JP2011227254A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体ユニットと現像ユニットとが装置本体内において離接可能であり、しかも冷却ファンから離れた位置にある画像形成部も効果的に空冷できる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】中間転写ベルト４０の回転方向最上流側に位置する画像形成部１０Ｙよりも上流側に冷却ファン７０を設け、複数の画像形成部１０の、中間転写ベルト４０に面する側と反対側に、冷却ファン７０に至る通風路７１を形成する。そして、現像ユニット３０を感光体ユニット２０に圧接すると、現像ユニット３０に設けた弾性部材３５が装置本体１のレール部材１０１に圧接し、空間７４から通風路７１に空気が流れ込むのが遮断される。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機やプリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関するものである。

近年、電子写真方式を用いたカラー画像形成装置では、複数の画像形成部を直列に並べて一度にカラー画像を形成する、いわゆるタンデム方式のカラー画像形成方法が広く用いられている。また、市場の要求に応えるべく装置の小型化も進んでいる。

タンデム方式の画像形成装置の小型化を図ると、画像形成部（主として現像ユニット）などの発熱源が多いために装置内の温度が上昇しやすくなる。そこで従来は、装置内の温度上昇を抑えるために装置背面に冷却ファンを設け、装置内の空気を外部に排出する、あるいは外部の空気を装置内に吸引していた。

しかし、発熱源を効率的に冷却するには、背面に設けた冷却ファンから発熱源に至るダクトをそれぞれに設ける必要があり、装置の小型化に反する結果となっていた。

そこで、反時計回りに回転する中間転写ベルトの下側に複数の画像形成部が並べて設けられたタンデム方式のカラー画像形成装置では、中間転写ベルトの回転方向最上流側の画像形成部よりも上流側に冷却ファンを設け、複数の画像形成部を冷却するようにしていた。このような構成の画像形成装置では、複数の画像形成部と露光ユニットとの間の空気が冷却ファンによって吸引され、中間転写ベルトのクリーニング部の方向に吹き出され、中間転写ベルトの上方を略水平に流れて装置の背面から外部に排出される。これにより、１つの冷却ファンで画像形成部と中間転写ベルトとを冷却できるようになり、装置の小型化及び軽量化が図れていた。

特開2003-233292号公報

一方、近年、環境意識の高まりを受けて、消耗品の寿命を長くした上で必要な部品のみを交換できる構成が採用されつつある。画像形成部では、主要構成要素である感光体ユニットと現像ユニットとを離接可能とし、一方のユニットが使用寿命となった場合には、そのユニットだけを新しいものと交換できるようにしている。

感光体ユニットと現像ユニットとを装置本体内で離接可能にするためには、そのための空間が必要となる。ところが、このような空間を装置本体内に設けると、冷却ファンによる画像形成部の冷却効果が低下する。すなわち、前記空間から空気が冷却ファンに流れ込むことにより、冷却ファンから離れた位置にある画像形成部の周りの空気が吸引されなくなり充分な冷却が行われなくなる。また、前記空間から流れ込む空気には、画像形成時に現像ローラから飛散したトナーなどが含まれていることがあり、このような浮遊トナーが周囲の部品に付着して部品交換作業を難しくしたり、帯電装置に付着して感光体帯電電位を変化させたりすることがあった。また、場合によっては装置故障の原因にもなっていた。

本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、感光体ユニットと現像ユニットとが装置本体内において離接可能であり、しかも冷却ファンから離れた位置にある画像形成部も効果的に空冷できる画像形成装置を提供することにある。

本発明に係る画像形成装置は、感光体ユニットと、装置本体内において前記感光体ユニットに対して離接可能な現像ユニットとで構成される複数の画像形成部が、回転自在の中間転写体に近接して並んで設けられ、前記装置本体内の前記複数の画像形成部間には、前記現像ユニットの離接を可能にする空間が形成され、前記中間転写体の回転方向最上流側に位置する画像形成部よりも上流側に冷却ファンが設けられ、前記複数の画像形成部の、前記中間転写体に面する側と反対側に、前記冷却ファンに至る通風路が形成され、前記現像ユニットを前記感光体ユニットに圧接させると、前記現像ユニットの一部が前記装置本体に弾性部材を介して圧接し、前記空間から前記通風路への空気流路が遮断されることを特徴とするものである。

ここで、前記遮断部材としては発泡性部材であることが好ましい。

また、前記現像ユニットが揺動軸を中心として揺動することによって前記感光体ユニットに対して離接するものである場合、前記現像ユニットの一部が前記装置本体に弾性部材を介して圧接したとき、前記現像ユニットと前記装置本体との圧接部分において、前記現像ユニットに加わる力の方向が、前記現像ユニットの前記揺動軸に向かう方向となるようにするのが好ましい。

本発明の画像形成装置では、感光体ユニットと現像ユニットとが装置本体内において離接可能であり、一方のユニットが使用寿命となった場合には、そのユニットだけを新しいものと交換できる。しかも冷却ファンから離れた位置にある画像形成部も効果的に空冷できる。

また、遮断部材として発泡性部材を用いると、高い密閉性で空気流路を遮断できるようになる。

さらに、現像ユニットと装置本体との圧接部分において、現像ユニットに加わる力の方向が現像ユニットを揺動させる揺動軸の方向であると、現像ユニットに加わる力によって、現像ユニットと感光体ユニットとの接続位置が変化することがない。

本発明に係る画像形成装置の一例を示す構成断面図。 図１の画像形成装置において、現像ユニットが感光体ユニットに圧接している状態の拡大構成断面図。 図１の画像形成装置において、現像ユニットが感光体ユニットに離間している状態の拡大構成断面図。 従来の画像形成装置の拡大構成断面図。 本発明で使用する現像ユニットの一例を示す斜視図。

以下、本発明に係る画像形成装置について図に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。

図１に、本発明に係る画像形成装置の一例を示す概説図を示す。装置本体１は、原稿画像を読み取る読取部１００と、画像を印刷するプリンタ部２００と、使用者とのインターフェースとなる操作表示部３００とで構成されている。読取部１００は、図示していない原稿ガラス板の上に載置された原稿の画像をスキャナを移動して読み取る公知のもので、イメージセンサにより色別に電気信号に変換されてプリンタ部２００へ送られる。又、ファクシミリや別設のパソコンから電子データ化された画像信号を受信した場合は直接プリンタ部２００へ送られる。

プリンタ部２００は、その内部中央部に無端状の中間転写ベルト（中間転写体）４０を備える。中間転写ベルト４０はローラ４１とローラ４２との間に略水平に懸架され、反時計回りに回転する。中間転写ベルト４０の下方には、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した４つの画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが並んで配置されている。中間転写ベルト４０を懸架するローラ４２には、中間転写ベルト４０を挟んで２次転写ローラ５４が圧接している。また、ローラ４１には中間転写ベルト４０の表面を清掃するクリーニングブラシ４３が設けられている。中間転写ベルト４０の内側には感光体２１と対応する位置に１次転写ローラ４４が配置されている。

中間転写ベルト４０の上方には、補給トナーが色別に充填されたトナー容器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋが装置本体１に対してそれぞれ着脱自在に設けられている。現像ユニット３０（図２に図示）内のトナー濃度が一定となるように、ここから不図示のトナー搬送路を通して現像ユニット３０にトナーが補給される。

画像形成部１０の下方には、後述するように所定の空間（通風路７１）を隔てて露光装置１１が設けられている。露光装置１１の窓から出射した光は、感光体ユニット２０（図２に図示）と現像ユニット３０（図２に図示）の隙間を通って感光体２１（図２に図示）表面を照射し、感光体２１表面に静電潜像を形成する。

中間転写ベルト４０の回転方向最上流側の画像形成部１０Ｙよりも上流側（図では左側）には冷却ファン７０が設けられている。この冷却ファン７０によって、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの下方の空気が、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと露光装置１１との間に形成された通風路７１を通って吸引される。これにより、トナーとキャリアとからなる現像剤が撹拌されて発熱が生じる現像ユニット３０（図２に図示）の下部が主に空冷される。また、冷却ファン７０から排出された空気は、クリーニングブラシ４３の周りを空冷した後、中間転写ベルト４０の上方を略水平に流れて中間転写ベルト４０をさらに冷却した後、装置背面から外部に排出される。

露光装置１１の下部にはカセット５１が配置されている。カセット５１には、紙やフィルムなどの転写材５０が積層収納され、給紙ローラ５２によって最上の転写材５０から一枚づつ搬送路Ａに引き出される。搬送路Ａに引き出された転写材５０は、搬送ローラによってレジストローラ対５３に搬送される。そして、レジストローラ対５３によって転写材５０は、中間転写ベルト４０表面のトナー画像の回転とタイミングを合わせて、中間転写ベルト４０と２次転写ローラ５４のニップ部に送り出され、ここでトナー画像が転写材５０に転写される。

トナー画像が転写された転写材５０は搬送路を通って定着装置５５に送られる。定着装置５５では転写材５０に加熱・加圧がなされ、転写材５０上のトナー像が転写材５０に溶融定着する。そして、転写材５０は排紙トレイに排出される。

図２、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの拡大図を示す。なお、各画像形成部はいずれも同じ構成であるので画像形成部１０として以下説明する。画像形成部１０は、感光体ユニット２０と現像ユニット３０と有する。感光体ユニット２０は、円筒状で回転自在の感光体２１を有し、感光体２１の周りに、感光体２１の表面を均一に帯電させる帯電装置２２と、トナー画像を中間転写ベルト４０に転写した後に感光体２１表面に残留するトナーを回収するクリーニング装置２３とを有する。この感光体ユニット２０は、装置本体１に設けられた支持レール１０１に案内されながら装置本体１に対して着脱される。

現像ユニット３０は、感光体２１表面に形成された静電潜像にトナーを供給し可視像化する回転自在の現像ローラ３１と、トナーとキャリアとからなる現像剤を撹拌し現像ローラ３１に供給する２本の撹拌スクリュ３２とを有する。そして、現像ユニット３０と、隣設する画像形成部の感光体ユニット２０との間には空間７４が形成されており、現像ユニット３０は揺動軸３３を中心として揺動可能に装置本体に設けられている。現像ユニット３０は、揺動することによって感光体ユニット２０に対して離接する。具体的には、操作レバー３４を回動させると、不図示の機構によって現像ユニット３０が揺動軸３３を中心として時計回りに押し上げられる。これにより、現像ユニット３０は感光体ユニット２０に圧接する。一方、操作レバー３４を反対方向に回動させると、現像ユニット３０を押し上げていた力が解除され、現像ユニット３０はその自重によって揺動軸３３を中心として反時計回りに回転し、感光体ユニット２０から離間する。図３に、現像ユニット３０が感光体ユニット２０から離間した状態を示す。

このような構成の画像形成装置において、冷却ファン７０を駆動させて画像形成部１０を冷却する場合、冷却ファン７０に最も近い画像形成部１０Ｙと最も離れた画像形成部１０Ｋとでは冷却風量が異なり、冷却ファン７０から離れた画像形成部１０Ｋの冷却が充分に行えないおそれがあった。そこで、冷却ファン７０から最も離れた画像形成部１０Ｋにおいて充分な冷却風量が得られるように冷却ファン７０の吸引量を上げると、図４に示すように、現像ユニット３０を揺動可能にするための空間７４から通風路７１に流れ込む空気量が増加し、現像ローラ３１から飛散した浮遊トナーが周囲の部品等に付着する不具合が生じることとなる。

そこで本発明の画像形成装置では、図５に示すように、軸方向に細長い弾性部材３５を現像ユニット３０の表面に取り付けた。そして、図２に示すように、現像ユニット３０を感光体ユニットに圧接させると、装置本体１のレール部材１０１に現像ユニット３０に設けた弾性部材３５が圧接して、空間７４から通風路７１への空気の流入を遮断するようにしている。これにより、冷却ファン７０に最も近い画像形成部１０Ｙと最も離れた画像形成部１０Ｋとの冷却風量の差が小さくなる。また、浮遊トナーを含む空気の流入が防止されるので、トナー付着による部品の汚れが抑制される。なお、弾性部材３５は、レール部材１０１に取り付けてもよいが、経時劣化等による弾性部材３５の取り替え等を考慮すれば、現像ユニット３０に設けるのが好ましい。また、弾性部材３５が圧接する装置本体１側の部分は、レール部材１０１に限定されるものではなく、いずれの部分であってもよいが、弾性部材３５が軸方向全体にわたって圧接できる部分であるのが好ましい。

本発明で使用する弾性部材３５としては弾性を有するものであれば特に限定はなく、例えば、発泡ポリウレタンのような発泡性部材が好適に使用される。

現像ユニット３０を感光体ユニット２０から離間した状態（図３を参照）から、圧接した状態（図２を参照）に回動させたとき、弾性部材３５はレール部材１０１と現像ユニット３０とに挟まれて若干量だけ圧縮変形する。このとき弾性部材３５に弾性力が発生するが、現像ユニット３０に作用する弾性力の方向を揺動軸３３の方向とすれば、現像ユニット３０を揺動させる力とはならず、現像ユニット３０と感光体ユニット２０との位置関係には何ら影響を与えることはない。

本発明に係る画像形成装置は、感光体ユニット２０と現像ユニット３０とが装置本体１内において離接可能であり、一方のユニットが使用寿命となった場合には、そのユニットだけを新しいものと交換できる。しかも冷却ファン７０から離れた位置にある画像形成部１０も効果的に空冷でき有用である。

１ 画像形成装置本体
１０ 画像形成部
２０ 感光体ユニット
３０ 現像ユニット
３３ 揺動軸
３５ 弾性部材
４０ 中間転写ベルト（中間転写体）
７０ 冷却ファン
７１ 通風路
７４ 空間

Claims (3)

1. 感光体ユニットと、装置本体内において前記感光体ユニットに対して離接可能な現像ユニットとで構成される複数の画像形成部が、回転自在の中間転写体に近接して並んで設けられ、前記装置本体内の前記複数の画像形成部間には、前記現像ユニットの離接を可能にする空間が形成され、
   前記中間転写体の回転方向最上流側に位置する画像形成部よりも上流側に冷却ファンが設けられ、
   前記複数の画像形成部の、前記中間転写体に面する側と反対側に、前記冷却ファンに至る通風路が形成され、
   前記現像ユニットを前記感光体ユニットに圧接させると、前記現像ユニットの一部が前記装置本体に弾性部材を介して圧接し、前記空間から前記通風路への空気流路が遮断されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記遮断部材が発泡性部材である請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記現像ユニットは揺動軸を中心として揺動して、前記感光体ユニットに対して離接し、
   前記現像ユニットの一部が前記装置本体に弾性部材を介して圧接したとき、前記現像ユニットと前記装置本体との圧接部分において、前記現像ユニットに加わる力の方向が、前記現像ユニットの前記揺動軸に向かう方向である請求項１又は２記載の画像形成装置。