JP2016033545A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置を大型化することなく、安価でシートを冷却することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】ファン３０及びファン３０の風を排出トレイ２１へ排出されるシートに導くダクト３１を有する冷却装置４０により、排出トレイ２１に排出されるシートＳを冷却する。そして、ダクト３１の、シートの排出方向と直交する幅方向の中央部に対応する位置に、ファン３０からの風の一部を増速させてシートに吹き付ける中央ダクト３４を画成する。【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特にトナー画像が定着されたシートを冷却する構成に関する。

従来の、複写機やプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置は、画像形成手段としての画像形成部で形成したトナー像をシートに転写した後、シートを定着手段としての定着装置において加熱することにより、トナー像をシートに定着するのが一般的である。そして、定着装置で熱定着されたシートを、シート排出手段としての排出ローラ対によりシート積載手段としての積載トレイに排出する。

ここで、積載トレイに排出されるシートは、定着装置による加熱により熱を帯びているため、トナーが十分に固まっていない場合がある。そして、このように熱を帯びたシートが積載トレイに積載される場合、固まっていないトナーによってシート同士が貼り付く場合がある。

また、例えばトナー像形成面が下向きでシートが排出される場合、先に排出されたシートの裏面となる上面に、排出されたシートのトナーが付着して裏面が汚れる場合がある。一方、トナー像形成面が上向きでシートが排出される場合には、排出されたシートの裏面に、先に排出されたシートのトナーが付着して裏面が汚れる場合がある。

そこで、従来、このような排出されたシート同士の貼り付き及びシートの裏面の汚れを防ぐため、積載トレイに排出されるシートに冷却風を吹き付けて冷却する冷却手段を備えた画像形成装置がある（特許文献１参照）。

特開２００６−２５６７０７号公報

しかし、このような冷却手段を備えた従来の画像形成装置において、冷却風を吹き付けた場合、排出されるシートの排出方向と直交する幅方向の両側端部分は外気に触れて放熱が促進されるが、幅方向の中央部分は側端部分に比べて放熱しづらい。

また、シートの排出方向上流側端部であるシートの後端部も、シートの排出方向下流側端部であるシートの先端部分に比べて定着装置を通過してから、次のシートが排出されるまでの時間が短いため十分な放熱を行うことができない。したがって、排出されるシートにおいて、シートの中央後端部分が最も放熱しにくい部分となることから、シート中央後端部分でシート同士の貼り付きや、裏面汚れが発生する場合がある。

なお、このようなシート同士の貼りつき等を防ぐためには、冷却手段として冷却能力が高い送風手段を用いる必要があるが、送風手段は一般的に冷却能力が上がるほど、サイズが大きくなり、かつ高価になる。また、送風手段のサイズが大きくなると、画像形成装置が大型化する。

そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、装置を大型化することなく、安価でシートを冷却することのできる画像形成装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、画像形成装置において、シートにトナー像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段によりシートに形成されたトナー像を加熱してシートに定着させる定着手段と、トナー画像が定着されたシートを排出する排出手段と、排出されたシートを積載する積載部と、ファン及び前記ファンからの風を導いて前記積載部へ排出されるシートに吹き付けるためのダクトを有し、前記積載部に排出されるシートを冷却する冷却手段と、を備え、前記ダクトに前記ファンからの風の一部を増速させてシートに吹き付ける増速手段を設けたことを特徴とするものである。

本発明のように、ダクトの、シートの幅方向の中央部に対応する位置に画成された、入り口の断面積よりも出口の断面積の方が狭い送風路によりシートの幅方向の中央部を冷却することにより、装置を大型化することなく、安価でシートを冷却することができる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるフルカラーレーザプリンタの概略構成を示す図。 上記フルカラーレーザプリンタに設けられた冷却装置の構成を説明する図。 上記冷却装置のダクトの構成を説明する図。

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるフルカラーレーザプリンタの概略構成を示す図である。図１において、１００はフルカラーレーザプリンタ、１００Ａはフルカラーレーザプリンタ本体（以下、プリンタ本体という）である。この装置本体であるプリンタ本体１００Ａには、記録用紙、プラスチックシート、布等のシートに画像を形成する画像形成手段である画像形成部１００Ｂ、画像形成部１００Ｂにシートを給送するシート給送装置１３等が設けられている。

画像形成部１００Ｂは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）の４色のトナー画像を形成するプロセスカートリッジ７（７ａ〜７ｄ）を備えている。このプロセスカートリッジ７は、不図示の駆動手段により時計方向に回転駆動される像担持体である感光体ドラム１（１ａ〜１ｄ）を備えている。また、プロセスカートリッジ７は、現像ローラ２４（２４ａ〜２４ｄ）及び現像剤塗布ローラ２５（２５ａ〜２５ｄ）を有し、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として顕像化する現像ユニット４（４ａ〜４ｄ）を備えている。さらに、プロセスカートリッジ７は、感光体ドラム表面を均一に帯電する導電性ローラである帯電ローラ２（２ａ〜２ｄ）と、クリーニングブレード８（８ａ〜８ｄ）を有するクリーナ５（５ａ〜５ｄ）等を備え、プリンタ本体１００Ａに着脱可能に装着される。

また、画像形成部１００Ｂは、プロセスカートリッジ７の鉛直上方に配置され、画像情報に基づいてレーザ光を照射し、感光体ドラム１上に静電潜像を形成するスキャナユニット３を備えている。なお、本実施の形態において、感光体ドラム１は、金属製シリンダ等の中空の円筒部材の外周面に有機光導伝体層（ＯＰＣ）を塗布して構成されている。

また、図１において、７１は中間転写ベルトユニットであり、この中間転写ベルトユニット７１は、無端状の中間転写ベルト７０と、中間転写ベルト７０の内側に感光体ドラム１と対向して配設された１次転写ローラ７４（７４ａ〜７４ｄ）を備えている。中間転写ベルト７０は、駆動ローラである２次転写対向ローラ７２及びテンションローラ７３に張架されると共に全ての感光体ドラム１に当接しながら矢印Ｆ方向に回転する。

ここで、１次転写ローラ７４は、中間転写ベルト７０を感光体ドラム１に向けて押圧し、中間転写ベルト７０と感光体ドラム１とが当接する１次転写部を形成すると共に、不図示のバイアス印加手段により中間転写ベルト７０に転写バイアスを印加する。そして、この１次転写ローラ７４によって中間転写ベルト７０に１次転写バイアスを印加することにより、感光体ドラム上の各色トナー像が順次中間転写ベルト７０に転写され、これにより中間転写ベルト上にはフルカラー画像が形成される。

また、中間転写ベルト７０の外周面側において２次転写対向ローラ７２に対向する位置には、中間転写ベルト７０を介して２次転写対向ローラ７２に圧接し、２次転写部１５を形成する２次転写ローラ１６が配設されている。そして、２次転写ローラ１６には、不図示の２次転写バイアス印加手段としての２次転写バイアス電源（高圧電源）から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加される。これによって、中間転写ベルト７０上のトナー像がシートＳに転写（２次転写）される。

シート給送装置１３は、プリンタ本体１００Ａに着脱自在に装着されたシート支持部である給紙カセット１１と、給紙カセット１１に収納されたシートＳを給送する給送ローラ９等を有している。そして、給紙カセット１１に収納されたシートＳを給送する際は、シートＳに圧接している状態の給送ローラ９を回転させてシートＳを送り出す。

次に、このように構成されたフルカラーレーザプリンタ１００の画像形成動作について説明する。プリンタ本体１００Ａに接続された不図示の画像読み取り装置、或いはパーソナルコンピュータ等のホスト機器等から画像信号がスキャナユニット３に入力されると、スキャナユニット３から、画像信号に対応したレーザ光が感光体ドラム上に照射される。このとき感光体ドラム１は、帯電ローラ２により表面が予め所定の極性・電位に一様に帯電されており、スキャナユニット３からレーザ光が照射されることによって表面に静電潜像が形成される。この後、この静電潜像を現像ユニット４により現像し、可視化する。

次に、感光体ドラム１上に形成された静電潜像に対して、現像ユニット４によるトナー現像が行われ、感光体ドラム上にトナー像が形成される。この後、中間転写ベルト７０に対し、１次転写ローラ７４により所定の加圧力及び静電的負荷バイアスが与えられることにより、中間転写ベルト７０上にＹ、Ｍ、Ｃ及びＢｋのトナー像が順次転写される。この結果、最終的にはフルカラーのトナー像が中間転写ベルト７０上に形成される。なお、感光体ドラム１上に僅かに残った転写残トナーはクリーナ５により回収され、再び次の画像形成に備える。

また、このトナー画像形成動作に並行して給紙カセット１１に収容されたシートＳは給送ローラ９により送り出された後、分離ローラ対２３により１枚ずつ分離されてレジストレーションローラ１７に搬送される。レジストレーションローラ１７に搬送されたシートＳは、レジストレーションローラ１７によりタイミングを合わされた後、２次転写部１５に搬送される。そして、２次転写部１５において、２次転写ローラ１６に正極性のバイアスを印加することにより、搬送されたシートＳに、中間転写ベルト７０上の４色のトナー像が２次転写される。なお、トナー像が２次転写された後、中間転写ベルト７０に残ったトナーは、ベルトクリーナ２２によって除去される。

次に、トナー像転写後のシートＳは、定着手段としての定着部８０に搬送される。定着部８０は、円筒状の定着フィルム８１と、不図示の発熱手段である内部ヒータが接着され、定着フィルム８１をガイドするフィルムガイド部材８３とを備えている。また、定着部８０は、定着フィルム８１を挟み、フィルムガイド部材８３と所定の圧接力をもって所定幅の定着ニップ部Ｎを形成する加圧ローラ８２を備えている。

なお、シートが搬送されてくる前に、不図示の駆動手段により加圧ローラ８２が回転駆動されて円筒状の定着フィルム８１が回転し、フィルムガイド部材８３の内部ヒータにより加熱される。この後、定着ニップ部Ｎが所定の温度に立ち上がった状態において、未定着トナー画像が形成されたシートＳが、定着ニップ部Ｎに画像先端が上側、即ち定着フィルム面に対向する向きで導入される。これにより、定着ニップ部Ｎにおいて、画像面が定着フィルム８１の外面に密着した状態で定着フィルム８１と一緒に挟持搬送されていく過程においてシートＳが加熱され、シートＳ上の未定着トナー画像が加熱定着される。

次に、定着部８０において、フルカラーのトナー像が永久画像として定着されたシートＳは、この後、排出部としての排出ローラ対２０によりプリンタ本体１００Ａの上面に設けられている積載部としての排出トレイ２１に排出される。

ところで、排出トレイ２１の下方には、排出トレイ２１に排出されるシートＳの画像形成面を冷却風により冷却するための冷却手段である冷却装置４０が配置されている。この冷却装置４０は、図２に示すように、送風手段としてのファン３０及び送風路としてのダクト３１を備えている。なお、ダクト３１は、冷却風が漏れないように略密閉構造になっている。

また、プリンタ本体１００Ａの側壁面のファン３０に臨む位置には図１に示すように外気を取り入れる空気取り入れ口４１が形成されており、この空気取り入れ口４１には多数の穴が開けられている不図示のルーバーが設けられている。そして、シートを排出する際、ファン３０が駆動されると、ファン３０により空気取り入れ口４１及びルーバーから外気が吸い込まれ、吸い込まれた外気は、ファン３０から図２の矢印Ｙで示すように吹き出し口３２に向かって吹き出される。

ここで、本実施の形態において、冷却装置４０は、定着部８０を通り、排出ローラ対２０から排出されるシートＳの下面、つまりトナー像定着面に向かって冷却風を吹き付けるようにしている。このため、ファン３０から吹き出された外気をシートＳに吹き付けるためのダクト３１の吹き出し方向下流側は、上方に向かって湾曲している。これにより、ダクト３１を通過してきた外気は、ダクト３１の吹き出し口３２から、シートの下面に向かって吹き出される。

なお、吹き出し口３２は、シートの排出方向と直交する幅方向全域に外気（冷却風）を吹き付けることができるような幅を有している。そして、このように外気をシートＳの下面に向かって吹き出すことにより、シートを冷却することができ、排出トレイ２１上でシートＳ同士が貼り付いたり、裏面汚れが発生したりするのを防止することができる。

ところで、本実施の形態において図３に示すように、吹き出し口３２近傍のダクト３１の吹き出し方向と直交する方向の中央部には、中央流路を形成する中央ダクト３４が設けられている。そして、外気は、この中央ダクト３４を通過する外気と、中央ダクト３４の側方に設けられた側部流路を通過する外気に分かれて吹き出し口３２から吹き出される。

なお、この中央ダクト３４は、排出ローラ対２０によって排出されるシートＳの幅方向の中央部に対応する位置に設けられている。そして、このような位置に中央ダクト３４を設けることにより、中央ダクト３４からの冷却風によりシートＳの中央部を冷却することができる。

図３において、３５、３６は、空気流路を構成するダクト３１を仕切ると共に、対向して設けられ、中央ダクト３４を形成する一対の仕切り部材であるガイド部材である。ガイド部材３５，３６は、それぞれ吹き出し方向と平行な吹き出し口側の直線部分３５ａ，３６ａを備えている。また、ガイド部材３５，３６は、それぞれガイド部材３５，３６の幅方向の間隔が吹き出し方向上流側に行く程、広くなるように折曲された折曲部分３５ｂ，３６ｂを備えている。

そして、このようなガイド部材３５，３６によって中央ダクト３４を形成することにより、中央ダクト３４の吹き出し方向下流側の幅は、吹き出し方向上流側の幅よりも短くなる。これにより、中央ダクト３４の入り口３４ａにおける冷却風の風速よりも、中央ダクト３４の出口３４ｂにおける冷却風の風速の方が速くなる。

なお、本実施の形態において、このようにファン３０からの冷却風の一部を増速させて吹き出し口３２からシートに吹き付ける増速ダクトである中央ダクト３４の入り口３４ａの幅ｄを４５ｍｍ、中央ダクト３４の出口３４ｂの幅ｃを２６ｍｍとしている。また、ガイド部材３５，３６の折曲部分３５ｂ，３６ｂの距離ｅを３２ｍｍとしている。これにより、中央ダクト３４の断面積は、吹き出し口３２に向かって小さくなる。なお、このような中央ダクト３４を設けた場合、ダクト３１の、中央ダクト３４の両側部分は、吹き付け方向上流側の入り口の断面積よりも吹き付け方向下流側の出口の断面積の方が広くなる。

そして、このような中央ダクト３４において、中央ダクト３４の出口３４ｂにおける風速は、入り口３４ａにおける風速が、中央ダクト３４の側方を通過する冷却風の風速と同じ、１．６ｍ／ｓであるのに対し、１．９ｍ／ｓとなる。このように、中央ダクト３４を吹き出し口３２に向かって断面積が小さくなるように構成することにより、中央ダクト３４から吹き出される冷却風の風速が、中央ダクト３４の両側部分、すなわちダクト３１の両端部分から吹き出される冷却風に比べて速くなる。

以上説明したように、本実施の形態においては、ダクト３１の、シートの幅方向の中央部に対応する位置に入り口３４ａの断面積よりも出口３４ｂの断面積の方が狭い中央ダクト３４を画成している。そして、このような中央ダクト３４によってファン３０からの風の一部を増速させて最も蓄熱された部分であるシートＳの幅方向の中央部を冷却することにより、サイズの大きいファン３０を使用することなく、シートＳを冷却することができる。この結果、フルカラーレーザプリンタ（画像形成装置）１００の大型化を防ぐことができ、安価で、シートＳを冷却することができる。

なお、本実施の形態において、ガイド部材３５，３６は、直線部分３５ａ，３６ａと、折曲部分３５ｂ，３６ｂを備えた形状としたが、本発明は、これに限らない。吹き出し口３２に向かって中央ダクト３４の断面積が小さくなるならば、例えば板状のガイド部材を吹き出し口３２に向かって傾斜させながら配置するようにしても良い。

２０…排出ローラ対、２１…排出トレイ、３０…ファン、３１…ダクト、３２…吹き出し口、３４…中央ダクト、３４ａ…中央ダクトの入り口、３４ｂ…中央ダクトの出口、３５，３６…ガイド部材、４０…冷却装置、８０…定着部、８１…定着フィルム、８２…加圧ローラ、８３…フィルムガイド部材、１００…フルカラーレーザプリンタ、Ｓ…シート

Claims (9)

1. シートにトナー像を形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段によりシートに形成されたトナー像を加熱してシートに定着させる定着手段と、
   トナー画像が定着されたシートを排出する排出手段と、
   排出されたシートを積載する積載部と、
   ファン及び前記ファンからの風を導いて前記積載部へ排出されるシートに吹き付けるためのダクトを有し、前記積載部に排出されるシートを冷却する冷却手段と、を備え、
   前記ダクトに前記ファンからの風の一部を増速させてシートに吹き付ける増速手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記増速手段は、前記ダクトの、前記積載部へ排出されるシートの排出方向と直交する幅方向の中央部に対応する位置に画成され、吹き付け方向上流側の入り口の断面積よりも吹き付け方向下流側の出口の断面積の方が狭い増速ダクトであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記増速ダクトを前記ダクトの吹き付け方向と直交する方向の中央部に画成したことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 幅方向における中央部において前記ダクトから吹き出される風の風速が、前記増速ダクトによって増速されることによって、前記幅方向における両端部分から吹き出される風に比べて速いことを特徴とする請求項２又は３記載の画像形成装置。
5. 前記増速ダクトは、吹き付け方向と平行に対向して設けられ、前記ダクトを仕切る一対の仕切り部材により画成されることを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記一対の仕切り部材の吹き付け方向と直交する方向の間隔は、吹き付け方向下流側に向かうほど狭くなることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
7. 前記ダクトの、幅方向の両側部分は、吹き付け方向上流側の入り口の断面積よりも吹き付け方向下流側の出口の断面積の方が広いことを特徴とする請求項２乃至６の何れか１項に記載の画像形成装置。
8. シートにトナー像を形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段によりシートに形成されたトナー像を加熱してシートに定着させる定着手段と、
   トナー画像が定着されたシートを排出する排出手段と、
   排出されたシートを積載する積載部と、
   ファンと、
   ファンからの風を導いて前記積載部へ排出されるシートに吹き付けるためのダクトと、を有し、
   シートの排出方向と直交する幅方向における中央部において前記ダクトから吹き出される風の風速が、前記幅方向における両端部分から吹き出される風に比べて速いことを特徴とする画像形成装置。
9. トナー像を形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段によりシートに形成されたトナー像を加熱してシートに定着させる定着手段と、
   トナー画像が定着されたシートを排出する排出手段と、
   排出されたシートを積載する積載部と、
   ファンと、
   前記ファンからの風を導いて前記積載部へ排出されるシートに吹き付けるためのダクトと、を有し、
   前記ダクトは、前記積載部へ排出されるシートの排出方向と直交する幅方向の中央部に対応する位置に吹き付け方向における下流側の出口が設けられ、吹き付け方向上流側の断面積よりも吹き付け方向下流側の断面積の方が狭い中央流路と、前記積載部へ排出されるシートの前記幅方向の両側部に対応する位置に吹き付け方向における下流側の出口が設けられ、吹き付け方向上流側の断面積よりも吹き付け方向下流側の断面積の方が広い側部流路と、を含むことを特徴とする画像形成装置。

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