JP5045256B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は，電子写真方式の画像形成装置に関する。さらに詳細には，加熱により定着処理を行う定着装置を有する画像形成装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置では，シート上に転写されたトナー像を定着するために加熱加圧式の定着装置を有するものが多い。従来一般に，加熱された定着装置により，その周辺部材に熱の影響が及ぶことを防止するために，温度上昇防止用のファンが設けられていた。しかし，ファンによる強制対流による温度上昇防止方法では，ファンによる騒音が発生したり，消費電力が増大する等の問題があった。

これに対し，特許文献１には，ファンを用いることなく，ダクトを設けて自然対流を促すことにより排熱する排熱装置を有する画像形成装置が開示されている。本文献の装置によれば，ダクトの吸気口を熱源部の両側に開口させ，排気口を装置上部に開口させることにより，自然対流が促進されるとされている。
特開２０００−２５９０６４号公報

前記した従来の画像形成装置では，熱源部（例えば定着装置）からの排熱が考慮されているのみである。しかしながら，このような定着装置を通過した用紙は，トナー像が定着されるとともに，用紙自身も加熱されて温度の高い状態となる。さらに，一般に，定着装置を通過した用紙はそのまま排紙トレイに排出される。そのため，排紙トレイ上には，比較的温度の高い状態の用紙が積載される。そして，排紙トレイ周辺が高温となるという問題点があった。

その場合，熱により用紙上のトナーが溶けて，用紙同士が貼り付くおそれがあった。また，定着装置や排紙トレイからの熱がトナー容器に伝達されると，その内部に収容されているトナーが固着するおそれがあるという問題点があった。

本発明は，前記した従来の画像形成装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，ファンを用いることなく，排紙トレイ周辺の温度上昇を防止するとともに，トナー容器に熱が伝達されることを防止することのできる画像形成装置を提供することにある。

この課題の解決を目的としてなされた本発明の画像形成装置は，トナーを用いて媒体に画像を形成する画像形成部と，画像形成部で画像の形成を受けた媒体上のトナー像を定着する定着部とを有する画像形成装置であって，装置下部で機外に開口する吸気口と装置上部で機外に開口する排気口とが形成され，内部が，吸気口と排気口とでのみ外部と連通されている連通路となっている通気流路部材を有し，通気流路部材の上面が，定着部を通過した媒体を載置する排紙トレイとなっており，排気口は，排紙トレイと同じ高さかそれより上方に配置されているものである。

本発明の画像形成装置によれば，定着部は，トナー像を定着するために，媒体を加熱する。そのため，定着部と排出されたばかりの媒体とは温度の高い状態である。そして，定着部を通過した媒体が載置される排紙トレイもその媒体によって加熱される。本発明では，その上面が排紙トレイとなっている通気流路部材を有しているので，通気流路部材中の空気は排紙トレイの熱によって加熱される。さらに，通気流路部材は，装置上部と装置下部とに通気口を有するので，その途中で加熱された空気は上昇して，装置上部の通気口から外部へ流出する。従って，装置下部の通気口から装置上部の通気口へと至る空気の流れができるので，加熱されていない空気を内部に導き，排紙トレイ周辺へと流すことができる。これにより，ファンを用いることなく，排紙トレイ周辺の温度上昇を防止することができる。ここで，装置下部とは画像形成部より下方のことであり，装置上部とは画像形成部より上方のことである。さらに，装置上部の通気口は，排紙トレイと同じかそれより上方であることが望ましい。

本発明ではさらに，排紙トレイの少なくとも一部が，通気流路部材のうち排紙トレイ以外の部分の材質よりも，高熱伝導性の材質で形成されていることが望ましい。
このようなものであれば，排紙トレイに載置された用紙の熱は通気流路部材の内部の空気に容易に伝達される。一方，通路流路部材のうち排紙トレイ以外の部分はそれほど高熱伝導性ではないので，周囲の部材への熱の伝達は防止される。

本発明ではさらに，画像形成部に供するトナーを収容するトナーカートリッジを有し，トナーカートリッジの上方に通気流路部材の一部が配置されており，通気流路部材のうち，トナーカートリッジの上方の部分の上面が排紙トレイとなっていることが望ましい。
このようになっていれば，排紙トレイとトナーカートリッジとの間に通気流路部材の内部の空気が配置されることとなる。従って，排紙トレイが加熱された場合でも，その熱がそのままトナーカートリッジに伝達されることはない。

本発明ではさらに，装置上部から装置下部まで貫通する中空の柱を有し，柱の少なくとも一部が通気流路部材の一部分をなしていることが望ましい。
このようになっていれば，柱に装置を支える役目と通気流路の役目とをともに担わせることができる。

本発明ではさらに，通気流路部材の一部が，画像形成部と定着部との間を通って配置されていることが望ましい。
このようになっていれば，定着部の熱が画像形成部にそのまま伝達されることを防止できる。

本発明の画像形成装置によれば，ファンを用いることなく，排紙トレイ周辺の温度上昇を防止するとともに，トナー容器に熱が伝達されることを防止することができる。

以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，電子写真方式によってカラー印刷可能なプリンタに本発明を適用したものである。

本形態のプリンタ１は，図１にその概略を示すように，筐体１０の内部に給紙部１１，画像形成部１２，定着部１３等を有している。定着部１３は，加熱加圧方式の定着装置を使用している。定着部１３として図中に示す２本のローラは，それらの間を通る用紙に対して加熱と加圧とを同時に行うための部材である。なお，図１では，給紙部１１及び画像形成部１２については，その内部構成の詳細は省略して示しているが，いずれも一般的な公知のものである。例えば，図２に示すようなものとすることができる。図２は，図１を手前側から見た断面図である。図２中の左右が，図１中に矢印で示した左右方向に相当している。

本形態の画像形成部１２は，中間転写ベルト上に４色のトナー像を順に重ねて転写するいわゆるタンデム方式の画像形成装置である。このトナー像を用紙等の媒体に転写し，定着部１３によって定着させることによりカラー画像を形成することができる。本形態では，各色のトナーを収容するトナー容器１４を有し，これらは，画像形成部１２のうち上部に配置されている。また，トナー容器１４と定着部１３とは，ほぼ同じ高さ位置に並んで配置されている。なお，図１中では，トナー容器１４を，４本の四角柱の形状で示している。

本形態のプリンタ１では，給紙部１１から給紙される用紙に，画像形成部１２において画像データに基づいたトナー像を形成する。そして，用紙に載置されたトナーを定着部１３によって加熱加圧し，画像を形成する。すなわち，定着部１３は発熱装置である。また，本形態で使用する各色のトナーは，加熱されることで溶融するものである。そのため，トナー容器１４がある程度以上加熱されることは，内部に収容されている使用前のトナーに影響を及ぼすため，好ましくない。従って，トナー容器１４は，温度上昇を防止したい箇所である。

本形態のプリンタ１では，図１中右手前の角と右奥の角とにそれぞれ，プリンタ１の全体を支えるために，図中縦方向にプリンタ１を貫く柱２１を有している。さらに図中左側にも設けられていることもある。この柱２１は，中空の四角柱形状であり，最上面と最下面とはいずれも筐体１０によって閉止されている。また，四角柱の各側面のうち，プリンタ１の外部に向いている面（右手前の柱２１では手前面と右面）は，筐体１０の一部と共通であっても良い。

そして，それぞれの柱２１の図１中下部の側面には，複数の貫通穴からなる吸気口２２が設けられている。ここでは，縦長のスリット形状の貫通穴が複数形成されている。なお，この吸気口２２は筐体１０をも貫通して，外部に開口している。また，図では手前面のみに吸気口２２を示しているが，図中右面に形成されていても良いし，両方に形成されていても良い。また，上下方向には，できるだけ下方に設けられることが望ましいが，画像形成部１２より低い位置であればよい。

さらに，柱２１の中央部から分岐して，中空の分岐路２３が設けられている。柱２１の内部空間と分岐路２３の内部空間とは，その分岐箇所Ｄで連通されている。この分岐箇所Ｄの位置は，定着部１３の高さ位置よりやや下方で，吸気口２２より上方である。この分岐箇所Ｄは，両方の柱２１で同じ高さ位置にあっても良いし，他の部材の配置などとの関係で多少異なる位置となっても構わない。

さらに本形態のプリンタ１は，トナー容器１４の上部に，中空の箱体２５が配置されている。箱体２５は，図３に示すように，分岐路２３と連通されている。さらに，箱体２５の上面は外部に露出され，その一部が，画像形成された用紙を載置するための排紙トレイ２４となっている。さらに，箱体２５の先端部（図１中左方）に，多数の排気口２６が設けられている。排気口２６は，プリンタ１の上面と左面とにおいて，外部に開口している。なお，排気口２６の配置は，プリンタ１の上面と左面とのうちのいずれかのみとしてもよい。この排気口２６は，トナー容器１４よりも高い位置にある。

このようになっていることから，図１に示すように，柱２１（主に吸気口２２から分岐路２３との分岐箇所Ｄまで），分岐路２３，箱体２５の内部は全て連通され，その空間全体を連通路と呼ぶ。この連通路が，通気流路部材に相当する。すなわち，本形態のプリンタ１では，図１と図３に破線の矢印で示すように，
外部→吸気口２２→柱２１→分岐路２３→箱体２５→排気口２６→外部
と連通されている。この連通路は，吸気口２２と排気口２６とでのみ外部と連通されているため，内部の空気は，吸気口２２と排気口２６だけからしか出入りできない。そして，連通路のうち，最も低い位置に吸気口２２が，最も高い位置には排気口２６が，それぞれ形成されている。

なお，分岐路２３は，図１と図３に示すように，定着部１３の軸方向端部の外側から，定着部１３と画像形成部１２との間を通り，箱体２５へと至る。このとき分岐路２３は，定着部１３からあまり遠くない位置を通る。特に，分岐路２３の一部によって，定着部１３とトナー容器１４との間が塞がれるように配置されている。また，箱体２５がトナー容器１４より上部に配置され，その上面が排紙トレイ２４であるので，排紙トレイ２４とトナー容器１４との間に箱体２５の内部の空気があることになる。

本形態のプリンタ１では，主な発熱源は定着部１３と，定着部１３から排出されたばかりの用紙Ｐである。用紙Ｐは，加熱されて定着された後そのまま排出されるので，排出された直後はある程度高温の状態となっている。従って，定着部１３の周囲や排紙トレイ２４は，これらの発熱源によって加熱される。定着部１３から発生した熱は，主に分岐路２３中の空気を加熱する。加熱された空気は上昇するので，箱体２５を通って排気口２６から外部へ排気される。このとき，連通路には吸気口２２から，比較的低温の外部の空気が供給される。

そして，定着部１３とトナー容器１４との間を遮るように，分岐路２３が設けられているので，定着部１３からの熱がトナー容器１４に直接伝達されることはない。定着部１３の熱によって加熱された連通路の内部の空気は，すぐに排気口２６へ向かって移動するので，その空気の熱がトナー容器１４に伝達されることもない。すなわち，定着部１３の熱によってトナー容器１４が加熱されることは防止されている。さらに，トナー容器１４の上部に箱体２５が配置されているので，トナー容器１４が，排紙トレイ２４上に載置された用紙の熱を直接受けることはない。

さらに本形態では，連通路のうち，排紙トレイ２４は高熱伝導性の材質によって形成されている。例えば，金属が用いられる。あるいは，合成樹脂のうち高熱伝導性といわれる種類のものでもよい。このようになっているので，排紙トレイ２４上に排紙された用紙Ｐの熱は，排紙トレイ２４を介して，すばやく連通路内の空気に伝達される。一方，箱体２５のその他の壁面や柱２１，分岐路２３等は，一般的な合成樹脂等の低熱伝導性の部材である。そのため，連通路の内部の空気から他の部材，例えば，トナー容器１４への熱の伝達速度は遅い。

また，本形態のプリンタ１では，排気口２６は，箱体２５の先端部に形成されている。この位置は，通常は用紙Ｐが載らない箇所であり，用紙Ｐによって塞がれることはない。従って，多数の用紙が排出された後でも，連通路からの空気の排出は確保されている。これにより，連通路には確実に空気が流される。また，排気口２６から排出される空気によって，用紙Ｐがばたつくこともない。

以上詳細に説明したように，本形態のプリンタ１では，装置下部に設けられた吸気口２２と装置上部に設けられた排気口２６とこれらを連通する連通路とを有しているので，連通路の内部の空気が加熱されたとき，吸気口２２から排気口２６へと至る空気の流れが自動的に形成される。従って，定着部１３または排紙された用紙Ｐによる熱がトナー容器１４に伝わることが防止されている。これにより，ファンを用いることなく，排紙トレイ周辺の温度上昇を防止することができる。従って，ファンによる騒音がなく，ファンの駆動のために電力を消費することもない。

なお，本形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
例えば，高熱伝導性の部材とするのは排紙トレイ２４の一部のみでも良い。例えば，排紙トレイ２４のうち小サイズの用紙が載置される部分のみとしてもよい。またあるいは，サーマルビアとすることもできる。

また例えば，柱を有していない機種の場合では，連通路のためのダクトを設ければよい。柱２１は２本であるとしたが，１本でも良いし，３本以上であっても良い。また，分岐路２３の配置は一例であり，これに限るものではない。また例えば，吸気口２２や排気口２６の各貫通孔の形状は，図示のような長方形に限らず，円孔や長丸でもその他の形状でも良い。また，カラープリンタに限らず，モノクロプリンタやコピー機，ＦＡＸ等の画像形成装置に適用可能である。

本形態に係るプリンタを示す透視斜視図である。 本形態に係るプリンタを示す断面図である。 本形態に係るプリンタを示す平面図である。

符号の説明

１ プリンタ
１２ 画像形成部
１３ 定着部
２１ 柱
２２ 吸気口
２４ 排紙トレイ
２５ 箱体
２６ 排気口

Claims (5)

1. トナーを用いて媒体に画像を形成する画像形成部と，前記画像形成部で画像の形成を受けた媒体上のトナー像を定着する定着部とを有する画像形成装置において，
   装置下部で機外に開口する吸気口と装置上部で機外に開口する排気口とが形成され，内部が，前記吸気口と前記排気口とでのみ外部と連通されている連通路となっている通気流路部材を有し，
   前記通気流路部材の上面の一部が，前記定着部を通過した媒体を載置する排紙トレイとなっており，
   前記排気口は，前記排紙トレイと同じ高さかそれより上方に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において，
   前記排紙トレイの少なくとも一部が，前記通気流路部材のうち前記排紙トレイ以外の部分の材質よりも，高熱伝導性の材質で形成されていることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において，
   前記画像形成部に供するトナーを収容するトナーカートリッジを有し，
   前記トナーカートリッジの上方に前記通気流路部材の一部が配置されており，前記通気流路部材のうち，前記トナーカートリッジの上方の部分の上面が前記排紙トレイとなっていることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載の画像形成装置において，
   装置上部から装置下部まで貫通する中空の柱を有し，
   前記柱の少なくとも一部が前記通気流路部材の一部分をなしていることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載の画像形成装置において，
   前記通気流路部材の一部が，前記画像形成部と前記定着部との間を通って配置されていることを特徴とする画像形成装置。

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