JP4685575B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機やプリンタに代表される電子写真方式の画像形成装置に関する。

複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体として感光体ドラムが広く用いられている。感光体ドラムを用いた一般的な画像形成動作は以下のようである。感光体ドラムの表面は帯電装置により所定電位で一様に帯電せしめられ、そこに露光装置のＬＥＤ光等を照射することにより部分的に電位が光減衰して原稿画像の静電潜像が形成される。そして、この静電潜像を現像装置で現像することによってトナー像が形成される。用紙へのトナー像の転写後、感光体ドラムの表面においては、残留したトナーがクリーニング装置によりクリーニングされ、次回の画像形成動作に備えて除電装置により除電光が照射されて帯電電荷の除去が行われる。

上記構成のような画像形成装置では、内部に熱がこもり易いので、これに起因する内部の温度上昇が、装置の運転に支障をきたすとして懸念されている。特に、昨今の画像形成装置においては高速化が推進されており、その内部の温度上昇が著しい。そして、感光体ドラム表面にトナーを供給する現像装置の温度上昇も深刻な問題となっている。現像装置の温度が上昇すると、現像装置内のトナーが溶融して流動性が悪くなる。さらに、現像装置の現像ローラ近傍に設けられ、感光体ドラム表面に供給するトナー量を規制する規制部材の温度が上昇すると、現像ローラ表面のトナーによる薄層形成に乱れが生じる可能性が高くなる。これにより、感光体ドラム表面のトナー像に悪影響が及び、用紙に形成される画像に不良が発生する恐れがある。このような問題を解決すべく、現像装置の温度上昇を回避する様々な手法が提案され、その例を特許文献１及び２に見ることができる。

一方、感光体ドラム表面を帯電させる方法としては、コロナ放電を利用した方法が一般的に用いられているが、この時、有害な放電生成物が発生することが知られている。そして、特に感光体ドラムにおいてアモルファスシリコン感光体を用いた場合、使用環境が高湿度であると、感光体ドラム表面に付着した放電生成物が水分を吸着して、静電潜像が乱れる像流れという問題が多発することが懸念されている。このような問題を解決すべく、帯電装置周辺の放電生成物を除去する様々な手法が提案され、その一例を特許文献３に見ることができる。
特開平１０−１８６８４５号公報（第４−５頁、図１−２） 特開２００３−１１４５７７号公報（第４−５頁、図２−３） 特開平１１−１４９２３９号公報（第３頁、図２）

特許文献１に記載された画像形成装置には、規制部材から感光体ドラム表面に向けて突設された、ヒートシンク状の放熱板が備えられている。しかしながら、このように規制部材にヒートシンク状の放熱板を設けるためには、規制部材と感光体ドラム表面との間に、比較的広いスペースを必要とする。したがって、画像形成装置の設計上の制約を受け、多くの機種に対して用いることが可能な汎用性のある現像装置の冷却手段としては好ましくない。また、このヒートシンク状の放熱板の箇所は、規制部材と感光体ドラム表面とが近接していることが多いので、空気の流通が期待できない場合、放熱板のフィン間に熱をもった空気が滞留してしまう恐れもある。

特許文献２に記載された画像形成装置では、現像スリーブ（現像ローラ）やアジテータ（攪拌部材）の軸部にヒートパイプを設け、現像装置全体の冷却を試みている。しかしながら、感光体ドラム表面にトナーを供給するに際し、その直前の規制部材の箇所において、トナーには規制部材と現像ローラとの間で大きな摩擦が生じるので、規制部材の箇所で温度上昇を回避する必要がある。したがって、トナーが熱の影響を受けることなく好適な状態を保持するためには、規制部材の冷却を遂行することが望まれる。

特許文献３に記載された静電記録装置には、光書き込み装置の熱発生源の放熱と、帯電装置から発生するオゾン（放電生成物）の吸引とを行うファンが設けられ、オゾン（放電生成物）は、排気ダクトの最下流に設けたフィルタにて除去するようにしている。しかしながら、この構成では、必ずファンによる吸引を利用しなければ放電生成物を除去することができない。また、ファンを利用する場合であっても、フィルタに到達するまでに放電生成物の分解・除去することができれば、一層効果的である。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、現像装置の、像担持体表面に供給するトナー量を規制する規制部材の放熱を、省スペース化が図られた簡便な構造によって効率よく遂行し、現像装置内のトナーの溶融を防止することができ、さらに帯電装置から発生する放電生成物も除去して像流れの発生を防止することができ、像担持体への好適なトナー供給を行うことが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、像担持体と、この像担持体表面に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像に現像する現像装置とを備えるとともに、前記像担持体表面に供給するトナー量を規制する規制部材を前記現像装置の現像ローラ近傍に設けた画像形成装置において、前記規制部材は、前記像担持体と対向する表面に、前記現像ローラの軸線方向に延びる平板状、またはシート状の放熱部材を貼付して備えることとした。

また、上記構成の画像形成装置において、前記規制部材は、前記放熱部材との間に、高熱伝導性部材を備えることとした。

また、上記構成の画像形成装置において、前記規制部材は、前記放熱部材の表面に、光触媒部材を備えることとした。

また、上記構成の画像形成装置において、前記現像ローラの軸線方向の一方から、及び／または前記像担持体の帯電装置方向から、前記放熱部材に向かって空気を吹付ける吹付けファンと、前記現像ローラの軸線方向の他方から、前記規制部材周辺の熱を装置外部へと逃がす排気ダクトとを備えることとした。

また、上記構成の画像形成装置において、前記規制部材は、前記現像ローラ回転方向上流側の面に、磁石を備えることとした。

また、上記構成の画像形成装置において、前記像担持体は、アモルファスシリコン感光体であることとした。

また、上記構成の画像形成装置において、前記トナーは、磁性一成分トナーであることとした。

本発明の構成によれば、像担持体表面に供給するトナー量を規制する規制部材を現像装置の現像ローラ近傍に設けた画像形成装置において、規制部材は、像担持体と対向する表面に、現像ローラの軸線方向に延びる平板状、またはシート状の放熱部材を貼付して備えることとしたので、規制部材と像担持体表面との間に広いスペースを確保することなく、規制部材の放熱を助長することができる。これにより、規制部材の放熱を、省スペース化が図られた簡便な構造によって効率よく遂行することが可能となる。その結果、現像装置内のトナーの溶融を防止して、像担持体への好適なトナー供給を行うことが可能な画像形成装置を得ることができる。

また、規制部材は、放熱部材との間に、高熱伝導性部材を備えることとしたので、規制部材に対する放熱作用を向上させることが可能となる。したがって、規制部材の放熱に対する効果が高まり、規制部材の箇所での熱によるトナーの溶融を確実に防止することが可能となる。

また、規制部材は、放熱部材の表面に、光触媒部材を備えることとしたので、現像装置の近隣に配置された帯電装置から発生する放電生成物を、光触媒部材によって分解・除去することができる。これにより、帯電装置や現像装置周辺に滞留する放電生成物に対して高い除去作用が得られ、放電生成物が原因となる像流れの発生を防止することができる。その結果、高い画像品質を維持することが可能である。

また、現像ローラの軸線方向の一方から、及び／または像担持体の帯電装置方向から、放熱部材に向かって空気を吹付ける吹付けファンと、現像ローラの軸線方向の他方から、規制部材周辺の熱を装置外部へと逃がす排気ダクトとを備えることとしたので、放熱部材、すなわち規制部材の近傍で確実に空気を流通させることができ、この箇所における熱をもった空気の滞留を防止することが可能である。これにより、規制部材を十分に冷却することができ、規制部材の箇所でのトナーの溶融を防止する作用をさらに高めることが可能となる。さらに、帯電装置から発生する放電生成物を、吹付けファンによって強制的に、放熱部材表面の光触媒部材に付着させることも可能である。したがって、放電生成物の除去作用を一層向上させることができる。

また、規制部材は、現像ローラ回転方向上流側の面に、磁石を備えることとしたので、規制部材の放熱が、温度上昇に対して間に合わない場合であっても、磁石の作用により、現像ローラ表面のトナーによる薄層形成を円滑に遂行することができる。これにより、像担持体へのトナー供給を、さらに良好な状態にて行うことが可能となる。

アモルファスシリコンで構成される感光体は、高硬度であり耐磨耗性に優れ、たいへん長寿命であることから、多くの画像形成装置で採用されている。しかしながら一方では、感光体表面に付着した放電生成物に起因して像流れが発生し易いという問題もある。一方、現像装置内のトナーが溶融して流動性が悪くなり、感光体ドラム表面のトナー像形成に悪影響が及ぶと、感光体表面の劣化等の不具合が発生する可能性もある。これらの問題に対し、本発明の画像形成装置に、アモルファスシリコンで構成される感光体を組み合わせることにより、感光体表面への放電生成物の付着を防止し、現像装置内のトナーの溶融を防止することが可能となるので、像流れが発生しない、さらに長寿命な画像形成装置を得ることができる。

また、磁性一成分トナーは、良好な定着性を得るために熱に弱く、溶融し易いという問題があるが、本発明の画像形成装置に組み合わせることにより、現像装置内のトナーの溶融を防止することが可能となるので、像担持体へ好適なトナー供給を行うことができ、さらに良好な定着性を得ることが可能な画像形成装置を得ることができる。

以下、本発明の実施形態を図１〜図７に基づき説明する。

最初に、本発明の実施形態に係る画像形成装置について、図１を用いてその構造の概略を説明しつつ、画像出力動作を説明する。図１は、画像形成装置の模型的垂直断面正面図である。なお、図中の実線矢印は用紙の搬送経路、及び搬送方向を示す。

図１に示すように、画像形成装置１の本体２の下部には、カセット式給紙部２０が配置されている。カセット式給紙部２０には、通常の汎用用紙カセット２１、及び大容量用紙カセット２２が備えられている。大容量用紙カセット２２は、同容量のものが水平方向に同じ高さで２個並べられ、上流側大容量用紙カセット２２Ａ、及び下流側大容量用紙カセット２２Ｂとされている。これらの用紙カセットには、印刷前のカットペーパー等の用紙Ｐが積載して収容され、ここから１枚ずつ分離して用紙Ｐが送り出される。

本体２の右側面上部の外部には、手差し給紙部３が備えられている。手差し給紙部３には、カセット式給紙部２０に入っていないサイズの用紙Ｐや、ＯＨＰシートのように１枚ずつ送り込みたいものが載置される。

画像形成装置１は、その内部に垂直搬送部４を備えている。垂直搬送部４は、カセット式給紙部２０に関して言えば、その給紙方向である右方に位置し、手差し給紙部３に関して言えば、その左方に位置する。カセット式給紙部２０から送り出された用紙Ｐは垂直搬送部４により本体２の側面に沿って垂直上方に、手差し給紙部３から送り出された用紙Ｐは水平左方に搬送される。２個の大容量用紙カセット２２のうち、左側の上流側大容量用紙カセット２２Ａから送り出された用紙Ｐは、右側の下流側大容量用紙カセット２２Ｂのすぐ上方を水平に右方に送られた後、本体２の側面に沿って垂直上方に搬送される。

垂直搬送部４の用紙搬送方向下流端であって、転写部４０のすぐ上流側には、レジストローラ５が備えられている。レジストローラ５は、用紙Ｐの斜め送りを矯正しつつ、画像形成部３０で形成されるトナー像と同期をとって、転写部４０に向けて用紙Ｐを送り出す。

一方、画像形成装置１の本体２の上面には原稿送り部６が、その下方には光学部７が備えられている。原稿送り部６の前方には、使用者が外部から表示を確認したり、ボタンを押して操作をしたりできる位置に操作パネル８が備えられている。使用者が原稿の複写を行う場合には、原稿送り部６に文字や図形、模様等の画像が描かれた原稿を積載し、操作パネル８に印刷条件等を入力して印刷を開始する。原稿送り部６では１枚ずつ分離して原稿が送り出され、光学部７によってその画像データが読み取られる。

レジストローラ５の用紙搬送方向下流側であって、光学部７の下方には、画像形成部３０、及び転写部４０が備えられている。画像形成部３０では、光学部７によって読み取られた画像データに基づいて、原稿画像の静電潜像が形成される。この静電潜像からトナー像が現像され、トナー像は、前記レジストローラ５によって同期をとって送られてきた印刷前の用紙Ｐに、転写部４０にて転写される。画像形成部３０の詳細な構成については、後述する。

転写部４０の下流側には、定着部９が備えられている。転写部４０にて未定着トナー像を担持した用紙Ｐは、定着部９へと送られ、熱ローラと加圧ローラとによりトナー像が加熱、加圧されて定着される。

定着部９の下流側であって、本体２の左側面の近傍には、分岐部１０が備えられている。定着部９から排出された用紙Ｐは、両面印刷を行わない場合には、分岐部１０から機外の用紙排出部である用紙受けトレイ１１に排出される。

画像形成部３０から分岐部１０にかけの部分の下方であって、カセット式給紙部２０の上方には、両面印刷部１２が備えられている。両面印刷を行う場合には、定着部９から排出された用紙Ｐが、分岐部１０を通って両面印刷部１２へと送られる。両面印刷部１２へ送られた用紙Ｐは、続いて搬送方向が切り替えられ、再度垂直搬送部４、レジストローラ５を介して転写部４０へと送られる。

続いて、画像形成装置１の画像形成部３０周辺の詳細な構成について、図２を用いて説明する。図２は画像形成部周辺を示す模型的垂直断面正面図である。

図２に示すように、画像形成部３０には、その中心に像担持体である感光体ドラム３１が備えられている。そして、感光体ドラム３１の回転方向に沿って順に、帯電装置５０、現像装置６０、及びクリーニング装置８０が配置されている。転写部４０は、感光体ドラム３１の回転方向に沿って、現像装置６０とクリーニング装置８０との間に設けられている。

感光体ドラム３１は、画像形成装置１内の用紙搬送方向と直角をなす用紙幅方向、すなわち図２の紙面奥行き方向に延び、その軸線方向を水平にして配置されている。感光体ドラム２１は、アルミニウム等により構成される導電性ローラ状基体の外側に、真空蒸着等によって無機光導電性材料であるアモルファスシリコンの感光層を設けた無機感光体のドラムである。感光体ドラム３１は、図示しない駆動装置によって、その周速度が用紙搬送速度と同じになるように回転せしめられている。

帯電装置５０は、コロナ放電帯電器を用いたスコロトロン帯電装置である。なお、同じくコロナ放電帯電器を用いたコロトロン帯電装置であっても構わない。この帯電装置５０により、感光体ドラム３１の表面が所定の極性及び電位で一様に帯電せしめられる。

現像装置６０は、そのハウジング６１の内部に、感光体ドラム３１に当接する現像ローラ６２を備えている。現像ローラ６２には、感光体ドラム３１の帯電極性と同極性のバイアスが印加される。この現像ローラ６２により、現像剤であるトナーが帯電せしめられるとともに感光体ドラム３１の表面に供給され、静電潜像が現像される。現像装置６０の外部であって、その上方には、現像装置６０にトナーを補うための図示しないトナー供給容器が設けられ、そこから新しいトナーが供給される。トナーとしては、磁性一成分トナーを使用する。なお、現像ローラ６２は感光体非接触型のものであっても構わない。現像装置６０の詳細な構成については、後述する。

ここで、現像剤である磁性一成分トナーについて説明する。磁性一成分トナーは次のような方法で製造した。まず、ポリエステル樹脂Ｘ（ガラス転移点：６０°Ｃ、軟化点：１５０°Ｃ、酸価：７．０、ゲル分率：３０％）３０重量部、ポリエステル樹脂Ｙ（ガラス転移点：５０°Ｃ、軟化点：１００°Ｃ、酸価：４．０、ゲル分率：無し）７０重量部、磁性粉体７５重量部、電荷制御成分３重量部、電荷制御樹脂８重量部、及びワックス成分３重量部をヘンシェルミキサにて混合した。そして、これを２軸押し出し機で混練した後、フェザーミルにより粗粉砕した。その後、ターボミルで微粉砕を行い、気流式分級機で分級して、平均粒子径が８．０μｍのトナー粒子を得た。得られたトナー粒子１００重量部に対して、シリカ１．０重量部と酸化チタン１．５重量部とをヘンシェルミキサにて混合し、磁性一成分トナーを得た。

転写部４０には、無端状のベルトで構成された転写部材である転写搬送ベルト４１が設けられている。転写搬送ベルト４１は、複数のローラに巻き掛けられて支持され、図示しない駆動装置により図２において反時計方向に、その周速度が感光体ドラム３１の周速度と同じになるように回転せしめられている。転写搬送ベルト４１は、感光体ドラム３１に下方から圧接し、用紙Ｐを挿通させる転写ニップ部を形成する。

クリーニング装置８０は、感光体ドラム３１の回転方向に沿って、転写ニップ部のさらに下流側に配置されている。クリーニング装置８０は、そのハウジング８１の内部に、クリーニングローラ８２、クリーニングブレード８３、及び排出スクリュー８４を備えている。クリーニングローラ８２、及びクリーニングブレード８３は、感光体ドラム３１に圧接し、感光体ドラム３１表面に残留したトナーを除去してクリーニングする。感光体ドラム３１表面から除去されたトナーは、ハウジング８１内に一旦回収され、排出スクリュー８４によりクリーニング装置８０の外部の図示しない廃トナー回収容器に排出される。

また、図２において、帯電装置５０の左方であってクリーニング装置８０の上方には、冷却装置９０の第２の吹付けダクト９４が備えられているが、この冷却装置９０の詳細な構成については、後述する。

続いて、現像装置６０の詳細な構成について、図３を用いて説明する。図３は、現像装置の垂直断面正面図である。

図３に示すように、現像装置６０は、現像容器であるハウジング６１を備えている。ハウジング６１は、感光体ドラム３１の軸線方向、すなわち図３の紙面奥行き方向に細長い形状を有し、その長手方向を水平にして配置されている。現像装置６０は、図３において左右２個の区画に仕切られ、左方の区画が現像室６３、右方の区画がトナー収容室６４である。ハウジング６１の内部には、各々の区画を仕切る隔壁６５がハウジング６１の長手方向に延びている。

ハウジング６１は、現像剤である磁性一成分トナーを収容している。トナーは、トナー収容室６４から現像室６３へと供給されるものであり、これを可能にするため、隔壁６５の両端には開口部（図示せず）が設けられ、トナー収容室６４と現像室６３とがそこで連通する形になっている。なお、新しいトナーは、トナー供給容器（図示せず）から現像装置６０に供給される際、トナー収容室６４の上方からトナー収容室６４に投入される。トナー収容室６４には、攪拌スクリュー６６が軸線を水平にして設けられている。この攪拌スクリュー６６により、トナー供給容器から投入された新しいトナーを、攪拌しつつ隣接する現像室６３へと供給する。現像室６３には、搬送スクリュー６７が軸線を水平にして、攪拌スクリュー６６に併設する形で設けられている。この搬送スクリュー６７により、トナー収容室６４から供給されたトナーを、現像ローラ６２へと搬送する。

現像室６３は、感光体ドラム３１と隣接する箇所に開口部６８を備えている。開口部６８には現像剤担持体である現像ローラ６２が配置されている。現像ローラ６２の片側は現像室６３の内部に位置し、他の片側は現像室６３の外部に露出して像担持体である感光体ドラム３１に向き合っている。現像ローラ６２は、図示しない駆動手段により図３において反時計方向に回転せしめられる。

現像ローラ６２の現像室６３内部側の箇所から回転方向下流側、すなわち図３において現像ローラ６２の上方には、規制板６９が設けられている。規制板６９は、その下端と現像ローラ６２表面との間に、所定の幅の隙間７０を設けて配置されている。規制板６９は、現像ローラ６２の軸線方向と平行に延びている。この規制板６９は、感光体ドラム３１表面に供給するトナー量を規制するため、現像ローラ６２表面にトナーによる薄層を形成する規制部材である。

規制板６９は、感光体ドラム３１と対向する側の面に、放熱部材７１を貼付して備えている。この放熱部材７１は、セラミック放熱体で構成され、規制板６９同様、現像ローラ６２の軸線方向と平行に延びる平板状、またはシート状の部材である。規制板６９と放熱部材７１との間には、高熱伝導性部材７２が備えられている。この高熱伝導性部材７２は、アルミニウムや銅、グラファイト等で構成され、規制板６９や放熱部材７１と同様、現像ローラ６２の軸線方向と平行に延びる平板状、またはシート状の部材である。規制板６９の表面には、光触媒部材７３が備えられている。光触媒部材７３は、シート、または粉末のコーティング等によって構成されている。

一方、規制板６９は、現像ローラ６２回転方向上流側の面、すなわち放熱部材７１等が設けられた面の裏側の面に、磁石７４を備えている。

続いて、冷却装置９０の詳細な構成について、図２に加えて、図４、及び図５を用いて説明する。図４は画像形成部周辺を示す垂直断面右側面図、図５は同じく画像形成部周辺を示す水平断面上面図である。なお、図４、及び図５においては、説明に不必要な構成要素の描画を省略している。図４においては左方が、図５においては下方が画像形成装置１の前面側である。また、図２、図４、及び図５において、図中の白抜き矢印は空気が流れる方向を示す。

図２、図４、及び図５に示すように、画像形成部３０の周辺には、冷却装置９０が備えられている。冷却装置９０は、第１の吹付けファン９１、第１の吹付けダクト９２、第２の吹付けファン９３、第２の吹付けダクト９４、排気ダクト９５、及び排気ファン９６を備えている。

第１の吹付けファン９１は、図４、及び図５に示すように、現像ローラ６２上方の規制板６９の箇所の、軸線方向前方であって、本体２の前面側の外装フレーム２ａ内側に固定されている。第１の吹付けファン９１は、軸流ファンで構成され、外装フレーム２ａに設けられた開口２ｂを通して、本体２前方から装置内部に空気を導入する。第１の吹付けファン９１の空気移動方向下流側には第１の吹付けダクト９２が備えられ、現像ローラ６２上方の規制板６９の直前まで延びている。したがって、第１の吹付けファン９１により本体２前方から導入した空気を、規制板６９表面に備えられた放熱部材７１に向かって吹付けることができる。

第２の吹付けファン９３は、図４、及び図５に示すように、感光体ドラム３１上方の箇所の、軸線方向前方であって、本体２の前面側の外装フレーム２ａ内側に固定されている。第２の吹付けファン９３は、軸流ファンで構成され、外装フレーム２ａに設けられた開口２ｃを通して、本体２前方から装置内部に空気を導入する。

第２の吹付けファン９３の空気移動方向下流側には、第２の吹付けダクト９４が備えられている。第２の吹付けダクト９４は、感光体ドラム３１上方、正確には図２に示すように帯電装置５０の左方であってクリーニング装置８０の上方において、感光体ドラム３１の後方側端面付近まで延び（図４、図５参照）、その下部に、感光体ドラム３１の軸線方向長さと略同じ長さの吹出しノズル９４ａを備えている。吹出しノズル９４ａは、図２に示すように、帯電装置５０の方を向いている。したがって、第２の吹付けファン９３により本体２前方から導入した空気を、帯電装置５０付近を通過させつつ、規制板６９の放熱部材７１表面に備えられた光触媒部材７３に向かって吹付けることができる。

排気ダクト９５は、図４、及び図５に示すように、現像ローラ６２上方の規制板６９の箇所の軸線方向後方から、本体２の後部にかけての箇所に配置されている。排気ダクト９５は、規制板６９の近傍に吸気口９５ａを備えている。排気ダクト９５は、規制板６９の箇所から、本体２の内部フレーム２ｄを貫通し、真っ直ぐに本体２背面側に向かって続いている。

排気ダクト９５の下流端には、軸流ファンで構成された排気ファン９６が配置されている。排気ファン９６は、排気ダクト９５内に強制的に気流を発生させるものであり、本体２の背面側の外装フレーム２ａに設けられた開口２ｅを通して、排気ダクト９５内の空気を装置外部へと排出する。したがって、排気ファン９６により規制板６９周辺の熱をもった空気を、画像形成装置１の外部へと逃がすことができる。

次に、上記構成の画像形成装置１を使用して用紙Ｐへの連続印刷を行った時の、規制板６９の温度変化への影響について、図６を用いて説明する。図６は、放熱部材、吹付けファン、及び排気ダクトの有無が、規制板の温度変化に及ぼす影響を示すグラフである。図６に記載の温度データは、３５°Ｃの環境において連続５０００枚印刷した時の、規制板６９の温度上昇を示している。第１、第２の吹付けファン９１、９３、及び排気ダクト９５の有無は、「通気有」、「通気無」と記している。

図６によると、放熱部材７１、第１、第２の吹付けファン９１、９３、及び排気ダクト９５を全く備えない場合（図中▲一点鎖線）に対して、放熱部材７１を備えた場合（図中■破線）の方が、温度上昇が小さくなっているのが分かる。さらに、これらに対して、放熱部材７１、第１、第２の吹付けファン９１、９３、及び排気ダクト９５の全てを備えた場合（図中●実線）、温度上昇が小さくなっているのが分かる。

次に、上記構成の画像形成装置１を使用して用紙Ｐへの連続印刷を行った時の、画像形成部３０周辺の環境や、用紙Ｐに形成された画像への影響について、図７を用いて説明する。図７は、放熱部材、吹付けファン、及び排気ダクトの有無が、画像形成部周辺の環境や用紙への画像形成に及ぼす影響を示す表である。

最初に、常温２３°Ｃの環境において、印刷時に画像形成装置１の外部に排出される放電生成物であるオゾンの瞬間最大排出濃度を測定した。オゾン濃度の測定は、（株）島津製作所製環境大気測定用オゾン計ＵＶＡＤ−１０００Ａを用いて行った。評価方法としては、排出オゾン濃度の数値を検証した。また、この初期状態において、現像装置６０内のトナー重量も測定した。

続いて、３５°Ｃの環境において、用紙Ｐに対するトナー占有率が６％の原稿を連続６０００枚印刷した後の現像装置６０内のトナー重量、用紙Ｐの画像濃度、及びカブリ濃度を測定した。ここで、「カブリ」とは、トナーの帯電不良により、本来画像データが存在しない真っ白であるべき領域にトナーが付着してしまう現象を意味する。画像濃度、及びカブリ濃度の測定は、東京電色（株）製フォトボルト方式反射濃度計ＴＣ−６ＤＳ／Ａを用いて行った。画像濃度の評価基準は、上記濃度計の数値で、１．２５以上を良好（○）、１．１０以上１．２５未満をやや良好（△）、１．１０未満を不良（×）とした。カブリ濃度の評価基準は、０．００８以下を良好（○）、０．００８超０．０１２以下をやや良好（△）、０．０１２超を不良（×）とした。トナー重量は、初期状態におけるトナー重量に対する、６０００枚印刷前後のトナーの変化量の割合を、トナー変化率として示した。すなわちトナー変化率は、（（（６０００枚印刷後トナー重量）−（初期トナー重量））／（初期トナー重量））×１００で表される。トナー変化率の評価基準は、２０％以下を良好（○）、２０％超３０％以下をやや良好（△）、３０％超を不良（×）とした。

なお、実施例、及び比較例として、６つのケースで実験を行い、比較した。

実施例１は、第１、第２の吹付けファン９１、９３、及び排気ダクト９５により通気を行い、規制板６９の、感光体ドラム３１と対向する側の面に、放熱部材７１のみを備えた例である。この場合、図７によると、初期状態の排出オゾン濃度が比較的高く、冷却装置９０が効果的に作用していることが分かる。また、トナー変化率、画像濃度、及びカブリ濃度も各々良好である。

実施例２は、第１、第２の吹付けファン９１、９３、及び排気ダクト９５により通気を行い、規制板６９の、感光体ドラム３１と対向する側の面に、放熱部材７１、及び高熱伝導性部材７２を備えた例である。この場合、図７によると、上記実施例１同様、初期状態の排出オゾン濃度、トナー変化率、画像濃度、及びカブリ濃度の全ての項目において良好である。数値を細かく見ると、トナー変化率、画像濃度、及びカブリ濃度において、実施例１より向上していることが分かる。

実施例３は、第１、第２の吹付けファン９１、９３、及び排気ダクト９５により通気を行い、規制板６９の、感光体ドラム３１と対向する側の面に、放熱部材７１、高熱伝導性部材７２、及び光触媒部材７３を備えた例である。この場合、図７によると、上記実施例１、及び２同様、オゾン濃度、トナー変化率、画像濃度、及びカブリ濃度の全ての項目において良好となっていることが分かる。しかしながら、実施例１、及び２と比較してオゾン濃度が低下していることから、光触媒部材７３が効果的に作用していることが分かる。

実施例４は、規制板６９の、感光体ドラム３１と対向する側の面に、放熱部材７１、高熱伝導性部材７２、及び光触媒部材７３を備え、第１、第２の吹付けファン９１、９３、及び排気ダクト９５による通気を行わなかった例である。この場合、図７によると、オゾン濃度がかなり低くなっていることが分かる。これは、通気が行われていないことにより、装置内部にオゾンが滞留しているものと考えられる。また、図７より、トナー変化率、画像濃度、及びカブリ濃度はやや良好に留まっていることが分かる。これは、通気が行われていないことによる、現像装置６０の規制板６９の箇所における温度上昇が起因しているものと考えられる。

比較例１は、第１、第２の吹付けファン９１、９３、及び排気ダクト９５により通気を行い、規制板６９には放熱部材７１等の部材を一切装着しなかった例である。この場合、図７によると、オゾン濃度は良好であるものの、トナー変化率、及び画像濃度はやや良好に、カブリ濃度は不良になっていることが分かる。

比較例２は、第１、第２の吹付けファン９１、９３、及び排気ダクト９５による通気を行わず、規制板６９にも放熱部材７１等の部材を一切装着しなかった例である。この場合、図７によると、オゾン濃度はやや良好であるものの、トナー変化率、画像濃度、及びカブリ濃度は不良になっていることが分かる。

以上、総合して判断すると、実施例３の結果にて示したように、第１、第２の吹付けファン９１、９３、及び排気ダクト９５により通気を行い、規制板６９の、感光体ドラム３１と対向する側の面に、放熱部材７１、高熱伝導性部材７２、及び光触媒部材７３を備えた本発明の画像形成装置１の構成が、最も好適な評価を得るという結果となった。

このようにして、像担持体である感光体ドラム３１表面に供給するトナー量を規制する規制部材である規制板６９を現像装置６０の現像ローラ６２近傍に設けた画像形成装置１において、規制板６９は、感光体ドラム３１と対向する表面に、現像ローラ６２の軸線方向に延びる平板状、またはシート状の放熱部材７１を貼付して備えるので、規制板６９と感光体ドラム３１表面との間に広いスペースを確保することなく、規制板６９の放熱を助長することができる。これにより、規制板６９の放熱を、省スペース化が図られた簡便な構造によって効率よく遂行することが可能となる。その結果、現像装置６０内のトナーの溶融を防止して、感光体ドラム３１への好適なトナー供給を行うことが可能な画像形成装置１を得ることができる。

また、規制板６９は、放熱部材７１との間に、高熱伝導性部材７２を備えるので、規制板６９に対する放熱作用を向上させることが可能となる。したがって、規制板６９の放熱に対する効果が高まり、規制板６９の箇所での熱によるトナーの溶融を確実に防止することが可能となる。

そして、規制板６９は、放熱部材７１の表面に、光触媒部材７３を備えるので、現像装置６０の近隣に配置された帯電装置５０から発生する放電生成物を、光触媒部材７３によって分解・除去することができる。これにより、帯電装置５０や現像装置６０周辺に滞留する放電生成物に対して高い除去作用が得られ、放電生成物が原因となる像流れの発生を防止することができる。その結果、高い画像品質を維持することが可能である。

さらに、現像ローラ６２の軸線方向の一方から、及び感光体ドラム３１の帯電装置５０方向から、放熱部材７１に向かって空気を吹付ける第１、第２の吹付けファン９１、９３と、現像ローラ６２の軸線方向の他方から、規制板６９周辺の熱を装置外部へと逃がす排気ダクト９５とを備えるので、放熱部材７１、すなわち規制板６９の近傍で確実に空気を流通させることができ、この箇所における熱をもった空気の滞留を防止することが可能である。これにより、規制板６９を十分に冷却することができ、規制板６９の箇所でのトナーの溶融を防止する作用をさらに高めることが可能となる。さらに、帯電装置５０から発生する放電生成物を、吹付けファンによって強制的に、放熱部材７１表面の光触媒部材７３に付着させることも可能である。したがって、放電生成物の除去作用を一層向上させることができる。

また、規制板６９は、現像ローラ６２回転方向上流側の面に、磁石７４を備えるので、規制板６９の放熱が、温度上昇に対して間に合わない場合であっても、磁石７４の作用により、現像ローラ６２表面のトナーによる薄層形成を円滑に遂行することができる。これにより、感光体ドラム３１へのトナー供給を、さらに良好な状態にて行うことが可能となる。

アモルファスシリコンで構成される感光体は、高硬度であり耐磨耗性に優れ、たいへん長寿命であることから、多くの画像形成装置１で採用されている。しかしながら一方では、感光体表面に付着した放電生成物に起因して像流れが発生し易いという問題もある。一方、現像装置６０内のトナーが溶融して流動性が悪くなり、感光体ドラム３１表面のトナー像形成に悪影響が及ぶと、感光体表面の劣化等の不具合が発生する可能性もある。これらの問題に対し、本発明の画像形成装置１に、アモルファスシリコンで構成される感光体を組み合わせることにより、感光体表面への放電生成物の付着を防止し、現像装置６０内のトナーの溶融を防止することが可能となるので、像流れが発生しない、さらに長寿命な画像形成装置１を得ることができる。

また、磁性一成分トナーは、良好な定着性を得るために熱に弱く、溶融し易いという問題があるが、本発明の画像形成装置１に組み合わせることにより、現像装置６０内のトナーの溶融を防止することが可能となるので、感光体ドラム３１へ好適なトナー供給を行うことができ、さらに良好な定着性を得ることが可能な画像形成装置１を得ることができる。

なお、本発明は、非磁性トナーと磁性キャリヤとを含む二成分現像剤を使用した画像形成装置においても有効である。二成分現像剤においてより高い画像品質を求めて、トナーの飽和磁化を高くし、粒径を小さくすると、熱による溶融でトナーが凝集し易くなる恐れがある。これに対して本発明の構成を適用することにより、二成分現像剤を使用した場合であっても、規制板の放熱を助長して、現像装置内のトナーの溶融を防止することができ、感光体ドラムへの好適なトナー供給を行うことが可能な画像形成装置が得られる。

また、感光体ドラムに対面配置した現像ローラと、この現像ローラに対面配置した磁気ローラとを用い、二成分現像剤により磁気ローラの表面に磁気ブラシを形成し、次いでこの磁気ブラシにより現像ローラの表面にトナーの薄層を形成した後、このトナーの薄層により感光体ドラム表面に形成した静電潜像をトナー像に現像する現像方法のように、現像ローラと磁気ローラとを用いることで装置内の空きスペースが非常に狭くなった場合にも、本発明が有効である。なぜなら、装置内の空きスペースが狭い場合であっても、本発明の構成を適用することにより、規制板の放熱を助長して、現像装置内のトナーの溶融を防止することができるからである。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

例えば、本発明の実施形態において、放熱部材７１は、セラミック放熱体で構成されていることとしたが、これに限定されるわけではなく、セラミック放熱体に代わる他の放熱材料であっても構わない。同様に、高熱伝導性部材７２も、アルミニウムや銅、グラファイト等といった材料の部材に限定されるわけではない。

本発明は、像担持体表面に供給するトナー量を規制する規制部材を現像装置の現像ローラ近傍に設けた画像形成装置において利用可能である。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の模型的垂直断面正面図である。 図１の画像形成部周辺を示す模型的垂直断面正面図である。 図２の現像装置の垂直断面正面図である。 図１の画像形成部周辺を示す垂直断面右側面図である。 図１の画像形成部周辺を示す水平断面上面図である。 放熱部材、吹付けファン、及び排気ダクトの有無が規制板の温度変化に及ぼす影響を示すグラフである。 放熱部材、吹付けファン、及び排気ダクトの有無が画像形成部周辺の環境や用紙への画像形成に及ぼす影響を示す表である。

符号の説明

１ 画像形成装置
３０ 画像形成部
３１ 感光体ドラム（像担持体）
５０ 帯電装置
６０ 現像装置
６２ 現像ローラ
６９ 規制板（規制部材）
７０ 隙間
７１ 放熱部材
７２ 高熱伝導部材
７３ 光触媒部材
７４ 磁石
９０ 冷却装置
９１ 第１の吹付けファン
９２ 第１の吹付けダクト
９３ 第２の吹付けファン
９４ 第２の吹付けダクト
９５ 排気ダクト
９６ 排気ファン

Claims (6)

1. 像担持体と、この像担持体表面に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像に現像する現像装置とを備えるとともに、前記像担持体表面に供給するトナー量を規制する規制部材を前記現像装置の現像ローラ近傍に設けた画像形成装置において、
   前記規制部材は、前記像担持体と対向する表面に、前記現像ローラの軸線方向に延びる平板状またはシート状の放熱部材を貼付して備え、前記放熱部材の表面に、光触媒部材を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記規制部材は、前記放熱部材との間に、高熱伝導性部材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. 前記現像ローラの軸線方向の一方から、及び／または前記像担持体の帯電装置方向から、前記放熱部材に向かって空気を吹付ける吹付けファンと、前記現像ローラの軸線方向の他方から、前記規制部材周辺の熱を装置外部へと逃がす排気ダクトとを備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記規制部材は、前記現像ローラ回転方向上流側の面に、磁石を備えることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記像担持体は、アモルファスシリコン感光体であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記トナーは、磁性一成分トナーであることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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