JP2005227454A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化や複雑化を招くことなく、簡易な構成で両面転写紙を表裏均等に広範囲に亘って冷却することができ、両面コピーモードにおける現像器及びクリーナ内のトナー昇温による画像不良、動作不良を防止することが可能な画像形成装置を提供すること。
【解決手段】給送された転写紙上に画像を形成する画像形成部と、転写紙上に形成された画像を加熱定着する定着部と、該定着部で画像が定着された転写紙を搬送する搬送部と、を有する画像形成装置において、前記搬送部に、転写紙搬送面に平行に冷却風を送風する転写紙冷却手段を設けたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファックス等の画像形成装置に関し、特に、熱により画像が定着された転写紙の表裏を反転して画像形成部に再給紙可能な電写真方式の画像形成装置に関するものである。

図３は従来からある画像形成装置としてのデジタル複写機を示す断面図である。

デジタル複写機本体１は、原稿の画像を読み取るリーダ２と、転写紙に画像を形成するプリンタ３から構成され、リーダ２には、積載された原稿をリーダ２の所定位置に順次給送する自動原稿送り装置４が接続されている。

複数枚の原稿束は、自動原稿送り装置４の原稿積載台４０１上に、先頭ページの画像面を上にして積載され、原稿給紙ローラ４０２の回転駆動によって、最上紙から順にリーダ２へ給送される。

給紙された原稿は、画像面を下にして原稿ガラス２０１上に積置され、リーダ２による画像読み取りが行われる。リーダ２による画像読み取りは、照明ランプ２０２で原稿を照射し、原稿からの反射光を反射ミラー２０３，２０４，２０５とレンズ２０６を介してイメージセンサ２０７内のＣＣＤセンサに結像するという周知の手法により行われる。このときの読み取り動作としては、原稿ガラス２０１上に固定積置された原稿に対して照明ランプ２０２や反射ミラー２０３等から成るスキャナユニット２０８を移動させて読み取る動作（原稿固定読み）と、原稿ガラス２０１上を移動する原稿に対して固定のスキャナユニット２０８で読み取る動作（原稿流し読み）の２通りがあり、モードに応じて選択的に切り換えることにより、原稿読み取り時間を短縮して生産性の向上を図っている。リーダ２による画像読み取りが終了した原稿は、画像面を下にしたまま原稿排紙トレイ４０３上に順次排出される。

以上の動作により読み取った複数の画像データは、全て不図示の大容量メモリ（ハードディスク）に格納され、メモリに格納された画像データは、デジタル複写機１の不図示の操作部で指定された編集モードに応じた順序でプリンタ２に出力される。

読み取った画像の記録媒体である転写紙は、プリンタ３内部の右デッキ３０１、左デッキ３０２、上段カセット３０３、下段カセット３０４、手差しトレイ３０５に収納されている。給紙ローラ３０６〜３１０の何れかが選択的に回転駆動することにより１枚ずつ順次給紙された転写紙は、レジストローラ３１１でタイミングを合わせて画像形成部に供給される。

画像形成部では、感光体ドラム３１２が不図示のモータにより図に示す矢印の方向に回転しており、一次帯電器３１３により所望の電位に帯電された後、露光制御部３１４により画像データに基づく所定のレーザ光の照射を受けて静電潜像が形成され、現像器３１５により静電潜像がトナー像として現像される。このときの現像方式としては、現像器３１５内に蓄えられた磁性トナーをアジテータ３１６により攪拌・搬送し、周方向に磁極パターン（磁力の強弱）が形成された回転現像スリーブ３１７に吸着し、現像スリーブの長手方向に一様な微小ギャップを持って配設される磁性材料の現像ブレード３１８によってコート量を薄く均一に規制するとともに、攪拌部及び微小ギャップ部においてトナーを摺擦させることにより所定の電荷を付与する摩擦帯電方式が従来から良く知られている。

現像されたトナー像は、転写帯電器３１９によって、供給された転写紙に転写され、転写終了後の感光ドラム３１２は、クリーナ３２０により残留トナーが清掃され、前露光ランプ３２１により残留電荷が消去される。クリーナ３２０により回収されたトナーは、スクリュー３２２等の搬送手段により不図示の廃トナーボトルに搬送される。転写終了後の転写紙は、分離帯電器３２３により感光体ドラム３１２から分離され、搬送ベルト３２４によって定着ローラ３２５に送られ、定着ローラ３２５による加圧、加熱を受けてトナー像が永久画像として定着される。

不図示の操作部で片面コピーモードが選択された場合、トナー像が定着された転写紙は、ストレート排紙パス３３３を経由して、排出ローラ３３０により排紙トレイ３３１上に排出される。

一方、不図示の操作部で両面コピーモードが選択された場合、１面目のトナー像が定着された転写紙は、反転搬送パス３２６を経由して反転部３２７に一旦引き込まれた後、反転ローラ３２８の逆転により両面搬送パス３３２を経由することで、上下が反転した状態で再び画像形成部に供給され、２面目の画像が形成される。両面のトナー画像が定着された転写紙は、ストレート排紙パス３３３を経由して排出ローラ３３０により排紙トレイ３３１上に排出される。

しかしながら、上記の画像形成装置では、両面コピーモードにおいて、定着ローラにより加熱された転写紙が十分に冷却し切らない状態で再び画像形成部に供給される場合があると、転写紙からの放熱により現像器内のトナーが昇温して帯電性が劣化し、画像濃度が薄くなる等の画像異常が発生する恐れがあった。

又、両面コピー時の転写紙からの放熱により、現像器内のトナーが溶融点以上に昇温する場合があると、溶融トナーが現像スリーブや現像ブレードに融着して現像スリーブ上のトナーコート量が不均一となり、濃度ムラや画像スジ等の画像異常が発生する恐れがあった。

更に、溶融トナーが現像器のアジテータやクリーナのスクリューといったトナー搬送部材に融着する場合があると、トナー搬送を阻害したり、駆動負荷の上昇による動作不良を引き起こしたりする恐れもあった。

特に、近年の画像形成装置の高速化に伴い、定着ローラを通過した転写紙が再び画像形成部に到達するまでの時間が短くなり、両面転写紙の熱が機内に拡散されて冷やされる時間が減り、単位時間当たりに現像器やクリーナ内のトナーに付与される熱量は益々増大する傾向にある。

これらの両面転写紙の熱に起因する現像器やクリーナ内のトナーの昇温問題を解決するために、従来より、定着ローラの下流の搬送経路に転写紙冷却手段を配設する種々の技術が提案されてきた。

その一例として、定着ローラの下流に冷却風を送風するファン等の送風手段を配設して、両面転写紙若しくは両面転写紙を搬送するガイド部材に対して一方の面から冷却風を吹き付けて冷却する手法があるが、この構成によると、両面転写紙表裏の冷却の程度が異なることから転写紙カールが発生する恐れがあり、これを回避するためには、表裏２箇所に送風ファンを設けるか、又は、表裏２箇所に冷却風を導くダクトを設ける必要があり、画像形成装置の大型化や複雑化を招く恐れがあった。

又、定着ローラの下流にヒートパイプ等の吸熱手段を配設して、両面転写紙の表裏に対して直接、若しくは、搬送ベルトや搬送ガイドを介して接触することにより吸熱を行い、紙搬送領域とは独立した空間に配設した放熱部をファン等の送風手段で冷却する手法もあるが、吸熱部の接触面積はヒートパイプの径により制限されてしまうため、その冷却能力には限界が生じてしまうか、ヒートパイプ径の大型化により画像形成装置の大型化を招く恐れがあった。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであって、大型化や複雑化を招くことなく、簡易な構成で両面転写紙を表裏均等に広範囲に亘って冷却することができ、両面コピーモードにおける現像器及びクリーナ内のトナー昇温による画像不良、動作不良を防止することが可能な画像形成装置を提供することを目的としたものである。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、給送された転写紙上に画像を形成する画像形成部と、転写紙上に形成された画像を加熱定着する定着部と、該定着部で画像が定着された転写紙を搬送する搬送部と、を有する画像形成装置において、前記搬送部に、転写紙搬送面に平行に冷却風を送風する転写紙冷却手段を設けたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記搬送部は、定着部で画像が定着された転写紙を表裏反転して搬送する反転部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、前記転写紙冷却手段は、転写紙搬送方向に垂直に冷却風を送風することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記転写紙冷却手段は、転写紙搬送方向に平行に冷却風を送風することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の発明において、前記転写紙冷却手段は、転写紙の表裏に対して均等に冷却風を送風す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、前記転写紙冷却手段は、搬送部で転写紙搬送を行っている間の第１の送風量と、該搬送部で転写紙搬送を行っていない間の第２の送風量と、を有し、該第２の送風量を第１の送風量以下に制御することを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項１〜６の何れかに記載の発明において、画像形成装置は、搬送される転写紙の厚みを検知する紙厚検知手段を有し、転写紙冷却手段は、紙厚検知手段で検知された紙厚情報に応じて冷却量を制御することを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項１〜７の何れかに記載の発明において、前記転写紙冷却手段は、送風ファンであることを特徴とする。

本発明によれば、画像形成装置の反転部に、転写紙搬送面と平行に冷却風を送風する送風ファンを、搬送パスの上下に跨がるように配設することにより、両面転写紙の表裏に対して均等に、しかも、広範囲に亘って冷却風を送風することが可能となり、両面転写紙表裏の冷却の程度差による転写紙カールの発生や、画像形成装置の大型化や複雑化を招くことなく、両面転写紙の熱を充分に冷却することができ、両面コピーモードにおける現像器及びクリーナ内のトナー昇温による画像不良、動作不良を防止することが可能な画像形成装置を提案することができる。

又、必要時、若しくは、必要量に応じて送風ファンの風量を切り換える制御を行うことにより、転写紙の熱量に応じた必要最低限な時間、若しくは、風量でファンを駆動することが可能となり、ファンの消費電力が抑えられ、省エネルギーに対して効果のある画像形成装置を提案することができる。

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は本発明に係る画像形成装置１の反転部３２７を示す斜視図である。

本発明に係る画像形成装置１の基本構成及び画像形成プロセスは従来例で説明した通り出あるため省略する。

図１に示すように、反転部３２７には、転写紙搬送面に平行で、且つ、転写紙搬送方向ａに垂直に所定量の冷却風を送風する送風ファン５０１が配設されている。又、送風ファン５０１は、反転部３２７における搬送パスの上下に跨がるように配設されているため、転写紙Ｓの表裏に対して均等な冷却風を送風することができる。

この構成によれば、送風ファン５０１を１箇所設けただけの簡易な構成で、転写紙Ｓに対して表裏均等に、しかも、広範囲に亘って冷却風を送風することが可能となり、表裏の冷却の程度差による転写紙カールの発生や、画像形成装置の大型化や複雑化を招くことなく、転写紙Ｓの熱を充分に冷却することが可能となる。

尚、本発明の送風ファン５０１から成る転写紙冷却手段の画像形成装置における位置は、本実施の形態で説明した構成に限定されず、定着ローラ３２５から再び画像形成部に至るまでの経路の範囲内であれば他の位置に配設しても構わないが、本実施の形態のように、反転部３２７に配設すると、定着ローラ３２５から離れた位置で冷却が行われ、冷却風により定着ローラ３２５の温度を下げてしまうような弊害はなく、又、定着ローラ３２５からの熱の影響を受けることなく効率的に転写紙Ｓを冷却することが可能となる上に、反転の前後で２度に亘って冷却できるため、更に効率的に転写紙Ｓを冷却することが可能となる。

又、送風ファン５０１による冷却風は、転写紙Ｓの表裏に直接吹き付けても、転写紙Ｓをガイドする上下の搬送ガイド対に吹き付けても、又、その両者に吹き付けても、転写紙冷却が充分に行えることは言うまでもない。このとき、上下の搬送ガイド対の材質としては、アルミニウムや銅、銀等の熱伝導性に優れた金属材料を使用すると、転写紙に対する冷却効果が高まることは言うまでもない。

又、送風ファン５０１の種類は、図１に示した軸流ファンに限定されることはなく、転写紙の表裏に対して均等な冷却風を送風できるものであれば、シロッコファンやクロスフローファン等であっても構わない。

＜実施の形態２＞
実施の形態１では、送風ファン５０１を転写紙搬送方向ａに垂直に送風するものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

図２に示すように、転写紙搬送面に平行で、且つ、転写紙搬送方向ａに平行に所定量の冷却風を送風する送風ファン５０２が配設する構成であっても構わない。

この構成においても、送風ファン５０２は、反転部３２７における搬送パスの上下に跨がるように配設されているため、転写紙Ｓの表裏に対して均等な冷却風を送風することができる。

よって、送風ファン５０２を１箇所設けただけの簡易な構成で、転写紙Ｓに対して表裏均等に、しかも、広範囲に亘って冷却風を送風することが可能となり、表裏の冷却の程度差による転写紙カールの発生や、画像形成装置の大型化や複雑化を招くことなく、転写紙Ｓの熱を充分に冷却することが可能となる。

尚、本実施の形態においても、送風ファン５０２から成る転写紙冷却手段の画像形成装置における位置は、本実施の形態で説明した構成に限定されず、定着ローラ３２５から再び画像形成部に至るまでの経路の範囲内であれば他の位置に配設しても構わないが、本実施の形態のように、反転部３２７に配設すると、定着ローラ３２５から離れた位置で冷却が行われ、冷却風により定着ローラ３２５の温度を下げてしまうような弊害はなく、又、定着ローラ３２５からの熱の影響を受けることなく効率的に転写紙Ｓを冷却することが可能となる上に、反転の前後で２度に亘って冷却できるため、更に効率的に転写紙Ｓを冷却することが可能となる。

又、送風ファン５０２による冷却風は、転写紙Ｓの表裏に直接吹き付けても、転写紙Ｓをガイドする上下の搬送ガイド対に吹き付けても、又、その両者に吹き付けても、転写紙冷却が充分に行えることは言うまでもない。このとき、上下の搬送ガイド対の材質としては、アルミニウムや銅、銀等の熱伝導性に優れた金属材料を使用すると、転写紙に対する冷却効果が高まることは言うまでもない。

又、送風ファン５０２の種類は、図２に示したクロスフローファンに限定されることはなく、転写紙の表裏に対して均等な冷却風を送風できるものであれば、軸流ファンやシロッコファン等であっても構わない。

＜実施の形態３＞
実施の形態１，２では、コピー動作の間中、送風ファン５０１，５０２が所定の一定風量で駆動されるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、反転部３２７に転写紙Ｓの有無を検出する検知手段を設け、反転部３２７に転写紙Ｓが有る場合は、転写紙冷却に必要な所定の一定風量で駆動を行い、反転部３２７に転写紙Ｓが無い場合は、転写紙冷却を行う必要がないため、転写紙Ｓが有る場合よりも風量を下げて駆動するか、若しくは、駆動をＯＦＦするといった制御切換えを行っても構わない。

この制御切換えを行えば、通紙シーケンスに合わせた必要最低限な時間で送風ファン５０１，５０２を駆動することができ、送風ファンの消費電力が抑えられ、省エネルギーに対して効果のある画像形成装置１を提供することが可能となる。

＜実施の形態４＞
実施の形態１〜３では、転写紙冷却時に、送風ファン５０１，５０２を所定の一定風量で駆動するものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、画像形成装置１内に転写紙Ｓの厚みを検出する検知手段を設け、その検知情報に基づき、より熱容量の高い厚紙に対しては風量を上げ、より熱容量の低い薄紙に対しては風量を下げる等の制御切換えを行っても構わない。

この制御切換えを行えば、紙の熱容量に合わせた必要最低限な風量で送風ファン５０１，５０２を駆動することができ、送風ファンの消費電力が抑えられ、省エネルギーに対して効果のある画像形成装置１を提供することが可能となる。

本発明は、複写機、プリンタ、ファックス等の画像形成装置、特に、熱により画像が定着された転写紙の表裏を反転して画像形成部に再給紙可能な電写真方式の画像形成装置に対する利用可能性が高い。

本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の反転部を示す斜視図である。 本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の反転部を示す斜視図である。 従来の画像形成装置の反転部を示す断面図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
３２５ 定着ローラ
３２７ 反転部
５０１，５０２ 送風ファン

Claims (8)

1. 給送された転写紙上に画像を形成する画像形成部と、転写紙上に形成された画像を加熱定着する定着部と、該定着部で画像が定着された転写紙を搬送する搬送部と、を有する画像形成装置において、
   前記搬送部に、転写紙搬送面に平行に冷却風を送風する転写紙冷却手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記搬送部は、定着部で画像が定着された転写紙を表裏反転して搬送する反転部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. 前記転写紙冷却手段は、転写紙搬送方向に垂直に冷却風を送風す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. 前記転写紙冷却手段は、転写紙搬送方向に平行に冷却風を送風す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。
5. 前記転写紙冷却手段は、転写紙の表裏に対して均等に冷却風を送風することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の画像形成装置。
6. 前記転写紙冷却手段は、搬送部で転写紙搬送を行っている間の第１の送風量と、搬送部で転写紙搬送を行っていない間の第２の送風量と、を有し、第２の送風量を第１の送風量以下に制御す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。
7. 前記画像形成装置は、搬送される転写紙の厚みを検知する紙厚検知手段を有し、該転写紙冷却手段は、紙厚検知手段で検知された紙厚情報に応じて冷却量を制御することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の画像形成装置。
8. 前記転写紙冷却手段は、送風ファンであることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の画像形成装置。

Images