JP5064726B2

JP5064726B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP5064726B2
Application number: JP2006165458A
Authority: JP
Inventors: 岸　　丈博
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-06-15
Filing date: 2006-06-15
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2026-06-15
Also published as: JP2007025654A

Description

本発明は、電子写真方式を採用するフルカラーの複写機やプリンタ等の画像形成装置に関するものである。

一般に、電子写真プロセスを利用した画像形成装置は、光、磁気、電荷などを利用して形成した潜像を顕像化することで可視画像を得る画像形成ステーションを備え、この画像形成ステーションに送り込んだ記録シートに可視画像を転写する。図７は、カラー画像形成装置の一例を示し、この場合４つの画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄのそれぞれに像担持体である感光体ドラム１ａ〜１ｄを備えた構造が示されている。感光体ドラム１ａ〜１ｄの周りにはドラム回転方向に沿ってそれぞれ露光部２ａ〜２ｄ、現像部３ａ〜３ｄ、ドラムとのローラ対でなる一次転写部４ａ〜４ｄ、およびクリーニング部５ａ〜５ｄが配置されている。また、感光体ドラム１ａ〜１ｄの下方には無端状平ベルトによる中間転写ベルト６が複数のローラ間に捲回して張架され、１つのローラ７を駆動モータにして駆動源モータ（図示せず）からの回転動力が入力される。この中間転写ベルト６の周りには、図中矢印で示すベルト走行方向に沿ってレジ検センサ８、ローラ対９，１１からなる二次転写部、そして中間転写クリーニング部１０などが配置されている。

この構成により、カラー画像は以下のように形成される。まず、第１の画像形成ステーションＰａの露光部を２ａにおいて、電子写真手段によって感光体ドラム１ａ上に原稿画像のイエロー（Ｙ）成分色の潜像を形成後、現像部３ａでＹ色トナーを有する現像剤によって潜像を可視画像化する。一次転写部４ａでは、可視画像化されたＹ色トナー像を中間転写ベルト６上に転写する。Ｙ色トナー像が中間転写ベルト６に転写されている間、第２の画像形成ステーションＰｂでは同様に、感光体ドラム１ｂ上にマゼンタ（Ｍ）成分色の潜像が形成され、続いて現像部３ｂでＭ色トナーによるマゼンタトナー像が得られる。そして、先の第１画像形成ステーションＰａでＹ色トナー像の転写が終了した中間転写ベルト６が第２画像形成ステーションＰｂの一次転写部４ｂに移動してきた段階で、Ｙ色トナー像が転写された中間転写ベルト６上の所定の位置にＭ色トナー像が転写される。

以下、シアン（Ｃ）色、ブラック（Ｂｋ）色についても同様な手順で画像形成が行われる。中間転写ベルト６上に４色のトナー像の重ね合わせが終了すると、中間転写ベルト６はさらに移動して二次転写部９，１１に達し、送られてきた記録材であるシート上にトナー像を一括転写する。以上のような画像形成手段により形成されたトナー画像が一括転写されたシートは搬送機構２０に送り込まれる。この搬送機構２０では、多数の貫通した吸引孔を有する搬送ベルト上にシートを載せ、吸引ファンで吸引してベルト上にシートを吸着保持させた状態にして定着部１３に送り込む。定着部１３では定着ローラ対と内部ヒータによって加圧・加熱され、トナー像をシート上に定着する。かかる定着処理後は装置本体外に排出される。

ところで、近年、図７で示されたカラー画像形成装置の分野においては、ますます高画質・高速の画像出力が求められてきている。

そのような高速で高画質の画像出力を実現するには、記録シートに対するトナーの定着能力をアップさせることが挙げられ、シート搬送路に複数の定着器を設置して順次定着ニップを通過させることで、定着性を向上させるようにした構成（特許文献１参照）や、定着器を大型化して定着能力を向上させる必要がある。

このように定着能力を向上させることで、定着手段自体が大型化すると、画像形成手段と定着手段とを一つの収容体に収容する構成では、輸送事情にも大きく影響し、例えばエレベータ内に搬入できないといった事態も生じる。それを考慮して、画像形成ステーションなどを有する作像部と定着器などからなる定着部とを分離できるようにした構造が提案されている（特許文献２参照）。

このような構成であっても、定着器収容体側から画像形成収容体側に向かって熱が伝導する。熱の伝導を防止するために、従来では、定着ユニットと画像形成ユニットとの間にエアダクトを設ける構成が知られている（特許文献３参照）。

特開平６−２５８９７０号公報特開２００１−１８３９５９号公報特開２００３−２８０４１４号公報

しかし、定着収容体と画像形成収容体がそれぞれ別体となっている場合には、定着収容体または画像形成収容体のいずれかの内部にこのようなエアダクトを新たに設けると、部品点数も増加する問題が生ずる。

また、熱源である定着収容体を別体に構成することで、熱源を分離する効果が得られるが、定着収容体と画像形成収容体が締結される締結部を通じて熱が伝導するため、締結部近傍に配置される画像形成手段内でトナー融着などの問題が生じる。

本発明の目的は、機体輸送や設置時の便宜のために作像部と定着部が分離できる画像形成装置にあって、その分離構造を利用して設置後の機体稼動中に定着部で発生した熱などによる作像部への影響を防止することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、記録材上にトナー像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段を収容する第１の筐体と、前記画像形成手段によって形成された記録材上の画像を定着する定着手段と、前記定着手段を収容し、前記第１の筐体の側方において連結される第２の筐体と、前記第１の筐体から前記第２の筐体へ記録材を搬送する搬送ベルトと、前記搬送ベルトに記録材を吸着させる吸引ファンと、前記第２の筐体内の上部に設けられたダクトと、前記ダクト内のエアーを前記第２の筐体の外へ排出する排気ファンと、前記吸引ファンにより前記第１の筐体内から供給されたエアーを上方へ導くとともにこれを前記ダクト内へ導くための風路を前記第１の筐体と前記第２の筐体の間に形成するとともにこの風路を密閉空間とするための密閉部材と、を有することを特徴とする。

本発明の画像形成装置によれば、機体輸送や設置時の便宜のために作像部と定着部が分離できる画像形成装置にあって、その分離構造を利用して設置後の機体稼動中に定着部で発生した熱などによる作像部への影響を防止することができる。

以下、本発明による画像形成装置の好適な実施形態について図を参照して詳細に説明する。なお、従来例の図７で示された部材に共通するものには同一符号を付して重複する説明を避け、従来例との相異点が明らかになるように説明する。

図１に示すように、本実施形態によるカラー電子写真複写装置は４つの画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ（画像形成手段）を備え、これら各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄには像担持体としての感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが配置されている。各感光体ドラム１ａ〜１ｄの周りには回転方向に沿って、帯電手段により帯電された感光ドラム上に画像を露光する画像露光手段である露光部２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄと、感光ドラム上に静電潜像を現像する現像手段である現像部３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと、感光ドラム上のトナー像を中間転写体に転写する一次転写部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと、そしてクリーニング部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが配置されている。また、感光体ドラム１ａ〜１ｄの下方には無端状平ベルトによる中間転写ベルト６が複数のローラ間に捲回して張架され、１つのローラ７を駆動モータにして駆動源モータ（図示せず）からの回転動力が入力される。この中間転写ベルト６の周りには、図中矢印で示すベルト走行方向に沿ってレジ検センサ８、ローラ対９，１１からなる二次転写部９、そして中間転写クリーニング部１０などが配置されている。

すなわち、第１の画像形成ステーションＰａの露光部を２ａにおいて、電子写真手段によって感光体ドラム１ａ上に原稿画像のイエロー（Ｙ）成分色の潜像を形成後、現像部３ａでＹ色トナーを有する現像剤によって潜像を可視画像化する。駆動ローラ７などによって走行駆動する中間転写ベルト６では、一次転写部４ａにおいて可視画像化されたＹ色トナー像がベルト表面に転写される。Ｙ色トナー像が中間転写ベルト６に一次転写されている間、第２の画像形成ステーションＰｂでは同様に、感光体ドラム１ｂ上にマゼンタ（Ｍ）成分色の潜像が形成され、続いて現像部３ｂでＭ色トナーによるマゼンタトナー像が得られる。そして、先の第１画像形成ステーションＰａでＹ色トナー像の転写が終了した中間転写ベルト６が第２画像形成ステーションＰｂの一次転写部４ｂに移動してきた段階で、Ｙ色トナー像が転写された中間転写ベルト６上の所定の位置にＭ色トナー像が転写される。以下、シアン（Ｃ）色、ブラック（Ｂｋ）色についても同様な手順で画像形成が行われ、中間転写ベルト６上に４色のトナー像の重ね合わせが終了すると、中間転写ベルト６はさらに移動して二次転写部９にて記録材上のシート上に一括転写される。

図１および図４に示すように、中間転写ベルト６上のトナー画像を二次転写部９において一括して転写されたシートは搬送機構２０に送られ、多数の貫通孔を有する搬送ベルト１２上に載せられて電動式の吸引ファン（吸引手段）２１で吸引して吸着させた状態で下流側の定着部１３（定着手段）へ搬送される。ローラ対でなる定着部１３にてシートが定着処理されることにより、多色（フルカラー）画像が得られる。

ここで、上記画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄなどからなる作像部は第１収容体である作像部枠体４０に収容され、この作像部枠体４０とは別体の第２収容体である定着部枠体３０に像加熱手段である定着部１３と後述する第２定着部３４などが収容されている。両部枠体３０，４０は骨組みの角柱パイプＰや側板となる薄板鋼板などで成形された筐体である。定着部枠体３０を位置決めしてセットする場合、取付基準となる作像部枠体４０の外部に設けられているピンを用いて、ピン結合などして組み立てられる。なお、作像部枠体４０と定着部枠体３０とはそれぞれ独立して移動可能である。

高画質で画像出力させようとする場合、定着部枠体３０に収容されている第２定着部３４のニップ部にシートを通すことにより、シートへのトナーの定着性を向上させることでその目的を達成することができる。第２定着部３４で定着処理を終えたシートは排紙部に送られて排出される。

また、定着部枠体３０においては、この上部に軸流式電動ファンによる排気ファン（排気手段）３１が配置され、この排気ファン３１まで延びて排気ダクト部が定着部枠体の側板３２と枠体天板３３を利用して形成されている。排気ダクト部は定着部１３，３４から発生した熱を装置本体外に排気するとともに、作像部枠体４０側から吸引された内部空気中に浮遊するトナーの微粒子も流通させて排気する。そのため、好ましくはそうしたトナー微粒子や塵埃を除去する防塵フィルタが排気ファン３１の上流側の排気ダクト部内に設けられる。

ここで、図２（ａ），（ｂ）を参照して定着部枠体３０（第２の筐体）と作像部枠体４０（第１の筐体）の外装を説明する。図２（ａ）は、定着部枠体３０と作像部枠体４０とが連結する前の状態を示し、図２（ｂ）は、定着部枠体３０と作像部枠体４０とが連結した後の状態を示している。図中符号４０１，４０２は風路を形成するための第１風路形成部材（密閉部材）を示す。本実施形態においてはこの第１風路形成部材にはパイプが用いられており、作像部枠体４０の側板４０３よりも突出している構成である。また、図中符号３０１，３０２は風路を形成するための第２風路形成部材（密閉部材）を示す。本実施形態ではこの第２風路形成部材にはパイプが用いられ、定着部枠体３０の側板３０３よりも突出している構成である。図２（ｂ）のように定着部枠体３０と作像部枠体４０とが結合することで、側板３０３と側板４０３の間に空間が形成され、これが本発明でいう風路となる。

図３は、風路を用いた風の流れを示している。定着部枠体３０に設けられたファンにより、風路の空気が吸引排出されるものである。

このように、定着部枠体３０と作像部枠体４０とを接合する部分となるそれぞれの側板間（連結部）には適度な隙間が設けられ、気流が流れるような風路（ダクト空間）として形成される。この側板間の空間ダクトと、上記排気ファン３１に至る排気ダクトとを合体させて連通させることにより、作像部枠体４０から定着部枠体３０に連通する「排気ダクト部」が構成される。したがって、この排気ダクト部は、作像部枠体４０と定着部枠体３０とが連結接合されたときにはじめて双方枠体の側板が合体して形成される。即ち、本実施例では、定着部枠体と作像部枠体とが対面する側のそれぞれの側板の位置は、定着部枠体と作像部枠体とが結合する部分よりもそれぞれ凹んでいる位置に配置されている。

図４は、画像形成装置を正面から見た図であり、符号４０１（４０２）は作像部枠体の正面（前面）及び後面の側板の端部を示し、符号３０１（３０２）は定着部枠体の正面（前面）及び後面の側板の端部を示す。そして、符号５０は前面と後面のそれぞれの側板の結合部である。そして、作像部枠体と定着部枠体とが結合する際に、対向する面、即ち、側板４０３と側板３０３の位置は、結合部よりもそれぞれ対向する向きの反対側に位置することで、風路となる空間が形成される。なお、本実施形態では、風路を形成するそれぞれの枠体の側板が結合部よりもそれぞれ対向する向きの反対側に位置する構成であったが、いずれか一方の枠体がこのような構成であっても、風路となる空間の形成は可能である。

ところで、合体によってそうした排気ダクト部を形成する際、作像部枠体４０および定着部枠体３０間の結合部でわずかな隙間が生じていると、排気ダクト部の密閉度が低下して排気ファン３１による吸引機能が下がる場合がある。それを防止するため、結合部には、伸縮性発泡材の密閉部材を両枠体間に挟み込んで密閉性を高め、発生した熱を有効に排気することができる。また、定着部枠体３０内で発生した熱気が上昇してこれを有効に装置本体外に排出するためには、排気ファン３１を本実施形態のように定着部枠体３０側の天板３３に取り付けたほうが、作像部枠体４０側に設置するよりも一層効果的である。

一方、図４および図５で明らかなように、搬送機構２０は作像部枠体４０内のローラ対９，１１からなる二次転写部の下流側に設けられ、搬送ベルト１２の端部が定着部枠体３０に食い込むように迫り出して配置されている。また、搬送機構２０に備わる吸引ファン２１として２つの例えばシロッコファンが使用され、このシロッコファン排気側にシート搬送方向に対して垂直で図でいう上方へ延ばしたファンダクト（冷却用エア供給ダクト）２２が設けられている。このファンダクト２２の出口側排気口は、シートの搬送領域外に位置するよう設けられ、排気方向を上記排気ダクト部に連通させるように向けられている。

図６は記録材が搬送される方向から見た図である。図６に示すように、搬送機構２０としては作像部枠体４０と定着部枠体３０に跨って双方の角柱間を抜けているので、双方枠体にそれぞれ開口部を有することになる。したがって、搬送機構２０から延伸しているファンダクト２２の排気口と、作像部枠体４０と定着部枠体３０が共有する上記排気ダクト部の吸気口とダクトの直接の連結を行わない構成であり、さらに排気ダクト部開口部をシート搬送方向に垂直な方向の全域に設けることで、搬送機構２０を包み込むように気流の流れが発生し、作像部枠体４０と定着部枠体３０に存在する開口部にエアカーテンを発生させる。このエアカーテンによって開口部から熱が伝わるのを遮断して防止することができる。吸引ファン２１の風量（排気側からの排気量）としては、定着部枠体３０上部に配置されている排気ファン３１の風量（吸気量）よりも少ないことが条件である。搬送機構２０の吸引ファン２１の風量が定着部枠体３０側の排気ファン３１の風量よりも多いと、搬送機構２０の上部で気流に乱れが生じてシートに転写されたトナー画像を乱したり、作像部枠体４０側に昇温した気流を呼び込んでしまって作像部の温度を上げる不具合があるからである。

ここで、図４〜図６で示されたように、作像部枠体４０と定着部枠体３０の両枠体内での気流の流れにおいて、搬送機構２０はこれに備わる吸引ファン２１の吸引で発生させた気流によって温度の低い作像部枠体４０の内部空気を引っ張り込めるよう、定着部１３から遠ざけた位置に配置される。作像部枠体４０に装備されている各種モータも熱源であるから、そうした熱源による作像部昇温対策は、各画像形成ステーション間の前奥方向にダクトを設け、ダクトの吸気口側と排気側にそれぞれ軸流ファンを配置し、吸気口から装置本体外の外気を吸気し、排気口から装置本体外に排気する気流を発生させて対処しているため、作像部枠体４０内部の温度は、定着部枠体３０内部の温度に比べ十分に低くなっている。

搬送機構２０の吸引ファン２１で吸引された作像部枠体４０内の空気は、ファンダクト２２を通してシートの搬送領域の外側に運ばれ、作像部枠体４０および定着部枠体３０間の排気ダクト部の上方から排気される。その際、かかる作像部枠体４０内から吸引した空気を冷却用エアとして定着部１３やその枠体３０の側板と角柱パイプフレームＰに吹き当てて冷却しつつ、定着部枠体３０上部に運んで装置本体外に排出する。

また、このエアフローは定着器と作像部枠体との間に設けられることで、定着器の熱が作像部枠体へ向かうことをより低減することができる。

このようなダクト構成によって、定着部１３などで発生した熱の影響を受けることなく、作像部枠体３０内の作像部が昇温するのを効果的に防止でき、画像劣化を生じさせることなく安定した画像出力が実現される画像形成装置を提供できる。また、定着部枠体３０に収容される定着手段は定着部１３の１つだけで構成することもでき、その場合でも１つの定着部１３を作像部枠体３０に配置するのではなく、定着部枠体３０内に設けることで作像部枠体４０内の作像部が定着部１３から発生熱の影響を受けないようにすることができる。また、高画質で高速度の画像出力を実現させようとして、定着部１３の複数を設ければそれだけ熱影響は多大になるので、全定着部を定着部枠体３０に収容できるようにすることは特に有効である。また、定着器を複数設ける構成の際に、一の定着器を画像形成枠体に設けられ、一の定着器を定着枠体にする構成にしても、像加熱枠体から画像形成枠体への伝熱を本発明により防止することができる。また、本実施例では、記録材搬送手段を画像形成装置枠体に配置する構成であったが、この記録材搬送手段を像加熱枠体側に配置する構成であってもよい。

したがって、本実施形態について以下のようにまとめることができる。（１）定着部１３から発生した輻射熱を効率的に装置本体外に排気することが可能となり、作像部の昇温を抑えることにより、感光体ドラム表面に融着トナーが発生するのを防止することができる。（２）作像部の昇温を抑えることにより、現像部やクリーニング部のトナー流動性を確保できるようになり、トナー融解固着を防止することができる。（３）記録材であるシート、この場合は転写材シートを定着部１３に送り込む搬送機構２０に設けられた吸引ファンの排気経路が明確になり、気流の装置本体内での拡散を防止できるようになることから、装置本体の内部温度が上昇するのを防げ、感光体ドラム表面に融着トナーに起因する画像劣化を防止することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術思想内であらゆる変形が可能である。

本発明による画像形成装置の全体構成を示す図。同図（ａ），（ｂ）は定着部枠体と作像部枠体との結合前後を示す斜視図定着部枠体と作像部枠体との結合後を示す斜視図本実施形態の排気ダクト部を示す断面図。本実施形態の排気ダクト部を示す斜視図。本実施形態の排気ダクト部を示す断面図。従来例の画像形成装置を示す図。

符号の説明

１感光体ドラム（作像部）
６中間転写ベルト
９，１１二次転写部
１３定着部（定着手段）
２０搬送機構
１２搬送ベルト
２１吸引ファン（吸引手段）
２２ファンダクト（冷却用エア供給ダクト）
３０定着部枠体（第２収容体）（第２の筐体）
３１排気ファン（排気手段）
３２排気ダクト部形成用の側板
３３排気ダクト部形成用の天板
３４第２定着部
４０作像部枠体（第１収容体）（第１の筐体）

Claims

記録材上にトナー像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段を収容する第１の筐体と、
前記画像形成手段によって形成された記録材上の画像を定着する定着手段と、
前記定着手段を収容し、前記第１の筐体の側方において連結される第２の筐体と、
前記第１の筐体から前記第２の筐体へ記録材を搬送する搬送ベルトと、
前記搬送ベルトに記録材を吸着させる吸引ファンと、
前記第２の筐体内の上部に設けられたダクトと、
前記ダクト内のエアーを前記第２の筐体の外へ排出する排気ファンと、
前記吸引ファンにより前記第１の筐体内から供給されたエアーを上方へ導くとともにこれを前記ダクト内へ導くための風路を前記第１の筐体と前記第２の筐体の間に形成するとともにこの風路を密閉空間とするための密閉部材と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
前記搬送ベルト内に設置された前記吸引ファンにより供給されたエアーを前記搬送ベルトの幅方向両端側から前記風路へ導くためのダクトを有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記搬送ベルトは、前記第１の筐体に設置されており、且つ、その記録材搬送方向下流側の端部が前記第２の筐体内に位置するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記排気ファンによる風量は前記吸引ファンによる風量よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。