JP2011133643A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像装置内の温度上昇を抑制する。
【解決手段】定着装置と、現像装置と、定着装置と現像装置との間に設けられた隔壁とを備え、前記隔壁が、現像装置側から定着装置側へ熱を移動させるペルチェ素子を有することを特徴とする画像形成装置。
【選択図】図７

Description

この発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。

静電電子写真方式を利用した画像形成装置は、一般に帯電、露光、現像、転写、クリーニング、除電、及び定着の各工程を実行することで画像を形成する。画像を形成する工程は、例えば、帯電装置によって回転駆動される感光体ドラムの表面を均一に帯電され、露光装置によって帯電した感光体表面にレーザ光を照射され静電潜像が形成される。続いて、現像装置によって感光体上の静電潜像が現像され感光体表面上にトナー像が形成される。転写装置によって感光体上のトナー像は転写材上に転写され、その後、定着装置によって加圧、加熱されることによって、トナー像は転写材上に固定される。また感光体表面上に残った転写残留トナーはクリーニング装置により除去され所定の回収部に回収されると共に、クリーニングされた後の感光体表面は除電装置により残留電荷が除去され次の画像形成に備える。

感光体上の静電潜像を現像する現像剤としては、トナーのみからなる一成分現像剤やトナーとキャリアとからなる二成分現像剤が一般に用いられる。一成分現像剤は、キャリアを用いないため、トナーとキャリアを均一に混合するための攪拌機構などを必要とせず、現像装置がシンプルになるといった利点を有するが、トナーの帯電量が安定しにくい等の欠点がある。二成分現像剤は、トナーとキャリアを均一に混合するための攪拌機構などを必要とすることから、現像装置が複雑になるといった欠点を有するが、帯電量の安定性に優れることから、高速画像形成装置やカラー画像形成装置によく使用されている。

二成分現像剤においては、印刷速度の高速化やカラー化、さらには省エネルギー化に対応するため、トナーの小粒径化や低軟化点化が進んできており、このようなトナーは、熱により凝集しやすいという欠点を有する。そのため、現像装置内で攪拌される時の摩擦熱により現像装置内の温度が上昇すると、現像剤の温度が上がり、現像剤の凝集や現像剤の流動性低下により画像濃度にムラが生じるなどの問題があった。

この問題に対して、定着装置と現像装置との間に、断熱および冷却を行うダクトを設けることにより、現像装置内の現像剤の昇温を抑制するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−２４３５２号公報

しかしながら、風を送って現像剤を冷却する方法においては、画像形成装置の周囲温度が高いと冷却能力が低下する課題があった。また、画像形成後、直ぐに電源を切ると、冷却風を送るファンも停止するため、定着装置側の熱が画像形成装置内にこもり、現像装置が温まり、現像剤の凝集や現像剤の流動性が低下する課題があった。

この発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、画像形成装置の周囲温度が高くても、あるいは、画像形成直後に電源を切った場合であっても、現像剤の凝集や現像剤の流動性低下が起こりにくい画像形成装置を提供するものである。

この発明は、定着装置と、現像装置と、定着装置と現像装置との間に設けられた隔壁とを備え、前記隔壁が、現像装置側から定着装置側へ熱を移動させるペルチェ素子を有することを特徴とする画像形成装置を提供するものである。

この発明によれば、定着装置から現像装置への熱伝導を遮断する隔壁現像装置側の熱を定着装置側に移動させるペルチェ素子を用いることにより、効率的に現像装置の冷却と、定着装置の加熱や保温ができるので、現像剤の過熱により生じる現像剤の凝集や現像剤の流動性低下による画像濃度ムラを防止できると同時に、定着装置の放冷を抑え、画像形成再開時の定着装置の加熱時間を短縮できる。

この発明の実施形態に係る現像装置が用いられた画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。 図１に示す画像形成装置のトナー補給装置の概略構成を示す断面図である。 図２のＣ−Ｃ矢視断面図である。 図１に示す画像形成装置の現像装置の概略構成を示す断面図である。 図４のＡ−Ａ矢視断面図である。 図４のＢ−Ｂ矢視断面図である。 図１の隔壁の概略構成を示す正面図である。 隔壁の変形例を示す正面図である。

この発明の画像形成装置は、定着装置と、現像装置と、定着装置と現像装置との間に設けられた隔壁とを備え、前記隔壁が、現像装置側から定着装置側へ熱を移動させるペルチェ素子を有することを特徴とする。
ここで、ペルチェ素子とは、２種類の金属の接合部に電流を流すと一方の金属から他方の金属へ熱が移動するというペルチェ効果（Peltier effect）を利用した板状の半導体素子であり、素子の低温側から高温側へ熱を移動させるヒートポンプとして利用される。
前記隔壁が、保冷用蓄熱部材を備え、保冷用蓄熱部材がペルチェ素子に対して現像装置側に設けられてもよい。
前記隔壁が、保温用蓄熱部材とを備え、保温用蓄熱部材がペルチェ素子に対して定着装置側に設けられてもよい。

前記保冷用蓄熱部材が、融点が３５℃以上４５℃以下の結晶性材料を含むことが好ましい。
前記保温用蓄熱部材が、融点が６０℃以上１００℃以下の結晶性材料を含むことが好ましい。
結晶性材料が、銅板またはアルミニウム板からなる容器に収容されてもよい。
前記容器が、容積可変構造であることが好ましい。

以下、図面に示す実施形態を用いてこの発明を詳述する。
［画像形成装置］
図１はこの発明の実施形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。
画像形成装置１００は、外部から伝達される画像データに応じて所定のシート（記録用紙，記録媒体）に多色または単色の画像を形成するものである。なお、画像形成装置１００の上方にスキャナ等を備えてもよい。
画像形成装置１００は、定着装置１２が収容される定着装置収容部１００Ａと、現像装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ（以下、現像装置２という）が収容される現像装置収容部１００Ｂとを含み、その間に隔壁３０が設けられている。

［隔壁］
図７は、図１における隔壁３０の概略構成を示す正面図である。隔壁３０は、ペルチェ素子３３と、ペルチェ素子３３の定着装置収容部１００Ａ側に設けられる保温用蓄熱部材３１と、ペルチェ素子３３の現像装置収容部１００Ｂ側に設けられる保冷用蓄熱部材３２からなるサンドイッチ構造の板状の部材で、定着装置１２から現像装置２への熱伝導を遮断する。

ペルチェ素子３３には、図示しない電源が電気配線で接続されており、保温用蓄熱部材３１側を加熱し、保冷用蓄熱部材３２を冷却する向きに電流が流れるようになっている。ペルチェ素子３３により現像装置２側から定着装置１２側へ熱を移動させることにより、定着装置１２の加熱および保温、並びに現像装置２の冷却および保冷を効率的に行ことができる。

保温用蓄熱部材３１の表面には、２つの保温用蓄熱部材温度センサ４１が設けられ、保温用蓄熱部材３１の温度を検知し、また、保冷用蓄熱部材３２の表面には、２つの保冷用蓄熱部材温度センサ４２が設けられ、保冷用蓄熱部材３２の温度を検知する。保温用蓄熱部材３１および保冷用蓄熱部材３２の温度をモニタしながら、ペルチェ素子３３への電流量を制御することにより、過度の加熱や冷却を防止できる。

保温用蓄熱部材３１は、融点が６０℃以上１００℃以下の結晶性材料が、銅板またはアルミニウム板からなる中空の薄箱状の結晶性材料収容器に収容されている。保冷用蓄熱部材３２は、融点が３５℃以上４５℃以下の結晶性材料が、銅板またはアルミニウム板からなる中空の薄箱状の結晶性材料収容器に収容されている。各結晶性材料収容器は、ペルチェ素子３３の反対側（外側）へ膨らむ（あるいは凹む）ことのできるフレキシブルな構造つまり容積可変構造となっており、結晶性材料が膨張（あるいは収縮）した際の内圧を吸収できるようになっている。
なお、フレキシブルな構造を有する容器は、例えば、厚みが０．５ｍｍ〜１ｍｍのアルミニウム板を用いて蛇腹構造とすることにより形成することができる。

隔壁３０には、現像装置収容部１００Ｂから定着装置収容部１００Ａへとシートが通過するための隙間３４が形成されている。
ペルチェ素子３３により、加熱される保温用蓄熱部材３１の制御温度としては、内部に収容される結晶性材料（融点が６０℃以上１００℃以下）が融解している状態（すなわち結晶化エネルギーを蓄えている状態）になるように、結晶性材料の融点より高い温度に制御するのが好ましい。ただし、あまり高すぎるとエネルギーロスが大きくなるので、融点より１〜１０℃程度高いことが好ましい。

ペルチェ素子３３により、冷却される保冷用蓄熱部材３２の制御温度としては、内部に収容される結晶性材料（融点が３５℃以上４５℃以下）が結晶化している状態（すなわち融解エネルギーを吸収できる状態）になるように、結晶性材料の融点より低い温度に制御するのが好ましい。ただし、あまり低すぎるとエネルギーロスが大きくなるので、融点より１〜１０℃程度低いことが好ましい。

保冷用蓄熱部材３２に収容される融点が３５℃以上４５℃以下の結晶性材料としては、公知の有機化合物や無機化合物が使用できる。具体的な化合物例としては、パルミチン酸メチル（融点３０℃）、マルガリン酸メチル（融点３０℃）、ステアリン酸アミル（融点３０℃）、１，１３−トリデカンジカルボン酸ジエチル（融点３０℃）、塩化カルシウム６水塩（融点３０℃）、硝酸リチウム３水塩（融点３０℃）、ステアリン酸プロピル（融点３１℃）、ｎ−ノナデカン（融点３２℃）、ミリスチン酸テトラデシル（融点３２℃）、ステアリン酸オクチル（融点３２℃）、ステアリルメチルポリシロキサン（融点３２℃）、硫酸ナトリウム１０水塩（融点３２℃）、ラウリン酸テトラデシル（融点３３℃）、炭酸ナトリウム１０水塩（融点３３℃）、ミリスチルアルコール（融点３５℃）、ミリスチン酸ドデシル（融点３５℃）、α-テルピネオール （融点３６℃）、燐酸水素2ナトリウム12水和物（融点３６℃）、ラウリン酸オクタデシル（融点３７℃）、ｎ−エイコサン（融点３７℃）、ステアリン酸メチル（融点３８℃）、１−テトラデカノール（融点３８℃）、ミリスチルアルコール（融点３８℃）、ミリスチン酸テトラデシル（融点３９℃）、フェノール（融点４１℃）、パルミチン酸ドデシル（融点４１℃）、ドコサン（融点４４℃）、Ｎ−オクチル−４−メチルピリジニウム（融点４４℃）、ヘキサフルオロホスフェート（融点４４℃）、アラキジン酸メチル（融点４５℃）、Ｎ−ヘキシルピリジニウム（融点４５℃）、ヘキサフルオロホスフェート（融点４５℃）などが使用できる。
保温用蓄熱部材３１に収容される融点が６０℃以上１００℃以下の結晶性材料としては、公知の有機化合物や無機化合物が使用できる。

具体的な化合物例としては、オクタデカノール（融点６０℃）、エイコサノール（融点６０℃）、ドコサノール（融点６７℃）、ステアリルアルコール（融点６１℃）、パルミチン酸（融点６３℃）、ステアリン酸（融点７０℃）、フタル酸ジシクロヘキシル（融点６５℃）、グリセリンステアレート（融点６５℃）、二安息香酸エチレングリコール（融点７０℃）、三安息香酸トリメチロールエタン（融点７３℃）、１，２−ヒドロキシステアリン酸（融点７３℃）、四安息香酸ペンタエリトリット（融点９５℃）、八酢酸スクロース（融点８９℃）、カテコールジベンゾエート（融点８６℃）、フタル酸ジフェニル（融点７３℃）、イコサン酸（融点７５℃）、オレイン酸アミド（融点７５℃）、トリアコンタン酸（融点９５℃）、安息香酸スクロース（融点９８℃）、ローゼ合金（融点１００℃）、ニュートン合金（融点９５℃）、ウッド合金（融点６５℃）、リポビッツ合金（融点７２℃）、ジヘプタデシルケトン（融点８０℃）、ステアリン酸アミド（融点１００℃）、硝酸亜鉛７水和物（融点１００℃）などが使用できる。

また、具体的な市販品としては、東ソー社製エチレン酢酸ビニル共重合体ウルトラセン６８１（融点７０℃）日本精蝋社製パラフィンワックスＨＮＰ９（融点７０℃）、日本精蝋社製パラフィンワックスＨＮＰ１０（融点７５℃）、日本精蝋社製パラフィンワックスＨＮＰ１９０（融点８０℃）、加藤洋行社製カルナウバロウワックス（融点８５℃）などが使用できる。

［定着装置収容部］
定着装置収納部１００Ａは、図１に示すように、定着装置１２と、定着されたシートを排紙トレイ１５上に排出する搬送ローラ２５ｂと排紙ローラ２５ｃを収容する。

定着装置１２は、ヒートローラ８１及び加圧ローラ８２を備え、これらヒートローラ８１及び加圧ローラ８２はシートを挟んで回転する。ヒートローラ８１は、所定の定着温度となるように制御部（図示せず）によって制御される。この制御部は温度検出器（図示せず）からの検出信号に基づいてヒートローラ８１の温度を制御する。

ヒートローラ８１は、加圧ローラ８２とともにシートを熱圧着することにより、シートに転写されているトナー像を溶融させながら圧接し、シート上に定着させる。なお、トナー像（各色トナー像）が定着されたシートは、搬送ローラ２５ｂと排紙ローラ２５ｃによって反転状態（トナー像を下側に向けた状態）で排紙トレイ１５上に排出される。

［現像装置収容部］
現像装置収容部１００Ｂは、図１に示すように表面に静電潜像が形成される感光体ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ（以下、感光体ドラム３という）と、感光体ドラム３の表面を帯電させる帯電器５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ（以下、帯電器５という）と、感光体ドラム３表面に静電潜像を形成する露光ユニット１と、感光体ドラム３の表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置２と、現像装置２にトナーを補給するトナー補給装置２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ（以下、トナー補給装置２２という）と、感光体ドラム３の表面のトナー像を記録媒体に転写する中間転写ベルトユニット８を収容している。なお、上記ａ〜ｄの符号は、ａが黒画像形成用の部材、ｂがシアン画像形成用の部材、ｃがマゼンタ画像形成用の部材、ｄがイエロー画像形成用の部材であることを示したものである。

画像形成装置１００に入力される黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の色成分毎の画像データに基づいて、４つ感光体ドラム３の各表面に、黒トナー画像、シアントナー画像、マゼンタトナー画像、イエロートナー画像が形成され、形成された各トナー画像は、中間転写ベルトユニット８上で重ねられ、カラー画像が形成されるようになっている。
また、画像形成装置１００には、給紙トレイ１０、シート搬送路Ｓ、排紙トレイ１５が備えられている。

感光体ドラム３は、帯電、露光による潜像形成を担う円筒状部材で、光の照射によって導電性を示し、その表面に静電潜像とよばれる電気的な画像を形成する。
感光体ドラム３は、軸線回りに回転駆動が可能となるよう図示しない駆動手段により支持され、図示しない導電性基体と、その表面に形成される感光層とから構成されている。
帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるもので、図１に示す接触ローラ型の帯電器の他、接触ブラシ型の帯電器、或いは非接触チャージャー型の帯電器などが使用されることもある。

露光ユニット１は、帯電装置５と現像装置２との間を通って感光体ドラム３の表面に、画像データに応じた光を照射するもの露光装置である。この実施形態においては、レーザ照射部及び反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を使用しているが、レーザスキャニングユニット以外に、発光素子をアレイ状に並べたＥＬ（エレクトロルミネッセンス）やＬＥＤ書込みヘッドを露光ユニット１とすることもできる。

露光ユニット１は、帯電された感光体ドラム３を入力された画像データに応じて露光することにより、感光体ドラム３の表面に画像データに応じた静電潜像を形成する。
現像装置２は、感光体ドラム３に形成された静電潜像をＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙのいずれかのトナーにより顕像化する（現像する）ものである。現像装置２は、上部にトナー補給装置２２からトナーを受入れるトナー搬送パイプ１０２（図４）を備えている。なお、詳細については後述する。

トナー補給装置２２は、現像槽１１１（図４）よりも上方に配され、未使用トナー（粉体状のトナー）を貯蔵している。トナー補給装置２２から現像槽１１１へトナー搬送パイプ１０２を介してトナーが供給されるようになっている。なお、詳細については後述する。
クリーナユニット４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ（以下、クリーナユニット４という）は、現像及び画像転写工程後に感光体ドラム３の表面に残留しているトナーを除去し、回収するものである。

感光体ドラム３の上方には中間転写ベルトユニット８が配置されている。中間転写ベルトユニット８は、中間転写ローラ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ（以下、中間転写ローラ６という）、中間転写ベルト７、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルト従動ローラ７２、図示しない中間転写ベルトテンション機構、及び中間転写ベルトクリーニングユニット９を備えている。

中間転写ローラ６、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルト従動ローラ７２、中間転写ベルトテンション機構は、中間転写ベルト７を張架し、図１の矢印Ｂ方向に中間転写ベルト７を回転駆動させるものである。
中間転写ローラ６は、中間転写ベルトユニット８の中間転写ベルトテンション機構における中間転写ローラ取付部に回転可能に支持されている。中間転写ローラ６には感光体ドラム３のトナー像を中間転写ベルト７上に転写するための転写バイアスが印加されている。

中間転写ベルト７は、各感光体ドラム３に接触するように設けられている。中間転写ベルト７上には、感光体ドラム３に形成された各色成分のトナー像が順次重ねて転写されることにより、カラーのトナー像（多色トナー像）が形成される。中間転写ベルト７は、厚さが例えば１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。
感光体ドラム３から中間転写ベルト７へのトナー像の転写は、中間転写ベルト７の裏側に接触している中間転写ローラ６によって行われる。中間転写ローラ６には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。

中間転写ローラ６は、直径が例えば８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとして形成され、表面が導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により覆われている。この導電性の弾性材により、中間転写ローラ６は中間転写ベルト７に対して均一に高電圧を印加することができる。本実施形態では、転写電極としてローラ形状のもの（中間転写ローラ６）を使用しているが、これ以外にブラシなども用いることが可能である。

上述のように各感光体ドラム３上の静電潜像は各色成分に応じたトナーにより顕像化されてそれぞれトナー像となり、これらトナー像は中間転写ベルト７上に重ねて合わされ積層される。このように、積層されたトナー像は、中間転写ベルト７の回転によって、搬送されてきた用紙と中間転写ベルト７との接触位置（転写部）に移動し、この位置に配置されている転写ローラ１１によって用紙上に転写される。この場合、中間転写ベルト７と転写ローラ１１とは所定ニップで互いに圧接されるとともに、転写ローラ１１にはトナー像を用紙に転写させるための電圧が印加される。この電圧は、トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧である。

上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ１１もしくは中間転写ベルト駆動ローラ７１の何れか一方は金属等の硬質材料から形成され、他方は弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラまたは発泡性樹脂ローラ等）から形成される。
中間転写ベルト７と感光体ドラム３との接触により中間転写ベルト７に付着したトナー、及び中間転写ベルト７から用紙へのトナー像の転写の際に転写されずに中間転写ベルト７上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット９によって除去され回収される。

中間転写ベルトクリーニングユニット９には、中間転写ベルト７に接触するクリーニングブレード（クリーニング部材）が備えられている。中間転写ベルト７におけるクリーニングブレードに接触している部分は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ７２にて支持されている。
給紙トレイ１０は、画像形成に使用するシート（例えば記録用紙）を蓄積しておくためのものであり、画像形成部及び露光ユニット１の下側に設けられている。一方、画像形成装置１００の上部に設けられている排紙トレイ１５は、印刷済みのシートをフェイスダウンで載置するためのものである。

図２はトナー補給装置の概略構成を示す断面図、図３は図２のＣ−Ｃ矢視断面図である。
トナー補給装置２２は、図２に示すように、トナー収容容器１２１、トナー攪拌部材１２５、トナー排出部材１２２およびトナー排出口１２３を含む。トナー補給装置２２は、現像槽１１１（図４）の上側に配され、未使用トナー（粉体状のトナー）を貯蔵している。トナー補給装置２２内のトナーはトナー排出部材（排出スクリュー）１２２を回転させることによって、トナー排出口１２３からトナー搬送パイプ１０２を介して現像槽１１１（図４）へ供給されるようになっている。

トナー収容容器１２１は、内部空間を有するほぼ半円筒状の容器部材であり、トナー攪拌部材１２５、トナー排出部材１２２を回転自在に支持し、トナーを収容する。トナー排出口１２３は、トナー排出部材１２２の下部、軸方向中央部よりに設けられる略長方形の開口部であり、トナー搬送パイプ１０２を臨む位置に配置される。

トナー攪拌部材１２５は、回転軸１２５ａを中心に回転することにより、トナー収容容器１２１内に収容されるトナーを攪拌しながら、トナー収容容器１２１内のトナーを汲み上げてトナー排出部材１２２へ搬送する板状の部材で、先端にトナー汲み上げ部材１２５ｂを備える。トナー汲み上げ部材１２５ｂは、可撓性を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シートからなり、トナー攪拌部材１２５の両端に取付けられる。

トナー排出部材１２２は、トナー収容容器１２１内のトナーをトナー排出口１２３から現像槽１１１（図４）に供給するもので、図３に示すように、トナー搬送羽根１２２ａとトナー排出部材回転軸１２２ｂとを含むオーガスクリュー、並びにトナー排出部材回転ギア１２２ｃで構成されている。トナー排出部材１２２は、図示しないトナー排出部材駆動モータによって回転駆動されるようになっている。オーガスクリューの向きは、トナー排出部材１２２の軸方向両端からトナー排出口１２３側に向けて、トナーが搬送されるように設定されている。

トナー排出部材１２２とトナー攪拌部材１２５との間には、トナー排出部材隔壁１２４が設けられる。これによって、トナー攪拌部材１２５によって汲み上げられたトナーがトナー排出部材１２２の周辺に適量のトナーを保持できる。
トナー攪拌部材１２５は、図２に示すように、矢印Ｚ方向に回転してトナーを攪拌し、トナー排出部材１２２の方へ汲み上げる。このとき、トナー汲み上げ部材１２５ｂは、その可撓性によって、トナー収容容器１２１の内壁に沿って摺動して変形しつつ回転し、トナーをトナー排出部材１２２側に供給する。そして、トナー排出部材１２２が回転することにより、供給されたトナーをトナー排出口１２３へと導くようになっている。

（現像装置）
図４は現像装置の構成を示す断面図、図５は図４のＡ−Ａ矢視断面図、図６は図４のＢ−Ｂ矢視断面図である。
現像装置２は、図４に示すように、現像槽１１１内に、感光体ドラム３と対向するように配置された現像ローラ１１４を有し、現像ローラ１１４によって感光体ドラム３の表面にトナーを供給して、感光体ドラム３の表面に形成された静電潜像を顕像化する（現像する）装置である。

現像装置２は、現像ローラ１１４の他に、現像槽１１１、現像槽カバー１１５、トナー補給口１１５ａ、ドクターブレード１１６、第１攪拌搬送部材１１２、第２攪拌搬送部材１１３、仕切り板（仕切り壁）１１７、トナー濃度検知センサ（透磁率センサ）１１９を備えている。

現像槽１１１は、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤（以下、単に「現像剤」と称する）を収容する槽である。また、現像槽１１１には、現像ローラ１１４、第１攪拌搬送部材１１２、第２攪拌搬送部材１１３等が配設されている。なお、この実施形態のキャリアは、磁性を有する磁性キャリアである。

現像ローラ１１４は、図示しない駆動手段によって軸心回りに回転駆動するマグネットローラであり、現像槽１１１の現像剤を表面に汲み上げて担持し、表面に担持している現像剤に含まれるトナーを感光体ドラム３に供給するものである。
また、現像ローラ１１４は、感光体ドラム３に対向し、感光体ドラム３に対して間隙を有して離隔するように設けられる。現像ローラ１１４で搬送される現像剤は最近接部分で感光体ドラム３と接触する。この接触領域が現像ニップ部Ｎであり、現像ニップ部Ｎでは、現像ローラ１１４に接続される図示しない電源から現像ローラ１１４に対して現像バイアス電圧が印加され、現像ローラ１１４表面の現像剤から感光体ドラム３表面の静電潜像へトナーが供給される。

現像ローラ１１４の表面に近接する位置にはドクターブレード１１６が配されている。ドクターブレード１１６は、現像ローラ１１４の軸線方向に平行に延びる長方形の板状部材であり、その短手方向の一端が現像槽１１１によって支持され、先端が現像ローラ１１４表面に対して間隙を有して離隔している。ドクターブレード１１６の材料としては、ステンレス鋼が使用できるが、アルミニウムや合成樹脂なども使用できる。

第１攪拌搬送部材１１２は、図５に示すように、螺旋状の第１搬送羽根（螺旋羽根）１１２ａと第１回転軸１１２ｂからなる螺旋状のオーガスクリューと、第１搬送ギア１１２ｃにより構成されている。第１攪拌搬送部材１１２は、モータ等の駆動手段（図示せず）によって回転駆動することにより現像剤を攪拌すると共に搬送するようになっている。
第１搬送羽根１１２ａは、第１Ａ螺旋羽根１１２ａａと、第１Ｂ螺旋羽根１１２ａｂからなる２重螺旋構造の２重螺旋羽根である。

第１Ａ螺旋羽根１１２ａａと第１Ｂ螺旋羽根１１２ａｂは、ともに同じ螺旋ピッチで形成されている。また、第１Ａ螺旋羽根１１２ａａと第１Ｂ螺旋羽根１１２ａｂとの位相差は１８０度となっている。ここで、位相差とは、第１攪拌搬送部材１１２を現像剤搬送方向上流側から第１回転軸１１２ｂの軸線方向を見て、第１Ａ螺旋羽根１１２ａａを時計回りに回転させる時、第１Ｂ螺旋羽根１１２ａｂに重なる時の角度をいう。

第２攪拌搬送部材１１３は、図５に示すように、螺旋状の第２搬送羽根（螺旋羽根）１１３ａと第２回転軸１１３ｂからなる螺旋状のオーガスクリューと、第２搬送ギア１１３ｃにより構成されている。第２攪拌搬送部材１１３は、モータ等の駆動手段（図示せず）によって回転駆動することにより現像剤を攪拌すると共に搬送するようになっている。

第２搬送羽根１１３ａは、第２Ａ螺旋羽根１１３ａａと、第２Ｂ螺旋羽根１１３ａｂからなる２重螺旋構造の２重螺旋羽根である。
第２Ａ螺旋羽根１１３ａａと第２Ｂ螺旋羽根１１３ａｂは、ともに同じ螺旋ピッチで形成されている。また、第２螺旋羽根１１３ａａと第２第１B螺旋羽根１１３ａｂとの位相差は１８０度となっている。

トナー濃度検知センサ１１９は、第２攪拌搬送部材１１３の鉛直方向下方の現像槽１１１の底面の現像剤搬送方向の略中央部に装着され（図４参照）、センサ面が現像槽１１１の内部に露出するように設けられる。トナー濃度検知センサ１１９は図示しないトナー濃度制御手段に電気的に接続される。トナー濃度制御手段は、トナー濃度検知センサ１１９が検知するトナー濃度測定値に応じて、図３に示すように、トナー排出部材１２２を回転駆動させ、トナー排出口１２３を介して現像槽１１１内部にトナーを供給するように制御する。

トナー濃度検知センサ１１９によるトナー濃度測定値がトナー濃度設定値よりも低いと判定すると、トナー排出部材１２２を回転駆動させる駆動手段に制御信号を送り、トナー排出部材１２２を回転駆動させる。トナー濃度検知センサ１１９には一般的なトナー濃度検知センサを使用でき、たとえば、透過光検知センサ、反射光検知センサ、透磁率検知センサなどが挙げられる。この実施形態では、透磁率検知センサが用いられる。

透磁率検知センサには図示しない電源が接続される。電源は、透磁率検知センサを駆動させるための駆動電圧およびトナー濃度の検知結果を制御手段に出力するための制御電圧を透磁率検知センサに印加する。電源による透磁率検知センサへの電圧の印加は、制御手段によって制御される。透磁率検知センサは、制御電圧の印加を受けてトナー濃度の検知結果を出力電圧値として出力する型式のセンサであり、基本的に出力電圧の中央値近傍の感度がよいため、その付近の出力電圧が得られるような制御電圧を印加して用いられる。このような型式の透磁率検知センサは市販されており、たとえば、ＴＳ−Ｌ、ＴＳ−Ａ、ＴＳ−Ｋ（いずれも商品名、ＴＤＫ（株）社製）などが挙げられる。

また、現像槽１１１の上側には、図４に示すように、取り外し可能な現像槽カバー１１５が設けられている。さらに、現像槽カバー１１５には、現像槽１１１内に未使用のトナーを補給するためのトナー補給口１１５ａが形成されている。
そして、図１に示すように、トナー補給装置２２に収容されているトナーは、トナー搬送パイプ１０２及びトナー補給口１１５ａを介して現像槽１１１内に移送され、これにより現像槽１１１にトナーが補給されるようになっている。

図４，図５に示すように、現像槽１１１には、第１攪拌搬送部材１１２と第２攪拌搬送部材１１３との間に仕切り板１１７が配設されている。仕切り板１１７は、第１攪拌搬送部材１１２及び第２攪拌搬送部材１１３の各軸方向（各回転軸方向）に平行に延設されている。現像槽１１１の内部は、仕切り板１１７によって、第１攪拌搬送部材１１２が配されている第１搬送路Ｐと、第２攪拌搬送部材１１３が配されている第２搬送路Ｑとに区画される。

仕切り板１１７は、第１攪拌搬送部材１１２及び第２攪拌搬送部材１１３の各軸方向の両端部において、現像槽１１１の内側の壁面から離間して配置されている。これにより、現像槽１１１には、第１攪拌搬送部材１１２及び第２攪拌搬送部材１１３の各軸方向の両端部付近において、第１搬送路Ｐと第２搬送路Ｑとを連通する連通路が形成されている。以下では、図５に示されるように、矢印Ｘ方向側に形成されている連通路を第１連通路ａ、矢印Ｙ方向側に形成されている連通路を第２連通路ｂと称する。

第１攪拌搬送部材１１２及び第２攪拌搬送部材１１３は、互いの周面同士が仕切り板１１７を介して対向するように且つ互いの軸同士が平行になるように並列され、互いに逆方向に回転するように設定されている。そして、第１攪拌搬送部材１１２は、図５に示すように、矢印Ｘ方向に現像剤を搬送し、第２攪拌搬送部材１１３は、矢印Ｘ方向とは逆の矢印Ｙ方向に現像剤を搬送するように設定されている。
トナー補給口１１５ａは第１搬送路Ｐ内の領域であり且つ第２連通路ｂよりも矢印Ｘ方向側の位置に形成されている。つまり、第１搬送路Ｐにおいて、第２連通路ｂの下流側にトナーが補給されることになる。

現像槽１１１において、第１攪拌搬送部材１１２及び第２攪拌搬送部材１１３は、モータ等の駆動手段（図示せず）によって回転駆動し、現像剤を搬送する。
具体的には、第１搬送路Ｐにおいて、現像剤は、第１攪拌搬送部材１１２によって攪拌されながら矢印Ｘ方向へ搬送され、第１連通路ａに到達する。第１連通路ａに到達した現像剤は、第１連通路ａを通過して第２搬送路Ｑへ搬送される。

一方、第２搬送路Ｑにおいて、現像剤は、第２攪拌搬送部材１１３によって、攪拌されながら矢印Ｙ方向へ搬送され、第２連通路ｂに到達する。そして、第２連通路ｂに到達した現像剤は、第２連通路ｂを通過して第１搬送路Ｐへ搬送される。
つまり、第１攪拌搬送部材１１２と第２攪拌搬送部材１１３とは、互いに逆方向に現像剤を攪拌しながら搬送する。

このようにして、現像剤は、現像槽１１１において、第１搬送路Ｐと第１連通路ａと第２搬送路Ｑと第２連通路ｂとを、第１搬送路Ｐ→第１連通路ａ→第２搬送路Ｑ→第２連通路ｂ、という順序にて循環移動することになる。そして、現像剤は、第２搬送路Ｑにて搬送されている間に、現像ローラ１１４の回転にてその表面に担持されて汲み上げられ、汲み上げられた現像剤中のトナーが感光体ドラム３へと移動して、順次消費されていく。
このように消費されるトナーを補うべく、未使用のトナーがトナー補給口１１５ａから第１搬送路Ｐへ補給される。補給されたトナーは第１搬送路Ｐにおいて従前より存在する現像剤と混合攪拌される。

（シート搬送路）
図１に示すように、画像形成装置１００には、給紙トレイ１０のシート及び手差しトレイ２０のシートを転写部や定着装置１２を経由させて排紙トレイ１５に案内するためのシート搬送路Ｓが設けられている。なお、転写部は中間転写ベルト駆動ローラ７１と転写ローラ１１との間に位置する。
さらに、シート搬送路Ｓには、ピックアップローラ１６ａ，１６ｂ、レジストローラ１４、転写部、定着装置１２、搬送ローラ２５ａ〜２５ｆ等が配置されている。

搬送ローラ２５ａ〜２５ｆは、シートの搬送を促進・補助するための小型のローラであり、シート搬送路Ｓに沿って複数設けられている。ピックアップローラ１６ａは、給紙トレイ１０の端部に備えられ、給紙トレイ１０からシートを１枚ずつシート搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。ピックアップローラ１６ｂは、手差しトレイ２０の近傍に備えられ、手差しトレイ２０からシートを１枚ずつシート搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。レジストローラ１４は、シート搬送路Ｓを搬送されているシートを一旦保持し、中間転写ベルト７上のトナー像の先端とシートの先端とを合わせるタイミングでシートを転写部に搬送するものである。
次に、シート搬送路Ｓによるシート搬送動作について説明する。

画像形成装置１００には、図１に示すように、上述したように予めシートを収納する給紙トレイ１０、及び少数枚の印字を行う場合等に使用される手差しトレイ２０が配置されている。これら両トレイには各々ピックアップローラ１６ａ，１６ｂが配置され、これらピックアップローラ１６ａ，１６ｂによってシートを１枚ずつシート搬送路Ｓに供給するようになっている。

給紙トレイ１０から搬送されるシートは、シート搬送路Ｓ中の搬送ローラ２５ａによってレジストローラ１４まで搬送され、レジストローラ１４によりシートの先端と中間転写ベルト７上の積層されたトナー像の先端とが整合するタイミングで転写部（転写ローラ１１と中間転写ベルト７との接触位置）に搬送される。転写部ではシート上にトナー像が転写され、このトナー像は定着装置１２にてシート上に定着される。その後、シートは、搬送ローラ２５ｂから排紙ローラ２５ｃを経て、排紙トレイ１５上に排出される。

また、手差しトレイ２０から搬送されるシートは、複数の搬送ローラ２５（２５ｆ，２５ｅ，２５ｄ）によってレジストローラ１４まで搬送される。それ以降のシート搬送動作は、上述した給紙トレイ１０から供給されるシートと同様の経過を経て排紙トレイ１５に排出される。

［変形例］
図８は、前述の隔壁３０（図７）の変形例としての隔壁２３０を示す断面図である。隔壁２３０は、６個のペルチェ素子２３３と、ペルチェ素子２３３の定着装置収容部１００Ａ側に設けられる保温用蓄熱部材２３１と、ペルチェ素子２３３の現像装置収容部１００Ｂ側に設けられる保冷用蓄熱部材２３２からなるサンドイッチ構造の板状の部材で、６個のペルチェ素子２３３に対して交互に７個の断熱材２３４が配列されている。断熱材２３４の作用により、ペルチェ素子２３３への通電停止後において、定着装置１２から現像装置２への熱伝導の遮断効果を高めることができる。

ペルチェ素子２３３には、図示しない電源が電気配線で接続されており、保温用蓄熱部材２３１側を加熱し、保冷用蓄熱部材２３２を冷却する向きに電流が流れるようになっている。ペルチェ素子２３３により現像装置側から定着装置側へ熱を移動させることにより、定着装置１２の加熱および保温、並びに現像装置２の冷却および保冷を効率的に行ことができる。

保温用蓄熱部材２３１の表面には、２つの保温用蓄熱部材温度センサ２４１が設けられ、保温用蓄熱部材２３１の温度を検知し、また保冷用蓄熱部材２３２の表面には、２つの保冷用蓄熱部材温度センサ２４２が設けられ、保冷用蓄熱部材２３２の温度を検知する。保温用蓄熱部材２３１および保冷用蓄熱部材２３２の温度をモニタしながら、ペルチェ素子２３３への電流量を制御することにより、過度の加熱や冷却を防止できる。

保温用蓄熱部材２３１は、融点が６０℃以上１００℃以下の結晶性材料が、銅板またはアルミニウム板からなる中空の薄箱状の結晶性材料収容器に収容されている。保冷用蓄熱部材２３２は、融点が３５℃以上４５℃以下の結晶性材料が、銅またはアルミニウムからなる中空の板状の結晶性材料収容器に収容されている。結晶性材料収容器が、ペルチェ素子２３３の反対側（外側）へ膨らむ（あるいは凹む）ことのできる前述のフレキシブルな構造となっており、結晶性材料が膨張（あるいは収縮）した際の内圧を吸収できるようになっている。また、断熱材２３４には、発泡スチロールなどを使用することができる。

隔壁２３０には、現像装置収容部１００Ｂから定着装置収容部１００Ａへとシートが通過するための隙間２３４が形成されている。
ペルチェ素子２３３により、加熱される保温用蓄熱部材２３１の制御温度としては、内部に収容される結晶性材料（融点が６０℃以上１００℃以下）が融解している状態（すなわち結晶化エネルギーを蓄えている状態）になるように、結晶性材料の融点より高い温度に制御するのが好ましい。ただし、あまり高すぎるとエネルギーロスが大きくなるので、融点より１〜１０℃程度高いことが好ましい。

ペルチェ素子２３３により、冷却される保冷用蓄熱部材２３２の制御温度としては、内部に収容される結晶性材料（３５℃以上４５℃以下）が結晶化している状態（すなわち融解エネルギーを吸収できる状態）になるように、結晶性材料の融点より低い温度に制御するのが好ましい。ただし、あまり低すぎるとエネルギーロスが大きくなるので、融点より１〜１０℃程度低いことが好ましい。

１ 露光ユニット
２ 現像装置
３ 感光体ドラム
５ 帯電器
８ 中間転写ベルトユニット
１２ 定着装置
２２ トナー補給装置
３０ 隔壁
３１、２３１ 保温用蓄熱部材
３２、２３２ 保冷用蓄熱部材
３３、２３３ ペルチェ素子
２３４ 断熱材
１００ 画像形成装置
１１１ 現像槽
１１２ 第１攪拌搬送部材
１１３ 第２攪拌搬送部材
Ｄ 現像剤
Ｐ 第１搬送路
Ｑ 第２搬送路

Claims (7)

1. 定着装置と、現像装置と、定着装置と現像装置との間に設けられた隔壁とを備え、
   前記隔壁が、現像装置側から定着装置側へ熱を移動させるペルチェ素子を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記隔壁が、保冷用蓄熱部材を備え、保冷用蓄熱部材がペルチェ素子に対して現像装置側に設けられ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。
3. 前記隔壁が、保温用蓄熱部材とを備え、保温用蓄熱部材がペルチェ素子に対して定着装置側に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記保冷用蓄熱部材が、融点が３５℃以上４５℃以下の結晶性材料を含むことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記保温用蓄熱部材が、融点が６０℃以上１００℃以下の結晶性材料を含むことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
6. 結晶性材料が、銅板またはアルミニウム板からなる容器に収容されていることを特徴とする請求項４または５に記載の画像形成装置。
7. 前記容器が、容積可変構造であることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。

Images