JP2009288742A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 排出トレイに排紙された高温のプリントによる排出トレイ下側に位置するトナーカートリッジの温度上昇を抑える画像形成装置の冷却手段を提供する。
【解決手段】 タンデム方式フルカラー画像形成装置１０において、吸気ファン３１から吸入された空気は排紙ローラ２５から排紙トレイ２４方向に吹き出されるほか、排紙ローラ２５手前から第１の空気流路３３に流入し、排紙トレイに排紙された記録紙Ｐの下側に吹き出して記録紙Ｐを冷却する。記録紙Ｐを冷却した空気は排紙トレイ２４の下側で、トナーカートリッジ１６Ｙ〜１６Ｋの上側に形成された帰還空気流路３３を経て第２の空気流路３４に流入し、定着ユニット等画像形成装置内部に配置された各種部材を冷却し、排気ファン３５を経て画像形成装置１０の外部に排出される。トナーカートリッジ１６Ｙ〜１６Ｋの上側の帰還空気流路３３により記録紙Ｐからの輻射熱は遮断される。
【選択図】 図１

Description

この発明は、電子複写機やその複合機などの画像形成装置に関する。

電子複写機やその複合機などの画像形成装置においては、画像信号で変調されたレーザ光を感光体上に投射して画像潜像を形成し、形成された画像潜像をトナーで現像してトナー像を形成する。そして、形成されたトナー像を記録紙に転写し、記録紙上に転写されたトナー像を定着装置で加熱溶融して定着処理し、定着処理された記録紙を排出トレイに排紙するという工程を経て、画像の記録された記録紙（以下、プリントという場合がある）を作成している。

このため、排出トレイに排紙されたプリントは高温度の状態にあるから、大量にプリントを作成した場合は排出トレイ上でプリント相互が貼り付いてしまうという不都合が発生する場合がある。特に、カラープリントは記録紙へのトナーの付着量が多いため、定着温度がモノクロプリントの場合よりも高く設定されているため、プリント相互が貼り付いてしまう不都合が発生しやすい。

この対策として、排出トレイの定着装置側に接近した位置に冷却空気を供給して定着装置から排出トレイに搬送される記録紙を冷却する手段を備えた画像形成装置（特許文献１参照）が提案されている。この他、定着装置の周辺全体に冷却空気を供給すると共に、冷却空気を排紙ローラに吹き付けるようにした冷却手段を備えた画像形成装置も提案されている（特許文献２参照）。
特開２００６−１７８１７号公報 特開２００７−２９３０６０号公報

排出トレイに排紙されたプリントは高温度の状態にあるから、上記したような排出トレイにプリントを冷却する手段や、定着装置の周辺全体や排紙ローラを冷却する冷却手段を設けても、排紙されたプリントが常温にまで冷却されるわけではなく、特に排出トレイの積載枚数の多い大型の画像形成装置では、排紙された多数枚のプリントの熱により排出トレイの下側に配置されているトナーカートリッジの温度が上昇し、トナーカートリッジ内部のトナーが凝集するという、別の問題の発生要因となる。この対策としてはトナーカートリッジをファン等で冷却する方法が考えられるが、カラー画像形成装置では４本のトナーカートリッジを使用するから冷却装置もトナーカートリッジ毎に設けたり、大型の冷却装置とするなどの対策を取らざるを得ない。そして、画像形成装置の小型化が要請されている状況では冷却装置の小型化には限界があった。この発明は上記した課題を解決することを目的とするものである。

この発明は上記課題を解決するもので、請求項１の発明は、画像データに基づいて感光体上に画像潜像を形成し、これをトナーで現像して感光体上にトナー像を形成する作像部と、感光体上にトナー像を記録紙に転写する転写部と、記録紙に転写されたトナー像を定着処理する定着部と、定着処理された記録紙を排出トレイに排出する記録紙排出部を備えた画像形成装置において、画像形成装置外部の空気を吸入して画像形成装置内部に送出する吸気ファンと、前記吸気ファンから吸入された空気を前記排出トレイに供給する第１の空気流路と、前記排出トレイの下側に位置し、前記第１の空気流路から排出トレイに供給された空気を回収する帰還空気流路と、前記帰還空気流路の空気を画像形成装置本体内部に供給する第２の空気流路と、画像形成装置内部の空気を吸入して画像形成装置外に送出する排気ファンとを備え、前記吸気ファンから吸入された空気を第１の空気流路を経て排出トレイ上に供給して定着部から排出される記録紙を冷却し、前記帰還空気流路から第２の空気流路を経て流れる空気を画像形成装置本体内部に供給して装置本体内部を冷却し、排気ファンを経て画像形成装置本体外部に排出することを特徴とする画像形成装置である。

そして、前記第１の空気流路は、前記吸気ファンから吸入された空気を前記記録紙排出部を構成する排紙ローラ及び前記排出トレイの上面に供給する空気流路である。

そして、前記第１の空気流路は分岐部を備え、前記吸気ファンから吸入されて分岐された空気の一部を排紙ローラ及び前記排出トレイの上面に供給するほか、分岐された空気の残部を第２の空気流路を経て画像形成装置の本体内部に供給する。

そして、前記帰還空気流路は、前記排出トレイの下側で且つトナーカートリッジの上側に位置し、排出トレイに排紙された記録紙の熱輻射をトナーカートリッジから遮断するものとする。

そして、前記第２の空気流路は、前記第１の空気流路の分岐部、及び前記帰還空気流路に繋がり、画像形成装置の本体内部に空気を供給するものとする。

そして、前記第１の空気流路は、前記排出トレイの上面の一部に形成された突出部を備え、突出部の側面の開口から排出トレイの上面に空気を供給するようにするとよい。

また、前記第１の空気流路は、前記排出トレイの上面に形成された多数のリブを備え、リブで形成された空気流路から排出トレイの上面に空気を供給するようにしてもよい。

さらに、前記画像形成装置は、前記吸気ファンから吸入された空気を前記排出トレイに供給する第１の空気流路に空気の供給及び遮断をするガイド板装置を備え、記録紙の前記排出トレイ搬送時は、ガイド板装置を操作して第１の空気流路に空気を供給し、定着部から排出される記録紙を冷却し、記録紙の給紙待機時はガイド板装置を操作して第１の空気流路への空気の供給を制限又は遮断し、第２の空気流路を経て流れる空気を画像形成装置本体内部に供給して装置本体内部を冷却するようにしてもよい。

以上説明したとおり、この発明は、吸気ファンから吸入された空気を第１の空気流路を経て排出トレイ上に供給して定着部から排出される記録紙を冷却し、前記帰還空気流路から第２の空気流路を経て流れる空気を画像形成装置本体内部に供給して装置本体内部を冷却し、装置本体内部を冷却した空気を排気ファンを経て画像形成装置本体外部に排出することを特徴とする画像形成装置であるから、吸気ファンから吸入された外部の空気で定着部から排出される記録紙を冷却するほか、記録紙を冷却した空気で画像形成装置本体内部を冷却することができ、吸気ファン及び排気ファンをそれぞれ一個で構成することができ、製造コストを低減することができる。

そして、前記帰還空気流路を前記排出トレイの下側で且つトナーカートリッジの上側に位置させることで、排出トレイに排紙された記録紙の熱輻射をトナーカートリッジから遮断し、トナーカートリッジ内部のトナーの凝集を防ぐことができる。

以下、この発明の実施の形態の画像形成装置を説明する。図１は、この発明を実施したタンデム方式のフルカラー画像形成装置１０の構成の概略を示す断面図である。

図１において、１１は作像部で、イエロー色の画像を形成する作像部１１Ｙ、マゼンタ色の画像を形成する作像部１１Ｍ、シアン色の画像を形成する作像部１１Ｃ、黒色の画像を形成する作像部１１Ｋからなり、それぞれの作像部１１Ｙ〜１１Ｋは帯電ユニット、感光体、現像ユニット、クリーニングユニットを備えるが、その構成は公知であるから詳細な説明は省略する。

１２は中間転写ベルトで、駆動ローラ１３と従動ローラ１４との間に架設され、矢印ａ方向に一定速度で駆動される。中間転写ベルト１２の下には前記作像部１１Ｙ〜１１Ｋが直列に配置され、前記中間転写ベルト１２を挟んで作像部１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋと反対側には転写部１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋが配置される。

作像部１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの上方にはトナーカートリッジ１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋが配置され、作像部１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの現像ユニットにトナーが補給されるように構成されている。また、作像部１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの下方には給紙部１７が配置され、また、給紙部１７の横方向には手差給紙部１８が配置されており、給紙部１７又は手差給紙部１８から記録紙Ｐが作像部１１に向けて給紙されるように構成されている。

前記中間転写ベルト１２を挟んで従動ローラ１４に対向する位置には二次転写ローラ２１が配置されており、中間転写ベルト１２と二次転写ローラ２１とのニップ部に搬送される記録紙Ｐに中間転写ベルト１２上に形成されたトナー像を転写するように構成されている。さらにトナー像が転写された記録紙Ｐの搬送方向下流側には、定着ユニット２３が配置され、記録紙Ｐ上のトナー像を加熱加圧して定着処理するように構成されている。

定着ユニット２３の記録紙Ｐの搬送方向下流側には定着処理され、排紙された記録紙Ｐ（プリント）を受ける排紙トレイ２４が配置されており、排紙トレイ２４の記録紙Ｐの搬送方向上流側には排紙トレイに接近して排紙ローラ２５が配置されている。

画像形成装置１０の動作を簡単に説明する。図示しないパソコンや画像読取装置から出力された、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色に色分解された画像信号が作像部１１Ｙ〜１１Ｋに入力される。赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色に対応して作像部１１Ｙ〜１１Ｋの感光体上には、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色の画像潜像が形成され、各色のトナーで現像される。現像されたイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナー像は中間転写ベルト１２の矢印ａ方向の移動に応じて中間転写ベルト１２の上に順次重畳して転写され、フルカラーのトナー像が形成される。中間転写ベルト１２の移動によりフルカラーのトナー像が二次転写ローラ２１の位置に来るタイミングに合わせて記録紙Ｐが二次転写位置に給紙され、フルカラーのトナー像が記録紙Ｐの上に転写される。この後、記録紙Ｐは定着装置２３に搬送され、記録紙Ｐ上のフルカラーのトナー定着処理され、排紙ローラ２５を経て排紙トレイ２４に排出され、フルカラーの画像が形成されたプリントが完成する。

以上は、公知のタンデム方式のフルカラー画像形成装置１０の構成の概略であるが、本願発明では上記の構成に加えて、吸気ファン３１、及び排気ファン３５が設備され、画像形成装置１０の内部には第１の空気流路３２、帰還空気流路３３、及び第２の空気流路３４が形成されている。これらの空気流路は、画像形成装置内部に配置される各種の部材間の空間により形成される空気流路であるが、特別の部材を使用して構成される部分もある。特別の部材を使用した構成部分については、その部材毎に説明する。

吸気ファン３１は、画像形成装置１０の定着ユニット２３の上方のトップカバー１０Ａの下側に配置される。吸気ファン３１の排出側には導風板３１ａが配置され、その下側は排紙トレイ２４に向けて吸気ファン３１で吸気した外気を記録紙Ｐに吹き付ける第１の空気流路３２が形成される。第１の空気流路３２は、後述する複数の実施例がある。また、排紙ローラ２５の前方（図１で左側）には、後述するガイド板装置３７が配置され、第１の空気流路３２から排紙ローラ２５を経て吹き出す空気流を制御（遮断を含む）する構成が配置される。

また、排紙トレイ２４の下側とトナーカートリッジ１６Ｙ〜１６の上側との間に帰還空気流路３３が形成されており、第１の空気流路３２から排紙トレイ２４上に吹き出された空気は、帰還空気流路３３を経て還流する。帰還空気流路３３の先は第２の空気流路３４に繋がり、第２の空気流路３４を流れる空気と回収された空気は画像形成装置１０の内部に導かれ、画像形成装置の内部を冷却する。

さらに、第２の空気流路３４から画像形成装置１０の内部に導かれた空気を画像形成装置１０の外部に排気するため、排気ファン３５が配置されている。

図２は第１の空気流路３２の第１実施例の構成を説明する斜視図で、第１の空気流路３２は排紙トレイ２４の上の略中央部分に、記録紙Ｐの排紙方向に沿って突出して設けられた空気ダクト２４Ａであって、空気ダクト２４Ａの側面には多数の開口２４Ａ１が形成されている。この構成によれば、排紙ローラ２５から排紙トレイ２４の上に排紙された記録紙Ｐは、第１の空気流路３２である空気ダクト２４Ａの開口２４Ａ１から排紙トレイ２４の上に吹き出し拡散して流れる外気にさらされ、冷却される。

図３は第１の空気流路３２の第２実施例の構成を説明する斜視図で、第１の空気流路３２は排紙トレイ２４の上に記録紙Ｐの排紙方向に沿って設けられた多数のリブ２４Ｃで構成され、リブ２４Ｃ相互の間が第１の空気流路３２となり、排紙ローラ２５の直下にある排紙トレイ２４の壁面に設けた多数の孔２４ｄから吹き出した空気がリブ２４Ｃ相互の間に流れる。この構成によれば、排紙ローラ２５から排紙トレイ２４の上に排紙された記録紙Ｐは第１の空気流路３２を流れる外気にさらされ、冷却される。

上記した構成では、吸気ファン３１で吸気した空気を第１の空気流路３２、即ち第１実施例では空気ダクト２４Ａに供給し、第２実施例では孔２４ｄから多数のリブ２４Ｃで構成された空気流路に供給しているが、第１の空気流路３２の途中に分岐部３６を設けて、吸気した外気を第１の空気流路３２のほか第２の空気流路３４に直接供給するように構成してもよい。

図４は第１の空気流路３２の途中に配置される分岐部３６の構成を説明する部分断面図で、図４（ａ）は分岐部３６により、第１の空気流路３２の全幅にわたり空気流路３２ａと空気流路３２ｂとに分岐して流れるように構成したものである。空気流路３２ａの先は排紙トレイ２４の表面に吹き出して流れるように構成し、空気流路３２ｂの先は空気を画像形成装置１０の内部に導く第２の空気流路３４に繋げるものとする。

図４（ｂ）は、空気流路３２ａの先が前記した空気ダクト２４Ａ（図２参照）に繋がる分岐部３６の構成を示す断面図で、空気ダクト２４Ａは排紙トレイ２４の中央部分のみに形成されるので、図４（ｂ）では空気ダクト２４Ａに繋がる部分の断面図である。空気ダクト２４Ａに繋がらない部分は空気流路３２ｂとなり、空気を画像形成装置１０の内部に導く第２の空気流路３４に繋がる。

図４（ｃ）は、排紙ローラ２５の直下にある排紙トレイ２４の壁面に設けた多数の孔２４ｄに向かう空気流路３２ａと空気流路３２ｂに分岐する分岐部３６の構成を示す断面図で、空気流路３２ａを流れる空気は、孔２４から吹き出してリブ２４Ｃ（図３参照）相互の間に流れる。空気流路３２ｂは空気を画像形成装置１０の内部に導く第２の空気流路３３に繋がる。

図５は、吸気ファン３１の排出側に配置された導風板３１ａの構成を説明する斜視図であり、図６は、図５に示す導風板３１ａのＡ−Ａ線に沿った断面図である。導風板３１ａは排紙ローラ２５の下側から第１の空気流路３２に向かう空気の流れを整流する多数の羽根３１ｂを備えている。吸気ファン３１と導風板３１ａとは１つのユニットとして構成され、定着ユニット２３の上方のトップカバー１０Ａの下側に配置される。

図７は、前記空気流路３２ａから排紙ローラ２５を経て排紙トレイ２４の表面に吹き出す吹出口に配置され、吹き出す空気流をガイドするガイド板装置３７の配置を説明する断面図、図８はガイド板装置３７の構成を説明する斜視図である。ガイド板装置３７は、排紙ローラ２５の回転軸に平行に配置された回転軸３７ｂと、回転軸３７ｂに回動自在に装着された複数のガイド板３７ａから構成され、それぞれのガイド板３７ａは独立に回動自在に構成されている。そして、排紙ローラ２５から排紙トレイ２４方向に吹き出す空気の流量を複数のガイド板３７ａの回動角を調整し、排紙トレイ２４上に排紙された記録紙Ｐの温度を制御する。ガイド板３７ａの回動角の調整、記録紙の温度制御は、図示しない画像形成装置の制御装置により実行されるものとする。

また、定着ユニット２３の下方には排気ファン３５が配置されており、排紙トレイ２４上に排紙された記録紙を冷却する第１の空気流路３２から帰還空気流路３３を経て流れた空気、及び画像形成装置の内部に配置された定着ユニット等を冷却するための空気を流す第２の空気流路３４を経て流れた空気は、排気ファン３５を経て画像形成装置の外部に排出される。

上記した吸気ファン３１から、第１の空気流路３２、帰還空気流路３３、第２の空気流路３４を経て排気ファン３５に至る空気の流れを説明する。トップカバー１０Ａの下側に配置された吸気ファン３１から吸入された画像形成装置１０の外部の空気は、導風板３１ａを経て整流され、排紙ローラ２５から排紙トレイ２４方向に吹き出されるほか、排紙ローラ２５の手前から第１の空気流路３２に流入する。排紙ローラ２５から排紙トレイ２４方向に吹き出された空気の流量は、ガイド板３５ａにより調整される。

排紙ローラ２５の手前から第１の空気流路３２に流入した空気は、分岐部３６を経て空気流路３２ａと空気流路３２ｂに分岐し、空気流路３２ａに流入した空気は排紙トレイ２４上に排紙された記録紙Ｐの下側に吹き出して記録紙Ｐを冷却する。

記録紙Ｐを冷却した空気は、排紙トレイ２４の下側でトナーカートリッジ１６Ｙ〜１６Ｋの上側に形成されている帰還空気流路３３に還流し、前記した分岐部３６で分岐した空気流路３２ｂを流れる空気と合流して第２の空気流路３４に流入する。そして定着ユニット等画像形成装置内部に配置された各種部材を冷却し、排気ファン３５を経て画像形成装置１０の外部に排出される。

トナーカートリッジ１６Ｙ〜１６Ｋの上側に帰還空気流路３３が形成されているので、排紙トレイ２４に排紙された記録紙Ｐが十分に冷却されない場合であっても記録紙Ｐから輻射される熱は帰還空気流路３３で遮断され、トナーカートリッジ１６Ｙ〜１６Ｋの温度が異常に上昇することがなく、カートリッジ内に収容されているトナーの凝集などの不都合の発生を抑えることができる。

定着装置から排紙された記録紙を冷却すると共に、記録紙を冷却した空気を排出トレイの下側に位置するトナーカートリッジとの空間に形成された帰還空気流路に流し、排出トレイ上の記録紙からトナーカートリッジに輻射される熱を遮断するように構成した画像形成装置を提供する。

タンデム方式のフルカラー画像形成装置の構成の概略を示す断面図。 第１の空気流路の第１実施例の構成を説明する斜視図。 第１の空気流路の第２実施例の構成を説明する斜視図。 第１の空気流路の途中に配置される分岐部の構成を説明する部分断面図。 吸気ファンの排出側の配置された導風板の構成を説明する斜視図。 図５に示す導風板のＡ−Ａ線に沿った断面図。 ガイド板の配置を説明する断面図。 図７に示すガイド板の構成を説明する斜視図。

符号の説明

１０ 画像形成装置（タンデム方式のフルカラー画像形成装置）
１０Ａ トップカバー
１１、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、１１Ｙ〜１１Ｋ 作像部
１２ 中間転写ベルト
１３ 駆動ローラ
１４ 従動ローラ
１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ、１５Ｙ〜１５Ｋ 転写部
１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ、１６Ｙ〜１６Ｋ トナーカートリッジ
１７ 給紙部
１８ 手差給紙部
２１ 二次転写ローラ
２３ 定着ユニット
２４ 排紙トレイ
２４Ａ 空気ダクト
２４Ａ１ 開口
２４Ｃ リブ
２４ｄ 孔（壁面に設けた多数の孔）
２５ 排紙ローラ
３１ 吸気ファン
３１ａ 導風板
３１ｂ 羽根
３２ 第１の空気流路
３２ａ 空気流路
３２ｂ 空気流路
３３ 帰還空気流路
３４ 第２の空気流路
３５ 排気ファン
３６ 分岐部
３７ ガイド板装置
３７ａ ガイド板
３７ｂ 回転軸

Claims (8)

1. 画像データに基づいて感光体上に画像潜像を形成し、これをトナーで現像して感光体上にトナー像を形成する作像部と、感光体上にトナー像を記録紙に転写する転写部と、記録紙に転写されたトナー像を定着処理する定着部と、定着処理された記録紙を排出トレイに排出する記録紙排出部を備えた画像形成装置において、
   画像形成装置外部の空気を吸入して画像形成装置内部に送出する吸気ファンと、
   前記吸気ファンから吸入された空気を前記排出トレイに供給する第１の空気流路と、
   前記排出トレイの下側に位置し、前記第１の空気流路から排出トレイに供給された空気を回収する帰還空気流路と、
   前記帰還空気流路の空気を画像形成装置本体内部に供給する第２の空気流路と、
   画像形成装置内部の空気を吸入して画像形成装置外に送出する排気ファンとを備え、
   前記吸気ファンから吸入された空気を第１の空気流路を経て排出トレイ上に供給して定着部から排出される記録紙を冷却し、前記帰還空気流路から第２の空気流路を経て流れる空気を画像形成装置本体内部に供給して装置本体内部を冷却し、排気ファンを経て画像形成装置本体外部に排出すること
   を特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１の空気流路は、前記吸気ファンから吸入された空気を前記記録紙排出部を構成する排紙ローラ及び前記排出トレイの上面に供給する空気流路であること
   を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１の空気流路は分岐部を備え、前記吸気ファンから吸入されて分岐された空気の一部を排紙ローラ及び前記排出トレイの上面に供給するほか、分岐された空気の残部を前記第２の空気流路を経て画像形成装置の本体内部に供給すること
   を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記帰還空気流路は、前記排出トレイの下側で且つトナーカートリッジの上側に位置し、排出トレイに排紙された記録紙の熱輻射をトナーカートリッジから遮断すること
   を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記第２の空気流路は、前記第１の空気流路の分岐部、及び前記帰還空気流路に繋がり、画像形成装置の本体内部に空気を供給すること
   を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記第１の空気流路は、前記排出トレイの上面の一部に形成された突出部を備え、該突出部の側面の開口から排出トレイの上面に空気が供給されること
   を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. 前記第１の空気流路は、前記排出トレイの上面に形成された多数のリブを備え、該リブで形成された空気流路から排出トレイの上面に空気が供給されること
   を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
8. 前記画像形成装置は、前記吸気ファンから吸入された空気を前記排出トレイに供給する第１の空気流路に空気の供給及び遮断をするガイド板装置を備え、記録紙の前記排出トレイ搬送時は、ガイド板装置を操作して第１の空気流路に空気を供給して定着部から排出される記録紙を冷却し、記録紙の給紙待機時はガイド板装置を操作して第１の空気流路への空気の供給を制限又は遮断し、第２の空気流路を経て流れる空気を画像形成装置本体内部に供給して画像形成装置本体内部を冷却すること
   を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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