JP2005099880A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１つの冷却ファンで，転写部などの未定着シート供給部と，定着済みの熱せられたシートの冷却の両方を一挙に達成すること。
【解決手段】 画像形成されたシート材上のトナーを定着させる定着装置を備えた空間と，上記定着装置に画像形成の施されたシートを供給する未定着シート供給部を備えた空間と，上記定着装置でトナーが定着されたシートを排出するシート材排出部とが適宜の隔壁或いはローラ類で隔てられてなる画像形成装置において，
上記シート排出部の側面壁と，上記シート排出部内の空間と上記定着装置を内蔵した空間とを仕切る隔壁とにそれぞれ通気孔が形成されてなると共に，
上記シート排出部側面壁の上記通気孔を設けた部分の外側に，上記通気孔を介して上記シート排出部内の空気を吸い出す冷却ファンを設けたことを特徴とする画像形成装置。
【選択図】図２

Description

本発明は，シート材上にトナー像を定着させる際に使用される熱源の熱の一部が該熱を必要としない未定着シート供給部に拡散或いは侵入する場合において，1個の冷却ファンによって未定着シート供給部と，画像形成済みの熱せられたシートの両方を一挙に冷却することの出来る冷却システムを備えた画像形成装置に関するものである。

従来より，感光体を用いてシート材にトナー像を転写することで印刷を行う電子写真法による画像形成装置が知られている。
このような電子写真法を用いる画像形成装置では，感光体表面に形成されたトナー像をシート材に転写し，更に該転写されたトナー像を熱と圧力でシート材に定着させることでシート材に対して画像形成を行う。
上記定着は，通常シート材に転写されたトナー像に熱と圧力を加えることによって行われる。即ち，圧力をもってトナー像をシート材に圧着し，且つ熱でトナー像を溶融してシート材に定着させるものである。
このような定着部の熱を外部に排出するために冷却ファンを備えた画像形成装置が特許文献１に開示されている。
実開平０１−１１５７４９号公報

ところで，上記定着で使用される熱は，該定着を行う定着部に設けられる熱源（例えば，ハロゲンランプを点灯制御する）より発生するものであり，画像形成全体の工程では基本的に定着工程以外の工程で熱を積極的に使用することはない。
そのため，上記熱源より発生した熱が上記定着部のみに留まるのであれば問題ないが，近年小型化が進む画像形成装置においては，上記定着部と，熱を必要としない部位（例えば，トナー像の転写を行う感光体，転写の感光体表面の残留トナーを除去するクリーニングユニット等）とを接近させて設けられる場合が多いため以下のような問題がある。
例えば，上記熱を必要としない部位（感光体，クリーニングユニット等）に上記定着部の熱が拡散或いは侵入することで，例えば，感光体が変質して画像品質を劣化させたり，クリーニングユニットに蓄積されるトナーがブロッキング（塊になる）するような問題が発生する。そこで，上記熱を必要としない部位の熱を強制的に排出する冷却ファン等を設けることが考えられるが，従来は前記特許文献１のように単に冷却ファンを設けて作動させるのみであったので，冷却ファンは，単に上記感光体などの冷却に用いられるのみで，それ以外の冷却効果を果たすような有効利用はされていなかった。
また上記冷却ファンは，単に一定回転数で回転されるだけで，捨てるべき熱量に応じた回転数制御などは行われていなかった。
しかしながら，定着部で発生する熱量は，定着が行われる際に発生するものであって，通紙するシート材のサイズや枚数によって変化するものでもあるので，上記熱を必要としない部位に拡散或いは侵入する熱量もシート材のサイズや枚数によって変化することになる。
そのため，上述のように冷却ファンを単に一定の回転数で作動させると，冷却する必要の無い場合においても冷却ファンを作動させることになり，使用電力の無駄が生じる。また，従来のように冷却ファンを一定の回転数で回転させることによって，冷却ファンの回転による雑音が常に発生する等の問題もある。
そこで，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，上記冷却ファンを，上記熱を必要としない部位の温度や通紙するシート材サイズや枚数等に応じて制御する画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために本発明は，画像形成されたシート材上のトナーを定着させる定着装置を備えた空間と，上記定着装置に画像形成の施されたシートを供給する未定着シート供給部を備えた空間と，上記定着装置でトナーが定着されたシートを排出するシート材排出部とが適宜の隔壁或いはローラ類で隔てられてなる画像形成装置において，上記シート排出部の側面壁と，上記シート排出部内の空間と上記定着装置を内蔵した空間とを仕切る隔壁とにそれぞれ通気孔が形成されてなると共に，上記シート排出部側面壁の上記通気孔を設けた部分の外側に，上記通気孔を介して上記シート排出部内の空気を吸い出す冷却ファンを設けたことを特徴とする画像形成装置として構成されている。
本発明はこのように構成されているので，冷却ファンによる吸引力によって，上記未定着シート供給部近傍の空気は，上記隔壁に設けられた通気孔を通ってシート排出部に排出されるので，未定着シート供給部の冷却がまず行われ，更にシート排出部に排出された空気が，シート排出部の側面壁に設けられた通気孔を通って外部に排出されるときに，シート排出部に排出されたシートの熱を奪うことになり，結局１個の冷却ファンによって，未定着シート供給部の冷却と，シート排出部に排出された定着後のシートの冷却が一挙に達成されることになり，冷却ファンの利用効率が著しく向上する。
また，上記冷却ファンの回転数を適宜制御する制御手段を設けた場合には，従来のように冷却ファン（冷却手段）を一定の回転数で回転させることが無くなるので，従来のように使用電力の無駄が生じることも無くなり，必要に応じて効率良く冷却ファンを作動させることが可能となる。また，上述のように必要に応じて冷却ファンが作動するので，従来に比べて冷却ファンの作動による雑音の発生時間を抑えることも可能となる。
また，前記制御手段は，前記熱源の熱を必要としない部位の温度，シート材のサイズ，連続的に前記定着の処理が行われる前記シート材の枚数，外気の温度，前記シート材の厚さ，又は前記シート材に行われる画像形成が両面又は片面のいずれかに応じて，前記冷却手段を制御しても良い。
このように前記制御手段が冷却ファンを制御することによって，画像形成装置の状況や作動状態に応じて冷却ファンを制御することが可能となる。
また更に，前記熱源の熱を必要としない部位は，前記シート材に前記トナー像を形成するために前記トナー像の転写を行う感光体，及び／又は，該転写の後に該感光体に残留するトナーを除去する除去手段であるように構成することが望ましい。
このように構成されることによって，前記熱源の熱による感光体の変質や，クリーニングユニット（除去手段）に蓄積される残留トナーのブロッキングを防ぐことが可能となる。
また上記冷却ファンを設けたシート排出部側面壁が，シートの排出方向に平行の側面壁である場合には，その排気方向を排紙方向に直角，例えば機台後方へ向けることが出来，操作者に直接排気がかからないようにして，操作者の健康に配慮することが出来る。

本発明は，上記のように構成されているので，冷却ファンによる吸引力によって，上記未定着シート供給部近傍の空気は，上記隔壁に設けられた通気孔を通ってシート排出部に排出されるので，未定着シート供給部の冷却がまず行われ，更にシート排出部に排出された空気が，シート排出部の側面壁に設けられた通気孔を通って外部に排出されるときに，シート排出部に排出されたシートの熱を奪うことになり，結局１個の冷却ファンによって，未定着シート供給部の冷却と，シート排出部に排出された定着後のシートの冷却が一挙に達成されることになり，冷却ファンの利用効率が著しく向上する。
また，上記冷却ファンの回転数を適宜制御する制御手段を設けた場合には，従来のように冷却ファン（冷却手段）を一定の回転数で回転させることが無くなるので，従来のように使用電力の無駄が生じることも無くなり，必要に応じて効率良く冷却ファンを作動させることが可能となる。また，上述のように必要に応じて冷却ファンが作動するので，従来に比べて冷却ファンの作動による雑音の発生時間を抑えることも可能となる。
また，前記制御手段は，前記熱源の熱を必要としない部位の温度，シート材のサイズ，連続的に前記定着の処理が行われる前記シート材の枚数，外気の温度，前記シート材の厚さ，又は前記シート材に行われる画像形成が両面又は片面のいずれかに応じて，前記冷却手段を制御しても良い。
このように前記制御手段が冷却ファンを制御することによって，画像形成装置の状況や作動状態に応じて冷却ファンを制御することが可能となる。
また更に，前記熱源の熱を必要としない部位は，前記シート材に前記トナー像を形成するために前記トナー像の転写を行う感光体，及び／又は，該転写の後に該感光体に残留するトナーを除去する除去手段であるように構成することが望ましい。
このように構成されることによって，前記熱源の熱による感光体の変質や，クリーニングユニット（除去手段）に蓄積される残留トナーのブロッキングを防ぐことが可能となる。
また上記冷却ファンを設けたシート排出部側面壁が，シートの排出方向に平行の側面壁である場合には，その排気方向を排紙方向に直角，例えば機台後方へ向けることが出来，操作者に直接排気がかからないようにして，操作者の健康に配慮することが出来る。

以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態及び実施例について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置Ａの制御に関する概略構成を示すブロック図，図２は画像形成装置Ａの側面側より内部構造の概略を明らかにした断面図，図３は画像形成装置Ｂの上部側より内部構造を明らかにした断面図である。

先ず，図１を用いて，本発明の一例である画像形成装置Ａの制御に関する概略構成について説明する。
画像形成装置Ａの制御に関する構成は，原稿画像を読み取るスキャナ６０と，該スキャナ６０で読み取られた原稿画像の画像データをトナー像としてシート材に転写し且つ定着する処理を行う作像ユニット５０と，該作像ユニット５０内部の温度を検出する温度センサ４０と，上記作像ユニット５０の中で熱を必要としない部位の熱を奪って強制的に外部へ排出するための冷却手段の一例である冷却ファン２０ａと，画像形成装置Ａの動作に関するプログラム等が格納されているＲＯＭ３０と，上記各部を制御する共に冷却ファン２０ａを制御する制御手段の機能を果たす一例である制御部１０とを具備する構成となっている。

次に，画像形成装置Ａの内部構造の概略構成について図２を用いて説明する。
画像形成装置Ａは，図２に示されるように，大別すると上記スキャナ６０，上記作像ユニット５０，及び装置全体を支持するベース７０に分けられる。
ベース７０は，シート材をストックする給紙トレイ７１を具備し，給紙ローラ７２が回転することによって，シート材が給紙トレイ７１より作像ユニット５０へ搬送される。
この作像ユニット５０内の空間は，隔壁１００によって転写部Ｓを備えた空間と定着部Ｔを備えた空間に分けられる。上記定着部Ｔは，未定着シート供給部の一例である。
転写部Ｓは，上記給紙ローラ７２によって搬送されたシート材を受け継いで感光体５２まで搬送する搬送ローラ５１を具備し，現像部５６によって感光体５２の表面に形成されたトナー像は，感光体５２及び転写ローラ５３によってシート材が挟持されることでシート材に転写される。また，この転写後に感光体５２に残留する残留トナーはクリーニングユニット５５によって除去され回収される。
他方，定着部Ｔは，転写部Ｓでトナー像が転写されたシート材を，熱源を具備する熱ローラ２１０及び圧ローラ２２０で挟持することによって，上記トナー像をシート材に定着させながら排出ローラ３１０まで搬送する。そして排出ローラ３１０はシート材をシート材排出部４００に排出することによって一連の画像形成が終了する。
このように構成された画像形成装置Ａでは，定着部Ｔの熱ローラ２１０で発生する熱の一部が，転写部Ｓ側へ隔壁１００で仕切られているにも関わらず拡散或いは侵入する。
しかし，転写部Ｓは上述のような熱は必要無く，感光体５２を変質させたり，クリーニングユニット５５に蓄積される残留トナーのブロッキングを起こす等の原因となるだけである。即ち，転写部Ｓは，熱を必要としない部位といえる。
図２に示されるように，上記定着部Ｔに隣接して設けられた上記シート排出部４００内の空間と，上記定着部Ｔを備えた空間とは，上記隔壁１００及び排出ローラ３１０によって隔てられている。
この実施形態では，上記のようなシート排出部４００の側面壁の一部に通気孔４１０が設けられ，上記シート排出部側面壁の上記通気孔４１０を設けた部分の外側に，上記通気孔４１０を介して上記シート排出部４００内の空気を吸い出す冷却ファン２０ａが設けられている。
図２に示すように，冷却ファン２０ａがシート材排出部４００の側面壁に設けられた場合の空気の流れが矢印で示されている。
即ち，図３に示すように，冷却ファン２０ａは，転写部Ｓの空気を開口１２０より間接的に吸引することによって，開口１３０からの外気を転写部Ｓに流入させる気流を作ることによって，転写部Ｓの熱を外部へ排出することができる。
従って，画像形成装置Ｂでは，転写部Ｓに熱が滞留することを防止することを可能にすると共に，後述する制御を冷却ファン２０ａに施すことで後述する効果を得ることが可能になる。
図３に示されるように，冷却ファン２０ａを排紙方向に平行の側面壁に設け，冷却ファン２０ａの排気が排紙方向に対して直角の方向へ排気するようにすることが出来る。
また，この画像形成装置Ｂは，上記冷却ファン２０ａの吸引力によって，シート材排出部４００の領域の空気も外部へ排出する構成となっているので，熱ローラ２１０における定着が完了したシート材を冷却する効果もある。
従って，この実施形態では，１個の冷却ファン２０ａによって，転写部Ｓｎｏ冷却と，シート排出部４００内に排出された定着済みのシートの冷却の両方を一挙に達成することが出来る。

本発明では，特に上記冷却ファン２０ａを単に一定の回転速度で作動させるのではなく，転写部Ｓの温度に応じて制御するものである。
具体的には，上記温度センサ４０を，定着部Ｔに近接するクリーニングユニット５５又は感光体５２の近傍に設けることによって，該近傍の温度を検出する。
続いて，制御部１０は，上記検出された温度が予めＲＯＭ３０に記憶された所定の目標温度より高ければ冷却ファン２０ａを全速で作動させ，他方該目標温度よりも低ければ冷却ファン２０ａを中速又は低速で作動させる制御を行う。
このような制御を冷却ファン２０ａに対して行うことで，転写部Ｓの温度に応じて，必要ならば冷却ファン２０ａが全速で作動させ，不必要ならば冷却ファン２０ａを中速又は低速で作動させることが可能となる。
つまり，本発明によって，冷却ファン２０ａの必要性に応じた可変速制御が可能となり，従来の技術と比較して，冷却ファン２０ａの作動による使用電力の無駄が無くなり，冷却ファン２０ａの作動による雑音の発生時間を抑えることが可能になる。
また，上記転写部Ｓの温度のみならず，温度センサ４０を画像形成装置Ｂの外部に設けることにより外気の温度を検出するように構成しても良い。
即ち，外気の温度が低い場合は，開口１３０より該温度の低い外気が転写部Ｓに吸引されて転写部Ｓが効率良く冷却されると考えられるので，外気の温度に応じて冷却ファン２０ａを制御することも有効である。
具体的には，制御部１０は，上記温度センサ４０の検出温度に基づいて，外気の温度が上記目標温度よりも低い場合は冷却ファン２０ａを中速又は低速で作動させ，他方外気の温度が目標温度よりも高い場合は冷却ファンを全速で作動させる制御を行っても良い。

（実施例１）
上記実施の形態では，温度センサ４０の検出温度と予め定められた目標温度とを制御部１０が比較することによって冷却ファン２０ａを制御する一例を示した。
この実施例１では，他の手法による冷却ファン２０ａの制御について説明する。
例えば，作像ユニット５０で画像形成が行われるシート材のサイズ若しくは厚さ，連続的に画像形成が行われるシート材の枚数，或いは画像形成がシート材の両面若しくは片面に行われるか等に応じて，冷却ファン２０ａの制御を行うようにしても良い。
もちろん，このような場合は，給紙トレイ７１にシート材のサイズを検出するサイズセンサや，搬出ローラ５１にシート材の厚さを検出する厚さセンサ等を設けることによって，シート材のサイズや厚さ等を検出するようにしても良い。
（シート材のサイズに応じて制御する場合）
サイズの大きなシート材に画像形成を行う場合は，サイズの小さなシート材に画像形成を行う場合に比べて，定着部Ｔの熱ローラ２１０で発生させる熱量は多くなる。そのため，転写部Ｓに拡散又は侵入する熱量も増加するといえる。
従って，制御部１０は，上記サイズセンサよりシート材のサイズを検出し，サイズの大きなシート材に画像形成を行う場合は冷却ファン２０ａを全速で作動させ，他方小さなシート材に画像形成を行う場合は冷却ファン２０を低速で作動させる制御を行っても良い。
（シート材の厚さに応じて制御する場合）
画像形成を行うシート材の厚さが厚いシート材は薄いシート材に比べて，熱ローラ２１０より発生する熱を多量に吸収するといえる。そのため，シート材の厚さが厚い場合は，熱ローラ２１０で発生する熱の大半が該シート材に奪われるので，上記熱ローラ２１０より発生させる熱量を増加させている。そのため，転写部Ｓに拡散或いは侵入する熱量も増加するものと考えられる。
従って，制御部１０は，上記厚さセンサよりシート材の厚さを検出し，シート材が厚い場合は冷却ファン２０ａを全速で作動させ，他方シート材が薄い場合は冷却ファン２０ａを中速又は低速で作動させる制御を行っても良い。
（連続的に画像形成が行われるシート材の枚数に応じて制御する場合）
シート材に対する画像形成が連続的に実行されている場合は，熱ローラ２１０は基本的に多量の熱を発生させているので，転写部Ｓ側にも多量の熱が拡散或いは侵入することが考えられる。そのため，連続的に画像形成を実行する旨の命令が，例えばパーソナルコンピュータ等により画像形成装置Ａに対して成された場合は，制御部１０は冷却ファン２０ａを全速で作動させる制御を行うことが望ましい。
（画像形成がシート材の両面又は片面に行われるかに応じて制御する場合）
画像形成装置においては，一枚のシート材の両面又は片面に画像形成を行うことも可能であるものも多数ある。
このような画像形成装置において，画像形成が片面に行われる場合のみであれば既に上述した制御を冷却ファン２０に施すことが考えられるが，シート材の両面に画像形成を行う場合は次のような制御を行うことが有効である。
つまり，シート材の両面に画像形成を行う場合は，先ず片面に画像形成を行った後に，残りの面に画像形成を行う。そのため，初めにシート材の片面に画像形成を行った際に，該シート材は熱ローラ２１０より熱を吸収して温まっているので，残りの面に画像形成を行う場合は，熱ローラ２１０は初回の画像形成時よりも少ない熱量の熱を発生させるだけで上記残りの面のトナー像の定着が可能となる。
従って，このようにシート材に両面印刷を施す場合は，制御部１０は，初回の画像形成時は冷却ファン２０ａを全速で作動させるように制御し，他方残りの面に画像形成を実行する場合は冷却ファン２０ａを中速又は低速で作動させるような制御を行うようにしても良い。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置Ａの制御に関する概略構成を示すブロック図。 画像形成装置Ａの側面側より内部構造の概略を明らかにした断面図。 画像形成装置Ｂの上部側より内部構造を明らかにした断面図。

符号の説明

Ｂ………画像形成装置
１０………制御部
２０ａ………冷却ファン
３０………ＲＯＭ
４０………温度センサ
５０………作像ユニット
６０………スキャナ
１２０，４１０…通気孔
４００…シート排出部

Claims (4)

1. 画像形成されたシート材上のトナーを定着させる定着装置を備えた空間と，上記定着装置に画像形成の施されたシートを供給する未定着シート供給部を備えた空間と，上記定着装置でトナーが定着されたシートを排出するシート材排出部とが適宜の隔壁或いはローラ類で隔てられてなる画像形成装置において，
   上記シート排出部の側面壁と，上記シート排出部内の空間と上記定着装置を内蔵した空間とを仕切る隔壁とにそれぞれ通気孔が形成されてなると共に，
   上記シート排出部側面壁の上記通気孔を設けた部分の外側に，上記通気孔を介して上記シート排出部内の空気を吸い出す冷却ファンを設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記冷却ファンを制御する制御手段を備え，該制御手段は，前記未定着シート供給部の温度，前記シート材のサイズ，連続的に前記定着の処理が行われる前記シート材の枚数，外気の温度，前記シート材の厚さ，前記シート材に行われる画像形成が両面又は片面のいずれかが行われるか，のいずれか１または複数の条件に応じて，前記冷却ファンを制御してなる請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記未定着シート供給部が，前記シート材に前記トナー像を形成するために前記トナー像の転写を行う感光体，及び／又は，該転写の後に該感光体に残留するトナーを除去する除去手段である請求項１或いは２のいずれかに記載の画像形成装置。
4. 上記冷却ファンを設けたシート排出部側面壁が，シートの排出方向に平行の側面壁である請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。

Images