(57)【要約】【課題】感光体ドラムを効率的に冷却する。【解決手段】円筒基体２０の外周面に感光層１１が形成されて回転駆動される感光体ドラム１０の両側面に吸気口２３と排気口２４とを形成し、感光体ドラム１０と一体に回転して吸気口２３から空気を吸引するインペラを吸気口２３側に設けて、吸引した空気を排気口２４の方向に円筒基体２０の内周面に向けて送風するようにした。【選択図】図７
2007101788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空状の円筒基体の外周面に感光層が形成されて回転駆動される感光体ドラムと、
前記円筒基体の軸方向の一端側の側面に開口されて形成された吸気口と、
前記円筒基体の軸方向の他端側の側面に開口されて形成された排気口と、
前記感光体ドラムと一体に回転して前記吸気口から空気を吸引するインペラを有し、吸引した空気を前記円筒基体の内周面に向けて送風して前記排気口から排気する冷却機構と、
を備える画像形成装置。
【請求項２】
前記冷却機構は、
前記円筒基体内部で前記吸気口側に設けられて、前記感光体ドラムと一体に回転されて、前記吸気口から吸引された空気を前記円筒基体の内周面に向くように軸方向に対して斜めに排気する斜流インペラを備える、請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記冷却機構は、
前記円筒基体内部の前記排気口側に設けられて、前記感光体ドラムと一体に回転されて、前記斜流インペラから排出された空気を前記排気口に向けて前記円筒基体の軸方向に排気する軸流インペラを備える、請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記感光体ドラムは、前記円筒基体の両端近傍に設けられて前記円筒基体と回転駆動される支軸とを連結し円形の開口部を有するフランジを備え、
前記排気口側に備えられた前記フランジの前記開口部は、前記感光体ドラムの軸方向の端部から中心に向けて拡径している、請求項１、２又は３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、複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ装置等の電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、感光体ドラムにトナーを静電吸着させて記録媒体に転写させる電子写真方式を採用する画像形成装置においては、定着装置等の熱源が用いられるため、装置内部の温度が上昇してしまい、感光体ドラムが熱せられて劣化して画像形成に不具合が生じることが知られている。特に近年の画像形成装置では、装置本体のコンパクト化が進められて装置内部の各機器の間隔が狭くなっているため、感光体ドラムはさらに熱の影響を受け易くなっている。
【０００３】
また、記録媒体に対して両面印刷を行う画像形成装置の場合、記録媒体は定着装置によって片面に形成された画像が定着された後、反転されて再度感光体ドラムによって他面に画像形成が行われる。このとき、定着装置によって片面に形成された画像が定着された記録媒体は、定着装置から受熱して温度が高くなった状態で再度感光体ドラムに搬送されるため、感光体ドラムは高温の記録媒体によって加熱されて温度が上昇してしまう。
【０００４】
そこで、感光体ドラムを冷却するためのファンを画像形成装置に設けて感光体ドラムに送風することも考えられる。しかし、この場合、感光体ドラムの外周面に静電吸着したトナーや定着前の記録媒体に転写されたトナーがファンの風を受けて剥離してしまう。そうすると、記録媒体の印刷状態が悪くなり、さらに、剥離したトナーは画像形成装置内部を飛散してしまい、他の記録媒体に対しても画像ノイズを与えてしまう。
【０００５】
このような不具合に対処するため、特許文献１には、両端が開口されて中空状の感光体ドラム内部にインペラを設けて、感光体ドラムの回転に伴ってこのインペラが回転されることで、感光体ドラム内部に空気が取り入れられるようにした技術が開示されている。この技術によれば、感光体ドラムの外周面等に送風されることなく感光体ドラム内部が冷却される。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１９４２３０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
感光体ドラムの外周面には静電潜像が形成されるための感光層がコーティングされており、画像形成の不具合は、この感光層が熱せられてその特性が変化してしまうことで生じる。そのため、感光体ドラムは、感光層が形成された外周部の冷却が最も必要とされる。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載された技術では感光体ドラムの内部に送風されるが、最も冷却が必要とされる感光層の裏面にあたる内周面には風があたるようにされておらず、冷却効率が悪い。
【０００９】
本発明の目的は、感光体ドラムを効率的に冷却できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の画像形成装置は、中空状の円筒基体の外周面に感光層が形成されて回転駆動される感光体ドラムと、前記円筒基体の軸方向の一端側の側面に開口されて形成された吸気口と、前記円筒基体の軸方向の他端側の側面に開口されて形成された排気口と、前記感光体ドラムと一体に回転して前記吸気口から空気を吸引するインペラを有し、吸引した空気を前記円筒基体の内周面に向けて送風して前記排気口から排気する冷却機構と、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、感光体ドラムの内部に取り込まれた空気が内周面に向かって送風されるため、感光体ドラムを効率的に冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施の形態を、図１ないし図７に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本実施の形態の画像形成装置を概略的に示す縦断側面図である。画像形成装置１は本体ケース２を備えており、この本体ケース２の一端には記録媒体３が載置される給紙カセット４が取り付けられ、本体ケース２の他端には画像形成が行われた記録媒体３が排紙される排紙トレイ５が取り付けられている。
【００１４】
本体ケース２内には、後述する感光体ドラム１０や転写器１５等を有し電子写真プロセスにより記録媒体３上にトナー像を転写する画像形成部６と、記録媒体３上に転写されたトナー像を定着させる定着装置７と、記録媒体３が給紙カセット４から排紙トレイ５へ向けて画像形成部６と定着装置７とを通過して搬送される搬送経路８とが設けられている。そして、本体ケース２の両側面には、画像形成部６近傍に位置させて図示しない通気口が形成されている。
【００１５】
図２は、画像形成部６を拡大して示す縦断側面図である。画像形成部６は、モータ（図示しない）によって駆動されるギヤ（図示しない）が一体形成された支軸９を中心に回転駆動される感光体ドラム１０、感光体ドラム１０の外周面に形成された感光層１１を一様に帯電させる帯電器１２、画像情報に応じて感光体ドラム１０の外周面を露光して静電潜像を形成する露光器１３、静電潜像に対してトナーを付着させることによりトナー像を形成する現像器１４、感光体ドラム１０と当接されてトナー像を記録媒体３上に転写させる転写器１５、トナー像の転写後に感光体ドラム１０上に残留しているトナーを除去するクリーニングブレード１６、記録媒体３を転写位置へ送り込むタイミングを計るレジストローラ１７等により構成されている。感光体ドラム１０と転写器１５との間の転写位置に送り込まれた記録媒体３は、感光体ドラム１０が回転されてトナー像が転写されて定着装置７側へ搬送される。
【００１６】
図３は、定着装置７を拡大して示す縦断側面図である。定着装置７は、定着ローラ１８と加圧ローラ１９とを備えている。定着ローラ１８は通電により発熱し、図示しない駆動手段により回転駆動される。加圧ローラ１９は、定着ローラ１８の軸心と平行な軸心をもって軸心回りに回転自在に配置され、トナー像が転写されて画像形成部６側から搬送されてきた記録媒体３を定着ローラ１８に押圧する。トナー像が転写された記録媒体３が定着ローラ１８と加圧ローラ１９との間を通過すると、定着ローラ１８からの熱と加圧ローラ１９からの圧力とが記録媒体３に加えられて、記録媒体３上のトナー像が記録媒体３に定着される。そして、定着ローラ１８と加圧ローラ１９とにより挟持された記録媒体３は排紙トレイ５へ向けて搬送される。
【００１７】
また、定着装置７は発熱する定着ローラ１８を備えるため熱源となり、本体ケース２内部の他の機器に対して熱が放射される。
【００１８】
次に、感光体ドラム１０を図４ないし図６に基づいて説明する。
【００１９】
図４は感光体ドラム１０を示す縦断正面図、図５はその側面図、図６は感光体ドラム１０内部の斜流インペラ２５を示す斜視図である。
【００２０】
感光体ドラム１０は、アルミニウム等の金属材により形成された中空の円筒基体２０と、この円筒基体２０の外周面にコーティングされて形成された光伝導半導体の蒸着膜とその表面を覆う絶縁層とによる感光層１１とよりなる。円筒基体２０の両端近傍には導電性の合成樹脂により成形されたフランジ２１、２２が固定的に嵌合され、フランジ２１、２２の中心に貫通されて固定されている支軸９が本体ケース２に保持されている。
【００２１】
フランジ２１、２２は開口部２１ａ、２２ａを有しており、中空状の円筒基体２０は貫通されて内部に空気が取り入れられるように構成されている。ここで、開口部２１ａ、２２ａは、側面から見て円形状に形成されており、支軸９が嵌め込まれた中心部２１ｃ、２２ｃと外周部２１ｂ、２２ｂとを連結するブリッジＢによって分割されている（図４（ｂ）参照）。
【００２２】
なお、円筒基体２０において、フランジ２１が備えられた一端側を吸気口２３と、フランジ２２が備えられた他端側を排気口２４とする。
【００２３】
そして、フランジ２１は、その開口部２１ａが吸気口２３から排気口２４に向かうに従い次第に縮径されて形成されている。一方、排気口２４側のフランジ２２は、その開口部２２ａが排気口２４から吸気口２３に向かうに従い次第に拡径されて形成されている。そのため、フランジ２１、２２の外周部２１ｂ、２２ｂは、軸方向に沿って厚みが異なっている。
【００２４】
さらに、中空状の円筒基体２０内部には、吸気口２３側でフランジ２１よりも僅かに排気口２４側に位置させて、斜流インペラ２５が支軸９に軸装されて備えられている。斜流インペラ２５は、吸引した空気を支軸９に対して斜め方向に排気するように形成されているものである。
【００２５】
また、斜流インペラ２５は、感光体ドラム１０がトナー像を転写して記録媒体３を搬送する方向に回転されると吸気口２３から円筒基体２０の内部に吸気する向きで取り付けられている。そして、支軸９に軸装されているため、感光体ドラム１０が支軸９を中心に回転駆動されるに伴って回転される。
【００２６】
一方で、円筒基体２０内部の排気口２４側には、フランジ２２よりも僅かに吸気口２３側に位置させて、吸引した空気を支軸９の軸方向に排気する軸流インペラ２６が支軸９に軸装されて備えられている。軸流インペラ２６は、感光体ドラム１０がトナー像を転写して記録媒体３を搬送する方向に回転されると、円筒基体２０内部の空気を吸引する向きで取り付けられて、斜流インペラ２５と同様に、感光体ドラム１０の回転に伴って回転される。そして、軸流インペラ２６は、矢印Ｌで示す外径が円筒基体２０の内径よりも僅かに小さく形成されており、軸流インペラ２６の外径と円筒基体２０の内径との間には僅かな隙間が空いている。
【００２７】
このような構成において、この画像形成装置１では、給紙カセット４から給紙された記録媒体３が搬送経路８に沿って搬送され、その搬送過程で、画像形成部６においてトナー像が転写され、転写されたトナー像が定着装置７で定着され、トナー像が定着された記録媒体３が排紙トレイ５上に排紙される。
【００２８】
このとき、画像形成部６において感光体ドラム１０が回転されることで支軸９に軸装された斜流インペラ２５も回転されて、吸気口２３を通じて外部から円筒基体２０の内部に空気が取り込まれる。
【００２９】
図７は、吸気口２３から取り込まれた空気の流れを説明する感光体ドラム１０の縦断正面図である。空気の流れを矢印Ａで示す。斜流インペラ２５は支軸９に対して斜め方向に排気するため、取り込まれた空気は、円筒基体２０の内周面に向けて送風される。そして、感光体ドラム１０の回転によって支軸９に軸装された軸流インペラ２６も回転されるため、斜流インペラ２５によって円筒基体２０の内周面に向けて送風された空気は、この軸流インペラ２６の回転によって吸気されて、排気口２４を通じて外部に排気される。ここに、冷却機構が実現される。
【００３０】
ここで、軸流インペラ２６の径が小さいものであるならば、斜流インペラ２５により円筒基体２０の内周面に向けて送風された空気は、軸流インペラ２６によって排気される際に、支軸９の方向に吸気されてしまう。しかし、軸流インペラ２６の径は、前述したように、円筒基体２０の内径との間に僅かな隙間しかない程の大きさを有している。そのため、円筒基体２０の内周面に向けて送風された空気は、支軸９方向に寄らずに、円筒基体２０の内周面に沿った状態で軸方向に進行するように吸気されて、排気口２４から排気される。
【００３１】
また、フランジ２１、２２は支軸９と円筒基体２０とを連結し、そして円筒基体２０の形状を維持するものである。そのため、フランジ２２の開口部２２ａの内径を大きくして外周部を薄くしてしまうと、フランジ２２自体の強度が弱くなり、円筒基体２０の形状の維持にも支障をきたすことにもなってしまうので、強度の観点からは開口部２２ａの内径は小さい方が望ましい。一方、開口部２２ａの内径が小さいと、軸流インペラ２６によって軸方向に流された空気がフランジ２２の軸流インペラ２６側の端部に衝突して、図７の符号Ｂに示す位置に乱流が生じ易い。しかしながら、本実施形態の構成によれば、フランジ２２の開口部２２ａは感光体ドラム１０の軸方向の端部から中心に向けて拡径している、言い換えれば、図７に示すようにフランジ２２の断面形状が軸方向中心側に行くに従って小さくなっているので、フランジ２２の強度と乱流の防止との両方を達成することができる。
【００３２】
しかも、円筒基体２０の内周面に向けるための構成として斜流インペラ２５（いわゆる遠心インペラ）を用いたので簡単な構成で良好な冷却を実現できる。加えて、排気口２４側には斜流インペラ２５から排出された空気を排気口２４に向けて軸方向に排出する軸流インペラ２６を設けたので、効率良く吸気口２３から排気口２４に空気を流すことができ、この点からも感光体ドラム１０の冷却効果を向上させることができる。
【００３３】
なお、本実施の形態では、吸気口２３側で円筒基体２０内部に空気を取り込み円筒基体２０の内周面に送風する機構として斜流インペラ２５を備えさせたが、これに限られることはなく、支軸９に対して直角方向に排気する遠心インペラとこの排気された空気を円筒基体２０の内周面方向にガイドする整流板とを円筒基体２０内部に備えさせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本実施の形態の画像形成装置を概略的に示す縦断側面図である。
【図２】画像形成部を拡大して示す縦断側面図である。
【図３】定着装置を拡大して示す縦断側面図である。
【図４】感光体ドラムを示す縦断正面図である。
【図５】感光体ドラムを示す側面図である。
【図６】感光体ドラム内部の斜流インペラを示す斜視図である。
【図７】吸気口から取り込まれた空気の流れを説明する感光体ドラムの縦断正面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１      画像形成装置
９      支軸
１０      感光体ドラム
１１      感光層
２０      円筒基体
２１，２２      フランジ
２１ａ，２２ａ    開口部
２３      吸気口
２４      排気口
２５      斜流インペラ
２６      軸流インペラ
【図１】
2007101788.tif 000003
【図２】
2007101788.tif 000004
【図３】
2007101788.tif 000005
【図４】
2007101788.tif 000006
【図５】
2007101788.tif 000007
【図６】
2007101788.tif 000008
【図７】
2007101788.tif 000009