JP2017078750A - 作像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】露光装置と縦２軸循環方式の現像装置とを備える作像装置において、露光装置及びこれに近接・対向した現像装置の双方を効率良く冷却する。【解決手段】壁面３００ａを形成され、ＬＥＤアレイを用いた露光装置３００と、現像ローラ１０１、供給スクリュ１０４、搬送スクリュ１０６を有するとともに、露光装置３００の壁面３００ａと所定の空間を隔ててほぼ平行に対向する対向壁面１０８ａを形成された現像ケース１０８を具備する現像装置１００とを備え、壁面３００ａ及び対向壁面１０８ａの長手方向Ｙの後側Ｙａに空気を導入する導入部１１０を、壁面３００ａ及び対向壁面１０８ａの長手方向Ｙの前側Ｙｂに空気を排出する排気部１１１をそれぞれ設け、導入部１１０から排気部１１１に向かって流れる気流１１２が形成される作像装置９０である。【選択図】図３

Description

本発明は、作像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。

２成分現像方式の現像装置は、トナーとキャリアを含む２成分現像剤を用いて像担持体上に形成された静電潜像を現像して可視化する装置である。この現像装置では、現像領域において現像処理を終了してトナーが消費された現像剤は回収され、補給されるトナーと混合、攪拌され、再び現像に供される。このような構成の現像装置で用いられる現像剤は、安定したトナー画像を得るために、一定のトナー濃度と帯電量を維持する必要がある。

トナー濃度は現像で消費したトナーと補給トナー量により調整され、帯電量はキャリアとトナーとの混合・攪拌時の摩擦帯電により付与される。キャリアに静電吸着したトナーは、現像領域において、現像剤担持体と像担持体との間に形成された電界の影響を受け、像担持体上の静電潜像（画像部）に付着する。このときの現像領域の電界から受ける力がトナーを静電吸着しているキャリアの静電気力を上回ることで、トナーがキャリアから離れて像担持体側に飛翔する。

追加補給トナーを帯電させるために、現像剤攪拌部と、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部とを現像装置内に有し、水平方向に配置した２本の搬送部材で現像剤を循環させる２軸循環型の現像装置が一般的である。さらに、現像装置の幅を小さくし画像形成装置を小型化する目的で、現像剤攪拌部と現像剤供給部とをほぼ鉛直（上下）方向に配置する構成が採られることもある（以下、縦２軸循環型の現像装置ともいう）。

さらなる画像形成装置の小型化のために、露光装置において、従来のレーザダイオード（以下、ＬＤと略称するによる書込み方式の他に、発光ダイオード（以下、ＬＥＤと略称する）アレイを用いた書込み方式が用いられることもある。従来のＬＤ書込み方式は安価で製造することができる一方、感光体の長手方向に光線を走査させるためのポリゴンミラーを用いた駆動部を設ける必要があり、小型化を妨げる要因となっていた。そこで、ＬＥＤアレイを感光体の長手方向全域に配置することで書込み装置の小型化を図ることができる。

ＬＥＤアレイを用いた露光装置を備えた画像形成装置では、ＬＥＤアレイを現像装置の近傍に配置する必要があるため、ＬＥＤアレイからの熱が現像装置に影響し、現像剤の流動性の悪化、現像剤凝集体の増加を生じさせることが懸念される。そこで、露光装置と現像装置との間に気流が通るように、作像ユニット（像形成ユニット）に吸気ダクト及び排気ダクトを設けた構成にして、空冷によって現像装置を冷却する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、今までのＬＥＤアレイを用いた露光装置から現像装置が受ける熱の冷却方法では、縦２軸循環方式を採用した小型の作像装置では気流の流れる領域が狭いために、気流が現像装置の長手方向全域に伝播せず冷却が不十分になってしまう。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、像担持体、露光装置及び現像装置を備える作像装置において、露光装置及びこれに対向して配置された現像装置の双方を効率良く冷却することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、像担持体と、前記像担持体の長手方向に沿って、且つ前記像担持体の表面に対向して配置され、前記像担持体に潜像を形成する露光装置と、前記長手方向に沿って、且つ前記像担持体の表面に対向して配置され、前記像担持体に形成された潜像に担持している現像剤中のトナーを供給して現像する現像剤担持体と、前記長手方向に沿って配置され、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記長手方向に沿って配置され、現像剤を攪拌して前記現像剤供給部材との間で現像剤を循環させる現像剤攪拌部材と、前記現像剤担持体、前記現像剤供給部材及び前記現像剤攪拌部材を支持するとともに現像剤を収容し、前記露光装置における前記像担持体の回転方向の下流側に、且つ前記長手方向に沿って前記露光装置の壁面に対向して配置された現像ケースと、を有する現像装置と、を備えた作像装置であって、前記現像ケースは、前記壁面と空間を隔ててほぼ平行に対向する対向壁面を具備し、前記壁面及び前記対向壁面の前記長手方向の一壁端に空気を導入する導入部と、前記壁面及び前記対向壁面の前記長手方向の他壁端に空気を排出する排気部とをそれぞれ設け、前記導入部から前記排気部に向かって流れる気流が形成される作像装置である。

本発明によれば、露光装置及びこれに対向して配置された現像装置の双方を効率良く冷却することができる。

本発明を適用する画像形成装置としての複写機の概略的な構成図である。 本発明の実施形態１に係る作像装置の要部の構成を示す概略的な構成図である。 図２の作像装置の要部の正断面図である。 図３の作像装置のＳ３−Ｓ３断面図である。 比較例に係る作像装置の要部の正断面図である。 （ａ）は比較例に係る作像装置の温度上昇試験結果を示すグラフであり、（ｂ）は本発明の実施形態１に係る作像装置の温度上昇試験結果を示すグラフである。

以下、図を参照して実施例を含む本発明の実施の形態を詳細に説明する。各実施形態等に亘り、同一の機能及び形状等を有する構成要素（部材や構成部品）等については、混同の虞がない限り一度説明した後では同一符号を付すことによりその説明を省略する。図及び説明の簡明化を図るため、図に表されるべき構成要素であっても、その図において特別に説明する必要がない構成要素は適宜断わりなく省略することがある。公開特許公報等の構成要素を引用して説明する場合は、その符号に括弧を付して示し、各実施形態等のそれと区別するものとする。

図１を用いて、本発明を適用する画像形成装置の一例としての複写機１０００について説明する。図１は本発明を適用する画像形成装置の一例としての複写機１０００の概略的な構成図である。
図１において、Ｘは画像形成装置の本体の幅方向を、Ｙは幅方向Ｘに直交する後述する感光体２の長手方向（軸方向）を、Ｚは幅方向Ｘ及び長手方向Ｙに直交する上下方向（鉛直方向）を、それぞれ示している。また、図１の紙面手前側は画像形成装置の本体の前側を、図１の紙面奥側は画像形成装置の本体の後側を、それぞれ示している。

図１に示すように、複写機１０００は、複写装置本体の主として画像形成部であるプリンタ部６００、これを載せる給紙テーブルである給紙部７００、プリンタ部６００上に取り付けられたスキャナであるスキャナ部８００から構成される。

プリンタ部６００は、４つのプロセスユニットとしてのプロセスカートリッジ１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を備えている。プリンタ部６００には、プロセスカートリッジ１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の他に、露光手段としての露光装置６、複数の張架ローラに張架されて図１中の矢印Ｄ方向に移動する中間転写体としての中間転写ベルト７、定着手段としての定着装置１２等を備えている。
４つのプロセスカートリッジ１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、露光装置６、中間転写ベルト７、後述する２次転写装置等は、電子写真方式で作像する作像装置１５を構成している。

４つのプロセスカートリッジ１の、符号の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋという添字は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（黒）用の各色の画像を形成するための仕様であることを示している。４つのプロセスカートリッジ１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、それぞれ使用するトナーの色が異なる他はほぼ同様の構成になっているので、以下、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋという添字を省略して説明する。また、図１の簡明化のため、プロセスカートリッジ１Ｙのみに構成部材の符号を付している。

露光装置６は、スキャナ部８００で読み取られた原稿の画像や、送受信可能に接続された外部のコンピュータ等から送られてくる画像データに基づいて後述の感光体の表面にレーザ光を照射して静電潜像を書き込むことにより静電潜像を形成する。露光装置６は、従来のＬＤ書込み方式を用いており、感光体の長手（主走査）方向に光線を走査させるための走査光学系とポリゴンミラー等を駆動する駆動部を有する。

プロセスカートリッジ１は、像担持体ないし潜像担持体であるドラム状の感光体２と、帯電手段である帯電部材３、現像手段である現像装置４及びクリーニング手段である感光体クリーニング装置５とを一体的に支持してユニット状とした構成となっている。各プロセスカートリッジ１は、それぞれに設けられているストッパー部材を解除することにより、画像形成装置の本体としての複写機本体５００に対して着脱可能となっている。４つのプロセスカートリッジ１は、中間転写ベルト７の表面移動方向に並列に配設され、後述するように、それぞれの感光体２上に形成されたトナー像を中間転写ベルト７に順に重ね合わせるように転写し、中間転写ベルト７上に可視像を形成するようなっている。

帯電部材３は、感光体２の表面を一様に帯電させるものであり、本例ではローラ状の帯電ローラを用いて感光体２の表面に圧接されており、感光体２の回転により従動回転する。
尚、帯電手段としては、感光体２の表面に接触するローラ状の帯電部材３に限るものではなく、コロナ帯電などの非接触帯電方式を用いてもよい。

現像装置４は、感光体２上に形成された静電潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体としての現像ローラ、現像ローラに現像剤を供給する現像剤供給部材、現像剤攪拌部材などを備えている。各色の現像装置４内には、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤が収容されている。
感光体クリーニング装置５は、中間転写ベルト７と対向する位置を通過した感光体２の表面上に残留する転写残トナーのクリーニングを行う。

プロセスカートリッジ１の動作について説明する。作像時には、各色に対応した感光体２（以下、各感光体２ともいう）が図中の矢印で示す時計回り方向に回転する際に、高圧電源により所定のバイアスが印加されている帯電部材３によって感光体２の表面が一様に帯電される。帯電処理が施された各感光体２の表面には、露光装置６によって画像データの各色に応じた変調及び偏向されたレーザ光Ｌが照射されることにより、各感光体２の表面には静電潜像が形成される。
こうして、４つのプロセスカートリッジ１では、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色ごとのトナー像が感光体２上に形成される。

図１に示すように、各感光体２に対して中間転写ベルト７を挟んで対向する位置には１次転写手段としての１次転写ローラ８が配置されている。１次転写ローラ８には高圧電源により１次転写バイアスが印加され、感光体２との間で１次転写電界を形成する。感光体２と１次転写ローラ８との間で１次転写電界が形成されることにより、感光体２の表面上に形成されたトナー像が中間転写ベルト７の表面に転写される。中間転写ベルト７を張架する複数の張架ローラのうちの１つが駆動モータによって回転駆動されることによって中間転写ベルト７が図中の矢印Ｄ方向に表面移動する。

表面移動する中間転写ベルト７の表面上に各色のトナー像が順次重ねて転写されることによって、中間転写ベルト７の表面上にフルカラー画像が形成される。
一方、中間転写ベルト７と対向する位置を通過した各感光体２の表面上に残留する転写残トナーは、感光体クリーニング装置５によってクリーニング・除去される。

４つのプロセスカートリッジ１が中間転写ベルト７と対向する位置に対して、中間転写ベルト７の表面移動方向下流側には、張架ローラの１つである２次転写対向ローラ９ａに対して中間転写ベルト７を挟んで対向する位置に２次転写ローラ９が配置されている。これにより、２次転写対向ローラ９ａと２次転写ローラ９との間で２次転写ニップを形成する。２次転写装置を構成する２次転写ローラ９と２次転写対向ローラ９ａとの間に所定の電圧を印加して２次転写電界を形成する。

給紙部７００から給紙され、図１中の矢印Ｓ方向に搬送される転写材である転写紙Ｐが２次転写ニップを通過する際に、中間転写ベルト７の表面上に形成されたフルカラー画像が、転写紙Ｐに転写される。この際、中間転写ベルト７上のフルカラー画像は２次転写ローラ９と２次転写対向ローラ９ａとの間に形成された２次転写電界によって転写紙Ｐに転写される。

２次転写ニップに対して転写紙Ｐの搬送方向下流側に、定着装置１２が配置されている。２次転写ニップを通過した転写紙Ｐは定着装置１２に到達し、定着装置１２における加熱及び加圧によって転写紙Ｐ上に転写されたフルカラー画像が定着され、画像が定着された転写紙Ｐは複写機１０００の装置外に出力・排紙される。
一方、２次転写ニップで転写紙Ｐに転写されず中間転写ベルト７の表面上に残留したトナーは、転写ベルトクリーニング装置１１によって回収される。

図１に示すように、中間転写ベルト７の上方には、各色トナーを収容するトナーボトル９００（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が複写機本体５００に対して着脱可能に配置されている。各色トナーボトル９００に収容されたトナーは、各色に対応するトナー補給装置によって、各色の現像装置４に供給される。

（実施形態１）
図２〜図４を用いて、本発明の実施形態１を説明する。図２は本発明の実施形態１に係る作像装置の要部の構成を示す概略的な構成図である。図３は図２の作像装置の要部の正断面図である。図４は図３の作像装置のＳ３−Ｓ３断面図である。
図２に示す実施形態１の作像装置９０は、図１の作像装置１５と比較して、プロセスカートリッジ１に代えて、プロセスカートリッジ５０を用いる点、露光装置６に代えて、各色ごとの露光装置３００を用いる点が相違する。

実施形態１のプロセスカートリッジ５０は、図２に示すように、感光体２と、現像手段としての現像装置１００と、帯電手段としての帯電装置２０２と、クリーニング手段としての感光体クリーニング装置２０３とから構成されている。感光体２、現像装置１００、帯電装置２０２、感光体クリーニング装置２０３は、二点鎖線で示す筐体状のカートリッジ本体５１に一体的に支持されている。これら装置・部材と共にカートリッジ本体５１は、複写機本体５００に対して着脱可能に構成されている。

実施形態１のプロセスカートリッジ５０は、図１に示したタンデム型中間転写方式の画像形成装置である複写機１０００の作像装置１５を構成している４つのプロセスカートリッジ１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と同様に、中間転写ベルト７の下方近傍に４つ配置される。図２、図３に示すプロセスカートリッジ５０は、４つのプロセスカートリッジ５０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のうちの１つのみを示している。
４つのプロセスカートリッジ５０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のうちの１つに対応する露光装置３００は、図２に示すように、複写機本体５００に取り付け固定されている。

また、感光体２、帯電装置２０２及び感光体クリーニング装置２０３は、図２において破線で示すように、感光体ユニット２００として一体となっている。
現像装置１００と感光体ユニット２００とは、プロセスカートリッジ５０として複写機本体５００に装着されている状態で、またプロセスカートリッジ５０として複写機本体５００から離脱した状態で、カートリッジ本体５１から着脱可能に構成されている。即ち、ユニット化された現像装置１００と感光体ユニット２００とは、個別に複写機本体５００より着脱可能であり、経時劣化によって画像不良が発生した際には個別に交換することができるようになっている。

実施形態１では、図２、図３に示すように、現像装置１００の幅を小さくし画像形成装置を小型化するために、現像ケース１０８に設けられている現像剤供給部１０３と現像剤攪拌部１０５とをほぼ上下方向Ｚに配置する構成が採用されている。
さらに、ＬＥＤアレイを発光素子として用いた露光装置３００を採用することで、露光装置（書込み装置）及び画像形成装置の小型化を図っている。

帯電装置２０２は、感光体クリーニング装置２０３と露光装置３００との間に配置されており、帯電ローラ２０２ａと、クリーニングローラ２０２ｂとを有する。帯電ローラ２０２ａは、感光体２の表面に圧接ないし対向・近接し、回転しながら感光体２の表面を一様に帯電させる。クリーニングローラ２０２ｂは、帯電ローラ２０２ａに圧接し従動回転しながら帯電ローラ２０２ａの表面を清掃する。

感光体クリーニング装置２０３は、クリーニングブレード２０３ａと、シール部材２０３ｂと、除去トナー搬送部材２０３ｃと、これらの部材を取り付け支持するクリーニング支持部材２０３ｄとを有する。クリーニングブレード２０３ａは、感光体２の回転方向に対してカウンタ当接し、感光体２の上の残留トナーを除去し回収する。シール部材２０３ｂは、感光体２の表面に当接し、除去した残留トナーの飛散を防止する。除去トナー搬送部材２０３ｃは、除去した残留トナーを搬送する。

露光装置３００は、図２に示すように、感光体２の下方に配置されている。露光装置３００は、発光素子として、感光体２に光を照射して潜像を書き込むＬＥＤアレイが用いられている。露光装置３００の上記ＬＥＤアレイ部分は、感光体２の長手方向Ｙの画像領域全域に沿って、感光体２の表面に近接して配置されている。
露光装置３００には、レンズ部、ＬＥＤアレイを取り付けているＬＥＤ基板、ＬＥＤアレイを駆動制御する制御基板などが配設されている。
尚、露光装置３００は、これに限らず、露光装置の小型化を図れる有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）等を用いてもよい。

現像装置１００は、構成部材を後述するように特有の配置関係で設けている縦２軸循環方式の現像装置であり、ほぼ上下方向Ｚに縦長で、感光体２の長手方向Ｙの画像領域全域に沿って配置されている。現像装置１００は、トナーとキャリアとを含む２成分現像方式を採用している。現像装置１００は、露光装置３００に隣る感光体２の回転方向の下流側に露光装置３００に近接・対向して配置されている。

現像装置１００は、現像ローラ１０１、現像剤規制部材１０２、現像剤供給部１０３、供給スクリュ１０４、現像剤攪拌部１０５、搬送スクリュ１０６、圧抜きフィルタ１０７、現像ケース１０８等を具備している。

現像装置１００は、現像ローラ１０１に現像剤を供給する現像剤供給部１０３と、現像剤供給部１０３の下方に設けられ、追加補給トナーを攪拌させる現像剤攪拌部１０５とに分かれており、現像装置１００の長手方向Ｙの両端部で連通している。
現像ローラ１０１は、感光体２に形成された潜像（静電潜像）に、担持している現像剤中のトナーを供給して現像する現像剤担持体として機能する。現像ローラ１０１は、感光体２の長手方向Ｙの画像領域全域に沿って、感光体２の表面に近接して配置されている。現像ローラ１０１の実施例として、直径がφ１６ｍｍのものを用いている。

現像剤規制部材１０２は、現像ローラ１０１が担持する現像剤量（現像剤層厚）を規制するものである。現像剤規制部材１０２の実施例として、磁性もしくは非磁性の固定された金属丸棒で外径がφ５ｍｍのものを用いている。

現像剤供給部１０３には、現像ローラ１０１の長手方向Ｙに沿って現像ローラ１０１の下方近傍に配置され、現像ローラ１０１に現像剤を供給する現像剤供給部材としての供給スクリュ１０４が配設され、現像剤を循環させている。尚、供給スクリュ１０４は、現像剤を回収する機能もある。供給スクリュ１０４は、軸としてのスクリュ軸１０４ａの周りに螺旋状に取り付けられたスクリュ羽根１０４ｂを有して回転することにより現像剤を搬送するよう構成されている。具体的には、供給スクリュ１０４の実施例として、スクリュ軸１０４ａの外径はφ６ｍｍであり、スクリュ羽根１０４ｂの外径はφ１２ｍｍのものを用いている。

現像剤攪拌部１０５には、供給スクリュ１０４の長手方向Ｙに沿って供給スクリュ１０４の下方近傍に配置され、現像剤を攪拌して供給スクリュ１０４との間で現像剤を循環させる現像剤攪拌部材としての搬送スクリュ１０６が配設されている。搬送スクリュ１０６は、軸としてのスクリュ軸１０６ａの周りに螺旋状に取り付けられたスクリュ羽根１０６ｂを有して回転することにより現像剤を搬送するよう構成されている。具体的には、搬送スクリュ１０６の実施例として、スクリュ軸１０６ａの外径はφ６ｍｍであり、スクリュ羽根１０６ｂの外径はφ１２ｍｍのものを用いている。

圧抜きフィルタ１０７は、現像装置１００内の内圧が上昇するのを防止するために、上昇した圧のみを逃がすものであり、現像剤の漏れを防止する機能も有する。
現像ケース１０８は、上述した現像ローラ１０１、供給スクリュ１０４、搬送スクリュ１０６を回転可能に支持するとともに、現像剤規制部材１０２、圧抜きフィルタ１０７を取り付け支持している。また、現像ケース１０８は、現像剤供給部１０３、現像剤攪拌部１０５等に存在する現像剤を収容している。

現像ケース１０８は、露光装置３００に近接・対向する感光体２の回転方向の下流側に、感光体２の長手方向Ｙに渡り配置されている。現像ケース１０８は、露光装置３００の壁面３００ａと所定の空間としての空間領域ＳＰを隔ててほぼ平行に対向する対向壁面１０８ａを有する現像容器として機能する。尚、空間領域ＳＰは、図２において両側ハッチングを施して示している。

次に、現像装置１００の動作を説明する。現像剤供給部１０３において、図２中矢印方向に回転する供給スクリュ１０４によって現像ローラ１０１近傍まで搬送された現像剤は、磁力によって現像ローラ１０１に吸着され、現像剤規制部材１０２によって所望の搬送量に規制される。その後、所望の搬送量に規制された現像剤は、図２中矢印方向に回転する現像ローラ１０１によって現像領域まで搬送される。その後、そのまま現像ローラ１０１によって現像ケース１０８内に戻され、反発磁力よって現像ローラ１０１より分離され再び現像剤供給部１０３に戻される。

現像ケース１０８内に戻される現像剤は、感光体２との現像領域に形成される現像ローラ１０１による磁気ブラシによって、現像ローラ１０１の回転方向下流側の現像ケース１０８との間に、現像領域からの現像剤が搬送される。このとき、現像ケース１０８内に戻される現像剤は上記磁気ブラシによって、現像装置１００内に吸い込む気流を発生させる。この気流によって現像に使用されなかったトナーの飛散を防ぐことができる。また、内圧が上昇した現像装置１００内の圧は圧抜きフィルタ１０７によって圧抜きされる。

プロセスカートリッジ５０、露光装置３００を有する作像装置９０では、現像ローラ１０１や供給スクリュ１０４、搬送スクリュ１０６の駆動により、現像ローラ１０１の軸端部や各スクリュ軸１０４ａ，１０６ａの端部と、これらの軸受とが摺接し発熱する。発熱した熱は現像ローラ１０１や各スクリュ軸１０４ａ，１０６ａに伝わり、現像装置１００が温度上昇する。
さらに、現像装置１００に近接する露光装置３００の発熱によって、現像装置１００が温度上昇する。
しかしながら、画像形成装置の小型化のためには放熱のための十分なスペース（空間）を設けることができない。

そこで、実施形態１では以下の構成を採っている。図３、図４に示すように、露光装置３００の壁面３００ａと現像ケース１０８の対向壁面１０８ａとの間には、所定の空間領域ＳＰが形成されている。空間領域ＳＰは、露光装置３００及び現像ケース１０８の後述する長手方向Ｙに渡り形成されている。
露光装置３００の壁面３００ａ及び現像ケース１０８の対向壁面１０８ａの長手方向Ｙの一壁端である後側Ｙａには、空気を導入（吸入）する導入部１１０が形成されている。導入部１１０を介して、空間領域ＳＰと複写機本体５００の外部とが後述するように連通している。

また、露光装置３００の壁面３００ａ及び現像ケース１０８の対向壁面１０８ａの長手方向Ｙの他壁端である前側Ｙｂには、空気を排出（排気）する排気部１１１が形成されている。排気部１１１を介して、空間領域ＳＰと複写機本体５００の外部とが後述するように連通している。
尚、露光装置３００の壁面３００ａ及び現像ケース１０８の対向壁面１０８ａの長手方向Ｙの後側Ｙａは、図３の紙面奥側に相当する。また、露光装置３００の壁面３００ａ及び現像ケース１０８の対向壁面１０８ａの長手方向Ｙの前側Ｙｂは、図３の紙面手前側に相当する。図４では、複写機本体５００側であることを括弧を付して示す。

上記したとおり、導入部１１０から空気を導入し、露光装置３００の壁面３００ａと現像ケース１０８の対向壁面１０８ａとの間に形成された空間領域ＳＰを通して、排気部１１１に向かって流れる気流１１２を形成することが可能となる。
気流１１２を強制的ないし確実に形成するために、気流１１２を発生させる気流発生手段としての吸引ファン１１５が、導入部１１０付近で複写機本体５００内の後側板５０１に取り付けられている。後側板５０１には空気の取り入れが可能なルーバなどの開口部５０１ａが、前側板５０２には空気の排出が可能なルーバなどの開口部５０２ａが、それぞれ形成されている。

実施形態１では、図４に示すように、複写機本体５００の長手方向Ｙの奥側である後側Ｙａに吸引ファン１１５を取り付けているため、気流１１２も長手方向Ｙの後側Ｙａから前側Ｙｂに流れる構成になっている。

尚、気流発生手段は、図４のように配設された冷却ファンとしての吸引ファン１１５に限らず、例えば導入部１１０及び排気部１１１の少なくとも一方に接続するように設けてもよい。
また、吸引ファン１１５は、図４の配置例では１つのプロセスカートリッジ５０を構成する現像装置１００の対向壁面１０８ａと、露光装置３００の壁面３００ａとの間の空間領域ＳＰに気流１１２を流すように設けているが、これに限定されない。

例えば、図１に示した複写機１０００に、実施形態１の作像装置９０を配置する場合には、吸引ファン１１５の配置数を減らすために次のようにしてもよい。例えば、図１に示した複写機１０００内に吸引ファン１１５を単一で配置する。そして、吸引ファン１１５からの気流を分岐するダクト部材等を介して、各プロセスカートリッジ５０の現像装置１００の対向壁面１０８ａと、露光装置３００の壁面３００ａとの空間領域ＳＰに形成される、計４つの導入部１１０に導くように接続してもよい。

上記のように取り付けられた吸引ファン１１５からの気流を効率良く現像装置１００と露光装置３００の間の空間領域ＳＰの長手方向Ｙの全域に流し、冷却する必要がある。そして、複写機本体５００の長手方向Ｙの後側Ｙａからの気流１１２を効率良く現像装置１００の長手方向Ｙの全域に伝えるためには空間領域ＳＰ伝播中の乱流の発生や圧損を抑制しなくてはならない。

そこで、供給スクリュ１０４と搬送スクリュ１０６との配置関係に関して、現像ケース１０８の対向壁面１０８ａに近接する露光装置３００の壁面３００ａの配置関係を特有にしている。
図３に示すように、供給スクリュ１０４のスクリュ軸１０４ａの中心１０４ａｃと搬送スクリュ１０６のスクリュ軸１０６ａの中心１０６ａｃとを通る直線Ａ（図中太い破線で示す）が、露光装置３００の壁面３００ａとほぼ平行に配置している。ここで、供給スクリュ１０４のスクリュ軸１０４ａ及び搬送スクリュ１０６のスクリュ軸１０６ａは長手方向Ｙ渡って延びているので、直線Ａを平面と読み替えてもよい。図３中太い破線で示すＢは、露光装置３００の壁面３００ａを延長した壁面を示しており、壁面３００ａと同義である。

図３に示すように、露光装置３００の壁面３００ａと、現像装置１００の対向壁面１０８ａとで平行に囲まれた空間領域ＳＰの長手方向Ｙと直交する方向の長さＬ２は、スクリュ軸１０４ａの中心１０４ａｃとスクリュ軸１０６ａの中心１０６ａｃとを結ぶ線分の長さＬ１よりも長く形成している。ここで、長手方向Ｙと直交する方向とは、ほぼ上下方向Ｚに相当する。換言すれば、縦２軸循環方式の現像装置１００を採用しているため、露光装置３００の壁面３００ａと、これに対向する現像ケース１０８の対向壁面１０８ａとの双方の面が、２つのスクリュ軸１０４ａ，１０６ａ間の距離よりも長く広くなるよう構成している。

上記のように配置することで、空間領域ＳＰでの気流の発散（圧損）を抑制し、長手方向Ｙの全域に気流１１２を流すことができる。これにより、現像装置１００内の現像剤供給部１０３と現像剤攪拌部１０５に存在する上記各部材・現像剤を共に均等に冷却することができる。

本発明の実施形態１に係る作像装置９０の効果を比較確認するため、図５に示す比較例に係る作像装置９０Ｘを作製した。図５は比較例に係る作像装置９０Ｘの要部の正断面図である。
作像装置９０Ｘの基本構成は、実施形態１に係る作像装置９０と同じであるが、図５に示す現像装置１００と露光装置３００との配置関係が図３の作像装置９０と相違する。即ち、作像装置９０Ｘでは、供給スクリュ１０４のスクリュ軸１０４ａの中心１０４ａｃと搬送スクリュ１０６のスクリュ軸１０６ａの中心１０６ａｃとを通る直線Ａ（又は平面）が、露光装置３００の壁面３００ａと非平行な状態で配置されている。

作像装置９０Ｘでは、露光装置３００の壁面３００ａと現像ケース１０８の対向壁面１０８ａとの間に形成された空間領域ＳＰが、下方側が上方よりも大きく開口されるように、現像装置１００と露光装置３００とを配置している。換言すれば、図３に示す現像装置１００と露光装置３００との配置状態（露光装置３００が感光体２の下方においてやや左斜め下方になるように傾いた状態）に対して、図５に示す比較例では露光装置３００を感光体２の真下に配置しているとも言える。

図５のような配置関係になると、実施形態１と同様に複写機本体の後側から吸引ファンで気流を発生させても、空間領域ＳＰで開口の大きい側（図５の下方向）に拡散してしまい、現像装置１００の前側まで十分な気流が届かずに冷却することができない。従って、現像装置１００の前側の温度が上昇し、トナーの固着や凝集体が発生し、異常画像の原因となってしまう。

図６を用いて比較例に係る作像装置９０Ｘと、本発明の実施形態１に係る作像装置９０とについて行った温度上昇試験を説明する。ここで、比較例に係る作像装置９０Ｘでは、各スクリュ軸間を通る直線Ａが露光装置３００の壁面３００ａの延長面Ｂと非平行配置である。本発明の実施形態１に係る作像装置９０では、各スクリュ軸間を通る直線Ａが露光装置３００の壁面３００ａの延長面Ｂとほぼ平行配置である。図６（ａ）は比較例に係る作像装置９０Ｘの温度上昇試験結果を示すグラフであり、図６（ｂ）は本発明の実施形態１に係る作像装置９０の温度上昇試験結果を示すグラフである。

試験内容としては、比較例の作像装置９０Ｘと本発明の実施形態１の作像装置９０とを、図１の複写機１０００相当の機種にそれぞれ搭載して、同じ試験条件にて温度上昇試験を行った。試験条件としては、現像装置１００の前端部及び後端部（図３、図５における紙面手前側と紙面奥側）に熱伝対を取り付け、画像面積率１００％画像（露光装置３００が常に発光している駆動状態）を連続して印刷した場合の前端部及び後端部の温度を測定した。

比較例に係る図６（ａ）のグラフと、本発明に係る図６（ｂ）のグラフとを比較すると、本発明のように各スクリュ軸間を通る直線Ａを壁面３００ａの延長面Ｂとほぼ平行に配置することで、特に現像装置１００の前側の温度上昇を抑制できていることが分かる。また、本発明の方が、比較例に比べて、現像装置１００の前側及び後側の両方の温度上昇を抑制できていることが分かる。

以上説明したとおり、実施形態１によれば、ＬＥＤアレイを用いた露光装置の壁面と現像装置における現像ケースの対向壁面との間を流れる気流が乱れることなく長手方向全域に渡って効率良く流れ、冷却効率が高まる。従って、ＬＥＤアレイを用いた露光装置と現像装置との間に流れる気流の効率を高め（圧損をなくし）、露光装置３００及びこれに近接した現像装置の双方を、それぞれの長手方向全域に渡り効率良く冷却することができる。

以上説明したとおり、実施形態１等には次の第１ないし第８の態様が実質的に記載されていたと言える。即ち、第１の態様は、感光体２などの像担持体と、像担持体の長手方向Ｙなどの長手方向に沿って、且つ像担持体の表面に対向して配置され、像担持体に潜像を形成する露光装置３００などの露光装置と、長手方向に沿って、且つ像担持体の表面に対向して配置され、像担持体に形成された潜像に担持している現像剤中のトナーを供給して現像する現像ローラ１０１などの現像剤担持体と、長手方向に沿って配置され、現像剤担持体に現像剤を供給する供給スクリュ１０４などの現像剤供給部材と、長手方向に沿って配置され、現像剤を攪拌して現像剤供給部材との間で現像剤を循環させる搬送スクリュ１０６などの現像剤攪拌部材と、現像剤担持体、現像剤供給部材及び現像剤攪拌部材を支持するとともに現像剤を収容し、露光装置における像担持体の回転方向の下流側に、且つ長手方向に沿って露光装置の壁面３００ａなどの壁面に対向して配置された現像ケース１０８などの現像ケースとを有する現像装置１００などの現像装置と、を備えた作像装置９０などの作像装置であって、現像ケースは、壁面と空間を隔ててほぼ平行に対向する対向壁面１０８ａなどの対向壁面を具備し、壁面及び対向壁面の長手方向の後側Ｙａなどの一壁端に空気を導入する導入部１１０などの導入部と、壁面及び対向壁面の長手方向の前側Ｙｂなどの他壁端に空気を排出する排気部１１１などの排気部とをそれぞれ設け、導入部から排気部に向かって流れる気流１１２などの気流が形成される作像装置である。

かかる第１の態様によれば、露光装置及びこれに近接・対向した現像装置の双方を、それぞれの長手方向全域に渡り効率良く冷却することができる。
第１の態様において、「現像ケースは、壁面と空間を隔ててほぼ平行に対向する対向壁面を具備する」とは、露光装置の壁面に対して現像装置の対向壁面が平行である場合を含むほか、露光装置の壁面に対して現像装置の対向壁面が設計公差内で平行である場合を含む。

第２の態様は、第１の態様において、露光装置に用いられる発光素子は、像担持体に光を照射して潜像を書き込むＬＥＤアレイである。
かかる第２の態様によれば、作像装置の小型化を図ることが可能となる。

第３の態様は、第１又は第２の態様において、作像装置の本体内に、気流を発生させる吸引ファン１１５などの気流発生手段が導入部及び排気部の少なくとも一方に接続するように設けられている。
かかる第３の態様によれば、導入部から排気部に向かって流れる気流を確実に形成することができる。

第４の態様は、第１〜第３の何れか１つの態様において、現像剤供給部材及び現像剤攪拌部材は、それぞれスクリュ軸１０４ａ，１０６ａなどの軸を有して回転することにより現像剤を搬送するよう構成されており、現像剤供給部材の軸の中心と現像剤攪拌部材の軸の中心とを通る直線Ａなどの直線が、壁面３００ａの延長面Ｂとほぼ平行である。
かかる第４の態様によれば、空間を流れる気流の発散（圧損）を抑制し、長手方向の全域に気流を流すことができる。これにより、現像装置内の現像剤供給部と現像剤攪拌部に存在する上記各部材・現像剤を共に均等に冷却することができる。

第５の態様は、第４の態様において、壁面と対向壁面とで囲まれて形成された空間の長手方向と直交する方向の長さＬ２などの長さは、現像剤供給部材の軸の中心と現像剤攪拌部材の軸の中心とを結ぶ線分の長さＬ１などの長さよりも長く形成されている。
かかる第５の態様によれば、所定の空間を流れる気流の発散（圧損）を抑制し、長手方向の全域に気流を流すことができる。これにより、現像装置内の現像剤供給部と現像剤攪拌部に存在する上記各部材・現像剤を共に均等に冷却することができる。

第６の態様は、第１〜第５の態様の何れか１つにおいて、現像剤供給部材は現像剤担持体の下方に、現像剤攪拌部材は現像剤供給部材の下方に、それぞれ配置されている。
かかる第６の態様によれば、作像装置の小型化を図ることが可能となる。

第７の態様は、第１〜第６の態様の何れか１つに記載の作像装置を備えている画像形成装置である。

第８の態様は、画像形成装置の複写機本体５００などの装置本体に対して着脱可能であり、感光体２などの像担持体と、帯電装置２０２などの帯電手段、現像装置１００などの現像手段及び感光体クリーニング装置２０３などのクリーニング手段から選ばれる少なくとも１つの手段とを一体に備えたプロセスカートリッジにおいて、第１〜第６の態様の何れか１つに記載の像担持体と、第１〜第６の態様の何れか１つに記載の現像装置とは、プロセスカートリッジ５０などのプロセスカートリッジを構成している。
かかる第８の態様によれば、消耗部品交換等の操作性が向上する。

以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、上記実施形態や実施例等に記載した技術事項を適宜組み合わせたものであってもよい。

例えば、作像装置を構成する現像装置は、上記実施形態１のような縦２軸循環方式の現像装置に限らず、横２軸循環方式などの現像装置であってもよい。
また、上記実施形態１中に適宜記載した構成の作像装置であってもよい。

例えば、作像装置は、図１の複写機１０００に適用されるような４つのプロセスカートリッジ５０と、各プロセスカートリッジ５０に対応して配置される４つの露光装置３００とを備えて構成されるものに限定されない。即ち、それぞれ単一の像担持体及び現像装置と、単一の露光装置とを備えた作像装置等であってもよい。また、単一のプロセスカートリッジと、単一の露光装置とを備えた作像装置等であってもよい。
また、本発明を適用する作像装置、画像形成装置は、図１に示したようなタンデム型中間転写方式に限らず、シートを搬送する搬送ベルトを用いたタンデム型直接転写方式の作像装置、画像形成装置であってもよい。

本発明の実施の形態に適宜記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

２ 感光体（像担持体の一例）
５０ プロセスカートリッジ
９０ 作像装置
１００ 現像装置
１０１ 現像ローラ（現像剤担持体の一例）
１０３ 現像剤供給部
１０４ 供給スクリュ（現像剤供給部材の一例）
１０４ａ スクリュ軸（現像剤供給部材の軸の一例）
１０４ａｃ スクリュ軸の中心
１０５ 現像剤攪拌部
１０６ 搬送スクリュ（現像剤攪拌部材の一例）
１０６ａ スクリュ軸（現像剤攪拌部材の軸の一例）
１０６ａｃ スクリュ軸の中心
１０８ 現像ケース（現像容器）
１０８ａ 対向壁面
１１０ 導入部
１１１ 排気部
１１２ 気流
１１５ 吸引ファン（気流発生手段の一例）
２００ 感光体ユニット
２０１ａ 帯電装置（帯電手段）
３００ 露光装置（露光手段）
３００ａ 露光装置の壁面
５００ 複写機本体（作像装置・画像形成装置の本体）
５０１ 後側板
５０２ 前側板
Ａ 直線
Ｂ 露光装置の壁面の延長面
Ｌ１ 線分の長さ
Ｌ２ 空間領域の長さ方向と直交する方向の長さ
ＳＰ 空間領域（所定の空間の一例）
Ｘ 幅方向
Ｙ 長手方向
Ｙａ 後側
Ｙｂ 前側
Ｚ 上下方向

特開２００７−１４０３４９号公報

Claims (8)

1. 像担持体と、
   前記像担持体の長手方向に沿って、且つ前記像担持体の表面に対向して配置され、前記像担持体に潜像を形成する露光装置と、
   前記長手方向に沿って、且つ前記像担持体の表面に対向して配置され、前記像担持体に形成された潜像に担持している現像剤中のトナーを供給して現像する現像剤担持体と、前記長手方向に沿って配置され、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記長手方向に沿って配置され、現像剤を攪拌して前記現像剤供給部材との間で現像剤を循環させる現像剤攪拌部材と、前記現像剤担持体、前記現像剤供給部材及び前記現像剤攪拌部材を支持するとともに現像剤を収容し、前記露光装置における前記像担持体の回転方向の下流側に、且つ前記長手方向に沿って前記露光装置の壁面に対向して配置された現像ケースと、を有する現像装置と、
   を備えた作像装置であって、
   前記現像ケースは、前記壁面と空間を隔ててほぼ平行に対向する対向壁面を具備し、
   前記壁面及び前記対向壁面の前記長手方向の一壁端に空気を導入する導入部と、前記壁面及び前記対向壁面の前記長手方向の他壁端に空気を排出する排気部とをそれぞれ設け、前記導入部から前記排気部に向かって流れる気流が形成される作像装置。
2. 請求項１記載の作像装置において、
   前記露光装置に用いられる発光素子は、前記像担持体に光を照射して潜像を書き込むＬＥＤアレイであることを特徴とする作像装置。
3. 請求項１又は２記載の作像装置において、
   前記作像装置の本体内に、前記気流を発生させる気流発生手段が前記導入部及び前記排気部の少なくとも一方に接続するように設けられていることを特徴とする作像装置。
4. 請求項１〜３の何れか１つに記載の作像装置において、
   前記現像剤供給部材及び前記現像剤攪拌部材は、それぞれ軸を有して回転することにより現像剤を搬送するよう構成されており、
   前記現像剤供給部材の前記軸の中心と前記現像剤攪拌部材の前記軸の中心とを通る直線が、前記壁面とほぼ平行であることを特徴とする作像装置。
5. 請求項４記載の作像装置において、
   前記壁面と前記対向壁面とで囲まれて形成された前記空間の前記長手方向と直交する方向の長さは、前記現像剤供給部材の前記軸の中心と前記現像剤攪拌部材の前記軸の中心とを結ぶ線分の長さよりも長く形成されていることを特徴とする作像装置。
6. 請求項１〜５の何れか１つに記載の作像装置において、
   前記現像剤供給部材は前記現像剤担持体の下方に、前記現像剤攪拌部材は前記現像剤供給部材の下方に、それぞれ配置されていることを特徴とする作像装置。
7. 請求項１〜６の何れか１つに記載の作像装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
8. 画像形成装置の装置本体に対して着脱可能であり、像担持体と、帯電手段、現像手段及びクリーニング手段から選ばれる少なくとも１つの手段とを一体に備えたプロセスカートリッジにおいて、
   請求項１〜６の何れか１つに記載の前記像担持体と、請求項１〜６の何れか１つに記載の前記現像装置とは、前記プロセスカートリッジを構成していることを特徴とするプロセスカートリッジ。

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