JP3880122B2

JP3880122B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3880122B2
Application number: JP05190897A
Authority: JP
Inventors: 達雄濱田; 義久茨木; 佳広松尾; 良行山▲崎▼; 隆吉井上
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-07-31
Filing date: 1997-03-06
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2017-03-06
Also published as: US6021290A; JPH1097168A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は本体冷却装置を持たないレーザビームプリンタ（以下ＬＢＰと略す）、複写機などの画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の小型低価格ＬＢＰにおいて、図８に示すような構成が提案されている。本構成の場合、プリンタの構成部材としての中央ステー部材６０上に、給紙部６１、転写部６２、定着部６３、プロセスカートリッジ６４等を近接させて搭載する事で記録媒体搬送路Ｑを短縮するとともに、中央ステー部材６０の下方に電装部６５をまとめて配置する事で本体全体を小型化させている。
【０００３】
さらに、定着部６３を構成する定着器は、今までのハロゲンヒータを用いた熱ローラ方式に代わり、平板状セラミックヒータ６３ａに耐熱フィルム６３ｂを加圧ローラ６３ｃにより押圧して走行させ、耐熱フィルム６３ｂと加圧ローラ６３ｃの間で形成されるニップ部に記録媒体Ｐを挟み込み、耐熱フィルム６３ｂと共に走行させて定着させる定着方式（以下「サーフ定着方式」と呼ぶ）を採用し、未使用時のヒータを完全にオフして電力を節約し、クイックスタート、ウェイトタイムレス等多くの優れた性能を有している。
【０００４】
それと同時に、印字動作時以外はヒータがオフされ、定着器からの発熱が最小限に抑えられるので、熱ローラ式定着器を用いている限り必要不可欠な本体冷却用のファンの必要が無くなり、小型化と同時に大幅なコストダウンにも効果がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来例の様なファンレス小型ＬＢＰにおいても、下記の様な考えられる。
【０００６】
（１）図６の様にプロセスカートリッジ６４と定着部６３を近接させて本体全体を小型化しているため、定着部６３の熱によりプロセスカートリッジが熱せられやすくなる。これは特に連続して多量の印字をする際、サーフ定着器でもヒータは長時間オンしているために顕著になり、この現像により、像担持体としての感光ドラムの表面温度が上昇し現像部での静電画像形成に影響を及ぼすことが考えられる。
【０００７】
また、転写後に感光ドラムに残ったトナーを回収するためのクリーニング容器６４ａが熱せられると、クリーニングブレード６４ｂの近傍の廃トナーが凝固しクリーニング不良となることも考えられる。
【０００８】
（２）連続して多量に印字する際は、主な熱源である定着部の定着ヒータが長時間オンされている事と、中央ステー部材６０により記録媒体搬送路Ｑの上方空間と下方空間が隔離されている事により、定着器を有する上方空間に温まった空気がこもり、機内昇温を招くことが考えられる。
【０００９】
（３）連続した多量印字が終了した際、本体冷却ファンによる冷却が行われないので、熱せられた定着器が放熱を開始し、本体停止時よりもさらに機内温度が上昇することが考えられる。
【００１０】
本出願に係る発明の目的は、冷却ファンを必要とすることなく有効に機内を冷却することができる画像形成装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本出願に係る発明の目的を実現する第１の構成は、記録媒体の搬送路と、前記搬送路の上方に配置されトナー像が担持される像担持体と、前記搬送路の下方に配置され前記像担持体上のトナー像を記録媒体に転写させるための転写手段と、発熱体側が前記搬送路の上方に位置し記録媒体に転写されたトナー像を記録媒体に定着するための定着手段と、前記搬送路の略上方空間と略下方空間とを隔てる隔離部材と、を有する画像形成装置において、前記隔離部材の転写手段の近傍には、前記転写手段の周囲を通り、前記下方空間から前記上方空間に向かう通風経路を形成するための通風口が形成され、前記下方空間の空気を前記通風口から前記上方空間へと進入させ、機外に排出することを特徴とする画像形成装置にある。
【００１２】
本出願に係る発明の目的を実現する第２の構成は、上記した第１の構成において、前記搬送路の下方に配置され前記転写手段から前記定着手段へ記録媒体を案内する案内部材を有し、前記案内部材の前記転写手段の近傍には、前記下方空間の空気を前記上方空間へ進入させて機外に排出するための他の通風口が設けられていることを特徴とする画像形成装置にある。
【００１３】
本出願に係る発明の目的を実現する第３の構成は、上記した第１の構成において、前記隔離部材の下方に配置された電装基板を有し、前記通風口は前記電装基板の上部に配置された放熱板に対向して形成されており、前記放熱板は前記通風口からの落下物を受ける受け皿となるような形状に形成されていることを特徴とする画像形成装置にある。
【００１４】
本出願に係る発明の目的を実現する第４の構成は、上記した第１の構成において、前記通風口に設けられ、前記下方空間から前記上方空間に向かう通風経路を形成するためのダクト部材を有することを特徴とする画像形成装置にある。
【００１５】
本出願に係る発明の目的を実現する第５の構成は、上記した第１ないし第４の構成のいずれか一つにおいて、前記転写手段の周囲を通り、前記下方空間から前記上方空間に向かう通風経路は、前記定着手段と画像形成プロセス手段との間に形成された通風路と連通していることを特徴とする画像形成装置にある。
【００１６】
本出願に係る発明の目的を実現する第６の構成は、上記した第１ないし第５の構成のいずれかにおいて、前記搬送路の上流側には記録媒体を支持する第１の支持手段が設けられ、前記搬送路の下流側には画像形成後の記録媒体を支持する第２の支持手段が設けられていることを特徴とする画像形成装置にある。
【００１７】
本出願に係る発明の目的を実現する第７の構成は、上記した第６の構成において、前記第１の支持手段から前記搬送路を経て前記第２の支持手段に至る搬送経路は縦Ｕ字形状に形成されていることを特徴とする画像形成装置にある。
【００１８】
本出願に係る発明の目的を実現する第８の構成は、上記した第１ないし第７の構成のいずれか一つにおいて、前記隔離部材は、画像形成装置本体の構造部材としてのステー部材であることを特徴とする画像形成装置にある。
【００２３】
上記した各構成においては、定着器等の熱源により温度上昇する記録媒体上方空間と、電装等が配置され比較的温度上昇の少ない記録媒体下方空間との温度差によって発生する自然対流を通風路を設ける事で促進する。
【００２４】
この効果により、比較的低温の空気が自然対流により上昇し、像担持体としての感光ドラム及び転写部下方近傍の通風路を経て、プロセスカートリッジ内の感光ドラム、現像部、クリーニング部を直接冷却しながら通過するので、冷却手段を用いない安価で簡単な昇温対策が可能になる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１〜図３は本発明の第１の実施の形態を示す。
【００２６】
図１は画像形成装置の一例としての着脱式プロセスカートリッジを使用するレーザビームプリンタＭ（以下プリンタＭと略す）の概略構成を示す。なお、同図をはじめとする各図では、左側をプリンタ本体の「前」、右側を同じく「後」とする。これに従うと、記録媒体Ｐの搬送方向の上流、下流については、後部が上流側、前部が下流側となる。また、画像形成対象になる記録媒体Ｐとしては、一般的な普通紙（コピー用紙）の他に、厚紙、封筒等の特殊紙、さらには紙以外の例えばＯＨＴフィルム等のシート材を使用できるが、本実施の形態では、一般的な普通紙を用いた場合について説明する。
【００２７】
まず、同図に示すプリンタＭの構成の概略を説明する。
【００２８】
このプリンタＭは、プリンタ本体１００（以下単に「本体１００」という。なお、以下の説明において、「本体」という時には、プリンタＭの外装を構成するカバーの他に、内側を構成するフレームについてもいうものとする。）の後部に、縦方向に向けて画像形成前の記録媒体Ｐを支持する第１支持手段１３を設け、本体１００の前部に画像形成後の記録媒体Ｐを縦方向に支持する第２支持手段１４を設ける。そして、これら第１支持手段下端部１３ａと第２支持手段下端部１４ａとを本体１００の後部から前部に向けて延びる搬送路Ｋ（図中破線で示す）で連結し、全体としてＵ字型のパス（以後縦Ｕ字パスという）を構成している。プリンタＭは、また、搬送路Ｋのすぐ上方に配置した感光ドラム２、クリーニング部３、現像部４などを一体的に組み込んだプロセスカートリッジ１と、このプロセスカートリッジ１の上方に配置したスキャナＳと、搬送路Ｋの中間部下方に感光ドラム２に対向配置した転写部５と、搬送路Ｋの下流側で第２支持手段下端部１４ａのすぐ下に配置した定着部１０とを備えている。
【００２９】
上述の縦Ｕ字パスを基準とすると、プロセスカートリッジ１、スキャナＳ及び、定着部１０のヒータ側１０ａはその内側に、また転写部５及び、定着部１０の加圧ローラ側１０ｂはその外側に配置されている。
【００３０】
本体フレームは、不図示の左右側板と本体中央の板状の部材等で形成されているステー部材７、スキャナＳを搭載している天板１５及び、電装部１１を搭載している底板１６から構成され、ステー部材７上に転写部５、搬送ガイド部８、定着部１０等が搭載されている。
【００３１】
ここで給紙部１２、プロセスカートリッジ１、定着部１０は可能な限り近接して配置し、搬送距離が短い搬送路となっている。その結果、記録媒体Ｐの搬送時間が短縮され、ファーストプリントタイムの短縮化が可能となると同時に、縦方向に配置された第１支持手段１３と第２支持手段１４とによりコンパクトなＵ字パスを形成し、本体全体の小型化が図られている。
【００３２】
定着部１０は、図２に示すように、平板状のセラミックヒータ１０ｃに耐熱フィルム１０ｄを加圧ローラ１０ｂにより押圧して走行させ、耐熱フィルム１０ｄと加圧ローラ１０ｂの間で形成されるニップ部に、未定着トナー画像が担持された記録媒体Ｐを挟み込み、耐熱フィルム１０ｄとともに走行させて定着させる定着方式（以下「サーフ定着方式」と呼ぶ）であり、未使用時にヒータを完全にオフして電力を節約し、クイックスタート、ウェイトタイムレス等の多くの優れた性能を有している。それと同時に、印字動作時以外にはヒータがオフされ、定着器からの発熱が必要最小限となるので、熱ローラ式定着器を用いている限り必要不可欠なファン等の本体冷却手段は装備されておらず、小型化と同時に大幅なコストダウンに寄与している。
【００３３】
しかし、連続して多量印字する際は、熱源である定着ヒータ１０ｃが長時間オンされ、熱気が定着部１０から発生する。この場合、定着カバー１７に設けられた風抜き穴１７ａ，１７ｂから大体の熱気はＴ１，Ｔ２のように外部へ抜けていくが、Ｔ３のようにプロセスカートリッジ１側に出て来ると、定着部１０に最も近接したプロセスカートリッジ１のクリーニング部３、感光ドラム２が暖められて行く。
【００３４】
そして、隔離部材としてのステー部材７により搬送路Ｋの上方空間Ａと下方空間Ｂが隔てられている事により、定着部１０の定着器を有する上方空間Ａの雰囲気温度は上昇し、電装部１１などが搭載されている下方空間Ｂの雰囲気はあまり上昇しないので両者に温度差が生じる。
【００３５】
上方空間Ａと下方空間Ｂに温度差が生じると自然対流による上昇気流が発生し、温度の高い上方空間Ａの空気は不図示の排出口或いは隙間から機外へ、温度の低い下方空間Ｂの空気は上方空間Ａへ進入していく。
【００３６】
その際、温度の低い空気は、図２の矢印Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の様に、ステー部材７の感光ドラム２及び転写部５の下方位置に設けられた通風口７ａと、側部の通風口７ｂにより形成される通風路から感光ドラム２の表面、クリーニング部３の表面、現像部４の表面を通過して行くので積極的に冷却する事ができる。
【００３７】
図３は本実施の形態を用いた場合と、本実施の形態を用いていない、すなわち通風路を塞いだ状態にした従来例の２種類の条件で本体内部の主要部分の温度を測定した結果である。なお、ここでは本体内部の主要部分としてプロセスカートリッジのクリーニング容器の外壁，クリーニングブレード表面，現像ブレードの表面のそれぞれ左端，中央，右端に注目して測定した。
【００３８】
図３によると、本実施の形態を用いた場合の方が従来例よりも定着装置に最も近いクリーニング容器の外壁温度の中央部で約４℃，クリーニングブレードで約２℃，現像ブレードで約１℃の温度がそれぞれ低下していた。
【００３９】
これにより、本実施の形態を用いれば、ファン等の本体冷却装置を用いなくても、プロセスカートリッジ周辺の温度を低下させることができ、プロセスカートリッジの温度上昇に伴うクリーニング不良、画質の劣化がなく、高品位の画像を提供することができる。
【００４０】
（第２の実施の形態）
図４、図５は本発明の第２実施の形態を示す。
【００４１】
上述の第１の実施の形態では、ステー部材７に設けられた通風口７ａにより形成された通風路は、感光ドラム及び転写部の真下であったが、本第２の実施の形態では、ステー部材２０上に設けた通風口２０ａにより形成された第１の通風路を搬送ガイド部２１に覆われた位置に設け、さらに搬送ガイド部２１の垂直面をなす壁部に設けた通風口２１ａにより第２の通風路を形成し、下方空間Ｂからの冷たい空気が矢印Ｄ１の様に流れ、第１の実施の形態と同様にプロセスカートリッジ１を冷却することができる。
【００４２】
この場合、転写部５の周囲の隙間の下方は、ステー部材２０の平面で構成されているため、クリップ、ホチキス針、トナー、紙粉などが転写部５の近傍の隙間から電装部１１の電装基板１１ａへ落下するのを防止でき、電装部１１の故障、発火などの危険を防止できる。
【００４３】
（第３の実施の形態）
図６は本発明の第３の実施の形態を示す。
【００４４】
上述の第１の実施の形態では、転写部の真下のステー部材に設けられた通風路は転写部周囲の隙間から電装部に対して何の障壁も無く開口していたが、本第３の実施の形態では、電装部３２に設けられた放熱板３１の天面３１ａを、受け皿形状の様に構成し、下方空間Ｂからの冷たい空気が矢印Ｅ１，Ｅ２の様に流れ、第１実施の形態と同様にプロセスカートリッジ１を冷却する事ができる。
【００４５】
この場合通風口３０ａの下方は、放熱板天面の受け皿３１ａで構成されているため、クリップ、ホチキス針、トナー、紙粉などが転写部５近傍の隙間から電装基板３２ａ上へ落下するのを防止でき、電装部３２の故障、発火などの危険を防止できる。
【００４６】
（第４の実施の形態）
図７は本発明の第４実施の形態を示す。
【００４７】
上述の第１の実施の形態では、転写部の真下のステー部材に設けられた通風口は転写部周囲の隙間から電装部に対して、何の障壁も無く開口していたが、本第４の実施の形態では、転写部の下側と電装部の周辺の下方空間Ｂを連結するダクト４０を設け、下方空間Ｂからの冷たい空気が矢印Ｆ１，Ｆ２の様に流れ、第１実施の形態と同様にプロセスカートリッジ１を冷却するようにしている。
【００４８】
この場合、ダクト４０の通風路４０ａの下方平面は、その両側に突起４０ｄが設けられた受け皿形状となっているので、クリップ、ホチキス針、トナー、紙粉などが転写部５近傍の隙間から電装基板１１ａ上へ落下するのを防止でき、電装部１１の故障、発火などを防止できる。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１ないし８に係る発明によれば、記録媒体搬送路の上方と下方を隔離するステー部材或いは機能部材等の隔離部材に形成した通風口により、像担持体としての感光ドラムの下方近傍位置に通風路を設け、定着器等の熱源により温度上昇する記録媒体上方空間と、比較的温度上昇の少ない記録媒体下方空間との温度差によって発生する自然対流を促進する。
【００５０】
そして、自然対流により上昇する比較的低温の空気が、感光ドラム下方の通風路を経て、プロセスカートリッジ内の感光ドラム、現像部、クリーニング部を直接冷却しながら通過するので、冷却手段等を用いない安価で簡単な昇温対策が可能になる。
【００５１】
また、放熱板は通風口からの落下物を受ける受け皿となるような形状に形成されているので、この放熱板の下部の電装基板へ該通風口を通ってクリップ等が落下するのを防止することができ、電装部の故障、発火等を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の主断面図。
【図２】第１の実施の形態における要部拡大断面図。
【図３】第１の実施の形態と従来例との主要部分の温度測定結果を示す図
【図４】第２の実施の形態における要部拡大断面図。
【図５】図４の要部の斜視図。
【図６】第３の実施の形態における要部拡大断面図。
【図７】第４の実施の形態における要部拡大断面図。
【図８】従来の画像形成装置の主断面図。
【符号の説明】
１…プロセスカートリッジ
２…感光ドラム
３…クリーニング部
４…現像部
５…転写部
７…ステー部材
７ａ，７ｂ…通風口
８…搬送ガイド部材
１０…定着器
１０ａ…定着ヒータユニット部
１０ｂ…加圧ローラ
１０ｃ…定着ヒータ
１０ｄ…定着フィルム
１１…電装部
１２…給紙部
１３…第１支持手段
１４…第２支持手段
２０…ステー部材
２０ａ…通風口
２０ｂ…通風口
２１…搬送ガイド部
２１ａ…通風口
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３…定着部からの熱気
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…下方空間Ｂからの空気
１００…画像形成装置本体
Ｍ…レーザビームプリンタ本体
Ｐ…記録媒体
Ｋ…記録媒体搬送路
Ｓ…スキャナー

Claims

記録媒体の搬送路と、前記搬送路の上方に配置されトナー像が担持される像担持体と、前記搬送路の下方に配置され前記像担持体上のトナー像を記録媒体に転写させるための転写手段と、発熱体側が前記搬送路の上方に位置し記録媒体に転写されたトナー像を記録媒体に定着するための定着手段と、前記搬送路の略上方空間と略下方空間とを隔てる隔離部材と、を有する画像形成装置において、
前記隔離部材の前記転写手段の近傍には、前記転写手段の周囲を通り、前記下方空間から前記上方空間に向かう通風経路を形成するための通風口が形成され、前記下方空間の空気を前記通風口から前記上方空間へと進入させ、機外に排出することを特徴とする画像形成装置。
前記搬送路の下方に配置され前記転写手段から前記定着手段へ記録媒体を案内する案内部材を有し、前記案内部材の前記転写手段の近傍には、前記下方空間の空気を前記上方空間へ進入させて機外に排出するための他の通風口が設けられていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記隔離部材の下方に配置された電装基板を有し、前記通風口は前記電装基板の上部に配置された放熱板に対向して形成されており、前記放熱板は前記通風口からの落下物を受ける受け皿となるような形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記通風口に設けられ、前記下方空間から前記上方空間に向かう通風経路を形成するためのダクト部材を有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記転写手段の周囲を通り、前記下方空間から前記上方空間に向かう通風経路は、前記定着手段と前記像担持体を含む画像形成プロセス手段との間に形成された通風路と連通していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の画像形成装置。
前記搬送路の上流側には記録媒体を支持する第１の支持手段が設けられ、前記搬送路の下流側には画像形成後の記録媒体を支持する第２の支持手段が設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の画像形成装置。
前記第１の支持手段から前記搬送路を経て前記第２の支持手段に至る搬送経路は縦Ｕ字形状に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
前記隔離部材は、画像形成装置本体の構造部材としてのステー部材であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一つに記載の画像形成装置。