JP2018036531A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着部により熱せられた空気を排気することなく、定着部の上方に設けられた記録紙ガイドなどの部材に水滴が付着する結露現象を防止する。
【解決手段】画像形成装置の筐体には、空気流入孔、空気流出孔、当該空気流入孔および空気流出孔を接続するダクト、および当該ダクト内に空気を流通させるファンが設けられている。ダクトは、空気流入孔から定着部が配置された配置領域まで延びた第１ダクト部、当該第１ダクト部と連続し、配置領域に沿って延びた第２ダクト部、空気流出孔から配置領域まで延びた第３ダクト部、当該第３ダクト部と連続し、第２ダクト部とは異なる位置で配置領域に沿って延びた第４ダクト部、および第２ダクト部および第４ダクト部の間に設けられ、筐体と本体フレームとの間に位置する配置領域以外の領域において蛇行状に曲がった第５ダクト部を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に記録紙に画像を定着させる定着部によって熱せられた空気を冷却する技術に関する。

画像形成装置では、一般に、画像が形成された記録紙を定着部により加熱することで記録紙に画像を定着させている。この定着工程において、記録紙だけでなくその周囲の空気も熱せられる。その結果、定着部の上方に設けられた記録紙ガイドなどの部材との間に温度差が生じ、これらの部材に水滴が付着する結露現象が発生するおそれがある。

下記の特許文献１〜特許文献３に開示される画像形成装置では、定着部により熱せられた空気を排気するファンを設けることで、上記の結露現象を発生し難くしている。

特開昭６２−１５３０７３号公報 特開平０８−４４２７４号公報 特開２００５−２６８５８４号公報

近年、環境問題に対する意識の高まりから、画像形成装置外に排出されるＵＦＰ（Ultra Fine Particle）の量を削減することが望まれている。定着部の加熱ローラーなどに用いられるシリコン系の材料を加熱することによりＵＦＰが発生するため、上記の特許文献１〜特許文献３に開示される画像形成装置のように定着部により熱せられた空気を排気した場合、画像形成装置外に排出されるＵＰＦの量が増加してしまう。

本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであり、定着部により熱せられた空気を排気することなく、定着部の上方に設けられた記録紙ガイドなどの部材に水滴が付着する結露現象を防止することを可能にすることを目的とする。

本発明の一局面にかかる画像形成装置は、記録紙に画像を形成する画像形成部と、画像が形成された前記記録紙を加熱して、前記記録紙に画像を定着させる定着部と、本画像形成装置の外郭を構成する筐体と、前記画像形成部および前記定着部を収容する本体フレームと、を備え、前記筐体には、空気流入孔、空気流出孔、当該空気流入孔および空気流出孔を接続するダクト、および当該ダクト内に空気を流通させるファンが設けられ、前記ダクトは、（i）前記空気流入孔から前記定着部が配置された配置領域まで延びた第１ダクト部、（ii）当該第１ダクト部と連続し、前記配置領域に沿って延びた第２ダクト部、（iii）前記空気流出孔から前記配置領域まで延びた第３ダクト部、（iv）当該第３ダクト部と連続し、前記第２ダクト部とは異なる位置で前記配置領域に沿って延びた第４ダクト部、および（v）前記第２ダクト部および前記第４ダクト部の間に設けられ、前記筐体と前記本体フレームとの間に位置する前記配置領域以外の領域において蛇行状に曲がった第５ダクト部を有する、画像形成装置である。

本発明によれば、定着部により熱せられた空気を排気することなく、定着部の上方に設けられた記録紙ガイドなどの部材に水滴が付着する結露現象を防止することができる。

本発明の一実施形態にかかる画像形成装置の外観を示す斜視図である。 本発明の一実施形態にかかる画像形成装置の内部構成を示す斜視図である。 本発明の一実施形態にかかる画像形成装置のダクトの近傍に位置する内部構成を示す拡大図である。 本発明の一実施形態にかかる画像形成装置のダクトを示す斜視図である。 変形例にかかる画像形成装置のダクトの断面を示す図である。 変形例にかかる画像形成装置のダクトを示す斜視図である。

以下、本発明の一実施形態にかかる画像形成装置について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる画像形成装置の外観を示す斜視図である。図２は、本発明の一実施形態にかかる画像形成装置の内部構成を示す斜視図である。

画像形成装置１は、電子写真方式により記録紙に画像を形成する装置であって、その外郭は樹脂性の筐体４１により構成されている。筐体４１の前面には、表示部６１および物理キー６２からなる操作部６０が配置されている。筐体４１の内部には、金属製の本体フレーム４２が設けられており、当該本体フレーム４２に、給紙部（不図示）、画像形成部（不図示）、および定着部１０などの画像形成に必要な部材が収容されている。なお図２では、図を見やすくするために給紙部や画像形成部などの構成を表していない。

給紙部は、記録紙を収容する給紙カセットや、当該給紙カセットに収容された用紙を画像形成部に向けて繰り出す繰出ローラーなどを備えている。

画像形成部は、感光体ドラム、帯電装置、露光装置、および現像装置などを備え、帯電、露光、現像の工程により、感光体ドラムにトナー画像を形成する。給紙部から搬送された記録紙は、感光体ドラムに形成されたトナー画像が転写される。

定着部１０は、熱ローラーおよび加圧ローラーを備える。熱ローラーは、内部にハロゲンランプやキセノンランプなどの熱源が設けられている。また、加圧ローラーは、その周面がシリコンゴムの弾性層により構成されている。熱ローラーおよび加圧ローラーは対向配置されており、熱ローラーおよび加圧ローラーの間に形成されたニップ部による熱圧着により、記録紙にトナー画像を定着させる。

定着後の記録紙は、定着部１０の上方（プラスＺ軸方向）に設けられた記録紙ガイド５０によりガイドされて排出口８１に向けて搬送される。排出口８１から排出された記録紙は、排出トレイ８２上に蓄積される。

ここで、筐体４１には複数のルーバー７１、７２、７３、７４が形成されている。ルーバーは、装置外の空気を取り入れたり、装置内の空気を装置外に排出するために用いられる。これらのルーバーのうち、ルーバー７１とルーバー７２とは、ダクト３０により接続されている。

ダクト３０のルーバー７１側の端部にはファン２０が設置されている。ファン２０は、不図示の複数枚の羽根と当該羽根を回転させるモーターとから構成されており、図中のプラスＸ方向に向かう空気流を生成する。これにより、装置外からルーバー７２を通ってダクト３０内に流入し、ダクト３０のルーバー７２側の端部からルーバー７１側の端部まで流通した後に、ルーバー７１を通って装置外に排出される空気流路が形成される。すなわち、ルーバー７１が空気排出孔として機能し、ルーバー７２が空気流入孔として機能する。

図３は、ダクト３０の近傍に位置する内部構成を示す拡大図である。また、図４は、ダクト３０を示す斜視図である。

ダクト３０は、第１ダクト部３１、第２ダクト部３２、第３ダクト部３３、第４ダクト部３４、および第５ダクト部３５から構成されている。第１ダクト部３１は、ルーバー７２に接続される接続口２５が形成され、ルーバー７２から定着部１０が配置された配置領域Ａまで延びている。また、第２ダクト部３２は、第１ダクト部３１に連続し、配置領域Ａに沿って延びている。この第２ダクト部３２において、装置外から流入した空気と定着部１０により熱せられた空気との間で熱交換が行われる。その結果、定着部１０により熱せられた空気が冷却される。

第５ダクト部３５は、第２ダクト部３２に連続し、筐体４１と本体フレーム４２との間に位置する配置領域Ａ以外の領域Ｂに配置されている。第５ダクト部３５には、第２ダクト部３２での定着部１０により熱せられた空気との熱交換により温度が上昇した空気が流通する。第５ダクト部３５は、この温度が上昇した空気を冷却するための部分である。このため、第５ダクト部３５が配置される領域Ｂは、画像形成装置１の画像形成動作時において温度があまり上昇しない領域であることが好ましい。現像装置などの画像形成系の構成や記録紙を搬送する搬送ローラーなどの搬送系の構成が配置された位置の近傍では、画像形成動作時において温度が上昇する。これらの画像形成系や搬送系の構成が配置されていない領域、例えば記録紙を収容する給紙カセットの近傍の領域などに第５ダクト部３５を配置する。

また、第５ダクト部３５が配置される筐体４１と本体フレーム４２との間の領域は、筐体４１を挟んで装置外の空気と接しているため、第５ダクト部３５内を流通する空気の熱は、筐体４１を介して装置外の空気へ放出される。また、金属製の本体フレーム４２は、熱伝導性が高い。このため、第５ダクト部３５内を流通する空気の熱は、金属製の本体フレーム４２へ伝達される。なお、本体フレーム４２に接触するように第５ダクト部３５を設置してもよい。この場合、第５ダクト部３５内を流通する空気の熱がより金属製の本体フレーム４２へ伝達されることになる。

第５ダクト部３５は、上記で説明した筐体４１と本体フレーム４２との間の領域Ｂ内において蛇行状に曲がっている。第５ダクト部３５を蛇行状にすることで、第５ダクト部３５との外壁と領域Ｂ内の空気とが接触する接触面積が増える。このため、第５ダクト部３５内を流通する空気の熱と領域Ｂ内の空気との熱交換が効率よく行われる。

第４ダクト部３４は、第５ダクト部３５に連続し、第２ダクト部３２とは異なる位置で配置領域Ａに沿って延びている。この第２ダクト部３２において、第５ダクト部３５で冷却された空気と定着部１０により熱せられた空気との間で熱交換が行われる。その結果、定着部１０により熱せられた空気が冷却される。

第３ダクト部３３は、第４ダクト部３４に連続し、ルーバー７１から定着部１０が配置された配置領域Ａまで延びている。第３ダクト部３３のルーバー７１側の端部に設けられたファン２０により、第４ダクト部３４において定着部１０により熱せられた空気が第３ダクト部３３を通過して装置外に排出される。

このように、上記のダクト３０により定着部１０により熱せられた空気を冷却することができる。装置外の空気が流通する第２ダクト部３２および第５ダクト部３５で冷却された空気が流通する第４ダクト部３４の２箇所で冷却を行うため、定着部１０により熱せられた空気を効率よく冷却することができる。これにより、定着部１０の上方に設けられた記録紙ガイド５０などの部材との間に温度差を軽減することができ、これらの部材に水滴が付着する結露現象を防止することができる。

また、定着部１０により熱せられた空気を装置外に排出することなく当該空気の冷却を行っているため、定着部１０の加熱ローラーなどに用いられるシリコン系の材料を加熱することにより発生したＵＦＰが装置外に排出されない。

また、第３ダクト部３３は、第１ダクト部３１の接続口２５が設置された高さ方向の位置と同じ高さ位置で、その一部が水平方向に延びた水平ダクト部を形成している。そして、この水平ダクト部分の端部とルーバー７１とが接続されている。

上記の構成により、ルーバー７１とルーバー７２との高さ方向の位置を同じにすることができる。ルーバー７１とルーバー７２とは筐体４１の外面に形成されるため、画像形成装置１の意匠性に与える影響が大きい。ルーバー７１とルーバー７２とが高さ方向の異なる位置に設けた場合、統一感がなくユーザーに煩雑な印象を与えてしまう。この点、上記の画像形成装置１では、ルーバー７１とルーバー７２との高さ方向の位置を同じにしているため、ユーザーに統一感ある印象を与えることができる。

ここで、ルーバー７１とルーバー７２との高さ方向の位置を同じにした結果、ルーバー７１とルーバー７２との位置が近く成った場合、ルーバー７１から排気される熱せられた空気がルーバー７２に吸気されるおそれがある。この点、上記の画像形成装置１では、第３ダクト部３３が、第１ダクト部３１の接続口２５が設置された高さ方向の位置と同じ高さ位置で、その一部が水平方向に延びた水平ダクト部を形成するようにしている。これにより、ルーバー７１とルーバー７２との高さ方向の位置を同じにするとともに、ルーバー７１とルーバー７２とを水平方向に離れた位置に設けることができる。

なお、本発明は、上記の実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。

（変形例１）
図５は、変形例１にかかる画像形成装置の第５ダクト部３５の断面を示す図である。本図に示すように、変形例１にかかる画像形成装置では、第５ダクト部３５を構成する周壁のうち、鉛直方向（Ｚ方向）の位置が最も低い部分に当該周壁を貫く貫通孔３５１が形成されている。また、貫通孔３５１の鉛直方向の下方には、略平板状の受け皿３５３が設置されている。

第５ダクト部３５では、第５ダクト部３５内の空気と筐体４１と本体フレーム４２との間の領域Ｂ内の空気と熱交換が行われ、第５ダクト部３５内の空気が冷却される。このため、第５ダクト部３５の周壁の内面には、当該空気の冷却により生じた水滴が付着する。この水滴は、重力により第５ダクト部３５内の鉛直方向の位置が最も低い部分に溜まる。変形例１にかかる画像形成装置によれば、第５ダクト部３５内に溜まった水を貫通孔３５１から第５ダクト部３５外に水滴として排出することができる。排出された水滴は、貫通孔３５１の下方に設けられた受け皿３５３に溜められ、その後蒸発する。

また、変形例１にかかる画像形成装置では、第５ダクト部３５に、第５ダクト部３５の周壁の内面から鉛直方向の上方に延び、貫通孔３５１を囲う環柱状の壁部３５２が形成されている。この壁部３５２により、第５ダクト部３５の周壁の内面に付着した水滴が一定量だけ第５ダクト部３５内の鉛直方向の位置が最も低い部分に溜められることになる。第５ダクト部３５内に溜められた水は、第５ダクト部３５を通過する空気に触れて当該空気を冷却する役割を果たす。また一定量以上の水が溜まり、当該溜まった水が壁部３５２の高さを超えた場合、貫通孔３５１から水滴として排出される。

更に、変形例１にかかる画像形成装置において、鉛直方向の位置が最も低い部分の第５ダクト部３５のダクト幅Ｗを、他の部分のダクト幅よりも広くしてもよい。上記のように壁部３５２を設けて第５ダクト部３５内に水を溜めると、その分だけ第５ダクト部３５内で空気が流通できる幅が狭まる。このため、第５ダクト部３５のダクト幅Ｗを他の部分のダクト幅よりも広くすることで、第５ダクト部３５内で空気が効率よく流通できるようにしている。

（変形例２）
図６は、変形例２にかかる画像形成装置のダクトを示す斜視図である。本図に示すように、変形例２にかかる画像形成装置では、第２ダクト部３２および第４ダクト部３４が配置された領域と、第５ダクト部３５が配置された領域とを区切る区切り部材３６を設置している。区切り部材３６は、熱伝導性の低い材料から構成された平板状の部材である。この区切り部材３６を上記の位置に設けることで、定着部１０が配置された配置領域Ａから第５ダクト部３５が配置された領域Ｂへ熱が伝達することを防いでいる。

また、区切り部材３６は、第２ダクト部３２および第４ダクト部３４が配置された領域と、第５ダクト部３５が配置された領域との間で、ダクト３０の周壁と接触している。このため、高温となった第２ダクト部３２の周壁および第５ダクト部３４の周壁の熱が区切り部材３６に伝導して、第５ダクト部３５の周壁へ熱が伝導し難くなる。

（変形例３）
上記の実施形態では、第５ダクト部３５が３箇所で曲げられて（折り返されて）蛇行状に形成されている場合を説明したが、第５ダクト部３５を３箇所以上で曲げて蛇行状に形成してもよい。曲げる箇所を増やすことにより、第５ダクト部３５が筐体４１と本体フレーム４２との間の領域Ｂ内の空気と接触する接触面積が増加するため、第５ダクト部３５内の空気をより冷却することができる。

（その他の変形例）
第５ダクト部３５の近傍の位置に第５ダクト部３５に向かう空気流を生成する空冷ファンを設置してもよい。当該空冷ファンを設けることで、第５ダクト部３５内の空気をより効率よく冷却することができる。

また、上記の実施形態では、電子写真方式により記録紙に画像を形成する画像形成装置を説明したが、本発明は、インクジェットプリンターなどのその他の画像形成装置に適用することも可能である。

１ 画像形成装置
１０ 定着部
２０ ファン
２５ 接続口
３０ ダクト
３１ 第１ダクト部
３２ 第２ダクト部
３３ 第３ダクト部
３４ 第４ダクト部
３５ 第５ダクト部
３６ 区切り部材
４１ 筐体
４２ 本体フレーム
５０ 記録紙ガイド
７１ ルーバー
７２ ルーバー
３５１ 貫通孔
３５２ 壁部
３５３ 受け皿

Claims (8)

1. 記録紙に画像を形成する画像形成部と、
   画像が形成された前記記録紙を加熱して、前記記録紙に画像を定着させる定着部と、
   本画像形成装置の外郭を構成する筐体と、
   前記画像形成部および前記定着部を収容する本体フレームと、を備え、
   前記筐体には、空気流入孔、空気流出孔、当該空気流入孔および空気流出孔を接続するダクト、および当該ダクト内に空気を流通させるファンが設けられ、
   前記ダクトは、（i）前記空気流入孔から前記定着部が配置された配置領域まで延びた第１ダクト部、（ii）当該第１ダクト部と連続し、前記配置領域に沿って延びた第２ダクト部、（iii）前記空気流出孔から前記配置領域まで延びた第３ダクト部、（iv）当該第３ダクト部と連続し、前記第２ダクト部とは異なる位置で前記配置領域に沿って延びた第４ダクト部、および（v）前記第２ダクト部および前記第４ダクト部の間に設けられ、前記筐体と前記本体フレームとの間に位置する前記配置領域以外の領域において蛇行状に曲がった第５ダクト部を有する、画像形成装置。
2. 前記第５ダクト部を構成する周壁のうち、鉛直方向の位置が最も低い部分には当該周壁を貫く貫通孔が形成されており、
   前記貫通孔の鉛直方向の下方に設けられ、前記貫通孔から漏れ出た水滴を受ける受け皿を更に備える、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第５ダクト部には、前記周壁の内面から鉛直方向の上方に延び、前記貫通孔を囲う環柱状の壁部が形成されている、請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記第５ダクト部は、鉛直方向の位置が最も低い部分のダクト幅が他の部分のダクト幅よりも広くなっている、請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記第２ダクト部および前記第４ダクト部が配置された領域と、前記第５ダクト部が配置された領域とを区切る区切り部材を更に備える、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記第５ダクト部は、少なくとも３箇所以上で曲がっている、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記第３ダクト部は、前記空気流入孔に接続される前記第１ダクト部の端部が設けられた高さ方向の位置と同じ高さ方向の位置で、高さ方向に直交する方向に延びた水平ダクト部分を有し、当該水平ダクト部分の端部と前記空気流出孔とが接続されている、請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記第５ダクト部を空冷する冷却ファンを更に備える、請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の画像形成装置。