JP2012073596A

JP2012073596A - 画像形成装置

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Publication number: JP2012073596A
Application number: JP2011179806A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Nishino; 嘉郎西野; Kenji Suzuki; 健司鈴木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2010-08-30
Filing date: 2011-08-19
Publication date: 2012-04-12
Also published as: US20120051778A1; US8660456B2

Abstract

【課題】装置本体の内部の空気の流れを実質的に変更することなく簡易な構成により冷却装置の着脱状態を切り替えることができ、要求に応じて効果的に装置本体の内部を冷やすことができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置１００は、給気口１０９と、給気装置１０４と、排気装置１０５と、冷却装置１０２と、給気口１０９を部分的に遮蔽して空気が通過する通気部１１１を形成する、装置本体１０１に着脱可能なカバー１１０と、を有し、カバー１１０は共通の給気口１０９に対して選択的に装着可能であり、給気口１０９に対して冷却装置１０２が装着された際には、給気装置１０４は冷却装置１０２を通過してより低温になった外気を装置本体１０１の内部へ供給し、給気口１０９に対してカバー１１０が装着された際には、給気装置１０４はカバー１１０の通気部１１１を通して直接外気を装置本体１０１の内部へ供給する構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタなどの画像形成装置に関し、特に、その装置本体の内部を冷やす給排気システムを有する画像形成装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置では、画像形成部において電子写真感光体（感光体）上に形成されたトナー像が、直接又は中間転写体を介して記録用紙などの記録材の表面に転写される。このトナー像は、これを担持した記録材が定着装置によって加熱されることで、その記録材の表面に定着される。

定着装置の熱は、記録材だけではなく、画像形成装置の装置本体の内部にも放熱されるので、この熱により画像形成部の温度が上昇する。又、画像形成部に設けられた現像装置では、現像剤と現像装置の構成部品との摺擦による摩擦熱が生じ、現像剤が自己昇温する。現像装置内の温度が上昇すると、現像剤が固まったり、現像剤の劣化が早まったりする。

そこで、画像形成装置には、画像形成部などを冷やす手段が搭載されることが多い。一般的には、送風機（ファン）を用いて外気を取り込み、装置本体の内部を冷やすものが多い。一方、冷蔵庫やエアコンのような気化熱を利用した冷却装置や、ペルチェ効果を利用した冷却装置により、外気よりも低温の空気を装置本体の内部に取り込んで、画像形成部の周辺の温度変化をより小さくするものもある。

このようにして、装置本体の内部の温度変化を低減することにより、画像の倍率の変動を抑制したり、色味変動を抑制したりして、安定した画質の画像を出力することが可能となる。

特許文献１では、クーラーを複写機本体の側面に設置して、冷気を複写機本体内へ導入することが提案されている。又、特許文献２では、圧縮空気をコンプレッサーによりパイプ状の枠体へ送り、複数の構成要素へフレッシュな外気を取り込むことが提案されている。

特開昭５８−２１７９８２号公報特開平９−１３８６２９号公報

しかしながら、上記従来の技術には、次のような問題がある。

つまり、特許文献１、２の技術はともに、装置本体にクーラーやコンプレッサーが標準で設置されているものである。従って、画像形成装置のコストが上がり、又消費電力も増大するという問題がある。

又、ユーザーによって、求める画質のレベルは様々であり、又画像形成装置を連続運転する時間の長さなどの使用態様も様々である。従って、装置本体にクーラーやコンプレッサーが標準で設置されていると、ユーザーによっては画像形成装置が過剰装備となる。

従って、本発明の目的は、装置本体の内部の空気の流れを実質的に変更することなく簡易な構成により冷却装置の着脱状態を切り替えることができ、要求に応じて効果的に装置本体の内部を冷やすことができる画像形成装置を提供することである。

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、電子写真方式によりトナー像を形成する画像形成部を装置本体の内部に有する画像形成装置において、前記装置本体の内部と外部とを連通させる、前記装置本体に設けられた給気口と、前記給気口を通して外気を前記装置本体の内部へ供給する、前記装置本体に設けられた給気装置と、前記装置本体の内部の空気を外部へ排出する、前記装置本体に設けられた排気装置と、外気を取り込みその外気をより低温にする、前記装置本体に着脱可能な冷却装置と、前記給気口を部分的に遮蔽して空気が通過する通気部を形成する、前記装置本体に着脱可能なカバーと、を有し、前記カバーは共通の前記給気口に対して選択的に装着可能であり、前記給気口に対して前記冷却装置が装着された際には、前記給気装置は前記冷却装置を通過してより低温になった外気を前記装置本体の内部へ供給し、前記給気口に対して前記カバーが装着された際には、前記給気装置は前記カバーの前記通気部を通して直接外気を前記装置本体の内部へ供給することを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、装置本体の内部の空気の流れを実質的に変更することなく簡易な構成により冷却装置の着脱状態を切り替えることができ、要求に応じて効果的に装置本体の内部を冷やすことができる。

本発明の一実施例に係る画像形成装置の給気口にカバーが装着された状態における概略構成を示す模式図である。本発明の一実施例に係る画像形成装置の給気口にカバーが装着された状態における正面が現れた外観斜視図である。本発明の一実施例に係る画像形成装置の給気口に装着されるカバーの一例を示す斜視図である。本発明の一実施例に係る画像形成装置の給気口に冷却装置が装着された状態における概略構成を示す模式図である。本発明の一実施例に係る画像形成装置の給気口に冷却装置が装着された状態における正面が現れた外観斜視図である。本発明の一実施例に係る画像形成装置の給気口に冷却装置が装着された状態における背面が現れた外観斜視図である。本発明の一実施例に係る画像形成装置に装着される冷却装置の概略構成を示す模式図である。本発明の一実施例に係る画像形成装置に装着される排水処理装置の概略構成を示す模式図である。本発明の他の実施例に係る（ａ）冷却装置のＯＮ／ＯＦＦ制御のフローチャート図、（ｂ）冷却装置の装着の有無による給気ファンの制御のフローチャート図である。本発明の他の実施例に係る冷却装置のＯＮ／ＯＦＦ制御の概略制御態様を示すブロック図である。

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
１．画像形成装置の全体構成及び動作
図１は、本発明の一実施例に係る画像形成装置の標準装備における概略構成を示す。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式を用いてフルカラー画像を形成することのできるフルカラーレーザープリンタである。

画像形成装置１００の装置本体１０１の内部には、複数の画像形成部として第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｂが配置されている。第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｂは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を、帯電、露光、現像の各工程を含む電子写真画像形成プロセスによって形成する。又、画像形成装置１００は、装置本体１０１の内部に、制御手段としての制御装置である制御部１９を有する。制御部１９は、演算処理手段としてのＣＰＵと、記憶手段としてのＲＯＭやＲＡＭなどのメモリとを有する。制御部１９は、ホストコンピュータなどの外部装置（図示せず）から出力されるプリント指令信号を入力すると、メモリに記憶されている画像形成制御シーケンスに従って、第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｂなどを動作させる。

本実施例では、第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｂの構成及び動作は共通する部分が多い。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために図中符号に与えた添え字ｙ、ｍ、ｃ、ｂは省略して、総括的に説明する。

画像形成部Ｐは、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１を有する。感光ドラム１は、図中矢印方向（反時計回り）に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って順に、次の各手段が配置されている。先ず、帯電手段としての帯電ローラ２である。次に、露光手段としての露光装置（レーザースキャナ）３である。次に、現像手段としての現像装置４である。次に、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーナ５である。

又、各画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｂの感光ドラム１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｂに対向するように、中間転写体としての無端ベルト状の中間転写ベルト７が配置されている。中間転写ベルト７は、駆動ローラ６１、従動ローラ６２、テンションローラ６３に掛け渡されており、駆動ローラ６１によって図中矢印方向（時計回り）に、各感光ドラム１の回転周速度と対応した周速度で回転駆動される。中間転写ベルト７の内周面側には、中間転写ベルト７を挟んで各感光ドラム１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｂに対向するように、一次転写手段としての一次転写部材である一次転写ローラ８ｙ、８ｍ、８ｃ、８ｂがそれぞれ配置されている。各一次転写ローラ８は、中間転写ベルト７を介して各感光ドラム１に向けて押圧され、各感光ドラム１と中間転写ベルト７とが接触する一次転写部（一次転写ニップ部）Ｎ１ｙ、Ｎ１ｍ、Ｎ１ｃ、Ｎ１ｂを形成する。中間転写ベルト７の外周面側には、従動ローラ６２に対向するように、二次転写手段としての二次転写部材である二次転写ローラ１４が配置されている。二次転写ローラ１４は、中間転写ベルト７を介して従動ローラ６２に向けて押圧され、中間転写ベルト７と二次転写ローラ１４との接触部である二次転写部（二次転写ニップ部）Ｎ２を形成する。

各画像形成部Ｐにおける画像形成動作について説明すると、先ず、感光ドラム１の外周面（表面）は、帯電ローラ２によって所定の極性・電位に一様に帯電処理される。次に、帯電した感光ドラム１の表面は、露光装置３が外部装置からの画像情報に基づいて生成したレーザー光によって走査露光される。これにより、感光ドラム１の表面に画像情報に応じた静電潜像（静電像）が形成される。この静電潜像は、現像装置４によってトナーを用いて現像され、感光ドラム１の表面にトナー像が形成される。

本実施例では、現像装置４は、主に非磁性トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とが混合された二成分現像剤（現像剤）を用いる二成分現像方式のものである。現像装置４は、現像剤を収容する現像容器と、現像剤を担持して感光ドラム１との対向部へと搬送する現像剤担持体としての現像スリーブと、現像容器内の現像剤を現像スリーブへと搬送する現像剤搬送部材としての搬送スクリューと、を有する。そして、本実施例では、現像装置４は、帯電処理された感光ドラム１の表面における、露光により電荷が減衰した部分に、現像スリーブに担持された現像剤から、感光ドラム１の帯電極性と同極性に帯電したトナーを転移させる。

例えば、フルカラー画像の形成時には、上述のような帯電、露光、現像の各工程が、第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｂにおいてそれぞれ行われる。そして、各画像形成部Ｐにおいて各感光ドラム１の表面に形成された各色のトナー像は、各一次転写部Ｎ１において、各一次転写ローラ８の作用により、中間転写ベルト７の外周面（表面）に順次重ね合わせて転写（一次転写）される。これにより、中間転写ベルト７の表面にフルカラーのトナー像が形成される。

一次転写工程後の感光ドラム１の表面に残留したトナー（一次転写残トナー）は、ドラムクリーナ５によって除去されて回収される。そして、感光ドラム１は、次の画像形成に供される。

一方、記録材Ｓが給送カセット１０から送出ローラ１１により送り出されて、搬送路１２Ａを通じてレジストローラ１３に搬送される。次いで、記録材Ｓは、レジストローラ１３により、中間転写ベルト７と二次転写ローラ１４との間の二次転写部Ｎ２に搬送される。そして、この二次転写ニップ部Ｎ２において記録材Ｓが中間転写ベルト７と二次転写ローラ１４とで挟持して搬送される過程で、中間転写ベルト７の表面のトナー像は、記録材Ｓに転写（二次転写）される。

二次転写工程後の中間転写ベルト７の表面に残留したトナー（二次転写残トナー）は、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーナ９によって除去されて回収される。そして、中間転写ベルト７は、次の画像形成に供される。

トナー像が転写された記録材Ｓは、定着手段としての加熱及び加圧式の定着装置１５へ搬送される。定着装置１５は、熱源を備える加熱ローラ１５Ａと、加熱ローラ１５Ａに圧接する加圧ローラ１５Ｂとを有する。未定着のトナー像を担持する記録材Ｓは、画像担持面を上側にした状態で、定着装置１５の加熱ローラ１５Ａと加圧ローラ１５Ｂとで形成されたニップ部（接触領域）に導入される。そして、記録材Ｓは、加熱ローラ１５Ａと加圧ローラ１５Ｂとで挟持して搬送されることによって加熱及び加圧され、その上にトナー像が定着される。

記録材Ｓの片面だけに画像を形成する場合には、定着装置１５から排出された記録材Ｓは、切換フラッパ１６で排出ローラ１７に案内され、この排出ローラ１７を通して、装置本体１０１の側面に設けられている排出トレイ１８上に排出される。

記録材Ｐの両面に画像を形成する場合には、定着装置１５から排出された記録材Ｓは、切換フラッパ１６で下方の反転搬送路１２Ｂに案内される。反転搬送路１２Ｂでは、記録材Ｓは、その後端が反転ポイントＲｐに達したときにスイッチバックされて、画像担持面を上側にした状態で両面用搬送路１２Ｃに送られる。その後、記録材Ｓは、両面用搬送路１２Ｃから送り出されて、搬送路１２Ａを通じてレジストローラ１３に搬送される。その後、この記録材Ｓは、レジストローラ１３で二次転写部Ｎ２に搬送され、二次転写部Ｎ２においてトナー像が転写される。その後、未定着のトナー像を担持する記録材Ｓは、画像担持面を上側にした状態で定着装置１５に導入され、ここでその上にトナー像が定着される。その後、定着装置１５から排出された記録材Ｐは、切換フラッパ１６で排出ローラ１７に案内され、この排出ローラ１７を通して排出トレイ１８上に排出される。

２．給排気システム
次に、本実施例の画像形成装置１００が備える給排気システムについて説明する。

画像形成装置１００は、装置本体１０１の内部と外部とを連通させる、装置本体１０１に設けられた給気口１０９を有する。又、画像形成装置１００は、給気口１０９を通して外気を装置本体１０１の内部へ供給する、装置本体１０１に設けられた給気手段としての給気装置である給気ファン１０４を有する。又、画像形成装置１００は、装置本体１０１の内部の空気を外部へ排出する、装置本体１０１に設けられた排気手段としての排気装置である排気ファン１０５を有する。そして、冷却装置１０２（図４）とカバー１１０（図１）とが、共通の上記給気口１０９に対して選択的に装着可能とされている。冷却装置１０２は、外気を取り込みその外気をより低温にするものであり、装置本体１０１に着脱可能とされている。又、カバー１１０は、給気口１０９を部分的に遮蔽して空気が通過する通気部１１１を形成するものであり、装置本体１０１に着脱可能とされている。このカバー１１０は、通気部１１１を通して外気を装置本体１０１の内部へ取り込むことを可能とすると共に、ユーザーなどが装置本体１０１の外部から給気ファン１０４に容易に触れてしまうことを防止するものである。

冷却装置１０２とカバー１１０は、装置本体１０１に設けられた共通の結合部２１に対して、選択的に結合される。この結合部２１は、冷却装置１０２又はカバー１１０を装置本体１０１に対して固定するための固定手段としてのボルトが適合するように設けられた、係合部としてのネジ穴で構成することができる。尚、本実施例では、冷却装置１０２は、給気口１０９と冷却装置１０２とを接続する、装置本体１０２に着脱可能な連結ダクト１０３を介して、給気口１０９に対して装着される。

そして、給気口１０９に対して冷却装置１０２が装着された際には、給気ファン１０４は冷却装置１０２を通過してより低温になった外気を装置本体１０１の内部へ供給する。一方、給気口１０９に対してカバー１１０が装着された際には、給気ファン１０４はカバー１１０の通気部１１１を通して直接外気を装置本体１０１の内部へ供給する。

本実施例によれば、装置本体１０１の内部における、給気ファン１０４から排気ファン１０５に至る空気の流路は、給気口１０９に対して冷却装置１０２又はカバー１１０のいずれが装着された際も同一である。

このように、本実施例によれば、冷却装置１０２の装着時に冷気を取り込む給気口１０９と、冷却装置１０２の未装着時に外気を取り込む給気口１０９とが共通である。従って、装置本体１０１の内部のエアフローを変更することなく、ユーザーの要求により選択的に冷却装置１０２の着脱を決定することができる。これにより、例えば画像形成装置の長時間稼働を多く行うユーザーに対しては冷却装置１０２によるメリットを提供しながら、長時間稼働をそれほど行わないユーザーに対しては低コスト／低消費電力／シンプル構成のメリットを提供することができる。以下、更に詳しく説明する。

３．標準装備
次に、画像形成装置１００の標準装備における給排気システムについて説明する。標準装備においては、給気口１０９には、冷却装置１０２ではなくカバー１１０が装着される。

図２は、標準装備における画像形成装置１００の正面（図１の紙面手前側に対応）が現れた外観を示す。以下、画像形成装置１００の正面側を「前部」或いは「前方」といい、その反対側である背面側を「後部」或いは「後方」という。

画像形成装置１００は、重力方向において各画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｂよりも上方に配置された給気口１０９を装置本体１０１に有する。本実施例では、給気口１０９は、画像形成装置１００の正面から見て、装置本体１０１の右上の前部に配置されている。又、画像形成装置１００は、重力方向において各画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｂよりも上方に配置された給気ファン１０４を装置本体１０１に有する。本実施例では、給気ファン１０４は、画像形成装置１００の正面から見て、装置本体の右上の前部であって、第４の画像形成部Ｐｂの上方近傍に配置されている。上記給気口１０９は、給気ファン１０４の外側にある装置本体１０１の外装部に設けられている。この給気口１０９を覆うように、カバー１１０が取り付けられている。本実施例では、給気口１０９に隣接する装置本体１０１の外装部に、結合部としてのネジ穴２１が設けられている。そして、カバー１１０は、固定手段としてのボルト２２を、詳しくは後述する取り付け穴１１４（図３）を通して上記ネジ穴２１に螺合することで、装置本体１０１に対して固定される。標準装備においては、カバー１１０の通気部１１１を通して外気を直接装置本体１０１の内部へ取り込んで、装置本体１０１の内部を冷やす。

図３（ａ）、（ｂ）は、カバー１１０の外観を示す。図３（ａ）、（ｂ）に示すいずれのカバー１１０を用いてもよい。本実施例では、カバー１１０は全体として略矩形の板状部材であり、給気口１０９を部分的に遮蔽すると共に当該カバー１１０の内外を連通させて空気が通過することを許す通気部１１１を形成する、遮蔽部１１２を有する。図３（ａ）に示すカバー１１０は、遮蔽部１１２たるカバー本体に、略平行に複数本の通気部１１１が形成されたルーバー付きカバーとされている。又、図３（ｂ）に示すカバー１１０は、遮蔽部１１２たるカバー本体に、通気部１１１として複数の穴が穿たれたパンチ穴付きカバーとされている。尚、カバー１１０の形状は、図３（ａ）、（ｂ）に示すものに限定されるものではない。

カバー１１０は、該カバー１１０を装置本体１０１に固定するための取り付け部１１３、１１３を、その長手方向の両端部に有する。本実施例では、一方の取り付け部１１３は、矩形板状のカバー本体の長手方向の側面から突出して設けられ、他方の取り付け部１１３は、矩形板状のカバー本体の短手方向の側面から突出して設けられている。そして、この取り付け部１１３、１１３には、カバー１１０を装置本体１０１に固定するのに用いられるボルト２２を通す取り付け穴１１４、１１４が形成されている。カバー１１０を装置本体１０１に固定する際には、ボルト２２の軸部を取り付け穴１１４に通し、ボルト２２の首部の端面と装置本体１０１の外装部とで取り付け部１１３を挟持する。

上述のように、本実施例では、給気口１０９及び給気ファン１０４は、重力方向において各画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｂよりも上方に配置されている。又、装置本体１０１の内部に送られた外気は、装置本体１０１の内部の温度より低温である。そのため、カバー１１０の通気部１１１、給気口１０９を通って、給気ファン１０４によって装置本体１０１の内部に取り込まれた外気は、図１中破線矢印で示すように、各画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｂの隙間を通って感光ドラム１や現像装置４の周囲に行き渡る。

一方、画像形成装置１００は、重力方向において各画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｂと略同一の高さ又は各画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｂよりも下方に配置された排気ファン１０５を装置本体１０１に有する。本実施例では、排気ファン１０５は、各画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｂを挟んで給気ファン１０４とは反対側の第１の画像形成部Ｐｙの下方近傍における、装置本体１０１の後部に配置されている。この排気ファン１０５により、各画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｂの隙間を通って送られてきた空気は、装置本体１０１の外部へと排出される。

このように、本実施例では、装置本体１０１の内部において、給気ファン１０４は排気ファン１０５よりも定着装置１５から遠位に配置される。より詳細には、給気ファン１０４は、装置本体１０１の内部における最大の発熱源である定着装置１５から最も離れた位置に配置され、排気ファン１０５は、その定着装置１５の近傍に配置される。尚、本実施例では、定着装置１５は、重力方向において各画像形成部Ｐよりも下方に配置されている。

又、本実施例では、定着装置１５の近傍の空気を装置本体１０１の外部に排出して、定着装置１５からの熱を装置本体１０１の外部へより効果的に排出するための排熱手段としての排熱装置である排熱ファン１０６が別個に設けられている。本実施例では、排熱ファン１０６は、排気ファン１０５よりも定着装置１５の近傍における、装置本体１０１の後部に配置されている。

定着装置１５により温度が上昇した空気は密度が低くなり重力方向上方へと移動する。そのため、本実施例の排熱手段としての排熱ファン１０６は少なくとも画像形成部とりわけ現像装置よりも重力方向下方に配置されている。当然、上昇する加熱された空気を効率的に除去するため、排熱ファン１０６は定着装置１５と略同じ高さ又は重力方向上方の装置後方面に配置されるのが好ましい。

尚、本実施例のように、排熱ファン１０６が重力方向において各画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｂと略同一の高さ又は各画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｂよりも下方に配置される場合、排熱ファン１０６も上記排気ファン１０５と同様の排気手段として機能し得る。

上述のような給排気システムにより、各画像形成部Ｐの周辺のエアフローは、第４の画像形成部Ｐｂから第１の画像形成部Ｐｙへ向かい、且つ、前方から後方へ向かうようになる。これにより、定着装置１５の熱が各画像形成部Ｐの周辺に伝わりにくい、効率の良いエアフローとなっている。

４．オプション装備
次に、画像形成装置１００のオプション装備における給排気システムについて説明する。オプション装備においては、給気口１０９には、カバー１１０ではなく冷却装置１０２が装着される。

図４は、給気口１０９に冷却装置１０２が装着されたオプション装備における本実施例の画像形成装置１００の概略構成を示す。又、図５は、オプション装備における画像形成装置１００の正面（図４の紙面手前側に対応）が現れた外観を示す。又、図６は、オプション装備における画像形成装置１００の背面（図４の紙面奥側に対応）が現れた外観を示す。

オプション装備においては、標準装備において給気口１０９に装着されているカバー１１０を取り外し、冷却装置１０２を装着する。本実施例では、冷却装置１０２は、連結ダクト１０３を介して、結合部２１に装着される。連結ダクト１０３の一方の端部には、カバー１１０に設けられている取り付け部１１３及び取り付け穴１１４に対応する位置に、同様の取り付け部１３１及び取り付け穴（図示せず）が設けられている。従って、連結ダクト１０３は、取り付け穴を通してボルト２２を装置本体１０１に設けられたネジ穴２１に螺合することで、装置本体１０１に固定される。連結ダクト１０３の他方の端部は、冷却装置１０２に固定される。

更に説明すると、画像形成装置１００は、重力方向において各画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｂよりも上方に配置された給気口１０９を装置本体１０１に有する。本実施例では、給気口１０９は、画像形成装置１００の正面から見て、装置本体１０１の右上の前部に配置されている。又、画像形成装置１００は、重力方向において各画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｂよりも上方に配置された給気ファン１０４を装置本体１０１に有する。本実施例では、給気ファン１０４は、画像形成装置１００の正面から見て、装置本体の右上の前部であって、第４の画像形成部Ｐｂの上方近傍に配置されている。又、画像形成装置１００は、重力方向において各画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｂよりも上方に配置された冷却装置１０２を装置本体１０１に有する。本実施例では、冷却装置１０２は、画像形成装置１００の正面から見て、装置本体１０１の右上の後部に配置されている。又、冷却装置１０２と装置本体１０１とを連結する連結手段としての連結ダクト１０３が、画像形成装置１００の正面から見て、装置本体１０１の右上に設けられている。

冷気は、冷却装置１０２から、連結ダクト１０３を通り、連結ダクト１０３と給気口１０９との連結部の内側に設けられた給気ファン１０４によって、装置本体１０１の内部に送られる。装置本体１０１の内部に送られた冷気は、図１中破線矢印で示すように、各画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｂの隙間を通って感光ドラム１や現像装置４の周囲に行き渡る。オプション装備においては、冷却装置１０３を装着しない標準装備に比べると温度が約５〜１０℃ほど低い外気が装置本体１０１の内部に送られるため、この外気は装置本体１０１の内部で下方へより行き渡りやすい。つまり、画像形成部よりも重力方向で上方に配置された給気口１０９から低温の空気を画像形成装置本体へと送るため、密度が高い冷却された空気は下方へ移動しやすい。これにより、自然対流が発生し、換気効率が上昇する。

一方、画像形成装置１００は、重力方向において各画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｂと略同一の高さ又は各画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｂよりも下方に配置された排気手段としての排気ファン１０５を装置本体１０１に有する。本実施例では、排気ファン１０５は、各画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｂを挟んで給気手段としての給気ファン１０４とは反対側の第１の画像形成部Ｐｙの下方近傍における、装置本体１０１の後部に配置されている。この排気ファン１０５により、各画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｂの隙間を通って送られてきた空気は、装置本体１０１の外部へと排出される。

上述のように、本実施例では、給気ファン１０４が定着装置１５から最も離れた位置に配置される一方で、排気ファン１０５は定着装置１５の近傍に配置される。又、上述のように、本実施例では、定着装置１５からの熱を装置本体１０１の外部へ排出するための排熱手段としての排熱ファン１０６が別個に設けられている。

５．冷却装置、給気ファン、排気ファン及び排熱ファンの構成
次に、冷却装置１０２、給気ファン１０４、排気ファン１０５及び排熱ファン１０６について更に説明する。

図７は、冷却装置１０２の一例の概略構成を示す。本実施例では、冷却装置１０２として、気化熱を利用した冷却装置１０２を使用した。冷却装置１０２は主に、圧縮機（コンプレッサー）１２１、凝縮機（コンデンサー）１２２、ドライヤー１２３、蒸発器（エバボレーター）１２４を有する。

冷却装置１０２のメカニズムを説明する。先ず、冷媒が、圧縮機１２１において圧縮されて、高温高圧の冷媒に変化する。高温高圧となった冷媒は、凝縮器１２２において放熱すると、その温度が低下していき、液化する。この凝縮器１２２の部分では発熱する。そして、液化した冷媒は、乾燥手段としてのドライヤー１２３において水分、ゴミなどの不純物が除去された後、蒸発器１２４へ送られる。そして、蒸発器１２４において、冷媒は減圧膨張する。つまり、低圧、低温の状態で冷媒は蒸発し、このときに周囲から気化熱を奪っていく。この部分が冷気を生成する部分である。外気は、蒸発器１２４の周辺を通過する際により低温に冷却される。この冷気は、連結ダクト１０３を通り、給気ファン１０４によって装置本体１０１の内部へと供給される。

ここで、通常、冷却装置１０２の出口部には送風ファンが設置されている。これに対し、本実施例では、装置本体１０１に給気ファン１０４が設置されているため、これで代用することで、冷却装置１０２の出口部の送風ファンは省略した。このように、本実施例では、給気口１０９に対して冷却装置１０２が装着された際の冷却装置１０２から装置本体１０１の内部への外気の流入は、装置本体１０２に設けられた給気ファン１０４のみによって推進される。これにより、コストの低下、冷却装置１０２の小型化を図ることができる。但し、所望により、冷却装置１０２の出口部に送風ファンを設けてもよい。

本実施例では、冷却装置１０２の能力は５００Ｗ程度、圧縮機定格１５０Ｗ程度である。又、冷媒には代替フロンであるＨＦＣのなかでも運転効率の良いＲ１３４ａを用いた。

本実施例では、給気ファン１０４として、１２０角軸流ファンを２個使用した。この給気ファン１０４の供給風量は約１〜３ｍ³／分である。又、この給気ファン１０４は、上記冷却装置１０２により温度が約５〜１０℃低下させられた外気を供給する。

本実施例では、排気ファン１０５として、１２０角軸流ファンを１個使用し、排熱ファン１０６として、１２０角軸流ファンを２個使用した。この排気ファン１０５、排熱ファン１０６の排出風量は、それぞれ約０．５〜１．５ｍ³／分、約１〜３ｍ³／分である。

本実施例では、冷却装置１０２を各画像形成部Ｐよりも重力方向上部に配置しているため、重力を利用して冷気は装置本体１０１の内部の各画像形成部Ｐの周辺へ効率よくスムーズに送られる。又、給気ファン１０４が定着装置１５から装置本体１０１の内部で最も離れた位置にあり、排気ファン１０５が定着装置１５の近傍にあるため、定着装置１５の熱を各画像形成部Ｐの周辺へ伝えることなく、効率よく各画像形成部Ｐの周辺の昇温を防止できる。

６．排水処理装置
次に、冷却装置１０２から発生する水の処理について説明する。

図６に示すように、オプション装備においては、装置本体１０１には、冷却装置１０２から排出される水を処理する排水処理装置１０８が装着される。この排水処理装置１０８は、定着装置１５の後方における装置本体１０１の後部に配置される。又、この排水処理装置１０８は、装置本体１０１に着脱可能とされており、標準装備においては、装置本体１０１から取り外される。

図７を参照して、冷却装置１０２の内部の蒸発器１２４の周辺を外気が通過する際に、その外気が冷やされて、それに含まれていた水分が蒸発器１２４の表面で結露する。この結露した水分が、蒸発器１２４の下部に配置されたドレン皿１２５に落下し、蒸発皿１２６へ送られる。蒸発皿１２６上には蒸発シート１２７が設けられている。そして、蒸発皿１２６へ排水された水の一部は、凝縮器１２２や圧縮器１２１から発生する熱を利用して、ファン（図示せず）によって蒸発シート１２７に温風を当てることにより、蒸発させられる。ここで蒸発できなかった水は、排水パイプ１０７を通り、排水処理装置１０８へ送られる。

図８は、排水処理装置１０８の概略構成を示す。排水処理装置１０８内には、Ｌ字型に屈曲された、水を吸水するフェルト状の吸水部材１８１が、上下２段に配置されている。冷却装置１０２から排水パイプ１０７を通して送られてきた水は、排水パイプ１０７と排水処理装置１０８との連結部に設けられた開口部１８２から、吸水部材１８１の最上部のＬ字の短手部１８１Ａに落下する。この水は、毛細管現象により吸水部材１８１内を移動していき、重力方向上下に延びているＬ字の長手部１８１Ｂをゆっくりと落下していく。上方の吸水部材１８１を通過した水は、これに接触して配置されている下方の吸水部材１８１を通って更に重力方向下方に移動することができる。

この排水処理装置１０８は、定着装置１５の排熱ファン１０６の外側に設置されている。そして、排熱ファン１０６と排水処理装置１０８との連結部に設けられた開口部１８４を通して、排熱ファン１０６によって装置本体１０１の内部から排出される空気が、吸水部材１８１に吹き付けられる。この空気は、定着装置１５からの熱で温められている。このように高温の定着排熱を吸水部材１８１に吹き付けることにより、吸水部材１８１内の水分は蒸発し、排水処理装置１０８の内部に設けられた排気ファン１８３によって排水処理装置１０８の外部へ排出される。

尚、本実施例では、排気ファン１０５とは別個に定着装置１５のための排熱ファン１０６を設け、排水処理装置１０８は、この排熱ファン１０６によって装置本体１０１の内部から排出される空気によって、冷却装置１０２からの排水を蒸発させる。これにより、画像形成部Ｐを冷やす空気のスムーズな流れをより良好に保ちながら、定着装置１５からの排熱を冷却装置１０２からの排水を蒸発させるために有効に利用することができる。しかし、所望により、排気ファン１０５と排熱ファン１０６とを別個に設けることなく、排気ファン１０５によって装置本体１０１の内部から排出される空気により、冷却装置１０２からの排水を蒸発させるために利用してもよい。

従来は、画像形成装置に冷却装置が設置されていると、比較的高い費用をかけて排水工事をするか、排水タンクを設置して頻繁に交換する必要があった。これに対し、本実施例では、排水処理装置１０８を画像形成装置１００自体に設けることによって、上記排水工事や排水タンクの設置を不要とすることができる。又、本実施例の排水処理装置１０８は、定着装置１５の排熱を利用しているため、熱リサイクルにも役立っている。

７．効果
本実施例では、標準装備とオプション装備とで、外気を取り入れる給気口１０９は同一であり、装置本体１０１の内部のエアフローも同一である。そのため、ユーザーは、画像形成装置１００を導入した後、エアフローの変更のための改造などを行うことなく、必要に応じて容易に冷却装置１０２を後から画像形成装置１００に追加して装着することができる。又、冷却装置１０２を装着した場合には、冷却装置１０２から発生する水を処理する排水処理装置１０８も画像形成装置１００に追加して装着することができる。

本実施例の適用例を示す。例えば、上記仕様の冷却装置１０２を装着したオプション装備においては、装置本体１０１の内部に供給する冷気の温度は、画像形成装置１００の周囲の外気よりも約５〜１０℃低くなる。そのため、この画像形成装置１００を長時間連続運転しても、現像剤の温度は４０℃以下で推移する。しかし、冷却装置１０２を装着しない標準装備においては、外気をそのまま装置本体１０１の内部に供給する。そのため、短時間の稼動（約１時間程度まで）では現像剤の温度を４０℃以下に維持できるが、数時間の長時間稼動時には現像剤の温度を４０℃以下に維持することができず、最大４５℃近くまで上昇する。このように温度が上昇すると、現像剤の劣化する速度が早まり、現像剤の寿命が短縮するなどの不具合が生じる場合がある。

このような不具合を防止するために、冷却装置１０２を設置することが望ましいが、冷却装置１０２及び排水処理装置１０８の設置には、相応のコストがかかる。従って、長時間稼動を多く行うユーザーに対しては有効であるが、短時間稼動の多いユーザーに対しては、冷却装置１０２の設置は過剰装備となる。

これに対し、本実施例によれば、装置本体１０１の内部のエアフローを変更することなく、容易に冷却装置１０２を着脱できるので、ユーザーの使い勝手に合わせて比較的安易に冷却装置１０２を装着するか否かを選択できる。これにより、短時間稼動の多いユーザーに対しては、冷却装置１０２のない低コスト／低消費電力／シンプル構成のメリットを提供することができる。一方で、長時間稼働を多く行うユーザーに対しては、冷却装置１０２によって長時間の連続運転が可能となるメリットを提供することができる。又、初め冷却装置１０２を設置しなかったユーザーが、その後使い方を変更して長時間稼働を多く行うようになった場合でも、後から冷却装置１０２を簡単に設置することができる。

以上説明したように、本実施例によれば、装置本体１０１の内部の空気の流れを実質的に変更することなく簡易な構成により冷却装置１０２の着脱状態を切り替えることができ、所望の冷却能力に応じて効果的に装置本体の内部を冷やすことができる。又、本実施例によれば、給気口１０９及び給気ファン１０４を画像形成部Ｐよりも重力方向上部に配置する。これにより、小型の冷却装置１０２（即ち、小型コンプレッサー）を用いても、或いは冷却装置１０２を用いなくても、要求に応じて画像形成部Ｐの全体を効率よく冷やすことができる。又、これによって、画像形成部の雰囲気の温度も安定するので、現像剤の劣化が進みにくくなり、長期間にわたり安定した画像を形成することができる。又、冷却装置１０２を、画像形成部Ｐよりも重力方向上部という画像形成装置１００における比較的高い位置に配置することにより、冷却装置１０２からの排水を重力を利用してスムーズに排水処理装置１０８へと導くことができる。

実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１のものと同じである。従って、実施例１のものと同一又はそれに相当する要素には同一符号を付して、詳しい説明は省略する。

本実施例では、各現像装置４ｙ、４ｍ、４ｃ、４ｂの内部に、現像剤の温度を検出する温度検出手段としての検出装置である温度センサ２０ｙ、２０ｍ、２０ｃ、２０ｂがそれぞれ設置されている（図１０）。そして、給気口１０９に対して冷却装置１０２が装着された際（オプション装備）に、制御部１９が、この温度センサ２０ｙ、２０ｍ、２０ｃ、２０ｂの検出結果に基づいて、冷却装置１０２のＯＮ／ＯＦＦ（稼働又は停止の状態）を制御する。同じく、制御部１９は装置本体１０１側に設けられた給気ファン１０４を含む各種ファンの動作を制御する。

つまり、感光ドラム１の内部には、感光ドラム１の表面の温度をある所定の温度に維持するために、ヒータ（図示せず）が設置されている。これは、感光ドラム１の表面の温度が低温であると、その表面で湿気が結露して、画像流れなどの画像不良の原因となるためである。本実施例では、感光ドラム１の表面の温度は、ヒータにより、約３５〜４０℃の間になるように制御されている。

一方、現像装置４内に収容された現像剤は、その特性を安定させるためには大幅な温度変化は好ましくなく、又現像剤自体の劣化を考慮すると高温でないことが好ましい。特に、現像剤の温度が４０℃を超えると、現像剤の劣化速度が急速に早まる傾向がある。又、現像剤の温度が４５℃を超えると、現像剤の流動性が悪化して、搬送路でのつまりなどの現像剤の搬送不良が発生することがある。この温度は、現像剤の種類により異なるが、近年は省エネなどのために、低温定着が主流になりつつあり、高温にすることが好ましくない現像剤が増えている。このような状況から、現像剤は約３０〜４０℃の間になるように制御するのが好ましい。

図９は、本実施例における制御のフローチャートである。又、図１０は、本実施例における概略制御ブロックを示す。

画像形成装置１００が備える制御装置としての制御部１９は、図９（ａ）に示すフローチャートに記載の手順で画像形成装置１００の各部を制御する。具体的には、画像形成装置１００の電源を入れると、制御部１９は、温度センサ２０ｙ、２０ｍ、２０ｃ、２０ｂの検出結果が示す、各現像装置４ｙ、４ｍ、４ｃ、４ｂ内の現像剤の温度Ｔｙ、Ｔｍ、Ｔｃ、Ｔｂの情報を読み込む（ステップ１）。制御部１９は、各現像装置４ｙ、４ｍ、４ｃ、４ｂ内の現像剤の温度Ｔｙ、Ｔｍ、Ｔｃ、Ｔｂのいずれかが３５℃を超えた場合に、冷却装置１０２をＯＮにする（ステップ２、３）。そして、制御部１９は、各現像装置４ｙ、４ｍ、４ｃ、４ｂ内の現像剤の温度Ｔｙ、Ｔｍ、Ｔｃ、Ｔｂの全てが３５℃以下になった場合に、冷却装置１０２をＯＦＦにする（ステップ２、４）。

更に、制御部１９は、装置本体１０１に冷却装置１０２が付いているか否かに応じて、各部の動作を切り換える。図９（ｂ）は、冷却装置１０２が装置本体１０１に装着されているか否かに応じて行う制御を説明するためのフローチャートである。制御部１９は、冷却装置１０２が装置本体１０１に装着されているか否かを検知する（ステップ２−１）。冷却装置１０２が装置本体１０１に装着されたか否かは、サービスマンが装置本体１０１のタッチパネルなどの操作部を用いて登録するものとする。尚、給気口１０９に着脱自在に設けられたカバー１１０のみに、冷却装置１０２が備えていない突起を設け、突起を備える部材が装置本体１０１に装着されていない場合に冷却装置１０２が装着されていると判断しても良い。

続いて、制御部１９は、ステップ２−１で取得した情報に基づき、冷却装置１０２が装置本体１０１に装着されていればステップ２−４の処理を行い、冷却装置１０２が装置本体１０１に装着されていなければステップ２−３の処理を実行する（ステップ２−２）。装置本体１０１に冷却装置１０２が装着されている場合、給気ファン１０４は冷却装置１０２の動作に合わせて動作させる（ステップ２−４）。即ち、給気口１０９に対して冷却装置１０２が装着された場合、給気ファン１０４は、冷却装置１０２の稼働又は停止に連動して動作（即ち、稼働又は停止）する。又、装置本体１０１に冷却装置１０２が装着されていない場合、温度センサ２０ｙ、２０ｍ、２０ｃ、２０ｂの出力に関わらず、制御部１９は給気ファン１０４による給気を継続させる（ステップ２−３）。即ち、給気口１０９に対して冷却装置１０２が装着されていない場合、給気ファン１０４は、温度センサ２０ｙ、２０ｍ、２０ｃ、２０ｂの検知結果に関わらず給気を継続する。

通常、画像形成装置１００が電源投入後に画像形成開始指示を待っている状態であるスタンバイ中は、冷却装置１０２はＯＦＦのまま、給気ファン１０４のみを稼動させ、外気を冷却することなくそのまま装置本体１０１の内部へ供給することになる。画像形成動作の終了直後を除き、スタンバイ中は、外気を冷却することなく供給するだけで、現像装置４を含む画像形成部Ｐの周辺の温度を所定の温度範囲（現像装置４が約３０〜４０℃、感光ドラム１が約３５〜４０℃）に維持することが可能である。

ここで、本実施例では、上述のように、現像剤の温度が３５℃以下であるか否かで冷却装置１０２のＯＮ／ＯＦＦの切り替えを制御する。これは、現像装置４の自己昇温を考慮してのことである。つまり、現像装置４が稼動すると、現像スリーブや搬送スクリューと現像剤との摺擦により、現像剤が自己昇温して、周囲の温度よりも３〜５℃程度上昇することが分かっている。そのため、現像剤の温度が４０℃近くになってから冷却装置１０２を稼動させていては、冷却装置１０２による冷却が間に合わずに、現像剤の温度が４０℃を超えてしまう可能性があるからである。ただし、上記の数値はあくまでも一例であり、本発明を限定するものではない。

以上、本実施例の制御により、省エネルギー化を図りながら、現像剤の温度を好ましい範囲（例えば３０〜４０℃）に維持することができる。従って、本実施例によれば、省エネルギー化を図りながら、長期間にわたり色味（濃度）を安定させ、かぶり画像やスジ画像といった画像欠陥を防止し、又現像剤の長寿命化を図ることができる。

１感光ドラム
１５定着装置
１００画像形成装置
１０１装置本体
１０２冷却装置
１０４給気ファン
１０５排気ファン
１０６排熱ファン
１０８排水処理装置
Ｐ画像形成部
Ｓ記録材

Claims

電子写真方式によりトナー像を形成する画像形成部を装置本体の内部に有する画像形成装置において、
前記装置本体の内部と外部とを連通させる、前記装置本体に設けられた給気口と、
前記給気口を通して外気を前記装置本体の内部へ供給する、前記装置本体に設けられた給気装置と、
前記装置本体の内部の空気を外部へ排出する、前記装置本体に設けられた排気装置と、
外気を取り込みその外気をより低温にする、前記装置本体に着脱可能な冷却装置と、
前記給気口を部分的に遮蔽して空気が通過する通気部を形成する、前記装置本体に着脱可能なカバーと、
を有し、
前記カバーは共通の前記給気口に対して選択的に装着可能であり、
前記給気口に対して前記冷却装置が装着された際には、前記給気装置は前記冷却装置を通過してより低温になった外気を前記装置本体の内部へ供給し、前記給気口に対して前記カバーが装着された際には、前記給気装置は前記カバーの前記通気部を通して直接外気を前記装置本体の内部へ供給することを特徴とする画像形成装置。
前記装置本体の内部における、前記給気装置から前記排気装置に至る空気の流路は、前記給気口に対して前記冷却装置又は前記カバーのいずれが装着された際も同一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。
前記給気口に対して前記冷却装置が装着された際の前記冷却装置から前記装置本体の内部への外気の流入は、前記装置本体に設けられた前記給気装置のみによって推進されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記画像形成部の雰囲気の温度を検出する検出装置と、前記給気口に対して前記冷却装置が装着された際に前記検出装置の検出結果に基づいて前記冷却装置の稼動又は停止の状態を切り替える制御装置と、を更に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記検出装置は前記画像形成部に設けられた現像装置の内部に設置されていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
前記給気口に対して前記冷却装置が装着された際には、前記冷却装置から排出される水を前記装置本体の内部から排出される空気を用いて蒸発させる排水処理装置が、前記装置本体に装着されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記排水処理装置は、前記排気装置又は前記排気装置とは別個に設けられた排熱装置によって前記装置本体の内部から排出される、前記定着装置からの熱で温められた空気により、前記冷却装置から排出される水を蒸発させることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
前記制御装置は、前記給気口に対して前記冷却装置が装着されていない場合、前記検知装置の検知結果に関わらず、前記給気装置による給気を継続すると共に、前記給気口に対して前記冷却装置が装着された場合、前記冷却装置の稼働又は停止に連動して前記給気装置が動作するように制御することを特徴とする請求項４〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。