(57)【要約】【課題】発熱源を内蔵する画像形成装置の着脱ユニットを効率良く冷却して、過度な温度上昇を抑制すること。【解決手段】発熱源を内蔵し、且つ画像形成装置の本体から着脱可能な着脱ユニット１７と、その着脱ユニット１７に由来する熱を本体に伝達し得る熱伝達部４５を備える画像形成装置であって、熱伝達部４５が、着脱ユニット１７の周壁部４８と面接触し得る第１接触部と本体の金属製側壁４９と面接触し得る第２接触部とが一連に連設される熱伝導部材と、第１接触部及び第２接触部をそれぞれ、着脱ユニット１７の周壁部４８及び本体の金属製側壁４９に圧接させる圧接機構とを備えることを特徴とする画像形成装置。【選択図】図２
2009204845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱源を内蔵し、且つ画像形成装置の本体から着脱可能な着脱ユニットと、その着脱ユニットに由来する熱を前記本体に伝達し得る熱伝達部を備える画像形成装置であって、
前記熱伝達部が、前記着脱ユニットの周壁部と面接触し得る第１接触部と前記本体の金属製側壁と面接触し得る第２接触部とが一連に連設される熱伝導部材と、前記第１接触部及び前記第２接触部をそれぞれ、前記着脱ユニットの周壁部及び前記本体の金属製側壁に圧接させる圧接機構とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記熱伝導部材としてアルミニウム箔を使用し、前記圧接機構としてスポンジを使用し、前記熱伝達部が、前記スポンジの外周面を、前記アルミニウム箔で覆って構成されていることを特徴とする請求項１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、発熱源を内蔵し、且つ画像形成装置の本体から着脱可能な着脱ユニットと、その着脱ユニットに由来する熱を前記本体に伝達し得る熱伝達部を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発熱源を内蔵し、且つ画像形成装置の本体から着脱可能な着脱ユニットとしては、例えば、画像データに基づいて像担持体（感光体ドラム）上に静電潜像を形成する光学ユニットや、現像剤（トナー、キャリア）を攪拌・搬送して像担持体に供給する現像ユニットが挙げられ、これらの内部にあるスキャナモーターや、現像剤等がそれぞれ発熱源となり得る。
そこで、このように発熱し得る着脱ユニットを冷却可能な従来の画像形成装置としては、例えば、特許文献１の図４に開示されるように、光学ユニットと画像形成装置本体との間に、熱伝達部として金属板バネを介在させて、光学ユニットに由来する熱を画像形成装置の本体に伝達することによって光学ユニットを冷却する画像形成装置が知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−６１７８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の画像形成装置においては、金属板バネを光学ユニットに線接触させるものであったため、熱の伝導効率が非常に悪く、十分な冷却効果が得られ難いという問題があった。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、発熱源を内蔵する画像形成装置の着脱ユニットを効率良く冷却して、過度な温度上昇を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するため、本発明のうちの請求項１に記載の発明では、
発熱源を内蔵し、且つ画像形成装置の本体から着脱可能な着脱ユニットと、その着脱ユニットに由来する熱を前記本体に伝達し得る熱伝達部を備える画像形成装置であって、
前記熱伝達部が、前記着脱ユニットの周壁部と面接触し得る第１接触部と前記本体の金属製側壁と面接触し得る第２接触部とが一連に連設される熱伝導部材と、前記第１接触部及び前記第２接触部をそれぞれ、前記着脱ユニットの周壁部及び前記本体の金属製側壁に圧接させる圧接機構とを備えることを特徴とする。
【０００６】
〔作用及び効果〕
本発明の画像形成装置においては、着脱ユニットに由来する熱を画像形成装置本体に伝達し得る熱伝達部が、着脱ユニットの周壁部と面接触し得る第１接触部と、画像形成装置本体の金属製側壁と面接触し得る第２接触部とが一連に連設される熱伝導部材を備えるため、本発明における熱伝達部は、着脱ユニットと線接触する従来の画像形成装置における金属板バネと比べて、熱の伝導効率が非常に高く、着脱ユニットに由来する熱を速やかに画像形成装置本体に伝達することができる。
【０００７】
しかも、本発明における熱伝達部は、その第１接触部及び第２接触部をそれぞれ、着脱ユニットの周壁部及び画像形成装置本体の金属製側壁に圧接させる圧接機構を備えるため、着脱ユニットの周壁部と、画像形成装置本体の金属製側壁との間の距離が、基準寸法と多少異なるものであったとしても、圧接機構によって、熱伝達部の第１接触部及び第２接触部をそれぞれ、着脱ユニットの周壁部及び画像形成装置本体の金属製側壁に、確実に面接触させることができる。
従って、本発明によれば、その熱伝達部の働きによって、発熱源を内蔵する着脱ユニットを、従来の画像形成装置と比べて、より効率良く冷却することが可能であり、その過度な温度上昇をより確実に抑制することができる。
【０００８】
本発明のうちの請求項２に記載の発明では、
前記熱伝導部材としてアルミニウム箔を使用し、前記圧接機構としてスポンジを使用し、前記熱伝達部が、前記スポンジの外周面を、前記アルミニウム箔で覆って構成されていることを特徴とする。
【０００９】
〔作用及び効果〕
本発明における熱伝達部は、スポンジの外周面をアルミニウム箔で覆うという非常に簡素な構成を有するものであり、安価且つ容易に作製することが可能である。
従って、当該熱伝達部が、本発明の画像形成装置にかかる製造コストを大きく高騰させることもない。
さらに、本発明における熱伝達部は、圧接機構としてスポンジを使用しているため、従来の画像形成装置における金属板バネ等と比べて押圧力を小さく設定し易く、結果、当該熱伝達部を、着脱ユニットと画像形成装置本体との間により容易に設置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔実施形態〕
(画像形成装置の全体構成)
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１には、本発明の画像形成装置の一例である複合機１の構造が概略的に示されている。この複合機１の装置本体２の下部には給紙部３が配置されている。この給紙部３には、本体２の高さ方向に沿って２段のカセット４が備えられており、本実施例の各カセット４はいずれも本体２に対して前面側（図１でみて手前側）に向けて引き出し可能に構成されている。また、各カセット４には画像形成前の用紙Ｓが積層状態で収容され、この用紙Ｓは給紙部３から１枚ずつ分離され、右方向に向けて送出される。
【００１１】
給紙部３の右方には用紙搬送部５が配置され、給紙部３から送出された用紙は本体２の右側面に沿って上方に向けて搬送される。次いで、この用紙Ｓは、本体２の内部で左側面へ向けて反転され、そのまま左側面に向けて搬送される。
一方、カセット４の上方には手差し給紙部６が備えられている。この給紙部６には、カセット４に入っていないサイズの用紙や、厚紙、或いはＯＨＰシートの如く１枚ずつ送り込まれる種々の記録材が載置されている。そして、給紙部６からの記録材は用紙搬送部５に合流し、左側面に向けて搬送される。
【００１２】
本体２の内部には、搬送部５からの用紙搬送方向でみて下流側にレジストローラ７、画像形成部８、及び転写部９が順番に配置されている。この画像形成部８の上方には光学ユニット１０、例えばＬＳＵ（レーザスキャニングユニット）が備えられており、この光学ユニット１０からは画像形成部８の感光体ドラム（像担持体）１１に向けてレーザ光が照射される。
【００１３】
また、用紙搬送方向でみて転写部９の下流側には定着部１２及び排出・分岐部１３が順番に配置され、片面印刷の場合には、定着部１２から排出された用紙Ｓは排出・分岐部１３を経て用紙受けトレイ１４に排出される。
一方、この排出・分岐部１３と給紙部３との間には両面印刷用ユニット１５が配置されており、このユニット１５では定着部１２から排出された用紙Ｓを用紙搬送部５に向けて搬送し、この用紙は画像形成部８に再び送られる。
【００１４】
ここで、本実施例の画像形成部８は、４つの画像形成ユニットで構成されている。これら各ユニットは、図１でみて右側から左側に向けて順に配列され、異なる４色（ブラック、シアン、マゼンタ及びイエロー）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程を通じてブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの画像を順次形成している。
【００１５】
具体的には、画像形成部８の各ユニットには、各対応色の可視像（トナー画像）を担持するドラム１１がそれぞれ設けられている。各ドラム１１は本体２に対して回転自在に設置され、図示しない駆動モータによって同図の反時計回りに駆動する。
また、各ドラム１１の周囲の適宜位置には、それぞれ対応する帯電器１６、現像ユニット１７、クリーニング部１８や、中間転写ローラ１９が設けられている。
【００１６】
この帯電器１６では、対応するドラム１１の表面を一様に帯電させる。また、現像ユニット１７では、それぞれブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色のトナーが各色のトナーコンテナ２０からホッパー２１を経由して供給され、このトナーを用いてドラム１１の表面に静電的に付着させる。これにより、ドラム１１の表面には、光学ユニット１０による静電潜像に応じたトナー画像が現像される。そして、これらドラム１１上に形成されたトナー画像は、中間転写ベルト２２上に順次転写され、１ページ分のトナー画像として合成される。
【００１７】
詳しくは、上記ベルト２２は、誘電体樹脂製のシート材の両端部分を重ね合わせて接合したエンドレス形状のベルトや、継ぎ目を有しないシームレスのベルトが用いられており、図示しない駆動モータによって同図の時計回りに走行する。
このベルト２２は、各ドラム１１と各中間転写ローラ１９との間を走行しており、これにより、ドラム１１上にそれぞれ形成されたトナー画像はベルト２２上に１次転写される。なお、各クリーニング部１８では、ドラム１１上に残留したトナーが除去される。
【００１８】
本複合機１では、カセット４からの用紙Ｓや手差し給紙部６からの記録材はレジストローラ７に到達する。このローラ１０は、用紙Ｓの斜め送りを矯正しつつ、画像形成部８で形成されるトナー画像とのタイミングを計りながら、用紙を転写部９へと送出する。
また、図示しないコントローラからの画像データに基づき、複合機１では光学ユニット１０によるレーザ光の照射が制御される。これにより、画像形成部８において各ドラム１１上に原稿画像の静電潜像が作られ、続いてこの潜像からドラム１１上にトナー画像が形成され、中間転写ベルト２２を介して転写部９で用紙Ｓに転写される。
【００１９】
そして、用紙Ｓは未定着トナー画像を担持した状態で定着部１２に向けて送られ、この定着部１２にて熱ローラによりトナー画像が定着される。次いで、定着部１２から排出された用紙は排出・分岐部１３を通ってトレイ１４に排出される。
この片面印刷に対し、両面印刷を行う場合には、定着部１２から排出された用紙Ｓはトレイ１４に排出される直前にてユニット１５側に引き戻され、この用紙は用紙搬送部５に合流し、再び転写部９に向けて送られる。そして、この場合には、用紙の未だ印刷がされていない方の面にトナー画像が転写される。
【００２０】
（現像ユニット）
図２は、現像ユニット１７（本発明における着脱ユニットの一例）が、本体側に設けられている金属製側壁４９に、熱伝達部４５を介して連結されている状態を示す縦断面図である。
図１に示した各現像ユニット１７は、本体２から着脱可能に構成されており、本体２内に設置した状態においては、前記熱伝達部を介して本体２と連結されるように構成されている。以下、現像ユニット１７の詳細について説明する。
【００２１】
本実施形態における現像ユニット１７には、２成分現像方式と１成分現像方式とを組み合わせた方式が採用されている。すなわち、磁性キャリアを用いて非磁性のトナーを帯電させ、この帯電されたトナーのみをドラム１１に向けて飛翔させており、非接触の現像方式によってトナー画像をドラム１１に現像している。
図２に示すように、現像ユニット１７は、ハウジング２３を有しており、ハウジング２３は、ドラム１１に対峙する開口２４と、この開口２４から上方に向けて延びる周壁２５と、この周壁２５の下方に形成される底壁２６とを有している。
【００２２】
この周壁２５の適宜位置には周壁ダクト２７，２８が設けられており、図示しないファンからの空気によって周壁２５が冷却される。
一方、底壁２６には、撹拌ミキサー２９及びパドルミキサー３０がそれぞれ配置され、現像剤（キャリア及びトナー）が収納されている。各ミキサー２９，３０の軸３１，３２はハウジング２３に対して回転自在に支持されており、これらミキサー２９，３０が回転駆動すると、現像剤（キャリア及びトナー）が撹拌されてトナーを帯電させる。そして、現像剤はミキサー３０を介して汲み上げローラ３３に向けて搬送される。
【００２３】
この汲み上げローラ３３の軸３４もまた、ハウジング２３に対して回転自在に支持されている。そして、このローラ３３がギアを介して駆動部（図示せず）の駆動力で回転すると、帯電した現像剤（キャリア及びトナー）は磁気ブラシローラ（磁気ローラ）３５に搬送される。
磁気ブラシローラ３５は、図２でみてミキサー３０の右上方に配設されており、ブラシローラ３５もハウジング２３に対して回転自在に支持されている。
【００２４】
詳しくは、ブラシローラ３５は中心に軸３６を有し、この軸３６の両端部分には軸受を介してフランジが配設され、このフランジの外周には管状のブラシ側スリーブ３７が一体的に嵌合されている。そして、このフランジがギアを介して駆動部の駆動力で回転すると、このスリーブ３７は同図の時計回りに回転する。
【００２５】
このブラシ側スリーブ３７内において、軸３６の外周側には磁極が所定の磁力や角度を有して配置されており、汲み上げローラ３３からの現像剤（キャリア及びトナー）を吸引して磁気ブラシを形成させる。これにより、当該磁気ブラシは、スリーブ３７の外周面において、上記磁石を有する領域に形成されることになる。
【００２６】
この磁気ブラシの厚さは、周壁ダクト２７の近傍に設置された穂切りブレード３８で規制されており、所定の直流（ＤＣ）バイアスや交流（ＡＣ）バイアスが印加されると、磁気ブラシはトナーを現像ローラ３９に向けて搬送させる。一方、この磁気ブラシは現像後のトナー層を現像ローラ３９から掻き取っている。
このように、当該磁気ブラシでは、強固に付着したトナー層を現像ローラ３９から機械的な力で引き剥がす一方、現像に必要な新たなトナーを現像ローラ３９に供給している。
【００２７】
そして、上述した磁気ブラシによれば、現像後のトナーは掻き取りブレードなどの特別な装置を設けなくて済み、この磁気ブラシは、現像ローラ３９のトナー層に接触し、各ローラ３５，３９の回転速度差によるブラシ効果と、ミキサー２９，３０での攪拌による磁気ブラシの現像剤の入れ替えとによってトナーの回収と搬送とが容易にされている。
【００２８】
この現像ローラ３９は、同図でみてブラシローラ３５の右下方にて開口２４の近傍に配設されている。
このローラ３９の軸４０は、ブラシローラ３５の回転軸線に対して略平行に並設されており、この現像ローラ３９もハウジング２３に回転自在に支持されている。つまり、現像ローラ３９も中心に軸４０を有し、この軸４０の両端部分には軸受を介してフランジが配設され、このフランジの外周には管状の現像側スリーブ４１が一体的に嵌合されている。そして、このフランジがギアを介して回転すると、スリーブ４１は同図の時計回りに回転する。
【００２９】
そして、これらブラシローラ３５と現像ローラ３９との電位差によって、この現像ローラ３９には、ブラシローラ３５から移送されたトナーのみの層が形成される。この現像ローラ３９へのトナー層の形成と同時に、現像バイアス、すなわち、所定のＤＣバイアスを重畳したＡＣバイアスが印加されると、現像ローラ３９のトナーがドラム１１に向けて飛翔する。これにより、各ドラム１１の表面にはトナー画像が現像されることになる。
【００３０】
また、ハウジング２３の下部には、ステー４２が設けられている。このステー４２は、熱伝導性材料（例えば、アルミニウム等）で構成されており、底壁２６に収納される現像剤（キャリア及びトナー）の有する熱を吸熱部４３から吸熱して、図示しないファンからの空気によって底壁ダクト４４から放熱するように構成されている。
【００３１】
（熱伝達部）
上記現像ユニット１７は、ミキサー２９，３０を回転駆動させることによって、現像剤（トナー及びキャリア）を均一化し、且つドラム１１に供給されるべき現像剤量を一定に維持している。
ミキサー２９，３０を回転駆動すると、現像剤との間に摩擦熱が発生して、現像剤が熱を帯びて発熱源となり得、現像剤自体が熱で劣化し、ひいては画像品質の低下を招く虞がある。
上記現像ユニット１７においては、このような問題に対処するために、周壁２５及びステー４２にそれぞれ、周壁ダクト２７，２８及び底壁ダクト４４を設けており、これらのダクトから放熱することによって、現像ユニット１７を冷却している。
【００３２】
しかしながら、このようなダクトによって空冷する構成だけでは、特に画像形成速度が高速になるほど十分な冷却効果が得られ難く、現像ユニット１７の過度な温度上昇を抑制できない場合がある。
【００３３】
そこで本実施形態においては、図２に示すように、熱伝達部４５を、現像ユニット１７と本体側に設けられている金属製側壁４９との間に介在させて連結することによって（尚、図示しないが、熱伝達部４５は、現像ユニット１７の長手方向全体に亘るように設けられている）、現像ユニット１７に由来する熱を、金属製側壁４９に伝達して、現像ユニット１７をより効率良く冷却するように構成されている（即ち、現像ユニット１７に由来する熱が、本体２側に伝達される）。
【００３４】
図３は、熱伝達部４５の側面図を示しており、図３に示すように熱伝達部４５は、熱伝導部材４６、及び圧接機構４７を備えて構成されており、圧接機構４７の外周面が、熱伝導部材４６で覆われている。
熱伝導部材４６は、例えば、塑性変形し易く、なお且つ熱伝導性も良いアルミニウム箔等で構成されており、図２及び図３に示すように、現像ユニット１７の周壁部４８（本実施形態においてはステー４２の底部）と面接触し得る第１接触部４６ａと、本体２の金属製側壁４９と面接触し得る第２接触部４６ｂとが一連に連設されている。
また、圧接機構４７は、例えば、スポンジ等の弾性部材で構成されており、図２に示すように、熱伝導部材４６の第１接触部４６ａ及び第２接触部４６ｂをそれぞれ、現像ユニット１７の周壁部４８及び本体２の金属製側壁４９に圧接させ得る。
【００３５】
現像ユニット１７の周壁部４８及び本体２の金属製側壁４９に対してそれぞれ面接触し得る熱伝達部４５は、着脱ユニットと線接触する従来の画像形成装置における金属板バネと比べて、熱の伝導効率が非常に高く、現像ユニットに由来する熱を速やかに画像形成装置本体に伝達することができる。
しかも、熱伝達部４５は、その第１接触部４６ａ及び第２接触部４６ｂをそれぞれ、現像ユニットの周壁部４８及び画像形成装置本体の金属製側壁４９に圧接させる圧接機構４７を備えるため、着脱ユニットの周壁部４８と、画像形成装置本体の金属製側壁４９との間の距離が、基準寸法と多少異なるものであったとしても、圧接機構４７の弾性復元力によって、熱伝達部４５の第１接触部４６ａ及び第２接触部４６ｂをそれぞれ、着脱ユニットの周壁部４８及び画像形成装置本体の金属製側壁４９に対して確実に面接触させることができる。
従って、本発明の画像形成装置によれば、その熱伝達部４５の働きによって、発熱源を内蔵する着脱ユニットを、従来の画像形成装置と比べて、非常に効率良く冷却することが可能であり、その過度な温度上昇をより確実に抑制することができる。
【００３６】
また、特に、熱伝導部材４６としてアルミニウム箔を使用し、圧接機構４７としてスポンジを使用した場合、熱伝達部４５は、スポンジの外周面をアルミニウム箔で覆うという非常に簡素な構成を有するものであり、安価且つ容易に作製することが可能であり、結果、熱伝達部４５が、本発明の画像形成装置にかかる製造コストを大きく高騰させることもない。
さらに、圧接機構４７としてスポンジを使用してあるため、従来の画像形成装置における金属板バネ等と比べて押圧力を小さく設定し易く、結果、熱伝達部４５を、現像ユニット１７の周壁部４８と、本体２の金属製側壁４９との間により容易に設置することができる。
【００３７】
〔別実施形態〕
本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
〔１〕例えば、図４に示すように、前述の実施形態における圧接機構４７を、スプリング５０によって構成するようにしても良い。
〔２〕また、前述の実施形態においては、着脱ユニットとして現像ユニット１７に対して熱伝達部４５を適用する構成を説明しているが、この他にも、画像形成装置の本体から着脱可能な光学ユニット１０に対して熱伝達部４５を適用する構成としても良い。
〔３〕また、前述の実施形態では、画像形成装置として複合機１に具現化した例を示しているが、本発明の画像形成装置は複写機、プリンタ、ファクシミリやスキャナ等自体にも当然に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の画像形成装置の一例である複合機の構造を概略的に示した図
【図２】本発明の画像形成装置における現像ユニットが、本体側に設けられている金属製側壁に、熱伝達部を介して連結されている状態を示す縦断面図
【図３】本発明の画像形成装置における熱伝達部の側面図
【図４】本発明の画像形成装置における熱伝達部の別形態の側面図
【符号の説明】
【００３９】
１  複合機
２  装置本体
３  給紙部
４  カセット
５  用紙搬送部
６  給紙部
７  レジストローラ
８  画像形成部
９  転写部
１０  光学ユニット
１１  感光体ドラム（像担持体）
１２  定着部
１３  排出・分岐部
１４  用紙受けトレイ
１５  両面印刷用ユニット
１６  帯電器
１７  現像ユニット
１８  クリーニング部
１９  中間転写ローラ
２０  トナーコンテナ
２１  ホッパー
２２  中間転写ベルト
２３  ハウジング
２４  開口
２５  周壁
２６  底壁
２７  周壁ダクト
２８  周壁ダクト
２９  撹拌ミキサー
３０  パドルミキサー
３１  軸
３２  軸
３３  汲み上げローラ
３４  軸
３５  磁気ブラシローラ（磁気ローラ）
３６  軸
３７  ブラシ側スリーブ
３８  穂切りブレード
３９  現像ローラ
４０  軸
４１  現像側スリーブ
４２  ステー
４３  吸熱部
４４  底壁ダクト
４５  熱伝達部
４６  熱伝導部材
４６ａ  第１接触部
４６ｂ  第２接触部
４７  圧接機構
４８  周壁部
４９  金属製側壁
５０  スプリング
【図１】
2009204845.tif 000003
【図２】
2009204845.tif 000004
【図３】
2009204845.tif 000005
【図４】
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