JP2002174972A - 電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】定着器上部に滞留する熱を安定して機外に排出
し、排出された用紙同志の接着による不具合、定着部で
のジャム解除等のメンテナンス性、機内の温度上昇を改
良した小型高速のカラー電子写真装置を提供する。 【解決手段】第一の排気手段を定着器の長手方向端部の
非通紙領域で定着器の背面上方に機外に向かって空気流
を形成するように配置し、もう一方の側端には定着手段
に向かって空気流を形成するダクトを有する第二の排気
手段を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真プロセス
を利用した電子写真装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータなどからの画像情報に従っ
てカラー画像を記録する装置、いわゆるレーザープリン
タの記録方法は、数多く知られている。これらのうち、
電子写真方式によるカラー画像記録は、感光体である記
録体上にイエロー、マゼンタ、シアン、黒のトナー画像
を形成し、形成されたこれらのトナー画像を用紙上、あ
るいは中間転写体上に重ね合わせて合成し、カラー画像
を形成するものであり、インクジェット方式等と比較し
て高速で、高画質のカラー画像を記録することが可能で
ある。従って、電子写真方式の電子写真装置は、今後の
情報化時代において、その需要は益々高まるものと考え
られる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電子写真方
式によるカラー電子写真装置は、トナー画像を高速で定
着しなければならないため、定着器に大きな熱量が投入
される。その結果、定着器の上部には、暖められた空気
が滞留し、徐々に雰囲気温度が上昇する。定着器から出
た直後のトナーは、完全に固まっておらず、用紙がその
雰囲気中を通過すると半溶融状態のまま機外に排出され
てスタックされるため、溶融したトナーにより用紙同志
が接着するといった不具合が起こる。この種の電子写真
装置に関する従来技術としては、例えば特開平６−４３
７８８号公報があげられる。

【０００４】本発明の目的は、定着器上部に滞留する熱
を安定して機外に排出し、排出された用紙同志の接着等
の不具合発生を防止した電子写真装置を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、画像が形成
される表面を有した感光体と、前記表面と接触して前記
画像が転写される表面を有した中間転写体と、この中間
転写体の表面と接触して転写された前記画像を記録媒体
に定着させる定着器を備えた電子写真装置において、前
記定着器の長手方向に設けられた流路と、この流路の下
流側に設けられた排気手段とを備え、この排気手段によ
って前記流路内を流通する気流は前記記録媒体の面と同
一方向に流れることにより達成される。

【０００６】また、画像が形成される表面を有した感光
体と、前記表面と接触して前記画像が転写される表面を
有した中間転写体と、この中間転写体の表面と接触して
転写された前記画像を記録媒体に定着させる定着器を備
えた電子写真装置において、前記定着器の長手方向に設
けられた流路と、この流路の下流側に設けられた第１の
排気手段と、上流側に設けられた第2の排気手段とを設
け、この第１と第２の排気手段によって前記流路内を流
通する気流は前記記録媒体の面と同一方向に流れること
により達成される。

【０００７】画像が形成される表面を有した感光体と、
前記表面と接触して前記画像が転写される表面を有した
中間転写体と、前記感光体と中間転写体に電力を供給す
る電源部と、前記中間転写体の表面と接触して転写され
た前記画像を記録媒体に定着させる定着器を備えた電子
写真装置において、前記定着器の長手方向に設けられた
流路と、この流路の下流側に設けられた第１の排気手段
と、この流路の上流側に設けられたダクトと、このダク
トの上流側に設けられた第2の排気手段とを備え、この
第２の排気手段は前記電源部からの熱を前記ダクトを介
して前記流路内に導くことにより達成される。

【０００８】前記第２の排気手段は、前記電源部の上部
に設けられていることにより達成される。

【０００９】前記第１の排気手段からの空気流量が、前
記第２の排気流量よりも大きいことにより達成される。

【００１０】前記第２の排気手段からの空気流が前記流
路に向う空気流と、それ以外の方向へ向う空気流とに分
離するバイパス手段を設けたことにより達成される。

【００１１】

【発明の実施の形態】従来の電子写真装置は、長時間の
運転により定着部で暖められた空気が装置内に広がるこ
とにより、装置内の温度が上昇し、トナーの軟化点近傍
まで上昇する。装置内お温度が上昇すると、現像器内の
トナー及び画像に寄与せず排出されるべき廃トナーまで
もが溶融を始めてしまい、現像ローラにトナーが溶着す
るフィルミング、トナー搬送負荷の増加によりモータ等
駆動部のロックといった不具合が発生する恐れがある。

【００１２】このように従来の電子写真装置は、装置が
高速化、小型化するほど顕著に発生するため、小型高速
化を実現するためには、装置内に滞留する熱を素早く外
部に排出し、装置内の温度を低減することが重要であ
る。従って、装置本体には定着器で熱せられた空気を装
置の外部に排出するための排気ファンが設けられている
のが一般的である。

【００１３】しかしながら、定着器上部に滞留した熱を
排気するために排気ファンを定着器の中央背面に設けた
場合、用紙が定着器に挟持搬送されている状態では、空
気の流れが用紙によって遮断され、定着器長手方向両端
でのみ流れが生じる。このため、定着器両端部の温度は
低減するが、中央部は高温状態のまま運転される。尚、
従来は、高速、小型の要求が小さかったため、排気ファ
ンは定着器の中央背面でも十分に冷却することができ
た。

【００１４】これに対して、上記従来技術である特開平
６−４３７８８号公報は、定着器の軸方向の一端に排気
ファンを設け、定着ローラ上部に軸方向の空気流を形成
しているものの、定着器上部に滞留した高温の空気を排
出する手段については開示されていない。そこで、本発
明は、定着器上部に滞留した高温の空気を効率よく機外
に排出することを検討した結果、発明されたものであ
る。

【００１５】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明
する。図１は、本実施例によるカラ−レ−ザプリンタの
概略構成を示したものである。図１において、１は、カ
ラーレーザプリンタ本体である。２は、矢印方向に一定
速度で回転する感光体ベルトである。３は、この感光体
ベルト２と接触配置される中間転写体である。４は、感
光体ベルト２の表面を一様に帯電する帯電器である。５
は、一様に帯電された感光体ベルト２表面を露光し、こ
の表面に静電潜像を形成する露光装置である。６１、６
２、６３、６４は、感光体ベルト２の静電潜像を現像し
てトナ−像を形成する４つの現像装置である。１０は、
用紙を収納したカセットである。１１は、カセット１０
から用紙を給紙する給紙ローラである。１２は、カセッ
ト１０より給紙された用紙の姿勢を矯正するレジストロ
ーラである。１３は、トナ−像を用紙に転写する転写ロ
−ラである。１４は、用紙に転写されたトナ−像を定着
する定着器である。１６は、紙などの記録媒体である。
１７は、定着された用紙を機外に案内する排紙ガイドで
ある。８は、転写後に感光体ベルト２表面に残留するト
ナ−を除去するブレ−ドである。９は、トナ−像転写後
に感光体ベルト２表面に残留する電荷を除去するイレー
ズランプである。７は、中間転写体ベルト３表面に残留
するトナ−を除去するクリ−ナ７である。１８は、定着
器１４上部に滞留する熱を機外に排出する排排気ファン
でる。

【００１６】これらの構成部品かなる電子写真装置によ
る画像記録手順を説明する。

【００１７】プリンタ本体１には、コンピュータ等の情
報処理装置（図示せず）からプリント信号が送られて来
る。送られて来たプリント信号に基づき、露光装置５
は、帯電器４によって一様に帯電された感光体ベルト２
上にレーザ光を照射し、静電潜像を形成する。具体的に
は、露光装置５により、感光体ベルト２上にイエロ−色
のトナ−像に対応する静電潜像を形成し、イエロ−現像
器６１により現像しトナ−像とする。ここで、６１はイ
エロ−色のトナ−を使用する現像器、６２はマゼンタ色
のトナ−を使用する現像器、６３はシアン色のトナ−を
使用する現像器、６４はブラック色のトナ−を使用する
現像器である。この各現像器６１、６２、６３、６４
は、バイアス電圧を制御することにより、現像機能が付
与または消失されるようになっている。感光体ベルト２
上に形成されたトナー像は、中間転写体３との接触部で
中間転写体３表面に転写保持される。

【００１８】一方、トナー像転写後の感光体ベルト２上
には転写されず、残留したトナ−をブレ−ド８により除
去した後、感光体ベルト２表面に残留する電荷をイレ−
ズランプ９で除去するようになっている。

【００１９】これら感光体ベルト２表面を初期状態に戻
す工程が終了した後、次色であるマゼンタ色のトナ−像
を同様に感光体ベルト２表面に形成し、中間転写体３表
面上に保持されている前記イエロ−色のトナ−像に重ね
合わせて転写して中間転写体３上に保持する。同様の工
程をシアン、ブラック色についても繰り返し、中間転写
体３上で４色のトナー像を重ね合わせると同時に該表面
に保持する。

【００２０】このようにして中間転写体３の表面上に形
成した４色のトナ−像を用紙１６に転写するために、給
紙ロ−ラ１１を回転させカセット１０に収納された用紙
１６を１枚づつに分離し、レジストロ−ラ１２まで搬送
し用紙１６の斜行を矯正した後、停止する。次いで、中
間転写体３上のトナ−像と整合するようなタイミングで
レジストロ−ラ１２の回転を始動する。搬送される用紙
の先端が中間転写体３と接触する状態になるタイミング
で転写ロ−ラ１３を用紙１６背面より押し付け、中間転
写体３表面上のトナ−像を用紙１６上に静電転写する。

【００２１】トナ−像が転写された用紙１６は、定着器
１４の加熱ロ−ラと加圧ロ−ラの間を通過することによ
り用紙１６上に定着され、排紙ガイド１７に案内されて
プリンタ１上部にスタックされる。この時、定着器１４
で暖められた空気が定着器１４上部に滞留するのを防止
するため排気ファン１８により滞留した熱を機外に排出
するようになっている。

【００２２】図２、３は、従来の電子写真装置を上部側
から見た図である。尚、図１で説明した項番と重複する
項番の説明は省略する。図２、３において、排気ファン
１８は、定着器１４の長手方向中央に設けられている。
１９は、駆動ユニットであり、内部に感光体ベルト２、
中間転写体３を駆動するための駆動モータが収納されて
いる。２０は、電源ユニットであり、上記駆動モータ等
の電源が収納されている。２１Ｌ、２１Ｒは、感光体ベ
ルト２や中間転写体３を回転支持するための本体フレー
ムである。

【００２３】図２に示すように、定着器１４に用紙がな
い状態では、定着器１４上部の空気は、排紙ガイド１７
に設けた通気穴３４を通過し、矢印のように中央に位置
する排気ファン１８に吸引され、機外に排気される。と
ころが、図３に示すように、用紙１６が定着器から排出
されようとしている場合には、定着器１４上部の気流
は、用紙１６が障害となり用紙１６の両端部を迂回して
排気ファン１８に向かうことになる。このため、用紙１
６を挟んで排気ファン１８と反対側の領域１８ａの空気
は滞留し、通紙が連続すると、温度が徐々に上昇する。
一方、定着器１４から排出された直後のトナーは、完全
には硬化していない半溶融状態であるため、通常、搬紙
ガイド１７を通過し、本体１上部にスタックされるまで
に冷えて固まるものである。ところが、定着器14上部及
び排紙ガイド17部の雰囲気温度が高いと定着器１４から
排出された用紙上のトナーは、半溶融状態のまま装置外
に排出され、本体1上部でスタックされる。スタックさ
れた用紙の放熱はし難く、トナーが溶融し用紙同志が接
着するといった不具合が起こってしまう。また、高温に
なった定着部では、ジャム解除等のメンテナンスも困難
である。

【００２４】さらに、定着器１４上部の温度上昇が進行
し装置内の温度も上昇すると、現像器６１、６２、６
３、６４内のトナーや画像に寄与せず排出されるべき廃
トナーまでもが溶融を始める。このよな状況では、現像
ローラにトナーが溶着するフィルミング、廃トナー搬出
負荷の増加による駆動モータのロックといった不具合も
発生する恐れがあった。したがって、これらの不具合を
改善し小型高速化するためには、定着器１４に用紙１６
が挟持された状態においても定着器１４上部の熱を排出
し温度上昇を防止することが必要である。 以下、本発明の詳細を図４乃至図１１を用いて説明す
る。

【００２５】図4は、本発明のカラーレーザプリンタを
定着器１４側、すなわち斜め方向背面側から見た図であ
る。 図４において、排気ファン１８（第１の排気手段）は、
定着器１４の長手方向端部、即ち、排気通路の下流側
で、かつ通紙領域の範囲外で定着器１４の背面上方に配
置されている。また、定着器１４のもう一方の側端にあ
る電源ユニット１９（電源部）上部の本体フレーム２１
Ｌに電源ユニット１９周辺の排気を行う電源ファン２３
（第２の排気手段）が設けられている。電源ファン２３
には、電源ファンダクト３２が接続されており、電源ユ
ニット１９側から吸い込んだ空気を定着器１４軸方向の
空気流として排出し、定着器上部の空気を冷却する。２
４は、電源ユニット１９を覆う外装カバーである。２６
は、電源ファン２３からの空気の流路である。２７は、
用紙１６が排出される部分の上部を覆うカバーである。
３０は、気流が定着器１４の長手方向に流れるよう方向
を規制するためのガイドである。

【００２６】図５は、図４の要部拡大図である。図5に
おいて、図４に示した電源ファン２３により、電源ユニ
ット１９周辺から吸引した高温の空気は、電源ユニット
外装カバー２４と本体フレーム２１Ｌとで形成された流
路２６を流れ、定着器１４側端方向に排出される。この
流路２６は、電源ファンダクト３２に沿って形成されて
おり、電源ユニット外装カバー２４の定着器１４側端に
スリット２５が設けられた以外は閉じられた流路になっ
ている。電源ファン２３の排気流は、スリット２５を通
過して定着器１４上部の排気ファン流路２８に吹き出
す。

【００２７】図６は、図５から電源ユニット２４、電源
ファンダクトを外した状態を示す。図6において、排紙
ガイド１７の背面側に位置する定着器１４の長手方向両
端にガイド３０を設けたことで、空気流が定着器１４の
上面を軸方向に通過するような流路が形成される。した
がって、排気ファン１８は、定着器１４上部に押し出さ
れた電源ファン２３からの排気を排気ファン流路２８に
沿って吸引され、効率的な空気の流れを形成する。 図７は、本発明を備えたカラーレーザプリンタを上面側
から見た図である。図７において、定着器１４に用紙１
６が挟持された場合であっても、本発明によれば、気流
は、用紙１６の面と平行に流れるため、定着器１４上部
の熱は、安定して機外に排出される。なお、排紙ガイド
１７には、通気穴３４が形成されているため、自然対流
により、熱は通気穴３４から放熱される。２３は、電源
ファン流路２６内に設けられた電源ファンである。３２
は、この電源ファン２３を固定し、排紙ファン流路２８
とを連結するための排気ファン流路である。

【００２８】図８は、排気ファン側から見た電子写真装
置の部分斜視図である。図8において、排気ファン１８
は、定着器１４の長手方向からの空気を吸引する。ま
た、排気ファン流路２８は、駆動ユニット外装カバー２
９と排紙カバー２７と定着器１４とで構成されている。
この流路２８に吸引された空気は、背面側の排気ファン
１８によって機外に排出される。このように、排気ファ
ン１８は、定着器１４上部に押し出された電源ファン２
３からの排気を流路２８に沿って吸引し、定着器１４の
背面側に排出するという一連の空気の流れを形成する。 図９は、空気の流れを説明すための、電子写真装置の上
面図である。図9において、電源ファン２３から定着器
１４上部へ流入する空気流量をQinとし、定着器１４上
部から排紙ファン１８により排気される空気流量をQout
とすると、Qin>Qoutの場合には、定着器１４側の流路で
排出する空気流量より、装置内からの空気流量の方が多
いため、装置内温度が上昇してしまう問題が生じる。そ
のため本発明に於いては、図１０に示す様に、電源ファ
ンダクト３２の開口部と、スリット２５が設けられてい
る電源ユニット外装カバー２４の間に電源ファンダクト
スペーサ３３を配置し、電源ファンダクト３２からの空
気流２６を、定着器１４上部へ吹き出す空気流２６a(Qi
n)と、定着器１４上部には放出されずにリークする空気
流２６bおよび２６ｃに分配している。これにより、電
源ユニット１９を冷却するための空気流量を低減するこ
とが可能となり、Qin<Qoutの条件を満たし、装置内に熱
がこもることを防止できる。

【００２９】なお、Qinは、電源ファンダクト３２のス
ペーサ３３により形成される電源ファンダクト３２開口
部と電源ユニット外装カバー２４との間隔と、スリット
２５の開口面積により決定される。

【００３０】また、図１１に示すように駆動ユニット側
にファン３１を設けても同様の効果を得ることができ
る。

【００３１】以上のように、本発明は、定着器１４上部
に高速で安定した空気流を形成出来るため、定着器１４
上部の温度上昇が抑制され、排出された用紙同志の接着
などの不具合や、定着部でのジャム解除等のメンテナン
ス性が向上する。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、定着器上部に滞留する
熱を安定して機外に排出し、排出された用紙同志の接着
等の不具合発生を防止した電子写真装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、一般的な電子写真装置の概略構成図で
ある。

【図２】図２は、従来のカラー電子写真装置を上面から
見た図である。

【図３】図３は、従来のカラー電子写真装置を上面から
見た図である。

【図４】図４は、本発明を備えたカラー電子写真装置の
斜視図である。

【図５】図５は、本発明を備えたカラー電子写真装置の
部分斜視図である。

【図６】図６は、本発明を備えたカラー電子写真装置の
部分斜視図である。

【図７】図７は、本発明を備えたカラー電子写真装置を
上面から見た図である。

【図８】図８は、本発明を備えたカラー電子写真装置の
部分斜視図である。

【図９】図９は、本発明を備えたカラー電子写真装置を
上面から見た部分図である。

【図１０】図１０は、本発明を備えたカラー電子写真装
置の部分断面図である。

【図１１】図１１は、本発明の他の実施例を備えたカラ
ー電子写真装置の部分上面図である。

【符号の説明】

１…カラーレーザプリンタ、２…感光体ベルト、３…中
間転写体、４…帯電器、５…光学装置、６１…イエロー
色の現像器、６２…マゼンタ色の現像器、６３…シアン
色の現像器、６４…ブラック色の現像器、８…ブレー
ド、９…イレーズランプ、１０…用紙カセット、１１…
給紙ローラ、１２…レジストローラ、１３…転写ロー
ラ、１４…定着器、１…クリーナ、１６…用紙、１７…
排紙ガイド、１８…排紙ファン、１９…駆動ユニット、
２０…電源ユニット、２１Ｒ…本体フレームＲ、２１Ｌ
…本体フレームＬ、２３…電源ファン、２４…電源ユニ
ット外装カバー、２５…スリット、２６…電源ファン流
路、２７…排紙カバー、２８…排紙ファン流路、２９…
駆動ユニット外装カバー、３０…ガイド、３１…駆動ユ
ニットファン、３２…電源ファンダクト、33…電源ファ
ンダクトスペーサ、34…排紙ガイド開口。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三上 克雅 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所電化機器事業部内 (72)発明者 竹越 哲司 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所電化機器事業部内 Ｆターム(参考） 2H027 JA11 JB13 JB21 JB25 JC08 JC13 JC16 2H033 AA36 AA41 AA42 BA29 CA53 2H071 DA09 DA12 DA15 DA27 DA34 EA04

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像が形成される表面を有した感光体と、
   前記表面と接触して前記画像が転写される表面を有した
   中間転写体と、この中間転写体の表面と接触して転写さ
   れた前記画像を記録媒体に定着させる定着器を備えた電
   子写真装置において、 前記定着器の長手方向に設けられた流路と、この流路の
   下流側に設けられた排気手段とを備え、この排気手段に
   よって前記流路内を流通する気流は前記記録媒体の面と
   同一方向に流れることを特徴とする電子写真装置。
2. 【請求項２】画像が形成される表面を有した感光体と、
   前記表面と接触して前記画像が転写される表面を有した
   中間転写体と、この中間転写体の表面と接触して転写さ
   れた前記画像を記録媒体に定着させる定着器を備えた電
   子写真装置において、 前記定着器の長手方向に設けられた流路と、この流路の
   下流側に設けられた第１の排気手段と、上流側に設けら
   れた第2の排気手段とを設け、この第１と第２の排気手
   段によって前記流路内を流通する気流は前記記録媒体の
   面と同一方向に流れることを特徴とする電子写真装置。
3. 【請求項３】画像が形成される表面を有した感光体と、
   前記表面と接触して前記画像が転写される表面を有した
   中間転写体と、前記感光体と中間転写体に電力を供給す
   る電源部と、前記中間転写体の表面と接触して転写され
   た前記画像を記録媒体に定着させる定着器を備えた電子
   写真装置において、 前記定着器の長手方向に設けられた流路と、この流路の
   下流側に設けられた第１の排気手段と、この流路の上流
   側に設けられたダクトと、このダクトの上流側に設けら
   れた第2の排気手段とを備え、この第２の排気手段は前
   記電源部からの熱を前記ダクトを介して前記流路内に導
   くことを特徴とする電子写真装置。
4. 【請求項４】前記第２の排気手段は、前記電源部の上部
   に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の電
   子写真装置。
5. 【請求項５】前記第１の排気手段からの空気流量が、前
   記第２の排気流量よりも大きいことを特徴とする請求項
   ３乃至４のいずれかに記載の電子写真装置。
6. 【請求項６】前記第２の排気手段からの空気流が前記流
   路に向う空気流と、それ以外の方向へ向う空気流とに分
   離するバイパス手段を設けたことを特徴とする請求項３
   乃至４のいずれかに記載の電子写真装置。