JP2011252944A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着部の上方に排気手段を設け、画像形成部と定着部との間に断熱用の壁部材を設けた場合に、定着部周りにトナー粒子が付着するのを抑制可能な画像形成装置の提供。
【解決手段】定着装置１５の上方には排気装置１８が設けられ、吸気口１８Ｃから吸い込んだ空気を装置外へ排出している。プロセスカートリッジ１３と定着装置１５の間には、断熱壁１９が設けられ、定着装置１５側からプロセスカートリッジ１３側へ熱が伝わるのを抑制している。さらに、空気の流通経路として、断熱壁１９には開口部１９Ａが設けられ、断熱壁１９の下端周辺から断熱壁１９よりも定着装置１５側を通って吸気口１８Ｃに至る第一の流通経路と、断熱壁１９の下端周辺から断熱壁１９よりもプロセスカートリッジ１３側を通って開口部１９Ａ経由で吸気口１８Ｃに至る第二の流通経路が構成されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置において、感光体と定着器との間に仕切板を設けることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。そして、このような仕切板を設ければ、定着器の熱が感光体などへ影響することを防止できる、とされている（特許文献１：段落［００１５］参照。）。

また、上記のような定着器を備える画像形成装置においては、定着器から放出される熱によって画像形成装置内の温度が上昇しやすい傾向がある。そのため、画像形成装置内の空気を強制的に画像形成装置外へ排出する排気装置を定着器の上方に設けて、画像形成装置内の温度上昇を防いでいるものもある。

さらに、画像形成装置内に構成されている被記録媒体の搬送経路のうち、トナーが転写されてから定着器に至る部分では、定着前のトナー粒子がいくらか空気中に飛散することがある。そのため、上記のような排気装置を作動させると、排気装置には、画像形成装置内の空気とともに、画像形成装置内の空気中に浮遊・滞留しているトナー粒子が吸い込まれるので、このようなトナー粒子を回収するためのフィルターを設けてあるものもある。

特開平５−４０３７０号公報

しかし、上記のような排気装置を備える画像形成装置において、上記のような仕切板を設けると、画像形成装置内の空気中に浮遊・滞留しているトナー粒子は、仕切板と定着器との間の狭い空間を通過して排気装置へと吸い込まれる状況になる。

そのため、排気装置へと吸い込まれるトナー粒子は、仕切板が設けられていない場合に比べ、より定着器に近い位置を通るようになり、定着器に付着してしまうトナー粒子の量が増大する。その結果、定着器に設けられたサーモスタットの温度検出部にもトナー粒子が付着しやすくなり、温度の検出精度に悪影響が生じるおそれがあった。

また、仕切板を挟んで定着器とは反対側になる空間を空気が流れなくなると、その分だけ、仕切板と定着器との間の空間を流れる空気の流量は増大する。そのため、定着器に吹き付けられる空気の量が増大することにもなるので、定着器の温度が低下しやすくなり、定着器において熱エネルギーを無駄に損失しやすくなる、という問題もあった。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、定着部の上方に排気手段が設けられるとともに、画像形成部と定着部との間に断熱用の壁部材が設けてある構成を採用しているにもかかわらず、定着部と壁部材との間を通過するトナー粒子の量を抑制でき、定着部や定着部に設けられた温度検出手段にトナー粒子が付着するのを抑制可能な画像形成装置を提供することにある。

以下、本発明において採用した構成について説明する。
請求項１に記載の画像形成装置は、トナーによって被記録媒体に画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部によって前記画像が形成された前記被記録媒体を加熱することにより、前記画像を前記被記録媒体に定着させる定着部と、前記被記録媒体が前記画像形成部から前記定着部へと搬送される搬送経路の上方において、前記画像形成部と前記定着部との間に設けられ、前記定着部から放出される熱を遮ることにより、前記画像形成部へ熱が伝わるのを抑制する壁部材と、前記壁部材よりも前記定着部側、且つ前記定着部の上方となる位置に設けられた吸気口から空気を吸引し、その吸引した空気を装置外へと排出する排気手段と、前記定着部に取り付けられており、前記定着部の温度を検出する温度検出手段とを備え、前記壁部材を前記画像形成部側から前記定着部側へと貫通する開口部が設けられることにより、前記排気手段を作動させた際に前記壁部材の下端周辺から前記吸気口へと流れる空気の流通経路として、前記壁部材の下端周辺から前記壁部材よりも前記定着部側を通って前記吸気口に至る第一の流通経路と、前記壁部材の下端周辺から前記壁部材よりも前記画像形成部側を通って前記開口部経由で前記吸気口に至る第二の流通経路が構成されていることを特徴とする。

このように構成された画像形成装置によれば、上記のような開口部が設けられているので、排気手段を作動させた際には、第一の流通経路に加え、第二の流通経路にも空気が流れる。このとき、壁部材の下端周辺において空中に浮遊・滞留しているトナー粒子は、上記のような開口部が設けられていなければ、大部分が第一の流通経路へと流れ込むのに対し、上記のような開口部が設けられていれば、一部のトナー粒子が第二の流通経路へと流れ込む。

すなわち、開口部が設けられていないと、トナー粒子の大部分が壁部材よりも定着部側を通って吸気口に至ることになるが、開口部が設けられていると、ある程度のトナー粒子が壁部材よりも画像形成部側を通り、開口部経由で吸気口に至ることになる。

そのため、壁部材よりも画像形成部側を通るトナー粒子の量が増大する分だけ、壁部材よりも定着部側を通るトナー粒子の量は減少することになり、その結果、定着部や温度検出手段に接触し得るトナー粒子の量が減少することにもなる。したがって、定着部や温度検出手段にトナーが接触・付着するのを抑制することができ、トナーの付着に伴って温度検出手段の検出精度に悪影響が生じるのを防ぐことができる。

また、壁部材よりも定着部側を通る空気の流量が減少すると、定着部に吹き付けられる空気の量が減少することにもなるので、定着部の温度が低下しにくくなり、定着部における熱エネルギーの損失を抑制することができる。

請求項２に記載の画像形成装置は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記開口部は、前記画像形成部から前記定着部に至る被記録媒体の搬送方向及び被記録媒体の厚さ方向の双方に対して垂直な方向である被記録媒体の幅方向に沿って、被記録媒体の全幅にわたる範囲に形成されていることを特徴とする。

このように構成された画像形成装置によれば、開口部が幅方向の一部のみに形成されている場合に比べ、壁部材の下端周辺からトナーを捕集する能力を、被記録媒体の幅方向について均質化することができる。

請求項３に記載の画像形成装置は、請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置において、前記画像形成部と前記壁部材との間に形成される空隙は、前記開口部より上方において、前記開口部より下方よりも狭められることにより、前記開口部より上方よりも前記開口部より下方から前記開口部へ空気が流入しやすい構造としてあることを特徴とする。

このように構成された画像形成装置によれば、開口部より上方よりも開口部より下方から開口部へ空気が流入しやすくなるので、壁部材の下端周辺の空気を効率良く吸気口へと流すことができる。

請求項４に記載の画像形成装置は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記排気手段は、前記画像形成部から前記定着部に至る被記録媒体の搬送方向及び被記録媒体の厚さ方向の双方に対して垂直な方向である被記録媒体の幅方向に延びるダクトと、前記ダクトの下側に形成された前記吸気口から前記ダクトの内部へと吸引される空気を、前記ダクトの一端に設けられた排気口から装置外へと排出するファンとを備え、前記壁部材は、前記ダクトと一体成形されて、前記ダクトから下方に向かって垂設されていることを特徴とする。

このように構成された画像形成装置によれば、壁部材がダクトと一体成形されているので、それぞれが独立に設けられた構造になっている場合より、部品点数を削減し、組み立て工程の簡素化を図ることができる。

画像形成装置の外観を示す斜視図。 画像形成装置の内部構造の概略を示す縦断面図。 ダクト及びファンの取り付け位置を示す斜視図。 （ａ），（ｂ）ともにダクトの前面及び下面と断熱壁を構成する成形部品を示す斜視図。 図２中に示したＡ部の拡大図であり、（ａ）は開口部が形成されている場合の空気の流れを示す説明図、（ｂ）は開口部が形成されていない場合の空気の流れを示す説明図。

次に、本発明の実施形態について一例を挙げて説明する。なお、以下の説明においては、装置各部の相対的な位置関係を簡潔に説明するため、図中に併記した上下左右前後の各方向を利用して説明を行う。

［画像形成装置の構造］
画像形成装置１は、図１に示すように、筐体３の前面下部に、引き出し型の給紙カセット５を備え、筐体３の前面で、給紙カセット５の上部には、下端側を回動中心として上端側が前方へ倒れるように回動するカバー７が設けられている。また、筐体３の上面には、画像形成済みの被記録媒体が排出される排紙トレイ９が形成されている。

また、この画像形成装置１は、図２に示すように、電子写真方式で画像を形成可能なタンデム型の画像形成機構を備える装置で、供給ユニット１１、ベルトユニット１２、プロセスカートリッジ１３、スキャナユニット１４、定着装置１５、排出部１６、ドロワー１７、排気装置１８、及び断熱壁１９などを備えている。

これらのうち、供給ユニット１１は、給紙カセット５に収納されたシート状の被記録媒体（例えば記録用紙。）を、搬送経路（図２中に二点鎖線で図示した経路。）の下流側へと送り出す装置である。

ベルトユニット１２は、供給ユニット１１から送り出された被記録媒体を、プロセスカートリッジ１３との間に挟み込んだ状態で、前方から後方へと搬送する装置である。
プロセスカートリッジ１３は、ベルトユニット１２の上方に４組が直列に配列されている。各プロセスカートリッジ１３は、感光体と、その感光体上に形成される静電潜像を現像するための現像機構を備えている。

スキャナユニット１４は、各プロセスカートリッジ１３が備える感光体に対してレーザー光を照射することにより、感光体上に静電潜像を形成する装置である。スキャナユニット１４によって感光体上に描かれる静電潜像は、プロセスカートリッジ１３が備える現像機構によって現像されてトナー像となり、そのトナー像が、ベルトユニット１２上の被記録媒体に転写されることになる。

定着装置１５は、トナー像が転写された被記録媒体をローラ間に挟み込んで加熱及び加圧を行うことにより、トナー像を被記録媒体に定着させる装置である。この定着装置１５には、サーモスタット１５Ａが設けられ、このサーモスタット１５Ａによって定着装置１５の温度を検出して、その温度に応じて熱源のオン／オフを切り替えることで、定着装置１５の温度を所定範囲内に維持している。定着装置１５を通過した被記録媒体は、排出部１６から排紙トレイ９へと排出されることになる。

ドロワー１７は、カバー７を開放した際に、装置前方へと引き出すことが可能な構造になっている。このドロワー１７には、プロセスカートリッジ１３が搭載され、これにより、ドロワー１７を引き出してプロセスカートリッジ１３を交換できる仕組みになっている。

排気装置１８は、装置内の熱気を装置外へと排出するための装置で、図３に示すように、画像形成装置１の左右両側にあるフレーム２１Ｌ，２１Ｒの間に架設されたダクト１８Ａと、ダクト１８Ａの右端側に設けられたファン１８Ｂとを備えている。

ダクト１８Ａの下面側には、図２に示すように、吸気口１８Ｃが設けられ、ファン１８Ｂを作動させると、吸気口１８Ｃからダクト１８Ａ内へと空気が吸い込まれ、そのダクト１８Ａ内の空気がファン１８Ｂによって画像形成装置１の外部へと排出される。

吸気口１８Ｃには、フィルターが取り付けられており、装置内の空気中に含まれるトナー粒子などはフィルターで回収されてから、空気だけが装置外へ排出されるようになっている。

また、ダクト１８Ａは、主にダクト１８Ａの前面側及び下面側となる部分を構成する成形部品２３と、主にダクト１８Ａの後面側及び上面側となる部分を構成する成形部品２４とを組み合わせた構造になっている。これらのうち、成形部品２３は、図４に示すように、主にダクト１８Ａの一部となる部分と断熱壁１９が一体成形された部品となっている。

断熱壁１９は、図２に示すように、ダクト１８Ａから下方に向かって垂設されている。また、断熱壁１９は、被記録媒体がプロセスカートリッジ１３での画像形成を終えた後、定着装置１５へと搬送される搬送経路の上方において、プロセスカートリッジ１３と定着装置１５との間となる位置に設けられている。このような位置に断熱壁１９を設けて、定着装置１５から放出される熱を遮ることにより、プロセスカートリッジ１３側へ熱が伝わるのを抑制することができる。

また、この断熱壁１９には、図２及び図４に示すように、プロセスカートリッジ１３側から定着装置１５側へと貫通する複数の開口部１９Ａが設けられている。この複数の開口部１９Ａは、被記録媒体の幅方向（図中の左右方向）に沿って、被記録媒体の全幅にわたる範囲に形成されている。なお、すでに説明したダクト１８Ａの下面側にある吸気口１８Ｃは、断熱壁１９よりも定着装置１５側、且つ定着装置１５の上方となる位置にある。

［作用・効果］
以上のように構成された画像形成装置１において、被記録媒体に対する画像形成を行う際には、排気装置１８を作動させることにより、装置内の熱気が装置外へと排出される。このとき、吸気口１８Ｃから空気が吸い込まれると、断熱壁１９付近では、図５（ａ）に破線及び実線の矢印で示すような経路に沿って空気が流れる。

すなわち、まず、第一の流通経路として、断熱壁１９の下端周辺から断熱壁１９よりも定着装置１５側を通って吸気口１８Ｃに至る経路（図５（ａ）中の破線矢印参照。）を空気が流れる。また、第二の流通経路として、断熱壁１９の下端周辺から断熱壁１９よりもプロセスカートリッジ１３側を通って開口部１９Ａ経由で吸気口１８Ｃに至る経路（図５（ａ）中の実線矢印参照。）にも空気が流れる。

ここで、プロセスカートリッジ１３の近傍においては、被記録媒体とともに送出されるトナー粒子がいくらか飛散することがあり、図５（ａ）中に示した領域Ｂの辺りでは、空気中に浮遊・滞留しているトナー粒子の量が、他の箇所に比べ相対的に多い状況になりやすい。そのため、上述の第二の流通経路を流れる空気には、トナー粒子が比較的多く含まれることになる。

一方、図５（ａ）中に示した領域Ｃの辺りでは、空気中に浮遊・滞留しているトナー粒子の量が、領域Ｂの辺りに比べれば相対的に少ないのが普通である。そのため、上述の第一の流通経路を流れる空気には、第二の流通経路を流れる空気ほど多くのトナー粒子が含まれないことになる。

しかも、このような第一の流通経路を流れる空気は、第二の流通経路よりも定着装置１５側を通る。そのため、第二の流通経路を流れる空気（トナー粒子含有量が相対的に多い空気）が定着装置１５側へ吹き付けるのを、第一の流通経路を流れる空気（トナー粒子含有量が相対的に少ない空気）が妨げることになる。

したがって、第二の流通経路を流れる空気中に含まれるトナー粒子は、第一の流通経路を流れる空気に阻まれて定着装置１５側へ吹き付けられなくなり、そのようなトナー粒子が定着装置１５やサーモスタット１５Ａに付着するのを防止することができる。

また、ドロワー１７の後端側には、凸部１７Ａが設けられていて、この凸部１７Ａと断熱壁１９が対向する箇所では、ドロワー１７と断熱壁１９の隙間が狭くなっている。そのため、排気装置１８の作用によって開口部１９Ａへと空気が吸い込まれる際には、開口部１９Ａよりも上方にある狭い隙間に比べ、開口部１９Ａよりも下方にある広い空間から空気が吸い込まれやすく、これも領域Ｂ付近からの吸引効率向上に寄与している。

ちなみに、上記のような開口部１９Ａが形成されていない場合は、図５（ｂ）に示すように、断熱壁１９よりもプロセスカートリッジ１３側では、断熱壁１９が空気の流通を妨げる障害物になる。そのため、領域Ｂ付近の空気は、図５（ｂ）中に実線矢印で示すように、断熱壁１９の下端周辺から断熱壁１９よりも定着装置１５側を通って吸気口１８Ｃに至る経路へと流れる。

そのため、この場合は、トナー粒子が比較的多く含まれる空気が、定着装置１５に向かって吹き付けられる状況になり、その空気に含まれるトナー粒子が定着装置１５やサーモスタット１５Ａに付着しやすくなる。トナー粒子がサーモスタット１５Ａに付着した場合、それが原因でサーモスタット１５Ａの温度検出精度に悪影響を及ぼすおそれがある。

また、図５（ｂ）に実線矢印で示した流通経路のみに空気が流れると、図５（ａ）に示したような二つの流通経路に気流が分散する場合に比べ、定着装置１５に吹き付ける空気の流量が増える。そのため、開口部１９Ａを設けていないものは、定着装置１５から熱が奪われやすくなり、熱エネルギーの損失が増大するという問題もある。

この点、開口部１９Ａを設けておけば、図５（ａ）に示した第一の流通経路を流れる空気の流量は、第二の流通経路にも空気が流れる分だけ減少するので、開口部１９Ａを設けていないものより、定着装置１５から熱が奪われにくい構造にすることができる。

なお、本件発明者が実験的に確認したところ、断熱壁１９自体にも、ある程度はサーモスタット１５Ａにトナーが付着するのを防止する作用があった。具体的には、例えば、断熱壁１９の下端がダクト１８Ａから図示した程度の位置まで延びている場合と、それよりも上方に断熱壁１９の下端がある事例とを比較すると、後者のトナー付着率を１００％とした場合、前者はトナー付着率が７０％程度に抑制されていた。

これは、ある程度の大きさがある断熱壁１９によって空間が区画されることで、断熱壁１９を定着装置１５側へ越えないトナー粒子も生じるためではないかと考えられる。しかし、上記のようにトナー付着率を７０％程度に抑制可能な断熱壁１９を設けた上に、さらに上述のような開口部１９Ａを設けると、トナー付着率が０％にまで低減することができた。

つまり、この実験例からは、断熱壁１９の長さを最適化するだけでも、サーモスタット１７Ａへのトナー付着率を３割程度なら減少させることができるが、開口部１９Ａを設けることで、サーモスタット１７Ａへのトナー付着率を格段に減少させ得ることがわかる。

以上説明した実施形態において、プロセスカートリッジ１３及びドロワー１７は、本発明でいう画像形成部を構成するものの一例に相当する。また、定着装置１５は、本発明でいう定着部の一例に相当し、サーモスタット１５Ａは、本発明でいう温度検出手段の一例に相当する。また、排気装置１８は、本発明でいう排気手段の一例に相当し、断熱壁１９は、本発明でいう壁部材の一例に相当する。

［変形例等］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の具体的な一実施形態に限定されず、この他にも種々の形態で実施することができる。

例えば、上記実施形態では、断熱壁１９をダクト１８Ａに一体成形してあったが、ダクト１８Ａに別部品を取り付ける構造としてあってもよい。ただし、一体成形しておく方が部品点数の削減を図ることができ、組み立て工数も減らすことができる。

また、上記実施形態では、開口部１９Ａを被記録媒体の幅方向全幅にわたる範囲に設けてあったが、空気の流通量が十分に確保できれば、開口部１９Ａを設ける範囲をいくらか狭めてもよい。

さらに、上記実施形態では、開口部１９Ａより上方よりも開口部１９Ａより下方から開口部１９Ａへ空気が流入しやすい構造とするため、ドロワー１７の後端に凸部１７Ａを設けて、開口部１９Ａより上方の空隙を狭めていたが、他の方法で空隙を狭めてもよい。一例としては、断熱壁１９側に凸部を設けてもよいし、ドロワー１７と断熱壁１９の間に別部品で障害物となるものを設置してもよい。

１・・・画像形成装置、３・・・筐体、５・・・給紙カセット、７・・・カバー、９・・・排紙トレイ、１１・・・供給ユニット、１２・・・ベルトユニット、１３・・・プロセスカートリッジ、１４・・・スキャナユニット、１５・・・定着装置、１５Ａ・・・サーモスタット、１６・・・排出部、１７・・・ドロワー、１７Ａ・・・凸部、１８・・・排気装置、１８Ａ・・・ダクト、１８Ｂ・・・ファン、１８Ｃ・・・吸気口、１９・・・断熱壁、１９Ａ・・・開口部、２１Ｌ，２１Ｒ・・・フレーム、２３，２４・・・成形部品。

Claims (4)

1. トナーによって被記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成部によって前記画像が形成された前記被記録媒体を加熱することにより、前記画像を前記被記録媒体に定着させる定着部と、
   前記被記録媒体が前記画像形成部から前記定着部へと搬送される搬送経路の上方において、前記画像形成部と前記定着部との間に設けられ、前記定着部から放出される熱を遮ることにより、前記画像形成部へ熱が伝わるのを抑制する壁部材と、
   前記壁部材よりも前記定着部側、且つ前記定着部の上方となる位置に設けられた吸気口から空気を吸引し、その吸引した空気を装置外へと排出する排気手段と、
   前記定着部に取り付けられており、前記定着部の温度を検出する温度検出手段と
   を備え、
   前記壁部材を前記画像形成部側から前記定着部側へと貫通する開口部が設けられることにより、前記排気手段を作動させた際に前記壁部材の下端周辺から前記吸気口へと流れる空気の流通経路として、前記壁部材の下端周辺から前記壁部材よりも前記定着部側を通って前記吸気口に至る第一の流通経路と、前記壁部材の下端周辺から前記壁部材よりも前記画像形成部側を通って前記開口部経由で前記吸気口に至る第二の流通経路が構成されている
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記開口部は、前記画像形成部から前記定着部に至る被記録媒体の搬送方向及び被記録媒体の厚さ方向の双方に対して垂直な方向である被記録媒体の幅方向に沿って、被記録媒体の全幅にわたる範囲に形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成部と前記壁部材との間に形成される空隙は、前記開口部より上方において、前記開口部より下方よりも狭められることにより、前記開口部より上方よりも前記開口部より下方から前記開口部へ空気が流入しやすい構造としてある
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記排気手段は、
   前記画像形成部から前記定着部に至る被記録媒体の搬送方向及び被記録媒体の厚さ方向の双方に対して垂直な方向である被記録媒体の幅方向に延びるダクトと、
   前記ダクトの下側に形成された前記吸気口から前記ダクトの内部へと吸引される空気を、前記ダクトの一端に設けられた排気口から装置外へと排出するファンと
   を備え、
   前記壁部材は、前記ダクトと一体成形されて、前記ダクトから下方に向かって垂設されている
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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