(57)【要約】【課題】冷却ファンを省電力で駆動させるとともに、現像剤温度が過度に上昇する前に冷却ファンを駆動させて、現像剤の流動性が低下することを迅速に抑制し、良好なトナー像に現像し、画像の品質が高く安定した画像形成装置を提供する。【解決手段】カラー画像形成装置１は、装置本体２の側面又は後方に設けられ、空気を装置本体２内に吸入する冷却ファン６０〜６３と、吸入される空気を冷却ファン６０〜６３と各色の現像装置３５との間で流通させ各現像装置３５を冷却するダクト６９〜７２及びフレキシブルチューブ５３〜５６と、冷却ファン６０〜６３を駆動させるファンモータ８４〜８７とを備える。各現像モータ８２の回転トルクを検出する各トルク検出手段８１と、このトルク検出手段８１の検出値に応じて、冷却ファン６０〜６３への空気の吸入量を変化させるようにファンモータ８４〜８７を制御する制御部８０とを備える。【選択図】図９
2009025758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
回転して像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像ローラと、回転して撹拌した現像剤を前記現像ローラに供給する撹拌部材とを有し、前記ハウジング内に設けられる現像装置と、
前記ハウジングの所定の位置に設けられ、空気を前記ハウジング内に吸入または前記ハウジング外に排出する空気流発生部材と、
吸入または排出される空気を前記空気流発生部材と前記現像装置との間で流通させ前記現像装置を冷却する空気案内部材と、
前記空気流発生部材を駆動させる駆動部材とを備える画像形成装置において、
前記現像ローラまたは前記撹拌部材の回転トルクに関する値を検出する回転検出手段と、前記回転検出手段の検出値に応じて、前記空気流発生部材の空気の吸入または排出量を変化させるように前記駆動部材を制御する制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
複数の前記現像装置を備え、複数の前記現像装置に対応して前記空気流発生部材と前記空気案内部材と前記回転検出手段とを複数備え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】
複数の前記空気案内部材は、隣接する空気案内部材から空気を取り込み可能である空気流切換部材を備え、
１つの前記現像装置において、前記回転検出手段が所定値に超える検出値を検出すると、前記制御手段は、前記隣接する空気案内部材から空気を吸入または排出する流通路を形成するように前記空気流切換部材を制御することを特徴とする請求項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、現像剤を用いて感光体等像担持体上の潜像を現像する現像装置を有する複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関し、特にカラー像を現像する現像装置の冷却を可能とした画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等の画像形成装置の現像装置においては、現像剤収容部内の現像剤を撹拌部材で撹拌して、撹拌した現像剤を現像ローラに供給し、現像ローラ上で規制ブレードと摺擦することにより、現像ローラ上に現像剤薄層を形成し、この現像剤薄層を感光体に飛翔させて、感光体上の潜像を現像するものがある。この現像工程を繰り返すと、撹拌部材による現像剤の撹拌、撹拌部材の回転摺動部、現像ローラと規制ブレードの摺擦、現像ローラの回転摺動部等において熱が発生して、現像剤収容部内に熱がこもり、徐々に現像装置内部の温度が上昇する。
【０００３】
このように、現像装置内部の温度が上昇すると、現像剤の温度も上昇し、現像剤同士または現像剤自体が凝固、凝着して、現像剤の流動性が損なわれる。現像剤の流動性が損なわれると、現像剤が撹拌スクリューや現像ローラに固着・堆積し、現像剤の搬送性能が低下し、また、現像剤の濃度にバラツキが発生することにより、像担持体表面で現像されるトナー像に悪影響がおよび、用紙に形成される画像に不良が発生する可能性がある。
【０００４】
このような問題に対して、特許文献１では、現像剤を担持する各色の現像ローラに熱電対等の温度センサを設け、各温度センサの測定した測定温度を平均したデータに従って、制御部において冷却ファンの駆動電流を制御している。この構成によると、本体筐体の上部に設けたファンの風量が調整され、画像形成装置自体の発熱を抑え、現像剤温度を低下させている。これにより、ファン駆動電流を抑制して省電力にするとともに、現像剤温度の上昇を抑制させ、現像剤の流動性を良好にしている。
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術では、現像剤同士の摩擦、現像ローラの回転、現像ローラと規制ブレードの摺擦、現像ローラのトナーの剥ぎ取り等に現像ローラの温度上昇の要因があり、また印刷頻度等の使用条件により温度上昇する程度が異なるので、現像装置内の現像ローラ、撹拌スクリュー等の部材毎に、また、それらの部材の位置に応じて、上昇する温度や温度上昇するスピードも異なる。このため、現像ローラに設ける温度センナの位置により温度が異なり、また温度上昇のスピードにばらつきが発生し、現像ローラの正確な温度を測定し難く、この温度測定値でファンの風量を調整しても、現像剤の流動性を顕著に改善することが難しいという問題がある。
【０００６】
また、カラー画像形成装置では、カラー印刷とモノクロ印刷で画像形成の速度が異なり、さらにカラー印刷でもその原稿に応じて使用する現像剤量が異なるので、各色の現像ローラの回転速度や現像剤担持量に差異があるために、各色の現像ローラの温度上昇にもバラツキがある。しかし、上述した従来技術では、各色の現像ローラの測定温度を平均したデータによりファン駆動電流を制御しているので、ファンを駆動させて画像形成装置自体の発熱を抑えたとしても、各色の現像ローラを備える現像装置毎に温度が異なり、測定温度が許容範囲内にある現像装置がある中で、既に許容範囲を超えた温度上昇し現像剤の流動性が悪化している現像装置がある場合がある。このような状態では、その色の現像性能が低下し、色調や諧調性等の色バランスを維持させた画像を得ること難しくなるという不都合がある。
【特許文献１】特開２００４−１０２２１２号公報（段落［００４４］、[００７６]、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、冷却ファンを省電力で駆動させるとともに、現像剤温度が過度に上昇する前に冷却ファンを駆動させて、現像剤の流動性が低下することを迅速に抑制し、良好なトナー像に現像し、画像の品質が高く安定した画像形成装置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】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、ハウジングと、回転して像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像ローラと、回転して撹拌した現像剤を前記現像ローラに供給する撹拌部材とを有し、前記ハウジング内に設けられる現像装置と、前記ハウジングの所定の位置に設けられ、空気を前記ハウジング内に吸入または前記ハウジング外に排出する空気流発生部材と、吸入または排出される空気を前記空気流発生部材と前記現像装置との間で流通させ前記現像装置を冷却する空気案内部材と、前記空気流発生部材を駆動させる駆動部材とを備える画像形成装置において、前記現像ローラまたは前記撹拌部材の回転トルクに関する値を検出する回転検出手段と、前記回転検出手段の検出値に応じて、前記空気流発生部材の空気の吸入または排出量を変化させるように前記駆動部材を制御する制御手段とを備えること特徴としている。
【０００９】
この構成によれば、現像ローラまたは撹拌部材の回転、摺動等による摩擦が発生すると、現像ローラまたは撹拌部材の回転トルクが増加して、発熱するので、現像装置内の温度が上昇する。そして、現像装置内が温度上昇すると、現像剤の流動性が悪化するが、その前に現像ローラまたは撹拌部材の回転トルクに関する値を測定し、そのトルク値に基づいて、空気流発生部材への空気の吸入または排出量を変化させる。
【００１０】
また、本発明は、上記の構成の画像形成装置において、複数の前記現像装置を備え、複数の前記現像装置に対応して前記空気流発生部材と前記空気案内部材と前記回転検出手段とを複数備えることを特徴としている。この構成によれば、各色の現像装置で測定した現像モータまたは撹拌部材のトルクに基づいて、各空気流発生部材への空気の吸入または排出量を変化させる。
【００１１】
また、本発明は、上記の構成の画像形成装置において、複数の前記空気案内部材は、隣接する空気案内部材から空気を取り込み可能である空気流切換部材を備え、１つの前記現像装置において、前記回転検出手段が所定値に超える検出値を検出すると、前記制御手段は、前記隣接する空気案内部材から空気を吸入または排出する流通路を形成するように前記空気流切換部材を制御することを特徴としている。この構成によれば、１つの現像装置において、現像ローラまたは撹拌部材のトルクが極端に大きくなると、その空気案内部材の空気とともに隣接する空気案内部材から空気を吸入または排出し、１つの現像装置が冷却される。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、現像ローラまたは撹拌部材の回転、摺動等による摩擦が発生すると、現像ローラまたは撹拌部材の回転トルクが増加し、発熱するので、現像装置内の温度が上昇する。そして、現像装置内が温度上昇すると、現像剤の流動性が悪化するが、その前に現像ローラまたは撹拌部材の回転トルクに関する値を測定することにより、現像剤の凝集や現像ローラへの固着・堆積等を発生させる現像剤の流動性の低下を事前に検知し、そのトルク値に基づいて、空気流発生部材への空気の吸入または排出量を変化させるように駆動部材を制御することができる。このため、空気流発生部材を省電力で駆動させることができるとともに、現像剤の流動性の低下を迅速に抑制し、良好なトナー像に現像し、画像の品質が高く安定した画像形成装置を得ることができる。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明によれば、原稿の種類や印刷枚数等の印刷条件により、各色現像装置の現像ローラの回転速度や現像剤担持量に差異があり、各色の現像剤の流動性にバラツキがあっても、各現像装置で測定した現像モータまたは撹拌部材のトルクに基づいて、各空気流発生部材への空気の吸入または排出量を変化させるように各駆動部材を制御することができる。このために、各色良好なトナー像に現像し、画像の品質が高く安定した画像形成装置を得ることができる。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明によれば、１つの現像装置において、現像ローラまたは撹拌部材のトルクが極端に大きくなると、その空気案内部材の空気とともに隣接する空気案内部材から空気を吸入または排出する流通路を形成し、１つの現像装置に冷却するので、現像剤の過度の温度上昇を事前に防ぐことができ、良好なトナー像に現像し、画像の品質が高く安定した画像形成装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。本発明の実施形態は発明の最も好ましい形態を示すものであり、また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の内部構成を概略的に示す図である。画像形成装置１は、タンデム型のカラープリンタであり、内部で用紙にカラー画像を形成する四角箱状のハウジング（以下、装置本体とする）２を備え、この装置本体２の上面部に、カラー画像の形成された用紙が排出される用紙排出部３が設けられる。
【００１７】
装置本体２内において、下部には、用紙を収納する給紙カセット５が配設され、中間部には、手差しの用紙を供給するスタックトレイ６が配設され、上部には、装置外部から送信されてくる文字や絵柄などの画像データに基づいて、用紙に画像を形成する画像形成部７が配設される。また、左部には、給紙カセット５から繰り出された用紙を画像形成部７に搬送する第１搬送路９が配設され、右部から左部にかけては、スタックトレイ６から繰り出された用紙を画像形成部７に搬送する第２搬送路１０が配設される。また、左上部には、画像形成部７で画像が形成された用紙に対して定着処理を行う定着ユニット１４と、定着処理の行われた用紙を用紙排出部３に搬送する第３搬送路１１とが配設される。
【００１８】
給紙カセット５は、装置本体２の外部（図１において手前側）に引き出すことにより用紙の補充を可能にしたもので、給紙方向のサイズが異なる少なくとも２種類の用紙を選択的に収納可能なカセット１６を備えており、このカセット１６に収納されている用紙がピックアップローラ１７及び捌きローラ１８により１枚ずつ第１搬送路９側に繰り出される。
【００１９】
第１搬送路９は、給紙カセット５から繰り出されてきた用紙を後述する転写搬送部３０側に搬送するものであり、所定位置に配設された複数の搬送ローラ４３と、転写搬送部３０の手前に配設され、画像形成部７における画像形成動作と給紙動作とのタイミングを取るためのレジストローラ２２とを備える。
【００２０】
スタックトレイ６は、装置本体２外の右部に手差し用の用紙が積載されるトレイ１９を備えており、このトレイ１９に積載されている用紙がピックアップローラ２０及び捌きローラ２１により１枚ずつ第２搬送路１０側に繰り出される。
【００２１】
第１搬送路９と第２搬送路１０とはレジストローラ２２の手前で合流しており、二次転写ローラ２３で、後述する１次転写ベルト４０上のフルカラーのトナー画像が用紙に二次転写され、定着ユニット１４で定着された用紙は、必要に応じて第４搬送路１２で反転されて前記と反対面にも二次転写ローラ２３でフルカラーのトナー画像が二次転写され、定着ユニット１４で定着された後、第３搬送路１１を通って、排出ローラ２４により用紙排出部３に排出される。
【００２２】
画像形成部７は、ブラック（Ｂ）のトナー画像を形成する第１作像ユニット２６と、シアン（Ｃ）のトナー画像を形成する第２作像ユニット２７と、マゼンタ（Ｍ）のトナー画像を形成する第３作像ユニット２８と、イエロー（Ｙ）のトナー画像を形成する第４の作像ユニット２９と、各作像ユニット２６〜２９で形成されるフルカラーのトナー画像を用紙に転写する転写搬送部３０とを備える。
【００２３】
各作像ユニット２６〜２９は、感光体ドラム３２と、感光体ドラム３２の周面に対向して配設された現像装置３５と、現像装置３５の上流側であって感光体ドラム３２の周面に対向して配設された帯電部３３と、現像装置３５の下流側であって感光体ドラム３２の周面に対向して配設されたクリーニング部３６とを備える。レーザ走査ユニット３４が、帯電部３３の下流側であって感光体ドラム３２の周面上の特定位置にレーザビームを照射する。
【００２４】
なお、各作像ユニット２６〜２９の感光体ドラム３２は、図略の駆動モータにより図示の反時計方向に回転するようになっている。また、各作像ユニット２６〜２９の現像装置３５には、各現像剤収容部５１にブラックトナー、シアントナー、マゼンタトナーおよびイエロートナーがそれぞれ収納される。
【００２５】
転写搬送部３０は、第１作像ユニット２６の近傍位置に配設された駆動ローラ３８と、第４作像ユニット２９の近傍位置に配設された従動ローラ３９と、駆動ローラ３８と従動ローラ３９とに跨って配設された１次転写ベルト４０と、各作像ユニット２６〜２９の感光体ドラム３２における現像装置３５の下流側の位置に１次転写ベルト４０を介して圧接可能に配設された４つの１次転写ローラ４１とを備える。
【００２６】
この転写搬送部３０では、各作像ユニット２６〜２９の１次転写ローラ４１の位置で、１次転写ベルト４０上にトナー画像がそれぞれ転写されて、４色のトナーが重ね合わされて、最後にはフルカラーのトナー画像となる。
【００２７】
定着ユニット１４は、画像形成部７でトナー画像が転写された用紙を加熱することにより定着処理を行うものであり、内蔵されたヒータにより加熱される定着ローラ４５と、定着ローラ４５に圧接して配設された加圧ローラ４４とを備える。定着ローラ４５及び加圧ローラ４４の上流側に配設され、転写搬送部３０により搬送されてきた用紙を定着ローラ４５及び加圧ローラ４４間に案内する前搬送路４６と、定着ローラ４５及び加圧ローラ４４の下流側に配設され、定着ローラ４５及び加圧ローラ４４間を通過した用紙を第３搬送路１１に案内する後搬送路４７とを備える。
【００２８】
第３搬送路１１は、定着ユニット１４で定着処理の行われた用紙を用紙排出部３に搬送するものであり、所定位置に搬送ローラ４８が配設されるとともに、出口側に排出ローラ２４が配設される。定着ユニット１４で定着された用紙は、必要に応じて第４搬送路１２で反転されて前記と反対面にも２次転写ローラ２３でフルカラーのトナー画像が２次転写され、定着ユニット１４で定着された後、第３搬送路１１を通って、排出ローラ２４により用紙排出部３に排出される。
【００２９】
図２は、上述の画像形成装置１の作像ユニット２６〜２９に用いられる現像装置３５の構成を示す側面断面図である。
【００３０】
図２に示すように、現像装置３５は、主として現像ローラ３０、磁気ローラ３１、撹拌ローラ３７ａ、３７ｂ、規制部材としての穂切りブレード２５及び現像剤収容部５１等により構成される。
【００３１】
感光体３２に対向し、一定の隙間を設けて現像ローラ３０が配される。そして図２における右斜め下方に現像ローラ３０に対向し、一定の隙間を設けて磁気ローラ３１が配され、撹拌ローラ３７ａ及び３７ｂが磁気ローラ３１の下方に設けられる。また、穂切りブレード２５は図２における磁気ローラ３１の左方に設けられる。
【００３２】
モータ８３は、撹拌ローラ３７ａを回転させ、不図示のギアに連動して撹拌ローラ３７ｂも回転させる。モータ８２は、現像ローラ３０を図２に示す矢印方向に回転させ、不図示のギアに連動して磁気ローラ３１を図２に示す矢印方向に回転させる。
【００３３】
現像剤収容部５１は、現像ローラ３０、磁気ローラ３１、撹拌ローラ３７ａ、３７ｂを回転可能に保持し、また穂切りブレード２５を固定支持するとともに、キャリアとトナーからなる現像剤を収納する。
【００３４】
撹拌部材３７は、撹拌ローラ３７ａ及び３７ｂの２本で構成される。撹拌ローラ３７ｂが磁性体のキャリアとトナーを撹拌して現像剤中のトナーを所定のレベルに帯電させる。これによりトナーは、キャリアに保持される。また、撹拌ローラ３７ａが回転して、図２に示す上方の位置で磁気ローラ３１に現像剤を供給する。
【００３５】
磁気ローラ３１は、撹拌ローラ３７により撹拌・供給された現像剤をその外周面上に保持して、内包する磁極部材Ｍにより磁気ブラシを形成する。
【００３６】
穂きりブレード２５は、磁気ローラ３１上に形成される磁気ブラシの層規制を行うためのものであり、磁気ブラシを所定の高さに調節する。
【００３７】
磁気ローラ３１の回転により、磁気ブラシが対向する現像ローラ３０側に向けて搬送され現像ローラ３０に接触すると、磁気ブラシのトナーのみが、磁気ローラ３１と現像ローラ３０に形成される電界に応じて、現像ローラ３０に供給される。回転する現像ローラ３０上にトナー薄層が形成され、現像ローラ３０に交流電圧を印加されると、トナーが感光体３２に飛翔して、感光体３２上の潜像を現像する。
【００３８】
この現像工程において、撹拌ローラ３７の現像剤の撹拌、撹拌によるトナーとキャリアの摩擦、穂切りブレード２５の磁気ローラ３１の摺擦、現像ローラ３０や撹拌ローラ３７の回転摺動等の摩擦により、現像剤収容部５１内に熱が発生し、現像工程を繰り返すと、徐々に現像剤収容部５１内の温度が上昇する。この温度上昇によって、現像剤の流動性が損なわれ、現像剤が撹拌ローラ３７や現像ローラ３０に固着・堆積し、現像剤の搬送性能が低下するおそれがある。
【００３９】
そこで、本実施形態では、各色の現像装置３５に対応させて４個の空気流発生部材（以下、冷却ファンとする）を画像形成装置１に設けて、各現像装置３５を冷却している。図３から図６を用いてその構成を詳しく説明する。
【００４０】
図３は、画像形成装置の装置本体内の作像ユニットと冷却ファンとの位置関係を示す斜視図であり、図４は、現像装置と空気案内部材の吹出し部との位置関係を示す正面図であり、尚、各色の現像装置と吹出し部との位置関係は同じであるので、ブラックの現像装置を代表させて示す。図５は、空気案内部材の配置を示す側面斜視図であり、図６は、空気案内部材と冷却ファンとの連結状態を示す斜視図である。
【００４１】
図３に示すように、各色の作像ユニット２６〜２９が装置本体２の手前側から奥側に向けて配設され、装置本体２の右部から後方には、４個の冷却ファン６０〜６３（冷却ファン６３は装置本体２の後方にあり不可視）が取り付けられる。空気案内部としての４個のフレキシブルチューブ５３〜５６は、各冷却ファン６０〜６３に対応させて、図３の２点鎖線で示すように、各冷却ファン６０〜６３から各作像ユニット２６〜２９の装置本体２の手前側に延在して配される。
【００４２】
図４に示すように、フレキシブルチューブ５３は、可撓性及び断熱性を有する円筒形のポリウレタン樹脂等で形成され、冷却ファン６０が吸入した空気を流通させ、その吹出し部５３ａから空気を現像装置３５の現像剤収容部５１の外壁に送るものである。吹出し部５３ａが現像剤収容部５１の下部に配設された本体フレーム５７の差し込み穴５７ｉに嵌め込まれ固定されるので、フレキシブルチューブ５３の吹出し部５３ａから吹出された冷風は、図４に示す矢印ａで示すように、現像剤収容部５１の底面に沿って、手前側から奥側に流れる。他のフレキシブルチューブ５４〜５６もフレキシブルチューブ５３と同様に、各吹出し部が差し込み穴に嵌め込まれて固定され、各吹出し部から各現像剤収容部５１の底面に冷風が吹出される。
【００４３】
図５に示すように、装置本体２の手前側には、本体フレーム５７が作像ユニット２８、２９の下方に配置される。本体フレーム５７には、フレーム側板５７ｐ、各凹部５７ａ〜５７ｄが設けられ、各凹部５７ａ〜５７ｄは上下に並んで左右方向に延在して形成される。また、本体フレーム５７の右部には、貫通穴５７ｅ〜５７ｈが装置本体２の手前側から奥側に形成される。
【００４４】
最上段の凹部５７ｄは、イエロー（Ｙ）のトナー画像を形成する第４作像ユニット２９の現像剤収容部５１の下方付近まで左方に延在され、その下段の凹部５７ｃは、マゼンタ（Ｍ）のトナー画像を形成する第３作像ユニット２８の現像剤収容部５１の下方付近まで左方に延在され、その下段の凹部５７ｂは、図略のシアン（Ｃ）のトナー画像を形成する第２作像ユニットの現像剤収容部５１の下方付近まで左方に延在され、最下段の凹部５７ａは、図略のブラック（Ｂ）のトナー画像を形成する第１作像ユニットの現像剤収容部５１の下方付近まで左方に延在される。そして、各凹部５７ａ〜５７ｄは現像剤収容部５１の底面に向かって上方に延在される。
【００４５】
各フレキシブルチューブ５３〜５６は、各差し込み穴５７ｉ（図４に図示）に固定され、各凹部５７ａ〜５７ｄに嵌め込まれ、各貫通穴５７ｅ〜５７ｈを貫通して、冷却ファンに向けて延在する。
【００４６】
図６に示すように、各フレキシブルチューブ５３〜５６は、本体フレーム５７に形成された各ダクト６９〜７２に嵌め込まれ、各冷却ファン６０〜６３に連通される。
【００４７】
各冷却ファン６０〜６３は、後述するファンモータにより回転させられ、装置本体２外の空気を吸入し、各ダクト６９〜７２に冷却用空気を送る。
【００４８】
各ダクト６９〜７２は、各フレキシブルチューブ５３〜５６とともに各冷却ファン６０〜６３が装置本体２外から吸入した空気を各現像剤収容部５１に流通させる空気案内部材を形成する。
【００４９】
ダクト６９とダクト７０とを仕切る本体フレーム５７には、羽根６５が揺動自在に設けられ、ダクト７０とダクト７１とを仕切る本体フレーム５７には、羽根６６が揺動自在に設けられ、ダクト７１とダクト７２とを仕切る本体フレーム５７には、羽根６７が揺動自在に設けられる。
【００５０】
各羽根６５〜６７は、図６に示す実線位置にあると、各冷却ファン６０〜６３の吸入した空気を図６に示す実線の矢印のように各フレキシブルチューブ５３〜５６に流通させる。羽根６５が図６に示す一点鎖線の位置に移動すると、冷却ファン６０の吸入した一部の空気がフレキシブルチューブ５３に流通するとともに、残りの空気が図６に示す一点鎖線の矢印のように隣接するダクト７０に流通し、フレキシブルチューブ５４に送られる。一方、羽根６５が図６に示す破線の位置に移動すると、冷却ファン６１の吸入した一部の空気がフレキシブルチューブ５４に流通するとともに、残りの空気が隣接するダクト６９に流通し、フレキシブルチューブ５３に送られる。
【００５１】
他の羽根６６、６７も羽根６５と同様に、羽根６６、６７が一方に揺動すると、隣接するダクトから一部の空気が流入し、また、羽根６６、６７が他方に揺動すると、隣接するダクトに一部の空気が流出する。
【００５２】
各羽根６５〜６７の揺動制御、及び各冷却ファン６０〜６３の風量制御について、図７〜９を用いて詳細に説明する。
【００５３】
図７は、本発明の実施形態である画像形成装置の構成を示すブロック図である。画像形成装置１は、各色の現像装置３５、各現像モータ８２、各撹拌モータ８３、各現像モータ８２のトルクを検出する各トルク検出手段８１、各冷却ファン６０〜６３を駆動する各ファンモータ８４〜８７、各羽根６５〜６７を揺動させる各ソレノイド８８〜９０、制御部８０、操作パネル９５及び記憶部９６を備える。各羽根６５〜６７と各ソレノイド８８〜９０は空気流切換部材を構成する。
【００５４】
撹拌モータ８３は、制御部８０からの制御信号に応じて現像装置３５内の撹拌ローラ３７ａ、３７ｂ（図２参照）を回転駆動させる。現像モータ８２は、制御部８０からの制御信号に応じて現像ローラ３０及び磁気ローラ３１を回転駆動させる。
【００５５】
トルク検出手段８１は、歪ゲージ式のロードセルを用いて現像モータ８２のトルクを測定し、測定値をＡＤ変換して制御部８０に入力するものである。
【００５６】
磁気ローラ３１の穂切りブレード２５との摺擦、磁気ローラ３１と現像ローラ３０の回転摺動、現像ローラ３０の回転等による摩擦が発生すると、撹拌ローラ３７、現像ローラ３０のトルクが増加し、発熱するので、現像装置３５内の温度が上昇する。そして、現像装置３５内が温度上昇すると、現像剤の流動性が悪化するが、その前にトルク検出手段８１により現像モータ８２のトルクを測定することにより、現像剤の凝集、現像ローラ３０への固着・堆積等を発生させる現像剤の流動性の低下を事前に検知する。
【００５７】
ファンモータ８４〜８７は、制御部８０からの制御信号に応じて冷却ファン６０〜６３を回転駆動させる。ソレノイド８８〜９０は、制御部８０からの制御信号に応じて羽根６５〜６７を揺動させる。
【００５８】
操作パネル９５は、複数の操作キーからなる操作部と、設定条件や装置の状態等を表示する表示部（いずれも図示せず）とから構成されており、ユーザが印刷条件等の設定を行う他、画像形成装置１がファクシミリ機能を有する場合は記憶部９６にファクシミリ送信先を登録し、さらに登録された送信先の読み出しや書き換えを行う等の種々の設定にも使用される。
【００５９】
記憶部９６は、画像メモリ、ＲＡＭ、及びＲＯＭを備えており、制御部８０の処理プログラムや処理内容等が記憶される。記憶部９６では、各トルク検出手段８１から制御部８０に入力されるトルク値に関するデータＴ（以下、トルク値Ｔとする）と各冷却ファン６０〜６３の風量を設定するファンモータの電流値Ａとの関係を示す対応表がＲＯＭに保存される。
【００６０】
図８は、例えば図６に示す冷却ファン６１のファンモータ８５のトルク値Ｔとファン電流値Ａとの上記対応表の関係を示す図であり、横軸が冷却ファン６１により冷却される現像装置３５が備える現像モータ８２のトルク値Ｔ、縦軸が冷却ファン６１のファン駆動電流値Ａである。トルク値ＴがＴ１以上でＴ２未満であるとファンモータ８５の電流ＡをＡ１と設定し、トルクＴがＴ２以上でＴ３未満であるとファンモータ８５の電流値ＡをＡ２と設定し、トルク値ＴがＴ３以上であるとファンモータ８５の電流値ＡをＡ３と設定する。このようにトルク値Ｔが増加すると、ファンモータ８５の電流を増加させ冷却ファン６１の風量を強くするように調整する。
【００６１】
制御部８０は、上述の対応表に基づいてファンモータ８５に制御信号を出力して制御する。また、制御部８０は、トルク値ＴがＴ４以上になると、図６に示す冷却ファン６１のダクト７０に設けた羽根６５のソレノイド８８を作動させる制御信号を出力する。
【００６２】
ソレノイドの制御信号に応じて、羽根６５が図６の一点鎖線で示すようにダクト７０の外側に開き、隣接するダクト６９の空気を取り込む。ここで、ダクト７０に隣接するもう一方のダクト７１の空気を取り込むように、羽根６６をダクト７０の外側に開いてもよい。どちらのダクト６９、７１の空気を取り込むのかを判定するには、トルク値Ｔが小さい現像モータ８２に対応する一方のダクト６９、７１の羽根を開けるように制御するとよい。また、隣接のダクト６９、７１の両方を開けるようにソレノイド８８、８９を制御してもよい。
【００６３】
次に、本発明の現像装置を搭載した画像形成装置の動作について説明する。図９は、画像形成装置１における、各現像モータ８２のトルクを検出しファンモータ８４〜８７とソレノイド８８〜９０を制御する手順を示すフローチャートである。ここでは図６に示す冷却ファン６１の駆動用ファンモータ８５、及び羽根６５の揺動用ソレノイド８８の制御について、図２、図６、図７を参照しながら、図９のステップに従い説明する。他のファンモータ、ソレノイドの制御についても図９に示すフローチャートと同じである。
【００６４】
ステップＳ１で、ユーザにより操作パネル９５の電源釦が操作され電源がオンにされる。
【００６５】
次に、ステップＳ２で、撹拌モータ８３を回転させ、現像剤を撹拌・帯電させ、現像モータ８２を回転させ、現像剤の帯電を安定させるエージング処理を行い、また、ファンモータ８５を回転させ、画像形成装置１外の空気を冷却ファン６１から現像剤収容部５１の近傍に取り込む。
【００６６】
ステップＳ３で、操作パネル９５の画像形成開始釦が操作されるのを待ち、所定時間経過後、画像形成操作釦の操作がないなら、ステップＳ４で、現像モータ８２、撹拌モータ８３の回転を停止し、ステップＳ５で、さらに所定時間経過後にファンモータ８５の回転を停止する。
【００６７】
ステップＳ３で、操作パネル９５の画像形成開始釦が操作されると、ステップＳ６で、レーザ走査ユニット３４が感光体３２に光ビームを照射させ、感光体３２の表面上に静電潜像が形成され、現像装置３５により現像された後に、転写搬送部３０により用紙上にトナー像を転写し画像形成される。
【００６８】
画像形成を完了するとステップＳ７で、トルク検出手段８１が現像モータ８２のトルクを測定し、その測定値をＡＤ変換して入力し、トルク値ＴをＲＡＭに保存する。
【００６９】
ステップＳ８で、トルク値ＴがＴ４以上であるか否かを判定する。トルク値ＴがＴ４未満であるなら、ステップＳ９で、ＲＯＭに保存された図８に基づく対応表より、そのトルク値Ｔに対応するファン電流値Ａを指示する制御信号をファンモータ８５に出力するので、冷却ファン６１の風量が現像ローラ３０のトルクに応じて調整される。そして、ステップＳ３に戻り、画像形成開始釦が操作されるのを待つ。
【００７０】
ステップＳ８でトルク値ＴがＴ４以上であるなら、ステップＳ１０で、ファン電流値ＡをＡ３と指示する制御信号をファンモータ８５に出力するとともに、ソレノイド８８に制御信号ＯＮを出力するので、羽根６５がダクト７０の外側に開き、隣接するダクト６９の空気を取り込む。
【００７１】
ここで、隣接するダクト６９の空気を取り込み、これまで以上に現像装置３５に冷風が送られるので、現像剤の温度上昇が抑制されて、現像モータ８２のトルクが小さくなる。そこでステップＳ１１で、トルク検出手段８１が現像モータ８２のトルクを測定し、その測定値をＡＤ変換して入力し、トルク値ＴをＲＡＭに保存する。
【００７２】
ステップＳ１２で、トルク値ＴがＴ４以上であるか否かを判定する。トルク値ＴがＴ４未満であるなら、ステップＳ１３で、ソレノイド８８に制御信号ＯＦＦを出力する。羽根６５が図６に示す実線位置に戻り、隣接するダクト６９の空気を取り込むことを停止する。
【００７３】
ステップＳ１４で、トルク検出手段８１が現像モータ８２のトルクを測定し、その測定値をＡＤ変換して入力し、トルク値ＴをＲＡＭに保存する。
【００７４】
ステップＳ１５で、図８に基づく対応表より、そのトルク値Ｔに対応するファン電流値Ａを指示する制御信号をファンモータ８５に出力するので、冷却ファン６１の風量が現像ローラ３０のトルクに応じて調整される。そして、ステップＳ３に戻り、画像形成開始釦が操作されるのを待つ。
【００７５】
ステップＳ１２で、トルク値ＴがＴ４以上であるなら、ソレノイド８８に制御信号ＯＮを出力し続け、継続して羽根６５がダクト７０の外側に開き、隣接するダクト６９の空気を取り込む。そして、ステップＳ３に戻り、画像形成開始釦が操作されるのを待つ。
【００７６】
ステップＳ３に戻り、所定時間経過後、画像形成操作釦の操作がないなら、ステップＳ４で、現像モータ８２、撹拌モータ８３の回転を停止し、ステップＳ５で、さらに所定時間経過後にファンモータ８５の回転を停止し、処理を終了する。
【００７７】
上記実施形態によれば、カラー画像形成装置１は、装置本体２と、回転して感光体３２上に形成された静電潜像を現像する現像ローラ３０と、磁気ローラ３１と摺擦して磁気ブラシの高さを調節する穂切りブレード２５と、回転して撹拌した現像剤を現像ローラ３０に供給する撹拌ローラ３７とを有する現像装置３５とを備える。さらに、カラー画像形成装置１は、装置本体２の側面または後方に設けられ、空気を装置本体２内に吸入する冷却ファン６０〜６３と、吸入される空気を冷却ファン６０〜６３と各色の現像装置３５との間で流通させ各現像装置３５を冷却するダクト６９〜７２及びフレキシブルチューブ５３〜５６と、冷却ファン６０〜６３を駆動させるファンモータ８４〜８７とを備える。各現像モータ８２の回転トルクを検出する各トルク検出手段８１と、このトルク検出手段８１の検出値に応じて、冷却ファン６０〜６３への空気の吸入量を変化させるようにファンモータ８４〜８７を制御する制御部８０とを備える。
【００７８】
この構成によれば、磁気ローラ３１の穂切りブレード２５との摺擦、磁気ローラ３１と現像ローラ３０の回転摺動、現像ローラ３０の回転等による摩擦が発生すると、現像ローラ３０の回転トルクが増加し、発熱するので、現像装置３５内の温度が上昇する。そして、現像装置３５内が温度上昇すると、現像剤の流動性が悪化するが、その前に現像ローラ３０を回転させる現像モータ８２の回転トルクを測定することにより、現像剤の凝集、現像ローラ３０への固着・堆積等を発生させる現像剤の流動性の低下を事前に検知し、そのトルク値に基づいて、冷却ファン６０〜６３への空気の吸入量を変化させるようにファンモータ８４〜８７を制御することができる。このため、冷却ファン６０〜６３を省電力で駆動させることができるとともに、現像剤の流動性の低下を迅速に抑制し、良好なトナー像に現像し、画像の品質が高く安定した画像形成装置を得ることができる。
【００７９】
また、この構成によれば、各色の現像装置３５に対応して各冷却ファン６０〜６３と、各ダクト６９〜７２及び各フレキシブルチューブ５３〜５６と、各トルク検出手段８１とを備えるので、原稿の種類や印刷枚数等の印刷条件により、各現像装置３５の現像ローラ３０の回転速度や現像剤担持量に差異があり、各色の現像剤の流動性にバラツキがあっても、各現像装置３５で測定した現像モータ８２の回転トルクに基づいて、各冷却ファン６０〜６３への空気の吸入量を変化させるように各ファンモータ８４〜８７を制御することができる。このために、各色良好なトナー像に現像し、画像の品質が高く安定した画像形成装置を得ることができる。
【００８０】
また、上記実施形態によれば、各ダクト６９〜７２は、隣接するダクト６９〜７２から空気を取り込み可能である各羽根６５〜６７を備える。１つの現像装置３５において、トルク検出手段８１が所定値を超えるトルク値を検出すると、制御部８０は、隣接するダクト６９〜７２から空気を取り込むように羽根６５〜６７を駆動させるソレノイド８８〜９０を制御することによって、１つの現像装置３５において、現像ローラ３０のトルクが極端に大きくなっても、隣接するダクト６９〜７２から空気を取り込むので、現像剤の過度の温度上昇を事前に防ぐことができ、良好なトナー像に現像し、画像の品質が高く安定した画像形成装置を得ることができる。
【００８１】
尚、上記実施形態では、トナーと磁性キャリアの現像剤により、磁気ローラ３１上に磁気ブラシを形成し穂切りブレード２５と摺擦して現像剤の厚さを調整し、磁気ローラ３１から現像剤を現像ローラ３０に供給する現像装置を適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、一成分現像剤で、現像ローラに規制ブレードが摺擦してトナー薄層を形成し帯電させる現像装置に適用してもよい。
【００８２】
また、上記実施形態では、空気流発生部材としての冷却ファン６０〜６３は装置本体２外の空気を取り込み、ダクト６９〜７２及びフレキシブルチューブ５３〜５６を介して現像装置３５に空気を送る構成を示したが、本発明の空気流発生部材は、これに限らず、現像装置３５の温度上昇した空気をダクト６９〜７２及びフレキシブルチューブ５３〜５６を介して装置本体２外に排気するようにしてもよい。この場合も上記同様の効果を奏することができる。
【００８３】
また、上記実施形態では、現像ローラ３０を回転駆動させる現像モータ８２にトルク検出手段８１を設けて、トルク検出手段８１が現像モータ８２のトルクを検出する構成を示したが、本発明はこれに限らず、撹拌ローラ３７を回転駆動する撹拌モータ８３のトルクを検出するようにしてもよい。この場合も上記同様、効果を奏することができる。
【００８４】
また、上記実施形態では、現像モータ８２と撹拌モータ８３を備える構成を示したが、本発明はこれに限らず、撹拌ローラ３７と現像ローラ３０をギア連結し、１つのモータの駆動により、撹拌ローラ３７と現像ローラ３０を連動回転させ、そのモータにトルク検出手段８１を設けて、トルク検出手段８１がそのモータのトルクを検出するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に利用することができ、特にカラー像を現像する現像装置の冷却を可能とした画像形成装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】は、本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す断面図である。
【図２】は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の現像装置を示す側面断面図である。
【図３】は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の現像装置と冷却ファンとの位置関係を示す斜視図である。
【図４】は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の現像装置と空気案内部材の吹出し部との位置関係を示す正面図である。
【図５】は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の空気案内部材を示す側面斜視図である。
【図６】は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の空気流切換部材を模式的に示す側面断面図である。
【図７】は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図８】は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の現像モータトルクとファン駆動電流の関係を示す図である。
【図９】は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御手段における、風量制御の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８７】
２  装置本体（ハウジング）
２５  穂切りブレード（規制部材）
２６〜２９  作像ユニット
３０  現像ローラ
３１  磁気ローラ
３５  現像装置
３７  撹拌ローラ（撹拌部材）
５１  現像剤収容部
５３〜５６  フレキシブルチューブ（空気案内部）
５３ａ〜５６ａ  吹出し部
５７  本体フレーム
５７ａ〜５７ｄ  凹部
５７ｉ  差し込み穴
５７ｐ  フレーム側板
６０〜６３  冷却ファン（空気流発生部）
６５〜６７  羽根（空気流切換部材）
６９〜７２  ダクト（空気案内部）
８０  制御手段
８１  トルク検出手段（回転検出手段）
８２  現像モータ
８３  撹拌モータ
８４〜８７  ファンモータ（駆動部材）
８８〜９０  ソレノイド（空気流切換部材）
【図１】
2009025758.tif 000003
【図２】
2009025758.tif 000004
【図３】
2009025758.tif 000005
【図４】
2009025758.tif 000006
【図５】
2009025758.tif 000007
【図６】
2009025758.tif 000008
【図７】
2009025758.tif 000009
【図８】
2009025758.tif 000010
【図９】
2009025758.tif 000011