JP2006113344A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 像担持体とともにプロセスカートリッジとしてカートリッジ化された現像装置の現像剤の自己発熱による熱を効率よく排熱させる。
【解決手段】 プロセスカートリッジ１７Ｙ，１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｋ内に設けられた現像装置５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋの現像剤の発熱により温められた空気を、現像装置５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋの上方に位置させてプロセスカートリッジ１７Ｙ，１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｋの上部に設けられた排気ダクト２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋ及び排気ファン２３Ｙ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｋにより排気させることで、像担持体４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋとともにプロセスカートリッジ１７Ｙ，１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｋとしてカートリッジ化された現像装置５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋの現像剤の自己発熱による熱を効率よく排熱することができるようにした。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置、特にタンデム型フルカラー方式に好適な画像形成装置に関する。

特許文献１には、定着手段の有する加熱部からの熱を装置本体外へ排気させるために定着手段の上方にダクトを設けることが開示されている。

特許文献２には、現像手段及び現像剤が収容されたプロセスカートリッジが定着手段から発生する熱の影響を受けないようにするため、定着手段とプロセスカートリッジとの間に本体ケース内部の雰囲気を排気するためのダクトを設けることが開示されている。

特許文献３には、現像装置において、現像剤担持体上の現像剤を規制する現像剤規制部材が有する中空に面する壁部内面に、現像剤規制部材に生じた熱を中空に放熱するフィンを設けることが開示されている。

特許第３３１３９３０号公報 特開２００３−２８７９９６公報 特開２００４−２０５９９９公報

今日の電子写真方式の画像形成装置は、市場からの要求に伴ない、カラー複写機やカラープリンタなど、カラー画像が形成できる機種が多くなってきている。このようなカラー画像形成装置には、１つの感光体の周りに複数色の現像装置を備え、これらの現像装置でトナーを付着させて感光体上に合成トナー画像を形成し、そのトナー画像を転写してシートにカラー画像を記録する、いわゆる１ドラム型のものと、並べて配置された複数の感光体に各々個別に現像装置を備え、各感光体上に各々単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を順次転写してシートに合成カラー画像を記録する、いわゆるタンデム型のものとが知られている。

このような１ドラム型とタンデム型とを比較すると、前者には、感光体が１つであるから、比較的容易に装置を小型化でき、製造コストも低減できる利点はあるものの、単一の感光体を用いて複数回（通常は４回）の画像形成を繰り返してフルカラー画像を形成するため、画像形成の高速化には困難であるという不具合がある。また、後者は、逆に装置が大型化し、製造コストが高くなる不具合はあるものの、画像形成の高速化が容易である利点がある。

そして、最近は、フルカラーもモノクロ画像形成の際と同様の高速化が要求されていることから、タンデム型が注目されてきている。

タンデム型の画像形成装置には、各感光体上の画像を転写装置により、シート搬送ベルトで搬送するシートに順次転写する直接転写方式のものと、各感光体上の画像を１次転写装置により一旦中間転写ベルトに順次転写した後、中間転写ベルト上の画像を２次転写装置によりシートに一括転写する間接転写方式のものとがある。この場合の２次転写装置は一般にはローラ形状であるが、転写搬送ベルト形状のものも用いられている。

この直接転写方式のものと間接転写方式のものとを比較すると、前者は、搬送シートに対して直接各感光体から転写させるために搬送シートがシート搬送ベルト上で変動してしまうと各感光体で書き込まれた画像がずれてしまう不具合がある。これに対し、後者は、２次転写位置を比較的自由に設置することができ、また、搬送するシートが変動してもシートに対して画像を転写する際は各感光体によって書かれた画像は既に合致しており、シートが変動しても画像がずれない長所がある。

以上の点から、最近は、タンデム型の画像形成装置の中でも間接転写方式のものが注目されている。この際、機械サイズを小型化する観点から、機械内部の高密度化がより一層進み、機械内部からの排熱が非常に大きな課題となってきている。

この点、特許文献１，２等によれば、加熱部を有する定着手段が発する熱に対する排熱対策はなされているが、現像装置を熱源とする排熱対策については何ら考慮されていないものである。特許文献３の場合には、現像装置自体に冷却構造を盛り込んだ構成、即ち、現像剤担持体上の現像剤を規制する現像剤規制部材が有する中空に面する壁部内面に、現像剤規制部材に生じた熱を中空に放熱するフィンを設ける構成が示されているだけであり、現像装置を熱源とする効果的な排熱対策については言及されていないものである。

即ち、現像装置は感光体等の像担持体とともにプロセスカートリッジとしてカートリッジ化されて機械装置内に配設されることが多くなっているが、プロセスカートリッジ内に設けられた現像装置の内部に充填された現像剤の撹拌による現像剤自身の摩擦によって自己発熱し、その熱が像担持体や機械内部の温度上昇として悪影響を及ぼし画質劣化を引き起こす一因ともなり得る傾向にあるが、この点に対する対応が従来技術では不十分である。

本発明の目的は、像担持体とともにプロセスカートリッジとしてカートリッジ化された現像装置の現像剤の自己発熱による熱を効率よく排熱することができるようにすることである。

請求項１記載の発明の画像形成装置は、静電潜像が形成される像担持体と、現像剤が充填されて前記像担持体上の静電潜像を現像する現像装置と、を有して装置本体に着脱自在に取り付けられるプロセスカートリッジと、前記現像装置の上方に位置させて前記プロセスカートリッジの上部に設けられた排気ダクトと、この排気ダクトに連通させて設けられ前記現像剤の発熱により温められた前記プロセスカートリッジ内の空気を排気させる排気ファンと、を備える。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記現像装置を前記プロセスカートリッジとして保持するカートリッジフレームの前記現像装置の上方位置には前記排気ダクトに連通する通気孔が形成されている。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の画像形成装置において、前記排気ダクトの吸い込み口が前記現像装置の上方に位置している。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の画像形成装置において、前記吸い込み口は、その長手方向の長さが前記現像装置の現像剤が充填された現像剤ケースの長さの範囲内に収まるように設けられている。

請求項５記載の発明は、請求項３又は４記載の画像形成装置において、前記通気孔と前記吸い込み口との連通部の周りを密閉する密閉部材を有する。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の画像形成装置において、前記密閉部材は、柔軟性材料よりなる。

請求項７記載の発明は、請求項１ないし６の何れか一記載の画像形成装置において、前記像担持体上に形成されたトナー像が転写される無端ベルトを備え、この無端ベルトに対して前記プロセスカートリッジが複数個並設され、前記プロセスカートリッジ毎に前記排気ダクトが設けられている。

請求項８記載の発明は、請求項７記載の画像形成装置において、前記無端ベルトは、前記像担持体上に形成されたトナー像が順次直接転写されて２次転写により被転写体への転写に供する中間転写ベルトである。

請求項９記載の発明は、請求項７記載の画像形成装置において、前記無端ベルトは、前記像担持体上に形成されたトナー像を搬送する被転写体上に順次直接転写させる搬送ベルトである。

請求項１記載の発明によれば、プロセスカートリッジ内に設けられた現像装置の現像剤の発熱により温められたプロセスカートリッジ内の空気を、現像装置の上方に位置させてプロセスカートリッジの上部に設けられた排気ダクト及び排気ファンにより排気させるようにしたので、像担持体とともにプロセスカートリッジとしてカートリッジ化された現像装置の現像剤の自己発熱による熱を効率よく排熱することができ、当該熱による画質劣化等の悪影響を防止することができる。

請求項２記載の発明によれば、現像装置をプロセスカートリッジとして保持するカートリッジフレームの現像装置の上方位置には排気ダクトに連通する通気孔が形成されているので、現像剤の自己発熱により発生した熱を遮蔽物のない状態で通気孔を介して効率よく排熱させることができ、排熱効率を向上させることができる。

請求項３記載の発明によれば、排気ダクトの吸い込み口が現像装置の上方に位置しているので、現像剤から発せられる熱が自然対流によって上昇する力を利用して吸い込み口から効率よく排気ダクト内に取り込んで排気させることができ、排熱効率を向上させることができる。

請求項４記載の発明によれば、吸い込み口の長手方向の長さが現像装置の現像剤が充填された現像剤ケースの長さの範囲内に収まるように吸い込み範囲を規制しているので、発熱していない部分の空気を吸い込んでしまうことにより本来の対象とする現像剤上部の排熱効率が低下するのを防止することができる。

請求項５記載の発明によれば、通気孔と吸い込み口との連通部の周りを密閉部材により密閉しているので、プロセスカートリッジと排気ダクトとの隙間から吸い込み気流が漏れて現像装置の排熱効果が低下してしまうことを防止することができる。

請求項６記載の発明によれば、密閉部材が柔軟性材料よりなるので、プロセスカートリッジの脱着に際して密閉部材が変形することとなり、密閉部材がぶつかることによるプロセスカートリッジの容易な脱着の妨げとなるような事態を防止することができる。

請求項７記載の発明によれば、いわゆるタンデム型の画像形成装置の場合に好適に適用することができる。具体的には、請求項８記載の発明のようないわゆる間接転写方式のタンデム型の画像形成装置や、請求項９記載の発明のようないわゆる直接転写方式のタンデム型の画像形成装置の場合に好適に適用でき、機械内部の高密度化に伴い排熱経路が少なくなった構造下でプロセスカートリッジ毎に個別に排熱を行なうことで少ない風量で効率よく局所的な冷却を行い、プロセスカートリッジ近傍の熱を排出させることができる。

本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態の画像形成装置の概略構成を示す縦断側面図、図２は、その一部の概略斜視図である。

本実施の形態の画像形成装置は、間接転写方式を用いたタンデム型電子写真方式のフルカラー画像形成装置への適用例を示し、Ｙ（イエロー）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｋ（ブラック）の各色のトナー画像を周知の電子写真方式により形成する作像装置２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋが、無端ベルトである共通の中間転写ベルト３上に高密度化されて並設されている。各作像装置２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋは、その詳細構成例については省略するが、帯電器により一様帯電済みのドラム状の感光体（像担持体）４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋに対して画像信号に応じた露光を光書き込み装置により行なうことで静電潜像を形成し、この感光体４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋ上の静電潜像を現像装置５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋにより現像することで各色トナー像として顕像化し、１次転写器による転写作用の下に、各色トナー像を中間転写ベルト３に順次転写させるものである。このように中間転写ベルト３上で各色トナー像を重ね合せた後、重ね合せられた中間転写ベルト３上のトナー像を２次転写器６による転写作用の下で最終的な被転写体としての用紙７上に転写させ、定着装置８を通して定着させ最終的に排紙トレイ９等に排紙させることで処理が終了する。

ここに、中間転写ベルト３は、駆動モータ１０により回転駆動される駆動ローラ１１や複数の従動ローラ１２，１３並びにテンションガイドローラ１４等に対して掛け渡して設けられ、時計方向に回転移動自在とされている。また、ローラ構成の２次転写器６を回転させる駆動モータ１５も設けられている。さらに、各感光体４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋに対しても駆動モータ１６が連結されている。

ここで、詳細構成を省略した作像装置２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋにおいて、少なくとも各感光体４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋと各現像装置５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋとはプロセスカートリッジ１７Ｙ，１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｋとしてカートリッジ化されて、画像形成装置の装置本体に着脱自在に設けられている。これらのプロセスカートリッジ１７Ｙ，１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｋは何れも同じ構成であり、部分構成についてはＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋの添え字を適宜省略して示す。

図３は、プロセスカートリッジ１７付近の奥側から見た構成例を示す概略斜視図、図４は、プロセスカートリッジ１７の奥側から見た構成例を示す概略分解斜視図である。プロセスカートリッジ１７は、カートリッジフレーム１８と、このカートリッジフレーム１８内に中間転写ベルト３や現像装置５に対して露出状態で取り付けられた感光体４と、カートリッジフレーム１８の上下保持辺に保持されて着脱自在な矩形状の現像装置５とよりなる。現像装置５は感光体４に対向接触して現像動作を行なう現像スリーブ１９を備えるとともに、現像剤（図示せず）が充填された現像剤ケース２０（図５参照）を備える。なお、現像装置５は現像剤を摩擦帯電等のために撹拌するための撹拌機構（図示せず）を備え、現像剤の撹拌に伴う摩擦熱により現像剤自身が自己発熱する構成となっている。

このような概略構成において、本実施の形態では、図１及び図２に示すように、各プロセスカートリッジ１７Ｙ，１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｋの上部には内部の現像装置５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋの上方に位置させて現像スリーブ１９の軸方向に沿うように排気ダクト２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋが個別に設けられている。これらの排気ダクト２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋの奥側では各々駆動モータ２２Ｙ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｋにより駆動される排気ファン２３Ｙ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｋが各々排気ダクト２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋに連通するように設けられている。ここに、排気ダクト２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋは、プロセスカートリッジ１７Ｙ，１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｋの上部を全面的に覆うように設けられた１枚のプレート２４において、現像装置５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋの上方（真上）に位置させて個別に形成された吸い込み口２５と組み合わせることにより構成されている。また、プロセスカートリッジ１７Ｙ，１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｋにおいては、カートリッジフレーム１８の現像装置５の上方位置の保持辺には、吸い込み口２５を介して排気ダクト２１に連通する通気孔２６が形成されている（図４参照）。

図５は、プロセスカートリッジ１７付近の奥側から見た構成例を示す概略断面図、図６は、その縦断側面図である。プロセスカートリッジ１７が装着された際の排気ダクト２１の吸い込み口２５とカートリッジフレーム１８に形成された通気孔２６との連通部の周りを密閉する密閉部材２７が設けられている。この密閉部材２７は、スポンジ、ゴム等の柔軟性及び気密性を有する材料により形成されている。また、排気ダクト２１の吸い込み口２５は、図６に示すように、その長手方向の長さが現像装置５の現像剤が充填された現像剤ケース２０の長手方向の長さの範囲内に収まる寸法・位置関係で形成されている。

このような構成において、各プロセスカートリッジ１７Ｙ，１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｋ内の現像装置５では現像剤が摩擦帯電等のために撹拌されるため、撹拌に伴う摩擦熱により現像剤自身が自己発熱する。即ち、画像形成装置内において熱源の一つとなる。この点、本実施の形態においては、各プロセスカートリッジ１７Ｙ，１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｋの上部には現像装置５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋの上方に位置させて排気ダクト２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋが設けられているので、このような現像剤自身の自己発熱による熱を各々の個別の排気ダクト２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋ及び排気ファン２３Ｙ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｋによって外部に排気させることができる。この際、各プロセスカートリッジ１７Ｙ，１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｋの各現像装置５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋ毎に排気ダクト２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋにより個別に排気させるので、全体を一括した冷却排気させる場合よりも少ない風量で効率よく局所的に冷却排気を行なわせることができる。特に、カートリッジフレーム１８の現像装置５の上方位置には排気ダクト２１に連通する通気孔２６が形成されているので、現像剤の自己発熱により発生した熱をこの通気孔２６を介して遮蔽物のない状態で効率よくプロセスカートリッジ１７外へ排熱させることができ、排熱効率を向上させることができる。同時に、排気ダクト２１の吸い込み口２５が現像装置５の上方に位置しているので、現像剤から発せられる熱が自然対流を起こすことにより自然に上方に上がっていく力を利用して吸い込み口２５から効率よく排気ダクト２１内に取り込んで排気させることができ、排気ファン２３に対する負荷を軽くして排熱効率を向上させることができる。

さらには、吸い込み口２５の長手方向の長さが現像装置５の現像剤が充填された現像剤ケース２０の長さの範囲内に収まるように吸い込み範囲を規制しているので、発熱していない部分の冷たい空気を吸い込んでしまうことにより本来の対象とする現像剤上部の排熱効率が低下するのを防止することができる。また、通気孔２６と吸い込み口２５との連通部の周りが密閉部材２７により密閉されているので、プロセスカートリッジ１７と排気ダクト２１との隙間から吸い込み気流が漏れて現像装置５の排熱効果が低下してしまうことを防止することができる。この場合、密閉部材２７がスポンジ、ゴム等の柔軟性材料よりなり、プロセスカートリッジ１７の脱着に際してこの密閉部材２７が柔軟に変形するので、密閉部材２７がぶつかることによるプロセスカートリッジ１７の容易な脱着が妨げられるようなこともない。

なお、本実施の形態では、画像形成装置として間接転写方式を用いたタンデム型電子写真方式のフルカラー画像形成装置への適用例を示したが、このような方式に限られない。中間転写ベルト３に代えて、例えば、図７に示すように、用紙７を搬送する搬送ベルト３１を無端ベルトとして備え、各感光体４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋ上に形成されたトナー像を搬送ベルト３１によって搬送される用紙７上に順次直接転写させる直接転写方式を用いたタンデム型電子写真方式のフルカラー画像形成装置の場合も同様に適用することができる。さらには、フルカラー画像形成装置に限らず、モノクロの画像形成装置に適用することも可能である。

本発明の一実施の形態の画像形成装置の概略構成を示す縦断側面図である。 その一部の概略斜視図である。 プロセスカートリッジ付近の奥側から見た構成例を示す概略斜視図である。 プロセスカートリッジの奥側から見た構成例を示す概略分解斜視図である。 プロセスカートリッジ付近の奥側から見た構成例を示す概略断面図である。 その縦断側面図である。 変形例の画像形成装置の概略構成を示す縦断側面図である。

符号の説明

３ 中間転写ベルト、無端ベルト
４ 像担持体
５ 現像装置
７ 被転写体
１７ プロセスカートリッジ
１８ カートリッジフレーム
２０ 現像剤ケース
２１ 排気ダクト
２３ 排気ファン
２５ 吸い込み口
２６ 通気孔
２７ 密閉部材
３１ 搬送ベルト、無端ベルト

Claims (9)

1. 静電潜像が形成される像担持体と、現像剤が充填されて前記像担持体上の静電潜像を現像する現像装置と、を有して装置本体に着脱自在に取り付けられるプロセスカートリッジと、
   前記現像装置の上方に位置させて前記プロセスカートリッジの上部に設けられた排気ダクトと、
   この排気ダクトに連通させて設けられ前記現像剤の発熱により温められた前記プロセスカートリッジ内の空気を排気させる排気ファンと、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像装置を前記プロセスカートリッジとして保持するカートリッジフレームの前記現像装置の上方位置には前記排気ダクトに連通する通気孔が形成されている、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記排気ダクトの吸い込み口が前記現像装置の上方に位置している、ことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記吸い込み口は、その長手方向の長さが前記現像装置の現像剤が充填された現像剤ケースの長さの範囲内に収まるように設けられている、ことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記通気孔と前記吸い込み口との連通部の周りを密閉する密閉部材を有する、ことを特徴とする請求項３又は４記載の画像形成装置。
6. 前記密閉部材は、柔軟性材料よりなる、ことを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
7. 前記像担持体上に形成されたトナー像が転写される無端ベルトを備え、
   この無端ベルトに対して前記プロセスカートリッジが複数個並設され、前記プロセスカートリッジ毎に前記排気ダクトが設けられている、
   ことを特徴とする請求項１ないし６の何れか一記載の画像形成装置。
8. 前記無端ベルトは、前記像担持体上に形成されたトナー像が順次直接転写されて２次転写により被転写体への転写に供する中間転写ベルトである、ことを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
9. 前記無端ベルトは、前記像担持体上に形成されたトナー像を搬送する被転写体上に順次直接転写させる搬送ベルトである、ことを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
   

Images