JP4776411B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置に係り、特に、感光体に対面して設置される現像スリーブ（現像ローラ）やその軸受の過熱を防止できるようにした画像形成装置に関するものである。

電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置においては、定着装置を初めとして、現像スリーブ（現像ローラ）やその軸受け部などのように発熱箇所が多々存在し、熱によって樹脂部材が変形したり、トナーの性質変化等が起こったりして様々な不具合が生じる。

特に、感光体（像担持体）に対面して設置される現像スリーブは、その現像ロー上のトナー層厚を規制する層厚規制ブレードによって滞留したトナーが圧縮され、現像スリーブが回転することで摩擦により発熱してトナーの性質が変化したり、固着して黒点が発生する原因となり、また、現像スリーブの軸受け部は回転に伴って高温となるため、最も冷却したい箇所の一つである。

こういった発熱に対しては、機内で発生した熱を機外に排出する冷却ファンを設け、発熱部で生じた熱を外部に逃がすようにしているが、現像スリーブでは、その表面にトナーが担持されるため、そのまま風を送り込むと担持したトナーが乱されたり飛散し、形成する画像に影響を与えてしまう。

これは、電子写真方式で形成したトナー画像を担持する像担持体でも同じであり、そのため例えば特許文献１には、像担持体１がその周辺部品とともに１つのユニットとして構成され、装置本体に対して着脱可能に装着される画像形成装置において、像担持体とその周辺部品とからなるユニットを大きくすることなく、ユニットへの熱の影響を最小限に抑えるため、放熱手段へエアーを案内するダクト部を設け、ユニットを外したときに像担持体を覆って保護するシャッタとダクト部で排気流路を形成し、ダクト部に向かうエアーの流れを規制してこのエアーが像担持体側に流入することを防止しつつ、ユニットを冷却できるようにした画像形成装置が示されている。

また特許文献２には、画像形成装置内からの高温の空気の排気を良好に行い、画像形成装置内の温度上昇を防止するため、着脱自在なプロセスユニットを本体から外したときに像担持体を保護するためにシャッタを設け、プロセスユニットの装着によりこのシャッタが開放位置へ回動したとき、シャッタとプロセスユニットのケースの外周面とで通気ダクトを形成し、ファンから離れた位置の高温の空気を、この通気ダクトを通して画像形成装置外へ排気できるようにした画像形成装置が示されている。

さらに特許文献３には、ＬＢＰ本体のカートリッジ周りを流れる風流を利用し、効率よくカートリッジ内部を冷却するため、カートリッジ上部に、感光体ドラム保護用シャッタの開閉に連動してカートリッジ外部へ突出する整流板を設け、ＬＢＰ本体に設置されたファンからの送風を規制してカートリッジ内部へ風流を取り込むようにした画像形成装置が示されている。

特開平１１−２４９３６８号公報 特開２０００−１３２０６０号公報 特開２００４−１０１６７２号公報

しかしながら、これら特許文献１乃至３に示された画像形成装置では、主に定着装置から発せられる熱を機外へ排出したり、プロセスカートリッジ内部へ風を送ることを目的としており、前記した表面にトナーが担持される現像スリーブでは、風が当たると担持したトナーが乱されたり飛散して形成する画像に影響を与えてしまうが、こういった部分に対する冷却については配慮されていない。

そのため本発明においては、現像スリーブや軸受け部を、現像スリーブ上に担持したトナー層を乱したり飛散させたりすることなく冷却することができるようにし、熱によって樹脂部材が変形したり、トナーの性質が変化して黒点が発生するなどの不具合が生じるのを未然に防ぐことのできる、現像ユニット冷却機構を備えた画像形成装置を提供することが課題である。

上記課題を解決するため本発明における画像形成装置は、
現像スリーブと、該現像スリーブ上のトナー層厚を規制する層厚規制ブレードとを備えて画像形成装置本体に装・脱着動作させる現像ユニットと、該現像ユニットの装・脱着動作に連動して感光体ドラムの露出面を閉塞及び開放するドラムシャッタとを備えた画像形成装置において、
前記現像ユニットのハウジング外壁に添って現像スリーブと離間する方向に延在させた前記層厚規制ブレードの延在部と、前記感光体ドラムの露出面を開放した位置にある前記ドラムシャッタとで前記現像スリーブの軸方向に延びるダクトを構成し、機内冷却風を前記ダクト内に導入して前記現像ユニットを冷却することを特徴とする。

このように、現像ユニットを本体に脱着できるよう構成した画像形成装置にもともと備えられている、現像ユニット未装着時に感光体ドラムの露出面を閉塞するドラムシャッタと層厚規制ブレードとを用い、冷却風を導入するダクトを形成したことで、新たな部品を追加することなく、さらに、現像スリーブ上に担持したトナー層を乱したり飛散させたりすることなく、層厚規制ブレード部に滞留したトナーとの摩擦によって生じて現像スリーブやその軸受け部に伝わる熱を冷却することができる。しかも、最も冷却が必要な現像スリーブに近い層厚規制ブレードを用いて冷却を行っているから、上記冷却を効率よく行うことができ、熱によって樹脂部材が変形したりトナーの性質が変化し、固着して黒点が発生するなどの不具合が生じるのを未然に防き、良好な画像を長期にわたって形成できる現像ユニット冷却機構を有する画像形成装置を提供することができる。

そして、前記ダクトの延在方向と対面する位置に設けた外気吸引ファンまたは機内空気の排出ファンにより前記ダクトに冷却風を導入することで、現像スリーブやその軸受け部を確実に冷却することができる。

また、前記ダクト空間部における前記ドラムシャッタ側または層厚規制ブレード側に緩衝部材を配置し、該緩衝部材により前記ドラムシャッタと層厚規制ブレードの当接部の隙間を閉塞することを可能とすることで、冷却風がダクトから外に漏れることが無くなり、確実に現像スリーブやその軸受け部を冷却することができる冷却機構を有する画像形成装置を提供することができる。

さらに、前記ドラムシャッタは、感光体ドラム側ユニット、もしくは感光体ドラムと該感光体ドラムに潜像を形成させるための部材を有するプロセスユニットに設けられ、前記現像ユニットの装・脱着動作開始タイミングから遅延させて、前記感光体ドラム露出面の閉塞位置と開放位置との間を回動させる機構を前記現像ユニットと感光体ドラム側ユニット、もしくはプロセスユニットとの間に設けたことで、現像ユニットの装・脱着動作に当たっても、ドラムシャッタと現像ユニットとが衝突することなく、確実に感光体ドラム露出面の閉塞とダクトの形成を行うことができる。

本発明によれば、従来、冷却することが困難であった現像スリーブ、及び、軸受け部等を積極的に冷却することが可能であり、現像器の昇温によるトナーの変質、画像上への黒点発生などの様々な悪影響や不具合を未然に防ぐことが可能となる。しかもそれが、従来から設けられているドラムシャッタを用いて実施することが可能なため、コスト的にも有利な画像形成装置とすることができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図１は本発明になる画像形成装置における現像ユニット１の冷却機構部の概略断面図で、現像ユニット１を画像形成装置本体に装着して層厚規制ブレード延在部１２１とドラムシャッタ２３とがダクト１３を形成した状態を示したもの、図２は現像ユニット１を画像形成装置本体から外し始めた状態を示した断面図で、ドラムシャッタ２３がまだ感光体ドラム２の露出面を開放する位置にある状態を示したもの、図３は現像ユニット１を画像形成装置本体から外し、ドラムシャッタ２３が感光体ドラム２の露出面を開放する位置に位置した状態を示した断面図、図４は現像ユニット１を画像形成装置本体に装着し、層厚規制ブレード延在部１２１とドラムシャッタ２３とがダクト１３を形成した状態における斜視図である。

図１は、本発明になる画像形成装置の概略断面図であり、本発明になる画像形成装置は、感光体ドラム２に形成された潜像を現像する現像スリーブ１１と、この現像スリーブ１１上のトナー層厚を規制する層厚規制ブレード１２とを有する現像ユニット１を、画像形成装置本体に装・脱着できるように構成してある。そして、用紙のジャムなどにより内部に残った用紙を取り出すために現像ユニット１を外したとき、感光体ドラム１に誤ってさわることで傷などを付けないよう、感光体ドラム１の露出面を閉塞するドラムシャッタ２３が設けられている。そして、この現像ユニット１を画像形成装置本体に装着したとき、ドラムシャッタ２３を感光体ドラム１の露出面を開放する位置に位置させ、層厚規制ブレード１２の現像スリーブ１１から離間させる方に延在させた延在部１２１と、このドラムシャッタ２３とでダクト１３を構成し、機内冷却風をダクト１３内に導入して現像ユニット１の現像スリーブ１１やその軸受などを冷却できるようにしたものである。

すなわち画像形成装置には、帯電装置２１で一様に帯電され、画像データで変調された光による露光で潜像を形成する感光体ドラム２と、その潜像を現像してトナー画像を形成するため、トナー薄層を担持して感光体ドラム２に対峙する現像スリーブ１１、感光体ドラム２上の残トナーをクリーニングするクリーニング装置２２等が設けられる。そのため、本発明の画像形成装置では、このうち現像スリーブ１１と、その現像スリーブ１１が担持するトナーの層厚を規制して薄層とする層厚規制ブレード１２とを現像ユニット１に収容し、画像形成装置本体に装・脱着可能に構成すると共に、層厚規制ブレード１２を現像ユニットハウジング１０の外壁に添って現像スリーブ１１から離間させる方に延在させて、その延在部１２１と感光体ドラム２の露出面を開放する位置に回動したドラムシャッタ２３とでダクト１３を構成したものである。

このようにして現像ユニット１における現像スリーブ１１を冷却するダクト１３を設けたことで、新たな部品を追加することなく、さらに、現像スリーブ１１上に担持したトナー層を乱したり飛散させたりすることなく、層厚規制ブレード１２に滞留したトナーとの摩擦によって生じて現像スリーブ１１やその軸受け部に伝わる熱を、間接的にではあるが冷却することができる。しかも、最も冷却が必要な現像スリーブ１１に近い層厚規制ブレード１２を用いて冷却を行っているから、冷却を効率よく行うことができ、熱によって樹脂部材が変形したりトナーの性質が変化し、固着して黒点が発生するなどの不具合が生じるのを未然に防き、良好な画像を長期にわたって形成できる現像ユニット冷却機構を有する画像形成装置を提供することができる。

以上が本発明の概略であるが、本発明を更に詳細に説明すると、まず現像ユニット１は、画像形成装置本体に装着したとき、前記したように感光体ドラム２と対峙するよう現像スリーブ１１が設けられ、その現像スリーブ１１上のトナー層厚を規制する層厚規制ブレード１２が配されている。そしてその層厚規制ブレード１２は、現像ユニット１のハウジング１０の外壁に添って現像スリーブ１１から離間させる方向に延在させた延在部１２１が設けられている。

一方、画像形成装置本体、または感光体ドラム２や帯電装置など、少なくとも感光体ドラム２に潜像を形成するための部材を備えたプロセスユニット２０側に設けられたドラムシャッタ２３には、この層厚規制ブレード１２の延在部１２１と協働してダクト１３を構成するとき、このドラムシャッタ２３の層厚規制ブレード延在部１２１側との間に生じる隙間を閉塞するため、弾性部材などで構成された隙間充填部材２３１、２３２が設けられている。なお、この隙間充填部材２３１、２３２は、ドラムシャッタ２３側ではなく、層厚規制ブレード延在部１２１側に設けても良いことは勿論である。

そして図１のように、現像ユニット１が画像形成装置本体に挿入されると、ドラムシャッタ２３が感光体ドラム２の開放面の閉塞位置から回動して図示の開放位置に位置し、現像ユニット１が完全に画像形成装置本体に装着されると、層厚規制ブレード延在部１２１が層厚規制ブレード延在部１２１に設けた隙間充填部材２３１、２３２と当接し、ダクト１３が形成されるわけである。

そして、ドラムシャッタ２３の感光体ドラム２の開放面の閉塞位置から図示の開放位置への回動は、画像形成装置本体側に設けられたシャッタアーム２４が現像ユニット１の着脱に伴って回動し、それがギア２５、２６を介してドラムシャッタ２３を取り付けたギア２７に伝えられて行われる。

この現像ユニット１を画像形成装置本体から取り出そうとして、ドラムシャッタ２３が開放位置から感光体ドラム２の露出面の閉塞位置へ回動する直前の様子を示したのが図２の断面図であり、現像ユニット１を画像形成装置本体から完全に取り出して、ドラムシャッタ２３が感光体ドラム２の露出面の閉塞位置へ回動した様子を示したのが図３の断面図である。

まず図２では、例えば用紙ジャムに伴って画像形成装置本体に残った用紙を取り出すため、現像ユニット１が取り出されようとし、図上、右方向に移動している。この状態では、現像ユニット１の層厚規制ブレード延在部１２１がドラムシャッタ２３から離れてはいるが、現像ユニット１がシャッタアーム２４を回動させる位置には達しておらず、ドラムシャッタ２３は図１と同じ位置に位置している。

そして現像ユニット１が更に引き出されると、図示していない現像ユニット１の端部がシャッタアーム２４に接触し、これを現像ユニット１の引き出しに伴って図上、反時計方向に回転させる。そのため、シャッタアーム２４に設けられたギアがギア２５を回転させ、さらにギア２６を回転させてドラムシャッタ２３を取り付けたギア２７が回転する。そのため、ドラムシャッタ２３が感光体ドラム２の露出面の閉塞位置方向に回動を始める。

そしてさらに現像ユニット１が引き出されるとドラムシャッタ２３は、図３に示したように感光体ドラム２の露出面の閉塞位置に至り、例えユーザーがジャムなどで機内に残った用紙を取り出すため、手を機内に入れても、感光体ドラム２にはさわることができないようになる。

このようにして、ドラムシャッタ２３が感光体ドラム２の露出面の閉塞位置と開放位置の間を回動するわけであるが、このドラムシャッタ２３が図１のように感光体ドラム２の露出面の開放位置に位置し、層厚規制ブレード延在部１２１と協働してダクト１３を構成した状態における一部斜視図が図４である。

この図４において、３０は画像形成装置のフレームであり、このフレーム３０には、画像形成装置本体内に外気を吹き込むためのファン３１が設けられて、外気が風路３２、３３で示した矢印位置に形成された風路を通り、流れていく。１は前記したように現像ユニットであり、その感光体ドラムユニット２０側には層厚規制ブレード延在部１２１が設けられ、感光体ドラムユニット２０側に接したドラムシャッタ２３とでダクト１３が構成されている。そしてそのダクト１３を、３３で示した矢印のようにファン３１によって導入した外気が流れ、層厚規制ブレード１２と、間接的ではあるが現像スリーブ１１、さらには現像スリーブの軸受など、従来は現像スリーブ１１上に担持したトナー層を乱したり飛散させたりするため冷却できなかった部位が冷却される。

そのため、前記したように機械内部で発生した熱による画像への悪影響を低減させることが可能となり、また、この冷却は、従来から画像形成装置本体に備えられていたドラムシャッタ２３、層厚規制ブレード１２等を用いているからコスト的にも有利な現像ユニット冷却機構を有する画像形成装置とすることができる。

なおファン３１は、画像形成装置本体内に外気を導入するよう説明してきたが、逆に、画像形成装置本体内の温められた空気を外部に排出するものでも良いことは自明である。

本発明によれば、非常に簡単な構成で、従来は現像スリーブ１１上に担持したトナー層を乱したり飛散させたりするため冷却できなかった、現像スリーブ１１、さらには現像スリーブの軸受などが、間接的ではあるが冷却でき、長期にわたって良好な画像を形成できる現像ユニット冷却機構を有する画像形成装置を提供することができる。

発明になる画像形成装置における現像ユニット１の冷却機構部の概略断面図で、現像ユニット１を画像形成装置本体に装着して層厚規制ブレード延在部１２１とドラムシャッタ２３とがダクト１３を形成した状態を示している。 現像ユニット１を画像形成装置本体から外し始めた状態を示した断面図で、ドラムシャッタ２３がまだ感光体ドラム２の露出面を開放する位置にある状態を示している。 現像ユニット１を画像形成装置本体から外し、ドラムシャッタ２３が感光体ドラム２の露出面を開放する位置に位置した状態を示した断面図である。 現像ユニット１を画像形成装置本体に装着し、層厚規制ブレード延在部１２１とドラムシャッタ２３とがダクト１３を形成した状態における斜視図である。

符号の説明

１ 現像ユニット
１０ 現像ユニットハウジング
１１ 現像スリーブ
１２ 層厚規制ブレード
１２１ 層厚規制ブレード延在部
１３ ダクト
２ 感光体ドラム
２０ 感光体ドラムユニット
２１ 帯電装置
２２ クリーニング装置
２３ ドラムシャッタ
２３１、２３２ 隙間充填部材
２４ シャッタアーム
２５、２６、２７ ギア

Claims (4)

1. 現像スリーブと、該現像スリーブ上のトナー層厚を規制する層厚規制ブレードとを備えて画像形成装置本体に装・脱着動作させる現像ユニットと、該現像ユニットの装・脱着動作に連動して感光体ドラムの露出面を閉塞及び開放するドラムシャッタとを備えた画像形成装置において、
   前記現像ユニットのハウジング外壁に添って現像スリーブと離間する方向に延在させた前記層厚規制ブレードの延在部と、前記感光体ドラムの露出面を開放した位置にある前記ドラムシャッタとで前記現像スリーブの軸方向に延びるダクトを構成し、機内冷却風を前記ダクト内に導入して前記現像ユニットを冷却することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ダクトの延在方向と対面する位置に設けた外気吸引ファンまたは機内空気の排出ファンにより前記ダクトに冷却風を導入することを特徴とする請求項１に記載した画像形成装置。
3. 前記ダクト空間部における前記ドラムシャッタ側または層厚規制ブレード側に緩衝部材を配置し、該緩衝部材により前記ドラムシャッタと層厚規制ブレードの当接部の隙間を閉塞することを可能とした請求項１または２に記載した画像形成装置。
4. 前記ドラムシャッタは、感光体ドラム側ユニット、もしくは感光体ドラムと該感光体ドラムに潜像を形成させるための部材を有するプロセスユニットに設けられ、前記現像ユニットの装・脱着動作開始タイミングから遅延させて、前記感光体ドラム露出面の閉塞位置と開放位置との間を回動させる機構を前記現像ユニットと感光体ドラム側ユニット、もしくはプロセスユニットとの間に設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載した画像形成装置。

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