JP2010102035A - 画像形成装置 - Google Patents
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【解決手段】 像担持体の表面を露光走査して静電潜像を形成する露光部10と、静電潜像を現像して未定着トナー像を形成する現像器33と、未定着トナー像を一旦中間転写ベルト11に転写した後、さらに記録シートS上に転写する二次転写ローラ45と、記録シートS上に転写された未定着トナー像を熱定着する定着部5とを備えたプリンタ1であって、機外から流入した空気が、露光部10を経由して中間転写ベルト11の一部の表面に沿って進んだ後、定着部5の筺体の周辺を経由して、再び機外へ排出されるように通風経路6を形成すると共に、通風経路6の露光部10から定着部5に至る途中に、当露光部10から定着部5に向かう方向の気流を発生させるファン装置115を設ける。
【選択図】図1
Description
このような画像形成装置においては、特に、定着部の熱により機内温度が上昇する傾向にあるが、機内温度が必要以上に上昇すると、画像プロセス条件が変化して画質が劣化するおそれがある上、耐熱性の低い部材の劣化が進み、装置の寿命を短くする。
ところが、上記構成では、機内の他の部分の温度上昇を抑えるには十分とは言えない。とりわけ、複数の感光体ドラムを中間転写ベルトの走行方向に沿って列設し、各感光体ドラムで形成された異なる色のトナー像を中間転写ベルト上に多重転写してカラーのトナー画像を形成する、いわゆるタンデム型の画像形成装置にあっては、ポリゴンモータやレーザダイオードの発熱による露光部内の温度上昇に伴って走査レンズなどの光学素子が熱膨張し、これが色ずれ発生の一因となっており、そのため、例えば、特許文献1においては、露光走査部付近にも排気口を設け、別のファン装置により冷却するように構成している。
一方、中間転写ベルトの熱膨張も上記色ずれの発生に影響を与えていると解されるが、画像形成装置のコンパクト化に伴い、機内における定着部と中間転写ベルトとの距離がより小さくなって、中間転写ベルトが定着部の温度の影響を受けやすくなっており、また、両面印刷機能を有する機種にあっては、第1面に画像形成される際の熱定着により、温度の上昇した記録シートが、第2面に二次転写される際、中間転写ベルトに熱を与えるため、中間転写ベルトも効率的に冷却することが望ましい。
また、前記ファン装置は、前記中間転写体の一部の表面側の通風経路内が正圧となり、前記露光部側の通風経路内が負圧となる位置に配設されていてもよい。
ここで、前記気流が、前記定着部と前記中間転写体の表面との間を流れるように前記通風経路が形成されてなることが望ましい。
また、現像部にトナーを供給するトナー貯蔵部が定着部と隣接する位置に配設されており、前記気流は、前記定着部と前記トナー貯蔵部との間を流れるように前記通風経路が形成されてなることが望ましい。
ここで、前記通風経路は、前記気流が前記露光部のハウジングの外表面に沿った経路もしくは当該露光部のハウジング内部を通過する経路を含んでいることが望ましい。
これにより、露光部のより効率的な冷却が可能となる。
また、前記ファン装置は、前記折り返し通路におけるUターン部分に配されていることが望ましい。
現像部では、トナーの消費に伴い新たなトナーが補給される。ここで、補給されたトナーを攪拌混合する際に発熱することがあり、この発熱はトナーの凝縮物を生成し、現像不良を引き起こす原因となる。
同図に示すように、プリンタ1は、画像プロセス部3、給送部4、定着部5、送風ユニット14および制御部7等を備えており、LAN等のネットワークに接続されて、外部の端末装置(図示せず)からのプリントジョブの実行指示を受け付けると、その指示に基づいてイエロー、マゼンタ、シアン、およびブラック色からなるカラーの画像形成を実行する。
なお、定着部5の下方には、サーミスタなどからなる温度センサ8が設けられており、ここで検出された温度は、機内温度の代表値として機内の温度制御に用いられる。
この機内の温度制御の内容については、後で説明する。
作像部3Yは、感光体ドラム31、その周囲に配設された帯電器32、現像器33、一次転写ローラ34、感光体ドラム31を清掃するためのクリーナ35などを備えており、感光体ドラム31上にY色のトナー像を作像する。他の作像部3M〜3Kについても、作像部3Yと同様の構成になっており、同図では、符号を省略している。
露光部10は、レーザダイオードなどの発光素子とポリゴンミラーと、このポリゴンミラーを回転駆動するモータ(不図示)などを備え、作像部3Y〜3Kの感光体ドラム31を露光走査するためのレーザ光Lを出射する。
定着部5は、ハロゲンヒータ5cなどの熱源により加熱される回転自在な定着ローラ5aと、バネなどの不図示の加圧機構によって定着ローラ5aに圧接してモータ(不図示)により回転駆動される加圧ローラ5bなどからなる。
露光部10は、制御部7からの駆動信号によりY〜K色の画像形成のためのレーザ光Lを発し、作像部3Y〜3Kの感光体ドラム31を露光走査する。この露光走査によって、作像部3Y〜3K毎に、帯電器32により一様に帯電された感光体ドラム31上に静電潜像が形成される。各静電潜像は現像器33により負に帯電したトナーで顕像化され、各感光体ドラム31上にY〜K色のトナー像が形成される。
<送風ユニット14の構成>
送風ユニット14は、露光部10から定着部5のある方向に向けて気流を生成して、当該気流のXZ平面に直交する方向(Y軸方向)に気流を分散させるものであり、同図1に示すように、従動ローラ13の周辺に設けられている。
送風ユニット14は、図2に示すように、ファン装置115と、ダクト114とからなる。
ダクト114は、ファン装置115の外周を覆う四角筒状のファンガイド部114aと、同図2に示すようにY軸方向に幅を拡大しつつ、図3に示すようにX軸方向において約180度転向するUターン部114bと、その先にある開口部114cとを有する。
このモータ115aは、制御部7の指示にしたがってON/OFFされ、ファンガイド部114aの中心にある座部114dに固定されている。
<通風経路6について>
図1に戻って、送風ユニット14は、上述したように、従動ローラ13の周辺に設けられており、機内を冷却するための気流を導く通風経路6の一部を形成している。
もっとも、冷却対象の周辺部以外では、気密性を高めたい箇所にダクトを設けても構わない。
より具体的には、これらの分岐路の一方が、露光部10の機枠(ハウジング)に設けられた開口を介してその内部に入り、露光部10の機枠内を進んで、当該機枠に設けられた別の開口から機枠外へと向かった後、送風ユニット14に至る経路62となっており、もう一方が、露光部10の機枠の外表面に沿って進み、送風ユニット14に至る経路63となっている。
また、上記通風経路6の負圧側と正圧側の過渡区間に位置する送風ユニット14は、内部で負圧から正圧に急激な圧力変動が生じており、先にも述べたように、正圧側の経路が、X軸方向において約180度転向されている。
より具体的には、これらの分岐路の一方は、定着部5とトナー貯蔵部20Kとの間を上方(Z方向)に向かい、排気口2cから装置外へと至る経路65となっており、もう一方が、定着部5と中間転写ベルト11との間を通り、筐体2の定着部5付近に設けられた排気口2bから装置外へと至る、経路65よりも通風抵抗が小さな経路66となっている。
また、経路65は、経路66が塞がれていない状態であっても、気流が流れており、この気流が定着部5とトナー貯蔵部20Kとの間の熱伝導を妨げるので、トナー貯蔵部20Kが加熱されにくい。
なお、経路66における気流の流速は約1m/sであり、この程度の流速の気流であれば、未定着トナー像が転写された記録シートSに吹き付けられても画像品質には影響はない。
<制御部7の構成>
図4は、制御部7の内容を示す機能ブロック図である。
インターフェース部172は、CPU171とLAN等のネットワークとを接続するためのLANカード、LANボード等であり、LAN等を介して、クライアント端末から送信されてくるプリントジョブを受信してCPU171へ送る。
ROM(Read Only Memory)174には、画像形成部20におけるプリント処理に関するプログラムや、画像安定化処理に関するプログラム等、各種プログラムが格納されている。
この制御部7は、外部の端末装置からの画像信号をY〜K色用のデジタル信号に変換し、露光部10の発光素子を駆動させるための駆動信号を生成するなどして、画像形成動作に関連する一連の処理を制御すると共に、機内の温度上昇を抑制する処理(以下、「温度制御処理」という。)を実施する。
<温度制御処理>
図5は、本実施の形態に係る制御部7で実行される温度制御処理のサブルーチンの内容を示すフローチャートであり、CPU171は、以下の内容を実行する。
まず、温度センサ8で検出された温度が、所定温度αからβを減じた値を超えているかどうかを判断する(ステップS100)。
温度センサ8で検出された温度が、所定温度αからβを減じた値を超えている場合(ステップS100:YES)、機内が昇温傾向にあるので、ファン装置115を駆動状態にし(ステップS101)、本サブルーチンの最初のステップS100に戻る。
ここで、γは、βよりも数度ほど大きく設定された値であって、γ−βの値がいわゆるデファレンシャル値となっており、このようなデファレンシャル値を設けることにより、ファン装置115のチャタリングを防止している。
また、温度センサ8で検出された温度が、所定温度αからγを減じた値を下回っていない場合には(ステップS102:NO)、機内温度tが、α−γ≦t≦α−βの関係となっており、条件判断の過渡期となっているため、何もせずに本サブルーチンの最初のステップS100に戻る。
<変形例>
(1)上記実施の形態では、送風ユニット14は、1つのファン装置115を有していたが、これに限らず、2つ以上のファン装置を有してもよい。
(2)また、上記実施の形態では、プリンタ1は、吸気口2aを設けていたが、必ずしもこのような吸気口2aを設ける必要はなく、例えば、給送部4の内部と機外との気密性を高めない構成にして、外気を自然に吸い込むようにしてもよい。
(3)さらに、上記実施の形態では、プリンタ1は、給送部4の内部を通る経路61を有していたが、必ずしも経路61を設けて、記録シートS上に気流を流す必要はなく、例えば、図1のC部に吸気口を設けて、経路61には、気流が流れ込まないようにしてもよい。
(4)また、上記実施の形態では、プリンタ1は、露光部10の機枠内を進み、送風ユニット14に至る経路62と、露光部10の機枠の上部外表面に沿って進み、送風ユニット14に至る経路63とに分岐する分岐路を有しているが、冷却効果が得られるのであれば、必ずしも分岐路を設ける必要はなく、どちらか一方の経路のみであってもよい。
(5)上記実施の形態では、中間転写ベルト11は、駆動ローラ12と従動ローラ13とによって、略水平に張架されているとしたが、このように水平に張架されていなくてもよく、さらには、中間転写ベルト11の代わりに、中間転写ドラムを備えていてもよい。
(6)また、上記実施の形態では、二次転写で記録シートSにトナー像が転写されていたが、これに限らず、特開2004−361792号公報に開示されているように、感光体ベルト、中間転写ドラムおよび記録シートSに順次トナー像を転写する、即ち、三次転写で記録シートSにトナー像を転写する構成であってもよい。
したがって、中間転写体が複数ある場合には、定着部の熱の影響を受けやすい最終中間転写体を積極的に冷却することが望ましい。
(7)上記実施の形態では、本発明に係る画像形成装置をタンデム型カラーデジタルプリンタに適用した場合の例を説明したが、これに限らない。カラーやモノクロの画像形成に関わらず、感光体ドラムなどの像担持体に形成されたトナー像を中間転写ベルトなどの中間転写体に転写し、中間転写体上に転写されたトナー像を記録シートに転写し作像する画像形成装置であれば、例えば複写機、FAX、MFP(Multiple Function Peripheral)等に適用できる。
2 筐体
2a 吸気口
2b 排気口
2c 排気口
3 画像プロセス部
3Y、3M、3C、3K 作像部
4 給送部
5 定着部
6 通風経路
8 温度センサ
10 露光部
11 中間転写ベルト
12 駆動ローラ
13 従動ローラ
14 送風ユニット
20Y、20M、20C、20K トナー貯蔵部
20 画像形成部
31 感光体ドラム
33 現像器
41 給紙カセット
47 反転経路
71 排出ローラ対
Claims (8)
- 像担持体の表面を露光走査して静電潜像を形成する露光部と、前記静電潜像を現像して未定着トナー像を形成する現像部と、前記未定着トナー像を一旦中間転写体に転写した後、さらに記録シート上に転写する転写部と、前記記録シート上に転写された未定着トナー像を熱定着する定着部とを備えた画像形成装置であって、
機外から流入した空気が、前記露光部を経由して前記中間転写体の一部の表面に沿って進んだ後、前記定着部の筺体の周辺を経由して、再び機外へ排出されるように通風経路を形成すると共に、
前記通風経路の露光部から定着部に至る途中に、当該露光部から定着部に向かう方向の気流を発生させるファン装置を設けた
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記ファン装置は、前記中間転写体の一部の表面側の通風経路内が正圧となり、前記露光部側の通風経路内が負圧となる位置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。
- 前記気流が、前記定着部と前記中間転写体の表面との間を流れるように前記通風経路が形成されてなることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。
- 現像部にトナーを供給するトナー貯蔵部が定着部と隣接する位置に配設されており、
前記気流は、前記定着部と前記トナー貯蔵部との間を流れるように前記通風経路が形成されてなることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記通風経路は、前記気流が前記露光部のハウジングの外表面に沿った経路もしくは当該露光部のハウジング内部を通過する経路を含んでい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。
- 前記中間転写体は、第1及び第2ローラにより略水平に張架された無端ベルトであって、前記像担持体を介して当該無端ベルトの下方走行部の表面と対向するように露光部が配設されると共に、前記無端ベルトの上方走行部の、前記第1のローラに巻回されている部分の近傍に定着部が配設されてなり、
前記通風経路は、前記気流が、前記無端ベルトの下方走行部の表面と前記露光部のハウジングとの間もしくは当該露光部のハウジング内部を、前記第1のローラ側から前記第2のローラ側へ向けて進み、当該無端ベルトの第2のローラに巻回されている部分でUターンして、無端ベルトの上方走行部の表面に沿って進むように案内する折り返し通路を含む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。 - 前記ファン装置は、前記折り返し通路におけるUターン部分に配されていることを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
- 前記露光部と隣接する位置に前記現像部が設けられており、前記通風経路は露光部と現像部との間の経路を含んでいることを特徹とする請求項1から7のいずれかに記載の画像形成装置。
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