JP2006030572A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 定着装置と感光体とが近接される小型の画像形成装置において、定着装置の輻射熱による感光体周囲の温度上昇を効果的に防止して、画質向上及び回収トナーのリサイクル使用を実現する。
【解決手段】 画像形成ユニット４９のクリーナフレーム５０ａと補強フレーム５０ｂとの間に、装置本体８の吸気口８ａから排気口８ｂに達する気流を通過させるための中継ダクト５０ｃを形成する。画像形成ユニット４９と上方の定着装置２２との間を気流で遮り、定着装置２２の輻射熱による画像形成ユニット４９の加熱を防止する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置において、気流により装置本体内の温度上昇を防止する画像形成装置に関する。

複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、感光体上に形成されるトナー像を転写されたシート紙を、熱源を有する定着ローラにて挟持搬送して、トナー像を加熱加圧定着する定着装置が広く用いられている。又近年画像形成装置の多様化により、画像形成装置の一層の小型・軽量化が求められ、各構成部そのものを小さくすると共に、シート紙の搬送経路をより短縮するために、下方の給紙装置から供給されるシート紙を垂直方向に搬送する間に、トナー像の転写及び定着を行う装置が開発されている。このような小型装置にあっては、転写及び定着時にシート紙を垂直搬送するスペースも限られていて、定着装置周囲の温度上昇を避けられない。

この温度上昇は感光体の帯電特性あるいはトナーの現像特性に影響を及ぼし画質を低下するおそれがある。このため定着装置周囲の輻射熱を外部に排気するためのファンを１つあるいは複数設けるものがある。（例えば特許文献１参照。）
（特許文献１）の画像形成装置では、ファンにより定着装置あるいは感光体ドラム周辺の熱をその周囲の隙間を通って排気口に導き、装置本体内の冷却を行っている。
特開２００２−１８９３８０号公報（第５頁、図７）

しかしながら（特許文献１）のファンのみでは、定着装置による輻射熱を直接装置本体外部に排気することが出来ず、しかも感光体と定着装置とを隔てるスペースが狭いため、定着装置の輻射熱が感光体周囲に回り込んでしまい周辺装置を加熱する恐れがある。このため感光体周囲の装置が温度上昇する恐れがあり、感光体の温度上昇による特性変化により画質の低下を生じ、あるいは、クリーナの温度上昇によるトナー特性の劣化のために、回収トナーのリサイクル使用が出来なくなるという問題を有する。

そこで本発明は上記課題を解決するものであり、感光体と定着装置を隔てるスペースが限られる小型の画像形成装置において、定着装置の輻射熱を直接装置本体外部に効率良く排気出来、感光体周囲の温度の上昇を防止して画質向上を得ると共に、トナーの温度上昇による劣化を防止してその長寿命化を図り、回収トナーのリサイクル使用を可能とする画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するための手段として、装置本体内に像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成する画像形成部と、前記像担持体に形成される前記トナー像を転写部材に転写する転写装置と、前記転写装置通過後前記像担持体の残留トナーを回収するトナー回収部と、前記画像形成部及び前記トナー回収部の上方に配置され前記転写材に転写される前記トナー像を定着する定着装置とを備える画像形成装置において、前記画像形成部及び前記トナー回収部と前記定着装置との間に設けられ、前記装置本体の吸気口から前記画像形成部及び前記トナー回収部と前記定着装置との間を通過して前記装置本体の前記吸気口と対向する側に形成される排気口に達する気流を伝達する伝達ダクトと、前記気流を発生させる送風装置とを設けるものである。

本発明によれば、像担持体から定着装置に達するまでのスペースを拡大することなく小型化を保持した状態で、定着装置の輻射熱を直接装置本体外部に効率良く排気して、装置本体内の冷却を効率的に得られる。したがって、像担持体やトナー回収部の温度上昇を防止出来、画質向上を図るとともに、回収トナーのリサイクル使用の実現化を図れる。

本発明は、装置本体の吸気口からこの吸気口と対向する側に形成される排気口に達する気流を中継するためのダクトを、定着装置とその下方の感光体ドラムやクリーナとの間に設ける。定着装置の輻射熱を気流と共に排気口から直接装置本体外部に排出し、定着装置の輻射熱が感光体ドラムやクリーナ周囲に回りこむのを防止するものである。

以下、本発明の実施例について図１乃至、図５を用いて説明する。図１は本発明の画像形成装置である複写機１０を示す概略構成図である。複写機１０の使用環境は例えば３０℃以下と設定されている。複写機１０の装置本体８内には、画像形成手段２に転写材であるシート紙Ｐを供給する給紙カセット３ａ、３ｂを有するカセット機構３を備える。又複写機１０は、給紙トレイ４ａからシート紙Ｐを取り出すピックアップローラ４ｂ及び取り出したシート紙Ｐを分離搬送する手差し分離搬送装置４ｃを有する手差し給紙機構４を備え更に、両面画像形成時にシート紙Ｐを反転する反転搬送経路５を備える。

複写機１０の上面には原稿画像を読取るスキャナ装置６が設けられている。スキャナ装置６は、原稿を載置する原稿ガラス６１、原稿に光を照射して、原稿からの反射光を集光する光学系ユニット６３、光学系ユニット６３からの光を読取るＣＣＤスキャナユニット６４を有する。複写機１０の排紙側は、オプション装置であるフィニッシャ９が設置可能とされている。

画像形成手段２は、像担持体である感光体ドラム１１周囲に、感光体ドラム１１の矢印ｑの回転方向に従い順次感光体ドラム１１を一様に帯電する帯電装置１２、帯電された感光体ドラム１１にスキャナ装置６からの画像データに基づき潜像を形成するレーザ露光装置１３の露光部１３ａ、現像装置１４、転写チャージャ１６、剥離チャージャ１７、トナー回収部であるクリーナ１８、除電ＬＥＤ１９を有している。

現像装置１４は、トナー及びキャリアからなる二成分現像剤を用いて現像を行う従来周知の磁気ブラシ方式の現像装置であり、現像ローラ１４ａ、搬送オーガ１４ｂを有する。現像装置１４は、現像剤中のトナー濃度に応じて、トナーカートリッジ５３から例えば耐熱温度４５℃のトナーを補給される。現像ローラ１４ａの現像バイアス値は、例えば基準環境（室温２３℃、湿度５０％）にあっては、約−３６０Ｖに設定されているが、乾燥状態に応じて、例えば乾燥時（室温１０℃、湿度２５％）には約−３９０Ｖ、高湿時（室温３０℃、湿度８５％）には約−３１０Ｖに調整可能とされる。

更に環境に応じて帯電装置は例えば−４９５Ｖ ＋１０／−４５Ｖ、転写チャージャ１６は約４８０μＡ ＋６０／−１４０μＡ、あるいは剥離チャージャ１７は例えば７０μＡ −２５／−３５μＡと夫々バイアス値を調整可能に設定されている。

クリーナ１８は、転写チャージャ１６通過後の感光体ドラム１１上に残留するトナーを掻き取るクリーニングブレード１８ａ及びリカバリーブレード１８ｂを有している。又クリーナ１８は、クリーニングブレード１８ａにより掻き取った回収トナーを図示しない回収ボックスまで搬送する回収オーガ１８ｃを有する。

感光体ドラム１１、帯電装置１２、現像装置１４、クリーナ１８、及び除電ＬＥＤ１９は、画像形成ユニット４９として一体的に収納される。画像形成ユニット４９はその交換時等には装置本体８のフロント側から着脱される。帯電装置１２及び現像装置１４は感光体ドラムにトナー像を形成する画像形成部を構成する。

画像形成手段２の上方には、ヒータランプ２０ａを内蔵し、約１７０〜１８０℃の定着温度を保持するヒートローラ２０及びプレスローラ２１によりシート紙Ｐを挟持搬送してトナー像を加熱加圧定着する定着装置２２が設けられる。定着装置２２のシート紙Ｐ搬送方向下流には、定着後シート紙Ｐを排紙トレイ２３に排出する排紙ローラ２４が設けられる。尚排紙ローラ２４上方には放熱板２５が設けられている。

給紙カセット３ａ、３ｂから画像形成手段２に至る搬送路７上には、シート紙Ｐを取り出すピックアップローラ３０ａ、３０ｂ、分離搬送装置３１ａ、３１ｂ、搬送ローラ３２、およびレジストローラ３３が設けられる。

複写機１０のレーザ露光装置１３上部には装置本体８の吸気口８ａからの外気を導く吸引ダクト５６が設けられ、その中間部に外気を取り込む送風装置である第１のファン５７が設けられる。装置本体８の吸気口８ａと対向する側には、排気ダクト５９に導かれた装置本体８内の空気を外部に排気する排気口８ｂが形成される。排気口８ｂには装置本体８内の空気を排気ダクト５９に吸引し外部に排気する送風装置である第２のファン５８が取着される。又吸気口８ａ周囲の装置本体８の外壁には複写機１０の使用環境の温度及び湿度を検出する環境センサ（温湿度センサ）５４が配置される。図３に示すように吸気口８ａ及び環境センサ５４は、スリット８ｄを形成される外装カバー８ｃにより保護されている。

第１のファン５７及び第２のファン５８により装置本体８内には、吸気口８ａから排気口８ｂに向かう矢印r方向である一方向の気流が発生される。環境センサ５４は吸気口８ａから外気を取り込む流路に位置し、しかも定着装置２２からはなれている事から、装置本体８内の温湿度に影響されることなく、使用環境を常に正確に検出可能となっている。尚、オプション装置であるフィニッシャ９を用いる場合には、本来フィニッシャ９の装着面は環境センサ５４の配置に適さないが、吸気口８ａ周囲であれば外気を取り入れる気流を生じているので、フィニッシャ９の影響を受ける事がない。 ここで画像形成ユニット４９は、矢印r方向の気流の流路を遮るような位置に配置されてしまう。このため画像形成ユニット４９のユニットフレーム５０には、矢印r方向の気流の流路を導通するための中継ダクト５０ｃを形成して、矢印ｒ方向の気流を妨げることなく排気口８ｂ方向に流すようにしている。以下にユニットフレーム５０について詳述する。ユニットフレーム５０は、肉厚約２ｍｍの樹脂からなっている。ユニットフレーム５０のクリーナ１８を収納しているクリーナフレーム５０ａの上部には、ユニットフレーム５０に強度を持たせるための袋状の補強フレーム５０ｂが設けられている。

補強フレーム５０ｂの吸気口８ａ側の側面及び排気口８ｂ側の側面は開放されている。クリーナフレーム５０ａと補強フレーム５０ｂで囲われる袋状の領域は、装置本体８内の吸気口８ａから排気口８ｂに至る矢印ｒ方向の気流の流路となっていて、気流を導通する中継ダクト５０ｃを形成している。中継ダクト５０ｃ内には気流の方向を規制するために空間を仕切り、又ユニットフレーム５０を補強するリブ５０ｄが形成されている。

クリーナフレーム５０ａの剥離チャージャ１７と対向する面は、肉厚の樹脂で覆われることなく、リカバリーブレード１８ｂを支持する厚さ約０．８ｍｍの板金カバー５１を直接取着している。板金カバー５１がクリーナフレーム５０ａの一部となっている。このようにクリーナフレーム５０ａを構成することにより、クリーナフレーム５０ａと剥離チャージャ１７との間隔がより広く確保されることとなる。

板金カバー５１の両端はネジ５１ａによりクリーナフレーム５０ａに形成されるネジ穴５０ｆにネジ止めされている。板金カバー５１は、クリーナ１８の密閉性を保持すると共に断熱性を有するように中継ダクト５０ｃ領域まで延在される。このため板金カバー５１の中継ダクト５０ｃ領域に掛る部分には、スリット５１ｂを形成し、中継ダクト５０ｃ中の気流の導通性向上を図る。又板金カバー５１には、シート紙Ｐ先端を感光体ドラム１１から剥離する剥離爪５２がネジ止めされている。

次に作用について述べる。画像形成プロセスの開始により、第１のファン５７及び第２のファン５８が駆動され、スキャナ装置６にて原稿読取が行われる。画像形成手段２では感光体ドラム１１が矢印ｑ方向の回転に従い、帯電装置１２により一様に帯電された後、レーザ露光装置１３により原稿画像に応じたレーザ光を照射され静電潜像を形成される。次いで静電潜像は現像装置１４により現像され、感光体ドラム１１上にトナー像が形成される。この時トナー像形成時の帯電バイアス値あるいは現像装置１４の現像バイアス値は、夫々環境センサ５４の検出結果に従い設定される。

一方カセット機構３あるいは手差し給紙機構４にあってはピックアップローラ３０ａ、３０ｄあるいは手差しピックアップローラ４ｂにより所定のシート紙Ｐが取り出される。次いで取り出されたシート紙Ｐは、分離搬送装置３１ａ、３１ｂあるいは手差し分離搬送装置４ｃを通過する間に１枚ずつ分離されて、搬送装置３２を経てレジストローラ３３により感光体ドラム１１上のトナー像に同期して転写チャージャ１６位置に送られ、感光体ドラム１１上のトナー像を転写される。

次いでシート紙Ｐは、剥離爪５２及び剥離チャージャ１７により感光体ドラム１１から剥離され、この後定着装置２２のヒートローラ２０及びプレスローラ２１間に挿通され、トナー像を加熱加圧定着されて排紙トレイ２３に排出される。シート紙Ｐを感光体ドラム１１から剥離して定着装置２２に搬送際に、クリーナフレーム５０ａと剥離チャージャ１７との間隔が広く形成されているので、シート紙Ｐ上のトナー像は、剥離爪５２に接触する恐れが無い。転写チャージャ１６あるいは剥離チャージャ１７のバイアス値は、夫々環境センサ５４の検出結果に従い設定される。

転写終了後、感光体ドラム１１は、クリーナ１８により残留トナーをクリーニングされ、除電ＬＥＤ１９により残留電荷を除去され、次の画像形成プロセスを待機する。クリーナ１８は、リカバリーブレード１８ｂを経てブレード１８ａにより掻き取った回収トナーを回収オーガ１８ｃにより回収ボックス(図示せず)に回収して、リサイクル使用に提供する。

このような画像形成プロセスを実施する間、定着装置２２からの輻射熱は、上部の放熱板２５により放熱されるとともに、第１のファン５７及び第２のファン５８の駆動により発生される矢印ｒ方向の気流により装置本体８外部に放熱される。即ち第１のファン５７により吸気口８ａから外気を取り込んだ矢印ｒ方向の気流は、吸引ダクト５６を通り、トナーカートリッジ５３に吹き付けられ、トナーカートリッジ５３を冷却する。次いで気流はトナーカートリッジ５３の外周を回って画像形成ユニット４９に到達し、ユニットフレーム５０の上部に形成される中継ダクト５０ｃを通過して、排気ダクト５９に導かれ、第２のファン５８により排気口８ｂから装置本体８外部に排気される。

これにより定着装置２２と画像形成ユニット４９の間は、矢印ｒ方向の気流からなるエアカーテンで遮られ、定着装置２２の輻射熱は画像形成ユニット４９あるいはトナーカートリッジ５３方向に向かうことなく装置本体８外部に直接排気される。この矢印ｒ方向の気流により、画像形成プロセスを繰り返す間の画像形成ユニット４９の温度上昇分は、定着装置２２に最も近接するクリーナ１８位置においても、最大約９℃までに抑えることが出来る。

この結果、室温３０℃の条件で複写機１０を使用したとしても、クリーナ１８に回収される回収トナーは、最大約３９℃までしか温度上昇を生じない。従って回収トナーは加熱により劣化されるおそれが無く、リサイクル使用に適した良好な現像特性を保持することとなる。又感光体ドラム１１の感光特性の劣化も生じる事無く良好な画像を得られる。

このように構成される本実施例にあっては、画像形成装置の小型化により画像形成ユニット４９から定着装置２２までの距離が短いにもかかわらず、ユニットフレーム５０上部を中継ダクト５０ｃとすることにより、定着装置２２と画像形成ユニット４９との間を気流で遮ることが出来る。従って定着装置２２の輻射熱は、画像形成ユニット４９方向に向かわずに排気口８ｂから直接排気される。又、装置本体８内に発生される矢印ｒ方向の気流により、トナーカートリッジ５３及び画像形成ユニットには常に吸気口８ａから取り込んだ外気を吹き付けることが出来、トナーカートリッジ５３及び画像形成ユニットの積極的な冷却を図れる。従って、装置の小型化を損なうことなく定着装置２２によるトナーカートリッジ５３あるいは画像形成ユニット４９の温度上昇を防止出来、ひいては、トナーカートリッジ５３の補給トナーあるいはクリーナ１８の回収トナーが加熱により劣化されるのを防止して、良好な補給トナーを得られ又、回収トナーのリサイクル使用を実現出来る。

更に、リカバリーブレード１８ｂを支持する板金カバー５１をクリーナフレーム５０ａの一部として、直接クリーナフレーム５０ａに取着する事から、装置の小型化を損なうことなく、剥離チャージャ１７から定着装置２２に達するまでのシート紙Ｐの搬送経路を広く出来、剥離爪５２に触れてトナー像が乱れるのを防止出来る。

また本実施例のように、環境センサ５４を吸気口８ａ周囲の外気を取り込む流路上に設ける事により、より正確な使用環境を得られ、帯電装置１２、現像ローラ１４ａ、転写チャージャ１６、あるいは剥離チャージャ１７を環境に応じてより正確に調整可能となり画質向上を図れる。

尚本発明は上記実施例に限定されず、その趣旨を変えない範囲での変更は可能であって、例えば中継ダクトは、画像形成部と定着装置との間にて気流を導通出来ればその構造は限定されず、ユニットフレームとは別体であっても良いが、実施例のようにユニットフレームの一部を利用すれば、スペースの更なる節約により画像形成装置の一層の小型化を得られると共に、ユニットフレームの強度を得られ、画像形成ユニットの各構成要素を高精度に配置出来る。又装置本体内の気流の方向は、定着装置の輻射熱をより効率的に排気できれば限定されないが、実施例のようにトナーカートリッジを定着装置より上流に配置して、ｒ方向の気流により外気を当てるようにすれば、より効果的な冷却を得られ、補給トナーの加熱防止を図れひいては、トナーの長寿命化を図れる。

更に画像形成装置の構造は任意であり、夫々トナーの色が異なる現像装置を収納する複数の画像形成ユニットをシート紙搬送路に配列してなるカラー画像形成装置等であっても良い。このようなカラー画像形成装置の場合には、定着装置に一番近い最上位の画像形成ユニットと定着装置との間に中継ダクトを設けることにより、定着装置の輻射熱を装置外部に効果的に排気可能となる。尚、画像形成装置の耐熱温度あるいはトナーの耐熱温度等も任意であるが、耐熱温度がより低いトナーを用いるようにすれば定着温度の低下を図ることが出来、定着装置の輻射熱による影響をより低減可能となる。又センサの配置も装置本体内の温湿度に影響を受けない位置であれば限定されないが、吸気口近傍であれば常に新しい外気が取り込まれることから、より正確な環境を検出可能となる。尚吸気口近傍であればダクト内部にセンサを配置しても良い。

本発明の実施例の複写機を示す概略構成図である。 本発明の実施例の画像形成ユニットの一部を示す概略構成図である。 本発明の実施例の吸気口を示す概略斜視図である。 本発明の実施例の板金カバーを外した状態のクリーナ及びダクトを排気口側から見た概略斜視図である。 本発明の実施例のクリーナ及びダクトを排気口側から見た概略斜視図である。

符号の説明

２…画像形成手段
３…カセット機構
４…手差し給紙機構
５…反転搬送路
６…スキャナ
８…装置本体
８ａ…吸気口
８ｂ…排気口
１０…複写機
１１…感光体ドラム
１２…帯電装置
１３…露光装置
１４…現像装置
１６…転写チャージャ
１７…剥離チャージャ
１８…クリーナ
１８ａ…クリーニングブレード
１８ｂ…リカバリーブレード
１８ｃ…回収オーガ
１９…除電ＬＥＤ
２２…定着装置
２３…排紙トレイ
４９…画像形成ユニット
５０…ユニットフレーム
５０ａ…クリーナフレーム
５０ｂ…補強フレーム
５０ｃ…中継ダクト
５０ｄ…リブ
５１…板金カバー
５２…剥離爪
５６…吸引ダクト
５７…第１のファン
５８…第２のファン
５９…排気ダクト

Claims (6)

1. 装置本体内に像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成する画像形成部と、前記像担持体に形成される前記トナー像を転写部材に転写する転写装置と、前記転写装置通過後前記像担持体の残留トナーを回収するトナー回収部と、前記画像形成部及び前記トナー回収部の上方に配置され前記転写材に転写される前記トナー像を定着する定着装置とを備える画像形成装置において、
   前記画像形成部及び前記トナー回収部と前記定着装置との間に設けられ、前記装置本体の吸気口から前記画像形成部及び前記トナー回収部と前記定着装置との間を通過して前記装置本体の前記吸気口と対向する側に形成される排気口に達する気流を導通する中継ダクトと、
   前記気流を発生させる送風装置とを具備する事を特徴とする画像形成装置。
2. 前記像担持体、画像形成部及び前記トナー回収部が単一のユニットフレームに一体的に収納され、前記ダクトが前記ユニットフレームの一部を構成することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記伝達ダクトが前記ユニットフレーム上部の袋状補強部を兼用することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記ユニットフレームの、前記転写部材の搬送路を隔てて前記転写装置に対向する面を板金で形成する事を特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
5. 前記装置本体内にて前記気流の前記ダクトより上流側に配置され、前記画像形成部にトナーを補給するトナーカートリッジを更に備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
6. 前記装置本体の前記吸気口近傍に外気の温度及び湿度を少なくとも検知するセンサを配置してなることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

Images