JP2006079014A - 画像形成装置、該装置の現像ユニット、感光体ユニット、及び、作像ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 一の冷却ファンにより、複数の作像ユニット及び書込ユニットを効率的に冷却する画像形成装置、該装置の現像ユニット、感光体ユニット、及び、作像ユニットを提供する。
【解決手段】 画像形成装置において、光源ユニットからの光ビームを、光偏光器を有する光学系を介して複数の像坦持体３に導き結像させる書込ユニット２１と、像坦持体３を有する作像部材を備えた感光体ユニット２Ａ及び像坦持体３にトナー像を形成させる現像ユニット２Ｂとからなる複数の作像ユニット２と、書込ユニット２１と複数の作像ユニット２との間に形成された空間に対して冷却風を送る冷却ファン７とを設け、複数の作像ユニット２は一直線上に一列に配置し、書込ユニット２１は複数の作像ユニット２と平行に配置し、複数の作像ユニット２と書込ユニット２１との間の間隔の略２分の１の距離に、冷却ファン７の中心軸線Ａが位置するように冷却ファン７を配置する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、複数の像担持体の被走査面上に光ビームを照射して潜像を書き込む光書込装置により像担持体に形成された潜像を、現像剤で現像した後、順次転写材に転写し、定着手段により定着された単色画像又は多色画像を形成する複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等の画像形成装置、該装置の現像ユニット、感光体ユニット、及び、作像ユニットに関する。

特許文献１には、複写機、プリンタ等の画像形成装置に備えられた書込ユニットの冷却のための専用の冷却ファン及びダクトを設ける技術が開示されている。特許文献２には、画像形成装置の作像機構周りの冷却のための専用のファン及びダクトを設ける技術が開示されている。このように、従来は、書込ユニット及び作像ユニットの冷却には、各ユニット毎にそれぞれ専用のファン及びダクトを設けて冷却を行っている。
また、特許文献３には、書込ユニットと現像ユニットの近傍に冷却ファンを配置して、書込ユニット及び現像ユニットの両者を同時に冷却する技術が開示されている。但し、特許文献３に開示されている技術は、画像形成装置の装置構成において、一の作像系のみを有するタンデム機に適用されるものではない。
特開２００２−３１８５２２号公報 特開平１０−１１５９５８号公報 特開平７−１９１５９３号公報

しかし、従来技術で示したような装置構成では、書込ユニット及び作像ユニットの個々のユニットに、専用の冷却ファン及びダクトを必要とするためコストが高くなってしまうという問題があった。また、作像ユニットが複数設置される場合の考慮がなされておらず、書込ユニットと作像ユニット近傍に冷却ファンを配置する構成としただけであり、冷却ファンにはガイドダクトが設けられているため、コスト高となったり、機械サイズが大きくなるといった不具合があった。

また、作像ユニットと書込ユニットとの間に形成される空間に、各ユニットの冷却のための気流流路を形成する構成を有する画像形成装置においては、前述の専用ダクトや仕切り板等が設けられていないと冷却ファンからの冷却風が効率よく流れないため、冷却効果が小さいという問題があった。また、冷却効果を大きくするためには、使用する冷却ファンの個数を増加させる必要がある等の不具合があった。

本発明は、上記のような問題点に鑑み、画像形成装置のタンデム機において、専用ダクトや仕切り板を設けることなしに、一の冷却ファンにより冷却風を送り、複数の作像ユニット及び一の書込ユニットを効率的に冷却することを可能とした画像形成装置、該装置の現像ユニット、感光体ユニット、及び、作像ユニットを提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、光源ユニットからの光ビームを光偏光器により偏光走査し、該光偏光器を中心にして配置された光学系を介して前記光ビームを複数の像坦持体の被走査面上に導き結像するための構成を有する書込ユニットと、前記像坦持体を少なくとも有する作像部材を備えた感光体ユニット及び前記像坦持体にトナー像を形成させる現像ユニットとからなる複数の作像ユニットと、前記書込ユニットと前記複数の作像ユニットとの間に形成された空間に対して、冷却風を送風する冷却ファンと、を具備する画像形成装置であって、前記複数の作像ユニットは一直線上に一列に配置され、前記書込ユニットは前記複数の作像ユニットと平行に配置され、前記複数の作像ユニットと前記書込ユニットとの間の間隔の略２分の１の距離に、該冷却ファンの中心軸線が位置するように該冷却ファンが配置された画像形成装置としたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、前記作像ユニットは着脱可能である請求項１記載の画像形成装置としたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、前記感光体ユニットと、前記現像ユニットと、の少なくとも１つは前記作像ユニットと分離可能である請求項１又は２に記載の画像形成装置としたことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置に用いられる現像ユニットであって、前記画像形成装置本体と着脱可能である現像ユニットとしたことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置に用いられる感光体ユニットであって、前記画像形成装置本体と着脱可能である感光体ユニットとしたことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置に用いられる作像ユニットであって、前記画像形成装置本体と着脱可能である作像ユニットとしたことを特徴とする。

請求項７記載の発明は、前記複数の作像ユニットと前記書込ユニットとの間の間隔は、前記冷却ファンが有するファン両端間の大きさと等しいか、又は、大きい請求項１に記載の画像形成装置としたことを特徴とする。

請求項８記載の発明は、前記作像ユニットは着脱可能である請求項７記載の画像形成装置としたことを特徴とする。

請求項９記載の発明は、前記感光体ユニットと、前記現像ユニットと、の少なくとも１つは前記作像ユニットと分離可能である請求項７又は８に記載の画像形成装置としたことを特徴とする。

請求項１０記載の発明は、請求項７記載の画像形成装置に用いられる現像ユニットであって、前記画像形成装置本体と着脱可能である現像ユニットとしたことを特徴とする。

請求項１１記載の発明は、請求項７記載の画像形成装置に用いられる感光体ユニットであって、前記画像形成装置本体と着脱可能である感光体ユニットとしたことを特徴とする。

請求項１２記載の発明は、請求項７記載の画像形成装置に用いられる作像ユニットであって、前記画像形成装置本体と着脱可能である作像ユニットとしたことを特徴とする。

請求項１３記載の発明は、前記書込ユニットによりＮ色の光書込を行う場合に、所定の色の光書込を行うための前記感光体ユニットの水平方向サイズＳ１及び前記現像ユニットの水平方向サイズＳ２の合計サイズＳと、前記書込ユニットＫとの間に、ＮＳ≒Ｋなる関係式が成立し、前記冷却ファン配置側の前記作像ユニットの端部位置と、前記書込ユニットの端部位置とを一致させた請求項１又は７に記載の画像形成装置としたことを特徴とする。

請求項１４記載の発明は、前記作像ユニットは着脱可能である請求項１３記載の画像形成装置としたことを特徴とする。

請求項１５記載の発明は、前記感光体ユニットと、前記現像ユニットと、の少なくとも１つは前記作像ユニットと分離可能である請求項１３又は１４に記載の画像形成装置としたことを特徴とする。

請求項１６記載の発明は、請求項１３記載の画像形成装置に用いられる現像ユニットであって、前記画像形成装置本体と着脱可能である現像ユニットとしたことを特徴とする。

請求項１７記載の発明は、請求項１３記載の画像形成装置に用いられる感光体ユニットであって、前記画像形成装置本体と着脱可能である感光体ユニットとしたことを特徴とする。

請求項１８記載の発明は、請求項１３記載の画像形成装置に用いられる感光体ユニットであって、前記画像形成装置本体と着脱可能である感光体ユニットとしたことを特徴とする。

本発明によれば、画像形成装置のタンデム機において、専用ダクトや仕切り板を設けることなしに、一の冷却ファンにより冷却風を送り、複数の作像ユニット及び一の書込ユニットを効率的に冷却することができる。

本発明を実施するための最良の形態は、画像形成装置において、光源ユニットからの光ビームを光偏光器により偏光走査し、該光偏光器を中心にして配置された光学系を介して前記光ビームを複数の像坦持体の被走査面上に導き結像するための構成を有する書込ユニットと、前記像坦持体を少なくとも有する作像部材を備えた感光体ユニット及び前記像坦持体にトナー像を形成させる現像ユニットとからなる複数の作像ユニットと、前記書込ユニットと前記複数の作像ユニットとの間に形成された空間に対して、冷却風を送風する冷却ファンとを設け、前記複数の作像ユニットは一直線上に一列に配置し、前記書込ユニットは前記複数の作像ユニットと平行に配置し、前記複数の作像ユニットと前記書込ユニットとの間の間隔の略２分の１の距離に、該冷却ファンの中心軸線が位置するように該冷却ファンを配置する。

（実施形態）
以下に、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下に述べる実施形態は本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。

まず、本発明を適用した本実施形態における画像形成装置の構成、動作及び作用について、添付図面を用いて以下に詳細に説明する。図１は、本実施形態の画像形成装置の概略構成図である。図２は、本実施形態の画像形成装置のカートリッジ化された作像部材を示した図であり、図１に示すトナー像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのうち、イエローのトナー像形成部Ｙの概略構成を示す拡大図である。図１に示す他のトナー像形成部Ｍ、Ｃ、Ｋについても、図２に示すイエローのトナー像形成部Ｙとそれぞれ同じ構成であるので、それらの説明は省略する。

図２に示すイエローのトナー像形成部Ｙである作像ユニット２は、感光体ユニット２Ａと、現像ユニット２Ｂとを備えている。この感光体ユニット２Ａと現像ユニット２Ｂは、一体的な構造となっていても良い。図２に示す時計方向に回転する感光体３の表面は、帯電ローラ９により、所定の電位に帯電される。この帯電ローラ９の表面の汚れ防止のため、クリーニングローラ１０が設けられており、クリーニングローラ１０は、帯電ローラ９の表面の汚れを清掃する。一様に帯電した感光体３は、書込ユニット５より矢印で示される光ビームＬで露光され、感光体３上に潜像が形成される。

また、図２に示すように、現像ユニット２Ｂは、現像ケース１１の開口から一部露出させるように配設された現像ローラ１６や、搬送スクリュー１２、１４、現像ドクタ１５、トナー濃度センサ１３とを備えている。そして、図１に示すトナー収納容器６から、トナーの供給を可能としている。図２に示す現像ケース１１には、磁性キャリア及びマイナス帯電のトナーを含む二成分現像剤（以下、単に現像剤という。）が内包される。この現像剤は、図２に示す搬送スクリュー１２、１４によって撹拌搬送されながら摩擦帯電された後、現像ローラ１６の表面に担持される。そして、現像ドクタ１５によってその層厚が規制されてから感光体ドラム３と対向する現像位置に搬送され、ここで、感光体ドラム３上の上記静電潜像にトナーが付着する。このトナーの付着により、感光体ドラム３上に所定の色トナー像が形成される。このような現像によって、トナーを消費した現像剤は、現像ローラ１６の回転に伴って現像ケース１１内に戻される。また、現像ケース１１内の現像剤のトナー濃度は、上記トナー濃度センサ１３で検知され、必要に応じて、トナー収納容器６から搬送スクリュー１２の上部のスペースにトナーが補給される。

ところで、図２に示す作像ユニット２を、図１に示す画像形成装置１に対して着脱する際の基準として、図示しないが、感光体３両端部のフランジに設けた穴を位置決め主基準部として設けると共に、感光体３の手前側と奥側の感光体ユニット２Ａのフレームに位置決め従基準部をそれぞれ設け、感光体ユニット２Ａを画像形成装置１に装着する際に、それらの基準部と画像形成装置１に設けた係合部により、感光体ユニット２Ａを所定の装着位置に確実に位置決めできるようにされている。

また、図１に示すように、感光体３は、該感光体３の上方に配設された転写ユニットに設けられている中間転写ベルト４に接触して転写位置としての転写ニップを形成する。感光体３上に現像されたトナーは、中間転写ベルト４上に転写され、転写されずに感光体３に残ったトナーは、図２に示すクリーニングブレード１７により除去され、トナー搬送オーガ１８により、不図示の収容部に搬送される。また、図１に示す冷却ファン７は、書込ユニット５及び作像ユニット２を冷却するための冷却ファンであり、機械外部から吸気して、内部に冷却風を送る。また、図１に示すダクト８は、冷却ファン７を支える役目も兼ねたダクトであり、このダクト８により、書込ユニット５及び図１に示すＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各作像ユニット２の間に冷却風を送っている。

次に、本発明を適用した本実施形態の画像形成装置について以下に具体的に説明する。図３は、本実施形態の画像形成装置の部分断面図である。図３に示す冷却ファン７は、軸流ファンである。この冷却ファン７の軸線Ａは、図３に一点鎖線で示しており、冷却ファン７は、図３に示す書込ユニット２１の上カバー２０と各作像ユニット２との間の空間に冷却風を送っている。また、図３に示す書込ユニット２１から防塵ガラス１９を通して、作像光である光ビームＬが出射される。

図３に示す距離Ｈは、書込ユニット２１の上カバー２０の上部と、感光体ユニット２Ａ及び現像ユニット２Ｂの底辺部との距離である。また、図３の左上に位置する作像ユニット２はイエローの作像系、右上の位置する作像ユニット２はマゼンタの作像系である。本実施形態の画像形成装置は、図１において説明したように、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを備えており、各作像ユニット２は、それぞれ等間隔に配置されている。

本実施形態の画像形成装置では、図３に示すように、書込ユニット２１の上カバー２０と、各作像ユニット２との間に形成される空間における上述の距離Ｈのほぼ１／２Ｈの位置に、冷却ファン７の中心軸線Ａが位置している。このため、冷却ファン７からの冷却風はほぼ均等に、書込ユニット２１及び各作像ユニット２に当たるようになっている。これにより専用ダクトや仕切り板がなくても効率よく書込ユニット２１及び各作像ユニット２を同時に冷却することができる。

ところで、上記冷却ファン７の高さｈが上記距離Ｈより大きい場合は、書込ユニット２１の上カバー２０の上部と、作像ユニット２（感光体ユニット２Ａ及び現像ユニット２Ｂ）の下部によって、冷却風が遮られるため、冷却効率が低下することになる。従来では、図５に示すように、冷却ファン７の高さｈが、書込ユニット２１の上カバー２０の上部と感光体ユニット２Ａ及び現像ユニット２Ｂとからなる作像ユニット２の底辺部との距離Ｈより大きい場合、冷却風をガイドするダクト２２が必要となる。よってこの場合、必然的に書込ユニット２１及び作像ユニット２の左端部から冷却ファン７までの距離ｌがダクト２２を設けたために大きくなり、機械サイズが大きくなる。また、図５に示す点線で囲んだ部分Ｐにおいて、風損が発生し、冷却効率が悪くなるといった不具合が起きる。

これに対して、本実施形態の画像形成装置においては、図３に示すように、冷却ファン７の高さｈと、書込ユニット２１の上カバー２０の上部と感光体ユニット２Ａ及び現像ユニット２Ｂとからなる作像ユニット２の底辺部との距離Ｈとが、ほぼ同一の大きさとなっている。よって、図５に示した距離ｌを、ダクト２２を設けない分だけ小さくすることができ、機械の小型化が可能となる。また、冷却ファンの高さｈが上記距離Ｈとほぼ等しいか又は小さいので、図５に示すダクト２２を設ける必要性がないため、コストＵＰもなく、冷却ファン７の冷却効率も落ちない。

次に、図４に示すように、現像ユニット２Ｂの水平方向サイズをＳ１、感光体ユニット２Ａの水平方向サイズをＳ２とすると、Ｓ１とＳ２の和Ｓは、現像ユニット２Ｂ及び感光体ユニット２Ａとの水平方向の合計サイズである。本実施形態の画像形成装置は、既に説明したように、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色分の書込を一の書込ユニットで実施しているため、書込ユニット５の水平方向サイズＫとの間には、４Ｓ≒Ｋ、かつ、図４に示すように、冷却ファン７の配置側の作像ユニット２及び書込ユニット５との左端部を一致させる関係が成り立っている。

ただし、４Ｓ＝Ｋとせずに４Ｓ≒Ｋとしたのは、隣り合う他色の各作像ユニット２の間に、組付け用、部品の積み上げによる干渉を避けるために、図４に示す隙間ｙが必要であるためである。一般的には、この隙間ｙは、１ｍｍから２ｍｍあれば十分である。よって、≒の意味合いとしては、Ｋ−３ｙ≒Ｋである。４Ｓ≒Ｋ≒Ｋ−３ｙの関係が成り立つことにより、図４に示す冷却ファン７によって一貫した気流流路を形成することができ、本実施形態の画像形成装置における４色全ての作像ユニット２を効率よく冷却することが可能となる。もし、上述の関係が成り立たない場合は、気流流路上には無駄なスペースができて機械サイズが大きくなる、冷却効果が落ちるといった不具合が発生する。

本実施形態の画像形成装置の概略構成断面図である。 本実施形態の画像形成装置における作像ユニットの構成断面図である。 本実施形態の画像形成装置における作像ユニット、書込ユニット、冷却ファンを示した部分拡大断面図である。 本実施形態の画像形成装置における作像ユニット、書込ユニット、及び、冷却ファンとの関係を説明するための部分拡大断面図である。 従来の画像形成装置における冷却ファン及びダクトを説明するための部分拡大断面図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 作像ユニット
２Ａ 現像ユニット
２Ｂ 感光体ユニット
３ 感光体
４ 中間転写ベルト
５ 書込ユニット
６ トナー収納容器
７ 冷却ファン
８ ダクト
９ 帯電ローラ
１０ クリーニングローラ
１１ 現像ケース
１２ 搬送スクリュー
１３ トナー濃度センサ
１４ 搬送スクリュー
１５ 現像ドクタ
１６ 現像ローラ
１７ クリーニングブレード
１８ トナー搬送オーガ
１９ 防塵ガラス
２０ 書込ユニットの上カバー
２１ 書込ユニット
２２ ダクト
Ａ 中心軸線
Ｃ シアンのトナー像形成部
ｈ 冷却ファン高さ
Ｈ 書込ユニットの上カバーの上部と、作像ユニットの底辺部との距離
ｌ 作像ユニット及び書込ユニットの左端部と冷却ファンとの距離
Ｌ 光ビーム
Ｋ ブラックのトナー像形成部
Ｍ マゼンタのトナー像形成部
Ｐ 風損発生部
Ｓ 現像ユニットの水平方向サイズと感光体ユニットの水平方向サイズの和
Ｓ１ 現像ユニットの水平方向サイズ
Ｓ２ 感光体ユニットの水平方向サイズ
ｙ 組付け用、部品の積み上げによる干渉を避けるための隙間
Ｙ イエローのトナー像形成部

Claims (18)

1. 光源ユニットからの光ビームを光偏光器により偏光走査し、該光偏光器を中心にして配置された光学系を介して前記光ビームを複数の像坦持体の被走査面上に導き結像するための構成を有する書込ユニットと、
   前記像坦持体を少なくとも有する作像部材を備えた感光体ユニット及び前記像坦持体にトナー像を形成させる現像ユニットとからなる複数の作像ユニットと、
   前記書込ユニットと前記複数の作像ユニットとの間に形成された空間に対して、冷却風を送風する冷却ファンと、を具備する画像形成装置であって、
   前記複数の作像ユニットは一直線上に一列に配置され、前記書込ユニットは前記複数の作像ユニットと平行に配置され、
   前記複数の作像ユニットと前記書込ユニットとの間の間隔の略２分の１の距離に、該冷却ファンの中心軸線が位置するように該冷却ファンが配置されたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記作像ユニットは着脱可能であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記感光体ユニットと、前記現像ユニットと、の少なくとも１つは前記作像ユニットと分離可能であ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. 請求項１記載の画像形成装置に用いられる現像ユニットであって、前記画像形成装置本体と着脱可能であることを特徴とする現像ユニット。
5. 請求項１記載の画像形成装置に用いられる感光体ユニットであって、前記画像形成装置本体と着脱可能であることを特徴とする感光体ユニット。
6. 請求項１記載の画像形成装置に用いられる作像ユニットであって、前記画像形成装置本体と着脱可能であることを特徴とする作像ユニット。
7. 前記複数の作像ユニットと前記書込ユニットとの間の間隔は、前記冷却ファンが有するファン両端間の大きさと等しいか、又は、大きいことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
8. 前記作像ユニットは着脱可能であることを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
9. 前記感光体ユニットと、前記現像ユニットと、の少なくとも１つは前記作像ユニットと分離可能であることを特徴とする請求項７又は８に記載の画像形成装置。
10. 請求項７記載の画像形成装置に用いられる現像ユニットであって、前記画像形成装置本体と着脱可能であることを特徴とする現像ユニット。
11. 請求項７記載の画像形成装置に用いられる感光体ユニットであって、前記画像形成装置本体と着脱可能であることを特徴とする感光体ユニット。
12. 請求項７記載の画像形成装置に用いられる作像ユニットであって、前記画像形成装置本体と着脱可能であることを特徴とする作像ユニット。
13. 前記書込ユニットによりＮ色の光書込を行う場合に、所定の色の光書込を行うための前記感光体ユニットの水平方向サイズＳ１及び前記現像ユニットの水平方向サイズＳ２の合計サイズＳと、前記書込ユニットＫとの間に、ＮＳ≒Ｋなる関係式が成立し、前記冷却ファン配置側の前記作像ユニットの端部位置と、前記書込ユニットの端部位置とを一致させたことを特徴とする請求項１又は７に記載の画像形成装置。
14. 前記作像ユニットは着脱可能であることを特徴とする請求項１３記載の画像形成装置。
15. 前記感光体ユニットと、前記現像ユニットと、の少なくとも１つは前記作像ユニットと分離可能であることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の画像形成装置。
16. 請求項１３記載の画像形成装置に用いられる現像ユニットであって、前記画像形成装置本体と着脱可能であることを特徴とする現像ユニット。
17. 請求項１３記載の画像形成装置に用いられる感光体ユニットであって、前記画像形成装置本体と着脱可能であることを特徴とする感光体ユニット。
18. 請求項１３記載の画像形成装置に用いられる作像ユニットであって、前記画像形成装置本体と着脱可能であることを特徴とする作像ユニット。

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