JP4010352B2 - Image forming apparatus - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真プロセスを使い、像担持体（感光体）が円筒ドラム形状であるプリンタ、プロッタ、複写機、ＦＡＸなどの普通紙に複写が可能な画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一連の電子写真プロセスを使って複写を行なう画像形成装置で、ドラム形状の感光体に、材料をゴムとするブレードを、カウンター方式にて押しつけ、感光体上に残された残トナーをクリーニングする機構を備える複写機では、感光体ドラムと、材料をゴムとするクリーニングブレードとの摩擦によって振動が発生する。
【０００３】
この振動がドラムの長さ、及び重量などドラムが持つ固有の特性、さらにクリーニングブレードの材質によって、ドラム内部で振動増幅されることにより、人間が認識できる音となって、いわゆるブレード鳴きと呼ばれる現象が発生する。
【０００４】
現状、一般的に複写機で使用しているクリーニングブレード、および感光体ドラムの組み合わせでは、摂氏３０°近辺での使用においては、人間が感知できるブレード鳴き現象は少ないが、摂氏３２°以上での機械使用においては人間の聞こえる音としてのブレード鳴き現象が、始動時、停止時の比較的ゆるやかな振動状態の時に発生する様になる。
【０００５】
さらに、温度上昇と共にこのブレード鳴き現象が、感光体回転と付随して聞こえる様になり、ついには感光体回転中、連続的に鳴り続ける様になる。温度上昇によってブレードゴムの固有の性質が変わることから発生するものなのか、又は他の原因があってのことかは定かではないが、感光体との摩擦の振動数が変わったことによるものと考えられる。ブレード鳴き現象は、現状の感光体とクリーニングブレードの関係においては、温度と密接な関係にあることがわかっている。
【０００６】
また、環境への配慮から、消費電力を押さえることが必要となる今後の複写機においては、電子写真プロセス中での電力消費が一番大きい定着部での消費電力を下げる手段として、低温度での融点を持つトナーが使用されるようになってきている。この低温度融点をもつトナー使用環境下では、現状よりも低い温度から低温度融点トナーがユニットへ固着しやすくなり、ユニットの温度管理が更に重要となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のことから判る通り、現在設計で求められているものは、ユニット周辺雰囲気の温度を上げない設計であるが、そのような設計の具体的な提案は未だ成されていないのが実情である。
【０００８】
本発明は上述の実情に鑑みて成したもので、感光体を成す像担持体の内部に気流を発生させることにより、温度の上昇を最小限に抑制し得るようにした画像形成装置を提供することを目的としている。
【０００９】
本発明の請求項１は、一連の電子写真プロセスを使用しかつ像担持体が円筒ドラム形状であり、表面及び像担持体廻りの温度上昇を防ぐことを目的として空気を導く為に、像担持体を保持するＰＣＵカートリッジに風通穴があけられた画像形成装置において、ドラム端部に設置されたフランジの何れか一方の外周部と像担持体の内周部との間に設けられ、一方のフランジと像担持体とが相対的に回転可能なベアリング構造を有し、ベアリング構造を有するフランジを含む像担持体の両端に取り付けられた該フランジには風通穴があけられており、一方のフランジは外部駆動によって回転する扇風機形状の羽を持っており、一方のフランジが外部駆動によって像担持体の回転速度と同等以上の回転速度で回るように構成されていることを最も主要な特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１〜図７は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図１は本形態例の概略図を示し、円筒ドラム形状の感光体を成す像担持体１の端部片方には、樹脂（ＰＣ、ＰＳなどにガラスを数１０％混合したもの）や、Ａｌ等の金属でできた、風通穴５を有するフランジ４を圧入＋接着または像担持体ドラムと一体成形して、ドラム駆動によってフランジ４（図２の右側の図示を参照）が外れない様にしてある。本形態例では、こちらのフランジ４中心に、ドラム駆動軸９（図４参照）が差し込まれ、ドラム駆動の伝達点となっている。
【００１５】
そして、このドラムの端部反対側に圧入接着されるフランジが、ベアリング構造を有するベアリングフランジ２となる。このベアリングフランジ２は、図２の右側の図示や図３を参照すれば判る通り、内輪７と外輪８の間に球状の物質が挟み込まれている構造となっており、本形態例においては、内輪側にガラスを３０％含む樹脂を使って実施した。
【００１６】
このことは、本発明の重要な構成要件であるベアリングフランジ２の内輪７に羽３の形状を持たせること、また、風通穴６をベアリングフランジ２内に空けることの二つの重要要素を組み込むため、形状を容易に作りやすくすることから、樹脂物質が一番適した材料となる。なお、ガラスを入れるのは、球状の物質（基本的にＦｅなどの金属使用）との摩擦によって、削れることを防ぐ為に強度を持たせるためである。金属を使っての同様構成でも機構的にはまったく同様である。加工のしやすさを追求した結果である。
【００１７】
なお、図５は実施した機械の全体図を示しているが、これは一般的に知られている電子写真プロセスを用いる複写機の構成であるため説明は割愛する。また、図６は像担持体１が収容されるＰＣＵユニット１１の全体図を示したものであり、図７は像担持体１をＰＣＵユニット１１から脱着する様子を図にしたものである。
【００１８】
しかして、以上に述べた如く画像形成装置を構成すれば、ベアリングフランジ２を使用することで、内輪７と外輪８の速度差を発生させることが可能となるのである。これは、像担持体１に固定された外輪８よりもベアリングフランジ２の内輪７の回転数に差をつけることとなる。これにより、像担持体１よりも、ベアリングフランジ２に取りつけられた羽３を早く回すことが可能となり、これによって、必要とする気流を十分に発生させることができるものである。
【００１９】
また、ベアリングフランジ２内輪７の中心には、図４のようにドラム回転の為のドラム軸部１０が挿入されており、この軸がベアリングフランジ内輪を駆動させるための、駆動伝達部分となっている。この機構を持つことにより、ドラム内へ図４の様に気流を発生させることが可能となり、ドラム表面のみにとどまることなく、ドラムを中心としたユニット全体に冷却効果をもたらすことが可能となる。
【００２０】
なお、本発明の画像形成装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２１】
【発明の効果】
上述した本発明の画像形成装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を得る。
【００２２】
本発明の請求項１に記載の画像形成装置によれば、像担持体回転速度と、ベアリング構造を有するフランジとの速度差を発生させることができるので、該フランジを像担持体よりも早く回すことができ、これによって、前記フランジに付した羽構造により必要とする気流を十分に発生させて像担持体内に導くことができ、ドラムを中心としたユニット全体に冷却効果をもたらせて温度の上昇を最小限に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す斜視図である。
【図２】図１の右側のフランジと左側のベアリングフランジについての正面図である。
【図３】図１の左側のベアリングフランジの詳細を示す一部を切り欠いた斜視図である。
【図４】図１の像担持体内の気流の流れを説明する断面図である。
【図５】電子写真プロセスを用いる複写機の一般的な構成を示す説明図である。
【図６】ＰＣＵユニットの全体構造を示す斜視図である。
【図７】像担持体をＰＣＵユニットからの脱着する様子を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 像担持体
２ ベアリングフランジ（ベアリング構造を有するフランジ）
３ 羽
４ フランジ
５ 風通穴
６ 風通穴
７ 内輪
８ 外輪
９ ドラム駆動軸
１０ ドラム軸部
１１ ＰＣＵユニット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus capable of copying on plain paper, such as a printer, a plotter, a copying machine, and a fax machine, using an electrophotographic process and having an image carrier (photosensitive member) having a cylindrical drum shape.
[0002]
[Prior art]
This is an image forming device that uses a series of electrophotographic processes to clean the residual toner remaining on the photoconductor by pressing a drum made of rubber against the drum-shaped photoconductor using a counter method. In the copying machine having the above, vibration is generated by friction between the photosensitive drum and a cleaning blade made of rubber.
[0003]
This vibration is amplified by vibration inside the drum due to the drum's unique characteristics such as length and weight, and the material of the cleaning blade. Occurs.
[0004]
Currently, the combination of a cleaning blade and a photosensitive drum generally used in a copying machine has few blade squealing phenomena that can be perceived by humans when used near 30 degrees Celsius, but at 32 degrees Celsius or higher. In machine use, the blade squeaking phenomenon as a sound that can be heard by humans occurs when the vibration is relatively gentle at the time of starting and stopping.
[0005]
Further, as the temperature rises, this blade squealing phenomenon can be heard along with the rotation of the photoconductor, and finally continues to sound during the photoconductor rotation. Although it is not certain whether it is caused by a change in the inherent properties of blade rubber due to temperature rise or other causes, it is due to a change in the frequency of friction with the photoreceptor. Conceivable. It has been found that the blade squeal phenomenon is closely related to the temperature in the current relationship between the photoconductor and the cleaning blade.
[0006]
Also, in future copying machines where it is necessary to reduce power consumption due to environmental considerations, as a means of reducing power consumption at the fixing section where power consumption is the largest during the electrophotographic process, low temperature Toners having a melting point of ˜ are now being used. Under the environment where the toner having a low temperature melting point is used, the low temperature melting point toner tends to adhere to the unit from a temperature lower than the current temperature, and the temperature management of the unit becomes more important.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As can be seen from the above, what is currently required for the design is a design that does not raise the temperature of the ambient atmosphere around the unit, but there is no concrete proposal for such a design yet. .
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an image forming apparatus capable of suppressing an increase in temperature to a minimum by generating an air flow inside an image carrier constituting a photosensitive member. The purpose is that.
[0009]
Claim 1 of the present invention uses a series of electrophotographic processes and the image carrier is in the form of a cylindrical drum, in order to introduce air for the purpose of preventing temperature rise around the surface and the image carrier. In an image forming apparatus in which a vent hole is formed in a PCU cartridge for holding a body, the PCU cartridge is provided between an outer peripheral portion of one of flanges installed at an end of a drum and an inner peripheral portion of an image carrier. the flange and has an image bearing member and relatively rotatable bearing structure, the said flange is attached to both ends of the image bearing member includes a flange having a bearing structure has been opened wind through hole, whereas flange has a feather fan shape that is rotated by an external drive, the most main that one flange is configured to rotate at a rotational speed equal to or higher than the rotational speed of the image bearing member by an external driving And it features.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 7 show an example of an embodiment for carrying out the present invention. FIG. 1 shows a schematic diagram of this embodiment, and one end portion of an image carrier 1 constituting a cylindrical drum-shaped photoconductor is A flange 4 having a vent hole 5 made of a resin (PC, PS, etc. mixed with several tens of percent of glass) or a metal such as Al is press-fitted + bonded or integrally formed with an image carrier drum, and the drum The flange 4 (see the illustration on the right side of FIG. 2) is not removed by driving. In this embodiment, a drum drive shaft 9 (see FIG. 4) is inserted into the center of the flange 4 here, which serves as a transmission point for drum drive.
[0015]
The flange that is press-fitted and bonded to the opposite end of the drum is the bearing flange 2 having a bearing structure. The bearing flange 2 has a structure in which a spherical substance is sandwiched between the inner ring 7 and the outer ring 8 as can be understood by referring to the right side of FIG. 2 and FIG. 3. In this embodiment, This was carried out using a resin containing 30% glass on the inner ring side.
[0016]
This incorporates two important elements, namely, the inner ring 7 of the bearing flange 2 having the shape of the wing 3 and the opening of the ventilation hole 6 in the bearing flange 2, which are important constituent elements of the present invention. Therefore, the resin substance is the most suitable material because the shape can be easily made. The reason why glass is used is to give strength to prevent the material from being scraped by friction with a spherical substance (basically using a metal such as Fe). The same structure using a metal is exactly the same in terms of mechanism. This is the result of pursuing ease of processing.
[0017]
FIG. 5 shows an overall view of the machine that has been implemented. Since this is a configuration of a copying machine that uses a generally known electrophotographic process, a description thereof will be omitted. FIG. 6 shows an overall view of the PCU unit 11 in which the image carrier 1 is accommodated, and FIG. 7 shows how the image carrier 1 is detached from the PCU unit 11.
[0018]
If the image forming apparatus is configured as described above, the speed difference between the inner ring 7 and the outer ring 8 can be generated by using the bearing flange 2. This makes a difference in the number of revolutions of the inner ring 7 of the bearing flange 2 rather than the outer ring 8 fixed to the image carrier 1. As a result, the wings 3 attached to the bearing flange 2 can be rotated faster than the image carrier 1, and the necessary airflow can be sufficiently generated.
[0019]
A drum shaft 10 for drum rotation is inserted in the center of the inner ring 7 of the bearing flange 2 as shown in FIG. 4, and this shaft serves as a drive transmission portion for driving the inner ring of the bearing flange. Yes. By having this mechanism, it is possible to generate an air flow in the drum as shown in FIG. 4, and it is possible to provide a cooling effect to the entire unit centering on the drum without staying only on the drum surface.
[0020]
It should be noted that the image forming apparatus of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
[0021]
【The invention's effect】
According to the image forming apparatus of the present invention described above, various excellent effects as described below are obtained.
[0022]
According to the image forming apparatus of the first aspect of the present invention, it is possible to generate a speed difference between the rotation speed of the image carrier and the flange having the bearing structure, so that the flange is rotated faster than the image carrier. As a result, the necessary airflow can be sufficiently generated by the wing structure attached to the flange and guided to the inside of the image carrier, and a cooling effect can be provided to the entire unit centering on the drum. Can be minimized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an example of an embodiment for carrying out the present invention.
FIG. 2 is a front view of the right flange and the left bearing flange of FIG.
FIG. 3 is a perspective view with a part cut away showing details of a left side bearing flange of FIG. 1;
4 is a cross-sectional view illustrating the flow of airflow in the image carrier in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a general configuration of a copying machine using an electrophotographic process.
FIG. 6 is a perspective view showing the overall structure of the PCU unit.
FIG. 7 is a perspective view showing how the image carrier is detached from the PCU unit.
[Explanation of symbols]
1 Image carrier 2 Bearing flange (flange having a bearing structure)
3 Wings 4 Flange 5 Ventilation hole 6 Ventilation hole 7 Inner ring 8 Outer ring 9 Drum drive shaft 10 Drum shaft 11 PCU unit

Claims (1)

一連の電子写真プロセスを使用しかつ像担持体が円筒ドラム形状であり、表面及び像担持体廻りの温度上昇を防ぐことを目的として空気を導く為に、像担持体を保持するＰＣＵカートリッジに風通穴があけられた画像形成装置において、
ドラム端部に設置されたフランジの何れか一方の外周部と前記像担持体の内周部との間に設けられ、前記一方のフランジと前記像担持体とが相対的に回転可能なベアリング構造を有し、
ベアリング構造を有するフランジを含む像担持体の両端に取り付けられた該フランジには風通穴があけられており、前記一方のフランジは外部駆動によって回転する扇風機形状の羽を持っており、前記一方のフランジが外部駆動によって像担持体の回転速度と同等以上の回転速度で回るように構成されていることを特徴とする画像形成装置。A series of electrophotographic processes are used and the image carrier has a cylindrical drum shape, and air is introduced to the PCU cartridge holding the image carrier in order to introduce air for the purpose of preventing temperature rise around the surface and the image carrier. In the image forming apparatus with through holes,
A bearing structure provided between an outer peripheral portion of any one of the flanges installed at the end of the drum and an inner peripheral portion of the image carrier, wherein the one flange and the image carrier are relatively rotatable. Have
The said flanges attached to both ends of the image bearing member includes a flange having a bearing structure has been opened wind through hole, the one flange has a feather fan shape that is rotated by an external drive, the one An image forming apparatus characterized in that the flange is rotated at a rotational speed equal to or higher than the rotational speed of the image carrier by external driving.

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