現像装置及びそれを備えた画像形成装置
【課題】スリーブの熱を十分に放散し、スリーブ外周面への現像剤の固着が発生せずに、高い画像品質を維持することができる現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像装置１００は、現像剤を担持して回転可能に支持されるスリーブ５０ａを有し、このスリーブ５０ａの内側に所定の間隔を設けて磁極部材５０ｂが固定支持される現像ローラ５０を備え、現像ローラ５０はスリーブ５０ａ外周面に担持した現像剤を感光体１０に供給する。所定間隔には、熱伝導率の大きい複数のボール７１がスリーブ５０ａの内周面と磁極部材５０ｂの外周面に接触するように設けられる。
【解決手段】現像装置１００は、現像剤を担持して回転可能に支持されるスリーブ５０ａを有し、このスリーブ５０ａの内側に所定の間隔を設けて磁極部材５０ｂが固定支持される現像ローラ５０を備え、現像ローラ５０はスリーブ５０ａ外周面に担持した現像剤を感光体１０に供給する。所定間隔には、熱伝導率の大きい複数のボール７１がスリーブ５０ａの内周面と磁極部材５０ｂの外周面に接触するように設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等に用いる現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に、現像ローラ等ローラを冷却する現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子写真方式を用いた画像形成装置では、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を担持する現像ローラが用いられている。現像ローラは、像担持体としての感光体と対向し、感光体上に形成される静電潜像を現像する。ここで、現像ローラは、支軸となるシャフトに設けられた磁極部材と、磁極部材の外周に間隔を有して配置されるとともに回転自在に設けられるスリーブと、このスリーブ両端を支持するフランジとを備える。磁極部材は、回転しないように現像装置内に固設され、スリーブ外周面に所定の磁力分布を形成する。そして、現像装置内にてスリーブが回転し、現像剤が順次感光体に供給され、感光体上の静電潜像を現像している。
【０００３】
ここで、現像剤同士の衝突、現像剤の撹拌スクリューへの衝突・摩擦、撹拌スクリューや現像ローラの摺動、現像ローラ上の現像剤の層厚を規制する規制ブレード等において熱が発生する。この熱によって、現像装置内の温度が上昇すると、現像剤が溶融して流動性が悪くなり、現像剤が撹拌スクリューやスリーブに固着してしまうおそれがある。撹拌スクリューやスリーブにトナーが固着して、さらに堆積していくと、現像剤の搬送性能が大幅に低下し、また感光体上で現像される画像に悪影響がおよび、用紙に形成される画像に不良が発生するおそれがある。
【０００４】
そこで、特許文献１では、現像ローラは、磁極部材の外周を所定の間隔を設けて覆い、磁極部材に対して回転可能に形成されたスリーブを備えている。このスリーブは熱伝導率の異なる複数の層を有し、磁極部材に近いスリーブ下層は、磁極部材から遠いスリーブ表面層に比べて、熱伝導率が高い材料で形成されている。これにより、スリーブ外周面の熱は、スリーブ表面層からスリーブ下層に向けて移動して、その後にスリーブ下層内周面から放散される。こうして、スリーブで生じる熱は蓄積されることなく放散され、スリーブ外周面でのトナー固着の発生を軽減している。
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術では、スリーブ下層内周面と磁極部材との間隔には、空気が介在するが、通常空気層は断熱作用を有する。従って、スリーブ下層内周面から放熱されても、空気層の断熱作用によって、スリーブ下層内周面から空気層を介してフランジや磁極部材に放熱され難く、スリーブ外周面の温度が十分に低下しないという問題があった。
【特許文献１】特開２００４−１０９２１５号公報（段落［００３８］〜［００４０］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、スリーブの熱を十分に放散し、スリーブ外周面への現像剤の固着が発生せずに、高い画像品質を維持することができる現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、現像剤を担持して回転可能に支持されるスリーブを有し、該スリーブの内側に間隔を設けて磁極部材が固定支持されるローラを備えた現像装置において、前記間隔には、熱伝導部材が前記スリーブの内周面と前記磁極部材の外表面に接触するように設けられることを特徴としている。
【０００８】
この構成によれば、スリーブの熱はスリーブ内周面から熱伝導部材を介して磁極部材に移動し、磁極部材から放散される。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明では、前記熱伝導部材は複数のボールであることを特徴としている。この構成によれば、スリーブの熱はスリーブ内周面から複数のボールを介して磁極部材に移動して、磁極部材から放散されるとともに、複数のボールがスリーブの内周面と磁極部材の外周面に接触し、スリーブと磁極部材は所定の間隔に保持される。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明では、前記熱伝導部材は、前記間隔に封入される液体であることを特徴としている。この構成によれば、スリーブの熱はスリーブ内周面から熱伝導率の大きい液体を介して磁極部材に移動して、磁極部材から放散される。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明では、装置の外殻を形成するハウジングと、前記磁極部材を固定支持し前記ハウジング外に延在する支軸部材と、前記支軸部材の前記ハウジング外に設けられ、前記スリーブの熱を放散する放熱部材とを備えることを特徴としている。この構成によれば、スリーブ内周面から熱伝導部材を介して磁極部材に移動した熱は、支軸部材を介してハウジング外の放熱部材から放散される。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明では、上記の構成の現像装置が搭載された画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、スリーブの熱はスリーブ内周面から熱伝導部材を介して磁極部材に移動し、磁極部材から放散されるので、スリーブ外周面の温度が低下し、現像剤がスリーブ外周面に固着せず、現像剤が感光体に供給され、高い画像品質を維持することができる。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明によれば、スリーブの熱はスリーブ内周面から複数のボールを介して磁極部材に移動して、磁極部材から放散されるので、スリーブ外周面の温度が低下し、現像剤がスリーブ外周面に固着せず、スリーブに担持された現像剤が感光体に供給され、高い画像品質を維持することができる。また、複数のボールがスリーブ内周面と磁極部材外周面に接触し、スリーブと磁極部材は所定の間隔に保持されるので、スリーブと磁極部材が擦れて異音が発生することがなく、またスリーブが回転偏芯を起こさず、スリーブから現像剤が安定して供給される。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明によれば、スリーブの熱はスリーブ内周面から熱伝導率の大きい液体を介して磁極部材に移動して、磁極部材から放散されるので、スリーブ外周面の温度が低下し、現像剤がスリーブ外周面に固着せず、スリーブに担持された現像剤が感光体に供給され、高い画像品質を維持することができる。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明によれば、スリーブ内周面から熱伝導部材を介して磁極部材に移動した熱は、支軸部材を介してハウジング外の放熱部材から放散されるので、スリーブ外周面の温度が低下し、現像剤がスリーブ外周面に固着せず、スリーブに担持された現像剤が感光体に供給され、高い画像品質を維持することができる。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明によれば、スリーブの熱を十分に放散し、スリーブ外周面への現像剤の固着が発生せずに、スリーブに担持された現像剤が感光体に供給され、高い画像品質を維持することができる現像装置を備える画像形成装置にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。本発明の実施形態は発明の最も好ましい形態を示すものであり、また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。
【００１９】
（第１実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１の内部構成の概略を示す断面図である。画像形成装置１はタンデム型のカラープリンタであり、回転自在である感光体１０ａ〜１０ｄは、感光層を形成する感光材料として、アモルファスシリコン感光体が用いられ、ブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）及びマゼンタ（Ｍ）の各色に対応させて配される。感光層は有機感光体（ＯＰＣ感光体）でもよい。各感光体１０ａ〜１０ｄの周囲に、現像装置１００ａ〜１００ｄ、帯電器４０ａ〜４０ｄ及び光学露光器（図略）が配設される。現像装置１００ａ〜１００ｄは現像ローラとトナーの収容部とを有し、感光体１０ａ〜１０ｄにトナーを供給する。帯電器４０ａ〜４０ｄは感光体１０ａ〜１０ｄ表面を一様に帯電させる。パーソナルコンピュータ等から画像入力部（図略）に入力された原稿画像データに基づいて、光学露光器から各感光体１０ａ〜１０ｄ上にレーザビームが照射される。照射されたレーザ光により、各感光体１０ａ〜１０ｄ表面には静電潜像が形成され、この静電潜像が各現像装置１００ａ〜１００ｄにより現像される。
【００２０】
中間転写ベルト５は、駆動ローラ２５、従動ローラ２７、及びテンションローラ９に張架されている。この中間転写ベルト５に接触するように各感光体１０ａ〜１０ｄが中間転写ベルト５の搬送方向（図１中矢印方向）に沿って上流側から隣り合うように配列されている。各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄは、中間転写ベルト５を挟んで各感光体１０ａ〜１０ｄと対向して中間転写ベルト５に圧接し、１次転写ニップ部を形成する。この各１次転写ニップ部において、中間転写ベルト５の回転とともに所定のタイミングで各感光体１０ａ〜１０ｄのトナー像が中間転写ベルト５に順次転写されることにより、中間転写ベルト５表面にはシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされ、カラートナー像が形成される。
【００２１】
２次転写ローラ７は、中間転写ベルト５を挟んで駆動ローラ２５と対向し、中間転写ベルト４に圧接して２次転写ニップ部を形成する。用紙搬送部では、給紙カセット６に積載された用紙が１枚ずつ繰り出され、搬送ローラ対２２が用紙を２次転写ニップ部に搬送する。この２次転写ニップ部において、バイアス電位（トナーの帯電極性と逆極性）が印加された２次転写ローラ７によって、中間転写ベルト５上に形成されたトナー像が用紙に２次転写され、転写された用紙は定着器８に搬送される。
【００２２】
定着器８は、加熱ローラと、加熱ローラに圧接して配設された加圧ローラ等とを備え、トナー像が転写された用紙を加熱及び加圧することにより定着処理を行う。定着された用紙は、排出ローラ対（図略）によって装置本体外に排出される。
【００２３】
図２は、上述の画像形成装置１に用いられる現像装置１００ａ〜１００ｄの構成を示す斜視図である。なお、以下の説明では、図１の感光体１０ａと相対する現像装置１００ａの構成及び動作について説明するが、現像装置１００ｂ〜１００ｄの構成及び動作については現像装置１００ａと同様であり説明を省略し、また各色の現像装置及び感光体を示すａ〜ｄの符号を省略する。
【００２４】
図２に示すように、現像装置１００は、一点鎖線で示すハウジング６２と、ローラとしての現像ローラ５０と、供給ローラ６１と、規制ブレード６４と、撹拌部材６３及び放熱部材５８とを備えて構成される。
【００２５】
感光体１０に対向し、一定の隙間を設けて現像ローラ５０が配される。そして、図２の現像ローラ５０に対して左斜め上方に、一定の隙間を設けて供給ローラ６１が配され、供給ローラ６１に対して左斜め下方に、撹拌部材６３が配される。また、図２の供給ローラ６１の上方に、規制ブレード６４が配される。そして、ハウジング６２内には、現像ローラ５０、供給ローラ６１、及び撹拌部材６３が夫々回転可能に取り付けられ、規制ブレード６４が固定支持される。ハウジング６２外には、放熱部材５８が支軸部材５１に固定支持される。
【００２６】
撹拌部材６３は、撹拌スクリュー６３ａとパドルミキサー６３ｂの２本で構成されて、磁性体のキャリアとトナーからなる現像剤を撹拌して、現像剤中のトナーを所定のレベルに帯電させる。帯電することにより、トナーはキャリアに保持される。撹拌スクリュー６３ａとパドルミキサー６３ｂとの間には、隔壁として仕切り板６２ｂが長手方向（現像ローラ５０の軸方向）に延在して配され、仕切り板６２ｂの長手方向の両側に形成された開口（図略）を現像剤が自由に通過できるようになっている。ハウジング６２内の現像剤は、撹拌スクリュー６３ａによって撹拌されて帯電し、仕切り板６２ｂの開口（図略）を通過して、パドルミキサー６３ｂ側に搬送される。
【００２７】
供給ローラ６１は、パドルミキサー６３ｂから現像剤を引き上げ、引き上げた現像剤を現像ローラ５０に供給するものである。供給ローラ６１は、複数の磁極を周方向に並べたマグネットローラ（図略）を内蔵し、マグネットローラの磁力によって、現像剤を供給ローラ６１外周面に引き上げ担持する。そして供給ローラ６１の回転によって、現像剤は規制ブレード６４の位置まで搬送されると、規制ブレード６４により所定の層厚に調整される。さらに供給ローラ６１が回転し、マグネットローラの同極磁極が隣り合う、磁力の殆どない位置で、現像剤は供給ローラ６１から離脱し、現像ローラ５０外周面に供給される。
【００２８】
現像ローラ５０を図３、図４に基づいて詳しく説明する。図３は現像ローラの構成を示す平面断面図であり、図４は現像ローラの構成を示す側面断面図である。
【００２９】
図３に示すように、現像ローラ５０は、非磁性の金属材料で円筒状に形成されるスリーブ５０ａと、その内部に配置された磁極部材５０ｂと、磁極部材５０ｂに固設される支軸部材５１と、スリーブ５０ａの両端を支持するフランジ５４、５５と、フランジ５５に固設される支軸部材５６、及び熱伝導部材としての複数のボール７１を備える。
【００３０】
磁極部材５０ｂは、円筒状の熱伝導率が大きいフェライト系のマグネットからなり、その中心部には支軸部材５１が固設されている。支軸部材５１は、ステンレス鋼等の熱伝導率の大きい材料からなり、その一端側（図３の左側）で断面小判形状の切り欠きとハウジング６２の孔との嵌合によって、ハウジング６２に対して回転しないように支持される。さらに支軸部材５１はハウジング６２外に向けて延び、ハウジング６２外の支軸部材５１には、放熱部材５８が取り付けられている。
【００３１】
放熱部材５８はアルミニウム合金等の熱伝導率の大きい平板を多数枚並べて配され、現像ローラ５０の熱は、支軸部材５１を介して放熱部材５８の平板表面から放散される。
【００３２】
スリーブ５０ａは、磁極部材５０ｂの外周面と所定の間隔を設けて、その両端部を圧入等によってフランジ５４、５５に固着されている。フランジ５４の内周部には軸受け５２が固着され、フランジ５５の内周部には軸受け５３が固着され、各軸受け５２、５３を介して、フランジ５４、５５は支軸部材５１に対して回転可能になる。またフランジ５４、５５は、それらの側面部５４ａ、５５ａにおいて、磁極部材５０ｂとの軸方向の相対的な移動を規制している。フランジ５５には、支軸部材５６が支軸部材５１と同軸に設けられている。支軸部材５６は、ハウジング６２に回転可能に支持され、さらにハウジング６２外に向けて延びている。ハウジング６２外に延びた支軸部材５６の端部には、ギヤ５７が設けられ、図示しないモータ等の駆動源に接続され、駆動源の駆動によって、ギヤ５７が回転し、支軸部材５６も回転する。支軸部材５６の回転により、スリーブ５０ａは支軸部材５６、フランジ５５を介して回転することになる。
【００３３】
複数のボール７１は、ステンレス鋼等の熱伝導率の大きい材料で形成される球体であって、スリーブ５０ａと磁極部材５０ｂとの間隔に軸方向と周方向に並べて設けられる。スリーブ５０ａが回転可能であるように、複数のボール７１は、スリーブ５０ａまたは磁極部材５０ｂの一方と僅かな隙間を有して、スリーブ５０ａの内周面と磁極部材５０ｂの外周面に接触している。つまり、現像ローラ５０が現像装置１００に装着された状態では、図３に示す下側の複数のボール７１は、磁極部材５０ｂの外周面に対して僅かな隙間を有してスリーブ５０ａ内周面に接触し、上側の複数のボール７１は、磁極部材５０ｂの外周面及びスリーブ５０ａ内周面に接触している。尚、複数のボール７１が軸方向に所定の位置に配されるように、複数のボール７１の間にステンレス鋼等の線材を軸方向に並べるとよい。また、図４に示すように、複数のボール７１が周方向に所定の位置に配されるように、磁極部材５０ｂの外周面に軸方向に延びる丸い僅かな窪みを形成し、この窪みに複数のボール７１が収まるようにするとよい。
【００３４】
図４に示すように、現像ローラ５０は感光体１０に対向する。磁極部材５０ｂは、スリーブ５０ａ内部において、感光体１０の対向位置に磁極Ｎ2、そして、この磁極Ｎ2からスリーブ５０ａの回転方向（図４の時計回り方向）に順に磁極Ｓ2、磁極Ｎ3、磁極Ｎ1、磁極Ｓ1がそれぞれ着磁されている。磁極Ｎ1と磁極Ｓ1近辺のスリーブ５０ａ上に供給ローラ６１から供給された現像剤は、スリーブ５０ａの回転によって、スリーブ５０ａ外周面で磁極Ｎ2の位置に搬送される。磁極Ｎ2の現像位置で、現像剤中のトナーが感光体１０上に形成された潜像に飛翔する。トナーを消費した後の現像剤は、磁極Ｎ3と磁極Ｎ1との間の磁力がほとんど存在しない位置で、スリーブ５０ａ外周面から離脱する。離脱した現像剤は、撹拌部材側に搬送され、現像装置内を循環し再度現像に供される。
【００３５】
現像装置内では、現像剤同士の衝突、現像剤の撹拌スクリューや規制ブレードへの衝突・摩擦、また撹拌スクリューや現像ローラの摺動等において熱が発生する。この熱によって、スリーブ５０ａの温度が上昇すると、スリーブ５０ａ外周面の現像剤が、スリーブ５０ａ外周面に固着するおそれがある。しかしながら、本実施形態では、スリーブ５０ａの熱は、スリーブ５０ａの内周面から熱伝導率の大きい複数のボール７１に移動し、さらに熱伝導率の大きい磁極部材５０ｂ及び支軸部材５１に移動し、ハウジング６２外の放熱部材５８に放散される。
【００３６】
（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態である現像装置に用いられる現像ローラの構成を示す平面断面図である。第１実施形態と異なる、熱伝導部材である液体について主に説明し、以降第１実施形態と同じ部分の説明を省略する。
【００３７】
現像ローラ５０は、非磁性の金属材料で円筒状に形成されるスリーブ５０ａと、その内部に配置された磁極部材５０ｂと、磁極部材５０ｂに固設される支軸部材５１と、スリーブ５０ａの両端を支持するフランジ５４、５５と、フランジ５５に固設される支軸部材５６、及び熱伝導部材としての液体７５を備える。
【００３８】
磁極部材５０ｂは、円筒状の熱伝導率が大きいフェライト系のマグネットからなり、その中心部には支軸部材５１が固設されている。支軸部材５１は、ステンレス鋼等の熱伝導率の大きい材料からなり、その一端側（図５の左側）で断面小判形状の切り欠きとハウジング６２の孔との嵌合によって、ハウジング６２に対して回転しないように支持される。
【００３９】
スリーブ５０ａは、磁極部材５０ｂの外周面と所定の間隔を設けて、その両端部を圧入等によってフランジ５４、５５に固着されている。フランジ５４の内周部には、軸受け５２が固着され、フランジ５５の内周部には軸受け５３が固着され、各軸受け５２、５３を介して、フランジ５４、５５は支軸部材５１に対して回転可能になる。フランジ５５には、支軸部材５６が支軸部材５１と同軸に設けられている。支軸部材５６は、ハウジング６２に回転可能に支持され、さらにハウジング６２外に向けて延びている。ハウジング６２外に延びた支軸部材５６の端部には、ギヤ５７が設けられ、図示しないモータ等の駆動源に接続され、駆動源の駆動によって、ギヤ５７が回転し、支軸部材５６も回転する。支軸部材５６の回転により、スリーブ５０ａは支軸部材５６、フランジ５５を介して回転することになる。
【００４０】
液体７５は、水銀、またはナノ流金属を分散した液体等の熱伝導率の大きい材料で形成され、熱伝導率として４５Ｗ／（ｍ・℃）以上を備える。液体７５は、スリーブ５０ａ、磁極部材５０ｂ及びフランジ５４、５５により形成される空間内に密封される。スリーブ５０ａとフランジ５４、５５の圧入部分、及び支軸部材５１と軸受け５２、５３の摺動部分には、液体７５が外部に漏れないように、シール処理が施されている。
【００４１】
従って、現像剤同士の衝突、現像剤の撹拌スクリューや規制ブレードへの衝突・摩擦、また撹拌スクリューや現像ローラの摺動等において熱が発生し、この熱によって、スリーブ５０ａの温度が上昇すると、スリーブ５０ａ外周面の現像剤が、スリーブ５０ａ外周面に固着するおそれがあるが、本実施形態では、スリーブ５０ａの熱は、スリーブ５０ａの内周面から熱伝導率の大きい液体７５に移動し、さらに熱伝導率の大きい磁極部材５０ｂ及び支軸部材５１に移動し、ハウジング６２外の放熱部材に放散される。
【００４２】
上記第１及び第２実施形態によれば、現像装置１００は、現像剤を担持して回転可能に支持されるスリーブ５０ａを有し、このスリーブ５０ａの内側に所定の間隔を設けて磁極部材５０ｂが固定支持される現像ローラ５０を備え、現像ローラ５０はスリーブ５０ａ外周面に担持した現像剤を感光体１０に供給する。所定間隔には、熱伝導率の大きい複数のボール７１または液体７５（熱伝導部材）がスリーブ５０ａの内周面と磁極部材５０ｂの外周面に接触するように設けられる。
【００４３】
この構成によると、スリーブ５０ａの熱は、スリーブ５０ａから熱伝導部材を介して磁極部材５０ｂに移動して、磁極部材５０ｂから放散されるので、スリーブ５０ａ外周面の温度が低下し、現像剤がスリーブ５０ａ外周面に固着せず、スリーブ５０ａに担持された現像剤が感光体１０に供給され、高い画像品質を維持することができる。
【００４４】
また、熱伝導部材を複数のボール７１によって構成すると、スリーブ５０ａの熱を放散することができるとともに、複数のボール７１がスリーブ５０ａの内周面と磁極部材５０ｂの外周面に接触し、スリーブ５０ａと磁極部材５０ｂは所定の間隔に保持されるので、スリーブ５０ａと磁極部材５０ｂが擦れて異音が発生することがなく、またスリーブ５０ａが回転偏芯を起こさず、スリーブ５０ａから安定して現像剤を供給することができる。
【００４５】
また、上記第１及び第２実施形態によると、装置の外殻を形成するハウジング６２と、磁極部材５０ｂを固定支持し、ハウジング６２に支持される支軸部材５１と、スリーブ５０ａの熱を放散する放熱部材５８とを備え、放熱部材５８は、支軸部材５１のハウジング６２外の部分に設けられる。これにより、スリーブ５０ａから熱伝導部材を介して磁極部材５０ｂに移動した熱は、支軸部材５１を介してハウジング６２外の放熱部材５８から放散されるので、スリーブ５０ａ外周面の温度が低下し、現像剤がスリーブ５０ａ外周面に固着せず、スリーブ５０ａに担持された現像剤が感光体１０に供給され、高い画像品質を維持することができる。
【００４６】
尚、上記第１及び第２実施形態では、熱伝導部材をボールまたは液体で構成したが、本発明はこれに限らず、熱伝導部材をアルミニウム線材によってブラシ状に形成し、このブラシ状部材の一端をスリーブ内周面に軸方向に延在して固着し、他端を磁極部材の外周面に接触させるように構成しても、スリーブの熱はスリーブ内周面からブラシ状部材を介して磁極部材に移動して、磁極部材から放散され、スリーブ外周面の温度を低下させることができる。この場合、または液体を封入する場合には、磁極部材は円筒形状でなくとよく、例えば、磁極部材の外表面は、スリーブの内周面と形成する間隔を全外表面で一定にしないような形状でもよい。
【００４７】
また、上記第１及び第２実施形態では、熱伝導部材を現像ローラに適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、供給ローラのスリーブとマグネットローラとの間に熱伝導部材を介在させてもよいし、また、撹拌部材から現像剤を汲み上げる汲み上げローラのスリーブとマグネットローラとの間に熱伝導部材を介在させてもよい。この場合も上記同様の効果を奏することができる。
【実施例】
【００４８】
以下、本発明の実施形態をさらに具体化した実施例を表１に示し、比較例を表２に示す。なお、本発明はこの実施例に何ら限定されるものではない。実施例はローラ５０のスリーブ５０ａと磁極部材５０ｂとの間に複数のボールを介在させたものであり、比較例はスリーブ５０ａと磁極部材５０ｂとの間に介在物がないものである。実施例には、図３に示す支軸部材５１の左端に放熱部材が取り付けられている。
【００４９】
【表１】
【００５０】
【表２】
【００５１】
画像形成装置の始動時において、現像装置内の温度が３２．５℃であり、現像剤を現像装置に内蔵させないで連続駆動し、撹拌スクリューが３Ｗに発熱した時の実施例と比較例の各スリーブ外周面の温度分布を測定した。その結果を図６に示す。図６の縦軸はスリーブ外周面温度を示し、横軸は、図３に示す矢印Ａ位置を基準にしたスリーブ外周面の軸方向位置を示す。図６の実線は実施例の温度分布を示し、破線は比較例の温度分布を示す。
【００５２】
図６から明らかなように、実施例は、スリーブの中央部の温度が略４１℃であり、画像形成装置の始動時から温度が８．５℃上昇し、比較例は、スリーブの中央部の温度が略４８℃であり、画像形成装置の始動時から温度が１５．５℃上昇している。従って、実施例は、スリーブの中央部において、比較例に対して温度が略７℃低くなっていることになる。また、実施例は比較例に対して、スリーブ０ｍｍ位置付近の温度が略８℃低く、スリーブ２６０ｍｍ位置近辺の温度が略６℃低くなっている。実施例において、スリーブ０ｍｍ位置付近とスリーブ２６０ｍｍ位置近辺で温度差があり、スリーブ０ｍｍ位置付近の温度がスリーブ２６０ｍｍ位置近辺より、略２℃低いのは、スリーブの熱が支軸部材を介して放熱部材によって放散されていることによる。以上より実施例では良好な結果が得られた。尚、ボールにＳＵＳ３１６系ステンレス鋼を用いても、上記実施例と略同様の結果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等に用いる現像装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができ、特に、現像ローラ等ローラを冷却する現像装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】は、本発明の第１実施形態である画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】は、本発明の第１実施形態である画像形成装置に用いられる現像装置の構成を示す斜視図である。
【図３】は、本発明の第１実施形態である現像装置に用いられる現像ローラの構成を示す平面断面図である。
【図４】は、本発明の第１実施形態である現像装置に用いられる現像ローラの構成を示す側面断面図である。
【図５】は、本発明の第２実施形態である現像装置に用いられる現像ローラの構成を示す平面断面図である。
【図６】は、本発明の実施例における現像ローラの温度分布を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 画像形成装置
１０ａ〜１０ｄ 感光体
５０ 現像ローラ（ローラ）
５０ａ スリーブ
５０ｂ 磁極部材
５１、５６ 支軸部材
５２、５３ 軸受け
５４、５５ フランジ
５７ ギヤ
５８ 放熱部材
６１ 供給ローラ
６２ ハウジング
６３ 撹拌部材
６３ａ 撹拌スクリュー
６３ｂ パドルミキサー
６４ 規制ブレード
７１ ボール（熱伝導部材）
７５ 液体（熱伝導部材）
１００ａ〜１００ｄ 現像装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等に用いる現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に、現像ローラ等ローラを冷却する現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子写真方式を用いた画像形成装置では、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を担持する現像ローラが用いられている。現像ローラは、像担持体としての感光体と対向し、感光体上に形成される静電潜像を現像する。ここで、現像ローラは、支軸となるシャフトに設けられた磁極部材と、磁極部材の外周に間隔を有して配置されるとともに回転自在に設けられるスリーブと、このスリーブ両端を支持するフランジとを備える。磁極部材は、回転しないように現像装置内に固設され、スリーブ外周面に所定の磁力分布を形成する。そして、現像装置内にてスリーブが回転し、現像剤が順次感光体に供給され、感光体上の静電潜像を現像している。
【０００３】
ここで、現像剤同士の衝突、現像剤の撹拌スクリューへの衝突・摩擦、撹拌スクリューや現像ローラの摺動、現像ローラ上の現像剤の層厚を規制する規制ブレード等において熱が発生する。この熱によって、現像装置内の温度が上昇すると、現像剤が溶融して流動性が悪くなり、現像剤が撹拌スクリューやスリーブに固着してしまうおそれがある。撹拌スクリューやスリーブにトナーが固着して、さらに堆積していくと、現像剤の搬送性能が大幅に低下し、また感光体上で現像される画像に悪影響がおよび、用紙に形成される画像に不良が発生するおそれがある。
【０００４】
そこで、特許文献１では、現像ローラは、磁極部材の外周を所定の間隔を設けて覆い、磁極部材に対して回転可能に形成されたスリーブを備えている。このスリーブは熱伝導率の異なる複数の層を有し、磁極部材に近いスリーブ下層は、磁極部材から遠いスリーブ表面層に比べて、熱伝導率が高い材料で形成されている。これにより、スリーブ外周面の熱は、スリーブ表面層からスリーブ下層に向けて移動して、その後にスリーブ下層内周面から放散される。こうして、スリーブで生じる熱は蓄積されることなく放散され、スリーブ外周面でのトナー固着の発生を軽減している。
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術では、スリーブ下層内周面と磁極部材との間隔には、空気が介在するが、通常空気層は断熱作用を有する。従って、スリーブ下層内周面から放熱されても、空気層の断熱作用によって、スリーブ下層内周面から空気層を介してフランジや磁極部材に放熱され難く、スリーブ外周面の温度が十分に低下しないという問題があった。
【特許文献１】特開２００４−１０９２１５号公報（段落［００３８］〜［００４０］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、スリーブの熱を十分に放散し、スリーブ外周面への現像剤の固着が発生せずに、高い画像品質を維持することができる現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、現像剤を担持して回転可能に支持されるスリーブを有し、該スリーブの内側に間隔を設けて磁極部材が固定支持されるローラを備えた現像装置において、前記間隔には、熱伝導部材が前記スリーブの内周面と前記磁極部材の外表面に接触するように設けられることを特徴としている。
【０００８】
この構成によれば、スリーブの熱はスリーブ内周面から熱伝導部材を介して磁極部材に移動し、磁極部材から放散される。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明では、前記熱伝導部材は複数のボールであることを特徴としている。この構成によれば、スリーブの熱はスリーブ内周面から複数のボールを介して磁極部材に移動して、磁極部材から放散されるとともに、複数のボールがスリーブの内周面と磁極部材の外周面に接触し、スリーブと磁極部材は所定の間隔に保持される。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明では、前記熱伝導部材は、前記間隔に封入される液体であることを特徴としている。この構成によれば、スリーブの熱はスリーブ内周面から熱伝導率の大きい液体を介して磁極部材に移動して、磁極部材から放散される。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明では、装置の外殻を形成するハウジングと、前記磁極部材を固定支持し前記ハウジング外に延在する支軸部材と、前記支軸部材の前記ハウジング外に設けられ、前記スリーブの熱を放散する放熱部材とを備えることを特徴としている。この構成によれば、スリーブ内周面から熱伝導部材を介して磁極部材に移動した熱は、支軸部材を介してハウジング外の放熱部材から放散される。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明では、上記の構成の現像装置が搭載された画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、スリーブの熱はスリーブ内周面から熱伝導部材を介して磁極部材に移動し、磁極部材から放散されるので、スリーブ外周面の温度が低下し、現像剤がスリーブ外周面に固着せず、現像剤が感光体に供給され、高い画像品質を維持することができる。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明によれば、スリーブの熱はスリーブ内周面から複数のボールを介して磁極部材に移動して、磁極部材から放散されるので、スリーブ外周面の温度が低下し、現像剤がスリーブ外周面に固着せず、スリーブに担持された現像剤が感光体に供給され、高い画像品質を維持することができる。また、複数のボールがスリーブ内周面と磁極部材外周面に接触し、スリーブと磁極部材は所定の間隔に保持されるので、スリーブと磁極部材が擦れて異音が発生することがなく、またスリーブが回転偏芯を起こさず、スリーブから現像剤が安定して供給される。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明によれば、スリーブの熱はスリーブ内周面から熱伝導率の大きい液体を介して磁極部材に移動して、磁極部材から放散されるので、スリーブ外周面の温度が低下し、現像剤がスリーブ外周面に固着せず、スリーブに担持された現像剤が感光体に供給され、高い画像品質を維持することができる。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明によれば、スリーブ内周面から熱伝導部材を介して磁極部材に移動した熱は、支軸部材を介してハウジング外の放熱部材から放散されるので、スリーブ外周面の温度が低下し、現像剤がスリーブ外周面に固着せず、スリーブに担持された現像剤が感光体に供給され、高い画像品質を維持することができる。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明によれば、スリーブの熱を十分に放散し、スリーブ外周面への現像剤の固着が発生せずに、スリーブに担持された現像剤が感光体に供給され、高い画像品質を維持することができる現像装置を備える画像形成装置にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。本発明の実施形態は発明の最も好ましい形態を示すものであり、また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。
【００１９】
（第１実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１の内部構成の概略を示す断面図である。画像形成装置１はタンデム型のカラープリンタであり、回転自在である感光体１０ａ〜１０ｄは、感光層を形成する感光材料として、アモルファスシリコン感光体が用いられ、ブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）及びマゼンタ（Ｍ）の各色に対応させて配される。感光層は有機感光体（ＯＰＣ感光体）でもよい。各感光体１０ａ〜１０ｄの周囲に、現像装置１００ａ〜１００ｄ、帯電器４０ａ〜４０ｄ及び光学露光器（図略）が配設される。現像装置１００ａ〜１００ｄは現像ローラとトナーの収容部とを有し、感光体１０ａ〜１０ｄにトナーを供給する。帯電器４０ａ〜４０ｄは感光体１０ａ〜１０ｄ表面を一様に帯電させる。パーソナルコンピュータ等から画像入力部（図略）に入力された原稿画像データに基づいて、光学露光器から各感光体１０ａ〜１０ｄ上にレーザビームが照射される。照射されたレーザ光により、各感光体１０ａ〜１０ｄ表面には静電潜像が形成され、この静電潜像が各現像装置１００ａ〜１００ｄにより現像される。
【００２０】
中間転写ベルト５は、駆動ローラ２５、従動ローラ２７、及びテンションローラ９に張架されている。この中間転写ベルト５に接触するように各感光体１０ａ〜１０ｄが中間転写ベルト５の搬送方向（図１中矢印方向）に沿って上流側から隣り合うように配列されている。各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄは、中間転写ベルト５を挟んで各感光体１０ａ〜１０ｄと対向して中間転写ベルト５に圧接し、１次転写ニップ部を形成する。この各１次転写ニップ部において、中間転写ベルト５の回転とともに所定のタイミングで各感光体１０ａ〜１０ｄのトナー像が中間転写ベルト５に順次転写されることにより、中間転写ベルト５表面にはシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされ、カラートナー像が形成される。
【００２１】
２次転写ローラ７は、中間転写ベルト５を挟んで駆動ローラ２５と対向し、中間転写ベルト４に圧接して２次転写ニップ部を形成する。用紙搬送部では、給紙カセット６に積載された用紙が１枚ずつ繰り出され、搬送ローラ対２２が用紙を２次転写ニップ部に搬送する。この２次転写ニップ部において、バイアス電位（トナーの帯電極性と逆極性）が印加された２次転写ローラ７によって、中間転写ベルト５上に形成されたトナー像が用紙に２次転写され、転写された用紙は定着器８に搬送される。
【００２２】
定着器８は、加熱ローラと、加熱ローラに圧接して配設された加圧ローラ等とを備え、トナー像が転写された用紙を加熱及び加圧することにより定着処理を行う。定着された用紙は、排出ローラ対（図略）によって装置本体外に排出される。
【００２３】
図２は、上述の画像形成装置１に用いられる現像装置１００ａ〜１００ｄの構成を示す斜視図である。なお、以下の説明では、図１の感光体１０ａと相対する現像装置１００ａの構成及び動作について説明するが、現像装置１００ｂ〜１００ｄの構成及び動作については現像装置１００ａと同様であり説明を省略し、また各色の現像装置及び感光体を示すａ〜ｄの符号を省略する。
【００２４】
図２に示すように、現像装置１００は、一点鎖線で示すハウジング６２と、ローラとしての現像ローラ５０と、供給ローラ６１と、規制ブレード６４と、撹拌部材６３及び放熱部材５８とを備えて構成される。
【００２５】
感光体１０に対向し、一定の隙間を設けて現像ローラ５０が配される。そして、図２の現像ローラ５０に対して左斜め上方に、一定の隙間を設けて供給ローラ６１が配され、供給ローラ６１に対して左斜め下方に、撹拌部材６３が配される。また、図２の供給ローラ６１の上方に、規制ブレード６４が配される。そして、ハウジング６２内には、現像ローラ５０、供給ローラ６１、及び撹拌部材６３が夫々回転可能に取り付けられ、規制ブレード６４が固定支持される。ハウジング６２外には、放熱部材５８が支軸部材５１に固定支持される。
【００２６】
撹拌部材６３は、撹拌スクリュー６３ａとパドルミキサー６３ｂの２本で構成されて、磁性体のキャリアとトナーからなる現像剤を撹拌して、現像剤中のトナーを所定のレベルに帯電させる。帯電することにより、トナーはキャリアに保持される。撹拌スクリュー６３ａとパドルミキサー６３ｂとの間には、隔壁として仕切り板６２ｂが長手方向（現像ローラ５０の軸方向）に延在して配され、仕切り板６２ｂの長手方向の両側に形成された開口（図略）を現像剤が自由に通過できるようになっている。ハウジング６２内の現像剤は、撹拌スクリュー６３ａによって撹拌されて帯電し、仕切り板６２ｂの開口（図略）を通過して、パドルミキサー６３ｂ側に搬送される。
【００２７】
供給ローラ６１は、パドルミキサー６３ｂから現像剤を引き上げ、引き上げた現像剤を現像ローラ５０に供給するものである。供給ローラ６１は、複数の磁極を周方向に並べたマグネットローラ（図略）を内蔵し、マグネットローラの磁力によって、現像剤を供給ローラ６１外周面に引き上げ担持する。そして供給ローラ６１の回転によって、現像剤は規制ブレード６４の位置まで搬送されると、規制ブレード６４により所定の層厚に調整される。さらに供給ローラ６１が回転し、マグネットローラの同極磁極が隣り合う、磁力の殆どない位置で、現像剤は供給ローラ６１から離脱し、現像ローラ５０外周面に供給される。
【００２８】
現像ローラ５０を図３、図４に基づいて詳しく説明する。図３は現像ローラの構成を示す平面断面図であり、図４は現像ローラの構成を示す側面断面図である。
【００２９】
図３に示すように、現像ローラ５０は、非磁性の金属材料で円筒状に形成されるスリーブ５０ａと、その内部に配置された磁極部材５０ｂと、磁極部材５０ｂに固設される支軸部材５１と、スリーブ５０ａの両端を支持するフランジ５４、５５と、フランジ５５に固設される支軸部材５６、及び熱伝導部材としての複数のボール７１を備える。
【００３０】
磁極部材５０ｂは、円筒状の熱伝導率が大きいフェライト系のマグネットからなり、その中心部には支軸部材５１が固設されている。支軸部材５１は、ステンレス鋼等の熱伝導率の大きい材料からなり、その一端側（図３の左側）で断面小判形状の切り欠きとハウジング６２の孔との嵌合によって、ハウジング６２に対して回転しないように支持される。さらに支軸部材５１はハウジング６２外に向けて延び、ハウジング６２外の支軸部材５１には、放熱部材５８が取り付けられている。
【００３１】
放熱部材５８はアルミニウム合金等の熱伝導率の大きい平板を多数枚並べて配され、現像ローラ５０の熱は、支軸部材５１を介して放熱部材５８の平板表面から放散される。
【００３２】
スリーブ５０ａは、磁極部材５０ｂの外周面と所定の間隔を設けて、その両端部を圧入等によってフランジ５４、５５に固着されている。フランジ５４の内周部には軸受け５２が固着され、フランジ５５の内周部には軸受け５３が固着され、各軸受け５２、５３を介して、フランジ５４、５５は支軸部材５１に対して回転可能になる。またフランジ５４、５５は、それらの側面部５４ａ、５５ａにおいて、磁極部材５０ｂとの軸方向の相対的な移動を規制している。フランジ５５には、支軸部材５６が支軸部材５１と同軸に設けられている。支軸部材５６は、ハウジング６２に回転可能に支持され、さらにハウジング６２外に向けて延びている。ハウジング６２外に延びた支軸部材５６の端部には、ギヤ５７が設けられ、図示しないモータ等の駆動源に接続され、駆動源の駆動によって、ギヤ５７が回転し、支軸部材５６も回転する。支軸部材５６の回転により、スリーブ５０ａは支軸部材５６、フランジ５５を介して回転することになる。
【００３３】
複数のボール７１は、ステンレス鋼等の熱伝導率の大きい材料で形成される球体であって、スリーブ５０ａと磁極部材５０ｂとの間隔に軸方向と周方向に並べて設けられる。スリーブ５０ａが回転可能であるように、複数のボール７１は、スリーブ５０ａまたは磁極部材５０ｂの一方と僅かな隙間を有して、スリーブ５０ａの内周面と磁極部材５０ｂの外周面に接触している。つまり、現像ローラ５０が現像装置１００に装着された状態では、図３に示す下側の複数のボール７１は、磁極部材５０ｂの外周面に対して僅かな隙間を有してスリーブ５０ａ内周面に接触し、上側の複数のボール７１は、磁極部材５０ｂの外周面及びスリーブ５０ａ内周面に接触している。尚、複数のボール７１が軸方向に所定の位置に配されるように、複数のボール７１の間にステンレス鋼等の線材を軸方向に並べるとよい。また、図４に示すように、複数のボール７１が周方向に所定の位置に配されるように、磁極部材５０ｂの外周面に軸方向に延びる丸い僅かな窪みを形成し、この窪みに複数のボール７１が収まるようにするとよい。
【００３４】
図４に示すように、現像ローラ５０は感光体１０に対向する。磁極部材５０ｂは、スリーブ５０ａ内部において、感光体１０の対向位置に磁極Ｎ2、そして、この磁極Ｎ2からスリーブ５０ａの回転方向（図４の時計回り方向）に順に磁極Ｓ2、磁極Ｎ3、磁極Ｎ1、磁極Ｓ1がそれぞれ着磁されている。磁極Ｎ1と磁極Ｓ1近辺のスリーブ５０ａ上に供給ローラ６１から供給された現像剤は、スリーブ５０ａの回転によって、スリーブ５０ａ外周面で磁極Ｎ2の位置に搬送される。磁極Ｎ2の現像位置で、現像剤中のトナーが感光体１０上に形成された潜像に飛翔する。トナーを消費した後の現像剤は、磁極Ｎ3と磁極Ｎ1との間の磁力がほとんど存在しない位置で、スリーブ５０ａ外周面から離脱する。離脱した現像剤は、撹拌部材側に搬送され、現像装置内を循環し再度現像に供される。
【００３５】
現像装置内では、現像剤同士の衝突、現像剤の撹拌スクリューや規制ブレードへの衝突・摩擦、また撹拌スクリューや現像ローラの摺動等において熱が発生する。この熱によって、スリーブ５０ａの温度が上昇すると、スリーブ５０ａ外周面の現像剤が、スリーブ５０ａ外周面に固着するおそれがある。しかしながら、本実施形態では、スリーブ５０ａの熱は、スリーブ５０ａの内周面から熱伝導率の大きい複数のボール７１に移動し、さらに熱伝導率の大きい磁極部材５０ｂ及び支軸部材５１に移動し、ハウジング６２外の放熱部材５８に放散される。
【００３６】
（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態である現像装置に用いられる現像ローラの構成を示す平面断面図である。第１実施形態と異なる、熱伝導部材である液体について主に説明し、以降第１実施形態と同じ部分の説明を省略する。
【００３７】
現像ローラ５０は、非磁性の金属材料で円筒状に形成されるスリーブ５０ａと、その内部に配置された磁極部材５０ｂと、磁極部材５０ｂに固設される支軸部材５１と、スリーブ５０ａの両端を支持するフランジ５４、５５と、フランジ５５に固設される支軸部材５６、及び熱伝導部材としての液体７５を備える。
【００３８】
磁極部材５０ｂは、円筒状の熱伝導率が大きいフェライト系のマグネットからなり、その中心部には支軸部材５１が固設されている。支軸部材５１は、ステンレス鋼等の熱伝導率の大きい材料からなり、その一端側（図５の左側）で断面小判形状の切り欠きとハウジング６２の孔との嵌合によって、ハウジング６２に対して回転しないように支持される。
【００３９】
スリーブ５０ａは、磁極部材５０ｂの外周面と所定の間隔を設けて、その両端部を圧入等によってフランジ５４、５５に固着されている。フランジ５４の内周部には、軸受け５２が固着され、フランジ５５の内周部には軸受け５３が固着され、各軸受け５２、５３を介して、フランジ５４、５５は支軸部材５１に対して回転可能になる。フランジ５５には、支軸部材５６が支軸部材５１と同軸に設けられている。支軸部材５６は、ハウジング６２に回転可能に支持され、さらにハウジング６２外に向けて延びている。ハウジング６２外に延びた支軸部材５６の端部には、ギヤ５７が設けられ、図示しないモータ等の駆動源に接続され、駆動源の駆動によって、ギヤ５７が回転し、支軸部材５６も回転する。支軸部材５６の回転により、スリーブ５０ａは支軸部材５６、フランジ５５を介して回転することになる。
【００４０】
液体７５は、水銀、またはナノ流金属を分散した液体等の熱伝導率の大きい材料で形成され、熱伝導率として４５Ｗ／（ｍ・℃）以上を備える。液体７５は、スリーブ５０ａ、磁極部材５０ｂ及びフランジ５４、５５により形成される空間内に密封される。スリーブ５０ａとフランジ５４、５５の圧入部分、及び支軸部材５１と軸受け５２、５３の摺動部分には、液体７５が外部に漏れないように、シール処理が施されている。
【００４１】
従って、現像剤同士の衝突、現像剤の撹拌スクリューや規制ブレードへの衝突・摩擦、また撹拌スクリューや現像ローラの摺動等において熱が発生し、この熱によって、スリーブ５０ａの温度が上昇すると、スリーブ５０ａ外周面の現像剤が、スリーブ５０ａ外周面に固着するおそれがあるが、本実施形態では、スリーブ５０ａの熱は、スリーブ５０ａの内周面から熱伝導率の大きい液体７５に移動し、さらに熱伝導率の大きい磁極部材５０ｂ及び支軸部材５１に移動し、ハウジング６２外の放熱部材に放散される。
【００４２】
上記第１及び第２実施形態によれば、現像装置１００は、現像剤を担持して回転可能に支持されるスリーブ５０ａを有し、このスリーブ５０ａの内側に所定の間隔を設けて磁極部材５０ｂが固定支持される現像ローラ５０を備え、現像ローラ５０はスリーブ５０ａ外周面に担持した現像剤を感光体１０に供給する。所定間隔には、熱伝導率の大きい複数のボール７１または液体７５（熱伝導部材）がスリーブ５０ａの内周面と磁極部材５０ｂの外周面に接触するように設けられる。
【００４３】
この構成によると、スリーブ５０ａの熱は、スリーブ５０ａから熱伝導部材を介して磁極部材５０ｂに移動して、磁極部材５０ｂから放散されるので、スリーブ５０ａ外周面の温度が低下し、現像剤がスリーブ５０ａ外周面に固着せず、スリーブ５０ａに担持された現像剤が感光体１０に供給され、高い画像品質を維持することができる。
【００４４】
また、熱伝導部材を複数のボール７１によって構成すると、スリーブ５０ａの熱を放散することができるとともに、複数のボール７１がスリーブ５０ａの内周面と磁極部材５０ｂの外周面に接触し、スリーブ５０ａと磁極部材５０ｂは所定の間隔に保持されるので、スリーブ５０ａと磁極部材５０ｂが擦れて異音が発生することがなく、またスリーブ５０ａが回転偏芯を起こさず、スリーブ５０ａから安定して現像剤を供給することができる。
【００４５】
また、上記第１及び第２実施形態によると、装置の外殻を形成するハウジング６２と、磁極部材５０ｂを固定支持し、ハウジング６２に支持される支軸部材５１と、スリーブ５０ａの熱を放散する放熱部材５８とを備え、放熱部材５８は、支軸部材５１のハウジング６２外の部分に設けられる。これにより、スリーブ５０ａから熱伝導部材を介して磁極部材５０ｂに移動した熱は、支軸部材５１を介してハウジング６２外の放熱部材５８から放散されるので、スリーブ５０ａ外周面の温度が低下し、現像剤がスリーブ５０ａ外周面に固着せず、スリーブ５０ａに担持された現像剤が感光体１０に供給され、高い画像品質を維持することができる。
【００４６】
尚、上記第１及び第２実施形態では、熱伝導部材をボールまたは液体で構成したが、本発明はこれに限らず、熱伝導部材をアルミニウム線材によってブラシ状に形成し、このブラシ状部材の一端をスリーブ内周面に軸方向に延在して固着し、他端を磁極部材の外周面に接触させるように構成しても、スリーブの熱はスリーブ内周面からブラシ状部材を介して磁極部材に移動して、磁極部材から放散され、スリーブ外周面の温度を低下させることができる。この場合、または液体を封入する場合には、磁極部材は円筒形状でなくとよく、例えば、磁極部材の外表面は、スリーブの内周面と形成する間隔を全外表面で一定にしないような形状でもよい。
【００４７】
また、上記第１及び第２実施形態では、熱伝導部材を現像ローラに適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、供給ローラのスリーブとマグネットローラとの間に熱伝導部材を介在させてもよいし、また、撹拌部材から現像剤を汲み上げる汲み上げローラのスリーブとマグネットローラとの間に熱伝導部材を介在させてもよい。この場合も上記同様の効果を奏することができる。
【実施例】
【００４８】
以下、本発明の実施形態をさらに具体化した実施例を表１に示し、比較例を表２に示す。なお、本発明はこの実施例に何ら限定されるものではない。実施例はローラ５０のスリーブ５０ａと磁極部材５０ｂとの間に複数のボールを介在させたものであり、比較例はスリーブ５０ａと磁極部材５０ｂとの間に介在物がないものである。実施例には、図３に示す支軸部材５１の左端に放熱部材が取り付けられている。
【００４９】
【表１】
【００５０】
【表２】
【００５１】
画像形成装置の始動時において、現像装置内の温度が３２．５℃であり、現像剤を現像装置に内蔵させないで連続駆動し、撹拌スクリューが３Ｗに発熱した時の実施例と比較例の各スリーブ外周面の温度分布を測定した。その結果を図６に示す。図６の縦軸はスリーブ外周面温度を示し、横軸は、図３に示す矢印Ａ位置を基準にしたスリーブ外周面の軸方向位置を示す。図６の実線は実施例の温度分布を示し、破線は比較例の温度分布を示す。
【００５２】
図６から明らかなように、実施例は、スリーブの中央部の温度が略４１℃であり、画像形成装置の始動時から温度が８．５℃上昇し、比較例は、スリーブの中央部の温度が略４８℃であり、画像形成装置の始動時から温度が１５．５℃上昇している。従って、実施例は、スリーブの中央部において、比較例に対して温度が略７℃低くなっていることになる。また、実施例は比較例に対して、スリーブ０ｍｍ位置付近の温度が略８℃低く、スリーブ２６０ｍｍ位置近辺の温度が略６℃低くなっている。実施例において、スリーブ０ｍｍ位置付近とスリーブ２６０ｍｍ位置近辺で温度差があり、スリーブ０ｍｍ位置付近の温度がスリーブ２６０ｍｍ位置近辺より、略２℃低いのは、スリーブの熱が支軸部材を介して放熱部材によって放散されていることによる。以上より実施例では良好な結果が得られた。尚、ボールにＳＵＳ３１６系ステンレス鋼を用いても、上記実施例と略同様の結果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等に用いる現像装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができ、特に、現像ローラ等ローラを冷却する現像装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】は、本発明の第１実施形態である画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】は、本発明の第１実施形態である画像形成装置に用いられる現像装置の構成を示す斜視図である。
【図３】は、本発明の第１実施形態である現像装置に用いられる現像ローラの構成を示す平面断面図である。
【図４】は、本発明の第１実施形態である現像装置に用いられる現像ローラの構成を示す側面断面図である。
【図５】は、本発明の第２実施形態である現像装置に用いられる現像ローラの構成を示す平面断面図である。
【図６】は、本発明の実施例における現像ローラの温度分布を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 画像形成装置
１０ａ〜１０ｄ 感光体
５０ 現像ローラ（ローラ）
５０ａ スリーブ
５０ｂ 磁極部材
５１、５６ 支軸部材
５２、５３ 軸受け
５４、５５ フランジ
５７ ギヤ
５８ 放熱部材
６１ 供給ローラ
６２ ハウジング
６３ 撹拌部材
６３ａ 撹拌スクリュー
６３ｂ パドルミキサー
６４ 規制ブレード
７１ ボール（熱伝導部材）
７５ 液体（熱伝導部材）
１００ａ〜１００ｄ 現像装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を担持して回転可能に支持されるスリーブを有し、該スリーブの内側に間隔を設けて磁極部材が固定支持されるローラを備えた現像装置において、
前記間隔には、熱伝導部材が前記スリーブの内周面と前記磁極部材の外表面に接触するように設けられることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記熱伝導部材は複数のボールであることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記熱伝導部材は、前記間隔に封入される液体であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】
装置の外殻を形成するハウジングと、前記磁極部材を固定支持し前記ハウジング外に延在する支軸部材と、前記支軸部材の前記ハウジング外に設けられ、前記スリーブの熱を放散する放熱部材とを備えることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の現像装置が搭載された画像形成装置。
【請求項１】
現像剤を担持して回転可能に支持されるスリーブを有し、該スリーブの内側に間隔を設けて磁極部材が固定支持されるローラを備えた現像装置において、
前記間隔には、熱伝導部材が前記スリーブの内周面と前記磁極部材の外表面に接触するように設けられることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記熱伝導部材は複数のボールであることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記熱伝導部材は、前記間隔に封入される液体であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】
装置の外殻を形成するハウジングと、前記磁極部材を固定支持し前記ハウジング外に延在する支軸部材と、前記支軸部材の前記ハウジング外に設けられ、前記スリーブの熱を放散する放熱部材とを備えることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の現像装置が搭載された画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−５４９０１（Ｐ２０１０−５４９０１Ａ）
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２１０１３（Ｐ２００８−２２１０１３）
【出願日】平成２０年８月２９日（２００８．８．２９）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２９日（２００８．８．２９）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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