JP2008292895A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】既存の構成を有効利用した簡単かつ安価なものであるにも拘わらず、飛散しようとするトナーの回収と、各構成部品の冷却とを効果的に行う。
【解決手段】画像形成ユニットから飛散するトナーを吸引する吸引手段２０と、画像形成ユニット９と吸引手段２０とを結ぶ排気流路の途中に設けたトナー除去部１３と、吸引手段２０の下流側に設けられ、吸引された空気をトナーカートリッジ１７が配設されるトナーカートリッジエリア１７に送風するための整流ダクト２３と、排紙トレイ１８とトナーカートリッジ１７の間に形成され、整流ダクト２３からの空気が流動する第１流路２０と、第１流路２０に連続し、定着装置４とトナーカートリッジ１７の間に形成され、第１流路２０を流動する空気を外部に導く第２流路２５とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

従来、画像形成装置として、画像形成ユニットと、その上方に位置する定着装置との間を気流で遮り、定着装置の輻射熱による画像形成ユニットの加熱を防止する中継ダクトを形成したものが公知である（例えば、特許文献１参照）。

また、他の画像形成装置として、空気流れの上流側に電源装置等を設け、下流側に定着装置を設けることにより、定着装置で発生する熱を効果的に外部に排出できるようにしたものが公知である（例えば、特許文献２参照）。

また、他の画像形成装置として、カートリッジ上部にドラムシャッターの開閉に連動して外部へと突出する整流板を設け、ファンからの送風を規制してカートリッジ内部に導くようにしたものが公知である（例えば、特許文献３参照）。

また、他の画像形成装置として、冷却ファンを装置本体の側面に対して傾斜して設置し、冷却ファンからの送風を紙搬送方向の下流側に向かわせるようにしたものが公知である（例えば、特許文献４参照）。

また、他の画像形成装置として、トナーの温度が上昇すれば、プリント動作を停止してファンを駆動することによりトナーカットリッジを冷却するようにしたものが公知である（例えば、特許文献５参照）。

また、他の画像形成装置として、記録媒体が定着器に近付いてから、記録媒体の先端が定着ローラと加圧ローラに挟持されるまで、ファンの回転数を抑制するようにしたものが公知である（例えば、特許文献６参照）。

特開２００６−３０５７２号公報 特開２００４−３４１３７４号公報 特開２００４−１０１６７２号公報 特開２００２−７２８３１号公報 特開２００１−３４３８８４号公報 特開２００２−１３９９７７号公報

しかしながら、特許文献１に記載された画像形成装置では、定着装置から発生する熱による影響を画像形成ユニットとの間でのみ排除できるだけである。

また、特許文献２に記載された画像形成装置では、空気流れを基準として各構成部品のレイアウトが決定する必要があり、設計上の制約が大きい。

また、特許文献３に記載された画像形成装置では、カートリッジの内部を冷却できるだけである。

また、特許文献４から６に記載された画像形成装置では、トナーを吸引するための吸引手段とは別に各構成部材を冷却するための冷却手段が必要である。このため、構造が複雑、大型化し、高価なものとならざるを得ない。

そこで、本発明は、既存の構成を有効利用した簡単かつ安価なものであるにも拘わらず、飛散しようとするトナーの回収と、各構成部品の冷却とを効果的に行う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。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
複数のトナーカートリッジから、対応する各画像形成ユニットの感光体にトナーを供給してトナー像を形成し、形成されたトナー像を用紙に転写し、転写したトナーを定着装置で定着させた後、排紙トレイに排出するようにした画像形成装置であって、
前記画像形成ユニットから飛散するトナーを吸引する吸引手段と、
前記画像形成ユニットと前記吸引手段とを結ぶ排気流路の途中に設けたトナー除去部と、
前記吸引手段の下流側に設けられ、前記吸引手段によって吸引された空気を前記トナーカートリッジが配設されるトナーカートリッジエリアに送風するための整流ダクトと、
前記排紙トレイと前記トナーカートリッジの間に形成され、前記整流ダクトからの空気が流動する第１流路と、
前記第１流路に連続し、定着装置とトナーカートリッジの間に形成され、前記第１流路を流動する空気を外部に導く第２流路と、
を備えた構成としたものである。

この構成により、吸引手段を駆動すれば、画像形成ユニットから飛散するトナーをトナー除去部で除去できるだけでなく、発生した空気流れを整流ダクトを介してトナーカットリッジエリアへと流動させることができる。トナーカットリッジエリアでは、排紙トレイとトナーカットリッジの間には第１流路が形成され、定着装置とトナーカットリッジの間には第２流路が形成されているので、排紙トレイ、トナーカットリッジ、及び、定着装置を効果的に冷却することができる。このように、吸引手段を、飛散しようとするトナーの回収と、各構成部品の冷却とに兼用することが可能である。

前記第２流路のいずれかに、排気手段を設けると、空気流れをスムーズなものとして、トナーの回収と、各構成部品の冷却とを、より一層効果的に行うことが可能となる点で好ましい。

前記整流ダクトは、前記各トナーカートリッジが配置されるトナーカートリッジエリアの全体に亘って送風可能とする徐々に流路断面積を大きくする導風口を備えると、トナーカットリッジエリアの全体に亘って空気流れを発生させることができ、均等に冷却することが可能となる点で好ましい。

前記トナーカートリッジエリアは平面視矩形状であり、
前記整流ダクトは、前記トナーカートリッジエリアの角部に配置され、送風方向が対角位置の角部側とすると、より一層、トナーカットリッジエリアの全体に空気流れを発生させることが可能となる点で好ましい。

本発明によれば、吸引手段を、飛散しようとするトナーの回収と、各構成部品の冷却とに兼用するようにしたので、新たに冷却手段を設けて装置を大型化したり、複雑化したり、あるいは、高価なものとしたりすることがなく、簡単かつ安価な構成で、前記両機能を実現することができる。

以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。

図１は、本実施形態に係る画像形成装置を示す。この画像形成装置は、大略、装置本体１内に、給紙ユニット２、作像装置３、定着装置４、トナー回収装置５、等を設けたものである。

給紙ユニット２は、サイズの異なる用紙６（記録媒体）がそれぞれ収容される複数のカセット７で構成されている。図示しない操作パネル上で選択された、あるいは、自動的に選択されたサイズの用紙６が、該当するカセット７から排出されるようになっている。

作像装置３は、中間転写ベルト８（中間転写体）と、中間転写ベルト８に沿って配置される４つの画像形成ユニット９とを備える。

中間転写ベルト８は、駆動ローラ１０と従動ローラ１１とに架け渡されており、図示しないモータを駆動して駆動ローラ１０を回転させることにより、図１中、矢印方向に循環移動するようになっている。

各画像形成ユニット９は、図４に示すように、帯電器９ａによって感光体１２を帯電し、露光器９ｂによって選択的に露光して静電潜像を形成し、現像器９ｃによってトナーを付着させ、トナー画像を形成するものである。感光体１２の側方部分には、感光体１２の軸方向に沿ってトナー除去部１３が複数箇所に並設されている。トナー除去部１３は、感光体１２や中間転写ベルト８等から飛散したトナーを回収する。トナー除去部１３には、例えば、図３に示すように、画像形成ユニット９の両端側にトナー除去フィルタ１３ａをそれぞれ形成したものを使用することができる。トナー除去フィルタ１３ａを画像形成ユニット９の両端側に設けたのは、この部分でのトナーの飛散が最も多いからである。トナー除去部１３の全体は、上方部分を補助ダクト１３ｂによって覆われている。補助ダクト部１３ｂは、後述する吸引ダクト２１に連通されている。

各画像形成ユニット９で形成されたトナー画像は、一次転写ローラ１４によって中間転写ベルト８を感光体１２に押圧することにより、中間転写ベルト８に転写される。また、駆動ローラ１０と二次転写ローラ１５によって中間転写ベルト８に転写されたトナー像が用紙６に転写される。

中間転写ベルト８と、その内側の各ローラ（駆動ローラ１０、従動ローラ１１、一次転写ローラ１４）と、トナー回収装置５とは一体的に形成され、中間転写ユニット１６を構成している。中間転写ユニット１６は、装置本体１から着脱可能となっている。

前記各画像形成ユニット９には、トナーカートリッジ１７からイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のトナーがそれぞれ供給される。トナーカートリッジ１７は、中間転写ベルト８と排紙トレイ１８の間の内部空間で水平方向に並設されている。これら４つのトナーカットリッジで構成される上面は、平面視矩形状のトナーカットリッジエリア１９を構成する。トナーカットリッジエリア１９と排紙トレイ１８の間には、後述する整流ダクト２３からの送風を可能とする第１流路２０が形成されている。

画像形成ユニット９は、中間転写ユニット１６の下方側で水平方向に並設されている。そして、中間転写ユニット１６と、並設された画像形成ユニット９との側方部分は吸引ダクト２１で覆われている。吸引ダクト２１は、図５に示すように、中間転写ユニット１６と、並設された画像形成ユニット９の側方部分を覆う主ダクト部２１ａと、この主ダクト部２１ａから画像形成ユニット９毎に延びる副ダクト部２１ｂとで構成されている。各副ダクト部２１ｂは、前記画像形成ユニット９に設けた補助ダクト部１３ｂに連通している。また、吸引ダクト２１には、吸引手段であるトナー吸引ファン２２が接続されている。トナー吸引ファン２２は、ケーシングにシロッコファンを収容したもので、トナーカットリッジの並設方向側に隣接して配置されている。ケーシングの一部はトナーカットリッジエリア１９の上面角部に延びる整流ダクト２３で構成されている。整流ダクト２３は、図６に示すように、第１流路２０での送風方向が、トナーカットリッジエリア１９の対角位置の角部側に向かうように構成されている。これにより、トナーカットリッジエリア１９で、全体に亘って一様な空気流れを形成することが可能となっている。なお、整流ダクト２３は、先端に向かうに従って徐々に流路断面積が大きくなるように構成すると、より一層空気流れを一様なものとすることが可能となる点で好ましい。

第１流路２０の下流側では、そこに位置するトナーカットリッジの上面が傾斜し、排紙トレイ１８もこの傾斜に合わせて傾斜している。そして、さらに下流側は、定着装置４とトナーカットリッジの間、定着装置４と中間転写ユニット１６の間にそれぞれ形成される空間を介して排気手段である排気ファン２４へと繋がっている。これら一連の、第１流路２０から排気ファン２４へと繋がる流路が第２流路２５である。排気ファン２４は、第１流路２０及び第２流路２５から空気を吸引し、装置本体１の外部へと排出する。

定着装置４は、定着ローラ２６及び加圧ローラ２７を支持フレーム２８によって回転可能に支持したものである。定着ローラ２６は導電性材料からなり、図示しないモータによって回転駆動され、図示しない励磁コイルによって誘導加熱される。加圧ローラ２７は、定着ローラ２６に圧接され、用紙６を挟み込む。これにより、用紙６に、作像装置３で転写されたトナーを定着させることができる。

トナー回収装置５は、図７に示すように、ハウジング２９内に搬送部材３０を収容したもので、作像装置３の一端側に設けられている。ハウジング２９は、中間転写ベルト８に向かって開口するトナー回収口（図示せず）を形成されている。搬送部材３０は、軸部３１の周囲に螺旋状の羽根部３２を形成したものである。搬送部材３０は、図示しないモータ等により回転し、ハウジング２９内に回収されたトナーを羽根部３２によって、順次、軸方向に搬送する。

次に、前記構成からなる画像形成装置の動作について説明する。

図示しないスタートボタンを操作することによりローラが駆動し、給紙ユニット２から用紙６が１枚払い出される。払い出された用紙６は、搬送されて作像装置３でトナーを付着される（トナー画像を形成される）。トナー画像を形成された用紙６は、続いて定着装置４へと搬送される。定着装置４では、励磁コイルに通電され、発生した磁界内に位置する定着ローラ２６が誘導加熱されて発熱する。そして、加圧ローラ２７によって、定着ローラ２６に用紙６が押し付けられることにより、トナーが定着される。定着装置４でトナーを定着された用紙６は、さらに搬送され、排紙トレイ１８へと排出される。

作像装置３及び定着装置４を移動した中間転写ベルト８には、表面にトナーが残留し、トナー回収装置５へと搬送される。トナー回収装置５へと搬送されたトナーは、ハウジング２９のブレード部２２によって掻き取られ、トナー回収口を介してハウジング２９内に回収される。

また、画像形成ユニット９で発生したトナーは、トナー吸引ファン２２を駆動することによりトナー除去部１３のトナー除去フィルタ１０によって捕捉される。トナー除去フィルタ１０を通過した空気は、吸引ダクト２１を介してトナー吸引ファン２２に吸引された後、整流ダクト２３を介して第１流路２０へと送風される。第１流路２０では、整流ダクト２３が前述の通り構成されているので、トナーカットリッジエリア１９の全体に亘って一様に送風される。したがって、各トナーカットリッジ１７は均等に冷却される。また同時に、排紙トレイ１８上に排出された用紙６も冷却され、用紙６に定着されたトナーの溶融が防止される。

第１流路２０を流動する空気は、排気ファン２４を駆動することにより第２流路２５へと引き込まれ、定着装置４とトナーカットリッジ１７の間、定着装置４と中間転写ユニット１６の間をそれぞれ流動し、これら各構成部品を冷却した後、外部へと排気される。

このように、前記構成の画像形成装置では、画像形成ユニット９で発生したトナーを除去するために駆動するトナー吸引ファン２２によって、用紙トレイ上の用紙６、トナーカットリッジ１７、定着装置４、及び、中間転写ユニット１６を効果的に冷却することができる（例えば、トナーカットリッジ１７では、従来に比べて温度を３〜８℃低下させることができた。）。しかも、空気が流れやすいように、整流ダクト２３、第１流路２０、第２流路２５を設けただけの簡単かつ安価な構成により、トナーの除去及び各構成部品の冷却という２つの機能を発揮させることができる。

本実施形態に係る画像形成装置の概略図である。 図１の画像形成ユニットから外部に至る排気流路を示す部分斜視図である。 図１の画像形成ユニットの斜視図である。 図３に示す画像形成ユニットの断面図である。 図１に示すトナー吸引ダクトを示す平面図である。 （ａ）は図５の整流ダクトの平面図、（ｂ）はその正面図である。 図１のトナー回収装置の一部を省略した断面図である。

符号の説明

１…装置本体
２…給紙ユニット
３…作像装置
４…定着装置
５…トナー回収装置
６…用紙
７…カセット
８…中間転写ベルト
９…画像形成ユニット
１０…駆動ローラ
１１…従動ローラ
１２…感光体
１３…トナー除去部
１４…一次転写ローラ
１５…二次転写ローラ
１６…中間転写ユニット
１７…トナーカートリッジ
１８…排紙トレイ
１９…トナーカットリッジエリア
２０…第１流路
２１…吸引ダクト
２２…トナー吸引ファン
２３…整流ダクト
２４…排気ファン
２５…第２流路
２６…定着ローラ
２７…加圧ローラ
２８…支持フレーム
２９…ハウジング
３０…搬送部材
３１…軸部
３２…羽根部

Claims (4)

1. 複数のトナーカートリッジから、対応する各画像形成ユニットの感光体にトナーを供給してトナー像を形成し、形成されたトナー像を用紙に転写し、転写したトナーを定着装置で定着させた後、排紙トレイに排出するようにした画像形成装置であって、
   前記画像形成ユニットから飛散するトナーを吸引する吸引手段と、
   前記画像形成ユニットと前記吸引手段とを結ぶ排気流路の途中に設けたトナー除去部と、
   前記吸引手段の下流側に設けられ、前記吸引手段によって吸引された空気を前記トナーカートリッジが配設されるトナーカートリッジエリアに送風するための整流ダクトと、
   前記排紙トレイと前記トナーカートリッジの間に形成され、前記整流ダクトからの空気が流動する第１流路と、
   前記第１流路に連続し、定着装置とトナーカートリッジの間に形成され、前記第１流路を流動する空気を外部に導く第２流路と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第２流路のいずれかに、排気手段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. 前記整流ダクトは、前記各トナーカートリッジが配置されるトナーカートリッジエリアの全体に亘って送風可能とする徐々に流路断面積を大きくする導風口を備え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. 前記トナーカートリッジエリアは平面視矩形状であり、
   前記整流ダクトは、前記トナーカートリッジエリアの角部に配置され、送風方向が対角位置の角部側としたことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。

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