JP2013182226A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】浮遊トナーによる機内の汚れを防止可能な画像形成装置を提供すること。
【解決手段】画像形成装置は、少なくとも感光体ドラムを有する複数の感光体ユニットと、前記複数の感光体ユニットの側方に配置され、該複数の感光体ユニットが有する感光体ドラム周面上にトナー像を形成する複数の現像ユニットと、前記複数の感光体ユニットに形成されたトナー像が転写され、回転することにより、転写されたトナー像を搬送する中間転写ベルトと、前記複数の現像ユニットの上方に設けられ、前記中間転写ベルトを支持するハウジング５５と、前記中間転写ベルトの回転方向に直交する方向の風を少なくとも発生させる冷却ファンと、前記ハウジングの下端と前記複数の現像ユニットの上面との間をシールする複数のシール部材６０ｂ，６０ｃと、を備えている。
【選択図】図４

Description

本発明は、冷却ファンにより機内に風を発生させて、現像ユニットや感光体ドラムを冷却する画像形成装置に関する。

一般的な画像形成装置は、感光体ドラムの周面上に、転写残トナーを引き離すクリーニング手段を備えている。この時、感光体ドラムとクリーニング手段との摩擦により熱が発生する。また、現像ユニットは、例えば撹拌スクリューや供給スクリューにより、現像剤濃度を一定に保ちながら、感光体ドラムとの対向位置まで搬送する。これらスクリューの動作によっても熱が発生する。

上記熱による現像剤の劣化や凝集を防止するには、感光体ドラムや現像ユニットの周辺に冷却ダクトを設けることが望ましい。しかし、専用の冷却ダクトを設けると、画像形成装置の大型化を招くという問題があった。この問題を解決するため、従来、冷却ファンを駆動させて画像形成装置の内部（つまり機内）に風を発生させ、感光体ドラムや現像ユニットを冷却する画像形成装置がある（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１１−２２７２５４号公報

しかしながら、上記画像形成装置では、本来は流したくない箇所にも、機内風が流れてしまう。その結果、例えば、現像スリーブの端部から発生した浮遊トナーが機内風に乗って運ばれ、機内を汚してしまう、という問題があった。

それゆえに、本発明の目的は、浮遊トナーによる機内の汚れを防止可能な画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の一形態は、画像形成装置であって、少なくとも感光体ドラムを有する複数の感光体ユニットと、前記複数の感光体ユニットの側方に配置され、該複数の感光体ユニットが有する感光体ドラム周面上にトナー像を形成する複数の現像ユニットと、前記複数の感光体ユニットに形成されたトナー像が転写され、回転することにより、転写されたトナー像を搬送する中間転写ベルトと、前記複数の現像ユニットの上方に設けられ、前記中間転写ベルトを収容するハウジングと、前記中間転写ベルトの回転方向に直交する方向の風を発生させる冷却ファンと、前記ハウジングの下端と前記複数の現像ユニットの上面との間をシールする複数のシール部材と、を備えている。

上記形態では、冷却ファンの駆動により機内には風が発生する。しかし、各シール部材によりハウジング下端と各現像ユニットの上面との間はシールされているため、各現像ユニットの上面上の空気は滞留する。それゆえ、各現像ユニットの端部辺りに浮遊トナーが発生したとしても、この浮遊トナーは飛散せず、例えば各現像ユニットの両端に設けられた別のダクトにより吸引されるか、各現像ユニットの両端周辺で舞っているだけである。このように、上記形態によれば、現像ユニットからの浮遊トナーによる機内の汚れを防止可能な画像形成装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構成を示す模式図である。 図１の中間転写ベルト周辺の拡大図である。 図２の点線枠内の拡大図である。 図１の画像形成装置に備わる中間転写ハウジングを示す模式図である。 図１の画像形成装置に備わるガイド部材、シート部材およびシール部材を示す模式図である。 図１の画像形成装置で発生する機内風を示す模式図である。

以下、図１〜図６を参照して、本発明の一実施形態に係る画像形成装置を詳説する。各図において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、互いに直交し合い、画像形成装置の左右方向（横方向）、前後方向（奥行き方向）及び上下方向（高さ方向）を示す。また、参照符号の後に続くアルファベット小文字のａ、ｂ、ｃ、ｄは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）を表す添え字である。例えば、感光体ドラム２１ａは、イエロー用の感光体ドラム２１を意味する。

（画像形成装置の構成について）
図１および図２に示すように、画像形成装置は、本体１の内部のほぼ中央部に、無端状の中間転写ベルト１１を備えている。中間転写ベルト１１は、ローラ１２およびテンションローラ１３の外周部に掛け渡され、本体１の正面から見て反時計回り（図２に示す矢印αの方向）に回転駆動される。

図１および図２に示すように、中間転写ベルト１１の真下には、例えば４個の感光体ユニット２ａ〜２ｄが、中間転写ベルト１１の回転方向αの上流側から下流に向けて、この順番でＸ軸方向に直線的に配列される。感光体ユニット２ａ〜２ｄは、回転可能な感光体ドラム２１ａ〜２１ｄを有する。感光体ドラム２１ａ〜２１ｄは、Ｙ軸方向に延在する。また、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄの周囲には、帯電器やクリーニング手段等が配置される。

感光体ユニット２ａ〜２ｄの側方（例えば左方）には、現像ユニット３ａ〜３ｄが配置される。現像ユニット３ａ〜３ｄもまた、回転方向αの上流側から下流側に向けて、この順番でＸ軸方向に直線的に配置される。現像ユニット３ａ〜３ｄは、回転可能でＹ軸方向に延在する現像スリーブ３１ａ〜３１ｄを有する。ここで、図３には、図２の点線枠Ａ内の感光体ユニット２ｃ，２ｄおよび現像ユニット３ｄが拡大して示されている。この感光体ユニット２ｃと現像ユニット３ｄとの間には、後述の機内風が通る空間Ｄ１が形成される。同様の空間は、Ｘ軸方向に隣り合う他の感光体ユニット２および現像ユニット３の間にも形成されている。また、感光体ユニット２ｄのＸ軸方向の側方には空間Ｄ２が形成される。

再度図１および図２を参照する。各感光体ユニット２および各現像ユニット３の下方には、空間Ｂをあけてレーザ走査光学系４が配置される。このレーザ走査光学系４は、図２に示すようにケーシングに収容される。ケーシングの上面４１には、レーザ光が出射可能に窓ガラスが設けられている。

また、中間転写ベルト１１を挟んで、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄと対向する位置に、一次転写ローラ３０ａ〜３０ｄが設けられる。さらに、中間転写ベルト１１を挟んでローラ１２と対向する位置に、二次転写ローラ１６が圧接されている。これにより、二次転写ローラ１６と中間転写ベルト１１との間に、二次転写領域（二次転写ニップ）１７としてのニップが形成される。

本体１の下方には、給紙カセット５１が配置される。給紙カセット５１内に積載された用紙Ｓは、回転する給紙ローラ５２によって１枚ずつ引き出されて、点線矢印で示す搬送経路Ｒに送り出される。搬送経路Ｒは、給紙カセット５１から、タイミングローラ対５３のニップ部、二次転写領域１７および定着ユニット６を通って排紙トレイ７まで延びている。

定着ユニット６は、定着ローラおよび加圧ローラを備えている。これらローラの間のニップには、二次転写領域１７から送り出された用紙Ｓが導入される。定着ユニット６は、通過する用紙Ｓ上のトナー像を定着ローラで加熱するとともに、用紙Ｓを加圧ローラで加圧する。

また、本体１には、図４に示すように、中間転写ハウジング５５が備わる。中間転写ハウジング５５は、上記ローラ１２、テンションローラ１３、一次転写ローラ３０ａ〜３０ｄを回転自在に支持する中間転写ハウジング５５を備えている。なお、これらローラの内、図４には、一次転写ローラ３０ｃ，３０ｄのみが示されている。また、図４では図示が省略されているが、中間転写ハウジング５５には、中間転写ベルト１１が収容される。

上記中間転写ハウジング５５の下方には、図５に示すようなＹ軸方向に延在するガイド部材５６ａ〜５６ｄが設けられる。ガイド部材５６ｃの前端には、感光体ユニット２ｃを挿抜するための挿入口５７ｃ（点線楕円部分を参照）が設けられる。他のガイド部材５６ａ，５６ｂ，５６ｄの前端にも同様の挿入口が設けられる。また、図３に示すように、感光体ユニット２ｃ，２ｄは、ガイド部材５６ｃ，５６ｄによりＹ軸方向に案内されるよう、スライド部材２２ｃ，２２ｄを上面に備えている。同様のスライド部材は、感光体ユニット２ａ，２ｂの上面にも設けられる。

例えば、感光体ユニット２ｄを本体１に取り付ける際、スライド部材２２ｄが挿入口５７ｄに挿し込まれ、感光体ユニット２ｄが奥行き方向（Ｙ軸方向）に押し込まれていく。感光体ユニット２ｄが所定位置まで押し込まれると、この位置でガイド部材５６ｄは感光体ユニット２ｄを支持する。

また、図５に示すように、ガイド部材５６ａ〜５６ｃの上面には、弾性を有するシート部材５８ａ〜５８ｃが取り付けられている。なお、理解を助けるため、図５では、シート部材５８ｃは外形線だけで示され、ガイド部材５６ｃは透視されている。なお、このシート部材は、ガイド部材５６ｄには設けられていない。

このシート部材５８ｃは、図３および図４に示すように、自身の下方に設けられた感光体ユニット２ｃと回転方向α（Ｘ軸方向）に隣り合う現像ユニット３ｄの上面に届く幅を有する。他のシート部材５８ａ，５８ｂも同様に、感光体ユニット２ａ，２ｂとＸ軸方向に隣り合う現像ユニット３ｂ，３ｃの上面に届く幅を有する。また、シート部材５８ａ〜５８ｃは、感光体ドラム２１ａ〜２１ｃの回転軸方向（Ｙ軸方向）には、該感光体ドラム２１ａ〜２１ｃの長さ以上の長さを有する。

また、図５に一部示されているが、弾性を有する別のシート部材５９が現像ユニット３ａの上面に取り付けられている。このシート部材５９は、少なくとも現像ユニット３ａの上面を覆う。また、シート部材５９は、現像スリーブ３１ａの回転軸方向には、該現像スリーブ３１ａの長さ以上の長さを有する。

また、図４および図５に示すように、シート部材５８ａ〜５８ｃの後端部分と、中間転写ハウジング５５の下端との間には、シール部材６０ａ〜６０ｃが設けられている。このシール部材６０ａ〜６０ｃは、好ましくは、組み立て容易にするために弾性を有しており、シート部材５８ａ〜５８ｃの後端部分と中間転写ハウジング５５の下端との間に隙間が生じないように設けられる。また、シール部材６０ａ〜６０ｃは、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄが回転等の関係で、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄの上方を避けるよう設けられる。

また、図示は省略されているが、シート部材５９の後端部分と、中間転写ハウジング５５の下端との間には、別のシール部材が設けられている。

（画像形成装置の動作について）
次に、図１および図２に示すように、画像形成装置の概略的な動作について説明する。画像形成装置において、回転する感光体ドラム２１ａ〜２１ｄは、帯電器により帯電させられる。また、レーザ走査光学系４において、各色用の発光素子が、対応する色のデジタル画像信号により駆動される。これにより、各発光素子からは、デジタル画像信号で変調された光ビームが出射される。

各色の光ビームは、ポリゴンミラーや走査レンズ等を介して、上面４１の窓ガラスから出射される。具体的には、Ｙの光ビームは、感光体ユニット２ａおよび現像ユニット３ａの間の隙間を通って、感光体ドラム２１ａの周面に照射され、その結果、Ｙ用の静電潜像が形成される。Ｍ，Ｃ，Ｋの光ビームも、同様にして、感光体ドラム２１ｂ〜２１ｄの周面に照射され、Ｍ，Ｃ，Ｋ用の静電潜像が形成される。

現像ユニット３ａ〜３ｄは、現像スリーブ３１ａ〜３１ｄを回転させることで、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄ周面にトナーを供給して、静電潜像を現像する。これによって、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄの周面には各色のトナー像が形成される。

感光体ドラム２１ａ〜２１ｄ周面上のトナー像は、一次転写ローラ３０ａ〜３０ｄの作用により、回転する中間転写ベルト１１上に重なり合うように一次転写される。その結果、中間転写ベルト１１上に合成トナー像が形成される。合成トナー像は、中間転写ベルト１１の回転により、二次転写領域１７に搬送される。

また、給紙カセット５１から搬送経路Ｒに送り出された用紙Ｓは、タイミングローラ対５３に突き当てられる。この用紙Ｓは、その後、合成トナー像が二次転写領域１７に達するタイミングに合わせて、タイミングローラ対５３から二次転写領域１７へと送り出される。二次転写ローラ１６には、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加され、二次転写領域１７では、この印加電圧の作用により、合成トナー像が中間転写ベルト１１から用紙Ｓに二次転写される。

合成トナー像が転写された用紙Ｓは、搬送経路Ｒを通って定着ユニット６のニップに導入され、定着処理された後、排紙トレイ７に排出される。

また、中間転写ベルト１１を挟んでテンションローラ１３と対向するように、クリーニングブラシ４３が設けられている。このクリーニングブラシ４３は、中間転写ベルト１１の表面を清掃して、該表面上の残留トナーを取り除く。

図１に示すように、中間転写ベルト１１の上方には、補給用トナーが色別に充填されたトナー容器８ａ〜８ｄが本体１に対して着脱自在に設けられている。トナー容器８ａ〜８ｄは、現像ユニット３ａ〜３ｄ内のトナー濃度が一定となるように、トナー供給路を通じてトナーを補給する。

（本体内の空冷について）
また、図１および図２に示すように、現像ユニット３ａよりもさらに回転方向αの上流側（左側）には、冷却ファン９が設けられている。より具体的には、冷却ファン９は、図６に示すように、各感光体ドラム２１ａ〜２１ｄのＹ軸方向の中心、つまり画像中心Ｃよりも奥行き方向にオフセット配置される。これは、本体１の背面側には配置されるモータ等を効率的に空冷するためである。この冷却ファン９の駆動により、本体１内には負圧が発生して、空気の流れ（機内風）が生じる。詳細は後述するが、この機内風により、本体１内の構成各部が冷却される。

（機内風の流れ）
以下、図２および図６を参照して機内風について詳説する。冷却ファン９が駆動されると、感光体ユニット２ａと現像ユニット３ｂとの間に、回転方向αと直交する方向の機内風が発生し（図６の矢印Ｊを参照）、この機内風は、冷却ファン９が背面側にオフセット配置されていることから、主として本体１の背面方向に吸引される。同様に感光体ユニット２ｂと現像ユニット３ｃの間の空気、感光体ユニット２ｃと現像ユニット３ｄの間の空気、感光体ユニット２ｄの右側方の空気も吸引される。これにより、感光体ユニット２ａ〜２ｄが有するクリーニング手段が空冷される。

上記矢印Ｊで示す機内風は、本体１内部と、モータ等の設置空間とを仕切る壁６２を伝って、冷却ファン９により吸引される（図６の矢印Ｋを参照）。

また、矢印Ｊ，Ｋで示す機内風の一部は、感光体ユニット２ａ〜２ｄと現像ユニット３ａ〜３ｄとの下方の空気とともに、レーザ走査光学系４の上面４１（図２参照）との間の空間Ｂを通って吸引される（図２や図６の矢印Ｌを参照）。これにより、現像剤の撹拌により発熱する現像ユニット３ａ〜３ｄの下部が主に空冷される。

冷却ファン９により吸引された機内風は、図示しないダクトによりレーザ走査光学系４の下方に導かれた後、図示しない別のファンによって改めて本体１内に導入される。

（本実施形態の作用・効果）
一般的に、画像形成装置では、各現像スリーブの端部（図３や図６の点線楕円内に示す）からは浮遊トナーが発生する。前述した通り、従来の画像形成装置では、本実施形態のような各シール部材６０等および／または各シート部材５８，５９が設けられていなかったため、この浮遊トナーは、機内風に乗って運ばれ、本体１の内部を汚してしまうという問題があった。

それに対し、本画像形成装置では、各シール部材６０により、各感光体ユニット２の上方および各現像ユニット３の上方の空気が本体１の背面側に漏れないようにしている。また、各シート部材５８，５９により、各感光体ユニット２の上方および各現像ユニット３の上方の空気が空間Ｄ１等に漏れないようにしている。なお、本願発明者の実験の結果、浮遊トナーは、各現像スリーブ３１の端部からは飛散せず、例えば各現像ユニット３の両端に設けられた別のダクトにより吸引されるか、各現像ユニット３の両端周辺で舞っているだけであることが確認された。このように、本実施形態によれば、現像ユニットからの浮遊トナーの飛散が防止されるため、該浮遊トナーによる本体１内の汚れを防止することが可能となる。

（付記）
上記実施形態では、各シール部材６０は、シート部材５８ａ〜５８ｃの後端部分と中間転写ハウジング５５の下端との間の空間をシールしていた。これは、冷却ファン９が背面寄りにオフセットされ、その結果、空間Ｄ１，Ｄ２の風は本体１の背面方向に吸引されるからである。しかし、これに限らず、シート部材５８ａ〜５８ｃの前端部分と中間転写ハウジング５５の下端との間の空間が同様のシール部材によりシールされても構わない。

本発明に係る画像形成装置は、現像ユニットからの浮遊トナーによる汚れを防止可能であり、コピー機、プリンタ、ファクシミリまたはこれらの複合機に好適である。

１ 本体
１１ 中間転写ベルト
２ 感光体ユニット
２１ 感光体ドラム
３ 現像ユニット
３１ 現像スリーブ
５５ 中間転写ハウジング
９ 冷却ファン
５８，５９ シート部材
６０ シール部材

Claims (3)

1. 少なくとも感光体ドラムを有する複数の感光体ユニットと、
   前記複数の感光体ユニットの側方に配置され、該複数の感光体ユニットが有する感光体ドラム周面上にトナー像を形成する複数の現像ユニットと、
   前記複数の感光体ユニットに形成されたトナー像が転写され、回転することにより、転写されたトナー像を搬送する中間転写ベルトと、
   前記複数の現像ユニットの上方に設けられ、前記中間転写ベルトを収容するハウジングと、
   前記中間転写ベルトの回転方向に直交する方向の風を発生させる冷却ファンと、
   前記ハウジングの下端と前記複数の現像ユニットの上面との間をシールする複数のシール部材と、を備える画像形成装置。
2. 前記複数の感光体ユニットの上方に設けられ、該複数の感光体ユニットを挿抜可能にガイドする複数のガイド部材と、
   前記複数のガイド部材の上面に設けられる複数のシート部材と、をさらに備え、
   前記複数のシート部材は、
   下方に設けられた前記感光体ユニットと、前記中間転写ベルトの回転方向に隣接する前記感光体ユニットとの間に配置された現像ユニットの上面まで届く幅を有し、
   自身の下方に設けられた前記感光体ドラムの軸方向には、該感光体ドラムの長さ以上の長さを有する、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記複数のシール部材は、前記複数の感光体ユニットが有する感光体ドラムの上方を避けて配置される、請求項１または２に記載の画像形成装置。