JP4337658B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの複合機等の電子写真方式の画像形成装置に関し、詳しくは装置内の温度を低下させるための冷却ファンに関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの複合機等の電子写真方式の画像形成装置においては、装置内に走査光学系のハロゲンランプや定着手段等の発熱部材が存在するので、装置内の温度が次第に上昇する。従って、性能上の面からも安全上の面からも好ましくないので、装置内の冷却を行う必要がある。そこで、従来は装置の外装部材の間隙や吸気口から外部の冷えた空気を装置内に吸気し、装置内の熱せられた空気を排気口から排気することが行われている。

開示されている技術としては、定着手段の熱による影響から現像装置を保護するために、現像装置と定着手段との間に空気吸い込み口と排気ファンを有する排気ダクトを設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、作像部と定着ユニットとに別々のダクトを設けて、機外に排気するものがある（例えば、特許文献２参照）。
特開２００２−１３９９７８号公報 特開平９−２９２８０４号公報

画像形成装置においては、ユーザーの操作によって用紙の一方の面のみに画像形成する片面画像形成モードと、用紙の両方の面に画像形成する両面画像形成モードとを選択可能である。また、複数枚の画像を連続して画像形成する場合には、画像面が下向きになるように排紙して積載する必要がある。

カセットやトレイから給送された用紙には感光体ドラムや現像手段等からなる画像形成手段でトナー画像が転写されるが、用紙の上面に転写される構成が一般的である。そこで、片面画像形成モードのときには、トナー画像が形成された用紙を定着手段で加熱・加圧して排出する前に、第１反転給紙部に給送しスイッチバックさせて表裏反転させ、画像面を下向きにして排出することが行われる。一方、両面画像形成モードのときには、一方の面に画像形成された用紙を、表裏反転させずに第１反転給紙部を通過させ、その後に位置する第２反転給紙部で表裏反転させた後、他方の面に画像形成するので、最初に画像形成された面が下向きになる。従って、用紙を第１反転給紙部に給送せずに、そのまま排出する。

以上の如き構成の画像形成装置において、上述の第１反転給紙部の近傍に装置内を冷却するファンを配置した場合、片面に画像形成したときと両面に画像形成したときとで１面の画像形成に要する時間が同一であるとすると、連続して片面に画像形成したときの用紙は連続して両面に画像形成したときの用紙と較べて２倍の量で第１反転給紙部を通過するので、用紙によってファンの送風が妨げられ、片面画像形成モードのときの方が両面画像形成モードのときよりファンによる冷却効果が得られず、定着手段近傍の温度が上昇する。

一方、両面画像形成モードにおいては、片面が定着されて熱せられた用紙が再び感光体ドラム等を通過するので、連続して両面に画像形成したときは連続して片面に画像形成したときより画像形成手段の周辺温度が上昇する。

このように片面画像形成モードのときと両面画像形成モードのときとで、定着手段や画像形成手段の温度上昇がそれぞれ異なってくる。

また、画像形成装置内の空気を冷却する際に、装置内の熱せられた空気を装置外に排気する方法と、外部の冷たい空気を装置内に吸気する方法が考えられるが、何れかを無作為に選択するのではなく、装置の条件によって最適の方法を選択することが必要である。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、片面画像形成モードのときと両面画像形成モードのときとでファンによる吸気及び排気を異ならせて、何れのモードであっても定着手段や画像形成手段の周辺の温度が規定値以上の温度に上昇することがないようにした画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的は下記の手段によって達成される。
［請求項１］画像データに基づいて形成されたトナー画像を用紙に転写して画像形成する画像形成手段と、用紙に転写されたトナー画像を定着する定着手段とを有すると共に、用紙の一方の面のみに画像形成する片面画像形成モードと、用紙の両方の面に画像形成する両面画像形成モードとを選択可能な画像形成装置において、前記定着手段に対する用紙搬送方向下流側に位置し、片面画像形成モードが選択されたときに定着された用紙を表裏反転させて給送する第１反転給紙部と、前記第１反転給紙部の近傍に位置して装置内に吸気する吸気ファンと、前記吸気ファンと並設して装置外に排気する排気ファンと、片面画像形成モードが選択されたときは前記吸気ファンのみを作動させ、両面画像形成モードが選択されたときは前記排気ファンのみを作動させるべく制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
［請求項２］両面画像形成モードが選択されたときに、用紙を、一方の面に前記画像形成手段で画像形成し前記定着手段によって定着した後に表裏反転させることなく前記第１反転給紙部を通過させ、続く第２反転給紙部で表裏反転させた後に他方の面に前記画像形成手段で画像形成し前記定着手段によって定着した後に前記第１反転給紙部を通過させることなく排紙することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
［請求項３］前記画像形成手段、前記定着手段及び前記第１反転給紙部は順に略同一方向に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。

本発明の画像形成装置によれば、片面画像形成モードのときと両面画像形成モードのときとでファンによる吸気及び排気を異ならせたので、何れのモードであっても定着手段や画像形成手段の周辺の温度が規定値以上の温度に上昇することなく効率良く冷却でき、装置内の各部材に熱による悪影響を及ぼすことがない。

以下に本発明の画像形成装置の実施の形態を図を参照して説明する。

先ず、画像形成装置の一例を図１の断面構成図を参照して説明する。

本画像形成装置は、本体の上部に自動原稿送り装置１を有し、本体は、画像読み取り手段２、画像書き込み手段５１、画像形成手段３、給紙手段５、第１反転給紙部６及び定着手段７等から構成されている。

自動原稿送り装置１は、原稿載置台１１に載置された原稿を原稿分離手段１２によって一枚ずつ原稿搬送手段１３に送り出し、原稿搬送手段１３は送られた原稿を原稿排紙手段１４に搬送し、原稿排紙手段１４は送られた原稿を原稿排紙台１５に排紙する。原稿画像は原稿搬送路に設けられた、画像読み取り手段２の原稿画像読み取り位置であるスリット２１にて読み取りがなされる。

原稿両面の画像を読み取る場合には、一対のローラを有する原稿反転手段１６によって、第１面を読み取られた原稿が表裏反転されて、再度、原稿搬送手段１３に送り出されることにより第２面の読み取りがなされる。読み取りが終了した原稿は原稿排紙台１５に排紙される。

画像読み取り手段２は、原稿画像を読み取って画像データを得るための手段であり、スリット２１の位置にて、ランプ２３１により光照射された原稿画像を第１ミラーユニット２３、第２ミラーユニット２４及び結像レンズ２５によりライン状のＣＣＤである撮像素子２６に結像させている。撮像素子２６から出力された信号は、制御手段Ｃ１の画像処理部においてＡ／Ｄ変換され、シェーディング補正、画像圧縮等の処理がなされてメモリＭ１に画像データとしてストアされる。

画像書き込み手段５１は、メモリＭ１から呼び出されて所定の画像処理が施された画像データに基づき、レーザビームとポリゴンミラーとにより、帯電手段５２によって一様帯電されて回転している感光体ドラム３１の表面を走査して、感光体ドラム３１の面上に原稿画像に対応した静電潜像を形成する。

画像形成手段３においては、前記静電潜像は現像手段５３により反転現像されて、トナー画像が感光体ドラム３１上に形成される。

上述の動作に対応して、手差し給紙手段６５、又は記録材である用紙Ｐを収容するカセットやトレイを有する給紙手段５からは用紙Ｐが給送され、搬送ローラ５４により搬送されタイミングローラ５９によって感光体ドラム上に形成された前記トナー画像との位置合わせのための同期が取られて転写領域に給送される。

転写領域において、感光体ドラム３１の表面に形成されたトナー画像は、転写手段５５により反対極性に帯電された用紙Ｐに転写される。

トナー画像が形成された用紙Ｐは、分離除電手段５６の作用により、感光体ドラム３１の表面から分離し、定着手段７に給送される。

定着手段７において、トナー画像が形成された用紙Ｐは、加熱ローラ７１と加圧ローラ７２により加熱加圧を受けながら搬送され、トナー画像が用紙Ｐに定着された後、搬送ローラ６１、排出ローラ６３によって機外の排紙台６４に排出される。

なお、複数枚の画像を連続して画像形成する場合は、画像形成された面が下向きに積載されるように用紙Ｐを排紙台６４に排出することが望ましい。そこで、切換ガイド６２により、用紙Ｐを第１反転給紙部６に導いてスイッチバックさせ、表裏反転させた後に排出ローラ６３に給送する。

また、用紙Ｐの両面に画像形成をする場合には、前述の如く第１面の定着を終えた用紙Ｐを、切換ガイド６２により第１反転給紙部６に導くが表裏反転させることなく通過させ、続く第２反転給紙部６５にてスイッチバックさせて表裏反転させた後、搬送路６６に給送する。そして、再び搬送ローラ５４及びタイミングローラ５９を経由して、感光体ドラム３１の表面に新たに形成したトナー画像を第２面に転写し、定着手段７により定着した後、第１反転給紙部６を通過させることなく搬送ローラ６１から排出ローラ６３に直接給送する。これにより、排紙台６４には奇数ページの面が下向きに積載される。

なお、画像形成手段３、定着手段７及び第１反転給紙部６はこの順で略同一方向に配置されている。

最後に、用紙Ｐへのトナー画像の転写を終えた感光体ドラム３１の表面は、クリーニング手段５７により残留トナーが除去されて、次なる画像形成に向けての準備がなされる。

ここで、定着手段７で熱せられた空気が画像形成手段３等に対流して悪影響を及ぼすことがないように、図１に示す如く第１反転給紙部６の近傍に少なくとも２個のファンが並設されていて、一方は吸気ファン８１であって、他方は排気ファン８２である。図２に吸気ファン８１と排気ファン８２の横断面図を示す。なお、排気ファン８２の側方には、帯電手段５２や分離除電手段５６にて発生したオゾンを除去するオゾンフィルタ８２Ａが設けられている。

そして、後述する実験データに示す如く、用紙Ｐの片面に画像形成するときと、用紙Ｐの両面に画像形成するときとで、吸気ファン８１と排気ファン８２とを使い分ける。これを図３のブロック図で説明すると、ユーザーは画像形成装置の上部に配置された操作部９０を操作して、片面画像形成モード若しくは両面画像形成モードを選択する。すると、選択されたモード情報がＣＰＵ等からなる制御手段Ｃ１に入力され、制御手段Ｃ１は片面画像形成モードのときは吸気ファン８１のみを駆動し、両面画像形成モードのときは排気ファン８２のみを駆動するように制御する。これによって、定着手段７や画像形成手段３等の周囲の温度が所定の温度以上に上昇しないように効率良く冷却することができ、画像形成装置内の各部材に熱による悪影響を及ぼすことがなくなる。

なお、吸気ファン８１及び排気ファン８２はそれぞれ１個ずつでもよいし、複数個あってもよい。

次に、片面画像形成モードと両面画像形成モードとで、吸気ファン８１と排気ファン８２とを使い分ける利点を証明する実験結果を説明する。

図１に示す如く、画像形成手段３と定着手段７との間に第１温度センサＳ１を配置し、定着手段７と第１反転給紙部６との間に第２温度センサＳ２を配置し、片面画像形成モードと両面画像形成モードとの各々設定したときに吸気ファン８１と排気ファン８２との何れか一方を作動させ、画像形成を連続して行ったときの装置内温度を各温度センサＳ１，Ｓ２によって測定した。

なお、実験は温度が２０℃、湿度が５０％ＲＨの室内環境で行った。

この結果を表１に示す。

表１によれば、片面画像形成モードの場合に、吸気ファン８１を駆動して吸気を行ったときには、第１温度センサＳ１及び第２温度センサＳ２の双方の温度が目標温度を下回った。しかし、排気ファン８２を駆動して排気を行ったときには、第２温度センサＳ２の温度が目標温度を上回った。これは、定着手段７によって発生する熱が排気により第２温度センサＳ２の位置に流れたためと思われる。従って、片面画像形成モードの場合には、吸気ファン８１を駆動して吸気を行うことが望ましい。

一方、両面画像形成モードの場合に、吸気ファン８１を駆動して吸気を行ったときには、第１センサＳ１の温度が目標温度を上回った。これは、定着手段７によって発生した熱が吸気により第１センサＳ１の位置に流れたためと思われる。また、排気ファン８２を駆動して排気を行ったときには、第１温度センサＳ１及び第２温度センサＳ２の双方の温度が目標温度を下回った。従って、両面画像形成モードの場合には、排気ファン８２を駆動して排気を行うことが望ましい。

なお、第１センサＳ１による温度は、吸気及び排気の両方で両面画像形成モードの方が片面画像形成モードのときより上回った。これは、両面画像形成モードのときに、一方の面が画像形成されて定着されることにより熱せられた用紙Ｐが再び画像形成手段３を経由して第１センサＳ１の近傍を通過するためと思われる。

また、第２センサＳ２による温度は、吸気及び排気の両方で片面画像形成モードの方が両面画像形成モードのときより上回った。これは、連続して画像形成を行ったときに単位時間当たりに第１反転給紙部６を通過する用紙Ｐの枚数は、片面画像形成モードのときは両面画像形成モードのときの２倍になるので、吸気ファン８１や排気ファン８２による送風がより妨げられ、冷却効率が悪くなったためと思われる。

なお、以上の如く説明した画像形成装置はモノクロ画像を形成する装置であるが、カラー画像を形成する画像形成装置であっても本発明を適用することができる。

画像形成装置の断面構成図である。 吸気ファンと排気ファンの横断面図である。 吸気ファンと排気ファンとを制御するブロック図である。

符号の説明

Ｐ 用紙
Ｃ１ 制御手段
Ｓ１ 第１温度センサ
Ｓ２ 第２温度センサ
３ 画像形成手段
３１ 感光体ドラム
６ 第１反転給紙部
６２ 切換ガイド
６５ 第２反転給紙部
７ 定着手段
８１ 吸気ファン
８２ 排気ファン
９０ 操作部

Claims (3)

1. 画像データに基づいて形成されたトナー画像を用紙に転写して画像形成する画像形成手段と、用紙に転写されたトナー画像を定着する定着手段とを有すると共に、用紙の一方の面のみに画像形成する片面画像形成モードと、用紙の両方の面に画像形成する両面画像形成モードとを選択可能な画像形成装置において、
   前記定着手段に対する用紙搬送方向下流側に位置し、片面画像形成モードが選択されたときに定着された用紙を表裏反転させて給送する第１反転給紙部と、
   前記第１反転給紙部の近傍に位置して装置内に吸気する吸気ファンと、
   前記吸気ファンと並設して装置外に排気する排気ファンと、
   片面画像形成モードが選択されたときは前記吸気ファンのみを作動させ、両面画像形成モードが選択されたときは前記排気ファンのみを作動させるべく制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 両面画像形成モードが選択されたときに、用紙を、一方の面に前記画像形成手段で画像形成し前記定着手段によって定着した後に表裏反転させることなく前記第１反転給紙部を通過させ、続く第２反転給紙部で表裏反転させた後に他方の面に前記画像形成手段で画像形成し前記定着手段によって定着した後に前記第１反転給紙部を通過させることなく排紙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. 前記画像形成手段、前記定着手段及び前記第１反転給紙部は順に略同一方向に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。

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