(57)【要約】【課題】現像手段の筐体に沿って現像ローラの軸方向に風を流し、流量損失を少なくして、しかも簡単な構造で冷却効果を高める。そして、内部のトナーの温度上昇を緩和化し、トナー濃度の均一化を図り、画像ムラを起こすことのない画像形成装置を提供する。【解決手段】像担持体に形成された潜像を現像する現像ローラを内蔵した現像手段と、該現像手段を駆動する駆動装置と、前記現像ローラの軸の一方の端面側に配置して、前記駆動装置を取り付けた第１のパネルと、他の端面側に配置した第２のパネルとを有する画像形成装置において、前記第２のパネルには、第２の開口部が、前記第１のパネルには、第１の開口部が、更に第１のパネル開口部外側には排気ファンが設けられ、前記現像ローラの軸方向に沿った前記筐体の外壁面に沿って前記第１、第２の開口部間の流束の流路が形成されて現像手段が冷却される画像形成装置。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、該像担時体に形成された潜像を現像する現像ローラを内蔵し、該現像ローラの前記像担時体と対向する位置に開口するスリットを設けた筐体を有する現像手段と、該現像手段を駆動する駆動装置と、前記現像ローラの軸方向の一方の端面側に配置して前記駆動装置を取りつけた第１のパネルと、前記現像ローラの軸方向の他方の端面側に配置された第２のパネルとを有する画像形成装置において、
第２の開口部が形成された前記第２のパネルは、前記現像ローラの軸方向における画像形成領域より外側に設けられ、第１の開口部が形成された前記第１のパネルは、前記現像ローラの軸方向における画像形成領域より外側に設けられ、前記第１のパネルよりも外側には画像形成装置内の空気を排気する排気ファンが設けられ、前記第１の開口部と前記第２の開口部は前記現像ローラの軸方向から見たとき、少なくとも一部が重複するように形成されており、前記第２の開口部から前記第１の開口部に流れる空気の流束は前記筐体における前記現像ローラの軸方向の外壁面に沿って流れるように形成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第２のパネルより外側に、画像形成装置内に外気を吸入する吸気ファンを有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１のパネルは本体側の枠体の一部を形成し、前記第２のパネルは、該第２のパネルに平行に設けた補助パネルと、前記現像手段が載置固定される架台と共に一体的に移動フレームを形成し、前記第１のパネルに対して前記移動フレームが移動して、該移動フレームで前記第２のパネルと一体的に設けた前記現像手段が、前記第１のパネルの前記駆動装置へ着脱されるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は現像ローラを有する現像手段を冷却するための冷却手段を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置においては、その内部が定着装置の熱源によって温度上昇したり、また、現像手段そのものがホッパーから送られて来るトナーとキャリアの攪拌や循環によって現像剤の形成や供給がなされるとき発生する熱によって、温度上昇することが知られている。このような現像手段の現象剤攪拌熱や軸受部の摩擦熱によって暖められたトナーが軟化することにより、トナーの流動性が悪化し、トナーとキャリアの濃度が不均一となり、現像ローラから感光体へのトナー飛翔に際し、画像ムラを起こすことがあった。
【０００３】
これを防止するため例えば冷却装置を取り付けた、特許文献１に示すような試みがなされてきた。即ち、外気を現像ローラの軸方向及びそれに直角な方向に取り入れ、現像手段周辺の空気を、温度の上昇しやすい上部のダクトへ吸い上げそれを背面へと排風移動させていた。しかし流路の経路が現像ローラの軸方向に対して直角方向や平行方向に多数回複雑に曲げられ、流量損失が大きく、冷却手段の設置費用の割に冷却の効果が上がらなかった。
【０００４】
また、外気を現像ローラの軸と直角方向から取り入れ、それを現像ローラから離れた位置で平行方向に曲げて排出することも行われていた。しかし、この場合も流路の経路が現像ローラの軸方向に対して直角方向や平行方向に多数回複雑に曲げられ、流量損失が大きく、冷却装置の設置費用の割に冷却の効果が上がらなかった。
【特許文献１】特開２００６−１４５７２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、従来の冷却手段においては、空気の経路の曲がりが増え、流量効率が低下して実質的に現像手段に流れる空気が当たる効果が減少していた。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の欠点を排し、しかも簡単な構造で現像手段の冷却を効率化して、内部のトナーの温度上昇を緩和化することにより、トナー濃度の均一化を図ることを目的にする。これによって、画像ムラを起こすことのない画像形成装置を提供することを課題にする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、次の技術手段１〜３の何れかによって達成される。
１．像担持体と、該像担時体に形成された潜像を現像する現像ローラを内蔵し、該現像ローラの前記像担時体と対向する位置に開口するスリットを設けた筐体を有する現像手段と、該現像手段を駆動する駆動装置と、前記現像ローラの軸方向の一方の端面側に配置して前記駆動装置を取りつけた第１のパネルと、前記現像ローラの軸方向の他方の端面側に配置された第２のパネルとを有する画像形成装置において、
第２の開口部が形成された前記第２のパネルは、前記現像ローラの軸方向における画像形成領域より外側に設けられ、第１の開口部が形成された前記第１のパネルは、前記現像ローラの軸方向における画像形成領域より外側に設けられ、前記第１のパネルよりも外側には画像形成装置内の空気を排気する排気ファンが設けられ、前記第１の開口部と前記第２の開口部は前記現像ローラの軸方向から見たとき、少なくとも一部が重複するように形成されており、前記第２の開口部から前記第１の開口部に流れる空気の流束は前記筐体における前記現像ローラの軸方向の外壁面に沿って流れるように形成されていることを特徴とする画像形成装置。
２．前記第２のパネルより外側に、画像形成装置内に外気を吸入する吸気ファンを有することを特徴とする１に記載の画像形成装置。
３．前記第１のパネルは本体側の枠体の一部を形成し、前記第２のパネルは、該第２のパネルに平行に設けた補助パネルと、前記現像手段が載置固定される架台と共に一体的に移動フレームを形成し、前記第１のパネルに対して前記移動フレームが移動して、該移動フレームで前記第２のパネルと一体的に設けた前記現像手段が、前記第１のパネルの前記駆動装置へ着脱されるようにしたことを特徴とする１又は２に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、現像手段の温度上昇が緩和され、現像ムラにより発生する画像ムラの発生のない画像形成装置を得ることが可能になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明に係る実施の形態の一例について、以下に図面を用いて説明する。
【００１０】
図１は、本発明の画像形成装置の実施の形態を示す断面構成図である。
【００１１】
このカラー画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の各画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、無端ベルト状中間転写体ユニット７と、給紙搬送手段（符号なし）及び定着手段としての定着装置２４とから成る。画像形成装置１の本体側の枠体１１０の上部には、原稿画像読み取り装置ＳＣが配置されている。
【００１２】
イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、第１の像担持体としての感光体ドラム１Ｙ、該感光体ドラム１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｙ、クリーニング手段６Ｙを有する。
【００１３】
マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、第１の像担持体としての感光体ドラム１Ｍ、該感光体ドラム１Ｍの周囲に配置された帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｍ、クリーニング手段６Ｍを有する。
【００１４】
シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、第１の像担持体としての感光体ドラム１Ｃ、該感光体ドラム１Ｃの周囲に配置された帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｃ、クリーニング手段６Ｃを有する。
【００１５】
黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、第１の像担持体としての感光体ドラム１Ｋ、該感光体ドラム１Ｋの周囲に配置された帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｋ、クリーニング手段６Ｋを有する。
【００１６】
上記各現像手段４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの帯電極性と同極性に帯電されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）若しくは黒色（Ｋ）の各色のトナーからなる二成分現像剤をそれぞれ収容している。しかし現像剤は一成分現像剤でもよい。そして各現像器には、例えば厚み０．５〜１ｍｍ、外径１５〜２５ｍｍの円筒状の非磁性のステンレスあるいはアルミ材で形成された現像剤担持体である各現像ローラ４Ｙ１、４Ｍ１、４Ｃ１、４Ｋ１が備えられている。
【００１７】
各現像ローラ４Ｙ１、４Ｍ１、４Ｃ１、４Ｋ１は、突き当てコロ（不図示）により各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと所定の間隙、例えば１００〜１０００μｍをあけて非接触に保たれる。そして各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの回転方向と順方向又は逆方向に回転するようになっている。
【００１８】
現像時、各現像ローラ４Ｙ１、４Ｍ１、４Ｃ１、４Ｋ１に対してトナーと同極性の直流電圧或いは直流電圧に交流電圧を重畳する現像バイアス電圧が印加される。これにより、各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上の各露光手段３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋによる各潜像に対して非接触の反転現像が行われる。
【００１９】
一般的に、トナーには流動性の改良やクリーニング性の向上などの目的で、いわゆる外添剤が添加されている。この内、本発明に関係する潤滑剤としては、例えば、ステアリン酸の亜鉛、アルミニウム、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩、オレイン酸の亜鉛、マンガン、鉄、銅、マグネシウム等の塩がある。更に、パルミチン酸の亜鉛、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩、リノール酸の亜鉛、カルシウム等の塩、リシノール酸の亜鉛、カルシウムなどの塩等の高級脂肪酸の金属塩が挙げられる。また、外添剤には滑剤がミックスされている。
【００２０】
これら外添剤の添加量は、トナーに対して０．０１〜１０質量％程度である。
【００２１】
中間転写体ユニット７は、図１に示すように複数のローラ７１、７２、７３、７４により巻回され、回動可能に支持された半導電性エンドレスベルト状の無端ベルト状中間転写体７０（以降、中間転写ベルトという）を有する。
【００２２】
画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋより形成された各色の画像は、各１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにより回動する中間転写ベルト７０上に順次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。
【００２３】
給紙カセット２０内に収納された記録媒体としての転写材Ｐは、給紙手段２１により給紙され、複数の中間ローラ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、レジストローラ２３を経て、二次転写ローラ５Ａに搬送され、転写材Ｐ上にカラー画像が一括転写される。
【００２４】
カラー画像が転写された転写材Ｐは、定着装置２４により定着処理され、排紙ローラ２５に狭持されて排紙トレイ２６上に載置される。
【００２５】
以上は転写材Ｐの片側への画像形成を行う状態を説明したものであるが、両面複写の場合は、排紙切り換え部材２７が切り替わり、用紙案内部２８が開放され、転写材Ｐは矢示ａの方向に搬送される。
【００２６】
さらに、搬送機構２９により転写材Ｐは下方に搬送され、用紙反転部３０によりスイッチバックさせられ、転写材Ｐの後端部が先端部となって両面複写用給紙ユニット３１内に搬送される。
【００２７】
転写材Ｐは、両面複写用給紙ユニット３１に設けられた搬送ガイド３２を給紙方向に移動し、給紙ローラ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄで転写材Ｐを再給紙し、転写材Ｐを搬送路Ｒに案内する。
【００２８】
このように、再び、上述したように２次転写の位置に転写材Ｐを搬送し、転写材Ｐの裏面にトナー画像を転写し、定着装置２４で定着した後、排紙トレイ２６に排紙する。
【００２９】
尚、定着装置２４では、転写材Ｐは、定着ローラ２４Ａと圧着ローラ２４Ｂとの間で熱と圧力とを加えられることにより定着される。
【００３０】
また、二次転写ローラ５Ａにより転写材Ｐにカラー画像を転写した後、転写材Ｐを曲率分離した中間転写ベルト７０は、クリーニング部６Ａにより残留トナーが除去される。
【００３１】
画像形成処理中、１次転写ローラ５Ｋは常時、感光体ドラム１Ｋに圧接し、他の各１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃはカラー画像形成時にのみ、それぞれ対応する各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃに圧接する。
【００３２】
画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、垂直方向に縦列配置され、各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの図示左側には無端ベルト状中間転写体ユニット７が配置されている。
【００３３】
この画像形成装置には、各現像手段４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋを冷却する冷却手段が設けられている。
【００３４】
次にこの現像手段を冷却する冷却装置を装着した状態や冷却風の流路を、図２の上面図、図３の正面断面図及び図４の斜視図を用いて説明する。ここで、４つの各現像手段４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは構造は皆同じであるので、現像手段についてはＹ色の現像手段４Ｙについてのみ説明する。
【００３５】
図において、前記現像手段４Ｙは、感光体ドラム１Ｙに対して開口するスリットＳを形成する筐体４Ｙ２を有する。
【００３６】
前記筐体４Ｙ２には、円筒状の非磁性スリーブで構成した現像剤担持体としての現像ローラ４Ｙ３、該現像ローラ４Ｙ３に内蔵されて、その回転摺動面を形成する複数の磁界発生手段を円筒状に形成して位置固定された円筒磁石体４Ｙ４が設けられている。更に、２つの撹拌スクリュー４Ｙ５、マグネットローラ４Ｙ６、穂立規正板４Ｙ７が設けられている。現像剤を撹拌しながら搬送する２つの撹拌スクリュー４Ｙ５により、均一濃度にされた現像剤は、上方のマグネットローラ４Ｙ６に受け渡されて該マグネットローラ４Ｙ６から前記穂立規正板４Ｙ７を経て前記現像ローラ４Ｙ３に向けて上方から供給される。そして前記スリットＳで感光体ドラム１Ｙに対して現象剤のトナーが飛翔してトナー像が作成される。余剰の現象剤は撹拌スクリュー４Ｙ５に戻され、回収されて循環されながら更に次の現像が続けられる。
【００３７】
このような各現象手段４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、第２のパネル１２２、補助パネル１２４及びその間を連結する４つの各架台１２５で形成される移動フレーム１２７の前記架台１２５上にそれぞれ設置される。
【００３８】
一方、画像形成装置１における本体側の枠体１１０の一部を構成する部材として前記第１のパネル１１２が設けられていて、これに前記各現像手段４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋをそれぞれ駆動する駆動装置１１４が取り付けられている。そして移動フレーム１２７が前記本体側の枠体１１０に設けられたレール１１７上をスライドして装着されるとき、各現像手段４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが各前記駆動装置１１４のそれぞれに連結されるようにしてある。尚、移動フレーム１２７の本体への装填は第２のパネル１２２に近接している本体側の枠体１１０の一部に設けた扉１１８を開くことによって行うことが出来る。
【００３９】
また、第２のパネル１２２は画像形成装置の使用状態でユーザが立ち向かう側に配置されていることが望ましい。
【００４０】
各現像手段４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと各クリーニング手段６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋよりなるユニットが形成される。更には、帯電手段２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋや露光手段３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋと共に各画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋとして前記フレーム１２７の中に組み込むことが出来る。
【００４１】
さて、第１のパネル１１２には第１の開口部１１３が、第２のパネル１２２には第２の開口部１２３が設けられている。また、図示の如く第１のパネルの更に外側には排気ファン１１６が設けられている。更に、図示の如く、第２のパネル１２２の更に外側には吸気ファン１２６を設けることが好ましい。
【００４２】
再び現像手段４Ｙについて述べる。図２、図３及び図４においては、第２の開口部１２３と第１の開口部１１３で形成される流束の流路は前記現像ローラ４Ｙ３の軸に平行な前記筐体４Ｙ２の外壁面に沿って形成され、流量損失を抑制されながら冷却が行われる。尚、補助パネル１２４の前記流束の通過する部分は大きく切り取られていて流速を妨げられないようにしてある。そして前記流束の上流側及び下流側の流路の曲折回数が僅かな状態であり、現像手段を効率良く冷却しながら、吸気状態から排気状態に移行できる。
【００４３】
尚、本例においては、第１の開口部１１３及び第２の開口部１２３がほぼ同形状で、現像ローラ４Ｙ３の軸方向から見たとき重複する位置に形成した例を説明したが、これに限るものでなく、一部が重複する形状及び位置に第１の開口部と第２の開口部を形成したものであっても同等の効果が得られる。
【００４４】
因みに従来空冷を行っていた送風の経路は、図５の上面図に示すように、吸入ファン１２６からの吸気の流れが現像ローラ４Ｙ３に直角な方向にしていたので排気ファン１１６までの経路が何回も曲折を繰り返す方式であり、流量損失が嵩む方式であった。
【実施例】
【００４５】
図２の上面図、図３の断面図及び図４の斜視図に示す本発明の方式と、図５の上面図に示す従来の方式との比較実験を行った。使用した吸気ファンと排気ファンの台数及びファンの径は本発明の方式と従来の方式とも下記に示すものを用いた。
【００４６】
排気ファン１１６：ファンの直径１２０ｍｍの軸流ファン１基
吸入ファン１２６：ファンの直径８０ｍｍの軸流ファン４基（各現像手段４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ，４Ｋ用）
これを図１に示すような画像形成装置１に装着して、Ａ４判７０００枚（３５００枚を両面印刷）の連続コピーを行ったとき、攪拌スクリュー４Ｙ５の近傍で軸と平行方向に、両端部及び中央部に配置した３つの温度センサＴ（図２、図３、図５に図示）によって現像剤の上昇温度を測定した。そして表１のような結果を得た。
【００４７】
このとき、裏面印刷をする際に、定着されて暖められた表面印刷済みの用紙が反転搬送路を通過するとき、その通路部分は温度上昇し、現像手段の温度が更に上昇してくる。この状態の中で、上記温度を測定した。そして室温２７℃と、７０００枚印刷時直後の測定温度との差である上昇温度を記録した。攪拌スクリューの回転数は４３０ｒｐｍに設定した。尚、上昇温度は、上記３つの温度センサＴの検出値の平均値である。
【００４８】
【表１】
2009053312.tif 000003
【００４９】
表１に示すように、現像ローラ軸に略平行に流路が形成されて、吸気、排気される方式の本発明のものは、温度上昇が１５．６℃であったが、現像ローラ軸に直角に吸気される方式の従来型のものは、温度上昇が１９．３℃であった。そして、本発明の方式のものは画像ムラの発生は皆無であった。しかし従来型の方式のものでは実用上好ましくない画像ムラが僅かながら見られた。
【００５０】
なお、本発明は当該実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の画像形成装置の実施の形態を示す断面構成図である。
【図２】本発明の画像形成装置で現像手段を冷却する冷却装置を装着した状態を示す上面図である。
【図３】本発明の画像形成装置で現像手段を冷却する冷却装置を装着した状態を示す正面断面図である。
【図４】本発明の画像形成装置で現像手段を冷却する冷却装置を装着したときの冷却風の流路を示す斜視図である。
【図５】従来の画像形成装置の現像手段に対する冷却の送風経路を示す上面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ  感光体ドラム
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ  帯電手段
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ  像露光手段
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ  現像手段
４Ｙ２、４Ｍ２、４Ｃ２、４Ｋ２  筐体
４Ｙ３、４Ｍ３、４Ｃ３、４Ｋ３  現像ローラ
４Ｙ５、４Ｍ５、４Ｃ５、４Ｋ５  攪拌スクリュー
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ  一次転写ローラ
１１０  本体側の枠体
１１２  第１のパネル
１１３  第１の開口部
１１４  駆動装置
１１６  排気ファン
１２２  第２のパネル
１２３  第２の開口部
１２４  補助パネル
１２５  架台
１２６  吸気ファン
１２７  移動フレーム
Ｔ  温度センサ
【図１】
2009053312.tif 000004
【図２】
2009053312.tif 000005
【図３】
2009053312.tif 000006
【図４】
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【図５】
2009053312.tif 000008