JP4875885B2 - 画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、現像剤担持体上の現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材を備えた現像装置を有する画像形成装置及びプロセスカートリッジに関するものである。

この種の現像装置においては、現像剤を表面に担持して現像剤を潜像担持体と対向する現像領域まで搬送する現像剤担持体を備えており、現像剤を現像領域に搬送する前に現像剤規制部材により現像剤担持体上に担持されている現像剤の層厚を規制する。この規制時においては、現像剤規制部材と現像剤との摩擦、現像剤担持体表面と現像剤との摩擦、あるいは、現像剤同士の摩擦によって現像剤の摩擦帯電が促進される。一方で、このような摩擦が生じると熱が発生するため、現像剤担持体と現像剤規制部材とが対向する規制領域における現像剤の温度が上昇する。現像剤の温度が上昇すると、現像剤の現像能力が低下したり、現像剤が劣化して寿命が短くなったりするといった不具合を引き起こす。

このような現像剤の温度上昇による不具合を抑制し得るものとして、特許文献１に記載された現像装置が知られている。この現像装置は、現像剤担持体と現像剤規制部材とが対向する規制領域の近傍、具体的には現像剤規制部材に対して現像剤担持体表面移動方向下流側に隣接した位置に、ダクト部材が設けられている。このダクト部材と現像剤規制部材とによって、現像剤担持体表面に対向する部分が開口した空間が形成される。この空間内のエアはファンによって吸引され、機外に排出される。このような構成により、規制領域近傍の熱がエアと一緒に機外へ排出される。

特開平１１−１４３２２３号公報

ところが、上記特許文献１に記載の現像装置においては、規制領域近傍の熱を機外へ排出するための上記空間を形成するためのスペースを、現像剤規制部材に対して現像剤担持体表面移動方向下流側に隣接した位置に確保しなければならない。このような位置に上記空間を配置する結果、現像装置のレイアウトが制限されたり、潜像担持体周囲におけるレイアウトの自由度が低くなったりするという問題があった。

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像装置のレイアウトが制限されたり潜像担持体周囲におけるレイアウトの自由度が低くなったりすることがなく、規制領域付近で発生する熱を除去して現像剤の温度上昇による不具合を抑制することが可能な画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、表面移動する潜像担持体と、該潜像担持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体の表面に形成された潜像を現像剤により現像する現像手段と、該現像手段による現像によって該潜像担持体の表面に形成された画像を被転写材上に転写する転写手段とを備え、上記現像手段として、現像剤を表面に担持して表面移動により該現像剤を潜像担持体と対向する現像領域まで搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体上の現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材とを備えた現像装置を用いる画像形成装置において、上記現像剤規制部材は、金属からなる単一板部材を曲げ加工することにより、上記現像剤担持体の表面移動方向に対して直交する方向であって該現像剤担持体の表面と略平行な方向に延びる長尺な内部空間を有する構成とし、かつ、該現像剤担持体の表面移動方向上流側に向く現像剤規制部材面を形成する該単一板部材の板部分が、該現像剤担持体と対向する剤規制部とは反対側に位置する現像剤規制部材面を形成する該単一板部材の板部分から折り曲げられた折り曲げ部分に対して外側から重なる構成とし、該内部空間が少なくとも２つの開口部で外部と連通するものであり、上記潜像担持体の表面に対して非接触状態で対向した電荷発生空間内で電荷を発生させる電荷発生手段を、上記現像装置に対して潜像担持体表面移動方向上流側に近接配置するとともに、該電荷発生空間内に該潜像担持体の表面へ向かう気流を発生させる電荷発生空間用気流発生手段を設け、上記現像剤規制部材の上記少なくとも２つの開口部のうちの一部である気流導入口から上記内部空間への気流を発生させる気流発生手段として、上記電荷発生空間用気流発生手段を用い、上記気流導入口を、上記現像剤規制部材における潜像担持体表面移動方向上流側に向く面に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記少なくとも２つの開口部のうちの他部である気流排出口を上記内部空間の長尺方向端部に設け、上記気流導入口を該内部空間の長尺方向に沿って複数配列するとともに、該気流排出口に近いほど各気流導入口の開口面積が小さくなるように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記気流発生手段を、上記電荷発生手段の上記電荷発生空間に対して潜像担持体表面移動方向上流側に配置したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記少なくとも２つの開口部のうちの他部である気流排出口を上記内部空間の長尺方向一端部に設け、上記気流発生手段を、上記電荷発生手段の上記電荷発生空間に対し、潜像担持体表面移動方向に対して直交する方向であって上記潜像担持体の表面に平行な方向における該気流排出口が設けられている側に配置したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記少なくとも２つの開口部のうちの他部である気流排出口を上記内部空間の長尺方向一端部に設け、上記気流発生手段を、上記電荷発生手段の上記電荷発生空間に対し、潜像担持体表面移動方向に対して直交する方向であって上記潜像担持体の表面に平行な方向における該気流排出口が設けられている側とは反対側に配置したことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置の本体に対して着脱自在に構成されたプロセスカートリッジであって、少なくとも上記現像装置と上記電荷発生手段と上記気流発生手段とを一体に支持していることを特徴とするものである。

本発明においては、外部と連通する少なくとも２つの開口部のうちの一部の開口部から気体や液体などの冷却媒体を導入し、流入した冷却媒体を他部の開口部から排出するという冷却媒体の流れを、現像剤規制部材内に設けられた内部空間内に発生させることが可能である。これにより、規制領域付近で発生する熱は、現像剤規制部材を通じて内部空間へ移動し、その内部空間内の冷却媒体の流れに乗って規制領域付近から除去される。その結果、規制領域付近の現像剤の温度上昇を抑制できる。
しかも、本発明においては、規制領域近傍の熱を除去するための空間は現像剤規制部材の内部に形成されるので、上記特許文献１に記載の現像装置のように現像装置のレイアウトが制限されたり潜像担持体周囲におけるレイアウトの自由度が低くなったりといったことはない。

以上、本発明によれば、現像装置のレイアウトが制限されたり潜像担持体周囲におけるレイアウトの自由度が低くなったりすることがなく、規制領域付近で発生する熱を除去して現像剤の温度上昇による不具合を抑制することが可能となるという優れた効果がある。

以下、本発明を、画像形成装置としての電子写真方式のカラー複写機（以下、単に「複写機」という。）に適用した一実施形態について説明する。なお、本実施形態の複写機は、被転写材である中間転写ベルトを備えたいわゆるタンデム型のカラー画像形成装置である。

図２は、本実施形態に係る複写機全体の概略構成図である。
この複写機は、複写機本体１００と、この複写機本体を載置する給紙テーブル２００と、その複写機本体上に取り付けるスキャナ３００と、このスキャナの上部に取り付けられる原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００とから構成されている。

図３は、複写機本体１００部分の構成を示す拡大図である。
複写機本体１００には、中間転写ベルト１０が設けられている。この中間転写ベルト１０は、３つの支持ローラ１４，１５，１６に張架された状態で、図３中時計回り方向に回転駆動される。支持ローラのうちの第１支持ローラ１４と第２支持ローラ１５との間のベルト張架部分には、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４つの画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫが並んで配置されている。これらの画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫの上方には、図２に示すように、潜像形成手段としての露光装置２１が設けられている。この露光装置２１は、スキャナ３００で読み取った原稿の画像情報に基づいて、各画像形成ユニットに設けられる潜像担持体としての感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ上に静電潜像を形成するためのものである。また、支持ローラのうちの第３支持ローラ１６に対向する位置には、２次転写装置２２が設けられている。この２次転写装置２２は、２つのローラ２３ａ，２３ｂ間に無端ベルト状の２次転写ベルト２４が張架した構成を有する。そして、中間転写ベルト１０上のトナー像を記録材としての転写紙上に２次転写する際には、２次転写ベルト２４を第３支持ローラ１６に巻き付いた中間転写ベルト１０部分に押し当てて２次転写を行う。なお、２次転写装置２２は、２次転写ベルト２４を用いた構成でなくても、例えば転写ローラを用いた構成としてもよい。また、中間転写ベルト１０の支持ローラのうちの第２支持ローラ１５に対向する位置には、ベルトクリーニング装置１７が設けられている。このベルトクリーニング装置１７は、転写紙に中間転写ベルト１０上のトナー像を転写した後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去するためのものである。

次に、画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫの構成について説明する。
以下の説明では、黒色のトナー像を形成する画像形成ユニット１８ＢＫを例に挙げて説明するが、他の画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍも同様の構成を有する。
図４は、隣り合う２つの画像形成ユニット１８Ｍ，１８ＢＫの構成を示す拡大図である。なお、図中の符号では、色の区別を示す「Ｍ」及び「ＢＫ」の記号を省略しており、以下の説明でも記号は適宜省略する。
画像形成ユニット１８には、感光体ドラム２０の周囲に、電荷発生手段としての帯電装置６０、現像装置６１、感光体クリーニング装置６３及び除電装置６４が設けられている。また、感光体ドラム２０に対して中間転写ベルト１０を介して対向する位置には、転写手段としての１次転写装置６２が設けられている。

上記感光体ドラム２０は、アルミニウム等の素管に感光性を有する有機感光材を塗布して感光層を形成したドラム状のものを用いているが、これに限られるものではなく、ベルト状のもの等であってもよい。
上記帯電装置６０は、非接触のスコロトロンチャージャやコロトロンチャージャなどを採用した非接触帯電方式のものであり、本実施形態では、スコロトロンチャージャからなる帯電装置を用いている。

また、上記現像装置６１は、一成分現像剤を使用してもよいが、本実施形態では、磁性キャリアと非磁性トナーからなる二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という。）を使用している。本実施形態で使用する各色トナーは、それぞれの色に着色された樹脂材料からなる。この現像装置６１は、攪拌部６６と現像部６７に大別できる。攪拌部６６では、現像剤が攪拌されながら搬送されて現像剤担持体としての現像スリーブ６５上に供給される。この攪拌部６６は、平行な２本のスクリュ６８が設けられており、２本のスクリュ６８の間には、両端部で互いが連通するように仕切るための仕切り板が設けられている。また、現像ケース７０には現像装置内の現像剤のトナー濃度を検知するためのトナー濃度センサ７１が取り付けられている。一方、現像部６７では、現像スリーブ６５に付着した現像剤のうちのトナーが感光体ドラム２０に転移される。この現像部６７には、現像ケース７０の開口を通して感光体ドラム２０と対向する現像スリーブ６５が設けられており、その現像スリーブ６５内には図示しないマグネットが固定配置されている。また、現像スリーブ６５に先端が接近するように現像剤規制部材としての現像ドクタ７３が設けられている。

この現像装置６１では、現像剤を２本のスクリュ６８で攪拌しながら搬送循環し、現像スリーブ６５に供給する。現像スリーブ６５に供給された現像剤は、マグネットにより汲み上げて保持される。現像スリーブ６５に汲み上げられた現像剤は、現像スリーブ６５の回転に伴って搬送され、現像ドクタ７３により適正な量に規制される。なお、現像ドクタ７３で規制された現像剤は攪拌部６６に戻される。このようにして感光体ドラム２０と対向する現像領域まで搬送された現像剤は、マグネットにより穂立ち状態となり、磁気ブラシを形成する。現像領域では、現像スリーブ６５に印加されている現像バイアスにより、現像剤中のトナーを感光体ドラム２０上の静電潜像部分に移動させる現像電界が形成される。これにより、現像剤中のトナーは、感光体ドラム２０上の静電潜像部分に転移し、感光体ドラム２０上の静電潜像は可視像化され、トナー像が形成される。現像領域を通過した現像剤は、マグネットの磁力が弱い部分まで搬送されることで現像スリーブ６５から離れ、攪拌部６６に戻される。
このような動作の繰り返しにより、攪拌部６６内のトナー濃度が薄くなると、それをトナー濃度センサ７１が検出し、その検出結果に基づいて攪拌部６６にトナーが補給される。

また、上記１次転写装置６２は、１次転写ローラを採用しており、中間転写ベルト１０を挟んで感光体ドラム２０に押し当てるようにして設置されている。１次転写装置６２は、ローラ形状のものでなくても、導電性のブラシ形状のものや、非接触のコロナチャージャなどを採用してもよい。また、各１次転写装置６２の間には、中間転写ベルト１０の裏面すなわち内周面側に接触する導電性ローラ７４が設けられている。この導電性ローラ７４は、１次転写時に各１次転写装置６２により印加するバイアスが、中間転写ベルト１０の内周面側の層を通じて隣接する画像形成ユニットに流れ込むことを阻止するものである。

また、上記感光体クリーニング装置６３は、先端を感光体ドラム２０に押し当てられるように配置される、例えばポリウレタンゴム製のクリーニングブレード７５を備えている。また、本実施形態では、クリーニング性能を高めるために感光体ドラム２０に接触する導電性のファーブラシ７６を併用している。このファーブラシ７６には、金属製の電界ローラ７７からバイアスが印加されており、その電界ローラ７７にはスクレーパ７８の先端が押し当てられている。そして、クリーニングブレード７５やファーブラシ７６により感光体ドラム２０から除去されたトナーは、感光体クリーニング装置６３の内部に収容される。その後、回収スクリュ７９により感光体クリーニング装置６３の片側に寄せられ、後述するトナーリサイクル装置８０を通じて現像装置６１へと戻され、再利用する。
また、除電装置６４は、除電ランプで構成されており、光を照射して感光体ドラム２０の表面電位を初期化する。

以上の構成をもつ画像形成ユニット１８では、感光体ドラム２０の回転とともに、まず帯電装置６０で感光体ドラム２０の表面を一様に帯電する。次いでスキャナ３００により読み取った画像情報に基づいて露光装置２１からレーザやＬＥＤ等による書込光Ｌを照射し、感光体ドラム２０上に静電潜像を形成する。その後、現像装置６１により静電潜像が可視像化されてトナー像が形成される。このトナー像は、１次転写装置６２により中間転写ベルト１０上に１次転写される。１次転写後に感光体ドラム２０の表面に残留した転写残トナーは、感光体クリーニング装置６３により除去され、その後、感光体ドラム２０の表面は、除電装置６４により除電されて、次の画像形成に供される。

なお、画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫは、少なくとも感光体ドラム２０と現像装置６１とを一体的に支持したプロセスカートリッジとして構成することができる。例えば、感光体ドラム２０と現像装置６１と帯電装置６０と感光体クリーニング装置６３とを一体的に支持したプロセスカートリッジとして構成してもよい。このようなプロセスカートリッジの構成とした場合、画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫを構成する構成部品の一部又は全部を複写機本体１００に対して着脱自在に構成できるので、メンテナンス性が向上する。

次に、本実施形態における複写機の動作について説明する。
上記構成をもつ複写機を用いて原稿のコピーをとる場合、まず、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。その後、ユーザーが図示しないスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときには、原稿がコンタクトガラス３２上に搬送される。そして、スキャナ３００が駆動して第１走行体３３および第２走行体３４が走行を開始する。これにより、第１走行体３３からの光がコンタクトガラス３２上の原稿で反射し、その反射光が第２走行体３４のミラーで反射されて、結像レンズ３５を通じて読取センサ３６に案内される。このようにしいて原稿の画像情報を読み取る。

また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、図示しない駆動モータが駆動し、支持ローラ１４，１５，１６のうちの１つが回転駆動して中間転写ベルト１０が回転駆動する。また、これと同時に、各画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫの感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ及び２次転写装置２２の２次転写ベルト２４も回転駆動する。このとき、中間転写ベルト１０の裏面に設けられた検知マーク９９がマークセンサ９８に検出されることで、各画像形成ユニット間の同期がとられる。なお、これら中間転写ベルト１０、感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ及び２次転写ベルト２４は、これらの間で一定の相対速度が維持されるように制御がなされている。その後、スキャナ３００の読取センサ３６で読み取った画像情報に基づき、露光装置２１から、各画像形成ユニットの感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ上に書込光Ｌがそれぞれ照射される。これにより、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫには、それぞれ静電潜像が形成され、現像装置６１Ｙ，６１Ｃ，６１Ｍ，６１ＢＫにより可視像化される。そして、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ上には、それぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナー像が形成される。このようにして形成された各色トナー像は、各１次転写装置６２Ｙ，６２Ｃ，６２Ｍ，６２ＢＫにより、順次中間転写ベルト１０上に重なり合うようにそれぞれ１次転写される。これにより、中間転写ベルト１０上には、各色トナー像が重なり合った合成トナー像が形成される。なお、２次転写後の中間転写ベルト１０上に残留した転写残トナーは、ベルトクリーニング装置１７により除去される。

また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、ユーザーが選択した転写紙に応じた給紙テーブル２００の給紙ローラ４２が回転し、給紙カセット４４の１つから転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ４５で１枚に分離して給紙路４６に入り込み、搬送ローラ４７により複写機本体１００内の給紙路４８まで搬送される。このようにして搬送された転写紙は、レジストローラ４９に突き当たったところで止められる。なお、給紙カセット４４にセットされていない転写紙を使用する場合、手差しトレイ５１にセットされた転写紙を給紙ローラ５０により送り出し、分離ローラ５２で１枚に分離した後、手差し給紙路５３を通って搬送される。そして、同じくレジストローラ４９に突き当たったところで止められる。

レジストローラ４９は、上述のようにして中間転写ベルト１０上に形成された合成トナー像が２次転写装置２２の２次転写ベルト２４に対向する２次転写部に搬送されるタイミングに合わせて回転を開始する。ここで、レジストローラ４９は、一般的には接地されて使用されることが多いが、転写紙の紙粉除去のためにバイアスを印加するようにしてもよい。その印加バイアスには、ＤＣ電圧が用いられるが、転写紙をより均一に帯電させるためにＤＣオフセット成分をもったＡＣ電圧を用いてもよい。なお、このようにバイアスが印加されたレジストローラ４９を通過した後の転写紙表面は、若干ながら負極性に帯電する。よって、この場合、中間転写ベルト１０から転写紙への２次転写時にはレジストローラ４９にバイアスが印加されなかった転写紙とは転写条件が変わるため、適宜転写条件を変更する必要が生じる。

レジストローラ４９により送り出された転写紙は、中間転写ベルト１０と２次転写ベルト２４との間に形成される２次転写ニップに送り込まれ、２次転写装置２２により、中間転写ベルト１０上の合成トナー像が転写紙上に２次転写される。転写紙上に２次転写された合成トナー像は、定着手段としての定着装置２５に送られ、熱と圧力によって転写紙へ定着される。その後、転写紙は、排紙ローラ５６により排紙トレイ５７に排出されスタックされる。

次に、本発明の特徴部分である現像ドクタ７３の冷却システムについて説明する。
図１は、本実施形態における現像ドクタ７３の冷却システムの概略構成を示す説明図である。
帯電装置６０は、放電ワイヤ６０ａと、ケーシング６０ｂと、グリッド電極６０ｃとを備えた一般的なスコロトロン帯電装置である。グリッド電極６０ｃとは反対側に位置するケーシング６０ｂの面は感光体ドラム軸方向にわたって開口しており、この開口を通じて通路形成部材８０内のダクト８０Ａとケーシング６０ｂ内の電荷発生空間とが連通している。また、帯電装置６０は、気流発生手段としてのクロスフローファン８１が設けられている。ダクト８０Ａは、ケーシング６０ｂの開口と対向する箇所と、クロスフローファン８１と対向する箇所のみが開口している。なお、図１では、説明のため、ダクト８０Ａの感光体ドラム軸方向端面を形成する部分を取り除いた状態を示しているが、実際はこの部分は開口していない。また、図１では、説明のため、ケーシング６０ｂ及び現像ケース７０も、感光体ドラム軸方向端面を形成する部分を取り除いた状態を示しているが、実際はこの部分は開口していない。

クロスフローファン８１は、図１で白抜き矢印で示すように、外気をダクト８０Ａ内へ送り込むように動作し、これによりダクト８０Ａ内には、図中白抜き矢印で示すような気流が発生する。この気流は、ダクト８０Ａ内を通って、帯電装置６０のケーシング６０内に形成される電荷発生空間へそのほぼ全域にわたってほぼ均一に流れ込む。これにより、電荷発生空間内には、新しい外気が連続的に供給される結果、放電ワイヤ６０ａでコロナ放電を安定して発生させることができる。また、電荷発生空間内へ流れ込んだ気流は、その後、グリッド電極６０ｃを通過して感光体ドラム２０側へ流れ出る。感光体ドラム２０は、図中矢印の方向に回転するので、感光体ドラム２０の表面近傍では、感光体ドラム表面移動方向下流側に向かう気流が発生している。よって、電荷発生空間から流れ出た気流は、図１の白抜き矢印で示すように、感光体ドラム表面移動方向下流側、すなわち、現像装置６１側へ向かう。そして、この気流は、後述するように、現像装置６１の現像ドクタ７３の内部空間を通って機外へ排出される。よって、コロナ放電によって電荷発生領域内に発生したオゾン等は連続的に機外へ排気されるので、コロナ放電をより安定して発生させることができる。しかも、後述するように現像ドクタ７３の内部空間を通過する際に熱が加えられることによりオゾンの分解が促進される。

次に、本実施形態で用いる現像ドクタ７３の構成について説明する。
現像ドクタ７３は、現像スリーブ６５の表面と対向する剤規制部７３ａが現像スリーブ６５の表面に所定の距離（ドクタギャップ）をもって離間対向するように固定され、現像スリーブ６５上に担持されている現像剤の層厚を規制する。現像ドクタ７３と現像スリーブ６５とが対向する規制領域では、磁界の影響を受けて詰まった状態の現像剤を、現像スリーブ６５の表面の摩擦により無理やり規制領域を通過させる。そのため、現像剤には非常に大きな圧力が加わる。このとき、規制領域中又はその近傍の現像剤は、大きな圧力が加わった状態で、現像スリーブ６５の表面との間や現像ドクタ７３との間で大きな摩擦を生じさせる。また、現像剤同士の間でも大きな摩擦を生じさせる。摩擦が生じると、そのエネルギーは摩擦熱や摩擦音に変換されて発散するので、この規制領域での発熱量はかなり多い。そして、規制領域で熱が発生すると、現像剤の温度が上昇し、現像剤の現像能力の低下や、現像剤の寿命の低下、現像スリーブ６５の表面におけるトナーフィルミングの発生などの不具合が生じるおそれがある。そこで、本実施形態の現像装置６１では、規制領域での現像剤の温度上昇を効率良く抑制するために、その規制領域に接している現像ドクタ７３を冷却する構成を採用している。

〔参考例〕
図５は、本参考例の現像ドクタ７３を示す斜視図である。
この現像ドクタ７３は、金属（合金を含む）からなる単一部材で形成されており、その内部には、現像スリーブ６５の表面移動方向と直交する方向であって現像スリーブ６５の表面と略平行な方向、すなわち、現像スリーブ６５の回転軸方向、に沿って延在する内部空間Ｓが形成されている。現像ドクタ７３を形成する金属としては、例えばアルミニウム（熱伝導率＝２３６［Ｗ／（ｍ・℃）］）、銅（熱伝導率＝４０３［Ｗ／（ｍ・℃）］）、鉄（熱伝導率＝８３．５［Ｗ／（ｍ・℃）］）等を用いることができる。金属は、合成樹脂（熱伝導率＝１〜３［Ｗ／（ｍ・℃）］）等と比較して熱伝導率が大きいため、規制領域近傍で発生した熱を現像ドクタ７３の剤規制部７３ａで受け取って、その熱を現像ドクタ７３の内部空間Ｓに面する内壁面全体に速やかに伝達することができる。また、現像ドクタ７３の材質として金属を用いると、剛性が優れた現像ドクタ７３を容易に得ることができるとともに、０．０１［ｍｍ］程度の加工精度も容易に出すことができるという利点もある。

本参考例における現像ドクタ７３は、図６に示すような金属板を図中の一点鎖線で示す２つの箇所Ｂ１，Ｂ２で折り曲げるプレス曲げ加工で簡単に作ることができる。現像ドクタ７３の２つのプレス曲げ部のうちの一方が、現像スリーブ６５の表面と対向する剤規制部７３ａとなる。また、現像ドクタ７３の長手方向（現像スリーブ６５の回転軸方向）の両端部には、現像ドクタ７３を現像ケース７０に取り付けるための孔７３ｂが形成された取付用突起部７３ｃが設けられている。そして、図７に示すように、現像ドクタ７３の両端部の取付用突起部７３ｃを、孔７３ｂを介してネジで現像ケース７０に固定する。この取付用突起部７３ｃが固定される現像ケース７０に対しては、現像スリーブ６５も正確に位置決めされているため、現像ドクタ７３の剤規制部７３ａが現像スリーブ６５の表面に対して所望の間隙（ドクタギャップ）で離間対向するように現像ドクタ７３を固定することができる。

また、本参考例における現像ドクタ７３は、図１に示すように、現像ドクタ７３における感光体ドラム表面移動方向上流側に向く面に複数の気流導入口７３ｄが設けられている。この気流導入口７３ｄは、現像ドクタ７３の内部空間Ｓと外部とを連通するものである。また、現像ドクタ７３の長手方向両端部も開口しており、そのうちの図１中奥側の端部の開口部が気流排出口となる。よって、図１中奥側の端部の開口部は塞いでも良い。

帯電装置６０の電荷発生空間から流れ出て現像装置６１側へ向かってきた気流は、現像装置６１の現像ドクタ７３に設けられた複数の気流導入口７３ｄから現像ドクタ７３の内部空間Ｓへ流れ込む。そして、この気流は、現像ドクタ７３の内部空間Ｓ内を、現像ドクタ７３の長手方向一端部に開口した気流排出口に向かって流れる。この気流排出口は、図示しない排気ダクトに連通しており、排気ダクトには図示しない気流発生手段としてのケースファンが設けられている。このケースファンの吸引力により内部空間Ｓ内の気流は気流排出口から排気ダクトを通じて機外へ排出される。

ここで、本参考例においては、気流排出口が内部空間Ｓの長尺方向一端部に設けられ、気流導入口７３ｄが内部空間Ｓの長尺方向に沿って複数配列されている。そのため、内部空間Ｓを通る気流の量は気流排出口に近いほど多くなるので、内部空間Ｓのうち気流排出口から遠い部分の気流の量は気流排出口に近い部分に比べて少なくなる。このような気流量の差により、内部空間Ｓのうち気流排出口から遠い部分における冷却効果は気流排出口に近い部分に比べて低くなり、内部空間Ｓの長手方向において冷却効果にムラが生じる。
そこで、本参考例では、現像ドクタ７３に設けられた各気流導入口７３ｄの開口面積が気流排出口に近いほど小さくなるように構成している。これにより、気流排出口から遠い側ほど気流導入口７３ｄから内部空間Ｓへの吸気量が多くなる。その結果、各気流導入口７３ｄの開口面積が互いに同じである構成や気流排出口に近いほど大きくなる構成に比べて、内部空間Ｓの長手方向における気流量の差が少なくなり、内部空間Ｓの長手方向における冷却効果のムラを抑制できる。

以上、本参考例によれば、現像ドクタ７３の剤規制部７３ａが合成樹脂よりも熱伝導率が高い金属で形成されている。そのため、現像ドクタ７３の剤規制部７３ａに合成樹脂を用いた場合に比して、現像ドクタ７３による規制領域付近で発生した熱を現像ドクタ７３の内部空間Ｓに面する内壁面側に速やかに伝達させることができる。そして、この現像ドクタ７３の内部空間Ｓ内に発生した気流が内壁面の熱を奪うことで、現像ドクタ７３の内壁面に伝達してきた熱を速やかに逃がすことができる。その結果、規制領域付近で発生した熱を効率よく取り除くことができるので、その規制領域における現像剤の温度上昇を効率よく抑制することができる。

〔実施例〕
次に、上記参考例における現像ドクタ７３を変形した実施例について説明する。
図８は、本実施例に係る現像ドクタ１７３を現像スリーブ６５の軸方向から見たときの説明図である。
本実施例に係る現像ドクタ１７３は、金属からなる単一板部材を、長手方向に対して直交する断面が略二等辺三角形状になるようにプレス曲げ加工したものである。この現像ドクタ１７３は、図８に示すように、現像スリーブ６５の表面移動方向上流側に向く面を形成する部分１７３ｅが、剤規制部１７３ａの対向面を形成する部分の折り曲げ端部１７３ｆに対して外側から重なるようにプレス曲げ加工されている。

ここで、上述したように、現像ドクタ１７３と現像スリーブ６５とが対向する規制領域では、磁界の影響を受けて詰まった状態の現像剤を、現像スリーブ６５の表面の摩擦により無理やり規制領域を通過させる。そのため、現像ドクタ１７３における現像スリーブ表面移動方向上流側に向く面を形成する部分１７３ｅは、現像剤により現像スリーブ表面移動方向下流側に向かう大きな外力が作用する。この外力により現像ドクタ１７３の部分１７３ｅが変位すると、規制領域におけるドクタギャップが変動してしまい、現像スリーブ６５上の現像剤を所望の層厚に規制することができなくなる。
本実施例においては、現像剤から外力を受ける現像ドクタ１７３の部分１７３ｅの変位が折り曲げ端部１７３ｆにより規制されるため、ドクタギャップの変動が抑制され、現像スリーブ６５上の現像剤を所望の層厚に安定して規制することができる。

以上のように、本実施形態における複写機は、表面移動する潜像担持体としての感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫと、これらの感光体ドラムの表面に潜像を形成する潜像形成手段としての露光装置２１と、感光体ドラムの表面に形成された潜像を現像剤により現像する現像手段としての現像装置６１Ｙ，６１Ｃ，６１Ｍ，６１ＢＫと、その現像装置による現像によって感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫの表面に形成された画像（トナー像）を被転写材である中間転写ベルト１０上に転写する転写手段としての１次転写装置６２Ｙ，６２Ｃ，６２Ｍ，６２ＢＫとを備えた画像形成装置である。現像装置６１Ｙ，６１Ｃ，６１Ｍ，６１ＢＫは、現像剤を表面に担持してこれを感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫと対向する現像領域まで搬送する現像剤担持体としての現像スリーブ６５と、現像スリーブ６５上の現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材としての現像ドクタ７３，１７３とを備えている。そして、現像ドクタ７３，１７３は、現像スリーブ表面移動方向に対して直交する方向であって現像スリーブ６５の表面と略平行な方向に延びる長尺な内部空間Ｓを有し、その内部空間Ｓと外部とを連通する少なくとも２つの開口部である気流導入口７３ｄ及び気流排出口を備えている。また、本実施形態では、その気流導入口７３ｄから内部空間Ｓへの気流を発生させる気流発生手段としてのクロスフローファン８１や図示しないケースファンが設けられているので、気流導入口７３ｄから冷却媒体である外気を導入し、流入した外気を気流排出口から排出するという気流を、現像ドクタ７３，１７３に設けられた内部空間Ｓ内に発生させることができる。これにより、規制領域付近で発生する熱は、現像ドクタ７３，１７３を通じて内部空間Ｓの内壁面へ移動し、その内壁面へ伝達してきた熱は内部空間Ｓ内の気流により除去される。その結果、規制領域付近の現像剤の温度上昇を抑制できる。
また、本実施形態においては、現像ドクタ７３，１７３を、熱伝導率が大きい金属からなる単一部材で形成している。よって、規制領域近傍で発生した熱を現像ドクタ７３の剤規制部７３ａで受け取って、その熱を現像ドクタ７３の内部空間Ｓに面する内壁面全体に速やかに伝達することができ、規制領域付近で発生する熱をより効率よく除去することができる。また、現像ドクタ７３の材質として金属を用いると、剛性が優れた現像ドクタ７３を容易に得ることができるとともに、０．０１［ｍｍ］程度の加工精度も容易に出すことができるという利点もある。
また、本実施形態においては、感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫの表面に対して非接触状態で対向した電荷発生空間内で電荷を発生させる電荷発生手段としての帯電装置６０と、その電荷発生空間内に感光体ドラム表面へ向かう気流を発生させる電荷発生空間用気流発生手段としてのクロスフローファン８１とを設け、そのクロスフローファン８１を、現像装置６１における現像ドクタ７３，１７３の気流導入口７３ｄから内部空間Ｓへの気流を発生させる気流発生手段として用いている。これにより、帯電装置６０で用いるオゾン等の排気システムを現像装置６１の現像ドクタ７３，１７３の冷却システムに利用できるので、部品点数の削減、レイアウトの自由度、省スペース化を図ることができる。
特に、本実施形態では、帯電装置６０を、現像装置６１に対して感光体ドラム表面移動方向上流側に近接配置するとともに、気流導入口７３ｄを、現像ドクタ７３，１７３における感光体ドラム表面移動方向上流側に向く面に設けている。これにより、上述したように、帯電装置６０の電荷発生空間から流れ出た気流を、感光体ドラム２０の表面移動により生じる気流によって現像装置６１の現像ドクタ７３，１７３に設けられた気流導入口７３ｄへ導くことができる。よって、帯電装置６０の電荷発生空間から流れ出た気流を効率よく気流導入口７３ｄへ導くことができ、現像ドクタ７３，１７３の冷却効果を高めることができる。
また、本実施形態においては、気流排出口を内部空間Ｓの長尺方向端部に設け、気流導入口７３ｄを内部空間Ｓの長尺方向に沿って複数配列するとともに、気流排出口に近いほど各気流導入口７３ｄの開口面積が小さくなるように構成している。これにより、上述したように、気流排出口から遠い側ほど気流導入口７３ｄから内部空間Ｓへの吸気量が多くなる。その結果、各気流導入口７３ｄの開口面積が互いに同じである構成や気流排出口に近いほど大きくなる構成に比べて、内部空間Ｓの長手方向における気流量の差が少なくなり、内部空間Ｓの長手方向における冷却効果のムラを抑制できる。
また、本実施形態においては、気流発生手段として機能するクロスフローファン８１を、帯電装置６０の電荷発生空間に対して感光体ドラム表面移動方向上流側に配置している。これにより、電荷発生空間よりも感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫの径方向外側にクロスフローファン８１が配置する場合に比べて、感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫの径方向への大型化を抑制できる。一般に、感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫの径方向への大型化は、画像形成装置の大型化に直結するので、本実施形態により感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫの径方向への大型化を抑制できる効果は大きい。
なお、電荷発生空間に対する気流発生手段の配置は、これに限らず、例えば図９に示すように、帯電装置６０の電荷発生空間に対し、感光体ドラム表面移動方向に対して直交する方向であって感光体ドラムの表面に平行な方向における、気流排出口が設けられている側に、気流発生手段としてのファン２８１を配置するようにしてもよい。また、同様に、図１０に示すように、帯電装置６０の電荷発生空間に対し、感光体ドラム表面移動方向に対して直交する方向であって感光体ドラムの表面に平行な方向における、気流排出口が設けられている側とは反対側に、気流発生手段としてのファン２８１を配置するようにしてもよい。これらの例によれば、ファン２８１を電荷発生空間に対して感光体ドラム軸方向外側に配置でき、ファン２８１による感光体ドラム周方向への占有領域を少なくすることができる。感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫの周方向には、多くの構成部品が配置されるので、ファン２８１による感光体ドラム周方向への占有領域が少なくすることで、感光体ドラム周方向における部品レイアウト等の自由度が制限せずに済む。更に、本実施形態では、４つの画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫが並んで近接配置されたいわゆるタンデム型の画像形成装置であるため、電荷発生空間に対して感光体表面移動方向上流側にクロスフローファン８１を配置したのでは、クロスフローファン８１が邪魔になって各画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫ間の距離を短くすることが困難となり、画像形成装置の大型化につながる場合がある。これに対し、図９や図１０に示した例によれば、各画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫ間の距離を短くするにあたってファン２８１が邪魔になるということはなく、
各画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫ間の距離を短くすることが困難となり、画像形成装置の大型化を抑制できる。
また、上述したが、少なくとも感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫと現像装置６１とを一体に支持したプロセスカートリッジとして構成し、あるいは、少なくとも現像装置６１と帯電装置６０とクロスフローファン８１とを一体に支持したプロセスカートリッジとして構成することで、メンテナンス性が向上する。

なお、本実施形態では、現像ドクタ７３の内壁面に伝達してきた熱を気流により取り除く空冷システムを例に挙げて説明したが、例えば、現像ドクタ７３の内部空間Ｓに冷却液を流して熱を取り除くシステムや、現像ドクタ７３の内部空間Ｓ内に伝熱棒を配置して熱を取り除くシステムなどを採用してもよい。
また、本実施形態では、現像ドクタ７３の内部空間Ｓに気流を発生させる手段として帯電装置６０の電荷発生空間内に感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫの表面へ向かう気流を発生させるクロスフローファン８１を利用しているが、帯電装置６０以外の装置で使用されている気流発生手段を利用したり、現像ドクタ７３の内部空間Ｓに気流を発生させる専用の気流発生手段を用いたりしてもよい。専用の気流発生手段を用いる例を図１１に示す。図１１に示す例において、現像ドクタ７３は、内部空間Ｓの長手方向両端部が開口しており、そのうちの図中奥側の開口部が気流導入口３７３ｄとなり、図中手前側の開口部が気流排出口３７３ｇとなる。気流導入口３７３ｄに対して内部空間Ｓの長手方向外側には、専用の気流発生手段としてのファン３８１が配置されている。このファン３８１により発生した気流は気流導入口３７３ｄから内部空間Ｓを送り込まれ、気流排出口３７３ｇから排出される。なお、この気流排出口３７３ｇから排出された気流を帯電装置６０その他の装置で利用してもよい。
また、本実施形態では、現像ドクタ７３として、内部空間Ｓの長手方向に対して直交する断面形状が三角形のものを例に挙げて説明したが、現像ドクタ７３の形状は、少なくとも２つの開口部をもつ内部空間Ｓを有するものであれば、これに限られることはない。よって、例えば当該断面形状が角形のものや円形又は楕円形のものであってもよい。
また、本実施形態では、板状部材をプレス曲げ加工で折り曲げて内部空間Ｓを有する現像ドクタ７３を作製する場合について説明したが、現像ドクタ７３の作製方法はこれに限られない。例えば、断面形状が三角形や角形や丸形などのパイプを所定の長さで切断することで現像ドクタ７３を作製するようにしてもよい。

実施形態の複写機の現像装置に設けられた現像ドクタの冷却システムの概略構成を示す説明図。 同複写機全体の概略構成図。 同複写機の本体部分の構成を示す拡大図。 同複写機に設けられた隣り合う２つの画像形成ユニットの構成を示す拡大図。 参考例に係る現像ドクタを示す斜視図。 同現像ドクタを作製するためのプレス曲げ加工を行う前の金属板を示す正面図。 同現像装置の現像ケースに対する同現像ドクタの取り付け部分の拡大図。 実施例に係る現像ドクタを現像スリーブの軸方向から見たときの説明図。 同現像ドクタの他の例に係る冷却システムの概略構成を示す説明図。 同現像ドクタの更に他の例に係る冷却システムの概略構成を示す説明図。 同現像ドクタの更に他の例に係る冷却システムの概略構成を示す説明図。

符号の説明

１０ 中間転写ベルト
１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫ 画像形成ユニット
２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ 感光体ドラム
２１ 露光装置
６０Ｙ，６０Ｃ，６０Ｍ，６０ＢＫ 帯電装置
６０ａ 放電ワイヤ
６０ｂ ケーシング
６０ｃ グリッド電極
６１Ｙ，６１Ｃ，６１Ｍ，６１ＢＫ 現像装置
６２Ｙ，６２Ｃ，６２Ｍ，６２ＢＫ １次転写装置
６３ 感光体クリーニング装置
６４ 除電装置
６５ 現像スリーブ
７０ 現像ケース
７３，１７３ 現像ドクタ
７３ａ，１７３ａ 剤規制部
７３ｄ，３７３ｄ 気流導入口
３７３ｇ 気流排出口
８０ 通路形成部材
８０Ａ ダクト
８１ クロスフローファン
Ｓ 内部空間

Claims (6)

1. 表面移動する潜像担持体と、該潜像担持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体の表面に形成された潜像を現像剤により現像する現像手段と、該現像手段による現像によって該潜像担持体の表面に形成された画像を被転写材上に転写する転写手段とを備え、
   上記現像手段として、現像剤を表面に担持して表面移動により該現像剤を潜像担持体と対向する現像領域まで搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体上の現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材とを備えた現像装置を用いる画像形成装置において、
   上記現像剤規制部材は、金属からなる単一板部材を曲げ加工することにより、上記現像剤担持体の表面移動方向に対して直交する方向であって該現像剤担持体の表面と略平行な方向に延びる長尺な内部空間を有する構成とし、かつ、該現像剤担持体の表面移動方向上流側に向く現像剤規制部材面を形成する該単一板部材の板部分が、該現像剤担持体と対向する剤規制部とは反対側に位置する現像剤規制部材面を形成する該単一板部材の板部分から折り曲げられた折り曲げ部分に対して外側から重なる構成とし、該内部空間が少なくとも２つの開口部で外部と連通するものであり、
   上記潜像担持体の表面に対して非接触状態で対向した電荷発生空間内で電荷を発生させる電荷発生手段を、上記現像装置に対して潜像担持体表面移動方向上流側に近接配置するとともに、該電荷発生空間内に該潜像担持体の表面へ向かう気流を発生させる電荷発生空間用気流発生手段を設け、
   上記現像剤規制部材の上記少なくとも２つの開口部のうちの一部である気流導入口から上記内部空間への気流を発生させる気流発生手段として、上記電荷発生空間用気流発生手段を用い、
   上記気流導入口を、上記現像剤規制部材における潜像担持体表面移動方向上流側に向く面に設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、
   上記少なくとも２つの開口部のうちの他部である気流排出口を上記内部空間の長尺方向端部に設け、
   上記気流導入口を該内部空間の長尺方向に沿って複数配列するとともに、該気流排出口に近いほど各気流導入口の開口面積が小さくなるように構成したことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２の画像形成装置において、
   上記気流発生手段を、上記電荷発生手段の上記電荷発生空間に対して潜像担持体表面移動方向上流側に配置したことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１又は２の画像形成装置において、
   上記少なくとも２つの開口部のうちの他部である気流排出口を上記内部空間の長尺方向一端部に設け、
   上記気流発生手段を、上記電荷発生手段の上記電荷発生空間に対し、潜像担持体表面移動方向に対して直交する方向であって上記潜像担持体の表面に平行な方向における該気流排出口が設けられている側に配置したことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１又は２の画像形成装置において、
   上記少なくとも２つの開口部のうちの他部である気流排出口を上記内部空間の長尺方向一端部に設け、
   上記気流発生手段を、上記電荷発生手段の上記電荷発生空間に対し、潜像担持体表面移動方向に対して直交する方向であって上記潜像担持体の表面に平行な方向における該気流排出口が設けられている側とは反対側に配置したことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置の本体に対して着脱自在に構成されたプロセスカートリッジであって、
   少なくとも上記現像装置と上記電荷発生手段と上記気流発生手段とを一体に支持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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