JP4530840B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は複写機やプリンタ等の画像形成装置に関し、詳細にはその通風性能を向上させることに関する。

近年新規に市場へ送り出される複写機、プリンタ等の画像形成装置の性能は、カラー化、高速化、さらには装置の設置面積の低減化への移行が顕著である。また、環境負荷の低減を目的として両面印刷が可能で、かつ片面印刷に劣らない高速印刷が可能なものが多くなってきている。このような変化に伴い、装置を構成する部品点数はモノクロ装置に比べて多くなり、装置内に部品の無い空間が非常に少なくなっている。

またカラー印刷を行うために、画像を用紙に定着させる加熱定着装置に必要とされる熱量も多くなっている。一般的に、加熱定着装置から排出される用紙は９０℃を超える高温になっており、両面印刷時に反転、搬送経路を通過することで放熱するものの、連続して両面印刷を実施すると、搬送経路自体の温度が高くなることから、画像形成装置に再導入される用紙の温度の装置内温度上昇に対する影響が大きくなる。そのため、画像形成装置内の温度は高くなりやすく、トナーを用いた画像形成部での固着等の問題や、部品温度規格を超えてしまうなどの問題が発生しやすい。さらに、両面印刷を行う場合には、一度加熱した用紙を再度装置内に導入することから、よりいっそう画像形成装置の温度問題を発生しやすくなる。

前述の理由から、両面印刷時に加熱定着部より排出された用紙を冷却した後に、再度画像形成装置に送る方法が提案されている。例えば、両面ユニット内に設けたファンモータを画像形成装置の冷却に共用する方法（特許文献１）、両面印刷時に再給紙された用紙を冷却する方法（特許文献２）、両面印刷時に再給紙された用紙を冷却する方法（特許文献３）等がある。
特開平１１−２９６０５３号公報 特開２００１−１９４９８１号公報 特開２００３−２８０２９３号公報

ところが、特許文献２に記載の発明、すなわち再給紙後の用紙を先端補正部上流でファンモータにより吹き付けるか、あるいはガイド部材をファンモータにより冷却する方法では、用紙を冷却するためにのみファンモータまた専用排気経路を設置することになり、これらは、もちろん両面印刷を連続で実施しない場合には不要な構成であり、コスト面、スペース面で望ましくない。

また特許文献３に記載の発明、すなわち搬送ガイド部材を冷却するためにのみ電熱部材、熱移動素子、ファンモータを使用する方法でも、前記と同等である。

一方、特許文献１に記載の発明では、両面用の搬送経路を包括するユニット内部にファンモータを配置し、用紙の冷却と画像形成装置への吸気あるいは排気とを兼用させることを提案している点で前記特許文献２、３に記載の発明より優れて言える。

しかしながら、ユニット内のファンモータにより機内に吸気あるいは排気することに止まった内容であり、実際には吸気した温風が排気されずに逆に機内の温度上昇を悪化させることや、温風の温度が吸気先の上限温度を超えていることが起こりうる。また排気として兼用した場合についても、本来画像形成装置に設けられている排気ファンと干渉した場合には双方の機能が低下することにより、温度上昇の悪化につながるという問題がある。

そこで本発明では、上記従来の問題点にかんがみ、一般的に画像形成装置に構成される排熱を目的とした気流経路の構成の中で用紙の冷却を行える形態を提案することを目的とする。

請求項１に係る本発明の画像形成装置は、被記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、前記被記録媒体に形成した画像を定着させる定着手段と、該定着手段によって画像を定着させた前記被記録媒体を再度画像形成するために前記画像形成部へと再搬送する再搬送手段とを備え、装置本体内部に、気流が流れ得る装置内気流経路を有するとともに、該装置内気流経路を介して前記装置本体の内外間で気流が形成され得る画像形成装置において、
前記再搬送手段の下方であって前記装置本体の背面側に吸気口を、前記再搬送手段の上方であって前記装置本体の背面側に排気口を、それぞれ設けるとともに、前記吸気口と排気口とを、前記吸気口から流入した気流が前記装置本体内を背面側から正面側へ流れ、その後上昇し、前記再搬送手段の上面ならびに底面に沿って再び前記装置本体の背面側へ戻り、前記排気口より前記装置本体外へ排気されるように形成される前記装置内気流経路に臨ませて配置したことを特徴とする。

同請求項２に係るものは、請求項１の画像形成装置において、前記再搬送手段の近傍で前記装置内気流経路上に位置するように通風手段を配置したことを特徴とする。

同請求項３に係るものは、請求項１または２の画像形成装置において、前記装置内気流経路における前記再搬送手段の位置よりも気流の流れる方向で後流側に位置する前記画像形成手段または前記定着手段それぞれが有する上限規定温度（Ｔｍ）と、前記装置内気流経路における前記再搬送手段内での前記被記録媒体の温度（Ｔｐ）の関係がＴｍ＞Ｔｐを満足する配置としたことを特徴とする。

同請求項４に係るものは、請求項１から３のいずれかの画像形成装置において、前記再搬送手段が前記装置本体から脱着可能な搬送ユニットに構成してあることを特徴とする。

同請求項５に係るものは、請求項４の画像形成装置において、前記搬送ユニットにファンモータを含むことを特徴とする。

同請求項６に係るものは、請求項５の画像形成装置において、前記搬送ユニットの有無及び両面印刷かどうかの２つの条件に基づいて前記装置本体の排気能力を可変する手段を有することを特徴とする。

同請求項７に係るものは、請求項５の画像形成装置において、前記装置本体内あるいは前記装置本体外の近傍部位に設けた温度検知部材の出力に応じて前記ファンモータの動作切り替えを実行して前記装置本体の排気能力を可変することを特徴とする。

同請求項８に係るものは、請求項７の画像形成装置において、前記ファンモータを、前記再搬送手段による前記被記録媒体の再搬送の実施時のみ動作させることを特徴とする。

同請求項９に係るものは、請求項１から８のいずれかの画像形成装置において、前記装置内気流経路を構成するガイド部材に、前記再搬送手段での用紙冷却能力を向上させるための冷却用の空気を前記装置内気流経路へ取り入れるための開口を設けたことを特徴とする。

同請求項１０に係るものは、請求項１から８のいずれかの画像形成装置において、前記装置内気流経路を構成するガイド部材に、前記装置内気流経路を流れる冷却用の空気に前記被記録媒体が接触する面積を増加させる冷却用のフィンを設けたことを特徴とする。

本発明は、簡単な構成で効果的に装置内温度上昇を低減可能な画像形成装置を提供できる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。

図１は、本発明の実施対象となる画像形成装置の例を示す。この装置における画像形成のプロセスは、潜像保持体と現像部からなるプロセスカートリッジ２を構成する潜像保持体２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ、２Ｋにむけて露光装置１から画像データを書き込み、現像部により現像した画像を潜像保持体から転写装置３に転写するというものである。給紙部５から送り出した用紙は先端補正部４を通過し転写装置３に移動し、転写装置３で画像を用紙へと転写し、続いて加熱定着部６で用紙に定着させ、用紙排出経路７から用紙積載部８へと排出する。

この装置で両面印刷を行う際には、加熱定着部６より排出した用紙を反転、再給紙する両面搬送装置９に送り、表裏を反転させた用紙を再給紙部１０を経て再度先端補正部４へと送る。

図２は本発明の画像形成装置の一実施例における気流経路を示す図、図３はこの気流経路を概念的に示す断面図である。図示の実施例の気流経路Ｘは、装置本体２０の外装面に設けた吸気口１２ａ、１２ｂ等から吸気あるいは流入した外気が、装置本体２０内を流れた後、プロセスカートリッジ２や両面搬送装置９等の画像形成装置を構成する部材、要素等の上下を流れ、装置本体２０の背面側上部に設けた排気ファン１１により排気するという経路である。装置本体２０の背面側にある吸気口１２ａの場合には、装置本体２０内を背面側から正面側へ流れ、前カバー等に突き当たって上昇し、プロセスカートリッジ２や両面搬送装置９等の上面、底面に沿って再び装置本体２０の背面側へ戻り、排気ファン１１による排気により形成される流路に沿って流れ、装置本体２０外へ排気される、というものになる。

吸気口１２ａを図３に示すように装置本体２０の下方に設け、排気ファン１１を装置本体２０の上方に設けると、温風のトンネル効果を利用していっそう効果的な排熱を行うことが可能である。なお本発明における気流経路とは、画像形成装置を構成する部材、要素等の間の隙間によって構成される連続する空間を主として指し、気流の流れる順路が概ね決まるものであるが、それに限定するものではなく、専用の部材等で形成した流路をも含むものとする。またなお、装置本体２０の側面前側に位置している吸気口１２ｂは設けなくても良い。ただし、前カバーの隙間等からの外気の流入等が存在することもある。

両面印刷時の用紙両面搬送装置９は、プロセスカートリッジ２、転写装置３の冷却用気流経路上に配置する。図示のように、気流経路Ｘに配置する搬送経路が水平で比較的長い部分であると、より効果的に排熱できるが、後述のように搬送経路が斜めであっても特に問題はない。いずれにしても、搬送手段の一部を気流経路Ｘ上に配置することで、両面印刷を行う場合の装置内温度上昇をコストの増加、装置大型化をすることなく効率的に低減できる。

なお両面搬送装置９を前記気流経路Ｘの吸気から排気に至る経路の上流に配置することが好ましい。これにより、吸気した外気がまず両面搬送装置９の冷却を行った後に他の部品の冷却を行う構成となるので、いっそう効果的に両面搬送装置９の冷却を行うことが可能となる。

また、図４に示すように、前述の装置内気流経路上に気流の発生を促すファンモータ１３を配置するとよい。その配置位置は両面搬送装置９の近傍とすることが好ましい。これにより、両面搬送装置９近傍での気流の流速が増大することで効果的に冷却が可能となる。

また、図５に示すように、前述の装置内気流経路上に配置した両面搬送装置９の後流に少なくとも一つの駆動用部品１４ａ〜１４ｃを配置するとよい。作像部の駆動や用紙の搬送するためのモータやクラッチといった駆動用部品は図５に示すように必然的にユニットの隣に存在し（この例では装置後方側）、これらの駆動用部品は発熱量が多く、一般的には規格値が１００℃に対して６０℃〜９０℃の値に達するが、両面搬送装置９を通過する用紙の温度は４０℃〜６０℃であるので、両面搬送装置９を冷却した後の気流で前記駆動部品１４ａ〜１４ｃの冷却が可能となる。

このように装置内気流経路における用紙両面搬送装置９の配置をする際には、両面搬送装置９での用紙温度Ｔｐとその後流に配置される部品の上限規格温度Ｔｍの関係がＴｍ＞Ｔｐを満足する配置とすることが好ましい。これにより両面搬送装置９を冷却した後の気流を再度冷却に利用することが可能となる。

さらに、図６に示すように、両面印刷用の経路である両面搬送装置９をユニット形態として装置本体２０から着脱可能な構成とした場合、両面印刷を使用しないユーザーに対してはこのユニット無しの画像形成装置を提供することが可能となり、無駄な構成が無い低コスト、低資源の画像形成装置とすることができる。

なお両面搬送装置９を含むユニットを取り外した場合について、上述の通り、両面搬送装置９はあくまでも装置本体２０内の気流経路Ｘ上に配置する構成としていることから、ユニットが無い状態でも気流経路Ｘの構成に変化は無く、したがってユニットの有無に応じて構成を変更するための部品等が発生せず、また気流経路Ｘの性能に大きな変化が発生しない。

また、脱着可能なユニット構成の両面搬送装置９の近傍に配置したファンモータをユニットを構成する部材等に保持させると、必要な構成となった場合にのみファンモータが追加される画像形成装置とすることができる。両面印刷をしない画像形成装置では、装置内の温度上昇が緩やかであることから、装置本体２０内の気流経路Ｘでの気流の流速を上げる必要性が低く、ファンモータが不要になるためである。

上述の実施例の画像形成装置の動作について図７のフローチャートを参照して説明する。画像形成装置に対して印刷要求がきた場合、まず両面搬送装置９の有無について確認し、もしユニットが無い場合については両面印刷を実施しないことから通常の印刷動作を完了する（ステップ１）。ただしこのステップは、ユニットの有無をソフトウェア的にも予めセットしておけるので、省略することができる。そして、両面搬送装置９が無ければ印刷実行して通常の印刷動作を完了し、ユニットがある場合については、要求された印刷が両面か否かを判断し（ステップ２）、両面でなければ通常の印刷動作を完了し、両面搬送装置９がありかつ両面印刷を要求された場合には、装置本体２０の排気を行う排気ファン１１の風量を増やし（ステップ３）、また両面搬送装置９近傍に設けたファンモータ１３の動作をＯＮに切り替える（ステップ４）。これにより装置本体２０の機内温度が上昇する条件についてのみ気流経路Ｘの性能を上げ、各構成部品の規格温度を抑制し常に画像形成装置の性能を維持することが可能となる。また、不必要な条件でファンモータ１３が回転することや、風量が大きいことでの騒音問題や消費電力の増加を回避することが可能となる。

図示は省略するが、温度検知手段を設け、その出力に応じて両面搬送装置９近傍に配置したファンモータ１３の動作を切り替える構成とすることができる。温度検知手段には、例えばサーミスタ等を採用できるが、装置本体２０内の加熱定着部６やプロセスカートリッジ２等の画像形成部近傍の側壁内面、あるいは装置本体２０外の温度検知可能な部位のどちらに配置してもよい。図８に示すように、画像形成部の温度が上昇している場合については、装置本体２０内の気流の性能を上げる必要がある状態と判断し、両面印刷の実施に関わらず前記ファンモータの動作をＯＮとする。装置本体２０外の温度を検知可能な場合については、装置外の気温が十分低い場合には冷却を十分に行う必要が無いことから、両面印刷の実施にかかわらずファンモータ１３の動作をＯＦＦとすればよい。機内温度が上昇する条件についてのみ装置内気流経路の性能を上げ、各構成部品の規格温度を抑制し常に画像形成装置の性能を維持することが可能となる。また、不必要な条件でファンモータ１３が回転することや、風量が大きいことでの騒音問題や消費電力の増加を回避することが可能で、装置内の状況、装置外の状況に応じて適切に機内の冷却を実施することが可能となる。

さらに気流経路Ｘ上に配置した両面搬送装置９での用紙冷却能力を向上させるために、気流経路Ｘを構成するガイド部材に冷却用の開口あるいはスリットを設けるとよい。またあるいは、ガイド部材に冷却用のフィンを設けるとよい。これにより、気流経路を流れる気流が用紙に接触する面積を増大させて冷却能力を向上させ得るし、ガイド部材がよりいっそう冷却されることにより、用紙の温度を低減させることが可能となる。特に連続して印刷する場合の連続通紙が温度上昇の面で問題になることが多く、上述の各実施例を含めて本発明により対応できるが、ガイド部材のスリットやフィンでよりいっそう冷却性能を向上させ得る。

図９は、プロセスカートリッジ２、転写装置３、両面搬送装置９等々を装置本体２０の対角線に沿うように斜めに配置して省スペース化した画像形成装置の例を示す。図１の装置と共通する部分には共通する符号を付してある。この構成で、図１０に示すように、両面搬送装置９の下側に位置する支持部材１５にファンモータ１３を設けてある。ファンモータ１３の配置は、支持部材１５の中央部位としてあるが、詳細には、両面搬送装置９における用紙の通紙範囲の通紙方向に沿う中心線を含む範囲とすることが冷却性能を向上させる意味で好ましい。

本発明の実施対象となる画像形成装置の例を示す図である。 本発明の画像形成装置の一実施例における気流経路を示す図である。 図２の気流経路を概念的に示す断面図である。 本発明の第２実施例を示す図である。 本発明の第３実施例を示す図である。 本発明の第４実施例を示す図である。 本発明の第５実施例を示す図である。 本発明の第６実施例を示す図である。 本発明の第８実施例の実施対象となる画像形成装置の例を示す図である。 本発明の第８実施例を示す図である。

符号の説明

１ 露光装置
２ プロセスカートリッジ
２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ、２Ｋ 潜像保持体
３ 転写装置
４ 先端補正部
５ 給紙部
６ 加熱定着部
７ 用紙排出経路
８ 用紙積載部
９ 両面搬送装置
１０ 再給紙部
１１ 排気ファン
１２ａ、１２ｂ 吸気口
１３ ファンモータ
１４ａ〜１４ｃ 駆動用部品
１５ 支持部材
２０ 装置本体
Ｘ 気流経路

Claims (10)

1. 被記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、前記被記録媒体に形成した画像を定着させる定着手段と、該定着手段によって画像を定着させた前記被記録媒体を再度画像形成するために前記画像形成部へと再搬送する再搬送手段とを備え、装置本体内部に、気流が流れ得る装置内気流経路を有するとともに、該装置内気流経路を介して前記装置本体の内外間で気流が形成され得る画像形成装置において、
   前記再搬送手段の下方であって前記装置本体の背面側に吸気口を、前記再搬送手段の上方であって前記装置本体の背面側に排気口を、それぞれ設けるとともに、
   前記吸気口と排気口とを、
   前記吸気口から流入した気流が前記装置本体内を背面側から正面側へ流れ、その後上昇し、
   前記再搬送手段の上面ならびに底面に沿って再び前記装置本体の背面側へ戻り、
   前記排気口より前記装置本体外へ排気される
   ように形成される前記装置内気流経路に臨ませて配置した
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、前記再搬送手段の近傍で前記装置内気流経路上に位置するように通風手段を配置したことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または２の画像形成装置において、前記装置内気流経路における前記再搬送手段の位置よりも気流の流れる方向で後流側に位置する前記画像形成手段または前記定着手段それぞれが有する上限規定温度（Ｔｍ）と、前記装置内気流経路における前記再搬送手段内での前記被記録媒体の温度（Ｔｐ）の関係がＴｍ＞Ｔｐを満足する配置としたことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１から３のいずれかの画像形成装置において、前記再搬送手段が前記装置本体から脱着可能な搬送ユニットに構成してあることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４の画像形成装置において、前記搬送ユニットにファンモータを含むことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５の画像形成装置において、前記搬送ユニットの有無及び両面印刷かどうかの２つの条件に基づいて前記装置本体の排気能力を可変する手段を有することを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項５の画像形成装置において、前記装置本体内あるいは前記装置本体外の近傍部位に設けた温度検知部材の出力に応じて前記ファンモータの動作切り替えを実行して前記装置本体の排気能力を可変することを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項７の画像形成装置において、前記ファンモータを、前記再搬送手段による前記被記録媒体の再搬送の実施時のみ動作させることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１から８のいずれかの画像形成装置において、前記装置内気流経路を構成するガイド部材に、前記再搬送手段での用紙冷却能力を向上させるための冷却用の空気を前記装置内気流経路へ取り入れるための開口を設けたことを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項１から８のいずれかの画像形成装置において、前記装置内気流経路を構成するガイド部材に、前記装置内気流経路を流れる冷却用の空気に前記被記録媒体が接触する面積を増加させる冷却用のフィンを設けたことを特徴とする画像形成装置。