JP2002258697A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の画像形成装置は、空気を電源ユニッ
トとプロセスユニットへと集中的に案内して送ることに
より、これら熱発生源を効率良く冷却して効果的に温度
上昇を抑えることを課題とする。 【解決手段】 画像形成装置本体に設けられた電源ユニ
ット２と、画像形成装置本体の内部に設けられた電子写
真方式により紙に画像を形成するプロセスユニット３
と、電源ユニット２とプロセスユニット３とを結んで空
気を導いて流す空気案内ダクト１１，１２と、この空気
案内ダクト１１，１２に設けられこの空気案内ダクト１
１、１２に空気を流す送風ファン１３とを具備し、さら
に冷却部材１４が設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真方式を採用
した画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ファクシミリ、プリンタあるいは複写機
などに用いられる電子写真方式を採用した画像形成装置
は、感光体の表面を帯電器により帯電した後に露光器に
より露光して静電潜像を形成し、次いで現像器により感
光体の表面へトナーを供給して静電潜像を現像してトナ
ー像を形成し、次いで転写器により感光体のトナー像を
搬送されてきた記録紙に対して転写し、さらに定着器に
より記録紙に転写されたトナー像を定着するものであ
る。

【０００３】この画像形成装置では、感光体、帯電器お
よび現像器を組合せて記録紙に画像形成を行うプロセス
ユニットを構成している。このプロセスユニットを構成
する帯電器で取り扱うトナーは粉末であるが、ある温度
（例えば６０℃）を超えると凝固して感光体にトナー像
を形成する上で支障をきたすので、良好な現像を行うた
めに現像器、すなわちプロセスユニットの温度をトナー
が凝固する温度以下に保持することが必要になる。ま
た、この画像形成装置では電源回路を構成する変圧器や
回路基板などを組合せて電源ユニットを構成している
が、この電源ユニット、なかでも変圧器は稼動に伴い高
温の熱を発生するので、この熱が電源ユニットの周囲に
おけるプロセスユニットを含む構成要素へ影響を与えな
いように冷却することが必要となる。

【０００４】このため、従来から画像形成装置ではトナ
ーの温度を凝固する値以下に抑えることを目指して画像
形成装置本体の内部に空気を流して電源ユニットとプロ
セスユニットを冷却することが行われている。すなわ
ち、従来は画像形成装置の側面部における離間した箇所
に空気入口と空気出口を形成し、外部から空気入口を通
して画像形成装置本体内部へ空気を入れて本体内部全体
に流しながら本体内部に設けた電源ユニットとプロセス
ユニットに接触してこれを冷却し、その後空気を空気出
口を通して画像形成装置本体外部へ出す方式が採用され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような空
気を流して冷却をする従来の方式は、空気入口から入っ
た空気が画像形成装置本体の内部空間全体に分散して流
れて空気出口へ達するものであるために、画像形成装置
本体内部に設けられた本来冷却を目的とする電源ユニッ
トとプロセスユニットだけでなく、冷却を目的としない
他の構成要素や空間部にも一様に流れる。このため、空
気入口から画像形成装置本体内部へ流入した空気は本来
冷却を目的とする電源ユニットとプロセスユニットのた
めに全て絞って使用することができず、その数分の１し
か使用するだけであり、本体内部を流す空気による電源
ユニットとプロセスユニットに対する冷却効率が大変悪
く充分冷却することができない。また、画像形成装置本
体の内部全体を流れる空気のうち電源ユニットとプロセ
スユニット以外の構成要素に当たるなどして流れが阻害
されて滞留する箇所が発生し、この空気が滞留するが故
に逆に電源ユニットとプロセスユニットからの熱によっ
て加熱された温度が上昇し電源ユニットとプロセスユニ
ットの冷却を阻害するという問題が発生している。

【０００６】本発明は、空気を電源ユニットとプロセス
ユニットへと集中的に案内して送ることにより、これら
熱発生源を効率良く冷却して効果的に温度上昇を抑える
ことができる画像形成装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の画像形
成装置は、画像形成装置本体と、この画像形成装置本体
に設けられた電源ユニットと、前記画像形成装置本体の
内部に設けられた電子写真方式により記録紙に画像を形
成するプロセスユニットと、少なくとも前記電源ユニッ
トと前記プロセスユニットとを結んでこれらのユニット
に空気を導いて流す空気案内路と、この空気案内路に設
けられこの空気案内路に空気を送る送風ファンとを具備
することを特徴とする。

【０００８】この発明の構成によれば、空気を熱発生源
である電源ユニットとプロセスユニットとを結んで導い
て流すことにより、これら熱発生源を効率良く冷却して
効果的に温度上昇を抑えることができる。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１に記載の画像
形成装置において、前記空気案内路は空気を循環して流
すものであり、且つ流れる空気を冷却する冷却部材が介
在して設けられていることを特徴とする。

【００１０】請求項３の発明は、請求項１に記載の画像
形成装置において、前記空気案内路には、この空気案内
路に空気を入れる空気入口とこの空気案内路から空気を
出す空気出口が接続されていることを特徴とする。

【００１１】請求項２および請求項３の発明の構成によ
れば、常に空気を冷却するのに適した状態にして熱発生
源である電源ユニットとプロセスユニットへ流して効率
良く冷却することができる。

【００１２】請求項４の発明は、請求項３に記載の画像
形成装置において、前記空気案内路には、前記プロセス
ユニットにおいて発生するオゾンを捕集するフィルタが
介在されていることを特徴とする。

【００１３】この発明の構成によれば、冷却用空気を利
用してプロセスユニットにおいて発生するオゾンを捕集
して、オゾンが装置外部へ漏れ出ることを防止できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態につい
て図１ないし図４を参照して説明する。

【００１５】この実施の形態は、電子写真方式を採用し
たもので、記録紙を下側から上側へ向けて上下方向に沿
って搬送しながら画像を形成する縦型の画像形成装置を
対象にしている。図１は装置本体の上面を開放した状態
で画像形成装置本体を模式的に示す斜視図、図２は図１
のＡ方向から見て画像形成装置を模式的に示す図、図３
は図１のＢ方向から見て画像形成装置を模式的に示す
図、図４は空気案内路を模式的に示す図である。

【００１６】図１において１は箱形をなす画像形成装置
本体（以下装置本体と称する。）で、この装置本体１の
内部には電源ユニット２が設けられ、また電子写真方式
により記録紙に画像を形成するためにプロセスユニット
３と定着器６と図示しない露光用光学ユニットが設けら
れている。さらに、装置本体１の下部には図示しない給
紙カセットが装填され、この給紙カセットに積層収容さ
れた記録紙Pは装置本体１の下部から上部へ上下方向に
沿って搬送されながらプロセスユニット３および定着器
６を通過してトナー画像が形成される。

【００１７】電源ユニット２は、図示しないが外部電源
からの電力を受ける変圧器と、半導体などの構成要素を
組込んだ電源回路を構成する回路基板とを備えており、
これら変圧器と回路基板を例えば金属からなるケース
（図示せず）の内部に収容して構成されている。また、
必要に応じて画像形成装置に設けられる各機器の動きを
制御する制御回路を構成する回路基板をケースの内部に
設けても良い。ケースは横長の形状をなしており、冷却
用空気を電源ユニット２を構成する各構成要素に接触さ
せながらその軸方向全長にわたり流すように空気案内
路、すなわちダクトを形成するものである。電源ユニッ
ト２を構成する各構成要素は夫々ケースに支持される。
この電源ユニット２は装置本体１の内部に装置本体１の
左右方向に沿って配置されて図示しない部材に支持され
ている。

【００１８】プロセスユニット３は、感光体ドラム４を
備え、この感光体ドラム４の表面を帯電する帯電器（図
示せず）と、光学ユニットにより感光体ドラム４の表面
に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現
像器（図示せず）と、感光体ドラム４の表面のトナー像
を記録紙Pに転写する転写器（転写ローラ）５と、転写
後に感光体ドラム４の表面に残留するトナーを取り除く
クリーニング器（図示せず）と、感光体ドラム４の表面
に残留する電荷を取り除く除電ランプ（図示せず）を備
え、これら各構成要素を例えば金属からなるケース（図
示せず）の内部に収容して構成されている。ケースは感
光体ドラム４の軸方向長さに対応した長さを有する横長
のものである。このケースは冷却用の空気をプロセスユ
ニット３を構成する各構成要素に接触させながらその軸
方向全長（感光体ドラム４の軸方向全長）にわたり流す
ように空気案内路、すなわちダクトを形成するものであ
る。なお、プロセスユニット３は感光体ドラム４と転写
器５との間を記録紙が通過するためにケースの上面部と
下面部とに記録紙Ｐが通過する開口が形成され、且つケ
ースにはプロセスユニット３を構成する各構成要素が支
持されている。プロセスユニット３は装置本体１の内部
において電源ユニット２と同じ高さ位置で電源ユニット
２と平行に装置本体１の左右方向に沿って配置されて図
示しない部材に支持されている。

【００１９】定着器６は加熱ローラ７と加圧ローラ８と
を備えて記録紙Ｐに形成されたトナー画像を加熱、加圧
して定着させるものである。

【００２０】そして、装置本体１の幅方向一方の側面部
１ａの外側には例えばコ字形をなす空気案内ダクト１１
が水平に配置され、両端部は装置本体１の側面部１ｂに
取付けられている。この空気案内ダクト１１の一方の端
部１１ａは、装置本体１の内部に設けられたプロセスユ
ニット３におけるケースの一方の端面部を介してこのケ
ースの内部に空気の流通が可能なように連通され、空気
案内ダクト１１の他方の端部１１ｂは、装置本体１の内
部に設けられた電源ユニット２におけるケースの一方の
端面部を介してこのケースの内部に空気の流通が可能な
ように連通されている。

【００２１】また、装置本体１の幅方向他方の側面部１
ｂの外側には例えばコ字形をなす空気案内ダクト１２が
水平に配置され、両端部は装置本体１の側面部１ｂに取
付けられている。この空気案内ダクト１２の他方の端部
１２ａは電源ユニット２におけるケースの他方の端面部
を介してこのケースの内部に空気の流通が可能なように
連通され，一方の端部１２ｂはプロセスユニット３にお
けるケースの他の端面部を介してこのケースの内部に空
気の流通が可能なように連通されている。

【００２２】これにより電源ユニット１１のケースは両
方の端面部で空気案内ダクト１１と空気案内ダクト１２
とに連通され、空気案内ダクト１１と空気案内ダクト１
２との間で空気がケースの内部を長さ方向に全体に亘っ
て流れて通過するようになっている。プロセスユニット
３のケースは両方の端面部で空気案内ダクト１２と空気
案内ダクト１１とに連通され、空気案内ダクト１２と空
気案内ダクト１１との間で空気がケースの内部を長さ方
向に全体に亘って流れて通過するようになっている。す
なわち、空気案内ダクト１１と空気案内ダクト１２は電
源ユニット２とプロセスユニット３とを結んでこれらに
空気を導いて流す空気案内路を構成している。

【００２３】空気案内ダクト１１には送風ファン１３が
設けられており、この送風ファン１３の回転駆動により
空気をプロセスユニット３から電源ユニット２へ向けて
ダクト内部を通して送るようになっている。この実施の
形態では送風ファン１３は、大きな熱を発生する熱源で
ある電源ユニット２を効果的に冷却するために空気流れ
方向上流側において電源ユニット２のケース直前に位置
して装置本体１の側面部１ａに取付けられている。

【００２４】空気案内ダクト１２にはこのダクトを流れ
る空気を冷却する冷却部材１４が設けられおり、この冷
却部材１４は例えばベルチェ効果（熱電効果）を有する
部材を用いたもので、空気案内ダクト１２の内部に面す
る部分が吸熱部、空気案内ダクト１２の外部に面する部
分が発熱部となって冷却作用を行うようになっている。
この実施の形態では、主たる発熱源である電源ユニット
２を通過して熱せられた空気を冷却させて各ユニット
２、３を快適に冷却できる状態にする上で適切な位置に
設けられている。

【００２５】また、空気案内ダクト１１に送風ファン１
３に対して空気流れ方向上流側に位置し、プロセスユニ
ット１３対して空気流れ方向下流側に位置して、オゾン
捕集用フィルタ１５が設けられ、プロセスユニット３に
おける帯電器で発生して空気に含まれるオゾンを捕集す
るものである。すなわち、帯電器としては通常金属ワイ
ヤを用いてコロナ放電を行う方式が採用されているが、
この帯電器ではコロナ放電に伴って際に空気中にオゾン
が発生する。このオゾンは不快な臭いを伴い使用者に不
快な気分にさせるので、従来から装置本体１の内部で取
り除いて外部へ洩れ出ないようにしている。

【００２６】このように構成された画像形成装置では、
電源ユニット２とプロセスユニット３の冷却が必要にな
った場合には、空気案内路である空気案内ダクト１１と
空気案内ダクト１２により電源ユニット２とプロセスユ
ニット３とを結んで空気を案内して流して、これら各ユ
ニット２、３を冷却する。

【００２７】すなわち、送風ファン１３を回転駆動する
と、図４に示すように空気案内ダクト１１、電源ユニッ
ト２、空気案内ダクト１２およびプロセスユニット３の
方向で空気が流れる。送風ファン１３から送られる空気
は電源ユニット２のケースの一端面部からケース内部に
入ってその長さ方向に沿って全体を流れてケースの他端
面部から空気案内ダクト１２へ入る。この過程で空気は
ケース内部に設けられて電源ユニット２を構成する要素
に接して流れ、これら各構成要素を冷却して温度上昇を
抑える。具体的には、電源ユニット２の温度をプロセス
ユニット３の現像器が取り扱うがトナーが凝固する温度
（例えば６０℃）以下に保持する。ここで、空気は空気
案内ダクト１１および空気案内ダクト１２に案内されて
電源ユニット２の内部を集中して流れる。すなわち、冷
却用空気を電源ユニット２の箇所に絞って停滞させるこ
となく流して電源ユニット２を効率良く冷却して効果的
に温度上昇を抑えることができる。

【００２８】次いで、空気は空気案内ダクト１２の内部
をプロセスユニット３へ向かって流れ、その途中で空気
案内ダクト１２に設けた冷却部材１４に接触して冷却さ
れる。冷却部材１４はベルチェ効果によりダクト内側部
で空気から熱を奪ってダクト外側部で放出する。電源ユ
ニット２を通過した空気は電源ユニット２を構成する構
成要素によって熱せられるために、ここで冷却して温度
を降下させて適切な状態で各ユニットを冷却できるよう
にする。最も熱が発生する電源ユニット２の空気流れ方
向下流側で、プロセスユニット３の空気流れ方向上流側
に冷却部材１４が設けられているので、電源部からの熱
気がそのままプロセスユニット３に流れることを防いで
いる。

【００２９】次いで、空気は空気案内ダクト１２からプ
ロセスユニット３のケースの他端面部からケース内部に
入ってその長さ方向に沿って全体を流れてケースの一端
面部から空気案内ダクト１１へ入る。この過程で空気は
ケース内部に設けられてプロセスユニット３を構成する
構成要素に接して流れ、これら各構成要素を冷却して温
度上昇を抑える。具体的にはプロセスユニット３の温度
をトナーが凝固する温度（例えば６０℃）以下に保持す
る。ここで、空気は空気案内ダクト１２および空気案内
ダクト１１に案内されてプロセスユニット３の内部を集
中して流れる。すなわち、冷却用空気をプロセスユニッ
ト３の箇所に絞って停滞させることなく流してプロセス
ユニット３を効率良く冷却して効果的に温度上昇を抑え
ることができる。

【００３０】次いで、空気は空気案内ダクト１１の内部
を電源ユニット2へ向かって流れ、その途中でオゾン捕
集用フィルタ１５を通過して空気に含まれるオゾンがフ
ィルタ１５に吸着される。プロセスユニット３を通過し
た空気はコロン放電型帯電器が発するオゾンを含むの
で、このオゾンを空気から取り除くことができる。その
後、空気は再び送風ファン１３により電源ユニット２へ
送られる。

【００３１】このようにして空気案内路に流れる空気を
常に冷却するのに適した状態にして、熱発生源である電
源ユニット２とプロセスユニット３を効率良く冷却する
ことができる。

【００３２】この実施の形態は、空気案内路に冷却部材
を設けて空気を冷却しながら電源ユニット２およびプロ
セスユニット３とを結んで循環させて流してこれら各ユ
ニット２、３を無駄およびむらなく冷却し、且つプロセ
スユニット３のコロン放電型帯電器が発するオゾンを効
果的に取り除くことができる。

【００３３】第２の実施の形態について図５を参照して
説明する。

【００３４】この実施の形態は、空気案内路に冷却部材
を設けずに装置本体１の外部から空気を取入れて流して
冷却空気として使用し、冷却に使用して温度上昇した空
気は装置本体１の外部へ排出するものである。図５は空
気案内路を模式的に示す図で、図４と同じ部分は同じ符
号を付して示している。

【００３５】図５において２１は空気案内ダクト１１に
接続された空気入口、２２はこの空気入口２２に設けら
れた入口弁で、この入口弁２２は図示しない駆動機構に
より駆動されて空気入口２１を開閉する。２３は空気案
内ダクト１１においてフィルタ１４に対して空気流れ方
向下流側に位置して接続された空気出口、２４はこの空
気出口２３に設けられた出口弁で、この出口弁２４は図
示しない駆動機構により駆動されて空気出口２３を開閉
する。なお、空気出口２３は装置本体１の底面部に下側
へ向けて設けられ、空気出口２３から排出される空気が
装置本体１の上側へ舞上がることを回避している。

【００３６】例えば空気案内ダクト１２には内部を流れ
る空気の温度を測定する温度センサ（図示せず）が設け
られている。すなわち、通常空気案内路に空気が流れて
いる時には入口弁２２と出口弁２４は閉じている。この
温度センサは空気案内ダクト１２には内部を流れる空気
の温度がある値以上になったことを検出すると、装置本
体１に設けた図示しない制御回路に信号を出力する。制
御回路は各弁２２、２４の駆動機構を駆動させて入口弁
２２と出口弁２４を開放する。これにより空気出口２３
から空気案内路を流れる温度上昇した空気を装置本体１
の外部へ排出するとともに、空気入口２１から装置本体
１の外部の新鮮な空気を空気案内路に取入れる。その
後、入口弁２２と出口弁２４を閉じて空気を空気案内路
内部で循環して流す。このようにして空気案内路に流れ
る空気を常に冷却するのに適した状態にして熱発生源で
ある電源ユニット２とプロセスユニット３を効率良く冷
却することができる。

【００３７】また、空気案内路には温度センサに加えて
オゾン測定装置（図示せず）が設けられ、このオゾン測
定装置が空気案内路におけるオゾンの濃度がある値を超
えたことを測定した場合には制御回路に信号を出力す
る。制御回路は各弁２２、２４の駆動機構を駆動させて
入口弁２２と出口弁２４を開放する。これにより空気出
口２３から空気案内路を流れて温度上昇した空気を装置
本体１の外部へ排出するとともに、空気入口２１から装
置本体１の外部の新鮮な空気を空気案内路に取入れる。
オゾン測定装置によりオゾンの濃度を測定する方式に代
えて、制御回路が一定時間毎に入口弁２２と出口弁２４
を開放するようにしても良い。

【００３８】なお、本発明は前述した実施の形態に限定
されず、種々変形して実施することができる。例えば、
空気案内路は少なくとも電源ユニットとプロセスユニッ
トとを結んでこれらに空気を導いて流すもので、空気案
内路を接続する機器はこれのみに限定されず定着器など
の他の熱などを発生する機器も加えて接続することがで
きる。

【００３９】

【発明の効果】請求項１の発明の画像形成装置によれ
ば、空気を熱発生源である電源ユニットとプロセスユニ
ットとを結んで導いて流すことにより、これら熱発生源
を効率良く冷却して効果的に温度上昇を抑えることがで
きる。

【００４０】請求項２および請求項３の発明の構成によ
れば、常に空気を冷却するのに適した状態にして熱発生
源である電源ユニットとプロセスユニットへ流して効率
良く冷却することができる。

【００４１】請求項４の発明によれば、冷却用空気を利
用してプロセスユニットにおいて発生するオゾンを捕集
してオゾンが装置外部へ漏れ出ることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における画像形成装置本
体を模式的に示す斜視図。

【図２】同実施の形態における画像形成装置を模式的に
示す図。

【図３】同実施の形態における画像形成装置を模式的に
示す図。

【図４】同実施の形態の画像形成装置における空気案内
路を模式的に示す図。

【図５】他の実施の形態画像形成装置における空気案内
路を模式的に示す図。

【符号の説明】

１…画像形成装置本体、 ２…電源ユニット、 ３…プロセスユニット、 １１…空気案内ダクト（空気案内路）、 １２…空気案内ダクト（空気案内路）、 １３…送風ファン、 １４…冷却部材、 １５…オゾン捕集フィルタ、 ２１…空気入口、 ２２…入口弁、 ２３…空気出口、 ２４…出口弁。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像形成装置本体と、この画像形成装置
   本体に設けられた電源ユニットと、前記画像形成装置本
   体の内部に設けられた電子写真方式により記録紙に画像
   を形成するプロセスユニットと、少なくとも前記電源ユ
   ニットと前記プロセスユニットとを結んでこれらのユニ
   ットに空気を導いて流す空気案内路と、この空気案内路
   に設けられこの空気案内路に空気を送る送風ファンとを
   具備することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記空気案内路は空気を循環して流すも
   のであり、且つ流れる空気を冷却する冷却部材が介在し
   て設けら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。
3. 【請求項３】 前記空気案内路には、この空気案内路に
   空気を入れる空気入口と、この空気案内路から空気を出
   す空気出口が接続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。
4. 【請求項４】 前記空気案内路には、前記プロセスユニ
   ットにおいて発生するオゾンを捕集するフィルタが介在
   されていることを特徴とする請求項３に記載の画像形成
   装置。