JP2008250284A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着装置に近接するユニットを効率的に冷却することのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】作像ユニット１１と定着ユニット１４に挟まれた空間をダクト状に構成して通風ダクト３０とするとともに、該通風ダクト３０の用紙搬送路と反対側の側面に吸気ダクト３１及び排気ダクト（図示せず）を接続させて設ける。吸気ダクト及び排気ダクトには大きな開口部（３１ｂ）を設けることが可能であり、通風ダクト３０の空気流量を大きくして作像ユニット１１を効率的に冷却することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、さらに詳しく言えば、作像部を効果的に冷却する技術に関するものである。

特開２００４−３４７７０１号公報 特開２００２−１２３１５５号公報

近年、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置においては、高速化、デジタル化による機能向上に伴い、装置構成部品が増えている。その一方では、装置の大きさは、より小型化に向かっているため、相対的に部品間のスペースが小さくなっている。これにより、装置内の発熱密度が増大しており、熱対策がこれまで以上に重要となり、省スペースでの冷却が要求されている。

ところで、電子写真方式の画像形成装置では、作像部においてトナー画像を用紙に転写後、画像の乱れを防ぐためにも未定着トナー像をすばやく用紙に定着させる必要がある。そのため、定着装置を作像部の近傍に配置する必要があり、作像部（作像ユニット）は定着装置の熱に晒されやすい。

作像部冷却のために作像ユニットと定着装置の間に送風を行なうにしても、両者は近傍に配置されるため（特に、装置下部に配置した給紙部から用紙を上方に搬送して画像形成し排紙する縦搬送型の画像形成装置においては、装置全高を抑えるため、作像ユニットと定着装置が接近して配置される場合が多い）、作像ユニットと定着装置の間の空間（要冷却空間）における流路の断面積は小さく、また、細長くなってしまう。そのため、その細長い流路の前側（装置前面）から吸気して後方（装置奥側）に排気する排熱構造では、流路内の圧力損失が大きくなり、流量はごく小さなものとなってしまう。

そもそも、装置奥側には作像部等を駆動するための駆動系が配設されるため、流路が妨げられ、奥側への効率的な排気は難しく、また、装置前面側においても、前カバー等の外装カバーが設けられたり、ユニットの交換性を悪化させるなどの理由から、装置前面側にファンやダクトなどを設けることが困難であった。

また、縦搬送型の画像形成装置では、上記要冷却空間の片側側面が用紙搬送路に面するため、そちら側を送風に利用することができず、作像ユニットを有効に冷却することが難しかった。

また、装置小型化に伴う機内密度の上昇により、作像ユニットに限らず、定着装置に近接するユニット（例えば排紙ユニット）の冷却は重要であり、それらのユニットや機器類を保護する必要もある。

本発明は、従来の画像形成装置における上記問題を解決し、定着装置に近接するユニットを効率的に冷却することのできる画像形成装置を提供することを課題とする。

前記の課題は、本発明により、作像ユニットと定着ユニットを備える画像形成装置において、前記作像ユニットと前記定着ユニットに挟まれた空間をダクト状に構成して通風ダクトとするとともに、該通風ダクトの用紙搬送路と反対側の側面に吸気ダクト及び排気ダクトを接続させて設けたことにより解決される。

また、前記吸気ダクト及び前記排気ダクトにファンが配置されると好ましい。
また、前記吸気ダクトと前記通風ダクトの接続部及び前記排気ダクトと前記通風ダクトの接続部における流路の内側角部を断面曲線状にすると好ましい。

また、前記吸気ダクトと前記通風ダクトの接続部の開口面積と前記排気ダクトと前記通風ダクトの接続部の開口面積が等しく設けられていると好ましい。
また、前記吸気ダクト又は／及び前記排気ダクトの内部に整流フィンが設けられていると好ましい。

また、前記吸気ダクト及び前記通風ダクトならびに前記排気ダクトにおける流路の最小断面積部分と最大断面積部分との間の流路断面積が略一定の割合で変化すると好ましい。

また、前記吸気ダクトに分流ダクトを設けると好ましい。
また、前記排気ダクトに分流ダクトを設けると好ましい。
また、前記吸気ダクトと前記通風ダクトとの接続部の開口面積、または、前記排気ダクトと前記通風ダクトとの接続部の開口面積と、前記分流ダクトの開口面積とが異なると好ましい。

また、前記吸気ダクトへの空気取入口と、前記排気ダクトからの空気排出口とが当該画像形成装置の異なる装置側面に設けられていると好ましい。
また、前記排気ダクトからの空気排出口が、当該画像形成装置が備える操作部と反対側の装置側面に設けられていると好ましい。

また、定着立ち上げ時に、前記定着ユニットの定着部材が定着設定温度に達してから所定時間経過後に前記ファンを駆動すると好ましい。
また、前記作像ユニットが画像形成装置本体に脱着可能に設けられ、該作像ユニットの脱着方向が画像形成装置の前後方向であり、該脱着が装置本体の前面から行なわれると好ましい。

また、前記定着ユニットに隣接して配置される排紙ユニットを有し、前記定着ユニットと前記排紙ユニットの間に通風させる通風手段を備えると好ましい。
また、前記通風手段が吸気口及び排気口を有し、画像形成装置前後方向において前記吸気口及び前記排気口が前記定着ユニットと重ならないように配置されるとともに、前記吸気口と前記排気口が画像形成装置前後方向において対向するように配置されると好ましい。

また、前記定着ユニットが画像形成装置本体に脱着可能に設けられ、前記通風手段が前記定着ユニットの脱着に干渉しないよう設けられていると好ましい。
また、前記吸気ダクトへの空気取り入れ口と前記通風手段の吸気口が画像形成装置の同一側面に設けられ、前記排気ダクトからの空気排出口と前記通風手段の排気口が画像形成装置の同一側面に設けられると好ましい。

また、前記通風手段による通風方向が、前記排紙ユニットにより搬送される用紙の用紙面と略平行であると好ましい。
また、前記吸気ダクトに吸気ファンが設けられ、該吸気ファンが排紙ユニットの定着側搬送ガイド板に向けて配置されると好ましい。

また、前記吸気ダクト及び前記排気ダクトにそれぞれ吸気ファン及び排気ファンが設けられ、前記吸気ファンが前記通風手段の吸気ファンを兼ね、前記排気ファンが前記通風手段の排気ファンを兼ねると好ましい。

本発明の画像形成装置によれば、作像ユニットと定着ユニットに挟まれた空間をダクト状に構成して通風ダクトとするとともに、該通風ダクトの用紙搬送路と反対側の側面に吸気ダクト及び排気ダクトを接続させて設けたので、通風ダクトの断面積が小さく流路内の圧力損失が大きい構成であっても、接続した吸気ダクト及び排気ダクトに大きな開口部を設けることが可能となり、通風ダクトの空気流量を大きくして作像ユニットを効率的に冷却することができる。したがって、定着部の熱により作像ユニットにおけるトナー凝固や画質劣化等を防止することができ、良好な画像を得ることが可能となる。

請求項２の構成により、送風ファンにより吸気ダクトに空気を押し込むとともに排気ダクトから空気を吐出させ、空気流量を大きくすることができる。
請求項３の構成により、吸気ダクト及び排気ダクトと通風ダクトとの接続部で流路が曲折する部分の圧力損失を低減することができる。

請求項４の構成により、流路のバランスが向上され、圧力損失を低減することができる。
請求項５の構成により、整流フィンにより空気の流れを整え、より均一に空気を流すことができる。

請求項６の構成により、流路断面積が急激に変化することがなく、圧力損失を低減させることができる。
請求項７の構成により、吸気ダクトに設けた分流ダクトにより、通風ダクトとは別の部分に吸気を導くことができ、その部分の冷却が可能となる。

請求項８の構成により、排気ダクトに設けた分流ダクトにより、通風ダクトとは別の部分から空気を吸い出すことができ、装置内の冷却効率を高めることができる。

請求項９の構成により、それぞれの場所で必要とされる流量に応じて、各開口部に流れる空気の量を設定することができる。
請求項１０の構成により、空気排出口から排気された熱気を空気取入口から吸い込むことが防止され、冷却効率を低下させることがない。

請求項１１の構成により、画像形成装置を操作する者が空気排出口からの熱気に晒されることがない。
請求項１２の構成により、定着立ち上げ時に定着ユニットを過度に冷却することがなく、定着不良を防止することができる。

請求項１３の構成により、作像ユニットを装置本体の前面から脱着させる構成であっても、作像ユニットと定着ユニット間の通風ダクトへ効率良く通風可能であり、作像ユニットを効果的に冷却することができる。

請求項１４の構成により、定着ユニットに隣接する排紙ユニットを通風手段で冷却することが可能となり、搬送信頼性を向上させることができる。
請求項１５の構成により、定着ユニットと排紙ユニット間の隙間（空間）に効果的に通風させることができる。

請求項１６の構成により、通風手段が定着ユニット脱着の邪魔をすることがなく、ジャム処理性を損なうことがない。
請求項１７の構成により、排出された熱気を吸い込むことがなく、冷却効率を低下させることがない。

請求項１８の構成により、空気の流れが用紙によって妨げられることがなく、効率良く排紙ユニットを定着ユニットから断熱することができる。また、用紙の挙動を乱すことがない。

請求項１９の構成により、搬送ガイド板全体に空気を拡散させ冷却効率を高めることができ、熱による搬送ガイド板の反り等の変形を防止することができる。
請求項２０の構成により、一つの吸気ファンで通風ダクトと排紙ユニットに空気を導き、また、一つの排気ファンで通風ダクトと排紙ユニットから空気を吸い出すことができ、コストダウンを図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の一例を示す外観斜視図である。この画像形成装置１は原稿読取部と画像形成部を備えた複写機の一例であるが、ＬＡＮケーブルや電話回線と接続することにより、プリンタ、スキャナ、ファクシミリとしても用いることができる。図２に、画像形成装置１の内部構成を断面図にて示す。

本例の画像形成装置１では、本体の略中央部に画像形成部２が配置され、その画像形成部２の下に給紙部３が配置されている。また、画像形成部２の上部には胴内排紙型と呼ばれる排紙部４が設けられており、その上方に原稿読取部５が配置されている。また、この原稿読取部５の前面側には、画像形成装置の複数の機能を操作するための入力手段（スタートキー、テンキー、機能設定キー、リセットキー、クリア／ストップキー等の各種キー）と、各種入力情報や装置の状態を表示する表示手段（液晶表示パネル、あるいは入力手段を兼ねた液晶タッチパネル等）とを有する操作部６が設けられている。

図２に示されるように、画像形成部２には、作像ユニット１１，書込ユニット１２，転写ユニット１３，定着ユニット１４等が配置されている。作像ユニット１１は、感光体１５の周囲に帯電手段や現像装置、クリーニング手段などを配設したものである。作像ユニット１１に隣接してトナーボトル１６が配置されており、現像装置にトナーを供給する。転写ユニット１３は、複数のローラに掛け渡された転写搬送ベルトを有しており、対向する感光体ドラム１５との間に転写部を形成する。

なお、本例の画像形成装置１では、作像ユニット１１は画像形成装置本体に対し着脱可能なプロセスカートリッジとして構成され、装置手前側に引き出し可能に設けられている。また、トナーボトル１６も、装置本体の手前方向に引き出して交換可能に設けられている。

画像形成時、感光体ドラム１５の表面が帯電手段によって帯電される。その感光体表面に、書込ユニット１２からのレーザ光が照射され、感光体表面に静電潜像が形成される。その静電潜像に現像装置からトナーが付与され、トナー像として可視化される。

給紙部３には２段の給紙トレイ１７ａ，１７ｂが設けられており、選択された給紙トレイに収納された転写紙等の記録媒体（以下、用紙という）が給紙手段１８により給紙され、搬送ローラ１９を介してレジストローラ２０へと搬送される。レジストローラ２０によって感光体ドラム１５上に担持されたトナー像とのタイミングをとって、用紙が転写部に送り出される。トナー像を転写された用紙は転写ユニット１３の転写搬送ベルトによって上方に搬送され、定着ユニット１４に送り込まれる。用紙が定着ユニット１４を通過する際、熱と圧力とによりトナー像が用紙に溶融定着される。トナー像が定着された用紙は、排紙ユニット２１により排紙部４に排出され、排紙トレイ２２上にスタックされる。

さて、本実施形態の画像形成装置１では、作像ユニット１１と定着ユニット１４に挟まれた要冷却空間（図２のハッチングを参照）を通風ダクト３０として構成している。該通風ダクト３０は、図２，３に示されるように、高さが小さくて扁平であり、装置前後方向に細長く延びた形状となっている。通風ダクト３０は、用紙搬送路２３（図３に２点鎖線で示す）と反対側の側面に設けられた連絡開口部３０ａ，３０ｂを除く部分が閉鎖されて通風ダクトとなっている。通風ダクト３０の連絡開口部３０ａ，３０ｂには、それぞれ吸気ダクト３１及び排気ダクト３２が接続されている。

さらに、吸気ダクト３１には前ダクト３３が接続され、排気ダクト３２には後ダクト３４が接続される。前ダクト３３は装置幅方向に延設され、画像形成１の左側面に開口する吸気口３３ａを有している。また、後ダクト３４は、排気ダクト３２からそのまま装置後方に向かい、装置背面に開口する排気口３４ａを有している。したがって、本例の場合、吸気ダクト３１につらなる吸気口３３ａと排気ダクト３２につらなる排気口３４ａは、画像形成装置１の異なる側面にそれぞれ設けられている。吸気ダクト３１には、前ダクト３３との接続開口部分に送風ファン３５が設けられる。後ダクト３４の中途には、送風ファン３６が設けられる。なお、排気ファンである送風ファン３６は、排気ダクト３２に設けても良い。

図３に矢印で示すように、送風ファン３５及び３６が駆動されると、吸気口３３ａから取り入れられた空気（外気）は、前ダクト３３から吸気ダクト３１を介して通風ダクト３０を通り、さらに、排気ダクト３２から後ダクト３４を介して排気口３４ａより機外に排出される。作像ユニット１１と定着ユニット１４間の要冷却空間に設けられた通風ダクト３０の上面は定着ユニット１４と画像形成部２とを仕切るフレーム２４（図２）に対向して近接又は当接しており（フレーム２４をダクトの構成部材として用いても良い）、通風ダクト３０の下面は作像ユニット１１に対向して近接又は当接しており、上記のように通風ダクト３０内を流れる空気によって定着部の熱を機外に排出するとともに、作像ユニット１１を効果的に冷却することができる。

ところで、作像ユニット１１と定着ユニット１４に挟まれた通風ダクト３０は、上記のように扁平で細長い形状をしており、断面積が小さく、流路内の圧力損失も大きい。しかし、本実施形態では、図２に示されるように、通風ダクト３０に接続される吸気ダクト３１は、通風ダクト３０とは反対側（前ダクト３３との連結部）で高さが大きくなっており、その開口部３１ａはほぼ正方形になっている。通風ダクト３０に接続される排気ダクト３２もほぼ同様の形状をしており（装置奥側に向かうように吸気ダクト３１とは対称の形状をしているが）、吸気ダクト３１及び排気ダクト３２の開口部面積が大きくなっている。そのため、ダクト内に取り込む空気の量を多くすることができ、通風ダクト３０の空気流量を大きくすることが可能となった。

さらに、本例では、吸気ダクト３１に送風ファン３５で空気を押し込み、排気ダクト３２から送風ファン３６で吐き出すことで、通風ダクト３０を流れる空気流量を更に増大させている。

また、図３に示されるように、吸気ダクト３１及び排気ダクト３２と通風ダクト３０との接続部の内側壁面ｈ（空気流路のカーブの内側の壁面）を曲線状（Ｒ形状）とすることにより、流路が曲がる部分での圧力損失を低減することができる。

さらに、本例では、吸気ダクト３１及び排気ダクト３２が接続される通風ダクト３０の開口部３０ａ，３０ｂの開口面積が等しくなるように設けられている。これにより、流路のバランスが向上し、流路の圧力損失を低減することができる。

また、吸気口３３ａと排気口３４ａを画像形成装置１の異なる側面にそれぞれ設けたことにより、排気口３４ａから排気された空気（定着部の熱により熱せられた空気）を吸気口３３ａから隔離することができ、冷却効率の低下を防ぐことができる。そして、排気口３４ａが画像形成装置の操作部６（図１）とは反対側の側面に配置されるため、ユーザが排気口３４ａからの排気・熱気に晒されることがない。

なお、吸気ダクト３１の吸気側端面（送風ファン３５設けられている側の端面）は、装置本体の筐体である前側板５１に固定されており、その開口部３１ａ（図２参照）が前側板５１に設けられた開口部（符号なし）に接続されている。吸気ダクト３１の開口部３１ａおよび前側板５１の開口部は、前ダクト３３を構成する部材である外装前カバー５３によって覆われ、装置左側面の外装カバー５４に吸気口３３ａとしての通気用ルーバーを形成したことにより、既存の前側板５１及び外装前カバー５３をダクト（前ダクト３３）構成部材として利用することが可能となり、部材点数を低減することができる。さらに、装置幅方向に延びる前ダクト３３が前側板５１の外側に配置されるので、画像形成装置の前後側板５１，５２間でのダクト占有面積を減らすことが可能となり、両側板間の空間を有効利用することができ、例えば電装部品であるＰＳＵ（パワー・サプライ・ユニット）５５を配置するなどして、画像形成装置の小型化に寄与することができる。

また、本例では、上述したように作像ユニット１１及びトナーボトル１６が装置本体に対し脱着可能に設けられており、その脱着方向は装置前面側となっている。したがって、装置前面側には通風ダクト３０の吸気口や送風ファンなどを設けることが困難であり、装置奥側でも駆動系などを配設したことにより通風ダクト３０の排気口や送風ファンなどを設けることが困難な装置レイアウトであるが、吸気ダクト３１及び排気ダクト３２を用いることにより、通風ダクト３０への通風が可能となり、定着部の熱を機外に排出するとともに、作像ユニット１１を効果的に冷却することが可能となった。

図４は、通風ダクト３０とそれに接続した吸気ダクト３１及び排気ダクト３２内の流路の断面積の変化を示す模式図である。この図に示すように、本例では、通風ダクト３０とそれに接続した吸気ダクト３１及び排気ダクト３２内における流路の最小断面積部分：Ｓと最大面積部分：Ｌとの間の流路断面積がほぼ一律に変化するように構成されている。流路断面積の急激な変化を避けることにより、流路内の圧力損失を低減させることが可能となる。

図５は、吸気ダクト３１及び排気ダクト３２内に整流フィンを設けた例を示す平断面図である。この図に示すように、吸気ダクト３１及び排気ダクト３２の通風ダクト３０との接続部近傍には、それぞれ２枚の整流フィン３７，３７が設けられている。この整流フィン３７を設けることにより空気の流れが整えられ、通風ダクト３０内により均一に空気を流すことができる。なお、本例では吸気ダクト３１及び排気ダクト３２の両方に整流フィンを設けたが、どちらか一方のダクトに整流フィンを設けた場合でも効果はある。

図６は、吸気ダクト３１及び排気ダクト３２にそれぞれ分流ダクトを設けた例を示す平断面図である。この図に示すように、吸気ダクト３１には分流ダクト３８が、排気ダクト３２には分流ダクト３９が設けられている。吸気ダクト３１は分流ダクト３８と連通しており、分流ダクト３９は排気ダクト３２と連通している。この構成により、前ダクト３３を介して吸い込んだ空気を吸気ダクト３１から分流ダクト３８へ分流させ、画像形成部２（図２参照）内に導くことができる。また、画像形成部２内の空気を分流ダクト３９から吸い込んで排気ダクト３２を介して機外に排出することができる。したがって、画像形成部２内に配置された機器、例えば書込ユニット１２等を冷却することが可能となる。本構成では、分流ダクト３８，３９をそれぞれ吸気ダクト３１及び排気ダクト３２に付設するだけで、送風ファン等を追加する必要がなく、低コストに複数箇所（画像形成部２及び作像ユニット１１と定着ユニット１４間の要冷却空間）を同時に冷却することができる。分流ダクトを設けた吸気ダクト３１及び排気ダクト３２の正面図及び側面図（用紙搬送路側から見た図）を図７，８に示す。

また、本例では、吸気側の分流ダクト３８の開口部３８ａの面積と、排気側の分流ダクト３９の開口部３９ａの面積とを、吸気ダクト３１及び排気ダクト３２と通風ダクト３０との接続部である開口３１ａ，３１ｂの面積とを異ならせている。本例の場合、各開口部の面積の大小関係は、３１ａ＝３１ｂ＞３８ａ＞３９ａとなっている。このように、各開口部の開口面積に差を設けることにより、それぞれの場所で必要とされる流量に応じて、各開口部に流れる空気の量をコントロール（設定）することができる。

なお、吸気ダクト３１及び排気ダクト３２には、図５の例と同様に整流フィン３７を設けても良い。また、本例では吸気ダクト３１及び排気ダクト３２の両方に分流ダクトを設けたが、どちらか一方のダクトにのみ分流ダクトを設けることも可能である。

上記通風ダクト３０は、専用のダクト部材によりダクト空間を形成しても良いが、作像ユニット１１と定着ユニット１４間の要冷却空間の周囲に位置する部材によってダクト空間を形成し、通風ダクト３０としても良い。図９〜図１１に、上記要冷却空間の周囲に位置する部材によって通風ダクト３０を形成させた具体的な構成例を示す。

図９〜図１１において、符号２４は、定着ユニット１４と画像形成部２とを仕切るフレームである（図２も参照）。このフレーム２４は、図１１から分かるように、装置正面方向から見ると“コ”の字を逆向きにした形状をしており、底面部２４ａと上面部の間に定着ユニット１４が配置される。また、符号１１は作像ユニットであり、感光体１５とその周囲に配設される帯電手段や現像装置及びクリーニング手段などを一体にユニット化し、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジとして構成したものである。また、符号５６は、作像ユニット１１を着脱方向（図９，１０に太い両矢印で示す）にスライド移動可能に保持するスライドガイドである。また、符号２９は、フレーム２４の下面に取り付けられたガイド部材である。このガイド部材２９は、作像ユニット１１の上面１１ａに突設されたガイドリブ１１ｂをガイドする部材であり、作像ユニット１１の着脱時にガイドリブ１１ｂをガイドする。

このような構成において、フレーム２４の底面部２４ａと、作像ユニット１１の上面１１ａと、作像ユニット１１のガイドリブ１１ｂ及びガイド部材２９により通風ダクト３０が構成される。すなわち、図１１に示されるように、フレーム２４の底面部２４ａによってダクトの天井面が、作像ユニット１１の上面１１ａによってダクトの下面が、ガイドリブ１１ｂ及びガイド部材２９によって、ダクトの一方側の側面（図１１において右側の側面）がそれぞれ形成される。ダクトの反対側の側面は、図３で説明したように、吸気ダクト３１及び排気ダクト３２が取り付けられることによってダクト側面が形成される。なお、ダクトの手前側（画像形成装置正面側）と奥側（画像形成装置背面側）の側面は、それぞれ図示しない画像形成装置の前後フレームによって塞がれる。よって、これらの作像ユニット１１と定着ユニット１４間の要冷却空間の周囲に位置する部材によって通風ダクト３０が形成される。そして、図９に一点差線の矢印で示すように、吸気ダクト３１から吸入された空気が通風ダクト３０を通って排気ダクト３２から排出され、定着部の熱を機外に排出するとともに、作像ユニット１１を効果的に冷却する。なお、図示例の吸気ダクト３１及び排気ダクト３２は、分流ダクト３８及び３９をそれぞれ備えるものである（排気ダクトの分流ダクト３９は図では見えていない）。また、吸気ダクト３１及び排気ダクト３２には上述の整流フィン３７（図５）を設けても良い。

図１１から分かるように、通風ダクト３０の一方側の側面を形成するガイドリブ１１ｂ及びガイド部材２９は、縦方向（上下方向）においてオーバーラップするように設けられている。これにより、ダクト部空間の密閉性を高め、冷却効率の低下を防止することができる。また、ガイドリブ１１ｂとガイド部材２９は、ガイドリブ１１ｂがダクト部空間の内側となるように設けられる。これにより、作像ユニット１１の部材であるガイドリブ１１ｂが通風ダクト３０を通る空気に晒される面積が大きくなり、作像ユニット１１を効率的に冷却することができる。なお、図１１における点線の矢印は用紙搬送経路を示すものである。

図１２は、転写部を冷却可能に設けた構成例を示す通風ダクト３０近傍の斜視図である。図２及び図１１から分かるように、感光体ドラム１５と転写ユニット１３とが対向して形成される転写部は、作像ユニット１１のすぐ側方で定着装置１４の直下に位置しており、定着装置１４の熱の影響を受ける。また、転写部の位置は通風ダクト３０の近傍でもある。そこで、通風ダクト３０を通る空気の一部を転写部に導くことで、転写ユニット１３等を冷却することができる。

すなわち、図１２に示すように、通風ダクト３０の一方側の側面を形成するガイドリブ１１ｂ及びガイド部材２９は、図示例の場合は、通風ダクト３０の長手方向の全長にわたって設けられておらず、装置前後方向の中央部所定の範囲にだけ設けられている。これにより、通風ダクト３０の一方側の側面（図１１における右側側面）部の手前側と奥側に開口４０，４０が形成されることになる。この開口４０，４０から、作像ユニット１１の側方に位置する転写ユニット１３等に空気を当てることができ、それらの機器を冷却することができる。

また、上記開口４０，４０は、用紙搬送路（本例の画像形成装置では用紙搬送基準は中央基準である）の幅方向両側で通紙領域外に位置するように設けられる。このため、開口４０，４０からの空気は搬送される用紙に直接当たらず、用紙の挙動や用紙上の未定着トナー像に影響を与えることが防止される。なお、開口４０，４０の装置前後方向の長さは小さなものであり、作像ユニット１１をガイドする機能には何ら影響を与えることがない。

図１３は、通風ダクト３０の一方側の側面を形成するガイドリブ１１ｂとガイド部材２９の別の形態を模式的に示す平面図である。
この図に示すように、フレーム２４の底面部２４ａの下面に取り付けて設けられるガイド部材２９は、装置手前側端部の位置が装置奥側端部の位置よりも外側（図２の右側面側）となるように斜めに設けられている。このガイド部材２９に対応して、作像ユニット１１の上面に突設されるガイドリブ１１ｂも、装置手前側端部の位置が装置奥側端部の位置よりも外側となるように斜めに設けられている。ガイド部材２９とガイドリブ１１ｂは平行に（作像ユニット１１を装置本体にセットしたときに）設けられている。

このような構成により、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジである作像ユニット１１を装置本体に挿入してセットしていくと、ガイド部材２９にガイドリブ１１ｂが徐々に近づいてゆき、作像ユニット１１が完全にセットされると、ガイド部材２９にガイドリブ１１ｂが密着する。これにより、作像ユニット１１をセットする際のセット性が向上するとともに、ガイド部材２９とガイドリブ１１ｂとを密着させることが可能となり（両者が平行な場合は、両者が密着すると摺動しづらくなり、作像ユニット１１の着脱性が低下する）、通風ダクト３０の一方側の側面部における密閉度を高めて冷却性を向上させることができる。

ところで、定着装置の立ち上げ時は定着性が不安定なため定着不良を発生させやすい。したがって、定着立ち上げ時に送風ファン３５，３６を駆動すると、通風ダクト３０より定着部の熱が奪われる可能性がある。そこで、定着立ち上げ時には定着装置がリロードしてから一定の時間が経過した後に送風ファン３５，３６を駆動するように制御すると好適である。

具体的には、図１４のフローチャートに示すように、印刷要求により定着ヒータがオンされ（Ｓ１）、定着装置が所定の設定温度になるように制御される（Ｓ２）。定着装置に設けられるサーミスタ等の温度検知手段で検知した温度が所定の設定温度（リロード温度）より高くなったか否かを判断し（Ｓ３）、検知温度がリロード温度以下の場合（すなわち定着立ち上げ時）はＳ４に進んで定着リロードを待つ。定着リロード後、所定時間（例えば３０秒）経過したら送風ファン３５，３６を駆動する。一旦定着装置が立ち上がった後は、Ｓ３からＳ５に進んで送風ファン３５，３６を駆動する。そして、印刷ジョブが終了したら（Ｓ７）、ある一定の時間（ここでは３０秒とする）だけ送風ファン３５，３６の駆動を継続してからファンを停止させる（Ｓ８）。これにより、定着立ち上げ時に定着ユニット１４を過度に冷却することがなく、定着不良の発生を防ぐことができる。

次に、定着ユニット１４に近接するユニットである排紙ユニット２１を冷却する通風手段を備える構成について、図１５，１６を参照して説明する。
図１５は、排紙ユニット２１付近を示す平断面図であり、図１６は、作像ユニット１１から排紙ユニット２１にわたる部分を、用紙搬送路に沿って切断した（図２の右側から見た）縦断面図である。これらの図に示すように、作像ユニット１１の上に定着ユニット１４が位置しており、両者の間には上記説明した要冷却空間に通風させるための通風ダクト３０が設けられている。そして、定着ユニット１４のすぐ上には、排紙ユニット２１が配置されている。排紙ユニット２１は、搬送ローラ２５や排紙ローラ２６、図示しない搬送ガイド板や用紙センサ等を含んでいる。ここで、センサ類は熱に弱いため、定着ユニット１４から発せられる熱から保護する必要がある。

そこで、図１５，１６に示すように、排紙ユニット用の送風ファン２７，２８を設けている。送風ファン２７は吸気ファンとして作用し、送風ファン２８は排気ファンとして作用する。送風ファン２７，２８及びその吸気口・排気口は定着ユニット１４にオーバーラップすることなく（装置前面側から見た場合に、送風ファン２７，２８及びその吸気口・排気口が定着ユニット１４と重ならず）、排紙ユニット側に位置するよう設けられており、また、送風ファン２７及び吸気口と送風ファン２８及び排気口とを対向させるように配置することで、定着ユニット１４と排紙ユニット２１間の隙間（空間）に空気を流せるように設けられている。これにより、流れる空気の層によって定着ユニット１４からの熱を断熱でき、送風効果によって排紙ユニット内のセンサ類を保護することができる。また、定着ユニット１４に対して直接空気を吹き付ける構成としていないため、定着ユニットの過度の冷却を防ぐことができ、定着効率を低下させることがない。

排紙ユニット用の吸気ファンである送風ファン２７は、吸気ダクト３１用の吸気ファン３５と同じ装置前側に設けられており、排紙ユニット用の排気ファンである送風ファン２８は、排気ダクト３２用の排気ファン３６と同じ装置奥側に設けられている。そのため、どれかの送風ファンで排気された温められた空気をどれかの送風ファンによって吸い込むことがなく、冷却効果の低下を防止することができる。なお、本例の画像形成装置１で用いている送風ファン２７，２８，３５，３６は、いずれもモータ一体型のものである。

また、定着ユニット１４は、本例では図１５の装置右側面方向に取り外すように設けられている。すなわち、図１６では、図面に垂直な方向に取り外すようになっている。ここで、送風ファン２７，２８は、画像形成装置の前後側板５１，５２に取り付けて支持させており、送風ファン２７，２８を定着ユニット１４の両脇に配置することで、ジャム発生時に定着ユニット１４を取り外す場合でも、送風ファン２７，２８が邪魔になることがなく、ジャム処理性を低下させることがない。

送風ファン２７，２８による空気の流れる方向は排紙ユニットにより搬送される用紙の用紙面とほぼ平行であるため、搬送される用紙の側面から空気が流れることになり、排紙ユニット２１内の空気の流れが用紙によって妨げられることがなく、効率良く排紙ユニットを定着ユニット１４から断熱することができる。また、用紙の挙動を乱すことがない。さらに、図１６から判るように、吸気側の送風ファン２７をやや下方に向けて排紙ユニットの下側搬送ガイド板（図示せず）に向けて傾けて配置することにより、搬送ガイド板全体に空気が拡散し、冷却効率を高めることができる。そのため、熱による搬送ガイド板の反り等の変形を防止することができる。

送風ファン２７，２８の制御の一例として、例えば、画像形成装置の待機時には半速モードで駆動し、定着装置がオンされたら全速モードで駆動するように制御する。

図１７は、排紙ユニット２１と通風ダクト３０用の送風ファンを共用させた実施例を概念的に示す模式図である。この図に示すように、吸気ダクト４１は二又ダクトになっており、一方のダクト部４１ａは通風ダクト３０（図２参照）に接続され、他方のダクト部４１ｂは排紙ユニット２１に接続される。同様に、排気ダクト４２も二又ダクトになっており、一方のダクト部４２ａは通風ダクト３０に接続され、他方のダクト部４２ｂは排紙ユニット２１に接続される。吸気ダクト４１には吸気ファンとしての送風ファン４３が設けられ、排気ダクト４２には排気ファンとしての送風ファン４４が設けられる。

送風ファン４３により吸気ダクト４１内に取り込まれた空気はダクト部４１ａ及び４１ｂを介してそれぞれ通風ダクト３０と排紙ユニット２１に送られ、通風ダクト３０及び排紙ユニット２１を通過した空気は、排気ダクト４２のダクト部４２ａ及び４２ｂを介して送風ファン４４により機外に排出される。

本実施例では、排紙ユニット２１と通風ダクト３０用の吸気ファンを一つにまとめ、また、排気ファンも一つにまとめたことにより、送風ファンの個数を減らすことができ、コストを低減させるとともに、送風ファン（ファンモータ）による騒音を低減させることができる。

上記したように、本実施形態の画像形成装置１では、定着装置に近接するユニットを効率的に冷却することが可能となり、作像ユニット１１と定着ユニット１４に挟まれた要冷却空間を通風ダクト３０として構成し、該ダクト部に吸気ダクト３１，４１より空気を送り込み排気ダクト３２，４２より排気することで、作像ユニット１１を効率的に冷却することができる。したがって、定着部の熱により作像ユニットにおけるトナー凝固や画質劣化等を防止することができ、良好な画像を得ることが可能となる。また、作像ユニット１１と定着ユニット１４間の流路の断面積が小さく流路内の圧力損失が大きい構成であっても、上記通風ダクト部の側面に接続した吸気ダクト３１，４１及び排気ダクト３２，４２は大きな開口部を設けることができるので、冷却が必要な通風ダクト３０の空気流量を大きくすることが可能となり、必要な部分を効率的に冷却することができる。

また、定着ユニット１４に近接して設けられた排紙ユニット２１を冷却することにより、排紙ユニットに配置されたセンサ類を熱から保護することができ、誤検知を防いで用紙搬送の信頼性を向上させることができる。したがって、画像品質の向上とあわせて、画像形成装置における高性能・高品質を得ることができる。

以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、作像ユニットと定着ユニットに挟まれた要冷却空間をダクト状に構成する場合、その形状や、ダクトとして用いる部材等は任意である。また、その要冷却空間（のダクト）に接続する吸気ダクト及び排気ダクトの形状や大きさも一例であり、適宜設定できるものである。また、送風ファンの形状や大きさ、送風ファンの配置位置なども適宜設定可能である。

作像ユニット（プロセスカートリッジ）に含まれる部材等も任意である。また、像担持体（感光体）としてはドラム状に限らず、ベルト状の像担持体でも良い。定着ユニットの構成も任意であり、ヒートロール方式に限らず、ベルト定着方式、あるいは、誘導加熱方式なども採用可能である。

さらに、本発明は、カラー画像形成装置にも適用可能である。そして、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。

本発明に係る画像形成装置の一例を示す外観斜視図である。 その画像形成装置の内部構成を示す断面図である。 その画像形成装置が備える通風ダクトと吸気ダクト及び排気ダクトを示す平面図である。 ダクト断面積の変化を説明するための模式図である。 吸気ダクト及び排気ダクトに整流フィンを設けた例を示す平面図である。 吸気ダクト及び排気ダクトに分流ダクトを設けた例を示す平面図である。 その吸気ダクト及び排気ダクトの正面図である。 その吸気ダクト及び排気ダクトの側面図である。 通風ダクトの具体的な構成例を示す斜視図である。 作像ユニットの着脱を示す斜視図である。 図９の正面図である。 転写部を冷却可能に設けた構成例を示す通風ダクト近傍の斜視図である。 通風ダクトの一方側の側面を形成する部材の別の形態を模式的に示す平面図である。 吸気ファン及び排気ファンの駆動制御を示すフローチャートである。 排紙ユニットの通風手段付近を示す平断面図である。 用紙搬送路に沿った縦断面図である。 排紙ユニットと通風ダクトで送風ファンを共用させた実施例を示す模式図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 画像形成部
３ 給紙部
５ 原稿読取部
６ 操作部
１１ 作像ユニット
１２ 書込ユニット
１４ 定着ユニット
２１ 排紙ユニット
３０ 通風ダクト
３１，４１ 吸気ダクト
３２，４２ 排気ダクト
３３ 前ダクト
３４ 後ダクト
２７，３５ 送風ファン（吸気ファン）
２８，３６ 送風ファン（排気ファン）
３７ 整流フィン
３８，３９ 分流ダクト

Claims (20)

1. 作像ユニットと定着ユニットを備える画像形成装置において、
   前記作像ユニットと前記定着ユニットに挟まれた空間をダクト状に構成して通風ダクトとするとともに、該通風ダクトの用紙搬送路と反対側の側面に吸気ダクト及び排気ダクトを接続させて設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記吸気ダクト及び前記排気ダクトにファンが配置されることを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記吸気ダクトと前記通風ダクトの接続部及び前記排気ダクトと前記通風ダクトの接続部における流路の内側角部を断面曲線状にしたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記吸気ダクトと前記通風ダクトの接続部の開口面積と前記排気ダクトと前記通風ダクトの接続部の開口面積が等しく設けられていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記吸気ダクト又は／及び前記排気ダクトの内部に整流フィンが設けられていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記吸気ダクト及び前記通風ダクトならびに前記排気ダクトにおける流路の最小断面積部分と最大断面積部分との間の流路断面積が略一定の割合で変化することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記吸気ダクトに分流ダクトを設けたことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記排気ダクトに分流ダクトを設けたことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記吸気ダクトと前記通風ダクトとの接続部の開口面積、または、前記排気ダクトと前記通風ダクトとの接続部の開口面積と、前記分流ダクトの開口面積とが異なることを特徴とする、請求項７又は８に記載の画像形成装置。
10. 前記吸気ダクトへの空気取入口と、前記排気ダクトからの空気排出口とが当該画像形成装置の異なる装置側面に設けられていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記排気ダクトからの空気排出口が、当該画像形成装置が備える操作部と反対側の装置側面に設けられていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
12. 定着立ち上げ時に、前記定着ユニットの定着部材が定着設定温度に達してから所定時間経過後に前記ファンを駆動することを特徴とする、請求項２に記載の画像形成装置。
13. 前記作像ユニットが画像形成装置本体に脱着可能に設けられ、該作像ユニットの脱着方向が画像形成装置の前後方向であり、該脱着が装置本体の前面から行なわれることを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
14. 前記定着ユニットに隣接して配置される排紙ユニットを有し、前記定着ユニットと前記排紙ユニットの間に通風させる通風手段を備えることを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
15. 前記通風手段が吸気口及び排気口を有し、画像形成装置前後方向において前記吸気口及び前記排気口が前記定着ユニットと重ならないように配置されるとともに、前記吸気口と前記排気口が画像形成装置前後方向において対向するように配置されることを特徴とする、請求項１４に記載の画像形成装置。
16. 前記定着ユニットが画像形成装置本体に脱着可能に設けられ、前記通風手段が前記定着ユニットの脱着に干渉しないよう設けられていることを特徴とする、請求項１４又は１５に記載の画像形成装置。
17. 前記吸気ダクトへの空気取り入れ口と前記通風手段の吸気口が画像形成装置の同一側面に設けられ、前記排気ダクトからの空気排出口と前記通風手段の排気口が画像形成装置の同一側面に設けられることを特徴とする、請求項１５に記載の画像形成装置。
18. 前記通風手段による通風方向が、前記排紙ユニットにより搬送される用紙の用紙面と略平行であることを特徴とする、請求項１４に記載の画像形成装置。
19. 前記吸気ダクトに吸気ファンが設けられ、該吸気ファンが排紙ユニットの定着側搬送ガイド板に向けて配置されることを特徴とする、請求項１４に記載の画像形成装置。
20. 前記吸気ダクト及び前記排気ダクトにそれぞれ吸気ファン及び排気ファンが設けられ、前記吸気ファンが前記通風手段の吸気ファンを兼ね、前記排気ファンが前記通風手段の排気ファンを兼ねることを特徴とする、請求項１４に記載の画像形成装置。
    

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