JP2013195810A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置において、排出された記録媒体からトナー供給手段に伝わる熱を抑制しながら、装置内の排熱を行う。
【解決手段】鉛直方向において用紙積載部１９の下方であって、トナーカートリッジ１６の上方に、用紙積載部１９の下面と合わさることでエアーの流路を形成するダクト２０がある。このエアーの流路の出口には冷却ファン２２がある。エアーの流路の入口にあたる一端には、吸気口２１が、トナーカートリッジ１６よりも定着器１８及び画像形成ユニットＵに近い位置にある。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

特許文献１には、排紙部近傍に電装部品を設けた画像形成装置において、外気を取り入れて排紙ローラの軸方向に沿った気流を形成する第１の流路と、電装部品の設置位置近傍に設けられた冷却手段により外気を取り入れて電装部品に直接外気を接触させた上で外部に排出する第２の流路とを備え、第１及び第２の流路は、電装部品の設置位置を通過した位置で合流されて外部に通じる構成が記載されている。

特開２０１０−３９１７５号公報

本発明の目的とするところは、画像形成装置において、排出された記録媒体からトナー供給手段に伝わる熱を抑制しながら、装置内の排熱を行うことにある。

請求項１に記載の画像形成装置は、像保持体を帯電させ、帯電させられた当該像保持体に対して露光を行って静電潜像を形成し、トナーを含む現像剤で当該静電潜像を現像して前記像保持体の表面に画像を形成して記録媒体に転写する画像形成手段と、鉛直方向において前記画像形成手段の上方に配置され、前記記録媒体に転写された画像を当該記録媒体に定着させる定着手段と、前記画像形成手段にトナーを供給するトナー供給手段と、鉛直方向において前記トナー供給手段の上方に配置されるとともに、前記定着手段の側方に位置し、前記画像が定着された複数の前記記録媒体が積載される積載手段と、自装置内のエアーを吸引して自装置の外に排出する排出手段と、鉛直方向において前記積載手段より下方で前記トナー供給手段よりも上方に配置され、エアーの流路を形成する流路形成部であって、一端部が前記排出手段に繋がっており、少なくとも前記トナー供給手段よりも前記画像形成手段及び前記定着手段に近い位置にエアーを吸い込む吸気口を備えた流路形成部とを備えることを特徴とする。

請求項２に記載の画像形成装置は、前記吸気口は、前記定着手段と前記画像形成手段とに挟まれた空間に位置することを特徴とする。

請求項３に記載の画像形成装置は、前記積載手段において前記記録媒体が積載される部材が、前記流路形成部のうちの上側の面を形成し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は、前記流路形成部のうち、前記トナー供給手段と相対する部位の素材が金属であることを特徴とする。

請求項５に記載の画像形成装置は、前記流路形成部において、前記トナー供給手段よりも前記画像形成手段及び前記定着手段に近い位置に設けられたエアーを吸い込む吸気口とは異なる吸気口であって、前記画像形成手段及び前記定着手段よりも前記トナー供給手段に近い位置にエアーを吸い込むための吸気口が設けられていないことを特徴とする。

請求項６に記載の画像形成装置は、前記吸気口から前記定着手段と前記画像形成手段とに挟まれた空間に向かって延伸し、当該空間を鉛直方向の上方と下方に区画する区画部材を備えることを特徴とする。

請求項７に記載の画像形成装置は、前記区画部材が金属製であることを特徴とする。

請求項８に記載の画像形成装置は、前記積載手段は、自装置の正面側に鉛直方向の下方に凹んだ凹み部を有し、自装置を上方から鉛直方向に見たときに、前記流路形成部は前記凹み部と重ならない位置にあることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、鉛直方向において積載手段より下方でトナー供給手段よりも上方に配置され、エアーの流路を形成する流路形成部であって、トナー供給手段よりも画像形成手段及び定着手段に近い位置にエアーを吸い込む吸気口を備えた流路形成部を備えない場合と比較して、画像形成装置において、排出された記録媒体からトナー供給手段に伝わる熱を抑制しながら、装置内の排熱を行うことができる。
請求項２記載の発明によれば、定着手段及び画像形成手段のそれぞれから発せられる熱を排熱することができる。
請求項３記載の発明によれば、装置の省スペース化を図ることができる。
請求項４記載の発明によれば、流路形成部のうち、トナー供給手段と相対する部位の素材が金属でない場合と比較して、排出された記録媒体から発せられる熱がトナー供給手段に伝わるのを抑制することができる。
請求項５記載の発明によれば、流路形成部において、トナー供給手段よりも画像形成手段及び定着手段に近い位置にエアーを吸い込むための吸気口が設けられているだけでなく、画像形成手段及び定着手段よりもトナー供給手段に近い位置にも吸気口が設けられている構成と比較して、排出手段を小型化することができる。
請求項６記載の発明によれば、吸気口から定着手段と画像形成手段とに挟まれた空間に向かって延伸し、当該空間を鉛直方向の上方と下方に区画する区画部材を有さない場合と比較して、定着手段及び画像形成ユニットのそれぞれから発せられる熱をより効果的に排熱することができる。
請求項７記載の発明によれば、区画部材が金属製でない場合と比較して、画像形成手段に伝わる熱をより抑制することができる。
請求項８記載の発明によれば、積載手段が、自装置の正面側に鉛直方向の下方に凹んだ凹部を有し、自装置を上方から鉛直方向に見たときに、流路形成部が凹み部と重ならない位置にある構成を有さない場合と比較して、排出された記録媒体からトナー供給手段に伝わる熱を抑制することができる。

画像形成装置を正面からみたときの斜視図 画像形成装置を正面側からみたときの断面図 画像形成装置を鉛直方向からみたときの平面図 画像形成装置の内部を正面側からみたときの斜視図

＜実施形態＞
図１は、本実施形態に係る画像形成装置１００を正面からみたときの斜視図である。画像形成装置１００は、直方体の形状であり、ＸＹＺ直交座標系が設定されている。このＸＹ直交座標系の原点Ｐは、画像形成装置１００の底面における四隅のうちのいずれか（図１においては、左上隅）に位置している。ここで、画像形成装置１００をその正面からみたときに、この原点Ｐを含み平面を構成する２辺のうち、一方の辺がＸ軸（ここでは画像形成装置１００の幅方向の辺）に対応し、他方の辺がＹ軸（ここでは画像形成装置１００の奥行き方向の辺）に対応している。これらＸ軸及びＹ軸と直交する直線をＺ軸とする。つまり、幅方向に相当するＸ軸及び奥行き方向に相当するＹ軸で表される平面に対して、Ｚ軸は鉛直方向の座標軸に相当する。本実施形態における画像形成装置１００は、モノクロの画像を記録媒体である用紙に形成するものとする。

図２は、画像形成装置１００を正面側、すなわちＹ軸正方向からみたときの断面図である。図２に示す座標記号のうち、内側が白い円の中に黒い円を描いた記号は、紙面奥側から手前側に向かう矢印を表している。つまり、図２においてＹ軸は手前側が正方向であり、奥側が負方向である。画像形成装置１００は、感光体ドラム１１と、帯電器１２と、露光経路１３と、露光装置１４と、現像器１５と、トナーカートリッジ１６と、転写ロール１７と、定着器１８と、用紙積載部１９と、ダクト２０と、吸気口２１と、冷却ファン２２と、プレート２３とを備える。

感光体ドラム１１は、表面に光導電膜を積層して軸を中心に回転する円筒状の部材であり、表面に形成された静電潜像を保持する像保持体である。帯電器１２は、感光体ドラム１１を決められた帯電電位に帯電させる。露光経路１３は、露光装置１４から放たれた光を感光体ドラム１１に届かせる経路である。露光装置１４は、露光経路１３を通じて感光体ドラム１１を露光して静電潜像を形成する。現像器１５は、トナーを静電潜像に供給することで、この静電潜像を現像して感光体ドラム１１の表面に画像を形成する。

トナーカートリッジ１６は、黒色のトナーを収容し、これを必要に応じて現像器１５に供給する。トナーカートリッジ１６は、本発明に係るトナー供給手段の一例である。転写ロール１７は、感光体ドラム１１の表面に形成された画像を用紙に転写する。感光体ドラム１１と、帯電器１２と、露光経路１３と、露光装置１４と、現像器１５と、転写ロール１７とは、合わさることで画像形成ユニットＵを構成する。画像形成ユニットＵには、各部を構成する電気基板からの発熱、各部を構成する駆動装置の駆動による発熱、及び転写後に感光体ドラム１１に残留したトナーを掻き取るブレードと感光体ドラム１１との摩擦熱などが生じる。これにより、画像形成ユニットＵは、熱を発する。画像形成ユニットＵは、本発明に係る画像形成手段の一例である。定着器１８は、鉛直方向において画像形成ユニットＵの上方、すなわちＺ軸正方向に位置し、搬送されてきた用紙に転写された画像に対し加熱及び加圧を行うことによって、その画像を用紙に定着させる。定着器１８は、本発明に係る定着手段の一例である。定着器１８は、その駆動部の駆動により熱を発する。

用紙積載部１９は、予め決められた厚みを持つ板状の部材であり、定着器１８で画像が定着されて排出された用紙を積載する。用紙積載部１９は、Ｘ軸正方向において、印刷可能な用紙の最大サイズの長手方向の長さよりも長い幅を有する。ここで、印刷可能な用紙の最大サイズとは、例えばＡ３である。用紙積載部１９は、Ｙ軸方向に画像形成装置１００の奥行きに応じた奥行きを有している。用紙積載部１９は、鉛直方向においてトナーカートリッジ１６の上方、すなわちＺ軸正方向に位置するとともに、定着器１８の側方、すなわちＸ軸正方向に位置する。用紙積載部１９は、水平面に対して予め決められた角度で傾斜している。この傾斜に沿って用紙が積載されることで、排出された用紙が、その自重によりバラつかずに纏まりやすくなっている。用紙積載部１９は、本発明に係る積載手段の一例である。

ダクト２０は、予め決められた厚みを持つとともに、エアーの入口及び出口となる２箇所を除き、周囲に側壁を有する板状部材である。ダクト２０は、その側壁の上面が用紙積載部１９の下面と合わさることで、用紙積載部１９の下面とダクト２０の上面とに挟まれた空間に、エアーの流路を形成する。つまり、用紙積載部１９において用紙が積載される部材は、エアーの流路のうち上側の面を形成している。ダクト２０におけるエアーの流路の一端部であるエアーの出口は、冷却ファン２２へと繋がっている。一方、ダクト２０におけるエアーの流路の他端部であるエアーの入口には、エアーを吸い込む吸気口２１がある。ダクト２０のＹ軸方向の奥行きは、画像形成装置１００の奥行きに応じたものとなっているが、これについては後述する。ダクト２０は、鉛直方向において用紙積載部１９の下方、すなわちＺ軸負方向に位置するとともに、トナーカートリッジ１６よりも上方、すなわちＺ軸正方向に位置する。ダクト２０のうち用紙積載部１９と相対する部位は、例えば樹脂でできている。また、ダクト２０のうちトナーカートリッジ１６と相対する部位の素材は、熱反射率の高い金属であり、例えばアルミニウムである。これにより、排出されて用紙積載部１９に積載された用紙から発せられる熱がＺ軸負方向に伝わったときに、ダクト２０においてこの熱が反射されるため、トナーカートリッジ１６に熱が伝わってトナーカートリッジ１６内のトナーが溶融することが抑制される。ダクト２０は、本発明に係る流路形成部の一例である。

吸気口２１は、用紙積載部１９とダクト２０とが合わさって形成するエアーの流路の端部において形成された孔であり、吸気口２１を通じてエアーが吸気される。図２からも明らかなように、吸気口２１は、トナーカートリッジ１６よりも画像形成ユニットＵ及び定着器１８に近い位置にある。冷却ファン２２は、用紙積載部１９の奥行き方向、すなわちＹ軸負方向に位置する。冷却ファン２２は、ファンが回転して画像形成装置１００内部のエアーを吸気して外部に排出することで、排熱により画像形成装置１００内部の冷却を行う。冷却ファン２２は、本発明に係る排出手段の一例である。

プレート２３は、予め決められた厚みを持ったＬ字型の板状部材である。プレート２３は、鉛直方向において画像形成ユニットＵよりも上方、すなわちＺ軸正方向に位置するとともに、定着器１８よりも下方、すなわちＺ軸負方向に位置する。つまり、プレート２３は、定着器１８と画像形成ユニットＵとに挟まれた空間に位置する。プレート２３の素材は、熱反射率の高い金属であるが、より望ましくは、例えばアルミニウムである。これにより、プレート２３は、定着器１８から発せられる熱を反射して、この熱が画像形成ユニットＵに伝わって画像形成ユニットＵ内のトナーが溶融することを抑制する。

プレート２３のＹ軸方向における奥行きは、画像形成装置１００の奥行きに応じたものとなっている。またプレート２３のＹ軸方向における奥行きは、用紙積載部１９の奥行きにも応じたものになっている。プレート２３は、吸気口２１の周辺から定着器１８と画像形成ユニットＵとに挟まれた空間に向かって延伸し、この空間を鉛直方向の上方と下方に区画する区画部材の一例である。これにより、冷却ファン２２が回転してエアーを吸い込んだときに、エアーの流路は、矢印Ｌ１で示すようなものとなる。すなわち、画像形成ユニットＵの近傍にあるエアーが、画像形成ユニットＵの周辺を伝いながら定着器１８の近傍を通り、その後吸気口２１を通じてダクト２０に吸い込まれて冷却ファン２２から排出される。このエアーの流路において、画像形成ユニットＵの各部及び定着器１８から生じる熱が吸気によって排熱される。

図３は、画像形成装置１００を鉛直方向から、すなわちＺ軸正方向からみた平面図である。矢印Ｌ２は、エアーの流路を表す。また、用紙積載部１９、ダクト２０及びトナーカートリッジ１６を、それぞれ破線で表している。用紙積載部１９、ダクト２０及びトナーカートリッジ１６は、鉛直方向において以下の順番で位置している。すなわち、トナーカートリッジ１６の上にダクト２０が存在し、ダクト２０の上に用紙積載部１９が覆いかぶさっているものとなっている。エアーは、用紙積載部１９及びダクト２０とが合わさって形成された流路を通って、冷却ファン２２から排出される。また、用紙積載部１９は、正面側、すなわちＹ軸正方向側において、鉛直方向の下方に凹んでいる凹み部３０を有する。凹み部３０は、そのＸ軸方向においてトナーカートリッジ１６に近い側が、トナーカートリッジ１６に遠い側と比較して、凹んでいる部分の奥行きが長い。この凹み部３０は、用紙が排出されて用紙積載部１９に積載されたときに、画像形成装置１００のユーザが、凹み部３０に手を差し込んで用紙を取り出しやすいようにすることを目的として設けられたものである。

凹み部３０が存在しているため、ダクト２０は、その奥行きが、凹み部３０と重ならない位置に制限される。つまり、画像形成装置１００を上方から鉛直方向に見たときに、ダクト２０は、凹み部３０と重ならない位置にある。ここで、用紙積載部１９に積載された用紙から発せられる熱が、Ｚ軸負方向に伝わるときに、ダクト２０が存在する箇所については、上述したように、ダクト２０のトナーカートリッジ１６に相対する面が熱反射率の高い金属性であるため、熱がトナーカートリッジ１６に伝わってトナーが溶融することが抑制される。一方、凹み部３０が存在する箇所については、この凹み部３０に存在する空気層が、熱に対する緩衝帯としての役割を果たし、用紙から発せられる熱がトナーカートリッジ１６に伝わってトナーが溶融することを抑制する。従って、ダクト２０の奥行きが、凹み部３０と重ならない位置になるように制限されても、用紙から発せられる熱でトナーカートリッジ１６内のトナーが溶融することが抑制される。

図４は、画像形成装置１００の内部を正面側からみたときの斜視図である。なお、説明の便宜上、定着器１８を非表示としている。矢印Ｌ３は、エアーの流路を表す。図示されるように、吸気口２１が、トナーカートリッジ１６よりも定着器１８（非図示）及び画像形成ユニットＵに近い位置にあり、定着器１８及び画像形成ユニットＵから発せられる熱が吸熱されやすくなっている。一方、トナーカートリッジ１６から冷却ファン２２へ直接向かうエアー流路は、そのための吸気口が用意されていないため、形成されていない。これは、以下のような理由による。例えば、従来における、トナーカートリッジ１６の上側にダクト２０が存在しない構成の場合、用紙積載部１９に積載された用紙からの熱が、トナーカートリッジ１６に伝わりやすいため、この熱を吸気する必要から、トナーカートリッジ１６の近傍にも吸気口を設けていた。本実施形態では、ダクト２０が、用紙積載部１９に積載された用紙からの熱を反射するとともに、用紙積載部１９の下面とダクト２０とが形成するエアーの流路において吸気がなされて排熱が行われるため、トナーカートリッジ１６に熱が伝わりにくく、トナーカートリッジ１６周辺のエアーを吸気してやる必要が少なくなる。そのため、本実施形態では、ダクト２０において、画像形成ユニットＵ及び定着器１８よりもトナーカートリッジ１６に近い位置にエアーを吸い込むための吸気口が設けられていない。これにより、吸気口が２つではなく１つで済む為、冷却ファン２２は、１つの吸気口２１に応じた出力で吸気を行えば事足り、冷却ファン２２の小型化が望める。これにより、画像形成装置１００内部の省スペースが図られる。

このように、本実施形態によれば、鉛直方向において用紙積載部１９の下方にトナーカートリッジ１６が存在するときに、トナーカートリッジ１６の上方に、用紙積載部１９の下面と合わさることでエアーの流路を形成するダクト２０を設けることで、積載された用紙から発せられる熱がトナーカートリッジ１６に伝わってトナーが溶融することが抑制される。このとき、エアーの流路の端部に形成された吸気口２１が、各々熱を発する定着器１８及び画像形成ユニットＵに近い位置にあるため、これらの熱が吸気されることで、画像形成装置１００内部の排熱が行われる。また、吸気口２１が、鉛直方向において定着器１８と画像形成ユニットＵとに挟まれた空間に位置するため、定着器１８及び画像形成ユニットＵのそれぞれから発せられる熱がより均等に排熱されやすくなる。また、用紙積載部１９において用紙が積載される部材が、エアーの流路のうち上側の面を形成していることにより、この上側の面を形成するための部材を別途設ける必要がなく、装置の省スペースが図れる。また、ダクト２０のうち、トナーカートリッジ１６と相対する部位の素材が、熱反射率の高い金属であるため、積載された用紙から発せられる熱がトナーカートリッジ１６に伝わってトナーが溶融することが、より効果的に抑制される。

また、トナーカートリッジ１６周辺のエアーを吸気するための吸気口がなく、冷却ファン２２の出力が、１つの吸気口２１に応じたもので済むことから、冷却ファン２２を小型化して省スペース化を図ることができる。また、プレート２３が、吸気口２１の近傍から、定着器１８と画像形成ユニットＵとに挟まれた空間に向かって延伸し、この空間を鉛直方向の上方と下方に区画することで、冷却ファン２２により吸引されるエアーが、画像形成ユニットＵの周辺を伝って吸熱するとともに、定着器１８の周辺を伝って吸熱するので、より効果的に画像形成装置１００の内部の排熱が行われる。また、プレート２３が熱反射率の高い金属製であるため、定着器１８から発せられる熱が反射されて、この熱がトナーカートリッジ１６に伝わってトナーが溶融するのを抑制する。また、ダクト２０が、奥行き方向において、用紙積載部１９における凹み部３０と重ならない位置にあることで、ダクト２０によりトナーカートリッジ１６に熱が伝わるのが抑制されるとともに、凹み部３０の空気層が緩衝帯として作用することで、トナーカートリッジ１６に熱が伝わるのが抑制される。このように、本実施形態によれば、画像形成装置において、排出された記録媒体からトナー供給手段に伝わる熱を抑制しながら、装置内の排熱を行うことができる。

１１…感光体ドラム、１２…帯電器、１３…露光経路、１４…露光装置、１５…現像器、１６…トナーカートリッジ、１７…転写ロール、１８…定着器、１９…用紙積載部、２０…ダクト、２１…吸気口、２２…冷却ファン、２３…プレート、３０…凹み部、１００…画像形成装置、Ｌ１〜Ｌ３…エアー流路、Ｕ…画像形成ユニット

Claims (8)

1. 像保持体を帯電させ、帯電させられた当該像保持体に対して露光を行って静電潜像を形成し、トナーを含む現像剤で当該静電潜像を現像して前記像保持体の表面に画像を形成して記録媒体に転写する画像形成手段と、
   鉛直方向において前記画像形成手段の上方に配置され、前記記録媒体に転写された画像を当該記録媒体に定着させる定着手段と、
   前記画像形成手段にトナーを供給するトナー供給手段と、
   鉛直方向において前記トナー供給手段の上方に配置されるとともに、前記定着手段の側方に位置し、前記画像が定着された複数の前記記録媒体が積載される積載手段と、
   自装置内のエアーを吸引して自装置の外に排出する排出手段と、
   鉛直方向において前記積載手段より下方で前記トナー供給手段よりも上方に配置され、エアーの流路を形成する流路形成部であって、一端部が前記排出手段に繋がっており、少なくとも前記トナー供給手段よりも前記画像形成手段及び前記定着手段に近い位置にエアーを吸い込む吸気口を備えた流路形成部と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記吸気口は、前記定着手段と前記画像形成手段とに挟まれた空間に位置する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記積載手段において前記記録媒体が積載される部材が、前記流路形成部のうちの上側の面を形成している
   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。
4. 前記流路形成部のうち、前記トナー供給手段と相対する部位の素材が金属である
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記流路形成部において、前記トナー供給手段よりも前記画像形成手段及び前記定着手段に近い位置に設けられたエアーを吸い込む吸気口とは異なる吸気口であって、前記画像形成手段及び前記定着手段よりも前記トナー供給手段に近い位置にエアーを吸い込むための吸気口が設けられていない
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記吸気口から前記定着手段と前記画像形成手段とに挟まれた空間に向かって延伸し、当該空間を鉛直方向の上方と下方に区画する区画部材を備える
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記区画部材が金属製である
   ことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記積載手段は、自装置の正面側に鉛直方向の下方に凹んだ凹み部を有し、
   自装置を上方から鉛直方向に見たときに、前記流路形成部は前記凹み部と重ならない位置にある
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成装置。

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