JP2008134484A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着後に記録紙を十分に冷却できる高速で両面印刷可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像剤で形成した画像を記録紙Ｓに転写する転写器と、記録紙Ｓを加熱して転写された現像剤を溶融して定着する定着器７と、現像剤を定着した記録紙Ｓを排紙トレイ１３に排出するために、排紙トレイ１３の上方に開口する排出口１２と、現像剤を定着した記録紙Ｓを裏返して転写装置に供給するための反転搬送路１７と、記録紙Ｓの一部を排紙トレイ１３の上方に露出させてから引き戻して反転搬送路１７に導入するために、排出口１２の上方に開口する反転口１５とを有する画像形成装置１に、排出口１２と反転口１５との間から排紙トレイ１３の上方に向かって突設され、上方の空気を吸い込んで下方に送出する冷却ファン２０を備える冷却ユニット１８を設ける。
【選択図】図５

Description

本発明は画像形成装置に関する。

現像剤によって画像を形成した記録紙を定着器で加圧しながら加熱することで、現像剤を溶融して画像を記録紙に溶着させる電子写真方式の画像形成装置が広く使用されている。電子写真方式の画像形成装置では、定着器で加熱された記録紙を高温のまま排紙トレイ上に重ねて排出すると、溶融している現像剤が重なり合う記録紙に付着して、画像を形成している記録紙から剥離してしまう場合がある。

このため、高速な画像形成装置では、定着器の下流において、記録紙の両面に空気を吹き付けることで記録紙を冷却できるようになっているものが多い。

また、記録紙の両面に画像を形成するために、定着器の下流において記録紙を逆向きに搬送し、記録紙に画像を転写する転写部に裏向きに供給する反転搬送路に通紙するようにした画像形成装置も一般的である。

画像形成の速度を上げるには、記録紙の間隔を極力小さくする必要があるが、記録紙を反転搬送路に逆送している間は、次の記録紙の定着を行うことができず、記録紙の間隔を広げざるを得ない。このため、定着後に記録紙を排紙トレイに排出するための排出経路と、反転搬送路に通紙するために記録紙を往復移動させるための反転経路とを別々に設ける場合がある。

画像形成装置の小型化への要求が強く、排出経路と反転経路との間に冷却空気の流路を設けることは好ましくない。また、記録紙の片面に吹き付ける空気の冷却能力を高めるためにその風量を大きくすると、記録紙に大きな反りが出たり、冷却空気が定着器にも当たって定着温度が低下して定着不良を起こしたりする危険がある。また、排出口から冷却空気が漏れ出ることで、記録紙の落下が不規則になり、排紙トレイ上で記録紙が不揃いになる場合もある。

特開平３−２１０５８号公報 特開平５−１５０６７７号公報 特開２００２−８２５９１号公報

前記問題点に鑑みて、本発明は、定着後に記録紙を十分に冷却できる高速で両面印刷可能な画像形成装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明による画像形成装置は、現像剤で形成した画像を記録紙に転写する転写器と、前記記録紙を加熱して転写された現像剤を溶融して定着する定着器と、前記現像剤を定着した記録紙を排紙トレイに排出するために、前記排紙トレイの上方に開口する排出口と、前記現像剤を定着した記録紙を裏返して前記転写装置に供給するための反転搬送路と、前記記録紙の一部を前記排紙トレイの上方に露出させてから引き戻して前記反転搬送路に導入するために、前記排出口の上方に開口する反転口と、前記排出口と前記反転口との間から前記排紙トレイの上方に向かって突出して設けられ、上方の空気を吸い込んで下方に送出する冷却ファンを備える冷却ユニットとを有するものとする。

この構成によれば、排出口と反転口との間の排紙トレイの上方に冷却ファンを設けたことで、画像形成装置の内部に新たにファンや空気流路を設けることなく、記録紙の反転動作中も次の記録紙の定着および排紙をしながら十分に冷却することができるようになった。これによって、高速な両面印字が可能でありながら、装置を大型化することなく記録紙を確実に冷却できる画像形成装置を提供できる。

また、本発明の画像形成装置において、少なくとも１つの前記冷却ファンは、前記記録紙の通紙幅の内側に収まるように配設するとよい。また、前記冷却ファンは、前記記録紙の排出方向に直角な方向に複数並んで配設してもよく、通紙される記録紙の用紙幅を判別し、前記記録紙の通紙幅の内側に収まる前記冷却ファンだけを駆動するようにすることが好ましい。

記録紙の外側に吹き下ろした空気は、排紙トレイに当たって記録紙の下に上昇気流を形成するので、記録紙を持ち上げて落下状態を不安定にする。そこで、上記構成によって、記録紙の上面にのみ空気を吹き下ろすことで、記録紙を排紙トレイ上に真っ直ぐに落下させて乱れなく重ねることができる。

また、本発明の画像形成装置において、環境温度が低いときは記録紙を排紙トレイ上に落下させるだけで十分に冷却できるので、環境温度が高いときのみ前記冷却ファンを駆動してもよい。

また、本発明の画像形成装置において、前記記録紙に転写した画像のトナー量等の情報を基に冷却の必要性が低いと判断される場合には前記冷却ファンを駆動しないようにしてもよい。

また、本発明の画像形成装置において、少なくとも１つの前記冷却ファンが、前記排出口方向に傾斜して空気を送出するようにすれば、記録紙の端部を排紙トレイの端に揃えて落下させることができる。

また、本発明の画像形成装置において、前記冷却ユニットと前記排紙トレイとの間に６０ｍｍ以上の間隔を設ければ、通常のコピー用紙を３００枚積み重ねることができ、連続印刷において紙詰まりを生じない。

また、本発明の画像形成装置において、前記冷却ユニットに、前記ファンの吸気口および吹出口を縦断するように、前記記録紙の排出方向に延伸する複数のリブを形成することで、万一、記録紙が冷却ユニット側にカールしても、記録紙の用紙端が吸気口または吹出口に引っ掛かり、記録紙の折れや紙詰まりを生じることを防止できる。

また、本発明の画像形成装置において、前記反転口と前記冷却ユニットとの間に、前記反転口から露出する前記記録紙が前記冷却ユニット上に垂れ下がらないように支持するガイドを設ければ、冷却ファンの吸込圧によって記録紙が吸気口に吸い付けられることを防止できる。

また、本発明の画像形成装置において、前記冷却ユニットを着脱可能とし、前記冷却ユニットを取り外した後に、ソータ等の排紙系オプションを装着可能にしてもよい。

本発明によれば、排出口と反転口との間の排紙トレイの上方に冷却ファンを設けたことで、画像形成装置の内部に新たにファンや空気流路を設けて装置を大型化することなく、記録紙を確実に冷却できる。

これより、本発明の画像形成装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１に、本発明の第１実施形態の画像形成装置１の概略を示す。画像形成装置１は、装置本体２の上部に原稿の画像を読み取るスキャナ３を備え、スキャナ３で読み取った画像のデータ、または、ＬＡＮ等の回線を介して入力された画像データに基づいて、記録紙Ｓに電子写真方式で画像を形成するものである。

画像形成装置１は、装置本体２の内部に、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナー（現像剤）によって異なる現像色の画像を形成する４つの現像ユニット４と、各現像ユニット４で形成された画像が重ねて転写される転写ベルト５と、転写ベルト５に転写された画像を記録紙Ｓに２次転写する転写器（２次転写ローラ）６と、記録紙Ｓを狭持しながら加熱してトナーを溶融して定着させる定着器７とを有する。

記録紙Ｓは、複数の給紙トレイ８に装填され、必要に応じて給紙ローラ９で１枚ずつ取り出され、複数の搬送ローラ１０によって転写器６に供給される。定着器７でトナーが定着された記録紙Ｓは、排紙ローラ１１によって排出口１２から装置本体２の上部の排紙トレイ１３に排出される。

また、画像形成装置１は、定着器７でトナーを定着した記録紙Ｓの搬送経路をダイバータ１４で切り替えて、排出口１２の上方に開口する反転口１５に搬送することができるようになっている。反転口１５に搬送された記録紙Ｓは、反転ローラ１６の回転方向が逆転することで、転写器６に裏返しにして再度供給する反転搬送路１７に導入される。

さらに、画像形成装置１は、排出口１２と反転口１５との間から排紙トレイ１３の上方に突出するようにして設けられた冷却ユニット１８と、冷却ユニット１８と反転口１５との間に、冷却ユニット１８より長く突出するガイド１９が設けられている。冷却ユニット１８は、上方の空気を吸い込んで下方に送出するファン２０を有している。

図２に装置本体２の上部を示す、排紙トレイ１３は、排出口１５側が低くなっており、排出口１５側の側壁２１が排出された記録紙Ｓの端部を揃える役目を果たすようになっている。

図３に、冷却ユニット１８およびガイド１９を上方から見た様子を示す。冷却ユニット１８は、記録紙Ｓの排出方向と直角な幅方向に延伸して形成されている。冷却ユニット１８、上部に空気を吸い込むための吸気口２２が形成され、吸気口２２の上部を排紙方向に縦断するように、複数のリブ２３が形成されている。ガイド１９は、概略３角形の枠状に形成されている。

図４に、冷却ユニット１８およびガイド１９を下方から見た様子を示す。冷却ユニット１８は、下側に空気を吹き出すための吹出口２４が形成されている。図示するように、冷却ユニット１８は、記録紙Ｓの排紙方向と直角な幅方向に並んだ３つの冷却ファン２０を有している。また、冷却ユニット１８は、吹出口２４を排紙方向に縦断する複数のリブ２５が形成されている。

図５に、定着器７から排紙トレイ１３までの記録紙Ｓの搬送経路を一点鎖線の矢印で示す。定着装置７で加圧および加熱された記録紙Ｓは、搬送ローラ１０によってさらに下流（上方）に搬送される。記録紙Ｓは、ダイバータ１４が図示するように上方にある場合は、ダイバータ１４の下面に沿って排出ローラ１１を備える排出口１２に搬送される。

排出ローラ１１によって排出口１２から送り出された記録紙Ｓは、上方から冷却ファン２０の送り出す空気が吹き付けられて冷却される。排出口１２から後端まで完全に送り出された記録紙Ｓは、下方に落下し、排紙トレイ１３の傾斜によって、後端を側壁２１に当接させるようにして積層する。

記録紙Ｓの裏面にもトナーの画像を形成する場合、図６に示すように、ダイバータ１４を下方に回動させる。すると、搬送ローラ１０に送り出された記録紙Ｓは、ダイバータ１４の上面に沿って進み、反転ローラ１６を備える反転口１５に導入される。反転ローラ１６は、記録紙Ｓをガイド１９に沿って排紙トレイ１３の上方に露出させるように順送りする。記録紙Ｓの後端がダイバータ１４を通過すると、ダイバータ１４を再び上方に回動させ、反転ローラ１６を逆回転させる。これにより、記録紙Ｓは、ダイバータ１４の上面に沿って反転搬送路１７に送り込まれる。

冷却ユニット１８は、排紙トレイ１３の上方に、装置本体２から突出して設けられているので、装置本体内２の内部に空気流路などを設ける必要がなく、装置本体２を大型化させない。また、装置本体２の外部に冷却ユニット１８を配したことで、定着器７に冷却のための空気が当たることがなく、定着に悪影響を与えることもない。

本実施形態の冷却ユニット１８は、空気の流路となる吸気口２２および吹出口２４に排紙方向に延伸するリブ２３および２５を設けている。これにより、排出口１２から排出された記録紙Ｓの先端が上向きに湾曲していた場合、または、反転口１５から露出した記録紙Ｓの先端が下向きに湾曲していた場合に、記録紙Ｓの先端が冷却ユニット１８の吸気口２２や吹出口２４に引っ掛かることで発生する紙詰まりや記録紙Ｓの折れなどのトラブルを防止できる。

さらに、反転口１５から露出した記録紙Ｓについては、ガイド１９によって下方に垂れ下がらないように支持される。つまり、ガイド１９は、記録紙Ｓと冷却ユニット１８の吸気口２２との間に隙間を形成するようになっており、反転口１５から露出した記録紙Ｓが吸気口２２に吸着されて通紙不良になったり、吸気口１８を塞いで排出口１２から排出される記録紙Ｓの冷却が不十分になることを防止している。

図７に、記録紙Ｓの用紙サイズと冷却ユニット１８の冷却ファン２０の関係を示す。図示する大判の記録紙Ｓ１が排出口１２から排出される場合、冷却ユニット１８は、３つの冷却ファン２０によって記録紙Ｓ１の上面に空気を吹き付けて、記録紙Ｓ１を冷却する。しかしながら、図示する小版の記録紙Ｓ２が排出口１２から排出される場合、冷却ユニット１８は、記録紙Ｓ２の通紙幅の内側に収まる中央の冷却ファン２０を１つだけ駆動し、記録紙Ｓ２の通紙幅からはみ出した両側の冷却ファン２０を停止させる。つまり、画像形成装置１は、記録紙Ｓの用紙幅を判別して、冷却ファン２０の駆動を制御するようになっている。

これは、記録紙Ｓの側方に空気を吹き下ろすと、排紙トレイ１３に当たった空気が記録紙Ｓの下方に回り込んで上昇気流を生成し、記録紙Ｓを持ち上げようとすることで、記録紙Ｓの落下が不安定になり、排紙トレイ１３上で不規則に位置ずれして積層されるので、記録紙Ｓの側方に空気を吹き下ろさないようにするためである。

このため、中央の冷却ファン２０は、画像形成装置１で画像を形成することが可能な最も小さい記録紙Ｓの通紙幅の内側に収まるように配設されている。

また、画像形成装置１では、最大３００枚程度の連続した画像形成（印刷）が可能であることが望ましい。一般的なコピー用紙を使用すると、排紙トレイ１３には記録紙Ｓが３００枚でおよそ５０ｍｍの高さに積層されることになるので、排紙トレイ１３と冷却ユニット１８との間に６０ｍｍ以上の間隔を開けておくことが好ましい。

続いて、図８に、本発明の第２実施形態の画像形成装置の冷却ユニット１８を示す。本実施形態において、冷却ユニット１８以外の構成は第１実施形態と同一であるので、重複する説明は省略する。本実施形態では、中央の冷却ファン２０は、排出口１２側に僅かに傾斜して空気を吹き出すために、傾斜して配設されている。ただし、図示しない両側の冷却ファン２０は、水平に配設され、鉛直方向下向きに空気を吹き出すようになっている。

中央の冷却ファン２０は、図に太線矢印で示すように、排出口１２方向に傾斜して空気を送出する。記録紙Ｓに傾斜して吹き付けられた空気は、記録紙Ｓ上で排紙トレイ１３の側壁２１に向かって流れ、記録紙Ｓの後端を側壁２１に押し当てるように作用する。これにより、記録紙Ｓは、排紙トレイ１３の傾斜だけでなく、冷却ファン２０の気流によっても側壁２１に当接するように整列されて積層される。

さらに、図９に、本発明の第３実施形態の画像形成装置の冷却ユニット１８を示す。本実施形態において、冷却ユニット１８以外の構成は第１実施形態と同一であるので、重複する説明は省略する。本実施形態では、中央の冷却ファン２０の吹出口２４に、空気の吹き出し方向を調整するためのルーバー２６，２７を設けている。

排出口１２側のルーバー２６は、吹き出す空気を排出口１２方向に傾斜させて、第２実施形態と同様に、記録紙Ｓを側壁２１に当接させるようになっている。また、排出口１２から遠い側のルーバー２７は、吹き出す空気を排出口１２と反対方向（排紙方向）に傾斜させるようになっている。つまり、ルーバー２６，２７は、記録紙Ｓを側壁２１に沿って最も安定して落下させられるような空気の風量と風向とを実現するようになっているのである。

また、以上の実施形態において、画像形成装置１が通常有する環境センサにより環境温度を検出し、環境温度が低く冷却ファン２０によって気流を発生しなくても記録紙Ｓを十分に冷却できると判断される場合は、冷却却ファン２０を停止し、環境温度が高いときにのみ、記録紙Ｓの通紙幅の内側に位置する冷却ファン２０を駆動してもよい。

また、形成した画像のトナー使用量が多いほど冷却負荷が大きくなるので、トナーの消費量が少ない場合には、冷却ファン２０を停止してもよい。また、形成した画像の色やパターン（トナー濃度の偏りなど）によっても冷却負荷が変わるので、さらに細かく冷却ファン２０の駆動条件を定めてもよい。

また、画像形成装置に、ソータやステープラなどの排紙系オプションを取り付けると、記録紙Ｓが積層されるまでの時間が長くなる。これによって、記録紙Ｓの十分な冷却が得られる場合は、冷却ユニット１８を取り外し可能にすることで、排紙系オプションを取り付けやすくできる。冷却ユニット１８自体を、排紙系オプションの一つとして選択的に提供してもよい。

本発明の第１実施形態の画像形成装置の概略図。 図１の画像形成装置の装置本体上部の斜視図。 図１の画像形成装置の冷却ユニットの平面図。 図１の画像形成装置の冷却ユニットの底面図。 図１の画像形成装置の部分拡大断面図。 図１の画像形成装置の記録紙を反転している状態の部分拡大断面図。 図１の画像形成装置の冷却ファンと記録紙との関係を示す概略図。 本発明の第２実施形態の画像形成装置の部分拡大断面図。 本発明の第３実施形態の画像形成装置の部分拡大断面図。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 装置本体
６ 転写器
７ 定着器
１１ 排紙ローラ
１２ 排出口
１３ 排紙トレイ
１４ ダイバータ
１５ 反転口
１６ 反転ローラ
１７ 反転搬送路
１８ 冷却ユニット
１９ ガイド
２０ 冷却ファン
２１ 側壁
２２ 吸気口
２３ リブ
２４ 吹出口
２５ リブ
２６ ルーバー
Ｓ 記録紙

Claims (11)

1. 現像剤で形成した画像を記録紙に転写する転写器と、
   前記記録紙を加熱して転写された現像剤を溶融して定着する定着器と、
   前記現像剤を定着した記録紙を排紙トレイに排出するために、前記排紙トレイの上方に開口する排出口と、
   前記現像剤を定着した記録紙を裏返して前記転写装置に供給するための反転搬送路と、
   前記記録紙の一部を前記排紙トレイの上方に露出させてから引き戻して前記反転搬送路に導入するために、前記排出口の上方に開口する反転口と、
   前記排出口と前記反転口との間から前記排紙トレイの上方に向かって突出して設けられ、上方の空気を吸い込んで下方に送出する冷却ファンを備える冷却ユニットとを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 少なくとも１つの前記冷却ファンは、前記記録紙の通紙幅の内側に収まるように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. 前記冷却ファンは、前記記録紙の排出方向に直角な方向に複数並んで配設され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. 通紙される記録紙の用紙幅を判別し、前記記録紙の通紙幅の内側に収まる前記冷却ファンだけを駆動することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 環境温度が高いときのみ前記冷却ファンを駆動することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記記録紙に転写した画像に応じて前記冷却ファンを駆動するか否かを定めることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 少なくとも１つの前記冷却ファンは、前記排出口方向に傾斜して空気を送出することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記冷却ユニットは、前記排紙トレイとの間に６０ｍｍ以上の間隔を開けて設けたことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記冷却ユニットは、前記ファンの吸気口および吹出口を縦断するように、前記記録紙の排出方向に延伸する複数のリブが形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 前記反転口と前記冷却ユニットとの間に、前記反転口から露出する前記記録紙が前記冷却ユニット上に垂れ下がらないように支持するガイドを有することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の画像形成装置。
11. 前記冷却ユニットは、着脱可能であることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の画像形成装置。

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