JP2021032969A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダクトを流れる空気の圧力損失の抑制と、画像形成装置の大型化の抑制を両立できる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置において、外装カバー１２０に設けられた吸気口１２０ｂから吸気された空気を現像装置１０５の周囲に導く現像ダクト１２７であって、前側板１２１に沿って延びる本流部１２７ａと、本流部１２７ａよりも空気が流れる方向の下流側に配置され、本流部１２７ａから屈曲し、現像スリーブ３０の回転軸線方向に沿って延びる分岐部１２７ｂ４とを備える現像ダクト１２７と、吸気口１２０ｂから現像ダクト１２７側に空気を取り込むための気流を生成する軸流ファン１２８と、を備え、本流部１２７ａから分岐部１２７ｂ４への屈曲方向の内側であり、分岐部１２７ｂ４における本流部１２７ａとの接続部には、現像ダクト１２７の空気流路側に突出する曲面から成る突出部１３７が設けられている。【選択図】図７

Description

本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えばレーザビームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）などの画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、感光体の表面に形成された静電潜像に対して、現像部によってトナーを付着させてトナー像を形成することで、シートに転写される画像を形成する。

ここで現像部においてトナーの凝集を抑制するためにトナーの撹拌が行われる構成が知られている。このような構成では、トナーの撹拌に伴って摩擦熱が発生し、現像部におけるトナーの帯電量の変化や溶融が起こる可能性があるため、現像部を冷却することが望ましい。

これに対して、例えば特許文献１の構成のように、装置本体内の冷却や飛散物質の回収等のために、ファンとダクトを用いて空気を吸排気する画像形成装置が存在する。

特開２００７−２３３２８０号公報

特許文献１に記載のダクトでは、空気を所望の位置に案内するために、空気流路を略直角に屈曲させている。図１７（ａ）は、特許文献１に記載のダクト１００の屈曲部分の拡大断面図である。図１７（ａ）に示す様に、特許文献１のダクト１００における屈曲方向の内側の壁は、直角に屈曲している。このように屈曲部分の壁が直角に屈曲する場合、屈曲部分の下流側で渦２０２が発生し、空気が乱流となって滞留し、ダクト１００を流れる空気の圧力損失が生じてしまう。

これに対し、図１７（ｂ）に示す様に、屈曲部分の内側を曲面１０１ａにすることで、渦２０２の発生を抑制して、ダクト１００を流れる空気の圧力損失を抑制することができる。しかしながら、画像形成装置に搭載される部材は、配置の容易性を考慮し、矩形に近い形の外形となっている部材が多い。従って、屈曲部分の内側を単に曲面１０１ａとする構成では、曲面１０１ａと矩形の外形の他の部材１５０とが干渉してしまう。この干渉を避けるためには、ダクト１００全体を他の部材１５０から退避させる方向に迫り出させる必要がある。この場合、画像形成装置の大型化を招来してしまう。

そこで本発明はこのような現状に鑑み、ダクトを流れる空気の圧力損失の抑制と、画像形成装置の大型化の抑制を両立できる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、感光体と、現像剤を担持し、前記感光体の表面に形成された静電潜像に現像剤を付着させる現像剤担持体と、現像剤を撹拌する撹拌部材と、を備える現像部と、装置本体の外装に設けられた吸気口と、前記吸気口から吸気された空気を前記現像部の周囲に導くダクトであって、前記現像剤担持体を支持する枠体に沿って延びる第１部分と、前記第１部分よりも空気が流れる方向の下流側に配置され、前記第１部分から屈曲し、前記現像剤担持体の回転軸線方向に沿って延びる第２部分とを備えるダクトと、前記吸気口から前記ダクト側に空気を取り込むための気流を生成するファンと、を備え、前記第１部分から前記第２部分への屈曲方向の内側であり、前記第２部分における前記第１部分との接続部には、前記ダクトの空気流路側に突出する曲面から成る突出部が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、画像形成装置において、ダクトを流れる空気の圧力損失の抑制と、画像形成装置の大型化の抑制を両立できる。

画像形成装置の断面概略図である。 画像形成装置の内部構成を示す斜視概略図である。 画像形成装置のダクトの構成を示す斜視図である。 現像ダクトの斜視図である。 画像形成部を水平に切断した断面概略図である。 現像ダクトの本流部から分岐部へ屈曲する部分の周囲の拡大斜視図である。 現像ダクトの本流部から分岐部へ屈曲する部分の周囲の拡大断面図である。 突出部の圧損低減効果の検証結果を説明するための図とグラフである。 現像ダクトの空気の圧力分布を流体解析ソフトによって計算した結果を示す図である。 本流部から分岐部への屈曲角度を変えた現像ダクトの図である。 本流部から分岐部への屈曲角度を変えた現像ダクトの図である。 突出部の圧損低減効果の検証結果を説明するためのグラフである。 変形例に係る現像ダクトの断面概略図である。 変形例に係る現像ダクトの断面概略図である。 第２比較例と第３比較例に係る現像ダクトの断面概略図である。 突出部の圧損低減効果の検証結果を説明するためのグラフである。 従来の課題を説明するためのダクトの模式図である。

（第１実施形態）
＜画像形成装置＞
以下、まず本発明の第１実施形態に係る画像形成装置Ａの全体構成を画像形成時の動作とともに図面を参照しながら説明する。なお、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１は、画像形成装置Ａの断面概略図である。図１に示す様に、画像形成装置Ａは、シートにトナー像を転写して画像を形成する画像形成部と、画像形成部に向けてシートを供給するシート給送部と、シートにトナー像を定着させる定着部を備える。

画像形成部は、感光ドラム１０２（１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋ）、帯電ローラ１０３（１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋ）、現像装置１０５（１０５Ｙ、１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｋ）、を備える。また一次転写ローラ１０６（１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋ）、二次転写ローラ１１３、二次転写対向ローラ１１２、レーザスキャナユニット１０４などを備える。

現像装置１０５は、現像剤担持体としての現像スリーブ３０（３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ）と、撹拌部材としての現像スクリュー１２６（１２６Ｙ、１２６Ｍ、１２６Ｃ、１２６Ｋ）を有する。現像スクリュー１２６は、現像装置１０５の内部の現像剤であるトナーを撹拌するとともに、現像スリーブ３０にトナーを搬送する。現像スリーブ３０は、不図示のマグネットを内包しており、マグネットの磁力によってトナーを担持し、感光ドラム１０２（感光体）にトナーを供給する。また現像装置１０５の内部のトナーが少なくなると、トナーボトル１０９（１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｋ）から現像装置１０５にトナーが補給される。

また現像スクリュー１２６によりトナーが撹拌されると摩擦熱が発生する。この摩擦熱により現像装置１０５の内部が昇温すると、現像装置１０５の内部のトナーが溶融する可能性がある。そこで摩擦熱によるトナーの溶融を避けるため、レーザスキャナユニット１０４と現像装置１０５の間の位置に、現像装置１０５を冷却するための現像ダクト１２７が設けられている。現像ダクト１２７の構成については後述する。

次に、画像形成動作について説明する。まず不図示の制御部が画像形成ジョブ信号を受信すると、シートカセット１１０に収納されたシートＳは、搬送ガイド１１８にガイドされながら、給送ローラ１１４によってレジストローラ１１１に搬送される。レジストローラ１１１は、所定のタイミングで二次転写ローラ１１３と二次転写対向ローラ１１２から形成される二次転写部にシートＳを搬送する。

一方、画像形成部においては、まず帯電ローラ１０３Ｙにより感光ドラム１０２Ｙ表面が帯電させられる。その後、パーソナルコンピュータ等の外部機器から入力された画像データや、画像形成装置Ａの上部に設けられた画像読取装置３５から入力された画像データに応じて、レーザスキャナユニット１０４が感光ドラム１０２Ｙ表面にレーザ光を照射する。これにより感光ドラム１０２Ｙの表面には画像データに応じた静電潜像が形成される。

その後、現像装置１０５Ｙの現像スリーブ３０Ｙにより感光ドラム１０２Ｙの表面に形成された静電潜像にイエローのトナーを付着させ、感光ドラム１０２Ｙ表面にイエローのトナー像を形成する。感光ドラム１０２Ｙ表面に形成されたトナー像は、一次転写ローラ１０６Ｙにバイアスが印加されることで、中間転写ベルト１０７に一次転写される。

同様のプロセスにより、感光ドラム１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋにも、マゼンダ、シアン、ブラックのトナー像が形成される。そして一次転写ローラ１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋにバイアスが印加されることで、これらのトナー像が中間転写ベルト１０７上のイエローのトナー像に対して重畳的に転写される。これにより中間転写ベルト１０７表面にフルカラーのトナー像が形成される。

中間転写ベルト１０７は、二次転写対向ローラ１１２が不図示のモータの駆動力によって回転し、その回転に従動して周回移動する。トナー像を担持した中間転写ベルト１０７が周回移動すると、トナー像が二次転写部に送られる。そして二次転写部において二次転写ローラ１１３にバイアスが印加されることで、中間転写ベルト１０７上のトナー像がシートＳに転写される。

次に、トナー像が転写されたシートＳは、定着装置１１５において加熱、加圧処理が施され、これによりシートＳ上のトナー像がシートＳに定着される。その後、トナー像が定着されたシートＳは、排出ローラ１１６によって排出部１１７に排出される。

＜画像形成装置の内部構成＞
次に、画像形成装置Ａの内部構成について説明する。

図２は、画像形成装置Ａの内部構成を示す斜視概略図である。ここで図２（ｂ）は、図２（ａ）の状態から外装カバー１２０と前側板１２１を設けたものである。図２に示す様に、画像形成装置Ａは、枠体として前側板１２１と後側板１１９を備える。前側板１２１と後側板１１９は、外装カバー１２０によって覆われている。

前側板１２１と後側板１１９は、トナーボトル１０９、感光ドラム１０２、現像装置１０５、帯電ローラ１０３、中間転写ベルト１０７などを共に支持する。また後側板１１９は、ＣＰＵや他の電子部品を実装するコントローラ基板１９５（図４）を支持する。コントローラ基板１９５（図５）に実装された電子部品は、画像読取装置３５によって読み取られた原稿の画像データを電気的なデジタル信号に変換する。

また外装カバー１２０の右側面には、開口部１２０ａが形成されている。シートＳの搬送中にシートＳが詰まってジャムが発生した場合、ユーザは不図示の扉を開き、開口部１２０ａにアクセスする。これによりユーザは、開口部１２０ａの内側に位置にする搬送ガイド１１８や定着装置１１５にアクセスし、ジャムの原因となっているシートＳを取り除くことができる。

また前側板１２１には、四つの開口部１２１ａが形成されている。四つの開口部１２１ａは、四つの現像装置１０５のそれぞれの下部に配置されている。後述するように、開口部１２１ａには、現像装置１０５を冷却するための現像ダクト１２７が挿入される。

＜ダクト＞
次に、画像形成装置Ａの内部を冷却するためのダクトの構成について説明する。

図３は、画像形成装置Ａのダクトの構成を示す斜視図である。図３に示す様に、画像形成装置Ａには、現像装置１０５を冷却する現像ダクト１２７と、現像ダクト１２７から排出された空気を画像形成装置Ａの外部に排出する排気ダクト１６０が設けられている。現像ダクト１２７は、前側板１２１に形成された開口部１２１ａ（図２（ｂ））から挿入され、現像ダクト１２７の一部が現像装置１０５の下部に配置される。排気ダクト１６０は、後側板１１９に固定される。またダクト１６０の排気口１６０ｂは、画像形成装置Ａの背面側の外装カバーに形成された不図示の通気口と連通している。

現像ダクト１２７には、画像形成装置Ａの外部の空気が取り込まれる。現像ダクト１２７に取り込まれた空気は、現像ダクト１２７の内部を通って現像装置１０５の下部に運ばれて現像装置１０５を冷却する。また現像装置１０５によって暖められた空気は、排気ダクト１６０の吸気口１６０ａから排気ダクト１６０の内部に取り込まれる。排気ダクト１６０の内部には、不図示のファンが設けられている。このファンにより生成された気流により、排気ダクト１６０に取り込まれた空気は、排気ダクト１６０の内部を通って画像形成装置Ａの背面側に運ばれる。その後、この空気は、排気口１６０ｂを介して、画像形成装置Ａの背面側の外装カバーに形成された不図示の通気口から画像形成装置Ａの外部に排出される。

＜現像ダクト＞
次に、現像ダクト１２７の構成について詳しく説明する。

図４は、現像ダクト１２７の斜視図である。図４に示す様に、現像ダクト１２７は、ＡＢＳ樹脂で形成され、断面形状が１０ｍｍ×１０ｍｍの矩形状の部材であり、金型を用いて射出成形によって製造される。なお、本実施形態では、大きな空気流路を確保するために、現像ダクト１２７を矩形状にしているものの、断面形状はその他の形状でもよい。また現像ダクト１２７は樹脂製に限られず、鋼製などの金属製としてもよい。

現像ダクト１２７は、金型の制約から、鉛直方向の上側に配置される上ダクト１２７ｘと鉛直方向の下側に配置される下ダクト１２７ｙに二分割されている。上ダクト１２７ｘと下ダクト１２７ｙは、両者にそれぞれ設けられた爪部１４４（係合部）が互いに係合することで連結されて一体化されている。

現像ダクト１２７は、直線状の一つの本流部１２７ａと、本流部１２７ａよりも空気が流れる方向の下流側に配置され、本流部１２７ａから略直角に屈曲して分岐した四つの分岐部１２７ｂ（１２７ｂ１〜１２７ｂ４）を備える。本流部１２７ａは、現像スリーブ３０を支持する前側板１２１に沿う方向に延びており、分岐部１２７ｂは、現像スリーブ３０の回転軸線方向に沿って延びている。

また本流部１２７ａには、現像ダクト１２７の内部に空気を取り込むための一つの開口部１２７ｃ（連通孔）が形成されている。また四つの分岐部１２７ｂには、現像ダクト１２７から空気を排出するための、上面が開口した開口部１２７ｄ（１２７ｄ１〜１２７ｄ４）がそれぞれ形成されている。

図５は、画像形成装置Ａの画像形成部を水平に切断した断面概略図である。図５に示す様に、現像ダクト１２７の本流部１２７ａは、前側板１２１よりも画像形成装置Ａの前方に配置されている。現像ダクト１２７の本流部１２７ａは、前側板１２１に対して、不図示のフランジ部においてビス１９９により固定される。

現像ダクト１２７の四つの分岐部１２７ｂは、前側板１２１の開口部１２１ａ（図２）から画像形成装置Ａの装置本体の内側に挿入される。四つの分岐部１２７ｂは、四つの現像装置１０５の下部であり、四つの現像装置１０５とレーザスキャナユニット１０４の間の位置にそれぞれ配置される。

画像形成装置Ａの外装カバー１２０の右側面には、吸気口１２０ｂが設けられている。現像ダクト１２７の本流部１２７ａに形成された開口部１２７ｃは、外装カバー１２０の吸気口１２０ｂと連通するように配置される。これにより画像形成装置Ａの外部と現像ダクト１２７の内部が連通し、現像ダクト１２７に外気が取り込めるようになる。なお、外装カバー１２０の正面側ではなく、側面側に吸気口１２０ｂを設けることで、画像形成装置Ａの正面に立つユーザに対して、装置内部の稼働音が直接的に伝わることを抑制することができる。

また現像ダクト１２７の内部における開口部１２７ｃの近傍には、軸流ファン１２８が設けられている。軸流ファン１２８は、画像形成装置Ａの外部の空気を現像ダクト１２７側に取り込むための気流であり、図５に示す矢印Ｋ１方向の気流を生成する。軸流ファン１２８により現像ダクト１２７の内部に空気が取り込まれると、空気は本流部１２７ａから分岐部１２７ｂに流れ込む。そして分岐部１２７ｂの開口部１２７ｄから現像装置１０５の底面に向けて空気が排出される。現像ダクト１２７は、このように画像形成装置Ａの外部の空気を現像装置１０５に送り込むことで、現像装置１０５を冷却する。

＜突出部＞
次に、現像ダクト１２７に設けられた突出部１３７について説明する。

図６は、現像ダクト１２７における本流部１２７ａから分岐部１２７ｂ４へ屈曲する部分の周囲の拡大斜視図である。図７は、現像ダクト１２７における本流部１２７ａから分岐部１２７ｂ４へ屈曲する部分の周囲の拡大断面図である。ここで図６では、現像ダクト１２７の内部構造を示すため、現像ダクト１２７の側壁の一部を二点鎖線で示し、現像ダクト１２７の天面やその他の一部を不図示としている。

図６、図７に示す様に、現像ダクト１２７において、本流部１２７ａから分岐部１２７ｂ４への屈曲方向の内側であり、分岐部１２７ｂ４における本流部１２７ａとの接続部には、現像ダクト１２７の空気流路側に突出する曲面から成る突出部１３７が設けられている。なお、本流部１２７ａから分岐部１２７ｂ４への屈曲部分における屈曲方向の外側部分には半径１０ｍｍの曲面が設けられている。

突出部１３７の具体的な形状は次のような形状である。本流部１２７ａから分岐部１２７ｂ４へ屈曲する部分において、本流部１２７ａにおける突出部１３７が形成され始める点を点Ｐ１とする。また空気が流れる方向において、分岐部１２７ｂ４における突出部１３７の下流端部を点Ｐ２とする。また突出部１３７において空気流路側に最も突出した部分を点Ｐ３とする。また図７に示す現像ダクト１２７の内径をＸとする。

このとき点Ｐ２は、点Ｐ１から空気が流れる方向の下流側にＸの距離を移動させた位置に配置される。また点Ｐ３は、点Ｐ１から空気が流れる方向の下流側にＸ／２の距離を移動させ、且つ、空気が流れる方向と直交する方向にＸ／２×（√２−１）の距離を移動させた位置に配置される。突出部１３７は、この点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の三点を通る円弧形状となっている。また前側板１２１に沿って本流部１２７ａが延びる方向と、点Ｐ１と点Ｐ２を結ぶ直線との成す角度をθ１とし、前側板１２１に沿って本流部１２７ａが延びる方向と、点Ｐ２と点Ｐ３を結ぶ直線との成す角度をθ２とする。このとき、θ１＝６７．５°、θ２＝６７．５°に設定されている。

このような突出部１３７を設けることで、本流部１２７ａから分岐部１２７ｂ４へ屈曲する部分において、渦の発生を抑制し、現像ダクト１２７を流れる空気の圧力損失を抑制することができる。また本流部１２７ａから分岐部１２７ｂ４へ屈曲する部分を単に曲面とするのではなく、分岐部１２７ｂ４に空気流路側に突出する曲面から成る突出部１３７とする。これにより矩形の外形を有する他の部材を突出部１３７の近傍に配置する際、曲面部分と他の部材の干渉を避けて他の部材を配置することができる。従って、現像ダクト１２７の全体を他の部材から退避させる方向に迫り出させる必要がなくなり、画像形成装置Ａの大型化を抑制できる。

また突出部１３７の外周部には、上ダクト１２７ｘと下ダクト１２７ｙとを連結させる爪部１４４が設けられている。このように分岐部１２７ｂ４において、現像ダクト１２７の内側に突出した突出部１３７に爪部１４４を設けることで、分岐部１２７ｂ４の外周部の全体幅が爪部１４４によって大きくなることを防ぐことができる。従って、分岐部１２７ｂ４の他の部分に爪部１４４を設ける構成と比較して、前側板１２１の開口部１２１ａの幅を狭くすることができ、前側板１２１の剛性を高くすることができる。

＜突出部の圧損低減効果の検証結果＞
次に、現像ダクト１２７に形成された突出部１３７による圧力損失の低減効果の検証結果について説明する。ここでは本実施形態の現像ダクト１２７と、本実施形態の構成から突出部１３７を無くした図８（ａ）に示す第１比較例の現像ダクト１７７とを比較して、突出部１３７の圧損低減効果を検証している。

図８（ｂ）は、本実施形態の現像ダクト１２７と第１比較例の現像ダクト１７７の空気の圧力損失を流体解析ソフトによってそれぞれ計算した結果を示すグラフである。ここで使用した流体解析ソフトは、ａｎｓｙｓ社の「ｆｌｕｅｎｔ」であり、乱流モデルは「標準ｋ−ε」、壁関数は「標準壁関数」、計算スキームは「ＳＩＭＰＬＥ法」で解析を行った。図９は、本実施形態の現像ダクト１２７と第１比較例の現像ダクト１７７の空気の圧力分布を流体解析ソフトによって計算した結果を示す図である。

図８（ｂ）に示す様に、本実施形態の現像ダクト１２７では、第１比較例の現像ダクト１７７よりも空気の圧力損失が低減している。これは図９に示す様に、第１比較例の現像ダクト１７７では、本流部１７７ａから分岐部１７７ｂへの屈曲部分に突起がないため、屈曲部分の周囲で乱流が生じて渦が発生し、圧力の損失が生じるためと考えられる。これに対して、本実施形態の現像ダクト１２７では、突出部１３７によって本流部１２７ａから分岐部１２７ｂへの屈曲部分の周囲で渦が発生するのが抑制され、乱流の発生が抑制されて空気の圧力損失が低減されるためと考えられる。

次に、本実施形態に係る現像ダクト１２７の本流部１２７ａから分岐部１２７ｂ４への屈曲角度を略直角から±１０度した構成に関して、突出部１３７による圧損低減効果を検証した結果を説明する。ここでも本実施形態の現像ダクト１２７と、第１比較例の現像ダクト１７７とを比較して突出部１３７の圧損低減効果を検証している。

図１０（ａ）は、本実施形態の現像ダクト１２７において、本流部１２７ａから分岐部１２７ｂ４への屈曲角度を１００°にした時の構成を示す図である。図１０（ｂ）は、第１比較例の現像ダクト１７７において、本流部１７７ａから分岐部１７７ｂへの屈曲角度を１００°にした時の構成を示す図である。図１０（ｃ）は、これらの現像ダクト１２７、１７７の圧力損失を流体解析ソフトによって計算した結果を示すグラフである。図１０（ｃ）に示す様に、屈曲角度を１００°にした構成においても、本実施形態の現像ダクト１２７の空気の圧力損失は、第１比較例の現像ダクト１７７の空気の圧力損失よりも小さくなっている。

図１１（ａ）は、本実施形態の現像ダクト１２７において、本流部１２７ａから分岐部１２７ｂ４への屈曲角度を８０°にした時の構成を示す図である。図１１（ｂ）は、第１比較例の現像ダクト１７７において、本流部１７７ａから分岐部１７７ｂへの屈曲角度を８０°にした時の構成を示す図である。図１１（ｃ）は、これらの現像ダクト１２７、１７７の圧力損失を流体解析ソフトによって計算した結果を示すグラフである。図１１（ｃ）に示す様に、屈曲角度を８０°にした構成においても、本実施形態の現像ダクト１２７の空気の圧力損失は、第１比較例の現像ダクト１７７の空気の圧力損失よりも小さくなっている。

また本実施形態の現像ダクト１２７と、比較例の現像ダクト１７７において、１０ｍｍ×１０ｍｍの正方形の断面形状の四つの角部のそれぞれに半径３ｍｍの円弧形状を設ける構成に関して、突出部１３７による圧損低減効果を検証した。この結果、図１２に示す様に、本実施形態の現像ダクト１２７の空気の圧力損失は、第１比較例の現像ダクト１７７の空気の圧力損失よりも小さくなっている。

このように本実施形態の構成によれば、現像ダクト１２７の本流部１２７ａから分岐部１２７ｂ４へ屈曲する部分に突出部１３７を設けることで、現像ダクト１２７を流れる空気の圧力損失の抑制と、画像形成装置Ａの装置本体の大型化の抑制を両立できる。

＜変形例＞
次に、変形例として、現像ダクト１２７における突出部１３７の位置や形状を変更した構成について説明する。

図１３、図１４は、変形例に係る現像ダクト１２７の断面概略図である。なお、変形例に係る現像ダクト１２７の断面形状は、６０ｍｍ×１０ｍｍの長方形状となっており、図１３に示す内径の長さＸが６０ｍｍである。また本流部１２７ａから分岐部１２７ｂ４への屈曲部分における屈曲方向の外側部分には半径６０ｍｍの曲面が設けられている。

図１３（ａ）に示す様に、第１変形例の突出部１３７は、点Ｐ２が点Ｐ１から空気が流れる方向の下流側にＸの距離を移動させた位置に配置されている。また点Ｐ３が、点Ｐ１から空気が流れる方向の下流側にＸ／２の距離を移動させ、且つ、空気が流れる方向に直交する方向に（√２−１）×Ｘ÷２の距離を移動させた位置に配置されている。突出部１３７は、点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を通る円弧形状となっている。θ１＝６７．５°、θ２＝６７．５°に設定されている。

図１３（ｂ）に示す様に、第２変形例の突出部１３７は、第１変形例の突出部１３７における空気が流れる方向の上流側半分の形状である。θ１＝６７．５°、θ２＝０°に設定されている。

図１３（ｃ）に示す様に、第３変形例の突出部１３７は、第２変形例の突出部１３７における点Ｐ３の位置を、空気が流れる方向の下流側に１００ｍｍ移動させた形状である。θ１＝６７．５°、θ２＝８２．９度に設定されている。

図１４（ａ）に示す様に、第４変形例の突出部１３７は、第２変形例の突出部１３７における点Ｐ３の位置を、空気が流れる方向の下流側に２００ｍｍ移動させた形状である。θ１＝６７．５°、θ２＝８６．４°に設定されている。

図１４（ｂ）に示す様に、第５変形例の突出部１３７は、点Ｐ２が点Ｐ１から空気が流れる方向の下流側にＸの距離を移動させた位置に配置されている。また点Ｐ３が点Ｐ１から空気が流れる方向の下流側にＸ／２の距離を移動させ、且つ、空気が流れる方向に直交する方向に（√２−１）×Ｘ÷２の距離を移動させた位置に配置されている。そして突出部１３７は、点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の３点を通る三角柱面状となっている。θ１＝６７．５°、θ２＝６７．５°に設定されている。

図１４（ｃ）に示す様に、第６変形例の突出部１３７は、点Ｐ２が点Ｐ１から空気が流れる方向の下流側にＸ／２の距離を移動させた位置に配置されている。また点Ｐ３が点Ｐ１から空気が流れる方向の下流側にＸ／２の距離を移動させ、且つ、空気が流れる方向に直交する方向に（√２−１）×Ｘ÷２の距離を移動させた位置に配置されている。そして突出部１３７は、点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の３点を通る三角柱面状となっている。θ１＝６７．５°、θ２＝０°に設定されている。

次に、第１〜第６変形例に係る現像ダクト１２７に形成された突出部１３７による圧力損失の低減効果の検証結果について説明する。ここでは第１〜第６変形例に係る現像ダクト１２７と、図１５（ａ）に示す第２比較例の現像ダクト２７７と、図１５（ｂ）に示す第３比較例の現像ダクト３７７を比較して、突出部１３７の圧損低減効果を検証している。第２比較例の構成は、第１変形例の構成から突出部１３７を無くした構成である。第３比較例の構成は、第２比較例の構成から、本流部３７７ａから分岐部３７７ｂへの屈曲部分における屈曲方向の内側部分に半径１ｍｍの曲面３７７ｃを設けた構成である。

図１６は、第１〜６変形例の現像ダクト１２７と、第２比較例の現像ダクト２７７と、第３比較例の現像ダクト３７７の空気の圧力損失を上述した流体解析ソフトによってそれぞれ計算した結果を示すグラフである。図１６に示す様に、第１〜６変形例の現像ダクト１２７では、第２比較例の現像ダクト２７７、第３比較例３７７よりも空気の圧力損失が低減している。これは第２比較例、第３比較例の現像ダクト２７７、３７７では、本流部２７７ａ、３７７ａから分岐部２７７ｂ、３７７ｂへの屈曲部分の周囲で乱流が生じて渦が発生し、圧力の損失が生じるためと考えられる。これに対して、第１〜６変形例の現像ダクト１２７では、突出部１３７によって本流部１２７ａから分岐部１２７ｂへの屈曲部分の周囲で渦が発生するのが抑制され、乱流の発生が抑制されて空気の圧力損失が低減されるためと考えられる。

なお、本実施形態や第１〜第６変形例では、現像ダクト１２７の断面形状が正方形や長方形の構成を例示して説明したものの、本発明はこれに限られるものではない。即ち、現像ダクト１２７の断面形状を三角形や円形等としても、上記同様の効果を得ることができる。

また本実施形態では、現像ダクト１２７における分岐部１２７ｂ４にのみ突出部１３７を設けている。これは四つの分岐部１２７ｂ１〜１２７ｂ４のうち、現像ダクト１２７の内部に空気が取り込まれる開口部１２７ｃから最も遠い位置に分岐部１２７ｂ４が位置し、分岐部１２７ｂ４を流れる空気の圧力が最も小さくなるためである。しかしながら、他の分岐部１２７ｂ１〜１２７ｂ３に突出部１３７をそれぞれ設ける構成としてもよい。これにより分岐部１２７ｂ１〜１２７ｂ３を流れる空気の圧力の低下を抑制し、現像装置１０５の冷却効果を向上させることができる。

３０…現像スリーブ（現像剤担持体）
１０２…感光ドラム（感光体）
１０５…現像装置（現像部）
１２０…外装カバー（外装）
１２０ｂ…吸気口
１２１…前側板（枠体）
１２１ａ…開口部
１２６…現像スクリュー（撹拌部材）
１２７…現像ダクト（ダクト）
１２７ａ…本流部（第１部分）
１２７ｂ１〜１２７ｂ４…分岐部（第２部分）
１２７ｃ…開口部（連通孔）
１２７ｘ…上ダクト
１２７ｙ…下ダクト
１２８…軸流ファン（ファン）
１３７…突出部
１４４…爪部（係合部）
Ａ…画像形成装置

Claims (7)

1. 感光体と、
   現像剤を担持し、前記感光体の表面に形成された静電潜像に現像剤を付着させる現像剤担持体と、現像剤を撹拌する撹拌部材と、を備える現像部と、
   装置本体の外装に設けられた吸気口と、
   前記吸気口から吸気された空気を前記現像部の周囲に導くダクトであって、前記現像剤担持体を支持する枠体に沿って延びる第１部分と、前記第１部分よりも空気が流れる方向の下流側に配置され、前記第１部分から屈曲し、前記現像剤担持体の回転軸線方向に沿って延びる第２部分とを備えるダクトと、
   前記吸気口から前記ダクト側に空気を取り込むための気流を生成するファンと、
   を備え、
   前記第１部分から前記第２部分への屈曲方向の内側であり、前記第２部分における前記第１部分との接続部には、前記ダクトの空気流路側に突出する曲面から成る突出部が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記感光体と前記現像部はそれぞれ複数設けられ、
   前記ダクトは、前記吸気口から吸気された空気を複数の前記現像部にそれぞれ導くための、複数の前記第２部分を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。
3. 前記ダクトの前記第１部分には、前記装置本体の前記吸気口と連通する連通孔が設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。
4. 前記ダクトの断面形状は、矩形状であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記ダクトの前記第１部分は、前記枠体に固定されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記枠体には、前記第２部分が通る開口部が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記ダクトは、鉛直方向の上側の上ダクトと、鉛直方向の下側の下ダクトとが、係合部において互いに係合することで連結されており、
   前記係合部は、前記突出部の外周部に配置されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。