JP6281523B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に、用紙冷却や水滴付着防止の技術に関する。

一般的な画像形成装置としては、例えば、電荷を持たない感光体を一様に帯電させ（帯電工程）、電荷を帯びた感光体表面に、コピー原稿に基づいたレーザー光を照射して、感光体表面に原稿の潜像を形成し（露光工程）、潜像をトナーで可視像化し（現像工程）、可視像化することによって形成されたトナー像を、転写ベルトに載置された用紙等の記録媒体に転写し（転写工程）、転写したトナー像を記録媒体に定着させる（定着工程）、といった５つのプロセスからなる電子写真方式のものがよく知られている。

ここで、上記定着工程では、トナーを用紙に定着させる際、用紙には定着部で高温の１００〜１８０℃を超える熱と圧力が加えられる。しかし、定着処理後の用紙は排出トレイに排出されるが、高温の用紙が数十枚重なると、用紙の放熱が進まず、一度定着したトナーが重なった他の用紙に付着することがある。このような事態は、印字速度が速くなるほど生じる可能性が高くなる。印字速度が速くなると、定着温度が高くなるとともに、排出された用紙が次々に積載されて、排出された用紙が外気と接する時間が短くなるためである。

また、用紙に熱が加えられると、用紙に含まれる水分が水蒸気となり、用紙を搬送する部品に水滴となって付着し、当該部品に水滴が溜まることがある。そして、溜まった水滴が用紙に付着すると、印字画像が滲むという問題が生じる。特に、両面印字用の搬送路や搬送ローラー（例えば、スイッチバックローラー）は、片面印字時には用紙が通過しないので、水滴が溜まりやすい。

水滴が溜まらないようにする技術としては、例えば、下記の特許文献１に、発生した水蒸気を凝縮して捕獲することが記載され、下記の特許文献２に、発生した水蒸気を大気へ放出することが記載されている。また、近年では、冷却ファンを装備して、冷却が必要な場所に冷却空気を当てることが有効とされている。

実開昭５９−１３８８６３号公報 実開昭６３−２０１７３０号公報

上記のように、画像形成装置内においては、冷却や水蒸気発生を防止するために、用紙自体や用紙を搬送する部品など複数の箇所に対して冷却空気を供給することが必要になるが、冷却が必要な場所のそれぞれに対して冷却ファンを装備すると、冷却ファンの設置数が多くなり、コストが高くなるという問題があり、また、設置場所の確保が難しく、構成が複雑になるという問題もある。

本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであり、単一の冷却ファンで、定着処理後の用紙及び搬送部品を効率よく冷却することを目的とする。

本発明の一局面に係る画像形成装置は、画像形成後の用紙に対してトナー像を定着させる処理を行う定着部と、
前記定着部に向けて及び前記定着部から用紙を搬送する搬送路と、
用紙搬送方向において前記定着部よりも下流側となる前記搬送路に対向する位置に配設された冷却ファンと、
前記冷却ファンからの冷却空気を、前記定着部よりも下流側であって前記搬送路における前記搬送路の末端部よりも用紙搬送方向上流側となる前記搬送路部分に向けて排出する第１排出口と、
前記第１排出口へ流れる冷却空気とは異なる方向であって、前記搬送路の末端部に向かう方向に、前記冷却ファンからの冷却空気を誘導するダクトと、
前記搬送路の末端部に配設され、前記定着部から前記搬送路により搬送されてきた用紙を装置本体から外部に排出する排出ローラーと、
前記用紙搬送方向において前記排出ローラーよりも上流側となる地点で前記搬送路から分岐したスイッチバック用搬送路と、
前記用紙搬送方向において前記スイッチバック用搬送路の末端に配設されたスイッチバックローラーと、を備え、
前記ダクトは、前記用紙搬送方向に直交する方向であって、前記搬送路を搬送される前記用紙の幅方向において複数に分岐され、その分岐先のそれぞれに第２排出口が形成され、
前記各第２排出口には、前記スイッチバックローラーの一部が入り込んでおり、
前記ダクトは、前記冷却ファンからの冷却空気を複数に分岐させて前記各第２排出口から排出させることにより、前記スイッチバックローラーに向けて前記冷却空気を誘導する、ものである。

本発明によれば、冷却ファンからの冷却空気の一部は第１排出口から排出され、定着処理後の用紙を搬送する搬送路に当たり、冷却ファンからの冷却空気の一部は、ダクトにより、第１排出口へ流れる冷却空気とは異なる方向であって、搬送路の末端部に向かう方向に誘導されるため、単一の冷却ファンで、定着処理後の用紙及び当該用紙を搬送する搬送路に加え、搬送路の末端部に配置される部品まで冷却することができる。

このため、用紙は、定着後に搬送路を通過するときだけでなく、装置本体から排出される搬送路末端部でも冷却されるので、トナー像が転写された用紙が高温のまま排出されることと、用紙に含まれる水分が水蒸気になることを効果的に防止することができる。

また、仮に水蒸気が発生し、搬送路末端部に配置されている部品、例えば、搬送路末端部自体、排出ローラー、又はスイッチバックローラーに水滴が付着したとしても、これらの部品に冷却空気が当たるので、付着した水滴を乾かし、水滴が溜まることを防止可能である。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の構造を示した模式的な部分断面正面図である。 本発明の第１実施形態に係る画像形成装置に装備される冷却ユニットを概略的に示した斜視図である。 冷却ユニットを概略的に示した平面図であり、（Ａ）は冷却ファンを搭載した状態を示し、（Ｂ）は冷却ファンを取り外した状態を示している。 スイッチバックローラーが収容された状態の冷却ユニットを概略的に示した斜視図である。 冷却ユニットが装備された画像形成装置の定着部周辺を概略的に示した部分断面正面図である。 冷却ユニットが装備された画像形成装置の定着部周辺を概略的に示した部分断面斜視図である。

以下、本発明の一実施形態に係る画像形成装置及び冷却ユニットについて図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の構造を示した模式的な部分断面正面図である。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置１は、例えば、コピー機能や、プリンター機能、スキャナー機能、ファクシミリ機能のような複数の機能を備えた複合機である。画像形成装置１は、装置本体１１に、ピックアップローラー１４５を有する給紙部１４、操作部４７、表示部４７３、原稿給送部６、及び原稿読取部５を含んで構成されている。

画像形成装置１で原稿読取動作が行われる場合について説明する。原稿給送部６により給送されてくる原稿、又は原稿載置ガラス１６１に載置された原稿の画像を、読取機構１６３を備えた原稿読取部５が光学的に読み取り、そして画像データを生成する。

画像形成部１２は、ブラック（Ｂｋ）用の画像形成ユニット１２Ｂｋ、イエロー（Ｙ）用の画像形成ユニット１２Ｙ、シアン（Ｃ）用の画像形成ユニット１２Ｃ、及びマゼンタ（Ｍ）用の画像形成ユニット１２Ｍを含んで構成され、これら画像形成ユニット１２Ｂｋ，１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍはそれぞれドラム型の感光体１２１Ｂｋ，１２１Ｙ，１２１Ｃ，１２１Ｍを備え、感光体１２１Ｂｋ，１２１Ｙ，１２１Ｃ，１２１Ｍは、図中の反時計回りに回転駆動するようになっている。

転写ユニット１２０は、その外周面にトナー像が転写される中間転写ベルト１２５、駆動ローラー１２５Ａ、従動ローラー１２５Ｂ、及び一次転写ローラー１２６を含んで構成されている。中間転写ベルト１２５は、駆動ローラー１２５Ａと従動ローラー１２５Ｂとの間に張架され、感光体１２１Ｂｋ，１２１Ｙ，１２１Ｃ，１２１Ｍの周面に当接した状態で駆動ローラー１２５Ａによって駆動され、感光体１２１Ｂｋ，１２１Ｙ，１２１Ｃ，１２１Ｍと同期しながら、無端走行する。

カラー印刷が行われる場合について説明する。感光体１２１Ｂｋ，１２１Ｙ，１２１Ｃ，１２１Ｍの周囲が一様に帯電され（帯電工程）、電荷を帯びた感光体１２１Ｂｋ，１２１Ｙ，１２１Ｃ，１２１Ｍの表面に、画像データに基づいて、レーザー光が照射されて潜像が形成され（露光工程）、潜像がトナーで可視像化され（現像工程）、可視像化することによって形成されたトナー像が一次転写ローラー１２６によって中間転写ベルト１２５上に転写されるようになっている（転写工程）。中間転写ベルト１２５上に転写される各色（ブラック、イエロー、シアン、マゼンタ）のトナー像は、転写タイミングを調整して中間転写ベルト１２５上で重ね合わされ、カラーのトナー像となる。

二次転写ローラー２１０は、中間転写ベルト１２５の表面に形成されたカラーのトナー像を、中間転写ベルト１２５を挟んだ、駆動ローラー１２５Ａとのニップ部Ｎにおいて、給紙部１４から搬送路１９０を搬送されてきた用紙Ｐに転写させるものである。

定着部１３は、熱圧着によりトナー像を用紙Ｐに定着させるものであり、定着処理が施された画像形成済みの用紙Ｐは、搬送路１５７で搬送され、排出ローラー１５８により排出トレイ１５１に排出されることになる。

画像形成装置１で両面印刷が行われる場合について説明する。搬送路１９０には、用紙搬送方向において排出ローラー１５８よりも上流側となる地点で搬送路１９０から分岐したスイッチバック用搬送路１９０Ａが設けられている。画像形成部１２により一方の面に画像が形成された用紙Ｐを、スイッチバック用搬送路１９０Ａの末端部に設けられたスイッチバックローラー１５９によりスイッチバックさせて反転搬送路１９５に送り、搬送ローラー対により用紙Ｐを搬送方向上流域へ再度搬送する。これにより、用紙Ｐのもう一方の面にも画像を形成することができる。

なお、ここでは図示しないが、定着部１３による定着処理後の用紙Ｐを搬送する搬送路１５７及びスイッチバックローラー１５９を冷却するための冷却ファン１０１（図２）が定着部１３の上方位置（搬送路１９０の用紙搬送方向下流側となる搬送路１５７に対向する位置）に配置されている。

図２は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置に装備される冷却ユニットを概略的に示した斜視図である。また、図３は、冷却ユニットを概略的に示した平面図であり、（Ａ）は冷却ファンを搭載した状態を示し、（Ｂ）は冷却ファンを取り外した状態を示している。図４は、スイッチバックローラー１５９が収容された状態の冷却ユニット１００を概略的に示した斜視図である。

冷却ユニット１００は、冷却ファン１０１を搭載するファン搭載部１０２と、定着処理後の用紙を搬送する搬送路１５７（図１）に対向配置される凹部１０６を有する。凹部１０６には、冷却ファン１０１からの冷却空気を排出する開口である排出口１０５が底面に複数形成されている。さらに、冷却ユニット１００は、ダクト１０７を備えている。ダクト１０７は、排出口１０５へ流れる冷却空気とは異なる方向であって、搬送路１５７の末端部に向かう方向に、冷却ファン１０１からの冷却空気を誘導する。

また、断面が階段状をしたファン搭載部１０２には、図３（Ｂ）に示すように、冷却ファン１０１からの冷却空気を排出する開口であり、縦方向の長さが短い排出口１０３が上段面１０２Ａに形成され、縦方向の長さが長い排出口１０４が下段面１０２Ｂに形成されている。ダクト１０７は、冷却ファン１０１が冷却空気を排出する部分から繋がり、搬送路１５７及び１９０による用紙搬送方向に直交する方向であって、搬送される用紙の幅方向（排出ローラー１５８及びスイッチバックローラー１５９の回転軸方向）に亘って延びている。更に、ダクト１０７は、当該用紙の幅方向において複数の箇所で分岐している。ダクト１０７の分岐先のそれぞれには排出口１０８が形成されている。排出口１０８はスイッチバックローラー１５９を収容可能に構成されている（図４）。すなわち、ダクト１０７は、冷却ファン１０１の冷却空気をスイッチバックローラー１５９に向けて誘導する。

但し、ダクト１０７を、冷却ファン１０１の冷却空気を排出ローラー１５８に向けて誘導するように形成してもよいし、排出ローラー１５８及びスイッチバックローラー１５９の両方に向けて誘導するように形成してもよい。本実施形態では、ダクト１０７の排出口１０８はスイッチバックローラー１５９を収容するが、排出口１０８の下方は開口しており、スイッチバックローラー１５９に冷却空気を誘導すると共に、当該冷却空気はスイッチバックローラー１５９の下方に位置する排出ローラー１５８まで供給される構造を有している。

なお、凹部１０６に形成された排出口１０５、及びファン搭載部１０２に形成された排出口１０３，１０４は、特許請求の範囲における第１排出口の一例となる。すなわち、排出口１０５、及び排出口１０３，１０４は、冷却ファン１０１からの冷却空気を、定着部１３よりも下流側であって搬送路１５７の末端部（排出ローラー１５８の配設位置付近）よりも用紙搬送方向上流側となる搬送路１５７部分に向けて排出する。ダクト１０７の分岐先に形成された排出口１０８は、特許請求の範囲における第２排出口の一例となる。

図４に示すように、ダクト１０７の分岐先に形成された排出口１０８には、スイッチバックローラー１５９が収容されている。これにより、ダクト１０７で誘導される冷却ファン１０１からの冷却空気が、排出口１０８においてスイッチバックローラー１５９に効率よく当たる。排出口１０８は、下部が開口されて、その下方には、排出ローラー１５８が配置されている。排出口１０８に至った冷却空気は、排出口１０８の側壁１０８Ａにより下方に向けて案内されて、排出ローラー１５８まで達する。これにより、排出ローラー１５８にも冷却空気が当たる。

図５は、冷却ユニット１００が装備された画像形成装置１の定着部１３周辺を概略的に示した部分断面正面図であり、図６は、冷却ユニット１００が装備された画像形成装置１の定着部１３周辺を概略的に示した部分断面斜視図である。

反転搬送路１９５に沿って、冷却ユニット１００の下方に配置されるガイド部材１１１には、冷却ユニット１００のファン搭載部１０２に形成された排出口１０５、及び排出口１０３，１０４から排出される冷却空気を通過させる開口としてのスリット１１２が長手方向に複数形成されている。図５，図６中のＳ１は、用紙の搬送経路を示している。定着部１３によって定着処理が施された後の用紙は、搬送路１５７により搬送され、排出ローラー１５８により排出トレイ１５１に排出される。

また、両面印刷が行われる場合は、定着部１３を通過して用紙はスイッチバック用搬送路１９０Ａ（図１）に案内されて、用紙はスイッチバック用搬送路１９０Ａの末端部に配設されているスイッチバックローラー１５９によりその搬送方向が反転され（スイッチバックされ）、この用紙はスイッチバック用搬送路１９０Ａから反転搬送路１９５に送り込まれて搬送方向上流域へ再度搬送される。

図５，図６に示すように、排出口１０４から排出される冷却ファン１０１からの冷却空気は、排出口１０５、及び排出口１０３，１０４から、特に排出口１０４からスリット１１２を通過して、搬送路１５７に達する（空気の流れＳ２）。また、排出口１０３及び凹部１０６の底面に形成された排出口１０５から排出される冷却ファン１０１からの冷却空気については、空気の流れＳ３，Ｓ４を経ても、搬送路１５７に達する。

また、ダクト１０７の分岐先に形成された排出口１０８から排出される冷却ファン１０１からの冷却空気は、スイッチバックローラー１５９に当たる（空気の流れＳ５）。

この実施形態によれば、冷却ファン１０１からの冷却空気の一部は、排出口１０３，１０４、及び排出口１０５から排出され、定着処理後の用紙を搬送する搬送路１５７に当たる。一方、冷却ファン１０１からの冷却空気の別の一部は、ダクト１０７により、排出口１０３，１０４、及び排出口１０５へ流れる冷却空気とは異なる方向であって、搬送路１５７及びスイッチバック用搬送路１９０Ａの末端部に向かう方向に誘導される。特に、本実施形態では冷却ファン１０１からの冷却空気の一部はダクト１０７を介して、分岐先に形成された排出口１０８から排出され、スイッチバックローラー１５９に当たる。

これにより、単一の冷却ファン１０１で、定着処理後の用紙及び当該用紙を搬送する搬送路１５７に加え、搬送路１５７の末端部に配置される部品、スイッチバックローラー１５９等まで冷却することができる。また、排出口１０８がスイッチバックローラー１５９を収容しているため、上記冷却空気によりスイッチバックローラー１５９をより効率よく冷却することができる。

このため、用紙は、定着後に搬送路１５７を通過するときだけでなく、装置本体１１から排出されるスイッチバック用搬送路１９０Ａ及び搬送路１５７の末端部でも（スイッチバックローラー１５９を通過するときにも）冷却されるので、トナー像が転写された用紙が高温のまま排出されることと、用紙に含まれる水分が水蒸気になることを効果的に防止することができる。

また、仮に水蒸気が発生し、搬送路末端部に配置されている部品、例えば、スイッチバック用搬送路１９０Ａ及び搬送路１５７の末端部自体、排出ローラー１５８、又はスイッチバックローラー１５９に水滴が付着したとしても、これらの部品に冷却空気が当たるので、これら各部に付着した水滴を乾かし、水滴が溜まることを防止可能である。

また、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。また、上記実施形態では、本発明に係る画像形成装置の一実施形態として複合機を用いて説明しているが、これは一例に過ぎず、他の電子機器、例えば、プリンター、コピー機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置でもよい。

また、上記実施形態では、図１乃至図６を用いて上記実施形態により示した構成及び処理は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明を当該構成及び処理に限定する趣旨ではない。

１ 画像形成装置
１１ 装置本体
１３ 定着部
１００ 冷却ユニット
１０１ 冷却ファン
１０３，１０４，１０５，１０８ 排出口
１０７ ダクト
１５７ 搬送路
１５９ スイッチバックローラー

Claims (2)

1. 画像形成後の用紙に対してトナー像を定着させる処理を行う定着部と、
   前記定着部に向けて及び前記定着部から用紙を搬送する搬送路と、
   用紙搬送方向において前記定着部よりも下流側となる前記搬送路に対向する位置に配設された冷却ファンと、
   前記冷却ファンからの冷却空気を、前記定着部よりも下流側であって前記搬送路における前記搬送路の末端部よりも用紙搬送方向上流側となる前記搬送路部分に向けて排出する第１排出口と、
   前記第１排出口へ流れる冷却空気とは異なる方向であって、前記搬送路の末端部に向かう方向に、前記冷却ファンからの冷却空気を誘導するダクトと、
   前記搬送路の末端部に配設され、前記定着部から前記搬送路により搬送されてきた用紙を装置本体から外部に排出する排出ローラーと、
   前記用紙搬送方向において前記排出ローラーよりも上流側となる地点で前記搬送路から分岐したスイッチバック用搬送路と、
   前記用紙搬送方向において前記スイッチバック用搬送路の末端に配設されたスイッチバックローラーと、を備え、
   前記ダクトは、前記用紙搬送方向に直交する方向であって、前記搬送路を搬送される前記用紙の幅方向において複数に分岐され、その分岐先のそれぞれに第２排出口が形成され、
   前記各第２排出口には、前記スイッチバックローラーの一部が入り込んでおり、
   前記ダクトは、前記冷却ファンからの冷却空気を複数に分岐させて前記各第２排出口から排出させることにより、前記スイッチバックローラーに向けて前記冷却空気を誘導する、画像形成装置。
2. 前記搬送路を搬送される前記用紙の幅方向に亘って延び、且つ、前記搬送路に対向配置されて、前記冷却ファンからの冷却空気を案内する凹部が形成され、
   前記凹部における前記用紙の幅方向に亘って前記第１排出口が複数形成されている、請求項１に記載の画像形成装置。

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