(57)【要約】【課題】画質劣化を抑制する。【解決手段】現像装置１は、現像剤を収容する現像槽２と、現像槽２の内部の加熱および冷却を行うペルチエ素子９と、ペルチエ素子９を制御する制御部１７を有する。制御部１７は、単位時間当たりの現像槽２へのトナー補給量が所定量Ｐ１より少なく、且つ現像槽２の内部の温度が所定温度Ｔ１より高い場合（Ｓ３にてＹｅｓ）、ペルチエ素子９に現像槽２の内部を冷却させる（Ｓ４）。また、制御部１７は、単位時間当たりの現像槽２へのトナー補給量が所定量Ｐ２より多く、且つ現像槽２の内部の温度が所定温度Ｔ２より低い場合（Ｓ６にてＹｅｓ）、ペルチエ素子９に現像槽２の内部を加熱させる（Ｓ７）。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアとを含む現像剤を収容するものであって補給装置からトナーが補給される現像槽と、前記現像槽のトナーを感光体へ供給する現像ローラとを含む現像装置において、
前記現像槽の内部の温度である現像槽温度を検出する温度検出部と、
単位時間当たりの前記現像槽へのトナー補給量を検出する補給量検出部と、
前記現像槽の内部を加熱する加熱部と、
前記現像槽の内部を冷却する冷却部と、
前記トナー補給量が第１所定量よりも少なく、且つ前記現像槽温度が第１所定温度よりも高い場合、前記冷却部に前記現像槽の内部を冷却させ、前記第１所定量よりも多い量として設定された第２所定量よりも前記トナー補給量が多く、且つ前記第１所定温度よりも低い温度として設定された第２所定温度よりも前記現像槽温度が低い場合、前記加熱部に前記現像槽の内部を加熱させる温度制御部とを含むことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像ローラに付着する現像剤の量を規制する規制部材が前記現像槽の内部に設けられており、
前記温度検出部は、前記規制部材の温度を感知する温度センサを含み、この温度センサにて感知された温度を前記現像槽温度として検出するようになってい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】
前記温度センサは前記規制部材に取り付けられており、前記規制部材は金属からなることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記温度センサは、前記規制部材において、前記規制部材と前記現像ローラとの間隙部よりも前記現像ローラの回転方向の下流側の面に取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記加熱部として機能すると共に前記冷却部としても機能するペルチエ素子を有していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記ペルチエ素子は前記現像槽の壁の一部として前記現像槽に含まれていることを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像槽の外部側において前記ペルチエ素子に面しているダクトを有することを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
トナーとキャリアとを含む現像剤を収容するものであって補給装置からトナーが補給される現像槽と、前記現像槽のトナーを感光体へ供給する現像ローラとを含む現像装置の制御方法において、
前記現像槽の内部の温度である現像槽温度を検出する温度検出工程と、単位時間当たりの前記現像槽へのトナー補給量を検出する補給量検出工程と、前記現像槽の内部を加熱する加熱工程と、前記現像槽の内部を冷却する冷却工程とを含み
前記トナー補給量が第１所定量よりも少なく、且つ前記現像槽温度が第１所定温度よりも高い場合、前記冷却工程を実行し、
前記第１所定量よりも多い量として設定された第２所定量よりも前記トナー補給量が多く、且つ前記第１所定温度よりも低い温度として設定された第２所定温度よりも前記現像槽温度が低い場合、前記加熱工程を実行することを特徴とする現像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２成分現像剤を用いる現像装置、画像形成装置、および現像装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用した画像形成装置は、帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置、除電装置、および定着装置を有する。画像を形成する場合は、回転駆動する感光体（感光体ドラム）の表面を帯電装置によって均一に帯電した後、感光体表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する。続いて、静電潜像を現像装置によって現像することにより感光体表面上にトナー像を形成する。トナー像は、転写装置によってシート（用紙、転写材）上に転写され、その後、シートを定着装置で加熱することによって、シート上にトナー像を定着させる。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って除去され且つ所定の回収部に回収される。また、除電装置は、クリーニングされた後の感光体表面から残留電荷を除去する。
【０００３】
感光体上の静電潜像を現像する現像処理には、トナーのみからなる１成分現像剤、あるいはトナーとキャリアとを含む２成分現像剤が一般に用いられる。１成分現像剤は、キャリアを用いないため、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。２成分現像剤は、トナーとキャリアとを均一に混合するための攪拌機構を必要とするが、帯電量の安定性に優れることから、高速の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。
【０００４】
２成分現像剤を利用する現像装置は、一般的に、現像槽、現像ローラ、攪拌部材、規制部材、流し板などを有している。現像槽は、現像ローラおよび攪拌部材を回転自在に支持するとともに、内部に現像剤を収容する。現像ローラは、現像槽内の現像剤を表面に引き寄せて担持して回転し、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。攪拌部材は、現像槽内の現像剤を均一に攪拌して現像ローラに向けて搬送する。規制部材（ドクターブレード）は、現像ローラ表面の現像剤層の層厚を規制する板状部材である。
【０００５】
近年、２成分現像剤に使用されるトナーのバインダ樹脂としては、印刷速度の高速化や省エネルギー化に対応するため、低温で軟化するものや、低融点ワックスが添加されたものが用いられるようになってきている。そのため、連続印刷時においてドクターブレードと現像剤との摩擦によってトナーの温度上昇が生じると、トナーが凝集しやすくなるといった問題が生じる。
【０００６】
前記の温度上昇の問題に対し、特許文献１には、現像剤を収容する現像容器（現像槽）に吸気口と排気口とを含む風路を形成し、その風路に冷却風を流して、現像容器および現像容器に収容された現像剤を冷却する現像装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００８−１２９５６２号公報（２００８年６月５日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
また、現像槽に補給されるトナーには、トナーの流動性向上のために遊離外添剤（流動状態を維持したままトナー粒子表面に付いている外添剤）が添加されている。ここで、連続印刷時において現像装置の単位時間当たりのトナー消費量が多量であると（例えばカバレージの高い画像を連続印刷する場合）、現像槽内で遊離外添剤が過多になる。また、連続印刷時において単位時間当たりの現像装置のトナー消費量が少量であると（例えばカバレージの低い画像を連続印刷する場合）、現像槽内で遊離外添剤が過少になる。以下では、このように遊離外添剤が過多または過少になる理由を詳細に説明する。
【０００８】
上述した遊離外添剤は、現像剤温度が高い場合、トナーが軟化することに伴ってトナーに埋没または固着されやすくなる一方、現像剤温度が低い場合、トナーの軟化が生じにくいためトナーに埋没または固着されにくくなる。そして、現像槽に補給された後のトナーは、通常、現像槽内を循環することでドクターブレードとの摩擦が繰り返される事を主要因として温度が若干上昇し、この温度上昇によってトナーに埋没または固着する外添剤が生じてしまい、遊離外添剤の量が減少する。それゆえ、この減少分を見越して、新品のトナーには適正量よりも若干多い量の遊離外添剤が添加されている。
【０００９】
ここで、連続印刷時において単位時間当たりのトナー消費量が多量である場合、単位時間当たりの新品のトナーの補給量が多量となり、遊離外添剤が過多となる。さらに、単位時間当たりのトナー消費量が多量である場合、現像槽内においては補給直後の新品のトナーが一時的に多量になると共に、ドクターブレードとの摩擦を充分に受けているトナーの割合が低くなり、現像槽内の現像剤の温度は比較的低い。その結果、遊離外添剤がトナーに埋没されにくくなり、以上のようにして過多となった遊離外添剤は減少しにくい。それゆえ、連続印刷時において単位時間当たりのトナー消費量が多量になると、現像装置において遊離外添剤が過多になるのである。
【００１０】
これに対し、連続印刷時において単位時間当たりのトナー消費量が少量である場合、現像槽に補給されてから充分に時間が経ち且つドクターブレードとの摩擦を充分に受けているトナーが現像槽にて多量になっていることから、現像槽内の現像剤温度が過剰に高くなっており、トナーに対する外添剤の埋没が過剰に生じており、遊離外添剤の量が過少になっている。また、この場合、単位時間当たりの現像槽へのトナー補給量が少量であるため、新たに補給される遊離外添剤は少ない。それゆえ、連続印刷時において単位時間当たりのトナー消費量が少量になると、現像装置において遊離外添剤が過少になっているのである。
【００１１】
以上のような理由により、連続印刷時に単位時間当たりのトナー消費量が多量になると、現像槽内で遊離外添剤が過多になり、連続印刷時に単位時間当たりのトナー消費量が少量になると、遊離外添剤が過少になるのである。
【００１２】
そして、現像槽内で遊離外添剤が過多になる場合、感光体ドラムに遊離外添剤が付着し易くなって感光体フィルミングが生じ、この感光体フィルミングに起因して画像ムラが発生し、画質劣化の問題が生じることになる。また、現像槽内で遊離外添剤が過少になる場合、現像剤の流動性が極端に低下して画像濃度低下が発生するため、この場合も画質劣化の問題が生じることになる。
【００１３】
これら問題に対し、トナー粒子を形成するバインダ樹脂表面に埋没または固着しやすい小粒径（７〜１６ｎｍ）の外添剤と、バインダ樹脂表面に埋没および固着しにくい大粒径（５０〜１００ｎｍ）の外添剤とを適当な配合比でトナーに添加することによって、遊離外添剤の量が急激に変化しないようにする方法が考えられる。しかし、この方法でも以上の問題を解消するには充分でないことが判明した。
【００１４】
本発明は、以上の問題に鑑みてなされたものであって、連続印刷時に単位時間当たりのトナー消費量が多量になり、または、連続印刷時に単位時間当たりのトナー消費量が少量になっても、画質劣化の発生が抑制される現像装置、画像形成装置、現像装置の制御方法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】
【００１５】
前記課題を解決する本発明の現像装置は、トナーとキャリアとを含む現像剤を収容するものであって補給装置からトナーが補給される現像槽と、前記現像槽のトナーを感光体へ供給する現像ローラとを含む現像装置において、前記現像槽の内部の温度である現像槽温度を検出する温度検出部と、単位時間当たりの前記現像槽へのトナー補給量を検出する補給量検出部と、前記現像槽の内部を加熱する加熱部と、前記現像槽の内部を冷却する冷却部と、前記トナー補給量が第１所定量よりも少なく、且つ前記現像槽温度が第１所定温度よりも高い場合、前記冷却部に前記現像槽の内部を冷却させ、前記第１所定量よりも多い量として設定された第２所定量よりも前記トナー補給量が多く、且つ前記第１所定温度よりも低い温度として設定された第２所定温度よりも前記現像槽温度が低い場合、前記加熱部に前記現像槽の内部を加熱させる温度制御部とを含むことを特徴とする。
【００１６】
この発明にあっては、単位時間当たりのトナー補給量が第１所定量よりも少なく、前記現像槽温度が第１所定温度よりも高い場合、前記現像槽の内部を冷却している。それゆえ、連続印刷時にトナー消費量が少量である場合（単位時間当たりのトナー補給量が少量である場合）、現像槽の現像剤温度が所定の度合よりも低くなるように現像槽の温度調整を行うことになる。そして、この温度調整によって、外添剤がトナーに埋没されにくくなって、遊離外添剤が過少になることが抑制され、遊離外添剤が過少となって生じる現像剤の流動性低下が抑制される。
【００１７】
これに対し、単位時間当たりのトナー補給量が第２所定量よりも多く、前記現像槽温度が第２所定温度よりも低い場合、前記現像槽の内部を加熱している。それゆえ、連続印刷時にトナー消費量が多量である場合（単位時間当たりのトナー補給量が多量である場合）、現像槽の現像剤温度が所定の度合よりも高くなるように現像槽の温度調整を行うことになる。そして、この温度調整によって、外添剤がトナーに埋没されやすくなって、遊離外添剤が過多になることが抑制され、遊離外添剤が過多となって生じる感光体フィルミングを抑制できる。
【００１８】
それゆえ、本発明によれば、連続印刷時に単位時間当たりのトナー消費量が多量になり、または、連続印刷時に単位時間当たりのトナー消費量が少量になっても、画質劣化を抑制できるという効果を奏する。
【００１９】
また、本発明の現像装置において、前記現像ローラに付着する現像剤の量を規制する規制部材を現像槽の内部に設置する場合、規制部材と現像剤との摩擦によって、現像剤および現像槽内部に温度上昇が生じる。
【００２０】
そこで、前記課題を解決する本発明の現像装置において、前記温度検出部は、前記規制部材の温度を感知する温度センサを含み、この温度センサにて感知された温度を前記現像槽温度として検出するようになっていることが好ましい。
【００２１】
この発明にあっては、規制部材の温度を前記現像槽温度として検出するようになっているため、前記摩擦によって生じる温度上昇を迅速に検出でき、この温度上昇が生じてから現像剤の冷却が開始されるまでの期間を短縮できる。それゆえ、現像槽内部の現像剤の温度が過度に上がりきってしまった後に現像剤の冷却が開始されるといった事態が生じる事を抑制できる。
【００２２】
さらに、前記課題を解決する本発明の現像装置において、前記温度センサは前記規制部材に取り付けられており、前記規制部材は金属からなることが好ましい。
【００２３】
この発明にあっては、熱伝導性の高い金属によって、現像剤と規制部材との摩擦熱を迅速に温度センサに伝えることができ、前記温度検出部は現像槽内部の温度変化をより迅速に検出できるようになる。
【００２４】
また、前記課題を解決する本発明の現像装置において、前記温度センサは、前記規制部材において、前記規制部材と前記現像ローラとの間隙部よりも前記現像ローラの回転方向の下流側の面に取り付けられていることが好ましい。
【００２５】
この発明にあっては、前記温度センサは現像槽内の現像剤が到達しにくい箇所に配置されることになり、前記温度センサに融着される現像剤の量を抑制でき、この融着に起因した温度検出精度の劣化を抑制できる。それゆえ、長期にわたって信頼性の高い温度検出を行うことができる。
【００２６】
また、前記課題を解決する本発明の現像装置は、前記加熱部として機能すると共に前記冷却部としても機能するペルチエ素子を有していることが好ましい。
【００２７】
この発明にあっては、前記加熱部と前記冷却部とを単一の装置（ペルチエ素子）にて実現している。それゆえ、前記加熱部として機能するが前記冷却部として機能しない加熱装置と、前記冷却部として機能するが前記加熱部として機能しない冷却装置との両装置を備える場合よりも、現像装置を小型化できる。
【００２８】
さらに、前記課題を解決する本発明の現像装置において、前記ペルチエ素子は前記現像槽の壁の一部として前記現像槽に含まれていることが好ましい。
【００２９】
この発明にあっては、現像槽の内部の現像剤は前記ペルチエ素子に直接接触するため、現像剤の加熱および冷却を効率的に行うことができる。なお、前記ペルチエ素子が前記現像槽の底壁の一部である場合、より多量の現像剤をペルチエ素子に接触させることが可能になる。
【００３０】
また、前記課題を解決する本発明の現像装置は、前記現像槽の外部側において前記ペルチエ素子に面しているダクトを有することが好ましい。
【００３１】
この発明にあっては、ペルチエ素子によって現像槽内部の現像剤を加熱する時に生じる現像槽外部の冷気を換気でき、また、ペルチエ素子によって現像槽内部の現像剤を冷却する時に生じる現像槽外部の暖気を換気できるため、ペルチエ素子による現像槽内部の温度制御を効率的に実現できる。
【００３２】
また、本発明は、前記した現像装置を有する画像形成装置であってもよい。また、本発明は、トナーとキャリアとを含む現像剤を収容するものであって補給装置からトナーが補給される現像槽と、前記現像槽のトナーを感光体へ供給する現像ローラとを含む現像装置の制御方法において、前記現像槽の内部の温度である現像槽温度を検出する温度検出工程と、単位時間当たりの前記現像槽へのトナー補給量を検出する補給量検出工程と、前記現像槽の内部を加熱する加熱工程と、前記現像槽の内部を冷却する冷却工程とを含み、前記トナー補給量が第１所定量よりも少なく、且つ前記現像槽温度が第１所定温度よりも高い場合、前記冷却工程を実行し、前記第１所定量よりも多い量として設定された第２所定量よりも前記トナー補給量が多く、且つ前記第１所定温度よりも低い温度として設定された第２所定温度よりも前記現像槽温度が低い場合、前記加熱工程を実行するものであってもよい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の現像装置は、以上示したように、前記トナー補給量が第１所定量よりも少なく、且つ前記現像槽温度が第１所定温度よりも高い場合、前記冷却部に前記現像槽の内部を冷却させ、前記第１所定量よりも多い量として設定された第２所定量よりも前記トナー補給量が多く、且つ前記第１所定温度よりも低い温度として設定された第２所定温度よりも前記現像槽温度が低い場合、前記加熱部に前記現像槽の内部を加熱させる温度制御部を含むことを特徴としている。それゆえ、連続印刷時に単位時間当たりのトナー消費量が多量になり、または、連続印刷時に単位時間当たりのトナー消費量が少量になっても、画質劣化を抑制できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明の一実施形態に係る画像形成装置について図面に基づいて説明する。図２は、本実施形態の画像形成装置１００の全体構成を模式的に示す正面図である。画像形成装置１００は、複写モードと印刷モードとの両モードを実行可能な電子写真方式のデジタル複写機である。画像形成装置１００は、複写モードにおいて、スキャナユニット２９にて読み取られる原稿の画像情報に応じて原稿の画像を複写する。また、画像形成装置１００は、印刷モードにおいて、画像形成装置１００にネットワークを介して接続されるパーソナルコンピュータなどの外部機器から受信した画像情報に応じて画像を印刷する。
【００３５】
画像形成装置１００は、感光体ドラム２０と、帯電器２１と、露光ユニット２２と、現像装置１と、転写ユニット２３と、クリーニングユニット２４と、定着ユニット２５と、給紙トレイ２８と、スキャナユニット２９と、排紙トレイ３０とを含む。
【００３６】
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、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。
【００３７】
帯電器２１は、図示しない電源に接続されており、感光体ドラム２０に近接して、感光体ドラム２０の表面を所定の極性および電位に均一に帯電させるための帯電手段である。なお、帯電器２１は、図２に示すようなチャージャ型の他、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であってもよい。
【００３８】
露光ユニット２２（光スキャニング装置）は、感光体ドラム２０よりも上方向側に配置されている。なお、本明細書において上方向とは、鉛直方向（重力の方向）とは逆向きの方向を意味する。
【００３９】
露光ユニット２２は、スキャナユニット２９から読取画像情報または外部機器から画像情報を入力し、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の表面に照射する。これにより、感光体ドラム２０の表面に、画像情報に応じた静電潜像が形成される。また、露光ユニット２２は、半導体レーザ（光源）、ポリゴンミラー、ｆθレンズ、反射ミラーなどを組み合わせたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）である。但し、露光ユニット２２は、レーザスキャニングユニットに限定されるものではなく、ＬＥＤアレイを光源とした露光装置や、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）を光源とした露光装置であってもよい。画像形成装置１００において、露光ユニット２２は感光体ドラム２０よりも上方向側に配置される。
【００４０】
転写ユニット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、感光体ドラム２０に圧接するように配置された転写ローラ２３ａを備える。転写ローラ２３ａとしては、例えば、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。
【００４１】
感光体ドラム２０と転写ローラ２３ａ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からピックアップローラ、搬送ローラおよびレジストローラを介してシート（記録媒体）が１枚ずつ供給される。そして、シート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の表面のトナー像がシートに転写される。転写ローラ２３ａの金属製芯金には図示しない電源が接続され、トナー像をシートに転写する際に、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ローラ２３ａに印加することによって、感光体ドラム２０の表面のトナー像がシートに円滑に転写される。
【００４２】
クリーニングユニット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の軸方向を長辺方向としておりかつ短手方向の一端が感光体ドラム２０の表面に当接するように設けられる短冊状の板部材である。クリーニングブレードは、シートにトナー像が転写された後に感光体ドラム２０の表面に残留するトナー、紙粉などを感光体ドラム２０の表面から取り除くものである。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。クリーニングユニット２４によって、トナー像が転写された後の感光体ドラム２０表面が清浄化される。
【００４３】
定着ユニット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シート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、溶融させてシートに定着させる。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ハロゲンランプまたは赤外線ランプである。
【００４４】
加圧ローラ２７は、図示しない支持部材によって回転自在に支持され且つ定着ローラ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によるトナー像のシートへの加熱定着に際し、溶融状態にあるトナーに対してシートを押圧することによって、トナー像のシート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。
【００４５】
定着ユニット２５においては、トナー像の転写されたシートが定着ニップ部を通過し、トナー像を構成するトナーがシートに押圧されることによって、トナーがシートに定着する。トナーが定着されたシートは、図示しない搬送手段によって、画像形成装置１００の側面に設けられる排紙トレイ３０に排出され、積載される。
【００４６】
給紙トレイ２８は、普通紙（用紙）、コート紙、カラーコピー用紙、ＯＨＰフィルムなどのシート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にサイズの異なるシートが収容される。シートのサイズには、Ａ３、Ａ４、Ｂ５、Ｂ４などがある。また、複数の給紙トレイ２８に同じサイズのシートを収容してもよい。
【００４７】
スキャナユニット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１枚づつ搬送する。原稿読み取り装置は、原稿載置台と、原稿走査装置とを備える。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、光源、反射部材、光学レンズ、ラインセンサなどを備えている。ラインセンサは、列状に並んだ光電変換素子（例えば、ＣＣＤ：Charge Coupled Device）で構成され、原稿載置台に載置される原稿の画像情報を１ライン毎に読み取る。
【００４８】
原稿走査装置では、図示しない光源と第１の反射ミラーとが原稿載置台の下面に沿って平行に一定速度Ｖで往復移動しながら、原稿載置台に載置される原稿の画像形成面に光を照射し、光の照射によって反射光像を得るようになっている。第１の反射ミラーは反射光像を第２の反射ミラーに向けて反射し、第２の反射ミラーは第３の反射ミラーに向けて反射光像を反射し、第３の反射ミラーは反射光像を光学レンズに向けて反射する。第２および第３の反射ミラーは上記第１の反射ミラーの往復移動に追随してＶ／２の速度で往復移動する。光学レンズは、第３の反射ミラーを反射した反射光像をラインセンサ上に結像させる。ラインセンサは、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し、この電気信号（画像情報）を図示しない制御回路基板の中の画像処理部に出力する。画像処理部には外部機器からの画像情報も入力され、画像処理部は、原稿読み取り装置または外部機器から入力される画像情報を電気信号に変換し、露光ユニット２２に出力する。
【００４９】
つぎに、画像形成装置１００に含まれる現像装置１について説明する。図３は、現像装置１の内部構成を模式的に示す図である。同図に示すように、現像装置１は、現像槽２を備え、現像槽２の内部に、現像ローラ３と、第１攪拌部材４と、第２攪拌部材５と、搬送部材６と、規制ブレード７（規制部材）と、流し板８とが設けられている。
【００５０】
現像槽２は、感光体ドラム２０の軸方向と平行な方向の長さが長くなるように形成されており、感光体ドラム２０に対向する部分が開口した筒状の容器部材である。現像槽２の内部には、感光体ドラム２０に近い側から順に、現像ローラ３、第１攪拌部材４、第２攪拌部材５、搬送部材６が配置されている。そして、現像ローラ３、第１攪拌部材４、第２攪拌部材５、搬送部材６は、現像槽２において回転自在に支持されている。
【００５１】
また、現像槽２は、規制ブレード７および流し板８を直接または他の部材を介して支持し、内部に現像剤を収容する。
【００５２】
ここで、本実施形態において、現像剤とは、トナーと磁性体粉であるキャリアとを含む２成分現像剤を意味する。また、本実施形態の現像装置１では、トナー粒子を形成するバインダ樹脂表面に埋没または固着しやすい小粒径（７〜１６ｎｍ）の外添剤と、バインダ樹脂表面に埋没および固着しにくい大粒径（５０〜１００ｎｍ）の外添剤とを適当な配合率でトナーに配合させた２成分現像剤が使用される。
【００５３】
また、現像装置１において、搬送部材６の上方向側における現像槽２の壁には、トナー補給口２ｂが形成されている。さらに、図２および図３に示すように、現像槽２よりも上方向側にはトナーカートリッジ５１が設けられている。トナーカートリッジ５１は、画像形成装置１００に対して着脱可能に設けられており、内部にトナーを収容するものである。
【００５４】
トナーカートリッジ５１には現像槽２側の壁面である底面に開口部５１ｂが形成されている。また、トナーカートリッジ５１は、開口部５１ｂとトナー補給口２ｂとが重なるように現像槽２上に配置される。そして、トナー補給口２ｂと開口部５１ｂとを介して、トナーカートリッジ５１の内部と現像槽２の内部とが連通することになる。
【００５５】
また、図３に示すように、トナーカートリッジ５１の内部且つ開口部５１ｂよりも上方向側にトナー補給ローラ５１ａが設けられている。トナー補給ローラ５１ａはトナーカートリッジ５１に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５１ａの回転駆動によって、トナー補給口２ｂを介して、トナーカートリッジ５１のトナーが現像槽２に補給されるようになっている。
【００５６】
第２攪拌部材５よりも下方向側の現像槽２の底面には、センサ面を現像槽２の内部に露出させたトナー濃度検知センサ１２が設けられている。なお、本明細書において、下方向とは、鉛直方向（重力の方向）と同じ方向を意味する。
【００５７】
トナー濃度検知センサ１２は、現像槽２に収容されている現像剤のトナー濃度を検出するためのセンサである。また、トナー濃度検知センサ１２は後述する制御部１７（図５参照）に接続されている。トナー濃度検知センサ１２としては、一般的に、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を用いることができる。これらの中でも、透磁率検知センサが好ましい。
【００５８】
制御部１７は、トナー濃度検知センサ１２によるトナー濃度の検知結果に応じて、前記トナーカートリッジ５１内のトナー補給ローラ５１ａの回転駆動を制御する。すなわち、制御部１７は、トナー濃度検知センサ１２に検知された濃度が所定濃度よりも低いと判定すると、トナー補給ローラ５１ａを回転駆動させるトナー補給ローラ駆動モータに制御信号を送り、トナー補給ローラ５１ａを回転駆動させ、現像槽２にトナーを補給する。
【００５９】
現像ローラ３は多極磁性体１３とスリーブ１４とを含む。スリーブ１４は、現像槽２において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円筒状部材である。多極磁性体１３は、断面形状が多極磁性体軸部１３ａから半径方向に放射状に広がる扇形の複数の棒磁石を周方向に互いに離隔させて配置させたものであり、スリーブ１４の内側に配置されている。
【００６０】
また、現像ローラ３（スリーブ１４）の回転方向（図３のＧ方向）とは逆方向に沿って各棒磁石の磁極Ｎ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｓ２、Ｓ３がこの順で並ぶように、各棒磁石が配置される。各棒磁石の基部は多極磁性体軸部１３ａに固着され、多極磁性体軸部１３ａは現像槽２の槽壁によって支持される。
【００６１】
現像ローラ３は、感光体ドラム２０との間において間隙が生じるように配置される。感光体ドラム２０と現像ローラ３との間の間隙（現像ニップ部）において、現像ローラ３の表面の現像剤層（不図示）から感光体ドラム２０の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（不図示）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の表面の現像剤層から感光体ドラム２０の表面の静電潜像へのトナーの移行が円滑に進行する。
【００６２】
第１攪拌部材４および第２攪拌部材５は、いずれも、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攪拌部材４は反時計回り（Ｇ方向と同じ方向）に回転し、第２攪拌部材５は時計回り（Ｇ方向と逆方向）に回転する。第１攪拌部材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よりも下方向側になる位置に設けられる。第２攪拌部材５は、第１攪拌部材４を介して現像ローラ３に対向しかつ現像ローラ３よりも下方向側になる位置に設けられる。第１攪拌部材４および第２攪拌部材５は、現像槽２内に貯留される現像剤を攪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。
【００６３】
搬送部材６は、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攪拌部材５を介して第１攪拌部材４に対向し、かつトナー補給口２ｂの下方向側に設けられる。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攪拌部材５の周囲に搬送する。
【００６４】
規制ブレード７（ドクターブレード）は、現像槽２の内部に設けられており、現像ローラ３の半径方向の延長線上に設けられる板状の部材である。規制ブレード７は、現像ローラ３よりも上方向側において短手方向の一端側が現像槽２によって支持され、短手方向の他端が現像ローラ３の表面に対して間隙を介して対向するように取り付けられる。
【００６５】
また、本実施形態の規制ブレード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板によって形成される。
【００６６】
規制ブレード７は、現像ローラ３の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、現像ローラ３による現像剤の搬送量を調整する。また、規制ブレード７は、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。
【００６７】
流し板８は、現像ローラ３の軸方向と平行な方向を長辺方向とした長方形の板状部材であり、現像槽２の内部に配置されている。流し板８は、現像ローラ３の回転方向において規制ブレード７よりも上流側に位置し、第１攪拌部材４および第２攪拌部材５よりも上方向側に設けられる。
【００６８】
流し板８は、短辺方向の一端が現像ローラ３の表面に間隔を隔てて対向し、他端が現像ローラ３から離間する方向に向くように配置されている。また、本実施形態では、流し板８の上面は、現像ローラ３側の端部が現像ローラ３側と反対側の端部よりも高くなるように傾斜している。
【００６９】
現像装置１によれば、現像槽２に収容される現像剤は、第１攪拌部材４および第２攪拌部材５の回転によって現像ローラ３の側に搬送され、そこで多極磁性体１３の磁極によって持ち上げられ、現像ローラ３（スリーブ１４）の表面に供給される。現像ローラ３は、その表面に現像剤層を担持して回転し、規制ブレード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。
【００７０】
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、規制ブレード７によって現像ローラ３の表面から取り除かれた現像剤は、一時的に現像ローラ３上方の空間に滞留した後、流し板８の上面を現像ローラ３から離反する方向に流れ、第２攪拌部材５の上に落下し、第２攪拌部材５と搬送部材６との間に戻される。第２攪拌部材５と搬送部材６との間に戻された現像剤は、そこで他の現像剤および新しく供給されたトナーに混合されたのち、第１攪拌部材４および第２攪拌部材５によって現像ローラ３に向けて再度搬送される。すなわち、流し板８を設けることによって、現像槽２の内部において現像剤が循環し、この循環において現像剤は円滑に流れ、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。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の内部に補給されるトナーを第２攪拌部材５の周囲に搬送する。
【００７１】
さらに、本実施形態の現像装置１は、図３に示すように、温度センサ１０、ペルチエ素子９、ダクト１１を備えている。また、現像装置１は、図５に示すように、現像装置１に含まれる各ハードウェアを制御する制御部１７、回転量検出装置４４、電源回路４１、駆動モータ４２・４３、送風ファン１５、排気ファン１６を備えている。なお、図５は、現像装置１に含まれているハードウェアの接続関係を示すブロック図である。
【００７２】
温度センサ１０は、規制ブレード７の温度を感知するサーミスタである。以下、温度センサ１０について詳細に説明する。この温度センサ１０は、現像槽２の内部において、規制ブレード７に取り付けられている。また、規制ブレード７は、図３に示すように、現像ローラ３と規制ブレード７との間隙よりもＧ方向の上流側の表面７ａと、当該表面７ａとは反対側に位置し且つ現像ローラ３と規制ブレード７との間隙よりもＧ方向の下流側の裏面７ｂとを有している。そして、温度センサ１０は、規制ブレード７の裏面７ｂに取り付けられており、現像槽２の内部に配される規制ブレード７の温度を感知するようになっている。
【００７３】
ここで、規制ブレード７は熱伝導性の高い金属である。それゆえ、規制ブレード７の温度は、規制ブレード７と現像剤との摩擦によって迅速に上昇するようになっている。つまり、温度センサ１０の出力をモニタすることにより、連続印刷時等で起こる規制ブレード７と現像剤との摩擦による現像剤温度の急激な変化を迅速に検知することができるようになっている。
【００７４】
ペルチエ素子９は、図３に示すように、現像槽２の底面の一部として現像槽２に取り付けられている板状部材である。なお、本実施形態では、図３に示されるように、ペルチエ素子９において現像槽２の内部側の面を表面９ａとし、ペルチエ素子９において現像槽２の外部側の面を裏面９ｂとする。
【００７５】
ペルチエ素子９は、熱電素子であり、現像槽２の内部を加熱することで現像剤の温度を上げ、現像槽２の内部を冷却することで現像剤の温度を下げる装置である。ペルチエ素子９は、図５に示すように、電気配線を介して電源回路４１と接続されており、電源回路４１から電流が供給されて駆動するようになっている。
【００７６】
ペルチエ素子９に対して電源回路４１から電流が供給されると、ペルチエ素子９の表面９ａおよび裏面９ｂのうち、一方の面が吸熱し、他方の面が発熱する。さらに、ペルチエ素子に対して供給される電流の方向を反転させると、吸熱する面と発熱する面とが入れ替わるようになっている。
【００７７】
つまり、ペルチエ素子９の表面９ａが発熱すると共に裏面９ｂが吸熱している時のペルチエ素子９に供給される電流の方向を所定方向とする場合、この所定方向とは逆方向の電流をペルチエ素子９に供給すると、ペルチエ素子９の表面９ａが吸熱すると共に裏面９ｂが発熱するようになっている。また、ペルチエ素子９の表面９ａ（現像槽２の内部側の面）を発熱させると、現像槽２内の現像剤が加熱されて現像剤の温度が上がり、ペルチエ素子９の表面９ａを吸熱させると、現像槽２内の現像剤が冷却されて現像剤の温度が下がるようになっている。それゆえ、前記所定方向の電流を電源回路４１からペルチエ素子９に供給することで、現像槽２内の現像剤を加熱して当該現像剤の温度を上げ、前記所定方向とは逆方向の電流を電源回路４１からペルチエ素子９に供給することで、現像槽２内の現像剤を冷却して当該現像剤の温度を下げることが可能になる。なお、ペルチエ素子９としては、一般に市販されているものを使用でき、例えばフェローテック社製のサーモモジュール９５００／０１８／０１８ＭＰを使用できる。
【００７８】
ダクト１１は、図３および図４に示すように、現像槽２の底面よりも下側において、ペルチエ素子９の裏面９ｂに面する位置に設置されている。なお、図４は、図３の現像装置１をＡＡ´線にて切断した場合の断面図である。
【００７９】
図４に示すように、現像ローラ３の軸に平行な方向であって当該軸の一端側から他端側へ向かう方向をＴ方向とする場合、ダクト１１は、その内部においてＴ方向に向けて風（図４のＷ）が流れるように設計されている。具体的には、ダクト１１において、Ｔ方向側には、ダクト１１内部から外部に風を排出するための排出口１１ｂが形成されており、Ｔ方向側と逆側には、外部からダクト１１内部に風を送り込むための送風口１１ａが形成されている。なお、排出口１１ｂから排出される空気は、画像形成装置１００内に溜まらないように、図示しない導風管によって画像形成装置１００の外部に排出されるようになっている。
【００８０】
また、図４に示すように、送風口１１ａには、外部からダクト１１内部に風を送り込む送風ファン１５が設けられ、排出口１１ｂには、ダクト１１内部から外部に風を排出する排気ファン１６が設けられている。これにより、送風ファン１５および排気ファン１６のない構成よりもダクト１１内部の送風効率を向上させることができる。なお、図５に示すように、送風ファン１５は、駆動モータ４２によって駆動し、排気ファン１６は駆動モータ４３によって駆動するようになっている。
【００８１】
つぎに、ペルチエ素子９の裏面９ｂに面する位置にダクト１１を設けている理由を説明する。
【００８２】
ペルチエ素子９に前記所定方向の電流を供給した場合に表面９ａの発熱および裏面９ｂの吸熱が生じるのは、ペルチエ素子９に前記所定方向の電流を供給すると、裏面９ｂに面する領域（現像槽２の外部）から表面９ａに面する領域（現像槽２の内部）への熱移動が生じるからである。したがって、ペルチエ素子９の表面９ａを発熱させ続けることで、裏面９ｂに面する領域が冷却されることになるが、裏面９ｂに面する領域が冷却され過ぎると、前記熱移動の効率が低下し、表面９ａの発熱効率が低下する。この点、ペルチエ素子９の裏面９ｂに面する領域にダクト１１を設けた場合、裏面９ｂに面する領域の冷気を換気することができるため、前記熱移動の効率低下を抑制でき、表面９ａの発熱効率の低下を抑制できる。
【００８３】
また、ペルチエ素子９に前記所定方向とは逆方向の電流を供給した場合に表面９ａの吸熱および裏面９ｂの発熱が生じるのは、ペルチエ素子９に前記所定方向とは逆方向の電流を供給すると、表面９ａに面する領域（現像槽２の内部）から裏面９ｂに面する領域（現像槽２の外部）への熱移動が生じるからである。したがって、ペルチエ素子９の表面９ａを吸熱させ続けることで、裏面９ｂに面する領域が暖められることになるが、裏面９ｂに面する領域が暖められ過ぎると、表面９ａに面する領域から裏面９ｂに面する領域への熱移動の効率が低下し、表面９ａの吸熱効率が低下する。この点、ペルチエ素子９の裏面９ｂに面する領域にダクト１１を設けた場合、裏面９ｂに面する領域の暖気を換気することができるため、表面９ａに面する領域から裏面９ｂに面する領域への熱移動の効率低下を抑制でき、前記吸熱効率の低下を抑制できる。
【００８４】
また、図５に示すように、現像装置１には回転量検出装置４４が備えられている。回転量検出装置４４は、トナー補給ローラ５１ａの回転速度を検出する速度センサの出力に基づいて、トナー補給ローラ５１ａの回転量を検出するセンサである。なお、回転量検出装置４４は、トナー補給ローラ５１ａの回転速度を検出する速度センサの出力に基づいて前記回転数を検出しているが、トナー補給ローラ５１ａを回転するモータ（不図示）を駆動する際に使用する駆動パルス（信号）に基づいて前記回転数を検出してもよい。
【００８５】
つぎに、図５の制御部１７について説明する。制御部１７は、現像装置１の各ハードウェアの制御を実現するための制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記制御プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムが展開され、各種データ処理の作業領域となるＲＡＭ（random access memory）などを備えているコンピュータである。また、ＲＯＭには、各種設定値、テーブルデータなども記憶されている。また、ＲＡＭには各種センサからの出力結果等が書き込まれ、ＣＰＵは当該出力結果および前記各種設定値に基づいて各種判定処理を行う。なお、本実施形態の制御部１７は、現像装置１の制御に用いられるコンピュータであるが、制御用の集積回路基板であってもよい。また、本実施形態の制御部１７は専ら現像装置１の制御に用いられるものであるが、画像形成装置１００全体を制御するコンピュータや制御回路を制御部１７としてもよい。
【００８６】
図５に示されるように、制御部１７は、前記した温度センサ１０、回転量検出装置４４、電源回路４１、駆動モータ４２、駆動モータ４３に接続されている。つまり、制御部１７は、駆動モータ４２、駆動モータ４３に制御信号を入力することにより、送風ファン１５および排気ファン１６の動作を制御するようになっている。また、制御部１７は、電源回路４１に制御信号を入力することにより、ペルチエ素子９の動作を制御するようになっている。
【００８７】
そして、制御部１７は、温度計測部１７ａ、補給量計測部１７ｂ、温度制御部１７ｃを含む。
【００８８】
温度計測部１７ａは、温度センサ１０にて感知された温度に基づき、現像槽２の内部の温度である現像槽内部温度（現像槽温度）を計測するブロックである。より具体的に説明すると、温度計測部１７ａは、温度センサ１０にて感知された温度（規制ブレード７の温度）を現像槽内部温度として計測している。
【００８９】
補給量計測部１７ｂは、回転量検出装置４４にて検出された回転量に基づき、単位時間当たりのトナー補給量（トナーカートリッジ５１から現像槽２へ補給されるトナー量）を計測するようになっている。つまり、トナー補給ローラ５１ａの１回転当たりのトナー補給量は定まっており、トナー補給量とトナー補給ローラ５１ａの回転数とは比例関係にあることから、前記回転数に基づいて単位時間当たりのトナー補給量を計測できる。
【００９０】
温度制御部１７ｃは、温度計測部１７ａの計測結果および補給量計測部１７ｂの計測結果に基づいて現像槽２の内部に対する加熱または冷却が必要か否かを判定し、必要であればペルチエ素子９を駆動して現像槽２内部に対する加熱または冷却を実行し、現像槽２の内部の現像剤の温度を制御する。
【００９１】
以上の温度計測部１７ａ、補給量計測部１７ｂ、温度制御部１７ｃからなる制御部１７は、画像形成装置１００による画像形成動作中において、単位時間が経過する度に、図１に示される処理を実行するようになっている。なお、本実施形態では前記の単位時間を２分とするが、もちろん単位時間は２分に限定されるものではない。
【００９２】
以下では、図１を用いて制御部１７の処理内容を説明する。なお、図１は、制御部１７によって実行される処理の流れを示したフローチャートである。
【００９３】
まず、温度計測部１７ａは、温度センサ１０からの出力に基づいて現像槽内部温度を検出する（Ｓ１）。つぎに、補給量計測部１７ｂは、回転量検出装置４４の出力に基づいて、単位時間当たりのトナー補給量を検出する（Ｓ２）。より具体的に説明すると、補給量計測部１７ｂは、Ｓ２の時点より２分間（単位時間）だけ遡った時点からＳ２の時点までのトナー補給ローラ５１ａの回転数の累算値を求め、この累算値に基づいて単位時間当たりのトナー補給量を計測している。つまり、本実施形態において、単位時間当たりのトナー補給量は、Ｓ２の時点より２分間（単位時間）だけ遡った時点からＳ２の時点までのトナー補給量に相当する。
【００９４】
Ｓ２の後、温度制御部１７ｃは、下記の条件１および条件２の両方が満たされているか否かを判定する（Ｓ３）。
条件１：Ｓ２にて検出された単位時間当たりのトナー補給量が所定量Ｐ１よりも少ない。
条件２：Ｓ１にて検出された現像槽内部温度が所定温度Ｔ１よりも高い。
【００９５】
Ｓ３において、温度制御部１７ｃは、条件１および条件２のうちの少なくともいずれか一方が満たされないと判定した場合（Ｓ３にてＮｏ）、処理をＳ６に移行させる。
【００９６】
これに対し、制御部１７は、条件１および条件２の両方が満たされていると判定した場合（Ｓ３にてＹｅｓ）、現像槽２内の現像剤が冷却されるようにペルチエ素子９を駆動する（Ｓ４）。つまり、この場合、制御部１７は、ペルチエ素子９の表面９ａが吸熱するように、電源回路４１からペルチエ素子９へ供給される電流の方向を制御する。
【００９７】
なお、本実施形態では、所定量Ｐ１は１ｇに設定され、所定温度Ｔ１は６０℃に設定される。ここで、所定量Ｐ１の１ｇという値は、本実施形態の画像形成装置１００によってカバレージが２％の画像をＡ４サイズの用紙１００枚に対して印刷した場合のトナー消費量に相当する。また、所定温度Ｔ１の６０℃という値は本実施形態の現像剤に含まれるトナーのガラス転移点に相当する（つまり、６０℃を超えるとトナーが凝集し易くなる）。なお、所定量Ｐ１および所定温度Ｔ１の最適値は画像形成装置や現像剤の特性に応じて変動するものであり、所定量Ｐ１は１ｇに限定されるものではなく、所定温度Ｔ１も６０℃に限定されるものではない。
【００９８】
また、温度制御部１７ｃは、ペルチエ素子９の駆動と共に、送風ファン１５および排気ファン１６を駆動してダクト１１の内部の換気を行う（Ｓ５）。そして、温度制御部１７ｃは、前記した条件１および条件２のいずれか一方の条件を満たされなくなるまでＳ１〜Ｓ５を繰り返し、条件１および条件２のうちの少なくともいずれか一方が満たされなくなると処理をＳ６に移行させる（Ｓ３においてＮｏ）。
【００９９】
Ｓ６において、温度制御部１７ｃは、下記の条件３および条件４の両方が満たされているか否かを判定する。
条件３：Ｓ２にて検出された単位時間当たりのトナー補給量が所定量Ｐ２よりも多い。
条件４：Ｓ１にて検出された現像槽内部温度が所定温度Ｔ２よりも低い。
【０１００】
Ｓ６において、温度制御部１７ｃは、条件３および条件４のうちの少なくともいずれか一方が満たされないと判定した場合（Ｓ６にてＮｏ）、処理をＳ９に移行させる。
【０１０１】
温度制御部１７ｃは、条件３および条件４の両方が満たされていると判定した場合（Ｓ６にてＹｅｓ）、現像槽２内の現像剤が加熱されるようにペルチエ素子９を駆動する（Ｓ７）。つまり、この場合、制御部１７は、ペルチエ素子９の表面９ａが発熱するように、電源回路４１からペルチエ素子９へ供給される電流の方向を制御する。
【０１０２】
なお、本実施形態では、所定量Ｐ２は５ｇに設定され、所定温度Ｔ２は１０℃に設定される。ここで、所定量Ｐ２の５ｇという値は、本実施形態の画像形成装置１００によってカバレージが１０％の画像をＡ４サイズの用紙１００枚に対して印刷した場合のトナー消費量に相当する。また、所定温度Ｔ２の１０℃という値は、大粒径の外添剤がトナーに対して適切に付く状態を維持し得る必要最低温度に相当する（この必要最低温度よりも温度が低ければ、トナーが硬くなりすぎ、大粒径の外添剤がトナーに付きにくくなる）。
【０１０３】
また、所定量Ｐ２および所定温度Ｔ２の最適値は画像形成装置や現像剤の特性に応じて変動するものである。それゆえ、所定量Ｐ２が所定量Ｐ１よりも多い量であり、所定温度Ｔ２が所定温度Ｔ１よりも低い温度である事を条件として、所定量Ｐ２および所定温度Ｔ２の値は適宜変更可能であり、所定量Ｐ２は５ｇに限定されるものではなく、所定温度Ｔ２も１０℃に限定されるものではない。
【０１０４】
また、温度制御部１７ｃは、ペルチエ素子９の駆動と共に、送風ファン１５および排気ファン１６を駆動してダクト１１の内部の換気を行う（Ｓ８）。その後、温度制御部１７ｃは、条件３および条件４のいずれか一方を満たさなくまでＳ１〜Ｓ８を繰り返す。制御部１７は、条件３および条件４のいずれか一方を満たさなくなると、処理をＳ９に移行させる（Ｓ６においてＮｏ）。
【０１０５】
Ｓ９において、温度制御部１７ｃは、電源回路４１に制御信号を送り、ペルチエ素子９の駆動を停止する。つまり、温度制御部１７ｃは、電源回路４１からペルチエ素子９への電流供給を停止する。これにより、ペルチエ素子９の表面９ａの発熱または吸熱は終了する。また、Ｓ９の後、温度制御部１７ｃは、送風ファン１５と排気ファン１６とをストップさせ（Ｓ１０）、処理を終了する。そして、以上のＳ１〜Ｓ１０の処理は、画像形成動作中において所定時間が経過する度に行われる。
【０１０６】
なお、上述どおり、図１の処理は画像形成処理の実行中に行われるものである。それゆえ、制御部１７は、図１の処理を実行中であっても、画像形成処理が終了すると当該終了の時点で図１の処理も終わらせる。つまり、制御部１７は、ペルチエ素子９、送風ファン１５、排気ファン１６を駆動している最中であっても、画像形成処理が終了すると、ペルチエ素子９、送風ファン１５、排気ファン１６の動作を停止する。
【０１０７】
以上のように、本実施形態の現像装置１は、トナーカートリッジ５１（補給装置）からトナーが補給されるものであって現像剤を収容する現像槽２と、現像槽２のトナーを感光体ドラム２０（感光体）へ供給する現像ローラ３と、現像ローラ３に付着する現像剤の量を規制する規制ブレード７（規制部材）とを有している。
【０１０８】
また、本実施形態の現像装置１は、現像槽２の内部を冷却する冷却部と、現像槽２の内部を加熱する加熱部と、規制ブレード７の温度を現像槽内部温度（現像槽温度）として検出する温度検出部と、単位時間当たりの現像槽２へのトナー補給量を検出する補給量検出部とを有していることになる。なお、ペルチエ素子９が前記加熱部および冷却部に相当し、温度センサ１０および温度計測部１７ａが前記温度検出部に相当し、回転量検出装置４４および補給量計測部１７ｂが前記補給量検出部に相当する。
【０１０９】
さらに、本実施形態の現像装置１は温度制御部１７ｃを有している。この温度制御部１７ｃは、単位時間当たりのトナー補給量が所定量Ｐ１（第１所定量）よりも少なく、且つ前記現像槽内部温度が所定温度Ｔ１（第１所定温度）よりも高い場合、ペルチエ素子９に現像槽２の内部を冷却させる。また、温度制御部１７ｃは、所定量Ｐ１よりも多い量として設定された所定量Ｐ２（第２所定量）よりも前記トナー補給量が多く、且つ所定温度Ｔ１よりも低い温度として設定された所定温度Ｔ２（第２所定温度）よりも前記現像槽温度が低い場合、ペルチエ素子９に現像槽２の内部を加熱させる。
【０１１０】
それゆえ、本実施形態の現像装置１によれば、連続印刷時にトナー消費量が少量である場合（単位時間当たりのトナー補給量が少量である場合）、現像槽２の現像剤の温度が所定度合よりも低くなるように現像槽２の温度調整を行うことになる。そして、この温度調整によって、外添剤がトナーに埋没されにくくなって、遊離外添剤が過少になることが抑制され、遊離外添剤が過少となって生じる現像剤の流動性低下が抑制される。
【０１１１】
また、本実施形態の現像装置１によれば、連続印刷時にトナー消費量が多量である場合（単位時間当たりのトナー補給量が多量である場合）、現像槽２の現像剤の温度が所定度合よりも高くなるように現像槽２の温度調整を行うことになる。そして、この温度調整によって、外添剤がトナーに埋没されやすくなって、遊離外添剤が過多になることが抑制され、遊離外添剤が過多となって生じる感光体フィルミングを抑制できる。
【０１１２】
それゆえ、本実施形態の現像装置１によれば、連続印刷時に単位時間当たりのトナー消費量が多量になり、または、連続印刷時に単位時間当たりのトナー消費量が少量になっても、画質劣化を抑制できるという効果を奏する。
【０１１３】
また、本実施形態では、温度計測部１７ａおよび温度センサ１０からなる温度検出部は、規制ブレード７の温度を現像槽内部温度として検出するようになっている（Ｓ１）。それゆえ、規制ブレード７と現像剤との摩擦によって生じる現像槽２の温度上昇を迅速に検出できるため、この温度上昇が生じてから現像剤の冷却が開始されるまでの期間を短縮できる。よって、現像槽２の内部の現像剤の温度が過度に上がりきってしまった後に現像剤の冷却が開始されるといった事態が生じる事を抑制できる。
【０１１４】
但し、Ｓ１にて検出される現像槽内部温度は、現像槽２の内部の温度であればよく、必ずしも規制ブレード７の温度に限定されるものではない。例えば、現像槽２の内壁に温度センサを設け、この温度センサにて感知される温度を、Ｓ１にて検出される現像槽内部温度としてもよい。
【０１１５】
また、本実施形態では、温度センサ１０は規制ブレード７に取り付けられているが、規制ブレード７は１ｍｍ以下の非磁性体の金属板であることが好ましく、具体的にはステンレス鋼がよい。これは、熱伝導性の高い金属によって、現像剤と規制ブレード７との摩擦熱を迅速に温度センサ１０に伝えることができ、温度計測部１７ａが現像槽２内部の温度変化をより迅速に検出できるようになるからである。但し、規制ブレード７は、必ずしも金属製である必要はなく、合成樹脂などであってもよい。
【０１１６】
さらに、規制ブレード７の各面のうち、規制ブレード７と現像ローラ３との間隙部よりも現像ローラ３の回転方向の下流側の面（裏面７ｂ）に温度センサ１０が取り付けられている。これにより、温度センサ１０は現像槽２内の現像剤が到達しにくい箇所に配置されることになり、温度センサ１０に融着される現像剤の量を抑制でき、この融着に起因した温度検出精度の劣化を抑制できる。それゆえ、長期にわたって信頼性の高い温度検出を行うことができる。
【０１１７】
また、本実施形態では、ペルチエ素子９が、現像槽２の内部を冷却する冷却部として機能すると共に、現像槽２の内部を加熱する加熱部としても機能している。それゆえ、加熱専用の加熱装置と冷却専用の冷却装置との両装置を備える形態よりも、現像装置を小型化できる。
【０１１８】
また、本実施形態の現像装置１においては、ペルチエ素子９は現像槽２の壁の一部として現像槽２に備えられている。それゆえ、現像槽２の内部の現像剤はペルチエ素子９に直接接触するため、現像剤の加熱および冷却を効率的に行うことができる。なお、本実施形態のようにペルチエ素子９が現像槽２の底壁の一部である場合、ペルチエ素子が現像槽の側壁の一部として現像槽２に備えられているような構成よりも、ペルチエ素子に接触する現像剤の量を増やすことができ、より効率的な加熱または冷却を行える。
【０１１９】
さらに、本実施形態の現像装置１は、現像槽２の外部側においてペルチエ素子９に面しているダクト１１を有している。それゆえ、ペルチエ素子９によって現像槽２の内部の現像剤を加熱する時に生じる現像槽２外部の冷気を換気でき、また、ペルチエ素子９によって現像槽２の内部の現像剤を冷却する時に生じる現像槽２の外部の暖気を換気できるため、ペルチエ素子９による現像槽２の内部の温度制御を効率的に実現できる。さらに、本実施形態によれば、ダクト１１によって現像槽２の外部を換気しているため、現像ニップ部の現像剤は当該換気によって生じる風の影響を受け難く、現像装置１からの現像剤の飛散を抑制でき、飛散トナーが画像形成装置１００の現像装置１以外の箇所に付着することを抑制できる。
【０１２０】
以上のように、本発明の実施形態に係る現像装置およびそれを含む画像形成装置を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本発明は、電子写真方式のプリンタ、複写機、複合機、ファクシミリに好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る現像装置に含まれる制御部の処理の流れを示したフローチャートである。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構成を模式的に示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る現像装置の内部構成を模式的に示す図である。
【図４】図３に示される現像装置をＡＡ´線で切断した場合の断面を模式的に示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る現像装置に含まれるハードウェアの接続関係を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１２３】
１      現像装置
２      現像槽
３      現像ローラ
７      規制ブレード（規制部材）
９      ペルチエ素子（加熱部、冷却部）
１０    温度センサ（温度検出部）
１１    ダクト
１７    制御部
１７ａ  温度計測部（温度検出部）
１７ｂ  補給量計測部（補給量検出部）
１７ｃ  温度制御部（温度制御部）
２０    感光体ドラム（感光体）
４４    回転量検出装置（補給量検出部）
５１    トナーカートリッジ（補給装置）
５１ａ  トナー補給ローラ
１００    画像形成装置
【図１】
2010156816.tif 000003
【図２】
2010156816.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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