JP2011180161A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 複数の排気ダクトを合流して排気ファンや高価なオゾンフィルタなどを共有し、限られたスペースを有効利用することができ、且つ、それぞれの気流が互いに干渉することがない画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 定着装置5や画像形成ユニット2Y,2M,2C,2Kなどの複数の被冷却部と、シート材を吸着して定着装置に搬送する分離搬送装置6と、分離搬送装置6用の排気ダクトD6と、被冷却部冷却用の複数の排気ダクトD1〜D5を備えた画像形成装置において、分離搬送装置用の排気ダクトD6と被冷却部冷却用の複数の排気ダクトD1〜D5を1つの合流ダクトGDに合流し、この合流ダクトGDに複数の排気ファンF1,F2を設け、そのうちの1つの排気ファンF1の排気方向上流側に隔壁部材Wを設置して、分離搬送装置用の排気ダクトの領域と、冷却用の排気ダクトの領域と、の2つの領域に区画する。
【選択図】 図3

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ、又は、これらの複合機等の電子写真方式の画像形成装置に関し、詳しくは、電子写真方式の画像形成装置において複数の排気経路を干渉させないで合流し、部品の共通化を図る技術に関するものである。
従来、電子写真方式の画像形成装置において、搬送ベルト内の空気を吸引して負圧にすることで搬送ベルト上にシート材(コピー用紙、はがき、厚紙、OHPなどの樹脂シートを含むシート状の部材、以下同じ)を吸着させてシート材の搬送を行う分離搬送装置を搭載したものが知られている。
また、特許文献1には、下部排気装置70として、搬送ベルトにシート材を吸着するための排気経路と、転写・剥離コロントロン15やプリ転写コロントロン14などから発生するオゾンや紙粉等の粉塵の排出経路をダクト60で合流すると共に、下部案内板82などの仕切り手段を配置して排気ダクト内で乱気流が発生することを防止する画像形成装置が開示されている(特許文献1の明細書の6頁、7頁、第1図、第2図等参照)。
特許文献2には、搬送ベルトにシート材を吸着するためのダクト(吸着用ダクト63)と、定着装置を冷却するためのダクト(冷却用ダクト62)を合流し、1つのファン61で機内から排気することにより、ファンの個数を半減してコストを低減することができる画像形成装置が開示されている(特許文献2の明細書4頁、第1図等参照)。
しかし、特許文献1に記載の画像形成装置では、乱気流が発生することを防止することができるとされているものの、複数の排気経路を略直角に案内して合流するため、仕切り手段を配置しても、気流が互いに干渉し合い、排気効率などが低下することを完全には防止することができないという問題があった。そのため、シート材を十分に吸着することができず搬送不良を引き起こしたり、オゾンや紙粉等の粉塵を機内空気と共に排出する排気効率が低下したり、定着装置の冷却効率が低下して機内温度が上昇し、トナー固着により出力画像に異常が生じたりするのを防ぐことができないという問題があった。
特許文献2に記載の画像形成装置では、機内で発生するオゾンをそのまま機外へ排出してしまうおそれがあり、装置周辺の環境に影響を及ぼし、安全上問題があった。また、オゾンフィルタを設けてオゾンを除去することもできるが、複数の排気ダクトに高価なオゾンフィルタをそれぞれ設けることはコストアップとなってしまうという問題もあった。
そこで、本発明は、前記従来の問題を解決するべく、複数の排気ダクトを合流して排気ファンや高価なオゾンフィルタなどを共有し、限られたスペースを有効利用することができ、且つ、それぞれの気流が互いに干渉することがなく、シート材を確実に分離搬送することができると共に、被冷却部を確実に冷却することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、請求項1に記載の画像形成装置の発明は、定着装置や画像形成ユニットなどの複数の被冷却部と、前記定着装置にシート材を吸着して搬送する分離搬送装置と、前記分離搬送装置用の排気ダクトと、前記被冷却部冷却用の複数の排気ダクトを備えた画像形成装置において、前記分離搬送装置用の排気ダクトと前記被冷却部冷却用の複数の排気ダクトは、1つの合流ダクトに合流するよう連通され、この合流ダクトには、複数の排気ファンが設けられ、そのうちの1つの排気ファンの排気方向上流側は、隔壁部材により、前記分離搬送装置用の排気ダクトの領域と、前記冷却用の排気ダクトの領域と、の2つの領域に区画さ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の発明は、請求項1に記載の画像形成装置において、前記合流ダクトは、前記複数の排気ファンの排気方向上流側にオゾンフィルタが設置されていることを特徴とする。
この発明は、前記のようであって、請求項1の発明によれば、定着装置や画像形成ユニットなどの複数の被冷却部と、前記定着装置にシート材を吸着して搬送する分離搬送装置と、前記分離搬送装置用の排気ダクトと、前記被冷却部冷却用の複数の排気ダクトを備えた画像形成装置において、前記分離搬送装置用の排気ダクトと前記被冷却部冷却用の複数の排気ダクトは、1つの合流ダクトに合流するよう連通され、この合流ダクトには、複数の排気ファンが設けられ、そのうちの1つの排気ファンの排気方向上流側は、隔壁部材により、前記分離搬送装置用の排気ダクトの領域と、前記冷却用の排気ダクトの領域と、の2つの領域に区画されているので、異なる系統の排気ダクトで排気ファンの排気能力を共有することができ、スペースの有効活用及び省スペース化や省電力化を図ることができる。また、排気ファンの排気能力を共有しても、隔壁部材により、分離搬送装置用の排気ダクトの領域と、冷却用の排気ダクトの領域との2つの領域に区画されているので、分離搬送装置用の排気ダクトから流れてくる気流と、冷却用の排気ダクトから流れてくる気流とが互いに干渉することがなく、分離搬送装置で所望の負圧を発生させて、シート材を確実に吸着することができると共に、被冷却部からの熱を確実に排熱して冷却することができる。
請求項2の発明によれば、請求項1に記載の画像形成装置において、前記合流ダクトは、前記複数の排気ファンの排気方向上流側にオゾンフィルタが設置されているので、高価なオゾンフィルタを共有することができ、コストダウンを図ることができる。
実施例に係る画像形成装置の概略構成を正面視で示す構成説明図である。 同上の画像形成装置の分離搬送装置を拡大して示す左側面図である。 同上の画像形成装置の排気経路を主に示す透視背面図である。 同上の画像形成装置の合流ダクト付近の骨組みの正面、左側面を主に示す斜視図である。
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態について説明する。
[画像形成装置]
図1を用いて、本発明の実施例に係る画像形成装置の概略構成について説明する。
図中の符号1は、本発明の画像形成装置の一実施の形態として例示する4連タンデム型中間転写方式の画像形成装置であり、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナーからフルカラーの画像を形成可能なカラーレーザプリンタである。このレーザプリンタ1は、画像を形成する画像形成部2と、この画像形成部2の下方に配置され、画像形成部2へシート材であるコピー用紙を給紙する給紙部3などから主に構成されている。
先ず、画像形成部2から説明する。
画像形成部2は、筺体である装置本体20内に、潜像担持体として4色のトナーに対応した4つの感光体ドラムY,M,C,Kを有し、各感光体ドラムY,M,C,Kを中心として対応するトナー色の単色トナー像をそれぞれ形成する4つの画像形成ユニット2Y,2M,2C,2Kを備えている。また、装置本体20の上面の一角に4色の新規トナーがそれぞれ収容されている4つのトナーボトル1Y,1M,1C,1Kが配置され、装置本体20の最上部に感光体ドラムY,M,C,Kに静電潜像を書き込む2つの光書き込みユニット21,22が配置されている。
画像形成ユニット2Y,2M,2C,2Kは、使用するトナーの色が違うだけで、その他の構成は同一となっており、各画像形成ユニット2Y,2M,2C,2Kは、図の矢印方向に回転駆動可能な感光体ドラムY,M,C,Kと、感光体ドラムY,M,C,Kの外周表面を一様に帯電させる帯電装置と、感光体ドラムY,M,C,Kの外周表面上に形成された静電潜像を各トナーで現像する現像装置と、1次転写後も感光体ドラムY,M,C,Kの外周表面に残留・付着する転写残トナーをクリーニングするクリーンニング装置などから主に構成されており、感光体ドラムを中心として、その回転方向に沿って、帯電装置、現像装置、クリーニング装置の順番で配設されている。
光書き込みユニット21,22は、図に示すように、1つの光書き込みユニットで2つの感光体ドラムに静電潜像を書き込むようになっており、各光書き込みユニットは、それぞれ、半導体レーザ(LD)や発光ダイオード(LED)などの図示しないレーザ光源や回転駆動可能なポリゴンミラー、fθレンズなどを有し、レーザ光源で発するレーザ光をポリゴンミラー、fθレンズなどで偏向・集光・走査して感光体ドラムY,M,C,Kに照射し、一様に所定の極性に帯電させた感光体ドラムY,M,C,Kの外周表面を露光して帯電レベルを減衰させて、静電潜像を形成する。
また、画像形成ユニット2Y,2M,2C,2Kの下方には、画像形成ユニット2Y,2M,2C,2Kで形成された単色トナー像を重畳してコピー用紙へ転写する転写装置4が配設され、この転写装置4の下方の左側面寄りには、転写装置4で転写されたトナー像をコピー用紙に定着する定着装置5が配設されている。
この転写装置4は、中間転写体として半導電性の樹脂を基体する離型層などが設けられた多層構造の無端ベルトである中間転写ベルト40と、この中間転写ベルト40を回転駆動する駆動ローラ41と、中間転写ベルト40を支持・張架して従動回転する複数の従動ローラ42〜47と、図示しない付勢手段で中間転写ベルト40を外側に押圧して適度なテンションを付与するテンションローラ48と、4つの感光体ドラムY,M,C,Kとそれぞれ中間転写ベルト40を挟んで対向する4つの1次転写ローラ4Y,4M,4C,4Kと、従動ローラ46と中間転写ベルト40を挟んで対向する2次転写ローラ49などから構成されている。なお、一般的に、中間転写ベルト40の基体とする樹脂には、フッ素樹脂、PVDシート、ポリイミド系樹脂等が用いられ、離型層には、フッ素系樹脂等が用いられる。
各1次転写ローラは、空隙放電を考慮して、各感光体ドラムY,M,C,Kと中間転写ベルト40を挟んで当接する正対位置から中間転写ベルト40の移動方向下流側へ少しずらした位置に配設され、図示しないバイアス電源に接続されている接触方式の転写バイアス(転写電圧)印加手段である。これらの1次転写ローラ4Y,4M,4C,4Kは、図示しない接離機構により中間転写ベルト40の内周面と接離可能に構成されており、この接離機構に押圧されて各感光体ドラムY,M,C,Kへ圧接されることによりそれぞれ1次転写ニップを形成し、これらの各1次転写ニップにおいて各感光体ドラム上のトナー像と逆極性の1次転写バイアスが印加されて転写電界が形成され、クーロン力によりトナー像を引き寄せて各感光体ドラムから中間転写ベルト40の外周表面にトナー像を転写する仕組みとなっている。
2次転写ローラ49は、従動ローラ46をバックアップローラとして中間転写ベルト40に圧接されて、従動ローラ46と2次転写ローラ49間に2次転写ニップが形成されている。この2次転写ローラ49は、図示しないバイアス電源に接続されており、トナー像と逆極性の2次転写バイアスを2次転写ニップに印加する接触印加方式の転写バイアス印加手段となっている。なお、本実施例では、転写バイアス印加手段として、転写チリの発生が少ない接触印加方式のものを採用したが、転写チャージャを用いた非接触方式のものでも構わない。
また、従動ローラ44,45と中間転写ベルト40を挟んで対向する位置には、2次転写後にも中間転写ベルト40の残留・付着する転写残トナーをクリーニングするクリーニングユニットCUが設けられており、このクリーニングユニットCUには、中間転写ベルト40に当接して転写残トナーを掻き取るクリーニングブレードや、中間転写ベルト40の外周表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置などが設けられている。
定着装置5は、無端ベルトからなる定着ベルト50と、定着ベルト50が巻き掛けられ内部に熱源を有する加熱ローラ51と、定着ベルト50が巻き掛けられる定着ローラ52と、定着ローラ52に圧接される加圧ローラ53などから構成され、定着ローラ52と加圧ローラ53間が定着ニップとなっている。この定着ニップにトナー像を担持したコピー用紙が搬送されてきて、熱と圧力加えられることにより、トナー像がコピー用紙に溶融圧着されて定着される。
また、2次転写ニップと定着装置5との間には、2次転写後に中間転写ベルト40からコピー用紙などのシート材を吸着して分離すると共に、そのシート材を定着ニップに搬送する分離搬送装置6が配設されている。なお、この分離搬送装置6については、後で詳述する。
次に、給紙部3について説明する。
給紙部3には、前記画像形成部2の装置本体20を載置する台車の付いた給紙テーブル30内に上下2段に分かれた2つの給紙装置31,32が備えられ、これらの給紙装置31,32には、それぞれ大きさの相違するコピー用紙が複数枚束になって収容されている。各給紙装置31,32は、それぞれコピー用紙の束に上方から圧接する給送ローラ33,34を有し、この給送ローラ33,34を回転駆動させることで、コピー用紙の束の最上位から順に一枚ずつ破線で示す給紙路SRに搬出するようになっている。
この給紙路SRは、最下段の給紙装置32から前述の2次転写ニップに亘って形成されており、最小のコピー用紙の大きさに応じた所定間隔ごとに回転駆動可能な複数の搬送ローラ対を有し、これら複数の搬送ローラ対でコピー用紙を2次転写ニップまで搬送する。また、この給紙路SRの末端、即ち、2次転写ニップの直前の用紙搬送方向上流側には、レジストローラ対35が設けられ、このレジストローラ対35でコピー用紙を一旦停止してから、中間転写ベルト40のマーク位置に合わせて2次転写ニップへ搬送するタイミングを調整して駆動搬送する。
また、装置本体20の右側面には、手差し給紙を行う際に使用され、シート材である各種の手差し用紙を載置する傾斜面を有した手差しトレイ36が突設されている。この手差しトレイ36には、基端付近に載置された手差し用紙を給紙路SRに向けて給送する給紙ローラ37と、給紙ローラ37に対向配置され、給紙ローラ37によって給送される手差し用紙を1枚ずつに分離する分離ローラ38と、が配設されている。
そして、装置本体20の左側面には、コピー用紙や手差し用紙などの定着済みのシート材を載置する傾斜面を有した排紙トレイ70が突設され、この排紙トレイ70と定着ニップの間に排紙路ERが形成されている。この排紙路ERには、用紙搬送装置が設けられ、その末端には、排紙ローラ対71が配設されており、用紙搬送装置で定着装置5を通過して画像が定着されたシート材が搬送され、排紙ローラ対71により装置本体20から排紙トレイ70へ排紙される。
なお、図中のRRは、定着装置5を通過した定着済みのシート材を反転させて再度レジストローラ対35に向けて給送する反転路であり、符号72は、排紙路ERから反転路RRへ切り換える切換ガイドである。
(画像形成動作)
次に、レーザプリンタ1の画像形成動作について図1を用いて説明する。
先ず、各画像形成ユニット2Y,2M,2C,2Kにおいて、帯電装置により感光体ドラムY,M,C,Kの外周表面が均一に所定の極性に帯電され、光書き込みユニット21,22から画像情報に基いてレーザ光が照射され、一様に帯電された感光体ドラムY,M,C,Kの表面電位が照射された部分だけ減衰することにより感光体ドラムに静電潜像が形成される。そして、現像装置で静電潜像がトナー像化(現像)され、このトナー像が、感光体ドラムの回転に伴って1次転写ニップまで移動して行き、そこで、1次転写ローラ4Y,4M,4C,4Kから1次転写バイアスが印加され、クーロン力により中間転写ベルト40表面へトナー像が転移することで転写される。また、1次転写後も感光体ドラムY,M,C,Kの外周表面に付着する1次転写残トナーが、クリーニング装置でクリーニングされ、再度の画像形成に備えられる。
各画像形成ユニット2Y,2M,2C,2Kで形成された単色トナー像は、中間転写ベルト40の回転移動のタイミングに合わせてイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの順番で1次転写が行われ、中間転写ベルト40上に単色トナー像が重畳されて行き、フルカラーのトナー像が形成される。
一方、給紙部3又は手差しトレイ36から給紙路SRを通って搬送されてきたコピー用紙や手差し用紙などのシート材がレジストローラ対35により転写とのタイミングが調整されて2次転写ニップに送られる。そこで、2次転写ローラ49から2次転写バイアスが印加され、トナー像がシート材上に転写される。次に、この未定着のトナー像を表面に担持したシート材が後述の分離搬送装置6で中間転写ベルト40から分離されて定着装置5の定着ニップに送られ、その定着ニップにおいて、熱と圧力が加えられて定着される。そして、また、2次転写後の中間転写ベルト40の表面に転写後も付着する転写残トナーは、クリーニングユニットCUにより除去され、再度の画像形成動作に備えられる。
定着装置5で表面に画像が定着されたシート材は、排紙路ERを通って、排紙ローラ対71から排紙トレイ70に排出される。なお、両面印刷の場合は、定着装置5から搬送されてくるシート材の行き先が、切換ガイド72により反転路RRに切り替えられ、反転路RRにおいて表面に画像が定着されたシート材の表裏が反転され、再びレジストローラ対35へ搬送され、前記画像形成動作が繰り返される。
(分離搬送装置)
次に、図1、図2を用いて分離搬送装置6について詳細に説明する。
分離搬送装置6は、無数の孔が穿孔された無端ベルトからなる分離搬送ベルト60,61と、分離搬送ベルト60,61を回転駆動する駆動ローラ62と、その従動ローラ63と、シート材を吸引するための吸引手段である分離搬送ファン64,65などから構成されている。この駆動ローラ62は、駆動手段である駆動モータ66の駆動力が駆動ベルト67で伝達可能となっており、図1上で反時計周りに駆動して分離搬送ベルト60,61を図の矢印方向に回転し、吸着したシート材Sを定着装置5へ搬送する。分離搬送ファン64,65は、汎用品の軸流ファンであり、図の矢印方向に空気を吸引することにより、分離搬送ベルト60,61上にシート材Sを吸着する。分離搬送ファン64,65で吸引した空気は、中継ダクト68を経由して装置本体20の背面に設けられた後述の分離搬送排気ダクトへ排気される。
(排気経路)
次に、図3、図4を用いて、レーザプリンタ1の排気経路について説明する。
本発明の実施例に係るレーザプリンタ1は、全ての排気経路を装置本体20及び給紙テーブル30内の背面側に集め、合流ダクトGDで合流して、図の矢印で示すように、給紙テーブル30の底面に形成された開口部Hから底面排気するように構成されている。符号D1〜D5は、前述の定着装置や各画像形成ユニット、電装基盤などの発熱する被冷却部から熱せられた空気を排気・排熱することで空冷するための冷却用の排気ダクトであり、符号D6は、前述の中継ダクト68(図2参照)に連通する分離搬送装置6で吸引した空気を排気するための分離搬送装置用の排気ダクトである。
この合流ダクトGDは、略角形筒状のダクトであり、中央付近にオゾンフィルタOFが取り付けられ、このオゾンフィルタOFの排気方向下流側には、汎用標準サイズの軸流ファン(□80程度)からなる2つの排気ファンF1,F2が取り付けられている。
また、この排気ファンF1の排気方向上流側、且つ、オゾンフィルタOFの排気方向上流側には、矩形平板からなる隔壁部材Wが排気方向に沿って設置され、排気ファンF1の排気方向上流側の領域が、分離搬送装置6用の排気ダクトD6からの気流が流れる領域と、冷却用の排気ダクトD1〜D5からの気流が流れる領域との2つの領域に区画されている。
以上のように、本発明の実施例に係るレーザプリンタ1の排気経路によれば、全ての排気ダクトを合流ダクトGDで合流するので、高価なオゾンフィルタを共有することができ、コストダウンを図ることができる。また、合流したダクト内の空気を複数の汎用標準サイズの排気ファンF1、F2で排気するので大型のファンを設置するのと比してコストメリットを得ることができる。即ち、大きいファン1個より標準サイズのファンを2個使用した方が安く、この安価な標準サイズの排気ファンだけで画像形成装置全体として必要な最小限の排気能力を担うことができる。更に、標準サイズのファンを複数個使用する方が、大型のファンを1つ使用するより騒音も小さくなる。
また、安価な標準サイズのファンを使用したとしても、各排気ダクトに排気ファンを設けるとすると、デッドスペースを生じ、スペースの有効活用や省スペース化において不利である。特に、分離搬送装置用の排気ダクトを1つの標準サイズの排気ファンで排気すると、通常、排気能力が余る場合があり、スペースの有効活用や省スペース化の要請に反する結果となるが、複数の冷却用の排気ダクトと合流してその一部と標準サイズの排気ファンの排気能力を共有することで、スペースの有効活用及び省スペース化や省電力化を図ることができる。また、排気ファンを異なる系統の排気ダクトと共有しても隔壁部材で排気ファンの上流側の領域が、分離搬送装置用の排気ダクトからの気流が流れる領域と、冷却用の排気ダクトからの気流が流れる領域との2つの領域に区画されているので、分離搬送装置を使用する度に分離搬送ファンが作動するため流量が変動する分離搬送装置用の排気ダクトからの気流が流れる領域と、被冷却部の発熱等により流量が変動する冷却用の排気ダクトからの気流と、が互いに干渉し合うことがない。そのため、分離搬送装置で所望の負圧を発生させて、シート材を確実に吸着することができると共に、被冷却部からの熱を確実に排熱して冷却することができる。
なお、この発明の実施の形態に係る画像形成装置として、4連タンデム型の中間転写方式のカラーレーザプリンタを例に挙げて説明したが、必ずしもこのようなものに限られず、定着装置や画像形成ユニットなどの複数の被冷却部と、シート材を吸着して定着装置に搬送する分離搬送装置とを備えた画像形成装置には、本発明を適用することができる。
そして、実施の形態の説明における、画像形成ユニット、光書き込みユニット、転写装置、定着装置、給紙装置、などは、あくまでも一例を示したものであって、他の公知の装置・手段などの構成を採用することができる。その場合でも、前記課題に対して同様の作用効果を奏することは明らかである。また、図面で示した各構成部材の形状や構造等も、あくまでも好ましい一例を示すものであり、特許請求の範囲内で適宜設計変更可能であることは云うまでもない。
1 レーザプリンタ(画像形成装置)
2Y,2M,2C,2K 画像形成ユニット
5 定着装置
6 分離搬送装置
D1〜D5 冷却用の排気ダクト
D6 分離搬送装置用の排気ダクト
F1,F2 排気ファン
GD 合流ダクト
OF オゾンフィルタ
W 隔壁部材
特開平4−24662号公報 特開平2−255455号公報

Claims (2)

  1. 定着装置や画像形成ユニットなどの複数の被冷却部と、前記定着装置にシート材を吸着して搬送する分離搬送装置と、前記分離搬送装置用の排気ダクトと、前記被冷却部冷却用の複数の排気ダクトを備えた画像形成装置において、
    前記分離搬送装置用の排気ダクトと前記被冷却部冷却用の複数の排気ダクトは、1つの合流ダクトに合流するよう連通され、この合流ダクトには、複数の排気ファンが設けられ、そのうちの1つの排気ファンの排気方向上流側は、隔壁部材により、前記分離搬送装置用の排気ダクトの領域と、前記冷却用の排気ダクトの領域と、の2つの領域に区画されていることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記合流ダクトは、前記複数の排気ファンの排気方向上流側にオゾンフィルタが設置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。
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