(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷媒体に形成される画像に基づく潜像を担持する像担持体に対向して配置され、現像剤を担持して前記像担持体を前記現像剤で現像する現像部と、
備蓄された前記現像剤を攪拌して搬送する攪拌搬送部と、
前記現像部と前記攪拌搬送部との間に介在し、且つ、前記攪拌搬送部の上方に設けられ、前記攪拌搬送部から前記現像部へ搬送される現像剤の搬送をガイドする搬送ガイド部と、
前記搬送ガイド部を介して前記現像剤を冷却する現像剤冷却部と、
を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記搬送ガイド部は、前記現像剤を滑らせてガイドする搬送ガイド部材を有し、
前記現像剤冷却部は、前記搬送ガイド部材を冷却する搬送ガイド部材冷却部を有す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】
印刷媒体に形成される画像に基づく潜像を担持する像担持体に対向して配置され、現像剤を担持して前記像担持体を前記現像剤で現像する現像部と、
備蓄された前記現像剤を攪拌して搬送する攪拌搬送部と、
前記現像部と前記攪拌搬送部との間に介在して前記攪拌搬送部から前記現像部へ搬送される現像剤の搬送を前記現像剤を滑らせてガイドする搬送ガイド部材を有する搬送ガイド部と、
前記搬送ガイド部材を冷却する搬送ガイド部材冷却部を有し、前記搬送ガイド部を介して前記現像剤を冷却する現像剤冷却部と、
を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
印刷媒体に形成される画像に基づく潜像を担持する像担持体に対向して配置され、現像剤を担持して前記像担持体を前記現像剤で現像する現像部と、
備蓄された前記現像剤を攪拌して搬送する攪拌搬送部と、
前記現像部と前記攪拌搬送部との間に介在して前記攪拌搬送部によって搬送された現像剤を担持して前記現像部へ供給することにより現像剤の搬送をガイドする供給ローラを有する搬送ガイド部と、
前記供給ローラを冷却する供給ローラ冷却部を有し、前記搬送ガイド部を介して前記現像剤を冷却する現像剤冷却部と、
を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
前記搬送ガイド部は、前記攪拌搬送部によって搬送された現像剤を担持して前記現像部へ供給する供給ローラを有し、
前記現像剤冷却部は、前記供給ローラを冷却する供給ローラ冷却部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像剤冷却部は、前記搬送ガイド部を液冷により冷却する液冷機構を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像部は、磁性によりその外周面に前記現像剤を担持する現像ローラであり、
前記搬送ガイド部から前記現像ローラへ搬送された現像剤が前記像担持体に搬送される前に前記現像ローラに担持された現像剤の量を所定量に調整する規制部材を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項８】
前記現像剤の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部によって検出された温度に基づいて前記現像剤冷却部の動作を制御する制御部と、を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項９】
印刷媒体に形成される画像に基づく潜像を担持する像担持体に対向して配置され、現像剤を担持して前記像担持体を前記現像剤で現像する現像部と、
備蓄された前記現像剤を攪拌して搬送する攪拌搬送部と、
前記現像部と前記攪拌搬送部との間に介在して前記攪拌搬送部から前記現像部へ搬送される現像剤の搬送をガイドする搬送ガイド部と、
前記搬送ガイド部を介して前記現像剤を冷却する現像剤冷却部と、
前記現像剤の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部によって検出された温度に基づいて前記現像剤冷却部の動作を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙等の印刷媒体（以下、印刷媒体を「用紙」と記載する。）に対して画像を形成する画像形成装置には様々な仕組みのものがあるが、その一つに、像担持体に対して印刷媒体に形成する画像に基づいた静電潜像を形成し、画像形成のために当該潜像に対して現像剤を担持する画像形成装置がある。このような画像形成装置として、例えば、像担持体として感光体を用い、レーザービームを照射して感光体に潜像を形成し、トナー（顔料）及びキャリア等を含む現像剤を電界により当該潜像に担持させる画像形成装置がある。
【０００３】
像担持体に現像剤を担持させるため、像担持体を現像剤で現像する装置として、現像装置がある。
図１２に、従来の現像装置３００の一構成例を示す。
現像装置３００は、攪拌搬送部材３０５、３０６及び現像ローラ３０１を有する。
攪拌搬送部材３０５、３０６は、螺旋状に連なる羽根（スクリュー）を有し、その回転によりケーシング内に備蓄された現像剤を攪拌する。そして、攪拌搬送部材３０５、３０６は、その回転により現像剤を現像ローラ３０１側へ搬送する。
現像ローラ３０１は、攪拌搬送部材３０５、３０６によって搬送された現像剤を担持して像担持体（感光体ドラム３５１）へ現像する。感光体ドラム３５１と現像ローラ３０１とは僅かな隙間を挟んで対向する位置に設けられており、現像ローラ３０１に担持された現像剤に含まれるトナーは、感光体ドラム３５１と現像ローラ３０１間に形成された電界により現像ローラから感光体ドラムへ飛翔し、感光体ドラム３５１に担持される。
【０００４】
このような現像装置３００において、現像剤は、攪拌搬送部材３０５、３０６によって攪拌され続けることにより、攪拌搬送部材３０５，３０６やケーシング３２２等、現像装置の各部と摩擦し続ける。このような摩擦によって生じる摩擦熱により、現像剤は熱を帯びる。また、現像剤は、搬送される現像剤同士の摩擦によっても摩擦熱を生じ、熱を帯びる。つまり、現像装置３００内において現像剤は摩擦によって熱を帯びる。
現像剤が熱を持つと、現像装置内でトナーが溶け、固着してしまう（融着）等の問題が生じることがある。融着したトナーは、現像剤の搬送を妨げたり、現像ローラに担持される現像剤にムラを生じさせたりすることがあり、画像の品質低下をもたらす。
【０００５】
そこで、現像装置３００内で現像剤を冷却するための冷却装置が知られている。現像装置に設けられる現像剤の冷却装置として、例えば、ケーシング３２２の底部を冷却する構成がある（例えば特許文献１）。他に、現像ローラ３０１から感光体ドラム３５１へトナーが現像される前に現像ローラ３０１に担持された現像剤の量を所定量に調整する現像剤規制部材３３１に熱伝導性の大きい金属等の部材３３２を当接させ、現像剤規制部材３３１を介して現像剤の熱を奪う構成がある（例えば特許文献２、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３６５８８８号公報
【特許文献２】特開２００４−１０９８６８号公報
【特許文献３】特開２００５−６２６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の特許文献１〜３による現像剤を冷却するための冷却装置では、現像剤の冷却が不十分であった。
例えば、特許文献１のようにケーシング３２２の底部を冷却する構成では、攪拌搬送部材３０５、３０６とケーシング３２２との隙間に存在する現像剤が集中的に冷却されることとなるが、このような位置にある現像剤は攪拌搬送部材３０５、３０６とケーシング３２２との隙間に延々と残存して現像ローラ３０１へ搬送されない。一方で、ケーシング３２２からの冷却を受けない又は受け難い位置にあり、攪拌搬送部材３０５、３０６によって攪拌、搬送される現像剤は冷却されないまま現像ローラ３０１へ搬送される。このため、現像ローラ３０１へ搬送される現像剤は冷却されない又は十分な冷却を受けることができない。
また、現像剤規制部材３３１を介して現像剤の熱を奪う構成では、現像剤と現像剤規制部材３３１が当接する時間が極めて短いため、現像剤を十分に冷却することができない。
【０００８】
本発明の課題は、現像剤を十分に冷却することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明による現像装置は、印刷媒体に形成される画像に基づく潜像を担持する像担持体に対向して配置され、現像剤を担持して前記像担持体を前記現像剤で現像する現像部と、備蓄された前記現像剤を攪拌して搬送する攪拌搬送部と、前記現像部と前記攪拌搬送部との間に介在し、且つ、前記攪拌搬送部の上方に設けられ、前記攪拌搬送部から前記現像部へ搬送される現像剤の搬送をガイドする搬送ガイド部と、前記搬送ガイド部を介して前記現像剤を冷却する現像剤冷却部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の現像装置であって、前記搬送ガイド部は、前記現像剤を滑らせてガイドする搬送ガイド部材を有し、前記現像剤冷却部は、前記搬送ガイド部材を冷却する搬送ガイド部材冷却部を有することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、印刷媒体に形成される画像に基づく潜像を担持する像担持体に対向して配置され、現像剤を担持して前記像担持体を前記現像剤で現像する現像部と、備蓄された前記現像剤を攪拌して搬送する攪拌搬送部と、前記現像部と前記攪拌搬送部との間に介在して前記攪拌搬送部から前記現像部へ搬送される現像剤の搬送を前記現像剤を滑らせてガイドする搬送ガイド部材を有する搬送ガイド部と、前記搬送ガイド部材を冷却する搬送ガイド部材冷却部を有し、前記搬送ガイド部を介して前記現像剤を冷却する現像剤冷却部と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、印刷媒体に形成される画像に基づく潜像を担持する像担持体に対向して配置され、現像剤を担持して前記像担持体を前記現像剤で現像する現像部と、備蓄された前記現像剤を攪拌して搬送する攪拌搬送部と、前記現像部と前記攪拌搬送部との間に介在して前記攪拌搬送部によって搬送された現像剤を担持して前記現像部へ供給することにより現像剤の搬送をガイドする供給ローラを有する搬送ガイド部と、前記供給ローラを冷却する供給ローラ冷却部を有し、前記搬送ガイド部を介して前記現像剤を冷却する現像剤冷却部と、を備えることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の現像装置であって、前記搬送ガイド部は、前記攪拌搬送部によって搬送された現像剤を担持して前記現像部へ供給する供給ローラを有し、前記現像剤冷却部は、前記供給ローラを冷却する供給ローラ冷却部を有することを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の現像装置であって、前記現像剤冷却部は、前記搬送ガイド部を液冷により冷却する液冷機構を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の現像装置であって、前記現像部は、磁性によりその外周面に前記現像剤を担持する現像ローラであり、前記搬送ガイド部から前記現像ローラへ搬送された現像剤が前記像担持体に搬送される前に前記現像ローラに担持された現像剤の量を所定量に調整する規制部材を備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項１から７のいずれか一項に記載の現像装置であって、前記現像剤の温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部によって検出された温度に基づいて前記現像剤冷却部の動作を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、印刷媒体に形成される画像に基づく潜像を担持する像担持体に対向して配置され、現像剤を担持して前記像担持体を前記現像剤で現像する現像部と、
備蓄された前記現像剤を攪拌して搬送する攪拌搬送部と、
前記現像部と前記攪拌搬送部との間に介在して前記攪拌搬送部から前記現像部へ搬送される現像剤の搬送をガイドする搬送ガイド部と、
前記搬送ガイド部を介して前記現像剤を冷却する現像剤冷却部と、
前記現像剤の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部によって検出された温度に基づいて前記現像剤冷却部の動作を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項１０に記載の発明による画像形成装置は、請求項１から９のいずれか一項に記載の現像装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、現像剤を十分に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第一実施形態による画像形成装置の構成を示す説明図である。
【図２】画像形成装置１の機能ブロック図である。
【図３】現像装置２００の詳細な構成を示す断面図である。
【図４】冷却装置２４０の構成を示す説明図である。
【図５】搬送ガイド板及び搬送ガイド板支持部の斜視図である。
【図６】トナーが融着した搬送ガイド板の一例を示す斜視図である。
【図７】白スジを生じた用紙の一例を示す。
【図８】第二実施形態による定着装置を示す断面図である。
【図９】第三実施形態による画像形成装置の機能ブロック図である。
【図１０】温度検出部及び冷却装置の構成を示す説明図である。
【図１１】制御部による冷却装置の動作制御の流れを示すフローチャートである。
【図１２】従来の現像装置３００の一構成例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図を参照して本発明の実施の形態の例を詳細に説明する。
【００１９】
（第一実施形態）
図１に、本発明の第一実施形態による画像形成装置１の構成を示す。
図１に示すように、画像形成装置１は、原稿から画像を読み取り、読み取った画像を用紙Ｐに画像形成して出力するコピー機能や、外部装置等から画像データを含むページデータや各画像データの画像形成条件等を含むジョブを受信し、受信したジョブに基づいて画像を用紙Ｐ上に形成して出力するプリント機能等を備えている。図１に示すように、画像形成装置１は、画像読取部２０、プリント部４０等を備えて構成される。
【００２０】
画像読取部２０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿送り部２１と読取部２２とを備える。自動原稿送り部２１の原稿トレイ２１ａに載置された原稿ｄは、読取個所であるコンタクトガラスに搬送され、光学系により原稿ｄの片面又は両面の画像が読み取られ、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）２２ａにより原稿ｄの画像が読み取ら
れる。ここで、画像とは、図形や写真等のイメージデータに限らず、文字や記号等のテキストデータ等も含む意である。
【００２１】
画像読取部２０により読み取られた画像（アナログ画像信号）は、後述する制御部９０に出力され、制御部９０においてＡ／Ｄ変換される等の各種画像処理が施された後、プリント部４０に出力される。
【００２２】
プリント部４０は、入力されたプリントデータに基づいて、電子写真方式の画像形成処理を行うものであり、給紙部４１、搬送部４２、画像形成部４３、定着部６０、搬出部４５、搬出待機部４６を備えて構成される。
【００２３】
給紙部４１は、複数の給紙トレイ４１ａ、給紙手段４１ｂ、手差しトレイ４１ｃ等を備える。給紙トレイ４１ａは、給紙トレイ４１ａ毎に用紙の斤量やサイズ等に基づいて識別された規格用紙や特殊用紙、差込用紙等の用紙Ｐが予め設定された種類毎に格納されており、給紙手段４１ｂによって用紙Ｐを最上部から一枚ずつ搬送部４２に向けて搬送する。手差しトレイ４１ｃは、ユーザのニーズに合わせて様々な種類の用紙Ｐを積載可能な給紙トレイであり、給紙ローラによって積載された用紙Ｐを最上部から一枚ずつ搬送部４２に向けて搬送する。
【００２４】
搬送部４２は、給紙トレイ４１ａ又は手差しトレイ４１ｃから搬送された用紙Ｐを、複数の中間ローラ、レジストローラ４２ａ等を経て二次転写ベルト５１へと搬送する。レジストローラ４２ａは、二次転写ベルト５１に搬送される用紙を一時的に待機させる第１待機部として機能し、二次転写ベルト５１は、中間転写体（中間転写ベルト４３ｂ）上のトナー画像を用紙に二次転写する。
【００２５】
また、搬送部４２は、搬送路切換板により、片面画像形成処理済みの用紙Ｐを両面搬送路に搬送し、再び中間ローラ、レジストローラ４２ａを経て二次転写ベルト５１へと搬送する。この二次転写ベルト５１により、後述する中間転写ベルト４３ｂに一次転写されたトナー画像が用紙Ｐ上に二次転写される。
【００２６】
画像形成部４３は、例えば４色（イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ））の画像を形成する際に、夫々異なる色のトナーを充填可能な色毎の画像形成部４３Ｙ、４３Ｍ、４３Ｃ、４３Ｋと、中間転写ベルト４３ｂと、クリーニング部４３ｄと、を備えて構成されている。
【００２７】
例えば、画像形成部４３Ｙは、感光体ドラム２５１の周囲に配置された帯電装置、露光装置、現像装置２００、画像データに基づく静電潜像が現像されたトナー画像を中間転写ベルト４３ｂ上に一次転写する一次転写部として機能する一次転写ローラ４３Ｙａ、クリーニング装置２５４を備え、イエロー（Ｙ）の画像を形成する。
【００２８】
具体的には、帯電装置２５２により帯電された感光体ドラム２５１に、露光装置からイエロー（Ｙ）の画像データに応じた光を照射して静電潜像を形成する。そして、現像装置２００は、静電潜像が形成された感光体ドラム２５１の表面にイエロー（Ｙ）のトナーを付着させて静電潜像を現像する。現像装置２００によりトナーが付着された感光体ドラム２５１は、一次転写ローラ４３Ｙａが配置された転写位置へ一定速度で回転されながら中間転写ベルト４３ｂに一次転写される。中間転写ベルト４３ｂにトナーが一次転写された後、クリーニング装置が、感光体ドラム２５１の表面の残留電荷や残留トナー等を除去する。
【００２９】
画像形成部４３Ｍ、４３Ｃ、４３Ｋは、画像形成部４３Ｙと同様の構成を備え、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像をそれぞれ形成する。
【００３０】
中間転写ベルト４３ｂは、複数のローラに懸架され回転可能に支持された半導電性エンドレスベルトであり、駆動ローラ等のローラの回転に伴って駆動され、移動する。
この中間転写ベルト４３ｂは、各画像形成部４３Ｙ、４３Ｍ、４３Ｃ、４３Ｋの一次転写ローラ４３Ｙａ、４３Ｍａ、４３Ｃａ、４３Ｋａによりそれぞれの感光体ドラム２５１に圧着される。これにより各感光体ドラム２５１の表面に現像された各トナーは、各一次転写ローラ４３Ｙａ、４３Ｍａ、４３Ｃａ、４３Ｋａによる転写位置で中間転写ベルト４３ｂにイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナーが順次重ねて一次転写され、二次転写ローラ５２による転写位置で用紙Ｐに二次転写される。
【００３１】
そして、中間転写ベルト４３ｂは、二次転写ローラ５２により用紙Ｐにトナー画像を二次転写した後、用紙Ｐを曲率及び静電的に分離して、クリーニング部４３ｄにより残留トナーが除去される。
【００３２】
定着部６０は、熱源６１ａを有する回転定着部材６１と、当該回転定着部材６１に圧接して定着ニップを形成する定着ベルト６２とが、用紙Ｐに二次転写されたトナー像を加熱定着する。
【００３３】
搬出部４５は、複数の排紙ローラと、搬出口４５ａと、排紙面切替経路４５ｂとを有し、搬送路切換板により、定着部６０によりトナー像が定着された用紙Ｐを排紙ローラに挟持させて搬出口４５ａから搬出待機部４６へ搬出したり、トナー像が定着された用紙Ｐを排紙ローラに挟持させて搬出待機部４６に排紙する用紙の用紙面を切り替える排紙面切替部として機能する排紙面切替経路４５ｂに搬送した後に搬出口４５ａから搬出待機部４６へ搬出する。
【００３４】
搬出待機部４６は、搬出部４５と排紙トレイ４７との間に設けられ、複数の排紙ローラと、第１搬出路４６ａと、第２搬出路４６ｂとを有し、搬送路切換板により、搬出口４５ａから搬入された用紙を第１搬出路４６ａ又は第２搬出路４６ｂに搬送させた後に排紙トレイ４７に排紙させる。
【００３５】
第１搬出路４６ａは、搬出口４５ａから搬入された用紙を搬出口４５ａから搬入された用紙面と同一の面で排紙トレイ４７に排紙する経路である。第２搬出路４６ｂは、搬出口４５ａから搬入された用紙を一時的に待機させる第２待機部として機能し、所定のタイミングで排紙トレイ４７に排紙する経路であり、第１搬出路４６ａを経て排紙トレイ４７に搬出された用紙面とは逆の面で排紙トレイ４７に排紙する経路である。
【００３６】
用紙Ｐの搬送方向について二次転写ベルト５１の上流側において、用紙Ｐの位置を認識するための用紙位置検知部８０が設けられている。用紙位置検知部８０は、搬送部４２において搬送される用紙Ｐの通過を検知するとその旨の信号（以下、検知信号と称する）を出力する。検知信号は後述する制御部９０（図２参照）に入力される。
【００３７】
図２に画像形成装置１の機能ブロック図を示す。
画像形成装置１は、制御部９０、通信部１１０、画像メモリ１２０、操作表示部１３０及び冷却装置２４０を有する。
【００３８】
制御部９０は、ＣＰＵ９１、ＲＡＭ９２及びＲＯＭ９３等を有し、これらは互いにバス９４で接続されている。制御部９０は、ＲＯＭ９３等から処理内容に応じたソフトウェアを呼び出してＲＡＭ９２にロードして当該ソフトウェアを実行する所謂ソフトウェア処理により、画像形成装置１の動作制御を行う。
制御部９０は、画像読取部２０、プリント部４０、用紙位置検知部８０、通信部１１０、画像メモリ１２０、操作表示部１３０及び冷却装置２４０とバス１５０を介して接続され、各部の入力に基づき各部を制御して画像形成装置１の動作制御を行う。
【００３９】
通信部１１０は、外部機器（例えばＰＣ等）と接続可能なインターフェイス等（例えばNIC（Network Interface Card）等）を有し、画像形成装置１と外部機器との通信を可能
とする。例えば、ＰＣ等から送信された画像データは通信部１１０を介して画像形成装置１に受信され、画像メモリ１２０に格納される。
【００４０】
画像メモリ１２０は、画像形成装置１で用紙Ｐに形成する画像データを格納する記憶領域であり、記憶装置（例えば揮発メモリ等）で構成される。画像読取部２０から読み取られた画像データや、通信部１１０を介して送信された画像データは画像メモリ１２０に記憶される。制御部９０は画像メモリ１２０に記憶された画像データに基づき用紙Ｐに画像を形成する。
【００４１】
操作表示部１３０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やタッチパネル等を有し、画像形成装置１に関する各種情報表示やオペレータによる各種入力操作等を行える。
【００４２】
冷却装置２４０は、現像装置２００内に設けられた搬送ガイド部２１０（後述）を冷却する。冷却装置２４０については後述する。
【００４３】
図３に、現像装置２００の詳細な構成を断面図によって示す。
現像装置２００は、現像ローラ２０１、攪拌搬送部材２０５、２０６、搬送ガイド部２１０及び現像剤層厚規制部材２３１を有する。
【００４４】
現像ローラ２０１は、現像剤を担持して感光体ドラム２５１を現像剤で現像する。図３に示すように、現像ローラ２０１は、円筒形状の部材であり、その円筒内にマグネット２０２が設けられる。図３に示すように、マグネット２０２は、非対称に設けられた７極のマグネットを有する。７極のマグネットはそれぞれ、隣り合う極に対して磁力の強さ又は極性の少なくとも一つが異なる。
【００４５】
現像ローラ２０１は、マグネット２０２の外周面である非磁性スリーブを回転する。マグネット２０２は所定の角度で固定される。現像剤は、磁性キャリアと、顔料であるトナーとを含む。現像剤は、現像ローラ２０１の外周面に搬送されると、現像ローラ２０１内のマグネット２０２の磁力によりキャリア及びトナーが現像ローラ２０１の外周面に担持される。そして、現像ローラ２０１の回転により現像剤が感光体ドラム２５１の近傍を通過すると、感光体ドラム２５１と現像ローラ２０１間に形成された電界によりトナーの一部が感光体ドラム２５１に飛翔し、感光体ドラム２５１に担持される。このようにして静電潜像と電界に応じたトナー画像が形成される。感光体ドラム２５１の近傍を通過した後の現像剤は、現像装置２００の内側、即ち現像ローラ２０１を挟んで感光体ドラム２５１の反対側に戻される。現像装置２００の内側に戻された現像剤は現像ローラ２０１から剥離して現像装置２００のケーシング２２２内に落ちる。
【００４６】
図３に示すように、第一実施形態の画像形成装置１は、現像ローラ２０１の回転方向と感光体ドラム２５１の回転方向が同一であり、互いの外周面が近接する位置において互いの外周面の移動方向が対向するカウンター現像方式を用いているが、特にこれに限定されるものではなく、現像ローラ２０１の回転方向と感光体ドラム２５１の回転方向が逆でもよい。
【００４７】
現像剤層厚規制部材２３１は、現像ローラ２０１に担持された現像剤の量を所定量に調整する板状の部材である。
現像剤を担持した現像ローラ２０１の外周面は、感光体ドラム２５１側へ周回移動する過程で現像剤層厚規制部材２３１の設けられた位置を通過する。このとき、現像剤層厚規制部材２３１は、現像ローラ２０１に担持された現像剤の量を所定量に調整する。これによって現像するトナーの量を好適に保つことができる。
【００４８】
攪拌搬送部材２０５、２０６は、現像装置２００のケーシング２２２内に備蓄された現像剤（図示略）を攪拌、搬送する。攪拌搬送部材２０５、２０６は、螺旋状に連なる羽根（スクリュー）を有し、その回転によりケーシング２２２内に備蓄された現像剤を攪拌する。そして、攪拌搬送部材２０５、２０６は、その回転により現像剤を搬送ガイド部２１０の供給ローラ２１１側へ搬送する。
【００４９】
搬送ガイド部２１０は、現像ローラ２０１と攪拌搬送部材２０５、２０６との間に介在して攪拌搬送部材２０５から搬送される現像剤をガイドして現像ローラ２０１へ導く。図３に示すように、第一実施形態の搬送ガイド部２１０は、攪拌搬送部材２０５の上方に設けられる。搬送ガイド部２１０は、供給ローラ２１１、搬送ガイド板２１５及び搬送ガイド板支持部２１６を有する。
【００５０】
図３に示すように、供給ローラ２１１は、円筒形状の部材であり、その円筒内にマグネット２１２が設けられる。図３に示すように、マグネット２１２は、非対称に設けられた５極のマグネットを有する。５極のマグネットはそれぞれ、隣り合う極に対して磁力の強さ又は極性の少なくとも一つが異なる。
【００５１】
供給ローラ２１１は、マグネット２１２の周囲面である非磁性スリーブを回転する。マグネット２１２は所定の角度で固定される。現像剤は、供給ローラ２１１の外周面に搬送されると、供給ローラ２１１内のマグネット２１２の磁力によりキャリア及びトナーが供給ローラ２１１の外周面に担持される。そして、供給ローラ２１１の回転により現像剤が搬送ガイド板２１５の近傍を通過するとき、搬送ガイド板の端によって供給ローラ上の現像剤がスクレープされ供給ローラ２１１に担持されていた現像剤が搬送ガイド板２１５上へ搬送される。
【００５２】
搬送ガイド板２１５は、供給ローラ２１１と現像ローラ２０１との間において、供給ローラ２１１から現像ローラ２０１へ向かって下方へ傾斜するよう架設される板状の部材である。搬送ガイド板２１５は、供給ローラ２１１によって搬送され搬送ガイド板２１５上に渡された現像剤を、その傾斜によって滑らせて現像ローラ２０１へ導く。
搬送ガイド板２１５によってガイドされた現像剤は、搬送ガイド板２１５、現像ローラ２０１、現像剤層厚規制部材２３１及び搬送ガイド上部２２１に囲われた空間内に所定量程度だけ堆積し、現像ローラ２０１の回転及び担持によって随時運び出される。
【００５３】
搬送ガイド板支持部２１６は、搬送ガイド板２１５を支持するよう架設された部材である。搬送ガイド板支持部２１６はその内部に空洞を有する筒形状である。搬送ガイド板支持部２１６の空洞内には冷却材２１７が満たされている。冷却材２１７は、液状の冷却材であり、冷却装置２４０によって搬送ガイド板支持部２１６の空洞内を流れ、搬送ガイド板支持部２１６及び搬送ガイド板２１５を冷却する。冷却材２１７によって冷却された搬送ガイド板２１５は、搬送ガイド板２１５上の現像剤を冷却する。つまり、冷却材２１７は、搬送ガイド板支持部２１６及び搬送ガイド板２１５を介して搬送ガイド板２１５上の現像剤を冷却する。
【００５４】
図４に、冷却装置２４０の構成を示す。
図３及び図４に示すように、冷却装置２４０は、ポンプ２４１、冷却部２４２を有する。ポンプ２４１、冷却部２４２及び搬送ガイド板支持部２１６はパイプ２４３によって連結され、冷却材２１７がポンプ２４１、冷却部２４２及び搬送ガイド板支持部２１６の空洞内を循環するよう設けられる。
【００５５】
ポンプ２４１は、冷却材２１７に流れを生じさせてポンプ２４１、冷却部２４２及び搬送ガイド板支持部２１６の空洞内を循環させる。
【００５６】
冷却部２４２は、冷却材２１７を冷却する。冷却部２４２は、例えばラジエータ等であるが、冷却材２１７を冷却することができる構成であればよい。
【００５７】
搬送ガイド板支持部２１６の空洞内を通過した冷却材２１７は、搬送ガイド板支持部２１６から熱を奪う。これによって搬送ガイド板支持部２１６は冷却され、搬送ガイド板支持部２１６と当接する搬送ガイド板２１５及び搬送ガイド板２１５と当接する現像剤も冷却される。搬送ガイド板支持部２１６を通過した冷却材２１７は、冷却部２４２によって冷却され、再び搬送ガイド板支持部２１６へ流れる。
このように、冷却装置２４０は、搬送ガイド板２１５及び搬送ガイド板支持部２１６を液冷により冷却することで、搬送ガイド板２１５にガイドされる現像剤を冷却する。
【００５８】
第一実施形態の冷却材２１７は、エチレングリコール等の不凍性の冷却液であるが、特にこれに限定されるものではなく、液冷に用いられる冷却材であればよい。
【００５９】
図５に、搬送ガイド板２１５及び搬送ガイド板支持部２１６の斜視図を示す。図５では、搬送ガイド板支持部２１６内の冷却材２１７の図示を省略している。
図５に示すように、搬送ガイド板２１５の傾斜方向に直行する方向について、第一実施形態における搬送ガイド板２１５及び搬送ガイド板支持部２１６の幅方向は同一である。これによって、搬送ガイド板２１５及び搬送ガイド板２１５上を流れる現像剤を好適に冷却することができる。
【００６０】
なお、第一実施形態の搬送ガイド板支持部２１６の断面形状は台形状であるが、搬送ガイド板２１５を支持及び冷却することができる構造であればその形態は問わない。
【００６１】
以下に、画像形成装置１の具体的な設計事項を示すが、本発明の構成は、特にこれに限定されるものではない。
現像ローラ２０１の径は、φ25[mm]である。現像ローラ２０１と感光体ドラム２５１の回転比は、1.8：1である。現像ローラ２０１の回転速度は、550[rpm]である。供給ローラ２１１の径は、φ16[mm]である。供給ローラ２１１の回転速度は、240[rpm]である。搬送ガイド板２１５の寸法は、24×327×0.8[単位mm]である。搬送ガイド板支持部２１６の寸法は、底辺15[mm]、高さは6[mm]/10.5[mm]であり、空洞を覆う部材の肉厚は2[mm]である。現像ローラ２０１と搬送ガイド板２１５の間隙は、0.50±0.25[mm]である。供給ローラ２１１と搬送ガイド板２１５の間隙は、0.75±0.25[mm]である。搬送ガイド板２１５と搬送ガイド上部２２１の間隙は、4±0.25[mm]である。供給ローラ２１１と搬送ガイド上部２２１の間隙は、5±0.25[mm]である。攪拌搬送部材２０５、２０６は、径がφ30[mm]、スパイラル条数が１条、スパイラルリードが39[mm]、回転軸の直径がφ8[mm]/6[mm]、回転速度が510[rpm]、羽根高さが11[mm]である。現像剤に含まれるキャリアの平均粒径は33[μｍ]、トナーの平均粒径は6.5[μm]である。現像装置２００の現像剤容量は、1200gである。
【００６２】
第一実施形態の搬送ガイド板２１５はステンレスを素材とし、搬送ガイド板支持部２１６はアルミを素材としているが、特にこれらの素材に限定されるものではない。搬送ガイド板２１５及び搬送ガイド板支持部２１６の素材として、非磁性の高熱伝導材料、例えば前述のステンレスやアルミの他、アルミニウム合金、銅合金、亜鉛合金等を用いることが好ましい。
【００６３】
次に、冷却装置２４０による冷却効果について説明する。まず、比較のため、冷却装置２４０による現像剤の冷却が行われない場合について図６及び図７の例示を用いて説明する。
図６に、トナーが融着した搬送ガイド板２１８の一例を示す。図６に例示する搬送ガイド板２１８を支持する搬送ガイド板支持部２１９は、冷却材２１７を循環させるための空洞を有していない。このため、第一実施形態の搬送ガイド板２１５及び搬送ガイド板支持部２１６とは別符号にて図示する。例示する搬送ガイド板２１８及び搬送ガイド板支持部２１９は、その構造により冷却装置２４０の冷却を受けない点を除き、その架設位置や素材については搬送ガイド板２１５及び搬送ガイド板支持部２１６と同様である。
【００６４】
攪拌搬送部材２０５、２０６による現像剤の攪拌や、搬送及び供給ローラ２１１による現像剤の搬送は、現像剤と現像装置２００の各部との摩擦及び現像剤同士の摩擦を生じさせる。これらの摩擦は摩擦熱を生じさせる。このため、現像装置２００の各部及び現像剤は熱を帯びる。
【００６５】
このため、冷却装置２４０による現像剤の冷却を行わない状態で画像形成を継続して行うと、現像剤が摩擦熱により加熱され続け、トナーが融解することがある。例えば図６に示すように、融解したトナーは搬送ガイド板２１８等の現像剤の搬送経路上で融着する。
【００６６】
図７に、白スジＳを生じた用紙Ｐの一例を示す。
図６に示すようなトナーの融着（図６に示す融着トナーＧ）を生じた状態で画像形成を継続すると、図７に示すように、用紙Ｐに形成された画像に白スジＳ等の画像形成不良を生じることがある。これは、融着したトナーによって、トナーが融着した箇所及びその付近の現像剤の流れが妨げられるために、現像ローラ２０１に十分な量の現像剤を搬送することができなくなることによる。
【００６７】
また、図６に示す融着したトナーが掛け落ち、塊となったトナーが現像ローラ２０１と現像剤層厚規制部材２３１との間に詰まることがある。このような場合、詰まったトナーの塊によって現像剤が現像ローラ２０１から過剰に規制されてしまい、より顕著に図７に示すような白スジＳを生じる。
【００６８】
冷却装置２４０を有しない点を除き、画像形成装置１と同様の構成によって、所定の条件下での画像形成を行った場合、搬送ガイド板２１８上の現像剤は、画像形成開始前に比して約１５度[℃]上昇した。このとき、搬送ガイド板２１８上では図６に示すようなトナーの融着及び融解したトナーの塊が現像ローラ２０１と現像剤層厚規制部材２３１との間に詰まる現象が生じ、図７に示すような白スジＳを画像に生じた。
ここで、所定の条件下での画像形成とは、気温３０度[℃]、湿度８０パーセント[%RH]の環境において、原稿カバレッジ５パーセント[%]の設定で４時間連続して画像形成を行った場合である。また、現像剤の温度測定は、Ｋ熱電対によって行っている。
【００６９】
一方、冷却装置２４０による現像剤の冷却を行う第一実施形態の画像形成装置１によって、前述の所定の条件下での画像形成を行った場合、搬送ガイド板２１５上の現像剤の温度上昇は、画像形成開始前に比して約５度[℃]に留まり、トナーの融着や白スジＳは生じなかった。このように、第一実施形態による画像形成装置１が備える現像装置２００は、現像装置２００内の現像剤を十分に冷却することができ、トナーの融着及びトナーの融着による画像形成不良を抑え、良好な画像形成を行うことができる。
【００７０】
以上、第一実施形態によれば、冷却装置２４０は冷却材２１７を搬送ガイド板支持部２１６の空洞内に循環させ、搬送ガイド板支持部２１６及び搬送ガイド板２１５を介して現像剤を冷却する。これによって、現像剤に含まれるトナーが熱によって融解、融着することによる画像形成の不良を抑え、良好な品質の画像を得ることができる。
さらに、搬送ガイド板２１５によってガイドされた現像剤は、搬送ガイド板２１５、現像ローラ２０１、現像剤層厚規制部材２３１及び搬送ガイド上部２２１に囲われた空間内に所定量程度だけ堆積する。当該空間内にある現像剤は高い確率で現像ローラ２０１に担持される。そして、当該空間内に堆積した現像剤は搬送ガイド板２１５を介して冷却されるので、現像ローラ２０１に担持される現像剤を確実に冷却することができる。以上のように、画像形成装置１の現像装置２００は、現像剤を十分に冷却することができる構成である。
【００７１】
さらに、冷却装置２４０による現像剤の冷却は、現像剤の搬送経路において現像ローラ２０１の手前に位置する搬送ガイド部２１０の搬送ガイド板２１５を介して行われる。搬送ガイド板２１５はその板状の上面において現像剤と接するので、広い面部を介して現像剤を冷却することができる。
【００７２】
さらに、冷却装置２４０は冷却材２１７を介して搬送ガイド板支持部２１６を冷却する液冷方式の冷却装置である。冷却装置２４０は、冷却材２１７を冷却部２４２で冷却して搬送ガイド板支持部２１６へ循環させるので、搬送ガイド板支持部２１６から熱を奪う冷媒である冷却材２１７を十分に冷却した状態で搬送ガイド板支持部２１６へ循環させることができ、これによって、より確実に現像剤を冷却することができる。
【００７３】
さらに、現像ローラ２０１が感光体ドラム２５１に現像剤を現像し、現像ローラ２０１に担持された現像剤が感光体ドラム２５１に近接する前に現像剤層厚規制部材２３１が現像ローラ２０１に担持された現像剤の量を所定量に調整するので、感光体ドラム２５１へ搬送される現像剤の量を適切に保つことができる。また、このような構成であっても、冷却装置２４０により現像剤が十分に冷却されるので、トナーの融解、融着及び融解したトナーの塊が現像ローラ２０１と現像剤層厚規制部材２３１の間に挟まることはなく、良好な品質の画像を得ることができる。
【００７４】
このように、画像形成装置１は、現像剤を十分に冷却することができる現像装置２００を備えているので、トナーの融解、融着による画像形成の不良を抑え、良好な品質の画像を得ることができる。
【００７５】
（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態について図８を用いて説明する。第一実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
図８に、第二実施形態による現像装置２００Ｂを示す。
第二実施形態の現像装置２００Ｂは、供給ローラ２１１とマグネット２１２との間の隙間（スリーブ）に冷却材２１７を通過させる。冷却装置２４０のパイプ２４３は、スリーブと連結され、スリーブを密封するよう設けられる。第二実施形態における冷却材２１７は、ポンプ２４１、冷却部２４２及びスリーブを循環する。また、第二実施形態の現像装置２００Ｂは、搬送ガイド板支持部２１６内の空洞には冷却材２１７を通過させていない。冷却材２１７の循環箇所を除き、第二実施形態の構成は第一実施形態と同様である。
【００７６】
第二実施形態によれば、第一実施形態の効果と同様の効果を得られる。さらに、搬送ガイド部２１０の供給ローラ２１１の外周面に現像剤が担持されているときに現像剤を冷却するので、搬送ガイド部２１０を介して現像ローラ２０１へ搬送される現像剤を確実に冷却することができる。
【００７７】
なお、第二実施形態の現像装置２００Ｂは、搬送ガイド板支持部２１６内の空洞に冷却材を通過させていないが、通過させても良い。一の冷却装置２４０による冷却材２１７の循環経路に搬送ガイド板支持部２１６内の空洞及びスリーブの両方を含めるようにしてもよいし、搬送ガイド板支持部２１６内の空洞とスリーブのそれぞれに個別の冷却装置２４０を設けてもよい。
【００７８】
（第三実施形態）
次に、本発明の第三実施形態について図９及至図１１を用いて説明する。第一実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
図９に、第三実施形態による画像形成装置１Ｃの機能ブロック図を示す。
第三実施形態の画像形成装置１Ｃは、第一実施形態の画像形成装置１の構成に加えて、温度検出部２４５を有する。
【００７９】
図１０に、温度検出部２４５及び冷却装置２４０の構成を示す。
温度検出部２４５は、搬送ガイド板２１５上の現像剤の温度を検出可能な位置に設けられ、現像剤の温度を検出する。
【００８０】
第三実施形態の制御部９０は、温度検出部２４５によって検出された現像剤の温度に基づいて冷却装置２４０の動作を制御する。具体的には、現像剤の温度が所定の温度以上となった場合、制御部９０はポンプ２４１を動作させて現像剤を冷却する。一方、現像剤の温度が所定の温度を下回る場合には、制御部９０はポンプ２４１を停止させて現像剤の冷却を停止する。
【００８１】
所定の温度は、現像剤に含まれるトナーの融解温度に基づいて設定する。所定の温度は、例えば、当該所定の温度を下回る場合にはトナーの融解による画像形成不良を生じないように設定することが好ましい。
【００８２】
図１１に、制御部９０による冷却装置２４０の動作制御の流れをフローチャートで示す。
制御部９０は、画像形成装置１Ｃによる画像形成が行われているか否か判定する（ステップＳ１）。画像形成が行われていない場合（ステップＳ１：ＮＯ）、制御部９０は処理を終了する。
【００８３】
ステップＳ１において、画像形成が行われている場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、制御部９０は、温度検出部２４５によって検出された現像剤の温度が所定の温度以上であるか否か判定する（ステップＳ２）。現像剤の温度が所定の温度以上である場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、制御部９０はポンプ２４１を動作させ（ステップＳ３）、現像剤を冷却する。
【００８４】
ステップＳ３の後、制御部９０は、温度検出部２４５によって検出された現像剤の温度が所定の温度を下回ったか否か判定する（ステップＳ４）。現像剤の温度が所定の温度を下回った場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、制御部９０はポンプ２４１を停止させ（ステップＳ５）、現像剤の冷却を停止する。一方、ステップＳ４において現像剤の温度が所定の温度を下回らない場合（ステップＳ４：ＮＯ）、現像剤の温度が所定の温度を下回るまで待機する。
【００８５】
ステップＳ５の処理後又はステップＳ２において現像剤の温度が所定の温度以上でない場合（ステップＳ２：ＮＯ）、ステップＳ１の処理に戻る。
【００８６】
第三実施形態によれば、第一実施形態の効果に加えて、温度検出部２４５によって検出された現像剤の温度が所定の温度以上の場合に現像剤を冷却するために冷却装置２４０を動作させるので、現像剤を冷却する必要性に応じて現像剤の冷却を行うことができる。
【００８７】
なお、本発明の実施の形態は、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００８８】
例えば、冷却装置は液冷に限らず、搬送ガイド部２１０を介して現像剤を冷却できる構成であればよい。例えば、ヒートパイプを用いる方法が挙げられる。搬送ガイド板支持部２１６や搬送ガイド板２１５にヒートパイプを当接させて、ヒートパイプの熱を現像装置２００の外で発散させるようにすることで、前述の実施形態と同様の効果を得られる。その他、空冷等を用いても良い。
【００８９】
第三実施形態において、画像形成装置１の制御部９０が温度検出部２４５の検出結果に基づいて冷却装置２４０の動作を制御しているが、温度検出部２４５の検出結果に基づいて冷却装置２４０の動作を制御するための制御部９０を個別に設けてもよい。
【００９０】
現像剤は、トナーとキャリアの両方を含むものに限らない。例えば、トナーのみを用いるものであっても本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００９１】
９０   制御部
２００ 現像装置
２０１ 現像ローラ
２０５ 攪拌搬送部材
２１０ 搬送ガイド部
２１１ 供給ローラ
２１５ 搬送ガイド板
２１６ 搬送ガイド板支持部
２１７ 冷却材
２３１ 現像剤層厚規制部材
２４０ 冷却装置
２４１ ポンプ
２４２ 冷却部
２４３ パイプ
２５１ 感光体ドラム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005471273.tif 000008
【図８】
0005471273.tif 000009
【図９】
0005471273.tif 000010
【図１０】
0005471273.tif 000011
【図１１】
0005471273.tif 000012
【図１２】
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