）上に設けられ、該延長線と、磁極Ｎ１が配置される現像ローラ３の断面における半径Ｎ１との成す角の角度が９０°になるように設けられる。規制部材７は、たとえば、ステンレス鋼、アルミニウムなどの弾性を有する非磁性金属、合成樹脂などによって形成される。本実施の形態では、規制部材７には薄板状のステンレス鋼を使用する。

カバー部材８は、現像槽２とともに規制部材７を支持する。具体的には、規制部材７の短手方向の一端およびその近傍部分を、カバー部材８と現像槽２とによって挟持するようにして支持する。カバー部材８は、たとえば、合成樹脂、金属などの材料によって形成される。本実施の形態では、合成樹脂から形成される。規制部材７は、現像ローラ３表面に担持される現像剤層から余分な現像剤を取り除き、現像剤層の層厚を一定に規制することによって、現像剤の搬送量を調整する。また、規制部材７は、短手方向の他端と現像剤層との摺擦によって、現像剤層に含まれる帯電が不充分な現像剤に電荷を付与し、現像剤層に含まれる現像剤を充分に帯電させる。カバー部材８は、規制部材７を通過した現像剤から、トナーが機内へ飛散するのを防止する。

流し板９は、現像槽２内において、現像ローラ３の回転方向における規制部材７よりも上流側であって、第１撹拌部材４および第２撹拌部材５の鉛直方向上方に設けられる板状部材である。流し板９は、短手方向の一端が現像ローラ３表面に対向し、間隙を有して離隔し、他端が現像ローラ３から離反する方向に延びる。本実施の形態では、流し板９の鉛直方向上面は、流し板９の短手方向における現像ローラ３側の端部およびその近傍部分では水平方向に対して平行になり、それ以外の部分では現像ローラ３から離反するにつれて鉛直方向下方に下降するように設けられる。流し板９は、その鉛直方向下部において流し板９の長手方向に貫通するように形成され貫通口に挿通される支持部材９ａによって支持される。流し板９を設けることによって、現像槽２内における現像剤の円滑な流れが発生し、トナーの不均一な帯電、トナーのブロッキングなどの発生が防止される。詳しくは、規制部材７によって現像ローラ３表面から取り除かれる現像剤は一時的に現像ローラ３上方の空間に滞留するが、量が多くなると流し板９の鉛直方向上面を現像ローラ３から離反する方向に流過し始める。現像剤は流し板９の上面に沿って流過し、流し板９の短手方向における現像ローラ３側とは反対側の端部から第２撹拌部材５に向けて落下する。落下した現像剤は第１撹拌部材４および第２撹拌部材５によって他の現像剤および新しく供給されるトナーと均一に混合され、現像ローラ３に向けて搬送される。

トナー濃度検知センサ１２は、たとえば、第２撹拌部材５の鉛直方向下方の現像槽２底面に装着され、センサ面が現像槽２の内側に露出するように設けられる。トナー濃度検知センサ１２は図示しない制御手段に電気的に接続される。制御手段は、トナー濃度検知センサ１２による検知結果に応じて、トナーカートリッジを回転駆動させ、トナーホッパを介して現像槽２内部にトナーを補給するように制御する。トナー濃度検知センサ１２による検知結果がトナー濃度設定値よりも低いと判定すると、トナーカートリッジを回転駆動させる駆動手段に制御信号を送り、トナーカートリッジを回転駆動させる。トナー濃度検知センサには一般的なトナー濃度検知センサを使用でき、たとえば、透過光検知センサ、反射光検知センサ、透磁率検知センサなどが挙げられる。これらの中でも、透磁率検知センサが好ましい。

透磁率検知センサには図示しない電源が接続される。電源は、透磁率検知センサを駆動させるための駆動電圧およびトナー濃度の検知結果を制御手段に出力するための制御電圧を透磁率検知センサに印加する。電源による透磁率検知センサへの電圧の印加は、制御手段によって制御される。透磁率検知センサは、制御電圧の印加を受けてトナー濃度の検知結果を出力電圧値として出力する型式のセンサであり、基本的に出力電圧の中央値近傍の感度がよいため、その付近の出力電圧が得られるような制御電圧を印加して用いられる。このような型式の透磁率検知センサは市販されており、たとえば、ＴＳ−Ｌ、ＴＳ−Ａ、ＴＳ−Ｋ（いずれも商品名、ＴＤＫ（株）製）などが挙げられる。

制御手段は、現像装置１専用のものを設けてもよく、また現像装置１が装着される画像形成装置に設けられる制御手段が兼用してもよい。制御手段は、たとえば、記憶部と演算部と制御部とを含む。記憶部には、各種センサによる検知結果、設定値、画像情報、テーブルデータ、プログラムなどが書き込まれる。記憶部には、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）などが挙げられる。演算部は、記憶部に入力される各種データ（印刷指令、検知結果、画像情報など）および各種制御を実施するためのプログラムを取り出し、各種検知および／または判定を行う。制御部は、演算部における判定結果に応じて該当装置に制御信号を送付し、動作制御を行う。制御部および演算部は、たとえば、中央処理装置（ＣＰＵ、Central Processing Unit）を備えるマイクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどによって実現される処理回路である。制御手段は、記憶部、演算部および制御部とともに主電源を含む。

現像装置１によれば、現像槽２に貯留される現像剤が、第１撹拌部材４および第２撹拌部材５の回転によって第１撹拌部材４の鉛直方向上方に搬送され、そこで磁性部材１０によって持ち上げられ、現像ローラ３表面に供給される。現像ローラ３は、その表面に現像剤層を担持して回転し、規制部材７による現像剤層の層厚規制および現像剤の帯電を受けた後、現像ニップ部で感光体ドラム２０上の静電潜像にトナーを供給して現像する。

現像終了後、現像ローラ３はさらに回転して再度現像剤の供給を受ける。一方、規制部材７によって現像ローラ３表面から取り除かれる現像剤は、流し板９の鉛直方向上面を現像ローラ３から離反する方向に流過し、第２撹拌部材５と搬送部材６との間に戻され、そこで他の現像剤と再度混合され、現像ローラ３に向けて搬送される。現像槽２内では、前記のような現像剤の循環が起こる。また、搬送部材６は、トナー濃度検知センサ１２による検知結果に応じて現像槽２内に補給されるトナーを第２撹拌部材５の周囲に搬送する。

以下では、本発明の特徴である現像ローラ３について詳細に説明する。
図２は、本発明の一実施形態である現像ローラ３の構成を模式的に示す斜視図であり、図３は、図１の現像ローラ３を構成する多極磁性体１３を模式的に示す斜視図である。また、図４は、図１の現像ローラ３を構成するスリーブ１４を模式的に示す分解斜視図である。また、図５は、スリーブ１４を図４とは反対側から見た斜視図である。図６は、図１の現像ローラ３の軸芯を含む面で切断した断面図であり、図７は、図１の現像ローラ３の軸心に垂直な面で切断した断面図である。

現像ローラ３は、多極磁性体１３とスリーブ１４とを含んで構成される。図３に示すように、多極磁性体１３は、軸心に垂直な面で切断したときの断面形状が扇形の複数の棒磁石５５である磁極Ｎ１、Ｎ２および磁極Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が互いに離隔して多極磁性体軸心１３ａの半径方向に放射状に配置される。各磁極は、現像ローラ３（スリーブ１４）の回転方向とは逆向きに、磁極Ｎ１、磁極Ｓ１、磁極Ｎ２、磁極Ｓ２および磁極Ｓ３の順番に設けられる。多極磁性体軸心１３ａは、現像槽２の槽壁によって支持される。

図４に示すように、スリーブ１４は、スリーブ軸心１４ａと、非磁性材料を用いて形成される円筒状の現像剤担持面体１４ｂと、通風孔５２を有する略円板状の支持部材５１とを含む。支持部材５１の直径は、現像剤担持面体１４ｂの直径と同じ大きさであり、現像剤担持面体１４ｂの軸芯方向両側開放端に支持部材５１が固定される。スリーブ軸心１４ａは一方の支持部材５１に固定され、現像槽２の槽壁によって回転自在に支持される。

スリーブ１４は、多極磁性体１３に外嵌され、もう一方の支持部材５１は、多極磁性体軸心１３ａによって回転自在に支持される。図５に示すように、支持部材５１には、中心から外周に向かって放射状に複数のブレード（羽根）が設けられたプロペラ形状の送風羽根５１ａが一体的に形成される。このブレード間の隙間が、支持部材５１の通風孔５２として機能する。

スリーブ１４が回転することによって、一方の側面において支持部材５１もともに回転し、送風羽根５１ａによって、スリーブ１４の外側から内側に向かう空気の流れが形成され、他方の側面においては、スリーブ１４の内側から外側に向かう空気の流れを形成させる。すなわち、２つの支持部材５１の送風羽根５１ａの形状は、軸芯方向から見て同じになっている。

図６に示すように、多極磁性体１３は、多極磁性体軸心１３ａにおけるスリーブ１４内部方向の先端に突起１３ｂを備える。スリーブ１４は、スリーブ軸心１４ａの現像剤担持面１４ｂ側に凹部1４ｃを備え、突起１３ｂを回転自在に支持する。

図８は、現像装置１内の空気の流れを模式的に示す要部断面図である。
スリーブ１４が回転方向Ｒに回転することにより、通風孔５２を有する支持部材５１の送風羽根５１ａの送風作用により、図7においては、スリーブ１４の左側方からスリーブ１４内部に風が入り込み、右側方から風が出て行くようになっている。このような構成により、スリーブ１４と多極磁性体１３の隙間が狭くても、多極磁性体１３の磁石の隙間に効率的に空気を流すことができるため、現像ローラ３内部に熱がこもることがなく、小径の現像ローラであっても冷却効率が高く、現像剤の温度上昇を抑えることができる。スリーブ１４を軸心に支持するための支持部材５１が送風機能を有するため、スリーブ１４の回転に伴って気流が発生し、小径の現像ローラ３であっても開口率を大きくすることができ、効率的な送風が可能となる。

図９は、本発明の他の実施形態である現像装置１内の空気の流れを模式的に示す要部断面図である。現像槽２が、支持部材５１の通風孔５２近傍に開口部５７を有し、ｖ２と、現像槽の開口部５７の間に、飛散トナーがスリーブ１４内に入り込むことを防ぐ送風管５６が設けられている。

現像槽２の、支持部材５１に対向する槽壁部分に開口部５７が設けられ、さらに支持部材５１と開口部５７が設けられた槽壁部分との間隙を、軸芯１３ａ周りに覆う送風管５６が設けられ、これらによって囲まれた送風路を形成する。これにより、現像装置１の外部からスリーブ１４内部への気流が発生し、送風管５６によって現像槽２内部の飛散トナーがスリーブ１４内へ流入することを防ぐことができる。

気流の発生により飛散トナーがスリーブ１４の開口部５７に付着すると、開口が小さくなるおそれがあるので、送風管５６によって飛散トナーの流入を防止して開口の狭小化を防ぐことができる。また、現像装置１の外部の空気を取り入れることができるので、より温度の低い空気を取り込むことができ、冷却効率をさらに高めることができる。

図１０は、本発明の他の実施形態である現像装置１内の空気の流れを模式的に示す要部断面図である。スリーブ１４が、ベアリング５９を介して現像槽２の通風孔に内接しており、現像槽２の外側に露出したスリーブ外周面に駆動ギア５８を備え、駆動されるように構成される。多極磁性体軸心１３ａは、軸心固定部材６０によって、現像槽２に固定されている。この構成により、スリーブ１４を回転駆動するための軸心が不要になるので、支持部材５１の送風羽根５１ａ、通風孔５２を大きくすることができ、通風効率を高めることができる。

さらに現像ローラ３の内部空間が現像装置１の外部空間に連通するので、支持部材５１の通風孔５２に、飛散トナー粒子が付着することを完全に防ぐことができる。

図１１は、現像装置１を備える本発明の他の実施形態である画像形成装置３１の構成を模式的に示す断面図である。

画像形成装置３１は複写モードと印刷モードとを有し、複写モードでは後述するスキャナ部２９において読み取られる原稿の画像情報に応じて原稿の複写物を印刷し、印刷モードでは画像形成装置３１にネットワークを介して接続される外部機器からの画像情報に応じてそれに対応する画像を印刷するデジタル複合機である。画像形成装置３１は、感光体ドラム２０と、帯電装置２１と、露光装置２２と、現像装置１と、転写装置２３と、定着装置２５と、クリーニング装置２４と、給紙トレイ２８と、スキャナ部２９と、排紙トレイ３０とを含む。

感光体ドラム２０は、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動可能に支持され、その表面に静電潜像ひいてはトナー像が形成される感光膜を有するローラ状部材である。感光体ドラム２０には、たとえば、図示しない導電性基体と、導電性基体表面に形成される図示しない感光膜とを含むローラ状部材を使用できる。導電性基体には、円筒状、円柱状、シート状などの導電性基体を使用でき、その中でも円筒状導電性基体が好ましい。感光膜としては、有機感光膜、無機感光膜などが挙げられる。

有機感光膜としては、電荷発生物質を含む樹脂層である電荷発生層と、電荷輸送物質を含む樹脂層である電荷輸送層との積層体、１つの樹脂層中に電荷発生物質と電荷輸送物質とを含む樹脂層などが挙げられる。無機感光膜としては、酸化亜鉛、セレン、アモルファスシリコンなどから選ばれる１種または２種以上を含む膜が挙げられる。導電性基体と感光膜との間には、下地膜を介在させてもよく、感光膜の表面には主に感光膜を保護するための表面膜（保護膜）を設けてもよい。

帯電装置２１は、感光体ドラム２０に圧接するように設けられるローラ状部材である。帯電装置２１には図示しない電源が接続され、帯電装置２１に電圧を印加する。帯電装置２１は電源から電圧の印加を受けて、感光体ドラム２０表面を所定の極性および電位に帯電させる。本実施の形態では、チャージャー型帯電器を用いるが、これに限定されず、帯電ブラシ型帯電器、ローラ状帯電器、鋸歯型帯電器、イオン発生装置、磁気ブラシなどの接触方式の帯電器などを使用できる。

露光装置２２は、スキャナ部２９において読み取られる原稿の画像情報または外部機器からの画像情報が入力され、画像情報に応じた信号光を、帯電状態にある感光体ドラム２０表面に照射する。これによって、感光体ドラム２０表面に、画像情報に応じた静電潜像が形成される。露光装置２２には光源を含むレーザスキャニング装置が用いられる。レーザスキャニング装置は、たとえば、光源、ポリゴンミラー、ｆθレンズ、反射ミラーなどを組合せた装置である。光源としては、たとえば、半導体レーザ、ＬＥＤアレイ、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子などを使用できる。

現像装置１は、図１に示した現像装置１である。
転写装置２３は、図示しない支持部材によって回転自在に支持されかつ図示しない駆動手段によって回転可能に設けられ、かつ感光体ドラム２０に圧接するように設けられるローラ状部材である。転写装置２３には、たとえば、直径８〜１０ｍｍの金属製芯金と、金属製芯金の表面に形成される導電性弾性層とを含むローラ状部材が用いられる。金属製芯金を形成する金属としては、ステンレス鋼、アルミニウムなどを使用できる。導電性弾性層としては、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、発泡ＥＰＤＭ、発泡ウレタンなどのゴム材料にカーボンブラックなどの導電材を配合したゴム材料を使用できる。感光体ドラム２０と転写装置２３との圧接部（転写ニップ部）に、感光体ドラム２０の回転によってトナー像が搬送されるのに同期して、給紙トレイ２８から図示しないピックアップローラおよびレジストローラを介して記録媒体が１枚ずつ供給される。

記録媒体が転写ニップ部を通過することによって、感光体ドラム２０表面のトナー像が記録媒体に転写される。転写装置２３には図示しない電源が接続され、トナー像を記録媒体に転写する際に、トナー像を構成するトナーの帯電極性とは逆極性の電圧を転写装置２３に印加する。これによって、トナー像が記録媒体に円滑に転写される。転写装置２３によれば、感光体ドラム２０表面のトナー像を記録媒体に転写する。

クリーニング装置２４は、図示しないクリーニングブレードと、図示しないトナー貯留槽とを含む。クリーニングブレードは、感光体ドラム２０の長手方向に平行に延び設けられかつその短手方向の一端が感光体ドラム２０表面に当接するように設けられる板状部材である。クリーニングブレードは、記録媒体にトナー像を転写した後に感光体ドラム２０表面に残留するトナー、紙粉などを感光体ドラム２０表面から取り除く。トナー貯留槽は内部空間を有する容器状部材であり、クリーニングブレードによって除去されるトナーを一時的に貯留する。クリーニング装置２４によって、トナー像を転写した後の感光体ドラム２０表面が清浄化される。

定着装置２５は、定着ローラ２６と、加圧ローラ２７とを含む。定着ローラ２６は、図示しない支持部材によって回転自在に支持され、かつ図示しない駆動手段によって軸線回りに回転可能に設けられるローラ状部材である。定着ローラ２６は、その内部に図示しない加熱部材を有し、転写ニップ部から搬送される記録媒体に担持される未定着トナー像を構成するトナーを加熱し、溶融させて記録媒体に定着させる。定着ローラ２６としては、たとえば、芯金と、弾性層とを含むローラ状部材を使用する。芯金は、鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属によって形成される。弾性層は、たとえば、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどの弾性材料で形成される。加熱部材は図示しない電源から電圧印加を受けて発熱する。加熱部材にはハロゲンランプ、赤外線ランプなどを使用できる。

加圧ローラ２７は回転自在に支持されかつ図示しない加圧部材によって定着ローラ２６に対して圧接するように設けられるローラ状部材である。加圧ローラ２７は定着ローラ２６の回転に従動回転する。定着ローラ２６と加圧ローラ２７との圧接部が定着ニップ部である。加圧ローラ２７は、定着ローラ２６によるトナー像の記録媒体への加熱定着に際し、溶融状態にあるトナーを記録媒体に対して押圧することによって、トナー像の記録媒体への定着を促進する。加圧ローラ２７には、定着ローラ２６と同じ構成のローラ状部材を使用できる。加圧ローラ２７の内部にも加熱部材を設けてもよい。加熱部材には定着ローラ２６内部の加熱部材と同様のものを使用できる。

定着装置２５によれば、トナー像が転写された記録媒体を定着ニップ部に通過させ、トナー像を構成するトナーを溶融させるとともに記録媒体に押圧することによって、トナー像を記録媒体に定着させ、画像を印刷する。画像が印刷された記録媒体は、図示しない搬送手段によって、画像形成装置３１の鉛直方向側面に設けられる排紙トレイ３０に排出され、積載される。

給紙トレイ２８は、普通紙、コート紙、カラーコピー用紙、ＯＨＰフィルムなどの記録媒体を収容するトレイである。給紙トレイ２８は複数設けられ、それぞれの給紙トレイ２８にサイズの異なる記録媒体が収容される。記録媒体のサイズには、Ａ３、Ａ４、Ｂ５、Ｂ４などがある。また、複数の給紙トレイ２８に同じサイズの記録媒体を収容してもよい。図示しないピックアップローラと、搬送ローラと、レジストローラとによって、感光体ドラム２０表面のトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、記録媒体が１枚ずつ送給される。

スキャナ部２９には図示しない原稿セットトレイ、自動原稿搬送装置（ＲＡＤＦ、
Reversing Automatic Document Feeder）などが設けられるとともに、図示しない原稿読み取り装置が設けられる。自動原稿搬送装置は、原稿セットトレイに載置される原稿を、原稿読み取り装置の原稿載置台に搬送する。原稿読み取り装置は、原稿載置台と、原稿走査装置と、反射部材と、光電変換素子（Charge Coupled Device、以下「ＣＣＤ」という）ライセンサなどを含み、原稿載置台に載置される原稿の画像情報を複数ライン毎、たとえば１０ライン毎に読み取る。原稿載置台は、画像情報を読み取る原稿を載置するためのガラス製板状部材である。原稿走査装置は図示しない光源と第１の反射ミラーとを含み、原稿載置台の鉛直方向下面に沿って平行に一定速度Ｖで往復移動し、原稿載置台に載置される原稿の画像形成面に光を照射する。光の照射によって反射光像が得られる。光源は原稿載置台に載置される原稿に照射する光の光源である。第１の反射ミラーは反射光像を反射部材に向けて反射する。反射部材は、図示しない第２の反射ミラーと第３の反射ミラーと光学レンズとを含み、原稿走査装置で得られる反射光像を光電変換素子ライセンサ上で結像させる。反射部材は原稿走査装置の往復移動に追随してＶ／２の速度で往復移動する。第２，第３の反射ミラーは反射光像が光学レンズに向うように反射光像を反射させる。光学レンズは反射光像を光電変換素子ライセンサ上に結像させる。ＣＣＤライセンサは、光学レンズによって結像される反射光像を電気信号に光電変換する図示しないＣＣＤ回路を含み、画像情報である電気信号を制御手段の中の画像処理部に出力する。画像処理部は、原稿読み取り装置またはパーソナルコンピュータなどの外部装置から入力される画像情報を電気信号に変換し、露光装置２２に出力する。

画像形成装置３１によれば、鉛直方向の高さ寸法を小さくできかつ現像剤の常時の安定供給が可能な現像装置１が用いられるので、印刷速度の高速化および装置本体の小型化への対応が容易である。

本発明の実施の一形態である現像装置１の構成を示す模式図である。 本発明の一実施形態である現像ローラ３の構成を模式的に示す斜視図である。 図１の現像ローラ３を構成する多極磁性体１３を模式的に示す斜視図である。 図１の現像ローラ３を構成するスリーブ１４を模式的に示す分解斜視図である。 スリーブ１４を図４とは反対側から見た斜視図である。 図１の現像ローラ３の軸芯を含む面で切断した断面図である。 図１の現像ローラ３の軸心に垂直な面で切断した断面図である。 現像装置１内の空気の流れを模式的に示す要部断面図である。 本発明の他の実施形態である現像装置１内の空気の流れを模式的に示す要部断面図である。 本発明の他の実施形態である現像装置１内の空気の流れを模式的に示す要部断面図である。 現像装置１を備える本発明の他の実施形態である画像形成装置３１の構成を模式的に示す断面図である。

符号の説明

１ 現像装置
２ 現像槽
３ 現像ローラ
４ 第１撹拌部材
５ 第２撹拌部材
６ 搬送部材
７ 規制部材
８ カバー部材
９ 流し板
１０ シール部材
１１ 上部シール部材
１２ トナー濃度検知センサ
１３ 多極磁性体
１３ａ 多極磁性体軸心
１４ スリーブ
１４ａ スリーブ軸心
１４ｂ 現像剤担持面
１４ｃ 凹部
１９ トナー補給ローラ
２０ 感光体ドラム
２１ 帯電装置
２２ 露光装置
２３ 転写装置
２４ クリーニング装置
２５ 定着装置
２８ 給紙トレイ
２９ スキャナ部
３０ 排紙トレイ
３１ 画像形成装置
５１ 支持部材
５１ａ 送風羽根
５２ 通風孔
５６ 送風管
５７ 開口部
６０ 軸心固定部材

Claims (7)

1. 円筒状のスリーブと、該スリーブの内側に複数の磁石からなる多極磁性体とを備え、スリーブを回転させることにより、スリーブ表面上の現像剤で、感光体に形成された静電潜像を現像する現像ローラにおいて、
   スリーブは、二成分現像剤を表面に担持する円筒状の現像剤担持面体と、スリーブ軸心と、現像剤担持面体の軸芯方向一方端側の開放端に固定され、送風羽根が一体的に形成された略円板状の一方端側支持部材と、現像剤担持面体の軸芯方向他方端側の開放端に固定され、送風羽根が一体的に形成された略円板状の他方端側支持部材とを含み、
   多極磁性体は、現像剤担持面体の軸芯方向一方端側でスリーブに回転自在に支持され、スリーブ軸心の軸線に沿って現像剤担持面体の軸芯方向他方端側の外方に突出して延びる多極磁性体軸を含み、
   前記一方端側支持部材はスリーブ軸心に固定され、前記他方端側支持部材は多極磁性体軸に回転自在に支持され、
   前記一方端側支持部材に形成された送風羽根は、
   スリーブが回転することによって、スリーブの外側から内側に向かう空気の流れを形成させるように、
   または、スリーブの内側から外側に向かう空気の流れを形成させるように構成され、
   前記一方端側支持部材に形成された送風羽根が、スリーブが回転することによって、スリーブの外側から内側に向かう空気の流れを形成させるように構成される場合、前記他方端側支持部材に形成された送風羽根は、スリーブが回転することによって、スリーブの内側から外側に向かう空気の流れを形成させるように構成され、
   前記一方端側支持部材に形成された送風羽根が、スリーブが回転することによって、スリーブの内側から外側に向かう空気の流れを形成させるように構成される場合、前記他方端側支持部材に形成された送風羽根は、スリーブが回転することによって、スリーブの外側から内側に向かう空気の流れを形成させるように構成されることを特徴とする現像ローラ。
2. 二成分現像剤を収容する現像槽と、
   二成分現像剤を攪拌する攪拌ローラと、
   二成分現像剤を感光体ドラムに搬送する請求項１記載の現像ローラと、
   現像ローラ表面の二成分現像剤の担持量を規制する規制部材とを備えることを特徴とする現像装置。
3. 現像槽は、前記一方端側支持部材に形成された送風羽根に対向する槽壁部分、および、前記他方端側支持部材に形成された送風羽根に対向する槽壁部分に開口部を有していることを特徴とする請求項２記載の現像装置。
4. 現像槽は、前記一方端側支持部材に形成された送風羽根と、開口部が設けられた槽壁部分との間隙をスリーブ軸心周りに覆う送風管と、前記他方端側支持部材に形成された送風羽根と、開口部が設けられた槽壁部分との間隙を多極磁性体軸周りに覆う送風管とを備えることを特徴とする請求項３記載の現像装置。
5. スリーブは、ベアリングを介して現像槽の通風孔に内接していることを特徴とする請求項２記載の現像装置。
6. スリーブは、現像槽の外側に露出したスリーブ外周面に駆動ギアを備えることを特徴とする請求項５記載の現像装置。
7. 表面に静電潜像が形成される感光体と、
   感光体表面を帯電させる帯電装置と、
   感光体表面に静電潜像を形成する露光装置と、
   感光体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する、請求項２〜６のいずれか１つに記載の現像装置と、
   感光体表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
   感光体表面を清浄化するクリーニング装置と、
   トナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを含むことを特徴とする画像形成装置。

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