JP2006091253A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
１つのファンにより効率的に画像形成装置内の熱を装置外へ排気すると共に、定着装置を冷却することが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】
装置筐体と、画像データに応じたトナー像を記録用紙へ転写させる画像形成部と、記録用紙へ転写されたトナー像を定着させる定着装置と、前記画像形成部から発せられる熱の通路となる通風路と、前記通風路内の熱を装置筐体外へ排気するファンとから構成される画像形成装置において、前記ファンの下流側に、排気の少なくとも一部を前記装置筐体内で還流させるダクトを設けていることを特徴とするものである。
【選択図】 図３

Description

本発明は、電子写真方式を用いたプリンタや複写機等の画像形成装置において、その構成機器により発せられる熱を装置外へ排出させるダクト構造に関する。

特開平９−１１４２８６号公報 特開２００２−２８７６０２号公報

電子写真方式を用いた画像形成装置ではトナー像の定着のために定着装置が高温に保たれており、定着装置から放射される熱によって加熱される周辺雰囲気や周辺装置を冷却する必要がある。この冷却を行わない場合、トナーが記録用紙へ転写される以前の段階で溶融したり、定着装置の周辺部材の劣化が進行してしまう。そのため、電子写真方式を用いた画像形成装置内に定着装置の周辺雰囲気を排気するファンを設けるのが一般的となっている。

定着装置の周辺雰囲気を排気するファンが設けられている画像形成装置としては、用紙搬送路に配置されると共に、互いに当接する加熱ロール及び加圧ロールを有する定着装置と、この定着装置に隣接する用紙搬送路を構成する用紙ガイドと、この用紙ガイドにより構成される用紙搬送路の加圧ロール側に配置されて用紙搬送路を横断して加熱ロールに向かう冷却用エアを用紙が定着装置を通過する間だけ送風する送風装置とから成る定着装置用冷却装置を備えた画像形成装置が提案されている(特開平９−１１４２８６号公報)。しかし、加熱ロールに直接空気を吹き付けるため、加熱ロールを冷やし過ぎてしまった場合には、定着性能を損なうことがある。例えば、画像形成動作中に小さいサイズの用紙に形成されている未定着トナー像を定着後、大きいサイズの用紙に形成されている未定着トナー像を定着する場合、大きいサイズの用紙が定着装置に挿通される直前まで小さいサイズの用紙の非通紙領域が冷却されているため、冷却が不要な大きいサイズの用紙の通紙領域まで冷却されることとなり、大きいサイズの用紙に形成されている未定着トナー像の定着性が悪化してしまう。また、通紙領域を冷却しないために複雑な構造を適用しなければならないといった問題があった。

その他に、熱定着装置とトナークリーニング装置との間に遮熱壁が配置され、遮熱壁はトナークリーニング装置冷却用空気を導くダクトを形成し、熱定着装置の発生する熱をトナークリーニング装置とは反対側に導く分流板を兼ね、更に、排気ファンを備え、遮熱壁端部にトナークリーニング装置近傍の空気を排気ファン側に導くための吸気案内部を形成している画像形成装置が提案されている(特開２００２−２８７６０２号公報)。しかし、分流することで個々の冷却能力は分散されるため、十分な冷却効果を得ることができない。また、排気ファンが装置筐体の片側に配設されているため、熱定着装置の長手方向幅に亘り均一に冷却することができないといった問題があった。

本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、１つのファンにより効率的に画像形成装置内の熱を装置外へ排気すると共に、定着装置を冷却することが可能な画像形成装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、装置筐体と、画像データに応じたトナー像を記録用紙へ転写させる画像形成部と、記録用紙へ転写されたトナー像を定着させる定着装置と、前記画像形成部から発せられる熱の通路となる通風路と、前記通風路内の熱を装置筐体外へ排気するファンとから構成される画像形成装置において、前記ファンの下流側に、排気の少なくとも一部を前記装置筐体内で還流させるダクトを設けていることを特徴とするものである。

このような本発明の画像形成装置において、前記画像形成部は、各色のトナーが収容されているトナー収容部と、回動する各色の感光体と、前記感光体の表面を均一に帯電させる複数の帯電器と、前記帯電手段により均一に帯電された前記感光体の表面を露光し静電潜像を形成させるＲＯＳやＬＥＤアレイ等の複数の露光手段と、前記静電潜像に応じトナー像が前記感光体へ形成される複数の現像器と、前記感光体から各色のトナー像が多重転写される中間転写体と、前記中間転写体に多重転写されてトナー像を記録用紙へ転写する転写装置と、不要になったトナーを収容する廃トナー収容部等から構成されているものであればよい。ここで、前記中間転写体としては、タンデム方式のカラー画像形成装置において各色の感光体表面に形成される記録画像が多重転写される中間転写体ベルト、或いは、記録用紙を静電吸着し搬送する搬送ベルトの対向位置に各色の感光体を配設し、記録用紙の搬送と共に順次各色の記録画像が記録用紙へ静電転写される搬送ベルトの何れであってもよい。

前記定着装置は、電子写真方式の画像形成装置にて一般的に適用されているものであればよい。例えば、トナー像が転写された記録用紙を当接させている１組の加熱ロールと、加圧ロールとの間に挿通させることにより、当該記録用紙に対し熱と圧力とを掛け、前記記録用紙へトナー像を定着させるものである。

前記通風路は、画像形成装置内に設けられ、前記定着装置の周辺及び／又は加熱された雰囲気を前記ファンへ導くものであればよい。また、効率良く熱を装置外へ排出するために、前記ファンまでの通路は直線的であることが好ましい。例えば、前記通風路を流れる空気は、画像形成装置の一面から導かれ、この一面と相対する他面側へ向けて流れるようにするとよい。

前記ファンは、前記通風路を通じて前記画像形成部から発せられる熱を前記装置筐体外へ排出することができる出力を有するものであればよい。また、前記ファンと、前記通風路とを一体成形し、前記ファンにより前記通風路の一部を形成させ、画像形成装置内に前記ファン及び前記通風路を配設させてもよい。更に、前記ファンは、画像形成装置内の温度を上昇させる原因となっている前記定着装置、好ましくは加熱ロールの近傍に配設させるとよく、この場合であっても、前記ファンにより前記通風路の一部を形成させ、前記ファンと、加熱ロールとを前記通風路により繋げてもよい。これにより、直接的に前記定着装置から発せられる熱を前記装置筐体外へ排出することができる。ここで、前記画像形成部から発せられる熱としては、ＲＯＳやＬＥＤアレイ等の露光装置、特にＲＯＳの回転多面鏡を回転させるモータや基板、他には感光体等を回動させる駆動モータや電源基板等から発せられるものが主である。

前記画像形成部から発せられる熱を前記ファンにより前記通風路を通じて前記装置筐体外へ排出するだけでは、前記装置筐体内の排気が足りない場合がある。特に、前記定着装置の上方では、前記装置筐体内に加熱ロールから発せられる熱が停滞してしまい、前記定着装置の上方、或いは周辺に配設されている機器が、加熱ロールから発せられる熱の影響を受けることになる。また、画像形成装置では、一般的に前記装置筐体の内壁面に接するようにしてその構成機器が配設されることが殆どなく、前記装置筐体の内壁周辺部は空間、所謂デッドスペースとなっている。

そこで、前記ファンにより排出された排気の一部をデッドスペースに設けられている前記ダクトへ送ることにより、排気を還流させる構成とするのがよい。この時、還流された排気は、前記定着装置の上方から長手方向幅一帯に亘り送られるように前記ダクトを形成するのが好ましい。ただし、必要に応じ、還流された排気を前記定着装置の長手方向の一部に送ることも可能であり、熱に弱いセンサが配置されている箇所や、小サイズ用紙が通過しない箇所等、適宜選択することができる。これにより、画像形成装置を構成する機器の配置位置を変更せず、前記ダクトを設けるだけで前記装置筐体内の所望の部位へ円滑に空気を送り込むことが可能となる。そして、前記定着装置の上方より空気を送り込むことにより、前記定着装置の上方に熱が停滞することはなく、前記定着装置の周辺機器が熱の影響を受けない構成とすることができる。また、前記定着装置に送られる空気は、前記装置筐体内を通過し、温められているため、前記ダクトにより排気を還流させ、前記定着装置へ常時空気を送り込んでも、前記定着装置を冷やし過ぎることはなく、定着性能を保つことが可能である。更にまた、前記定着装置以外の機器へ向け空気を送り込むように前記ダクトを形成してもよく、必要に応じ、適宜選択することができる。

以上のように構成される本発明の画像形成装置によれば、１つのファンにより効率的に画像形成装置内の熱を装置外へ排気すると共に、定着装置を冷却することが可能となる。

以下添付図面に基づいて本発明の画像形成装置を詳細に説明する。

図１は本発明を適用可能なフルカラーレーザビームプリンタ１の一例を示すものである。このフルカラープリンタ１は、画情報に応じた記録画像を記録用紙Ｐ上に形成する画像形成部２を有すると共に、この画像形成部２に対して記録用紙Ｐを供給する給紙カセット５０を備えている。

画像形成部２には電子写真プロセスによりトナー像を形成するプロセスカートリッジ２１が装着されると共に、このプロセスカートリッジ２１に隣接してラスタ走査ユニット３が設けられている。かかるプロセスカートリッジ２１にはイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫに対応した４本の感光体ドラムが含まれており、これら感光体ドラムは縦一列に配列されている。前記ラスタ走査ユニット３は各色の画情報に応じて変調された４本のレーザ光を発し、これらレーザ光は各色の感光体ドラムを夫々露光して、各感光体ドラム上に画情報に応じた静電潜像を形成する。一方、プロセスカートリッジ２１の各感光体ドラムの周囲には、前記レーザ光による露光に先立って感光体ドラムを一様な背景部電位に帯電させる帯電ロール、感光体ドラム上に形成された静電潜像をトナーで現像する現像器、感光体ドラムを清掃するクリーナが設けられており、電子写真プロセスによって各色の画情報に応じたトナー像を感光体ドラム上に形成する。

４本の感光体ドラムのうち、イエローＹ及びマゼンタＭに対応した２本の感光体ドラムは第１の一次中間転写ドラム２２に接しており、これら感光体ドラム上に形成されたイエローＹ及びマゼンタＭのトナー像は第１の一次中間転写ドラム２２に一次転写される。また、シアンＣ及びブラックＫに対応した２本の感光体ドラムは第２の一次中間転写ドラム２３に接しており、これら感光体ドラム上に形成されたシアンＣ及びブラックＫのトナー像は第２の一次中間転写ドラム２３に一次転写される。更に、第１及び第２の一次中間転写ドラム２２、２３は二次中間転写ドラム２４と接しており、各一次中間転写ドラム２２、２３上に形成された２色の多重トナー像は二次中間転写ドラム２４へ二次転写され、かかる二次中間転写ドラム２４上で互いに重なり合って４色の多重トナー像が形成される。このようにして二次中間転写ドラム２４上に転写された４色の多重トナー像は、最終転写ロール２５によって記録用紙Ｐに転写される。

記録用紙Ｐは装置筐体１ａの下部に収納される給紙カセット５０からプリンタの画像形成部２、具体的には二次中間転写ドラム２４と最終転写ロール２５との間の転写位置へ供給される。前記画像形成部２の下方には給紙装置５が設けられており、装置筐体１ａは前記給紙装置５に積み重ねられている。前記装置筐体１ａは略矩形状に形成されると共に、給紙カセット５０を装着するための貫通孔を有しており、前記給紙カセット５０は装置筐体１ａの貫通孔に対してフロント側（図１の紙面左側）から押し込んでセットするように構成されている。また、装置筐体１ａにセットされた給紙カセット５０の上部には該カセット５０内に収容された記録用紙Ｐを引き出すためのピックアップロール５１が設けられると共に、記録用紙Ｐを給送する給紙ロール５３、及びこの給紙ロール５３に対向して記録用紙Ｐの重送を防止するリタードロール５２が配設されている。

このようにして給紙カセット５０から供給された記録用紙Ｐは、転写ロール２５の手前に配設されたレジストレーションロール２６によってトナー像の転写タイミングに対する位置合わせがなされた後、二次中間転写ドラム２４と転写ロール２５との間に給送され、記録用紙Ｐ上に画像情報に応じた４色の多重トナー像が転写される。そして、トナー像が転写された記録用紙Ｐは定着器６に挿通されてトナー像の定着がなされた後、排出ロール６１を経て、装置筐体１ａの上部に設けられた記録用紙排出部１ｂにフェイスダウン状態で排出される。尚、図１中の符号６２は両面プリント用のシート反転通路であり、定着器６から排出された記録用紙Ｐを引き戻してレジストレーションロール２６へ再給送するように構成されている。

画像形成装置を構成する定着器６や電源、電気回路といった機器は装置が作動している際には熱を発する。そして、この熱は装置筐体１ａ内に配置された構成機器間の隙間を通りながら上昇し、装置筐体１ａ内上部に熱が停滞する状態となる。この状態を放置した場合、装置筐体１ａ内の温度は上昇し、現像器内及びクリーナ内のトナーが溶けてしまい、記録用紙Ｐへ形成される画像へ影響を及ぼす場合がある。そこで、この装置筐体１ａ内上部に停滞している熱を装置外へ排気するため、定着器６の近傍には冷却ファン８が配設されている。また、ラスタ走査ユニット３の上部に対応する装置筐体１ａの側面部には吸気口７が、そして、冷却ファン８に対応する装置筐体１ａの側面部には排気口９がそれぞれ設けられている。冷却ファン８は、図の右から左へ送風する向きに配設されており、冷却ファン８を回転させることにより、まず、吸気口７から装置筐体１ａ外の空気が吸気される(図中矢印Ａ)。その後、吸気された空気は、画像形成部２の上方及び定着器６の下方を通り、排気口９から装置筐体１ａ外へ排気される(図中矢印Ｂ)。このように、装置筐体１ａ内において矢印Ａ及び矢印Ｂのような空気の流れを作ることにより、画像形成部２上部の熱を帯びた空気及び定着器６の周辺雰囲気を装置筐体１ａ外へ排気し、装置筐体１ａ内の温度上昇を防止することができる。

更に、冷却ファン８の下流側には、ダクト１０が設けられており、排気の一部が定着器６の上方へ導かれるものとなっている(図中矢印Ｃ)。定着器６の上方へ導かれた空気は、矢印Ｂの空気の流れに合流し、装置筐体１ａ外へ排気されると共に、その排気の一部はダクト１０により再び定着器６の上方へ導かれる。従って、ダクト１０で排気の一部を矢印Ｃのように定着器６の上方から下方へ流し、更に、その排気の一部を再度定着器６上方へ導くことにより、装置筐体１ａ内に還流を作り出している。これにより、定着器６から発せられた熱が装置筐体１ａ内上部に停滞することはなく、定着器６周辺に配置されている現像器やクリーナ等の温度上昇により、記録用紙Ｐに形成される画像の画質が悪化することを防ぐことができる。また、ダクト１０で排気の一部を直接定着器６に当てることにより、定着器６を冷却することが可能となる

図２は本発明を適用しているフルカラープリンタ１の背面斜視図である。装置筐体１ａの上部には開閉カバー１１が回動可能に取り付けられている。この開閉カバー１１に形成された凹部には記録用紙排出部１ｂが設けられており、トナー像が定着された記録用紙Ｐは排出ロール６１を経てこの記録用紙排出部１ｂに排出される。そして、記録用紙排出部１ｂに排出された記録用紙Ｐは記録用紙排出部１ｂの傾斜により、記録用紙排出部１ｂ外へ落下することなく記録用紙排出部１ｂに止まる構成となっている。また、装置筐体１ａの図中手前側の側面部には、吸気口７が設けられており、装置筐体１ａ外の空気が装置筐体１ａ内へ吸気されるものとなっている。

ダクトにより定着器へ導かれる空気の流れを模式的に示しているのが図３であり、図２における斜視図と同じ位置からダクト及び定着器を眺めているかの如く示されている。加熱ロール及び加圧ロールから成る定着器６の上方には、ダクト１０(その一部を図示)が配設されており、定着器６の上方に近付くにつれ、その幅は定着器６の長手方向幅と略同じ寸法にまで広げられている。そして、定着器６と対向する位置には、ダクト１０の長手方向幅一帯に亘り開口部１０ａが設けられている。

ダクト１０により、定着器６の上方へ導かれた空気は、開口部１０ａを通り、定着器６の長手方向幅一帯に亘り送られる(図中矢印Ｃ₁、Ｃ₂、Ｃ₃)。その後、定着器６の下方を通る図１における矢印Ｂ(図示せず)の空気の流れに合流し、装置筐体(図示せず)外へ排気されると共に、その排気の一部は再びダクト１０により、定着器６の上方へ導かれる。従って、ダクト１０により装置筐体内に矢印Ｃのような空気の流れ、即ち、還流を作り出すことにより、定着器６から発せられる熱が装置筐体内上部に停滞するのを防ぐことができる。そして、開口部１０ａにより、定着器６を長手方向に亘り均一に冷却することが可能となる。また、ダクト１０内を通る空気は、一度装置筐体内を通り、温められているため、ダクト１０により排気の一部を還流させ、定着器６へ常時空気を送っても、定着器６を冷やし過ぎることはなく、定着性能を保つことができる。尚、ダクト１０は、定着器６に限らず、装置筐体内に配設されている他の機器へ排気の一部を送り、還流を作り出すことにより、同様にして機器を冷却することが可能となる。

最後に、画像形成装置には、その装備に応じ、吸気ファンや反転通路が備えられているオプションユニットを装置筐体に外付けする場合がある。この場合において、オプションユニットに排気の一部を還流させるダクトを設けることにより、装置筐体内の熱を排気しつつ、定着器を冷却することができる。

本発明のダクト構造を適用した画像形成装置の概略構成図である。 本発明のダクト構造を適用した画像形成装置の背面斜視図である。 ダクトにより定着器へ導かれる空気の流れを模式的に示している図である。

符号の説明

６・・・定着器、１０・・・ダクト、１０ａ・・・開口部、Ｃ、Ｃ₁、Ｃ₂、Ｃ₃・・・(空気の流れを示す)矢印

Claims (7)

1. 装置筐体と、画像データに応じたトナー像を記録用紙へ転写させる画像形成部と、記録用紙へ転写されたトナー像を定着させる定着装置と、前記画像形成部から発せられる熱の通路となる通風路と、前記通風路内の熱を装置筐体外へ排気するファンとから構成される画像形成装置において、
   前記ファンの下流側に、排気の少なくとも一部を前記装置筐体内で還流させるダクトを設けていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ダクトは、排気の一部を前記定着装置へ導い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. 前記ファンは、前記通風路の一部を形成していることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記ファンは、前記定着装置近傍に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記ダクトは、前記装置筐体と、前記定着装置との間に設けら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。
6. 前記ダクトは、前記装置筐体の内壁面に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記ダクトは、前記定着装置の上方から排気の少なくとも一部を還流させていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。

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