JP2007219398A - 冷却構造および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー補給機構が装備されている現像装置を対象として、大型化を招くことなく冷却作用を確保でき、さらには、冷却に際してトナーの飛散などの現象を確実に防止することができる構成を備えた冷却構造を提供する。
【解決手段】トナーの補給機構３００を備えた現像装置１２６Ｋを対象とする冷却構造であって、上記現像装置１２６Ｋを気流により冷却する手段４００を備え、該冷却手段４００による気流の生成方向を上記現像装置４００に向けたトナーの補給方向とほぼ同一方向に設定し、トナーの補給路３０３が装着される現像装置１２６Ｋ側の装着部２０１でのトナーの押し込みを行うことにより冷却用気流をトナーの飛散防止にも兼用することを特徴としている。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷却構造および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、トナーの補給構造を備えた現像装置を対象とした冷却構造に関する。

複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置などの画像形成装置においては、潜像担持体上に形成された静電潜像を現像プロセスにおいて可視像処理した後、その可視像を記録媒体の一つである記録用紙等のシートに対して静電転写し、転写された可視像が、例えば、加熱定着されて複写物あるいは記録物として得られるようになっている。

一方、複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置や印刷機などの画像形成装置においては、潜像担持体に対する画像形成処理を実行する装置の一部を潜像担持体と同じ筐体内に纏めて配備し、装置本体に対して着脱可能に設けたプロセスカートリッジ構造（以下、プロセスカートリッジという）を採用する場合がある。

プロセスカートリッジの構成としては、画像形成装置に対して着脱可能なカートリッジに対して画像形成処理に用いられる部材である感光体、これに対する画像形成処理を行うための帯電装置、現像装置およびクリーニング装置などが纏めて収納される構成が一般的である（例えば、特許文献１）。

ところで、画像形成装置内には上述した定着装置のように発熱源となる装置が何種類か内蔵されている。発熱源となる機器としては、定着装置に限らず、モータやクラッチなどの電磁機器類さらには制御に用いられるマイクロチップなども含まれており、これら発熱源からの熱は画像形成装置内の雰囲気温度の上昇を招き、装備されている機器に熱的な悪影響を及ぼす場合がある。

例えば、現像装置には現像剤にトナーが用いられており現像装置内の温度上昇によるトナーの凝固を招いて所望する現像剤供給制御が行えなくなる虞がある。特に、近年では、装置の小型化および画像処理の高速化が要望されてきていることから、装置内部での機器の実装密度の高まりや例えば、現像装置内での現像剤の攪拌速度の高速化により、装置内や上述したプロセスカートリッジ内での温度上昇が顕著となる傾向がある。

現像装置が内装されているプロセスカートリッジ内の温度上昇は、上述したようにトナーの融解や凝固の繰り返しにより現像不良や白スジなどの異常画像を発生させる虞がある。

そこで、従来では、プロセスカートリッジおよび現像装置に用いられるケーシング内に送風することにより装置あるいはプロセスカートリッジを対象として排熱する構成（例えば、特許文献２）、現像装置内に設けられている現像剤の層厚規制部材あるいは攪拌部材の内部に空気に通路を構成しその部分に流れる空気を用いて冷却する構成あるいは、現像装置内に設けられている攪拌部材内に空気の通路を構成して冷却部とした構成（例えば、特許文献３乃至５）が提案されている。

また、現像装置には消費量に応じた新規トナーを補給するための構成を設けることもあり、補給のための構成としては、補給用トナーを収容したトナータンクが装備されるトナー補給部から現像装置におけるトナー取り込み部にむけ補給パイプを延長し、補給パイプの端部を現像装置におけるトナー取り込み部に挿入してトナーを気流搬送する構成があり（例えば、特許文献６）、このような構成の現像装置においても前述した現像装置と同様に、現像装置内での温度上昇を防止してトナーの凝固による画質低下を抑制する必要がある。

特開２００４−２７１７０３号公報 特開２００５−１７３２２６号公報 特開２００４−１０９８６８号公報 特開２００２−２７８２６８号公報 特開平１０−９１２２８号公報 特開２００４−１３９０３１号公報

上記各特許文献に開示されている構成においては、例えば強制的な気流生起手段としてのファンを用い、ファンによる気流が通過する空間部をドラム内部やプロセスカートリッジ内に設ける必要がある。しかも、現像装置を対象とした場合には、生起される冷却気流によりトナーが飛散すると装置内が汚損されることがあるので、トナーの飛散を防止するための気密構造などを併せ持たせることになり、これにより装置構造が大型化する虞がある。

画像形成装置には単一色の画像形成を対象とするものだけでなく、フルカラー画像など複数色の画像を形成する場合もあり、このため、現像装置の数も形成される画像の色数に対応して多くなることから画像形成装置内での設置スペースの拡大により画像形成装置自体が大型となる。

本発明の目的は、上記従来のトナーの補給構造を備えた現像装置を対象とした冷却構造およびこれを備えた画像形成装置における問題に鑑み、大型化を招くことなく冷却作用を確保でき、さらには、冷却に際してトナーの飛散などの現象を確実に防止することができる構成を備えた冷却構造および画像形成装置を提供することにある。

請求項１記載の発明は、トナーの補給機構を備えた現像装置を対象とする冷却構造であって、上記現像装置を気流により冷却する手段を備え、該冷却手段による気流の生成方向を上記現像装置に向けたトナーの補給方向とほぼ同一方向に設定したことを特徴としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の冷却構造において、上記気流の移動路中に上記現像装置と隣接させて発熱する電装手段を配置したことを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の冷却構造において、上記電装手段は、上記気流の移動方向に対して直交する方向で上記現像装置と隣接する位置に配置されていることを特徴としている。
請求項４記載の発明は、請求項２または３記載の冷却構造において、上記現像装置と電装手段との間に仕切り部材を設けたことを特徴としている。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の冷却構造において、上記仕切り部材として放熱部材が用いられることを特徴としている。

請求項６記載の発明は、請求項４記載の冷却構造において、上記仕切り部材として遮熱部材を用いることを特徴としている。

請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の冷却構造において、上記電装手段と隣接する現像装置には、上記トナーの補給機構から延長された補給路の装着部が設けられ、該装着部は上記気流の移動方向に沿って上流側から下流側に向け縮径するテーパ状とされていることを特徴としている。

請求項８記載の発明は、請求項７記載の冷却構造において、上記補給路の装着部にはトナーの飛散防止部材が設けられていることを特徴としている。

請求項９記載の発明は、請求項１乃至８のいずれかに記載の冷却構造において、上記気流生成手段として送風手段が用いられることを特徴としている。

請求項１０記載の発明は、請求項９記載の冷却構造において、上記送風手段にはフィルターが設けられていることを特徴としている。

請求項１１記載の発明は、請求項１乃至１０のいずれかに記載の冷却構造において、上記現像装置は金属製のケーシングで構成されていることを特徴としている。

請求項１２記載の発明は、請求項１乃至１１のいずれかに記載の冷却構造を画像形成装置に用いることを特徴としている。

請求項１３記載の発明は、請求項１２記載の画像形成装置において、上記現像装置をプロセスカートリッジに装備したことを特徴としている。

請求項１４記載の発明は、請求項１２または１３記載の画像形成装置において、上記現像装置が着脱可能に設けられ、該現像装置の交換直後には上記気流の移動方向をこれ以外の時と逆の方向に設定されることを特徴としている。

請求項１記載の発明によれば、現像装置を冷却することによりトナーの凝固を防止することが可能となる。しかも、冷却に際しての気流が現像装置に向けたトナーの補給方向とほぼ同一であるので、補給されるトナーが現像装置内に押し込まれるようになり、トナーの飛散が防止される。

請求項２および３記載の発明によれば、現像装置に隣接させて電装手段を配置したことにより現像装置を対象とする冷却気流により他の機器を纏めて冷却することが可能となり、トナーの凝固に影響する発熱源を纏めて冷却できる。

請求項４乃至６記載の発明によれば、現像装置に隣接する電装手段との間に仕切り部材を設けることで現像装置への熱の影響を遮断することができる。特に請求項５記載の発明においては仕切り部材として放熱部材が用いられることにより現像装置周辺部の熱を効率よく放散して冷却することができ、請求項６記載の発明においては仕切り部材として遮熱部材が用いられることにより電装部品の発熱を遮断し、現像装置への熱の影響を遮断することができる。

請求項７記載の発明によれば、トナーの補給路用装着部が気流の移動方向上流側から下流側に向けて縮径するテーパ状であるので、気流が装着部内に進入しやすくなるばかりでなく整流されやすくなるので、トナーを現像装置内に押し込みやすくして飛散を防止することが可能となる。

請求項８記載の発明によれば、装着部にトナーの飛散防止部材が設けられているので、不用意なトナー飛散が確実に防止できる。

請求項９記載の発明によれば、気流生成手段として強制的な気流生成が可能な送風手段が用いられるので、現像装置に向けた補給トナーの押し込みが可能となり、トナー飛散を阻止することが可能となる。

請求項１０記載の発明によれば、送風手段にフィルターが設けられているので、送風時に発生する空気の循環時に装置内に飛散したトナーを回収することが可能となる。

請求項１１記載の発明によれば、現像装置が金属製のケーシングであるので、気流を用いた冷却効率を向上させることが可能となる。

請求項１２，１３記載の発明によれば、装置内での発熱を押さえてトナーの凝固を効率よく防止でき、しかも、冷却に際して用いられる気流によるトナーの飛散が確実に防止される。

請求項１４記載の発明によれば、現像装置交換時に発生するトナーの飛散を送風手段の逆転により回収することができるので、現像装置交換時でのトナー飛散を効率よく押さえることが可能となる。

以下、図に示す実施例により本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、本発明の実施例によるシート搬送装置が適用される画像形成装置の一例を示す模式図であり、同図に示す画像形成装置は、タンデム方式を採用してフルカラー画像を形成可能なカラープリンタである。なお、本発明では、図１に示すプリンタに限らず、複写機、ファクシミリ装置あるいは印刷機なども画像形成装置として含んでいる。

図１において、画像形成装置１２０は、次に挙げる各装置を備えている。
原稿画像に応じた各色毎の画像を形成する作像装置１２１Ｙ、１２１Ｃ、１２１Ｍ、１２１Ｋと、各作像装置１２１Ｙ、１２１Ｃ、１２１Ｍ、１２１Ｋに対向して配置された転写装置１２２と、各作像装置１２１Ｙ、１２１Ｃ、１２１Ｍ、１２１Ｋと転写装置１２２とが対向する転写領域に記録シートを供給するシート供給手段としての手差しトレイ１２３及び繰り出しローラ１２３Ａ、給紙装置１２４に装備されている給紙カセット１２４Ａと、該手差しトレイ１２３あるいは給紙カセット１２４から搬送されてきた記録シートを作像装置１２１Ｙ、１２１Ｃ、１２１Ｍ、１２１Ｋによる作像タイミングに合わせて供給するレジストローラ１３３と、転写領域において転写後のシート状媒体に相当する記録シートの定着を行う定着装置１１０である。

定着装置１１０は、記録シートの搬送路を挟んで対向当接可能な加熱ローラ１１０Ａおよび加圧ローラ１１０Ｂを用いて熱および圧力の作用により画像を溶融軟化および浸透の各過程を経て記録シート上のトナー像を定着する熱ローラ定着方式が用いられている。

転写装置１２２は、転写体として複数のローラに掛け回されているベルト（以下、これを転写ベルトという）１２２Ａが用いられ、各作像装置における感光体ドラムと対向する位置には転写バイアスを印加する転写バイアス手段１２２Ｙ、１２２Ｃ、１２２Ｍ、１２２Ｋがそれぞれ配置されてトナーと逆極性の転写バイアスを作用させることで各作像装置で形成されたトナー像を順次、重畳転写するようになっている。
転写装置１２２には、転写ベルト１２２Ａ上に重畳転写されたトナー像を記録シートに対して一括転写するための二次転写バイアス手段１２２Ｆが記録シートの搬送経路上に配置されている。

画像形成装置１２０は、一般にコピー等に用いられる普通紙と、ＯＨＰシートや、カード、ハガキといった９０Ｋ紙、坪量約１００ｇ／ｍ_２相当以上の厚紙や、封筒等の、用紙よりも熱容量が大きないわゆる特殊シートとの何れをも記録シートとして用いることが可能である。

図１において、各作像装置１２１Ｙ、１２１Ｃ、１２１Ｍ、１２１Ｋは、それぞれイエロー、シアン、マゼンタおよび黒の各色の現像を行うものであり、用いるトナーの色は異なるが、その構成が同様であるから、作像装置１２１Ｋの構成を各作像装置１２１Ｙ、１２１Ｃ、１２１Ｍ、１２１Ｋの代表として説明する。
作像装置１２１Ｋは、静電潜像担持体としての感光体ドラム１２５Ｋ、感光体ドラム１２５Ｋの回転方向に沿って順に配置されている帯電装置１２７Ｋ、現像装置１２６Ｋ、クリーニング装置１２８Ｋを有し、帯電装置１２７Ｋと現像装置１２６Ｋとの間で書き込み装置１２９からの書き込み光１２９Ｋにより色分解された色に対応する画像情報に応じた静電潜像を形成する構成が用いられる。静電潜像担持体としては、ドラム状の他に、ベルト状とする場合もある。これら感光体ドラムの周囲に配置されている画像形成用、換言すれば、作像用機器は纏めて図２に示す筐体を備えたユニット構造からなるプロセスカートリッジ２００内に収納されている。
図１に示す画像形成装置１２０は、転写装置１２２が斜めに延在させてあるので、水平方向での転写装置１２２の占有スペースを小さくすることができる。

上記構成を備えた画像形成装置１２０では、次の行程および条件に基づき画像形成が行われる。なお、以下の説明では、各作像装置を代表して符号１２１Ｋで示した黒トナーを用いて画像形成が行われる作像装置を対象として説明するが、他の作像装置も同様であることを前置きしておく。
画像形成時において感光体ドラム１２５Ｋは、図示されないメインモータにより回転駆動され、帯電装置１２７Ｋに印加されたＡＣバイアス（ＤＣ成分はゼロ）により除電され、その表面電位が略−５０Ｖの基準電位に設定される。
次に感光体ドラム１２５Ｋは、帯電装置１２７ＫにＡＣバイアスを重畳したＤＣバイアスを印加されることによりほぼＤＣ成分に等しい電位に均一に帯電されて、その表面電位がほぼ−５００Ｖ〜−７００Ｖ（目標帯電電位はプロセス制御部により決定される）に帯電される。

感光体ドラム１２５Ｋは、一様帯電されると書き込み行程が実行される。書き込み対象となる画像は、図示しないコントローラ部からのデジタル画像情報に応じて書き込み装置１２９を用いて静電潜像形成のために書き込まれる。つまり、書き込み装置１２９では、デジタル画像情報に対応して各色毎で２値化されたレーザダイオード用発光信号に基づき発光するレーザ光源からのレーザ光がシリンダレンズ（図示されず）、ポリゴンモータ１２９Ａ、ｆθレンズ１２９Ｂ、第１〜第３ミラー、およびＷＴＬレンズを介して、各色毎の画像を担持する感光体ドラム、この場合には、便宜上、感光体ドラム１２５Ｋ上に照射され、照射された部分の感光体ドラム表面での表面電位が略−５０Ｖとなり、画像情報に対応した静電潜像が作像される。

感光体ドラム１２５Ｋ上に形成された静電潜像は、現像装置１２６Ｋにより色分解色と補色関係にある色のトナーを用いて可視像処理されるが、現像行程では、現像スリーブにＡＣバイアスを重畳したＤＣ：−３００Ｖ〜−５００Ｖが印加されることにより、書き込み光の照射により電位が低下した画像部分にのみトナー（Ｑ／Ｍ：−２０〜−３０μＣ／ｇ）が現像され、トナー像が形成される。

現像行程により可視像処理された各色のトナー画像は、レジストローラ１３３によりレジストタイミングを設定されて繰り出される記録シートに転写されることになるが、記録シートは、転写ベルト１２２Ａに達する前にローラで構成されたシート吸着用バイアス手段による吸着用バイアスの印加によって転写ベルト１２２Ａに静電吸着されるようになっている。
転写ベルト１２２Ａは、各作像装置での感光体ドラムに対向する位置で転写装置１２２に装備されている転写バイアス手段１２２Ｙ、１２２Ｃ、１２２Ｍ、１２２Ｋによるトナーと逆極性のバイアス印加によって感光体ドラムからトナー像を静電転写され、重畳転写されたトナー像が二次転写バイアス手段１２２Ｆにより記録シートに一括転写される。

各色の転写工程を経た記録シートは、転写ベルトユニットの駆動側ローラ（便宜上、図１において符号１２２Ａ１で示す）で転写ベルト１２２Ａから曲率分離され、定着装置１１０に向けて搬送され、定着ベルトと加圧ローラとにより構成される定着ニップを通過することにより、トナー像が記録シートに定着されて、排紙トレイ１３２へと排出される。
図１に示した画像形成装置１２０では、定着後に排出される記録シートの片面への画像形成だけでなく両面への画像形成を行うことができるようになっており、両面への画像形成時には、定着後の記録シートが反転循環経路ＲＰに搬送され、この循環路末端に位置して手差しトレイ１２３からのシート繰り出しを兼ねる繰り出しローラＲＰ１によってレジストローラ１３３に向け繰り出されるようになっている。片面および両面への画像形成時での記録シートの搬送路の切り換えは、定着装置１１０の後方に配置されている搬送路切り換え爪ＲＰ２によって行われる。

搬送路切り換え爪ＲＰ２は、後述するシート搬送装置として用いられる搬送部に設けられており、シートの搬送形態に応じて搬送路を切り換えるようになっている。

上述した帯電電位をはじめとする各物性は、上記値に限ることはなく、色彩や濃度などに応じて変更できること勿論である。また、図１において、符号Ｔ１〜Ｔ４は現像装置で使用されるトナーの補給タンクを示しており、補給タンクは、図中手前側から奥側に延設するボトル形状を有し、図中奥側から現像装置に向けてトナーが供給される構成となっている。

図１に示す構成を備えた画像形成装置１２０では、前述したように、高さ方向の丈を小さくするために転写装置１２２に用いられる転写ベルト１２２Ａも斜めに展張される構成が採用されている。

図１に示した画像形成装置に用いられる作像装置１２１Ｙ、１２１Ｃ、１２１Ｍ、１２１Ｋは、静電潜像の可視像処理に用いられる現像装置が画像形成装置１２０の本体内に対して、図中奥側から手前側に向けて摺動することで着脱可能な金属製のプロセスカートリッジに収納されており、さらに、トナータンクＴ１〜Ｔ４から新規トナーを補給されるようになっている。

図２は、現像装置を収納しているプロセスカートリッジおよびトナータンクからのトナー補給機構を示す図であり、同図には、作像装置のうちでブラックトナーを供給する現像装置１２６Ｋにより現像処理される感光体ドラム１２５Ｋが装備されているプロセスカートリッジを対象として示してある。なお、本実施例においては、図中右下側が、図１でいう手前側に対応し、図中左上側が図１でいう奥側に対応している。

同図において現像装置１２６Ｋは、金属製のプロセスカートリッジ２００に収納されており、プロセスカートリッジ２００に形成されている開口部２００Ａから周面の一部が露出している感光体１２５Ｋに隣接させてプロセスカートリッジ２００の内部に配置されている。

プロセスカートリッジ２００の一部には、後述するトナー補給機構３００からのトナーを供給される補給部２０１が設けられており、補給部２０１は、プロセスカートリッジ２００の表面から外側に向けて膨出する装着部２０１（以下、便宜上、補給部を装着部２０１に置き換えて表現する）で構成され、装着部２０１は、現像装置１２６Ｋ内の攪拌混合部に連通する部分であり、後述するトナー補給機構３００から延長された補給パイプ３０３の端部が挿入されるようになっている。また、装着部とともにプロセスカートリッジを図中右下側に引き出すことで、補給パイプ３０３との係合状態が解除され、プロセスカートリッジのメンテナンスを可能とする。

トナー補給部３００は、トナータンク（図１において符号Ｔ１〜Ｔ４で示した部材）からトナーを補給するための機構であり、トナータンクに近接して配置されているホッパー３０１を備えている。ホッパー３０１の内部には、図示しないが攪拌部材が設けられており、攪拌部材はホッパー３０１に取り付けられている駆動モータ３０２によって回転駆動され、補給パイプ３０３に向けトナーを移送（補給）するようになっている。

本実施例においては、プロセスカートリッジ２００に収納されてトナー補給機構３００からトナーの補給を受ける構成を備えた現像装置１２６Ｋを対象として冷却する構成が設けられている。以下、この構成について説明する。

プロセスカートリッジ２００の近傍には、プロセスカートリッジ２００の長手方向、換言すれば、現像装置１２６Ｋにおける現像スリーブ１２６Ｋ１の軸方向に沿ってトナー補給機構３００からのトナーの移送（補給）方向上流側でトナー補給機構３００側に気流生成手段としての送風ファン４００が配置されている。

送風ファン４００は、プロセスカートリッジ２００とは独立して、図示しないが画像形成装置の外部と連通可能な位置に設けられた支持部に取り付けられており、図３において符号Ｆで示す気流の生成方向、換言すれば、送風方向が、図３において符号F1で示すトナーの移送（補給）方向とほぼ同一な方向を設定されている。

送風ファン４００がその送風方向をトナーの移送（補給）方向とほぼ同一としていることにより、トナー補給機構３００から延長されて現像装置１２６Ｋの装着部２０１に挿入される補給パイプ３０３から現像装置１２６Ｋに向けて移送されるトナーは、現像装置１２６Ｋ側に向けて押し込まれやすくなる。これにより、装着部２０１から外部に漏洩して飛散しようとするトナーが殆どない状態とされる。つまり、装着部２０１と補給パイプ３０３の端部とは、挿入あるいは取り外しのために、いわゆる、挿脱時での余裕分に相当する嵌合代を持たせて補給パイプ３０３の抜き差しが容易に行える寸法関係とされており、僅かながらも隙間が生じることがある。このため、隙間からトナーが外部に漏洩して飛散することもあるが、本実施例の構成においては、送風ファン４００により生起された気流の方向により外部への漏洩を生じることなく現像装置１２６Ｋの内部に向け流動しやすくされる。

一方、図４に示すように、プロセスカートリッジ２００は、画像形成装置１２０の内部に設けられている挿脱部５００に配置されて固定されるようになっている。画像形成装置１２０側に設けてある挿脱部５００には、これを構成する画像形成装置１２０側の支持部５００Ａに送風ファン４００が支持されるようになっている。

挿脱部５００には、プロセスカートリッジ２００を設置する空間に隣接して仕切り部材６００が設けられており、仕切り部材６００により仕切られた空間には、発熱源となる電装手段の一つである電源装置およびこれによる駆動回路など（便宜上、図４において符号７００Ａで示す）を実装した電装基板７００が配置されている。

仕切り部材６００により仕切られた空間は、送風ファン４００の送風方向、換言すれば、気流の移動方向と直交する方向に位置しており、気流と直交する方向でプロセスカートリッジ２００と電装基板７００とが隣接して配置されていることになる。

本実施例では、このような各機器の配置構成を対象として送風ファン４００による冷却が行われるようになっており、図４に示すように送風ファン４００における吹き出し位置近傍からプロセスカートリッジ２００および電装基板７００の長手方向のほぼ全域を覆うことができる長さで延長された仕切り部材６００により送風ファン４００からの気流が分流されて各空間内を流れるようにしてある。

上述した仕切り部材６００は、金属製などの放熱部材や断熱性樹脂などの遮熱部材が用いられるようになっており、放熱部材の場合には、ヒートシンクとして機能し、遮熱部材の場合には隣り合う機器への熱伝達を遮断するように機能する。

送風ファン４００における吹き出し部は、仕切り部材６００によって仕切られている両方の空間に対面するようになっており、送風ファン４００によって生起された気流は、図４において符号ＦＡ、ＦＢで示すように、プロセスカートリッジ２００の長手方向に沿ってトナーの移送（補給）方向と同じ方向および電装基板７００の搭載方向にそれぞれ流れるようになっており、気流に各機器が接触して冷却されるようになっている。

以上のような構成においては、送風ファンに４００よる気流の移動方向がトナー補給機構３００からのトナーの移送（補給）方向と同じであるので、現像装置１２６Ｋ側の装着部２０１において移送されてくるトナーが現像装置１２６Ｋ内に押し込まれることで冷却に加えてトナーの飛散が防止される。

ところで、本実施例では、装着部２０１でのトナーの飛散を防止する構成として、図５に示す構成を用いることができる。

図５は、装着部２０１の構成を示す図であり、同図においては種々異なる構成を示している。
図５において装着部２０１は、矢印で示す気流の移動方向と平行する長手方向一端が閉鎖された半円柱状のドーム形状をなす部材であり長手方向他端に形成されている装着口２０１Ａに対してトナー補給機構３００からの補給パイプ３０３が挿脱されるようになっている。
図５（Ａ）に示す構成は、装着口２０１Ａが補給パイプ３０３の端部を挿入できる大きさのほぼ円形状をなし、補給パイプ３０３の端部が圧入されるようになっている。

ところで、装着口２０１Ａに対して端部が挿入される際には、装着口２０１Ａと補給パイプ３０３の端部外周面との間に僅かながらの隙間が形成されて抜き差し作業の際の作業性を高めるようにしてあるが、その隙間が小さいと送風ファン４００による気流が進入した場合、隙間部分を流れる気流が乱流となり、現像装置１２６Ｋ内に押し込まれるはずのトナーが外部に飛散する場合がある。そこで、本実施例では、装着口２０１Ａからのトナーの漏洩などによる飛散が生じないような構成が採用される。
図５（Ｂ）は、図５（Ａ）を示す状態と違って、矢印で示す気流の移動方向下流側から装着部２０１を示した図である。
図５（Ｂ）において装着部２０１は、送風ファン４００により生起される気流の移動方向に平行する断面形状がテーパ状（平面視寸法Ｌ１＞Ｌ２）とされている。これにより、装着部２０１内に流れ込んだトナーは装着部２０１の断面形状に沿って収束する流れに整流されるので隙間から進入した空気もその整流化に順じた流れとなることにより乱流が解消されてこの乱流が原因するトナーの外部飛散を解消することができる。

図５（Ｃ）に示す構成は、気流の移動方向上流側に位置する装着部２０１の装着口２０１Ａを対象として開口端側を拡径した構成である。これにより、隙間の大きさによってその隙間から不用意に外気が進入した場合でも装着口２０１Ａ近傍で収束する流れが生起されて整流化されるので隙間部分での乱流が抑止されて乱流が原因するトナーの飛散が防止される。

図５（Ｄ）に示す構成は、装着部２０１における装着口２０１Ａの外周面にトナーの飛散防止部材２０２が取り付けられており、装着口２０１Ａ内面と補給パイプ３０３の外周面との間の隙間から漏洩したトナーが送風ファン４００の送風方向（図中、矢印で示す気流の移動方向に相当）に沿ってプロセスカートリッジの中央側、換言すれば、図２に示した感光体ドラム１２５Ｋが外部に露呈している位置に向け飛散するのを阻止するようになっている。これにより、装着口２０１Ａから漏洩して飛散したトナーの一部が感光体ドラム表面あるいはその周辺近傍に達するのを遮ることができる。
本実施例では、飛散防止部材２０２としてマイラーフィルムのような薄い板材を用いているが、これに代えてトナーを吸着できるフィルターとすることも可能である。

以上のような本実施例においては、送風ファン４００による気流の移動方向設定によって現像装置１２６Ｋ内に押し込まれるべきトナーが装着部２０１での乱流発生により飛散するのを装着部２０１の形状構成による整流化によって抑止することにより飛散したトナーが現像処理部や装置内部に飛散するのを防止することができる。

次に本発明の別実施例について説明する。
本実施例は、トナーの飛散が発生する場合の一つとして、プロセスカートリッジの交換時が相当していることに着目し、交換の際にプロセスカートリッジから漏洩したトナーが装置内に飛散するのを防止することを特徴としている。以下、そのための構成を説明する。

図６は、送風ファン４００の駆動制御を行うために用いられる制御部８００を説明するためのブロック図であり、制御部８００は、画像形成処理のためのシーケンス制御が可能なマイクロプロセッサが用いられている。

制御部８００における入力部には、本実施例に関連する部材として、プロセスカートリッジ２００の位置決め検知センサ８０１が接続され、出力側には送風ファン４００の駆動部４０１が接続されている。

制御部８００では、プロセスカートリッジ２００が交換などにより設置位置から取り外されると位置決め検知センサ８０１からの、例えばオン信号によりプロセスカートリッジ２００が取り外されたことを判断したのち、再度位置決めセンサ８０１がオフ信号に切り換えられた状態を判別することでプロセスカートリッジ２００が装填されたことを判断し、位置決め検知センサ８０１からの信号によりプロセスカートリッジ２００が装填された時点から所定時間の間、送風ファン４００の回転方向を通常の画像形成時の回転方向と逆にして逆転するようになっている。

図７は、制御部８００の作用を説明するためのフローチャートであり、同図において、位置検知センサ８０１のオフ信号の入力状態を判別することによりプロセスカートリッジ２００が新品に交換されことを判別した上で、送風ファン４００を所定時間の間逆転させる。この場合の所定時間とは、３０秒〜１分程度に設定されており、交換のために装填される時点から装填が完了した後、僅かの時間経過した状態に相当させてある。
これにより、交換の際の装填時において、仮にプロセスカートリッジ２００から一部のトナーが漏洩して飛散しようとした場合でも、トナーの移送方向（補給）方向と逆方向の気流が生起されているので、プロセスカートリッジ２００側での現像スリーブ１２６Ｋ１が露呈する位置あるいは画像形成装置内へのトナーの飛散が防止される。

所定時間の逆転終了後には、トナーの移送（補給）方向と々方向となる気流の移動方向が得られる回転（正転）に切り換えられる。

なお、本実施例では、気流生成手段として用いられる送風ファン４００が正逆転制御されるようになっており、逆転時には装置内に飛散したトナーが付着あるいは接触する部材であるので、逆転時には飛散したトナーを吸着できるようにフィルターを取り付けることも可能である。また、装着部２０１の装着口２０１Ａからのトナーの漏洩を防止する構成として、補給パイプ３０３の挿入側端部外周面にスポンジなどの可撓性あるいは弾性を有するシール部材を貼付することも可能である。

次に本発明実施例の要部変形例を図８において説明する。
図８は、フルカラー画像形成が可能な画像形成装置において気流生成手段としての送風ファン４００を、色毎の現像装置を装備するプロセスカートリッジ２００に対応させて設けた構成を示している。なお、符号１２０Ｂはプロセスカートリッジの集積設置部と、例えば電装基板の設置部とを熱的に遮蔽する仕切板を示している。

この場合には、画像形成装置１２０における本体筐体１２０Ａの一方側に送風ファン４００をプロセスカートリッジ２００の設置位置に対応して取り付け、そして本体筐体１２０Ａの他方側に排気口１２０Ａ１が設けられている。これにより、送風ファン４００による気流は矢印で示すようにプロセスカートリッジ２００の長手方向に沿って流れ、排気口１２０Ａ１から外部に排出される。

この構成においては、各プロセスカートリッジ２００を対象として個別に冷却することができるので、装置内全体を対象とした送風駆動源を設ける場合と違って、送風ファンを小型化することができる。しかも、各プロセスカートリッジでの温度上昇具合に適した送風ファン４００の駆動制御、つまり選択して駆動するようにすれば、冷却の必要がないプロセスカートリッジを対象とした送風ファン４００の駆動による電力消費量の増加防止でき、省エネルギーの面で有利となる。ただし、装置内全域での温度管理において冷却が必要な場合には、稼働していないプロセスカートリッジを対象とする送風ファンであっても駆動されるようにすることもちろん可能である。

本発明の実施例による冷却構造が適用される画像形成装置の一例を示す模式図である。 本発明実施例による冷却構造に用いられるプロセスカートリッジとトナー補給機構および送風ファンの配置関係を説明するための図である。 図２に示した配置関係の平面視的模式図である。 図３に示したプロセスカートリッジと送風ファンとが画像形成装置内に装備されている際の気流状態を説明するための図である。 図３に示したプロセスカートリッジとトナー補給機構における補給路の装着部の構成を説明するための図である。 本発明実施例による冷却構造に用いられる制御部の構成を説明するためのブロック図である。 図６に示した制御部の作用を説明するためのフローチャートである。 本発明実施例による冷却構造の別例を説明するための平面視的模式図である。

符号の説明

１２０ 画像形成装置
２００ プロセスカートリッジ
２０１ 装着部
３００ トナー補給機構
３０３ 補給パイプ
４００ 送風ファン
６００ 仕切り部材
７００ 電装基板
８００ 制御部

Claims (14)

1. トナーの補給機構を備えた現像装置を対象とする冷却構造であって、
   上記現像装置を気流により冷却する手段を備え、該冷却手段による気流の生成方向を上記現像装置に向けたトナーの補給方向とほぼ同一方向に設定したことを特徴とする冷却構造。
2. 請求項１記載の冷却構造において、
   上記気流の移動路中に上記現像装置と隣接させて発熱する電装手段を配置したことを特徴とする冷却構造。
3. 請求項２記載の冷却構造において、
   上記電装手段は、上記気流の移動方向に対して直交する方向で上記現像装置と隣接する位置に配置されていることを特徴とする冷却構造。
4. 請求項２または３記載の冷却構造において、
   上記現像装置と電装手段との間に仕切り部材を設けたことを特徴とする冷却構造。
5. 請求項４記載の冷却構造において、
   上記仕切り部材として放熱部材が用いられることを特徴とする冷却構造。
6. 請求項４記載の冷却構造において、
   上記仕切り部材として遮熱部材を用いることを特徴とする冷却構造。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の冷却構造において、
   上記電装手段と隣接する現像装置には、上記トナーの補給機構から延長された補給路の装着部が設けられ、該装着部は上記気流の移動方向に沿って上流側から下流側に向け縮径するテーパ状とされていることを特徴とする冷却構造。
8. 請求項７記載の冷却構造において、
   上記補給路の装着部にはトナーの飛散防止部材が設けられていることを特徴とする冷却構造。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載の冷却構造において、
   上記気流生成手段として送風手段が用いられることを特徴とする冷却構造。
10. 請求項９記載の冷却構造において、
    上記送風手段にはフィルターが設けられていることを特徴とする冷却構造。
11. 請求項１乃至１０のいずれかに記載の冷却構造において、
    上記現像装置は金属製のケーシングで構成されていることを特徴とする冷却構造。
12. 請求項１乃至１１のいずれかに記載の冷却構造を用いることを特徴とする画像形成装置。
13. 請求項１２記載の画像形成装置において、
    上記現像装置をプロセスカートリッジに装備したことを特徴とする画像形成装置。
14. 請求項１２または１３記載の画像形成装置において、
    上記現像装置が着脱可能に設けられ、該現像装置の交換直後には上記気流の移動方向をこれ以外の時と逆の方向に設定されることを特徴とする画像形成装置。

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