JP2002108177A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP2002108177A
JP2002108177A JP2000295026A JP2000295026A JP2002108177A JP 2002108177 A JP2002108177 A JP 2002108177A JP 2000295026 A JP2000295026 A JP 2000295026A JP 2000295026 A JP2000295026 A JP 2000295026A JP 2002108177 A JP2002108177 A JP 2002108177A
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forming apparatus
duct
polygon motor
image
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Noboru Kususe
登 楠瀬
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 書込みユニットおよび加熱定着装置とを単純
な空気の流れにより確実に冷却することができ、また、
消費電力を少なくすることができる画像形成装置を提供
する。 【解決手段】 本発明の画像形成装置は、感光体を用い
て電子写真プロセスによりトナー画像を形成して転写紙
に転写する画像形成部1を具備し、感光体4の表面に画
像光を書き込む書込みユニット6が前記転写紙に前記ト
ナー画像を加熱および加圧して定着させる加熱定着装置
12の上方に 配設されている画像形成装置において、
書込みユニット6と加熱定着装置12との間に上下方向
に配置されている少なくとも2個のダクト13、14
と、これらのダクト13、14の内部にそれぞれ配置さ
れている複数のファン15、16とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真式の複写
機、プリンタ、ファクシミリ装置またはこれらのの複合
機等の画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、画像形成装置として、図4お
よび図5に示すものが知られている。図4に示すよう
に、従来の画像形成装置は、画像形成部101と、スキ
ャナ部102と、自動原稿給送装置103とを備えてい
る。画像形成部101は、感光体を用いて電子写真プロ
セスによりトナー画像を形成して転写紙に転写するもの
である。画像形成部101は、像担持体としてのドラム
状の感光体104と、この感光体104の周囲に配置さ
れている帯電ローラ105と、露光装置としての書込み
ユニット106と、現像装置107と、転写装置108
およびクリーニング装置109等を備えている。また、
画像形成部は、転写装置108に転写紙を供給する転写
紙供給装置110と、転写装置108の近くに配置され
た搬送装置111と、この搬送装置111の近くに配置
された加熱定着装置112を有している。転写装置10
8によりトナー画像が転写された転写紙は、搬送装置1
11により加熱定着装置112に搬送される。加熱定着
装置112は、転写紙に転写されたトナー画像を加熱お
よび加圧して転写紙に定着させる。帯電ローラ105
に、ダクト113の一端の開口部113aが対向してい
る。このダクト113は、書込みユニット106の下部
に沿うとともに、加熱定着装置112の上方に配置され
ている。ダクト113の他端の開口部113bは、画像
形成装置本体(装置本体)の側部に開口する排気口に接
続される。ダクト113の書込みユニット106に対応
する部分は、斜めに傾斜しており、ここに内部用開口部
113cが設けられる。ダクト113の加熱定着装置1
12に対向する部分の内部には、ファン114が配置さ
れている。ファン114は、ダクト113の内部の空気
を排気口の方向に送るようになっている。電源スイッチ
を投入することにより、ファン113が回転駆動され、
ダクト113の開口部と対向する帯電ローラ105の周
囲の空気が、装置本体の外部へ排出される。書込みユニ
ット106は、ハウジング106aと、このハウジング
106aの内部に収容されたポリゴンミラー106bと
複数の反射ミラー106c、106dおよびレンズ10
6eと、ハウジング106aに取り付けられポリゴンミ
ラー106bを回転させるポリゴンモータ106fとを
有している。ポリゴンモータ106fは、ハウジング1
06aの底面から突出した状態で設けられている。電源
スイッチを投入した状態で、ファーストコピータイムを
短縮するためにポリゴンモータ106fに通電されてポ
リゴンミラー106bを低速回転させる。
【0003】次に、画像形成装置がコピー動作になる
と、ポリゴンモータ106fがポリゴンミラー106b
を高速回転させるから、ポリゴンモータ106fの発熱
の度合いが一挙に上昇する。ポリゴンモータ106fの
高い熱はハウジング106aに伝達される。ハウジング
106aは、ほとんど密閉状態であるから、このハウジ
ング106aの内部に熱がこもって温度が上昇する。時
間の経過に伴って、書込みユニット106の全体が高温
となり、反射ミラー、ポリゴンミラーおよびびレンズな
どの光学系の光学特性が不安定となり、画像の鮮明度を
悪くする。また、ポリゴンモータ106f自体も高温と
なって、寿命が短縮される可能性がある。そのため、従
来の画像形成装置においては、ダクト113に内部用開
口部113cを設け、この内部用開口部113cから書
込みユニット106の周囲の空気をダクト113の内部
に取り入れることによって、ポリゴンモータ106fお
よび書込みユニット106から放散される熱を吸収し、
これらのポリゴンモータ106fおよび書込みユニット
106の冷却を図っている。図4に示す従来の画像形成
装置においては、ダクト113が内部用開口部113c
を設ける構成であるため風の流れが分散して、ほとんど
ポリゴンモータ106fを冷やすことができなかった。
【0004】これを解決するために、図5に示すような
画像形成装置が提案されている。図5に示す画像形成装
置おいては、図4に示す画像形成装置と同じ構成要素に
は同じ参照符号が付されている。図5に示す画像形成装
置は、ダクト115と、第1のファン116と、第2の
ファン117とを具備してなる。ダクト115は、装置
本体の一側面に開口される外気導入口115aおよび装
置本体の他の側面に開口される排出口115bとを有し
ている。第1のファン116は、ダクト115の内部に
配置され、外気導入口115aから外気をダクト115
の内部に導入して書込みユニット106に沿って送風し
てから排気口115bを介して装置本体の外部へ排気す
る。第2のファン117は、ダクト115の書込みユニ
ット106の上流側に配置され、ダクト115に導かれ
る外気の一部を書込みユニット106を構成するポリゴ
ンモータ106fに集中して送風する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図5に
示す従来の画像形成装置においては、ポリゴンモータの
軸受部が高熱を有し、この高熱が書込みユニットの光学
系(特に樹脂レンズ)の光学特性に悪影響を与えている
のが実状である。これは、書込みユニットの周囲の空気
の流れがあるものの流れが複雑で、実質的に軸受部が冷
却されておらず、書込みユニットに内部に熱がこもるか
らである。また、書込みユニットの外周形状が複雑なた
め圧力損失が生じ、第2のファンからの送風が有効に使
用されていないことも原因の一つに挙げられる。また、
図5に示す従来の画像形成装置においては、ダクトの形
状により圧力損失が生じ、結果的に空気の流れに差が生
じていて、加熱定着装置の熱を確実に排出できていない
という問題がある。また、図5に示す従来の画像形成装
置においては、画像形成装置の動作状態に関係なくダク
トの内部を流れる空気の速度が一定であるから、冷却が
必要である場合に効率よく冷却ができず、かつ、冷却が
あまり必要でない時に不要な電力を消費するという問題
がある。本発明の課題は、書込みユニットおよび加熱定
着装置とを単純な空気の流れにより確実に冷却すること
ができる画像形成装置を提供することにある。また、本
発明の他の課題は、書込みユニットおよび加熱定着装置
とを効率よく冷却することができ、かつ、消費電力を少
なくすることができる画像形成装置を提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項1に記載の発明は、感光体を用いて電子写真
プロセスによりトナー画像を形成して転写紙に転写する
画像形成部を具備し、前記感光体の表面に画像光を書き
込む書込みユニットが前記転写紙に前記トナー画像を加
熱および加圧して定着させる加熱定着装置の上方に配設
されている画像形成装置において、前記書込みユニット
と前記加熱定着装置との間に上下方向または水平方向に
配置されている少なくとも2個のダクトと、これらのダ
クトの内部にそれぞれ配置されている複数のファンとを
有することを特徴とする。請求項2に記載の発明は、請
求項1に記載の画像形成装置において、前記画像形成装
置の動作状態によって前記ファンを制御して前記ダクト
の内部を流れる空気の速度を少なくとも2段階に変える
ことが可能であることを特徴とする。請求項3に記載の
発明は、請求項1または2に記載の画像形成装置におい
て、前記書込みユニットは、前記画像光を偏向して前記
感光体の表面に走査するポリゴンミラーと、このポリゴ
ンミラーを回転させるポリゴンモータとを有し、前記ポ
リゴンモータの一部が前記ダクトのいずれか1つのダク
トの内部に配置され、当該ダクトの内部を流れる空気の
速度が他のダクトの内部を流れる空気の速度より速いこ
とを特徴とする。請求項4に記載の発明は、請求項3に
記載の画像形成装置において、前記ポリゴンモータの回
転数が25,000rpm以上であることを特徴とす
る。請求項5に記載の発明は、請求項3または4に記載
の画像形成装置において、前記ファンによる前記ダクト
の内部を流れる空気の速度の切り替えのタイミングが前
記ポリゴンモータの起動タイミングに対応していること
を特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の第1の実施
の形態としての画像形成装置の構成を示す概略図であ
る。図1に示すように、画像形成部1と、この画像形成
部1の上部に配設されたスキャナ部2と、このスキャナ
部2の上に配設されている自動原稿給送装置3とを備え
ている。スキャナ部2は、自動原稿給送装置3により給
送される原稿の画像情報を読み取って画像情報信号を生
成する。画像形成部1は、感光体を用いて電子写真プロ
セスによりトナー画像を形成して転写紙に転写するもの
である。画像形成部1は、像担持体としてのドラム状の
感光体4と、この感光体4の周囲に配置されている帯電
ローラ5と、露光装置としての書込みユニット6と、現
像装置7と、転写装置8およびクリーニング装置9等を
備えている。感光体4は、駆動装置(図示せず)により
所定方向へ一定の速度で回転される。帯電ローラ5は、
感光体4の表面に電荷を与えて感光体4の表面を一様に
帯電する。書込みユニット6は、スキャナ部2からの画
像情報信号を受けてこの画像情報信号に対応した画像光
を生成して帯電された感光体4の表面に照射して静電潜
像を形成する。現像装置7は、感光体4の表面の静電潜
像にトナーを与えてトナー画像を形成する。転写装置8
は、感光体4の表面のトナー画像を転写紙に転写する。
クリーニング装置9は、トナー画像が転写紙に転写され
た後に感光体4の表面に残留している残留トナーを除去
する。また、画像形成部1は、転写装置8に転写紙を供
給する転写紙供給装置10と、転写装置8の近くに配置
された搬送装置11と、この搬送装置11の近くに配置
された加熱定着装置12を有している。転写装置8によ
りトナー画像が転写された転写紙は、搬送装置11によ
り加熱定着装置12に搬送される。加熱定着装置12
は、転写紙に転写されたトナー画像を加熱および加圧し
て転写紙に定着させる。書込みユニット6は、加熱定着
装置12の上方に配設されている。また、画像形成部1
は、書込みユニット6と加熱定着装置12との間に上下
方向に配置されている2個のダクト13、14と、これ
らのダクト13、14の内部にそれぞれ配置されている
複数のファン15、16とを有している。
【0008】書込みユニット6は、ハウジング6aと、
ハウジング6aの内部に収容されている電光変換部(半
導体レーザ)6bと、ポリゴンミラー(多面反射鏡)6c
と、レンズ6dと、反射ミラー6e、6fと、ハウジン
グ6aに取り付けられポリゴンミラー6cを回転させる
ポリゴンモータ6gとを有している。ポリゴンモータ6
gは、ハウジング6aの底面から突出した状態で設けら
れている。レンズ6dは光学的特性向上のため複数個用
いられることが有るが、少なくとも1個は樹脂成形品と
する。電光変換6bとポリゴンミラー6cとの間には、
レーザ駆動用基板が配置される。ハウジング6aは、前
記各構成部品を収容し、上面が開口されたガラス入りポ
リカーボネートのごとき耐熱性合成樹脂材からなるハウ
ジング本体と、このハウジング本体の上面開口部を着脱
自在に閉塞する電熱性の良い金属材料または量産性の優
れる樹脂材料からなる蓋体とを備えている。書込みユニ
ット6は、スキャナ部2の下方に配置されている。加熱
定着装置12と書込みユニット6の間には、ダクト1
3、14が上下方向に配設されている。ダクト13、1
4は、樹脂により成形されている。ダクト13は、外気
導入口13aおよび排気口13bを有している。他のダ
クト14も、外気導入口14aおよび排気口14bを有
している。ダクト13、14の内部には、それぞれファ
ン15、16が配置されている。加熱定着装置12より
発した熱は、ダクト14に伝わり、ダクト14の内部を
流れる空気に伝わる。ファン16は、外気導入口14a
からダクト14の内部に空気を取り込み、矢印方向に空
気を流がして排気口14bから外へ排気する。外気導入
口14aからの空気の温度は、室温に等しく、加熱定着
装置12より温められた空気と入れ替わるため、加熱定
着装置12が冷却され加熱定着装置12温度が下がる。
また、別のダクト13は、ダクト14の上方に配設され
ている。書込みユニット6のポリゴンモータ6gにより
発した熱は、ダクト13に伝わり、ダクト13の内部を
流れる空気に伝わる。ファン15は、外気導入口15a
からダクト13の内部に空気を取り込み、矢印方向に空
気を流がして排気口13bから外へ排気する。外気導入
口13aからの空気の温度は、室温に等しく、書込みユ
ニット6のポリゴンモータ6gより温められた空気と入
れ替わるため、ポリゴンモータ6gが冷却されポリゴン
モータ6gの温度が下がる。
【0009】次に、本発明の第2の実施の形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図2は本発明の第2の実施の
形態としての画像形成装置の構成を示す概略図である。
本発明の第2の実施の形態においては、本発明の第1の
実施の形態と同じ構成要素には同じ参照符号が付されて
いる。本発明の第2の実施の形態としての画像形成装置
は、本発明の第1の実施の形態におけるダクト13、1
4の代わりに、水平方向に配置されている2つのダクト
17、18を有している。これ以外の本発明の第2の実
施の形態としての画像形成装置の構成は、図1に示す本
発明の第1の実施の形態としての画像形成装置と同じで
ある。ダクト17は、加熱定着装置を冷却するためのも
のである。他のダクト18は、ポリゴンモータ6gを冷
却するためのものである。2つのダクト17、18は、
仕切り板19により分割されている。仕切り板19は、
加熱定着装置12とポリゴンモータ6gとの間の内部央
部の付近に配設されている。ダクト17は、外気導入口
(図示せず)および排気口17aを有している。他のダ
クト18も、外気導入口(図示せず)および排気口18
aを有している。ダクト17、18の内部には、それぞ
れファン20、21が配置されている。加熱定着装置1
2より発した熱は、ダクト17に伝わり、ダクト17の
内部を流れる空気に伝わる。ファン20は、外気導入口
からダクト17の内部に空気を取り込み、矢印方向に空
気を流がして排気口17aから外へ排気する。ダクト1
7の外気導入口からの空気の温度は、室温に等しく、加
熱定着装置12より温められた空気と入れ替わるため、
加熱定着装置が冷却され加熱定着装置12の温度が下が
る。また、別のダクト18は、ダクト17の水平方向の
隣に配設されている。書込みユニット6のポリゴンモー
タ6gにより発した熱は、ダクト18に伝わり、ダクト
18の内部を流れる空気に伝わる。ファン21は、外気
導入口からダクト18の内部に空気を取り込み、矢印方
向に空気を流がして排気口18aから外へ排気する。ダ
クト18の外気導入口からの空気の温度は、室温に等し
く、書込みユニットのポリゴンモータ6gより温められ
た空気と入れ替わるため、ポリゴンモータ6gが冷却さ
れポリゴンモータ6gの温度が下がる。
【0010】本発明の第1の実施の形態または本発明の
第2の実施の形態において、画像形成装置の動作状態に
対応してファン15、16、20、21を制御しダクト
13、14、17、18の内部を流れる空気の速度を少
なくとも2段階に変えることが可能であるように構成す
ることができる。ファン15、16、20、21の送風
能力はファン15、16、20、21に供給する電力の
大きさにより制御することができる。例えば、待機時の
ファン15、16、20、21の送風能力を強度1とし
ておき、コピー時のファン15、16、20、21送風
能力を強度5となるように設定しておく。ファン15、
16、20、21の動作のタイミングとしては、例え
ば、ポリゴンモータ6gが回転を始めるとこのポリゴン
モータ6gの起動タイミングに対応してファン15、1
6、20、21の送風能力が強度5になるように制御
し、コピー動作終了からある一定時間はファン15、1
6、20、21の送風能力を強度5に維持して、その後
は画像形成装置が待機状態に有ると判断してファン1
5、16、20、21の送風能力を強度1に変更する。
ファン15、16、20、21の送風能力の制御は、画
像形成装置のCPU(制御装置)で行う。
【0011】次に、本発明の第3の実施の形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図3は本発明の第3の実施の
形態としての画像形成装置の要部を構成を示す拡大断面
図である。本発明の第3の実施の形態においては、本発
明の第1の実施の形態と同じ構成要素には同じ参照符号
が付されている。図3に示すように、本発明の第3の実
施の形態としての画像形成装置は、本発明の第1の実施
の形態において、ポリゴンモータ6gの一部である軸受
部6hがダクト13の内部に配置されている。これ以外
の本発明の第3の実施の形態としての画像形成装置の構
成は、図1に示す本発明の第1の実施の形態としての画
像形成装置と同じである。一般的に、ポリゴンモータ6
gで最も高温となるのは軸受部6hである。軸受部6h
をダクト13の内部に配置し、風が直接に軸受部6hに
当たるようにして、かつ、当該ダクト13の内部の空気
の速度(速さ)を他のダクト14の内部の空気の速度
(速さ)より速く設定しておく。このように構成する
と、軸受部6hが効率的に冷却されるので、ポリゴンモ
ータ6gの温度の上昇も抑えることができる。また、他
のダクト14から熱がダクト13に伝わったとしても、
ポリゴンモータ6gの軸受部6hを効率的に冷却するこ
とができる。画像形成装置において、ポリゴンモータ6
gの回転数が25,000rpm以上であると、ポリゴ
ンモータ6gの自己放熱だけでは温度が下がらず、ポリ
ゴンモータ6gのカバーをアルミニウムまたは亜鉛など
の金属材料で製作する場合がある。この場合に、ポリゴ
ンモータ6gの軸受部6hまたはカバーなどのポリゴン
モータ6gの一部がダクト13の内部に配置されている
と、より効果的にポリゴンモータ6gの熱を下げること
が可能である。なお、本発明の第1および第2のの実施
の形態において、画像形成装置は、3個以上のダクトを
有するように構成してもよい。また、ダクト13、1
4、17、18は書込ユニット6からの光が感光体4に
届くように構成されている。すなわち、ダクト13、1
4、17、18は書込ユニット6から感光体4までの光
路に配置しないか、または透明部材で構成してもよい。
さらに、ダクト13、14、17、18は書込ユニット
6から感光体4までの光路に対応する部分に穴を有し、
またこの穴部に透明板を配設してもよい。
【0012】
【発明の効果】以上のように、請求項1に記載の発明に
よれば、書込みユニットが転写紙にトナー画像を加熱お
よび加圧して定着させる加熱定着装置の上方に配設され
ている画像形成装置において、前記書込みユニットと前
記加熱定着装置との間に上下方向または水平方向に配置
されている少なくとも2個のダクトと、これらのダクト
の内部にそれぞれ配置されている複数のファンとを有す
るから、加熱定着装置の熱および書込みユニットを独立
して単純な空気の流れにより確実に冷却することがで
き、かつ、このため書込みユニットの光学系の光学的特
性の劣化を防止することができる。請求項2に記載の発
明によれば、請求項1に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置の動作状態に対応して前記ファンを制
御し前記ダクトの内部を流れる空気の速度を少なくとも
2段階に変えることが可能であるから、請求項1に記載
の発明の効果に加えて、加熱定着装置の熱および書込み
ユニットを独立して単純な空気の流れにより効率的に冷
却することができ、かつ、消費電力を少なくすることが
できる。請求項3に記載の発明によれば、請求項1また
は2に記載の画像形成装置において、前記書込みユニッ
トは、前記画像光を偏向して前記感光体の表面に走査す
るポリゴンミラーと、このポリゴンミラーを回転させる
ポリゴンモータとを有し、前記ポリゴンモータの一部が
前記ダクトのいずれか1つのダクトの内部に配置され、
当該ダクトの内部を流れる空気の速度が他のダクトの内
部を流れる空気の速度より速いから、請求項1または2
に記載の発明の効果に加えて、高熱となりやすい前記ポ
リゴンモータの一部を有効に冷却することができる。請
求項4に記載の発明によれば、請求項3に記載の画像形
成装置において、前記ポリゴンモータの回転数が25,
000rpm以上であるから、請求項3に記載の発明の
効果に加えて、発熱量が大きい前記ポリゴンモータを有
効に冷却することができる。請求項5に記載の発明によ
れば、請求項3または4に記載の画像形成装置におい
て、前記ファンによる前記ダクトの内部を流れる空気の
速度の切り替えのタイミングが前記ポリゴンモータの起
動タイミングに対応しているから、請求項3または4に
記載の発明の効果に加えて、高熱となりやすい前記ポリ
ゴンモータをより有効に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態としての画像形成装
置の構成を示す概略図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態としての画像形成装
置の構成を示す概略図である。
【図3】本発明の第3の実施の形態としての画像形成装
置の要部を示す拡大断面図である。
【図4】従来の画像形成装置を示す概略図である。
【図5】従来の他の画像形成装置を示す概略図である。
【符号の説明】
1 画像形成部、2 スキャナ部、3 自動原稿給送装
置、4 感光体、5帯電ローラ、6 書込みユニット、
6a ハウジング、6b 電光変換部(半導体レーザ)、
6c ポリゴンミラー(多面反射鏡)、6d レンズ、6
e、6f反射ミラー、6g ポリゴンモータ、6h 軸
受部、7 現像装置、8 転写装置、9 クリーニング
装置、10 転写紙供給装置、11 搬送装置、12
加熱定着装置、13、14 ダクト、15、16 ファ
ン、17、18 ダクト、19 仕切り板、20、21
ファン。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 感光体を用いて電子写真プロセスにより
    トナー画像を形成して転写紙に転写する画像形成部を具
    備し、前記感光体の表面に画像光を書き込む書込みユニ
    ットが前記転写紙に前記トナー画像を加熱および加圧し
    て定着させる加熱定着装置の上方に配設されている画像
    形成装置において、前記書込みユニットと前記加熱定着
    装置との間に上下方向または水平方向に配置されている
    少なくとも2個のダクトと、これらのダクトの内部にそ
    れぞれ配置されている複数のファンとを有することを特
    徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の画像形成装置におい
    て、前記画像形成装置の動作状態に対応して前記ファン
    を制御し前記ダクトの内部を流れる空気の速度を少なく
    とも2段階に変えることが可能であることを特徴とする
    画像形成装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の画像形成装置
    において、前記書込みユニットは、前記画像光を偏向し
    て前記感光体の表面に走査するポリゴンミラーと、この
    ポリゴンミラーを回転させるポリゴンモータとを有し、
    前記ポリゴンモータの一部が前記ダクトのいずれか1つ
    のダクトの内部に配置され、当該ダクトの内部を流れる
    空気の速度が他のダクトの内部を流れる空気の速度より
    速いことを特徴とする画像形成装置。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の画像形成装置におい
    て、前記ポリゴンモータの回転数が25,000rpm
    以上であることを特徴とする画像形成装置。
  5. 【請求項5】 請求項3または4に記載の画像形成装置
    において、前記ファンによる前記ダクトの内部を流れる
    空気の速度の切り替えのタイミングが前記ポリゴンモー
    タの起動タイミングに対応していることを特徴とする画
    像形成装置。
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