画像形成装置の冷却構造
【課題】回転体とこれに擦接するブレードとの接触状態を所望の状態に容易にでき、かつ、回転体とブレードとの擦接に伴う発熱を良好に逃がすことのできる画像形成装置の冷却構造を提供すること。
【解決手段】現像装置３の現像ローラ７の外周面には、トナーブレード８が擦接している。トナーブレード８は、現像ローラ７との擦接により弾力的に変形している。トナーブレード８には、シート状の第１の放熱部材９が積層されている。第１の放熱部材９は、トナーブレード８の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有し、かつ、トナーブレード８の変形に追随して弾力的に変形している。
【解決手段】現像装置３の現像ローラ７の外周面には、トナーブレード８が擦接している。トナーブレード８は、現像ローラ７との擦接により弾力的に変形している。トナーブレード８には、シート状の第１の放熱部材９が積層されている。第１の放熱部材９は、トナーブレード８の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有し、かつ、トナーブレード８の変形に追随して弾力的に変形している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像形成装置の冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタやファクシミリなどの画像形成装置には、現像ローラなどの種々の回転体が備えられている（たとえば、特許文献１参照）。現像ローラは、感光体ドラム上に形成された静電潜像にトナーを移して静電潜像を現像するためのものである。
【特許文献１】特開平７−２４８６７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
現像ローラには、トナーブレードが設けられている。トナーブレードは、その先端が現像ローラに接触して撓んでおり、所定の押圧荷重を現像ローラに付与している。これにより、現像ローラの回転時に現像ローラ上のトナーを均し、現像ローラ上に均一な厚みの薄膜を形成するようになっている。
現像ローラとトナーブレードの先端との擦れ合いによって、トナーブレードの先端は、高温になる。トナーブレードの先端の温度がトナーの融点を超えると、トナーが溶けてトナーブレードの先端に付着し、そのまま固着してしまう。この場合、トナーブレードに固着したトナーが原因で現像ローラ上に均一な厚さのトナーの薄膜を形成できなくなり、その結果、画質の低下を招いてしまう。特に、従来のトナーよりも低い温度で溶ける、いわゆる低融点トナーを用いた場合に、トナーブレードへのトナーの固着が生じ易い。
【０００４】
そこで、特許文献１のように、トナーブレードの基端側にヒートシンクを接続してトナーブレードの熱を逃がし、これによりトナーブレードの先端を冷却することが考えられる。しかしながら、ヒートシンクは、トナーブレードの先端側から離れているので、トナーブレードの熱がヒートシンクに速やかに伝わらず、トナーブレードの先端を十分に冷却できない。
【０００５】
また、トナーブレードの厚みを増して、トナーブレードの先端から基端への熱の移動量を増すことも考えられる。しかしながら、この場合、トナーブレードの弾性が失われてトナーブレードを十分に撓ませることができず、現像ローラへの押圧荷重を所定の値に設定するのが難しくとなる。
同様の課題は、現像ローラのトナーブレードに限らず、感光体ドラムなどの他の回転体に擦接するブレードにも存在する。
【０００６】
この発明は、かかる背景のもとでなされたもので、回転体とこれに擦接するブレードとの接触状態を所望の状態に容易にでき、かつ、回転体とブレードとの擦接に伴う発熱を良好に逃がすことのできる画像形成装置の冷却構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、画像形成動作に関連して回転駆動し得る回転体（２，７）の外周面に擦接して弾力的に変形するブレード（８，１１，２０）と、上記ブレード（８，１１，２０）に設けられたシート状の放熱部材（９，１２，２１）と、を有し、上記放熱部材（９，１２，２１）は、ブレード（８，１１，２０）の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有し、かつ、ブレード（８，１１，２０）の変形に追随して弾力的に変形することを特徴とする画像形成装置（１）の冷却構造である。
【０００８】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素などを表す。以下、この項において同じ。
この構成によれば、ブレードは、回転体への擦接に伴い弾力的に変形し、回転体になじんだ状態となる。ブレードの弾性力を利用することで、ブレードと回転体との接触状態を所望の状態に容易にできる。また、放熱部材を、ブレードの変形に追随して弾力的に変形することができる。したがって、放熱部材をブレードの広い範囲に設けることで、回転体とブレードとの擦接により生じた熱を良好に逃がすことができ、しかも、ブレードの弾力的な変形を阻害してしまうことがない。
【０００９】
請求項２記載の発明は、上記放熱部材（９，１２，２１）は、ブレード（８，１１，２０）の一側面の全面に積層されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置（１）の冷却構造である。この構成によれば、ブレードを冷却する効果をより高めることができる。
請求項３記載の発明は、上記放熱部材（９，１２，２１）は、ヒートシンク（１０，１３，１９）に接続されていることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置（１）の冷却構造である。この構成によれば、ブレードから放熱部材に移った熱を、ヒートシンクに移すことができる。これにより、ブレードの冷却をより速やかに行うことができる。
【００１０】
請求項４記載の発明は、上記放熱部材（９，１２，２１）は、グラファイトを用いて形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置（１）の冷却構造である。この構成によれば、伝熱性能に優れた材料で放熱部材を形成することができる。
請求項５記載の発明は、上記放熱部材（９，１２，２１）は、導電性を有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置（１）の冷却構造である。この構成によれば、ブレードに生じた不要な電荷を速やかに逃がすことができる。
【００１１】
請求項６記載の発明は、上記回転体（７）は、感光体ドラム（２）に形成された静電潜像を現像するための現像ローラ（７）を含み、上記ブレード（８）は、現像ローラ（７）上に接触されたトナーブレード（８）を含んでいることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置（１）の冷却構造である
この構成によれば、トナーブレードは、現像ローラへの擦接に伴い弾力的に変形し、現像ローラになじんだ状態となる。トナーブレードの弾性力を利用することで、トナーブレードと現像ローラとの接触状態を所望の状態に容易にできる。したがって、現像ローラ上に、所望の厚みを有するトナーの薄膜を容易に形成することができる。また、放熱部材を、トナーブレードの変形に追随して弾力的に変形することができる。したがって、放熱部材をトナーブレードの広い範囲に設けることで、現像ローラとトナーブレードとの擦接により生じた熱を良好に逃がすことができ、しかもトナーブレードの弾力的な変形を阻害してしまうことがない。
【００１２】
請求項７記載の発明は、上記ブレード（１１）は、現像ローラ（７）上のトナーを除電するためのブレード（１１）を含んでいることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置（１）の冷却構造である。
この構成によれば、ブレードは、現像ローラへの擦接に伴い弾力的に変形し、現像ローラになじんだ状態となる。ブレードの弾性力を利用することで、ブレードと現像ローラとの接触状態を所望の状態に容易にできる。したがって、現像ローラ上のトナーの除電を確実に行うことができる。また、放熱部材を、ブレードの変形に追随して弾力的に変形することができる。したがって、放熱部材をブレードの広い範囲に設けることで、現像ローラとブレードとの擦接により生じた熱を良好に逃がすことができ、しかもブレードの弾力的な変形を阻害してしまうことがない。
【００１３】
請求項８記載の発明は、上記回転体（２）は、感光体ドラム（２）を含み、上記ブレード（２０）は、感光体ドラム（２）に残留した残留トナーを除去するためのクリーニングブレード（２０）を含んでいることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成装置（１）の冷却構造である。
この構成によれば、クリーニングブレードは、感光体ドラムへの擦接に伴い弾力的に変形し、感光体ドラムになじんだ状態となる。クリーニングブレードの弾性力を利用することで、クリーニングブレードと感光体ドラムとの接触状態を所望の状態に容易にできる。したがって、感光体ドラム上の残留トナーを確実に除去することができる。また、放熱部材を、クリーニングブレードの変形に追随して弾力的に変形することができる。したがって、放熱部材をクリーニングブレードの広い範囲に設けることで、感光体ドラムとクリーニングブレードとの擦接により生じた熱を良好に逃がすことができ、しかもクリーニングブレードの弾力的な変形を阻害してしまうことがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、この発明の一実施形態にかかる冷却構造を備える画像形成装置の図解的な縦断面図である。図１を参照して、画像形成装置１は、たとえば、プリンタや、複写機や、ファクシミリなどであり、画像データに基づく画像を用紙Ｐに形成するためのものである。
画像形成装置１は、感光体ドラム２（回転体）と、現像装置３と、クリーニング装置４とを有している。
【００１５】
感光体ドラム２は、軸方向（図１の紙面に垂直な方向）に長い筒状をしている。この感光体ドラム２の外周面には、画像データに基づく静電潜像が形成されるようになっている。現像装置３は、感光体ドラム２に形成された静電潜像を現像するためのものである。クリーニング装置４は、感光体ドラム２上に残留したトナーを除去するためのものである。
画像形成時、感光体ドラム２は、回転方向Ｒに回転し、その外周面に、画像データに基づく静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置３によって現像される。これにより、画像データに基づくトナー像が形成される。
【００１６】
このトナー像は、転写位置Ａで用紙Ｐに転写される。用紙Ｐに転写されたトナー像は、その後、用紙Ｐに定着されるようになっている。一方、転写位置Ａで用紙Ｐに転写し切れなかったトナー（残留トナー）は、クリーニング装置４で除去される。
現像装置３は、ハウジング５と、供給ローラ６と、現像ローラ７（回転体）と、トナーブレード８と、トナーブレード８に設けられている第１の放熱部材９と、トナーブレード８および第１の放熱部材９に繋がる第１のヒートシンク１０と、引き剥がしブレード１１と、引き剥がしブレード１１に設けられている第２の放熱部材１２と、引き剥がしブレード１１および第２の放熱部材１２に繋がる第２のヒートシンク１３とを含んでいる。
【００１７】
ハウジング５は、トナーを収容するための収容室１４を区画する箱形をしており、一側壁１５と、底壁１６とを有している。
現像ローラ７は、収容室１４内のトナーを感光体ドラム２側に運ぶためのものであり、画像形成時に回転方向Ｒと反対の方向に回転駆動するようになっている。現像ローラ７の外周面の周速度は、感光体ドラム２の外周面の周速度の約１．５倍とされており、現像ローラ７と感光体ドラム２とは、約０．５ｍｍの隙間をあけて対向している。
【００１８】
この現像ローラ７は、感光体ドラム２と平行な細長い筒状をしており、一部が収容室１４内に収容されている。現像ローラ７の残りの一部は、一側壁１５の開口を通して、感光体ドラム２側に突出している。
現像ローラ７の外周面には、供給ローラ６からトナーが供給されるようになっている。現像ローラ７上のトナーは、感光体ドラム２に対向したときに感光体ドラム２に移動できるようになっている。
【００１９】
トナーブレード８は、現像ローラ７の外周面上に供給されたトナーが所定の厚みの薄膜を形成するように、トナーを均すためのものである。このトナーブレード８は、ＳＵＳ４３０などのステンレス材製の、厚さが０．１ｍｍ程度の薄板状の部材であり、現像ローラ７の軸方向に長手に延びている。トナーブレード８の長手方向の長さは、約３００ｍｍであり、短手方向の長さは、約１０ｍｍである。
【００２０】
トナーブレード８の短手方向の一端（基端）は、第１のヒートシンク１０に接続されており、短手方向の他端（先端）は、現像ローラ７の外周面に擦動可能に接触している。第１のヒートシンク１０は、ハウジング５の一側壁１５に固定されており、トナーブレード８の熱を放熱できるようになっている。トナーブレード８は、現像ローラ７に接触して基端と先端との間が弾力的に撓んでおり、現像ローラ７に所定の押圧力（たとえば、約９０Ｎ）を付与している。
【００２１】
第１の放熱部材９は、現像ローラ７とトナーブレード８との擦接に伴いトナーブレード８に生じる熱を放熱するためのものであり、グラファイトシートを用いて形成されている。グラファイトシートは、黒鉛をシート状に加工したものであって、導電性と、可撓性とを有しており、また、銅やステンレス（トナーブレード８）よりも高い熱伝導率を有している。このグラファイトシートは、その構造上、厚み方向に比べて、平面方向の熱伝導性に優れている。
【００２２】
第１の放熱部材９は、厚みが０．１ｍｍ程度の薄いシート状に形成されている。第１の放熱部材９の厚みとトナーブレード８の厚みとは略等しくされている。トナーブレード８のうち、現像ローラ７に接触していない側の一側面の全面に、第１の放熱部材９が積層されている。
第１の放熱部材９とトナーブレード８とは接着されており、トナーブレード８の変形に追随して弾力的に変形している。第１の放熱部材９の短手方向の一端（基端）は、第１のヒートシンク１０に接続されており、トナーブレード８から第１の放熱部材９に移った熱を第１のヒートシンク１０に逃がせるようになっている。
【００２３】
引き剥がしブレード１１は、現像ローラ７上のトナーのうち、感光体ドラム２に移されなかったトナーを現像ローラ７から剥がして収容室１４内に戻すためのものである。この引き剥がしブレード１１は、トナーブレード８と同様の材料を用いて形成された導電体であり、トナーブレード８と同様の形状に形成されている。
引き剥がしブレード１１の短手方向の一端は（基端）は、第２のヒートシンク１３に接続されており、短手方向の他端側は、現像ローラ７の外周面に擦動可能に接触している。引き剥がしブレード１１は、現像ローラ７に接触して基端と先端との間が弾力的に撓んでおり、現像ローラ７に所定の押圧力を付与している。
【００２４】
第２のヒートシンク１３は、ハウジング５の底壁１６に固定されており、引き剥がしブレード１１の熱を放熱できるようになっている。また、第２のヒートシンク１３は、導電性を有しており、画像形成装置１のフレーム（図示せず）などに接地されている。
現像ローラ７上のトナーは、引き剥がしブレード１１に接触して除電され、収容室１４内に落とされる。
【００２５】
第２の放熱部材１２は、現像ローラ７と引き剥がしブレード１１との擦接に伴い引き剥がしブレード１１に生じる熱を放熱するためのものである。この第２の放熱部材１２は、第１の放熱部材９と同様の材料を用いて同様の形状に形成されており、引き剥がしブレード１１よりも高い熱伝導率を有している。
引き剥がしブレード１１のうち、現像ローラ７に接触していない側の一側面の全面に、第２の放熱部材１２が積層されている。第２の放熱部材１２と引き剥がしブレード１１とは接着されている。第２の放熱部材１２の短手方向の一端（基端）は、第２のヒートシンク１３に接続されており、引き剥がしブレード１１から第２の放熱部材１２に移った熱および電荷を、第２のヒートシンク１３に逃がせるようになっている。また、引き剥がしブレード１１の変形に追随して弾力的に変形している。
【００２６】
クリーニング装置４は、ハウジング１７と、ステー１８と、ヒートシンク１９と、クリーニングブレード２０と、放熱部材２１とを有している。
ハウジング１７は、感光体ドラム２から除去した残留トナーを受け入れる受入室２２を区画する箱形をしており、上壁２３を有している。
ステー１８は、たとえば板金部材であり、ハウジング１７の上壁２３に固定されている。ヒートシンク１９は、クリーニングブレード２０および放熱部材２１からの熱を放熱するためのものであり、ボルト２４を用いてステー１８に固定されている。
【００２７】
クリーニングブレード２０は、感光体ドラム２上に残留した残留トナーを受入室２２に落として感光体ドラム２上の残留トナーを除去するためのものである。このクリーニングブレード２０は、ポリウレタンなどの弾性部材を板状に形成したものであり、感光体ドラム２の軸方向に長手に延びている。クリーニングブレード２０の短手方向の一端（基端）は、ヒートシンク１９に固定されており、長手方向の他端（先端）は、感光体ドラム２の外周面に擦動可能に接触している。クリーニングブレード２０の先端は、感光体ドラム２との接触により弾性的にわずかに変形している。
【００２８】
放熱部材２１は、感光体ドラム２とクリーニングブレード２０との擦接に伴いクリーニングブレード２０に生じる熱を放熱するためのものであり、現像装置３の第１の放熱部材９と同様の材料を用いてシート状に形成されている。放熱部材２１は、クリーニングブレード２０よりも高い熱伝導率を有している。
クリーニングブレード２０のうち、感光体ドラム２に面していない側の一側面の先端側に、放熱部材２１の一側面の一部が接着されている。また、放熱部材２１の一側面の残りの部分は、ヒートシンク１９に接着されている。放熱部材２１は、クリーニングブレード２０の変形に追随して弾力的に変形している。
【００２９】
また、画像形成装置１には、冷却ファン（図示せず）が設けられており、第１のヒートシンク１０、第２のヒートシンク１３およびヒートシンク１９に冷却風が当たるようになっている。
上記の概略構成を有する画像形成装置１において、現像装置３では、現像ローラ７が回転すると、現像ローラ７とトナーブレード８の先端との間で摩擦熱が生じるが、この熱は、トナーブレード８および第１の放熱部材９を介して、第１のヒートシンク１０に逃がされる。第１のヒートシンク１０は、冷却ファンからの冷却風により冷却される。
【００３０】
同様に、現像ローラ７と引き剥がしブレード１１の先端との間で摩擦熱が生じるが、この熱は、引き剥がしブレード１１および第２の放熱部材１２を介して、第２のヒートシンク１３に逃がされる。第２のヒートシンク１３は、冷却ファンからの冷却風により冷却される。
また、感光体ドラム２が回転すると、感光体ドラム２とクリーニングブレード２０の先端との間で摩擦熱が生じるが、この熱は、クリーニングブレード２０および放熱部材２１を介して、ヒートシンク１９に逃がされる。ヒートシンク１９は、冷却ファンからの冷却風により冷却される。
【００３１】
以上説明したように、この実施形態によれば、トナーブレード８は、現像ローラ７への擦接に伴い弾力的に変形し、現像ローラ７になじんだ状態となる。トナーブレード８の弾性力を利用することで、トナーブレード８と現像ローラ７との接触状態を所望の状態に容易にできる。したがって、現像ローラ７上に、所望の厚みを有するトナーの薄膜を容易に形成することができる。
【００３２】
また、第１の放熱部材９を、トナーブレード８の変形に追随して弾力的に変形することができる。したがって、第１の放熱部材９をトナーブレード８の広い範囲に設けることで、現像ローラ７とトナーブレード８との擦接により生じた熱を良好に逃がすことができ、しかもトナーブレード８の弾力的な変形を阻害してしまうことがない。
また、引き剥がしブレード１１は、現像ローラ７への擦接に伴い弾力的に変形し、現像ローラ７になじんだ状態となる。引き剥がしブレード１１の弾性力を利用することで、引き剥がしブレード１１と現像ローラ７との接触状態を所望の状態に容易にできる。したがって、現像ローラ７上のトナーの除電を確実に行うことができる。
【００３３】
さらに、第２の放熱部材１２を、引き剥がしブレード１１の変形に追随して弾力的に変形することができる。したがって、第２の放熱部材１２を引き剥がしブレード１１の広い範囲に設けることで、現像ローラ７と引き剥がしブレード１１との擦接により生じた熱を良好に逃がすことができ、しかも引き剥がしブレード１１の弾力的な変形を阻害してしまうことがない。
【００３４】
また、クリーニングブレード２０は、感光体ドラム２への擦接に伴い弾力的に変形し、感光体ドラム２になじんだ状態となる。クリーニングブレード２０の弾性力を利用することにより、クリーニングブレード２０と感光体ドラム２との接触状態を所望の状態に容易にできる。したがって、感光体ドラム２上の残留トナーを確実に除去することができる。
さらに、放熱部材２１を、クリーニングブレード２０の変形に追随して弾力的に変形することができる。したがって、放熱部材２１をクリーニングブレード２０の広い範囲に設けることで、感光体ドラム２とクリーニングブレード２０との擦接により生じた熱を良好に逃がすことができ、しかもクリーニングブレード２０の弾力的な変形を阻害してしまうことがない。
【００３５】
また、現像装置３の第１および第２の放熱部材９，１２を、対応するトナーブレード８および引き剥がしブレード１１の一側面の全面に積層している。これにより、各ブレード８，１１との接触面積を広くしてこれらのブレード８，１１を冷却する効果をより高めることができる
さらに、第１の放熱部材９、第２の放熱部材１２および放熱部材２１のそれぞれを、対応する第１のヒートシンク１０、第２のヒートシンク１３およびヒートシンク１９に接続している。これにより、各ブレード８，１１，２０から対応する放熱部材９，１２，２１に移った熱を、対応するヒートシンク１０，１３，１９に移すことができる。これにより、各ブレード８，１１，２０の冷却をより速やかに行うことができる。
【００３６】
また、各放熱部材９，１２，２１を、グラファイトを用いて形成していることにより、伝熱性能に優れた材料で各放熱部材９，１２，２１を形成することができる。したがって、各ブレード８，１１，２０から対応するヒートシンク１０，１３，１９への伝熱量をより多くできる。
さらに、第２の放熱部材１２が導電性を有していることにより、引き剥がしブレード１１に生じた不要な電荷を速やかに逃がすことができる。
【００３７】
この発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。たとえば、第１の放熱部材９を、トナーブレード８の一側面の一部にのみ積層してもよい。また、第２の放熱部材１２を、引き剥がしブレード１１の一側面の一部にのみ積層してもよい。さらに、クリーニング装置４の放熱部材２１を、クリーニングブレード２０の一側面の全面に積層してもよい。
【実施例】
【００３８】
放熱性能に関する実験
ＳＵＳ３０４製のトナーブレードの一側面の全面に放熱部材を積層した実施例１と、ＳＵＳ３０４製のトナーブレードのみからなる比較例１とを製作した。
実施例１の放熱部材は、ＰＧＳグラファイトシート（松下電器産産業（株）製）であり、トナーブレードの熱伝導率（２５．７Ｗ／ｍ・℃）よりも高い熱伝導率（８００Ｗ／ｍ・℃）を有している。
【００３９】
実施例１と比較例１をそれぞれ現像器に取り付け温度を上昇させた。具体的には、１６ｍｍの直径を有し２５０ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転させた現像スリーブの外周面に９０Ｎの押圧力をもって実施例１と比較例１とを押圧させた。そして、経過時間とトナーブレードの温度との関係を測定した。結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】
【００４１】
表１に示すように、実施例１のほうが、比較例１よりも温度が低くなっている。また、経過時間が長くなるほど、実施例１と比較例１との温度の差が大きくなっている。これにより、実施例１におけるトナーブレードを冷却する効果の高さが実証された。
弾力性に関する実験
まず、図２に示す単品のトナーブレードに所定の荷重をかけたときの撓み量を測定した。なお、トナーブレードは、表２に示す諸元を有している。
【００４２】
【表２】
【００４３】
表２より、トナーブレードの材質はＳＵＳ３０４（ステンレス材）、幅ｂ＝３００ｍｍ、厚みｈ＝０．１ｍｍ、長さＬ＝１０ｍｍ、ヤング率Ｅ＝１９９ＧＰａ、断面係数Ｚ＝０．５ｍｍ３、断面２次モーメントＩ＝０．０２５ｍｍ４である。
このトナーブレードの長さＬ方向の一端を固定した状態で、他端にＰ＝９０Ｎの荷重をかけたときの撓み量の最大値δｍａｘを、下記式（１）〜式（３）を用いて求めた。
【００４４】
δｍａｘ＝（β×Ｐ×Ｌ３）／（Ｅ×Ｉ）・・・・・（１）
β＝１／３・・・・・（２）
Ｉ＝（ｂ×ｈ３）／１２・・・・・（３）
結果は、表２に示すように、δｍａｘ＝６．０３ｍｍであった。
次に、図３に示すように、トナーブレードの一側面の全面に放熱部材を積層したものを５つ用意し、実施例２および比較例２〜５とした。実施例２の放熱部材は、ＰＧＳグラファイトシート（松下電器産産業（株）製）であり、比較例２の放熱部材は、銅製のシートであり、比較例３の放熱部材は、アルミニウム製のシートであり、比較例４の放熱部材は、ＳＵＳ３０４製のシートであり、比較例５の放熱部材は、ＳＵＳ４３０製のシートである。
【００４５】
表３は、実施例２および比較例２〜５のそれぞれの放熱部材の諸元を示している。
【００４６】
【表３】
【００４７】
実施例２および比較例２〜５の放熱部材は、熱伝導率×厚みの値が等しくされており、放熱に関して同等の性能を有している。具体的には、実施例２では、放熱部材の厚みが０．１０ｍｍとされており、比較例２では、放熱部材の厚みが０．２１ｍｍとされており、比較例３では、放熱部材の厚みが０．３９ｍｍとされており、比較例４では、放熱部材の厚みが５．００ｍｍとされており、比較例５では、放熱部材の厚みが３．１１ｍｍとされている。
【００４８】
実施例２および比較例２〜５のそれぞれについて、長さＬ方向の一端を固定した状態で、他端の撓み量の最大値が上記のδｍａｘ＝６．０３ｍｍとなるのに必要な荷重Ｐ＋Ｐ’を求めた。すなわち荷重Ｐ’は、トナーブレードに放熱部材を取り付けることに起因して生じる荷重である。
このときの荷重Ｐ’が９Ｎ未満のものを「○」、９Ｎ以上のものを「×」として評価した。結果を表３に示す。
【００４９】
表３に示すように、実施例２は、「○」の評価となっており、比較例２〜５は、いずれも「×」の評価となっている。これにより、実施例２が、放熱部材を設けたことによる荷重の変化が十分に小さいことが実証された。すなわち、トナーブレードを現像ローラに接触させたときに、トナーブレードが十分に弾力的に変形できることが実証された。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】この発明の一実施形態にかかる冷却構造を備える画像形成装置の図解的な縦断面図である。
【図２】実施例について説明するための図である。
【図３】実施例について説明するための図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ 画像形成装置
２ 感光体ドラム（回転体）
７ 現像ローラ（回転体）
８ トナーブレード
９ 第１の放熱部材
１０ 第１のヒートシンク
１１ 引き剥がしブレード
１２ 第２の放熱部材
１３ 第２のヒートシンク
１９ ヒートシンク
２０ クリーニングブレード
２１ 放熱部材
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像形成装置の冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタやファクシミリなどの画像形成装置には、現像ローラなどの種々の回転体が備えられている（たとえば、特許文献１参照）。現像ローラは、感光体ドラム上に形成された静電潜像にトナーを移して静電潜像を現像するためのものである。
【特許文献１】特開平７−２４８６７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
現像ローラには、トナーブレードが設けられている。トナーブレードは、その先端が現像ローラに接触して撓んでおり、所定の押圧荷重を現像ローラに付与している。これにより、現像ローラの回転時に現像ローラ上のトナーを均し、現像ローラ上に均一な厚みの薄膜を形成するようになっている。
現像ローラとトナーブレードの先端との擦れ合いによって、トナーブレードの先端は、高温になる。トナーブレードの先端の温度がトナーの融点を超えると、トナーが溶けてトナーブレードの先端に付着し、そのまま固着してしまう。この場合、トナーブレードに固着したトナーが原因で現像ローラ上に均一な厚さのトナーの薄膜を形成できなくなり、その結果、画質の低下を招いてしまう。特に、従来のトナーよりも低い温度で溶ける、いわゆる低融点トナーを用いた場合に、トナーブレードへのトナーの固着が生じ易い。
【０００４】
そこで、特許文献１のように、トナーブレードの基端側にヒートシンクを接続してトナーブレードの熱を逃がし、これによりトナーブレードの先端を冷却することが考えられる。しかしながら、ヒートシンクは、トナーブレードの先端側から離れているので、トナーブレードの熱がヒートシンクに速やかに伝わらず、トナーブレードの先端を十分に冷却できない。
【０００５】
また、トナーブレードの厚みを増して、トナーブレードの先端から基端への熱の移動量を増すことも考えられる。しかしながら、この場合、トナーブレードの弾性が失われてトナーブレードを十分に撓ませることができず、現像ローラへの押圧荷重を所定の値に設定するのが難しくとなる。
同様の課題は、現像ローラのトナーブレードに限らず、感光体ドラムなどの他の回転体に擦接するブレードにも存在する。
【０００６】
この発明は、かかる背景のもとでなされたもので、回転体とこれに擦接するブレードとの接触状態を所望の状態に容易にでき、かつ、回転体とブレードとの擦接に伴う発熱を良好に逃がすことのできる画像形成装置の冷却構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、画像形成動作に関連して回転駆動し得る回転体（２，７）の外周面に擦接して弾力的に変形するブレード（８，１１，２０）と、上記ブレード（８，１１，２０）に設けられたシート状の放熱部材（９，１２，２１）と、を有し、上記放熱部材（９，１２，２１）は、ブレード（８，１１，２０）の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有し、かつ、ブレード（８，１１，２０）の変形に追随して弾力的に変形することを特徴とする画像形成装置（１）の冷却構造である。
【０００８】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素などを表す。以下、この項において同じ。
この構成によれば、ブレードは、回転体への擦接に伴い弾力的に変形し、回転体になじんだ状態となる。ブレードの弾性力を利用することで、ブレードと回転体との接触状態を所望の状態に容易にできる。また、放熱部材を、ブレードの変形に追随して弾力的に変形することができる。したがって、放熱部材をブレードの広い範囲に設けることで、回転体とブレードとの擦接により生じた熱を良好に逃がすことができ、しかも、ブレードの弾力的な変形を阻害してしまうことがない。
【０００９】
請求項２記載の発明は、上記放熱部材（９，１２，２１）は、ブレード（８，１１，２０）の一側面の全面に積層されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置（１）の冷却構造である。この構成によれば、ブレードを冷却する効果をより高めることができる。
請求項３記載の発明は、上記放熱部材（９，１２，２１）は、ヒートシンク（１０，１３，１９）に接続されていることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置（１）の冷却構造である。この構成によれば、ブレードから放熱部材に移った熱を、ヒートシンクに移すことができる。これにより、ブレードの冷却をより速やかに行うことができる。
【００１０】
請求項４記載の発明は、上記放熱部材（９，１２，２１）は、グラファイトを用いて形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置（１）の冷却構造である。この構成によれば、伝熱性能に優れた材料で放熱部材を形成することができる。
請求項５記載の発明は、上記放熱部材（９，１２，２１）は、導電性を有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置（１）の冷却構造である。この構成によれば、ブレードに生じた不要な電荷を速やかに逃がすことができる。
【００１１】
請求項６記載の発明は、上記回転体（７）は、感光体ドラム（２）に形成された静電潜像を現像するための現像ローラ（７）を含み、上記ブレード（８）は、現像ローラ（７）上に接触されたトナーブレード（８）を含んでいることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置（１）の冷却構造である
この構成によれば、トナーブレードは、現像ローラへの擦接に伴い弾力的に変形し、現像ローラになじんだ状態となる。トナーブレードの弾性力を利用することで、トナーブレードと現像ローラとの接触状態を所望の状態に容易にできる。したがって、現像ローラ上に、所望の厚みを有するトナーの薄膜を容易に形成することができる。また、放熱部材を、トナーブレードの変形に追随して弾力的に変形することができる。したがって、放熱部材をトナーブレードの広い範囲に設けることで、現像ローラとトナーブレードとの擦接により生じた熱を良好に逃がすことができ、しかもトナーブレードの弾力的な変形を阻害してしまうことがない。
【００１２】
請求項７記載の発明は、上記ブレード（１１）は、現像ローラ（７）上のトナーを除電するためのブレード（１１）を含んでいることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置（１）の冷却構造である。
この構成によれば、ブレードは、現像ローラへの擦接に伴い弾力的に変形し、現像ローラになじんだ状態となる。ブレードの弾性力を利用することで、ブレードと現像ローラとの接触状態を所望の状態に容易にできる。したがって、現像ローラ上のトナーの除電を確実に行うことができる。また、放熱部材を、ブレードの変形に追随して弾力的に変形することができる。したがって、放熱部材をブレードの広い範囲に設けることで、現像ローラとブレードとの擦接により生じた熱を良好に逃がすことができ、しかもブレードの弾力的な変形を阻害してしまうことがない。
【００１３】
請求項８記載の発明は、上記回転体（２）は、感光体ドラム（２）を含み、上記ブレード（２０）は、感光体ドラム（２）に残留した残留トナーを除去するためのクリーニングブレード（２０）を含んでいることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成装置（１）の冷却構造である。
この構成によれば、クリーニングブレードは、感光体ドラムへの擦接に伴い弾力的に変形し、感光体ドラムになじんだ状態となる。クリーニングブレードの弾性力を利用することで、クリーニングブレードと感光体ドラムとの接触状態を所望の状態に容易にできる。したがって、感光体ドラム上の残留トナーを確実に除去することができる。また、放熱部材を、クリーニングブレードの変形に追随して弾力的に変形することができる。したがって、放熱部材をクリーニングブレードの広い範囲に設けることで、感光体ドラムとクリーニングブレードとの擦接により生じた熱を良好に逃がすことができ、しかもクリーニングブレードの弾力的な変形を阻害してしまうことがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、この発明の一実施形態にかかる冷却構造を備える画像形成装置の図解的な縦断面図である。図１を参照して、画像形成装置１は、たとえば、プリンタや、複写機や、ファクシミリなどであり、画像データに基づく画像を用紙Ｐに形成するためのものである。
画像形成装置１は、感光体ドラム２（回転体）と、現像装置３と、クリーニング装置４とを有している。
【００１５】
感光体ドラム２は、軸方向（図１の紙面に垂直な方向）に長い筒状をしている。この感光体ドラム２の外周面には、画像データに基づく静電潜像が形成されるようになっている。現像装置３は、感光体ドラム２に形成された静電潜像を現像するためのものである。クリーニング装置４は、感光体ドラム２上に残留したトナーを除去するためのものである。
画像形成時、感光体ドラム２は、回転方向Ｒに回転し、その外周面に、画像データに基づく静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置３によって現像される。これにより、画像データに基づくトナー像が形成される。
【００１６】
このトナー像は、転写位置Ａで用紙Ｐに転写される。用紙Ｐに転写されたトナー像は、その後、用紙Ｐに定着されるようになっている。一方、転写位置Ａで用紙Ｐに転写し切れなかったトナー（残留トナー）は、クリーニング装置４で除去される。
現像装置３は、ハウジング５と、供給ローラ６と、現像ローラ７（回転体）と、トナーブレード８と、トナーブレード８に設けられている第１の放熱部材９と、トナーブレード８および第１の放熱部材９に繋がる第１のヒートシンク１０と、引き剥がしブレード１１と、引き剥がしブレード１１に設けられている第２の放熱部材１２と、引き剥がしブレード１１および第２の放熱部材１２に繋がる第２のヒートシンク１３とを含んでいる。
【００１７】
ハウジング５は、トナーを収容するための収容室１４を区画する箱形をしており、一側壁１５と、底壁１６とを有している。
現像ローラ７は、収容室１４内のトナーを感光体ドラム２側に運ぶためのものであり、画像形成時に回転方向Ｒと反対の方向に回転駆動するようになっている。現像ローラ７の外周面の周速度は、感光体ドラム２の外周面の周速度の約１．５倍とされており、現像ローラ７と感光体ドラム２とは、約０．５ｍｍの隙間をあけて対向している。
【００１８】
この現像ローラ７は、感光体ドラム２と平行な細長い筒状をしており、一部が収容室１４内に収容されている。現像ローラ７の残りの一部は、一側壁１５の開口を通して、感光体ドラム２側に突出している。
現像ローラ７の外周面には、供給ローラ６からトナーが供給されるようになっている。現像ローラ７上のトナーは、感光体ドラム２に対向したときに感光体ドラム２に移動できるようになっている。
【００１９】
トナーブレード８は、現像ローラ７の外周面上に供給されたトナーが所定の厚みの薄膜を形成するように、トナーを均すためのものである。このトナーブレード８は、ＳＵＳ４３０などのステンレス材製の、厚さが０．１ｍｍ程度の薄板状の部材であり、現像ローラ７の軸方向に長手に延びている。トナーブレード８の長手方向の長さは、約３００ｍｍであり、短手方向の長さは、約１０ｍｍである。
【００２０】
トナーブレード８の短手方向の一端（基端）は、第１のヒートシンク１０に接続されており、短手方向の他端（先端）は、現像ローラ７の外周面に擦動可能に接触している。第１のヒートシンク１０は、ハウジング５の一側壁１５に固定されており、トナーブレード８の熱を放熱できるようになっている。トナーブレード８は、現像ローラ７に接触して基端と先端との間が弾力的に撓んでおり、現像ローラ７に所定の押圧力（たとえば、約９０Ｎ）を付与している。
【００２１】
第１の放熱部材９は、現像ローラ７とトナーブレード８との擦接に伴いトナーブレード８に生じる熱を放熱するためのものであり、グラファイトシートを用いて形成されている。グラファイトシートは、黒鉛をシート状に加工したものであって、導電性と、可撓性とを有しており、また、銅やステンレス（トナーブレード８）よりも高い熱伝導率を有している。このグラファイトシートは、その構造上、厚み方向に比べて、平面方向の熱伝導性に優れている。
【００２２】
第１の放熱部材９は、厚みが０．１ｍｍ程度の薄いシート状に形成されている。第１の放熱部材９の厚みとトナーブレード８の厚みとは略等しくされている。トナーブレード８のうち、現像ローラ７に接触していない側の一側面の全面に、第１の放熱部材９が積層されている。
第１の放熱部材９とトナーブレード８とは接着されており、トナーブレード８の変形に追随して弾力的に変形している。第１の放熱部材９の短手方向の一端（基端）は、第１のヒートシンク１０に接続されており、トナーブレード８から第１の放熱部材９に移った熱を第１のヒートシンク１０に逃がせるようになっている。
【００２３】
引き剥がしブレード１１は、現像ローラ７上のトナーのうち、感光体ドラム２に移されなかったトナーを現像ローラ７から剥がして収容室１４内に戻すためのものである。この引き剥がしブレード１１は、トナーブレード８と同様の材料を用いて形成された導電体であり、トナーブレード８と同様の形状に形成されている。
引き剥がしブレード１１の短手方向の一端は（基端）は、第２のヒートシンク１３に接続されており、短手方向の他端側は、現像ローラ７の外周面に擦動可能に接触している。引き剥がしブレード１１は、現像ローラ７に接触して基端と先端との間が弾力的に撓んでおり、現像ローラ７に所定の押圧力を付与している。
【００２４】
第２のヒートシンク１３は、ハウジング５の底壁１６に固定されており、引き剥がしブレード１１の熱を放熱できるようになっている。また、第２のヒートシンク１３は、導電性を有しており、画像形成装置１のフレーム（図示せず）などに接地されている。
現像ローラ７上のトナーは、引き剥がしブレード１１に接触して除電され、収容室１４内に落とされる。
【００２５】
第２の放熱部材１２は、現像ローラ７と引き剥がしブレード１１との擦接に伴い引き剥がしブレード１１に生じる熱を放熱するためのものである。この第２の放熱部材１２は、第１の放熱部材９と同様の材料を用いて同様の形状に形成されており、引き剥がしブレード１１よりも高い熱伝導率を有している。
引き剥がしブレード１１のうち、現像ローラ７に接触していない側の一側面の全面に、第２の放熱部材１２が積層されている。第２の放熱部材１２と引き剥がしブレード１１とは接着されている。第２の放熱部材１２の短手方向の一端（基端）は、第２のヒートシンク１３に接続されており、引き剥がしブレード１１から第２の放熱部材１２に移った熱および電荷を、第２のヒートシンク１３に逃がせるようになっている。また、引き剥がしブレード１１の変形に追随して弾力的に変形している。
【００２６】
クリーニング装置４は、ハウジング１７と、ステー１８と、ヒートシンク１９と、クリーニングブレード２０と、放熱部材２１とを有している。
ハウジング１７は、感光体ドラム２から除去した残留トナーを受け入れる受入室２２を区画する箱形をしており、上壁２３を有している。
ステー１８は、たとえば板金部材であり、ハウジング１７の上壁２３に固定されている。ヒートシンク１９は、クリーニングブレード２０および放熱部材２１からの熱を放熱するためのものであり、ボルト２４を用いてステー１８に固定されている。
【００２７】
クリーニングブレード２０は、感光体ドラム２上に残留した残留トナーを受入室２２に落として感光体ドラム２上の残留トナーを除去するためのものである。このクリーニングブレード２０は、ポリウレタンなどの弾性部材を板状に形成したものであり、感光体ドラム２の軸方向に長手に延びている。クリーニングブレード２０の短手方向の一端（基端）は、ヒートシンク１９に固定されており、長手方向の他端（先端）は、感光体ドラム２の外周面に擦動可能に接触している。クリーニングブレード２０の先端は、感光体ドラム２との接触により弾性的にわずかに変形している。
【００２８】
放熱部材２１は、感光体ドラム２とクリーニングブレード２０との擦接に伴いクリーニングブレード２０に生じる熱を放熱するためのものであり、現像装置３の第１の放熱部材９と同様の材料を用いてシート状に形成されている。放熱部材２１は、クリーニングブレード２０よりも高い熱伝導率を有している。
クリーニングブレード２０のうち、感光体ドラム２に面していない側の一側面の先端側に、放熱部材２１の一側面の一部が接着されている。また、放熱部材２１の一側面の残りの部分は、ヒートシンク１９に接着されている。放熱部材２１は、クリーニングブレード２０の変形に追随して弾力的に変形している。
【００２９】
また、画像形成装置１には、冷却ファン（図示せず）が設けられており、第１のヒートシンク１０、第２のヒートシンク１３およびヒートシンク１９に冷却風が当たるようになっている。
上記の概略構成を有する画像形成装置１において、現像装置３では、現像ローラ７が回転すると、現像ローラ７とトナーブレード８の先端との間で摩擦熱が生じるが、この熱は、トナーブレード８および第１の放熱部材９を介して、第１のヒートシンク１０に逃がされる。第１のヒートシンク１０は、冷却ファンからの冷却風により冷却される。
【００３０】
同様に、現像ローラ７と引き剥がしブレード１１の先端との間で摩擦熱が生じるが、この熱は、引き剥がしブレード１１および第２の放熱部材１２を介して、第２のヒートシンク１３に逃がされる。第２のヒートシンク１３は、冷却ファンからの冷却風により冷却される。
また、感光体ドラム２が回転すると、感光体ドラム２とクリーニングブレード２０の先端との間で摩擦熱が生じるが、この熱は、クリーニングブレード２０および放熱部材２１を介して、ヒートシンク１９に逃がされる。ヒートシンク１９は、冷却ファンからの冷却風により冷却される。
【００３１】
以上説明したように、この実施形態によれば、トナーブレード８は、現像ローラ７への擦接に伴い弾力的に変形し、現像ローラ７になじんだ状態となる。トナーブレード８の弾性力を利用することで、トナーブレード８と現像ローラ７との接触状態を所望の状態に容易にできる。したがって、現像ローラ７上に、所望の厚みを有するトナーの薄膜を容易に形成することができる。
【００３２】
また、第１の放熱部材９を、トナーブレード８の変形に追随して弾力的に変形することができる。したがって、第１の放熱部材９をトナーブレード８の広い範囲に設けることで、現像ローラ７とトナーブレード８との擦接により生じた熱を良好に逃がすことができ、しかもトナーブレード８の弾力的な変形を阻害してしまうことがない。
また、引き剥がしブレード１１は、現像ローラ７への擦接に伴い弾力的に変形し、現像ローラ７になじんだ状態となる。引き剥がしブレード１１の弾性力を利用することで、引き剥がしブレード１１と現像ローラ７との接触状態を所望の状態に容易にできる。したがって、現像ローラ７上のトナーの除電を確実に行うことができる。
【００３３】
さらに、第２の放熱部材１２を、引き剥がしブレード１１の変形に追随して弾力的に変形することができる。したがって、第２の放熱部材１２を引き剥がしブレード１１の広い範囲に設けることで、現像ローラ７と引き剥がしブレード１１との擦接により生じた熱を良好に逃がすことができ、しかも引き剥がしブレード１１の弾力的な変形を阻害してしまうことがない。
【００３４】
また、クリーニングブレード２０は、感光体ドラム２への擦接に伴い弾力的に変形し、感光体ドラム２になじんだ状態となる。クリーニングブレード２０の弾性力を利用することにより、クリーニングブレード２０と感光体ドラム２との接触状態を所望の状態に容易にできる。したがって、感光体ドラム２上の残留トナーを確実に除去することができる。
さらに、放熱部材２１を、クリーニングブレード２０の変形に追随して弾力的に変形することができる。したがって、放熱部材２１をクリーニングブレード２０の広い範囲に設けることで、感光体ドラム２とクリーニングブレード２０との擦接により生じた熱を良好に逃がすことができ、しかもクリーニングブレード２０の弾力的な変形を阻害してしまうことがない。
【００３５】
また、現像装置３の第１および第２の放熱部材９，１２を、対応するトナーブレード８および引き剥がしブレード１１の一側面の全面に積層している。これにより、各ブレード８，１１との接触面積を広くしてこれらのブレード８，１１を冷却する効果をより高めることができる
さらに、第１の放熱部材９、第２の放熱部材１２および放熱部材２１のそれぞれを、対応する第１のヒートシンク１０、第２のヒートシンク１３およびヒートシンク１９に接続している。これにより、各ブレード８，１１，２０から対応する放熱部材９，１２，２１に移った熱を、対応するヒートシンク１０，１３，１９に移すことができる。これにより、各ブレード８，１１，２０の冷却をより速やかに行うことができる。
【００３６】
また、各放熱部材９，１２，２１を、グラファイトを用いて形成していることにより、伝熱性能に優れた材料で各放熱部材９，１２，２１を形成することができる。したがって、各ブレード８，１１，２０から対応するヒートシンク１０，１３，１９への伝熱量をより多くできる。
さらに、第２の放熱部材１２が導電性を有していることにより、引き剥がしブレード１１に生じた不要な電荷を速やかに逃がすことができる。
【００３７】
この発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。たとえば、第１の放熱部材９を、トナーブレード８の一側面の一部にのみ積層してもよい。また、第２の放熱部材１２を、引き剥がしブレード１１の一側面の一部にのみ積層してもよい。さらに、クリーニング装置４の放熱部材２１を、クリーニングブレード２０の一側面の全面に積層してもよい。
【実施例】
【００３８】
放熱性能に関する実験
ＳＵＳ３０４製のトナーブレードの一側面の全面に放熱部材を積層した実施例１と、ＳＵＳ３０４製のトナーブレードのみからなる比較例１とを製作した。
実施例１の放熱部材は、ＰＧＳグラファイトシート（松下電器産産業（株）製）であり、トナーブレードの熱伝導率（２５．７Ｗ／ｍ・℃）よりも高い熱伝導率（８００Ｗ／ｍ・℃）を有している。
【００３９】
実施例１と比較例１をそれぞれ現像器に取り付け温度を上昇させた。具体的には、１６ｍｍの直径を有し２５０ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転させた現像スリーブの外周面に９０Ｎの押圧力をもって実施例１と比較例１とを押圧させた。そして、経過時間とトナーブレードの温度との関係を測定した。結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】
【００４１】
表１に示すように、実施例１のほうが、比較例１よりも温度が低くなっている。また、経過時間が長くなるほど、実施例１と比較例１との温度の差が大きくなっている。これにより、実施例１におけるトナーブレードを冷却する効果の高さが実証された。
弾力性に関する実験
まず、図２に示す単品のトナーブレードに所定の荷重をかけたときの撓み量を測定した。なお、トナーブレードは、表２に示す諸元を有している。
【００４２】
【表２】
【００４３】
表２より、トナーブレードの材質はＳＵＳ３０４（ステンレス材）、幅ｂ＝３００ｍｍ、厚みｈ＝０．１ｍｍ、長さＬ＝１０ｍｍ、ヤング率Ｅ＝１９９ＧＰａ、断面係数Ｚ＝０．５ｍｍ３、断面２次モーメントＩ＝０．０２５ｍｍ４である。
このトナーブレードの長さＬ方向の一端を固定した状態で、他端にＰ＝９０Ｎの荷重をかけたときの撓み量の最大値δｍａｘを、下記式（１）〜式（３）を用いて求めた。
【００４４】
δｍａｘ＝（β×Ｐ×Ｌ３）／（Ｅ×Ｉ）・・・・・（１）
β＝１／３・・・・・（２）
Ｉ＝（ｂ×ｈ３）／１２・・・・・（３）
結果は、表２に示すように、δｍａｘ＝６．０３ｍｍであった。
次に、図３に示すように、トナーブレードの一側面の全面に放熱部材を積層したものを５つ用意し、実施例２および比較例２〜５とした。実施例２の放熱部材は、ＰＧＳグラファイトシート（松下電器産産業（株）製）であり、比較例２の放熱部材は、銅製のシートであり、比較例３の放熱部材は、アルミニウム製のシートであり、比較例４の放熱部材は、ＳＵＳ３０４製のシートであり、比較例５の放熱部材は、ＳＵＳ４３０製のシートである。
【００４５】
表３は、実施例２および比較例２〜５のそれぞれの放熱部材の諸元を示している。
【００４６】
【表３】
【００４７】
実施例２および比較例２〜５の放熱部材は、熱伝導率×厚みの値が等しくされており、放熱に関して同等の性能を有している。具体的には、実施例２では、放熱部材の厚みが０．１０ｍｍとされており、比較例２では、放熱部材の厚みが０．２１ｍｍとされており、比較例３では、放熱部材の厚みが０．３９ｍｍとされており、比較例４では、放熱部材の厚みが５．００ｍｍとされており、比較例５では、放熱部材の厚みが３．１１ｍｍとされている。
【００４８】
実施例２および比較例２〜５のそれぞれについて、長さＬ方向の一端を固定した状態で、他端の撓み量の最大値が上記のδｍａｘ＝６．０３ｍｍとなるのに必要な荷重Ｐ＋Ｐ’を求めた。すなわち荷重Ｐ’は、トナーブレードに放熱部材を取り付けることに起因して生じる荷重である。
このときの荷重Ｐ’が９Ｎ未満のものを「○」、９Ｎ以上のものを「×」として評価した。結果を表３に示す。
【００４９】
表３に示すように、実施例２は、「○」の評価となっており、比較例２〜５は、いずれも「×」の評価となっている。これにより、実施例２が、放熱部材を設けたことによる荷重の変化が十分に小さいことが実証された。すなわち、トナーブレードを現像ローラに接触させたときに、トナーブレードが十分に弾力的に変形できることが実証された。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】この発明の一実施形態にかかる冷却構造を備える画像形成装置の図解的な縦断面図である。
【図２】実施例について説明するための図である。
【図３】実施例について説明するための図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ 画像形成装置
２ 感光体ドラム（回転体）
７ 現像ローラ（回転体）
８ トナーブレード
９ 第１の放熱部材
１０ 第１のヒートシンク
１１ 引き剥がしブレード
１２ 第２の放熱部材
１３ 第２のヒートシンク
１９ ヒートシンク
２０ クリーニングブレード
２１ 放熱部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成動作に関連して回転駆動し得る回転体の外周面に擦接して弾力的に変形するブレードと、
上記ブレードに設けられたシート状の放熱部材と、
を有し、
上記放熱部材は、ブレードの熱伝導率よりも高い熱伝導率を有し、かつ、ブレードの変形に追随して弾力的に変形することを特徴とする画像形成装置の冷却構造。
【請求項２】
上記放熱部材は、ブレードの一側面の全面に積層されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置の冷却構造。
【請求項３】
上記放熱部材は、ヒートシンクに接続されていることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置の冷却構造。
【請求項４】
上記放熱部材は、グラファイトを用いて形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置の冷却構造。
【請求項５】
上記放熱部材は、導電性を有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置の冷却構造。
【請求項６】
上記回転体は、感光体ドラムに形成された静電潜像を現像するための現像ローラを含み、
上記ブレードは、現像ローラ上に接触されたトナーブレードを含んでいることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置の冷却構造。
【請求項７】
上記ブレードは、現像ローラ上のトナーを除電するためのブレードを含んでいることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置の冷却構造。
【請求項８】
上記回転体は、感光体ドラムを含み、
上記ブレードは、感光体ドラムに残留した残留トナーを除去するためのクリーニングブレードを含んでいることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成装置の冷却構造。
【請求項１】
画像形成動作に関連して回転駆動し得る回転体の外周面に擦接して弾力的に変形するブレードと、
上記ブレードに設けられたシート状の放熱部材と、
を有し、
上記放熱部材は、ブレードの熱伝導率よりも高い熱伝導率を有し、かつ、ブレードの変形に追随して弾力的に変形することを特徴とする画像形成装置の冷却構造。
【請求項２】
上記放熱部材は、ブレードの一側面の全面に積層されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置の冷却構造。
【請求項３】
上記放熱部材は、ヒートシンクに接続されていることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置の冷却構造。
【請求項４】
上記放熱部材は、グラファイトを用いて形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置の冷却構造。
【請求項５】
上記放熱部材は、導電性を有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置の冷却構造。
【請求項６】
上記回転体は、感光体ドラムに形成された静電潜像を現像するための現像ローラを含み、
上記ブレードは、現像ローラ上に接触されたトナーブレードを含んでいることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置の冷却構造。
【請求項７】
上記ブレードは、現像ローラ上のトナーを除電するためのブレードを含んでいることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置の冷却構造。
【請求項８】
上記回転体は、感光体ドラムを含み、
上記ブレードは、感光体ドラムに残留した残留トナーを除去するためのクリーニングブレードを含んでいることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成装置の冷却構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−３３６５１（Ｐ２００７−３３６５１Ａ）
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２１４５０７（Ｐ２００５−２１４５０７）
【出願日】平成１７年７月２５日（２００５．７．２５）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２５日（２００５．７．２５）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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