JP7718890B2

JP7718890B2 - 画像形成装置

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Inventors: 嘉郎西野
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Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複数の機能を有する複合機などの画像形成装置に関する。

画像形成装置では、感光ドラムなどの像担持体に形成された静電潜像を現像装置により現像することでトナー像を形成する。現像装置では、内部に収容した現像剤を攪拌搬送するため現像剤の温度が上昇する傾向がある。一方、メンテナンス作業のために現像装置を画像形成装置本体に対して着脱可能とする構成が多く、現像装置を像担持体上の静電潜像を現像可能な現像位置と、現像位置から離間した離間位置との回動可能とした構成が知られている。

このような現像剤の温度上昇の抑制と、現像装置の着脱構成とを両立すべく、現像容器と、画像形成装置本体に設けられた現像トレイとで、内部に気流が流れる冷却ダクトを形成する構成が提案されている（特許文献１）。特許文献１に記載の構成の場合、現像装置を離間位置とした場合に現像容器の一部を冷却ダクト内の気流空間に侵入させるようにしている。

特開２０１７－１８７７３８号公報

ここで、冷却ダクトによる冷却効率を高めるべく、現像容器の冷却ダクトを構成する部分に気流空間に向けて突出するように複数の放熱部を設けることが考えられる。これにより冷却ダクト内で気流に接触する表面積を大きくして冷却効率を高めることができる。しかしながら、特許文献１に記載の構成のように、現像装置を離間位置とした場合に現像容器の一部を冷却ダクト内の気流空間に侵入させる場合、離間位置としても複数の放熱部が干渉しないように、複数の放熱部と現像トレイとの間の空間を大きくする必要がある。

このように複数の放熱部と現像トレイとの間の空間を大きくした場合、現像位置において、複数の放熱部と現像トレイとの間の空間が更に大きくなってしまう。この場合、複数の放熱部と現像トレイとの間の空間の流路抵抗が、複数の放熱部同士の間の流路抵抗よりも著しく小さくなり、この空間に流れる空気の流量に対して複数の放熱部同士の間を流れる空気の流量が少なくなってしまう。この結果、複数の放熱部からの放熱効率が低下し、複数の放熱部を設けたとしても冷却ダクトによる冷却効率を十分に高めることができない虞がある。

本発明は、現像装置内の現像剤を冷却するための冷却ダクトによる冷却効率を高められる構成を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、画像形成装置であって、像担持体と、トナーとキャリアを含む現像剤を収容する現像容器と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像するために現像剤を担持する現像剤担持体と、を有する現像装置と、前記画像形成装置に前記現像装置を装着するための装着部と、前記装着部に装着された前記現像装置を、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像位置よりも前記像担持体から離間した離間位置から前記現像位置へ移動させる移動機構と、前記装着部に前記現像装置を装着する装着方向に沿って設けられ、前記現像容器に取り付けられて前記現像容器をカバーするカバー部材と、前記装着方向に沿って設けられた壁部材であって、前記移動機構によって前記現像装置が前記離間位置から前記現像位置へ移動するとき、前記現像装置と共に移動しない壁部材と、第１シール部材と、前記移動機構によって前記現像装置が前記離間位置から前記現像位置へ移動する移動方向に関して前記第１シール部材よりも下流に配置された第２シール部材と、前記現像装置を冷却するためのエアフローを発生させるためのファンと、を備え、前記現像装置が前記離間位置に在るとき、前記第１シール部材及び前記第２シール部材のいずれも前記壁部材に接触しておらず、前記現像装置が前記現像位置に在るとき、前記第１シール部材及び前記第２シール部材のいずれも前記壁部材に接触しており、前記現像装置が前記現像位置に在るとき、前記カバー部材と前記壁部材と前記第１シール部材と前記第２シール部材によって、前記ファンによる前記エアフローが通過するための空間が、前記装着方向に沿って形成されていることを特徴とする画像形成装置である。
本発明の一態様は、画像形成装置であって、像担持体と、トナーとキャリアを含む現像剤を収容する現像容器と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像するために現像剤を担持する現像剤担持体と、を有する現像装置と、前記画像形成装置に前記現像装置を装着するための装着部と、前記装着部に装着された前記現像装置を、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像位置よりも前記像担持体から離間した離間位置から前記現像位置へ移動させる移動機構と、前記装着部に前記現像装置を装着する装着方向に沿って設けられ、前記現像容器の上部に取り付けられて前記現像容器をカバーするカバー部材と、前記装着方向に沿って設けられた壁部材であって、前記移動機構によって前記現像装置が前記離間位置から前記現像位置へ移動するとき、前記現像装置と共に移動しない壁部材と、前記カバー部材に取り付けられたシール部材と、前記現像装置を冷却するためのエアフローを発生させるためのファンと、を備え、前記現像装置が前記現像位置に在るとき、前記壁部材は、前記カバー部材よりも鉛直方向上方に在り、且つ、前記カバー部材と前記壁部材と前記シール部材によって、前記ファンによる前記エアフローが通過するための空間が、前記装着方向に沿って形成されていることを特徴とする画像形成装置である。
本発明の一態様は、画像形成装置であって、像担持体と、トナーとキャリアを含む現像剤を収容する現像容器と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像するために現像剤を担持する現像剤担持体と、を有する現像装置と、前記画像形成装置に前記現像装置を装着するための装着部と、前記装着部に装着された前記現像装置を、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像位置よりも前記像担持体から離間した離間位置から前記現像位置へ移動させる移動機構と、前記装着部に前記現像装置を装着する装着方向に沿って設けられ、前記現像容器に取り付けられて前記現像容器をカバーするカバー部材と、前記装着方向に沿って設けられた壁部材であって、前記移動機構によって前記現像装置が前記離間位置から前記現像位置へ移動するとき、前記現像装置と共に移動しない壁部材と、前記カバー部材に取り付けられたシール部材と、前記現像装置を冷却するためのエアフローを発生させるためのファンと、を備え、前記シール部材の熱伝導率は、前記現像容器の熱伝導率よりも高く、前記現像装置が前記現像位置に在るとき、前記カバー部材と前記壁部材と前記シール部材によって、前記ファンによる前記エアフローが通過するための空間が、前記装着方向に沿って形成されていることを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、現像装置内の現像剤を冷却するための冷却ダクトによる冷却効率を高められる。

実施形態に係る画像形成装置の概略構成断面図。実施形態に係る画像形成部の正面図。実施形態に係る画像形成部の断面図。実施形態に係る冷却ダクトを下方から見た図。実施形態に係る現像装置の断面図。実施形態に係る給気ファンの制御構成を示すブロック図。実施形態に係る給気ファンの制御のフローチャート。実施形態に係る現像装置の離間位置における断面図。

実施形態について、図１ないし図８を用いて説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について説明する。

［画像形成装置］
図１は、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成断面図である。図１に示す画像形成装置１００は、電子写真式のフルカラーレーザープリンタである。画像形成装置１００は、画像形成装置本体１０１の内部に並設されている第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｂによって異なる色の４色のトナー画像を帯電、露光、現像、転写の各プロセスを経てトナー画像を形成するようになっている。

制御部１９は、ＣＰＵと、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリを有する。制御部１９は、ホストコンピュータなどの外部インターフェースから出力されるプリント指令信号を入力するとメモリに記憶されている画像形成制御シーケンスに従って画像形成部Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｂを順次動作させる。

各画像形成部Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｂにおいて、像担持体としての感光ドラム１が所定の周速度（プロセススピード）で回転する。そして各画像形成部Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｂの感光ドラム１に跨るよう、駆動ローラ６ａと従動ローラ６ｂとテンションローラ６ｃに掛け渡されている中間転写ベルト７が、駆動ローラ６ａによって各感光ドラム１の回転周速度と対応した周速度で回転される。そして１色目のイエローの画像形成部Ｐｙにおいて、感光ドラム１の外周面（表面）は帯電器２によって所定の極性・電位に一様に帯電される。次に露光装置３が外部装置からの画像情報に基づいて生成したレーザー光を感光ドラム１表面の帯電面に走査露光する。これにより感光ドラム１表面の帯電面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。

感光ドラム１に形成された静電潜像は、現像装置４によってイエローのトナー（現像剤）を用いて現像され、感光ドラム１表面上にイエローのトナー画像（現像）が形成される。現像装置４内のトナー（現像剤）が消費されると補給装置２０ｙからトナー（現像剤）が補給される。同様の帯電、露光、現像の各工程が、２色目のマゼンタの画像形成部Ｐｍ、３色目のシアンの画像形成部Ｐｃ、４色目のブラックの画像形成部Ｐｂにおいても行われる。

各画像形成部Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｂにおいて感光ドラム１表面に形成された各色のトナー画像は、中間転写ベルト７を挟んで感光ドラム１と対向配置されている一次転写ローラ（転写部材）８によって中間転写ベルト７の外周面（表面）上に順次重ねて転写される。これにより中間転写ベルト７表面上にフルカラーのトナー画像が形成される。トナー画像転写後の感光ドラム１は、感光ドラム１表面に残留している転写残トナーがドラムクリーナ５によって除去され、次の画像形成に供される。

一方、給送カセット１０から記録材Ｐが送出ローラ１１により搬送路１２ａを通じてレジストローラ１３に搬送される。記録材Ｐは、例えば、用紙やプラスチックシートなどのシート材である。次いで記録材Ｐはレジストローラ１３により中間転写ベルト７と二次転写ローラ１４との間の二次転写ニップ部Ｔｎに搬送される。そしてこの二次転写ニップ部Ｔｎで記録材Ｐが挟持搬送され、この搬送過程において二次転写ローラ１４により中間転写ベルト７表面上のトナー画像が記録材Ｐ上に転写される。トナー画像転写後の中間転写ベルト７は、中間転写ベルト７表面に残留している転写残トナーがベルトクリーナ９によって除去され、次の画像形成に供される。

未定着のトナー画像を担持する記録材Ｐは、画像担持面を上側にし、その状態で定着装置１５のニップ部に導入される。そしてこの記録材Ｐは定着装置１５のニップ部で挟持搬送されることによってトナー画像が記録材Ｐ上に加熱定着される。記録材Ｐの片面だけに画像を形成する場合、定着装置１５から排出された記録材Ｐは切換部材１６で排出ローラ１７を通して画像形成装置本体１０１の側面に設けられている排出トレイ１８上に排出される。

記録材Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着装置１５から排出された記録材Ｐを切換部材１６で下方の反転搬送路１２ｂに案内する。反転搬送路１２ｂでは、記録材Ｐの後端が反転ポイントＲｐに達したとき記録材Ｐをスイッチバックし画像担持面を上側にし、その状態で両面用搬送路１２ｃに送り出す。両面用搬送路１２ｃにて、記録材Ｐは搬送路１２ａを通じてレジストローラ１３に搬送される。この記録材Ｐは、レジストローラ１３で二次転写ニップ部Ｔｎに搬送され、この二次転写ニップ部Ｔｎで挟持搬送される。そしてこの搬送過程において二次転写ローラ１４により中間転写ベルト７表面上のトナーが記録材Ｐ上に転写される。

未定着のトナー画像を担持する記録材Ｐは、画像担持面を上側にし、その状態で定着装置１５のニップ部に導入される。そしてこの記録材Ｐは定着装置１５のニップ部で挟持搬送されることによってトナー画像が記録材Ｐ上に加熱定着される。定着装置１５から排出された記録材Ｐは切換部材１６で排出ローラ１７を通して排出トレイ１８上に排出される。

画像形成装置本体１０１上部には、給気口２１２があり、給気ファン２１１によって給気ダクト２１０に外部から空気が送り込まれる。給気ダクト２１０は、画像形成部Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｂの前方に配置された接続口２１４で画像形成部Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｂ内に気流を導く冷却ダクト２１５と接続し、それぞれの画像形成部Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｂ内の現像装置４に冷却用の気流を導入する。画像形成部Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｂを冷却した気流は、画像形成装置本体１０１の後方に配置される電装部を冷却し、排気ファン２１３により、排気口（不図示）から画像形成装置１００の外に排出される。なお、画像形成装置１００の前側は、操作者が操作する側で、本実施形態では、現像装置４などの交換を行う側である。後側は、画像形成装置１００の背面側である。

［ダクト経路］
次に画像形成部Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｂを通るダクト経路について説明する。本実施形態では画像形成部Ｐｙについて説明するが、画像形成部Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｂは、現像剤の色が異なるのみで内部の配置は同様である。図２に画像形成部Ｐｙの前側の概略図を示す。画像形成部Ｐｙの前方には冷却ダクト２１５の接続口２１４が配置されており、接続口２１４で給気ダクト２１０と接続する。給気ダクト２１０と冷却ダクト２１５が接続することで給気ダクト２１０内の気流２１６を冷却ダクト２１５に導入している。

図３に画像形成部Ｐｙの概略断面図を示す。感光ドラム１は反時計回りに回転し、上部に帯電器２と、左側に現像装置４が配置されている。現像装置４の感光ドラム１に対向する面と反対側の面に加圧部材（移動機構）４０が配置され、現像装置４を感光ドラム１に向けて加圧することで感光ドラム１と現像装置４が所定の距離を保つよう配置される。感光ドラム１の下部には中間転写ベルト７が配置され、右側にドラムクリーナ５が配置されている。現像装置４の上部には現像装置４を冷却するための冷却ダクト２１５が形成されており、ダクト内に給気口２１２から給気された気流２１６を流すことで現像装置４内の現像剤を冷却している。

図４に冷却ダクト２１５の概略下面図を示す。冷却ダクト２１５は、画像形成部Ｐｙの前方の接続口２１４で、画像形成装置本体１０１に設けられた給気ダクト２１０と接続し、現像装置４の上部に気流を導いている。冷却ダクト２１５は、現像装置４の上部でダクト壁２１７とヒートシンク４０９とに分割される。冷却ダクト２１５は、画像形成装置本体側のダクト壁２１７が上側を形成し、現像装置４が画像形成装置本体１０１の装着部に装着され、画像形成可能な状態になると現像装置４の上部に配置されたヒートシンク４０９がダクトの下側を形成する。現像装置４の上部よりも気流２１６の流れる方向の下流では、冷却ダクト２１５は、再び、画像形成装置本体１０１に設けられた接続ダクト２２０に接続される。そして、接続ダクト２２０は装置本体内部の後方に配置された電装部に接続されている。冷却ダクト２１５の詳しい構成は後述する。

［現像装置］
次に現像装置４について説明する。図５に現像装置周辺の概略断面図を示す。現像装置４は、画像形成装置本体１０１（図１）の装着部に対して着脱可能である。具体的には、現像装置４は、画像形成装置本体１０１の装着部に対して図１の紙面垂直方向に挿入及び抜き出しが可能である。また、現像装置４は、感光ドラム１に対して図５に示す矢印Ａ方向に離間可能である。即ち、現像装置４は、後述する第１現像ローラ４０４及び第２現像ローラ４０５により感光ドラム１に形成された静電潜像を現像可能な現像位置と、現像位置よりも感光ドラム１から離間し、画像形成装置本体１０１に対して現像装置４を着脱可能な離間位置とに画像形成装置本体１０１に対してスライド移動可能である。

具体的には、現像装置４を画像形成装置本体１０１から抜き出す際には、現像装置４を感光ドラム１から矢印Ａ方向にスライド移動させて離間位置に位置させる。現像装置４のスライド方向は、感光ドラム１の回転軸線方向に直交する方向で、本実施形態では、中間転写ベルト７の駆動ローラ６ａとテンションローラ６ｃとに掛け渡され、感光ドラム１からトナー像が転写される転写面に沿った方向である。

一方、現像装置４を画像形成装置本体１０１に挿入し、所定位置に装着した場合には、現像装置４を矢印Ａ方向と逆方向に移動させ、第１現像ローラ４０４及び第２現像ローラ４０５が感光ドラム１に対して所定の隙間を介して対向する現像位置（加圧位置）に位置させる。この際、現像装置４は、感光ドラム１に向けてバネなどの加圧部材４０により加圧されており、現像装置４の一部と感光ドラム１側の一部とが当接することで、上述の隙間を適切な大きさに維持するようにしている。

感光ドラム１の長手方向の両端部にフランジが設けられている実施形態においては、例えば、第１現像ローラ４０４及び第２現像ローラ４０５の長手方向の両端部に設けられた突き当てコロを、感光ドラム１の長手方向の両端部に設けられたフランジに突き当てる。これにより、上述の隙間が適切な大きさに維持される。

一方、感光ドラム１の長手方向の両端部にフランジが設けられていない実施形態においては、例えば、第１現像ローラ４０４及び第２現像ローラ４０５の長手方向の両端部に設けられた突き当てコロを、感光ドラム１の素管に突き当てる。これにより、上述の隙間が適切な大きさに維持される。

現像装置４は、感光ドラム１に形成された静電潜像をトナーとキャリアを含む現像剤により現像する。本実施形態の現像剤は、非磁性トナーと磁性を有するキャリアを含む所謂二成分現像剤である。現像装置４は、筐体として内部に現像剤を収容する現像容器４００を備え、現像容器内に配置された第１スクリュー４０１、第２スクリュー４０２、及び第３スクリュー４０３を回転支持している。搬送部材としての第１スクリュー４０１、第２スクリュー４０２、及び第３スクリュー４０３は、現像容器４００内部の現像剤を攪拌、搬送する。

現像容器４００の感光ドラム１に対向する面には、現像剤担持体及び第１現像剤担持体としての第１現像ローラ４０４、第２現像剤担持体としての第２現像ローラ４０５が回転可能に支持されている。第２現像ローラ４０５は、第１現像ローラ４０４の下方に位置し、第１現像ローラ４０４と所定の隙間を介して並列に配置される。

第１現像ローラ４０４及び第２現像ローラ４０５は、それぞれ円筒状に形成され、内部にマグネットが非回転に配置されている。第１現像ローラ４０４及び第２現像ローラ４０５は、それぞれ図５に示す矢印の方向に回転駆動され、マグネットの磁気吸着力により現像剤を担持搬送する。また、第１現像ローラ４０４の感光ドラム対向面上流側の位置には第１現像ローラ４０４と所定の間隔を持って、規制部材としての現像ブレード４０７が固定されている。現像ブレード４０７は、第１現像ローラ４０４に担持された現像剤の層厚を規制する。

現像容器４００は、水平方向に延在する隔壁４００ｃによって、第１室としての上側の現像室（現像剤搬送経路）４００ａと、現像室４００ａの下方に配置され、第２室としての攪拌室（現像剤搬送経路）４００ｂとに区画される。現像室４００ａは、第１現像ローラ４０４に現像剤を供給する機能室である。攪拌室４００ｂは、第２現像ローラ４０５から回収された回収現像剤と、現像室４００ａにおいて第１現像ローラ４０４に供給されなかった余剰現像剤と、現像装置４の外部から補給された補給現像剤とを受け入れて攪拌する機能室である。

現像室４００ａと攪拌室４００ｂ内にはそれぞれ、第１スクリュー４０１、第２スクリュー４０２及び第３スクリュー４０３が設けられている。第１スクリュー４０１、第２スクリュー４０２及び第３スクリュー４０３は、何れも第１現像ローラ４０４及び第２現像ローラ４０５の回転軸線方向（長手方向）と略平行に配置される回転軸上に螺旋状の羽根を設けたスクリュー部材である。

隔壁４００ｃの長手方向両端部側には、現像室４００ａと攪拌室４００ｂの間で現像剤を相互に搬送する受け渡し部（現像剤搬送経路）である第１連通部と第２連通部が設けられている。第１スクリュー４０１及び第２スクリュー４０２は、互いに逆方向に現像剤を搬送する。そして、第１連通部において攪拌室４００ｂから現像室４００ａに現像剤が移動し、第２連通部において現像室４００ａから攪拌室４００ｂに現像剤が移動することで、現像剤の循環経路が形成されている。

第２スクリュー４０２及び第１スクリュー４０１によって搬送された現像剤は、第１現像ローラ４０４の表面に沿って搬送され、現像ブレード４０７によって所定の厚さに制限される。そして、感光ドラム１に対向する現像位置において、感光ドラム１表面に形成された静電潜像を現像する。第１現像ローラ４０４に残った現像剤は第１現像ローラ４０４で搬送された後、第２現像ローラ４０５に受け渡され、第２現像ローラ４０５表面に沿って搬送された後、第２現像ローラ４０５と回収ローラ４０６の間から現像容器４００内に回収される。現像容器４００内に回収された現像剤は第３スクリュー４０３と第２スクリュー４０２によって攪拌・搬送され、第１スクリュー４０１に搬送される。現像容器４００の下方で、第２スクリュー４０２によって攪拌、搬送される現像剤に面する位置には、温度センサ４０８が配置され、現像容器内の現像剤の温度を検知している。

［冷却ダクト］
近年、画像形成装置１００のプロセススピードの高速化と小型化を両立することが求められている。画像形成装置１００のプロセススピードを高速化した場合、現像装置４内での現像剤の搬送速度など各部の駆動速度が上昇するなどして、現像装置４内の現像剤の温度が上昇し易くなる。また、画像形成装置１００の小型化を図った場合、画像形成装置本体１０１内部で発生した熱を逃す空間が狭くなり、更に、現像剤の温度上昇が発生し易くなる。そこで、本実施形態では、上述のように、現像装置４の上部に現像剤を冷却するために内部に気流が流れる冷却ダクト２１５を設けている。

冷却ダクト２１５は、図５に示すように、ダクト壁２１７と、ヒートシンク４０９と、複数のリブ４１２、４１６とを有する。本体側壁部としてのダクト壁（壁部材）２１７は、画像形成装置本体側に設けられており、現像装置４が現像位置（加圧位置）と離間位置との間で移動しても移動しない。ダクト壁２１７は、現像装置４の着脱方向、本実施形態では、画像形成装置１００の前後方向に沿って配置されている。ダクト壁２１７は、ヒートシンク４０９と同じ材質としても良いし、異なる材質としても良い。また、ダクト壁２１７は、現像容器４００よりも熱伝導率が高い材質とすることが好ましい。本実施形態では、例えばアルミニウム合金などの金属製としているが、後述するヒートシンク４０９と同様に、熱伝導率が高い樹脂としても良い。また、ダクト壁２１７は、対向壁部としての天面部２１８と、突出壁部又は本体側第１壁部としての接合壁２１９ａと、本体側第２壁部としての接合壁２１９ｂとを有する。

一方、現像側壁部としてのヒートシンク（カバー部材）４０９は、現像容器側に設けられ、ダクト壁２１７との間で気流が流れる気流空間２１５ａを形成する。ヒートシンク４０９は、ダクト壁２１７と同様に、現像装置４の着脱方向に沿って配されている。また、ヒートシンク４０９は、接触壁部４１０と、現像側第１壁部としての側壁４１４ａと、現像側第２壁部としての側壁４１４ｂとを有する。

複数の放熱部としての複数のリブ４１２、４１６は、ヒートシンク４０９から気流空間内に向けて突出するように設けられている。複数のリブ４１２、４１６は、冷却ダクト２１５内を気流２１６が流れる方向に沿って配置されており、具体的には、ダクト壁２１７と同様に、現像装置４の着脱方向に沿って配置されている。

ダクト壁２１７の接合壁２１９ａ、２１９ｂが、ヒートシンク４０９の側壁４１４ａ、４１４ｂと接合することで、ダクト壁２１７とヒートシンク４０９との間で、内部を気流２１６が通過可能な冷却ダクト２１５を形成する。また、冷却ダクト２１５内の気流空間２１５ａ内には、気流２１６の流れ方向に沿って複数のリブ４１２、４１６が配置されている。

冷却ダクト２１５について、より詳しく説明する。上述のように、現像装置４上部には、現像容器４００よりも熱伝達率が高い材質のヒートシンク４０９が配置されている。本実施形態では、ヒートシンク４０９が、現像容器４００の上方を覆う上蓋としても機能し、現像室４００ａの上方に長手方向に沿って配置されている。例えば、現像容器４００は、ＰＣ＋ＡＢＳ（ポリカーボネート－アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン混合）樹脂製であり、ヒートシンク４０９はアルミニウム合金である。なお、ヒートシンク４０９は、アルミニウム合金以外にも、現像容器４００よりも熱伝導率が高ければ、銅などの他の金属でも良いし、高熱伝導の機能を付加した樹脂材料でも良い。

ヒートシンク４０９は、現像容器４００内の現像剤と接触可能な接触面４１０ａを有する接触壁部４１０を有する。複数のリブ４１２、４１６は、接触壁部４１０の接触面４１０ａと反対側の面である放熱面４１０ｂから突出するように設けられている。一方、ダクト壁２１７の天面部２１８は、複数のリブ４１２、４１６の先端４１２ａと対向する対向面２１８ａを有する。本実施形態では、対向面２１８ａと放熱面４１０ｂとは互いに略平行としており、且つ、現像装置４が現像位置と離間位置とでスライド移動する方向とも略平行としている。なお、略平行とは、相対角度が±１０°以内、より好ましくは±５°以内であり、以下で登場する場合も同様である。

また、ダクト壁２１７は、上述のように、接合壁２１９ａ、２１９ｂを有する。接合壁２１９ａは、現像装置４が現像位置から離間位置にスライド移動する方向を所定方向（図５の矢印Ａ方向）とした場合に、天面部２１８の所定方向下流端からヒートシンク４０９側（現像側壁部側）に突出する。接合壁２１９ｂは、天面部２１８の所定方向上流端からヒートシンク４０９側に突出する。接合壁２１９ａ、２１９ｂは、互いに略平行であり、対向面２１８ａに対して略直角に設けられている。略直角とは、一方の方向に対して他方の方向が９０°±１０°以内、より好ましくは±５°以内であり、以下で登場する場合も同様である。

一方、ヒートシンク４０９は、上述のように、側壁４１４ａ、４１４ｂを有する。側壁４１４ａは、接合壁２１９ａよりも所定方向下流側に配置され、接合壁２１９ａと接合することで、気流空間２１５ａの所定方向下流側を塞ぐ。側壁４１４ｂはと、接合壁２１９ｂよりも所定方向下流側に配置され、接合壁２１９ｂと接合することで、気流空間２１５ａの所定方向上流側を塞ぐ。なお、本実施形態では、接合壁２１９ａと側壁（第１リブ）４１４ａとは第１シール部材４１５ａを介して接合し、接合壁２１９ｂと側壁（第２リブ）４１４ｂとは第２シール部材４１５ｂを介して接合する。

第１シール部材４１５ａ及び第２シール部材４１５ｂは、それぞれ可撓性を有する弾性材などの部材であり、現像位置において、接合壁２１９ａと側壁４１４ａとの間、及び、接合壁２１９ｂと側壁４１４ｂとの間にそれぞれ弾性的に圧縮された状態で配置される。これにより、気流空間２１５ａの所定方向上流側と下流側を密閉するようにしている。

なお、第１シール部材４１５ａ及び第２シール部材４１５ｂは、現像容器４００に対して熱伝導率の高い材質を用いることが好ましい。このようなシール部材としては、例えば、電磁波シールドに用いるようなガスケットなどが挙げられる。このガスケットは、金属のメッシュがスポンジ状の材料の外側を巻くように配置されているため、熱伝導率が良い。また、シール部材の材料自体でもシリコングリスに近い用途で用いられる高熱伝導の材料を用いるようにしても良い。第１シール部材４１５ａ及び第２シール部材４１５ｂをこのような構成にすることで、ヒートシンク４０９から熱伝導によってダクト壁２１７に熱を伝達することが可能となり、ヒートシンク４０９に加え、ダクト壁２１７でも放熱が可能となるため、より効率的に現像剤を冷却することが可能となる。

ヒートシンク４０９の接触壁部４１０の所定方向下流端には、ダクト壁２１７に向けて折り曲げられ、更に、所定方向下流側に折り曲げられた折れ曲がり部４１３ａが設けられている。第１シール部材４１５ａは、折れ曲がり部４１３ａ上に配置されている。一方、複数のリブ４１２、４１６のうち、所定方向最上流に位置するリブ４１２には、所定方向上流に向けて突出する突出部４１３ｂが設けられており、突出部４１３ｂの先端に側壁４１４ｂが形成されている。また、突出部４１３ｂには、現像ブレード４０７を支持する支持部材４０７ａが固定されており、第２シール部材４１５ｂは支持部材４０７ａ上に配置されている。

更に、ヒートシンク４０９の接触壁部４１０の所定方向上流端には、更に所定方向上流側に突出する放熱突出部４１１が設けられている。放熱突出部４１１は、接触壁部４１０から第１現像ローラ４０４の回転方向に関して現像ブレード４０７の上流側の空間に向けて突出している。この空間は、第１現像ローラ４０４に担持された現像剤が現像ブレード４０７に突入する前の空間であり、現像剤が滞留している現像剤溜りとなっている。このようにヒートシンク４０９の一部である放熱突出部４１１を現像ブレード４０７の上流の現像剤溜りに位置させることで、現像ブレード４０７に突入する前の現像剤の熱をヒートシンク４０９側に逃がすことができる。この結果、現像ブレード４０７に突入する前の現像剤の冷却を効率的に行うことができる。

本実施形態の場合、上述の放熱突出部４１１に加えて、ヒートシンク４０９の現像容器４００内に面する接触面４１０ａが第１スクリュー４０１上部で第１スクリュー４０１から現像ローラ４０４に向けて搬送される現像剤と接触し、熱交換を行っている。また、現像装置４の長手方向で考えると、現像室４００ａの長手方向の半分程度は現像剤の剤面が接触面４１０ａに接触する程度の高さがあるため、その部分の現像剤についても接触面４１０ａと接触することで、熱交換が行われる。なお、本実施形態では、ヒートシンク４０９が現像容器４００の上方に配置されているため、現像剤と接触状態が上述のようになるが、ヒートシンクの配置はこれに限らず、ヒートシンクの接触面の全体が現像剤に接触するようにヒートシンク４０９を配置しても良い。

何れにしても、このように現像剤から受け取った熱は、ヒートシンク４０９の現像容器外側に面する放熱面４１０ｂに熱伝導によって伝熱し、上述のように画像形成装置本体１０１の外部からから導入されて冷却ダクト２１５内を流れる気流２１６と熱交換が行われる。ヒートシンク４０９の放熱面４１０ｂに、表面積を大きくするため複数個のリブ４１２、４１６が配置され、リブ４１２、４１６間に空気を流すことで熱交換の効率を高めている。このように本実施形態では、ヒートシンク４０９を介して冷却ダクト２１５内を流れる気流との間で熱交換を行うことで、現像容器内の現像剤を効率良く冷却するようにしている。

［給気ファンの制御］
次に、冷却ダクト２１５内に空気を送り込む給気ファン２１１の制御について、図６及び図７を用いて説明する。図６に示すように、給気ファン２１１は、各画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｂの現像装置４に設けられた温度センサ４０８の信号に基づいて、制御部１９により制御される。現像剤の温度が所定の温度よりも低い場合は、給気ファン２１１は低速で回転している。しかし、温度センサ４０８が現像装置４内の現像剤の温度を検知し、所定の温度を超えた場合は冷却能力を高めるため、制御部１９からの指示により給気ファン２１１の回転数を変更し、高速で回転させ、現像装置４内の現像剤の温度が高くなりすぎないようにしている。

図７に画像形成装置１００の給気ファン２１１を駆動するフローチャートを示す。まず、制御部１９は、現像装置４内の現像剤の温度を温度センサ４０８により検知する（Ｓ１０１）。そして、制御部１９は、温度センサ４０８により検知した温度が所定の温度に対して現像剤の温度が満足するか、即ち、所定の温度以下か否かを判断する（Ｓ１０２）。Ｓ１０２にて所定の温度以下であった場合は、給気ファン２１１の回転数は高速に変更せず（即ち、低速のまま、Ｓ１０３）、フローを終了する。Ｓ１０２にて所定の温度より高かった場合は、給気ファン２１１の回転数を高速に変更し（Ｓ１０４）、フローを終了する。

［現像装置の着脱］
上述のように、本実施形態では、給気ファン２１１により冷却ダクト２１５内に空気を送り込み、現像装置４内の現像剤を冷却するようにしている。現像装置４は、画像形成装置本体１０１に対して着脱する際に、感光ドラム１との干渉を防ぐため、上述のように離間位置に移動する。この離間位置への移動方向として、従来、現像装置を回動させることにより行うものがあった。本実施形態のように、冷却ダクトを現像装置側と画像形成装置本体側とで分割する構成の場合、現像装置の回動により、放熱部としてのリブと、リブと対向するダクト壁との干渉を防ぐため、リブとダクト壁との間の空間を大きくする必要があった。このように構成した場合、この空間に対してリブ間の流路抵抗が大きくなり、冷却効率を十分に高めにくかった。

なお、回動によって現像装置がダクト部と反対側に移動する構成とすることが考えられる。即ち、離間位置への移動でリブとダクト壁との間の空間が大きくなるように、現像装置とダクト壁との位置関係を規定することが考えられる。但し、このように構成した場合、現像装置が退避するためのスペースをダクト壁とは別に設ける必要がある。このため、スペース効率が低下し、画像形成装置本体の大型化を招く。

そこで、本実施形態では、現像装置４を現像位置と離間位置との間で移動する方向は、回動方向ではなく、スライド方向としている。また、現像装置４がスライド移動する方向は、ダクト壁２１７の対向面２１８ａに対して±１０°以内の方向、好ましくは±５°以内の方向としている。即ち、現像装置４は、対向面２１８ａと略平行に移動するようにしている。これにより、現像装置４が離間位置に移動する際に、画像形成装置本体１０１側のダクト壁２１７と、現像装置４と共に移動するヒートシンク４０９の複数のリブ４１２、４１６との干渉を防ぐと共に、複数のリブ４１２、４１６とダクト壁２１７の対向面２１８ａとの間隔の変化を抑制できる。

また、現像装置４がスライド移動する方向は、複数のリブ４１２、４１６が突出する方向に対して９０°±１０°以内、好ましくは９０°±５°以内としている。即ち、現像装置４は、複数のリブ４１２、４１６の突出方向に対して略直角な方向に移動するようにしている。複数のリブ４１２、４１６は、互いに平行に、且つ、接触壁部４１０の放熱面４１０ｂに対して略直角に放熱面４１０ｂから突出している。また、放熱面４１０ｂと対向面２１８ａとは略平行である。したがって、複数のリブ４１２、４１６の先端４１２ａと対向面２１８ａとの間隔を狭くしても、現像装置４の移動により複数のリブ４１２、４１６と対向面２１８ａとが干渉することを防ぐことができる。

また、複数のリブ４１２、４１６のうちの少なくとも１つのリブ４１２の先端４１２ａと対向面２１８ａとの距離は、リブ４１２の先端４１２ａと放熱面４１０ｂとの距離よりも小さくしている。全てのリブ４１２、４１６がこのような長さとなることが好ましい。これにより、リブ４１２、４１６間で形成される空間の流路抵抗が、リブ４１２、４１６の先端４１２ａと対向面２１８ａとで形成される空間の流路抵抗に対して小さくなる、或いは、大きくなり過ぎることがない。このため、冷却ダクト２１５内を通過する気流２１６はリブ４１２、４１６間もまんべんなく通過するようになり、ヒートシンク４０９と気流２１６の熱交換効率を高めることが可能となる。

次に、現像装置４を画像形成装置本体１０１から取り外す際の動作について説明する。画像形成を行う場合、図５に示すように現像装置４は感光ドラム１に向けて加圧され、感光ドラム１に対して所定の距離を持って隣接する現像位置（加圧位置）に位置している。一方、現像装置４をメンテナンスなどで画像形成装置本体１０１から取り外す際は、現像装置４の加圧を解除することで現像装置４を感光ドラム１から離間する離間位置に移動させ、その後、本体前方に現像装置４を引き抜くことで画像形成装置本体１０１からの着脱を可能としている。図８に現像装置４が離間位置にある状態を示す。

加圧位置では、図５に示すように、ダクト壁２１７は冷却ダクト２１５の上側を形成している。ダクト壁２１７は、天面部２１８と、天面部２１８から下方に延伸する接合壁２１９ａ、２１９ｂを形成している。接合壁２１９ａ、２１９ｂに対し、ヒートシンク４０９の側壁４１４ａ、４１４ｂは第１、第２シール部材４１５ａ、４１５ｂを挟んで接合しており、接合部からの気流２１６の漏れを防止し、ダクトとして内部に気流２１６を通過させている。

一方、離間位置では、図８に示すように、現像装置４は、対向面２１８ａに対して略平行、リブ４１２、４１６の延伸方向に対し略直角方向である矢印Ａ方向（所定方向）に移動することで、感光ドラム１から離間する。上述のように、側壁４１４ａ、４１４ｂは、接合壁２１９ａ、２１９ｂに対してそれぞれ所定方向下流側に位置する。このため、離間位置では、ダクト壁２１７の接合壁２１９ａ、２１９ｂとヒートシンク４０９の側壁４１４ａ、４１４ｂは離間し、現像装置４を画像形成装置本体１０１から引き出す際に互いに干渉することがない。

また、本実施形態では、複数のリブ４１２、４１６のうち、所定方向に関しても最も下流側に位置するリブ４１６の先端４１２ａと対向面２１８ａとの距離は、接合壁２１９ａの先端と対向面２１８ａとの距離よりも大きくしている。言い換えれば、ヒートシンク４０９には、接合壁４１９ａの先端から天面部２１８の対向面２１８ａまでの距離に対し、リブの先端４１２ａから対向面２１８ａまでの距離を大きくしたリブ４１６を設けている。このリブ４１６を設けることで、加圧位置から離間位置に移動する際、接合壁２１９ａと干渉する位置にもリブ４１６を配置することが可能となり、ヒートシンク４０９の表面積をより大きくすることが可能となる。

これらにより、ヒートシンク４０９を備える現像装置４で、ヒートシンク４０９のリブ４１２、４１６間に効率的に気流を通過させることが可能となり、現像装置内の現像剤の効率的な冷却とメンテナンス性を両立させることが可能となる。この結果、より安定した画像を形成することが可能となる。

［他の実施形態］
本実施形態では、現像装置として、現像剤担持体が２つある構成について説明したが、現像剤担持体が１つで現像装置にも適用可能である。

１・・・感光ドラム（像担持体）
４・・・現像装置
１００・・・画像形成装置
１０１・・・画像形成装置本体
２１５・・・冷却ダクト
２１７・・・ダクト壁（本体側壁部）
２１８・・・天面部（対向壁部）
２１８ａ・・・対向面
２１９ａ・・・接合壁（突出壁部、本体側第１壁部）
２１９ｂ・・・接合壁（本体側第２壁部）
４００・・・現像容器
４０４・・・第１現像ローラ（現像剤担持体、第１現像剤担持体）
４０５・・・第２現像ローラ（第２現像剤担持体）
４０９・・・ヒートシンク（現像側壁部）
４１０・・・接触壁部
４１０ａ・・・接触面
４１０ｂ・・・放熱面
４１１・・・放熱突出部
４１２、４１６・・・リブ（放熱部）
４１４ａ・・・側壁（現像側第１壁部）
４１４ｂ・・・側壁（現像側第２壁部）
４１５ａ・・・第１シール部材
４１５ｂ・・・第２シール部材

Claims

画像形成装置であって、
像担持体と、
トナーとキャリアを含む現像剤を収容する現像容器と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像するために現像剤を担持する現像剤担持体と、を有する現像装置と、
前記画像形成装置に前記現像装置を装着するための装着部と、
前記装着部に装着された前記現像装置を、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像位置よりも前記像担持体から離間した離間位置から前記現像位置へ移動させる移動機構と、
前記装着部に前記現像装置を装着する装着方向に沿って設けられ、前記現像容器に取り付けられて前記現像容器をカバーするカバー部材と、
前記装着方向に沿って設けられた壁部材であって、前記移動機構によって前記現像装置が前記離間位置から前記現像位置へ移動するとき、前記現像装置と共に移動しない壁部材と、
第１シール部材と、
前記移動機構によって前記現像装置が前記離間位置から前記現像位置へ移動する移動方向に関して前記第１シール部材よりも下流に配置された第２シール部材と、
前記現像装置を冷却するためのエアフローを発生させるためのファンと、を備え、
前記現像装置が前記離間位置に在るとき、前記第１シール部材及び前記第２シール部材のいずれも前記壁部材に接触しておらず、
前記現像装置が前記現像位置に在るとき、前記第１シール部材及び前記第２シール部材のいずれも前記壁部材に接触しており、
前記現像装置が前記現像位置に在るとき、前記カバー部材と前記壁部材と前記第１シール部材と前記第２シール部材によって、前記ファンによる前記エアフローが通過するための空間が、前記装着方向に沿って形成されている
ことを特徴とする画像形成装置。
前記カバー部材は、第１リブと、前記移動方向に関して前記第１リブよりも下流に設けられた第２リブとを有し、
前記現像装置が前記現像位置に在るとき、前記第１シール部材は、前記第１リブに接触しており、且つ、前記第２シール部材は、前記第２リブに接触している
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記第１シール部材及び前記第２シール部材のいずれも、前記カバー部材に取り付けられている
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。
前記カバー部材は、前記現像容器の上部に取り付けられて前記現像容器の上部をカバーし、
前記現像装置が前記現像位置に在るとき、前記壁部材は、前記カバー部材よりも鉛直方向上方に在る
ことを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の画像形成装置。
前記カバー部材の熱伝導率は、前記現像容器の熱伝導率よりも高い
ことを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の画像形成装置。
前記壁部材の熱伝導率は、前記現像容器の熱伝導率よりも高い
ことを特徴とする請求項１ないし５の何れか１項に記載の画像形成装置。
前記第１シール部材の熱伝導率は、前記現像容器の熱伝導率よりも高く、
前記第２シール部材の熱伝導率は、前記現像容器の熱伝導率よりも高い
ことを特徴とする請求項１ないし６の何れか１項に記載の画像形成装置。
前記カバー部材は、ヒートシンクである
ことを特徴とする請求項１ないし７の何れか１項に記載の画像形成装置。
前記カバー部材は、金属製である
ことを特徴とする請求項１ないし８の何れか１項に記載の画像形成装置。
前記壁部材は、金属製である
ことを特徴とする請求項１ないし９の何れか１項に記載の画像形成装置。
前記現像容器は、樹脂製である
ことを特徴とする請求項１ないし１０の何れか１項に記載の画像形成装置。
画像形成装置であって、
像担持体と、
トナーとキャリアを含む現像剤を収容する現像容器と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像するために現像剤を担持する現像剤担持体と、を有する現像装置と、
前記画像形成装置に前記現像装置を装着するための装着部と、
前記装着部に装着された前記現像装置を、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像位置よりも前記像担持体から離間した離間位置から前記現像位置へ移動させる移動機構と、
前記装着部に前記現像装置を装着する装着方向に沿って設けられ、前記現像容器の上部に取り付けられて前記現像容器をカバーするカバー部材と、
前記装着方向に沿って設けられた壁部材であって、前記移動機構によって前記現像装置が前記離間位置から前記現像位置へ移動するとき、前記現像装置と共に移動しない壁部材と、
前記カバー部材に取り付けられたシール部材と、
前記現像装置を冷却するためのエアフローを発生させるためのファンと、を備え、
前記現像装置が前記現像位置に在るとき、前記壁部材は、前記カバー部材よりも鉛直方向上方に在り、且つ、前記カバー部材と前記壁部材と前記シール部材によって、前記ファンによる前記エアフローが通過するための空間が、前記装着方向に沿って形成されている
ことを特徴とする画像形成装置。
前記カバー部材の熱伝導率は、前記現像容器の熱伝導率よりも高い
ことを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
前記壁部材の熱伝導率は、前記現像容器の熱伝導率よりも高い
ことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の画像形成装置。
前記シール部材の熱伝導率は、前記現像容器の熱伝導率よりも高い
ことを特徴とする請求項１２ないし１４の何れか１項に記載の画像形成装置。
前記カバー部材は、ヒートシンクである
ことを特徴とする請求項１２ないし１５の何れか１項に記載の画像形成装置。
前記カバー部材は、金属製である
ことを特徴とする請求項１２ないし１６の何れか１項に記載の画像形成装置。
前記壁部材は、金属製である.
ことを特徴とする請求項１２ないし１７の何れか１項に記載の画像形成装置。
前記現像容器は、樹脂製である.
ことを特徴とする請求項１２ないし１８の何れか１項に記載の画像形成装置。
画像形成装置であって、
像担持体と、
トナーとキャリアを含む現像剤を収容する現像容器と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像するために現像剤を担持する現像剤担持体と、を有する現像装置と、
前記画像形成装置に前記現像装置を装着するための装着部と、
前記装着部に装着された前記現像装置を、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像位置よりも前記像担持体から離間した離間位置から前記現像位置へ移動させる移動機構と、
前記装着部に前記現像装置を装着する装着方向に沿って設けられ、前記現像容器に取り付けられて前記現像容器をカバーするカバー部材と、
前記装着方向に沿って設けられた壁部材であって、前記移動機構によって前記現像装置が前記離間位置から前記現像位置へ移動するとき、前記現像装置と共に移動しない壁部材と、
前記カバー部材に取り付けられたシール部材と、
前記現像装置を冷却するためのエアフローを発生させるためのファンと、を備え、
前記シール部材の熱伝導率は、前記現像容器の熱伝導率よりも高く、
前記現像装置が前記現像位置に在るとき、前記カバー部材と前記壁部材と前記シール部材によって、前記ファンによる前記エアフローが通過するための空間が、前記装着方向に沿って形成されている
ことを特徴とする画像形成装置。
前記カバー部材は、前記現像容器の上部に取り付けられて前記現像容器の上部をカバーし、
前記現像装置が前記現像位置に在るとき、前記壁部材は、前記カバー部材よりも鉛直方向上方に在る
ことを特徴とする請求項２０に記載の画像形成装置。
前記カバー部材の熱伝導率は、前記現像容器の熱伝導率よりも高い
ことを特徴とする請求項２０又は２１に記載の画像形成装置。
前記壁部材の熱伝導率は、前記現像容器の熱伝導率よりも高い
ことを特徴とする請求項２０ないし２２の何れか１項に記載の画像形成装置。
前記カバー部材は、ヒートシンクである
ことを特徴とする請求項２０ないし２３の何れか１項に記載の画像形成装置。
前記カバー部材は、金属製である
ことを特徴とする請求項２０ないし２４の何れか１項に記載の画像形成装置。
前記壁部材は、金属製である
ことを特徴とする請求項２０ないし２５の何れか１項に記載の画像形成装置。
前記現像容器は、樹脂製である
ことを特徴とする請求項２０ないし２６の何れか１項に記載の画像形成装置。