JP2010054700A - 画像形成装置および画像形成ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】装置コストの高騰を抑えつつ除電装置の駆動による温度上昇を抑えることができ、温度上昇に起因した画像不良の発生を抑える。
【解決手段】トナー像を担持し、周回する感光体ドラム１２１上に所定の画像情報に応じたトナー像を形成させる現像装置１２２と、感光体ドラム１２１上のトナー像が所定の被転写体へ転写された後に光の照射で当該感光体ドラム１２１上の電荷を取り除く除電装置６０と、この除電装置６０を支持する板状フレーム７１とが備えられてなるものである。そして、除電装置６０と板状フレーム７１との間には、本発明に係る冷却構造７０の構成要素の１つである空気層を備えたエアギャップ７３が形成されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、像担持体の表面に形成されたトナー像が被転写体に転写処理された後に、当該像担持体の表面に残留している電荷を取り除く除電措置を備えた画像形成装置に関するものであり、特に除電装置の駆動による温度上昇を抑えるように構成された画像形成装置およびこの画像形成装置に適用可能な画像形成ユニットに関するものである。

従来、読み取ったり、外部のコンピュータ等から伝送されてきたりした画像情報に基づき感光体ドラム（像担持体）の周面に静電潜像を形成させ、この静電潜像に向けて現像装置からトナーを供給して同周面にトナー像を形成させ、このトナー像を用紙に転写処理するように構成された、複写機やプリンタ、さらにはファクシミリ装置として適用される画像形成装置が知られている。

かかる画像形成装置においては、用紙や転写ベルト等の被転写体への転写処理後に感光体ドラムの周面に残留した電荷を除去する除電装置が設けられている。そして、除電装置による除電処理で電荷が存在しない状態になった像担持体の表面は、下流側の帯電装置へ向かい、ここで新たな静電潜像を形成させるための前提となる帯電処理が施される。

ところで、除電装置は、通常、所定の回路が形成された基板と、この基板に付設されて回路から電力を得るLＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）等の発光部材とを備えて構成されている。従って、回路および発光部材に電力が供給されるとこれらが発熱し、周りの機器に温度上昇による悪影響を及ぼすことがある。具体的には、飛散したトナーが駆動機構などの温度上昇した周辺機器に付着して溶融し、その後固化して周辺機器の正常な駆動を阻害することがある。こうなると正常な画像形成処理を行うことができなくなり画像不良が生じる。

かかる不都合を解消するべく、特許文献１に記載の画像形成装置においては、除電装置が含まれるように構成された循環気流ダクトと、この循環気流ダクトに内装されたファンと、このファンの駆動で循環気流ダクト内を循環流通する気流を熱交換で冷却するヒートパイプとを備えてなる冷却装置が記載されている。

このような冷却装置を採用することにより、除電装置で発生した熱は、ファンの駆動で循環気流ダクト内を循環する気流との熱交換により取り除かれる。これにより昇温した気流は、ヒートパイプで冷却され、ダクト内を循環する。こうすることで除電装置が冷却されるため、除電装置の発熱による悪影響が解消される。

しかしながら、特許文献１に記載の冷却装置にあっては、画像形成装置内に大掛かりな循環気流ダクトや、ファンさらにはヒートパイプ等を設けなければならず、装置コストが嵩むという不都合が生じる。

そこで、かかる不都合を解消するべく、画像形成装置内に装置本体を横断するような長尺のフレームを架設し、このフレームの上部に所定個数の除電装置を並設することが行われる場合がある。こうすることにより除電装置で発生した熱は、放熱面積の大きいフレームに伝熱された後に放熱されるため、除電装置の昇温を効果的に抑え得ることが期待される。
特開２０００−２９３０９０号公報

しかしながら、単に長尺のフレームを設け、その上に除電装置を設けただけでは、期待した程の冷却効果を得ることができず、さらなる改良が臨まれる。

本発明は、かかる状況に鑑みなされたものであって、装置コストの高騰を抑えつつ除電装置で発生した熱を効果的に取り除くことが可能な冷却構造を備え、これによって除電装置の駆動による温度上昇を抑えることができ、温度上昇に起因した画像不良の発生を抑えることが可能な画像形成装置およびこの画像形成装置に適用可能な画像形成ユニットを提供することを目的としている。

請求項１記載の発明は、トナー像を担持し、周回する像担持体上に所定の画像情報に応じたトナー像を形成させるトナー像形成手段と、前記像担持体上のトナー像が所定の被転写体へ転写された後に光の照射で当該像担持体上の電荷を取り除く除電装置と、前記除電装置を支持するフレームとが備えられ、前記除電装置と前記フレームとの間に隙間が形成されていることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、除電装置への通電により発生した熱は、当該除電装置を支持しているフレームと除電装置との間に形成された隙間内の空気層に伝熱され、当該空気層の対流によって取り除かれるため、除電装置が単にフレームに全面密着状態で支持され、伝熱のみによって冷却される場合に比較し、除電装置や周りの機器の温度上昇がより効果的に抑えられる。

従って、除電装置の温度上昇に起因した周りの機器の温度上昇により、飛散して当該機器に付着した低融点のトナーの溶融固着で機器が正常に駆動しなくなり、適正な画像形成処理が確保し得なくなるような不都合の発生が有効に防止される。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記除電装置は、所定の放熱板を介して前記フレームに支持され、前記隙間は、前記フレームと前記放熱板との間に形成されていることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、除電装置で発生した熱は、当該除電装置を支持している放熱板に一旦伝熱され、引き続き当該伝熱板とフレームとの間に形成された隙間内外で生じる空気の対流で外部に排熱されるため、除電装置はより効果的に冷却される。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記放熱板は、前記フレームより外側にまで延設されていることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、放熱板は、フレームよりも外側に延設されることにより放熱面積が大きくなってその分放熱効果が向上するとともに、外部に延設されている部分の外気との接触によって冷却効果がさらに向上する。

請求項４記載の発明は、請求項２または３記載の発明において、前記放熱板に冷風を供給する冷風供給手段が設けられていることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、放熱板に冷風が当たることによって当該放熱板の熱が強制的取り去られるため、除電装置は、冷風で冷やされた放熱板を介してより高効率で冷却処理される。

請求項５記載の発明（画像形成ユニット）は、請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置に適用される画像形成ユニットであって、前記像担持体は、周面に画像形成領域を有する軸心回りに回転可能な感光体ドラムであり、少なくとも前記フレームと、前記感光体ドラムと、前記除電装置とでユニット化されていることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、画像形成ユニットは、請求項１〜４記載の画像形成装置が備える作用効果を有するものになる。

本発明に係る画像形成装置および画像形成ユニットによれば、除電装置への通電により発生した熱は、隙間内の空気層に伝熱され、当該空気層の対流によって取り除かれるため、除電装置が単に伝熱のみによって冷却される場合に比較しより効果的に冷却処理を施すことができる。

従って、除電装置の温度上昇に起因した周りの機器の温度上昇により、飛散して当該機器に付着した低融点のトナーの溶融固着で機器が正常に駆動しなくなり、適正な画像形成処理が確保し得なくなるような不都合の発生を有効に防止することができ、結果として信頼性の高い高画質の画像形成処理を施すことができる。

図１は、本発明に係る画像形成装置１０の一実施形態を示す斜視図であり、図２は、当該画像形成装置１０の内部構造を説明するための正面断面視の説明図である。なお、図１および図２においてＸ−Ｘ方向を左右方向、Ｙ−Ｙ方向を前後方向といい、特に−Ｘ方向を左方、＋Ｘ方向を右方、−Ｙ方向を前方、＋Ｙ方向を後方という。

まず、図１に示す画像形成装置１０は、いわゆる胴内排紙型と称される複写機であり、装置本体１１に画像形成部１２と、定着部１３と、用紙貯留部１４と、排紙部１５と、画像読取部１６と、操作部１７とがそれぞれ形成されている。そして、画像読取部１６の下部で装置本体１１の一部が凹没されることによって前記排紙部１５が形成され、これが当該画像形成装置１０を胴内排紙型と称される所以である。

前記装置本体１１は、外観視で直方体状を呈した下部本体１１１と、この下部本体１１１の上方に対向配置された扁平な直方体状を呈する上部本体１１２と、この上部本体１１２と前記下部本体１１１との間に介設された連結体１１３とを備えている。前記連結体１１３は、下部本体１１１と上部本体１１２との間に排紙部１５を形成させた状態で両者を互いに連結するための構造物であり、下部本体１１１の左部から立設されている。前記上部本体１１２は、その左部がかかる連結体１１３の上端部に支持されている。

そして、前記下部本体１１１には、画像形成部１２、定着部１３および用紙貯留部１４が内装されているとともに、前記上部本体１１２には画像読取部１６が装着されている。前記操作部１７は、本実施形態においては、上部本体１１２の前縁部から前方に向かって突設されている。

前記排紙部１５は、下部本体１１１と上部本体１１２との間に形成されている。かかる排紙部１５は、下部本体１１１の上面に形成された胴内排紙トレイ１５１を有し、画像形成部１２からのトナー像が転写された用紙Ｐは、連結体１１３の下部からこの胴内排紙トレイ１５１へ向けて排出される。

以下、画像形成部１２について図２を基に説明する。前記画像形成部１２は、用紙貯留部１４から給紙された用紙Ｐにトナー像を形成させるものであり、図２に示すように、上流側（右側）から下流側へ向けて順次配設されたマゼンタ用画像形成部１２Ｍ、シアン用画像形成部１２Ｃ、イエロー用画像形成部１２Ｙおよびブラック用画像形成部１２Ｋとを備えている。

各画像形成部１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋには、感光体ドラム（像担持体）１２１および現像装置（トナー像形成手段）１２２がそれぞれ備えられている。各感光体ドラム１２１は、図２において反時計方向へ向けて回転しつつ対応した現像装置１２２からトナーが供給される。各現像装置１２２には、装置本体１１の前面側（図２の紙面の表側）に配設された図略のトナーカートリッジからトナーが補給される。

各感光体ドラム１２１の直下位置には帯電装置１２３がそれぞれ設けられているとともに、各帯電装置１２３のさらに下方位置には露光装置１２４が設けられている。そして、各感光体ドラム１２１は、前記帯電装置１２３によって周面が一様に帯電され、画像読取部１６で読み取られた画像データに基づく各色に対応したレーザー光が前記各露光装置１２４から帯電後の感光体ドラム１２１の周面に照射されることにより、各感光体ドラム１２１の周面に静電潜像が形成される。かかる静電潜像に現像装置１２２からトナーが供給されることにより、感光体ドラム１２１の周面にトナー像が形成される。

前記感光体ドラム１２１の上方位置には、当該各感光体ドラム１２１に当接するように転写ベルト１２５が設けられている。この転写ベルト１２５は、図２の左方位置に設けられた駆動ローラ１２５ａと、同右方位置に設けられた従動ローラ１２５ｂとの間に掛け回されている。

かかる転写ベルト１２５は、各感光体ドラム１２１に対応して設けられた転写ローラ１２５ｃによって感光体ドラム１２１の周面に押し付けられた状態で各感光体ドラム１２１と同期しながら駆動ローラ１２５ａと従動ローラ１２５ｂとの間を周回する。

従って、転写ベルト１２５が周回することによりその表面に対しマゼンタ用画像形成部１２Ｍの感光体ドラム１２１によるマゼンタのトナー像の転写が行なわれ、ついで転写ベルト１２５の同一位置にシアン用画像形成部１２Ｃの感光体ドラム１２１によるシアンのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれ、ついで転写ベルト１２５の同一位置にイエロー用画像形成部１２Ｙの感光体ドラム１２１によるイエローのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれ、最後のブラック用画像形成部１２Ｋの感光体ドラム１２１によるブラックのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれる。

これらによって転写ベルト１２５の表面にカラー画像が形成される。この転写ベルト１２５の表面に形成されたカラー画像が用紙貯留部１４から搬送されてきた用紙Ｐに転写されることになる。

そして、各感光体ドラム１２１の左上であって転写ベルト１２５の直下位置には、転写処理後の感光体ドラム１２１の周面に存在する電荷を消去して電位を「±０」にするための除電装置６０がそれぞれ設けられている。各感光体ドラム１２１の周面は、対応した各除電装置６０を通過することにより、電位が「±０」になって帯電装置１２３による適正な帯電処理が施され得る状態になる。

また、各除電装置６０の直下位置であって各感光体ドラム１２１の図２における左方位置には当該感光体ドラム１２１の周面の残留トナーを除去して清浄化するドラムクリーニング装置４０がそれぞれ設けられている。ドラムクリーニング装置４０によって清浄化処理された感光体ドラム１２１の周面は、新たな帯電処理のために帯電装置１２３へ向かうことになる。

前記ドラムクリーニング装置４０で感光体ドラム１２１の周面から取り除かれた廃トナーは、所定の経路を通って図略のトナー回収ボトルに回収される。

かかる画像形成部１２の左方位置には、上下方向に延びる用紙搬送路１２７が設けられている。この用紙搬送路１２７には、適所に搬送ローラ対１２７ａが設けられ、用紙貯留部１４からの用紙Ｐがこの搬送ローラ対１２７ａの駆動で駆動ローラ１２５ａに掛け回されている転写ベルト１２５へ向けて搬送される。

かかる用紙搬送路１２７には、駆動ローラ１２５ａと対向した位置に転写ベルト１２５の表面と当接した第２転写ローラ１２８が設けられ、用紙搬送路１２７を通して搬送されつつある用紙Ｐが転写ベルト１２５と第２転写ローラ１２８とに押圧挟持されることによって転写ベルト１２５上のトナー像が当該用紙Ｐに転写される。

そして、転写ベルト１２５の右方には、当該転写ベルト１２５の表面に残留した残留トナーを除去する図略のベルトクリーニング装置１２５ｄが設けられ、用紙Ｐへの転写処理が完了した転写ベルト１２５は、表面の残留トナーがこのベルトクリーニング装置１２５ｄによって取り除かれ清浄化された状態で次の転写処理へ向けて周回される。

前記定着部１３は、画像形成部１２で転写された用紙Ｐ上のトナー像に対し定着処理を施すものであり、内部に加熱源であるハロゲンランプ等の通電発熱体を備えた定着ローラ１３１と、左方でこの定着ローラ１３１と対向配置された加圧ローラ１３２とを備えている。そして、第２転写ローラ１２８を介して画像形成部１２から導出された転写処理済の用紙Ｐは、これら定着ローラ１３１および加圧ローラ１３２間に押圧挟持されつつ定着ローラ１３１による加熱処理でトナー像が定着され、用紙Ｐ上に安定した状態のカラー画像が形成される。

定着処理の完了したカラー印刷済みの用紙Ｐは、定着部１３の上部から延設された排紙搬送路１２９を通り、排出ローラ対１５２を介して胴内排紙トレイ１５１へ向けて排出される。

前記用紙貯留部１４は、装置本体１１における露光装置１２４の下方位置に挿脱自在に装着された給紙トレイ１４１を有している。給紙トレイ１４１には用紙束が貯留される。そして、給紙トレイ１４１に貯留された用紙束からピックアップローラ１４２の駆動で用紙Ｐが１枚ずつ繰り出され、用紙搬送路１２７を通って画像形成部１２へ導入される。

前記画像読取部１６は、前記上部本体１１２の上面開口に装着された、原稿Ｐ１が原稿面を下にして載置されるコンタクトガラス１６１と、このコンタクトガラス１６１上に載置された原稿を押さえるための当該コンタクトガラス１６１に対し開閉自在とされた原稿押さえマット１６２と、コンタクトガラス１６１上に載置された原稿Ｐ１の原稿画像を読み取るための上部本体１１２に内装された光学系ユニット１６３とを備えている。

前記光学系ユニット１６３は、コンタクトガラス１６１上に載置された原稿が原稿押さえマット１６２によって押さえられた状態で、下方からコンタクトガラス１６１を介して原稿画像を光源１６４の移動による走査で原稿面からの反射光によりＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）１６５により読み取るようになっている。ＣＣＤ１６５により読み取られた原稿の画像情報は、ディジタル化処理が施された上で画像形成部１２の露光装置１２４へ向けて出力される。

前記操作部１７は、画像形成処理に関する各種の項目（用紙サイズや処理部数等）を入力操作するためのものである。かかる操作部１７には、図１に示すようにスタートキー１７１や数値情報を入力するためのテンキー１７２、さらには現に行われたテンキー１７２による入力情報やエラーメッセージ等を表示するＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）１７３等が設けられている。

本実施形態においては、このように構成された画像形成装置１０において、感光体ドラム１２１、帯電装置１２３、ドラムクリーニング装置４０、除電装置６０、後述する潤滑剤塗布装置５０および除電装置６０を冷却するための後述する冷却構造７０等がユニット化されてなるドラムユニット２０が形成されている。以下、かかるドラムユニット２０について図３〜図５を基に説明する。

前記各画像形成部１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋには、各色のトナーを対象として構成されたドラムユニット２０がそれぞれ備えられている。これら４つのドラムユニット２０は、採用されるトナーの種類が異なるだけで構造的にはそれぞれ全く同一に構成されている。

図３は、ドラムユニット２０の一実施形態を示す原理図としての一部切り欠き分解斜視図であり、図４は、その組み立て斜視図である。また、図５は、図４のＶ−Ｖ線断面図である。なお、図３〜図５においてＸおよびＹによる方向表示は、図１の場合と同様（−Ｘ：左方、＋Ｘ：右方、−Ｙ：前方、＋Ｙ：後方）である。

これらの図に示すように、ドラムユニット２０は、ハウジング３０に感光体ドラム１２１、帯電装置１２３、ドラムクリーニング装置４０、潤滑剤塗布装置５０および除電装置６０が装着されることによって形成されている。前記ハウジング３０は、−Ｙ方向から見た正面視で上下が逆転した逆Ｌ字状を呈する前後方向一対の側板３１と、これら一対の側板３１間の左面側に架設される架設板３２と、一対の側板３１間の上面を覆う天板３３とを備えている。

前記側板３１は、上下方向に延びる縦向き板３１１と、この縦向き板３１１の略上半分の位置から左方へ向けて延設された横向き板３１２とからなっている。かかる各側板３１の右上の適所には、感光体ドラム１２１のドラム軸１２１ａを嵌挿するためのドラム軸嵌挿孔３１３が穿設されている。

また、各側板３１の各横向き板３１２の対向面には、互いに対向方向に向けて所定厚み寸法で膨設された肉厚部３１４が形成されている。これら各肉厚部３１４には、右縁面から左方に向かって切り込まれて形成された装着凹部３１５がそれぞれ設けられている。これらの装着凹部３１５は、後述の可動ブラケット５３を左右方向に移動可能に嵌め込むためのものである。

また、後方の側板３１における前記肉厚部３１４の装着凹部３１５内の横向き板３１２には、左右方向に長尺の長孔３１６が穿設されている。この長孔３１６は、後述するローラ軸４１１を若干左右方向に移動可能に嵌挿するためのものである。

また、一対の側板３１における各縦向き板３１１の対向面には、その略下半分の位置に上下方向に延びた装着溝３１７がそれぞれ凹設されている。これらの装着溝３１７は、前記帯電装置１２３の後述する前後一対の凸条１２３ｄを嵌め込むためのものである。

帯電装置１２３は、上面が開放された長さ寸法が一対の側板３１の各縦向き板３１１間の内寸法より僅かに小さい直方体状のケーシング１２３ａと、上部が若干突出するようにこのケーシング１２３ａに内装された前後方向に延びる帯電ローラ１２３ｂとを備えている。帯電ローラ１２３ｂは、ケーシング１２３ａの前後の側板間に架設されたローラ軸１２３ｃ回りに回転自在に軸支されている。かかる帯電ローラ１２３ｂは、図略の電源装置からの電圧が印加され、これによって当該帯電ローラ１２３ｂの周面と当接している感光体ドラム１２１の周面に帯電処理を施すものである。

また、ケーシング１２３ａの前後の側板には、ハウジング３０の各縦向き板３１１の対向面にそれぞれ凹設された前記各装着溝３１７に摺接状態で嵌り込む凸条１２３ｄがそれぞれ設けられている。従って、各凸条１２３ｄを対応した装着溝３１７に嵌め込むことにより、帯電装置１２３は、凸条１２３ｄが装着溝３１７に案内されつつ上下動することができる。

そして、ハウジング３０の底板３２１と帯電装置１２３のケーシング１２３ａの底板との間には所定個数のコイルスプリング１２３ｅが圧縮状態で介設される。従って、帯電装置１２３が前後の側板３１間に装着された状態で、コイルスプリング１２３ｅの付勢力により帯電ローラ１２３ｂの周面が感光体ドラム１２１の周面に圧接される。

前記架設板３２は、前記一対の側板３１を互いに連結するとともに、一対の側板３１間における左面側および下面側を閉止するためのものである。この架設板３２は、−Ｙ方向から見た正面視で側板３１の左縁部および下縁部に沿うように階段状に形成されている。

具体的には、側板３１の縦向き板３１１の下縁部に対応した底板３２１と、底板３２１の左縁部から立設された縦向き板３１１における横向き板３１２より下の部分に対応する下部左方板３２２と、この下部左方板３２２の側板３１における横向き板３１２の下縁部に沿って左方へ延設された中段底板３２３と、この中段底板３２３の左縁部から側板３１における横向き板３１２の左側の斜めになった部分に沿う傾斜板３２４と、この傾斜板３２４の上縁部から上方へ向けて延設された上部左方板３２５とから架設板３２が形成されている。

前記上部左方板３２５の上部には、上縁から切り欠かれることによって形成した前後方向に長尺の切り欠き窓３２５ａが形成されている。この切り欠き窓３２５ａは、架設板３２が側板３１に装着された状態で後述の板状フレーム７１の左縁部と同一高さレベルになるように上部左方板３２５の上縁部からの切り込み量が設定されている。

かかる架設板３２が一対の側板３１間における左面側に図略のネジ止め等で固定されるとともに、天板３３が一対の側板３１における横向き板３１２の各肉厚部３１４における後述の一対の第３段３１４ｃ間に架設されてネジ止め等で固定されることにより、図４に示すようなハウジング３０が形成される。

前記ドラムクリーニング装置４０は、用紙Ｐへの転写処理後に感光体ドラム１２１の周面に残留した残留トナーや、帯電装置１２３による感光体ドラム１２１の周面への高電圧印加時に発生して同周面に付着した窒素酸化物等の付着物を取り除いて感光体ドラム１２１の周面に清浄化処理を施すためのものである。

かかるドラムクリーニング装置４０は、一対の側板３１の各肉厚部３１４間に架設されるクリーニングローラ４１と、このクリーニングローラ４１の直下位置に設けられるブレード４２と、このブレード４２と前記架設板３２の傾斜板３２４との間であって、中段底板３２３の直上位置に配設されるトナー搬送スクリュー４３とを備えている。

前記クリーニングローラ４１は、周面が感光体ドラム１２１の周面と摺接した状態で感光体ドラム１２１より高速で順回転され、これによって感光体ドラム１２１の周面に付着している付着物を取り除くものである。かかるクリーニングローラ４１は、ローラ軸４１１と、このローラ軸４１１に同心で一体回転可能に外嵌されたローラ本体４１２とを備えている。

このようなクリーニングローラ４１は、そのローラ軸４１１の前端が前方の装着凹部３１５に装着されている前方の可動ブラケット５３に支持され、かつ、ローラ軸４１１の後端が後方の装着凹部３１５に装着されている後方の可動ブラケット５３に貫通され、さらに前記長孔３１６に貫通された状態でハウジング３０に装着されている。

そして、クリーニングローラ４１は、それぞれ前後の装着凹部３１５に嵌め込まれた前後一対の可動ブラケット５３が後述のコイルスプリング５４によって右方に向けて付勢されることにより、ローラ本体４１２の周面が感光体ドラム１２１の周面に押圧当接され、これによって感光体ドラム１２１の周面の付着物はより効果的に取り除かれる。感光体ドラム１２１の周面から取り除かれた付着物は、一対の側板３１の横向き板３１２、中段底板３２３、傾斜板３２４およびブレード４２によって囲繞された付着物回収空間３４へ回収される。

前記ブレード４２は、ドラムクリーニング装置４０によっても取り除くことができなかった感光体ドラム１２１の周面の付着物を掻き落とすためにクリーニングローラ４１の直下位置に設けられている。かかるブレード４２は、前後方向に長尺に長さ設定され（具体的には、前後の肉厚部３１４間の内寸法と同一に設定され）、基端縁部が架設板３２の中段底板３２３における右端縁に固定された状態で先端縁部が、図５に示すように、感光体ドラム１２１の周面に到達するように右方に向かって先上がりに傾斜されている。

従って、感光体ドラム１２１が、ドラム軸１２１ａ回りに図５における反時計方向に回転することにより、クリーニングローラ４１では取り除き得なかった当該感光体ドラム１２１の周面に付着している残留トナーや窒素酸化物等の付着物がブレード４２の先端（上端）によって掻き取られ、これによって感光体ドラム１２１の画像形成領域が清浄化される。感光体ドラム１２１の周面から掻き取られた付着物は、前記付着物回収空間３４へ回収される。

前記トナー搬送スクリュー４３は、前記付着物回収空間３４へ集められた残留トナー等の回収物を外部へ排出するためのものである。かかるトナー搬送スクリュー４３は、一対の側板３１の各肉厚部３１４間に貫通架設されたスクリュー軸４３１と、このスクリュー軸４３１に同心で一体回転可能に外嵌された、スクリュー軸４３１回りの回転で回収物を搬出する螺旋状のスクリューフィン４３２とを備えている。

一方、後方の側板３１の肉厚部３１４には、ローラ軸４１１の後端側を挿通するための挿通孔３１８が穿設されているとともに、前方の側板３１の肉厚部３１４には、その外面側（前面側）に回収物を排出するための排出筒体３５が設けられている。この排出筒体３５には、トナー搬送スクリュー４３の前端側が挿入されるとともに、下面の適所に排出口３５１が設けられている。

このような排出筒体３５には、シャッタ機構やスプリング等が組み合わされて形成された所定のシャッタ部材３６が取り付けられている。そして、ドラムユニット２０が装置本体１１内に装着されることにより、前記シャッタ部材３６が装置本体１１内の所定の部材と干渉して動作することにより排出口３５１が開放される一方、前記シャッタ部材３６が装置本体１１から引き出されることによる装置本体１１内の所定の部材との干渉解除で排出口３５１が閉止されるようになされている。

そして、感光体ドラム１２１，クリーニングローラ４１およびトナー搬送スクリュー４３は、ドラム軸１２１ａ、ローラ軸４１１およびスクリュー軸４３１間のそれぞれに設けられた図略のギヤを介して互いに連動し得るように構成されている。

従って、図略の駆動モータの駆動力が例えばドラム軸１２１ａに伝達されて感光体ドラム１２１が図５における反時計方向へむけて回転すると、この回転は、周速が感光体ドラム１２１のそれより速くなるように設定されたクリーニングローラ４１の時計方向へ向かう回転に伝達されるとともに、トナー搬送スクリュー４３の所定方向へ向かう回転に伝達される。

前記潤滑剤塗布装置５０は、画像形成領域から外れた感光体ドラム１２１の両端周面に潤滑剤を塗布するためのものである。感光体ドラム１２１の両端周面に潤滑剤を塗布する理由は以下のとおりである。すなわち、感光体ドラム１２１の両端部の周面は、画像形成領域から外れており、従って、残留トナーが付着した状態にはなり難いことから、ドラムクリーニング装置４０による周面のクリーニング処理が施されない。

しかしながら、感光体ドラム１２１の両端部には、図４および図５に示すように、現像装置１２２の現像ローラ１２２ａの周面と感光体ドラム１２１の周面との間に所定の隙間（ギャップ）を形成させるべく設けられたギャップコロ１２２ｂがそれぞれ当接されている。従って、他の部分で発生して感光体ドラム１２１の両端部に飛散してきた残留トナーや窒素酸化物等の異物が当該感光体ドラム１２１の両端部に付着堆積すると、感光体ドラム１２１の回転に応じギャップコロ１２２ｂがその付着して堆積した付着物に乗り上げたり、その後付着物から降り下がったりして現像装置１２２が揺動することになる。

そして、現像装置１２２が揺動すると、厳密に寸法設定された感光体ドラム１２１の周面と現像ローラ１２２ａの周面との間のギャップ寸法が変動する。ギャップ寸法が変動すると、現像ローラ１２２ａの周面から感光体ドラム１２１の周面に向けてトナーを安定した状態で供給することができなくなり、結果として感光体ドラム１２１の周面に適正なトナー画像が形成されなくなる、いわゆる画像不良が生じる。

そこで、このような画像不良を解消させるために、感光体ドラム１２１の両端部の周面に潤滑剤を塗布し、これによってこの部分の摩擦抵抗を低下させて極めて滑らかな状態にし、異物の付着を防止するようになされている。

このような潤滑剤塗布装置５０は、本実施形態においては、図３に示すように、潤滑剤５２を保持した状態で感光体ドラム１２１の両端周面に当接されるサイドシール部材５１と、右端面にこのサイドシール部材５１が貼設されるとともに、前記ローラ軸４１１の軸受けとしても機能する可動ブラケット５３と、この可動ブラケット５３を感光体ドラム１２１へ向けて付勢するコイルスプリング５４とを備えて構成されている。

因みに、前記サイドシール部材５１は、本実施形態においては、潤滑剤５２を支持するための部材として採用されているが、当該サイドシール部材５１の本来の用途は、トナーが感光体ドラム１２１の周面から漏洩するのを防止するためのものである。

図６は、サイドシール部材５１の一実施形態を示す一部切り欠き斜視図であり、図６（Ａ）は、潤滑剤５２がサイドシール部材５１に装着される直前の状態、図６（Ｂ）は、潤滑剤５２がサイドシール部材５１に装着された状態をそれぞれ示している。なお、図６におけるＸおよびＹによる方向表示は、図１の場合と同様（−Ｘ：左方、＋Ｘ：右方、−Ｙ：前方、＋Ｙ：後方）である。

まず、図６（Ａ）に示すように、サイドシール部材５１は、複数枚のアクリル樹脂製のシートが積層されてなるアクリルパイルシール材が所定の金型によりプレス処理されつつ裁断されることによって形成されている。かかるサイドシール部材５１は、その右縁面に感光体ドラム１２１の周面と面接触で摺接するための円弧縁面５１１が形成されているとともに、この円弧縁面５１１の中央部には、潤滑剤５２を嵌め込むための装着孔５１２が穿設されている。

前記潤滑剤５２は、サイドシール部材５１の装着孔５１２に嵌め込まれた状態で感光体ドラム１２１の両端の周面に摺擦して塗布されるものであり、常温で固体のものが採用されている。かかる潤滑剤５２は、前記装着孔５１２の内面形状と同一の形状に設定され、これによって隙間ができない状態で装着孔５１２に嵌め込まれる。因みに図６に示す例では、装着孔５１２が直方体状に設定されているため、潤滑剤５２もそれに合わせて直方体状に形状設定されている。

かかる潤滑剤５２としては、パルミチン酸、ステアリン酸あるいはオレイン酸等の脂肪酸の金属塩が好適に使用される。このような脂肪酸の金属塩は、家庭用の固形の洗顔石鹸のように常温で固形状を呈し、かつ、表面がヌルヌルしているため、摺擦によって感光体ドラム１２１の周面に塗布するには適した材料である。因みに本実施形態においては、潤滑剤５２としてステアリン酸亜鉛が採用されているが、ステアリン酸亜鉛に限定されるものではなく、各種の脂肪酸の金属塩を使用することができる。

そして、このような潤滑剤５２が可動ブラケット５３に貼着されているサイドシール部材５１の装着孔５１２に嵌め込まれた状態で、感光体ドラム１２１の周面への塗布に供される。

また、前記各可動ブラケット５３は、それぞれ各側板３１の肉厚部３１４に設けられた装着凹部３１５に摺接状態で左右方向に向けて移動可能に嵌め込まれる。かかる可動ブラケット５３の左縁部と装着凹部３１５の左奥部との間には、コイルスプリング５４が介設され、このコイルスプリング５４が、その付勢力で可動ブラケット５３を右方に向けて押圧する（図５参照）。

従って、可動ブラケット５３に支持されたローラ軸４１１を介してローラ本体４１２の周面が感光体ドラム１２１の周面における画像形成領域へ押圧当接されるとともに、可動ブラケット５３を介してサイドシール部材５１が感光体ドラム１２１の両端の各周面に押圧当接され、これによって各サイドシール部材５１の装着孔５１２に保持されている潤滑剤５２が感光体ドラム１２１の両端の周面に圧接される。これにより感光体ドラム１２１がドラム軸１２１ａ回りに回転すると、潤滑剤５２が当該感光体ドラム１２１の端部の周面に塗布されることになる。

前記除電装置６０は、トナー画像が転写ベルト１２５へ転写された後の感光体ドラム１２１の周面に残留している電荷を消去して電位を「±０」にし、これによって新たに適正な帯電処理を施し得るようにするものであり、ハウジング３０内におけるクリーニングローラ４１の上方位置において一対の側板３１間に架設された後述の放熱板７２上で前後方向に向かって複数台が並設されている。

かかる除電装置６０は、電力供給用の所定の回路が形成された基板６１と、この基板６１上に積層され、当該基板６１を介して供給された電力により発光するＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）６２とを備えている。各ＬＥＤ６２は、感光体ドラム１２１の周面におけるそれぞれ分担された範囲に向けて光を照射するようになされており、かかる光照射を受けた回転している感光体ドラム１２１の周面は順次電荷が消去され、これによって帯電装置１２３による適正な帯電処理が施され得る状態になる。

前記冷却構造７０は、除電装置６０によってハウジング３０内が昇温するのを防止するべく、除電装置６０に対し冷却処理を施すためのものである。以下、図７および図８を基に、必要に応じて他の図面も参照しながら、冷却構造７０について詳細に説明する。

図７および図８は、本発明に係る冷却構造７０の一実施形態を示す斜視図であり、図７は、分解斜視図、図８は、一部切り欠き組み立て斜視図である。なお、図７および図８におけるＸおよびＹによる方向表示は、図１の場合と同様（−Ｘ：左方、＋Ｘ：右方、−Ｙ：前方、＋Ｙ：後方）である。

まず、図７に示すように、冷却構造７０は、クリーニングローラ４１の頂上位置において、一対の側板３１の各肉厚部３１４間に架設された板状フレーム７１と、この板状フレーム７１に支持された状態で前記除電装置６０が装着される放熱板７２と、この放熱板７２に向けて気流を供給する冷風ファン７４とを備えて構成されている。放熱板７２に向けて吹き付けられた気流は、前記上部左方板３２５の切り欠き窓３２５ａを介して前記板状フレーム７１と放熱板７２との間の隙間（エアギャップ７３）にも供給される。

一方、一対の側板３１の各肉厚部３１４におけるクリーニングローラ４１の直ぐ上の位置には、階段状に形成された互いに対向する第１段３１４ａ、第２段３１４ｂおよび第３段３１４ｃがそれぞれ形成されている。そして、一対の第１段３１４ａ間には前記板状フレーム７１が架設支持されて固定され、一対の第２段３１４ｂ間には前記放熱板７２が架設支持されて固定され、一対の第３段３１４ｃ間には前記天板３３が架設支持されて固定されている。

前記板状フレーム７１には、その上面における右半分の位置に左右方向に延びた複数本の第１リブ７１１が前後方向に向けて所定ピッチで並設されている。かかる各第１リブ７１１の上方への突設量は、第１段３１４ａと第２段３１４ｂとの間の段差寸法から板状フレーム７１の厚み寸法を差し引いた値に設定されている。従って、一対の第２段３１４ｂ間に架設された放熱板７２は、板状フレーム７１の各第１リブ７１１の上縁面に密着し、これによって放熱板７２の熱は、各第１リブ７１１を介して板状フレーム７１へ伝熱される。

また、板状フレーム７１には、その左側位置に前方（−Ｙ方向）から見て逆Ｌ字形状を呈する複数（本実施形態では第１リブ７１１と同数）の補強突起７１２が前後方向に向けて並設されている。かかる補強突起７１２の上面の高さ位置は第３段３１４ｃの高さ位置と同一に設定されている。従って、一対の第３段３１４ｃ間に架設された天板３３は、放熱板７２を貫通したこれらの補強突起７１２にも支持されることになる。

また、前記放熱板７２には、その上面における右半分の位置に左右方向に延びた複数本の第２リブ７２１が前後方向に向けて所定ピッチで並設されている。かかる各第２リブ７２１の上方への突設量は、第２段３１４ｂと第３段３１４ｃとの間の段差寸法から放熱板７２の厚み寸法を差し引いた値に設定されている。従って、一対の第３段３１４ｃ間に架設された天板３３は、放熱板７２の各第２リブ７２１の上縁面に密着し、これによって放熱板７２の熱は、各第２リブ７２１を介して天板３３へ伝熱される。

そして、前記除電装置６０は、放熱板７２上に置いて互いに隣設された第２リブ７２１間に取り付けられている。

このような放熱板７２には、その左方位置に前記補強突起７１２に対応し、かつ、補強突起７１２を貫通させる複数の切り欠き溝７２２が設けられているとともに、互いに隣設された切り欠き溝７２２間に放熱片７２３がそれぞれ形成されている。前記各切り欠き溝７２２は、溝幅寸法が補強突起７１２の前後寸法より僅かに大きめに設定され、これによって各切り欠き溝７２２を対応した補強突起７１２へ外嵌することができる。

従って、まず図７に示すように、板状フレーム７１を一対の第１段３１４ａ肉厚部３１４間に架設して固定した後、切り欠き溝７２２の奥まで補強突起７１２を外嵌した位置決め状態で除電装置６０のマウントされた放熱板７２を一対の第２段３１４ｂ間に架設して固定し、最後に天板３３を一対の第３段３１４ｃ間に架設して固定することにより、図８に示すように、板状フレーム７１、放熱板７２および天板３３が一対の側板３１の各肉厚部３１４間に装着された状態になる。

そして、放熱板７２が一対の肉厚部３１４間に装着された状態では、放熱片７２３が、図５に示すように、架設板３２の上部左方板３２５の切り欠き窓３２５ａから外部に突出した状態になる。

前記冷風ファン７４は、装置本体１１内の適所に配設され、装置本体１１外から取り入れた空気を所定のダクト７４１を通して送風し、所定のノズルから放熱板７２の放熱片７２３に向けて吹き付けるようになされている。冷風ファン７４によって送風され、かつ、放熱片７２３に吹き付けられた空気の残部は、切り欠き窓３２５ａを通ってエアギャップ７３内にも入り込み、板状フレーム７１や放熱板７２とも熱交換する。これらの熱交換によって除電装置６０が発する熱は、冷風ファン７４からの送風によって効果的に取り去られるため、除電装置６０の温度上昇が画像形成処理に悪影響を及ぼすという従来の不都合を確実に解消することができる。

以上詳述したように、本発明に係る画像形成装置１０は、トナー像を担持し、周回する感光体ドラム１２１上に所定の画像情報に応じたトナー像を形成させる現像装置１２２と、感光体ドラム１２１上のトナー像が所定の被転写体へ転写された後に光の照射で当該感光体ドラム１２１上の電荷を取り除く除電装置６０と、この除電装置６０を支持する板状フレーム７１とが備えられてなるものである。そして、除電装置６０と板状フレーム７１との間には、本発明に係る冷却構造７０の構成要素の１つである空気層を備えたエアギャップ（隙間）７３が形成されている。

かかる構成によれば、除電装置６０への通電により発生した熱は、当該除電装置６０を支持している板状フレーム７１と除電装置６０との間に形成されたエアギャップ７３内の空気層に伝熱され、当該空気層の対流によって取り除かれるため、除電装置６０が単に板状フレーム７１に全面密着状態で支持され、伝熱のみによって冷却される場合に比較し、除電装置６０や周りの機器の温度上昇をより効果的に抑えることができる。

従って、除電装置６０の温度上昇に起因した周りの機器の温度上昇により、飛散して当該機器に付着した低融点のトナーの溶融固着で機器が正常に駆動しなくなり、適正な画像形成処理が確保し得なくなるような不都合の発生を有効に防止することができ、結果として信頼性の高い高画質の画像形成処理を施すことができる。

また、除電装置６０は、放熱板７２を介して板状フレーム７１に支持され、エアギャップ７３は、板状フレーム７１と放熱板７２との間に形成されているため、除電装置６０で発生した熱は、当該除電装置６０を支持している放熱板７２に一旦伝熱され、引き続き当該伝熱板と板状フレーム７１との間に形成されたエアギャップ７３内外で生じる空気の対流で外部に排熱され、これによって除電装置６０をより効果的に冷却することができる。

また、放熱板７２は、板状フレーム７１より外側にまで延設され、この延設された部分に複数の放熱片７２３が形成されているため、放熱板７２は、板状フレーム７１よりも外側部分に形成された複数の放熱片７２３によって放熱面積が大きくされ、結果として冷却効果をさらに向上させることができる。

さらに、放熱板７２に冷風を供給する冷風ファン７４が設けられているため、冷風ファン７４からの冷風によって放熱板７２の熱が強制的に取り去られるため、除電装置６０に対しより高効率な冷却処理を施すことができる。

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。

（１）上記の実施形態においては、潤滑剤塗布装置５０が適用される画像形成装置１０として複写機を例に挙げて説明したが、複写機に限らずプリンタであってもよいし、ファクシミリ装置であってもよい。

（２）上記の実施形態おいては、冷却構造７０として冷風ファン７４が採用されているが、状況によっては特に冷風ファン７４を採用しなくても、エアギャップ７３を設けたことで除電装置６０に対する有効な冷却効果を確保することができる。

（３）上記の実施形態においては、像担持体として感光体ドラム１２１を例に挙げて説明したが、これに限らず像担持体が無端ベルトであってもよい。

（４）上記の実施形態においては、除電装置６０における感光体ドラム１２１に光を照射する部材としてＬＥＤ６２が採用されているが、ＬＥＤ６２に代えて通電により光を発する通常のランプを採用してもよい。

本発明に係る画像形成装置１０の一実施形態を示す斜視図である。 図１に示す画像形成装置の内部構造の一実施形態を示す正面断面視の説明図である。 ドラムユニットの一実施形態を示す原理図としての一部切り欠き分解斜視図である。 図３のドラムユニットの組み立て斜視図である。 図４のＶ−Ｖ線断面図である。 サイドシール部材の一実施形態を示す一部切り欠き斜視図であり、（Ａ）は、潤滑剤がサイドシール部材に装着される直前の状態、（Ｂ）は、潤滑剤がサイドシール部材に装着された状態をそれぞれ示している。 本発明に係る冷却構造の一実施形態を示す分解斜視図である。 図７に示す宇冷却構造の一部切り欠き組み立て斜視図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置 １１ 装置本体
１１１ 下部本体 １１２ 上部本体
１１３ 連結体 １２ 画像形成部
１２Ｍ マゼンタ用画像形成部 １２Ｃ シアン用画像形成部
１２Ｙ イエロー用画像形成部 １２Ｋ ブラック用画像形成部
１２１ 感光体ドラム（像担持体）
１２１ａ ドラム軸 １２２ 現像装置（トナー像形成手段）
１２２ａ 現像ローラ １２２ｂ ギャップコロ
１２３ 帯電装置 １２３ａ ケーシング
１２３ｂ 帯電ローラ １２３ｃ ローラ軸
１２３ｄ 凸条 １２３ｅ コイルスプリング
１２４ 露光装置 １２５ 転写ベルト
１２５ａ 駆動ローラ １２５ｂ 従動ローラ
１２５ｃ 転写ローラ １２５ｄ ベルトクリーニング装置
１２７ 用紙搬送路 １２７ａ 搬送ローラ対
１２８ 転写ローラ １２９ 排紙搬送路
１３ 定着部 １３１ 定着ローラ
１３２ 加圧ローラ １４ 用紙貯留部
１４１ 給紙トレイ １４２ ピックアップローラ
１５ 排紙部 １５１ 胴内排紙トレイ
１５２ 排出ローラ対 １６ 画像読取部
１６１ コンタクトガラス １６２ 原稿押さえマット
１６３ 光学系ユニット １６４ 光源
１７ 操作部 １７１ スタートキー
１７２ テンキー ２０ ドラムユニット
３０ ハウジング ３１ 側板
３１１ 縦向き板 ３１２ 横向き板
３１３ ドラム軸嵌挿孔 ３１４ 肉厚部
３１５ 装着凹部 ３１６ 長孔
３１７ 装着溝 ３１８ 挿通孔
３２ 架設板 ３２１ 底板
３２２ 下部左方板 ３２３ 中段底板
３２４ 傾斜板 ３２５ 上部左方板
３３ 天板 ３４ 付着物回収空間
３５ 排出筒体 ３５１ 排出口
３６ シャッタ部材 ４０ ドラムクリーニング装置
４１ クリーニングローラ ４１１ ローラ軸
４１２ ローラ本体 ４１４ クリーニングローラ
４２ ブレード ４３ トナー搬送スクリュー
４３１ スクリュー軸 ４３２ スクリューフィン
５０ 潤滑剤塗布装置 ５１ サイドシール部材
５１１ 円弧縁面 ５１２ 装着孔
５２ 潤滑剤 ５３ 可動ブラケット
５４ コイルスプリング（付勢部材）
６０ 除電装置 ６１ 基板
６２ ＬＥＤ ７０ 冷却構造
７１ 板状フレーム ７１１ 第１リブ
７１２ 補強突起 ７２ 放熱板
７２１ 第２リブ７ ７２２ 切り欠き溝
７２３ 放熱片 ７３ エアギャップ（隙間）
Ｐ 用紙 Ｐ１ 原稿

Claims (5)

1. トナー像を担持し、周回する像担持体上に所定の画像情報に応じたトナー像を形成させるトナー像形成手段と、
   前記像担持体上のトナー像が所定の被転写体へ転写された後に光の照射で当該像担持体上の電荷を取り除く除電装置と、
   前記除電装置を支持するフレームとが備えられ、
   前記除電装置と前記フレームとの間に隙間が形成されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記除電装置は、所定の放熱板を介して前記フレームに支持され、前記隙間は、前記フレームと前記放熱板との間に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. 前記放熱板は、前記フレームより外側にまで延設されていることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 前記放熱板に冷風を供給する冷風供給手段が設けられていることを特徴とする請求項２または３記載の画像形成装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置に適用される画像形成ユニットであって、
   前記像担持体は、周面に画像形成領域を有する軸心回りに回転可能な感光体ドラムであり、
   少なくとも前記フレームと、前記感光体ドラムと、前記除電装置とでユニット化されていることを特徴とする画像形成ユニット。
   

Images