(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に配置され、静電潜像が形成された像担持体と、
前記像担持体との間隔を空けて配置され、前記像担持体の前記静電潜像にトナーを供給する現像ローラーと、
前記像担持体と前記現像ローラーとの間の空間に冷却風を送る送風器と、
を備え、
前記空間での前記トナーの飛翔速度は、前記冷却風の進行方向を向いている第１成分と、前記進行方向と前記現像ローラーの回転軸とに垂直な方向を向いている第２成分とを有し、
前記像担持体の回転速度は、前記第１成分と等速である、画像形成装置。
【請求項２】
前記現像ローラーは回転可能に配置され、
前記第１成分は、前記冷却風が前記空間を通過するときの通過速度と、前記現像ローラーの回転速度との合成速度と等速である、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像ローラーは、前記像担持体の回転方向とは逆方向に回転し、
前記冷却風が前記空間に流入するときの流入速度は、前記第１成分から前記現像ローラーの回転速度を減算した速度と等速である、請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像ローラーは、前記像担持体の回転方向と同方向に回転し、
前記冷却風が前記空間に流入するときの流入速度は、前記第１成分に前記現像ローラーの回転速度を加算した速度と等速である、請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記像担持体の回転速度と、前記現像ローラーの回転速度と、前記送風器とを制御する制御部を更に備え、
前記制御部は、前記像担持体の回転速度又は前記現像ローラーの回転速度を変更したとき、前記第１成分が前記像担持体の前記回転速度と等速であるという関係が維持されるように、前記送風器を制御する、請求項１〜請求項４の何れかの１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記像担持体の回転速度と、前記現像ローラーの回転速度と、前記送風器とを制御する制御部を更に備え、
前記制御部は、前記送風器の送風量を変更したとき、前記第１成分が前記像担持体の前記回転速度と等速であるという関係が維持されるように、前記現像ローラーの回転速度を制御する、請求項１〜請求項４の何れかの１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記現像ローラーは回転可能に配置され、
前記現像ローラーは、前記像担持体の回転方向とは逆方向に回転し、
前記像担持体の回転速度と前記現像ローラーの回転速度とが等速であるとき、前記冷却風が前記空間を通過するときの通過速度は、前記像担持体の回転速度と等速である、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記冷却風が前記空間に流入するときの流入速度は、前記通過速度から前記現像ローラーの回転速度を減算した速度と等速である、請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記現像ローラーは回転可能に配置され、
前記現像ローラーは、前記像担持体の回転方向と同方向に回転し、
前記冷却風が前記空間を通過するときの通過速度は、前記像担持体の回転速度と等速であり、
前記冷却風が前記空間に流入するときの流入速度は、前記通過速度に前記現像ローラーの回転速度を加算した速度と等速である、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記像担持体の回転速度と、前記現像ローラーの回転速度と、前記送風器とを制御する制御部を更に備え、
前記制御部は、前記像担持体の回転速度又は前記現像ローラーの回転速度を変更したとき、前記通過速度が前記像担持体の前記回転速度と等速であるという関係が維持されるように、前記送風器を制御する、請求項７〜請求項９の何れかの１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記像担持体の周囲に配置され、前記像担持体の表面を帯電させる帯電部と、
前記像担持体の周囲に配置され、帯電された前記像担持体に前記静電潜像を形成する露光部と、
前記像担持体の周囲に配置され、前記静電潜像にトナーを供給する現像ローラーと
を更に備え、
前記送風器は、前記帯電部と前記露光部の間、及び／又は前記露光部と前記現像ローラーの間から前記空間に冷却風を送る、請求項１〜請求項１０の何れかの１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記現像ローラーが前記帯電部及び前記露光部よりも前記冷却風の前記進行方向の下流に位置する、請求項１１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置では、トナーの現像方式として、非接触現像方式（例えばジャンピング現像方式）が用いられる。非接触現像方式では、像担持体上の静電潜像をトナー像として現像する現像部は、像担持体との間に間隔を空けて配置される。そして、トナーは、静電気によって現像部から像担持体に供給される。
【０００３】
また、送風部が送風する冷却風によって、現像部が冷却される。この結果、現像部の温度上昇が抑制される。
【０００４】
このような画像形成装置に関する先行技術として、例えば特許文献１に記載の画像形成装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１１７４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の画像形成装置では、現像部から像担持体にトナーが移動したとき、トナーが、冷却風によって流されて所定の現像位置に付着されない場合がある。この結果、感光体ドラムの回転方向に沿ってトナー像に濃度勾配が発生する。
【０００７】
特に、トナー帯電量が低下し易い高温高湿環境で現像が行われた場合、又は、像担持体の回転速度が遅く且つ冷却風の速度が速い場合は、トナー像の濃度勾配が発生し易い。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、非接触現像方式において、現像ローラーを冷却しつつ、像担持体上のトナーの付着位置を高精度に制御できる画像形成装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、現像ローラーと、送風器とを備える。前記像担持体は、回転可能に配置され、静電潜像が形成される。前記現像ローラーは、前記像担持体との間隔を空けて配置され、前記像担持体の前記静電潜像にトナーを供給する。前記送風器は、前記像担持体と前記現像ローラーとの間の空間に冷却風を送る。前記空間での前記トナーの飛翔速度は、前記冷却風の進行方向を向いている第１成分と、前記進行方向と前記現像ローラーの回転軸とに垂直な方向を向いている第２成分とを有する。前記像担持体の回転速度は、前記第１成分と等速である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、非接触現像方式において、現像部を冷却しつつ、像担持体上のトナーの付着位置を高精度に制御できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】実施形態の感光体ドラムの周辺の概略図である。
【図３】実施形態における、感光体ドラムの線速、現像ローラーの線速及び冷却風の通過速度の関係を示す図である。
【図４】変形例１における、感光体ドラムの線速、現像ローラーの線速及び冷却風の通過速度の関係を示す図である。
【図５】変形例２の制御部の動作を示すフローチャートである。
【図６】変形例３の制御部の動作を示すフローチャートである。
【図７】変形例５の制御部の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜実施形態１＞
以下、本発明の実施形態１について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
【００１３】
図１を参照して、本実施形態に係る画像形成装置について説明する。
【００１４】
本実施形態に係る画像形成装置１は、トナーを用いて用紙Ｐに画像を形成する。画像形成装置１は、給紙カセット５と、給紙ローラー７と、搬送ローラー９と、画像形成部１１と、定着部１３と、排紙ローラー１５と、排紙トレイ１７と、送風器１８と、制御部１９とを備える。また、画像形成装置１は、搬送路１０と、搬送路１４とを有する。
【００１５】
給紙カセット５は、画像形成部１１に用紙Ｐを供給する。給紙カセット５には、複数の用紙Ｐが積載されて収容される。給紙ローラー７は、給紙カセット５に収容された複数の用紙Ｐを１枚ずつ繰り出す。搬送ローラー９は、給紙ローラー７によって繰り出された用紙Ｐを、搬送路１０に沿って画像形成部１１に搬送する。
【００１６】
画像形成部１１は、給紙カセット５から供給された用紙Ｐに画像を形成する。画像形成部１１は、感光体ドラム３０（像担持体）と、帯電ローラー３１（帯電部）と、露光装置３２（露光部）と、現像装置３３と、転写ローラー３４と、クリーニング装置３５と、除電装置３６とを備える。
【００１７】
感光体ドラム３０は、回転可能に配置される。感光体ドラム３０の周囲に、帯電ローラー３１、露光装置３２、現像装置３３、転写ローラー３４、クリーニング装置３５、及び除電装置３６が、この順に、感光体ドラム３０の回転方向に沿って配置される。
【００１８】
感光体ドラム３０は、その表面に感光層を有する。感光体ドラム３０は、例えばφ３０ｍｍのａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体ドラムである。帯電ローラー３１は、感光体ドラム３０の表面を所定電位に均一に帯電させる。露光装置３２は、帯電された感光体ドラム３０の表面にレーザー光を照射し、当該表面に画像データに対応する静電潜像を形成する。現像装置３３は、トナー（例えば黒色のトナー）を用いて感光体ドラム３０の静電潜像をトナー像として現像する。現像装置３３は、非接触現像方式（例えばタッチダウン現像方式）で感光体ドラム３０の表面の静電潜像を現像する。非接触現像方式については、図２を参照して後述する。
【００１９】
転写ローラー３４は、感光体ドラム３０の表面のトナー像を用紙Ｐに転写する。転写ローラー３４は、感光体ドラム３０との間で転写ニップ領域を形成する。転写ローラー３４には、転写電圧が印加されている。この結果、感光体ドラム３０の表面のトナー像が、用紙Ｐと共に、転写ニップ領域を通過すると、転写ローラー３４から用紙へ放電された電荷によって、当該トナー像が用紙Ｐに転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは、定着部１３に送り出される。クリーニング装置３５は、転写後の感光体ドラム３０の表面の残留トナーを除去する。除電装置３６は、転写後の感光体ドラム３０の表面に帯電した電荷を除電する。
【００２０】
定着部１３は、用紙Ｐに転写されたトナー像を定着させる。定着部１３は、用紙Ｐを加熱及び加圧することで、トナー像を用紙Ｐに定着させる。排紙ローラー１５は、トナー像が定着された用紙Ｐを搬送路１４に沿って排紙トレイ１７に排出する。
【００２１】
送風器１８は、露光装置３２及び現像装置３３を冷却風によって冷却する。送風器１８は、例えば、露光装置３２の付近に配置される。送風器１８は、その送風量を変化させることで、冷却風の速度を制御することが可能である。
【００２２】
制御部１９は、画像形成部１１の各部（例えば、給紙ローラー７、搬送ローラー９、画像形成部１１、定着部１３、排紙ローラー１５、及び送風器１８）を制御する。
【００２３】
次に図２を参照して、非接触現像方式について説明する。非接触現像方式とは、トナーを現像装置３３から感光体ドラム３０の静電潜像に非接触で供給することで、静電潜像を現像する現像方式である。
【００２４】
図２に示すように、現像装置３３は、感光体ドラム３０と間隔を空けて対向して配置される。現像装置３３は、現像ローラー３３ａと、磁気ローラー３３ｂと、電圧印加部３３ｃとを備える。
【００２５】
現像ローラー３３ａは、感光体ドラム３０と間隔を空けて対向して配置される。現像ローラー３３ａは、例えば、感光体ドラム３０の横側に配置されると共に、帯電ローラー３１及び露光装置３２よりも低い位置に配置される。現像ローラー３３ａは、回転可能に配置される。現像ローラー３３ａは、その表面に、磁気ローラー３３ｂから供給されるトナー２０ａを担持する。現像ローラー３３ａは、担持したトナー２０ａを飛翔させることで、トナー２０ａを感光体ドラム３０の静電潜像に供給する。この結果、静電潜像がトナー像として現像される。
【００２６】
磁気ローラー３３ｂは、その内部に磁石３３ｄを備える。磁気ローラー３３ｂは、その表面に、磁石３３ｄによって現像剤２０を吸着し、吸着した現像剤２０によって磁気ブラシを形成する。現像剤２０は、例えば、帯電したトナー２０ａとキャリア２０ｂとを含む２成分現像剤である。トナー２０ａは、例えば磁性１成分トナーである。磁気ローラー３３ｂは、磁気ブラシによって、現像ローラー３３ａにトナー２０ａを供給する。
【００２７】
電圧印加部３３ｃは、現像ローラー３３ａ及び磁気ローラー３３ｂにバイアス電圧を印加する。詳しくは、電圧印加部３３ｃは、磁気ローラー３３ｂには、直流バイアス電圧を印加する。また、電圧印加部３３ｃは、現像ローラー３３ａには、直流バイアス電圧を印加すると共に交流バイアス電圧を印加する。
【００２８】
現像装置３３では、磁気ローラー３３ｂに供給された現像剤２０は、磁気ローラー３３ｂの磁石３３ｄによって磁気ローラー３３ｂの表面に吸着して、磁気ブラシになる。磁気ローラー３３ｂが回転することで、磁気ブラシは、磁気ローラー３３ｂの回転方向に搬送される。
【００２９】
そして、現像ローラー３３ａと磁気ローラー３３ｂとの間には、電圧印加部３３ｃの印加電圧によって電位差が生じる。このため、磁気ローラー３３ｂに形成された磁気ブラシが現像ローラー３３ａの近傍まで搬送されると、当該電位差によって、磁気ブラシに含まれるトナー２０ａのみが現像ローラー３３ａに移動する。この結果、現像ローラー３３ａの表面には、トナー２０ａの薄層が形成される。
【００３０】
そして、現像ローラー３３ａに移動したトナー２０ａは、現像ローラー３３ａの回転に伴って、現像ローラー３３ａの回転方向に搬送される。感光体ドラム３０と現像ローラー３３ａとの間には、電圧印加部３３ｃの印加電圧によって電位差が発生している。このため、現像ローラー３３ａに移動したトナー２０ａは、感光体ドラム３０の近傍まで搬送されると、当該電位差によって、感光体ドラム３０の静電潜像へと飛翔して付着する。この結果、感光体ドラム３０の静電潜像がトナー２０ａによって現像される。
【００３１】
現像中、送風器１８から送出された冷却風Ｆは、露光装置３２の付近を流れる。そして、冷却風Ｆは、例えば帯電ローラー３１と露光装置３２との間を通過する。そして、冷却風Ｆは、感光体ドラム３０と露光装置３２との間を通過した後、感光体ドラム３０と現像装置３３との間の空間を通過する。その際、冷却風Ｆは、当該空間の真上から当該空間を通過する。この結果、露光装置３２及び現像装置３３が、冷却風Ｆによって冷却される。以上述べたように、現像装置３３（又は現像ローラー３３ａ）は、帯電ローラー３１及び露光装置３２よりも冷却風Ｆの進行方向の下流に位置する。なお、冷却風Ｆは、帯電ローラー３１と露光装置３２との間ではなく、露光装置３２と現像装置３３（又は現像ローラー３３ａ）との間を通過した後、感光体ドラム３０と現像装置３３との間の空間を通過してもよい。更には、冷却風Ｆは、帯電ローラー３１と露光装置３２との間、及び露光装置３２と現像装置３３（又は現像ローラー３３ａ）との間の両方を通過してもよい。
【００３２】
図３を参照して、感光体ドラム３０の線速、現像ローラー３３ａの線速及び冷却風Ｆの通過速度の関係を説明する。
【００３３】
制御部１９は、感光体ドラム３０の回転を制御する。詳しくは、制御部１９は、感光体ドラム３０の回転方向が矢印方向（例えば時計回り）となり、感光体ドラム３０の線速（回転速度）がｖ１になるように、感光体ドラム３０の回転を制御する。具体的には、制御部１９は、感光体ドラム３０の表面における周方向の速度がｖ１になるように、感光体ドラム３０の回転を制御する。また、制御部１９は、現像ローラー３３ａの回転方向が感光体ドラム３０の回転方向と逆方向になり、且つ、現像ローラー３３ａの線速（回転速度）がｖ３になるように、現像ローラー３３ａの回転を制御する。具体的には、現像ローラー３３ａの表面における周方向の速度がｖ３になるように、感光体ドラム３０の回転を制御する。
【００３４】
送風器１８から送出された冷却風Ｆは、例えば、感光体ドラム３０の回転方向に沿って流れる。そして、冷却風Ｆは、現像空間４０（空間）に流入速度ｖ０で流入し、現像空間４０を通過速度ｖ２で通過する。現像ローラー３３ａから飛翔したトナー２０ａは、現像空間４０を通過する冷却風Ｆによって流される。
【００３５】
現像ローラー３３ａの回転方向が感光体ドラム３０の回転方向と逆方向であり、且つ線速ｖ１と線速ｖ３とが等しいとき、現像ローラー３３ａの表面と感光体ドラム３０の表面とは互いに等しい速度で移動する。従って、線速ｖ１と線速ｖ３とが等しいとき、現像ローラー３３ａの回転が感光体ドラム３０上のトナー２０ａの付着位置に及ぼす影響は無視できる。その結果、線速ｖ１と線速ｖ３とが等しいときには、トナー２０ａの飛翔速度ｖ４は、通過速度ｖ２に等しくなる（即ちｖ４＝ｖ２）。
【００３６】
現像空間４０でのトナー２０ａの飛翔速度は、第１成分と第２成分とを有する。第１成分は、冷却風Ｆの進行方向を向いている。第２成分は、冷却風Ｆの進行方向と現像ローラー３３ａの回転軸とに垂直な方向を向いている。本実施形態において、飛翔速度ｖ４は第１成分に対応する。なお、現像空間４０とは、感光体ドラム３０と現像ローラー３３ａとの間の空間であって、現像ローラー３３ａからのトナーが飛翔する空間である。
【００３７】
本実施形態では、通過速度ｖ２は、線速ｖ１と略等速（即ちｖ２≒ｖ１）になるように制御される。即ち、制御部１９は、現像ローラー３３ａの回転方向が感光体ドラム３０の回転方向と逆方向であり、且つ線速ｖ１と線速ｖ３とが等しいとき、通過速度ｖ２が線速ｖ１と略等速になるように、送風器１８の送風量を制御する。その結果、制御部１９は、線速ｖ１が飛翔速度ｖ４と略等速になるように送風器１８の送風量を制御することができ、感光体ドラム３０上のトナー２０ａの付着位置を高精度に制御できる。
【００３８】
なお、速度ｖａが速度ｖｂと略等速であるとは、速度ｖａと速度ｖｂとの差分の絶対値（＝｜ｖａ−ｖｂ｜）が所定速度以下であることである。
【００３９】
詳しくは、現像ローラー３３ａの回転方向が感光体ドラム３０の回転方向と逆方向である場合は、流入速度ｖ０、通過速度ｖ２及び線速ｖ３の間には、ｖ０≒ｖ２−ｖ３の関係式が成立する。即ち、流入速度ｖ０は、通過速度ｖ２から線速ｖ３を減算した速度と略等速である。制御部１９は、関係式（ｖ０≒ｖ２−ｖ３、及びｖ２≒ｖ１）と、予め与えられた値（即ち線速ｖ１、及び線速ｖ３）とに基づいて、流入速度ｖ０（≒ｖ２−ｖ３）の算出値を算出する。この算出値は、通過速度ｖ２を線速ｖ１と略等速にさせる流入速度ｖ０に対応する。制御部１９は、流入速度ｖ０がその算出値に等しくなるように、送風器１８を制御する。
【００４０】
なお、制御部１９には、送風量の各値と流入速度ｖ０の各値との対応関係が設定されている。制御部１９は、例えば、この対応関係を参照し、流入速度ｖ０が算出値に等しくなるように送風器１８を制御する。
【００４１】
従って、通過速度ｖ２が線速ｖ１と略等速になる。そして、飛翔速度ｖ４（＝ｖ２）が線速ｖ１と略等速になる。換言すれば、飛翔するトナー２０ａと、回転する感光体ドラム３０との相対速度は、ほぼゼロになる。この結果、感光体ドラム３０上のトナー２０ａの付着位置を高精度に制御でき、感光体ドラム３０に形成されるトナー像の濃度勾配を抑制できる。トナーとして低融点トナーを用いる場合は、現像ローラー３３ａの温度が十分に低いことが望ましい。画像形成装置１は、冷却風Ｆによって現像ローラー３３ａの温度を十分に低く保つことが可能である。従って、画像形成装置１は、低融点トナーを用いる場合に適している。
【００４２】
＜実施例１＞
本実施例は、実施形態１の実施例である。本実施例では、制御部１９は、線速ｖ１を１６０ｍｍ／秒に制御し、線速ｖ３を１２０ｍｍ／秒に制御する。
【００４３】
制御部１９は、関係式（ｖ０≒ｖ２−ｖ３、及びｖ２≒ｖ１）と、予め与えられた値（即ちｖ１＝１６０ｍｍ／秒、及びｖ３＝１２０ｍｍ／秒）とに基づいて、流入速度ｖ０（≒ｖ２−ｖ３）の算出値を算出する。そして、制御部１９は、流入速度ｖ０として４０ｍｍ／秒を得る。そして、制御部１９は、流入速度ｖ０が算出値（４０ｍｍ／秒）に等しくなるように、送風器１８を制御する。この結果、通過速度ｖ２は、１６０ｍｍ／秒になり、線速ｖ１（＝１６０ｍｍ／秒）と略等速になる。そして、飛翔速度ｖ４（＝ｖ２）は、１６０ｍｍ／秒になり、線速ｖ１との相対速度がほぼゼロになる。
【００４４】
本実施例において、感光体ドラム３０に形成されたトナー像を評価した。当該トナー像は、感光体ドラム３０の回転方向に沿った偏りが抑制された。具体的には、感光体ドラム３０の回転方向に沿って当該トナー像に濃度勾配が発生することを抑制できた。
【００４５】
＜比較例＞
本比較例は、実施例１に対する比較例である。実施例１では、通過速度ｖ２は、線速ｖ１と略等速（即ちｖ２≒ｖ１）になるように制御されるが、本比較例では、通過速度ｖ２は、線速ｖ１の４倍になるように制御される。なお、本比較例では、実施例１と同じく、現像ローラー３３ａの回転方向は、感光体ドラム３０の回転方向とは逆方向である。
【００４６】
詳しくは、本比較例では、線速ｖ１は１６０ｍｍ／秒に制御され、線速ｖ３は２４０ｍｍ／秒に制御される。そして、流入速度ｖ０は４００ｍｍ／秒に制御される。この結果、通過速度ｖ２（＝ｖ０＋ｖ３）は、６４０ｍｍ／秒に制御され、線速ｖ１（＝１６０ｍｍ／秒）の４倍になる。そして、飛翔速度ｖ４（＝ｖ２）は、６４０ｍｍ／秒になり、線速ｖ１の４倍になる。
【００４７】
本比較例において、感光体ドラム３０に形成されたトナー像を評価した。当該トナー像は、感光体ドラム３０の回転方向に沿った濃度勾配を有し、特に画像の横線部分のトナー量が低下した。従って、実施例１のように、通過速度ｖ２が、線速ｖ１と略等速になるように制御されることは、濃度勾配を抑制する上で有効である事が理解できる。
【００４８】
＜変形例１Ａ＞
本変形例は、現像ローラー３３ａの回転方向が感光体ドラム３０の回転方向と同方向である点で実施形態１と異なる。以下、図４を参照して、本変形例について詳しく説明する。
【００４９】
図４に示すように、本変形例では、現像ローラー３３ａの回転方向は、感光体ドラム３０の回転方向と同方向である。
【００５０】
また、本変形例では、制御部１９は、実施形態１の制御部１９と同様に、通過速度ｖ２が線速ｖ１と略等速になるように、送風器１８を制御する。
【００５１】
詳しくは、現像ローラー３３ａの回転方向が感光体ドラム３０の回転方向と同方向である場合は、流入速度ｖ０、通過速度ｖ２及び線速ｖ３の間には、ｖ０≒ｖ２＋ｖ３の関係式が成立する。即ち、流入速度ｖ０は、通過速度ｖ２に線速ｖ３を加算した速度と略等速である。制御部１９は、関係式（ｖ０≒ｖ２＋ｖ３、及びｖ２≒ｖ１）と、予め与えられた値（即ち線速ｖ１、及び線速ｖ３）とに基づいて、流入速度ｖ０（≒ｖ２＋ｖ３）を算出する。この算出値は、通過速度ｖ２を線速ｖ１と略等速（即ちｖ２≒ｖ１）にさせる流入速度ｖ０に対応する。制御部１９は、流入速度ｖ０がその算出値に等しくなるように、送風器１８を制御する。この結果、通過速度ｖ２は、線速ｖ１と略等速になる。
【００５２】
＜実施例１Ａ＞
本実施例は変形例１Ａの実施例である。本実施例では、制御部１９は、線速ｖ１を１６０ｍｍ／秒に制御し、線速ｖ３を２４０ｍｍ／秒に制御する。
【００５３】
制御部１９は、関係式（ｖ０≒ｖ２＋ｖ３、及びｖ２≒ｖ１）と、予め与えられた値（即ちｖ１＝１６０ｍｍ／秒、及びｖ３＝２４０ｍｍ／秒）とに基づいて、流入速度ｖ０（≒ｖ２＋ｖ３）を算出する。そして、制御部１９は、流入速度ｖ０として４００ｍｍ／秒を得る。そして、制御部１９は、流入速度ｖ０が算出値（４００ｍｍ／秒）に等しくなるように、送風器１８を制御する。この結果、通過速度ｖ２は、１６０ｍｍ／秒になり、線速ｖ１（＝１６０ｍｍ／秒）と略等速になる。
【００５４】
本実施例において、感光体ドラム３０に形成されたトナー像を評価した。当該トナー像は、感光体ドラム３０の回転方向に沿った偏りが抑制された。具体的には、感光体ドラム３０の回転方向に沿って当該トナー像に濃度勾配が発生することを抑制できた。
【００５５】
＜変形例１Ｂ＞
本変形例は、線速ｖ１が変更されたとき、ｖ２≒ｖ１の関係式が維持されるように、送風器１８が制御される点で変形例１Ａと異なる。以下、本変形例について、変形例１Ａと異なる点を説明する。
【００５６】
本変形例では、制御部１９は、線速ｖ１を変更することが可能である。そして、制御部１９は、線速ｖ１を変更したとき、ｖ２≒ｖ１の関係式が維持されるように、送風器１８の送風量を制御する。以下、この制御について、図５を参照して詳しく説明する。
【００５７】
ステップＳ１では、制御部１９は、変形例１Ａの制御部１９と同じく、関係式（ｖ０≒ｖ２＋ｖ３、及びｖ２≒ｖ１）と、予め与えられた値（線速ｖ１及び線速ｖ３）とに基づいて、流入速度ｖ０を算出する。そして、処理がステップＳ２に進む。
【００５８】
ステップＳ２では、制御部１９は、流入速度ｖ０が、ステップＳ１で算出された算出値に等しくなるように、送風器１８の送風量を制御する。この結果、通過速度ｖ２は、線速ｖ１と略等速になる。そして、処理がステップＳ３に進む。
【００５９】
ステップＳ３では、制御部１９は、線速ｖ１を変更する。そして、処理がステップＳ４に進む。
【００６０】
ステップＳ４では、制御部１９は、ｖ２≒ｖ１の関係式が維持されるように、送風器１８の送風量を制御する。詳しくは、制御部１９は、ｖ２≒ｖ１の関係式が維持されるように、線速ｖ１の変更に伴って流入速度ｖ０を算出し直す。具体的には、変更した線速ｖ１に基づいて、ステップＳ１の処理と同じ処理を行って、流入速度ｖ０を算出し直す。そして、処理がステップＳ５に進む。
【００６１】
ステップＳ５では、制御部１９は、流入速度ｖ０が、ステップＳ４で算出し直された算出値に等しくなるように、送風器１８の送風量を制御する。そして、処理が終了する。
【００６２】
＜実施例１Ｂ＞
本実施例は、変形例１Ｂの実施例である。本実施例では、制御部１９は、最初、線速ｖ１を１６０ｍｍ／秒に制御し且つ線速ｖ３を２４０ｍｍ／秒に制御し、その後、線速ｖ１を１６０ｍｍ／秒から８０ｍｍ／秒に変更する。
【００６３】
制御部１９は、最初、流入速度ｖ０（≒ｖ２＋ｖ３）の算出値として４００ｍｍ／秒を算出する。そして、制御部１９は、流入速度ｖ０が算出値（４００ｍｍ／秒）に等しくなるように、送風器１８を制御する。この結果、通過速度ｖ２（≒ｖ０−ｖ３）は、１６０ｍｍ／秒になり、線速ｖ１（＝１６０ｍｍ／秒）と略等速になる。
【００６４】
そして、制御部１９は、線速ｖ１を１６０ｍｍ／秒から８０ｍｍ／秒に変更する。制御部１９は、線速ｖ１（＝８０ｍｍ／秒）に基づいて、流入速度ｖ０を算出し直して３２０ｍｍ／秒を得る。そして、制御部１９は、流入速度ｖ０が、算出値（３２０ｍｍ／秒）に等しくなるように、送風器１８を制御する。この結果、通過速度ｖ２（≒ｖ０−ｖ３）は、８０ｍｍ／秒になり、線速ｖ１（＝８０ｍｍ／秒）と略等速である。
【００６５】
本実施例において、感光体ドラム３０に形成されたトナー像を評価した。線速ｖ１の変更の前後で、当該トナー像は、感光体ドラム３０の回転方向に沿った偏りが抑制された。具体的には、感光体ドラム３０の回転方向に沿って当該トナー像に濃度勾配が発生することを抑制できた。
【００６６】
＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２について、図面を参照しながら説明する。
【００６７】
図３に示すように、本実施形態では、通過速度ｖ２ではなく、飛翔速度ｖ４が線速ｖ１と等速（即ちｖ４≒ｖ１）である。即ち、制御部１９は、飛翔速度ｖ４が線速ｖ１と等速になるように、送風器１８の送風量、及び／又は現像ローラー３３ａの回転を制御する。
【００６８】
具体的には、飛翔速度ｖ４は、通過速度ｖ２と、現像ローラーの回転速度（ｖ３）との合成速度と略等速（即ちｖ４≒ｖ２＋ｖ３）である。即ち、制御部１９は、通過速度ｖ２と線速ｖ３との合成速度（飛翔速度ｖ４）が線速ｖ１と略等速になるように、送風器１８の送風量、及び／又は現像ローラー３３ａの回転を制御する。
【００６９】
詳しくは、通過速度ｖ２が流入速度ｖ０と等速であり、現像ローラー３３ａの回転方向が感光体ドラム３０の回転方向と逆方向である場合は、流入速度ｖ０、飛翔速度ｖ４及び線速ｖ３の間には、ｖ０≒ｖ４−ｖ３の関係式が成立する。即ち、流入速度ｖ０は、飛翔速度ｖ４から線速ｖ３を減算した速度と等速である。制御部１９は、関係式（ｖ０≒ｖ４−ｖ３、及びｖ４≒ｖ１）と、予め与えられた値（即ち線速ｖ１、及び線速ｖ３）とに基づいて、流入速度ｖ０（≒ｖ４−ｖ３）を算出する。この算出値は、飛翔速度ｖ４を線速ｖ１と略等速にさせる流入速度ｖ０に対応する。制御部１９は、流入速度ｖ０がその算出値に等しくなるように、送風器１８を制御する。
【００７０】
従って、飛翔速度ｖ４が線速ｖ１と等速になる。換言すれば、飛翔するトナー２０ａと、回転する感光体ドラム３０との相対速度は、ほぼゼロになる。この結果、感光体ドラム３０上のトナー２０ａの付着位置を高精度に制御でき、感光体ドラム３０に形成されるトナー像の濃度勾配を抑制できる。トナーとして低融点トナーを用いる場合は、現像ローラー３３ａの温度が十分に低いことが望ましい。画像形成装置１は、冷却風Ｆによって現像ローラー３３ａの温度を十分に低く保つことが可能である。従って、画像形成装置１は、低融点トナーを用いる場合に適している。
【００７１】
＜実施例２＞
本実施例は、実施形態２の実施例である。本実施例では、制御部１９は、線速ｖ１を１６０ｍｍ／秒に制御し、線速ｖ３を１２０ｍｍ／秒に制御する。
【００７２】
図３に示すように、制御部１９は、関係式（ｖ０≒ｖ４−ｖ３、及びｖ４≒ｖ１）と、予め与えられた値（即ちｖ１＝１６０ｍｍ／秒、及びｖ３＝１２０ｍｍ／秒）とに基づいて、流入速度ｖ０（≒ｖ４−ｖ３）を算出する。そして、制御部１９は、流入速度ｖ０として４０ｍｍ／秒を得る。そして、制御部１９は、流入速度ｖ０が算出値（４０ｍｍ／秒）に等しくなるように、送風器１８を制御する。この結果、飛翔速度ｖ４は、１６０ｍｍ／秒になり、線速ｖ１（＝１６０ｍｍ／秒）と略等速になり、線速ｖ１との相対速度がほぼゼロになる。
【００７３】
本実施例において、感光体ドラム３０に形成されたトナー像を評価した。当該トナー像は、感光体ドラム３０の回転方向に沿った偏りが抑制された。具体的には、感光体ドラム３０の回転方向に沿って当該トナー像に濃度勾配が発生することを抑制できた。
【００７４】
＜変形例２Ａ＞
本変形例は、現像ローラー３３ａの回転方向が感光体ドラム３０の回転方向と同方向である点で実施形態２と異なる。以下、図４を参照して、本変形例について詳しく説明する。
【００７５】
図４に示すように、本変形例では、現像ローラー３３ａの回転方向は、感光体ドラム３０の回転方向と同方向である。
【００７６】
また、本変形例では、制御部１９は、実施形態２の制御部１９と同様に、飛翔速度ｖ４が線速ｖ１と略等速になるように、送風器１８を制御する。
【００７７】
詳しくは、現像ローラー３３ａの回転方向が感光体ドラム３０の回転方向と同方向である場合は、流入速度ｖ０、飛翔速度ｖ４及び線速ｖ３の間には、ｖ０≒ｖ４＋ｖ３の関係式が成立する。即ち、流入速度ｖ０は、飛翔速度ｖ４に線速ｖ３を加算した速度と略等速である。制御部１９は、関係式（ｖ０≒ｖ４＋ｖ３、及びｖ４≒ｖ１）と、予め与えられた値（即ち線速ｖ１、及び線速ｖ３）とに基づいて、流入速度ｖ０（≒ｖ４＋ｖ３）を算出する。この算出値は、飛翔速度ｖ４を線速ｖ１と略等速（即ちｖ４≒ｖ１）にさせる流入速度ｖ０に対応する。制御部１９は、流入速度ｖ０がその算出値に等しくなるように、送風器１８を制御する。この結果、飛翔速度ｖ４は、線速ｖ１と略等速になる。
【００７８】
＜実施例２Ａ＞
本実施例は変形例２Ａの実施例である。本実施例では、制御部１９は、線速ｖ１を１６０ｍｍ／秒に制御し、線速ｖ３を２４０ｍｍ／秒に制御する。
【００７９】
図４に示すように、制御部１９は、関係式（ｖ０≒ｖ４＋ｖ３、及びｖ４≒ｖ１）と、予め与えられた値（即ちｖ１＝１６０ｍｍ／秒、及びｖ３＝２４０ｍｍ／秒）とに基づいて、流入速度ｖ０（≒ｖ４＋ｖ３）を算出する。そして、制御部１９は、流入速度ｖ０として４００ｍｍ／秒を得る。そして、制御部１９は、流入速度ｖ０が算出値（４００ｍｍ／秒）に等しくなるように、送風器１８を制御する。この結果、飛翔速度ｖ４は、１６０ｍｍ／秒になり、線速ｖ１（＝１６０ｍｍ／秒）と略等速になる。
【００８０】
本実施例において、感光体ドラム３０に形成されたトナー像を評価した。当該トナー像は、感光体ドラム３０の回転方向に沿った偏りが抑制された。具体的には、感光体ドラム３０の回転方向に沿って当該トナー像に濃度勾配が発生することを抑制できた。
【００８１】
＜変形例２Ｂ＞
本変形例は、線速ｖ１が変更されたとき、ｖ４≒ｖ１の関係式が維持されるように、送風器１８が制御される点で変形例２Ａと異なる。以下、本変形例について、変形例２Ａと異なる点を説明する。
【００８２】
本変形例では、制御部１９は、線速ｖ１を変更することが可能である。そして、制御部１９は、線速ｖ１を変更したとき、ｖ４≒ｖ１の関係式が維持されるように、送風器１８の送風量を制御する。以下、この制御について、図６を参照して詳しく説明する。
【００８３】
図６に示すように、ステップＳ１１では、制御部１９は、変形例１Ａの制御部１９と同じく、関係式（ｖ０≒ｖ４＋ｖ３、及びｖ４≒ｖ１）と、予め与えられた値（線速ｖ１及び線速ｖ３）とに基づいて、流入速度ｖ０を算出する。そして、処理がステップＳ１２に進む。
【００８４】
ステップＳ１２では、制御部１９は、流入速度ｖ０が、ステップＳ１で算出された算出値に等しくなるように、送風器１８の送風量を制御する。この結果、飛翔速度ｖ４は、線速ｖ１と略等速になる。そして、処理がステップＳ１３に進む。
【００８５】
ステップＳ１３では、制御部１９は、線速ｖ１を変更する。そして、処理がステップＳ１４に進む。
【００８６】
ステップＳ１４では、制御部１９は、ｖ４≒ｖ１の関係式が維持されるように、送風器１８の送風量を制御する。詳しくは、制御部１９は、ｖ４≒ｖ１の関係式が維持されるように、線速ｖ１の変更に伴って流入速度ｖ０を算出し直す。具体的には、変更した線速ｖ１に基づいて、ステップＳ１１の処理と同じ処理を行って、流入速度ｖ０を算出し直す。そして、処理がステップＳ１５に進む。
【００８７】
ステップＳ１５では、制御部１９は、流入速度ｖ０が、ステップＳ１４で算出し直された算出値に等しくなるように、送風器１８の送風量を制御する。そして、処理が終了する。
【００８８】
＜実施例２Ｂ＞
本実施例は、変形例２Ｂの実施例である。本実施例では、制御部１９は、最初、線速ｖ１を１６０ｍｍ／秒に制御し、且つ線速ｖ３を２４０ｍｍ／秒に制御する。その後、制御部１９は、線速ｖ１を１６０ｍｍ／秒から８０ｍｍ／秒に変更する。
【００８９】
図４に示すように、制御部１９は、最初、流入速度ｖ０（≒ｖ４＋ｖ３）の算出値として４００ｍｍ／秒を算出する。そして、制御部１９は、流入速度ｖ０が算出値（４００ｍｍ／秒）に等しくなるように、送風器１８を制御する。この結果、飛翔速度ｖ４（≒ｖ０−ｖ３）は、１６０ｍｍ／秒になり、線速ｖ１（＝１６０ｍｍ／秒）と略等速になる。
【００９０】
そして、制御部１９は、線速ｖ１を１６０ｍｍ／秒から８０ｍｍ／秒に変更する。制御部１９は、線速ｖ１（＝８０ｍｍ／秒）に基づいて、流入速度ｖ０を算出し直して３２０ｍｍ／秒を得る。そして、制御部１９は、流入速度ｖ０が、算出値（３２０ｍｍ／秒）に等しくなるように、送風器１８を制御する。この結果、飛翔速度ｖ４（≒ｖ０−ｖ３）は、８０ｍｍ／秒になり、線速ｖ１（＝８０ｍｍ／秒）と略等速である。
【００９１】
本実施例において、感光体ドラム３０に形成されたトナー像を評価した。線速ｖ１の変更の前後で、当該トナー像は、感光体ドラム３０の回転方向に沿った偏りが抑制された。具体的には、感光体ドラム３０の回転方向に沿って当該トナー像に濃度勾配が発生することを抑制できた。
【００９２】
＜変形例２Ｃ＞
本変形例は、送風器１８の送風量が変更されたとき、ｖ４≒ｖ１の関係式が維持されるように、現像ローラー３３ａの回転が制御される点で変形例２Ｂと異なる。以下、本変形例について、変形例２Ｂと異なる点を説明する。
【００９３】
本変形例では、制御部１９は、送風器１８の送風量を変更することが可能である。そして、制御部１９は、送風器１８の送風量を変更したとき、ｖ４≒ｖ１の関係式が維持されるように、現像ローラー３３ａの回転を制御する。以下、この制御について、図７を参照して詳しく説明する。
【００９４】
図７に示すように、ステップＳ２１では、制御部１９は、例えば変形例２Ｂの制御部１９と同じく、関係式（ｖ０≒ｖ４＋ｖ３、及びｖ４≒ｖ１）と、予め与えられた値（線速ｖ１及び線速ｖ３）とに基づいて、流入速度ｖ０を算出する。そして、処理がステップＳ２２に進む。
【００９５】
ステップＳ２２では、制御部１９は、流入速度ｖ０が、ステップＳ２１で算出された算出値に等しくなるように、送風器１８の送風量を制御する。この結果、飛翔速度ｖ４は、線速ｖ１と略等速になる。そして、処理がステップＳ２３に進む。
【００９６】
ステップＳ２３では、制御部１９は、送風器１８の送風量を変更する。そして、処理がステップＳ２４に進む。
【００９７】
ステップＳ２４では、制御部１９は、変更された送風量に対応する流入速度ｖ０を求め、上記関係式（ｖ０≒ｖ４＋ｖ３、及びｖ４≒ｖ１）から線速ｖ３を算出する。
【００９８】
ステップＳ２５では、制御部１９は、線速ｖ３が、ステップＳ２４で算出された算出値に等しくなるように、現像ローラー３３ａの回転を制御する。そして、処理が終了する。
【００９９】
＜実施例２Ｃ＞
本実施例は、変形例２Ｃの実施例である。本実施例では、制御部１９は、最初、線速ｖ１を１６０ｍｍ／秒に制御し、且つ流入速度ｖ０を０ｍｍ／秒に制御する。その後、制御部１９は、流入速度ｖ０を０ｍｍ／秒から３２０ｍｍ／秒に変更する。更にその後、制御部１９は、流入速度ｖ０を３２０ｍｍ／秒から６４０ｍｍ／秒に変更する。
【０１００】
制御部１９は、最初、流入速度ｖ０が０ｍｍ／秒になるように、送風器１８を制御する。また、制御部１９は、現像ローラー３３ａの回転方向が感光体ドラム３０の回転方向と逆方向で、線速ｖ３が１６０ｍｍ／秒になるように、現像ローラー３３ａの回転を制御する。この結果、飛翔速度ｖ４（≒ｖ２＋ｖ３）は、１６０ｍｍ／秒になり、線速ｖ１（＝１６０ｍｍ／秒）と略等速になる。
【０１０１】
そして、制御部１９は、流入速度ｖ０を０ｍｍ／秒から３２０ｍｍ／秒に変更するように、送風器１８を制御する。また、制御部１９は、現像ローラー３３ａの回転方向が感光体ドラム３０の回転方向と同じ方向で、線速ｖ３が１６０ｍｍ／秒になるように、現像ローラー３３ａの回転を制御する。線速ｖ３が１６０ｍｍ／秒になることによって、飛翔速度ｖ４（≒ｖ２−ｖ３）は、１６０ｍｍ／秒になり、線速ｖ１（＝１６０ｍｍ／秒）と略等速になる。
【０１０２】
更に、制御部１９は、流入速度ｖ０を３２０ｍｍ／秒から６４０ｍｍ／秒に変更するように、送風器１８を制御する。また、制御部１９は、現像ローラー３３ａの回転方向が感光体ドラム３０の回転方向と同じ方向で、線速ｖ３が４８０ｍｍ／秒になるように、現像ローラー３３ａの回転を制御する。線速ｖ３が４８０ｍｍ／秒になることによって、飛翔速度ｖ４（≒ｖ０−ｖ３）は、１６０ｍｍ／秒になり、線速ｖ１（＝１６０ｍｍ／秒）と略等速になる。
【０１０３】
本実施例において、感光体ドラム３０に形成されたトナー像を評価した。線速ｖ１の変更の前後で、当該トナー像は、感光体ドラム３０の回転方向に沿った偏りが抑制された。具体的には、感光体ドラム３０の回転方向に沿って当該トナー像に濃度勾配が発生することを抑制できた。
【０１０４】
以上、図面（図１〜図８）を参照しながら本発明の実施形態について説明した。本発明の画像形成装置１によれば、線速ｖ１は飛翔速度ｖ４と等速である。従って、非接触現像方式において、現像ローラー３３ａを冷却しつつ、感光体ドラム３０上のトナーの付着位置を高精度に制御できる。
【０１０５】
なお、変形例１Ｂでは、変形例１Ａの構成を前提としたが、ｖ２≒ｖ１の関係式が維持されさえすれば、変形例１Ａの代わりに、実施形態１の構成を前提としてもよい。
【０１０６】
また、変形例２Ｂでは、変形例２Ａの構成を前提としたが、ｖ４≒ｖ１の関係式が維持されさえすれば、変形例２Ａの代わりに、実施形態２の構成を前提としてもよい。
【０１０７】
また、変形例１Ｂでは、感光体ドラム３０の線速ｖ１が変更される場合で説明したが、ｖ２≒ｖ１の関係式が維持されさえすれば、感光体ドラム３０の線速ｖ１が変更される代わりに、現像ローラー３３ａの線速ｖ３が変更されてもよい。即ち、現像ローラー３３ａの線速ｖ３が変更されたとき、ｖ２≒ｖ１の関係式が維持されるように、送風器１８が制御されてもよい。
【０１０８】
また、変形例２Ｂでは、感光体ドラム３０の線速ｖ１が変更される場合で説明したが、ｖ４≒ｖ１の関係式が維持されさえすれば、感光体ドラム３０の線速ｖ１が変更される代わりに、現像ローラー３３ａの線速ｖ３が変更されてもよい。即ち、現像ローラー３３ａの線速ｖ３が変更されたとき、ｖ４≒ｖ１の関係式が維持されるように、送風器１８が制御されてもよい。
【０１０９】
なお、本発明は、上記の実施形態及び変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数等は、図面作成の都合上から実際とは異なる。また、上記の実施形態及び変形例で示す各構成要素の材質や形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明は、画像形成装置に関するものであり、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【０１１１】
１  画像形成装置
１８  送風器
１９  制御部
３０  感光体ドラム
３３ａ  現像ローラー
４０  現像空間
Ｆ  冷却風
ｖ０  冷却風の流入速度
ｖ１  感光体ドラムの線速
ｖ２  冷却風の通過速度
ｖ３  現像ローラーの線速
ｖ４  トナーの飛翔速度
【図１】
0006540629.tif 000002
【図２】
0006540629.tif 000003
【図３】
0006540629.tif 000004
【図４】
0006540629.tif 000005
【図５】
0006540629.tif 000006
【図６】
0006540629.tif 000007
【図７】
0006540629.tif 000008