JP2003302892A - 冷却装置および画像形成装置 - Google Patents

冷却装置および画像形成装置

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JP2003302892A
JP2003302892A JP2002109885A JP2002109885A JP2003302892A JP 2003302892 A JP2003302892 A JP 2003302892A JP 2002109885 A JP2002109885 A JP 2002109885A JP 2002109885 A JP2002109885 A JP 2002109885A JP 2003302892 A JP2003302892 A JP 2003302892A
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toner bottle
toner
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cooling
writing
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JP2002109885A
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Hisao Konno
久郎 近野
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像形成装置において、大型化することな
く、最小限のエネルギ消費で、騒音値を最小としながら
も、トナーボトルを効率よく有効に冷却できる空気流路
を形成する。 【解決手段】 感光体(像担持体)上に書込みを行う書
込み装置16には、光学箱57を挟んで上側および下側
のほぼ全体を被い、上ダクト60と下ダクト62を配置
する。下ダクトには、入口側に外気を取り込む吸気ダク
ト66を取り付け、排気口67との間に空気流路Rを形
成する。また、書込み装置を冷却する空気流路Rから分
岐して排気口68を設け、書込み装置の冷却に用いた外
気をトナーボトルに向けて流す空気流路Sを形成する。
トナーボトルは、円筒形状とし、その円筒軸線を中心と
して回転自在に支持する。そして、外気をトナーボトル
に向けて、円筒軸線に対し直交する方向から流すととも
に、トナーボトルの回転に対しカウンタ方向に流す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、複写機やプリン
タやファクシミリ、またはそれらの複合機などの画像形
成装置に関する。そのうち特に、帯電・書込み・現像・
転写・クリーニング等を繰り返して像担持体上に形成し
たトナー画像を転写して、シート材・中間転写体等の転
写材に画像を形成する、電子写真式の画像形成装置に関
する。および、そのような画像形成装置において、外気
を導入して冷却し、画像形成装置本体内に備えるトナー
ボトルまわりの温度上昇を防止する冷却装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真式の画像形成装置では、像担持
体表面を帯電して後、その表面に書込みを行って静電潜
像を形成し、現像装置でトナーを付着してその像担持体
上の静電潜像を可視像化し、その可視像を転写して転写
材にトナー画像を形成する。現像装置には、トナー濃度
が一定以下となったとき、トナーボトルから新たなトナ
ーを補給する。
【0003】この種の画像形成装置では、画像形成装置
本体内の温度が一定以上に上昇すると、その温度上昇の
影響を受け、トナーが物性を変化して変質し、また溶融
して凝集固化するおそれがある。
【0004】ところが、複写機等の画像形成装置では、
近年、画像形成装置本体の小型化および作像スピードの
高速化が進み、それにともない装置本体内の温度が上昇
する傾向にある。また、作像スピードの高速化にともな
い、確実な定着を可能とすべくトナーの低融点化が図ら
れている。よって、今日では、以前にも増して、トナー
の変質や凝集固化を防ぐため、画像形成装置本体内の温
度上昇を確実に防止する必要がある。
【0005】従来、画像形成装置本体内の温度上昇を防
止する冷却装置の中には、例えば特開2001−194
973号公報に記載のもののように、トナーボトル装着
壁の一部でダクトを形成し、そのダクトで案内して外部
から取り込んだ外気をクリーニング装置へと導き、クリ
ーニング装置を冷却するとともに、そのとき同時にトナ
ーボトルを冷却するようにしたものがある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この特開2
001−194973号公報に記載の画像形成装置で
は、転写材の搬送方向と直交する方向、つまり感光体や
クリーニング装置や定着装置と平行にトナーボトルを配
置していた。このため、トナーボトルのほぼ全面が、熱
源である定着装置にさらされることとなり、トナーボト
ルを冷却するのに大きなエネルギを必要とし、それにと
もない騒音も大きくなった。
【0007】他方、従来の画像形成装置の中には、ボト
ル形状を大きくしてトナー容量を大きくすることができ
るとか、現像装置へのトナー補給を容易とすることがで
きるとか、円筒形状のトナーボトルを有効に配置するこ
とができるとかなどの理由から、画像形成装置本体の正
面に備える操作部の下方に、転写材の搬送方向と平行に
トナーボトルを配置するものがある。
【0008】例えば、このような画像形成装置では、ト
ナーボトルの一部のみが、熱源である定着装置に近接す
るだけであるから、トナーボトルを最小限のエネルギ消
費で冷却することが可能となる。しかしながら、転写材
の搬送方向と直交する方向に配置する感光体やクリーニ
ング装置や現像装置と向きが異なるから、実際には感光
体まわりのオゾンを除去したりクリーニング装置や現像
装置を冷却したりする他の空気流路を用いてトナーボト
ルを有効に冷却することはなかなか困難であった。
【0009】そこで、この発明の第1の目的は、像担持
体上に書込み装置を用いて書込みを行ってから、現像装
置でトナーを付着して現像し、像担持体上に画像を形成
する画像形成装置において、大型化することなく、最小
限のエネルギ消費で、騒音値を最小としながらも、トナ
ーボトルを効率よく有効に冷却できる空気流路を形成す
ることにある。
【0010】この発明の第2の目的は、トナーボトル内
のトナーをむらなく冷却することにある。
【0011】この発明の第3の目的は、積極的にトナー
ボトルをより効率よく有効に冷却することにある。
【0012】この発明の第4の目的は、書込み装置もト
ナーボトルとともにより効率よく有効に冷却することに
ある。
【0013】この発明の第5の目的は、書込み装置を安
価とすることにある。
【0014】この発明の第6の目的は、上記の目的を有
する冷却装置を備えた画像形成装置を提供することにあ
る。
【0015】
【課題を解決するための手段】そのため、請求項1に係
る発明は、上述した第1の目的を達成すべく、感光体等
の像担持体上に書込み装置を用いて書込みを行ってか
ら、現像装置でトナーを付着して現像し、像担持体上に
画像を形成する画像形成装置における、冷却装置におい
て、書込み装置の冷却に用いた外気を、現像装置にトナ
ーを補給するトナーボトルに向けて流す空気流路を形成
することを特徴とする。
【0016】請求項2に係る発明は、上述した第2の目
的を達成すべく、請求項1に記載の冷却装置において、
トナーボトルを、円筒形状とし、その円筒軸線を中心と
して回転自在に支持することを特徴とする。
【0017】請求項3に係る発明は、上述した第3の目
的を達成すべく、請求項2に記載の冷却装置において、
外気をトナーボトルに向けて、円筒軸線に対し直交する
方向から流すとともに、トナーボトルの回転に対しカウ
ンタ方向に流すことを特徴とする。
【0018】請求項4に係る発明は、上述した第4の目
的を達成すべく、請求項1ないし3のいずれか1に記載
の冷却装置において、書込み装置の光学箱の上下少なく
とも一方に空気流路を形成し、外気で直接書込み装置を
冷却することを特徴とする。
【0019】請求項5に係る発明は、上述した第5の目
的を達成すべく、請求項1ないし4のいずれか1に記載
の冷却装置において、書込み装置にプラスチック製の、
レンズやミラーなどの走査光学部品を使用することを特
徴とする。
【0020】また、請求項6に係る発明は、上述した第
6の目的を達成すべく、請求項1ないし5のいずれか1
に記載の冷却装置を備えることを特徴とする、画像形成
装置である。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、この発
明の実施の形態につき説明する。図1には、この発明に
係る冷却装置を備える黒赤の2色複写機(画像形成装
置)における内部機構の全体概略構成を示す。
【0022】図中符号10は、複写機装置本体(画像形
成装置本体)である。複写機装置本体10内には、ドラ
ム状の感光体(像担持体)11を設け、そのまわりに第
1帯電装置12、黒の第1現像装置13、第2帯電装置
37、第2書込み装置38、赤の第2の現像装置39、
転写・搬送装置14、クリーニング装置15などを配置
する。
【0023】それらの上部には、第1書込み装置16を
設ける。第1書込み装置16には、レーザダイオード等
の光源40、ポリゴンミラーである走査用の回転多面鏡
41、ポリゴンモータ42、fθレンズ43やミラー4
4等の走査光学系などを備えてなる。fθレンズ43や
ミラー44などの走査光学部品は、プラスチック製であ
る。
【0024】クリーニング装置15の図中左側には、感
光体11と平行に定着装置17を設ける。定着装置17
には、ヒータを内蔵する定着ローラ18と、その定着ロ
ーラ18に下方から押し当てる加圧ローラ19を設け
る。
【0025】また、装置本体10内の上部には、原稿読
取装置20を備える。原稿読取装置20には、光源a、
複数のミラーb、結像レンズc、CCD等のイメージセ
ンサdなどを設ける。
【0026】一方、装置本体10内の下部には、両面ユ
ニット22と給紙カセット23を上下二段に備える。両
面ユニット22および給紙カセット23からは、各々、
感光体11の下方へとのびる給紙路24へと通ずる排紙
路を設ける。両面ユニット22へは、定着装置17出口
からのびる排紙路25途中から分岐して反転路26を形
成してなる。
【0027】そのような装置本体10の上面には、コン
タクトガラス27を設置する。そのコンタクトガラス2
7を被うように、装置本体10上には、自動原稿給紙装
置28を開閉自在に取り付けてなる。
【0028】ところで、装置本体10の右側面には、手
差しシート材を給紙路24に案内する手差しトレイ29
を開閉自在に設ける。他方、装置本体10の左側面に
は、排紙路25を通して排出するシート材を受けるソー
タ30を取り付ける。そして、装置本体10を給紙テー
ブル31上に載置してなる。給紙テーブル31内には、
給紙カセット23を多段に備える。
【0029】さていま、このレーザ複写機を用いてコピ
ーを取るときは、自動原稿給紙装置28に原稿をセット
し、または自動原稿給紙装置28を開いてコンタクトガ
ラス27上に直接原稿をセットする。そして、図2に示
す操作部50の不図示のスタートスイッチを押し、自動
原稿給紙装置28を駆動してコンタクトガラス27上に
搬送した原稿を、またはあらかじめコンタクトガラス2
7上に原稿をセットしたときは、そのセットしてある原
稿を、原稿読取装置20で色別に読み取って黒と赤の電
気的なデジタル画像信号に変換する。
【0030】同時に、適宜の給紙ローラ33を回転し、
装置本体10および給紙テーブル31内に多段に備える
複数の給紙カセット23中の対応する給紙カセット23
内から、用紙・OHPフィルム等のシート材(転写材)
を繰り出し、給紙路24に入れて搬送ローラ34で搬送
し、レジストローラ35に突き当てて止める。そして、
感光体11の回転にタイミングを合わせて該レジストロ
ーラ35を回転し、感光体11の下方へと送り込む。
【0031】または、手差し給紙部にある給紙ローラ3
6を回転して、開いた手差しトレイ29上にセットした
手差しシート材(転写材)を給紙路24へと入れ、同じ
くレジストローラ35で感光体11の回転にタイミング
を合わせて該感光体11の下方へと送り込む。
【0032】他方、不図示のスタートスイッチを押した
とき、同時に感光体11を図中時計方向に回転する。そ
して、その感光体11の回転とともに、まず第1帯電装
置12で表面を一様に帯電し、次いで上述した原稿読取
装置20で読み取った読取り内容に応じ、黒のデジタル
画像信号に基づきレーザ光Lを照射して第1書込み装置
16で黒の書込みを行い、感光体11の表面に静電潜像
を形成し、そののち第1現像装置13で黒のトナーを付
着してその静電潜像を可視像化する。
【0033】続いて、第2帯電装置37により一様に帯
電し、上述した原稿読取装置20で読み取った読取り内
容に応じ、次には赤のデジタル画像信号に基づき第2書
込み装置38にてレーザ光を照射することにより赤の書
込みを行い、カラー原稿の赤成分に対応した静電潜像を
上記黒トナー像に重ねて形成し、そののち第2現像装置
39で赤のトナーを付着してその静電潜像を可視像化す
る。これにより、感光体11上に、黒トナー像と赤トナ
ー像とからなる2色画像を形成する。
【0034】それから、上述したごとく感光体11の下
方へと送り込んだシート材に、転写・搬送装置14でそ
の2色画像を転写する。画像転写後の感光体11は、ク
リーニング装置15で残留トナーを除去して表面を清掃
し、次の同様な画像形成に備える。
【0035】一方、画像転写後のシート材は、転写・搬
送装置14で搬送して定着装置17に入れ、定着ローラ
18と加圧ローラ19とで熱と圧力とを加えて転写画像
を定着する。その後、排紙路25を通してソータ30に
仕分けして排出する。
【0036】シート材の両面に画像を記録するときに
は、排紙路25から反転路26に入れ、両面ユニット2
2で反転して再び給紙路24に入れ、転写・搬送装置1
4でシート材の裏面にも、別途感光体11上に形成した
画像を転写して後、その転写画像を定着装置17で定着
してソータ30に排出する。
【0037】ところで、上述した2色複写機では、図2
に示すように、ドラム状の感光体11は、クリーニング
装置15と完全に一体化してプロセスユニット46を構
成し、ともに1つのユニットケース47内に収納する。
そして、定着装置17などとともに、シート材48の、
図中矢印Aで示す搬送方向と直交して配置する。
【0038】また、この2色複写機の複写機装置本体1
0には、正面側に、左右に細長な操作部50を設ける。
図示省略するが、操作部50には、コピーを取るときに
押す上述したスタートスイッチの他、コピー枚数を設定
するときなどに押す10キー、濃度・サイズ・倍率等の
設定スイッチ、モード切り換えスイッチなどを、例えば
タッチパネルで備える。
【0039】そのような操作部50の裏側には、図3に
示すように、その操作部50の操作に基づき電気的な処
理を行う回路基板51を設ける。その回路基板51を被
って下側には、インナーカバー53を備える。そして、
そのインナーカバー53の下方に、トナーボトル54を
配置する。
【0040】トナーボトル54は、円筒形状で、内周面
に螺旋状の突条を有し、内部に黒トナーを収納する。そ
して、図2に示すとおり、操作部50に沿ってその下方
に円筒軸線Oを中心として回転自在に支持し、先端口部
55を黒の第1現像装置13のトナー補給口に接続し、
後端側を定着装置17に近接して、シート材(転写材)
48の搬送方向と平行、すなわち感光体11やクリーニ
ング装置15や定着装置17と直交するように配置す
る。
【0041】これにより、第1現像装置13内に備える
トナー濃度センサでトナー濃度が一定以下となったこと
を検知したときは、トナーボトル54を円筒軸線Oを中
心として回転することにより螺旋状の突状でトナーボト
ル54内の黒トナーを順次先端口部55へと搬送し、ト
ナー補給口から第1現像装置13内に補給する。トナー
ボトル54は、断続的ではなく、画像形成時は常時連続
的に回転するようにしてもよい。
【0042】さて、図4には、図示2色複写機に備える
冷却装置58を示す。図中符号16は、上述した書込み
装置であり、上面が開放するアルミダイキャスト製の光
学箱57内に、回転多面鏡41やfθレンズ43などと
ともに、上述したとおり光源40、ポリゴンモータ4
2、ミラー44などを備える。
【0043】光学箱57は、図示例では、2つの比較的
幅広な構造体フレーム上にねじ止め固定する。構造体フ
レームは、複写機装置本体10内に対向して設ける不図
示の側板間に平行に掛け渡して設ける。
【0044】そのような書込み装置16の光学箱57を
挟んで、光学箱57の上側および下側のほぼ全体を被っ
て上ダクト60と下ダクト62を配置し、上下に空気流
路Rを形成する。ダクト60・62は、ポリスチレン
(PS)やポリカーボネート(PC)などを用いてつく
る。
【0045】上ダクト60は、横向きのファン接続口と
上向きの排気口64を設け、図示省略するが、下面に大
きな開口を設ける。そして、その開口まわりを不図示の
スポンジ等でシールして光学箱57の上面上に密着し、
気流が漏れないように開口を光学箱57で塞いでそれに
ねじ止め固定する。
【0046】ファン接続口には、ファンユニット65の
上接続口をシール部材でシールして連結する。ファンユ
ニット65には、吸気ファン66を設ける。このファン
ユニット65も、不図示の構造体フレームで支持する。
【0047】一方、下ダクト62は、横向きのファン接
続口と下向きの排気口67と横向きの排気口68とを設
け、上面に大きな開口を設ける。そして、その開口まわ
りを不図示のスポンジ等でシールして光学箱57の底面
に密着し、気流が漏れないように開口を光学箱57で塞
ぎ、構造体フレーム上にねじ止め固定する。
【0048】ファン接続口には、ファンユニット65の
下接続口をシール部材でシールして連結する。
【0049】横向きの排気口68は、メインの空気流路
Rから分岐して設け、その先端は図3に示すように定着
装置17とトナーボトル54の間までのばし、書込み装
置16の冷却に用いた外気を、トナーボトル54に向け
て流す空気流路Sを形成する。これにより、外気をトナ
ーボトル54に向けて、円筒軸線Oに対し直交する方向
から流すとともに、トナーボトル54の図中矢印B方向
の回転に対しカウンタ方向に流すようにする。
【0050】そして、複写機装置本体10の駆動時に
は、吸気ファン66を作動して複写機装置本体10内に
外気を取り込み、1つのファンで吸引した外気を上ダク
ト60と下ダクト62に分けて通し、排気口64・67
から排出する。
【0051】このとき、外気流路Rを流れる外気により
熱を奪って書込み装置16の両側を効率的に冷却し、書
込み装置16内に備える部品の膨張を有効に防止し、画
像ひずみの発生を効果的に阻止して画像品質の低下を防
止することができる。特に、図示例では、下ダクト62
内を流れる外気で開口を通して光学箱57を直接冷し、
ダクト60・62による冷却効率を高めて書込み装置1
6をより効率的に冷却することができる。
【0052】また、排気口68から排出された外気は、
定着装置17とトナーボトル54の間を通り、前カバー
70と定着装置17との隙間を通って下方へと流れ、次
第に流れが弱まり、分散してやがて複写機装置本体10
内で流れを消滅するようになっている。
【0053】これにより、図示例の2色複写機では、熱
源である定着装置17に近接する位置を部分的に冷却す
ることで、トナーボトル54の昇温を最小限のエネルギ
消費で防止することができるとともに、外気を取り込む
開口を最小限として音漏れを少なくすることことができ
る。さらに、トナーボトル54を熱源に近接して配置す
ることを可能として画像形成装置本体の小型化を図るこ
とができる。
【0054】そして、シート材48の搬送方向と平行方
向にトナーボトルを配置する画像形成装置において、そ
のトナーボトル54の昇温を最小限のエネルギで防止
し、トナーが物性を変化して変質したり、溶融して凝集
固化したりすることを防ぐことができる。
【0055】なお、上述した例では、下ダクト62に横
向きの排気口68を形成したが、図5に示すように上ダ
クト60に横向きの排気口72を設け、メインの空気流
路Rから分岐してその先端を定着装置17とトナーボト
ル54の間までのばし、書込み装置16の冷却に用いた
外気を、トナーボトル54に向けて流す空気流路Sを形
成するようにしてもよい。
【0056】また、上述した例では、書込み装置16の
上下にダクト60・62を設けて空気流路Rを形成する
画像形成装置に適用した場合について説明した。しか
し、空気流路を書込み装置16の上だけに形成する画像
形成装置にも、下だけに形成する画像形成装置にも適用
することができる。そして、書込み装置16の光学箱5
7の上下少なくとも一方に空気流路Rを形成して書込み
装置16を冷却し、その書込み装置16の冷却に用いた
外気を、トナーボトルに向けて流す空気流路を形成する
ようにしてもよい。
【0057】ところで、上述した例では、感光体(像担
持体)11上に形成した画像を直接転写材であるシート
材に転写する2色複写機に適用した場合について説明し
たが、例えば像担持体上に形成した画像をいったん転写
材である中間転写体に転写して後、その中間転写体上の
画像を、用紙・OHPフィルム等のシート材に転写する
タイプの画像形成装置にも同様に適用することができ
る。
【0058】
【発明の効果】以上説明したとおり、請求項1に係る発
明によれば、書込み装置の冷却に用いた外気を、トナー
ボトルに向けて流す空気流路を形成するから、書込み装
置を冷却した排風を利用してトナーボトルを冷却するこ
ととし、別途新たな部品を設けなくてもよいから、大型
化することなく、最小限のエネルギ消費でよく、かつ開
口を増やさないで騒音値を最小限としながら、トナーボ
トルを効率よく有効に冷却し、トナーが物性を変化して
変質したり、溶融して凝集固化したりすることを防止す
ることができる。
【0059】請求項2に係る発明によれば、トナーボト
ルを、円筒形状とし、その円筒軸線を中心として回転自
在に支持するから、請求項1に記載の発明の効果に加え
てさらに、トナーボトルを回転することで、トナーボト
ル内のトナーをむらなく冷却することができる。
【0060】請求項3に係る発明によれば、外気をトナ
ーボトルに向けて、円筒軸線に対し直交する方向から流
すとともに、トナーボトルの回転に対しカウンタ方向に
流すから、請求項2に記載の発明の効果に加えてさら
に、外気を積極的に当ててトナーボトルを効率的に冷却
することができる。また、熱源とトナーボトルとが近接
する位置を部分的に集中してより少ないエネルギ消費で
より効果的に冷却することができる。
【0061】請求項4に係る発明によれば、書込み装置
の光学箱の上下少なくとも一方に空気流路を形成し、外
気で直接書込み装置を冷却するから、請求項1ないし3
に記載の各発明の効果に加えてさらに、トナーボトルと
ともに書込み装置をより効率的に冷却することができ
る。
【0062】請求項5に係る発明によれば、書込み装置
にプラスチック製の、fθレンズやミラーなどの走査光
学部品を使用するから、請求項1ないし4に記載の各発
明の効果に加えてさらに、空気流路を流れる外気によっ
て走査光学部品の温度上昇を抑えることで、高価な無機
ガラス製のものに代えて安価な有機ガラス製の走査光学
部品を使用し、書込み装置のコストダウンを図ることが
できる。
【0063】請求項6に係る発明によれば、上記効果を
有する冷却装置を備えた画像形成装置を提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る冷却装置を備える黒赤の2色複
写機における内部機構の全体概略構成図である。
【図2】その2色複写機におけるトナーボトルの配置を
示す概略平面図である。
【図3】そのトナーボトル収納部分の縦断面図である。
【図4】その冷却装置部分の斜視図である。
【図5】別の冷却装置部分の斜視図である。
【符号の説明】
10 複写機装置本体(画像形成装置本体) 11 感光体(像担持体) 13 現像装置 16 書込み装置 43 fθレンズ(走査光学部品) 44 ミラー(走査光学部品) 54 トナーボトル 57 光学箱 58 冷却装置 60 上ダクト 62 下ダクト 65 ファンユニット 66 吸気ファン 68 排気口 70 前カバー 72 排気口 O 円筒軸線 S 空気流路

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 像担持体上に書込み装置を用いて書込み
    を行ってから、現像装置でトナーを付着して現像し、前
    記像担持体上に画像を形成する画像形成装置における、
    冷却装置において、 前記書込み装置の冷却に用いた外気を、前記現像装置に
    トナーを補給するトナーボトルに向けて流す空気流路を
    形成することを特徴とする、冷却装置。
  2. 【請求項2】 前記トナーボトルを、円筒形状とし、そ
    の円筒軸線を中心として回転自在に支持することを特徴
    とする、請求項1に記載の冷却装置。
  3. 【請求項3】 外気を前記トナーボトルに向けて、前記
    円筒軸線に対し直交する方向から流すとともに、前記ト
    ナーボトルの回転に対しカウンタ方向に流すことを特徴
    とする、請求項2に記載の冷却装置。
  4. 【請求項4】 前記書込み装置の光学箱の上下少なくと
    も一方に前記空気流路を形成し、外気で直接前記書込み
    装置を冷却することを特徴とする、請求項1ないし3の
    いずれか1に記載の冷却装置。
  5. 【請求項5】 前記書込み装置にプラスチック製の走査
    光学部品を使用することを特徴とする、請求項1ないし
    4のいずれか1に記載の冷却装置。
  6. 【請求項6】 請求項1ないし5のいずれか1に記載の
    冷却装置を備えることを特徴とする、画像形成装置。
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