JP2012068487A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】送風経路32において送風ファン31によって送風された空気を複数の作像部10Y、10M、10C、10BKに向けてそれぞれ別々に供給するために複数の作像部10Y、10M、10C、10BKとの間を仕切る壁部にそれぞれ形成された複数の開口部32aY、32aM、32aC、32aBKと、複数の開口部32aY、32aM、32aC、32aBKの開口面積をそれぞれ可変できるように設けられた複数の可動部材34Y、34M、34C、34BKと、を備える。
【選択図】図3
Description
このような画像形成装置では、作像部の温度上昇による異常画像の発生を抑えるために、送風ファン(吸気ファン)によって作像部に向けて空気を供給して作像部を空冷する技術を用いているものが多い。
また、特許文献2には、複数のプロセスカートリッジ(作像部)のそれぞれに対して送風ファンを設置して、それらの送風ファンによって複数のプロセスカートリッジを別々に空冷する技術が開示されている。
詳しくは、特許文献1の画像形成装置は、1つの送風ファンによって供給される空気を複数の作像部に分配しているために、並設された作像部の位置によって冷却効率に差異が生じてしまう可能性があった。
また、特許文献2の画像形成装置は、複数の作像部のそれぞれに対して送風ファンを設置しているために、装置が大型化してしまう可能性があった。
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
本実施の形態における画像形成装置1は、複数の作像部としてのプロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKが中間転写ベルト17に対向するように並設されたタンデム型のカラー画像形成装置である。
各プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKにおける感光体ドラム11(像担持体)上では、それぞれ、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナー像が形成される。
まず、原稿は、原稿搬送部3の搬送ローラによって、原稿台から搬送されて、原稿読込部4のコンタクトガラス上に載置される。そして、原稿読込部4で、コンタクトガラス上に載置された原稿の画像情報が光学的に読み取られる。
詳しくは、原稿読込部4は、コンタクトガラス上の原稿の画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿にて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿のカラー画像情報は、カラーセンサにてRGB(レッド、グリーン、ブルー)の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、RGBの色分解画像信号をもとにして画像処理部(不図示である。)で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
書込み部6において、光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応して射出される。図示は省略するが、レーザ光は、ポリゴンミラーに入射して反射した後に、複数のレンズを透過する。複数のレンズを透過した後のレーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる(露光工程である。)。
その後、現像工程後の感光体ドラム11表面は、それぞれ、中間転写ベルト17(中間転写体)との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、中間転写ベルト17の内周面に当接するように1次転写ローラ14が設置されている。そして、1次転写ローラ14の位置で、中間転写ベルト17上に、感光体ドラム11上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される(第1転写工程である。)。
その後、感光体ドラム11表面は、除電部(不図示である。)の位置を通過して、感光体ドラム11における一連の作像プロセスが終了する。
その後、中間転写ベルト17表面は、中間転写ベルトクリーニング部9(クリーニング部)の位置に達する。そして、中間転写ベルト17上の未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部9に回収されて、中間転写ベルト17上の一連の転写プロセスが完了する。
詳しくは、記録媒体Pを収納する給紙部7から、給紙ローラ8により給送された転写紙Pが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ19に導かれる。レジストローラ19に達した記録媒体Pは、中間転写ベルト17上のトナー像とタイミングを合わせて、2次転写ローラ18の位置に向けて搬送される。
そして、定着工程後の記録媒体Pは、排紙ローラ29によって装置本体1外に出力画像として排出された後に、排紙部5上にスタックされて、一連の画像形成プロセスが完了する。
なお、図1に示すように、本実施の形態における画像形成装置1には、画像形成装置1の外部から流入した空気を画像形成装置1の内部の送風経路32に向けて送風する送風ファン31を有する空冷機構30が設置されているが、これについては後で詳しく説明する。
図2は、黒色用のプロセスカートリッジ10BK(作像部)を示す構成図である。その他の3つのプロセスカートリッジ10Y、10M、10C(作像部)は、それぞれ、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる点を除き、黒色用のプロセスカートリッジ10BKとほぼ同じに構成されているため、その図示と説明とを省略する。
帯電部12は、導電性芯金の外周に中抵抗の弾性層を被覆してなる帯電ローラである。そして、この帯電部12(帯電ローラ)に不図示の電源部から所定の電圧が印加されて、これにより対向する感光体ドラム11の表面を一様に帯電する。
現像ローラ13aは、図2中の矢印方向(反時計方向)に回転している。現像部13内の現像剤は、間に仕切部材を介在するように配設された第1搬送スクリュ13b1及び第2搬送スクリュ13b2の回転によって、不図示のトナー補給部によってトナー容器28から補給されたトナーとともに撹拌混合されながら長手方向に循環する(図2の紙面垂直方向である。)。
図3は、空冷機構30を示す構成図であって、図1と同様に空冷機構30を正面からみた図である。図4は、空冷機構30を示す上面図である。また、図5は、図4に示す空冷機構30における可動板34Y、34M、34C、34BK(可動部材)の動作を示す図である。
図3〜図5を参照して、空冷機構30は、送風ファン31、ダクト33、送風経路としての仕切り部材32、可動部材としての可動板34Y、34M、34C、34BK、等で構成されている。
仕切り部材32(ケース)は、送風ファン31によって送風された空気が流動する送風経路として機能するともに、4つの作像部としてのプロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKを収容する収容部としても機能している。なお、本実施の形態において、仕切り部材32における送風経路と収容部との機能を分離して構成することもできる(送風経路と収容部とを別部材として構成することもできる)。
具体的に、図3に示すように、4つの可動板34Y、34M、34C、34BK(可動部材)は、それぞれ、4つの開口部32aY、32aM、32aC、32aBKに対して図3の両矢印方向にその移動量を可変してスライド移動できるように構成されている。図示は省略するが、4つの可動板34Y、34M、34C、34BK(可動部材)は、それぞれ、ラック・ピニオン機構からなる駆動部50に連結されていて、その移動位置が位置センサによって検知されながら、4つの開口部32aY、32aM、32aC、32aBKの開口面積をそれぞれ可変することになる。
また、本実施の形態では、送風ファン31や送風経路が各プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKごとに設けられていないため、画像形成装置1の大型化を防止することができる。
また、4つの可動板34Y、34M、34C、34BK(可動部材)は、それぞれ、レーザー光を透過できるように形成されている。具体的に、本実施の形態では、可動板34Y、34M、34C、34BK(可動部材)として、薄いガラス板、又は、薄い透明樹脂板を用いている。このように、光透過性を有する可動板34Y、34M、34C、34BKを用いることで、可動板34Y、34M、34C、34BK(可動部材)が開口部32aY、32aM、32aC、32aBKを覆うような位置にあるときでも、書込み部6から射出されたレーザー光が各感光体ドラム11に照射される露光工程が妨げられる不具合が生じないことになる。
なお、図3では、視認を容易とするために、可動板34Y、34M、34C、34BKを厚く図示しているが、実際には、可動板34Y、34M、34C、34BKは、通風経路の気流を妨げることなく、レーザー光の光路を変化させない程度に薄く形成されている。
詳しくは、図4に示すように、仕切り部材32は、幅方向手前側に設置された前側板32bと、幅方向奥側に設置された後側板32cと、の間に橋架されるように5つの壁部32dが設けられている。そして、これらの前側板32bと後側板32cと5つの壁部32dとによって、4つのプロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BK(作像部)を収容する収容部が4つの空間に区画されている。
このような構成によって、4つの可動板34Y、34M、34C、34BK(可動部材)の動作によって4つのプロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BK(作像部)に向けて送られる空気量を別々に可変したときに、隣接するプロセスカートリッジの空間への空気の出入りを防止することができるので、4つのプロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BK(作像部)をそれぞれ狙い通りに効率的に空冷しやすくなる。
図6に示すように、まず、温度センサ60によって装置内の温度が検知されて、その検知温度tが第1の所定値M1よりも大きいかが判定される(ステップS1〜S2)。その結果、制御部80によって検知温度tが第1の所定値M1よりも小さいものと判別された場合には、プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKの温度上昇が生じていない(又は、小さい)ものとして、可動板34Y、34M、34C、34BKの位置を図4に示すホームポジションに戻すように駆動部50を制御して(ステップS6)、本フローを終了する(ステップS8)。
これに対して、ステップS2において、制御部80によって検知温度tが第1の所定値M1よりも大きいものと判別された場合には、プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKの温度上昇が生じているものとして、次に装置がプリントジョブ中であるかを判別する(ステップS3)。その結果、プリントジョブ中でないものと判別された場合には、プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKの温度上昇をいち早く低下させておく必要があるものとして、可動板34Y、34M、34C、34BKを図5に示す開放位置に移動させるように駆動部50を制御して(ステップS7)、本フローを終了する(ステップS8)。
これに対して、ステップS3にて、プリントジョブ中であるものと判別された場合には、プリントジョブによる温度上昇分も加味して、温度センサ60による検知温度tが第2の所定値M2(>M1である。)よりも大きいかを判定して(ステップS4)、検知温度tが第2の所定値M2よりも小さいものと判別された場合にはプリントジョブを継続して(ステップS5)、ステップS4以降のフローを継続する。これに対して、ステップS4において、制御部80によって検知温度tが第2の所定値M2よりも大きいものと判別された場合には、プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKの温度上昇が大きくてその温度上昇をいち早く低下させておく必要があるものとして、可動板34Y、34M、34C、34BKを図5に示す開放位置に移動させるように駆動部50を制御して(ステップS7)、本フローを終了する(ステップS8)。
これに対して、図3に示すように、装置内で連続的に通紙される記録媒体Pの枚数を検出する検出手段としてのカウンタ70(又は、装置が連続的に稼働している時間を検出する検出手段)を設けて、4つの可動板34Y、34M、34C、34BK(可動部材)を、カウンタ70(検出手段)によって検知された連続通紙枚数(又は、連続稼働時間)が所定値を超えた場合に、4つの開口部32aY、32aM、32aC、32aBKにおける開口面積が大きくなるようにそれぞれ制御することもできる。すなわち、4つの可動板34Y、34M、34C、34BK(可動部材)は、通常時には図4に示すホームポジションにあって、連続通紙枚数(又は、連続稼働時間)が所定値を超えた場合には開口部32aY、32aM、32aC、32aBKにおける開口面積が大きくなるように図5に示す黒矢印方向にスライド移動する。これにより、装置内の雰囲気温度の変動と相関のある連続通紙枚数(又は、連続稼働時間)に応じて、プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKの温度上昇を効率的に低減することができる。
詳しくは、図1に示すように、4つのプロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKのうち、定着部20に対して比較的近くに配設された黒色用のプロセスカートリッジ10BKとシアン用のプロセスカートリッジ10Cとは、定着部20に対して比較的遠くに配設されたイエロー用のプロセスカートリッジ10Yとマゼンタ用のプロセスカートリッジ10Mとに比べて、ヒータ加熱によって高温に達する定着部20の熱の影響によって温度上昇しやすい。このような現象は、図8に示すグラフ(連続過度時間と温度上昇値との関係を示すグラフである。)からも理解できる。
これに対して、連続稼働時間が所定値に達したときに(又は、黒色用のプロセスカートリッジ10BKやシアン用のプロセスカートリッジ10Cの位置に設置した温度センサ60の検知温度が所定値に達したときに)、黒色用及びシアン用のプロセスカートリッジ10BK、10Cに対応した開口部32aBK、32aCの開口面積が大きくなるように(全開するように)可動板34BK、34Cの位置を調整制御して、イエロー用及びマゼンタ用のプロセスカートリッジ10Y、10Mに対応した開口部32aY、32aMの開口面積が小さくなるように(閉鎖するように)可動板34Y、34Mの位置を調整制御している(図7の状態である。)。これにより、定着部20に対して比較的近くに配設された黒色用及びシアン用のプロセスカートリッジ10BK、10Cには、4つの可動板34Y、34M、34C、34BKの調整制御によって、イエロー用及びマゼンタ用のプロセスカートリッジ10Y、10Mに供給される分の空気が余分に供給されることになるため、図8に示すように、破線曲線で示すように限界温度上昇値まで昇温することなく、温度が下降することになる。これに対して、イエロー用及びマゼンタ用のプロセスカートリッジ10Y、10Mは、4つの可動板34Y、34M、34C、34BKの調整制御によって、図8に示すように、空気の供給が遮断されるために温度上昇するものの、破線曲線で示すようにもともと黒色用及びシアン用のプロセスカートリッジ10BK、10Cに比べて温度上昇の程度が低いために、その温度上昇による不具合は生じない。
詳しくは、温度上昇が生じやすい黒色用及びシアン用のプロセスカートリッジ10BK、10Cにおける現像部13において、感光体ドラム11上に形成するトナー像の画質に影響しないタイミングと程度で、トナー容器28から現像部13へのトナー補給をおこないながら、感光体ドラム11上に地肌汚れ画像を形成して現像部13からトナーを強制的に排出したり現像部13内の循環経路においてトナーを循環させたりする。これにより、現像部13におけるトナーの流動とともに現像部13の熱循環が促されるために、温度上昇が生じやすい黒色用及びシアン用のプロセスカートリッジ10BK、10Cにおける温度上昇を低減しやすくなる。
詳しくは、図9を参照して、4つのプロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BK(感光体ドラム11)を駆動する駆動部としての駆動モータは、後側板32c(4つのプロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKの配列方向に直交する幅方向の一端側である。)に設置されている。そのため、4つのプロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKは、いずれも、駆動部の熱の影響を受けて幅方向奥側が幅方向手前側に比べて温度上昇しやすくなる。
これに対して、図9に示すように、各開口部32aY、32aM、32aC、32aBKの開口面積を可変するそれぞれの可動板を、幅方向奥側の可動板34Y1、34M1、34C1、34BK1と、幅方向手前側の可動板34Y2、34M2、34C2、34BK2と、に分割して、それらを独立してスライド移動できるように構成する。そして、連続稼働時間が所定値に達したときに(又は、幅方向奥側に設置した温度センサ60の検知温度が所定値に達したときに)、幅方向奥側の可動板34Y1、34M1、34C1、34BK1を開放して、幅方向手前側の可動板34Y2、34M2、34C2、34BK2を閉鎖することで、4つのプロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKにおいて温度上昇が生じやすい幅方向奥側の温度を効率的に低減することができる。
また、本実施の形態では、2成分現像剤を用いる2成分現像方式の現像部13が搭載された画像形成装置に対して本発明を適用したが、1成分現像剤を用いる1成分現像方式の現像部13が搭載された画像形成装置に対しても当然に本発明を適用することができる。
さらに、本実施の形態では、複数の作像部10Y、10M、10C、10BKが中間転写ベルト17に対向するように並設された画像形成装置に対して本発明を適用したが、複数の作像部がその他の部材(例えば、直接転写方式における転写搬送ベルトである。)に対向するように並設された画像形成装置に対しても当然に本発明を適用することができる。
そして、これらのような場合にも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
6 書込み部、
10Y、10M、10C、10BK プロセスカートリッジ(作像部)、
11 感光体ドラム(像担持体)、
17 中間転写ベルト、
20 定着部、
30 空冷機構、
31 送風ファン、
32 仕切り部材(送風経路)、
32aY、32aM、32aC、32aBK 開口部、
33 ダクト、
34Y、34M、34C、34BK 可動板(可動部材)。
Claims (10)
- 像担持体上にトナー像を形成する作像部が複数並設された画像形成装置であって、
装置外から流入した空気を装置内の送風経路に向けて送風する送風ファンと、
前記送風経路において前記送風ファンによって送風された空気を前記複数の作像部に向けてそれぞれ別々に供給するために前記複数の作像部との間を仕切る壁部にそれぞれ形成された複数の開口部と、
前記複数の開口部の開口面積をそれぞれ可変できるように前記複数の開口部にそれぞれ移動可能に設けられた複数の可動部材と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記送風経路を介して前記複数の作像部に対向するとともに、前記複数の作像部における前記像担持体上に潜像を形成するために前記像担持体に向けて光を照射する書込み部を備え、
前記複数の開口部は、それぞれ、前記書込み部から射出された光を遮らずに当該光が前記像担持体に照射されるように形成され、
前記可動部材は、前記光を透過できるように形成されたことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記送風経路は、前記書込み部の表面に空気が供給されるように形成されたことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 装置内の雰囲気温度を検知する温度検知手段を備え、
前記複数の可動部材は、前記温度検知手段によって検知された雰囲気温度が所定値を超えた場合に、前記複数の開口部における開口面積が大きくなるようにそれぞれ制御されることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の画像形成装置。 - 装置が連続的に稼働している時間、又は、記録媒体が連続的に通紙されている枚数、を検出する検出手段を備え、
前記複数の可動部材は、前記検出手段によって検出された時間又は枚数が所定値を超えた場合に、前記複数の開口部における開口面積が大きくなるようにそれぞれ制御されることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の画像形成装置。 - 記録媒体上に転写された未定着画像を加熱・加圧して当該記録媒体上に定着する定着部を備え、
前記複数の可動部材は、前記複数の作像部のうち前記定着部に近い位置に配設された作像部に対応した前記開口部の開口面積が前記定着部から遠い位置に配設された作像部に対応した前記開口部の開口面積よりも大きくなるように制御されることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記像担持体を駆動する駆動部を、前記複数の作像部の配列方向に直交する幅方向の一端側に備え、
前記複数の可動部材は、前記複数の開口部において前記駆動部が設置された幅方向の一端側における開口面積が前記駆動部が設置されていない幅方向の他端側における開口面積よりも大きくなるように制御されることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記複数の作像部のうち前記開口部の開口面積が大きくなるように制御された作像部における現像部においてトナーが強制的に排出又は循環されるように制御されることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記複数の作像部は、複数のプロセスカートリッジであることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記複数の作像部は、隣接する作像部との間が壁部で隔絶されたことを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれかに記載の画像形成装置。
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