JP5239738B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナー像を形成する複写機、プリンタ、ファクシミリ機又はこれらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置に関し、特に、画像形成装置に内蔵された熱源を冷却した後の排気風を用いて、画像形成装置内において記録紙から発生した水分を画像形成装置の外部に適切に排出したり、記録紙のカールを抑制したりすることができる画像形成装置に関する。

トナー像を形成する複写機、プリンタ、ファクシミリ機又はこれらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置では、通常、露光プロセスにて感光体のような像担持体上に静電潜像を形成し、現像プロセスにて静電潜像を現像して可視トナー像を形成し、転写プロセスにて可視トナー像を記録紙等の記録媒体に転写し、或いは一旦中間転写ベルト等の中間転写体に１次転写し中間転写体から記録媒体に２次転写し、定着プロセスにてこのように記録媒体に転写されたトナー像を記録媒体（以下、記録紙と記載する）に定着させることができる。

定着プロセスにおいて、記録紙上に形成された未定着トナー像を定着して永久画像にする必要があり、その定着法として加熱定着法が広く用いられている。加熱定着法においては、一般的に、記録紙上の未定着トナー像が接する側の加熱ローラと、その加熱ローラとの間に記録紙を挟んで搬送する加圧ローラとを備える定着装置が用いられる。このような定着装置において、加熱ローラを所定の温度に制御することにより、それらのローラの間を通過した記録紙上に定着トナー像が形成される。このようにしてトナー像が形成された記録紙は、画像形成装置の排出トレイ等に排出される。

この定着プロセスにおいては、加熱ローラが軸方向に温度分布を有すると、軸方向に定着能力の差が発生してしまうので、記録紙上に良好な定着トナー像を形成することができない。また、この定着プロセスにおいては、水分を含む記録紙が加熱されるので、記録紙から水分が蒸発する。このような状況において、記録紙の軸方向の温度に部分的な差ができると記録紙にカールが発生しやすくなる。このように、定着装置において、ローラの軸方向の温度分布（軸方向の温度勾配）を有さないようにすることは重要である。

特開平７−２３４６２６号公報（特許文献１）は、熱定着器の軸方向へ強制的に空気を流しても軸方向に温度分布を生じさせない画像形成装置を開示する。この画像形成装置は、記録材上の画像を加熱する加熱部材と、複数の開口を有し加熱部材上部を覆う覆い部材と、この覆い部材上部に記録材の移動方向と交差する方向に空気流を形成する空気流形成手段とを有する画像形成装置であって、覆い部材に空気流方向と交差する方向に沿ったリブを設け、このリブによって区分された領域の開口面積が空気流の上流側は下流側よりも小さいことを特徴とする。

この画像形成装置によると、圧力損失の小さい空気流の上流側は、圧力損失の大きい下流側よりも開口面積を小さくしたので、風量のばらつきを低減でき、例えば強制対流によっても熱定着器の軸方向の温度勾配を生じさせない。このため、余熱及び水蒸気を装置の外部へ逃がすことを可能とし、熱定着器の軸方向の定着性能を均一化することができる。

特開平７−２３４６２６号公報

ところで、小型の画像形成装置においては、定着装置専用の冷却機構（ダクト、ファン等）を設けることは、画像形成装置が大型化したりコストアップしたりすることになるので、設けることが回避される傾向が強い。このような場合、例えば画像形成装置に内蔵される熱源の１つである電源ユニット（画像形成装置の各種電気機器へ電力を供給するユニット）を冷却した後の排気風を用いて定着装置を冷却することも考えられる。

しかしながら、上述した特許文献１に開示された画像形成装置においては、定着装置を冷却するためのダクト及びファンを設けており、小型の画像形成装置への適用は困難である。さらに、画像形成装置の小型化を図るため等により、画像読取部（以下、スキャナと記載する場合がある）を、画像形成装置の上部位置に配置する場合がある。このような画像形成装置においては、定着装置を含む画像形成部の上部にスキャナがあるため、定着装置を冷却した排気風を自然対流で上昇させて、そのまま画像形成装置の外部に排出することが困難である。

このように上述した特許文献１を用いても、小型の画像形成装置において、画像形成装置の熱源（例えば電源ユニット）を冷却した後の排気風についてローラの軸方向の流量分布を発生させないようにすることは困難である。このため、画像形成装置に内蔵された熱源を冷却した後の排気風を用いて、定着装置において記録紙から発生した水分を適切に（例えば均一に）排出したり、排出された記録紙のカールを抑制したりすることは困難である。

そこで本発明は、冷却対象である第１の熱源及び第２の熱源を搭載し、トナー像が形成される記録媒体が流れる方向とは垂直な軸方向のローラを備えた画像形成装置であって、画像形成装置の大型化及びコストアップを抑制して、画像形成装置の内部で発生する水分を適切に画像形成装置の外部に排出することができるとともに、記録媒体（代表的には記録紙）がカールすることを抑制することができる画像形成装置を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するため本発明は次の画像形成装置を提供する。
冷却対象である第１の熱源及び第２の熱源を搭載し、トナー像が形成される記録媒体が流れる方向とは垂直な軸方向のローラを備えた画像形成装置であって、
画像形成装置の外部から導入された空気を第１の熱源に送る送風機構と、
第１の熱源を冷却した排気風を第２の熱源に導く第１の空気通路と、
第１の熱源から排出された排気風の軸方向の流量のばらつきを低減する整流部材と、
整流部材から排出された排気風を、画像形成装置の排出トレイの方向へ導く第２の空気通路とを含む。

この画像形成装置によると、第１の熱源及び第２の熱源に共通して空気を送る送風機構が設けられるので、画像形成装置の大型化及びコストアップを抑制することができる。また、この画像形成装置によると、整流部材により、排気風の軸方向の流量のばらつきが低減される。このため、排出トレイへ向けて、軸方向により均一な流量の排気風を送り込むことができる。排出トレイには記録媒体（代表的には記録紙）が排出されるので、この排気風は、トナー像が定着された記録紙を軸方向に均一に冷却して軸方向の温度分布を少なくできるため、カールの発生を抑制することができる。さらに画像形成装置の内部で発生した水分を、軸方向にばらつくことなく、排出トレイを通して画像形成装置の外部へ排出することができる。

ここで、第１の空気通路及び整流部材は、垂直方向（この垂直方向には略垂直方向を含む）に排気風が流れるように配置されるように構成できる。

熱源との間で熱交換されて温度が上昇した排気風は、自然対流により上昇する。この上昇気流を用いて画像形成装置内に排気風を効率的に流通させることができる。

画像形成装置は、整流部材を通過しようとする排気風から分岐された排気風が流れる、整流部材よりも第２の熱源側に設けられた、第３の空気通路をさらに含むように構成できる。

第１の熱源から排出された排気風の一部を、第３の空気通路を通して、第２の熱源の近傍に流して、第２の熱源を効率的に冷却することができる。

なお、整流部材を通過する排気風の流量は、第３の空気通路を通過する排気風の流量よりも多いように構成できる。

より多くの流量の排気風を整流部材に通して、記録紙がカールすることを抑制することができるとともに、画像形成装置の内部で発生した水分を、排出トレイを通して画像形成装置の外部へ排出することができるようになる。

本発明に係る画像形成装置において、前記第１の熱源は電源装置であり、前記第２の熱源は電源装置の上方に配置された定着装置である。
前記第２の空気通路は、定着装置から排出トレイまで記録媒体が通る通路により形成されている。

電源装置を冷却し自然対流で上昇した排気風を用いて、定着装置で記録紙を加熱することにより発生した水分を、排出トレイまでの通紙路を用いて、画像形成装置の外部に排出することができる。また、排出トレイまでの通紙路を用いて、軸方向に流量が均一な排気風が流されるため、記録紙がカールすることを抑制できる。

より具体的には、第１の熱源は電源装置であって、
第２の熱源は電源装置の上方に配置された定着装置であって、
第３の空気通路は、整流部材と定着装置との間に形成されるように構成できる。

電源装置を冷却し自然対流で上昇した排気風は第３の空気通路を通るときに定着装置を冷却することができる。

ここで、第３の空気通路は、整流部材の側壁と定着装置の側壁とにより形成されるように構成できる。

電源装置を冷却し自然対流で上昇した排気風は、第３の空気通路を形成する定着装置の側壁を介して定着装置を冷却することができる。

以上説明したように本発明に係る画像形成装置によると、冷却対象である第１の熱源及び第２の熱源を搭載し、トナー像が形成される記録媒体が流れる方向とは垂直な軸方向のローラを備えた画像形成装置であって、画像形成装置の大型化及びコストアップを抑制して、画像形成装置の内部で発生する水分を適切に画像形成装置の外部に排出することができるとともに、記録媒体（代表的には記録紙）がカールすることを抑制することができる画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面に基づき詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

［画像形成装置の全体構成］
以下に、本実施の形態に係る画像形成装置１０について説明する。図１は本実施の形態に係る画像形成装置１０の斜視図を示している。

この画像形成装置１０は、画像読取装置１２と画像形成部１４とを分離して、画像形成装置１０の上部に画像読取装置１２を配置して、画像読取装置１２と画像形成部１４との間の画像形成装置１０の筺体内の空間に記録紙を排出する排出トレイＴを形成している、いわゆる胴内排紙型の画像形成装置である。この画像形成装置１０は、原稿自動搬送装置１１と、画像読取装置１２と、操作パネルＰＡと、排出トレイＴと、手差しトレイ１３（図１は閉じられた状態）と、画像形成部１４とを含む。なお、本発明に係る画像形成装置は、画像形成部１４のみを備える画像形成装置（画像読取装置１２を有さない画像形成装置又は画像読取装置１２及び原稿自動搬送装置１１を有さない画像形成装置）であってもよく、胴内排紙型ではなくいわゆるウイング型の画像形成装置であってもよい。

原稿自動搬送装置１１は開閉可能で、画像読取装置１２の原稿載置台であるガラス板上に配置される原稿を覆うカバーを兼ねている。操作パネルＰＡには、複写画像形成やファクシミリ送信等の指示を行なうスタートキーＳＷ、画像形成枚数等を設定するテンキー等のキー群Ｋ等のほか、液晶表示部Ｄも搭載されている。液晶表示部Ｄは、ユーザによるキー操作を反映表示したり、ユーザへの指示メニューを表示したり、画像形成を行なう画像形成部１４（詳しくは後述する）等からの情報を表示したりする。

画像読取装置１２は、原稿台ガラス上に静止配置される原稿の画像を光学的に読み取ることができるほか、原稿自動搬送装置１１にてその原稿載置トレイ１１Ａから搬送され、原稿排出トレイ１１Ｂへ排出され、その途中で画像読取装置１２の原稿流し撮り用ガラス板に沿って移動する原稿の画像を光学的に読み取ることもできる。

画像読取装置１２で読み取られた画像のデータは画像形成を行なう画像形成部へ送られ、そこでの画像形成に供されるか、或いはファクシミリ送信に供される。図示省略のコンピュータ等から送信されてくる画像データは、画像形成部へ送られ、そこでの画像形成に供される。

画像形成部は、電子写真方式により記録紙上にトナー像を形成するものである。なお、以下の説明では記録媒体は記録紙として、図１に示す本実施の形態に係る画像形成装置はフルカラー複写が可能な複合機として説明する。図１に示す画像形成装置は、記録紙の両面に画像を形成することが可能であっても構わない。本発明は、上述したように、これ以外の、タンデム型のフルカラー画像形成装置であっても、モノクロ画像形成装置であっても、胴内排出型の画像形成装置であっても、ウイング型の画像形成装置であっても、画像読取装置を有さない画像形成装置であっても構わない。本発明は、画像形成装置１０に内蔵された第１の熱源（本実施の形態においては電源ユニット）を冷却した排気風を用いて、第２の熱源（本実施の形態においては定着装置）を冷却するとともに、画像形成装置１０の内部で発生した水分を画像形成装置１０の外部へ適切に（例えば均一に）排出するとともに、記録紙がカールすることを抑制する画像形成装置であればよい。

図２は、本実施の形態に係る画像形成装置１０の内部の構成を示している。図２の画像形成装置１０は、所謂４サイクル型のカラー画像形成装置である。この図２を用いて記録紙に画像を形成する機構（画像形成部１４）について説明する。

画像形成装置１０は、ドラム型感光体１（以下感光体１）を備えており、その周囲に帯電器２、現像装置４、中間転写ベルト６及びクリーニング装置５がこの順序で配置されている。帯電器２と現像装置４の間から感光体１へ画像露光を行なう画像露光装置３が設けられており、その下方に、手差しトレイ１３にセットされた記録紙を画像形成部１４に供給する記録紙供給部９が設けられている。なお、記録紙は、手差しトレイ１３にセットされて記録紙供給部９を経て画像形成部１４へ供給されるものに限定されず、画像形成装置１０に設けられる給紙ユニットから画像形成部１４へ供給されるものであっても構わない。

感光体１は感光体駆動モータ（図示省略）により図中時計方向に回転駆動される。帯電器２には出力可変の帯電用電源（図示省略）から所定のタイミングで感光体帯電電圧が印加される。

現像装置４は現像器ラック４０にブラック現像器４Ｋ、シアン現像器４Ｃ、マゼンタ現像器４Ｍ及びイエロー現像器４Ｙを搭載したものである。現像器ラック４０はステッピングモータを含む図示省略の駆動部により図中反時計方向まわりに回転駆動可能である。現像器は９０度の等中心角度間隔で、図中時計方向まわりにイエロー現像器４Ｙ、マゼンタ現像器４Ｍ、シアン現像器４Ｃ、ブラック現像器４Ｋの順序で現像器ラック４０に搭載されている。

ブラック現像器４ＫにはブラックトナーカートリッジＫＣが、シアン現像器４ＣにはシアントナーカートリッジＣＣが、マゼンタ現像器４ＭにはマゼンタトナーカートリッジＭＣが、イエロー現像器４ＹにはイエロートナーカートリッジＹＣがそれぞれ交換可能に搭載されている。各現像器には感光体１上の静電潜像を現像するための現像ローラ（トナー担持体ローラ）４１が搭載されている。各現像ローラ４１は、例えば表層部が弾性を有するものである。

各現像器は、現像ローラ４１のほか、現像ローラ４１ヘトナーを供給するトナー供給ローラ、トナー供給ローラから供給されるトナーの現像ローラ４１上での層厚を規制するトナー規制ブレード等も含んでいる。各現像器は負帯電性トナーを用いて感光体１上の静電潜像を反転現像できる。

各現像器は現像器ラック４０を回動させることで感光体１上の静電潜像を現像ローラ４１で現像する現像位置に配置することができる。現像位置に配置された現像ローラ４１は感光体１表面に臨み、出力可変の現像バイアス電源（図示省略）から現像バイアス印加が可能となる。また、現像位置に配置された現像ローラ４１は現像ローラ駆動モータ（図示省略）により図中反時計方向に回転駆動可能となる。さらに、図示省略の電源から、トナー供給ローラヘトナー供給バイアスを印加できるようになり、トナー規制ブレードに規制バイアスを印加できるようになる。

中間転写ベルト６は駆動ローラ６１、これに対向する従動対向ローラ６２、感光体１に対向配置された１次転写ローラ６３、１次転写ローラ６３と共同して中間転写ベルト６を感光体１に当接させるローラ６４からなるローラ群に巻き掛けられている。

１次転写ローラ６３には図示省略の１次転写電源から１次転写電圧を印加できる。駆動ローラ６１を図示省略の転写ベルト駆動モータにより図中反時計方向まわりに回転駆動することで中間転写ベルト６を反時計方向回りに回転させることができる。

中間転写ベルト６の駆動ローラ６１に巻き掛けられた部分に対して２次転写ローラ７が配置されている。２次転写ローラ７は所定のタイミングで中間転写ベルト６に対し接離される。２次転写ローラ７には図示省略の２次転写電源から２次転写電圧を印加できる。

中間転写ベルト６の従動対向ローラ６２に巻き掛けられた部分に対して２次転写残トナー等を除去清掃するクリーニング装置６５が配置されている。このクリーニング装置６５には、例えば中間転写ベルト６の２次転写残トナー等を除去するクリーニングブレードが設けられている。

２次転写ローラ７の上方には定着装置８が、さらにその下流側には記録紙排出ローラ対Ｒ２及び排出トレイＴが順次設けられている。定着装置８は、記録紙Ｓ上の未定着トナー像が接する側の加熱ローラ８１と、その加熱ローラ８１との間に記録紙を挟んで搬送する加圧ローラ８２とを備える。加熱ローラ８１の軸芯側には定着ランプ（例えばハロゲンランプヒータ）が設けられる。２次転写ローラ７の下方には記録紙供給部９から供給された記録紙を所定のタイミングで２次転写ローラ７へ搬送する給紙ローラ対Ｒ１が配置されている。

記録紙の両面に画像を形成するために、オプション部品としての両面搬送ユニットが連結される場合がある。このような両面搬送ユニットの連結の有無にかかわらず、この画像形成装置１０には、画像形成装置１０から両面搬送ユニットへ記録紙を搬送するための記録紙搬送通路２１が設けられている。この記録紙搬送通路２１は、第１面にトナー像が形成された記録紙を両面搬送ユニットへ搬送するための記録紙Ｓの通路である。

以上説明した画像形成装置１０によると、図１及び図２では図示省略の制御部の指示のもとに４Ｋ、４Ｃ、４Ｍ及び４Ｙの現像器のうち１又は２以上を用いて記録紙Ｓ上にトナー像を形成することができる。４つの現像器を用いてフルカラー画像を形成する例を以下に説明する。

先ず、図示省略のラック駆動部により現像器ラック４０を回動させてイエロー現像器４Ｙをその現像ローラ４１が感光体１に当接する現像位置に配置するとともに、感光体１を図中時計方向に回転させ、中間転写ベルト６も回転させる。この段階では２次転写ローラ７は中間転写ベルト６から離反させておく。

回転する感光体１の表面を帯電用電源から帯電用電圧が印加された帯電器２で一様に所定電位に帯電させ、その帯電域に画像露光装置３からイエロー静電潜像を形成し、潜像を現像器４Ｙで現像してイエロートナー像を形成する。このイエロートナー像を１次転写電圧が印加された１次転写ローラ６３により中間転写ベルト６上に１次転写する。

さらに、イエロートナー像の形成の場合と同様にして、マゼンタ現像器４Ｍを現像位置に配置して感光体１上にマゼンタトナー像を形成し、これを中間転写ベルト６上に転写し、次いでシアン現像器４Ｃを現像位置に配置して感光体１上にシアントナー像を形成し、これを中間転写ベルト６上に転写し、次いでブラック現像器４Ｋを現像位置に配置して感光体１上にブラックトナー像を形成し、これを中間転写ベルト６上に転写する。各色トナー像の感光体１への形成及び中間転写ベルト６への１次転写はこれらトナー像が重ねて中間転写ベルト６上に転写されるタイミングで行なう。

一方、記録紙を記録紙供給部９から給紙ローラ対Ｒ１により引き出して供給し、記録紙先端が給紙ローラ対Ｒ１の出口側にある図示省略のタイミングセンサに検出されると、給紙ローラ対Ｒ１を停止させ、記録紙Ｓをそこで待機させておく。

そして、中間転写ベルト６上の多重トナー像が中間転写ベルト６の回転により２次転写ローラ７へ到達するに先立って２次転写ローラ７を中間転写ベルト６へ接触させ、多重トナー像が２次転写領域に到達するタイミングで記録紙も給紙ローラ対Ｒ１で２次転写領域へ送り込む。

かくして記録紙Ｓに多重トナー像が２次転写される。多重トナー像が転写された記録紙Ｓは定着装置８でそのトナー像が定着され、記録紙排出ローラ対Ｒ２にて排出トレイＴに排出される。かくしてフルカラー画像が形成された記録紙Ｓを得ることができる。

感光体１上の１次転写残トナー等はクリーニング装置５により除去清掃され、中間転写ベルト６上の２次転写残トナー等はクリーニング装置６５により除去清掃される。

本実施の形態に係る画像形成装置１０においては、画像形成装置１０に内蔵された熱源である電源ユニットを冷却した排気風を用いて、定着装置８を冷却するとともに、画像形成装置１０の内部で発生した水分を画像形成装置１０の外部へ適切に排出するとともに、記録紙がカールすることを抑制するための定着冷却機構を備える。以下、この定着冷却機構について詳しく説明する。

［定着冷却機構の構成］
図３は、本実施の形態に係る画像形成装置１０を背面から見た模式図であって、上述した定着冷却機構を説明するための図である。図３は、画像形成装置１０の内部を模式的に示している。

図２及び図３に示すように、この画像形成装置１０には、この画像形成装置１０に実装された各種電気機器に電力を供給するための電源ユニット１００が内蔵されている。この電源ユニットは、画像形成装置１０の背面側に設けられている。この電源ユニット１００を冷却するためのファン１１０が画像形成装置１０の右側面の背面側に設けられている。このファンは、例えば小型の軸流ファンで、画像形成装置１０の内部（電源ユニット１００）に外気を吸い込むファンである。なお、ファン１１０はこのような軸流ファンに限定されるものではない。

画像形成装置１０の外部からファン１１０により吸入された空気は、矢示Ｘ（１）に示すようにファン１１０から電源ユニット１００へ送り込まれる。電源ユニット１００を冷却して暖められた空気（電源ユニット１００からの排気風）は、上昇気流として矢示Ｘ（２）に示すように画像形成装置１０の上方に向かう。本発明に係る定着冷却機構は、この排気風を用いて、軸方向に温度分布を発生させることなく記録紙Ｓを均一に冷却して記録紙Ｓのカールを抑制するとともに、定着装置８で記録紙Ｓが加熱されることにより記録紙Ｓから蒸発した水分をこの画像形成装置１０の外部に適切に排出する。

本実施の形態に係る画像形成装置１０の定着冷却機構は、電源ユニット１００からの排気風を整流する整流部材２００が、電源ユニット１００から定着装置８への空気通路に設けられている。図３に模式的に示すようにこの整流部材２００は、複数の整流板２１０を備える。この整流板２１０は、排気風の流れる方向（矢示Ｘ（１）で示される方向）とは逆方向に傾けられている。これは、後述するように、画像形成装置１０におけるローラの軸方向の風量分布（風量のばらつき）を抑制して、定着装置８から排出トレイＴに排出される記録紙Ｓを軸方向に均一に冷却して温度分布を低減してカールの発生を抑制したり、支流（詳しくは後述する）で運ばれてきた、定着装置８において記録紙Ｓから発生した水分を、軸方向にばらつくことなく（ばらついて風量が少ない部分では画像形成装置１０の内部に水分が滞留して結露等の問題を発生させる可能性がある）画像形成装置１０の外部へ排出させたりする。

図４に、本実施の形態に係る画像形成装置１０の排出トレイＴの近傍の側面図を示す。図４に示すように、トナー像が２次転写された記録紙Ｓは、定着装置８でそのトナー像が定着され、記録紙排出ローラ対Ｒ２にて排出トレイＴに排出される。このように定着装置８における記録紙Ｓの出口から記録紙排出ローラ対Ｒ２まで、記録紙Ｓの排出通路が設けられており、その排出通路は排出トレイＴ（すなわち、この画像形成装置１０の外部）まで接続されている。このため、定着装置８の近傍から斜め左上方に向けて、記録紙Ｓの幅程度（すなわち、加熱ローラ８１の軸方向長さ程度）の記録紙Ｓの排出通路が形成されている。この記録紙Ｓの排出通路であって、その幅が加熱ローラ８１の軸方向長さ程度の排出通路を用いて、電源ユニット１００を冷却して定着装置８を冷却した排気風（記録紙Ｓから蒸発した水分も含む）を、画像形成装置１０の外部に排出することができる。

図５に図４の部分的な拡大図を示し、電源ユニット１００、定着装置８及び排出トレイＴ近傍の構造について説明する。なお、図５においては、記録紙Ｓを２点鎖線で示している。また、図５に示す構成は一例であって、画像形成装置１０によっては、設計上の理由により、その細部が変更される場合もある。

図５に示すように、電源ユニット１００は、電源ユニット筺体１０２に収納されており、電源ユニット筺体１０２の上部には、電源ユニット排気口１０４が設けられている。その電源ユニット排気口１０４の上方に、定着装置８及び整流部材２００が配置されている。

定着装置８の電源ユニット排気口１０４の上方は、電源ユニット排気口１０４の方向から上方に向けて狭まる傾斜面を備えた定着装置隔壁３３０が配置されている。この定着装置隔壁３３０を含む筺体の内部に定着装置８が配置されている。定着装置隔壁３３０は、下方始端３３０Ｄと、傾斜部３３０Ｃと、傾斜終端部３３０Ｂと、円弧部３３０Ａとで構成されている。第１の空気通路は、電源ユニット排気口１０４と、定着装置隔壁３３０と、整流部材２００とで形成される空間であって、電源ユニット１００を冷却した排気風を定着装置８の方向へ流す通路である。

整流部材２００は、定着装置８の背面側に、垂直方向（この垂直方向には略垂直な方向を含む）に配置されている。整流部材２００の開口部２０２の高さ方向の位置は、傾斜終端部３３０Ｂ近傍であって、整流部材２００の排出口２０４の高さ方向の位置は、定着装置８の加熱ローラ８１の軸芯側に備えられた定着ランプ（例えばハロゲンランプヒータ）よりも上方である。この定着ランプの設定温度は例えば２００℃であって、排気風が通過する定着ランプ近傍の温度が１５０℃程度である。一方、電源ユニット１００の温度は１００℃以下である。このように温度の低い順に冷却風が流れるので、電源ユニット１００を冷却した排気風で定着ユニット８を十分に冷却することができる。

整流部材２００は、図３に示したように複数の整流板２１０を備え、開口部２０２から排出口２０４へ下方から上方へ向けて流れる排気風を整流する。なお、整流部材２００の背面側には、電源ユニット筺体１０２があるので、整流部材２００の背面側に排気風が流れることはない。なお、整流部材２００の詳細については後述する。

電源ユニット排気口１０４から排出された排気風は、整流部材２００を流れる排気風（以下、主流と記載する）と、整流部材２００を流れないで整流部材２００と定着装置隔壁３３０との間を流れる排気風（以下、支流と記載する）とに分かれる。この場合において、主流の流量が支流の流量よりも多くなるように開口面積（整流部材２００の開口面積及び整流部材２００と定着装置隔壁３３０との間の開口面積）が設定されている。第３の空気通路は、整流部材２００と定着装置隔壁３３０とで形成される空間である。

整流部材２００及び定着装置隔壁３３０の上方であって、主流と支流とが合流する部分の近傍には、記録紙排出口下部隔壁３２０が設けられている。この記録紙排出口下部隔壁３２０は開口部を備えるので、主流、支流及び主流と支流とが合流した流れのいずれであっても上方へ流れることができる。

記録紙排出口下部隔壁３２０の上方には、通紙ガイド３１０が設けられ、その通紙ガイド３１０の上方には記録紙排出口上部隔壁３００が設けられている。大略的には、記録紙排出口上部隔壁３００と記録紙排出口下部隔壁３２０とで記録紙Ｓの排出空間を形成して、通紙ガイド３１０の下面に沿って、記録紙Ｓが排出トレイＴまで排出されることになる。第２の空気通路は、上述した記録紙Ｓの排出空間である。

この通紙ガイド３１０の下面に沿って、主流と支流とが合流した排気風が排出トレイＴの方向に流れる。また、通紙ガイド３１０と記録紙排出口下部隔壁３２０とで、両面搬送ユニットへ第１面にトナー像が形成された記録紙Ｓを排出する記録紙搬送通路２１が形成されている。このため、整流部材２００の排出口２０４がこの記録紙搬送通路２１近傍になるように、整流部材２００が設けられていることにもなる。

なお、本発明はこのような構造に限定されるものではない。以下、排気風の主流が通る整流部材２００について詳しく説明する。

［整流部材の構成］
図６を参照して、整流部材２００の構成について説明する。図６は整流部材２００の斜視図であって電源ユニット筺体１０２側から整流部材２００を見た図である。この整流部材２００は、下方リブ２４０と上方リブ２５０と側方リブ２２０及び側方リブ２３０とで囲まれ、複数の整流板２１０を備える部材であって、例えば、樹脂製の一体成型品である。なお、図６と図３とで整流板の数が異なるが、これは、本発明においては、整流部材２００における整流板２１０の数は特に限定されないことを意味する。

図６の整流板２１０は、図３に示すように、排気風の流れる方向（図３の矢示Ｘ（１）で示される方向）とは逆方向に傾けられている。これは、図３の左側、図７の手前側の方が、ファン１１０からの排気風の流量が少ないので、これを均一にするために、排気風の流れる方向とは逆方向に傾けられている（図６の斜視図ではその傾きを目視できない程度にしか記載していない）。なお、排気風の通路の形態によっては、ファン１１０に近い方が排気風の流量が多くなる場合も想定できる。その場合には、整流板２１０の傾きは逆にすることにより、排気風の流量を整流部材２００により均一にできることがある。

図５及び図６に示すように、整流部材２００の整流板２１０の定着装置８側の断面形状は、定着装置隔壁３３０の円弧部３３０Ａに沿った形状であって、それらが平行になるように、整流部材２００が定着装置８の背面側かつ電源ユニット筺体１０２の上方に設けられている。

［定着冷却機構の作用］
以上のような構造を備えた画像形成装置１０における定着冷却機構の作用について、排気風の流れを図示して説明する。図７は、図５の断面図に排気風の流れを矢示で示した図である。

ファン１１０により画像形成装置１０の内部の電源ユニット１００に吸い込まれた外気は、矢示Ｘ（２０）で示すように流れて電源ユニット１００を冷却して、電源ユニット排気口１０４から矢示Ｘ（２２）で示すように電源ユニット１００から上方に排出される。電源ユニット１００の上方には定着ユニット８及び整流部材２００が配置されている。電源ユニット１００から上方に排出された排気風（矢示Ｘ（２２））は、定着装置隔壁３３０（特に傾斜部３３０Ｃ及び円弧部３３０Ａ）と整流部材２００との間を流れる支流（矢示Ｘ（３０））と、整流部材２００を流れる主流（矢示Ｘ（２４））とに分かれる。なお、上述したように、主流の流量は、支流の流量よりも多くなるように開口面積が設定されている。

定着装置隔壁３３０と整流部材２００との間を流れる支流（矢示Ｘ（３０））は、定着装置８を冷却して、矢示Ｘ（３２）で示すように上昇気流（ファン１１０が作動することと、外気よりも暖かいことによる自然対流とにより上昇する）として上方に流れる。整流部材２００を流れる主流（矢示Ｘ（２４））は、整流部材２００で軸方向の風量分布が少なくなるように整流され、矢示Ｘ（２５）で示すように上方に流れる。矢示Ｘ（２６）で示される主流の途中において矢示Ｘ（３２）で示される支流が合流する。

矢示Ｘ（２６）で示される主流と支流とが合流した排気風は、通紙ガイド３１０の下面に沿って排出トレイＴの方向に流れる（矢示Ｘ（４０））。この後、排気風は、その一部が排出トレイＴからこの画像形成装置１０の外部へ排出され（矢示Ｘ（４４））、その一部が他の経路（例えば背面側の排出経路）を通ってこの画像形成装置１０の外部へ排出される（矢示Ｘ（４２））。

整流部材２００を排気風（排気風の主流）が通るので、図８（Ａ）に示すように整流部材がない場合に比べて、図８（Ｂ）に示すように軸方向に流量（流速でも同じ）が均一化される。

このように整流部材２００により軸方向の流量分布が少なくされた主流は、定着装置８から排出される記録紙Ｓ及び記録紙Ｓの排出口（排出トレイＴ）へ向けて、軸方向に均一な流量の排気風を送り込むことができるようになる。このため、この主流は、定着装置８から排出トレイＴに排出される記録紙Ｓを軸方向に均一に冷却して軸方向の温度分布を少なくできるため、カールの発生を抑制することができる。特に、軸方向に均一に冷却できることに加えて、定着装置８との間で熱交換されておらず温度が低い（定着熱の影響がない）主流の方が多い排気風で、記録紙Ｓを効率的に冷却できるため、記録紙Ｓにカールが発生することをさらに抑制できる。

さらに、この主流は、支流で運ばれてきた水分（定着装置８において記録紙Ｓから蒸発した水分）を軸方向にばらつくことなく画像形成装置１０の外部へ排出することができる。さらに、電源ユニット１００を冷却した排気風の全てをこのような主流に用いるのではなく、一部（半分未満）を支流として、定着装置８の近傍に流し、定着装置８を適切に（例えば軸方向に均一に）冷却することができる。

また、画像形成装置１０の内部に実装される複数の熱源に対して、冷却風を温度の低いユニットから順番に冷却するようにしたので効率的に冷却を行なうことができる。より具体的には、定着装置８と電源ユニット１００と電源ユニット１００の上流側にファン１１０を配置して、電源ユニット１００の上方に定着装置８、定着装置８の背面側に整流部材２００を配置した。熱源である電源ユニット１００と定着装置８とを近傍に配置して、これらをつなぐ部分に整流部材２００を配置したため、効率的に冷却することができる。

さらに、排気風が垂直に流れるように垂直な方向に排気風通路を形成したので、熱源との間で熱交換して温度が上昇した排気風の自然対流（上昇気流）を効率よく利用することができる。また、電源ユニット筺体１０２の上部に電源ユニット排気口１０４を設けたので、自然対流を妨げることなく効率よく電源ユニット１００及び定着装置８を冷却できる。また、定着装置８の定着装置隔壁３３０は、電源ユニット１００の電源ユニット排気口１０４に対向する位置に傾斜部３３０Ｃを設けているので、電源ユニット１００からの上昇気流を効率的に集めることができる。

さらに、整流部材２００の開口部２０２の高さ方向の位置は、傾斜終端部３３０Ｂ近傍に配置されているので、定着装置８の下方で集められた排気風を効率的に整流部材２００に取り込むことができる。整流部材２００の排出口２０４の高さ方向の位置は、定着ランプよりも上方であるので支流の影響を抑制できる。また、整流部材２００の排出口２０４は、記録紙搬送通路２１近傍に配置されているので、記録紙搬送通路２１の障害にならないで記録紙搬送通路２１を活用して排出トレイＴ方向へ排気風を送り込むことができる。

以上のようにして、本実施の形態に係る画像形成装置によると、画像形成装置の大型化やコストアップを抑制して、画像形成装置１０に内蔵された第１の熱源（本実施の形態においては電源ユニット）を冷却した排気風を用いて、第２の熱源（本実施の形態においては定着装置）を冷却するとともに、画像形成装置１０の内部で発生した水分を画像形成装置１０の外部へ適切に排出するとともに、記録紙がカールすることを抑制することができる。

今回開示された実施の形態は単に例示であって、本発明が上述した実施の形態のみに限定されるわけではない。本発明の範囲は、発明の詳細な説明の記載を参酌した上で、特許請求の範囲の各請求項によって示され、そこに記載された文言と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含む。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成の概要を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成の概要を示す図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成の概要を示す背面図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の排出トレイ近傍の側面図である。 図４の拡大図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置に設けられる整流部材を示す斜視図である。 図５に電源ユニットからの排気の流れを加えた図である。 整流部材による整流状態を示す図である。

符号の説明

１ 感光体
２ 帯電器
３ 画像露光装置
４ 現像装置
５、６５ クリーニング装置
６ 中間転写ベルト
８ 定着装置
１０ 画像形成装置
１１ 原稿自動搬送装置
１２ 画像読取装置
１３ 手差しトレイ
１４ 画像形成部
２１ 記録紙搬送通路
１００ 電源ユニット
１０２ 電源ユニット筺体
１０４ 電源ユニット排気口
１１０ ファン
２００ 整流部材
２１０ 整流板
３００ 記録紙排出口上部隔壁
３１０ 通紙ガイド
３２０ 記録紙排出口下部隔壁
３３０ 定着装置隔壁

Claims (5)

1. 冷却対象である第１の熱源である電源装置及び前記電源装置の上方に配置された第２の熱源である定着装置が搭載され、トナー像が形成される記録媒体が流れる方向とは垂直な軸方向のローラを備えた画像形成装置であって、
   前記画像形成装置の外部から導入された空気を前記電源装置に送る送風機構と、
   前記電源装置を冷却した排気風を前記定着装置に導く第１の空気通路と、
   前記電源装置から排出された排気風の前記軸方向の流量のばらつきを低減する整流部材と、
   前記整流部材から排出された排気風を、前記画像形成装置の排出トレイの方向へ導く第２の空気通路を含み、
   前記第２の空気通路は、前記定着装置から前記排出トレイまで前記記録媒体が通る通路により形成されており、
   前記整流部材は前記定着装置に隣り合わせて該定着装置の背面側に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１の空気通路及び前記整流部材は、垂直方向に排気風が流れるように配置される請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記整流部材を通過しようとする排気風から分岐された排気風が流れる、前記整流部材と前記定着装置との間に形成された第３の空気通路をさらに含む請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記整流部材を通過する排気風の流量は、前記第３の空気通路を通過する排気風の流量よりも多い請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記第３の空気通路は、前記整流部材の側壁と前記定着装置の側壁とにより形成されている請求項３又は４に記載の画像形成装置

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