JP2009271237A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外部環境をより正確に把握して環境に応じた制御を行うために、画像形成後の電源オフ、オン時においても、環境センサの検知誤差を最小限に抑える。
【解決手段】環境センサ３３は、吸気口３２とシロッコファン３４との間に配置され、シロッコファン３４により装置外部から吸い込まれた空気を、吸気口３２、環境センサ３３、シロッコファン３４、感光ドラム１８〜２１、中間転写ベルト１５などの冷却対象、排気口３５の順に通過させる風路を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、シート等の記録材上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタなどの画像形成装置に関するものである。

従来、外部環境を正確に把握して環境に応じた制御を行い、画像品質を安定させることのできる画像形成装置が知られている（特許文献１参照）。

特許文献１に記載された画像形成装置では、図１０に示すように、吸気口１０１と、排気口１０２と、軸流ファン１０３と、湿度センサ１０４と、温度センサ１０５とが設けられている。ここで、吸気口１０１は、画像形成装置外の空気を画像形成装置内に取り入れるためのものである。また、軸流ファン１０３は、画像形成装置内の空気を排気口１０２から画像形成装置外へ排出するためのものである。また、湿度センサ１０４及び温度センサ１０５は、画像形成装置外の環境を検知するためのものである。

また、湿度センサ１０４及び温度センサ１０５を吸気口近傍の画像形成装置内部に配置している。そして、画像形成装置外から吸引された空気を、吸気口１０１、湿度センサ１０４及び温度センサ１０５、冷却対象、軸流ファン１０３、排気口１０２の順に通過させるように構成している。

そして、空気により画像形成装置内の冷却対象の冷却を行い、画像形成装置外の環境に応じて画像形成の諸制御を最適化する制御を行っている。

上述のように画像形成装置を構成することで、装置内部発熱体から環境センサに与える熱影響を少なくすることができる。

つまり、特許文献１に記載された画像形成装置では、環境センサを安定した環境のもとで検知させ、周囲環境に応じた制御を行うことで、画像品質を向上させている。
特開２００４−０２０６８３号公報

しかしながら、上述したような従来の装置においては、以下に述べるような課題があった。

近年の画像形成装置においては、消費電力及び騒音の観点から、連続印字（画像形成）後には、本体冷却ファンをなるべく早く止める必要がある。また、本体の制御によって、ファンを早く止める以外にも、省電力のためユーザが電源を切断し、強制的に本体冷却ファンが止められてしまう場面も増えている。

上述の状況においては、本体内が十分に冷却される前にファンが停止してしまい、本体内の熱気が環境センサまで到達することにより、環境センサが熱せられてしまう場合がある。このような場合には、次にプリントジョブを受け取って動作する場合や電源をオンした時に、環境センサが周囲の環境温度より高く検知してしまうことが懸念されていた。

さらに、上記従来の方式では、基板表面のみに風路が形成されている。そのため、基板の裏側に熱がこもり、機内温度の上昇と共に基板裏が熱せられ、環境センサの読取誤差と
なってしまうことが懸念されていた。

本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、外部環境をより正確に把握して環境に応じた制御を行うために、画像形成後の電源オフ、オン時においても、環境センサの検知誤差を最小限に抑えることを目的とする。

上記目的を達成するために本発明にあっては、
装置外部の空気を装置内部に吸い込むための吸気口と、
前記吸気口から装置内部に空気を吸い込む吸気手段と、
環境の状態を検知する環境センサと、
装置内部の空気を装置外部へ排出するための排気口と、
を備え、
前記吸気手段により装置内部に吸い込まれた空気によって冷却対象の冷却を行い、前記環境センサの出力に基づいて画像形成に関する制御を行うことにより、記録材に画像を形成する画像形成装置において、
前記環境センサは、前記吸気口と前記吸気手段との間に配置され、
前記吸気手段により装置外部から吸い込まれた空気を、前記吸気口、前記環境センサ、前記吸気手段、前記冷却対象、前記排気口の順に通過させる風路を備えることを特徴とする。

本発明によれば、外部環境をより正確に把握して環境に応じた制御を行うために、画像形成後の電源オフ、オン時においても、環境センサの検知誤差を最小限に抑えることが可能となる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

以下、本発明の実施例１について説明する。

図１は、本実施例の画像形成装置１０の概略構成を示す正面方向の断面図である。

まず、画像形成工程及び環境センサの役割について説明する。

図１において、画像形成装置１０は、記録材を収納したカセット１２を有している。また、このカセット１２は、図１において前方から画像形成装置１０本体に出し入れ自在に装着されている。カセット１２の右端部には、ピックアップローラ１３が内蔵されており、ピックアップローラ１３により、プリント信号に合わせてカセット１２から記録材が搬送される。その下流側には、レジストローラ対１４が配置されている。この時点では、レジストローラ対１４は停止している。

次に、画像を書き出すタイミングに合わせて回転するレジストローラ対１４により、記録材は画像形成領域へと搬送される。

画像形成領域は、中間転写ベルト１５、駆動ローラ１６、従動ローラ１７、像担持体と
しての感光ドラム１８〜２１、一次転写ローラ２２〜２５、レーザスキャナユニット２６、中間転写ベルトクリーナ２７、及び、二次転写ローラ２８によって構成されている。ここで、駆動ローラ１６は、中間転写ベルト１５を駆動するためのものである。また、二次転写ローラ２８は、記録材に画像を転写するためのものである。

次に、画像形成工程について説明する。

レーザスキャナユニット２６によって感光ドラム１８〜２１上に電気的な潜像が形成された後、現像ローラによってそれぞれの感光ドラム１８〜２１上の潜像にトナーを付着させる事で潜像が現像される。そして、一次転写ローラ２２〜２５によって、順次中間転写ベルト１５上に４色の画像を載せて行く。

そして、中間転写ベルト１５を介して形成される二次転写ローラ２８と駆動ローラ１６とのニップ部によって記録材が搬送されることで、中間転写ベルト１５上に形成されたトナー画像は、記録材上に転写される。

上述した一次転写工程及び、二次転写工程においては、画像形成装置本体が周囲環境の温度及び湿度を正確に検知することは良質な画像を得るために非常に重要である。

なぜならば、トナーを感光ドラム上にムラ無く均一に転写するために、一次転写バイアスを周囲環境温度に応じて調整する必要があり、また、トナーを記録材へ良好に転写するためには、記録材の水分量に応じて二次転写バイアスを適正化する必要がある為である。

次に、中間転写ベルト１５上に残った余分なトナーは中間転写ベルトクリーナ２７によって清掃され、画像形成装置は次の画像形成工程に備える。以上が画像形成工程である。

その後、記録材は定着ユニットに搬送され、定着器２９において、熱と圧力が加えられ、記録材にトナー像が定着される。

上述した定着器２９の定着温度についても、トナーを均一に記録材へ転写するために、環境センサが検知した値（出力（値））に基づいて、定着温調温度を調節（制御）するとよい。

次に、記録材は中間搬送路３０上のローラによって搬送され、印字（画像形成）面を下側にして排出トレイ３１上に排出される。

なお、上記以外にも、画像形成に関する制御を行う場合において、環境センサの読取値（出力）を使用することができる。例えば、環境センサによって周囲温度を読取り、ある一定の温度を超える場合においては、装置本体の画像形成動作に制限を加えて、装置本体内部に熱的な不具合が生じないように保護する保護シーケンスなどに環境センサの読取値を使用することができる。

以上が画像形成装置１０における画像形成工程及び環境センサの役割についての説明である。

次に、本実施例における、環境センサの配置及び風路について説明する。

図２は、本実施例の画像形成装置１０の内部を示す概略斜視図であって、本実施例の風路を形成する部材のみ示した図になっている。なお、図中の矢印は、本実施例の風路を流れる空気の流れを表している。

本実施例では、環境センサ３３は、吸気口３２とシロッコファン３４との間に配置されている。ここで、環境センサ３３は、吸気口３２とシロッコファン３４との間において、吸気口３２の近傍に設けられるとより好ましい。

本実施例の画像形成装置１０は、次に示すような順番で、装置外部から装置内部に吸い込んだ空気を通過（流通）させる風路を備えている。すなわち、画像形成装置１０は、図２に示すように吸気口３２、環境センサ３３、シロッコファン３４、前面風路３６、感光ドラム１８〜２１、中間転写ベルト１５などの冷却対象ユニット、後面風路３７、排気口３５の順番で空気を通過させる。

このようにして、画像形成装置１０は、シロッコファン３４により装置内部に吸い込まれた空気によって冷却対象の冷却を行っている。

ここで、吸気口３２は、画像形成装置１０の外部（以下、装置外部）の空気を画像形成装置１０の内部（以下、装置内部）に吸い込むためのものである。また、環境センサ３３は、環境の状態を検知するためのものである。また、シロッコファン（冷却ファン）３４は、吸気口３２から装置内部に空気を吸い込むためのものであり、吸気手段に相当する。また、排気口３５は、装置内部の空気を装置外部へ排出するためのものである。また、環境センサ３３は、吸気口３２に接続されることにより、風路を形成するダクト部材としてのダクト４５に保持されている。本実施例では、ダクト４５は、吸気口３２からシロッコファン３４までの風路を形成している。

図３は、本実施例のシロッコファン３４を示す概略斜視図である。図４は、軸流ファン５０の概略構成を示す正面図である。

図３，４に示すように、シロッコファン３４の下流側開口部３８は軸流ファン５０に比べて小さく、また、シロッコファン３４の羽３９においては、羽同士の隣り合う間隔が軸流ファン５０に比べて狭く設けられている。

したがって、本実施例の画像形成装置では、シロッコファン３４が停止した場合において、冷却対象ユニットから風路の上流側（吸気口３２側）に向かう熱をシロッコファン３４によって遮断することができる。

よって、環境センサ３３は、装置本体内の余熱による影響を受け難くなる。そのため、次の印字動作又は電源オン後に、シロッコファン３４が再び回り始めて外気を吸入した後、すぐに環境センサ値を読取っても、従来懸念されていた検知誤差をより少なくすることができる。

このように本実施例によれば、画像形成装置が熱を有した状態から本体冷却ファンのオフ後、次の電源投入時においても、環境検地誤差を、より抑えることが可能となる。

ここで、従来、環境センサの周辺の風速が早い場合であって、粉塵の舞う場所などで画像形成装置が使用された場合や長期使用時において、環境センサの周りにごみが付着し、誤検知してしまうことが懸念されていた。

本実施例では、軸流ファン５０に比べて、ファン上流側の風速が遅いシロッコファン３４を用いているので、外気からのゴミの流入を減少させることができる。そのため、環境センサ３３にゴミが付着することを緩和でき、環境センサの誤検知を防ぐことができる。

ここで、画像形成装置１０に適用される吸気手段としては、上述したように、シロッコファンが最も適している。しかしながら、吸気手段として軸流ファンを使用しても効果を得ることができる。

吸気手段として軸流ファン５０を使用する場合においては、図４に示すように、隣り合う羽５１の隙間５２が大きい為、シロッコファンを使用した場合に比べて断熱効果が落ち、環境センサの読取誤差がシロッコファンの場合より多少悪化することが懸念される。また、長期間の使用により、環境センサ３３にゴミの付着を招くことが懸念される。したがって、シロッコファン３４を適用することが、より好ましい。

なお、本実施例の画像形成装置１０では、原稿読取部１１を画像形成装置本体の上部に配置した場合について説明したが、これに限るものではなく、原稿読取部１１が無い構成であっても上記同様の効果を得ることができる。

次に、本発明の実施例２について説明する。なお、本実施例においては、実施例１に対して異なる構成部分について述べることとし、実施例１と同様の構成部分については、その説明を省略する。

以下に、図５を用いて環境センサ３３が取り付けられた基板（以下、環境センサ基板）４１周りの風路ついて説明する。図５は、環境センサ３３の環境センサ基板周りの概略構成を示す拡大図である。

図５に示すように、環境センサ基板４１の表面側と裏面側に風路を設けることで、環境センサ基板全体を周囲環境温度と同等にすることが可能となり、環境センサ３３の検知精度をより上げることができる。

図６は、環境センサ３３として、環境センサ基板４１の表面と裏面にそれぞれ、温度を検知する温度センサ４２と、湿度を検知する湿度センサ４３を配置した状態を示す概略図である。ここで、温度センサ４２が環境センサ基板４１の表面及び裏面のうちいずれか一方に設けられ、湿度センサ４３が環境センサ基板４１の表面及び裏面のうちいずれか他方に設けられるものであればよい。

本実施例では、さらに、図６に示すように、環境センサ基板４１の表面と裏面にそれぞれ温度センサ４２と湿度センサ４３を配置している。また、吸気口３２から吸い込まれ環境センサ基板４１に達するまでの空気の流れ方向（吸気方向、図６に示す矢印Ｂ方向）、環境センサ基板４１の表面、及び、環境センサ基板４１の裏面がそれぞれ略平行となるように設けられている。

このように配置することで、吸気口３２からそれぞれのセンサまでの距離を、温度センサ４２と湿度センサ４３とで同じとすることができる。ここで、図６においては、破線矢印で上記距離を示しており、本実施例においては、吸気口３２から温度センサ４２までの距離ａと、吸気口３２から湿度センサ４３までの距離ｂとが略等しくなるように設けられている。

したがって、温度センサ４２と湿度センサ４３とで同等の状態の外気を検知でき、センサ同士の読取誤差を、より低減することができる。

ここで、環境センサ基板４１は、ダクト４５に設けられた第１保持部としての保持部４６に保持されている。

図７は、本実施例のダクト４５において、環境センサ３３が取り付けられた部分を示す概略斜視図である。

保持部４６は、ダクト４５と一体的に形成されている。図５に示すダクト４５の上方には、図７に示すように、開口部４５ａが設けられており、この開口部４５ａから図５に示す下方（図５の矢印Ａ方向）に向けて環境センサ基板４１が挿入されるように構成されている。開口部４５ａから挿入された環境センサ基板４１は、保持部４６の下端４６ａに突き当たることで保持部４６に保持されることとなる。保持部４６の下端４６ａは、ダクト４５本体や画像形成装置１０の筐体に接触することなく設けられている。すなわち、保持部４６に保持された環境センサ基板４１は、風路に吊られた（ぶら下げられた）状態となっている。また、空気の流れ方向（図６に示す矢印Ｂ方向）に直交する方向に断面をとった場合のダクト４５の中央領域（風路の真中の領域）に、温度センサ４２と湿度センサ４３が配置されるように、環境センサ基板４１が保持部４６により保持されることがより好ましい。このように保持部４６により保持されることで、環境センサ基板４１は、ダクト４５の壁面からより遠い位置に配置することができる。

このような構成により、ダクト４５が外気温度の上昇により暖められた場合であっても、環境センサ基板４１、すなわち温度センサ４２と湿度センサ４３においては、ダクト４５外部の温度上昇の影響を受け難くなる。

加えて環境センサ基板４１の表側と裏側に風路を配置しているため、保持部４６も冷却されることとなるので、温度センサ４２と湿度センサ４３においては、ダクト４５の外気温度の影響を受け難くすることができる。

図８は、本実施例のダクト４５において、環境センサ３３が取り付けられた部分を塞ぐパッキン４７が設けられた状態を示す概略斜視図である。

配線信号ケーブル（配線）４８は、図７に示すように、ダクト４５の開口部４５ａを通って環境センサ基板４１に接続されている。

そして、図８に示すように、ダクト４５には、この開口部４５ａを塞ぐため、発泡ウレタン等のパッキン４７を配置（挿入）するための設置部４５ｂが設けられている。設置部４５ｂには、パッキン４７が弾性変形した状態で、開口部４５ａを塞ぐように保持されている。ここで、パッキン４７は、弾性変形可能に設けられた弾性部材に相当する。また、設置部４５ｂは、第２保持部に相当する。

このように構成することで、ダクト４５周囲の熱気が開口部４５ａからダクト４５内部（ダクトの内側すなわち風路）に吸い込まれてしまうことを防止することができる。

したがって、ダクト４５周囲の温度が上昇したときでも、環境センサ基板周りを周囲環境温度と同等にすることが可能であり、検知精度をさらに上げることができる。

なお、本実施例においては、保持部４６をダクト４５と一体的に形成した場合について説明したが、これに限るものではない。すなわち、ダクト４５とは別に、環境センサ基板４１を保持する保持部材を設け、この保持部材をダクト４５に取り付けるものであってもよい。このように構成した場合、開口部４５ａの大きさは、信号ケーブル４８が通るだけの大きさでよいため、ダクト４５周囲の熱気が開口部４５ａからダクト４５内部に吸い込まれてしまうことを、より効果的に防止することができる。

次に、本発明の実施例３について説明する。なお、本実施例においては、実施例１，２に対して異なる構成部分について述べることとし、実施例１，２と同様の構成部分については、その説明を省略する。

図９は、本実施例の画像形成装置を示す概略斜視図である。

従来の画像形成装置では、室内の壁際や角などに設置される場合が多かった。そのような場合において、壁が吸気口側に来た場合には、風路を塞いでしまい、環境センサに外気が十分に流れず、検知誤差になることが懸念されていた。

そこで、本実施例においては、図９に示すように、画像形成装置１０本体の側面１０ａに排出トレイ３１を形成し、さらに、排出トレイ３１が設けられた側面と同一の側面１０ａであって排出トレイ３１の下方に吸気口３２を配置している。

これにより、ユーザが画像形成装置１０本体を壁際に設置した場合においても、十分な吸気面積が得られ、環境センサ３３が周囲環境値を検出するのに十分な外気を吸入することができ、環境読取誤差の発生を抑制することができる。すなわち、画像形成装置の設置場所によらず、より安定的に外部環境を測定することができ、環境読取誤差の発生を抑制することができる。

実施例１の画像形成装置の概略構成を示す正面方向の断面図。 実施例１の画像形成装置の内部を示す概略斜視図。 実施例１のシロッコファンを示す概略斜視図。 軸流ファンの概略構成を示す正面図。 実施例２の環境センサの環境センサ基板周りの概略構成を示す拡大図。 実施例２の環境センサとして、環境センサ基板の表面と裏面にそれぞれ温度センサと湿度センサを配置した状態を示す概略図。 実施例２のダクトにおいて、環境センサが取り付けられた部分を示す概略斜視図。 実施例２のダクトにおいて、環境センサが取り付けられた部分を塞ぐパッキンが設けられた状態を示す概略斜視図。 実施例３の画像形成装置を示す概略斜視図。 従来の画像形成装置を示す概略図。

符号の説明

１０ 画像形成装置
３２ 吸気口
３３ 環境センサ
３４ シロッコファン
３５ 排気口

Claims (6)

1. 装置外部の空気を装置内部に吸い込むための吸気口と、
   前記吸気口から装置内部に空気を吸い込む吸気手段と、
   環境の状態を検知する環境センサと、
   装置内部の空気を装置外部へ排出するための排気口と、
   を備え、
   前記吸気手段により装置内部に吸い込まれた空気によって冷却対象の冷却を行い、前記環境センサの出力に基づいて画像形成に関する制御を行うことにより、記録材に画像を形成する画像形成装置において、
   前記環境センサは、前記吸気口と前記吸気手段との間に配置され、
   前記吸気手段により装置外部から吸い込まれた空気を、前記吸気口、前記環境センサ、前記吸気手段、前記冷却対象、前記排気口の順に通過させる風路を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記環境センサが取り付けられた基板が設けられ、
   前記風路は、前記基板の表面側及び裏面側にそれぞれ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。
3. 前記環境センサは、温度を検知する温度センサ、及び、湿度を検知する湿度センサであり、
   前記基板の表面及び裏面のうちいずれか一方に温度センサが設けられ、前記基板の表面及び裏面のうちいずれか他方に湿度センサが設けられ、
   前記吸気口から吸い込まれ前記基板に達するまでの空気の流れ方向、前記基板の表面、及び、前記基板の裏面がそれぞれ平行となるように設けら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. 前記基板を保持する第１保持部、及び、前記第１保持部に保持された前記基板に接続される配線を通すための開口部を有し、前記吸気口に接続されたダクト部材と、
   弾性変形可能に設けられ、前記開口部を塞ぐための弾性部材と、
   を備え、
   前記ダクト部材には、弾性変形した状態の前記弾性部材が前記開口部を塞ぐように保持される第２保持部が設けられている
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
5. 装置本体の側面には、画像が形成された記録材が排出される排出トレイが設けられ、
   前記吸気口は、前記排出トレイが設けられている側面と同一の側面であって、かつ、前記排出トレイの下方に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記吸気手段がシロッコファンであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。

Images