JP2006078534A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 像担持体周辺及び定着に係る部分の効率的な冷却により、小型な、構造の簡単な、生産性の高い画像形成装置の提供。
【解決手段】 トナー画像を担持する像担持体と、前記像担持体から記録紙に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、一端部に画像形成装置の外部から空気を吸引する吸気部及び、他端部に吸引した空気を画像形成装置の内部に送風する送風部を有する骨格内部を通気経路とする通気手段と、前記送風部に対向して開口する吸気口を設けた通風ダクトとを有する画像形成装置において、
前記通風ダクトは、前記吸気口と、少なくとも前記像担持体の周辺を冷却する空気の通路と前記定着手段の制御基板とを冷却する空気の通路と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の、電子写真方式を用いた画像形成装置内部の冷却に関する。

最近、画像形成装置では小型、高画質、高生産が性能として求められており、
電子写真方式においては、定着部で熱と圧力によりトナーを記録紙に融着させ像を定着させるが、定着時の熱により機内の画像形成部や周辺機器の温度も上昇傾向となってきた。

そのため、ファンにより吸引された空気をダクトを介して定着部周辺や像担持体周辺に吹きかけ空冷する方法がとられてきた（例えば特許文献１）。
特開２００３−３１６２３７号公報

しかし、近年のより高い生産性要望に対応して定着手段の効率的な加熱（短時間加熱）のため、加熱ローラを加熱するヒータの大電力化やヒータの制御方法の電磁誘導加熱化等を図る必要が生じ、定着手段自体及び定着手段の加熱制御部の発熱が増大し、従来の定着手段周辺等への空気吹きかけによる冷却や加熱制御部の自然放熱では十分な放熱が行えず、加熱制御部の温度が許容温度を超えてしまう可能性が有るという問題が発生した。

本発明はこのような問題に鑑み、像担持体周辺及び定着に係る部分の効率的な冷却により、小型な、構造の簡単な、生産性の高い画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の目的は、下記の請求項に記載の発明により達成することができる。

（請求項１） トナー画像を担持する像担持体と、前記像担持体から記録紙に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、一端部に画像形成装置の外部から空気を吸引する吸気部及び、他端部に吸引した空気を画像形成装置の内部に送風する送風部を有する骨格内部を通気経路とする通気手段と、前記送風部に対向して開口する吸気口を設けた通風ダクトとを有する画像形成装置において、
前記通風ダクトは、前記吸気口と、少なくとも前記像担持体の周辺を冷却する空気の通路と前記定着手段の制御基板とを冷却する空気の通路と、を有することを特徴とする画像形成装置。

（請求項２） 前記通風ダクトは、前記吸気口の下流側に設けた、前記像担持体の周辺を冷却する空気の通路である像担持体通気部と、前記吸気口の下流側に設けた、前記制御基板を冷却する空気の通路である制御基板通気部と、を有し、
前記制御基板通気部の前記吸気口に、前記吸気口から前記制御基板に向けて送風する制御基板送風ファンが配設され、前記像担持体通気部の排気口に、前記像担持体通気部の前記吸気口から前記像担持体の周辺に向けて送風する像担持体送風ファンが配設されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

（請求項３） 前記制御基板送風ファンはプロペラファンで、前記像担持体送風ファンはシロッコファンであることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。

（請求項４） 前記定着手段は磁力発生コイルを有し、前記制御基板は前記定着手段の温度制御を行う電磁誘導加熱方式の加熱電力制御部材を有していることを特徴とする請求項１〜３のいづれか１項に記載の画像形成装置。

（請求項５） 前記制御基板は前記制御基板通気部の排気口下流近傍に配設されていることを特徴とする請求項１〜４のいづれか１項に記載の画像形成装置。

（請求項６） 前記制御基板に配設された前記定着手段の温度制御を行う加熱電力制御部材には該加熱電力制御部材を冷却する冷却フィンが取りつけられ、その冷却フィンの向きは前記制御基板通気部の排気口から排気された空気の風向きと平行であることを特徴とする請求項１〜５のいづれか１項に記載の画像形成装置。

請求項１、２の発明によれば、効率的に定着手段の制御基板及び前記像担持体の周辺を冷却することが可能となり、小型な、構造の簡単な、生産性の高い画像形成装置を提供することが可能となる。

請求項３の発明によればファンモータで空気の流路を変えることが可能となり、複雑な形状のダクトの使用回避が可能となる。

請求項１〜６の発明によれば、発熱部材（定着手段の温度制御部材）を効率的に冷却可能となり、定着手段に電磁誘導加熱制御等の利用が可能となる。

以下に本発明の実施の形態を各図面を参照して説明するが、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また各図面において同一の部品番号は同一の構成を示す。

なお、上流、下流とは、空気の流れに対する方向を示すものである。

図１は、画像形成装置の全体の構成を示す概略構成図である。

図２は通風ダクトの構成を示す概略斜視図である。

以下に図１、２を参照して画像形成装置の構成と作用について説明する。

図１において、本実施の形態の画像形成装置１１０は、画像形成装置本体１００の上部に自動原稿送り装置ＡＤＦを設けると共に、画像形成装置本体１００内に画像読み取り部１、画像処理部２、画像書き込み部３、画像形成部４、記録紙収納部５、定着部７、排紙・切り換え部８及び再搬送部（ＡＤＵ）９を有している。

前記自動原稿送り装置ＡＤＦ（以下、ＡＤＦという）は、原稿Ｇを１枚づつ送り出して画像読み取り位置へと搬送し、画像読み取りが終わった原稿を所定の場所に排紙処理する装置である。

画像読み取り部１において、ＡＤＦで画像読み取り位置を通過する原稿Ｇ、又は原稿台上のプラテンガラス１０１に載置された原稿Ｇからの画像情報の読み取りは、可動式の露光ランプとミラーを備えるミラーユニット１０２により反射し、結像レンズ１０４を介してライン状の撮像素子（以下、ＣＣＤという）１０５に結像させることにより行われる。

ＣＣＤ１０５上に結像されたライン状の光学像は順次電気信号（輝度信号）に変換された後、Ａ／Ｄ変換され、画像処理部２において濃度変換、フィルタ処理等の処理が施された後、その画像データは一旦メモリ（図示せず）に記憶される。

画像形成部４ではトナー画像を担持する像担持体である感光体ドラム４０１（以下像担持体を感光体ドラムとも記す）を均一帯電させるスコロトロン帯電器４０４、感光体ドラム４０１上に形成された画像データに基づく潜像をトナーにより顕像化する現像器４０８、トナー像を記録紙Ｐに転写する画像転写部４０２、感光体ドラム４０１に密着している記録紙Ｐを分離する分離極４０３、搬送手段であるベルト搬送部６、感光体ドラム４０１に配設されたクリーニング部４０７及び光除電手段としてのプレチャージランプ（ＰＣＬ）４０６が各々動作順に配置されている。

感光体ドラム駆動モータ（図示せず）の始動により、感光体ドラム４０１は時計方向へと回転し、スコロトロン帯電器４０４の帯電作用により、感光体ドラム４０１に電位が付与される。

しかる後、書き込み手段である像露光手段としての画像書き込み部３は、図示しないレーザダイオードを画像処理部２のメモリから呼び出された画像信号にもとづいて変調発光させ、変調発光光は回転するポリゴンミラー３０１により走査され、反射ミラー３０２を介して、感光体ドラム４０１に対してＲの位置で主操作が行われる、そして、感光体ドラム４０１の回転による副走査により感光体ドラム４０１上に潜像を形成する。

続いて、感光体ドラム４０１上に形成された潜像は現像器４０８によって反転現像され、感光体ドラム４０１の表面に可視化されたトナー像が形成される。

なお、トナー収納容器４２０は搬送スクリュー４２１によりトナーを現像器４０８へ供給している。

記録紙収納部５には、画像形成部４の下方に異なるサイズ、同サイズ又は材質等の異なる記録紙Ｐが収納された記録紙収納部５として、給紙トレイ５１１、５２１、５３１が設けられている。

予め入力された使用する記録紙の情報にもとづき、選択された給紙トレイ５１１（５２１、５３１）に収納された記録紙Ｐは給紙ローラ５１２（５２２、５３２）により送り出され、分離ローラ５１３（５２３、５３３）により１枚づつ分離される。

記録紙Ｐは搬送路５５０内を案内ローラ（図示せず）により搬送され、レジストローラ対５０１によって一時停止を行った後、前記レジストローラ対５０１の回転により再給紙され、画像転写部４０２に案内され、感光体ドラム４０１上のトナー像は画像転写部４０２において記録紙Ｐ上に転写される。

記録紙Ｐは分離極４０３の作用で感光体ドラム４０１面より分離された後、ベルト搬送部６面上に吸着され、像担持体から記録紙に転写されたトナー画像を定着する定着手段である定着部７に向けて搬送される。

また、定着部７は磁力発生コイルを有する加熱ローラ７０１と、記録紙を加熱ローラに加圧する加圧ローラ７０２と、で構成されており、記録紙Ｐが加熱ローラ７０１と加圧ローラ７０２との間を通過する際に、加熱、加圧作用を受け、トナー像が溶融され、記録紙Ｐ上に定着される。

ここで、定着部７の加熱方法は電磁誘導加熱方式であり、制御基板７０４の加熱電力制御部材９１５で高周波電圧を発生させ（略２０ＫＨＺ〜６０ＫＨＺ）、この高周波電圧を磁力発生コイルに印加することで、シリコンゴムを捲着された鉄又はステンレス又はアルミニウム又は銅（好ましくは鉄又はステンレス）よりなる加熱ローラ７０１に渦電流を発生させ、この渦電流と加熱ローラの持つ電気抵抗により熱を発生させて加熱ローラを加熱する。

磁力発生コイルは加熱ローラ周囲に僅かに離間して設けても、加熱ローラに僅かに離間して内装しても良い。

すなわち、定着手段は磁力発生コイルを有し、制御基板は定着手段の電磁誘電加熱を行う基板である。

また、加熱電力制御部材９１５は発熱するため冷却フィン９１６が取りつけられており、フィンの向きは制御基板通気部９１０の排気口９０７から排気された空気の風向き（通路Ｂの図示矢印方向）と平行となるように取りつけてある。

さらに、トナー像が定着された記録紙Ｐは、定着排紙ローラ７０３、排紙ローラ８０１により搬送されて、排紙トレイ８０２上に排出される。

記録紙Ｐが分離された後の感光体ドラム４０１は、分離極４０３により除電され、しかる後、クリーニングブレード４０５によって感光体ドラム４０１上の周面上に残っているトナーは摺擦され、清掃されることにより、履歴が解消されて、次の画像形成の準備がなされる。

以下に、画像形成装置の冷却について説明する。

図１及び図２において、画像形成装置１１０は、一端部に画像形成装置本体１００の外部から空気を吸引する吸気部９０１を有し他端部に画像形成装置本体１００の内部に吸引した空気を送風する送風部９０２を有する骨格内部を通気経路とする通気手段９０３と、
送風部９０２に対向して開口する吸気口９０４、９１１を設けた通風ダクト９０５とを有し、通風ダクト９０５は複数の排気口を有し、例えば像担持体４０１の周辺を冷却する排気口９０６と定着手段７の制御基板７０４とを冷却する排気口９０７とを有している。

ここで、骨格内部を通気経路とする通気手段９０３は両端が封止された中空の筒状で、画像形成装置本体１００の筐体を構成する４隅の支柱のいずれかを兼用している。

また、吸気部９０１及び／又は送風部９０２には、画像形成装置本体内部に外部の空気を吸引する方向に回転するファンモータ（図示せず）を配設しても良い。

図２において、通風ダクト９０５は、厚さ０．５〜２ｍｍのＰＣ（ポリカーボネイト）とＡＢＳ樹脂の成形品よりなり、像担持体４０１の周辺を冷却する空気の通路Ａである像担持体通気部９０９と、像担持体通気部９０９の吸気口９０４と排気口９０６と、
制御基板７０４を冷却する空気の通路Ｂである制御基板通気部９１０と、制御基板通気部９１０の吸気口９１１と排気口９０７と、を有している。

像担持体通気部９０９は吸気口９０４から下流側に排気口９０６までを指し、制御基板通気部９１０は吸気口９０４から下流側に排気口９０７までを指している。

また、排気口９０６には像担持体４０１の周辺に向けて送風する像担持体送風ファン９１４が配設され、吸気口９１１には制御基板７０４に向けて送風する制御基板送風ファン９１２が配設されている。

ここで、吸気口９１１に制御基板送風ファン９１２を取り付け、制御基板通気部９１０を設けず直接排気口９０７から制御基板７０４に送風し制御基板７０４を冷却するようにしても良い。

図３は通風ダクトの別の形態を示す部分図である。

吸気口９１８は像担持体４０１の周辺を冷却する空気の通路Ａ’と、制御基板７０４を冷却する空気の通路Ｂ’との共用吸気口で、吸気口９１８の下流に、像担持体４０１の周辺を冷却する空気の通路Ａ’と、制御基板７０４を冷却する空気の通路Ｂ’との共用通路である通気部９１９とが設けられ、制御基板送風ファン９１２は排気口９０７に配設されている。その他は図２と同様のため説明を省略する。

制御基板送風ファン９１２は吸気口９１１と排気口９０７（制御基板７０４）がほぼ直線上に配置されているためプロペラファンで構成され、像担持体送風ファン９１４は吸気口９０４に対し排気口９０６がほぼ直角（像担持体４０１が下方側）に配設されているため風の向きが直角方向に変化するシロッコファンで構成され、送風能力は制御基板送風ファン９１２より像担持体送風ファン９１４が大きなものを用いている。

なお、通風ダクト９０５の空気が流れる角部、例えばＣ、Ｄ、Ｅ、Ｆ部は空気の流れを阻害しないように円弧状にしてある。

排気口９０７の下流には風を効率よく制御基板７０４の部品実装面に当てるため、通風ダクト９０５には凹部Ｈが設けられ、凹部底面の通風ダクト９０５側壁９１７に制御基板７０４が固定されている。また、排気口９０６の下方側に像担持体４０１が配設されている。

制御基板７０４に配設された定着手段の温度制御を行う加熱電力制御部材９１５には、加熱電力制御部材９１５を冷却する冷却フィン９１６が取りつけられ、フィンの向きは排気口９０７から排気された空気の風向き（通路Ｂの図示矢印方向）と平行となっている。

制御基板送風ファン９１２及び像担持体送風ファン９１４は、図示しない制御手段により画像形成装置１１０が画像形成中は作動（回転）し、図示しない温度センサによる加熱電力制御部材９１５の温度、及び像担持体周辺温度が検出され、図示しない制御手段により所定温度を超えた場合は高回転、超えない場合は通常回転で送風を行う。なお、スタンバイ中は作動しない。

以下にその作用について図１及び図２を参照して説明すると、吸気部９０１から画像形成装置本体１００の外部の新鮮な外気が取り込まれ、骨格内部を通気経路とする通気手段９０３を通過して、新鮮な外気は送風部９０２から吸気口９０４及び９１１を介して通風ダクト９０５に送り込まれる。

送り込まれた新鮮な外気は、一方では制御基板送風ファン９１２により吸引され制御基板通気部９１０と排気口９０７を通過して制御基板７０４に吹き付けられ、冷却フィン９１６（加熱電力制御部材９１５）を冷却する。

他方では、送り込まれた新鮮な外気は像担持体送風ファン９１４により吸引され像担持体通気部９０９と排気口９０６を通過して像担持体４０１周辺に吹き付けられ、画像形成装置本体１００内部を冷却する。

以上定着手段の電磁誘導加熱方式について説明したが、大容量ヒータ等加熱ローラの加熱部材の消費電力が大きく、加熱部材を制御する制御素子が高温になるような場合についても同様な構成を応用しても良いことは言うまでもない。

画像形成装置の全体の構成を示す概略構成図である。 通風ダクトの構成を示す概略斜視図である。 通風ダクトの別の形態を示す部分図である。

符号の説明

７ 定着部
１００ 画像形成装置本体
４０１ 感光体ドラム（像担持体）
７０１ 加熱ローラ
７０４ 制御基板
９０１ 吸気部
９０２ 送風部
９０３ 骨格内部を通気経路とする通気手段
９０４ 吸気口
９０５ 通風ダクト
９０６ 排気口
９０７ 排気口
９０９ 像担持体通気部
９１０ 制御基板通気部
９１２ 制御基板送風ファン
９１４ 像担持体送風ファン
９１５ 加熱電力制御部材
９１６ 冷却フィン

Claims (6)

1. トナー画像を担持する像担持体と、前記像担持体から記録紙に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、一端部に画像形成装置の外部から空気を吸引する吸気部及び、他端部に吸引した空気を画像形成装置の内部に送風する送風部を有する骨格内部を通気経路とする通気手段と、前記送風部に対向して開口する吸気口を設けた通風ダクトとを有する画像形成装置において、
   前記通風ダクトは、前記吸気口と、少なくとも前記像担持体の周辺を冷却する空気の通路と前記定着手段の制御基板とを冷却する空気の通路と、を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記通風ダクトは、前記吸気口の下流側に設けた、前記像担持体の周辺を冷却する空気の通路である像担持体通気部と、前記吸気口の下流側に設けた、前記制御基板を冷却する空気の通路である制御基板通気部と、を有し、
   前記制御基板通気部の前記吸気口に、前記吸気口から前記制御基板に向けて送風する制御基板送風ファンが配設され、前記像担持体通気部の排気口に、前記像担持体通気部の前記吸気口から前記像担持体の周辺に向けて送風する像担持体送風ファンが配設されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御基板送風ファンはプロペラファンで、前記像担持体送風ファンはシロッコファンであることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記定着手段は磁力発生コイルを有し、前記制御基板は前記定着手段の温度制御を行う電磁誘導加熱方式の加熱電力制御部材を有していることを特徴とする請求項１〜３のいづれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御基板は前記制御基板通気部の排気口下流近傍に配設されていることを特徴とする請求項１〜４のいづれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記制御基板に配設された前記定着手段の温度制御を行う加熱電力制御部材には該加熱電力制御部材を冷却する冷却フィンが取りつけられ、その冷却フィンの向きは前記制御基板通気部の排気口から排気された空気の風向きと平行であることを特徴とする請求項１〜５のいづれか１項に記載の画像形成装置。

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