(57)【要約】      （修正有）【課題】  電子写真方式の画像形成装置において、トナー補給手段に貯留されるトナーの流動性および補給性能が画像形成装置の内部温度の上昇による低下、ならびにブロッキングによるトナー詰まりを防止する。【解決手段】原稿読み取り手段２と、画像形成手段３と、給紙手段４と、トナー補給手段５と、温度検知手段７と、排紙手段８と、図示しない制御手段とを含む画像形成装置１において、温度検知手段７によってトナー補給手段５近傍の温度を検知し、トナー補給手段５を液状媒体によって冷却する冷却手段６を設け、温度検知手段７による検知結果に応じて、冷却手段６によるトナー補給手段５の冷却を制御する。【選択図】図１
2008064901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式の画像形成技術を利用して記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
トナー像形成手段を含んで記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
画像形成手段に記録媒体を送給する給紙手段と、
画像形成手段にトナーを補給するトナー補給手段と、
画像形成装置内部の温度を検知する温度検知手段と、
トナー補給手段を液状媒体によって冷却する冷却手段と、
温度検知手段による検知結果に応じてトナー補給手段を冷却するように冷却手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
冷却手段は、
その少なくとも一部が、トナー補給手段の鉛直方向上方において、トナー補給手段全体を冷却するように設けられることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
トナー補給手段と、トナー補給手段の鉛直方向下方に配置されるトナー像形成手段との間に設けられ、冷却手段表面に結露して落下する水滴を一時的に貯留する受け皿をさらに含むことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
温度検知手段は、
トナー補給手段の近傍に設けられてトナー補給手段の温度を検知することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項５】
冷却手段は、
水冷パイプまたはヒートパイプを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項６】
水冷パイプまたはヒートパイプ表面の少なくとも一部に断熱層が設けられることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
冷却手段は、
作動流体を蒸発させることによって発熱体から吸熱する蒸発手段と、
作動流体の蒸気を凝縮液化して作動流体の蒸気から放熱する凝縮手段と、
蒸発手段において発生する作動流体の蒸気を凝縮手段に送給する蒸気管と、
凝縮手段において生成する作動流体を蒸発手段に送給する液管とを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項８】
冷却手段は、
作動流体を用いて発熱体から吸熱する蒸発手段と、
作動流体の蒸気を凝縮液化して作動流体の蒸気から放熱する凝縮手段と、
蒸発手段と凝縮手段とを作動流体が循環可能に連結する配管と、
配管に設けられて作動流体を蒸発手段と凝縮手段との間で循環させるマイクロポンプとを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項９】
トナー補給手段は、
画像形成装置に脱着自在に装着される１または複数のトナーボトルを含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つ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】
電子写真方式の画像形成装置（以下単に「画像形成装置」とする）は、高画質画像を簡易な操作でかつ短時間の間に形成でき、保守管理も容易であることから、たとえば、複写機、レーザプリンタ、ＬＥＤプリンタ、ファクシミリ装置などとして広く普及している。画像形成装置は、たとえば、感光体と、帯電装置と、露光装置と、現像装置と、転写装置と、定着装置と、クリーニング装置とを含む。感光体はその表面に感光膜が形成されたローラ状部材である。帯電装置は感光体表面を所定電位に帯電させる。露光装置は帯電状態にある感光体表面に画像情報に応じた信号光を照射して静電潜像を形成する。現像装置は感光体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像に現像する。転写装置は感光体表面のトナー像を記録媒体に転写する。定着装置はトナー像を構成するトナーを加熱加圧することによってトナー像を記録媒体に定着させる。クリーニング装置はトナー像を記録媒体に転写した後に感光体表面に残存するトナーを除去する。これら各装置のうち、帯電装置、露光装置、定着装置などは動作時に発熱を伴い、特に露光装置および定着装置は発熱量が多いため、画像形成装置の内部は高温化することが多い。
【０００３】
現在市販される画像形成装置は装置サイズの小型化が進み、それに伴って、その内部容積は確実に小さくなっているので、画像形成装置内部の各装置による発熱の緩和は困難になる。装置内部の高温化は、たとえば、現像装置に含まれる現像槽に充填されるトナーに大きな影響を及ぼす。トナーが高温に晒されると、トナーの流動性が低下することによって、現像槽にトナーを補給するトナーカートリッジ、トナーボトルなどのトナー補給容器から現像槽へのトナー補給性能にばらつきを生じる。また、画像形成装置の電力消費量の低減化が求められることから、トナーに比較的多量の低融点ワックスを添加することによって、トナーに低温定着性を付与する設計がなされる。しかしながら、低融点ワックスを含むトナーが高温に晒されると、低融点ワックスが液状化してトナー表面に浸出し、トナー同士を凝集・固着させる接着剤になる。その結果、トナーのブロッキング（凝集）およびそれに伴うトナー詰まりが起こり易くなる。高温高湿下ではその傾向が一層顕著になる。現在市販の画像形成装置では、小型化とともに画像形成速度の高速化が進むので、トナーの流動性ひいてはトナー補給性能の低下は、形成される画像の画質に悪影響を及ぼし、画像濃度の低下、画像かすれなどの画像不良を引き起こすおそれがある。このため、画像形成装置内部に放熱ファンなどの冷却手段を設けることによって、内部温度の上昇を抑制するけれども、その抑制効果は充分満足できるものではない。このように、画像形成装置の分野において、内部温度の上昇を抑制し、トナーの流動性の低下を防止することは重要な解決すべき課題になる。
【０００４】
上記課題に鑑み、転写材の搬送方向に平行に配置されるトナーボトルと、該トナーボトルを冷却する冷却装置とを含む画像形成装置が提案される（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１の画像形成装置において、冷却装置は、画像形成装置本体の正面側に形成される開口と、開口から画像形成装置内部に空気を取り込むためのファンと、開口から画像形成装置内部に取り込まれる空気をトナーボトルに向けて流過させる空気流路とを含む。また、特許文献１には、トナーボトルの近傍温度に基づいて、ファンを作動させることが記載される。しかしながら、特許文献１の技術は、画像形成装置周辺の空気をトナーボトルに吹き付けるだけなので、その冷却効果は充分ではない。したがって、特許文献１の技術では、トナーボトルの表面は幾分冷却されるものの、トナーボトルの内部までは冷却効果が及ばず、トナー温度の上昇による流動性の低下を避け得ない。また、特許文献１の技術では、冷却装置の冷却効果が不充分であることから、多量の空気を常時取り込む必要がある。ところが、空気中には、形成される画像の画質を低下させるかまたは画像形成装置内部の各装置の耐用寿命を低下させる原因になるおそれのある塵埃が含まれる。取り込み量が少なければ塵埃はあまり問題にならない。しかしながら、特許文献１の技術のように、画像形成装置の耐用期間（ライフ）の全般にわたって多量の空気を取り込む場合には、空気中の塵埃による画像の画質低下、各装置の耐用寿命の低下などを無視することはできない。
【０００５】
また、トナー像形成手段と中間転写手段と給紙手段とを含む画像形成装置において、中間転写手段が、中間転写ベルトと、ヒートローラと、中間転写ベルト冷却手段と、蛇行補正ローラとを含む画像形成装置が提案される（たとえば、特許文献２参照）。中間転写ベルトは、トナー像形成手段で形成されるトナー像を転写されて回転駆動する無端状ベルト部材である。ヒートローラは中間転写ベルトを回転駆動させる駆動ローラの機能と、中間転写ベルト上に担持されるトナー像を記録媒体に転写定着させる熱源としての機能とを有する。中間転写ベルト冷却手段は中間転写ベルトに接触または非接触に設けられ、中間転写ベルトを冷却する。中間転写ベルト冷却手段には、水冷式ローラ、ヒートシンクなどの水冷式冷却手段が例示される。蛇行補正ローラは中間転写ベルトの回転駆動時の蛇行を補正する。特許文献２の画像形成装置によれば、中間転写ベルトが冷却されることによって、高画質画像を長期にわたって形成できる。しかしながら、特許文献２の画像形成装置においても、発熱源になるヒートローラが用いられるので、装置の内部温度は必然的に上昇し、トナー補給容器も高温に晒される。中間転写ベルト冷却手段はトナー補給容器の冷却には有効ではない。特許文献２には、内部温度の上昇に伴うトナー補給性能の低下、トナーつまりの発生防止などを解消する技術については一切記載がない。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２３３２９２号公報
【特許文献２】特開２００１−３５０３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、トナー補給容器に貯留されるトナーの流動性および補給性能が画像形成装置の内部温度の上昇によって低下するのを防止し、かつトナーが低温定着性を付与されたものであっても、ブロッキングによるトナー詰まりが発生しない画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、
電子写真方式の画像形成技術を利用して記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
トナー像形成手段を含んで記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
画像形成手段に記録媒体を送給する給紙手段と、
画像形成手段にトナーを補給するトナー補給手段と、
画像形成装置内部の温度を検知する温度検知手段と、
トナー補給手段を液状媒体によって冷却する冷却手段と、
温度検知手段による検知結果に応じてトナー補給手段を冷却するように冷却手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする画像形成装置である。
【０００９】
また本発明の画像形成装置は、
冷却手段の少なくとも一部が、
トナー補給手段の鉛直方向上方において、トナー補給手段全体を冷却するように設けられることを特徴とする。
【００１０】
さらに本発明の画像形成装置は、
トナー補給手段と、トナー補給手段の鉛直方向下方に配置されるトナー像形成手段との間に設けられ、冷却手段表面に結露して落下する水滴を一時的に貯留する受け皿をさらに含むことを特徴とする。
【００１１】
さらに本発明の画像形成装置は、
温度検知手段が、
トナー補給手段の近傍に設けられてトナー補給手段の温度を検知することを特徴とする。
【００１２】
さらに本発明の画像形成装置は、
冷却手段が水冷パイプまたはヒートパイプを含むことを特徴とする。
【００１３】
さらに本発明の画像形成装置は、
水冷パイプまたはヒートパイプ表面の少なくとも一部に断熱層が設けられることを特徴とする。
【００１４】
さらに本発明の画像形成装置は、
冷却手段が、
作動流体を蒸発させることによって発熱体から吸熱する蒸発手段と、
作動流体の蒸気を凝縮液化して作動流体の蒸気から放熱する凝縮手段と、
蒸発手段において発生する作動流体の蒸気を凝縮手段に送給する蒸気管と、
凝縮手段において生成する作動流体を蒸発手段に送給する液管とを含むことを特徴とする。
【００１５】
さらに本発明の画像形成装置は、
冷却手段が、
作動流体を用いて発熱体から吸熱する蒸発手段と、
作動流体の蒸気を凝縮液化して作動流体の蒸気から放熱する凝縮手段と、
蒸発手段と凝縮手段とを作動流体が循環可能に連結する配管と、
配管に設けられて作動流体を蒸発手段と凝縮手段との間で循環させるマイクロポンプとを含むことを特徴とする。
【００１６】
さらに本発明の画像形成装置は、
トナー補給手段が、
画像形成装置に脱着自在に装着される１または複数のトナーボトルを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、画像形成手段と、給紙手段と、トナー補給手段と、温度検知手段と、冷却手段、制御手段とを含む画像形成装置が提供される。本発明の画像形成装置において、画像形成手段は記録媒体に画像を形成する。給紙手段は画像形成手段に記録媒体を送給する。トナー補給手段は画像形成手段にトナーを補給する。温度検知手段は画像形成装置内部の温度を検知する。冷却手段はトナー補給手段を液状媒体によって冷却する。制御手段は、温度検知手段による検知結果に応じてトナー補給手段を冷却するように冷却手段を制御する。本発明の画像形成装置によれば、トナー補給手段を冷却する冷却手段を設け、かつ冷却手段によるトナー補給手段の冷却を温度検知手段による検知結果に応じて制御することによって、トナー補給手段が効率的に冷却される。したがって、本発明の画像形成装置においては、トナー補給手段内に貯留されるトナーの流動性および補給性能が画像形成装置の内部温度の上昇によって低下するのが防止される。また、トナーが低温定着性を付与されたものであっても、ブロッキングによるトナー詰まりが発生することがない。
【００１８】
本発明によれば、冷却手段の少なくとも一部を、トナー補給手段の鉛直方向上方において、トナー補給手段全体を冷却するように設けることによって、トナー補給手段を高効率で冷却できるとともに、冷却手段の構成を簡略化でき、画像形成装置内部の設計自由度を向上させ得る。
【００１９】
本発明によれば、トナー補給手段と、トナー補給手段の鉛直方向下方に配置されるトナー像形成手段との間に設けられ、冷却手段表面に結露して落下する水滴を一時的に貯留する受け皿をさらに含むことによって、冷却手段から滴下する水滴がトナー像形成手段に付着して種々の不都合が発生するのを防止できる。また、冷却手段からの水滴の滴下量は非常に少なく、受け皿に貯留される水は画像形成装置の内部温度の上昇に伴って蒸発するので、固定式の受け皿を使用でき、装置構成の複雑化を防止できる。
【００２０】
本発明によれば、温度検知手段をトナー補給手段の近傍に設け、トナー補給手段の温度を検知するように構成することによって、トナー補給手段に貯留されるトナーが晒される温度を適切に把握できる。したがって、冷却手段によるトナー補給手段の冷却を一層効率的に実施でき、トナー補給手段から画像形成手段へ長期的にかつ安定的にトナーを補給できる。
【００２１】
本発明によれば、冷却手段として、水冷パイプ、ヒートパイプのようなパイプ式冷却手段を用いるのが好ましい。パイプ式冷却手段は小径でかつ安価なパイプ状部材なので、トナー補給手段の全領域を均一に冷却するように配置しても場所を取らず、画像形成装置内部の設計自由度を一層向上させ得る。
【００２２】
本発明によれば、水冷パイプまたはヒートパイプ表面の少なくとも一部、たとえば結露が発生し易い部分の表面に断熱層を設けることによって、結露した水滴が滴下して画像形成装置内部の各手段に種々の不都合が生じるのを防止できる。
【００２３】
本発明によれば、冷却手段として、蒸発手段と、凝縮手段と、蒸気管と、冷却液管とを含む冷却手段を用いるのが好ましい。蒸発手段は、作動流体を蒸発させることによって発熱体から吸熱する。凝縮手段は、作動流体の蒸気を凝縮液化して放熱する。蒸気管は、蒸発手段において発生する作動流体の蒸気を凝縮手段に送給する。冷却液管は、凝縮手段において生成する作動流体を蒸発手段に送給する。このような冷却手段は冷却効果が高いので、トナー補給手段を非常に効率良く冷却できる。また、該冷却手段は、トナー補給手段に直接係わる蒸発手段を平面状に構成できるので、画像形成装置内部における配置が容易である。
【００２４】
本発明によれば、冷却手段として、蒸発手段と、凝縮手段と、配管と、マイクロポンプとを含む冷却手段を用いるのが好ましい。蒸発手段は作動流体を用いて発熱体から吸熱する。凝縮手段は作動流体の蒸気を冷却して液化する。配管は蒸発手段と凝縮手段との間を作動流体の液体または蒸気が循環するように連結する。マイクロポンプは配管に設けられて作動流体の液体または蒸気を蒸発手段と凝縮手段との間で循環させる。この冷却手段も冷却効果が高いので、トナー補給手段を非常に効率良く冷却できる。また、該冷却手段もやはり、トナー補給手段に直接係わる受熱部を平面状に構成できるので、画像形成装置内部における配置が容易である。
【００２５】
本発明によれば、トナー補給手段が画像形成装置に脱着自在に装着される１または複数のトナーボトルを含むことが好ましい。トナーボトルは据付型のトナーホッパなどに比べて外観形状が単純な構造であることから、冷却手段による冷却がトナーボトル全体に行き渡り易く、冷却効率が顕著に高い。したがって、トナーボトル内のトナーは、全て消費されるまで、流動性および補給性能が画像形成装置の内部温度の上昇によって低下せず、凝集によるトナー詰まりも発生しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１は、本発明の実施の第１形態である画像形成装置１の構成を模式的に示す断面図である。なお、図１は画像形成装置１の正面方向から見た断面図である。図２は、図１に示す画像形成装置１の要部（画像形成手段３およびトナー補給手段５のそれぞれ一部）の構成を模式的に示す断面図である。図３は、図１に示す画像形成装置１の要部（主に冷却手段６）の構成を模式的に示す斜視図である。図４は、図１に示す画像形成装置１の要部（冷却手段６）の構成を模式的に示す図面であり、図４（ａ）は背面図および図４（ｂ）は右側面図である。図４においては、冷却手段５のケーシング６５の図示を省略する。図５は、冷却手段７５の構成を模式的に示す図面である。
【００２７】
画像形成装置１は、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの４色のトナー像を順次重ね合わせて転写して多色トナー像を形成し、該多色トナー像を記録媒体に定着させて画像を形成するタンデム構成の電子写真方式の画像形成装置である。画像形成装置１は、印刷モードとしてコピアモード（複写モード）と、プリンタモードと、ＦＡＸモードとを有し、図示しない操作部からの操作入力、パーソナルコンピュータ、ＦＡＸ装置などの外部装置からの印刷ジョブ入力などに応じて、印刷モードが選択される。画像形成装置１は、原稿読み取り手段２と、画像形成手段３と、給紙手段４と、トナー補給手段５と、冷却手段６と、温度検知手段７と、排紙手段８と、制御手段９とを含む。なお、制御手段９は図２において図示される。
【００２８】
原稿読み取り手段２は、原稿台１０と、図示しない原稿走査ユニットと、図示しないコピーランプユニットと、光電変換素子（Charge Coupled Device、以下「ＣＣＤ」という）ライセンサとを含み、原稿台１０に載置される原稿の画像情報を読み取る。原稿台１０は、画像情報を読み取るための原稿を載置するためのガラス製板状部材である。原稿走査ユニットは、原稿台１０の鉛直方向下面に沿って平行に往復移動し、原稿台１０に載置される原稿の画像形成面に光を照射する。光の照射によって反射光像が得られる。コピーランプユニットは、コピーランプと、反射ミラーと、光学レンズとを含む。コピーランプは、原稿走査ユニットにおいて原稿台１０に載置される原稿に照射する光の光源になる。反射ミラーは複数設けられ、原稿からの反射光像を光学レンズに向けて偏光する。光学レンズは反射ミラーからの反射光像をＣＣＤユニットに結像させる。ＣＣＤユニットは、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する図示しないＣＣＤ回路を含み、画像情報である電気信号を制御手段の中の画像処理部に出力する。画像処理部は、原稿読み取り手段２またはパーソナルコンピュータなどの外部装置から入力される画像情報を各色の電気信号に変換し、画像形成手段３の露光手段１８にそれぞれ出力する。
【００２９】
画像形成手段３は、トナー像形成手段１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂと、中間転写手段１２と、２次転写手段１３と、定着手段１４とを含む。トナー像形成手段１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂは、後述する中間転写ベルト３０の回転駆動方向（副走査方向）における上流側からこの順番で一列に配置される。トナー像形成手段１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂは、デジタル信号などとして入力される各色の画像情報に対応する静電潜像を形成し、該静電潜像に対応する色のトナーを供給し、現像して各色のトナー像を形成する。トナー像形成手段１１ｙはイエローの画像情報に対応するトナー像を形成し、トナー像形成手段１１ｍはマゼンタの画像情報に対応するトナー像を形成し、トナー像形成手段１１ｃはシアンの画像情報に対応するトナー像を形成し、トナー像形成手段１１ｂはブラックの画像情報に対応するトナー像を形成する。
【００３０】
トナー像形成手段１１ｂは、感光体１６ｂと、帯電手段１７ｂと、露光手段１８と、現像装置１９ｂと、ドラムクリーナ２０ｂとを含む。感光体１６ｂ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、その表面に静電潜像ひいてはトナー像が形成される感光層を有するローラ状部材である。帯電手段１７ｂは、感光体１６ｂ表面を所定の極性および電位に帯電させる。本実施の形態では、帯電手段１７ｂには、ブラシ型帯電器、チャージャー型帯電器、スコロトロンといったコロナ帯電器などの非接触式帯電器を使用するけれども、それに限定されず、帯電ローラなどの接触式帯電器も使用できる。露光手段１８は、帯電状態にある感光体１６ｂ表面にブラック色の画像情報に応じた信号光１８ｂを照射し、感光体１６ｂ表面に静電潜像を形成する。本実施の形態では、露光手段１８には半導体レーザ素子と反射ミラーとを含む光学ユニット（ＬＳＵ、Laser 
Scanning Unit）を使用する。半導体レーザ素子は画像処理手段から入力される画素信号に応じて変調されるドット光であるレーザ光（信号光）を出射する。反射ミラーは半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を各色の感光体１６表面に導く。
【００３１】
現像手段１９ｂは、感光体１６ｂ表面の静電潜像にトナーを供給して現像し、トナー像を形成する。現像手段１９ｂは、現像槽２１ｂと、現像ローラ２２ｂと、撹拌ローラ２３ｂとを含む。現像槽２１ｂは内部空間を有する容器状部材であり、その内部空間において現像ローラ２２ｂおよび撹拌ローラ２３ｂを回転自在に支持するとともに、その内部空間に現像剤を貯留する。現像剤はトナーのみを含む１成分現像剤でもよくまたはトナーとキャリアとを含む２成分現像剤でもよい。現像槽２１ｂの鉛直方向上面には、図示しないトナー受入供給口が形成される。また、現像槽２１ｂには現像槽２１ｂ内のトナー濃度を検知する図示しないトナー濃度検知センサが設けられる。現像槽２１ｂには、トナー濃度検知センサによる検知結果に応じて、制御手段９によって、後記するトナー補給手段５からトナー受入供給口を介してトナーが補給される。現像ローラ２２ｂは感光体１６ｂ表面を臨みかつ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設けられるローラ状部材である。現像ローラ２２ｂはその表面に現像剤を担持して回転し、感光体１６ｂとの最近接部において感光体１６ｂ表面の静電潜像にトナーを供給する。撹拌ローラ２３ｂ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設けられるローラ状部材であり、現像剤を現像ローラ２２ｂ周辺に送給する。ドラムクリーナ２０ｂは、トナー像を中間転写ベルト３０に転写した後に感光体１６ｂ表面に残留するトナー除去する。ドラムクリーナ２０ｂはクリーニングブレードとトナー貯留容器とを含む。クリーニングブレードは感光体１６ｂ表面に当接するように設けられる板状部材であり、感光体１６ｂ表面に残留するトナーを掻き取る。トナー貯留容器はクリーニングブレードによって掻き取られるトナーを一時的に貯留する。トナー貯留容器内のトナーは、図示しない配管などを介して廃トナーボックス２４に搬送される。
【００３２】
トナー像形成手段１１ｂによれば、帯電手段１７ｂによって帯電状態にある感光体１６ｂの表面に、露光手段１８からブラックの画像情報に対応する信号光１８ｂを照射して静電潜像を形成し、該静電潜像に現像手段１９ｂからブラックトナーを供給して該静電潜像を現像し、ブラックトナー像を形成する。このブラックトナー像は、後述のように、感光体１６ｂ表面に圧接して回転駆動する中間転写ベルト３０に転写される。感光体ドラム１６ｂ表面に残留するブラックトナーはドラムクリーナ２０ｂによって除去され、回収される。この画像（トナー像）形成動作は繰返し実行される。トナー像形成手段１１ｙ，１１ｍ，１１ｃは、ブラックトナーに代えてイエロートナー、マゼンタトナーまたはシアントナーを使用する以外は、トナー像形成手段１１ｙに対応する構造を有するので、同一の参照符号を付し、かつ各参照符号の末尾にイエローを示す「ｙ」、マゼンタを示す「ｍ」およびシアンを示す「ｃ」を付し、説明を省略する。
【００３３】
なお、本実施の形態では、トナー像形成手段１１ｂは、トナー像形成手段１１ｙ，１１ｍ，１１ｃよりも大きい寸法の部材で構成される。これは、ブラック画像（モノクロ画像）の形成回数が、カラー画像の形成回数よりも多いとの予測によるものである。トナー像形成手段１１ｂを、トナー像形成手段１１ｙ，１１ｍ，１１ｃと同じ寸法の部材で構成し、カラー画像よりもブラック画像の形成回数が多ければ、感光体１６ｂの使用回数が多くなり、感光体１６ｂの耐用寿命が感光体１６ｙ，１６ｍ，１６ｃよりも短くなる。このため、感光体の寿命をほぼ均一化するために、トナー像形成手段１１ｂを大きい寸法の部材で構成する。ただし、トナー像形成手段１１ｂ，１１ｙ，１１ｍ，１１ｃを同じ寸法の部材で構成しても差し支えない。
【００３４】
中間転写手段１２は、中間転写ベルト３０と、駆動ローラ３１と、テンションローラ３２と、中間転写ローラ３３ｙ，３３ｍ，３３ｃ，３３ｂと、ベルトクリーナ３４とを含む。中間転写ベルト３０は、駆動ローラ３１とテンションローラ３２とに張架されてループ状の移動経路を形成する無端ベルト状部材である。駆動ローラ３１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、その回転によって中間転写ベルト３０を回転させるローラ状部材である。テンションローラ３２は図示しない支持手段によって回転自在に支持され、駆動ローラ３１の回転に従動回転し、中間転写ベルト３０に所定の張力を付加するローラ状部材である。テンションローラ３２は後記するように２次転写手段３の一部材としても機能する。中間転写ローラ３３ｙ，３３ｍ，３３ｃ，３３ｂはそれぞれ中間転写ベルト３０を介して感光体１６ｙ，１６ｍ，１６ｃ，１６ｂに圧接して４つの中間転写ニップ部を形成しかつ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。中間転写ローラ３３ｙ，３３ｍ，３３ｃ，３３ｂには、トナーの帯電極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。これによって、感光体１６表面の各色トナー像が中間転写ベルト３０の所定位置に順次重ね合わせて転写され、カラートナー像が形成される。
【００３５】
２次転写手段１３は、テンションローラ３２と、搬送手段３５とを含む。搬送手段３５は、駆動ローラ３６と、２次転写ローラ３７と、テンションローラ３８，３９と、搬送ベルト４０とを含む。駆動ローラ３２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設けられるローラ状部材であり、搬送ベルト４０を回転させる。２次転写ローラ３７は中間転写ベルト３０および搬送ベルト４０を介してテンションローラ３２に圧接しかつ図示しない支持部材によって回転自在に設けられるローラ状部材である。２次転写ローラ３７とテンションローラ３２との圧接部が２次転写ニップ部になる。２次転写ローラ３７は、搬送ベルト４０の回転に従動回転する。また、２次転写ローラ３７にはトナーの帯電極性とは逆極性の転写バイアスが印加され、２次転写ニップ部においてトナー像が中間転写ベルト３０から記録媒体へ円滑に転写されるように構成される。テンションローラ３８，３９は回転自在に支持され、搬送ベルト４０の回転に従動回転し、搬送ベルト４０に所定の張力を付加して搬送ベルト４０の円滑な回転を補助するローラ状部材である。搬送ベルト４０は、駆動ローラ３６と２次転写ローラ３７とテンションローラ３８，３９とによって張架されてループ状の移動経路を形成する無端ベルト状部材である。搬送ベルト４０は、２次転写ニップ部においてトナー像が転写された記録媒体を定着手段１４に向けて搬送する機能を有する。２次転写手段１３によれば、中間転写ベルト３０の回転によって２次転写ニップ部に搬送される中間転写ベルト３０上のトナー像が、それに同期して後記する手段４から２次転写ニップ部に送給される記録媒体と加圧下に重ね合わされ、記録媒体にトナー像が転写される。そして、トナー像が転写された記録媒体は定着手段１４に向けて搬送される。
【００３６】
定着手段１４は、定着ローラ４１と加圧ローラ４２とを含む。定着ローラ４１は図示しない支持手段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４１は、その内部に図示しない加熱手段を有し、２次転写ニップ部から搬送される記録媒体に担持される未定着のトナー像を構成するトナーを加熱し、溶融させて記録媒体に定着させる。定着ローラ４１には、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。加熱手段は図示しない電源から電圧の印加を受けて発熱する。加熱手段にはハロゲンランプ、赤外線ランプなどを使用できる。加圧ローラ４２は回転自在に支持されかつ図示しない加圧手段によって定着ローラ４１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４２は定着ローラ４１の回転駆動に従動回転する。定着ローラ４１と加圧ローラ４２との圧接部が定着ニップ部である。加圧ローラ４２は、定着ローラ４１によるトナー像の記録媒体への加熱定着に際し、溶融状態にあるトナーを記録媒体に対して押圧することによって、トナー像の記録媒体への定着を促進する。加圧ローラ４２には、定着ローラ４１と同じ構成のローラ状部材を使用できる。加圧ローラ４２の内部にも、上記と同様の加熱手段を設けることができる。定着手段４によれば、２次転写ニップ部から搬送される未定着トナー像を担持する記録媒体を定着ニップ部に通過させることによって、トナー像を記録媒体に定着し、記録媒体に画像を形成する。定着手段１４において画像が形成された記録媒体は、排紙手段８によって画像形成装置１の外部に排出され、排紙トレイ７０に積載される。
【００３７】
画像形成手段３によれば、画像情報に応じて感光体１６表面にトナー像が形成され、このトナー像が中間転写ベルト３０を介して記録媒体に転写され、定着されることによって、記録媒体上に画像が形成される。
【００３８】
給紙手段４は、給紙カセット４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ（以下「給紙カセット４３」と総称する）と、ピックアップローラ４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ（以下「ピックアップローラ４４」と総称する）と、搬送ローラ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄ（以下「搬送ローラ４５」と総称する）と、レジストローラ４６とを含む。給紙カセット４３は記録媒体を貯留する。記録媒体には、たとえば、普通紙、カラーコピー用紙、ＯＨＰシート、コート紙などがある。記録媒体のサイズはＡ３、Ｂ４、Ａ４、Ｂ５などである。図示しない手差しトレイを設ければ、任意のサイズの記録媒体に画像を形成できる。ピックアップローラ４４は記録媒体を搬送ローラ４５に向けて１枚ずつ送給するローラ状部材である。搬送ローラ４５は互いに圧接するように設けられる１対のローラ状部材であり、ピックアップローラ４４から搬送される記録媒体を用紙搬送路Ｐに送給する。レジストローラ４６は互いに圧接して圧接部を形成するように設けられるローラ状部材であり、該圧接部に記録媒体を挟持し、中間転写ベルト３０上のトナー像が２次転写ニップ部に搬送されるのに同期して、２次転写ニップ部に記録媒体を送給する。給紙手段４によれば、給紙カセット４３内に貯留される記録媒体が、ピックアップローラ４４および搬送ローラ４５によって１枚ずつ搬送路Ｐに送給され、さらに、レジストローラ４６によって２次転写ニップ部に送給される。
【００３９】
トナー補給手段５は、トナー補給手段５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｂを含む。トナー補給手段５ｂは、トナーボトル５０ｂ１，５０ｂ２と、モータ５２ｂ，５３ｂと、トナー補給部材５６ｂと、トナーホッパ５９ｂと、トナーカートリッジ６２を含む。トナーボトル５０ｂ１，５０ｂ２は内部空間を有し、その内部空間にブラックトナーを貯留する円筒状部材である。トナーボトル５０ｂ１，５０ｂ２は、その長手方向が画像形成装置１の正面から背面に向う方向に平行になるようにしトナーカートリッジ６２に着脱可能に装着される。トナーボトル５０ｂ１，５０ｂ２の長手方向表面にはそれぞれ２つの段差が形成され、一方の段差５４ｂ，５５ｂにはトナーボトル５０ｂ１，５０ｂ２の長手方向に平行になるように開口が形成される。トナーボトル５０ｂ１，５０ｂ２が軸線回りに回転すると、この開口を介して、内部のブラックトナーが外部に排出され、トナー補給部材５６ｂに供給される。本実施の形態では、トナーボトル５０ｂ１，５０ｂ２の直径は１１０ｍｍ、長手方向の長さは４５０ｍｍ、内容積は約４０００ｃｍ３である。
【００４０】
モータ５２ｂ，５３ｂは、それぞれトナーボトル５０ｂ１，５０ｂ２を回転させる。トナーボトル５０ｂ１，５０ｂ２は１回転毎にほぼ等量のトナーを外部に排出する。モータ５２ｂ，５３ｂによるトナーボトル５０ｂ１，５０ｂ２の回転は、制御部９によって制御される。制御部９は、たとえば、トナーホッパ５９ｂ内のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサによる検知結果に応じて、トナーホッパ５９ｂ内のトナー濃度を所定値に保持するように制御する。より具体的には、制御手段９は、トナー濃度検知センサによる検知結果からトナーホッパ５９ｂへのトナー補給量ひいてはトナーボトル５０ｂ１，５０ｂ２の回転回数を決定し、モータ５２ｂ，５３ｂに電圧を印加する図示しない電源に制御信号を送り、モータ５２ｂ，５３ｂを所定回数回転させる。
【００４１】
トナー補給部材５６ｂは、トナー受け部５７ｂと、トナー補給管５８ｂとを含む。トナー受け部５７ｂは、鉛直方向上方に向けて開口するロート状部材であり、その鉛直方向下端部がトナー補給管５８ｂに接続される。トナー補給管５８ｂは一端がトナー受け部５７ｂの鉛直方向下端部に接続され、他端がトナーホッパ５９ｂの鉛直方向上面に形成される図示しないトナー受入口に接続されるパイプ状部材である。トナー補給管５８ｂの内部空間と、トナーホッパ５９ｂの内部空間は、トナー受入口を介して連通する。なお、トナー受け部５７ｂとトナー補給管５８ｂとは、一体成形により形成してもよい。トナー補給部材５６によれば、トナーボトル５０ｂ１，５０ｂ２の回転によって鉛直方向下方に排出されるトナーをトナー受け部５７ｂが受け止め、トナー補給管５８ｂを介してトナーホッパ５９ｂに供給する。
【００４２】
トナーホッパ５９ｂは、現像槽２１ｂの鉛直方向上面に接するように設けられる容器状部材であり、トナー補給ローラ６０ｂおよび撹拌ローラ６１ｂを回転自在に支持して収容するとともに、トナーを収容する。トナーホッパ５９ｂの鉛直方向上面にはトナー受入口が形成され、トナー補給部材５６ｂの内部空間と連通する。また、トナーホッパ５９ｂの鉛直方向下面には、図示しないトナー補給口が形成される。トナー補給口は、現像槽２１ｂの鉛直方向上面のトナー受入供給口と鉛直方向に連通する位置に形成される。トナーホッパ５９の内部空間と現像槽２１ｂの内部空間はトナー補給口とトナー受入供給口とを介して連通する。トナー補給ローラ６０ｂは図示しない駆動手段によって回転可能にかつトナー補給口の直上に設けられるローラ状部材であり、トナーホッパ５９ｂ内のトナーを現像槽２１ｂ内に補給する。撹拌ローラ６１ｂはトナー補給ローラ６０ｂの鉛直方向上方に設けられ、図示しない駆動手段によって回転可能に支持されるローラ状部材である。撹拌ローラ６１ｂは、その回転によって、トナー補給部材５６ｂを介してトナーホッパ５９ｂ内に送給されるトナーを、トナー補給ローラ６０ｂの周囲に撹拌搬送する。
【００４３】
トナーカートリッジ６２は、その鉛直方向下面が、中間転写手段１２の鉛直方向上方において、画像形成装置１の設置面にほぼ平行になるように設けられる容器状部材である。トナーカートリッジ６２は、トナーボトル５０ｂ１，５０ｂ２を着脱可能に支持する。また、トナーカートリッジ６２は画像形成装置１の正面を向う方向に開口し、この開口からトナーボトル５０ｂ１，５０ｂ２が装着および離脱される。
【００４４】
トナー補給手段５ｂによれば、現像槽２１ｂ内のトナーの消費状況に応じて、現像槽２１ｂ内に適量のトナーが補給される。なお、トナー補給手段５ｙ，５ｍ，５ｃは、トナーボトルのおよびモータの数が２個から１個に変更され、トナーボトルのサイズが異なる以外は、トナー補給手段５ｂと同様の構成を有するので、図示および説明を省略する。なお、本実施の形態では、イエロー、マゼンタおよびシアンのトナーボトル５０ｙ，５０ｍ，５０ｃは、いずれも、直径７８ｍｍ、長さ４５０ｍｍ、内容積約２０００ｃｍ３の大きさを有する。
【００４５】
冷却手段６は、ケーシング６５と、配管６６と、熱交換器６７と、ポンプ６８とを含む。ケーシング６５は内部空間を有する直方体状の容器状部材であり、トナーカートリッジ６２の鉛直方向上面に接するかまたは僅かな間隙を有して離隔するように設けられる。ケーシング６５の鉛直方向下面は、トナーカートリッジ６２の鉛直方向上面とほぼ同じ形状および面積を有する。ケーシング６５の画像形成装置１の背面側外壁における、画像形成装置１の長手方向側の両端部には図示しない開口がそれぞれ１つずつ形成される。ケーシング６５の内部にはトナーボトル冷却用の配管６６が配置される。ケーシング６５内に配管６６を配置することによって、配管６６の表面に結露が起こって水滴が生成しても、水滴が画像形成装置１の内部に落下して種々の不都合を生起させるのを防止できる。また、水滴が生成するとしても少量なので、画像形成装置１内部の熱によって順次蒸発するので、ケーシング６５内に水が溜まって溢れ出すこともない。すなわち、ケーシング６５が受け皿の機能をも有する。ケーシング６５は、たとえば、合成樹脂などの材料を用いて製造される。
【００４６】
配管６６はループ状の循環経路を有するパイプ状部材であり、一部分が画像形成装置１内部のケーシング６５内に配置され、他の部分が画像形成装置１の背面の外壁面に沿って配置される。ケーシング６５内においては、配管６６はケーシング６５の鉛直方向下面の内壁面に沿い、画像形成装置１の背面から正面側に延びる配管と正面から背面側に延びる配管とが交互にかつ平行に並ぶように配置される。そして、背面から正面側へ延びる配管は、正面に近接する位置で反転して正面から背面方向に延びる配管に繋がる。反対に、正面から背面側に延びる配管は、背面に近接する位置で反転して背面から正面側に延びる配管に繋がる。また、ケーシング６５の内部に配置される配管６６の両端は正面から背面側に延び、ケーシング６５の背面側外壁面に形成される２つの開口および図示しない画像形成装置１の背面側外壁面において配管６６の両端が延びる方向で前記２つの開口に連通する位置に形成される２つの開口を貫通して、画像形成装置１の外部に出る。ケーシング６５の内部に配置される配管６６の両端部において、ケーシング６５の背面側外壁面における２つの開口および画像形成装置１の背面側外壁面（以下単に「背面側外壁面」）における２つの開口を貫通する前後の部分の表面には、断熱層を設けてもよい。これによって、ケーシング６５の外部であってかつ画像形成装置１の内部である部分にある配管６６表面の結露による水滴の落下を防止できる。
【００４７】
画像形成装置１の外部に出た配管６６の両端部は、背面側外壁面に沿って鉛直方向下方に延び、背面側外壁面下部で繋がる。これによって、配管６６がループ状の循環経路を持つ。配管６６の内部には、熱交換可能な媒体が充填され、矢符６９の方向に流過する。熱交換可能な媒体には液体および気体を使用でき、たとえば、水、ＨＣＦＣ−３２、ＨＦＣ−３２などの代替フロンなどが挙げられる。背面側外壁面に配置される配管６６の途中には、熱交換可能な媒体の流過方向における上流側から順番に熱交換器６７およびポンプ６８が配置される。熱交換器６７は配管６６内を流過する熱交換可能な媒体から熱を吸収して冷却し、この冷却された熱交換可能な媒体を再度配管６６に戻す。ポンプ６８は、配管６６内の熱交換可能な媒体を矢符６９の方向に流過させる。すなわち、熱交換器６７によって冷却された熱交換可能な媒体を矢符６９の方向に流過させ、ケーシング６５内部の配管６６内に導く。なお、背面側外壁面に設けられる配管６６のうち、熱交換可能な媒体の流過方向（矢符６９の方向）において、熱交換器６７よりも下流側の部分の表面に断熱層を設けてもよい。これによって、配管６６表面の結露および熱交換可能な媒体の温度上昇を防止できる。
【００４８】
冷却手段６によれば、少なくとも１部がトナーカートリッジ６２の鉛直方向上方に並列状に配置される配管６６内に、熱交換器６７によって冷却される熱交換可能な媒体を流過させることによって、トナーボトル５０ｙ，５０ｍ，５０ｃ，５０ｙ，５１ｙを冷却する。ここで暖められた熱交換可能な媒体は配管６６を循環する途中で熱交換器６７において再度冷却され、ケーシング６５内部の配管６６へ送給される。冷却手段６は、温度検知手段７の検知結果に応じて、制御手段９によって制御される。
【００４９】
なお、トナー補給手段５近傍の温度がトナーの流動性などに影響を及ぼさない程度である場合は、通常は冷却手段６を起動させる必要はない。しかしながら、トナー補給手段５近傍の温度がトナーの流動性などに悪影響を及ぼす程度に上昇したとき、熱交換可能な媒体の温度が上がりすぎていると、熱交換可能な媒体を冷却するのに時間を要し、トナー補給手段５を速やかに冷却ではないことが想定される。したがって、冷却手段６の配管６６に図示しない媒体温度検知手段を設け、媒体温度検知手段による検知結果に応じて、トナー補給手段５の冷却が必要でない時でも、冷却手段６を起動させ、熱交換可能な媒体を冷却して一定温度に保持するように構成してもよい。媒体温度検知手段には一般的な温度センサを使用できる。温度センサは、たとえば、配管６６内を流過する熱交換可能な媒体が画像形成装置１の内部に入る手前の配管６６上に設けられる。媒体温度検知手段による検知結果は、後記する制御手段９に入力され、記憶部に書き込まれる。記憶部には熱交換可能な媒体の保持温度が予め書き込まれる。制御手段９の演算部では、記憶部から媒体温度検知手段の検知結果と保持温度とを取り出し、検知結果が保持温度よりも高いか否かを判定する。保持温度よりも高いとの判定結果が得られれば、それに応じて、制御手段９の制御部は制御信号を送り、まずポンプ６８を起動させて熱交換可能な媒体を配管６６内に循環させ、配管６６内の熱交換可能な媒体の温度を均一化する。その後、媒体温度検知手段により再度検知を行い、検知結果が保持温度よりも高いとの判定結果が得られれば、制御手段９の制御部は制御信号を送ってポンプ６８とともに熱交換器６７を起動させ、熱交換可能な媒体を保持温度まで冷却する。検知結果が保持温度またはそれよりも低いとの判定結果が得られれば、制御手段９の制御部はポンプ６８を停止させる。
【００５０】
温度検知手段７は、トナーカートリッジ６２内に装着されるトナーボトル５０ｂ１近傍に設けられ、トナーボトル５０ｂ１周辺の温度を検知する温度センサである。温度検知手段７による検知結果は、制御手段９に入力される。
【００５１】
制御手段９は、たとえば、画像形成装置１の内部空間における上部に設けられ、記憶部と演算部と制御部とを含む。記憶部は、温度検知手段７による検知結果その他の各種情報が入力される。さらに記憶部には、画像形成装置１の鉛直方向上面に配置される図示しない表示手段を介して設定される各種設定値、画像形成装置１内部の各所に配置される図示しないセンサなどからの検知結果、外部機器からの印刷指令に含まれる画像情報などが入力される。また、各部材の制御を実行するためのプログラムが書き込まれる。記憶部には、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、リードオンリィメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などが挙げられる。演算部は、記憶部に入力される各種データ（印刷指令、検知結果、画像情報など）および各種手段のプログラムを取り出し、各種判定を行う。制御部は、演算部における判定結果に応じて該当装置に制御信号を送付し、動作制御を行う。制御部および演算部は、たとえば、中央処理装置（ＣＰＵ、Central Processing Unit）を備えるマイクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどによって実現される処理回路である。制御手段は、記憶部、演算部および制御部とともに主電源を含む。
【００５２】
制御手段９は、温度検知手段７による検知結果に応じて冷却手段６を制御する。温度検知手段７は、トナーボトル５０ｂ１近傍の温度を検知する。温度検知手段７は制御手段９に電気的に接続され、温度検知手段７の検知結果は制御手段７に入力され、記憶部に書き込まれる。さらに、記憶部には、冷却手段６を作動させるトナーボトル５０ｂ１近傍の温度範囲（以下「作動温度範囲」という）が予め書き込まれる。本実施の形態では、この温度範囲は４０℃以上である。制御手段９の演算部は、記憶部から温度検知手段７による検知結果および冷却手段６を作動させる温度範囲の数値を取り出し、検知結果が作動温度範囲にあるか否かを判定する。検知結果が作動温度範囲にある場合、制御手段９の制御部は制御信号を送付して熱交換器６７およびポンプ６８を起動し、熱交換可能な媒体を冷却して配管６６内に循環させる。この循環は、温度検知手段７による検知結果が所定温度よりも低くなるまで継続される。所定温度は、好ましくは３５℃以下、さらに好ましくは１０〜３０℃、特に好ましくは１５〜３０℃である。すなわち、３５℃以下になれば冷却手段６の動作を直ぐに停止させてもよいし、１０〜３０℃または１５〜３０℃の範囲であれば冷却手段６の動作を継続し、１０℃または１５℃未満になった時に冷却手段６の動作を停止するように構成してもよい。
【００５３】
表１に、画像形成装置１におけるトナーボトル周囲温度とトナー排出量との関係を示す。トナー排出量は、画像形成装置１に新品のブラックトナーボトルを装着し、表１に示す各トナーボトル周囲温度で３日間放置した後、画像形成動作は行わず、該トナーボトルのみを１０分間連続して回転させた時に、該トナーボトルから排出されるトナー重量である。対策前現状トナー排出量とは、冷却手段６を停止した状態でのトナー排出量である。対策後トナー排出量とは、冷却手段６を起動させた状態でのトナー排出量である。
【００５４】
【表１】
2008064901.tif 000003
【００５５】
表１から、トナーボトル周囲温度４０℃または５０℃で放置されたトナーボトルを回転させる場合、冷却手段６を起動することによって、トナー排出量が増加することが明らかである。
【００５６】
画像形成装置１によれば、画像形成手段３において、画像情報に応じたトナー像を形成し、該トナー像を記録媒体に定着させて記録媒体上に画像を形成する際に、画像形成手段３にトナーを補給するトナー補給手段５の周囲温度の上昇を冷却手段６にて防止することによって、トナー補給手段５から画像形成手段３へのトナー補給量がほぼ一定量に保持され、画像濃度の高い高画質画像を安定的に形成できる。
【００５７】
本実施の形態では、冷却手段６として、熱交換器６７によって冷却される熱交換可能な媒体を、ポンプ６８によってループ状配管６６内に流過させる方式を採用するけれども、それに限定されず、たとえば、図５に示す冷却手段７５を使用できる。冷却手段７５は、蒸発部７６と、蒸気管７７と、凝縮部７８と、液管７９とを含む。蒸発部７６はトナー補給手段５の近傍に設けられ、トナー補給手段５を冷却する。蒸発部７６は内部空間を有する容器状部材であり、その内部空間には液相の作動流体が貯留される。作動流体とは、密閉系において空気などの非凝縮性ガスを脱気した状態で、所定温度範囲で蒸発（気化）と凝縮（液化）とを繰り返す物質である。作動流体としては特に制限されないけれども、たとえば、フロンなどの絶縁性の高い流体が好ましい。蒸発部７６内に貯留される液相の作動流体は、トナー補給手段５周辺の熱を吸収して蒸発し、気相の作動流体（蒸気）になる。蒸発部７６の内部には、ラジエータ装置を採用するのが好ましい。また、蒸発部７６には蒸気管７７と液管７９とが接続され、蒸発部７６の内部空間と、蒸気管７７および液管７９の内部空間とがそれぞれ連通するように構成される。蒸気管７７は、鉛直方向において液管７９よりも高い位置に接続される。気相の作動流体は、蒸気管７７を流過して蒸発部７６の外部に排出される。また、蒸発部７６は平面形状に構成することが可能なので、冷却効率を高めることが容易である。蒸気管７７は一端が蒸発部７６に接続されかつ他端が凝縮部７８に接続されるパイプ状部材であり、蒸発部７６において発生する気相の作動流体を凝縮部７８に送給する。
【００５８】
凝縮部７８は内部空間を有する容器状部材であり、蒸気管７７を介して供給される気相の作動流体を冷却して液化し、液相の作動流体を生成させる。凝縮部７８の周囲には図示しない冷却ジャケットが設けられ、これによって気相の作動流体を冷却する。また、凝縮部７８には、凝縮部７８の内部空間と液管７９の内部空間とが連通するように、液管７９が接続される。凝縮部７８における蒸気管７７および液管７９の接続位置は、蒸発部７６におけるのと同様に、鉛直方向において蒸気管７７の方が液管７９よりも高くなる。また、凝縮部７８は鉛直方向において蒸発部７６よりも高い位置に設けられる。これによって、ポンプなどの動力源を用いないでも、液相の作動流体が凝縮部７８から液管７９を介して蒸発部７６に供給され、かつ気相の作動流体が蒸発部７６から蒸気管７７を介して凝縮部７８に供給される。液管７９は一端が蒸発部７６に接続されかつ他端が凝縮部７８に接続されるパイプ状部材であり、凝縮部７８において生成する液相の作動流体を蒸発部７６に供給する。このように、蒸発部７６、蒸気管７７、凝縮部７８および液管７９はこの順番で接続され、密閉循環経路を形成する。冷却手段７５によれば、蒸発部７６においてトナー補給手段５周辺の熱を吸収して気化した気相の作動流体が蒸気管７７を介して凝縮部７８に供給され、ここで冷却されて液化して液相の作動流体になり、液管７９を介して再び蒸発部７６に供給され熱を吸収する。
【００５９】
冷却手段７５を用いる場合は、温度検知手段７による検知結果に応じて、制御手段９が蒸発部７６そのものおよび凝縮部７８の冷却ジャケットを起動または停止させることによって、冷却手段７５によるトナー補給手段５の冷却を制御できる。また、冷却手段７５において、蒸気管７７または液管７９上に図示しないマイクロポンプを設け、作動流体を循環させてもよい。この構成によれば、蒸発部７６と凝縮部７８との鉛直方向における位置関係を定める必要がないので、構成の簡略化が可能である。この場合は、温度検知手段７による検知結果に応じて、制御手段９がマイクロポンプを起動または停止させることによって、冷却手段によるトナー補給手段５の冷却を制御できる。
【００６０】
また本実施の形態では、冷却手段６は、トナーカートリッジ６２の鉛直方向上方に設けられるけれども、それに限定されず、トナーカートリッジ６２の鉛直方向下方に設けてもよい。さらに、画像形成装置１において最も発熱量の多い定着手段１４に最も近接して配置されるトナーボトル５０ｂ１，５０ｂ２の近傍に、冷却手段６を部分的に配置するように構成してもよい。
【００６１】
図６は、本発明の実施の第２形態である画像形成装置８０の要部の構成を示す図面である。図６（ａ）は背面図であり、図６（ｂ）は右側面図である。画像形成装置８０は画像形成装置１に類似し、対応する部分については同一参照符号を付して説明を省略するかまたは図示および説明を省略する。画像形成装置８０は、画像形成装置１に構成において、冷却手段６に代えて冷却手段８１を有することを特徴とし、それ以外の構成は画像形成装置１と同様である。冷却手段８１は冷却管８２ａ，８２ｂ，８２ｃ，８２ｄ，８２ｅ（以下特に断わらない限り「冷却管８２」と総称する）を含む。冷却管８２は、トナーボトル５０ｙ，５０ｍ，５０ｃ，５０ｂ１，５０ｂ２（以下特に断わらない限り「トナーボトル５０」と総称する）の鉛直方向上方においてトナーボトル５０の軸線に平行になるように設けられる。また、冷却管８２は、画像形成装置８０の背面側外壁に形成される図示しない貫通孔から、画像形成装置の背面から正面に向けて挿入され、一部が画像形成装置１の外方に突出するように装着される。本実施の形態では、冷却管８２にはヒートパイプを使用する。ヒートパイプは、１つの密閉された金属管内に蒸発部８２ｘと断熱部８２ｙと凝縮部８２ｚとが連続的に設けられ、作動流体が真空封入された冷却装置である。
【００６２】
蒸発部８２ｘは、画像形成装置８０の内部に挿入されてトナーボトル５０の鉛直方向上方に位置する部分である。蒸発部８２ｘでは、トナーボトル５０周辺の熱を吸収して作動流体が蒸発して気相の作動流体が生成する。断熱部８２ｙは、画像形成装置８０の内部に挿入されて、トナーカートリッジ６２の画像形成装置８０背面側端部近傍に位置する部分である。断熱部８２ｙには毛細管構造（ウィック）が設けられ、気相作動流体の蒸発部８２ｘから凝縮部８２ｚへの流過および液相作動流体の凝縮部８２ｚから蒸発部８２ｘへの流過を可能にする。凝集部８２ｚは、画像形成装置１の背面側外壁から画像形成装置１の外方に向けて延びるようにもうけられる部分である。凝縮部８２ｚでは、気相作動流体が凝集部８２ｚ周囲の空気によって冷却され、液相作動流体が生成する。このような構成によって、トナーボトル５０の冷却が可能になる。本実施の形態では、凝集部８２ｚにおける気相作動流体の液化を促進して冷却能力を向上させるために、凝縮部８２ｚの周囲に図示しない冷却ジャケットを設ける。この構成によって、温度検知手段７による検知結果に応じて、冷却手段８１を制御できる。すなわち、温度検知手段７による検知結果に応じて、制御手段９が冷却手段８１の冷却ジャケットを起動または停止させることによって、冷却管８２によるトナーボトル５０の冷却を制御できる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の第１形態である画像形成装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】図１に示す画像形成装置の要部の構成を模式的に示す断面図である。
【図３】図１に示す画像形成装置の要部の構成を模式的に示す斜視図である。
【図４】図１に示す画像形成装置の要部の構成を模式的に示す図面である。図４（ａ）は背面図および図４（ｂ）は右側面図である。
【図５】別形態の冷却手段の構成を模式的に示す図面である。
【図６】本発明の実施の第２形態である画像形成装置の要部の構成を示す図面である。図６（ａ）は背面図であり、図６（ｂ）は右側面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１，８０  画像形成装置
２  原稿読み取り手段
３  画像形成手段
４  給紙手段
５，５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｂ  トナー補給手段
６，７５，８１  冷却手段
７  温度検知手段
８  排紙手段
９  制御手段
１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｄ  トナー像形成手段
１２  中間転写手段
１３  ２次転写手段
１４  定着手段
３０  中間転写ベルト
３５  搬送手段
４１  定着ローラ
４２  加圧ローラ
５０ｙ，５０ｍ，５０ｃ，５０ｂ１，５０ｂ２  トナーボトル
６２  トナーカートリッジ
６５  ケーシング
６６  配管
６７  熱交換器
６８  ポンプ
８２，８２ａ，８２ｂ，８２ｃ，８２ｄ，８２ｅ  冷却管
【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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