現像装置及び画像形成装置
【課題】現像剤搬送部材の回転軸部分を支持する軸受け部及び該回転軸部分を囲繞する現像剤シール部材の昇温を安価に抑制できる。
【解決手段】現像剤搬送部材の回転不良発生を抑制できる現像装置４及びこれを搭載した画像形成装置ＰＲを提供する。現像装置４は、現像剤搬送送部材４４から現像剤搬送部材４３へ至る現像剤搬送方向切り換わり域Ａ１の側で、搬送部材回転軸４３１、４４１を囲繞するシール部材４３ｓ、４４ｓに臨む第１域Ａ２１、第２域Ａ２２に現像剤を入れ換え循環させる副循環装置４６を備えている。
【解決手段】現像剤搬送部材の回転不良発生を抑制できる現像装置４及びこれを搭載した画像形成装置ＰＲを提供する。現像装置４は、現像剤搬送送部材４４から現像剤搬送部材４３へ至る現像剤搬送方向切り換わり域Ａ１の側で、搬送部材回転軸４３１、４４１を囲繞するシール部材４３ｓ、４４ｓに臨む第１域Ａ２１、第２域Ａ２２に現像剤を入れ換え循環させる副循環装置４６を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ機、或いはこれらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置に関係しており、特に、該画像形成装置に用いる現像装置に関係している。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ機、或いはこれらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置では、静電潜像担持体の表面を帯電装置で帯電させ、該帯電域に露光装置から画像露光を施して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成できる。
【０００３】
このような画像形成装置で用いる現像装置は、種々のタイプのものが知られているが、その中に、画像形成装置の静電潜像担持体上に形成される、形成しようとする画像に応じた静電潜像へトナーを付与する現像剤担持体と、該現像剤担持体に臨設され、回転駆動されることで回転軸方向に現像剤を搬送する第１搬送部材と、回転駆動されることで回転軸方向に、且つ、前記第１搬送部材とは反対方向に現像剤を搬送する第２搬送部材とを含む現像装置がある。
【０００４】
このタイプの現像装置では、前記第２搬送部材の現像剤送出側端部から前記第１搬送部材の現像剤送入側端部へ至る現像剤搬送方向切り換わり域及び前記第１搬送部材の現像剤送出側端部から前記第２搬送部材の現像剤送入側端部へ至る現像剤搬送方向切り換わり域での現像剤搬送方向切り換わりを許しつつ該第１及び第２の搬送部材で現像剤を攪拌循環させて該第１搬送部材から前記現像剤担持体へ現像剤を供給する。
【０００５】
以下、このタイプの現像装置を「現像剤攪拌循環型現像装置」ということがある。
第１、第２の搬送部材のそれぞれの代表的なものは、回転軸にスクリュー羽根（螺旋羽根）を形成したスクリュー搬送部材である。
【０００６】
一方、使用される現像剤としては、代表的には、トナーを主体とする所謂一成分現像剤と、トナー及びキャリアを主体とする所謂二成分現像剤が知られている。
【０００７】
２成分現像剤を用いる現像装置は、１成分現像剤を用いる現像装置に比べて長期にわたり画質を安定させることができる等の利点があり、広く利用されている。
【０００８】
２成分現像剤は、トナーとキャリアを混合攪拌してトナーを帯電させて現像に供するものであるから、前記現像剤攪拌循環型現像装置は現像剤として２成分現像剤を用いる場合に適している。２成分現像剤を使用する現像装置には現像剤攪拌循環型現像装置が用いられることが多い。
【０００９】
いずれにしても、現像剤攪拌循環型現像装置では、前記両現像剤搬送方向切り換わり域のうち少なくとも一方側においては、現像剤循環域の外側へ延在した前記各搬送部材の回転軸部分が軸受け部で支持されるだけでなく、該軸受け部へ現像剤が入り込んで軸受け機能が発揮されなくなる（所謂、軸受けロックが発生する）ことを抑制するために軸受け部に対して現像剤シール手段が設られることがある。
【００１０】
例えば、特開平４−６９６９１号公報には、磁性粉を含む現像剤を用いる現像装置において、現像剤搬送部材の回転軸の軸受け部より内側で該回転軸周囲に該磁性粉からなる磁気シールを形成することが記載されている。
【００１１】
シール手段としては、このような磁気シールのほか、例えばポリテトラフルオロエチレン等の弾性フッ素系樹脂等からなり、搬送部材回転軸を囲繞する現像剤シール部材が採用されることもある。
【００１２】
ところで、現像装置は長時間連続運転すると使用現像剤が昇温する。これは、現像装置部品と現像剤との相互接触による摩擦発熱や現像剤同士の摩擦による発熱、さらには、現像剤搬送部材の回転軸とその軸受け部との間の摩擦による発熱、該回転軸とこれを囲繞していることがある現像剤シール部材との相互摺動による摩擦発熱等によるものである。
【００１３】
前記の現像剤攪拌循環型現像装置において、現像剤循環域の外側へ延在した前記搬送部材の回転軸部分が軸受け部で支持されるだけでなく現像剤シール部材で囲繞されている場合、該軸受け部及び現像剤シール部材での摩擦発熱は無視できず、特に、高速画像形成のために高速運転が要求される現像装置では、該軸受け部及び現像剤シール部材での摩擦発熱は大きく、無視できない。
【００１４】
このような軸受け部や現像剤シール部材の発熱、高温化は現像剤を高温にし、現像剤劣化や現像剤の凝集物の発生等を招き、形成する画像の品質を低下させることがあり、また、現像剤搬送部材の回転軸とその軸受け部との間や該回転軸とこれを囲繞する現像剤シール部材との間、特に該回転軸と現像剤シール部材との間で現像剤（特にトナー）が熱のために溶融固着し、現像剤搬送部材の回転が困難になることさえある。
【００１５】
現像剤凝集物発生による画像品質の低下についてさらに説明すると、静電潜像へトナーを付与するための現像剤担持体へ供給される現像剤は、現像剤担持体に臨む現像剤規制部材の下を通過することで現像剤量が所定量に規制されるのであるが、現像剤凝集物が発生すると、これが現像剤規制部材で止められ、そこより先の現像剤担持体表面に筋状に現像剤不足部分が生じ、これが筋状の画像不良を発生させるのである。
【００１６】
このため、これまで、現像剤の高温化を抑制すべく、軸受け部や現像剤シール部材の高温化抑制対策が提案されてきた。
【００１７】
例えば、特開２００３−５７９２７号公報には、現像剤攪拌循環型現像装置において、現像剤搬送部材の現像剤送出側端部の回転軸部分を支持する軸受け部とそれより現像剤循環域の側に設けられた現像剤シール部材（磁石）との間の空間を通気口を介して外部へ連通させ、該空間を通気冷却できるようにすることで、該軸受け部や現像剤シール部材での発熱高温化を抑制することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開平４−６９６９１号公報
【特許文献２】特開２００３−５７９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、特開２００３−５７９２７号公報に記載されているように軸受け部と現像剤シール部材との間の空間を通気口を介して外部へ連通させる場合、該空間を軸受け部や現像剤シール部材の冷却効果を得るほどの大きさのもとすると、それだけ現像装置の大型化を招くことになる。また、該空間を通気冷却するために通気ダクトを設けると、画像形成装置の構成がそれだけ複雑化する。そのようなダクトを設けずに該空間の通気冷却を行うために現像装置の画像形成装置内での配置を工夫すると、現像装置の配置位置に制約がでてきて、現像装置自身や画像形成装置の製作がそれだけ難しくなる。ひいては、これらのために画像形成装置価格が高騰してしまう。
【００２０】
そこで本発明は、現像剤攪拌循環型現像装置であり、両現像剤搬送方向切り換わり域のうち少なくとも一方側においては、現像剤循環域の外側へ延在した各搬送部材の回転軸部分が軸受け部で支持されているとともに該軸受け部より現像剤循環域側で現像剤シール部材で囲繞されている現像装置であって、該両現像剤搬送方向切り換わり域のうち少なくとも一方側における前記各搬送部材の回転軸部分を支持する軸受け部及び該回転軸部分を囲繞する現像剤シール部材の昇温を、実用上問題にすべきほどの現像装置製作コスト高騰を招くことなく抑制できるとともに、軸受け部や現像剤シール部材と回転軸との間に現像剤が固着して現像剤搬送部材の回転不良が生じてしまうことを抑制できる現像装置を提供することを課題とする。
【００２１】
ここで、「現像剤攪拌循環型現像装置」とは、既述のように、 電子写真方式の画像形成装置において静電潜像担持体に形成される静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置であり、
前記静電潜像にトナーを付与するための現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に臨設され、回転駆動されることで回転軸方向に現像剤を搬送する第１搬送部材と、
回転駆動されることで回転軸方向に、且つ、前記第１搬送部材とは反対方向に、現像剤を搬送する第２搬送部材とを含んでおり、
前記第２搬送部材の現像剤の送出側端部から前記第１搬送部材の現像剤の送入側端部へ至る現像剤搬送方向切り換わり域及び前記第１搬送部材の現像剤の送出側端部から前記第２搬送部材の現像剤の送入側端部へ至る現像剤搬送方向切り換わり域での現像剤搬送方向切り換わりを許しつつ該第１及び第２の搬送部材で現像剤を攪拌循環させて該第１搬送部材から前記現像剤担持体へ現像剤を供給できる現像装置である。
【００２２】
また本発明は、静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成する画像形成装置であって、少なくとも一つの現像装置においては現像剤の高温化や現像剤の固着による現像剤搬送部材の回転不良の発生が抑制される状態で、それだけ良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明は前記課題を解決するため、次の現像装置及び画像形成装置を提供する。
（１）現像装置
電子写真方式の画像形成装置において静電潜像担持体に形成される静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置であり、
前記静電潜像にトナーを付与するための現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に臨設され、回転駆動されることで回転軸方向に現像剤を搬送する第１搬送部材と、
回転駆動されることで回転軸方向に、且つ、前記第１搬送部材とは反対方向に、現像剤を搬送する第２搬送部材とを含んでおり、
前記第２搬送部材の現像剤の送出側端部から前記第１搬送部材の現像剤の送入側端部へ至る現像剤搬送方向切り換わり域及び前記第１搬送部材の現像剤の送出側端部から前記第２搬送部材の現像剤の送入側端部へ至る現像剤搬送方向切り換わり域での現像剤搬送方向切り換わりを許しつつ該第１及び第２の搬送部材で現像剤を攪拌循環させて該第１搬送部材から前記現像剤担持体へ現像剤を供給できる現像装置であって、
前記両現像剤搬送方向切り換わり域のうち少なくとも一方側においては、現像剤循環域の外側へ延在した前記各搬送部材の回転軸部分が軸受け部で支持されているとともに該軸受け部より現像剤循環域側で現像剤シール部材で囲繞されており、且つ、該現像剤シール部材に臨むエリアのうち搬送部材送入側端部の回転軸部分の現像剤シール部材に臨む第１域と搬送部材送出側端部の回転軸部分の現像剤シール部材に臨む第２域とに、前記現像剤循環域で循環する現像剤の一部を導いて該第１域及び第２域の現像剤を入れ換え循環させる副循環装置を備えている現像装置。
【００２４】
（２）画像形成装置
静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成する画像形成装置であり、少なくとも一つの現像装置が本発明に係る現像装置である画像形成装置。
【００２５】
本発明に係る現像装置によると、前記両現像剤搬送方向切り換わり域のうち少なくとも一方側では、各搬送部材の回転軸が軸受け部で支持されているとともに現像剤シール部材で囲繞されているのであるが、搬送部材送入側端部の回転軸部分の現像剤シール部材に臨む第１域と搬送部材送出側端部の回転軸部分の現像剤シール部材に臨む第２域とに、現像剤の一部を導いて該第１域及び第２域の現像剤を入れ換え循環させる副循環装置を設けてある。
【００２６】
従って、両現像剤搬送方向切り換わり域の少なくとも一方側では、該副循環装置により現像剤シール部材に臨む第１域と第２域に現像剤の入れ換え循環の流れがあり、この現像剤流れが現像剤シール部材や軸受け部での搬送部材回転軸との摩擦熱を奪い、これらの昇温を抑制するので、それだけ現像剤の昇温も抑制されて現像剤の劣化や現像剤の凝集が抑制され、ひいてはそれだけ良好な現像画像を形成できる。
【００２７】
また、現像剤シール部材や軸受け部での搬送部材回転軸との摩擦発熱による昇温が抑制されるので、現像剤シール部材や軸受け部での現像剤の溶融固着による現像剤搬送部材の回転不良発生が抑制される。さらに、該シール部材、軸受け部及びそれらに接触する搬送部材回転軸部分の熱による変形や摩耗促進も抑制される。
【００２８】
しかも、このような利点をもたらす副循環装置は、特開２００３−５７９２７号公報に記載されているように軸受け部と現像剤シール部材との間の空間を通気口を介して外部へ連通させる場合と比べると、該空間を設けるために現像装置の大型化を招いたり、該空間の通気冷却のために通気ダクトが必要になるか或いは現像装置の配置が制約される、というようなこともなく、実用上問題視すべきコスト上昇を伴うことなく比較的安価に設けることができる。
【００２９】
本発明に係る画像形成装置では、少なくとも一つの現像装置に本発明に係る現像装置を採用しているから、少なくとも一つの現像装置においては現像剤の高温化や現像剤の固着による現像剤搬送部材の回転不良発生が抑制され、それだけ全体として良好な画像を形成できる。
【００３０】
前記副循環装置としては、前記の搬送部材送出側端部から搬送部材送入側端部へ移動する現像剤の一部を前記第１域から第２域へ移動させつつ該第１域及び第２域に現像剤循環域とは逆方向に循環させる装置を例示できる。
【００３１】
このような副循環装置のさらに具体例として、
前記第１域及び第２域間を連通させる連通路と、
前記搬送部材送入側端部の回転軸部分に設けられた第１副搬送部材と、
前記搬送部材送出側端部の回転軸部分に設けられた第２副搬送部材とを含んでおり、
該第１副搬送部材が該搬送部材送出側端部から該搬送部材送入側端部へ移動してくる現像剤の一部を前記第１域の方へ搬送し、該第２副搬送部材が該第１域及び前記連通路からの現像剤を該搬送部材送出側端部から該搬送部材送入側端部へ向かう現像剤流れへ戻すようにして現像剤を入れ換え循環させるものを挙げることができる。
【００３２】
また、いずれにしても、軸受け部や現像剤シール部材と現像剤搬送部材回転軸との摩擦熱を奪い取りやすくするために、前記副循環装置は、前記第１域及び第２域を移動する現像剤を該第１域及び第２域に臨む現像剤シール部材に接触させつつ移動させるものとしてもよい。
【００３３】
また、前記第２副搬送部材は、前記搬送部材送出側端部へ搬送されてきて、さらに第２域へ進入しようとする現像剤の圧力を反対方向からの現像剤搬送で弱めるように前記連通路からの現像剤を戻し搬送するものとすることができる。
【００３４】
本発明に係る現像装置は、前記両現像剤搬送方向切り換わり域のそれぞれの側において、現像剤循環域の外側へ延在した各搬送部材の回転軸部分が軸受け部で支持されているとともに該軸受け部より現像剤循環域側で現像剤シール部材で囲繞されていてもよく、前記副循環装置も該両現像剤搬送方向切り替わり域のそれぞれの側に設けられていてもよいが、該両現像剤搬送方向切り換わり域のうち一方側においてだけ各搬送部材の回転軸部分が軸受け部で支持されているとともに現像剤シール部材で囲繞されており、且つ、副循環装置が設けられているだけでもよい。
【００３５】
しかし、現像剤攪拌循環型現像装置では、現像剤が第１搬送部材による搬送途中で第１搬送部材から現像剤担持体へ供給される一方、補給トナーの補給は、通常、現像剤担持体に臨んでいない第２搬送部材が配置されたエリアへ行われる。何故なら、補給トナー（新トナー）を含む現像剤がよく攪拌されてから現像に供されることが好ましいからである。
【００３６】
この場合、第１搬送部材の現像剤送出側端部から第２搬送部材の現像剤送入側端部へ至る現像剤搬送方向切り換わり域より、第２搬送部材の現像剤送出側端部から第１搬送部材の現像剤送入側端部へ至る現像剤搬送方向切り換わり域における方が現像剤量がより多くなりやすく、現像剤シール部材や軸受け部と搬送部材回転軸との間に現像剤が噛み込まれやすい。
【００３７】
また、第１搬送部材が上側に、第２搬送部材が下側に配置される所謂縦型現像装置などのように、第２搬送部材の現像剤送出側端部が第１搬送部材の現像剤送入側端部の下方に配置される場合には、これら搬送部材端部が配置されている現像剤搬送方向切り換わり域では、現像剤が重力に逆らって下方から上方へ移動しなければならないので、このようなエリアでは現像剤に加わるストレスが大きく、特に、下側に位置する第２搬送部材の現像剤送出側端部に臨む現像剤シール部材や軸受け部に現像剤が入り込みやすい。
【００３８】
そこで、前記両現像剤搬送方向切り換わり域のうち少なくとも前記第２搬送部材の現像剤送出側端部から前記第１搬送部材の現像剤送入側端部へ至る現像剤搬送方向切り換わり域の側において、前記各搬送部材の回転軸部分が前記軸受け部で支持されているとともに前記現像剤シール部材で囲繞されており、且つ、前記副循環装置が設けられているようにしてもよい。
【００３９】
この場合、第２搬送部材の送出側端部は第１搬送部材の送入側端部の下方に配置されていてもよい。
【００４０】
また、現像装置は補給トナーの補給が前記第２搬送部材へ行われるように形成されていてもよい。
【００４１】
いずれにしても、前記現像剤はトナーを主体とする１成分現像剤でもよいが、本発明に係る現像装置構成により適するものとして、トナーとキャリアを主体とする２成分現像剤を例示できる。
【００４２】
現像剤の昇温を一層抑制するために、前記現像剤中に熱伝動率が９０〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕以上である粉体が添加されていてもよい。この粉体を添加した現像剤は、該粉体を添加していない現像剤よりも、軸受け部や現像剤シール部材と現像剤搬送部材の回転軸との間に発生する熱を奪いやすく、それだけ現像剤の昇温を一層抑制できる。
【００４３】
この冷却用粉体は現像剤担持体へ供給されないように非磁性粉体であることが望ましい。
また、前記現像剤循環域で循環する現像剤を冷却する現像剤冷却部を設けてもよい。
【発明の効果】
【００４４】
以上説明したように本発明によると、
現像剤攪拌循環型現像装置であり、両現像剤搬送方向切り換わり域のうち少なくとも一方側においては、現像剤循環域の外側へ延在した前記各搬送部材の回転軸部分が軸受け部で支持されているとともに該軸受け部より現像剤循環域側で現像剤シール部材で囲繞されている現像装置であって、該両現像剤搬送方向切り換わり域のうち少なくとも一方側における前記各搬送部材の回転軸部分を支持する軸受け部及び該回転軸部分を囲繞する現像剤シール部材の昇温を、実用上問題にすべきほどの現像装置製作コスト高騰を招くことなく抑制できるとともに、軸受け部や現像剤シール部材と回転軸との間に現像剤が固着して現像剤搬送部材の回転不良が生じてしまうことを抑制できる現像装置を提供することができる。
【００４５】
また本発明によると、静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成する画像形成装置であって、少なくとも一つの現像装置においては現像剤の高温化や現像剤の固着による現像剤搬送部材の回転不良の発生が抑制される状態で、それだけ良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る画像形成装置の１例の構成の概略を示す図である。
【図２】図１の画像形成装置における現像装置の断面構造の概略を示す図である。
【図３】図１の画像形成装置における現像装置を図２において左側から見て、現像装置ハウジングの一部を除去した状態で、概略的に示す図である。
【図４】現像装置の現像剤搬送部材駆動側のハウジング内部構造を拡大して概略的に示す図である。
【図５】現像装置の現像剤搬送部材駆動側のハウジング内部における現像剤の粉圧状態を示す図である。
【図６】現像装置の現像剤搬送部材駆動側の軸受け部及び現像剤シール部材のある部分の内側（現像剤循環域の側）の温度上昇を、該内側域に対して現像剤副循環装置を設けた場合と設けない場合のそれぞれで調べて比較した結果を示す図である。
【図７】現像装置の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下、図面を参照して本発明に係る画像形成装置の例及びそこで用いられている現像装置について説明する。
図１は画像形成装置の１例ＰＲの構成の概略を示している。画像形成装置ＰＲはタンデム型のフルカラープリンタである。
【００４８】
このプリンタＰＲは、駆動ローラ８１とこれに対向するローラ８２に巻き掛けられた無端の中間転写ベルト８を有している。転写ベルト８は、図示省略のベルト駆動部により駆動される駆動ローラ８１により図中反時計方向（図中矢印方向）ＣＣＷに回される。
【００４９】
ローラ８２には転写ベルト８上の２次転写残トナー等を清掃するクリーニング装置８３が臨んでおり、駆動ローラ８１には２次転写ローラ９が臨んでいる。クリーニング装置８３に回収されるトナー等は図示省略の搬送手段にて廃棄容器へ送られる。
【００５０】
２次転写ローラ９の表層部は弾性材料で形成されており、図示省略の押圧手段にて駆動ローラ８１に支持された中間転写ベルト８の部分に押圧され、中間転写ベルト８との間にニップ部を形成し、中間転写ベルト８の回転に従動して、或いは、後述するように該ニップ部に送り込まれる記録媒体Ｓの移動に従動して回転することができる。２次転写ローラ９には、図示省略の電源から２次転写バイアスを印加することができる。
【００５１】
中間転写ベルト８及び２次転写ローラ９の上方には定着装置ＦＸが配置されており、下方にはタイミングローラ対ＴＲが配置されており、さらにその下方に、記録紙等の記録媒体Ｓを収容した記録媒体収容カセット１０が配置されている。
【００５２】
定着装置ＦＸはハロゲンランプヒータ等の熱源を内蔵した定着加熱ローラとこれに圧接される加圧ローラとを含むものである。
記録媒体収容カセット１０に収容された記録媒体Ｓは、媒体供給ローラ１０１にて１枚ずつ引き出してタイミングローラ対ＴＲへ供給することができる。
【００５３】
中間転写ベルト８を巻き掛けたローラ８１、８２の間には、転写ベルト８に沿って、ローラ８２からローラ８１に向けて、イエロー画像形成部Ｙ、マゼンタ画像形成部Ｍ、シアン画像形成部Ｃ及びブラック画像形成部Ｋがこの順序で配置されている。
【００５４】
Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各画像形成部は、静電潜像担持体としてドラム型の感光体１を備えており、該感光体の周囲に帯電器２、露光装置３、現像装置４及びクリーニング装置５がこの順序で配置されている。
【００５５】
各画像形成部の感光体１にはベルト８を間にして１次転写ローラ６が対向配置されている。１次転写ローラ６は、図示省略の押圧手段にて感光体１の方向へ押圧され、ベルト８に接触して従動回転するとともにベルト８を感光体１に接触させることができる。
【００５６】
１次転写ローラ６には、感光体１上に形成されるトナー像をベルト８へ１次転写するための１次転写バイアスを図示省略の電源から印加できる。
【００５７】
露光装置３は、図示省略のパーソナルコンピュータ、画像読取装置等から提供される画像情報に応じて、レーザービームの点滅により感光体１にドット（点）露光で画像露光を施せるものである。
【００５８】
各画像形成部における感光体１は、ここでは負帯電性の感光体であり、図示省略の感光体駆動モータにて図中時計方向回りに回転駆動できる。
【００５９】
各画像形成部における帯電器２は、本例ではスコロトロン帯電器であり、所定のタイミングで図示省略の電源から帯電用の電圧が印加される。なお、帯電器２は帯電ローラを用いるもの等であってもよい。
【００６０】
各画像形成部における現像装置４は、磁性キャリアと負帯電性の非磁性トナーを主成分とする所謂２成分現像剤を用いて、感光体１上に形成される静電潜像を、図示省略の電源から現像バイアスが印加されるローラ形態の現像剤担持体（換言すれば、現像スリーブ或いは現像ローラ）４１で反転現像することができる。現像装置４については後ほどさらに説明する。
【００６１】
このプリンタによると、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像形成部のうち１又は２以上を用いて画像を形成することができる。
画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫのすべてを用いてフルカラー画像を形成する場合を例にとると、先ず、イエロー画像形成部Ｙにおいてイエロートナー像を形成し、これを転写ベルト８に１次転写する。
【００６２】
すなわち、イエロー画像形成部Ｙにおいて、感光体１が図中時計方向に回転駆動され、帯電器２にて表面が一様に所定電位に帯電され、該帯電域に露光装置３からイエロー画像用の画像露光が施され、感光体１上にイエロー用静電潜像が形成される。この静電潜像はイエロートナーを有する現像装置４の現像バイアスが印加された現像ローラ４１にて現像されて可視イエロートナー像となる。該イエロートナー像は１次転写ローラ６にて転写ベルト８上に１次転写される。このとき、１次転写ローラ６には図示省略の電源から１次転写バイアスが印加される。
【００６３】
同様にして、マゼンタ画像形成部Ｍにおいてマゼンタトナー像が形成されて転写ベルト８に転写され、シアン画像形成部Ｃにおいてシアントナー像が形成されて転写ベルト８に転写され、ブラック画像形成部Ｋにおいてブラックトナー像が形成されて転写ベルト８に転写される。
【００６４】
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像はこれらが中間転写ベルト８上に重ねて転写されるタイミングで形成される。
かくして転写ベルト８上に形成された多重トナー像は転写ベルト８の回動により２次転写ローラ９へ向け移動する。
【００６５】
一方、記録媒体Ｓが記録媒体収容カセット１０から媒体供給ローラ１０１にて引き出され、タイミングローラ対ＴＲへ供給され、待機している。
【００６６】
このようにタイミングローラ対ＴＲのところで待機する記録媒体Ｓは、中間転写ベルト８にて送られてくる多重トナー像に合わせて、転写ベルト８と２次転写ローラ９とのニップ部に供給される。該多重トナー像は図示省略の電源から２次転写バイアスが印加された２次転写ローラ９にて記録媒体Ｓ上に２次転写される。
【００６７】
その後記録媒体Ｓは定着装置ＦＸに通され、そこで多重トナー像が加熱加圧下に記録媒体Ｓに定着される。記録媒体Ｓはひき続き、排出ローラ対ＤＲにて排出トレイＤＴに排出される。
【００６８】
トナー像のベルト８への１次転写において感光体１上に残留する転写残トナー等はクリーニング装置５で清掃され、２次転写によりベルト８上に残留する２次転写残トナー等はクリーニング装置８３で清掃される。これら清掃除去されたトナーはそれぞれ図示省略の搬送手段にて廃棄容器へ送られる。
【００６９】
以上説明したように画像形成されるのであるが、２成分現像剤を用いる現像装置４についてさらに説明する。現像装置４は図２〜図４に示すもので、本発明に係る現像装置の１例である。
【００７０】
図２は現像装置４の断面構造の概略を示している。図３は現像装置４を図２において左側から見て、現像装置ハウジング４０の一部を除去した状態で、概略的に示している。図４は現像装置４の現像剤搬送部材駆動側のハウジング内部構造の概略を拡大して示している。
【００７１】
現像装置４は、現像剤担持体４１とその内部に固定配置された磁石体４２を有している。現像剤担持体４１は、ここでは非磁性材料で形成された断面円形の中空ローラ形態のスリーブであり、磁石体４２に外嵌され、図示を省略した左右の軸受け部を介して磁石体４２に回転自在に支持されているとともに、左側、右側のうち片方側から図示省略の駆動手段にて図２中時計方向ＣＷに回転駆動可能となっている。磁石体４２はここでは概ねローラ形態に形成されている。
【００７２】
現像装置４は、さらに現像スリーブ４１へ現像剤を攪拌しつつ供給する第１搬送部材４３及び第２搬送部材４４を含んでいる。第１搬送部材４３はここでは回転軸４３１にスクリュー羽根（螺旋羽根）４３２を周設したスクリュー搬送部材であり、第２搬送部材４４も回転軸４４１にスクリュー羽根（螺旋羽根）４４２を周設したスクリュー搬送部材である。
【００７３】
現像スリーブ４１、搬送部材４３、４４はいずれも現像装置ハウジング４０に収められ、該ハウジングに回転可能に支持されている。現像スリーブ４１は、現像装置４が画像形成装置ＰＲに設置されると感光体１に臨むように、一部がハウジング４０の外側へ出ている。搬送部材４３、４４は現像装置ハウジング４０内に収容されている。
【００７４】
第１搬送部材４３は現像スリーブ４１に臨んで、現像スリーブと平行に配置されており、第２搬送部材４４は隔壁４５を間にして第１搬送部材４３と平行に、搬送部材４３の下方に配置されている。
図３に示すように、隔壁４５の左隣には現像剤流通路ｈ１が、右隣には現像剤流通路ｈ２が形成されている。
【００７５】
第１搬送部材４３の回転軸４３１の一端部（図３において左側の端部）は、図３及び図４に示すように、現像装置ハウジング４０に設けられた軸受け部４３ａに回転可能に支持されてハウジング外まで突出している。軸受け部の４３ａの内側（現像剤循環領域側）では現像シール部材４３ｓが回転軸４３１に摺動可能に接触して該軸を囲繞している。回転軸４３１の他端部（図３において右側の端部）は、図３に示すように、ハウジング４０の一部を兼ねる反対側の軸受け部４３ｂに回転可能に支持されている。
【００７６】
第２搬送部材４４の回転軸４４１の一端部（図３において左側の端部）も、図３及び図４に示すように、現像装置ハウジング４０に設けられた軸受け部４４ａに回転可能に支持され支持されてハウジング外まで突出している。軸受け部の４４ａの内側（現像剤循環領域側）では現像シール部材４４ｓが回転軸４４１に摺動可能に接触して該軸を囲繞している。回転軸４４１の他端部（図３において右側の端部）は、図３に示すように、ハウジング４０の一部を兼ねる反対側の軸受け部４４ｂに回転可能に支持されている。
【００７７】
回転軸４３１のハウジング外へ突出した部分にはギアｇ１が、回転軸４４１のハウジング外へ突出した部分にはギアｇ２がそれぞれ設けられており、これらギアｇ１、ｇ２は互いにかみ合っている。現像装置４では、ギアｇ１、ｇ２が設けられた側が搬送部材駆動側となっている。ギアｇ２が図示省略の駆動装置により回転駆動されることで、ギアｇ１も反対方向に駆動される。
【００７８】
図３に現像剤循環方向を矢印で示すように、第１、第２の搬送部材４３、４４が回転駆動されることで、ハウジング４０内の現像剤は、第１搬送部材４３にて、図３において左側の現像剤送入側端部（現像剤送り込み側端部）から右側の現像剤送出側端部（現像剤送り出し側端部）へ搬送され、該現像剤送出側端部から前記現像剤流通路ｈ２を通って第２搬送部材４４の現像剤送入側端部へ重力に助けられつつ落下し、さらに該第２搬送部材４４にてその現像剤送出側端部へ向け搬送され、該送出側端部から前記現像剤流通路ｈ１を通って第１搬送部材４３の現像剤送入側端部へ上昇移動する。このようにして第１、第２の搬送部材４３、４４、隔壁４５、現像剤流通路ｈ１、ｈ２及びそれらの周囲のハウジング部分により形成される現像剤循環域Ａにおいて攪拌循環されつつ、第１搬送部材４３から現像スリーブ４１へ供給される。
【００７９】
図３において現像装置４の右側端部にある第１搬送部材４３の現像剤送出側端部及び第２搬送部材４４の現像剤送入側端部では、搬送部材回転軸４３１、４４１の軸受け部４３ｂ、４４ｂの近くまでスクリュー羽根４３２、４４２が延びており、図３において点線が囲った範囲Ａが概ね現像剤循環域である。
【００８０】
現像スリーブ４１は内部の磁石体４２の作用で現像剤の穂（現像剤からなる磁気ブラシ）を周面に保持して感光体１に臨む現像域へ向け搬送し、その途中で現像剤規制部材４００にて現像剤量が規制されて静電潜像の現像に供される。現像に供された現像剤のうち消費されなかったものは現像スリーブ４１の回転に伴って第１搬送部材４３へ戻される。
【００８１】
図１では図示を省略しているが図２に破線で示すトナー補給装置Ｔから下側の第２搬送部材４４へトナー補給できるようになっている。
【００８２】
現像装置４について注目すべきは、第２搬送部材４４の現像剤送出側端部から第１搬送部材４３の現像剤送入側端部へ至る現像剤搬送方向切り換わり域Ａ１側では、現像剤シール部材４３ｓ、４４ｓに臨むエリアのうち現像剤シール部材４３ｓに臨む第１域Ａ２１と現像剤シール部材４４ｓに臨む第２域Ａ２２とに、現像剤循環域Ａで循環する現像剤の一部を導いて該第１域及び第２域の現像剤を入れ換え循環させる副循環装置４６が設けられている点である。
【００８３】
副循環装置４６は、ここでは、
第１域Ａ２１及び第２域Ａ２２間を連通させるように現像装置ハウジング４０の一部に形成された連通路４６１と、
搬送部材４３の送入側端部の回転軸４３１の部分に設けられた第１副搬送部材４６２と、
搬送部材４４の送出側端部の回転軸４４１の部分に設けられた第２副搬送部材４６３とを含むものである。
【００８４】
副搬送部材４６２、４６３は、ここではいずれも回転軸４３１、４４１に周設されたスクリュー羽根であり、該各スクリュー羽根は、それとは限定さないが、例えばシール部材４３ｓ（４４ｓ）及び現像装置ハウジング４０の内壁面のそれぞれに対して、０．５ｍｍのクリアランスをおいて設ける場合を挙げることができる。
この第１副搬送部材４６２は 搬送部材４４の送出側端部から搬送部材４３送入側端部へ上昇移動してくる現像剤の一部を第１域Ａ２１の方へ搬送する。第２副搬送部材４６３は、第１域Ａ２１及び連通路４６１からの現像剤を、搬送部材４４の送出側端部から搬送部材４３の送入側端部へ向かう現像剤上昇流れへ戻す。
【００８５】
また、第１域Ａ２１から連通路４６１を通って第２域Ａ２２へ向かう現像剤は該第１域及び第２域に臨む現像剤シール部材４３ｓ、４４ｓに接触しつつ移動する。
【００８６】
このときの現像剤搬送に伴う粉圧の方向と大きさについては、図５に矢印の方向と太さで簡略に示してある。第２搬送部材４４によりその現像剤送出側端部へ搬送されてくる現像剤の粉圧(1) が高く、これに比べると、現像スリーブ４３ｓに臨む第１域Ａ２１へ向かう第１副搬送部材４６２等による現像剤粉圧(3) は低い。従って、副搬送部材４６２により現像剤が第１域Ａ２１内へ供給されても、現像スリーブ４３ｓ、ひいてはその外側の軸受け部４３ａへの現像剤進入は抑制されている。換言すれば、副搬送部材４６２は、現像スリーブ４３ｓ、ひいてはその外側の軸受け部４３ａへの現像剤進入が抑制されるように、現像剤搬送を行うものである。
【００８７】
また、前記のとおり、第２搬送部材４４によりその現像剤送出側端部へ搬送されてくる現像剤の粉圧(1) に比べると、粉圧(1) に対向する第２副搬送部材４６３による現像剤粉圧(2) は低く、従って、副搬送部材４６３による現像剤粉圧(2) が現像剤循環を妨げることはなく、それでいて、第２域Ａ２２奥へ向かおうとする粉圧(1) の一部を相殺して現像スリーブ４４ｓ、ひいてはその外側の軸受け部４４ａへの現像剤進入を抑制することができるとともに、第２域Ａ２２からの現像剤排出を円滑化することができる。換言すれば、副搬送部材４６３は、そのように現像剤搬送を行うものである。
【００８８】
かくして副循環装置４６は、駆動側の現像剤搬送方向切り換わり域Ａ１の側で、現像剤シール部材４３ｓに臨む第１域Ａ２１と現像剤シール部材４４ｓに臨む第２域Ａ２２とに、現像剤の一部を導いて該第１域及び第２域に、現像剤循環域Ａとは逆方向に入れ換え循環させることができる。
【００８９】
この現像剤入れ換え循環流により、現像剤シール部材４３ｓや軸受け部４３ａの熱及び現像剤シール部材４４ｓや軸受け部４４ａの熱を奪って該シール部材や軸受け部の昇温を抑制でき、ひいては、現像剤の昇温を抑制して現像剤の劣化や現像剤の凝集を抑制でき、それだけ良好な現像画像を形成できる。
【００９０】
また、シール部材４３ｓ、４４ｓや軸受け部４３ａ、４４ａでの回転軸４３１、４４１との摩擦発熱による昇温が抑制されるので、シール部材４３ｓ、４４ｓや軸受け部４３ａ、４４ａでの現像剤の溶融固着による搬送部材４３、４４の回転不良の発生が抑制される。さらに、該シール部材、軸受け部及びそれらに接触する搬送部材回転軸部分の熱による変形や摩耗促進も抑制される。
【００９１】
しかも、このような利点をもたらす副循環装置４６は、実用上問題視すべきコスト上昇を伴うことなく比較的安価に設けることができる。
【００９２】
画像形成装置ＰＲでは、現像装置としてこのような現像装置４を採用しているから、各現像装置においては現像剤の高温化が抑制され、それだけ画像形成装置全体として良好な画像を形成できる。
【００９３】
なお、画像形成装置ＰＲは複数の現像装置のうち少なくとも一つを現像装置４とするだけでも、該現像装置４においては現像剤の高温化が抑制されるので、それだけ画像形成装置全体として、現像剤昇温による画像品質の低下を抑制できる。
【００９４】
以上説明した現像装置４にガラス転移点温度が４７℃程度であるトナーをキャリアに対して重量比で概ね１：９（トナー１：キャリア９）の割合で混合した２成分現像剤を収容して、周囲環境温度３０℃程度で 略１時間連続駆動したときのシール部材４３ｓ、４４ｓの内側域Ａ２１、Ａ２２の温度上昇、並びに、副循環装置４６を備えていない点を除けば同じ構成である現像装置についても同じ条件で連続駆動したときのシール部材４３ｓ、４４ｓの内側域Ａ２１、Ａ２２の温度上昇を図６に示す。
【００９５】
図６から、本発明に係る現像装置のように副循環装置を設けてシール部材内側のエリアに現像剤を入れ換え循環することで、現像剤の昇温を抑えることができ、ひいては、それだけ良好な画像を形成できることが分かる。
【００９６】
ところで、現像装置４では、現像剤中のキャリアが、主としてシール部材４３ｓ、４４ｓ等の熱を奪う冷媒として働くのであるが、一般的な磁性キャリアの主たる材質は鉄であり、その熱伝導率は８４〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕程度であるから、現像剤の昇温を一層確実に抑制するために、現像剤中に熱伝導率が９０〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕以上である粉体を添加してもよい。
【００９７】
かかる粉体としては、例えば酸化アルミニウムや窒化アルミニウム（熱伝導率１５０〜２００Ｗ／ｍ・Ｋ）の粉体を例示できる。さらにはカーボンナノチューブ（熱伝導率３０００〜５５００Ｗ／ｍ・Ｋ）の粉体も例示できる。
カーボンナノチューブについては適当な母材に添加して用いる場合を例示できる。
【００９８】
酸化アルミニウムの粉体のように非磁性の粉体であれば、現像剤に混ぜても固定磁石体４２により現像スリーブ４１上に供給されることはないため、画質には実質上影響ない。
【００９９】
また、以上説明した現像装置４では、シール部材４３ｓ、４４ｓだけに着目すると、該シール部材の温度を実用上支障のない現像剤温度近くに抑制しておくことが可能であるとしても、現像装置４全体として発熱量が多く、現像装置全体の温度、ひいては現像剤温度が高くなってしまう場合には、現像剤によるシール部材４３ｓ、４４ｓ等の冷却効果が得られない。
【０１００】
そこで、現像剤循環域Ａで循環する現像剤を冷却する現像剤冷却部を設けてもよい。
図７は本発明に係る現像装置の他の例を示している。この現像装置４Ａは現像装置において第２搬送部材４４が収められている現像剤流路に対して現像剤を冷却する冷却部４８を設けたものである。その他の点は現像装置４と同構成であり、装置４と同じ部品、部分等には同じ符号を付してある。冷却部４８としては、空冷方式のもの、水冷方式のもの等、各種のものを採用できる。
【０１０１】
以上説明した現像装置４、４Ａでは、現像剤搬送部材の駆動側にだけ現像剤の副循環装置を設けたが、駆動側とは反対側にも同様の副循環装置を設けてもよい。現像装置４、４Ａは第１搬送部材４３の下方に第２搬送部材４４が配置される構造のものであったが、本発明は、両搬送部材が同じ高さ或いは略同じ高さに配置される現像装置にも適用でき、その場合にも、駆動側及びその反対側の少なくとも一方の側に同様の副循環装置を設けることができる。
【０１０２】
図１を参照して説明した画像形成装置はタンデム型のフルカラープリンタＰＲであったが、本発明はモノクロ画像形成装置にも適用でき、また、他のタイプの多色画像形成装置等にも適用できる。また、現像装置を複数備えている画像形成装置では、該複数の現像装置の全数より少ない数の現像装置に本発明が適用されているだけでもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明は、現像剤の昇温を抑制してそれだけ良好な画像を形成できる現像装置及び該現像装置を搭載することでそれだけ良好に画像形成できる画像形成装置を提供することに利用できる。
【符号の説明】
【０１０４】
ＰＲ プリンタ
Ｙ イエロー画像形成部
Ｍ マゼンタ画像形成部
Ｃ シアン画像形成部
Ｋ ブラック画像形成部
１ 感光体
２ 帯電装置 ３ 画像露光装置
４ 現像装置
４０ 現像装置ハウジング
４１ 現像剤担持体（現像スリーブ）
４２ 固定磁石体
４３ 第１搬送部材
４３１ 回転軸
４３２ スクリュー羽根
４３ａ、４３ｂ 軸受け部
４３ｓ 現像剤シール部材
４４ 第２搬送部材
４４１ 回転軸
４４２ スクリュー羽根
４４ａ、４４ｂ 軸受け部
４４ｓ 現像剤シール部材
４５ 隔壁
ｈ１、ｈ２ 現像剤流通開口
４００ 現像剤規制部材
Ａ 現像剤循環域
Ａ１ 駆動側の現像剤搬送方向切り換わり域
Ａ２１ シール部材４３ｓに臨む第１域
Ａ２２ シール部材４４ｓに臨む第２域
４６ 副循環装置
４６１ 連通路
４６２ 第１副搬送部材（実施例ではスクリュー羽根）
４６３ 第２副搬送部材（実施例ではスクリュー羽根）
４８ 冷却部
Ｔ トナー補給装置
Ａ 現像剤循環域
５ クリーニング装置
６ １次転写ローラ
８ 中間転写ベルト
８１ 駆動ローラ
８２ 対向ローラ
８３ クリーニング装置
９ ２次転写ローラ
１０ 記録媒体供給カセット
１０１ 記録媒体供給ローラ
ＴＲ タイミングローラ対
ＦＸ 定着装置
ＤＲ 記録媒体排出ローラ対
ＤＴ 記録媒体排出トレイ
Ｓ 記録媒体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ機、或いはこれらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置に関係しており、特に、該画像形成装置に用いる現像装置に関係している。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ機、或いはこれらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置では、静電潜像担持体の表面を帯電装置で帯電させ、該帯電域に露光装置から画像露光を施して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成できる。
【０００３】
このような画像形成装置で用いる現像装置は、種々のタイプのものが知られているが、その中に、画像形成装置の静電潜像担持体上に形成される、形成しようとする画像に応じた静電潜像へトナーを付与する現像剤担持体と、該現像剤担持体に臨設され、回転駆動されることで回転軸方向に現像剤を搬送する第１搬送部材と、回転駆動されることで回転軸方向に、且つ、前記第１搬送部材とは反対方向に現像剤を搬送する第２搬送部材とを含む現像装置がある。
【０００４】
このタイプの現像装置では、前記第２搬送部材の現像剤送出側端部から前記第１搬送部材の現像剤送入側端部へ至る現像剤搬送方向切り換わり域及び前記第１搬送部材の現像剤送出側端部から前記第２搬送部材の現像剤送入側端部へ至る現像剤搬送方向切り換わり域での現像剤搬送方向切り換わりを許しつつ該第１及び第２の搬送部材で現像剤を攪拌循環させて該第１搬送部材から前記現像剤担持体へ現像剤を供給する。
【０００５】
以下、このタイプの現像装置を「現像剤攪拌循環型現像装置」ということがある。
第１、第２の搬送部材のそれぞれの代表的なものは、回転軸にスクリュー羽根（螺旋羽根）を形成したスクリュー搬送部材である。
【０００６】
一方、使用される現像剤としては、代表的には、トナーを主体とする所謂一成分現像剤と、トナー及びキャリアを主体とする所謂二成分現像剤が知られている。
【０００７】
２成分現像剤を用いる現像装置は、１成分現像剤を用いる現像装置に比べて長期にわたり画質を安定させることができる等の利点があり、広く利用されている。
【０００８】
２成分現像剤は、トナーとキャリアを混合攪拌してトナーを帯電させて現像に供するものであるから、前記現像剤攪拌循環型現像装置は現像剤として２成分現像剤を用いる場合に適している。２成分現像剤を使用する現像装置には現像剤攪拌循環型現像装置が用いられることが多い。
【０００９】
いずれにしても、現像剤攪拌循環型現像装置では、前記両現像剤搬送方向切り換わり域のうち少なくとも一方側においては、現像剤循環域の外側へ延在した前記各搬送部材の回転軸部分が軸受け部で支持されるだけでなく、該軸受け部へ現像剤が入り込んで軸受け機能が発揮されなくなる（所謂、軸受けロックが発生する）ことを抑制するために軸受け部に対して現像剤シール手段が設られることがある。
【００１０】
例えば、特開平４−６９６９１号公報には、磁性粉を含む現像剤を用いる現像装置において、現像剤搬送部材の回転軸の軸受け部より内側で該回転軸周囲に該磁性粉からなる磁気シールを形成することが記載されている。
【００１１】
シール手段としては、このような磁気シールのほか、例えばポリテトラフルオロエチレン等の弾性フッ素系樹脂等からなり、搬送部材回転軸を囲繞する現像剤シール部材が採用されることもある。
【００１２】
ところで、現像装置は長時間連続運転すると使用現像剤が昇温する。これは、現像装置部品と現像剤との相互接触による摩擦発熱や現像剤同士の摩擦による発熱、さらには、現像剤搬送部材の回転軸とその軸受け部との間の摩擦による発熱、該回転軸とこれを囲繞していることがある現像剤シール部材との相互摺動による摩擦発熱等によるものである。
【００１３】
前記の現像剤攪拌循環型現像装置において、現像剤循環域の外側へ延在した前記搬送部材の回転軸部分が軸受け部で支持されるだけでなく現像剤シール部材で囲繞されている場合、該軸受け部及び現像剤シール部材での摩擦発熱は無視できず、特に、高速画像形成のために高速運転が要求される現像装置では、該軸受け部及び現像剤シール部材での摩擦発熱は大きく、無視できない。
【００１４】
このような軸受け部や現像剤シール部材の発熱、高温化は現像剤を高温にし、現像剤劣化や現像剤の凝集物の発生等を招き、形成する画像の品質を低下させることがあり、また、現像剤搬送部材の回転軸とその軸受け部との間や該回転軸とこれを囲繞する現像剤シール部材との間、特に該回転軸と現像剤シール部材との間で現像剤（特にトナー）が熱のために溶融固着し、現像剤搬送部材の回転が困難になることさえある。
【００１５】
現像剤凝集物発生による画像品質の低下についてさらに説明すると、静電潜像へトナーを付与するための現像剤担持体へ供給される現像剤は、現像剤担持体に臨む現像剤規制部材の下を通過することで現像剤量が所定量に規制されるのであるが、現像剤凝集物が発生すると、これが現像剤規制部材で止められ、そこより先の現像剤担持体表面に筋状に現像剤不足部分が生じ、これが筋状の画像不良を発生させるのである。
【００１６】
このため、これまで、現像剤の高温化を抑制すべく、軸受け部や現像剤シール部材の高温化抑制対策が提案されてきた。
【００１７】
例えば、特開２００３−５７９２７号公報には、現像剤攪拌循環型現像装置において、現像剤搬送部材の現像剤送出側端部の回転軸部分を支持する軸受け部とそれより現像剤循環域の側に設けられた現像剤シール部材（磁石）との間の空間を通気口を介して外部へ連通させ、該空間を通気冷却できるようにすることで、該軸受け部や現像剤シール部材での発熱高温化を抑制することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開平４−６９６９１号公報
【特許文献２】特開２００３−５７９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、特開２００３−５７９２７号公報に記載されているように軸受け部と現像剤シール部材との間の空間を通気口を介して外部へ連通させる場合、該空間を軸受け部や現像剤シール部材の冷却効果を得るほどの大きさのもとすると、それだけ現像装置の大型化を招くことになる。また、該空間を通気冷却するために通気ダクトを設けると、画像形成装置の構成がそれだけ複雑化する。そのようなダクトを設けずに該空間の通気冷却を行うために現像装置の画像形成装置内での配置を工夫すると、現像装置の配置位置に制約がでてきて、現像装置自身や画像形成装置の製作がそれだけ難しくなる。ひいては、これらのために画像形成装置価格が高騰してしまう。
【００２０】
そこで本発明は、現像剤攪拌循環型現像装置であり、両現像剤搬送方向切り換わり域のうち少なくとも一方側においては、現像剤循環域の外側へ延在した各搬送部材の回転軸部分が軸受け部で支持されているとともに該軸受け部より現像剤循環域側で現像剤シール部材で囲繞されている現像装置であって、該両現像剤搬送方向切り換わり域のうち少なくとも一方側における前記各搬送部材の回転軸部分を支持する軸受け部及び該回転軸部分を囲繞する現像剤シール部材の昇温を、実用上問題にすべきほどの現像装置製作コスト高騰を招くことなく抑制できるとともに、軸受け部や現像剤シール部材と回転軸との間に現像剤が固着して現像剤搬送部材の回転不良が生じてしまうことを抑制できる現像装置を提供することを課題とする。
【００２１】
ここで、「現像剤攪拌循環型現像装置」とは、既述のように、 電子写真方式の画像形成装置において静電潜像担持体に形成される静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置であり、
前記静電潜像にトナーを付与するための現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に臨設され、回転駆動されることで回転軸方向に現像剤を搬送する第１搬送部材と、
回転駆動されることで回転軸方向に、且つ、前記第１搬送部材とは反対方向に、現像剤を搬送する第２搬送部材とを含んでおり、
前記第２搬送部材の現像剤の送出側端部から前記第１搬送部材の現像剤の送入側端部へ至る現像剤搬送方向切り換わり域及び前記第１搬送部材の現像剤の送出側端部から前記第２搬送部材の現像剤の送入側端部へ至る現像剤搬送方向切り換わり域での現像剤搬送方向切り換わりを許しつつ該第１及び第２の搬送部材で現像剤を攪拌循環させて該第１搬送部材から前記現像剤担持体へ現像剤を供給できる現像装置である。
【００２２】
また本発明は、静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成する画像形成装置であって、少なくとも一つの現像装置においては現像剤の高温化や現像剤の固着による現像剤搬送部材の回転不良の発生が抑制される状態で、それだけ良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明は前記課題を解決するため、次の現像装置及び画像形成装置を提供する。
（１）現像装置
電子写真方式の画像形成装置において静電潜像担持体に形成される静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置であり、
前記静電潜像にトナーを付与するための現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に臨設され、回転駆動されることで回転軸方向に現像剤を搬送する第１搬送部材と、
回転駆動されることで回転軸方向に、且つ、前記第１搬送部材とは反対方向に、現像剤を搬送する第２搬送部材とを含んでおり、
前記第２搬送部材の現像剤の送出側端部から前記第１搬送部材の現像剤の送入側端部へ至る現像剤搬送方向切り換わり域及び前記第１搬送部材の現像剤の送出側端部から前記第２搬送部材の現像剤の送入側端部へ至る現像剤搬送方向切り換わり域での現像剤搬送方向切り換わりを許しつつ該第１及び第２の搬送部材で現像剤を攪拌循環させて該第１搬送部材から前記現像剤担持体へ現像剤を供給できる現像装置であって、
前記両現像剤搬送方向切り換わり域のうち少なくとも一方側においては、現像剤循環域の外側へ延在した前記各搬送部材の回転軸部分が軸受け部で支持されているとともに該軸受け部より現像剤循環域側で現像剤シール部材で囲繞されており、且つ、該現像剤シール部材に臨むエリアのうち搬送部材送入側端部の回転軸部分の現像剤シール部材に臨む第１域と搬送部材送出側端部の回転軸部分の現像剤シール部材に臨む第２域とに、前記現像剤循環域で循環する現像剤の一部を導いて該第１域及び第２域の現像剤を入れ換え循環させる副循環装置を備えている現像装置。
【００２４】
（２）画像形成装置
静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成する画像形成装置であり、少なくとも一つの現像装置が本発明に係る現像装置である画像形成装置。
【００２５】
本発明に係る現像装置によると、前記両現像剤搬送方向切り換わり域のうち少なくとも一方側では、各搬送部材の回転軸が軸受け部で支持されているとともに現像剤シール部材で囲繞されているのであるが、搬送部材送入側端部の回転軸部分の現像剤シール部材に臨む第１域と搬送部材送出側端部の回転軸部分の現像剤シール部材に臨む第２域とに、現像剤の一部を導いて該第１域及び第２域の現像剤を入れ換え循環させる副循環装置を設けてある。
【００２６】
従って、両現像剤搬送方向切り換わり域の少なくとも一方側では、該副循環装置により現像剤シール部材に臨む第１域と第２域に現像剤の入れ換え循環の流れがあり、この現像剤流れが現像剤シール部材や軸受け部での搬送部材回転軸との摩擦熱を奪い、これらの昇温を抑制するので、それだけ現像剤の昇温も抑制されて現像剤の劣化や現像剤の凝集が抑制され、ひいてはそれだけ良好な現像画像を形成できる。
【００２７】
また、現像剤シール部材や軸受け部での搬送部材回転軸との摩擦発熱による昇温が抑制されるので、現像剤シール部材や軸受け部での現像剤の溶融固着による現像剤搬送部材の回転不良発生が抑制される。さらに、該シール部材、軸受け部及びそれらに接触する搬送部材回転軸部分の熱による変形や摩耗促進も抑制される。
【００２８】
しかも、このような利点をもたらす副循環装置は、特開２００３−５７９２７号公報に記載されているように軸受け部と現像剤シール部材との間の空間を通気口を介して外部へ連通させる場合と比べると、該空間を設けるために現像装置の大型化を招いたり、該空間の通気冷却のために通気ダクトが必要になるか或いは現像装置の配置が制約される、というようなこともなく、実用上問題視すべきコスト上昇を伴うことなく比較的安価に設けることができる。
【００２９】
本発明に係る画像形成装置では、少なくとも一つの現像装置に本発明に係る現像装置を採用しているから、少なくとも一つの現像装置においては現像剤の高温化や現像剤の固着による現像剤搬送部材の回転不良発生が抑制され、それだけ全体として良好な画像を形成できる。
【００３０】
前記副循環装置としては、前記の搬送部材送出側端部から搬送部材送入側端部へ移動する現像剤の一部を前記第１域から第２域へ移動させつつ該第１域及び第２域に現像剤循環域とは逆方向に循環させる装置を例示できる。
【００３１】
このような副循環装置のさらに具体例として、
前記第１域及び第２域間を連通させる連通路と、
前記搬送部材送入側端部の回転軸部分に設けられた第１副搬送部材と、
前記搬送部材送出側端部の回転軸部分に設けられた第２副搬送部材とを含んでおり、
該第１副搬送部材が該搬送部材送出側端部から該搬送部材送入側端部へ移動してくる現像剤の一部を前記第１域の方へ搬送し、該第２副搬送部材が該第１域及び前記連通路からの現像剤を該搬送部材送出側端部から該搬送部材送入側端部へ向かう現像剤流れへ戻すようにして現像剤を入れ換え循環させるものを挙げることができる。
【００３２】
また、いずれにしても、軸受け部や現像剤シール部材と現像剤搬送部材回転軸との摩擦熱を奪い取りやすくするために、前記副循環装置は、前記第１域及び第２域を移動する現像剤を該第１域及び第２域に臨む現像剤シール部材に接触させつつ移動させるものとしてもよい。
【００３３】
また、前記第２副搬送部材は、前記搬送部材送出側端部へ搬送されてきて、さらに第２域へ進入しようとする現像剤の圧力を反対方向からの現像剤搬送で弱めるように前記連通路からの現像剤を戻し搬送するものとすることができる。
【００３４】
本発明に係る現像装置は、前記両現像剤搬送方向切り換わり域のそれぞれの側において、現像剤循環域の外側へ延在した各搬送部材の回転軸部分が軸受け部で支持されているとともに該軸受け部より現像剤循環域側で現像剤シール部材で囲繞されていてもよく、前記副循環装置も該両現像剤搬送方向切り替わり域のそれぞれの側に設けられていてもよいが、該両現像剤搬送方向切り換わり域のうち一方側においてだけ各搬送部材の回転軸部分が軸受け部で支持されているとともに現像剤シール部材で囲繞されており、且つ、副循環装置が設けられているだけでもよい。
【００３５】
しかし、現像剤攪拌循環型現像装置では、現像剤が第１搬送部材による搬送途中で第１搬送部材から現像剤担持体へ供給される一方、補給トナーの補給は、通常、現像剤担持体に臨んでいない第２搬送部材が配置されたエリアへ行われる。何故なら、補給トナー（新トナー）を含む現像剤がよく攪拌されてから現像に供されることが好ましいからである。
【００３６】
この場合、第１搬送部材の現像剤送出側端部から第２搬送部材の現像剤送入側端部へ至る現像剤搬送方向切り換わり域より、第２搬送部材の現像剤送出側端部から第１搬送部材の現像剤送入側端部へ至る現像剤搬送方向切り換わり域における方が現像剤量がより多くなりやすく、現像剤シール部材や軸受け部と搬送部材回転軸との間に現像剤が噛み込まれやすい。
【００３７】
また、第１搬送部材が上側に、第２搬送部材が下側に配置される所謂縦型現像装置などのように、第２搬送部材の現像剤送出側端部が第１搬送部材の現像剤送入側端部の下方に配置される場合には、これら搬送部材端部が配置されている現像剤搬送方向切り換わり域では、現像剤が重力に逆らって下方から上方へ移動しなければならないので、このようなエリアでは現像剤に加わるストレスが大きく、特に、下側に位置する第２搬送部材の現像剤送出側端部に臨む現像剤シール部材や軸受け部に現像剤が入り込みやすい。
【００３８】
そこで、前記両現像剤搬送方向切り換わり域のうち少なくとも前記第２搬送部材の現像剤送出側端部から前記第１搬送部材の現像剤送入側端部へ至る現像剤搬送方向切り換わり域の側において、前記各搬送部材の回転軸部分が前記軸受け部で支持されているとともに前記現像剤シール部材で囲繞されており、且つ、前記副循環装置が設けられているようにしてもよい。
【００３９】
この場合、第２搬送部材の送出側端部は第１搬送部材の送入側端部の下方に配置されていてもよい。
【００４０】
また、現像装置は補給トナーの補給が前記第２搬送部材へ行われるように形成されていてもよい。
【００４１】
いずれにしても、前記現像剤はトナーを主体とする１成分現像剤でもよいが、本発明に係る現像装置構成により適するものとして、トナーとキャリアを主体とする２成分現像剤を例示できる。
【００４２】
現像剤の昇温を一層抑制するために、前記現像剤中に熱伝動率が９０〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕以上である粉体が添加されていてもよい。この粉体を添加した現像剤は、該粉体を添加していない現像剤よりも、軸受け部や現像剤シール部材と現像剤搬送部材の回転軸との間に発生する熱を奪いやすく、それだけ現像剤の昇温を一層抑制できる。
【００４３】
この冷却用粉体は現像剤担持体へ供給されないように非磁性粉体であることが望ましい。
また、前記現像剤循環域で循環する現像剤を冷却する現像剤冷却部を設けてもよい。
【発明の効果】
【００４４】
以上説明したように本発明によると、
現像剤攪拌循環型現像装置であり、両現像剤搬送方向切り換わり域のうち少なくとも一方側においては、現像剤循環域の外側へ延在した前記各搬送部材の回転軸部分が軸受け部で支持されているとともに該軸受け部より現像剤循環域側で現像剤シール部材で囲繞されている現像装置であって、該両現像剤搬送方向切り換わり域のうち少なくとも一方側における前記各搬送部材の回転軸部分を支持する軸受け部及び該回転軸部分を囲繞する現像剤シール部材の昇温を、実用上問題にすべきほどの現像装置製作コスト高騰を招くことなく抑制できるとともに、軸受け部や現像剤シール部材と回転軸との間に現像剤が固着して現像剤搬送部材の回転不良が生じてしまうことを抑制できる現像装置を提供することができる。
【００４５】
また本発明によると、静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成する画像形成装置であって、少なくとも一つの現像装置においては現像剤の高温化や現像剤の固着による現像剤搬送部材の回転不良の発生が抑制される状態で、それだけ良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る画像形成装置の１例の構成の概略を示す図である。
【図２】図１の画像形成装置における現像装置の断面構造の概略を示す図である。
【図３】図１の画像形成装置における現像装置を図２において左側から見て、現像装置ハウジングの一部を除去した状態で、概略的に示す図である。
【図４】現像装置の現像剤搬送部材駆動側のハウジング内部構造を拡大して概略的に示す図である。
【図５】現像装置の現像剤搬送部材駆動側のハウジング内部における現像剤の粉圧状態を示す図である。
【図６】現像装置の現像剤搬送部材駆動側の軸受け部及び現像剤シール部材のある部分の内側（現像剤循環域の側）の温度上昇を、該内側域に対して現像剤副循環装置を設けた場合と設けない場合のそれぞれで調べて比較した結果を示す図である。
【図７】現像装置の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下、図面を参照して本発明に係る画像形成装置の例及びそこで用いられている現像装置について説明する。
図１は画像形成装置の１例ＰＲの構成の概略を示している。画像形成装置ＰＲはタンデム型のフルカラープリンタである。
【００４８】
このプリンタＰＲは、駆動ローラ８１とこれに対向するローラ８２に巻き掛けられた無端の中間転写ベルト８を有している。転写ベルト８は、図示省略のベルト駆動部により駆動される駆動ローラ８１により図中反時計方向（図中矢印方向）ＣＣＷに回される。
【００４９】
ローラ８２には転写ベルト８上の２次転写残トナー等を清掃するクリーニング装置８３が臨んでおり、駆動ローラ８１には２次転写ローラ９が臨んでいる。クリーニング装置８３に回収されるトナー等は図示省略の搬送手段にて廃棄容器へ送られる。
【００５０】
２次転写ローラ９の表層部は弾性材料で形成されており、図示省略の押圧手段にて駆動ローラ８１に支持された中間転写ベルト８の部分に押圧され、中間転写ベルト８との間にニップ部を形成し、中間転写ベルト８の回転に従動して、或いは、後述するように該ニップ部に送り込まれる記録媒体Ｓの移動に従動して回転することができる。２次転写ローラ９には、図示省略の電源から２次転写バイアスを印加することができる。
【００５１】
中間転写ベルト８及び２次転写ローラ９の上方には定着装置ＦＸが配置されており、下方にはタイミングローラ対ＴＲが配置されており、さらにその下方に、記録紙等の記録媒体Ｓを収容した記録媒体収容カセット１０が配置されている。
【００５２】
定着装置ＦＸはハロゲンランプヒータ等の熱源を内蔵した定着加熱ローラとこれに圧接される加圧ローラとを含むものである。
記録媒体収容カセット１０に収容された記録媒体Ｓは、媒体供給ローラ１０１にて１枚ずつ引き出してタイミングローラ対ＴＲへ供給することができる。
【００５３】
中間転写ベルト８を巻き掛けたローラ８１、８２の間には、転写ベルト８に沿って、ローラ８２からローラ８１に向けて、イエロー画像形成部Ｙ、マゼンタ画像形成部Ｍ、シアン画像形成部Ｃ及びブラック画像形成部Ｋがこの順序で配置されている。
【００５４】
Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各画像形成部は、静電潜像担持体としてドラム型の感光体１を備えており、該感光体の周囲に帯電器２、露光装置３、現像装置４及びクリーニング装置５がこの順序で配置されている。
【００５５】
各画像形成部の感光体１にはベルト８を間にして１次転写ローラ６が対向配置されている。１次転写ローラ６は、図示省略の押圧手段にて感光体１の方向へ押圧され、ベルト８に接触して従動回転するとともにベルト８を感光体１に接触させることができる。
【００５６】
１次転写ローラ６には、感光体１上に形成されるトナー像をベルト８へ１次転写するための１次転写バイアスを図示省略の電源から印加できる。
【００５７】
露光装置３は、図示省略のパーソナルコンピュータ、画像読取装置等から提供される画像情報に応じて、レーザービームの点滅により感光体１にドット（点）露光で画像露光を施せるものである。
【００５８】
各画像形成部における感光体１は、ここでは負帯電性の感光体であり、図示省略の感光体駆動モータにて図中時計方向回りに回転駆動できる。
【００５９】
各画像形成部における帯電器２は、本例ではスコロトロン帯電器であり、所定のタイミングで図示省略の電源から帯電用の電圧が印加される。なお、帯電器２は帯電ローラを用いるもの等であってもよい。
【００６０】
各画像形成部における現像装置４は、磁性キャリアと負帯電性の非磁性トナーを主成分とする所謂２成分現像剤を用いて、感光体１上に形成される静電潜像を、図示省略の電源から現像バイアスが印加されるローラ形態の現像剤担持体（換言すれば、現像スリーブ或いは現像ローラ）４１で反転現像することができる。現像装置４については後ほどさらに説明する。
【００６１】
このプリンタによると、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像形成部のうち１又は２以上を用いて画像を形成することができる。
画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫのすべてを用いてフルカラー画像を形成する場合を例にとると、先ず、イエロー画像形成部Ｙにおいてイエロートナー像を形成し、これを転写ベルト８に１次転写する。
【００６２】
すなわち、イエロー画像形成部Ｙにおいて、感光体１が図中時計方向に回転駆動され、帯電器２にて表面が一様に所定電位に帯電され、該帯電域に露光装置３からイエロー画像用の画像露光が施され、感光体１上にイエロー用静電潜像が形成される。この静電潜像はイエロートナーを有する現像装置４の現像バイアスが印加された現像ローラ４１にて現像されて可視イエロートナー像となる。該イエロートナー像は１次転写ローラ６にて転写ベルト８上に１次転写される。このとき、１次転写ローラ６には図示省略の電源から１次転写バイアスが印加される。
【００６３】
同様にして、マゼンタ画像形成部Ｍにおいてマゼンタトナー像が形成されて転写ベルト８に転写され、シアン画像形成部Ｃにおいてシアントナー像が形成されて転写ベルト８に転写され、ブラック画像形成部Ｋにおいてブラックトナー像が形成されて転写ベルト８に転写される。
【００６４】
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像はこれらが中間転写ベルト８上に重ねて転写されるタイミングで形成される。
かくして転写ベルト８上に形成された多重トナー像は転写ベルト８の回動により２次転写ローラ９へ向け移動する。
【００６５】
一方、記録媒体Ｓが記録媒体収容カセット１０から媒体供給ローラ１０１にて引き出され、タイミングローラ対ＴＲへ供給され、待機している。
【００６６】
このようにタイミングローラ対ＴＲのところで待機する記録媒体Ｓは、中間転写ベルト８にて送られてくる多重トナー像に合わせて、転写ベルト８と２次転写ローラ９とのニップ部に供給される。該多重トナー像は図示省略の電源から２次転写バイアスが印加された２次転写ローラ９にて記録媒体Ｓ上に２次転写される。
【００６７】
その後記録媒体Ｓは定着装置ＦＸに通され、そこで多重トナー像が加熱加圧下に記録媒体Ｓに定着される。記録媒体Ｓはひき続き、排出ローラ対ＤＲにて排出トレイＤＴに排出される。
【００６８】
トナー像のベルト８への１次転写において感光体１上に残留する転写残トナー等はクリーニング装置５で清掃され、２次転写によりベルト８上に残留する２次転写残トナー等はクリーニング装置８３で清掃される。これら清掃除去されたトナーはそれぞれ図示省略の搬送手段にて廃棄容器へ送られる。
【００６９】
以上説明したように画像形成されるのであるが、２成分現像剤を用いる現像装置４についてさらに説明する。現像装置４は図２〜図４に示すもので、本発明に係る現像装置の１例である。
【００７０】
図２は現像装置４の断面構造の概略を示している。図３は現像装置４を図２において左側から見て、現像装置ハウジング４０の一部を除去した状態で、概略的に示している。図４は現像装置４の現像剤搬送部材駆動側のハウジング内部構造の概略を拡大して示している。
【００７１】
現像装置４は、現像剤担持体４１とその内部に固定配置された磁石体４２を有している。現像剤担持体４１は、ここでは非磁性材料で形成された断面円形の中空ローラ形態のスリーブであり、磁石体４２に外嵌され、図示を省略した左右の軸受け部を介して磁石体４２に回転自在に支持されているとともに、左側、右側のうち片方側から図示省略の駆動手段にて図２中時計方向ＣＷに回転駆動可能となっている。磁石体４２はここでは概ねローラ形態に形成されている。
【００７２】
現像装置４は、さらに現像スリーブ４１へ現像剤を攪拌しつつ供給する第１搬送部材４３及び第２搬送部材４４を含んでいる。第１搬送部材４３はここでは回転軸４３１にスクリュー羽根（螺旋羽根）４３２を周設したスクリュー搬送部材であり、第２搬送部材４４も回転軸４４１にスクリュー羽根（螺旋羽根）４４２を周設したスクリュー搬送部材である。
【００７３】
現像スリーブ４１、搬送部材４３、４４はいずれも現像装置ハウジング４０に収められ、該ハウジングに回転可能に支持されている。現像スリーブ４１は、現像装置４が画像形成装置ＰＲに設置されると感光体１に臨むように、一部がハウジング４０の外側へ出ている。搬送部材４３、４４は現像装置ハウジング４０内に収容されている。
【００７４】
第１搬送部材４３は現像スリーブ４１に臨んで、現像スリーブと平行に配置されており、第２搬送部材４４は隔壁４５を間にして第１搬送部材４３と平行に、搬送部材４３の下方に配置されている。
図３に示すように、隔壁４５の左隣には現像剤流通路ｈ１が、右隣には現像剤流通路ｈ２が形成されている。
【００７５】
第１搬送部材４３の回転軸４３１の一端部（図３において左側の端部）は、図３及び図４に示すように、現像装置ハウジング４０に設けられた軸受け部４３ａに回転可能に支持されてハウジング外まで突出している。軸受け部の４３ａの内側（現像剤循環領域側）では現像シール部材４３ｓが回転軸４３１に摺動可能に接触して該軸を囲繞している。回転軸４３１の他端部（図３において右側の端部）は、図３に示すように、ハウジング４０の一部を兼ねる反対側の軸受け部４３ｂに回転可能に支持されている。
【００７６】
第２搬送部材４４の回転軸４４１の一端部（図３において左側の端部）も、図３及び図４に示すように、現像装置ハウジング４０に設けられた軸受け部４４ａに回転可能に支持され支持されてハウジング外まで突出している。軸受け部の４４ａの内側（現像剤循環領域側）では現像シール部材４４ｓが回転軸４４１に摺動可能に接触して該軸を囲繞している。回転軸４４１の他端部（図３において右側の端部）は、図３に示すように、ハウジング４０の一部を兼ねる反対側の軸受け部４４ｂに回転可能に支持されている。
【００７７】
回転軸４３１のハウジング外へ突出した部分にはギアｇ１が、回転軸４４１のハウジング外へ突出した部分にはギアｇ２がそれぞれ設けられており、これらギアｇ１、ｇ２は互いにかみ合っている。現像装置４では、ギアｇ１、ｇ２が設けられた側が搬送部材駆動側となっている。ギアｇ２が図示省略の駆動装置により回転駆動されることで、ギアｇ１も反対方向に駆動される。
【００７８】
図３に現像剤循環方向を矢印で示すように、第１、第２の搬送部材４３、４４が回転駆動されることで、ハウジング４０内の現像剤は、第１搬送部材４３にて、図３において左側の現像剤送入側端部（現像剤送り込み側端部）から右側の現像剤送出側端部（現像剤送り出し側端部）へ搬送され、該現像剤送出側端部から前記現像剤流通路ｈ２を通って第２搬送部材４４の現像剤送入側端部へ重力に助けられつつ落下し、さらに該第２搬送部材４４にてその現像剤送出側端部へ向け搬送され、該送出側端部から前記現像剤流通路ｈ１を通って第１搬送部材４３の現像剤送入側端部へ上昇移動する。このようにして第１、第２の搬送部材４３、４４、隔壁４５、現像剤流通路ｈ１、ｈ２及びそれらの周囲のハウジング部分により形成される現像剤循環域Ａにおいて攪拌循環されつつ、第１搬送部材４３から現像スリーブ４１へ供給される。
【００７９】
図３において現像装置４の右側端部にある第１搬送部材４３の現像剤送出側端部及び第２搬送部材４４の現像剤送入側端部では、搬送部材回転軸４３１、４４１の軸受け部４３ｂ、４４ｂの近くまでスクリュー羽根４３２、４４２が延びており、図３において点線が囲った範囲Ａが概ね現像剤循環域である。
【００８０】
現像スリーブ４１は内部の磁石体４２の作用で現像剤の穂（現像剤からなる磁気ブラシ）を周面に保持して感光体１に臨む現像域へ向け搬送し、その途中で現像剤規制部材４００にて現像剤量が規制されて静電潜像の現像に供される。現像に供された現像剤のうち消費されなかったものは現像スリーブ４１の回転に伴って第１搬送部材４３へ戻される。
【００８１】
図１では図示を省略しているが図２に破線で示すトナー補給装置Ｔから下側の第２搬送部材４４へトナー補給できるようになっている。
【００８２】
現像装置４について注目すべきは、第２搬送部材４４の現像剤送出側端部から第１搬送部材４３の現像剤送入側端部へ至る現像剤搬送方向切り換わり域Ａ１側では、現像剤シール部材４３ｓ、４４ｓに臨むエリアのうち現像剤シール部材４３ｓに臨む第１域Ａ２１と現像剤シール部材４４ｓに臨む第２域Ａ２２とに、現像剤循環域Ａで循環する現像剤の一部を導いて該第１域及び第２域の現像剤を入れ換え循環させる副循環装置４６が設けられている点である。
【００８３】
副循環装置４６は、ここでは、
第１域Ａ２１及び第２域Ａ２２間を連通させるように現像装置ハウジング４０の一部に形成された連通路４６１と、
搬送部材４３の送入側端部の回転軸４３１の部分に設けられた第１副搬送部材４６２と、
搬送部材４４の送出側端部の回転軸４４１の部分に設けられた第２副搬送部材４６３とを含むものである。
【００８４】
副搬送部材４６２、４６３は、ここではいずれも回転軸４３１、４４１に周設されたスクリュー羽根であり、該各スクリュー羽根は、それとは限定さないが、例えばシール部材４３ｓ（４４ｓ）及び現像装置ハウジング４０の内壁面のそれぞれに対して、０．５ｍｍのクリアランスをおいて設ける場合を挙げることができる。
この第１副搬送部材４６２は 搬送部材４４の送出側端部から搬送部材４３送入側端部へ上昇移動してくる現像剤の一部を第１域Ａ２１の方へ搬送する。第２副搬送部材４６３は、第１域Ａ２１及び連通路４６１からの現像剤を、搬送部材４４の送出側端部から搬送部材４３の送入側端部へ向かう現像剤上昇流れへ戻す。
【００８５】
また、第１域Ａ２１から連通路４６１を通って第２域Ａ２２へ向かう現像剤は該第１域及び第２域に臨む現像剤シール部材４３ｓ、４４ｓに接触しつつ移動する。
【００８６】
このときの現像剤搬送に伴う粉圧の方向と大きさについては、図５に矢印の方向と太さで簡略に示してある。第２搬送部材４４によりその現像剤送出側端部へ搬送されてくる現像剤の粉圧(1) が高く、これに比べると、現像スリーブ４３ｓに臨む第１域Ａ２１へ向かう第１副搬送部材４６２等による現像剤粉圧(3) は低い。従って、副搬送部材４６２により現像剤が第１域Ａ２１内へ供給されても、現像スリーブ４３ｓ、ひいてはその外側の軸受け部４３ａへの現像剤進入は抑制されている。換言すれば、副搬送部材４６２は、現像スリーブ４３ｓ、ひいてはその外側の軸受け部４３ａへの現像剤進入が抑制されるように、現像剤搬送を行うものである。
【００８７】
また、前記のとおり、第２搬送部材４４によりその現像剤送出側端部へ搬送されてくる現像剤の粉圧(1) に比べると、粉圧(1) に対向する第２副搬送部材４６３による現像剤粉圧(2) は低く、従って、副搬送部材４６３による現像剤粉圧(2) が現像剤循環を妨げることはなく、それでいて、第２域Ａ２２奥へ向かおうとする粉圧(1) の一部を相殺して現像スリーブ４４ｓ、ひいてはその外側の軸受け部４４ａへの現像剤進入を抑制することができるとともに、第２域Ａ２２からの現像剤排出を円滑化することができる。換言すれば、副搬送部材４６３は、そのように現像剤搬送を行うものである。
【００８８】
かくして副循環装置４６は、駆動側の現像剤搬送方向切り換わり域Ａ１の側で、現像剤シール部材４３ｓに臨む第１域Ａ２１と現像剤シール部材４４ｓに臨む第２域Ａ２２とに、現像剤の一部を導いて該第１域及び第２域に、現像剤循環域Ａとは逆方向に入れ換え循環させることができる。
【００８９】
この現像剤入れ換え循環流により、現像剤シール部材４３ｓや軸受け部４３ａの熱及び現像剤シール部材４４ｓや軸受け部４４ａの熱を奪って該シール部材や軸受け部の昇温を抑制でき、ひいては、現像剤の昇温を抑制して現像剤の劣化や現像剤の凝集を抑制でき、それだけ良好な現像画像を形成できる。
【００９０】
また、シール部材４３ｓ、４４ｓや軸受け部４３ａ、４４ａでの回転軸４３１、４４１との摩擦発熱による昇温が抑制されるので、シール部材４３ｓ、４４ｓや軸受け部４３ａ、４４ａでの現像剤の溶融固着による搬送部材４３、４４の回転不良の発生が抑制される。さらに、該シール部材、軸受け部及びそれらに接触する搬送部材回転軸部分の熱による変形や摩耗促進も抑制される。
【００９１】
しかも、このような利点をもたらす副循環装置４６は、実用上問題視すべきコスト上昇を伴うことなく比較的安価に設けることができる。
【００９２】
画像形成装置ＰＲでは、現像装置としてこのような現像装置４を採用しているから、各現像装置においては現像剤の高温化が抑制され、それだけ画像形成装置全体として良好な画像を形成できる。
【００９３】
なお、画像形成装置ＰＲは複数の現像装置のうち少なくとも一つを現像装置４とするだけでも、該現像装置４においては現像剤の高温化が抑制されるので、それだけ画像形成装置全体として、現像剤昇温による画像品質の低下を抑制できる。
【００９４】
以上説明した現像装置４にガラス転移点温度が４７℃程度であるトナーをキャリアに対して重量比で概ね１：９（トナー１：キャリア９）の割合で混合した２成分現像剤を収容して、周囲環境温度３０℃程度で 略１時間連続駆動したときのシール部材４３ｓ、４４ｓの内側域Ａ２１、Ａ２２の温度上昇、並びに、副循環装置４６を備えていない点を除けば同じ構成である現像装置についても同じ条件で連続駆動したときのシール部材４３ｓ、４４ｓの内側域Ａ２１、Ａ２２の温度上昇を図６に示す。
【００９５】
図６から、本発明に係る現像装置のように副循環装置を設けてシール部材内側のエリアに現像剤を入れ換え循環することで、現像剤の昇温を抑えることができ、ひいては、それだけ良好な画像を形成できることが分かる。
【００９６】
ところで、現像装置４では、現像剤中のキャリアが、主としてシール部材４３ｓ、４４ｓ等の熱を奪う冷媒として働くのであるが、一般的な磁性キャリアの主たる材質は鉄であり、その熱伝導率は８４〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕程度であるから、現像剤の昇温を一層確実に抑制するために、現像剤中に熱伝導率が９０〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕以上である粉体を添加してもよい。
【００９７】
かかる粉体としては、例えば酸化アルミニウムや窒化アルミニウム（熱伝導率１５０〜２００Ｗ／ｍ・Ｋ）の粉体を例示できる。さらにはカーボンナノチューブ（熱伝導率３０００〜５５００Ｗ／ｍ・Ｋ）の粉体も例示できる。
カーボンナノチューブについては適当な母材に添加して用いる場合を例示できる。
【００９８】
酸化アルミニウムの粉体のように非磁性の粉体であれば、現像剤に混ぜても固定磁石体４２により現像スリーブ４１上に供給されることはないため、画質には実質上影響ない。
【００９９】
また、以上説明した現像装置４では、シール部材４３ｓ、４４ｓだけに着目すると、該シール部材の温度を実用上支障のない現像剤温度近くに抑制しておくことが可能であるとしても、現像装置４全体として発熱量が多く、現像装置全体の温度、ひいては現像剤温度が高くなってしまう場合には、現像剤によるシール部材４３ｓ、４４ｓ等の冷却効果が得られない。
【０１００】
そこで、現像剤循環域Ａで循環する現像剤を冷却する現像剤冷却部を設けてもよい。
図７は本発明に係る現像装置の他の例を示している。この現像装置４Ａは現像装置において第２搬送部材４４が収められている現像剤流路に対して現像剤を冷却する冷却部４８を設けたものである。その他の点は現像装置４と同構成であり、装置４と同じ部品、部分等には同じ符号を付してある。冷却部４８としては、空冷方式のもの、水冷方式のもの等、各種のものを採用できる。
【０１０１】
以上説明した現像装置４、４Ａでは、現像剤搬送部材の駆動側にだけ現像剤の副循環装置を設けたが、駆動側とは反対側にも同様の副循環装置を設けてもよい。現像装置４、４Ａは第１搬送部材４３の下方に第２搬送部材４４が配置される構造のものであったが、本発明は、両搬送部材が同じ高さ或いは略同じ高さに配置される現像装置にも適用でき、その場合にも、駆動側及びその反対側の少なくとも一方の側に同様の副循環装置を設けることができる。
【０１０２】
図１を参照して説明した画像形成装置はタンデム型のフルカラープリンタＰＲであったが、本発明はモノクロ画像形成装置にも適用でき、また、他のタイプの多色画像形成装置等にも適用できる。また、現像装置を複数備えている画像形成装置では、該複数の現像装置の全数より少ない数の現像装置に本発明が適用されているだけでもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明は、現像剤の昇温を抑制してそれだけ良好な画像を形成できる現像装置及び該現像装置を搭載することでそれだけ良好に画像形成できる画像形成装置を提供することに利用できる。
【符号の説明】
【０１０４】
ＰＲ プリンタ
Ｙ イエロー画像形成部
Ｍ マゼンタ画像形成部
Ｃ シアン画像形成部
Ｋ ブラック画像形成部
１ 感光体
２ 帯電装置 ３ 画像露光装置
４ 現像装置
４０ 現像装置ハウジング
４１ 現像剤担持体（現像スリーブ）
４２ 固定磁石体
４３ 第１搬送部材
４３１ 回転軸
４３２ スクリュー羽根
４３ａ、４３ｂ 軸受け部
４３ｓ 現像剤シール部材
４４ 第２搬送部材
４４１ 回転軸
４４２ スクリュー羽根
４４ａ、４４ｂ 軸受け部
４４ｓ 現像剤シール部材
４５ 隔壁
ｈ１、ｈ２ 現像剤流通開口
４００ 現像剤規制部材
Ａ 現像剤循環域
Ａ１ 駆動側の現像剤搬送方向切り換わり域
Ａ２１ シール部材４３ｓに臨む第１域
Ａ２２ シール部材４４ｓに臨む第２域
４６ 副循環装置
４６１ 連通路
４６２ 第１副搬送部材（実施例ではスクリュー羽根）
４６３ 第２副搬送部材（実施例ではスクリュー羽根）
４８ 冷却部
Ｔ トナー補給装置
Ａ 現像剤循環域
５ クリーニング装置
６ １次転写ローラ
８ 中間転写ベルト
８１ 駆動ローラ
８２ 対向ローラ
８３ クリーニング装置
９ ２次転写ローラ
１０ 記録媒体供給カセット
１０１ 記録媒体供給ローラ
ＴＲ タイミングローラ対
ＦＸ 定着装置
ＤＲ 記録媒体排出ローラ対
ＤＴ 記録媒体排出トレイ
Ｓ 記録媒体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式の画像形成装置において静電潜像担持体に形成される静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置であり、
前記静電潜像にトナーを付与するための現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に臨設され、回転駆動されることで回転軸方向に現像剤を搬送する第１搬送部材と、
回転駆動されることで回転軸方向に、且つ、前記第１搬送部材とは反対方向に、現像剤を搬送する第２搬送部材とを含んでおり、
前記第２搬送部材の現像剤の送出側端部から前記第１搬送部材の現像剤の送入側端部へ至る現像剤搬送方向切り換わり域及び前記第１搬送部材の現像剤の送出側端部から前記第２搬送部材の現像剤の送入側端部へ至る現像剤搬送方向切り換わり域での現像剤搬送方向切り換わりを許しつつ該第１及び第２の搬送部材で現像剤を攪拌循環させて該第１搬送部材から前記現像剤担持体へ現像剤を供給できる現像装置であって、
前記両現像剤搬送方向切り換わり域のうち少なくとも一方側においては、現像剤循環域の外側へ延在した前記各搬送部材の回転軸部分が軸受け部で支持されているとともに該軸受け部より現像剤循環域側で現像剤シール部材で囲繞されており、且つ、該現像剤シール部材に臨むエリアのうち搬送部材送入側端部の回転軸部分の現像剤シール部材に臨む第１域と搬送部材送出側端部の回転軸部分の現像剤シール部材に臨む第２域とに、前記現像剤循環域で循環する現像剤の一部を導いて該第１域及び第２域の現像剤を入れ換え循環させる副循環装置を備えていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記副循環装置は、前記搬送部材送出側端部から前記搬送部材送入側端部へ移動する現像剤の一部を前記第１域から第２域へ移動させつつ該第１域及び第２域に前記現像剤循環域とは逆方向に循環させる装置である請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記副循環装置は、
前記第１域及び第２域間を連通させる連通路と、
前記搬送部材送入側端部の回転軸部分に設けられた第１副搬送部材と、
前記搬送部材送出側端部の回転軸部分に設けられた第２副搬送部材とを含んでおり、
該第１副搬送部材が該搬送部材送出側端部から該搬送部材送入側端部へ移動してくる現像剤の一部を前記第１域の方へ搬送し、該第２副搬送部材が該第１域及び前記連通路からの現像剤を該搬送部材送出側端部から該搬送部材送入側端部へ向かう現像剤流れへ戻すようにして現像剤を入れ換え循環させる請求項２記載の現像装置。
【請求項４】
前記副循環装置により前記第１域及び第２域を移動する現像剤は該第１域及び第２域に臨む前記現像剤シール部材に接触しつつ移動する請求項１、２又は３記載の現像装置。
【請求項５】
前記第２副搬送部材は、前記搬送部材送出側端部へ搬送されてくる現像剤の圧力を該搬送部材送出側端部において反対方向からの現像剤搬送で弱めるように前記連通路からの現像剤を戻し搬送するものである請求項３又は４記載の現像装置。
【請求項６】
前記両現像剤搬送方向切り換わり域のうち少なくとも前記第２搬送部材の現像剤の送出側端部から前記第１搬送部材の現像剤の送入側端部へ至る現像剤搬送方向切り換わり域の側において、前記各搬送部材の回転軸部分が前記軸受け部で支持されているとともに前記現像剤シール部材で囲繞されており、且つ、前記副循環装置が設けられている請求項１から５のいずれかに記載の現像装置。
【請求項７】
前記第２搬送部材の現像剤送出側端部は前記第１搬送部材の現像剤送入側端部の下方に配置されている請求項６記載の現像装置。
【請求項８】
補給トナーの補給が前記第２搬送部材へ行われるように形成されている請求項６又は７記載の現像装置。
【請求項９】
前記現像剤はトナーとキャリアを主体とする２成分現像剤である請求項１から８のいれかに記載の現像装置。
【請求項１０】
前記現像剤中に熱伝動率が９０〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕以上である粉体が添加されている請求項９記載の現像装置。
【請求項１１】
前記現像剤循環域で循環する現像剤を冷却する現像剤冷却部を設けてある請求項１から１０のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１２】
静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成する画像形成装置であり、少なくとも一つの現像装置が請求項１から１１のいずれかに記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
電子写真方式の画像形成装置において静電潜像担持体に形成される静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置であり、
前記静電潜像にトナーを付与するための現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に臨設され、回転駆動されることで回転軸方向に現像剤を搬送する第１搬送部材と、
回転駆動されることで回転軸方向に、且つ、前記第１搬送部材とは反対方向に、現像剤を搬送する第２搬送部材とを含んでおり、
前記第２搬送部材の現像剤の送出側端部から前記第１搬送部材の現像剤の送入側端部へ至る現像剤搬送方向切り換わり域及び前記第１搬送部材の現像剤の送出側端部から前記第２搬送部材の現像剤の送入側端部へ至る現像剤搬送方向切り換わり域での現像剤搬送方向切り換わりを許しつつ該第１及び第２の搬送部材で現像剤を攪拌循環させて該第１搬送部材から前記現像剤担持体へ現像剤を供給できる現像装置であって、
前記両現像剤搬送方向切り換わり域のうち少なくとも一方側においては、現像剤循環域の外側へ延在した前記各搬送部材の回転軸部分が軸受け部で支持されているとともに該軸受け部より現像剤循環域側で現像剤シール部材で囲繞されており、且つ、該現像剤シール部材に臨むエリアのうち搬送部材送入側端部の回転軸部分の現像剤シール部材に臨む第１域と搬送部材送出側端部の回転軸部分の現像剤シール部材に臨む第２域とに、前記現像剤循環域で循環する現像剤の一部を導いて該第１域及び第２域の現像剤を入れ換え循環させる副循環装置を備えていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記副循環装置は、前記搬送部材送出側端部から前記搬送部材送入側端部へ移動する現像剤の一部を前記第１域から第２域へ移動させつつ該第１域及び第２域に前記現像剤循環域とは逆方向に循環させる装置である請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記副循環装置は、
前記第１域及び第２域間を連通させる連通路と、
前記搬送部材送入側端部の回転軸部分に設けられた第１副搬送部材と、
前記搬送部材送出側端部の回転軸部分に設けられた第２副搬送部材とを含んでおり、
該第１副搬送部材が該搬送部材送出側端部から該搬送部材送入側端部へ移動してくる現像剤の一部を前記第１域の方へ搬送し、該第２副搬送部材が該第１域及び前記連通路からの現像剤を該搬送部材送出側端部から該搬送部材送入側端部へ向かう現像剤流れへ戻すようにして現像剤を入れ換え循環させる請求項２記載の現像装置。
【請求項４】
前記副循環装置により前記第１域及び第２域を移動する現像剤は該第１域及び第２域に臨む前記現像剤シール部材に接触しつつ移動する請求項１、２又は３記載の現像装置。
【請求項５】
前記第２副搬送部材は、前記搬送部材送出側端部へ搬送されてくる現像剤の圧力を該搬送部材送出側端部において反対方向からの現像剤搬送で弱めるように前記連通路からの現像剤を戻し搬送するものである請求項３又は４記載の現像装置。
【請求項６】
前記両現像剤搬送方向切り換わり域のうち少なくとも前記第２搬送部材の現像剤の送出側端部から前記第１搬送部材の現像剤の送入側端部へ至る現像剤搬送方向切り換わり域の側において、前記各搬送部材の回転軸部分が前記軸受け部で支持されているとともに前記現像剤シール部材で囲繞されており、且つ、前記副循環装置が設けられている請求項１から５のいずれかに記載の現像装置。
【請求項７】
前記第２搬送部材の現像剤送出側端部は前記第１搬送部材の現像剤送入側端部の下方に配置されている請求項６記載の現像装置。
【請求項８】
補給トナーの補給が前記第２搬送部材へ行われるように形成されている請求項６又は７記載の現像装置。
【請求項９】
前記現像剤はトナーとキャリアを主体とする２成分現像剤である請求項１から８のいれかに記載の現像装置。
【請求項１０】
前記現像剤中に熱伝動率が９０〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕以上である粉体が添加されている請求項９記載の現像装置。
【請求項１１】
前記現像剤循環域で循環する現像剤を冷却する現像剤冷却部を設けてある請求項１から１０のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１２】
静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成する画像形成装置であり、少なくとも一つの現像装置が請求項１から１１のいずれかに記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１６４８７５（Ｐ２０１０−１６４８７５Ａ）
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８４７２（Ｐ２００９−８４７２）
【出願日】平成２１年１月１９日（２００９．１．１９）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１９日（２００９．１．１９）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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