JP6394550B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に当該現像ユニットを冷却するための技術に関する。

画像形成装置においては、多機能化、小型化などに伴い、該画像形成装置を構成する多数のユニットや部品を高密度で配置しているため、装置内部の効率的な冷却が要求されている。

例えば、特許文献１では、送風ファンにより空気を帯電チャージャーの付近に吹き付けて流通させ、その付近を通り抜けた空気を、ダクトステーを通じて排気ファンへと吸引して排気している。これにより、帯電チャージャーの付近のオゾンを除去すると共に、ダクトステーを介して定着ユニットを冷却している。

また、特許文献２では、空気を循環させるダクトを設けて、このダクトのそれぞれの部分により、定着ユニットを冷却したり、定着ユニットの熱が現像ユニットに影響を及ぼすことを防止している。

更に、特許文献３では、吸気ファンにより外気を画像形成装置の筐体の内部に吹き込むと共に、排気ファンにより該筐体の内部の空気を排気して、筐体の内部に空気の流れを生成し、また筐体内ファンにより筐体の内部に別の空気の流れを生成して、筐体の内部の複数のユニットの冷却効率を向上させている。

特開平１０−１１５９５８号公報 特開２００２−１２３１５５号公報 特開２００４−４１９８号公報

しかしながら、特許文献１では、送風ファン及び排気ファンという２つのファンを用いる必要があって、部品点数及び消費電力が増大する。また、特許文献２では、ダクトのそれぞれの部分により複数個所を冷却しているため、ダクトの形状が複雑化するという問題がある。更に、特許文献３では、吸気ファン、排気ファン、及び筐体内ファンという３つのファンを用いているため、部品点数及び消費電力が増大する。

本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであり、単一のファン及び簡単な形状のダクトを用いて、複数のユニットを冷却することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の一局面に係る画像形成装置は、像担持体を有する像担持体ユニットと、前記像担持体の表面に形成された潜像をトナーで現像する現像ユニットと、前記像担持体の表面を露光する露光装置と、冷却用のファンとを備えるプロセス処理部を、カラー印刷に用いる各色についてそれぞれ備え、当該各プロセス処理部が隣り合わせて並設され、前記各プロセス処理部のうちの１つのプロセス処理部に備えられる前記現像ユニットと、このプロセス処理部に隣り合わせて設けられているプロセス処理部に備えられる前記像担持体ユニットとの間には、該像担持体ユニット及び該現像ユニットの長手方向に沿う間隙が設けられ、前記現像ユニットの底部には、前記長手方向に沿って延在する空気経路が設けられ、前記現像ユニットのトナー収容部の底壁が前記空気経路の上壁として兼用され、前記ファンは、前記空気経路の始端部側に配設されて、前記空気経路の前記始端部から終端部へと流れる空気流を生成し、前記空気経路の終端部側には、当該終端部と前記間隙を接続して、前記空気流を当該終端部から前記間隙に案内する空気吹出し口が設けられ、前記像担持体ユニットは、前記像担持体の表面に残留したトナーを回収するクリーニング部と、前記像担持体の表面を帯電させる帯電部とを有し、前記間隙は、前記各プロセス処理部のうちの１つのプロセス処理部に備えられる前記現像ユニットと、前記隣り合わせて設けられているプロセス処理部に備えられる前記像担持体ユニットの前記クリーニング部及び前記帯電部とに囲まれた空間からなるものである。

本発明によれば、単一のファン及び簡単な形状のダクトを用いて、複数のユニットを冷却することができる。

本発明に係る一実施形態の画像形成装置の構造を示す正面断面図である。 画像形成装置におけるプロセス処理部を概略的に示す断面図である。 プロセス処理部における現像ユニットの底部を破断した状態を示す斜視図である。 現像ユニットを図３のＡ−Ａに沿って破断して示す斜視図である。 現像ユニットを手前側上方から見て示す斜視図である。 現像ユニットを手前側下方から見て示す斜視図である。 現像ユニットを図３のＢ−Ｂに沿って破断して示す斜視図である。 現像ユニットを図３のＣ−Ｃに沿って破断して示す斜視図である。 現像ユニットを図３のＤ−Ｄに沿って破断して示す斜視図である。 現像ユニットのファン及びダクトの概略構成を示す縦断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構造を示す正面断面図である。本実施形態の画像形成装置１は、例えば、コピー機能、プリンター機能、スキャナー機能、及びファクシミリ機能のような複数の機能を兼ね備えた複合機である。この画像形成装置１は、装置本体２に、操作部４７、画像形成部１２０、定着部１３、給紙部１４、原稿給送部６、及び画像読取部（ＩＳＵ;Image scanner unit）５等を備えて構成されている。

操作部４７は、利用者により操作され、この操作に応じて画像形成動作や画像読取動作等の実行指示等を受け付ける。

画像読取動作を行う場合、原稿給送部６により給送されてくる原稿、又は、コンタクトガラス（原稿載置ガラス）１６１に載置された原稿の画像を画像読取部５が光学的に読み取り、画像データを生成する。画像読取部５により生成された画像データは、内蔵ＨＤＤ又はネットワーク接続されたコンピューター等に保存される。

画像形成動作を行う場合は、上記の画像読取動作により生成された画像データ、ネットワーク接続されたコンピューターやスマートフォン等のユーザー端末装置から受信した画像データ、又は内蔵ＨＤＤに記憶されている画像データ等に基づいて、画像形成部１２０が、給紙部１４から供給される記録媒体としての記録紙Ｐにトナー像を形成する。

画像形成部１２０は、マゼンタ用のプロセス処理部１２Ｍ、シアン用のプロセス処理部１２Ｃ、イエロー用のプロセス処理部１２Ｙ、及びブラック用のプロセス処理部１２Ｂｋを備えている。各プロセス処理部１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ、及び１２Ｂｋは、感光体ドラム１２２と、感光体ドラム１２２の表面を除電する除電部と、感光体ドラム１２２の表面をクリーニングするクリーニング部と、感光体ドラム１２２の表面を均一に帯電させる帯電部と、感光体ドラム１２２の表面を露光して、その表面に静電潜像を形成する露光装置（ＬＳＵ;Laser scanning units）１２３と、感光体ドラム１２２の表面の静電潜像をト
ナー像に現像する現像ユニットと、１次転写ローラー１２６とをそれぞれ備えている。

カラー印刷を行う場合、各プロセス処理部１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ、及び１２Ｂｋにおいては、感光体ドラム１２２の表面を除電してクリーニングし、感光体ドラム１２２の表面を均一に帯電させてから露光して、その表面にカラーの色成分の画像に対応する静電潜像を形成し、感光体ドラム１２２の表面の静電潜像をその色成分のトナーにより現像して、感光体ドラム１２２上にトナー像を形成し、トナー像を１次転写ローラー１２６により、駆動ローラー１２５Ａ及び従動ローラー１２５Ｂに張架されている中間転写ベルト１２５上に１次転写させる。

中間転写ベルト１２５は、その外周面にトナー像が転写される像担持面を有し、感光体ドラム１２２の周面に当接した状態で駆動ローラー１２５Ａによって駆動される。中間転写ベルト１２５は、各感光体ドラム１２２と同期しながら、駆動ローラー１２５Ａと従動ローラー１２５Ｂとの間を無端走行する。

中間転写ベルト１２５上に転写される各色成分のトナー画像は、転写タイミングを調整して中間転写ベルト１２５上で重ね合わされ、カラーのトナー像となる。２次転写ローラー２１０は、中間転写ベルト１２５の表面に形成されたカラーのトナー像を、該２次転写ローラー２１０と中間転写ベルト１２５の間のニップ部Ｎにおいて給紙部１４から搬送路１９０を通じて搬送されてきた記録紙Ｐに２次転写させる。この後、定着部１３が、記録紙Ｐ上のトナー像を熱圧着により記録紙Ｐに定着させる。定着処理の完了したカラー画像形成済みの記録紙Ｐは、排出トレイ１５１に排出される。

給紙部１４は、複数の給紙カセットを備えている。操作者による操作部４７の操作で記録紙Ｐのサイズが指示されると、このサイズの記録紙Ｐを収容している給紙カセットのピックアップローラー１４５が回転駆動されて、記録紙Ｐが上記ニップ部Ｎに向けて搬送される。

次に、各プロセス処理部１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ、及び１２Ｂｋの構成を更に詳しく説明する。なお、各プロセス処理部１２Ｍ〜１２Ｂｋのいずれも同一構成である。

図２は、各プロセス処理部１２Ｍ〜１２Ｂｋを概略的に示す断面図である。図２に示すように各プロセス処理部１２Ｍ〜１２Ｂｋは、概ね、ドラムユニット６１、現像ユニット６２、露光装置１２３（図１に示す）、及び１次転写ローラー１２６（図１に示す）からなる。

ドラムユニット６１は、感光体ドラム１２２、感光体ドラム１２２の表面に光を照射して、その表面を除電する除電部、感光体ドラム１２２の表面に残留したトナーをクリーニングするクリーニング部５２、及び感光体ドラム１２２の表面を均一に帯電させる帯電部５３等を備えている。

露光装置１２３（図１に示す）は、感光体ドラム１２２の表面を露光して、その表面に静電潜像を形成する。

現像ユニット６２は、トナーを収容したトナー収容部６２ａ、トナー収容部６２ａの内側に配置されて、トナーを循環搬送させる２本のスクリュー６２ｂ、感光体ドラム１２２表面の静電潜像にトナーを付着させて、静電潜像を現像する現像ローラー６２ｃ、及び現像ローラー６２ｃにトナーを供給する供給ローラー６２ｄ等を備えている。

１次転写ローラー１２６（図１に示す）は、感光体ドラム１２２の表面のトナー像を中間転写ベルト１２５上に１次転写させる。

なお、ドラムユニット６１及び現像ユニット６２は、ユニット単位でのメンテナンスや交換を可能にするために複数の部品等を一体化させたものである。また、ドラムユニット６１は、特許請求の範囲における像担持体ユニットの一例であり、また現像ユニット６２は、特許請求の範囲における現像ユニットの一例である。

このような構成の各プロセス処理部１２Ｍ〜１２Ｂｋにおいては、ドラムユニット６１及び現像ユニット６２を冷却する必要があるものの、ユニットや部品が高密度で配置されているので、ドラムユニット６１及び現像ユニット６２を冷却するための機構についても省スペース化を図ることが望まれる。

そこで、本実施形態では、ドラムユニット６１及び現像ユニット６２を、単一のファン及び簡単な形状のダクトを用いて共に冷却することにより、更なる省スペース化を図る。

次に、上記単一のファン及び簡単な形状のダクトについて詳しく説明する。図３は、現像ユニット６２の底部を破断した状態を示す斜視図であり、図４は、現像ユニット６２を図３のＡ−Ａに沿って破断して示す斜視図である。また、図５は、現像ユニット６２を手前側上方から見て示す斜視図である。更に、図６は、現像ユニット６２を手前側下方から見て示す斜視図である。また、図７は、現像ユニット６２を図３のＢ−Ｂに沿って破断して示す斜視図であり、図８は、現像ユニット６２を図３のＣ−Ｃに沿って破断して示す斜視図であり、図９は、現像ユニット６２を図３のＤ−Ｄに沿って破断して示す斜視図である。更に、図１０は、現像ユニット６２のファン及びダクトの概略構成を示す縦断面図である。なお、図３、図４、図５、及び図１０においては、空気の流れを白抜き矢印で示している。

図３乃至図９に示すように現像ユニット６２の底部には、該現像ユニット６２の長手方向に延在する空気経路６３が形成されており、この空気経路６３が該現像ユニット６２の一端から他端に及んでいる。現像ユニット６２の底壁６２ｆの一端には、開口部６３ｂが形成され、この開口部６３ｂを通じて、空気経路６３の始端部６３ｓと吸気室６４が接続され、この吸気室６４に冷却用のファン６５が接続されている。また、空気経路６３の終端部６３ｅには、排気室６６が接続され、この排気室６６の上部に空気吹出し口６７が接続されている。

図１０から明らかなように、ファン６５により吸気室６４へと空気が吹き込まれると、この空気は、吸気室６４→空気経路６３→排気室６６→空気吹出し口６７という順序で流れて、空気吹出し口６７から吹出される。このとき、排気室６６では、空気の流れが該排気室６６の側壁６６ａに突き当たって、空気の流れ方向が空気経路６３の空気の流れ方向とは逆方向に変更され、この逆方向の流れの空気が空気吹出し口６７から吹出される。

従って、吸気室６４、空気経路６３、排気室６６、空気吹出し口６７は、空気を現像ユニット６２の一端から他端への一方向に流通させ、引き続いて空気を空気吹出し口６７から該一方向とは逆方向に吹出させるダクト７１を構成する。

一方、図２から明らかなようにドラムユニット６１及び現像ユニット６２が互いに離間して配置されて、ドラムユニット６１と現像ユニット６２の間に、該各ユニット６１、６２の長手方向に延在する間隙Ｑが形成されている。

そして、図２、図５、図９、及び図１０から明らかなようにダクト７１の空気吹出し口６７は、排気室６６を通じて空気経路６３の終端部６３ｅに接続され、この終端部６３ｅの側から間隙Ｑへの方向に向けられている。このため、空気吹出し口６７から上記逆方向に吹出された空気は、該各ユニット６１、６２の長手方向に沿って間隙Ｑを通り抜けて行く。すなわち、空気経路６３は、その始端部から終端部にかけて、ファン６５により生成される空気流を通過させる。

ここで、図２に示すように現像ユニット６２のトナー収容部６２ａの内側においては、２本のスクリュー６２ｂが回転駆動され、各スクリュー６２ｂによりトナーが撹拌されつつ搬送されている。そして、トナー収容部６２ａの底壁は、空気経路６３の上壁として兼用されている。このため、トナー収容部６２ａ内のトナーの熱は、該トナー収容部６２ａの底壁を通じて、ダクト７１の空気経路６３を流れる空気に伝導され、これによりトナー収容部６２ａ内のトナーが冷却される。また、空気経路６３には、現像ユニット６２の動作に係る基板７２等が配置されており、空気経路６３を流れる空気により現像ユニット６２の基板７２等が冷却される。従って、空気経路６３を流れる空気により、現像ユニット６２のトナー収容部６２ａ内のトナー及び現像ユニット６２の基板７２等が冷却される。特に、トナーについては、溶融温度が低いため、冷却によりトナーの性能が維持される。

また、図２に示すように、現像ユニット６２に隣接して配置されているドラムユニット６１におけるクリーニング部５２のハウジング（壁部）５２ａの内側には、感光体ドラム１２２の表面から回収された廃トナーが収容されており、スパイラル５２ｂにより廃トナーが撹拌されている。そして、クリーニング部５２のハウジング５２ａが間隙Ｑに隣接している。このため、クリーニング部５２内の廃トナーの熱は、該クリーニング部５２のハウジング５２ａを通じて、間隙Ｑを流れる空気に伝達されて熱交換が行われ、これによりクリーニング部５２内の廃トナーが冷却される。また、間隙Ｑを流れる空気により、現像ユニット６２の側壁やドラムユニット６１の帯電部５３等が冷却される。従って、間隙Ｑを流れる空気により、クリーニング部５２内の廃トナー、現像ユニット６２の側壁、及びドラムユニット６１の帯電部５３等が冷却される。また、クリーニング部５２内の廃トナーと共にハウジング５２ａが冷却されるため、クリーニング部５２自体の温度がトナーの溶融温度以下に維持され、クリーニング部５２による感光体ドラム１２２の表面のクリーニング不良が未然に防止される。

更に、空気が間隙Ｑを流れるため、ドラムユニット６１と現像ユニット６２の間に熱がこもるようなことがない。

このように本実施形態では、現像ユニット６２に、吸気室６４、空気経路６３、排気室６６、空気吹出し口６７からなるダクト７１を設け、単一のファン６５から空気経路６３へと空気を流通させ、このダクト７１の空気吹出し口６７から間隙Ｑへと空気を、空気経路６３の空気の流れ方向とは逆方向に吹出させている。すなわち、単一のファン６５から吹出された空気を一方向に流した後に折り返して逆方向にも流している。そして、一方向の空気の流れにより、現像ユニット６２のトナー収容部６２ａ内のトナー及び現像ユニット６２の基板７２等を冷却し、かつ逆方向の空気の流れにより、クリーニング部５２と該クリーニング部５２内の廃トナー、現像ユニット６２の側壁、及びドラムユニット６１の帯電部５３等を冷却している。また、間隙Ｑの空気の流れにより、ドラムユニット６１と現像ユニット６２の間の熱のこもりを防止している。

しかも、ダクト７１は、特許文献３のダクトと比較すると簡単な形状である。従って、単一のファン６５及び簡単な形状のダクト７１を用いて、ドラムユニット６１及び現像ユニット６２を効率的に冷却しているといえる。

また、本実施形態では、単一のファン６５及び簡単な形状のダクト７１を設け、ドラムユニット６１と現像ユニット６２の間に間隙Ｑを形成するだけであるから、該各ユニット６１、６２別にファンやダクトを設けることと比較すると、省スペース化を実現することができる。

なお、上記実施形態では、ドラムユニット６１及び現像ユニット６２を例示しているが、他の種類のユニットであっても、本発明を適用することができる。すなわち、互いに隣り合う２つのユニットの間に間隙Ｑを設けると共に、一方のユニットにダクト７１を設けることにより、同様の効果を達成することができる。

また、排気室６６の側壁６６ａの内面を平坦面としているが、この側壁６６ａの内面を、空気経路６３の終端部６３ｅから空気吹き出し口６７へと滑らかに湾曲する凹湾曲面にして、空気が終端部６３ｅから空気吹き出し口６７へと速やかに流れるようにしても構わない。

また、上記実施形態では、本発明に係る画像形成装置としてカラープリンターを用いて説明しているが、これは一例に過ぎず、モノクロプリンターや他の電子機器、例えば、複合機、コピー機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置でもよい。

また、図１乃至図１０を用いて説明した構成及び処理は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明を当該構成及び処理に限定する趣旨ではない。

１ 画像形成装置
２ 装置本体
５ 画像読取部
１３ 定着部
１４ 給紙部
４７ 操作部
６１ ドラムユニット
６２ 現像ユニット
６３ 空気経路
６４ 吸気室
６５ ファン
６６ 排気室
６７ 空気吹出し口
７１ ダクト
７２ 基板
１２０ 画像形成部
１２２ 感光体ドラム
１２３ 露光装置
１２５ 中間転写ベルト
１２６ １次転写ローラー

Claims (2)

1. 像担持体を有する像担持体ユニットと、前記像担持体の表面に形成された潜像をトナーで現像する現像ユニットと、前記像担持体の表面を露光する露光装置と、冷却用のファンとを備えるプロセス処理部を、カラー印刷に用いる各色についてそれぞれ備え、当該各プロセス処理部が隣り合わせて並設され、
   前記各プロセス処理部のうちの１つのプロセス処理部に備えられる前記現像ユニットと、このプロセス処理部に隣り合わせて設けられているプロセス処理部に備えられる前記像担持体ユニットとの間には、該像担持体ユニット及び該現像ユニットの長手方向に沿う間隙が設けられ、
   前記現像ユニットの底部には、前記長手方向に沿って延在する空気経路が設けられ、前記現像ユニットのトナー収容部の底壁が前記空気経路の上壁として兼用され、
   前記ファンは、前記空気経路の始端部側に配設されて、前記空気経路の前記始端部から終端部へと流れる空気流を生成し、
   前記空気経路の終端部側には、当該終端部と前記間隙を接続して、前記空気流を当該終端部から前記間隙に案内する空気吹出し口が設けられ、
   前記像担持体ユニットは、前記像担持体の表面に残留したトナーを回収するクリーニング部と、前記像担持体の表面を帯電させる帯電部とを有し、
   前記間隙は、前記各プロセス処理部のうちの１つのプロセス処理部に備えられる前記現像ユニットと、前記隣り合わせて設けられているプロセス処理部に備えられる前記像担持体ユニットの前記クリーニング部及び前記帯電部とに囲まれた空間からなる画像形成装置。
2. 前記空気経路には、前記現像ユニットの動作に係る基板が設けられている請求項１に記載の画像形成装置。

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