(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を搬送するための空気流を形成する空気流形成手段と、
画像形成装置本体外と前記空気流形成手段とを接続し、画像形成装置本体外の空気を取り入れて前記空気流形成手段に供給するための外気取込手段と、
前記空気流形成手段によって形成された空気流によって搬送された現像剤を供給されるとともに、供給された現像剤を用いて像担持体を現像する複数の現像手段と、
前記空気流形成手段と前記複数の現像手段との下方に位置する光走査装置とを有し、
前記外気取込手段は、画像形成装置本体外に露出して画像形成装置本体外の空気を取り入れる空気取入口と、前記光走査装置の下方に位置し前記空気取入口から取り込んだ空気が通過する主ダクトと、前記主ダクトから分岐して前記空気流形成手段に接続された、前記複数の現像手段に供給される空気が通過する複数のチューブとを有する画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記外気取込手段は、画像形成装置本体外から取り入れた空気の除湿を行って前記空気流形成手段に供給するための除湿手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２記載の画像形成装置において、
前記除湿手段は、シリカゲルを用いて画像形成装置本体外から取り入れた空気の除湿を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか１つに記載の画像形成装置において、
前記外気取込手段は、画像形成装置本体の最下部から、画像形成装置本体外の空気を取り入れることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか１つに記載の画像形成装置を用いて画像形成を行う画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置であって、像担持体の現像に用いる現像剤を空気流によって搬送する画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置であって像担持体を用いて画像形成を行う画像形成装置は、〔特許文献１〕ないし〔特許文献３〕に記載されているように、像担持体を現像剤によって現像する現像装置を備えている。
【０００３】
かかる現像装置において、現像剤の温度が上昇すると、現像剤の特性が変化し、現像剤の流動性の低下、凝集体の発生等、現像性能の低下の原因となる現象が発生し、画像品質の低下が生じうるため、問題である。
【０００４】
しかし、現像装置では、現像剤の攪拌混合時における現像剤同士、あるいは現像剤と他の部材との摩擦熱や、現像スリーブが磁石の周囲で高速回転する際に生じる渦電流に起因する発熱が生じ、現像剤の温度が上昇し易い。また、かかる画像形成装置内部では、例えば、光源、定着器、その他モータにおいて発熱するため、これらも現像剤の温度上昇の原因となり得る。
【０００５】
一方、現像剤を、空気流によって搬送する現像装置が〔特許文献１〕に記載されており、このように、画像形成装置において、現像剤を空気流によって搬送する技術が知られている。かかる技術は、比較的簡易な構成で、現像剤を、自由な経路で離れた場所に搬送可能な点で優れている。
【０００６】
【特許文献１】特開平０８−１２３１９９号公報
【特許文献２】特許第３３４９２８６号公報
【特許文献３】特許第３３９１９２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、現像剤を空気流によって搬送する従来の技術では、現像剤を搬送するための空気を画像形成装置内で循環させているため、かかる空気自体の温度が高くなりやすく、これによって搬送される現像剤の温度が上昇し易いという問題がある。
【０００８】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置であって、空気流によって搬送される現像剤の温度を抑制する画像形成装置及び画像形成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】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、現像剤を搬送するための空気流を形成する空気流形成手段と、画像形成装置本体外と前記空気流形成手段とを接続し、画像形成装置本体外の空気を取り入れて前記空気流形成手段に供給するための外気取込手段と、前記空気流形成手段によって形成された空気流によって搬送された現像剤を供給されるとともに、供給された現像剤を用いて像担持体を現像する複数の現像手段と、前記空気流形成手段と前記複数の現像手段との下方に位置する光走査装置とを有し、前記外気取込手段は、画像形成装置本体外に露出して画像形成装置本体外の空気を取り入れる空気取入口と、前記光走査装置の下方に位置し前記空気取入口から取り込んだ空気が通過する主ダクトと、前記主ダクトから分岐して前記空気流形成手段に接続された、前記複数の現像手段に供給される空気が通過する複数のチューブとを有する画像形成装置にある。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記外気取込手段は、画像形成装置本体外から取り入れた空気の除湿を行って前記空気流形成手段に供給するための除湿手段を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の画像形成装置において、前記除湿手段は、シリカゲルを用いて画像形成装置本体外から取り入れた空気の除湿を行うことを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか１つに記載の画像形成装置において、前記外気取込手段は、画像形成装置本体の最下部から、画像形成装置本体外の空気を取り入れることを特徴とする。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか１つに記載の画像形成装置を用いて画像形成を行う画像形成方法にある。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、現像剤を搬送するための空気流を形成する空気流形成手段と、画像形成装置本体外と前記空気流形成手段とを接続し、画像形成装置本体外の空気を取り入れて前記空気流形成手段に供給するための外気取込手段と、前記空気流形成手段によって形成された空気流によって搬送された現像剤を供給されるとともに、供給された現像剤を用いて像担持体を現像する複数の現像手段と、前記空気流形成手段と前記複数の現像手段との下方に位置する光走査装置とを有し、前記外気取込手段は、画像形成装置本体外に露出して画像形成装置本体外の空気を取り入れる空気取入口と、前記光走査装置の下方に位置し前記空気取入口から取り込んだ空気が通過する主ダクトと、前記主ダクトから分岐して前記空気流形成手段に接続された、前記複数の現像手段に供給される空気が通過する複数のチューブとを有する画像形成装置にあるにあるので、比較的簡易な構成で画像形成装置本体外から空気を取り入れることができるとともに、この空気による空気流によって搬送される現像剤の温度を抑制することができ、温度を抑制した現像剤によって現像を行うので、安定して良好な画像形成を行うことに寄与することができる画像形成装置を提供することができる。
【００２０】
前記外気取込手段は、画像形成装置本体外から取り入れた空気の除湿を行って前記空気流形成手段に供給するための除湿手段を有することとすれば、空気流によって搬送される現像剤の温度を抑制することができるとともに、同現像剤の湿度を抑制することができ、帯電量を安定化すること等により安定して良好な画像形成を行うことに寄与することができる画像形成装置を提供することができる。
【００２１】
前記除湿手段は、シリカゲルを用いて画像形成装置本体外から取り入れた空気の除湿を行うこととすれば、空気流によって搬送される現像剤の温度を抑制することができるとともに、比較的簡易かつ安価に同現像剤の湿度を抑制することができ、帯電量を安定化すること等により安定して良好な画像形成を行うことに寄与することができる画像形成装置を提供することができる。
【００２２】
前記外気取込手段は、画像形成装置本体の最下部から、画像形成装置本体外の空気を取り入れることとすれば、比較的低温の空気流によって搬送される現像剤の温度をより良好に抑制することができ、安定して良好な画像形成を行うことに寄与することができる画像形成装置を提供することができる。
【００２６】
本発明は、かかる画像形成装置を用いて画像形成を行う画像形成方法にあるので、空気流によって搬送される現像剤の温度を抑制することができ、安定して良好な画像形成を行うことに寄与することができる画像形成方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１に本発明を適用した、カラー画像を形成可能な多色画像形成装置である画像形成装置の概略を示す。画像形成装置１００は、カラーレーザプリンタとファクシミリとの複合機であるが、他のタイプのプリンタ、ファクシミリ、複写機、複写機とプリンタとの複合機等、他の画像形成装置であっても良い。画像形成装置１００は、外部から受信した画像情報に対応する画像信号に基づき画像形成処理を行なう。これは画像形成装置１００がファクシミリとして用いられる場合も同様である。画像形成装置１００は、一般にコピー等に用いられる普通紙の他、ＯＨＰシートや、カード、ハガキ等の厚紙や、封筒等の何れをもシート状の記録媒体としてこれに画像形成を行なうことが可能である。
【００２８】
画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な複数の像担持体としての潜像担持体である円筒状の感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫを並設したタンデム構造を採用したタンデム構造、言い換えるとタンデム方式すなわちタンデム型の画像形成装置である。
【００２９】
感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、同一径であり、画像形成装置１００の本体９９の内部のほぼ中央部に配設された無端ベルトである中間転写ベルトとしての転写ベルト１１の外周面側すなわち作像面側に、等間隔で並んでいる。
【００３０】
感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、転写ベルト１１の移動方向であるＡ１方向の上流側からこの順で並設されている。各感光体ドラム感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成するための、画像形成部としての作像部たる画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫに備えられている。
【００３１】
各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに形成された可視像すなわちトナー像は、矢印Ａ１方向に移動する転写ベルト１１に対しそれぞれ重畳転写され、その後、記録媒体である転写媒体たる転写紙に一括転写されるようになっている。
【００３２】
転写ベルト１１に対する重畳転写は、転写ベルト１１がＡ１方向に移動する過程において、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに形成されたトナー像が、転写ベルト１１の同じ位置に重ねて転写されるよう、転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫのそれぞれに対向する位置に配設された転写チャージャとしての１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫによる電圧印加によって、Ａ１方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫと転写ベルト１１と対向位置である転写位置にて行われる。
【００３３】
転写ベルト１１は、その全層をゴム剤等の弾性部材を用いて構成した弾性ベルトである。転写ベルト１１は、単層の弾性ベルトであっても良いし、その一部を弾性部材とした弾性ベルトであっても良いし、従来から用いられている、フッ素系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂等を用いても良く、非弾性ベルトであっても良い。
【００３４】
画像形成装置１００は、４つの画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫと、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの上方に対向して配設され、転写ベルト１１を備えた中間転写装置であるベルトユニットとしての転写ベルトユニット１０と、転写ベルト１１に対向して配設され転写ベルト１１に当接し、転写ベルト１１への当接位置において転写ベルト１１と同方向に回転する転写部材としての転写装置たる２次転写ローラ５とを有している。
【００３５】
画像形成装置１００はまた、転写ベルト１１に対向して配設され転写ベルト１１上をクリーニングする中間転写クリーニングブラシを備えた中間転写ベルトクリーニング装置としてのクリーニング装置１８と、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫの下方に対向して配設された書き込み手段である光書き込み装置としての書込装置たる光走査装置８とを有している。
【００３６】
画像形成装置１００はまた、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫと転写ベルト１１との間に向けて搬送される転写紙を積載したシート給送装置６１と、シート給送装置６１から搬送されてきた記録紙を、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、転写ベルト１１と２次転写ローラ５の間の転写部に向けて繰り出すレジストローラ対１３と、転写紙の先端がレジストローラ対１３に到達したことを検知する図示しないセンサとを有している。
【００３７】
画像形成装置１００はまた、トナー像を転写された転写紙に同トナー像を定着させるためのベルト定着方式の定着ユニットとしての定着装置６と、定着装置６を経た転写紙を本体９９の外部に排出する排紙ローラ７と、本体９９の上部に配設され排紙ローラ７により本体９９の外部に排出された転写紙を積載する排紙部としての排紙トレイ１７と、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを充填されたトナーホッパとしてのトナーボトル９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫとを有している。
画像形成装置１００はまた、図示しないが、ＣＰＵと、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶手段等とを備え画像形成装置１００の動作全般を制御する制御手段を有している。
【００３８】
転写ベルトユニット１０は、転写ベルト１１の他に、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫと、転写ベルト１１を巻き掛けられた、複数の巻き掛け部材としての、駆動部材である駆動ローラを兼ねた転写入口ローラ７３と、従動ローラ７２とを有している。転写入口ローラ７３は、図示しない駆動源としてのモータの駆動により回転駆動され、これによって、転写ベルト１１がＡ１方向に回転駆動される。
【００３９】
定着装置６は、図示しない熱源を有する定着ユニット６３と、定着ユニット６３に圧接された加圧ローラ６２とを有しており、トナー像を担持した転写紙を定着ユニット６３と加圧ローラ６２の圧接部である定着部に通すことで、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を転写紙の表面に定着するようになっている。
【００４０】
光走査装置８は、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの表面によって構成された被走査面をそれぞれ走査して露光し、静電潜像を形成するための、画像信号に基づくレーザービームとしてのレーザー光であるビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢＫを発するものである。
シート給送装置６１は、転写紙を積載した給紙トレイ１５と、給紙トレイ１５上に積載された転写紙を送り出す給紙コロ１６とを有している。
【００４１】
画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫについて、そのうちの一つの、感光体ドラム２０Ｙを備えた画像ステーション６０Ｙの構成を代表して構成を説明する。なお、他の画像ステーションの構成に関しても実質的に同一であるので、以下の説明においては、便宜上、画像ステーション６０Ｙの構成に付した符号に対応する符号を、他の画像ステーションの構成に付し、また詳細な説明については適宜省略することとし、符号の末尾にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋが付されたものはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成を行うための構成であることを示すこととする。
【００４２】
感光体ドラム２０Ｙを備えた画像ステーション６０Ｙは、感光体ドラム２０Ｙの周囲に、図中反時計方向であるその回転方向Ｂ１に沿って、１次転写ローラ１２Ｙと、感光体ドラム２０Ｙをクリーニングするためのクリーニング手段としてのクリーニング装置７０Ｙと、感光体ドラム２０Ｙを高圧に帯電するための帯電手段である帯電装置３０Ｙと、感光体ドラム２０Ｙを現像するための現像手段としての現像装置５０Ｙとを有している。
【００４３】
感光体ドラム２０Ｙと、クリーニング装置７０Ｙと、帯電装置３０Ｙと、現像装置５０Ｙとは一体化されており、プロセスカートリッジを構成している。プロセスカートリッジは本体９９に対して着脱自在となっている。このようにプロセスカートリッジ化することは、交換部品として取り扱うことができるため、メンテナンス性が著しく向上し、大変好ましい。
【００４４】
以上のような構成により、感光体ドラム２０Ｙは、Ｂ１方向への回転に伴い、帯電装置３０Ｙにより表面を一様に帯電され、光走査装置８からのビームＬＹの露光走査によりイエロー色に対応した静電潜像を形成される。この静電潜像の形成は、ビームＬＹが、紙面垂直方向である主走査方向に走査するとともに、感光体ドラム２０ＹのＢ１方向への回転により、感光体ドラム２０Ｙの円周方向である副走査方向へも走査することによって行われる。
【００４５】
このようにして形成された静電潜像には、現像装置５０Ｙにより供給される帯電したイエロー色のトナーが付着し、イエロー色に現像されて顕像化され、現像により得られたイエロー色の可視画像たるトナー像は、１次転写ローラ１２ＹによりＡ１方向に移動する転写ベルト１１に１次転写され、転写後に残留したトナー等の異物はクリーニング装置７０Ｙにより掻き取り除去され備蓄されて、感光体ドラム２０Ｙは、帯電装置３０Ｙによる次の帯電に供される。
【００４６】
他の感光体ドラム２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫにおいても同様に各色のトナー像が形成等され、形成された各色のトナー像は、１次転写ローラ１２Ｃ、１２Ｍ、１２ＢＫにより、Ａ１方向に移動する転写ベルト１１上の同じ位置に順次１次転写される。
【００４７】
転写ベルト１１上に重ね合わされたトナー像は、転写ベルト１１のＡ１方向の回転に伴い、２次転写ローラ５との対向位置である２次転写部である転写部まで移動し、この転写部において転写紙に２次転写される。
【００４８】
転写ベルト１１と２次転写ローラ５との間に搬送されてきた転写紙は、シート給送装置６１から繰り出され、レジストローラ対１３によって、センサによる検出信号に基づいて、転写ベルト１１上のトナー像の先端部が２次転写ローラ５に対向するタイミングで送り出されたものである。
【００４９】
転写紙は、すべての色のトナー像を一括転写され、担持すると、定着装置６に進入し、定着ユニット６３と加圧ローラ６２との間の定着部を通過する際、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を定着され、この定着処理により、転写紙上に合成カラー画像たるカラー画像が形成される。定着装置６を通過した定着済みの転写紙は、排紙ローラ７を経て、排紙トレイ１７上にスタックされる。一方、２次転写を終えた転写ベルト１１は、クリーニング装置１８によってクリーニングされ、次の１次転写に備える。
【００５０】
画像形成装置１００において、現像装置５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫは互いに略同様の構成となっている。以下、現像装置５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫを現像装置５０として説明する。また感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫを感光体ドラム２０として説明し、トナーボトル９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫをトナーボトル９として説明する。
【００５１】
図２に示すように、現像装置５０は、感光体ドラム２０に対向して配置され、トナーとキャリアとを含む乾式の２成分現像剤である現像剤を担持する現像剤担持体としての図３に示す現像ローラ５１を備えた現像部８１と、現像部８１に供給する現像剤を撹拌する撹拌部８２と、現像部８１と撹拌部８２との間に現像剤を還流させ循環させるための還流部８３と、トナーボトル９を着脱自在に備えられトナーボトル９内の新規トナーを撹拌部８２に供給するためのトナー補給手段としてのトナー補給部７９とを有している。
このように、現像装置５０は、現像撹拌分離型の現像装置である。
【００５２】
還流部８３は、撹拌部８２から現像部８１への現像剤の流路を形成する第１の流路形成部を構成する循環復路８４と、現像部８１から撹拌部８２への現像剤の流路を形成する第２の流路形成部を構成する循環往路８５とを有している。
【００５３】
図３に示すように、現像部８１は、感光体ドラム２０に対向する部分に開口部を有し同開口部から現像ローラ５１の一部を感光体ドラム２０に望むように露出させた現像ケース５５と、現像ケース５５に支持され現像ローラ５１上の現像剤を一定の高さに規制する規制部材としてのドクタである現像ブレード５２とを有している。
【００５４】
現像部８１はまた、現像剤中のトナー濃度を測定するトナー濃度検知手段としてのトナー濃度検知センサ５６と、直流成分の現像バイアスを印加する図示しないバイアス印加手段と、現像ローラ５１を駆動する図示しない現像駆動手段と、第１搬送スクリュ５３及び第２搬送スクリュ５４を回転駆動する図示しない搬送駆動手段等を有している。トナー濃度検知センサ５６が検知した、トナー濃度に関する信号は、制御手段に入力される。バイアス印加手段、現像駆動手段、搬送駆動手段は何れも、制御手段によって駆動を制御される。
【００５５】
現像ローラ５１は、図３における紙面に垂直な方向に延在している。この方向は、現像ローラ５１の幅方向、言い換えると軸方向であり、感光体ドラム２０の延在方向即ち感光体ドラム２０の幅方向、言い換えると軸方向と平行な方向である。現像ローラ５１は、詳細な図示を省略するが、磁界発生手段としてのマグネットローラと、マグネットローラを内包し現像駆動手段により図中反時計方向であるＣ１方向に駆動される非磁性の現像スリーブとを有している。
【００５６】
マグネットローラは、図示を省略するが、現像ケース５５に固定されたプラスチックローラと、プラスチックローラに埋め込まれた複数の磁極を形成する複数の磁石であるマグネットブロックとを有している。
【００５７】
現像スリーブは、現像ケース５５及びマグネットローラに回転自在に支持されている。現像スリーブは、バイアス印加手段により感光体ドラム２０との間に適当な大きさの現像バイアスを印加される。現像領域における現像スリーブと感光体ドラム２０とのギアップすなわち現像ギアップは、０．３ｍｍとなるように設定されている。
【００５８】
現像ブレード５２は、ＳＵＳ材料で形成されている。現像ブレード５２と現像スリーブとのギアップすなわちドクターギアップは、０．５ｍｍとなるように設定されている。
【００５９】
第１搬送スクリュ５３と第２搬送スクリュ５４とは、現像ローラ５１の幅方向言い換えると現像ローラ５１の長手方向である、図３における紙面に垂直な方向に延在するように配設されている。第１搬送スクリュ５３と第２搬送スクリュ５４とは、搬送駆動手段による回転駆動作用を受けて回転する回転軸としての軸部５３ａ、５４ａと、軸部５３ａ、５４ａの表面、具体的には軸部５３ａ、５４ａの周面上に突設した態様で一体的に成型され、軸部５３ａ、５４ａの回転によって現像剤を攪拌しながら搬送する搬送部としての羽根部５３ｂ、５４ｂとを有している。羽根部５３ｂ、５４ｂはスパイラル状をなしているが、軸部５３ａに対して傾斜した斜板状をなしているものであっても良い。
【００６０】
第１搬送スクリュ５３は、現像ローラ５１に隣接するように現像ローラ５１と対向配置されており、搬送駆動手段によってＤ１方向に回転駆動されることで、第１収容室５８内の現像剤を、現像ローラ５１の幅方向に沿って、図３における紙面手前側から奥側へ搬送しながら現像ローラ５１に供給する。第１搬送スクリュ５３によって第１収容室５８内の端部付近まで搬送された現像剤は、仕切り壁５７の図３における奥側の端部に形成された図示しない開口部を通って第２収容室５９内に進入し、第２搬送スクリュ５４に受け渡される。
【００６１】
第２搬送スクリュ５４は、第１搬送スクリュ５３を挟んで現像ローラ５１と逆側に配設されており、第２収容室５９内において、搬送駆動手段によってＥ１方向に回転駆動されることで、第１収容室５８から送られてくる現像剤を、現像ローラ５１の幅方向に沿って、第１搬送スクリュ５３とは逆方向に搬送する。なお、仕切り壁５７の図３における手前側の端部は現像ケース５５と一体であり、開口部などは形成されていない。
【００６２】
図２に示すように、現像ケース５５は、図３における紙面手前側に相当する部分に、第１収容室５８に連通するように、撹拌部８２によって撹拌された現像剤を受け入れる現像剤搬入口を構成する現像剤搬入部８６を有しているとともに、第２収容室５９に連通するように、第２搬送スクリュ５４によって第２収容室５９内を図３における手前側の端部まで搬送された現像剤を撹拌部８２に向けて送り出す現像剤搬出口を構成する現像剤搬出部８７を有している。
【００６３】
循環復路８４は、撹拌部８２と現像剤搬入部８６とを接続し、循環往路８５は、撹拌部８２と現像剤搬出部８７とを接続している。
よって、循環往路８４によって搬送された現像剤は、現像剤搬入部８６から現像部８１内に進入し、現像剤搬入部８６を経て第１収容室５８内に進入し、第１搬送スクリュ５３に受け渡される。また、第２搬送スクリュ５４によって第２収容室５９内を図３における手前側の端部付近まで搬送された現像剤は、現像剤搬出部８７から循環往路８５に進入する。
【００６４】
循環往路８５は、現像剤搬出部８７から垂下された垂下部８８と、垂下部８８下端を接続され撹拌部８２に直結された直結部８９とを有している。循環往路８５は、トナー補給部７９からの新規トナーの補給を直結部８９で受けるようになっている。よって、トナー補給部７９からの新規トナーの補給位置は、現像剤搬出部８７と撹拌部８２との間に位置している。
【００６５】
垂下部８８は、ゴムチューブ等の、柔軟な素材によって形成されたチューブによって構成されている。垂下部８８内は中空であり、現像剤搬出部８７から搬出された現像剤が自由落下により直結部８９内に進入する。
直結部８９は、上端において垂下部８８を接続されているとともに、側方においてトナー補給部７９を接続された硬質のパイプである。
【００６６】
循環復路８４は、攪拌部８２に接続され撹拌部８２から搬出される撹拌済みの現像剤を一時的に蓄えるとともに送り出すロータリフィーダ９０と、ロータリフィーダ９０に接続されロータリフィーダ９０から送り出された現像剤を現像剤搬入部８６に向けて搬送する搬送部９２とを有している。
【００６７】
搬送部９２は、一端が現像剤搬入部８６に接続され、ゴムチューブ等の、柔軟な素材によって形成されたチューブ９２ａと、一端がチューブ９２ａの他端に接続され、中間部がロータリフィーダ９０に接続された継手管路９２ｃと、継手管路９２ｃの他端が接続されロータリフィーダ９０から継手管路９２ｃに進入した現像剤をチューブ９２ａを介して現像部８１に搬送するための空気流を形成する空気流形成手段としてのエアポンプ１０１とを有している。なお、エアポンプ１０１は、図１に示すように、現像装置５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫにおいて、それぞれ、エアポンプ１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１ＢＫとして備えられている。
【００６８】
図２に示すように、攪拌部８２は、内部の現像剤を攪拌する攪拌器９３と、攪拌器９３の上方に配設された減速ギア列９５ｂと、減速ギア列９５ｂを回転駆動するモータ９５ａとを有している。
【００６９】
図４に示すように、攪拌器９３は上面に現像剤補給口９３ｂを、下面に排出口９３ｃを設けられており、排出口９３ｃに向かうほど径が細くなる逆円錐型の形状を有している。
攪拌器９３内の中心には下から上に剤を搬送するスクリュ９６が、その外側には回転可能な２本の攪拌部材９７が設けられており、これらの回転動作によって現像剤が攪拌・混合される。
【００７０】
スクリュ９６と撹拌部材９７とはモータ９５ａによって回転駆動される。スクリュ９６はモータ９５ａと直結されており、撹拌部材９７は、減速ギア列９５ｂを介して回転する。撹拌部材９７は、図４（ａ）に示すように、減速ギア列９５ｂに直結された支持部９８に対して斜めに固定されている。
【００７１】
補給口９３ｂから排出口９３ｃまでの搬送は重力を利用している。撹拌器９３はバッファとして機能しその内部に常に現像剤が存在する。よって、搬出する現像剤量のムラや、搬出する現像剤の粒子間の空気量を一定化させて現像剤の嵩密度を安定化させ、搬送部９２に進入する現像剤量にムラが生じることを防止する。
【００７２】
このような撹拌器９３においては、現像剤は、スクリュ９６の回転によって下から上に持ち上げられるとともに、スクリュ９６の外側を回転する撹拌部材９７の回転に伴い下方及びスクリュ９６に向けて移動し、再びスクリュ９６によって下から上に持ち上げられる。
【００７３】
このように撹拌器９３では絶えず現像剤が対流している。この対流により、内部の現像剤全体が均一に混合される仕組みである。トナーの帯電はトナーとキャリアの摩擦によって付与されるため、帯電量をすばやく得るためにはトナーとキャリアの接触確率を上げることが重要であるが、本発明者らの検討によって、撹拌器９３内における現像剤の対流ではかかる接触確率が上がり、かつ、現像剤へのダメージも少ないことが分かった。
【００７４】
ロータリフィーダ９０は、図２に示すモータ９０ａによって回転され、図４に示すように、放射状に延びる複数の羽根９０ｃを有するロータ９０ｄと、ロータ９０ｄを覆うステータ９０ｂとを有している。ロータリフィーダ９０は、現像剤を定量排出する。
【００７５】
チューブ９２ａ内は中空であり、ロータリフィーダ９０から継手管路９２ｃ内に進入した現像剤は、エアポンプ１０１によって、その内部を圧送され、現像剤搬入部８６内に供給される。
【００７６】
エアポンプ１０１は、本形態ではダイヤフラム型エアポンプを用いているが、現像剤をそれによって発生する空気流でチューブ９２ａを経て現像部８１に搬送できるのであれば、バタフライ型エアポンプ、ロータリー型エアポンプなど、他の手段であっても良い。
【００７７】
トナー補給部７９は、一端が直結部８９に接続されトナーボトル９が着脱自在なパイプ７９ａと、パイプ７９ａ内に配設され、トナーボトル９からパイプ７９ａ内に落下した新規トナーを、所定の方向に回転することにより直結部８９内に搬送する搬送部材としての図示しない螺旋状のコイルと、パイプ７９ａの他端側に設けられ制御手段によって駆動を制御されコイルを所定の方向に回転駆動するモータ７９ｂとを有している。
【００７８】
コイルはモータ７９ｂによって定速で回転駆動され、新規トナーの搬送量が駆動時間あたり一定となるように構成されており、パイプ７９ａの一端側に搬送した新規トナーを直結部８９から自由落下させ攪拌器９３内に進入させる。
【００７９】
以上のような構成の現像装置５０にあっては、撹拌部８２でトナーが均一に分散され現像に適した帯電状態とされた現像剤が、循環復路８４によって、適量搬送され、現像剤搬入部８６から現像部８１に供給される。
【００８０】
現像部８１では、第１搬送スクリュ５３の回転により、現像剤が現像剤搬入部８６から現像ローラ５１に沿って搬送され、この過程で、搬送スクリュ５３と現像ローラ５１との対向領域において、マグネットローラによって汲み上げられて現像ローラ５１表面に担持される。
【００８１】
現像ブレード５２によって現像剤の担持量を規制され層厚を規制された現像ローラ５１は、その回転及びバイアス印加手段による現像バイアスにより、現像ローラ５１と感光体ドラム２０との間の現像領域に、現像ブレード５２によって量を適量とされた現像剤を運ぶ。
【００８２】
現像領域においては、現像剤がマグネットローラによって現像スリーブ上に穂立ちして磁気ブラシを形成し、バイアス印可手段によるバイアスにより、現像剤中の、特に磁気ブラシ先端部のトナーに現像ポテンシャルが作用し、磁性キャリアの表面からトナーが感光体ドラム２０の表面に形成された静電潜像に静電的に移行して、静電潜像を所定の色のトナー像として可視像化する。なお、現像ブレード５２による規制によっても、トナーの帯電が促進され、撹拌部８２から現像部８１への搬送過程で帯電量が低下したとしても、その低下分が補われる。
【００８３】
現像によりトナーを消費した現像剤は、現像ローラ５１の回転に伴って現像ケース５５の収容室５８内に戻される。第１搬送スクリュ５３の回転により、第１収容室５８の端部まで搬送された現像剤は、仕切り壁５７の開口部を通って第２収容室５９内に進入し、第２搬送スクリュ５４に受け渡され、第２収容室５９内において、第２搬送スクリュ５４は、現像剤を第１搬送スクリュ５３とは逆方向に搬送する。第２収容室５９の端部まで搬送された現像剤は、現像剤搬出部８７から現像部８１外に送り出され、循環往路８５を経て再度撹拌部８２内に進入する。
【００８４】
このように、現像部８１においては、第１搬送スクリュ５３及び第２搬送スクリュ５４によって攪拌搬送された現像剤は、マグネットローラの磁力により汲み上げられて現像スリーブに担持され、感光体ドラム２０と対向する現像領域まで搬送され、感光体ドラム２０上の潜像にトナーが供給されて現像が行われる。現像後のトナーを消費した現像剤は、現像スリーブ表面から第１収容室５８内に解放され、第２収容室５９、搬送往路８４を経て攪拌部８２に進入し、攪拌部８２にて現像剤に適した状態となり、再度現像部８１に供給され、再び現像スリーブ表面に汲み上げられるというサイクルを繰り返す。マグネットブロックはこのようなサイクルを繰り返すように配設されている。
【００８５】
このようなサイクルにおいて、現像剤中のトナーが消費されるため、トナー濃度が低下する。トナー濃度の低下はトナー濃度検知センサ５６によって検知される。トナー濃度検知センサ５６によってトナー濃度の低下が検知されると、制御手段は、トナー補給部７９を駆動し、トナーホッパ９から、新規トナーを循環往路８５を介して撹拌部８２に供給する。
【００８６】
このとき、撹拌器９３は、補給されたこの新規トナーを現像剤中に攪拌混合する。これにより、補給された新規トナーは、現像装置５０の既存の現像剤中に拡散する。その過程で、供給された新規トナーは、現像剤中のキャリアや他のトナーとの摩擦によって帯電される。このようにして、新規トナーは撹拌部８２にて既存の現像剤中に均一に分散されるとともに、現像に適した帯電状態とされる。
【００８７】
制御手段による、フィードバック制御あるいはトナー補給部７９を所定時間駆動するフィードフォワード制御により、現像剤中のトナー濃度が約４〜１１重量％の所定の範囲内となるように制御され、キャリアに対するトナーの混合比率が常に適正値に保たれ、高品質の画像が得られることとなる。
【００８８】
ここで、かりに、エアポンプ１０１によって取り込まれる空気が、本体９９内の空気であるとすると、かかる空気の温度が高い場合には、これによって現像部８１に搬送される現像剤の温度が上昇し、現像剤の特性が変化して、現像剤の流動性の低下、凝集体の発生等、現像性能の低下の原因となる現象が発生し、画像品質の低下が生じ得る。
【００８９】
本体９９内の空気の温度は、例えば、光走査装置８、定着装置６、その他モータにおいて発熱するため外気温よりも高くなりやすい。また、現像装置５０でも、現像剤の攪拌混合時における現像剤同士、あるいは現像剤と他の部材との摩擦熱や、現像スリーブがマグネットローラの周囲で高速回転する際に生じる渦電流に起因する発熱が生じ、現像剤の温度が上昇し易い。本体９９内部では、これらが現像剤の温度上昇の原因となり得る。
特に、画像形成装置１００では、現像装置５０が光走査装置８の直上に配設されているため、高温になり易い光走査装置８の熱の影響を受け易い。
【００９０】
そこで、画像形成装置１００は、図１、図２、図４に示すように、本体９９外とエアポンプ１０１すなわちエアポンプ１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１ＢＫとを接続し、本体９９内の空気に比べて低温傾向にある本体９９外の空気を取り入れてエアポンプ１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１ＢＫに供給するための外部空気吸引路としての外気取込手段１０２を有している。
【００９１】
外気取込手段１０２は、一端が本体９９、具体的には外装カバーの開口のすぐ内側に配設され同開口から外側に露出し本体９９外の空気を取り入れる空気取入口としての取入口を形成するパイプ状の取入部１０３と、取入部１０３の他端を接続され、本体９９外から取り入れた空気の除湿を行ってエアポンプ１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１ＢＫに供給するための除湿手段としての除湿部１０４とを有している。
【００９２】
外気取込手段１０２はまた、除湿部１０４を経た空気が通過する、現像装置５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫに共通の主ダクト１０５と、主ダクト１０５から分岐してエアポンプ１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１ＢＫに接続されたチューブ１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６ＢＫとを有している。チューブ１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６ＢＫは、図２、図４においては符号１０６で示している。
【００９３】
図５（ａ）に示すように、取入部１０３は、本体９９の最下部に配設され、同最下部から、本体９９外の空気を取り入れるようになっている。これにより、本体９９外でも低温傾向にある、画像形成装置１００が通常設置される床面近傍の空気を取り入れるとともに、取り入れた空気が本体９９内を通過する位置を本体９９内でも低温傾向にあるその最下部とすることで、極力低温の空気を導入するようになっている。
【００９４】
同様の理由で、除湿部１０４も本体９９の最下部に配設されている。
除湿部１０４は、取入部１０３から進入した空気が通過するその内部の空間に除湿剤としてのシリカゲルが充填してあり、このシリカゲルを用いて、本体９９外から取り入れ、取入部１０３を介して進入して来た空気の除湿を行う。これにより、特別な駆動源を用いることなく、簡易な方式で、簡単かつ安価に取り入れた空気中の水分が除去され、搬送する現像剤が湿って帯電性能が低下することを防止ないし抑制し、帯電性能を安定させる。除湿剤としてはシリカゲルが一般的かつ安価で使い易く好ましいが、他のものであっても良い。
【００９５】
主ダクト１０５及びチューブ１０６は、柔軟な材料によって形成された中空のチューブによって構成されており、取入部１０３、除湿部１０４を含め、その取り回しが容易になっている。
【００９６】
取入部１０３、除湿部１０４、主ダクト１０５及びチューブ１０６内を流れる空気流は、エアポンプ１０１の駆動によって生じる、現像剤を現像部８１に向けて圧送する空気流の反作用による負圧によって、取入部１０３により本体９９外から外気が引き込まれることによって発生するものである。
【００９７】
これら外気取込手段１０２の各構成は、本体９９外から取り入れた外気が本体９９内を通過する際に昇温することを極力防止すべく、断熱材等の、断熱性を有する被覆部材によって覆うことが好ましい。これは、熱を発生させない非発熱部であるトナーボトル９、垂下部８８、チューブ９２ａ、継手管路９２ｃ等についても同様である。特に、主ダクト１０５及びチューブ１０６は、発熱源たる光走査装置８の近傍を取り回されているため、被覆部材による断熱効果が大きい。
【００９８】
このような外気取込手段１０２を有することにより、エアポンプ１０１から圧送された空気は比較的低温である。一方、現像装置５０内の現像剤、あるいはトナーボトル９内のトナーは本体９９内の雰囲気温度によって、通常、外気温よりも高い温度となっている。よってエアポンプ１０１によって形成された外気による空気流によって搬送される現像剤は、通常、冷却作用を受け、外気温に近い低温となって現像部８１に進入する。よって、現像部８１内における現像剤の温度は比較的低温に保たれ、この現像剤を用いて感光体ドラム２０の良好な現像が行われる。
なお、取入部１０３の一端には、塵等の異物が進入することを防止するために異物進入防止手段としてのメッシュフィルタ等のフィルタ等を設けることが望ましい。
【００９９】
図５（ｂ）に示すように、外気取込手段１０２は、本体９９外に露出するルーバー１０７を有し、取込部１０３はルーバー１０７を介して本体９９外の空気を取り入れるようにしてもよい。画像形成装置１００に備えられることが多いルーバーを異物進入防止手段としてのルーバー１０７として利用し、外気取込手段１０２内に異物が進入することが防止ないし抑制される。
【０１００】
図５（ｃ）に示すように、外気取込手段１０２は、本体９９外の空気を本体９９内に送り込む空気送入手段としてのファン１０８を有し、取込部１０３はファン１０８によって本体９９内に送り込まれた本体９９外の空気を取り入れるようにしてもよい。画像形成装置１００に備えられることがあるファンをファン１０８として利用し、エアポンプ１０１による空気流の形成の負担が軽減される。空気送入手段は上述の異物進入防止手段と組み合わせて用いても良い。
【０１０１】
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【０１０２】
たとえば、外気取込手段は、上述の例のように全ての現像手段に共通化したものでなく、各現像手段に設けてもよい。
空気流形成手段は、上述の例のように各現像手段に設けるのでなく、全ての現像手段に共通化したものであっても良い。この場合、現像剤の搬送を行うことを要する現像手段にのみ空気流形成手段による空気流を送り込むことが好ましいため、電磁弁等の、空気流形成手段によって形成された空気流の経路を各現像手段に対応して切り換えるための空気流切換手段を設けることが望ましい。
【０１０３】
現像剤は、２成分現像剤に限らず、１成分現像剤でもよく、この場合にも、上述の例と同様の現像部と攪拌部とを適用できる。
上述の例では、新規トナーを攪拌部の直前位置に供給したが、新規トナーは撹拌部に直接補給しても良い。
【０１０４】
第１の流路形成部、第２の流路形成部、外気取込手段の一部を柔軟なチューブによって構成する場合は、同チューブは少なくとも一部を構成するものであれば良く、また現像部、空気流形成手段に接続される側の部分を同チューブによって構成することで、現像部、空気流形成手段の取り外し等のメンテナンスが容易になって好ましい。
【０１０５】
上述の例では、現像装置においてバイアス印加手段により直流成分の現像バイアスを印加しているが、現像バイアスは、交流成分であっても良いし、直流成分に交流成分を重畳したものであっても良い。
【０１０６】
いわゆるタンデム方式の画像形成装置ではなく、１つの感光体ドラム上に順次各色のトナー像を形成して各色トナー像を順次重ね合わせてカラー画像を得るいわゆる１ドラム方式の画像形成装置にも同様に適用することができる。また、カラー画像形成装置でなく、モノクロ画像形成装置にも適用することができる。いずれのタイプの画像形成装置でも、中間転写体を用いず、各色のトナー像を転写紙等に直接転写しても良い。
【０１０７】
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明を適用した画像形成装置の概略正面図である。
【図２】図１に示した画像形成装置に備えられた現像装置の概略斜視図である。
【図３】図２に示した現像装置に備えられた現像部の正断面図である。
【図４】図２に示した現像装置に備えられた攪拌部の一部の内部構造を示す断面図である。
【図５】図１に示した画像形成装置に備えられた外気取込手段の一部の概略側面図である。
【符号の説明】
【０１０９】
２０、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫ    像担持体
５０、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫ    現像手段
９９    画像形成装置本体
１００    画像形成装置
１０１、１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１ＢＫ    空気流形成手段
１０２    外気取込手段
１０３    空気取入口
１０４    除湿手段
１０７    ルーバー
１０８    空気送入手段
【図１】
0005140871.tif 000002
【図２】
0005140871.tif 000003
【図３】
0005140871.tif 000004
【図４】
0005140871.tif 000005
【図５】
0005140871.tif 000006