JP2005049761A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】停電やユーザーによる装置電源の瞬断といった状況において、効率良く機内昇温を防ぐことができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】熱源部と、冷却装置と、熱源からの保護を必要とする被保護部と、熱源から吸収した熱を放熱部へと伝達する熱交換装置を有する画像形成装置において、前記熱交換装置は装置の電源が入っている状態で熱源から離れ、電源が切れた状態で熱源に接触することを特徴とする。ここで、前記熱交換器の放熱部が装置の金属部に接触する構成である。又、前記熱交換器は、装置の電源が入った状態において、支持部材により支持されている。更に、前記熱交換器は、装置の電源が入ると共に支持部材に支持される位置まで移動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式のプリンタ、複写機等の画像形成装置に関し、特に画像形成装置内に発生する熱対策に係るものである。

近年、フルカラー画像を出力可能な、電子写真方式を用いたプリンタや複写機等の画像形成装置が普及している。

以下、図面を参照して説明する。

図６は従来からの画像形成装置のフルカラープリンタ要部構成図の一例である。像担持体としての感光体ドラム（以下、単に「感光体」と言う）１は、図示しないモータで矢印Ａ方向に回転できるように設けられている。こ感光体１の周囲には、一次帯電器７ａ、露光装置８、現像ユニット１３、転写ローラ１０、クリーナ装置１２が配置されている。

前記現像ユニット１３は、フルカラー現像のための４台の現像装置１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋから成る。これらの現像装置１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋは、感光体１上の潜像をそれぞれＹ（イエロ），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）のトナーで現像する。各色のトナーを現像する際には、図示しないモータによって現像ユニット１３を矢印Ｒ方向に回転させ、当該色の現像装置が感光体１に当接するように位置合わせされる。

而して、感光体１上に現像された各色のトナー像は、転写ローラ１０によって中間転写体としてのベルト２に順次転写されて４色のトナー像が重ね合わされる。ベルト２は、ローラ１７，１８，１９，２０に張架されている。これらのうち、ローラ１７は、図示しない駆動源に結合されてベルト２を駆動する駆動ローラとして機能し、矢印Ｂ方向へ駆動する。ローラ１９は、ベルト２の張力を調節するテンションローラとして機能し、ローラ２０は２次転写装置としての転写ローラ２１のバックアップローラとして機能する。

ベルト２を挟んでローラ１７と対向する位置にはベルトクリーナ２２が設けられていて、ベルト２上の残留トナーがブレードで掻き落とされる。

記録紙カセット２３，２４からピックアップローラ２５ａ，２６ａ、分離ローラ対２５ｂ，２６ｂで搬送路に引き出された記録紙はローラ対２７，２８によってレジストローラ対２９へ導かれる。レジストローラ対２９のニップ部で一端停止した記録紙は、ベルト２上のトナー像とタイミングを合わせて２次転写ニップ部、つまり、２次転写ローラ２１とベルト２との当接部に給送される。ベルト２上に形成されたトナー像は、このニップ部で記録紙上に転写され、定着装置５で熱定着されてトレイ３０に排出される。

上記構成によるカラープリンタでは、次のようにして画像が形成される。

即ち、先ず、帯電装置７ａに電圧を印加して感光体１の表面を予定の帯電部電位で一様にマイナス帯電させる。続いて、帯電された感光体１上の画像部分が予定の露光部電位になるようにレーザースキャナから成る露光装置８で露光を行い潜像が形成される。露光装置８は、画像信号に基づいてオン・オフすることにより、画像に対応した潜像を形成する。

現像装置１３Ｙ等の現像ローラには各色毎に予め設定された現像バイアスが印加されており、前記潜像は該現像ローラの位置を通過時にトナーで現像され、トナー像として可視化される。トナー像は転写ローラ１０でベルト２に転写され、ベルト２上に第１色目のトナー像が形成される。この動作を４回（＝４色）繰り返すことで、ベルト２上には４色のフルカラートナー像が形成される。その際、２次転写装置としての転写ローラ２１は、図示しない接離機構によりベルト２から離間している。

又、転写クリーナ２２も図示しない接離機構によりベルト２から離間している。４色のトナー像が形成され、トナー像先端がローラ２０に差し掛かる直前で接離機構によって２次転写ローラ２１をベルト２と当接させ、そのニップ部において記録紙にトナー像を転写する。記録紙に転写後、定着装置５に送給される。フルカラープリント時はベルト上で４色のトナーが重ね合わされた後、記録紙に転写される。感光体１上に残留したトナーは、クリーナ装置１２で除去・回収され、最後に、感光体１は除電装置７ｂで一様に０ボルト付近まで除電されて次の画像形成サイクルに備える。

このような画像形成装置にあっては、感光体上のトナー像を記録紙上に転写してから、この記録紙を定着装置内に搬送してトナー像を加熱定着させる構成を採っている。

トナー像を加熱定着するためには大量の熱が必要となるため、定着装置は可成りの高温状態を保っている。このことから様々な不具合が生じる恐れがある。例えば、クリーニングユニット装置内や現像装置内等におけるトナーの融解、固着、感光体材料の劣化促進、電気部品の誤作動等の問題が挙げられ、このことから熱対策は画像形成装置の設計において重要な問題である
従来、画像形成装置にはメインスイッチとソフトスイッチという２種類のスイッチを有し、ソフトスイッチを切ると装置内の冷却装置（ファン等）への通電は保ったまま熱源（ヒータ等）への通電を切り、装置内が十分冷却された後に全ての電源を切るといった対策が採用されてきた。

そのような中、例えば、特許文献１では、定着装置にペルチェ素子を付けて冷却している。

又、特許文献２では、熱源からの熱を放熱部材によって伝達し、機内で熱くなると弊害の起こる部材を守っている。

特開平４−２７０３６１号公報 特開平１０−１５４０９９号公報

しかし、停電やユーザーによる装置電源の瞬断（メインスイッチＯＦＦ）等によって冷却装置を動作するための電力が失われた状態においては、前記特許文献１のような方法では機内昇温を防ぐことはできない。

又、特開平１１−３３８３３１号公報に記載された発明では、発熱体からの熱を電熱性の良い部材を使用して伝達しているため、或る程度の冷却効果は得られるが、放熱部材と発熱体の間に空気層があることから断熱材としては有効であるが、機内の素早い冷却は行えない。それだけでなく、常に同じ位置に放熱部材があるため、装置動作時にも必要以上の熱を奪ってしまい電力消費量の悪化を招いてしまう。よって、装置電源の瞬断といった状況において効率良い冷却をすることはできない。

画像形成装置が動作している状態に比べ、冷却装置への電力が供給されなくなった状態の方が問題の発生頻度が高くなることから、このような場合に対する対応策が強く求められている。

従って、本発明は、停電やユーザーによる装置電源の瞬断といった状況において、効率良く機内昇温を防ぐ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。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、熱源部と、冷却装置と、熱源からの保護を必要とする被保護部と、熱源から吸収した熱を放熱部へと伝達する熱交換装置を有する画像形成装置において、前記熱交換装置は装置の電源が入っている状態で熱源から離れ、電源が切れた状態で熱源に接触することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記熱交換器の放熱部が装置の金属部に接触する構成であることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記熱交換器は、装置の電源が入った状態において、支持部材により支持されていることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記熱交換器は、装置の電源が入ると共に支持部材に支持される位置まで移動することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記熱交換器の一部又は全体は、温度変化によって形状が変わる部材であることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れかに記載の発明において、前記熱交換器の放熱部は、装置の外部へと連通するダクト内に配置されていることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、画像形成装置の電源が切れた状態において放熱用部材が定着装置と接触するため、定着装置の熱を効率良くフィンに伝達することができるため、機内が異常に昇温してしまうことを避けることが可能となる。

又、装置の電源が入っている状態において接触面が定着装置から離れた位置にあるため、装置動作時に定着装置を冷やしてしまうといった問題も発生しない。

請求項２記載の発明によれば、フィンの近傍が画像形成装置の電源が切れた状態において、ステイ等に接触するよう構成されていることから熱を幅広く分散させることができ、効率的な冷却が可能となる。

請求項３及び４に記載の発明によれば、画像形成装置の電源が入ると共に動力源を用いて放熱用部材を動かし、その後、引っ掛け部材で支持することによって装置動作時の消費電力を少なくすることができる。

請求項５記載の発明によれば、前記引っ掛け部材の材質を形状記憶合金とすることによって、引っ掛け部材を動作するたの動力源や蓄電部を設ける必要がなく、低コスト・省スペースを実現することが可能となる。

請求項６記載の発明によれば、放熱用部材のフィンから放熱された熱が自然対流によって機外へと放出される構成にすることによって、効率良く機内昇温を防止することが可能となる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図１は本発明における冷却装置の構成を説明する概略図である。

画像形成装置は、その内部に図示しない感光体ドラム１、一次帯電器７ａ、露光装置８、現像ユニット１３、転写ローラ１０、クリーナ装置１２等の画像形成に関わる部材や定着器５を支持するための前フレーム６０と後フレーム６１を有している。

定着器５の上部には、画像形成装置の電源が入った状態において機内昇温防止用の風が流れるためのダクト流路６３が設けられている。このとき、風は図示矢印Ａ方向に流れる。

ステイ６２は、前フレーム６０と後フレーム６１を連結するように配置され、放熱用部材７０を支持している。放熱用部材７０は、軸７１を中心として回動するように構成されている。

放熱用部材７０は、画像形成装置の電源が入っている状態においては７０（ｂ）の位置を保ち、装置の電源が切れた状態においては７０（ａ）の位置へと移動するよう構成されている。

放熱用部材７０にある接触面７０（ｃ）は装置の電源が切れた状態の７０（ａ）の位置において定着器５と接触する。

放熱用部材７０の一部には、図に示すように放熱性を上げるためのフィン７０（ｄ）が設けられており、その位置は熱を放出しても問題ない位置に配置されている。

フィン７０（ｄ）近傍の放熱用部材７０の一部は、画像形成装置の電源が入っていない７０（ａ）の状態において、画像形成装置のステイ等に接触するよう構成されている。

外装１００には、機械内部と外部を連通する開口部（ルーバ）が設けられており、後フレーム６１にも同様に開口部が設けられている。

以上に説明したように、画像形成装置の電源が切れた状態において放熱用部材７０が定着器と接触するため、定着器５の熱を効率良くフィン７０（ｄ）に伝達することができる。よって、機内が異常に昇温してしまうことを避けることが可能となる。

又、装置の電源が入っている状態において接触面７０（ｃ）が定着器５から離れた位置にあるため、装置動作時に定着器５を冷やしてしまうといった問題も発生しない。

更に、フィン７０（ｄ）の近傍が画像形成装置の電源が切れた状態において、ステイ等に接触することから熱を幅広く分散させることができ、効率的な冷却が可能となる。

＜実施の形態２＞
図２は本発明に実施の形態２に係る画像形成装置を示す概略構成図である。

前記放熱用部材７０は画像形成装置の電源が切れた状態において７０（ａ）の状態にある。

放熱用部材７０は画像形成装置の電源が入るのと同時に７０（ｂ）の状態へとソレノイド１２０の動力によって動作する（但し、動力はモータ等の動力源でも良い) 。そして、７０（ｂ）の位置へと移動すると引っ掛け部材８０によって支えられた状態になる。このとき、ソレノイド１２０等の動力源への通電も停止する。

引っ掛け部材８０は、画像形成装置の電源が切れると、蓄電部８１の電力によって動かされ、それに伴い放熱用部材７０は重力により７０（ａ）の状態へと移動する。

以上に説明したように、画像形成装置の電源が入ると共に図示しない動力源を用いて放熱用部材７０を動かし、その後、引っ掛け部材８０で支持することによって装置動作時の消費電力を少なくすることができる。

ここで、前述の部材及び部位と同一の機能を有する部材及び部位は説明を省略する。

＜実施の形態３＞
図３は本発明に実施の形態３に係る画像形成装置を示す概略構成図である。

前記引っ掛け部材８０は形状記憶合金であり、予め設定された温度に達すると放熱用部材７０を引っ掛けている部位が外れるように動作する。

よって、機内昇温によって一定の温度に達すると引っ掛け部材８０の形状が変わり、放熱用部材７０と定着器５が接触する。

以上に説明したように、前記引っ掛け部材８０の材質を形状記憶合金とすることによって、該引っ掛け部材８０を動作させるたの動力源や蓄電部を設ける必要がなく、低コスト・省スペースを実現することが可能となる。

ここで、前述の部材及び部位と同一の機能を有する部材及び部位は説明を省略する。

＜実施の形態４＞
図４は本発明に実施の形態４に係る画像形成装置を示す概略構成図である。

ダクト９０は前記ダクト６３と連結されている。ダクト９０は、画像形成装置が動作している状態において、放熱用部材７０によりその開口部が塞がれている。

放熱用部材７０は、装置電源が切れた状態において定着器５と接触するように構成されており、その際に伝わった熱はフィン７０（ｄ）から放熱され、矢印Ｂ方向へと向かう自然対流を促進する。

以上に説明したように、放熱用部材７０のフィンから放熱された熱が自然対流によって機外へと放出される構成にすることによって、効率良く機内昇温を防止することが可能となる。

＜実施の形態５＞
図５は本発明の実施の形態５に係る画像形成装置を示す概略構成図である。

放熱用部材７０は、定着器５近傍の外装部に設置されており、その一部は外装１０１に設けられた開口部１００を覆うように構成されている。

画像形成装置の電源が入っている状態において、７０（ａ）の位置にある放熱用部材７０は、装置の電源が切れると伴に定着器５に接触するように７０（ｂ）の位置へと移動する。

以上に説明したように、放熱用部材７０が定着器５と接触する位置に移動するとともに外装部の開口部が開くため、機外の冷えた空気を機内へと導くことが可能となる。よって、効率良く機内昇温を防止することが可能となる。

本発明は、電子写真方式のプリンタ、複写機等の任意の画像形成装置内に発生する熱対策に対して有効に利用することができる。

本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の断面図である。 本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の断面図である。 本発明の実施の形態３に係る画像形成装置の断面図である。 本発明の実施の形態４に係る画像形成装置の断面図である。 本発明の実施の形態４に係る画像形成装置の定着装置周りを示す図である。 従来の画像形成装置の断面図である。

符号の説明

６０ 前フレーム
６１ 後フレーム
６２ ステイ
７０ 放熱用部材
７１ 軸
７２ 開口部
８０ 引っ掛け部材
８１ 蓄電部
９０ ダクト
１００ 開口部
１０１ 外装

Claims (6)

1. 熱源部と、冷却装置と、熱源からの保護を必要とする被保護部と、熱源から吸収した熱を放熱部へと伝達する熱交換装置を有する画像形成装置において、
   前記熱交換装置は装置の電源が入っている状態で熱源から離れ、電源が切れた状態で熱源に接触することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記熱交換器の放熱部が装置の金属部に接触する構成であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記熱交換器は、装置の電源が入った状態において、支持部材により支持されることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記熱交換器は、装置の電源が入ると共に支持部材に支持される位置まで移動することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記熱交換器の一部又は全体は、温度変化によって形状が変わる部材であることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
6. 前記熱交換器の放熱部は、装置の外部へと連通するダクト内に配置されていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の画像形成装置。

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