JP2005275253A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 中間転写ベルトなどの像担持体を備えた電子写真方式の画像形成装置において、定着装置から像担持体に熱的要因が及ばないようにする。
【解決手段】 定着装置７と中間転写ベルト３との間にヒートパイプ１１を設け、定着装置７から発生し、放射および対流により中間転写ベルト３方向に向かう熱を雰囲気温度の高い定着装置７と中間転写ベルト３との間の空間から、装置の左側まで導き、そこに設けられた放熱部１２で放熱を行う。定着装置７により熱せられ、転写紙などの媒体Ｐから発生した熱気、水蒸気を多く含んだ空気Ａを排出するため流路１３を設け、熱気や水蒸気を含む空気を流路１３で導き、強制排気装置である冷却ファン１４によって強制的に機外に排出させる。この際、媒体Ｐから発生した熱、水分を多く含んだ空気Ａが流通する流路１３と、ヒートパイプ１１とは、第１の断熱部材となる断熱部材１５により断熱されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。

特許文献１，２には、電子写真方式の画像形成装置において、定着装置から作像部への断熱を行う手段について開示されている。

特開２０００−２２７７３０公報 特開２００１−１８３９５９公報

今日の電子写真装置は、市場からの要求にともない、カラー複写機やカラープリンタなど、カラー画像が形成できる機種が多い。このようなカラー電子写真装置には、１つの感光体のまわりに複数色の現像装置を備え、これらの現像装置でトナーを付着させて感光体上に合成トナー画像を形成し、そのトナー画像を転写してシートにカラー画像を記録する、いわゆる１ドラム型のものと、並べて配置された複数の感光体にそれぞれ個別に現像装置を備え、各感光体上にそれぞれ単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を順次転写してシートに合成カラー画像を記録する、いわゆるタンデム型のものとが知られている。

このような１ドラム型とタンデム型とを比較すると、前者には、感光体が１つであるから、比較的容易に装置を小型化でき、製造コストも低減できる利点はあるものの、単一の感光体を用いて複数回（通常は４回）の画像形成を繰り返してフルカラー画像を形成するため、画像形成の高速化には困難であるという不具合がある。また、後者は、逆に装置が大型化し、製造コストが高くなる不具合はあるものの、画像形成の高速化が容易である利点がある。

そして、最近は、フルカラーもモノクロ画像形成の際と同様の高速化が要求されていることから、タンデム型が注目されてきている。

タンデム型の電子写真装置には、各感光体上の画像を転写装置により、シート搬送ベルトで搬送するシートに順次転写する直接転写方式のものと、各感光体上の画像を１次転写装置によりいったん中間転写ベルトに順次転写して後、その中間転写ベルト上の画像を２次転写装置によりシートに一括転写する間接転写方式のものとがある。この場合の二次転写装置は一般にはローラ形状であるが、転写搬送ベルト形状のものも用いられている。

この直接転写方式のものと間接転写方式のものとを比較すると、前者は、搬送シートに対して直接各感光体から転写させるために搬送シートがシート搬送ベルト上で変動してしまうと各感光体で書き込まれた画像がずれてしまう不具合がある。これに対し、後者は、２次転写位置を比較的自由に設置することができ、また、搬送するシートが変動してもシートに対して画像を転写する際は各感光体によって書かれた画像は既に合致しており、シートが変動しても画像がずれない長所がある。

以上の点から、最近は、タンデム型の電子写真装置の中でも間接転写方式のものが注目されている。

このような間接転写方式の電子写真装置においては、装置の横方向のサイズを小型化するために、装置内部の高密度化を図るとともに定着装置を中間転写ベルトの下側にもぐりこませるような構成とされており、中間転写ベルトに対して定着装置が近接してしまうことになる。また、電子写真装置の高速化に伴って装置内部の発熱量も増大している。そのため、発熱体である定着装置によって中間転写ベルトが熱的影響を受けてしまうことになる。そのため、定着装置から発生する熱により各色のトナー画像を中間転写ベルトに転写する際に、各色の画像を作成する各作像装置（感光体を中心に各色の画像を形成する装置）において中間転写ベルトの伸び縮みが生じるので、各色の画素の伸び率に不一致が生じ、タンデム型のカラー画像形成装置の画像劣化の一つである色ずれ及びバンディングの要因になるという不具合がある。

本発明の目的は、中間転写ベルトなどの像担持体を備えた電子写真方式の画像形成装置において、定着装置から像担持体に熱的要因が及ばないようにすることである。

本発明は、トナー画像が形成される像担持体と、前記像担持体上のトナー画像を媒体上に転写する転写装置と、前記像担持体の下側に配置され前記媒体上で前記トナー画像を定着する定着装置と、前記定着装置が発する熱を所定位置に導いて排出する第１の排熱部材と、前記定着後の前記媒体が発する熱及び水蒸気を所定位置の排出口に導いて排出する第２の排熱部材と、前記第１の排熱部材と前記第２の排熱部材とを断熱する第１の断熱部材と、を備えている電子写真方式の画像形成装置である。

本発明によれば、第１の排熱部材と第２の排熱部材との間を断熱することにより、装置を大型化することなく定着装置からの熱が像担持体に与える影響を低減し、熱を持ち去りたい定着装置以外の熱負荷が第１の排熱部材に加わり、熱運搬効率が悪化してしまうことを低減することができる。

本発明を実施するための最良の一形態について説明する。

図１は本実施の形態の画像形成装置１の概略構成を示す説明図であり、図２は画像形成装置１の要部の斜視図、図３は画像形成装置１の要部の正面図である。

この画像形成装置１は、間接転写方式を用いたタンデム型の電子写真装置である。画像形成装置１は、Ｙ（イエロー），Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンダ），Ｋ（ブラック）の各色のトナー画像を周知の電子写真方式により形成する作像装置２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋが並べて設けられている。作像装置２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋの下部には中間転写ベルト３が設けられ、作像装置２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋの各感光体ドラム４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋに形成されたトナー画像は、それぞれ無端状の中間転写ベルト３に対して一次転写され、中間転写ベルト３上で複数の色のトナーが重ね合わされてカラー画像が形成される。そして、このカラー画像は、対向回転体５とその対向回転体５に対して加圧された最終転写体６とのニップ部で転写紙などの媒体Ｐに転写され、その後、定着装置７で画像の定着が行われる。

画像形成装置１は、装置の横方向サイズの制約から、その定着装置７が最終転写体６により近づく方向に配置され、中間転写ベルト３の下部にもぐりこむように構成されている。従って定着装置７で発生した熱は対流によって真上に上昇し、中間転写ベルト３の方向に向かって伝わりやすい構成となっている。

そのため、定着装置７の近傍で中間転写ベルト３が熱せられて膨張し、定着装置７から遠ざかるにつれて冷却することにより中間転写ベルト３が縮むため、中間転写ベルト３上で画像の伸縮が発生する。さらに、ある画像位置における各色の一次転写時の中間転写ベルト３の膨張率が異なるため、各色のトナーで中間転写ベルト３に対する一次転写位置が変動するため色ずれが発生する。

そこで、定着装置７と中間転写ベルト３との間に第１の排熱部材となるヒートパイプ１１を設け、定着装置７から発生し、放射および対流により中間転写ベルト３方向に向かう熱を雰囲気温度の高い定着装置７と中間転写ベルト３との間の空間から、雰囲気温度の低い図３における装置の左側まで導き、そこに設けられた放熱部１２で放熱を行うことにより、効率よく装置外部への定着装置７の熱の拡散を行う。

また、定着装置７により熱せられ、転写紙などの媒体Ｐから発生した熱気、水蒸気を多く含んだ空気Ａを排出するため第２の排熱部材となる流路１３を設け、熱気や水蒸気を含む空気を流路１３で導き、強制排気装置である冷却ファン１４によって強制的に機外に排出させる。

この際、媒体Ｐから発生した熱、水分を多く含んだ空気Ａが流通する流路１３と、ヒートパイプ１１とは、第１の断熱部材となる断熱部材１５により断熱されている。これにより本来運ばなければならない定着装置７から発生した熱を運搬する効率が、ヒートパイプ１１が熱運搬の途中経路で熱せられるために低下してしまうのを防ぐことができる。

断熱部材１５は、熱、水蒸気を多く含んだ空気Ａが流れる流路１３のヒートパイプ１１側の隔壁であり、断熱効果を持った素材で構成されている。この断熱効果を持った素材としては、硬質ウレタン、ポリスチレンなどがあげられる。これにより、装置サイズを大きくすることなく、また、新たに部品を追加せずに効果的に断熱を行うことができ、低製造コスト、省スペースで効率的に媒体Ｐの排熱を行うことができる。

また、熱、水蒸気を多く含んだ空気Ａが流れる流路１３のヒートパイプ１１側の隔壁（断熱部材）１５とヒートパイプ１１の間には真空の空間１６が設けられている。これにより隔壁１５とヒートパイプ１１との接触面積が小さくなり、熱伝導が行われる接触面積が小さくなる。従って流路１３を流れる熱せられた空気Ａの熱が断熱材である隔壁１５及びその周囲の空気を通して、わずかにヒートパイプ１１へ伝導してしまうことをさらに低減することができる。

さらに、冷却ファン１４によって流路１３流れる媒体Ｐの冷却を行う気流１９を装置の下側から上側に流れる上昇気流とすることで、定着装置７によって媒体Ｐが熱せられた際の熱による気体の密度低下が引き起こす浮力を用いて媒体Ｐの流路１３内に気流を流す力の補助として作用させることが可能となり、より効率のよい排熱を行うことができる。

媒体Ｐの冷却のための流路１３のヒートパイプ１１側とは反対側の外壁１７は断熱効果を持った素材で構成され、第２の断熱部材となる。断熱効果を持った素材としては、硬質ウレタン、ポリスチレンなどがあげられる。これにより、水蒸気を含んだ熱せられた空気Ａが流路１３を通る際に外気によって冷却される流路１３の装置外側の外壁１７によって急速に冷やされて、結露により水滴が発生し、媒体Ｐに落下してしまうのを未然に防ぐことができる。

媒体Ｐの冷却のための流路１３の下部には、水滴の受止部材１８が設けられており（図４）、結露によって発生した水滴が媒体Ｐに落下するのを防止することができる。

なお、本実施の形態では、間接転写方式の電子写真装置を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、定着装置の上部に感光体ドラムその他の像担持体が配置される様々な機種の画像形成装置に適用することができる。

本発明の一実施の形態である画像形成装置の概略構成を示す説明図である。 画像形成装置の要部の斜視図である。 画像形成装置の要部の正面図である。 流路の縦断面図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋ 作像装置
３ 像担持体、中間転写ベルト
４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋ 感光体
７ 定着装置
１１ 第１の排熱部材
１３ 第２の排熱部材
１４ 強制排気装置
１５ 第１の断熱部材
１６ 空間
１７ 第２の排熱部材
１８ 受止部材

Claims (8)

1. トナー画像が形成される像担持体と、
   前記像担持体上のトナー画像を媒体上に転写する転写装置と、
   前記像担持体の下側に配置され前記媒体上で前記トナー画像を定着する定着装置と、
   前記定着装置が発する熱を所定位置に導いて排出する第１の排熱部材と、
   前記定着後の前記媒体が発する熱及び水蒸気を所定位置の排出口に導いて排出する第２の排熱部材と、
   前記第１の排熱部材と前記第２の排熱部材とを断熱する第１の断熱部材と、
   を備えている電子写真方式の画像形成装置。
2. 複数の感光体にそれぞれ異なる色のトナー画像を形成する作像装置をさらに備え、
   前記像担持体は、前記各トナー画像が重ね合わせて転写される無端状の中間転写ベルトである、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第２の排熱部材の熱及び水蒸気の排出流路内から前記排出口外に強制排気する強制排気装置を、さらに備えている請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１の断熱部材は、前記第２の排熱部材の前記第１の排熱部材側の隔壁である、請求項１〜３のいずれかの一に記載の画像形成装置。
5. 前記第２の排熱部材と前記第１の排熱部材との間に真空の空間が設けられている、請求項１〜４のいずれかの一に記載の画像形成装置。
6. 前記排出流路は上昇経路をとっている、請求項１〜５のいずれかの一に記載の画像形成装置。
7. 前記第２の排熱部材の前記第１の排熱部材側とは反対側の壁である第２の断熱部材を、さらに備えている請求項１〜６のいずれかの一に記載の画像形成装置。
8. 前記第２の断熱部材の下部には水滴の受止部材が設けられている、ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
   

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