JP6601164B2

JP6601164B2 - 現像装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP6601164B2
Application number: JP2015215928A
Authority: JP
Inventors: 真二柳瀬
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2015-11-02
Filing date: 2015-11-02
Publication date: 2019-11-06
Anticipated expiration: 2035-11-02
Also published as: JP2017090505A

Description

本発明は、像担持体に形成された静電潜像を現像するのに使用する現像装置及びこのような現像装置を用いて画像形成を行う画像形成装置に関するものである。特に、現像剤が収容された現像剤収容部内において攪拌部材を回転させて現像剤を攪拌させると共に、現像剤収容部内における現像剤を回転する現像剤担持体により像担持体に導いて現像を行う現像装置において、攪拌部材を高速で回転させて現像剤を攪拌させる場合においても、攪拌部材の回転軸における摩擦熱や、攪拌部材に回転を伝達させる駆動伝達部材に発生する熱等によって、現像剤収容部内の温度が上昇するのを抑制し、現像剤収容部内において現像剤が凝集したり、現像剤が現像剤収容部や攪拌部材に固着したりするのを適切に防止するようにした点に特徴を有するものである。

従来から、複写機、プリンター、ファクシミリ及びこれらの複合機等の画像形成装置においては、感光体等の像担持体に形成された静電潜像に現像装置からトナーを供給して、像担持体に形成された静電潜像を現像するようにしている。

そして、このような現像装置としては、トナーとキャリアを含む現像剤を収容させた現像剤収容部内に攪拌部材を設け、この攪拌部材を回転させて、現像剤収容部内に収容された現像剤を攪拌させると共に、この現像剤の一部を現像スリーブ等の現像剤担持体に供給し、この現像剤担持体により現像剤を像担持体と対向する位置に導き、この現像剤担持体から像担持体に形成された静電潜像にトナーを供給して現像を行うようにしたものが広く用いられている。

ここで、前記のように攪拌部材を回転させて、現像剤収容部内に収容された現像剤を攪拌させるようにした場合、攪拌部材の回転軸における摩擦熱や、駆動装置からの回転を攪拌部材に伝達させる駆動伝達部材に発生する熱等によって、現像剤収容部内の温度が上昇し、現像剤中におけるトナーが凝集したり、トナーが攪拌部材や現像剤収容部に固着したりして、適切な画像形成が行えなくなる等の問題があった。

このため、従来においては、特許文献１に示されるように、現像剤収容部から突出された攪拌部材の回転軸の部分に、駆動装置からの回転を攪拌部材に伝達させる駆動伝達部材を設け、この駆動伝達部材を介して攪拌部材を現像剤収容部内において回転させるようにした現像装置において、駆動伝達部材が設けられた側とは反対側において現像剤収容部から突出された攪拌部材の回転軸の部分に放熱部材を取り付け、攪拌部材の回転軸における熱を、この放熱部材を介して放熱させて、現像剤収容部内の温度が上昇するのを抑制するようにしたものが提案されている。

しかし、このように駆動伝達部材と反対側において、現像剤収容部から突出された攪拌部材の回転軸の部分に放熱部材を取り付け、この放熱部材を介して攪拌部材の回転軸における熱を放熱させるようにした場合、駆動伝達部材において発生した熱が、駆動伝達部材とは反対側における回転軸の部分に取り付けられた放熱部材をよって十分に放熱されず、特に、高速で画像形成を行うために、駆動伝達部材を介して攪拌部材を高速で回転させるようにした場合、駆動伝達部材において発生した多くの熱を十分に放熱させることができず、この熱が攪拌部材を通して現像剤収容部内に導かれて現像剤収容部内の温度が上昇し、依然として、現像剤中のトナーが凝集したり、トナーが攪拌部材や現像剤収容部に固着したりするという問題があった。

特開２００４−３０９８８８号公報

本発明は、複写機やプリンター等の画像形成装置に使用する現像装置において、前記のように現像剤が収容された現像剤収容部内において攪拌部材を回転させて現像剤を攪拌させると共に、現像剤収容部内における現像剤を回転する現像剤担持体により像担持体に導いて現像を行う場合における前記のような問題を解決することを課題とするものである。

すなわち、本発明は、前記のような現像装置において、攪拌部材を高速で回転させて現像剤を攪拌させるようにした場合においても、攪拌部材の回転軸における摩擦熱や、駆動装置からの回転を攪拌部材に伝達させる駆動伝達部材に発生する熱等によって、現像剤収容部内の温度が上昇するのを抑制し、現像剤中におけるトナーが凝集したり、トナーが攪拌部材や現像剤収容部に固着したりするのを適切に防止することを課題とするものである。

本発明における現像装置においては、前記のような課題を解決するため、現像剤が収容された現像剤収容部内において攪拌部材を回転させて現像剤を攪拌させると共に、現像剤収容部内における現像剤を回転する現像剤担持体により像担持体に導いて現像を行う現像装置において、前記の攪拌部材の回転軸を前記の現像剤収容部内から突出させ、現像剤収容部から突出された攪拌部材の回転軸の部分に、攪拌部材に回転を伝達させる駆動伝達部材を設けると共に、駆動伝達部材が設けられた回転軸の部分よりもさらに突出された回転軸の部分に放熱部材を設け、前記の放熱部材を、攪拌部材における回転軸の回転に伴って回転させるようにした。

このように、現像剤収容部から突出された攪拌部材の回転軸の部分において、攪拌部材に回転を伝達させる駆動伝達部材が設けられた回転軸の部分よりもさらに突出された回転軸の部分に放熱部材を設け、前記の放熱部材を、攪拌部材における回転軸の回転に伴って回転させるようにすると、攪拌部材を高速で回転させて現像剤を攪拌させるようにした場合において、攪拌部材の回転軸における摩擦熱や、攪拌部材に回転を伝達させる駆動伝達部材に発生する熱等が発生しても、これらの熱が、駆動伝達部材が設けられた回転軸の部分よりもさらに突出された回転軸の部分に設けられた放熱部材を通して効率よく放熱されるようになる。

また、前記の現像装置においては、駆動伝達部材が設けられた回転軸に放熱部材を設けるに当たって、前記のように放熱部材を駆動伝達部材が設けられた回転軸の部分よりもさらに突出された回転軸の部分に設けるようにしたため、この放熱部材の部分に、適切に空気を吹き付けて攪拌部材等を冷却させることが容易に行えると共に、放熱部材の取付けや交換等が簡単に行えるようになる。

また、前記の現像装置において、前記の現像剤収容部内に前記の攪拌部材が複数設けられているような場合には、少なくとも１つの攪拌部材の回転軸に前記の放熱部材を設けるだけであってもよいが、各攪拌部材の回転軸における摩擦熱や、各攪拌部材に回転を伝達させる各駆動伝達部材に発生する熱等を十分に放熱させるため、放熱部材を前記のようにして各攪拌部材の回転軸に設けることが好ましい。

また、前記のように攪拌部材の回転軸に放熱部材を駆動伝達部材が設けられた回転軸の部分よりもさらに突出された回転軸の部分に設けると共に、この放熱部材が攪拌部材における回転軸の回転に伴って回転されるようにすると、放熱部材から熱が効果的に放熱されるようになる。

また、本発明における画像形成装置においては、前記のような現像装置を用いるようにした。

そして、本発明における画像形成装置においては、前記の現像装置における放熱部材に空気を吹き付ける吹付け手段を設け、この吹付け手段により前記の放熱部材に空気を吹き付けて、放熱部材から熱が効果的に放熱されるようにすることが好ましい。

本発明の現像装置においては、前記のように現像剤収容部から突出された攪拌部材の回転軸の部分に、攪拌部材を回転させる駆動伝達部材を設けると共に、駆動伝達部材が設けられた回転軸の部分よりもさらに突出された回転軸の部分に放熱部材を設け、前記の放熱部材を、攪拌部材における回転軸の回転に伴って回転させるようにしたため、攪拌部材の回転軸における摩擦熱や、攪拌部材を回転させる駆動伝達部材に発生した熱等が、駆動伝達部材が設けられた回転軸と同じ側に設けられた放熱部材を通して効率よく放熱されるようになる。

この結果、本発明においては、攪拌部材を高速で回転させて現像剤を攪拌させるようにした場合においても、攪拌部材の回転軸における摩擦熱や、攪拌部材を回転させる駆動伝達部材に発生した熱等が、前記の放熱部材を通して効率よく放熱されて、現像剤収容部内の温度が上昇するのが抑制され、現像剤中におけるトナーが凝集したり、トナーが攪拌部材や現像剤収容部に固着したりするのを適切に防止されるようになる。

本発明の実施形態に係る現像装置を用いる画像形成装置の内部構造を示した概略説明図である。本発明の実施形態に係る現像装置の内部構造を示した概略縦断面図である。前記の実施形態に係る現像装置において、現像剤収容部の片側の側壁から突出された第１の攪拌部材における回転軸と第２の攪拌部材における回転軸との端部に回転を伝達させる第１及び第２の伝達ギアを設けると共に、第２伝達ギアからさらに外方に突出した第２の攪拌部材における回転軸の端部に放熱部材を取り付けた状態を示した概略横断面図である。前記の実施形態に係る現像装置の変更例において、第２伝達ギアからさらに外方に突出した第２の攪拌部材における回転軸の端部に放熱部材を取り付けると共に、第１伝達ギアからさらに外方に突出した第１の攪拌部材における回転軸の端部に放熱部材を取り付けた状態を示した概略横断面図である。

次に、本発明の実施形態に係る現像装置及び画像形成装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る現像装置及び画像形成装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。

この実施形態における画像形成装置１においては、図１に示すように、その内部に４つの感光体ドラム（像担持体）１０を設けると共に、各感光体ドラム１０に対応させて、トナーとキャリアとを含む現像剤を収容させた４つの現像装置３０を設け、各現像装置３０においては、それぞれの現像剤におけるトナーの色彩を異ならせ、黒色，黄色，マゼンダ色，シアン色のトナーを用いるようにしている。

そして、この画像形成装置１においては、前記の各感光体ドラム１０を回転させて、各感光体ドラム１０の表面をそれぞれ帯電装置１１によって帯電させ、このように帯電された各感光体ドラム１０の表面に対して、それぞれ潜像形成装置１２により画像形成情報に従った露光を行い、各感光体ドラム１０の表面にそれぞれ画像形成情報に従った静電潜像を形成するようにしている。

次いで、このように静電潜像が形成された各感光体ドラム１０に対して、それぞれ対応する現像装置３０から所定の色彩のトナーを各感光体ドラム１０の静電潜像に供給して現像を行い、各感光体ドラム１０の表面にそれぞれの色彩のトナー像を形成するようにしている。

そして、前記のように各感光体ドラム１０に形成された各色彩のトナー像を、回転ローラー１３に架け渡されて回転駆動される無端状の中間転写ベルト１４の表面に、前記の各感光体ドラム１０と対向して設けられた各一次転写ローラー１５により順々に一次転写させて、この中間転写ベルト１４の表面に各色彩のトナー像が合成されたトナー像を形成するようにしている。また、前記の中間転写ベルト１４に転写されずに各感光体ドラム１０の表面に残留しているトナー等を、それぞれ第１のクリーニング装置１６により、各感光体ドラム１０の表面から除去するようにしている。

次いで、前記のようにして中間転写ベルト１４の上に形成されたトナー像を、この中間転写ベルト１４により二次転写ローラー１７と対向する位置に導くようにしている。

一方、画像形成装置１の下部に収容された用紙Ｓを、給紙ローラー１８により給紙してタイミングローラー１９に送り、このタイミングローラー１９により、用紙Ｓを適当なタイミングで中間転写ベルト１４と二次転写ローラー１７との間に導き、中間転写ベルト１４の上に形成されたトナー像を前記の二次転写ローラー１７により用紙Ｓに転写させるようにしている。また、用紙Ｓに転写されずに前記の中間転写ベルト１４の上に残ったトナー等を、第２のクリーニング装置２０によって中間転写ベルト１４の上から回収するようにしている。

そして、前記のようにトナー像が転写された用紙Ｓを定着装置２１に導き、この定着装置２１により、転写された前記のトナー像を用紙Ｓに定着させた後、このようにトナー像が定着された用紙Ｓを排紙ローラー２２により排紙させるようにしている。

次に、この実施形態において使用する現像装置３０について具体的に説明する。

この現像装置３０においては、図２に示すように、トナーとキャリアを含む現像剤Ｄを現像剤収容部３１内に収容させると共に、内部にマグネットローラー３２ａが設けられた現像スリーブ（現像剤担持体）３２を、前記の感光体ドラム１０と所要間隔を介して対向するように設けている。

そして、前記の現像剤収容部３１においては、図２及び図３に示すように、前記の現像スリーブ３２に沿って前記の現像剤Ｄを搬送させる第１搬送部３１ａを設け、この第１搬送部３１ａ内に、回転軸３３ａの周囲に現像剤Ｄを攪拌しながら搬送させるスクリュウ状の羽根部材３３ｂが設けられた第１の攪拌部材３３を設けている。また、この第１搬送部３１ａと隔壁３４を介して前記の現像スリーブ３２から斜め下方に離れた位置に、第１搬送部３１ａと現像剤Ｄを逆方向に搬送させる第２搬送部３１ｂを設け、この第２搬送部３１ｂ内に、回転軸３５ａの周囲に現像剤Ｄを攪拌しながら搬送させるスクリュウ状の羽根部材３５ｂが設けられた第２の攪拌部材３５を設けている。

また、前記の第１搬送部３１ａと第２搬送部３１ｂとの間に設けられた隔壁３４の両端部に、前記の第１搬送部３１ａと第２搬送部３１ｂとを連通させる循環口３４ａ，３４ｂを設け、これらの循環口３４ａ，３４ｂを通して現像剤Ｄを第１搬送部３１ａと第２搬送部３１ｂとの間で循環させるようにしている。

また、前記の第１の攪拌部材３３における回転軸３３ａの両側の端部及び第２の攪拌部材３５における回転軸３５ａの両側の端部を、それぞれ現像剤収容部３１の側壁に設けられた各軸受け３６ａ，３６ｂを通して外方に突出させると共に、現像剤収容部３１の片側の側壁から突出された第１の攪拌部材３３における回転軸３３ａ及び前記の第２の攪拌部材３５における回転軸３５ａの端部にそれぞれ回転を伝達させる第１及び第２の伝達ギア（駆動伝達部材）３３ｃ，３５ｃを設け、第１の攪拌部材３３における第１伝達ギア３３ｃと第２の攪拌部材３５における第２伝達ギア３５ｃとを噛み合わせるようにしている。

そして、駆動装置（図示せず）による回転を前記の第１伝達ギア３３ｃと第２伝達ギア３５ｃとを介して第１の攪拌部材３３と第２の攪拌部材３５とに伝達させて、第１の攪拌部材３３と第２の攪拌部材３５とを逆方向に回転させるようにしている。

ここで、このように第１の攪拌部材３３と第２の攪拌部材３５とを逆方向に回転させると、第１搬送部３１ａにおける現像剤Ｄは、前記の第１の攪拌部材３３により攪拌されながら現像スリーブ３２に沿って第１搬送部３１ａにおける現像剤Ｄの搬送方向上流側から下流側に設けられた前記の循環口３４ａに向けて搬送され、この現像剤Ｄの一部が感光体ドラム１０と対向して回転する現像スリーブ３２に供給されると共に、前記の循環口３４ａに導かれた現像剤Ｄが、この循環口３４ａを通して第２搬送部３１ｂに送られるようになる。

一方、第２搬送部３１ｂにおける現像剤Ｄは、第１の攪拌部材３３と逆方向に回転する前記の第２の攪拌部材３５により攪拌されながら第１搬送部３１ａと逆方向に搬送されて、この第２搬送部３１ｂにおける現像剤Ｄの搬送方向上流側から下流側に設けられた前記の循環口３４ｂに導かれ、この循環口３４ｂを通して第１搬送部３１ａに戻され、現像剤Ｄが第１搬送部３１ａと第２搬送部３１ｂとの間で循環されるようになる。

そして、この現像装置３０においては、図１に示すように、前記のように現像スリーブ３２に供給された現像剤Ｄを、この現像スリーブ３２により感光体ドラム１０に向けて搬送させる途中において、現像スリーブ３２に保持された現像剤Ｄの量を規制部材３７により適切に規制し、このように規制された現像剤Ｄを、現像スリーブ３２により感光体ドラム１０と対向する位置に導き、現像剤Ｄ中のトナーを感光体ドラム１０に供給して、感光体ドラム１０に形成された静電潜像を現像するようにしている。

ここで、前記のように駆動装置（図示せず）の回転を、第１伝達ギア３３ｃと第２伝達ギア３５ｃとにより第１の攪拌部材３３と第２の攪拌部材３５とに伝達させて、第１の攪拌部材３３と第２の攪拌部材３５とを回転させると、第１の攪拌部材３３や第２の攪拌部材３５における各回転軸３３ａ、３５ａや、前記の第１伝達ギア３３ｃや第２伝達ギア３５ｃにおいて熱が発生し、この熱によって現像剤収容部３１内の温度が上昇し、現像剤Ｄにおけるトナーが凝集したり、またこのトナーが第１の攪拌部材３３や第２の攪拌部材３５や現像剤収容部３１に固着したりするおそれがある。

このため、この実施形態における現像装置３０においては、図３に示すように、前記の第２の攪拌部材３５における回転軸３５ａにおいて、現像剤収容部３１の片側の側壁から突出されて第２伝達ギア３５ｃが設けられた部分よりもさらに突出側の位置に放熱部材３５ｄを取り付け、この放熱部材３５ｄを第２の攪拌部材３５と一緒に回転させるようにし、この放熱部材３５ｄから、第１の攪拌部材３３と第２の攪拌部材３５における各回転軸３３ａ、３５ａや、第１伝達ギア３３ｃや第２伝達ギア３５ｃにおいて発生した熱を放熱させるようにしている。

また、このように第２の攪拌部材３５の回転軸３５ａに取り付けた放熱部材３５ｄから熱を放熱させるにあたり、この実施形態においては、前記の放熱部材３５ｄに冷却用の空気を吹き付ける吹付け手段として、図１に示すように、前記の画像形成装置１に送風装置２３を設け、この送風装置２３によって冷却用の空気を画像形成装置１内に送風させ、この冷却用の空気を前記の第２の攪拌部材３５における回転軸３５ａに取り付けた放熱部材３５ｄに対して、他の装置等を冷却させた後、或いは直接吹き付け、前記の放熱部材３５ｄを通して熱を放熱させるようにしている。

また、この実施形態においては、前記の放熱部材３５ｄを、現像剤収容部３１から突出された第２の攪拌部材３５の回転軸３５ａに設けた第２伝達ギア３５ｃよりもさらに突出側の位置に設けるようにしたため、送風装置２３からの冷却用の空気を前記の放熱部材３５ｄに対して適切に吹き付けることが簡単に行えるようになり、さらにこの放熱部材３５ｄを第２の攪拌部材３５と一緒に回転させるようにしたため、この放熱部材３５ｄから前記の熱が効率よく放熱されるようになる。

なお、この実施形態においては、第２の攪拌部材３５における回転軸３５ａに放熱部材３５ｄを取り付けるようにしただけであるが、図４に示すように、前記の第１の攪拌部材３３における回転軸３３ａにおいても、前記の第２の攪拌部材３５と同様に、現像剤収容部３１の片側の側壁から突出されて第１伝達ギア３３ｃが設けられた部分よりもさらに突出側の位置に放熱部材３３ｄを取り付け、この放熱部材３３ｄがこの第１の攪拌部材３３と一緒に回転させるようにすることができる。

このようにすると、第１の攪拌部材３３と第２の攪拌部材３５とを回転させた場合に、第１の攪拌部材３３と第２の攪拌部材３５の各回転軸３３ａ、３５ａや、第１伝達ギア３３ｃや第２伝達ギア３５ｃにおいて発生した熱が、第１の攪拌部材３３の回転軸３３ａに取り付けられた放熱部材３３ｄと、第２の攪拌部材３５の回転軸３５ａに取り付けられた放熱部材３５ｄとによって十分に放熱されるようになり、現像剤収容部３１内の温度が上昇するのがより一層抑制され、現像剤Ｄにおけるトナーが凝集したり、またこのトナーが第１の攪拌部材３３や第２の攪拌部材３５や現像剤収容部３１に固着したりするのをより適切に防止できるようになる。

１画像形成装置
１０感光体ドラム（像担持体）
１１帯電装置
１２潜像形成装置
１３回転ローラー
１４中間転写ベルト
１５一次転写ローラー
１６第１のクリーニング装置
１７二次転写ローラー
１８給紙ローラー
１９タイミングローラー
２０第２のクリーニング装置
２１定着装置
２２排紙ローラー
２３送風装置（吹付け手段）
３０現像装置
３１現像剤収容部、３１ａ第１搬送部、３１ｂ第２搬送部
３２現像スリーブ（現像剤担持体）、３２ａマグネットローラー
３３第１の攪拌部材、３３ａ回転軸、３３ｂ羽根部材、３３ｃ第１伝達ギア（駆動伝達部材）、３３ｄ放熱部材
３４隔壁
３４ａ，３４ｂ循環口
３５第２の攪拌部材、３５ａ回転軸、３５ｂ羽根部材、３５ｃ第２伝達ギア（駆動伝達部材）、３５ｄ放熱部材
３６ａ，３６ｂ軸受け
３７規制部材
Ｄ現像剤
Ｓ用紙

Claims

現像剤が収容された現像剤収容部内において攪拌部材を回転させて現像剤を攪拌させると共に、現像剤収容部内における現像剤を回転する現像剤担持体により像担持体に導いて現像を行う現像装置において、前記の攪拌部材の回転軸を前記の現像剤収容部内から突出させ、現像剤収容部から突出された攪拌部材の回転軸の部分に、攪拌部材に回転を伝達させる駆動伝達部材を設けると共に、駆動伝達部材が設けられた前記の回転軸の部分よりもさらに突出された回転軸の部分に放熱部材を設け、前記の放熱部材を、攪拌部材における回転軸の回転に伴って回転させるようにしたことを特徴とする現像装置。
請求項１に記載の現像装置において、前記の現像剤収容部内に攪拌部材を複数設け、少なくとも１つの攪拌部材の回転軸に前記の放熱部材を設けたことを特徴とする現像装置。
請求項１又は請求項２に記載の現像装置において、前記の放熱部材に空気を吹き付ける吹付け手段を設けたことを特徴とする現像装置。
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
請求項４に記載の画像形成装置において、前記の現像装置における放熱部材に空気を吹き付ける吹付け手段を設け、前記の吹付け手段から放熱部材に空気を吹き付けることを特徴とする画像形成装置。