(57)【要約】【課題】  画像形成ユニットにおける現像ローラや感光体等を冷却して画質の劣化を防止する画像形成ユニットを提供する。【解決手段】  感光体１１と、感光体１１の表面に一様な電位を与える帯電装置１２と、帯電された感光体１１に書き込まれた静電潜像に現像剤を付着させる現像ローラ１３と、現像ローラ１３に現像剤を供給する供給ローラ１４と、現像ローラ１３上の現像剤の層厚を規制する現像ブレード１５と、記録媒体への転写後に残存した現像剤を感光体１１表面から除去する清掃手段１７とを具備する画像形成ユニットを有する画像形成装置において、画像形成ユニット内を現像ローラ１３の軸方向と平行に貫通させて、画像形成ユニットの両端に開口部を有して内部を気体が流動できる中空構造である冷却ダクト２１が設けられる。【選択図】  図２
2006208673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式の画像形成装置の現像部に用いられる感光体と、
該感光体の表面に一様な電位を与える帯電装置と、
帯電された感光体に書き込まれた静電潜像に現像剤を付着させる現像ローラと、
前記現像ローラに現像剤を供給する供給ローラと、
前記現像ローラ上の現像剤の層厚を規制する現像ブレードと、
記録媒体への転写後に残存した現像剤を感光体表面から除去する清掃手段と
を具備する画像形成ユニットにおいて、
前記画像形成ユニット内を前記現像ローラの軸方向と平行に貫通し、前記画像形成ユニットの両端に開口部を有して内部が中空である中空構造部が設けられる
ことを特徴とする画像形成ユニット。
【請求項２】
前記中空構造部は、前記現像ローラと前記感光体との間の第１のニップ部の近傍に位置され、前記第１のニップ部に向かって突出する尖端部を有する断面形状となるように構成される
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成ユニット。
【請求項３】
前記中空構造部は、前記現像ローラと前記供給ローラの間の第２のニップ部の近傍に位置され、前記第２のニップ部に向かって突出する尖端部を有する断面形状となるように構成される
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成ユニット。
【請求項４】
前記中空構造部は、前記現像ローラに前記現像ブレードが当接する第１の当接部の近傍に位置され、前記第１の当接部に向かって突出する尖端部を有する断面形状となるように構成される
ことを特徴とした画像形成ユニットを有する請求項１に記載の画像形成ユニット。
【請求項５】
前記中空構造部は、前記感光体に前記清掃手段が当接する第２の当接部の近傍に位置され、前記第２の当接部に向かって突出する尖端部を有する断面形状となるように構成される
ことを特徴とした画像形成ユニットを有する請求項１に記載の画像形成ユニット。
【請求項６】
前記中空構造部の内部に、前記中空構造部と同様の断面形状で、前記画像形成ユニット内を同様に貫通させて両端に開口部を有する冷却ダクトが設けられる
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか項に記載の画像形成ユニット。
【請求項７】
前記冷却ダクトは、熱伝導率の高い材料により構成される
ことを特徴とした画像形成ユニットを有する請求項１〜５の何れか１項に記載の画像形成ユニット。
【請求項８】
電子写真方式の画像形成装置の現像部に用いられる感光体と、
該感光体の表面に一様な電位を与える帯電装置と、
帯電された感光体に書き込まれた静電潜像に現像剤を付着させる現像ローラと、
前記現像ローラに現像剤を供給する供給ローラと、
前記現像ローラ上の現像剤の層厚を規制する現像ブレードと、
記録媒体への転写後に残存した現像剤を感光体表面から除去する清掃手段と
を具備する画像形成ユニットにおいて、
前記画像形成ユニット内を前記感光体の軸方向と平行に貫通させて、前記画像形成ユニットの両端に開口部を有して内部が中空である中空構造部が設けられ、
前記中空構造部の内部に、前記画像形成ユニット内を同様に貫通させて両端に開口部を有して回転自在に支持され、前記清掃手段と前記帯電装置との間で前記感光体と当接する冷却ローラが設けられる
ことを特徴とする画像形成ユニット。
【請求項９】
前記冷却ローラは、心金が熱伝導率が高い材料で構成され、表面が絶縁材料で被覆される
ことを特徴とする請求項８に記載の画像形成ユニット。
【請求項１０】
前記冷却ローラは、前記感光体の残存電位を除去できる波長の光に対して透明性を有する絶縁材料で形成される
ことを特徴とする請求項８に記載の画像形成ユニット。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか１項に記載の画像形成ユニットを備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
画像形成装置の外部の空気を吸入する開口である吸気口と、
画像形成装置の内部の空気を排出する開口である排気口と、
前記排気口に設けられて画像形成装置内の空気と共に内部の熱を排出する冷却ファンと、
前記画像形成ユニットに設けられた前記冷却ダクトまたは前記冷却ローラにおける両端の開口部のうちの一方の開口部と、前記冷却ファンの吸気側面を結ぶように吸気ダクトが設けられ、
該吸気ダクトは、前記冷却ダクトまたは前記冷却ローラの一方の開口部に一方の端面開口部が対向し、他方の端面開口部が前記冷却ファンの吸気側面に対向する
ことを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤を用いる電子写真方式で記録媒体上に画像を印刷する画像形成装置及び画像形成ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
現像剤を用いる電子写真方式の画像形成装置は、例えば、印刷媒体（用紙）の搬送に用いられるモータ、ロータ、あるいはベルト等の駆動系の構成要素、感光体上に形成された静電潜像をトナーにより現像したトナー像を形成する画像形成ユニット、トナー像を印刷媒体上に転写させる転写ユニット、記録媒体上のトナー像を過熱しながら加圧して定着させる画像定着手段、装置内部で発生した熱を外部に排出させる冷却ファン等を有している。
【０００３】
画像形成装置は、元来、上記したように画像定着手段等で発熱しており、冷却ファンにより熱を外部に排出させていたが、近年、特に、高機能化および高速化が要望されていることから、内部で発生される熱量が増加しており、画像定着手段だけでなく、その他の発熱も増加している。つまり、高速化等により画像定着手段で発生する熱量が増加するのみでなく、駆動系のモータやロータの回転速度、あるいはベルトの移動速度の上昇による発熱も増加している。
【０００４】
例えば、画像形成ユニットにおける発熱部は、トナーを攪拌する攪拌装置、現像ロータを帯電させると共にトナーを供給する供給ローラ、現像ロータのシール材、あるいは現像ローラのトナー厚を揃える現像ブレード、感光体（ローラ）の清掃手段等である。現像ローラと供給ローラのニップ部では、互いに逆方向に向かって擦れあうように両ローラが回転しており、現像ローラにはシール材及び現像ブレードが当接して擦れている。感光体（ローラ）と帯電装置のローラのニップ部でも、互いに逆方向に向かって擦れあうように両ローラが回転しており、感光体には清掃手段が当接して擦れている。また、感光体（ローラ）と現像ローラのニップ部では、互いが同方向となるように両ローラが回転しているが現像ローラの回転（周速）の方が速いことから擦れている。このように、上記した各ニップ部や各当接部では摺動摩擦による熱が発生しており、上記した高速化により各ニップ部や当接部で発生される摩擦熱は増大している。
【０００５】
画像形成ユニットにおける摩擦熱の発生で特に問題となるのは、トナーの溶融温度以上の摩擦熱が発生した場合であり、その場合、例えば、現像ローラ上の供給されるトナーに温度上昇によるフィルミング現象が発生し、感光体上に形成されるトナー像の画質が劣化することで、最終的に印刷媒体に転写される画像の画質も劣化する場合がある。
【０００６】
そのような画像形成ユニット内のトナーの温度上昇に対して、例えば、画像形成ユニットにおける攪拌装置の軸を両端が開口する空洞（中空構造）として形成し、攪拌装置の軸を内部から空気で冷却する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２３９９６５号公報（第１−３頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載された方法では画像形成ユニットにおける攪拌装置の周辺部のみは冷却できるが、発熱量が比較的多い現像ローラや感光体等の他の摩擦熱の発生部位の周辺部は冷却できない。従って、現像ローラや感光体等の他の摩擦熱の発生部位がトナーの溶融温度以上になることを防止できず、フィルミング現象による画質の劣化を解決できないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、画像形成ユニットにおける現像ローラや感光体等の発熱量が比較的多い摩擦熱の発生部位を冷却して、その各発生部位がトナーの溶融温度以上にならないようにして画質の劣化を防止する画像形成ユニットおよび画像形成装置を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した目的を達成するために、本発明の画像形成ユニットは、感光体と、該感光体の表面に一様な電位を与える帯電装置と、帯電された感光体に書き込まれた静電潜像に現像剤を付着させる現像ローラと、前記現像ローラに現像剤を供給する供給ローラと、前記現像ローラ上の現像剤の層厚を規制する現像ブレードと、記録媒体への転写後に残存した現像剤を感光体表面から除去する清掃手段とを具備する画像形成ユニットにおいて、
前記画像形成ユニット内を前記現像ローラの軸方向と平行に貫通し、前記画像形成ユニットの両端に開口部を有して内部が中空である中空構造部が設けられることを特徴とする。
【００１１】
あるいは、前記画像形成ユニット内を前記感光体の軸方向と平行に貫通させて、前記画像形成ユニットの両端に開口部を有して内部を気体が流動できる中空構造であり、その両端の開口部を塞ぐことなく回転自在に支持され、前記清掃手段と前記帯電装置との間で前記感光体と当接する冷却ローラが設けられることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置では、上記した画像形成ユニットを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の画像形成装置では、画像形成ユニット内を貫通させて、両端に開口部を有する冷却ダクトあるいは冷却ローラが設けられるので、画像形成ユニットにおける発熱量が比較的多い摩擦熱の発生部位である現像ローラや感光体を冷却でき、その現像ローラや感光体がトナーの溶融温度以上にならないようにして画質の劣化を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の画像形成装置を図面に従って説明する。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施形態１の画像形成装置を示す縦断面図である。
図１中で、給紙部１、印刷タイミング調整部３、画像形成ユニット４、転写ユニット５、画像定着手段６は、媒体搬出搬送路７、排出ローラ対８等におけるローラあるいはベルト等の駆動部位は図示しない駆動系によって駆動される。給紙部１は、給紙カセット２に収納された記録媒体を、印刷タイミング調整部３に向けて給紙する。印刷タイミング調整部３は、記録媒体上に画像が転写されるように画像形成ユニット４に記録媒体を給紙するタイミングを調整する。
【００１５】
画像形成ユニット４は、記録媒体上に転写される画像を形成するユニットであり、画像形成装置に着脱自在に配置される。画像形成ユニット４の構成及び動作については後述する。転写ユニット５は、画像形成ユニット４にて形成された画像を記録媒体に転写させ、画像が転写された記録媒体を後段の画像定着手段６に搬送するユニットである。
【００１６】
画像定着手段６は、画像が転写された記録媒体を加圧する１対のローラ部材と、加圧しながら加熱するための少なくとも１方のローラ部材の内部に設けられた発熱体により構成される。媒体搬出搬送路７は、画像定着手段６により画像が定着された記録媒体を後段の排出ローラ対８まで搬送するための搬送路である。排出ローラ対８は、画像が定着された記録媒体を媒体排出部９から装置外に排出させる。このようにして記録媒体への画像形成処理が終了する。
【００１７】
冷却ファン１０は、画像形成装置内で発生した熱を装置外に排出させるために設けられる。一般的に電子写真方式の画像形成装置では画像定着手段６の発熱量が最も大きいため、画像定着手段６からの熱を効率よく排出できるようにその近傍に配置される。なお、画像形成装置には、外部の空気を吸入する開口である吸気口（不図示）と、画像形成装置の内部の空気を排出する開口である排気口（不図示）とが設けられており、冷却ファン１０は排気口に設けられて画像形成装置内の空気と共に内部の熱を排出する。吸気口の形状は任意形状であり複数個であってもよい。排気口は、例えば、発熱部を挟んで吸気口の反対側に設けられて、そこに冷却ファン１０が設置されることで、吸気口から流入した空気により発熱部を冷却した空気を排出することができる。
【００１８】
図２は、図１の画像形成装置内の画像形成ユニットを示す縦断面図であり、図３は、図２の画像形成ユニットの斜視図である。
感光体１１は、表面上に画像が形成されるローラ形状の装置であり、ローラ状のアルミニウム等からなる導電性基層の表面上を、有機感光体からなる表層で覆って構成される。感光体１１の外周面には、後述する帯電装置１２の外周面、現像ローラ１３の外周面、清掃手段１７が当接するように配置される。感光体１１は、導電性基層が熱伝導率が高いアルミニウム等からなるためて放熱性が大きくなる。
【００１９】
帯電装置１２は、感光体１１の表面に一様な電位を与える装置であり、導電性の金属シャフトの表面上に、エピクロルヒドリンゴム等の半導電性のゴムがロール状に覆うように形成される。帯電装置１２の外周面は、感光体１１の外周面に当接する。感光体（ローラ）１１と帯電装置１２のローラのニップ部は、互いに逆方向に向かって擦れあうように両ローラが回転していることから当接部は発熱する。
【００２０】
現像ローラ１３は、帯電された感光体に書き込まれた静電潜像に現像剤（トナー）を供給して付着させることで現像してトナー像にする装置であり、導電性の金属シャフトの表面上に、シリコーン等の半導電性ゴムが覆うように形成される。現像ローラ１３の外周面は、感光体１１の外周面、後述する供給ローラ１４の外周面、現像ブレード１５、およぶシール材１６に当接する。現像ローラ１３は、不図示の回転駆動部材により、図２で反時計回りに回転駆動される。また、感光体（ローラ）１１と現像ローラ１３のニップ部では、互いが同方向となるように両ローラが回転しているが現像ローラ１３の回転（周速）の方が速いことから擦れており当接部は発熱する。現像ローラ１３の発熱量は多いため温度上昇も大きくなる。
【００２１】
供給ローラ１４は、現像ローラ１３に一定量のトナーを供給する装置であり、導電性の金属シャフトの表面上に、トナーの搬送性を向上させるために混練時に発泡剤が添加されたゴムが覆うように形成される。供給ローラ１４は、不図示の回転駆動部材により、図２で反時計回りに回転駆動される。従って、現像ローラ１３と供給ローラ１４のニップ部は、互いに逆方向に向かって擦れあうように両ローラが回転してしていることから当接部は発熱する。現像ローラ１３と供給ローラ１４のニップ部は、画像形成ユニット４内では最大の発熱源であり、温度上昇も大きい。
【００２２】
現像ブレード１５は、現像ローラ１３上に供給されるトナー薄層の厚みが均一になるように規制する。現像ブレード１５は現像ローラ１３の外周面又はその上のトナー薄層に当接する。現像ブレード１５は、現像ローラ１３に当接して擦れていることから当接部は発熱する。現像ブレード１５は、画像形成ユニット４内では比較的大きい発熱源であり、温度上昇も比較的大きい。シール材１６は、供給ローラ１４から供給された現像剤が現像ローラ１３における供給を受ける部分からユニット外へ漏れ出るのを防ぐためのシール材で、現像ローラ１３の外周面に当接する。シール材１６は、現像ローラに当接して擦れていることから当接部は発熱する。
【００２３】
清掃手段１７は、トナー像が記録媒体に転写された後の感光体１１の外周の表面上に当接して、残存したトナーを掻き取って除去（清掃）する。清掃手段１７は、感光体１１に当接して擦れることから当接部は発熱する。清掃手段１７は、画像形成ユニット４内では比較的大きい発熱源であり、温度上昇も比較的大きい。発光装置１８は、清掃手段１７により清掃された感光体１１の表面に光を照射することにより残存電位を除去する。現像剤カートリッジ１９は、現像剤を内蔵して画像形成ユニット４に着脱自在に配置され、画像形成ユニット４に現像剤を供給する。
【００２４】
攪拌装置２０は、現像剤カートリッジ１９から供給された現像剤を画像形成ユニット内に均一に分散させる装置であり、軸を有してその表面にスパイラル形状が構成される。例えば、軸を従来技術に示したように両端が開口する中空構造にした場合、その中空構造の軸は、内部の空気を外部の空気と入れ替えて流動させることができる。画像形成装置の内部には、冷却ファン１０により空気の流れ（気流）が発生しており、その空気の流れにより中空軸の内部の空気を流動させることにより攪拌装置２０を冷却することができ、従って攪拌装置２０の周辺のトナーも冷却することができる。
【００２５】
冷却ダクト２１は、画像形成ユニット内部を冷却するために空気を流動させるダクトの機能を有し、画像形成ユニット４内を現像ローラ１３の軸方向と平行に貫通させて、画像形成ユニット４の両端に冷却ダクト開口部２２（図３参照）が設けられる貫通孔の形状である。冷却ダクト２１は、このように内部を気体が流動できる中空構造で形成される。
【００２６】
本実施の形態における冷却ダクト２１は、概略的には、図２に示したように略四角形の断面形状となるように形成され、感光体１１と現像ローラ１３の間のニップ部（第１のニップ部）の近傍に配置される。また、冷却ダクト２１は、感光体１１と現像ローラ１３の間のニップ部（第１のニップ部）に向かって断面形状で略四角形の１つの角部を突出（凸形状）させた尖端部１２１を有するように形成される。
【００２７】
冷却ダクト２１（特に、先端部１２１）は、感光体１１と現像ローラ１３の何れにも接触しないように間隔を設けて設置されるが、その間隔は、冷却効率を良くするために可能な限り小さく（極小に）なるように設置される。
【００２８】
上記したように、画像形成装置の内部には、冷却ファン１０により空気の流れが発生しているので、その空気の流れにより貫通孔である冷却ダクト２１の内部の空気を流動させることができ、それにより冷却ダクト２１を冷却することができる。
【００２９】
冷却ダクト２１の管部の厚み寸法は、極力薄く形成されることが望ましく、少なくとも先端部１２１の厚み寸法は極力薄く形成されることが好ましい。これは、冷却ダクト２１の周囲を効率よく冷却するためであり、特に、冷却ダクト２１を形成する材料が、温度を良く伝導させない材料である場合には、冷却効率を改善するために管部の厚み寸法を極力薄く形成することが好ましい。
【００３０】
例えば、図２及び図３に示したように、冷却ダクト２１を、例えば、プラスチック等の高分子材料を用いて、画像形成ユニット４の筐体と一体となるようにモールド成型等により形成した場合、高分子材料の熱の伝導率（λ）は、銅（３７０Ｗ／ｍｋ程度）あるいはアルミニウム合金（２００Ｗ／ｍｋ程度）等の熱の伝導性が良い金属に比べると熱伝導性が良いとはいえない（例えば、ＰＶＣの熱伝導率(λ）は０．１７Ｗ／ｍｋ程度）。従って、モールド成型した冷却ダクト２１で、厚み寸法を大きくした場合、冷却ダクト２１の内部を気流により冷却しても、現像ローラ１３や感光体１１の冷却効率が低下する可能性がある。従って、冷却ダクト２１の管部の厚み寸法、特に、先端部１２１の管部の厚み寸法は、冷却効率を改善するために、極力薄く形成されることが好ましいことになる。
【００３１】
尚、上記した本実施形態では、冷却ダクト２１を略四角形の断面形状となるように形成したが、本実施形態の形状はこれに限られるものではなく、先端部１２１を備えていれば本実施形態の効果を得ることができるので、先端部１２１を設けること以外には断面形状を規定する必要は無い。また、上記した実施形態では、冷却ダクト２１を、感光体１１と現像ローラ１３の間のニップ部の下方に配置し、先端部１２１が下方から上方のニップ部に向けて突出するように構成したが、例えば、感光体１１と現像ローラ１３の間のニップ部の上方に配置し、先端部１２１が上方から下方のニップ部に向けて突出するように構成しても良い。
【００３２】
このように本実施の形態の画像形成装置では、画像形成ユニット４内を現像ローラ１３の軸方向と平行に、感光体１１と現像ローラ１３の間のニップ部（第１のニップ部）に向かって尖端部１２１を有する貫通孔形状の冷却ダクト２１を設けたので、冷却ファン１０による空気の流動により、的確に熱伝導率が高くて放熱性が大きい感光体１１と温度上昇が大きく発熱も大きい現像ローラ１３のニップ部を狙って、それらの摩擦により発生されて外部に放射あるいは伝導される熱を冷却ダクト２１を介して吸収して外部に放出することで冷却させることができ、それらの表面上のトナーがフィルミングするレベルまで温度上昇する事態を避けることができるので、画質の劣化を防止することができる。
【００３３】
実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２の画像形成装置内の画像形成ユニットを示す縦断面図である。
本実施の形態と図２等に示した実施の形態１との違いは、冷却ダクト２１ａの形状が変更されて、現像ローラ１３と供給ローラ１４の間のニップ部（第２のニップ部）の近傍に配置され、現像ローラ１３と供給ローラ１４との間のニップ部（第２のニップ部）に向かって断面形状で略四角形の１つの角部を突出（凸形状）させた尖端部１２２を有する点である。他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００３４】
冷却ダクト２１ａが、ダクトの機能を有し、現像ローラ１３の軸方向と平行で、両端に冷却ダクト開口部２２が設けられる貫通孔の形状（中空構造）であること、概略的に略四角形の断面形状となるように形成されることは実施の形態１と同様である。また、冷却ダクト２１ａは、現像ローラ１３と供給ローラ１４の間のニップ部（第２のニップ部）に向かって断面形状で略四角形の１つの角部を突出（凸形状）させた尖端部１２２を有するように形成される。
【００３５】
冷却ダクト２１ａ（特に、先端部１２２）は、現像ローラ１３と供給ローラ１４の何れにも接触しないように間隔を設けて設置されるが、その間隔は、冷却効率を良くするために可能な限り小さく（極小に）なるように設置される。
【００３６】
尚、上記した本実施形態では、冷却ダクト２１ａを略四角形の断面形状となるように形成したが、本実施形態の形状はこれに限られるものではなく、先端部１２２を備えていれば本実施形態の効果を得ることができるので、先端部１２２を設けること以外には断面形状を規定する必要は無い。また、上記した実施形態では、冷却ダクト２１ａを、現像ローラ１３と供給ローラ１４の間のニップ部の下方に配置し、先端部１２２が下方から上方のニップ部に向けて突出するように構成したが、例えば、現像ローラ１３と供給ローラ１４の間のニップ部の上方に配置し、先端部１２２が上方から下方のニップ部に向けて突出するように構成しても良い。
【００３７】
このように本実施の形態の画像形成装置では、画像形成ユニット４内を現像ローラ１３の軸方向と平行に、現像ローラ１３と供給ローラ１４の間のニップ部（第２のニップ部）に向かって尖端部１２２を有する貫通孔形状の冷却ダクト２１ａを設けたので、冷却ファン１０による空気の流動により、的確に画像形成ユニット４内では最大の発熱源であり温度上昇も大きい現像ローラ１３と供給ローラ１４のニップ部を狙って、それらの摩擦により発生されて外部に放射あるいは伝導される熱を冷却ダクト２１ａを介して吸収して外部に放出することで冷却させることができ、それらの表面上のトナーがフィルミングするレベルまで温度上昇する事態を避けることができるので、画質の劣化を防止することができる。
【００３８】
実施の形態３．
図５は、本発明の実施の形態３の画像形成装置内の画像形成ユニットを示す縦断面図である。
本実施の形態と図２等に示した実施の形態１との違いは、冷却ダクト２１ｂの配置と形状が変更されて、配置は現像ローラ１３と現像ブレード１５との当接部（第１の当接部）の上側近傍に配置されて、その第１の当接部に向かって断面形状で略四角形の１つの角部を突出（凸形状）させた尖端部１２３を有する点である。他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００３９】
冷却ダクト２１ｂが、ダクトの機能を有し、現像ローラ１３の軸方向と平行で、両端に冷却ダクト開口部２２が設けられる貫通孔の形状（中空構造）であること、概略的に略四角形の断面形状となるように形成されることは実施の形態１と同様である。また、冷却ダクト２１ｂは、現像ローラ１３と現像ブレード１５の当接部（第１の当接部）に向かって断面形状で略四角形の１つの角部を突出（凸形状）させた尖端部１２３を有するように形成される。
【００４０】
冷却ダクト２１ｂ（特に、先端部１２３）は、現像ローラ１３と現像ブレード１５の何れにも接触しないように間隔を設けて設置されるが、その間隔は、冷却効率を良くするために可能な限り小さく（極小に）なるように設置される。
【００４１】
尚、上記した本実施形態では、冷却ダクト２１ｂを略四角形の断面形状となるように形成したが、本実施形態の形状はこれに限られるものではなく、先端部１２３を備えていれば本実施形態の効果を得ることができるので、先端部１２３を設けること以外には断面形状を規定する必要は無い。
【００４２】
このように本実施の形態の画像形成装置では、画像形成ユニット４内を現像ローラ１３の軸方向と平行に、現像ローラ１３と現像ブレード１５との当接部（第１の当接部）に向かって尖端部１２３を有する貫通孔形状の冷却ダクト２１ｂを設けたので、冷却ファン１０による空気の流動により、的確に画像形成ユニット４内では比較的大きな発熱源であり温度上昇も比較的大きい現像ローラ１３と現像ブレード１５の当接部を狙って、それらの摩擦により発生されて外部に放射あるいは伝導される熱を冷却ダクト２１ｂを介して吸収して外部に放出することで冷却させることができ、それらの表面上のトナーがフィルミングするレベルまで温度上昇する事態を避けることができるので、画質の劣化を防止することができる。
【００４３】
実施の形態４．
図６は、本発明の実施の形態４の画像形成装置内の画像形成ユニットを示す縦断面図である。
本実施の形態と図２等に示した実施の形態１との違いは、冷却ダクト２１ｃの配置と形状が変更されて、配置は感光体１１と清掃手段１７との当接部（第２の当接部）の上側近傍に配置されて、その第２の当接部に向かって断面形状で略四角形の１つの角部を突出（凸形状）させた尖端部１２４を有する点である。他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００４４】
冷却ダクト２１ｃが、ダクトの機能を有し、現像ローラ１３（あるいは感光体１１）の軸方向と平行で、両端に冷却ダクト開口部２２が設けられる貫通孔の形状（中空構造）であること、概略的に略四角形の断面形状となるように形成されることは実施の形態１と同様である。また、冷却ダクト２１ｃは、感光体１１と清掃手段１７との当接部（第２の当接部）に向かって断面形状で略四角形の１つの角部を突出（凸形状）させた尖端部１２４を有するように形成される。
【００４５】
冷却ダクト２１ｃ（特に、先端部１２４）は、感光体１１と清掃手段１７の何れにも接触しないように間隔を設けて設置されるが、その間隔は、冷却効率を良くするために可能な限り小さく（極小に）なるように設置される。
【００４６】
尚、上記した本実施形態では、冷却ダクト２１ｃを略四角形の断面形状となるように形成したが、本実施形態の形状はこれに限られるものではなく、先端部１２４を備えていれば本実施形態の効果を得ることができるので、先端部１２４を設けること以外には断面形状を規定する必要は無い。
【００４７】
このように本実施の形態の画像形成装置では、画像形成ユニット４内を現像ローラ１３の軸方向と平行に、感光体１１と清掃手段１７との当接部（第２の当接部）に向かって尖端部１２４を有する貫通孔形状の冷却ダクト２１ｃを設けたので、冷却ファン１０による空気の流動により、的確に画像形成ユニット４内では比較的大きな発熱源であり温度上昇も比較的大きい感光体１１と清掃手段１７の当接部を狙って、それらの摩擦により発生されて外部に放射あるいは伝導される熱を冷却ダクト２１ｃを介して吸収して外部に放出することで冷却させることができ、それらの表面上のトナーがフィルミングするレベルまで温度上昇する事態を避けることができるので、画質の劣化を防止することができる。
【００４８】
実施の形態５．
図１〜図６に示した各実施の形態では、各冷却ダクトを、プラスチック等の高分子材料を用いて、画像形成ユニット４の筐体と一体にモールド成型等により形成する場合を示した。しかし、プラスチック等の高分子材料の熱伝導率（λ）は、銅あるいはアルミニウム合金等に比べると劣っている。そこで、本実施の形態では、上記した各実施の形態の冷却ダクトをアルミニウム合金等の熱伝導率の高い材料で形成する。その他の構成は、上記した各実施の形態と同様である。
【００４９】
冷却ダクトをアルミニウム合金等で形成する場合、画像形成ユニット４の筐体への固定方法が必要になるが、例えば、画像形成ユニット４の筐体の側面部に固定手段を設けるか、あるいは、先に冷却ダクトを形成しておき筐体と一緒にモールド成型すればよい。
【００５０】
上記した各実施の形態では、冷却ダクトを、画像形成ユニット４内を現像ローラ１３の軸方向と平行に貫通させて、画像形成ユニット４の両端に冷却ダクト開口部２２が設けられる貫通孔の形状、すなわち、内部を気体が流動できる中空構造として、画像形成ユニット内部の発熱箇所の近傍に形成することで、その発熱箇所を冷却するために空気を流動させるダクトの機能を持たせ、ダクトの内周部から熱を奪う構成とした。しかし、冷却ダクトの材料を熱伝導率のよい材料とした場合には、ダクトをヒートシンク的にも使用できることになるので、ダクト内周面の表面積を増加させることで冷却効率を改善できる。
【００５１】
具体的には、例えば、冷却ダクトの内周面に放熱フィンを設けることでヒートシンクの表面積が増加することになるので、冷却効率を改善することができる。
【００５２】
このように本実施の形態の画像形成装置では、画像形成ユニット４内の発熱箇所の近傍に設けた冷却ダクトをアルミニウム合金等の熱伝導率の高い材料で形成したので、冷却ファン１０による空気の流動により、画像形成ユニット４内で発生した熱を効率よく吸収して外部に放出することで冷却させることができ、それらの表面上のトナーがフィルミングするレベルまで温度上昇する事態を避けることができるので、画質の劣化を防止することができる。
【００５３】
実施の形態６．
図７は、本発明の実施の形態６の画像形成装置内の画像形成ユニットを示す縦断面図である。
本実施の形態と図６等に示した実施の形態４との違いは、冷却ローラ２３の形状が先端部（突出部）を有さず中空の円筒管形状（ローラ形状）に変更されている点と、冷却ローラ２３が清掃手段１７と帯電装置１２の間で感光体１１に当接するように配置される点と、冷却ローラ２３が回転可能であるように支持される点である。他の構成は、実施の形態４と同様である。
【００５４】
冷却ローラ２３は、例えば、熱伝導率の高いアルミ中空押し出し材等の材料で心金を形成し、外周表面をゴム薄膜等の絶縁材料で被覆するように構成すればよい。
【００５５】
冷却ローラ２３を回転可能に支持するためには、例えば、冷却ローラ２３の軸を中空の開口部を塞がないように設け、画像形成ユニット４の両側面部、内部仕切板、あるいは、内部側壁等で支持すればよい。すると、冷却ローラ２３は感光体１１と当接しているので、感光体１１の回転動作に連動して回転することになる。
【００５６】
尚、本実施形態では冷却ローラ２３を感光体１１に当接させることで連動させて回転するようにしたが、冷却ローラ２３は、例えば、歯車等の駆動手段により駆動するように構成しても良い。
【００５７】
このように本実施の形態の画像形成装置では、中空の円筒管形状の冷却ローラ２３を感光体１１に当接させて、回転可能であり、且つ、冷却ローラ２３の中空の開口部を塞がないように画像形成ユニット４の両側面部等で支持したので、感光体１１から外部に放射あるいは伝導される熱を冷却ローラ２３を直接に接触させて効率よく吸収して外部に放出することでより大きな冷却効果を得ることができ、感光体１１の表面上のトナーがフィルミングするレベルまで温度上昇する事態を避けることができるので、画質の劣化を防止することができる。
【００５８】
実施の形態７．
図７に示した実施の形態６では、清掃手段１７と帯電装置１２の間で感光体１１に当接する冷却ローラ２３を、アルミとゴム等を用いて形成する場合を示した。しかし、感光体１１の清掃手段１７と帯電装置１２の間の部位には、感光体１１の残存電位を除去するためのに発光装置１８から光が照射されており、実施の形態６の構成では、発光装置１８からの光を遮断してしまう。そこで、本実施の形態では、上記した実施の形態６の冷却ローラ２３を光を透過させるガラス等の透明材料で管状に形成する。透明材料とは、感光体１１の残存電位を除去できる波長の光に対して透明性を有する絶縁材料である。その他の構成は、上記した実施の形態６と同様である。
【００５９】
冷却ローラ２３をガラス管状に形成する場合の画像形成ユニット４の筐体への固定方法も、上記した実施の携帯６と同様で、冷却ローラ２３の軸を中空の開口部を塞がないように設け、画像形成ユニット４の両側面部、内部仕切板、あるいは、内部側壁等で支持すればよい。
【００６０】
冷却ローラ２３の駆動方法も、実施の形態６と同様に、冷却ローラ２３を感光体１１に当接させることで連動させて回転させるか、歯車等の駆動手段により駆動させればよい。
【００６１】
このように本実施の形態の画像形成装置では、透明で中空の円筒管形状の冷却ローラ２３を感光体１１に当接させて、回転可能であり、且つ、冷却ローラ２３の中空の開口部を塞がないように画像形成ユニット４の両側面部等で支持したので、感光体表面の残存電位除去作用を妨害することなく、感光体１１から外部に放射あるいは伝導される熱を冷却ローラ２３を直接に接触させて効率よく吸収して外部に放出することでより大きな冷却効果を得ることができ、したがって、感光体１１の表面上のトナーがフィルミングするレベルまで温度上昇する事態を避けることができるので、画質の劣化を防止することができる。
【００６２】
実施の形態８．
図１〜図７に示した各実施の形態では、各冷却ダクトあるいは各冷却ローラを、両端が開口した中空の管形状（断面が四角形又は円形形）に形成して、画像形成ユニット４内の感光体１１あるいは現像ローラ１３等の軸方向に平行でそれらに近づけて配置することで、それらを冷却する場合を示した。しかし、上記したように、一般的に冷却ファン１０は画像定着手段６の近辺に設置されるため、冷却ファン１０により作り出される気流により、各冷却ダクトあるいは各冷却ローラの内部を通過する空気の量は多くはない。そこで、本実施の形態では、冷却ファン１０の吸気側と冷却ダクトあるいは冷却ローラにおける冷却ファンに近い方の開口部との間に、吸気ダクト２４を設けることにより、各冷却ダクトあるいは各冷却ローラの内部を通過する空気の量を増加させるようにした。その他の構成は、上記した各実施の形態と同様である。
【００６３】
図８は、本発明の実施の形態８の画像形成装置内における画像形成ユニット、排気ファン、吸気ダクト及び内部側壁の位置関係を示す斜視図である。図９は、図８の構成をさらに内部側から見た場合の斜視図である。
本実施の形態では、図８及び図９に示したように画像形成ユニット４の一方の側端部は、画像形成装置の内部側壁２６により支持されている。その内部側壁２６には、画像形成ユニット４の一方の側端部に設けられた冷却ダクト開口部２２と対向する位置に吸気ダクト開口部２５が設けられている。そして、内部側壁２６の吸気ダクト開口部２５と、冷却ファン１０の吸気側とを結んで管形状の吸気ダクト２４が設けられている。つまり、吸気ダクト２４は、一方の開口端部が画像形成ユニット４の一方の側端部に設けられた冷却ダクト開口部２２と対向でき、且つ、他方の開放端部が冷却ファン１０の吸気側と対向でき、さらにそれらの間を結んでダクト形状に形成され、その一方の開口部が内部側壁２６の吸気ダクト開口部２５に固定される。他の構成は、上記した各実施の形態と同様である。
【００６４】
従って、吸気ダクト２４は、画像形成ユニット４に設けられた冷却ダクトの両端の開口部のうちの一方の開口部と、冷却ファン１０の吸気側面を結ぶように設けられ、一方の開口部に一方の端面開口部２５が対向し、他方の端面開口部が冷却ファン１０の吸気側面に対向している。また、冷却ダクトに代えて冷却ローラにより冷却する場合も同様である。
【００６５】
この吸気ダクト２４を設けることにより、冷却ファン１０により画像形成装置内から吸気されて外部に排出される空気の内、相当に多くの空気を画像形成ユニット４の冷却ダクト開口部２２から吸気できるようになる。
【００６６】
このように本実施の形態では、画像形成装置の冷却ファン１０により発生する空気の流れを有効に利用するために吸気ダクト２４を設けたので、画像形成ユニット４の外部の空気を多量に冷却ダクトあるいは冷却ローラの内部を通過させることができ、画像形成ユニットの内部、特に感光体１１および現像ローラ１３の表面を強制的に冷却（空冷）することができるので、上記した各実施の形態よりも多くの冷却効果を得ることができる。
【００６７】
上記した各実施の形態では、本発明の画像形成装置としてプリンタ装置の場合をしたが、本発明はそれに限らず、例えば、同様に現像剤を用いて電子写真方式で印刷するＦＡＸ装置、コピー機、あるいは、上記した各種装置の機能を復号的に有する複合装置等の場合でも本発明を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施形態１の画像形成装置を示す縦断面図である。
【図２】図１の画像形成装置内の画像形成ユニットを示す縦断面図である。
【図３】図２の画像形成ユニットの斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態２の画像形成装置内の画像形成ユニットを示す縦断面図である。
【図５】本発明の実施の形態３の画像形成装置内の画像形成ユニットを示す縦断面図である。
【図６】本発明の実施の形態４の画像形成装置内の画像形成ユニットを示す縦断面図である。
【図７】本発明の実施の形態６の画像形成装置内の画像形成ユニットを示す縦断面図である。
【図８】本発明の実施の形態８の画像形成装置内における画像形成ユニット、排気ファン、吸気ダクト及び内部側壁の位置関係を示す斜視図である。
【図９】図８の構成をさらに内部側から見た場合の斜視図である。
【符号の説明】
【００６９】
１  給紙部、
２  給紙カセット、
３  印刷タイミング調整部、
４  画像形成ユニット、
５  転写ユニット、
６  画像定着手段、
７  媒体搬出搬送路、
８  排出ローラ対、
９  媒体排出部、
１０  冷却ファン、
１１  感光体、
１２  帯電装置、
１３  現像ローラ、
１４  供給ローラ、
１５  現像ブレード、
１６  シール材、
１７  清掃手段、
１８  発光装置、
１９  現像剤カートリッジ、
２０  攪拌装置、
２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ  冷却ダクト、
２２  冷却ダクト開口部、
２３  冷却ローラ、
２４  吸気ダクト、
２５  吸気ダクト開口部、
２６  プリンタ内部側壁、
１２１〜１２４  先端部。
【図１】
2006208673.tif 000003
【図２】
2006208673.tif 000004
【図３】
2006208673.tif 000005
【図４】
2006208673.tif 000006
【図５】
2006208673.tif 000007
【図６】
2006208673.tif 000008
【図７】
2006208673.tif 000009
【図８】
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【図９】
2006208673.tif 000011