JP2007108235A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】効率が良く静粛性の高いエアフローシステムを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】外装部材１８Ａと１８Ｂとが組み合わされて画像形成装置１０上面の外装を形成しているとき、両者の嵌合部は密着することなく流路１６を形成するためのリブ２０が設けられ、画像形成装置１０内部と外部との空気を流通させるエアフローを確保する。すなわち、外装部材１８Ａと１８Ｂの間隙に設けられたリブ２０によって両者の間に流路１６が形成され、画像形成装置１０内部と外部との間のエアフロー（図中白矢印）を確保する。
【選択図】図２

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に内部の熱または廃棄物質を換気により排出する画像形成装置に関する。

従来より画像形成装置には、機内温度上昇の抑制や排気物質の収集を目的としたエアフローシステムが必要とされている。通常、画像形成装置は複数のプロセスユニットで構成されているが、ユニットの中には発熱するユニットがあり、その発熱により機内温度は上昇する。例えば画像定着ユニット、電源などが代表的な熱源といえる。

機内温度があるレベルを超えると現像ユニット内のトナー固着による画像形成不具合や耐熱許容限界による部品の破壊、ユーザーが装置を操作した時の安全上の問題などが発生する。

またユニットには有害物質・廃棄物質を発生するユニットがある。例えば有害物質には帯電システムや定着部で発生するオゾンがあり、環境規制による機外排出量制限や画質悪化の原因になる。また廃棄物質には転写後の浮遊トナーがあり、機内汚れによる種々の不具合や機械周囲汚れを発生させる。

これらの問題を防止するため、画像形成装置には機内温度の抑制システムや廃棄物収集システムが必要とされている。

上記システムの代表的なものとして画像形成装置に形成されたエアフローがあるが、エアフローを形成した場合には装置の発する騒音悪化とのトレードオフが発生する。すなわちエアフロー形成手段として、開口、送風手段、ダクトを用いるのが一般的であるが、エアフロー形成により送風手段自体の音や流体騒音があらたに発生する。上記エアフロー形成時の騒音には送風手段自体の音、流体騒音、機内音が開口からもれ出す騒音があるが、これらの騒音悪化を抑制するには、風量を下げるか、開口をなくす／または隠す必要がある。

上記の事実を考慮し、機内と外部との空気流通路を目立たない場所（＝床下）へ配置する発明が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の構成では、図１３（ａ）に示すように本体１００から発生する、熱やオゾンを含む気体を排気ダクト１０２の底面の排気口１０４から排出し、本体の換気、冷却をするため、本体１００から発生する騒音の漏れる場所は底面にある排気口１０４としているので、騒音が抑えられるとしている。

しかし、ファン１０６を有する底面排気用開口（排気口１０４）と機内排気口１０８を連結するダクト１１０を新たに配置したためにスペースとコストのトレードオフが発生する問題は解決していない。

また、ファンを用いずエアフローの効率化を目的とした発明が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

すなわち図１３（ｂ）に示すように、感光体ドラムを含むプロセスユニットの軸端側に位置する外装面の所定部位を膨出し、該膨出部位内に前記プロセスユニットを駆動制御するための駆動モータを配設するとともに、該膨出部位のモータ収納空間を実質的に閉塞可能に、該膨出部位と対面させて仕切板を配し、前記駆動モータの発熱を膨出部位に設けた開口を介して外気に放熱可能に構成したものである。この構成では冷却ファンを用いず自然対流で駆動モータ熱を放出するが開口は従来と同様、露出したままである。

しかしこの場合、冷却ファンによる騒音は解決したが冷却効果とマシンサイズとのトレードオフが発生している。すなわち装置１２０本体に膨出部１２２が必要であるためマシンサイズ大きくなってしまう。またモータ１２４（音源）とユーザの空間距離が変更前よりも近づいたため従来より騒音が大きくなってしまった。

上記のように、機内温度上昇の抑制や排気物質の収集を目的としたエアフローシステムには従来技術では解決できない問題が存在する。すなわち、エアフローシステムの効率と低騒音化を両立するには以下のようなトレードオフが発生した。例えば大型ダクトの追加、熱源の機外膨出といったマシンサイズアップ、ファンの追加、大型ダクトの追加といったコストなどがこれに相当する。

本発明の目的は上記問題を解決するため、効率が良く静粛性の高いエアフローシステムを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
特開平１１−１５３８９４号公報 特開平０７−３２５５３６号公報

本発明は上記事実を考慮し、効率が良く静粛性の高いエアフローシステムを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の画像形成装置は、被換気部材近傍の空気を換気する送風手段と、装置外から前記送風手段までを接続する空気流通路と、からなるエアフローシステムを備えた画像形成装置の外装部が、外周の一部に突起部を備えた第１の外装部材と、前記突起部と当接し、装置の外装部を形成する第２の外装部材と、で構成され前記第１の外装部材と前記第２の外装部材との間隙を前記空気流通路としたことを特徴とする。

上記構成の発明では、部品数を増やさずに装置を小型に維持したまま、開口により内部騒音が外部に漏れるおそれがなく静粛で効率のよいエアフローシステムとすることができる。

請求項２に記載の画像形成装置は、前記外装部材の外郭に前記空気流通路を設けたことを特徴とする。

上記構成の発明では、放熱用の排気エアフローシステムとは独立してオゾン対策用などの吸気エアフローを構築することができる。

請求項３に記載の画像形成装置は、前記被換気部材の上方に設けられた外装部材の嵌合部に前記空気流通路を設けたことを特徴とする。

上記構成の発明では、熱源の上方に設けた空気流通路を介して自然対流による排気を行うことができる。

請求項４に記載の画像形成装置は、前記被換気部材と前記空気流通路との間に少なくとも上方を覆う傾斜した壁面を設けたことを特徴とする。

上記構成の発明では、壁面の傾斜により自然対流の向きを規制し、空気流路に向けることで効率の良い排気を行うことができる。

本発明は上記構成としたので、効率が良く静粛性の高いエアフローシステムを備えた画像形成装置とすることができた。

＜基本構成＞
図１には本発明の第１実施形態に係る画像形成装置が示されている。

図１（ａ）に示すように、従来の画像形成装置においてモータ１４などの発熱体を冷却する必要がある場合は送風ファン１２を設け、装置１１０内部と外部との空気流に関してはルーバ１５等を経由しエアフローが形成されていた。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置においては、図１（ｂ）に示すように装置１０内部と外部との間のエアフロー形成手段として従来のように開口／送風手段／ダクトを用いるのではなく、外装部材１８Ａと１８Ｂなどの間隙に設けられた流路１６を用いて装置１０の側面、上面、底面などから装置１０内部と外部とを繋ぐエアフローを形成する。

従来、画像形成装置にエアフローを形成した場合、冷却性能と騒音悪化とのトレードオフが発生するという問題があった。すなわちエアフロー形成手段として、開口、送風手段、ダクトを用いるのが一般的だが、エアフロー形成時の騒音には送風手段（送風ファン１２）自体の音、空気流が起こす流体騒音、モータなどの発する機内音が開口からもれ出す騒音があり、これらの騒音悪化を抑制するには送風ファン１２の風量を下げるか、または開口をなくす、あるいは外部から隠す必要があった。

このため例えば底面に機内と外部の空気流通路を配置すれば空気流を底面まで導くダクトを追加する必要があるためスペースとコストのトレードオフが発生する。あるいは
装置本体から外部に突出した膨出部に設けられた駆動モータなどの熱を自然対流で放出する方式では開口は露出したままなのでモータ（音源）とユーザとの空間距離が変更前より近づいたため従来よりうるさく、更に膨出部が必要なのでマシンサイズ大きくなるといった弊害がある。

装置内に騒音源となるモータ１４などの部材が存在するとき、装置外に伝わる騒音は図１４に示すように開口部の大きさ、形状の影響を受ける。すなわち図１４（ａ）に示すように開口部となる流路１６がモータ１４に対向して設けられていた場合は外部にそのまま騒音が伝わるため外部で聞く騒音は最も大きいが、換気効率も大きい。これに対して図１４（ｃ）のように開口部が存在しなければ、モータ１４の騒音は外装部材１８を透過する成分のみが外へ伝わるので最も静粛性は高いが換気できない。

そこで本発明では図１４（ｂ）のように直接外にモータ１４（音源）からの騒音が伝わらず、且つ換気のための開口部を設けた外装部材１８／流路１６とすることでマシンサイズ／コストと騒音レベル／冷却性能のトレードオフなく（あるいは少なく）、騒音低減を達成できた。すなわち、新たな部品の追加や部品形状の複雑化を招くことなく装置内と外部の空気流通路の露出を防止できたので、十分な空気流通量を維持しながら高い静粛性をも達成することができる。
＜嵌合部の形状＞
図２〜図４には本発明の第１実施形態に係る外装部材が示されている。

図２（ａ）に示すように外装部材１８Ａと１８Ｂとが組み合わされて画像形成装置１０上面の外装を形成しているとき、両者の嵌合部は密着することなく流路１６を形成するためのリブ２０が設けられ、画像形成装置１０内部と外部との空気を流通させるエアフローを確保している。

すなわち、図２（ｂ）のＸ−Ｘ'断面を示す図２（ｃ）のように、外装部材１８Ａと１８Ｂの間隙に設けられたリブ２０によって両者の間に流路１６が形成され、画像形成装置１０内部と外部との間のエアフロー（図中白矢印）を確保している。これにより十分な空気流通量を確保しながら、装置内部の騒音源からの騒音が装置の外へ直接漏れる恐れはないので、冷却性能と静粛性を両立させながら装置のサイズ／コストに悪影響を与えることなくエアフローを形成することができる。

また、図３（ａ）に示すように外装部材１８Ａと１８Ｂとが図中白矢印のように組み合わされて画像形成装置１０側面の外装を形成しているとき、両者の嵌合部は密着することなく流路１６を形成するためのリブ２０が設けられ、画像形成装置１０内部と外部との空気を流通させるエアフローを確保している。

すなわち、図３（ｂ）のＹ−Ｙ'断面を示す図３（ｃ）のように、外装部材１８Ａと１８Ｂの間隙に設けられたリブ２０によって両者の間に流路１６が形成され、画像形成装置１０内部と外部との間のエアフロー（図中白矢印）を確保している。これにより十分な空気流通量を確保しながら、装置内部の騒音源からの騒音が装置の外へ直接漏れる恐れはないので、冷却性能と静粛性を両立させながら装置のサイズ／コストに悪影響を与えることなく装置側面にもエアフローを形成することができる。

さらに図４（ａ）に示すように外装部材１８Ａと装置の筐体を構成するフレーム２２とが図中白矢印のように組み合わされて画像形成装置１０側面／底面の外装を形成しているとき、両者の嵌合部は密着することなく流路１６を形成するためのリブ２０が設けられ、画像形成装置１０内部と外部との空気を流通させるエアフローを確保している。

すなわち、図４（ｂ）のように、外装部材１８Ａとフレーム２２の間隙に設けられたリブ２０によって両者の間に流路１６が形成され、画像形成装置１０内部と外部との間のエアフロー（図中白矢印）を確保している。これにより十分な空気流通量を確保しながら、装置内部の騒音源からの騒音が装置の外へ直接漏れる恐れはないので、冷却性能と静粛性を両立させながら装置のサイズ／コストに悪影響を与えることなく装置側面にもエアフローを形成することができる。この場合は開口となる底面の流路１６が、騒音源と対向する位置にあっても開口の外側は通常、床なので上面や側面に比較して開口面積を大きくとれる利点がある。
＜外装部材の形状＞
図５には本発明の第２実施形態に係る外装部材が示されている。

図５（ａ）に示すように外装部材１８Ａと１８Ｂとが組み合わされて画像形成装置１０の外装を形成しているとき、両者の嵌合部が密着することなく流路１６を形成するためのリブ２０が設けられ、画像形成装置１０内部と外部との空気を流通させるエアフローを確保している点は第１実施形態と同様だが、装置内部にて流路１６と対向する位置に騒音源が存在せず、単純に熱源のみであった場合などは冷却効率を優先させて図５（ａ）のように装置内部に直接繋がる流路１６としてもよい。

この場合は静粛性を高める効果はないが第１実施形態よりも高い冷却効果を得ることができる。あるいは更に冷却効果を高めるために図５（ｂ）のように流路１６の形状を吸気または排気しやすい形状としてもよい。
＜ファンレス＞
図６には本発明の第３実施形態に係る外装部材が示されている。

図６（ａ）に示すようにモータ１４などの熱源が存在するとき、送風ファン１２を用いずにファンレスで冷却するエアフローを形成してもよい。

すなわち、外装部材１８Ａと１８Ｂとが図中白矢印のように組み合わされて画像形成装置１０の外装を形成しているとき、両者の嵌合部が密着することなく流路１６を形成するためのリブ２０が設けられ、画像形成装置１０内部と外部との空気を流通させるエアフローを確保している点は第１および第２実施形態と同様だが、外装部材１８Ａと１８Ｂの嵌合部において両方にリブ２０を設け、また嵌合部自体を装置１０の上面に持ってくることで、流路１６を形成することで下方から吸入された外気が自然対流によって上方に抜け、モータ１４の熱を機外へ放出するようにしている。

この実施形態ではモータ１４のように被冷却部材が送風ファン１２を必要としない程度の発熱量に限られるが、送風ファン１２が存在しないため当然送風ファン１２の発する騒音はなく、静粛性の高いエアフローシステムとすることができる。
＜電源＞
図７には本発明の第４実施形態に係るエアフローシステムが示されている。

図７（ａ）に示すように外装部材１８Ａと１８Ｂとが組み合わされて画像形成装置１０の外装を形成しているとき、両者の嵌合部が密着することなく流路１６を形成するためのリブ２０が設けられ、画像形成装置１０内部と外部との空気を流通させるエアフローを確保している点は上記各実施形態と同様だが、画像形成装置１０内部に電源２４などのようにサイズ／重量などの関係から装置の下部に設置されることの多い熱源がある場合、図７（ｂ）に示すように送風ファン１２を用いずにファンレスで冷却するエアフローを形成してもよい。

このとき電源２４あるいは外装部材１８Ａ側に、電源２４の上面をカバーする壁面２６を斜めに設け、電源２４から発生する自然対流による空気流を壁面２６に沿って上方へ流し、図７（ｂ）のように装置外へと排気するエアフローを形成することができる。これにより図中白矢印のようなエアフローが形成され、電源２４で発生した熱を効率よく機外へ排出することができる。

また図７（ｃ）に示すように、壁面２６を他の部材で形成することもできる。すなわち、ダクトや現像部ハウジングなどのようにある程度の大きさをもつ部材２８の底面を図７（ｃ）のような形状とすることで壁面２６の役を持たせてもよい。これにより図中白矢印のようなエアフローを形成することができる。この場合は部品点数が少なく、より単純な構成で図７（ｂ）と同等の効果を得ることができる。
＜定着器＞
図８には本発明の第５実施形態に係るエアフローシステムが示されている。

図８（ａ）に示すように外装部材１８Ａと１８Ｂとが組み合わされて画像形成装置１０の外装を形成しているとき、両者の嵌合部が密着することなく流路１６を形成するためのリブ２０が設けられ、画像形成装置１０内部と外部との空気を流通させるエアフローを確保している点は上記各実施形態と同様だが、画像形成装置１０内部に定着器３８などのように放熱量が非常に大きいため専用のダクトを必要とし、且つ排気の方向をある程度制限したい熱源がある場合、図８（ｂ）に示すように送風ファン１２とダクト１９を組み合わせて冷却するエアフローを形成してもよい。

本実施形態では図８（ｂ）に示すように外装部材１８Ａと１８Ｂとが組み合わされ、両者の嵌合部が密着することなく流路１６を形成するためのリブ２０が設けられ、画像形成装置１０内部と外部との空気を流通させるエアフローを確保しているが、そのまま上方へ排気すればオペレータの手が触れる正面や装置正面の温度が上昇する恐れがある。

そこで本実施形態では定着器３８の発熱量が大きいため送風ファン１２とダクト１９を組み合わせ、図中白矢印のように装置背面／側面に排気するエアフローシステムを形成する。送風ファン１２が吸引した定着器３８の熱気はダクト１９の形状に沿って装置の背面／側面に設けられた流路１６から排気され、効率よく定着器３８の熱を機外に放出することができる。この場合、ダクト１９が設けられているので装置内部の他の熱源を冷却するエアフローとは独立して定着器３８を冷却することが可能であり、ダクト１９の上方は他のエアフロー流路に使用することもできる。
＜帯電器＞
図９には本発明の第６実施形態に係るエアフローシステムが示されている。

図９に示すように外装部材１８Ａと１８Ｂとが組み合わされて画像形成装置１０の外装を形成しているとき、両者の嵌合部が密着することなく流路１６を形成するためのリブ２０が設けられ、画像形成装置１０内部と外部との空気を流通させるエアフローを確保している点は上記各実施形態と同様だが、画像形成装置１０内部に帯電器３０のようにオゾン等のガスを発生する部材を備え、冷却ではなく換気が必要である場合、図９に示すように送風ファン１２とダクト１９を組み合わせて必要箇所を換気するエアフローを形成してもよい。

すなわち、送風ファン１２から発せられる気流はダクト１９により帯電器３０へ導かれ、帯電器３０近傍のオゾン雰囲気が滞留しないように図中白矢印のようなエアフローを形成する。送風ファン１２は装置外から外気を吸引するので、図中白矢印のように外装部材１８Ａと１８Ｂとが組み合わされて形成された流路１６を通過するエアフローが発生し、新鮮な外気を帯電器３０に送る。この場合、形成されるエアフローは排気ではなく吸気となるが、一箇所からの吸引ではなく外装部材１８Ａと１８Ｂの、複数箇所の嵌合部からの吸引なので風量／風速を抑えることができ、騒音を低減することができる。
＜フロントカバー＞
図１０には本発明の第７実施形態に係るエアフローシステムが示されている。

図１０（ａ）に示すように外装部材１８Ａと１８Ｂとが組み合わされて画像形成装置１０の外装を形成しているとき、両者の嵌合部が密着することなく流路１６を形成するためのリブ２０が設けられ、画像形成装置１０内部と外部との空気を流通させるエアフローを確保している点は上記各実施形態と同様だが、外装部材１８Ａが固定パネルではなく図示しない蝶番などの支持部材で回動自在に支持されたフロントカバーであった場合でもエアフローを確保することができる。

すなわち、外装部材１８Ａは図中白矢印のように回動することで開閉可能なフロントカバーであったとき、図１０（ｂ）のように外装部材１８Ａの側面と突き当たる本体側にリブ２０を設け、両者の間隙に流路１６を形成することができる。また図１０（ｃ）のようにフロントカバー（外装部材１８Ａ）がマガジン３２などの上に乗り上げる構造であるとき、外装部材１８Ａ側にリブ２０を設け、流路１６を確保するようにしてもよい。
＜複数マガジン＞
図１１には本発明の第８実施形態に係るエアフローシステムが示されている。

図１１（ａ）に示すように画像形成装置１０が複数のマガジン３２を備え、装置本体とマガジン３２、あるいはマガジン３２同士が互いに当接し合って給紙部を構成している場合、両者の当接部分が密着することなく流路１６を形成するためのリブ２０が設けられ、画像形成装置１０内部と外部との空気を流通させるエアフローを確保している。

図１１（ｂ）に示すようにマガジン３２Ａ、３２Ｂは装置本体と当接する側面にリブ２０を設け、流路１６を確保することでマガジン３２周辺に装置内からの排気（あるいは装置外からの吸気）エアフローを形成することができる。

このとき、マガジン３２ｃの上下方向に設けられたリブ２０は、装置本体と当接する上面に設けられている。これにより装置本体とリブ２０に摩擦が発生し擦り傷が生じた場合でも、リブ２０の高さが十分なものであればマガジン３２ｃのリブ２０周辺には傷が付かず、装置本体の外側からは見えない箇所に傷が付くことになるので、マガジン３２ｃを装置から引き出した際にマガジン３２ｃの上面に傷が付き見苦しくなる事態を防ぐことができる。

同様に、マガジン３２Ｄにはマガジン３２ｃと当接する上面にリブ２０が設けられているので、装置本体から引き出した際に目立つマガジン３２の上面に擦り傷が付く恐れはない。またマガジン３２Ｄの底面には図示しないフレーム２２と当接する小型リブ２０Ｂが設けられている。この小型リブ２０Ｂはフレーム２２と当接するが、通常は目に付かないマガジン３２Ｄの底面に設けられているため、擦り傷防止に必要な高さは必要なく、流路１６を確保するのに必要な高さがあればよい。
＜トナーボックス＞
図１２には本発明の第９実施形態に係るエアフローシステムが示されている。

図１２に示すように画像形成装置１０が複数のトナーボックス３６を収納するインナーカバー３４を備え、装置本体とインナーカバー３４、インナーカバー３４とトナーボックス３６とが当接している場合、両者の当接部分が密着することなく流路１６を形成するためのリブ２０が設けられ、画像形成装置１０内部と外部との空気を流通させるエアフローを確保している。

図１２に示すようにインナーカバー３４は装置本体と当接する面にリブ２０を設け、流路１６を確保することでインナーカバー３４周辺に装置内からの排気（あるいは装置外からの吸気）エアフローを形成することができる。

さらにインナーカバー３４とトナーボックス３６とが当接する面にリブ２０を設け、両者の間に間隙を確保することでインナーカバー３４を通じて装置本体の熱がトナーボックス３６に伝わることを防ぎ、トナーの熱による変質、画質への影響を防ぐことができる。
＜その他＞
以上、本発明の実施例について記述したが、本発明は上記の実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。

例えば内部に熱源、あるいはガスや粉塵の発生する部位を備え、換気の必要な種々の機器に対して本発明のエアフローシステムを利用することが可能である。また、流路にはガスや粉塵に対応したフィルタなどの対策を設けてもよい。

本発明の第１実施形態に係るエアフローシステムを示す図である。 本発明の第１実施形態に係るエアフローシステムを示す拡大図である。 本発明の第１実施形態に係るエアフローシステムを示す図である。 本発明の第１実施形態に係るエアフローシステムを示す図である。 本発明の第２実施形態に係るエアフローシステムを示す図である。 本発明の第３実施形態に係るエアフローシステムを示す図である。 本発明の第４実施形態に係るエアフローシステムを示す図である。 本発明の第５実施形態に係るエアフローシステムを示す図である。 本発明の第６実施形態に係るエアフローシステムを示す図である。 本発明の第７実施形態に係るエアフローシステムを示す図である。 本発明の第８実施形態に係るエアフローシステムを示す図である。 本発明の第９実施形態に係るエアフローシステムを示す図である。 従来のエアフローシステムを示す図である。 エアフロー開口と騒音の関係を示す図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１２ 送風ファン
１４ モータ
１６ 流路
１８ 外装部材
１９ ダクト
２０ リブ
２２ フレーム
２４ 電源
２６ 壁面
３０ 帯電器
３２ マガジン
３４ インナーカバー
３６ トナーボックス

Claims (4)

1. 被換気部材近傍の空気を換気する送風手段と、装置外から前記送風手段までを接続する空気流通路と、からなるエアフローシステムを備えた画像形成装置の外装部が、
   外周の一部に突起部を備えた第１の外装部材と、
   前記突起部と当接し、装置の外装部を形成する第２の外装部材と、で構成され
   前記第１の外装部材と前記第２の外装部材との間隙を前記空気流通路としたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記外装部材の外郭に前記空気流通路を設けたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記被換気部材の上方に設けられた外装部材の嵌合部に前記空気流通路を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項２の何れかに記載の画像形成装置。
4. 前記被換気部材と前記空気流通路との間に少なくとも上方を覆う傾斜した壁面を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の画像形成装置。

Images