(57)【要約】【課題】  機内昇温にとって最も厳しい環境、印字モードで連続印字を行った際においても像担持体および画像形成部、ベルト部材等を確実に冷却し、熱源や転写材からの熱の影響を抑制することが可能な電子写真画像形成装置を提供する。【解決手段】  トナー像を形成するために回転可能な感光体ドラムを複数配置するとともに、前記複数の感光体ドラムに対向して配置された静電転写ベルト11を有する電子写真画像形成装置において、隣接する２つの感光体ドラム１と静電転写ベルト11とで構成される第１空間Ａと、感光体ドラム１に潜像を形成する露光を行うために形成された第２空間Ｂの少なくとも一方に対し、感光体ドラム１の回転軸方向にエアを送風又は吸引可能とした冷却手段を有することを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する移動可能な複数の像担持体と、前記複数の像担持体に対向して配置されたベルト部材と、を有する画像形成装置において、
前記複数の像担持体のうち隣接する２つの像担持体と前記ベルト部材とで構成される第１空間と、前記像担持体を露光するために形成された第２空間の少なくとも一方に対し、前記像担持体の移動方向と直交する方向にエアを送風又は吸引する冷却手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記冷却手段は、前記像担持体の一方側からエアを送り込むための送風ダクト、又は前記像担持体の他方側にエアを引き込むための吸引ダクトの少なくとも１つを有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記冷却手段は、エアの送風方向が前記像担持体および前記ベルト部材表面の両方にエアが流れる方向に設定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記冷却手段は、前記像担持体を支持するための支持部材に設けられた開口部を介して装置内にエアを送風又は吸引することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記開口部は複数設けられるとともに、装置本体に設けたファンとダクトにより連結され、前記ファンによって送風あるいは吸引されたエアが、他の開口部から排出されることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記像担持体は、装置本体に対して着脱可能なカートリッジとして構成され、前記カートリッジの外壁を前記像担持体の移動方向と直交する方向のエアの流れを形成するためのガイドとして機能させることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記カートリッジの外壁には、前記像担持体の移動方向と直交する方向のエアの流れに沿った方向のリブを有することを特徴とする請求項６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、カラープリンタやカラー複写機のように、複数の色の画像形成部によって順次画像を形成して画像を形成する画像形成装置に関し、更に詳しくは装置内部、特に複数の像担持体およびベルト部材を冷却するための冷却手段を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式によるカラー画像形成装置の普及にともない、カラー画像の印字品質に対する要求に加え、カラー出力の高速化に対する要求が高まっており、この要求に応えるために、いくつかの画像形成方式が提案されている。その中でタンデム型と呼ばれるカラー画像形成方式がある。この方式はブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各トナー画像をドラム状の像担持体に形成し、転写ベルトによって搬送される転写材に対してそれぞれの転写手段によって順次転写する。あるいは、前記各色トナー像を転写ベルトに直接転写してカラー画像を形成し、そのカラー画像を転写材に一括転写する。そして、転写材に転写したトナー像を定着器において加熱定着するものである。
【０００３】
前記各色の像担持体の画像を転写材上に転写する方法としては、転写搬送ベルトと呼ばれるベルトで転写材を搬送し、直接転写材上に順次転写を行っていくものと、中間転写ベルトと呼ばれるベルトに各色画像を順次転写した後、転写紙上に転写するものが挙げられる。
【０００４】
タンデム型のカラー画像形成装置内には、駆動部の増加やそれに伴う電源サイズの増大等が必要となり、転写材にトナー像を定着する定着器においてもトナーを混色させて定着しなければならなかった。このため多くの発熱量が生じていた。
【０００５】
更に、連続両面印字を行った場合においては、一度、片面印字を行い温度の高い定着器を通過した転写材が、高い熱を持った状態で再度画像形成部を通過することにより像担持体や画像形成部、転写ベルト部等の温度が上昇してしまう。これらのことから、タンデム型カラー画像形成装置は、装置本体内の温度上昇を配慮して設計する必要があった。
【０００６】
具体的には、各像担持体間や定着器と像担持体の間にクリアランスを設け、自然冷却を行ったり、定着器や電源などの発熱源に対して周囲に断熱材を設けたり、機内にファンを設置し風を送風することにより、画像形成部に熱が伝達し難くするなどの工夫がされていた。また、両面連続印字時の温度上昇に対しては両面連続印字のスループットを片面連続印字時より落としたり、温度上昇が発生した場合、機内の像担持体近傍温度を温度センサ等で検知し、適正温度に下がるまで両面印字を行わない仕様にするなども挙げられる。
【０００７】
【特許文献１】特開2003−295739号公報      特開2003−29540号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、近年、タンデム型カラー画像形成装置は小型化、高速出力化が進み、像担持体間や熱源周囲のクリアランスを確保すること、両面印字のスループットを低下させることができなくなってきた。そのため、画像形成部の温度が許容温度を超えてしまい、トナー容器内でのトナー固着や温度上昇により像担持体に安定して画像形成を行うことや像担持体上に形成されたトナー像を転写材に確実に転写することができないおそれがあった。
【０００９】
また、像担持体に沿うように配置された転写ベルト部の温度が上昇し、転写ベルトを駆動するローラ径やベルト厚の膨張によりベルト走行速度が不安定になり各色間の色ズレが発生することがあった。
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、機内昇温にとって最も厳しい環境、印字モードで連続印字を行った際においても像担持体および画像形成部、ベルト部材等を確実に冷却し、熱源や転写材からの熱の影響を抑制することが可能な画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための本発明における代表的な手段は、トナー像を担持する移動可能な複数の像担持体と、前記複数の像担持体に対向して配置されたベルト部材と、を有する画像形成装置において、前記複数の像担持体のうち隣接する２つの像担持体と前記ベルト部材とで構成される第１空間と、前記像担持体を露光するために形成された第２空間の少なくとも一方に対し、前記像担持体の移動方向と直交する方向にエアを送風又は吸引する冷却手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ベルト部材と隣り合う複数の像担持体で構成される空間と、前記複数の像担持体に静電潜像を形成するための露光を行う空間に像担持体の移動方向と直交する方向にエアの流れをつくることで、装置本体内部を確実に冷却し、装置本体内部の昇温によるトナーの固着やそれに伴う画像不良の発生しない高出力、高品質の画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に本発明の一実施形態に係る画像形成装置について、ここではフルカラーレーザビームプリンタを例示して説明する。なお、本発明の実施形態として、転写搬送ベルトと呼ばれるベルトで転写材を搬送し、直接転写材上に順次転写を行っていくものを取りあげるが、中間転写ベルトと呼ばれるベルトに各色画像を順次転写した後、転写材上に転写するものにも適用することができる。また、本発明は複数の感光ドラムを備えたカラー複写機などにも適用することができる。したがって、本発明の画像形成装置は、フルカラーレーザービームプリンタに限定されるものではない。
【００１４】
［フルカラーレーザービームプリンタの全体構成］
まず、プリンタの全体構成について説明する。図１は多色画像形成装置の一態様であるフルカラーレーザービームプリンタ（以下、単に「プリンタ」という）100の全体構成を示す縦断面図である。
【００１５】
プリンタ100は装置本体101内に垂直方向に並設された４個の像担持体としての感光体ドラム１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）を備えている。各感光体ドラム１は、不図示の駆動部によって、個々に、図中、反時計回りに回転するようになっている。各感光体ドラム１の周囲には、各感光体ドラムの回転方向に従って順に、感光体ドラムの表面を均一に帯電する帯電装置２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）、画像情報に基づいてレーザービームを照射して感光体ドラム上に静電潜像を形成する露光手段であるスキャナユニット３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像装置４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）、感光体ドラム上のトナー像を転写材であるシートＳに転写する静電転写装置５、転写後の感光体ドラムの表面に残った転写残トナーを除去するクリーニング装置６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）等を配設してある。
【００１６】
感光体ドラム１、帯電装置２、現像装置４、クリーニング装置６は各々一体的にカートリッジ化されたプロセスカートリッジ７（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）を形成している。シートには、例えば、普通紙やＯＨＰ用シートがある。
【００１７】
感光体ドラム１は、例えば、アルミシリンダの外周面に有機光導伝体層（ＯＰＣ感光体）を塗布して形成してある。感光体ドラム１の両端部は、支持部材によって回転自在に支持してある。感光体ドラム１の一方の端部には、不図示の駆動モータからの回転力が伝達されるようになっている。したがって、感光体ドラム１は、駆動モータによって反時計周りに回転するようになっている。
【００１８】
帯電装置２は、帯電部材をローラ状に形成した帯電ローラを感光体ドラム１に当接させる接触帯電方式を採用している。この導電性ローラに帯電バイアス電圧が印加されることによって、感光体ドラム１の表面を一様に帯電するようになっている。
【００１９】
スキャナユニット３は、感光体ドラム１に対して略水平方向に配置されて、不図示のレーザーダイオードによって画像信号に対応する画像光が、不図示のスキャナモータによって高速回転されるポリゴンミラー９（９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ）に照射される。ポリゴンミラー９を反射した画像光は，結像レンズ10（10ａ，10ｂ，10ｃ，10ｄ）を介して帯電済みの感光体ドラム１の表面を選択的に露光するようになっている。この結果、感光体ドラム１に静電潜像が形成されるようになっている。
【００２０】
現像装置４は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーをそれぞれ収納した現像器を有し、感光体ドラム１に形成した潜像を各色トナーによって現像して可視像可する。
【００２１】
静電転写装置５は、無端のベルト部材である静電転写ベルト11によってシートＳを静電吸着し、転写材を各感光体ドラム１と対向する位置へ搬送してトナー像を転写するものである。
【００２２】
本実施形態の静電転写ベルト11は、駆動ローラ13、従動ローラ14ａ，14ｂ、テンションローラ15の４本のローラに掛け渡されて、すべての感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに接しながら図１の矢印方向に循環するようになっている。静電転写ベルト11は、図１に示す左側の外周面にシートＳを静電吸着して、感光体ドラム１にシートＳを接触させるために循環する。そのとき、転写ローラ12（12ａ，12ｂ，12ｃ，12ｄ）に転写バイアスを印加することで感光体ドラム１上のトナー像がシートへ転写される。
【００２３】
シート供給部16は、シートＳをプロセスカートリッジ７等の画像形成部（画像形成手段）に搬送するようになっている。シート供給カセット17には、複数枚のシートＳを収納してある。画像形成時に、半月状のシート供給ローラ18は、画像形成動作に応じて回転して、シート供給カセット17内のシートＳを１枚毎に分離し、レジストローラ対19に給送するようになっている。
【００２４】
定着器（定着手段）20は、シートＳに転写された複数色のトナー像をシートＳに定着するようになっている。この定着器20は回転してシートに熱を加える加熱ローラ21ａと、これに圧接してシートＳに圧力を加える加圧ローラ21ｂとを備えている。
【００２５】
なお、本実施形態のプリンタ100は、シートの両面に画像が形成することができるようになっている。このため、プロセスカートリッジ７によって一方の面にトナー像を形成されたシートの他方の面にもトナー像を形成するため、そのシートを表裏反転して再度画像形成部に送り込むシート再給送搬送機構（シート再給送搬送手段）50を備えている。なお、シートの片面にしかシートを形成しないのであれば、このシート再給送搬送機構50は、必ずしも必要としない。
【００２６】
上記構成のプリンタは、画像形成信号を入力すると、シート供給部16によってシート供給カセット17からシートＳを給送するとともに、静電転写ベルト11に静電吸着して画像形成部へと搬送する。このシート搬送と同期して感光体ドラム１が回転し、電子写真方式によって各感光体ドラム上に形成したイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナー像を搬送されるシートに順次転写する。そして、そのシートを定着器20に搬送してトナー像を加熱定着した後、シート排出ローラ対23によって、装置上部の排出部39に排出積載する。なお、この排出部39に排出されたシートはトナー定着される際に加熱されているが、冷却ファン37からの送風によって冷却される。
【００２７】
［冷却手段］
本実施形態のプリンタは、装置本体内の温度上昇を抑制するために冷却手段が設けられている。次に、本発明の特徴部分である冷却手段の配置について図１乃至図５に基づいて説明する。
【００２８】
図２に示すように、装置本体101に感光体ドラム１を含むプロセスカートリッジ７を支持している支持部材としての左右側板フレーム60，61に機内に冷却エアーを送り込む４個の開口部65（65ａ，65ｂ，65ｃ，65ｄ）と、機内のエアーを機外に排気するための４個の開口部66（66ａ，66ｂ，66ｃ，66ｄ）が設けてある。各開口部65，66は、複数のプロセスカートリッジ７に対してそれぞれ設けてあり、図１に示すように、隣り合う感光体ドラム１を収納したプロセスカートリッジ７と静電転写ベルト11とで構成される第１の空間Ａと、感光体ドラム１に静電潜像を形成するための露光を行うための第２の空間Ｂと同位相の位置に設けてある。なお、本実施形態では前記空間Ａ，Ｂのうち、両方の空間Ａ，Ｂを冷却するように開口部65，66を形成したが、これはいずれか一方のみ形成するようにしても良い。
【００２９】
また、図３に示すように、左側板フレーム60には機外の冷却エアーを取り込んで機内へ送り込むための送風ファン55（55ａ，55ｂ）を本体装置後方端部に取り付けた送風ダクト56（56ａ，56ｂ）を２つ配置してある。送風ダクト56のもう一方の端部は左側板フレーム60の開口部65に接続している。そして、図４に示すように、送風ダクト56による開口部65からの送風方向は感光体ドラム１の回転軸方向に対して略斜め40°になるように設定されている。これにより、プロセスカートリッジ７内の感光体ドラム１および静電転写ベルト11表面の両方にエアが流れるようになり、感光体ドラム１近傍のクリーニング装置部６、帯電装置部２、現像装置部４、および静電転写ベルト部11を特に冷却するように設定されている。
【００３０】
また、図３に示すように、吸引ファン57がに右側板フレーム61の開口部66を通じて機内のエアーを機外に排気するために装置本体の上側の右後方に配置してある。吸引ファン57と右側板フレーム61は、右側板フレーム61の外側に設けられた装置本体の右外装部品58と不図示の上外装部品に覆われて吸引ダクトが形成されており、機内のエアーを効率的に機外に排気することが可能なように構成されている。
【００３１】
次に装置本体内を冷却するエアーの流れを図４に基づいて説明する。装置本体内の外気は、送風ダクト後方に設けた送風ファン55から流入する。その後、エアーは送風ダクト56を矢印方向に通過して左側板フレーム60の開口部65を通してプロセスカートリッジ部７に送風される。
【００３２】
プロセスカートリッジ部７に送られたエアーは前記空間Ａ及びＢ（図１参照）を通過することによって感光体ドラム近傍、静電転写ベルト部11を冷却し、右側板フレーム61に設けられた開口部66を通過し、吸引ファン57に吸引され、機外に排気される。
【００３３】
これにより、両面連続印字等を繰り返し機内温度が上昇していっても、前記冷却手段によるエアの流れによって効率良く冷却される。本実施形態にあっては、例えばプロセスカートリッジの感光体ドラム１近傍の温度が本実施形態の冷却手段を採用する以前には60.8℃であったものが、前述した本実施形態の冷却手段を採用したことで42.8℃にまで下げられた。
【００３４】
ここで、本実施形態では、図１に示すように、第１の空間Ａはカートリッジ７の外壁を感光体ドラム１の回転軸方向のエアの流れを形成するためのガイドとして機能するため、送風ダクト56からの冷却風が効果的に送られる。
【００３５】
また、本実施形態ではカートリッジ７の装着領域とスキャナユニット３との境界に中板63を設け、装置内に送られたエアが第１の空間Ａ及び第２の空間Ｂを通る際に、画像形成部材を効率よく冷却するようにしている。
【００３６】
以上のように本実施形態にあっては、静電転写ベルト11と隣り合う複数の感光体ドラム１で構成される第１の空間Ａと、感光体ドラム１に静電潜像を形成するための露光を行うための第２の空間Ｂに感光体ドラム１の回転軸方向にエアの流れをつくることで、装置本体内部を確実に冷却し、装置本体内部の昇温にによるスループットの低下やトナーの固着によるなど画像不良の発生しない高出力、高品質の画像を得ることができる。
【００３７】
また、送風ダクト56との送風方向を感光体ドラム１および静電転写ベルト11の両方にエアが流れるように設定したことにより感光体ドラム１やトナーに対する熱の影響を最小限に抑えることができる。
【００３８】
また、送風ダクト56、吸引ダクトを感光体ドラム１を支持する左右側板フレーム60，61に設けた開口部65，66を利用することにより、冷却手段を新設することなく画像形成装置のコストアップと大型化を抑えて、装置内部を冷却することができる。
【００３９】
さらに、左右側板フレーム60，61に設けた開口部65，66を装置本体に設けたファン55，57とダクトに連結させ、ファンによって送風、吸引されたエアを開口部に送風、吸引させることにより左右側板フレーム60，61内の空間を確実に冷却することができる。
【００４０】
また、装置本体内に装填されたカートリッジ７の外壁を感光体ドラム１の回転軸方向のエアの流れを形成するためのガイドとして機能させることにより、新たに装置本体内部にダクトを設けずとも、コストアップなしにエアの流れを確保することが可能となり、冷却効率を高めることができる。
【００４１】
なお、前述した実施形態では、左右側板フレーム60，61の外側に送風ダクト56を配置したが、この送風ダクト56は左右側板フレームの内側に配置させても良い。
【００４２】
また、図５に示すように、カートリッジ７外壁にエアの流れに沿った方向のリブ64（64ａ，64ｂ）を設けることにより、冷却したい場所の冷却エアーの風量をふやすことができ、冷却風の送風効果を高めることができ、機内昇温による機内温度を下げることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態に係る電子写真画像形成装置の一形態であるフルカラーレーザービームプリンタの全体構成を示す縦断面図である。
【図２】画像形成装置の本体フレームを示す斜視図である。
【図３】画像形成装置の本体フレームおよび冷却手段の概略斜視図である。
【図４】冷却手段によるエアーの流れを示す概略上面図である。
【図５】リブを設けたプロセスカートリッジの概略斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
Ａ，Ｂ …空間
Ｓ    …シート
１    …感光体ドラム
２    …帯電装置
３    …スキャナユニット
４    …現像装置
５    …静電転写装置
６    …クリーニング装置
７    …プロセスカートリッジ
９    …ポリゴンミラー
10    …結像レンズ
11    …静電転写ベルト
12    …転写ローラ
13    …駆動ローラ
14ａ，14ｂ …従動ローラ
15    …テンションローラ
16    …シート供給部
17    …シート供給カセット
18    …シート供給ローラ
19    …レジストローラ対
20    …定着器
21ａ  …加熱ローラ
21ｂ  …加圧ローラ
23    …シート排出ローラ対
37    …冷却ファン
39    …排出部
50    …シート再給送搬送機構
55    …送風ファン
56    …送風ダクト
57    …吸引ファン
58    …右外装部品
60    …左側板フレーム
61    …右側板フレーム
63    …中板
64    …リブ
65，66 …開口部
100   …プリンタ
101   …装置本体
【図１】
2005283733.tif 000003
【図２】
2005283733.tif 000004
【図３】
2005283733.tif 000005
【図４】
2005283733.tif 000006
【図５】
2005283733.tif 000007