JP6531710B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に、トナー画像が形成された記録紙を冷却する技術に関する。

画像形成装置には、熱圧着によりトナー像を記録紙に定着させるものがあり、定着処理が施された記録紙は排出トレイに排出される。記録紙が連続して排出されると、排出トレイに記録紙が積み重ねられ、記録紙に形成されたトナー像が他の記録紙に付着する場合がある。これを防止するために、冷却ファンからの冷却空気を定着処理が施された記録紙に吹き付けることが種々提案され、実用化されている（例えば、下記特許文献１を参照）。

特開２００８−２６８６４３号公報

定着処理が施された記録紙の冷却においては、排出トレイに排出された記録紙に冷却空気を直接吹き付けるのが効果的である。また、それを実現する構成としては、記録紙が排出される記録紙排出口の上方に冷却空気を排出する冷却空気排出口を配置する構成が考えられる。

また、記録紙が記録紙排出口から排出される際、記録紙の後端部が、記録紙排出口に設けられた排出ローラー対のローラー上に載ったままになる、いわゆる後端残りが生じる場合がある。この問題を解決するために、排出ローラー対から記録紙後端を落とす特別な部材を設ける策があるが、この場合、当該部材分のコストアップを生じることになる。

本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであり、定着後に排出された記録紙を冷却するとともに、特別な部材を設けなくても後端残りを防止可能に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、トナー像を記録紙に定着させる定着部と、前記定着部よりも前記記録紙の搬送方向下流側にあって前記記録紙を排出するための記録紙排出口と、前記記録紙排出口に設けられた排出ローラー対と、冷却ファンと、前記冷却ファンから送られてくる冷却空気を、前記冷却空気を排出するための冷却空気排出口に向けて誘導するダクトと、を有する冷却部と、記憶部と、前記冷却部の動作を制御する制御部と、を備え、前記冷却空気排出口が、前記記録紙排出口よりも前記搬送方向下流側で上方となる位置に、前記冷却空気を排出する方向を下向きにして配置され、前記排出ローラー対により形成されるニップ部よりも前記搬送方向の下流側に向けて前記冷却空気を吹き出し、前記ダクトは、前記冷却空気が送り込まれるように前記冷却ファンと連結されている本体部と、前記本体部から分岐され、前記冷却空気排出口がそれぞれ形成されている複数の分岐路と、前記本体部に設けられ、前記複数の分岐路の少なくとも１つを閉鎖して、前記複数の分岐路の少なくとも１つに対する前記冷却空気の通過を遮断する可動式の閉鎖板と、を含み、前記記憶部は、前記記録紙排出口から排出される前記記録紙の大きさに応じた前記閉鎖板の開閉動作を示す情報を予め記憶し、前記制御部は、前記記憶部に記憶されている前記情報にしたがって、前記記録紙排出口から排出される前記記録紙の大きさに応じて前記閉鎖板の開閉動作を制御することによって、前記閉鎖板によって閉鎖されていない前記分岐路に形成されている前記冷却空気排出口に向けて前記冷却空気を誘導し、前記制御部はさらに、前記閉鎖板によって閉鎖されている前記分岐路が存在する場合には、前記冷却ファンの回転力を低下させるように、前記冷却ファンの動作を制御する、ものである。

本発明では、冷却空気排出口が、記録紙排出口の搬送方向下流側で上方に下向きに配置されるので、定着処理が施された記録紙に冷却空気が直接吹き掛かるが、更に、記録紙排出口から排出される際に後端部が排出ローラー対のローラー上に載ったままになっている記録紙に対して、排出ローラー対のニップ部よりも排出方向の下流側の位置で、冷却空気排出口からの冷却空気を当該記録紙の上方から当てることが可能なので、当該冷却空気による記録紙の下方への押圧により、当該記録紙の後端を排出ローラー対のローラー上から落とすことができ、いわゆる後端残りを回避することができる。従って、定着後に排出された記録紙を冷却するとともに、特別な部材を設けなくても後端残りが防止可能になる。

また、水分を多く含んだ記録紙が定着部で加熱されて記録紙排出口から排出されたときに発生する湯気を、冷却ファンからの冷却空気により低減することも可能である。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の外観を示す斜視図である。 冷却部及びその周辺部を示す拡大斜視図である。 画像形成装置の断面側面図である。 記録紙排出口及びその周辺部を示した断面側面図である。 排出ローラー対及びその周辺部を示した拡大断面側面図である。 第２実施形態に係る画像形成装置の冷却部及びその周辺部を示した平面図である。 第２実施形態に係る画像形成装置において、冷却部及びその周辺部を示した平面図である。 画像形成装置の主要内部構成を概略的に示した機能ブロック図である。

以下、本発明の一実施形態に係る画像形成装置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外観を示す斜視図である。画像形成装置１は、プリンターであり、後述する画像形成部１２等を収容する装置本体１１を備えるとともに、装置本体１１の上部に設けられた操作部４７及び表示部４７３と、記録紙排出口１５７と、排出トレイ１５１と、記録紙押さえ部材１５８と、上カバー１７１とを備える。

操作部４７は、画像形成装置１が実行可能な各種動作及び処理について操作者から画像形成動作実行指示等の指示を受け付けるものであり、表示部４７３は画像形成装置１の状態を示す情報を表示する。

記録紙排出口１５７は、後述する定着部１３の用紙搬送方向の下流側にあって記録紙を排出するものである。記録紙排出口１５７の上方には、排出方向に対して水平方向に直交する幅方向に互いに間隔を空けて並ぶ複数の記録紙押さえ部材１５８が形成され、排出される記録紙の浮き上がり防止等が行われる。

排出トレイ１５１は、記録紙排出口１５７から排出された記録紙が載置される。排出トレイ１５１は、前方部分から後方部分にかけて下方に傾斜する載置面１５２と、載置面１５２の後端部から鉛直方向上方に延び、記録紙排出口１５７の下縁部近くまで延びている縦壁１５３とを備える。載置面１５２には、排出方向に延びるとともに、排出方向と直交する幅方向に互いに間隔を空けて並ぶ複数のリブ１５４が設けられている。

図２は、上カバー１７１を取り外し、その周辺部を示した拡大斜視図である。装置本体１１には、記録紙排出口１５７から排出される記録紙に冷却空気を吹き付ける冷却部５１が収容されている。冷却部５１は上カバー１７１（図１）によって塞がれている。

冷却部５１は、冷却ファン５２と、冷却ファン５２からの冷却空気を排出する複数の冷却空気排出口５３と、冷却空気排出口５３へ冷却ファン５２からの冷却空気を誘導するダクト５４とを備える。なお、冷却空気排出口５３は、ダクト５４の一部である。

ダクト５４は、複数に分岐された分岐路５５と、冷却ファン５２と分岐路５５とを連結する連結部５６とを備える。ダクト５４は、分岐先それぞれに冷却空気排出口５３が形成され、冷却ファン５２により生成される冷却空気を冷却空気排出口５３まで案内する。冷却空気排出口５３は、記録紙排出口１５７と上下方向に並ぶように記録紙排出口１５７の上方に下向きに配置されている。

図３は、画像形成装置１の断面側面図である。画像形成装置１は、装置本体１１に、操作部４７（図１）、表示部４７３（図１）、画像形成部１２、定着部１３、給紙部１４、及び冷却部５１を含んで構成されている。

画像形成装置１で画像形成動作が行われる場合について説明する。ネットワーク接続されたコンピューターから受信した画像データ等に基づいて、画像形成部１２が、給紙部１４から給紙される記録紙Ｐにトナー像を形成する。

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１２１を備え、感光体１２１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１２１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１２１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。感光体の周囲が一様に帯電され（帯電工程）、電荷を帯びた感光体１２１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。

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Ｎ１において、給紙部１４から搬送路１９０を搬送されてきた記録紙Ｐに転写させるものである。なお、ここまで説明したのはカラー印刷の場合であり、モノクロ印刷の場合には、イエロー用、シアン用、及びマゼンタ用の感光体１２１は使用されず、ブラック用の感光体１２１だけが使用されることになる。

定着部１３は、熱圧着によりトナー像を記録紙Ｐに定着させるものであり、記録紙Ｐ上のトナーを溶融させる加熱ローラーと、記録紙Ｐを加熱ローラーに密着させる圧力ローラーとを備える。

定着処理が施されたカラー画像形成済みの記録紙Ｐは、上方搬送ローラー対１９１によって搬送方向下流側に送り出され、記録紙排出口１５７から排出トレイ１５１に排出される。記録紙排出口１５７から排出された記録紙Ｐは、冷却空気排出口５３から排出される冷却空気が吹き付けられる。

給紙部１４は、給紙カセットを備え、給紙カセットに収容された記録紙Ｐをピックアップするためのピックアップローラーを含んで構成され、ピックアップローラーによりピックアップされた記録紙Ｐは、下方搬送ローラー対１９２によって、ニップ部Ｎ１に搬送される。

図４は、記録紙排出口１５７及びその周辺部を示した断面側面図である。

記録紙排出口１５７に、記録紙Ｐを排出する排出ローラー対１８１が設けられ、排出ローラー対１８１は、駆動ローラー１８２と従動ローラー１８３とを備えている。駆動ローラー１８２がローラー軸１８２ａを中心にして例えば図中の反時計回りに回転駆動するようになっている。従動ローラー１８３は駆動ローラー１８２に従って例えば図中の時計回りに回転する。

定着部１３によって定着処理が施された記録紙Ｐは、上方搬送ローラー対１９１によって搬送方向下流側に送り出され、排出ローラー対１８１を構成する駆動ローラー１８２，従動ローラー１８３の間に形成されるニップ部Ｎ２を通過し、駆動ローラー１８２，従動ローラー１８３により記録紙排出口１５７から排出トレイ１５１に排出される。また、図中のＡは、記録紙Ｐの排出方向を示している。

冷却空気排出口５３は、記録紙排出口１５７の搬送方向下流側で上方となる位置に、冷却空気を排出する方向を下向きに配置されている。さらに、冷却空気排出口５３は、排出ローラー対１８１よりも排出方向の下流側に配置されている。または、冷却空気排出口５３は、排出ローラー対１８１で形成されるニップ部Ｎ２よりも排出方向の下流側に配置されている。図５は、排出ローラー対１８１及びその周辺部を示した拡大断面側面図であり、図中の破線Ｂ１は駆動ローラー１８２の位置を示し、破線Ｂ２は従動ローラー１８３の位置を示している。

記録紙排出口１５７から排出された記録紙Ｐは、記録紙押さえ部材１５８によってカール矯正が行われるとともに、浮き上がりが防止される。また、記録紙押さえ部材１５８は、排出トレイ１５１の載置面１５２にストックされた記録紙Ｐの積載量（満杯）を検知する機能を備えている。また、記録紙押さえ部材１５８は、その上方に配置されている支持部材１５９によって、図４に示す矢印方向に回動自在に、装置本体１１に支持されている。

この第１実施形態では、冷却空気排出口５３が、記録紙排出口１５７の上方に下向きに配置されるので、定着処理が施された記録紙Ｐに冷却空気を直接吹き付けることができる。これにより、排出トレイ１５１の載置面１５２にストックされている記録紙Ｐを冷却することができる。

更に、記録紙排出口１５７から排出される際に後端部が排出ローラー対１８１のローラー上に載ったままになっている記録紙Ｐに対して、排出ローラー対１８１のニップ部よりも排出方向の下流側の位置で、冷却空気排出口５３からの冷却空気を当該記録紙Ｐの上方から当てるので、当該冷却空気による記録紙Ｐに対する下方への押圧により、当該記録紙Ｐの後端を排出ローラー対１８１の上から載置面１５２へ向けて確実に落とすことができ、いわゆる後端残りを回避することができる。従って、第１実施形態によれば、定着後に排出された記録紙Ｐを冷却するとともに、特別な部材を設けなくても後端残りが防止可能になる。

また、水分を多く含んだ記録紙Ｐが定着部１３で加熱されることによって発生する水蒸気が湯気となって記録紙排出口１５７から排出された場合、冷却ファン５２からの冷却空気でこの湯気を散らすこともできる。これにより、記録紙排出口１５７の結露を防止する。また、冷却ファン５２を逆回転させることで、記録紙排出口１５７から排出された湯気を冷却空気排出口５３から引き込むこともできる。

次に、第２実施形態に係る画像形成装置１を説明する。図６は、第２実施形態に係る画像形成装置１の冷却部５１及びその周辺部を示した平面図である。冷却部５１は冷却ファン５２と、冷却ファン５２からの冷却空気を排出する複数の冷却空気排出口５３ａ〜５３ｅと、冷却空気排出口５３ａ〜５３ｅへ冷却ファン５２からの冷却空気を誘導するダクト５４とを備える。冷却空気排出口５３ｃ，５３ｄは、記録紙排出口１５７（図５）の搬送方向と交差する幅方向の中央部の上方に配置され、冷却空気排出口５３ａ，５３ｂ，５３ｅは、上記幅方向の両側部の上方に配置されている。なお、冷却空気排出口５３ａ〜５３ｅは、ダクト５４の一部をなす。

ダクト５４は、複数に分岐された分岐路５５ａ〜５５ｅと、冷却ファン５２と分岐路５５ａ〜５５ｅとを連結する連結部５６とを備え、分岐先それぞれに冷却空気排出口５３ａ〜５３ｅが形成され、冷却ファン５２からの冷却空気が冷却空気排出口５３ａ〜５３ｅから排出される。なお、連結部５６は、特許請求の範囲における本体部の一例である。

また、分岐路５５ａ，５５ｂ，５５ｅに対しては空気の流れ（空気通過）を遮断するための可動式の閉鎖板５７ａ，５７ｂ，５７ｅが設けられ（すなわち、後述する制御部１００（図８）による制御の下、閉鎖板５７ａ，５７ｂ，５７ｅは、冷却空気排出口５３ａ，５３ｂ，５３ｅへの空気を遮断する）、閉鎖板５７ａ，５７ｂ，５７ｅは回転軸５８ａ，５８ｂ，５８ｅを中心にそれぞれ矢印Ｃ１〜Ｃ３の方向に回動する構成とされている。図７に、第２実施形態に係る画像形成装置１において、閉鎖板５７ａ，５７ｂ，５７ｃによって分岐路５５ａ，５５ｂ，５５ｅへの冷却空気の流れが閉鎖された状態を示す。なお、本実施形態では、分岐路５５ａ，５５ｂ，５５ｅに対して閉鎖板５７ａ，５７ｂ，５７ｅが設けられる例を示すが、本発明はこれに限られない。例えば、分岐路５５ａ〜５５ｅの少なくとも１つに閉鎖板が設けられていれば、冷却空気排出口５３ａ〜５３ｅから排出される冷却空気の量を制御可能である。

図８は、画像形成装置１の主要内部構成を概略的に示した機能ブロック図である。

画像形成装置１は、制御ユニット１０、画像形成部１２、画像メモリー３２、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）９２、定着部１３、給紙部１４、冷却部５１、操作部４７、表示部４７３、及び、外部装置２０と種々のデータの送受信を行うネットワークインターフェイス部９１を含んで構成されている。

制御ユニット１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及び専用のハードウェア回路を含んで構成される。制御ユニット１０は、制御部１００と、ファン稼動部１０１とを備えている。

制御ユニット１０は、ＨＤＤ９２にインストールされている制御プログラムに従った動作により、制御部１００及びファン稼動部１０１として機能するものである。但し、制御部１００等は、制御ユニット１０による制御プログラムに従った動作によらず、それぞれハードウェア回路により構成することも可能である。以下、特に触れない限り、各実施形態について同様である。

制御部１００は、画像形成装置１の全体的な動作制御を司る。制御部１００は、画像形成部１２、画像メモリー３２、ＨＤＤ９２、定着部１３、給紙部１４、冷却部５１、操作部４７、表示部４７３、及びネットワークインターフェイス部９１等と接続され、これら各部の駆動制御を行う。

ファン稼動部１０１は、画像形成部１２による画像形成処理が開始すると、冷却部５１を構成する冷却ファン５２を稼動し、冷却ファン５２からの冷却空気を冷却空気排出口５３ａ〜５３ｅから排出し、画像形成部１２による画像形成処理が終了すると、冷却ファン５２の稼動を停止する。また、ファン稼動部１０１は、制御部１００からの指示に従って、冷却ファン５２を逆回転させることも可能とされている。

また、制御部１００は、画像形成部１２による画像形成に用いる記録紙Ｐの大きさ（すなわち、記録紙排出口１５７から排出される記録紙Ｐの大きさ）を、操作部４７を介して操作者から入力された当該画像形成の実行指示に基づいて検出し、当該記録紙Ｐの大きさに応じて予め記憶している閉鎖板の開閉動作を制御する。閉鎖板５７ａ，５７ｂ，５７ｅの回転軸５８ａ，５８ｂ，５８ｅのそれぞれには、回転軸に回転駆動力を付与するためのソレノイド（図示せず）が設けられている。制御部１００は、各ソレノイドを個別に制御することで、閉鎖板５７ａ，５７ｂ，５７ｅの回転動作を制御する。なお、回転軸に回転駆動力を付与するための駆動源として、ソレノイドに代えて、ステッピングモーターを用いてもよい。

例えば、制御部１００は、画像形成に用いられる記録紙Ｐの大きさＢ５サイズに対して、閉鎖板５７ａを閉、閉鎖板５７ｂを開、閉鎖板５７ｃを閉と記憶している。この場合、制御部１００は、各ソレノイドを個別に駆動制御して、閉鎖板５７ａが閉、閉鎖板５７ｂが開、閉鎖板５７ｃが閉の状態になるまで各閉鎖板を回動させる。これにより、冷却部５１を構成する分岐路５５ａ，５５ｅへの冷却ファン５２からの冷却空気の進入を止め、冷却空気が分岐路５５ｂ，５５ｃ，５５ｄにのみ進入する。

第２実施形態では、記録紙排出口１５７から排出される記録紙Ｐの大きさに応じて、分岐路５５ａ，５５ｂ，５５ｅへの冷却空気の進入が規制されるので、記録紙Ｐの大きさに応じて必要となる分の冷却空気を効率良く記録紙Ｐに当てることができる。

また、第２実施形態では、分岐路５５ａ，５５ｂ，５５ｅを閉鎖し、開放する冷却空気排出口５３の数を少なくする場合に、ファン稼動部１０１が、冷却ファン５２の回転力を低下させる駆動制御を行い、風圧を調整するようにしてもよい。これにより、消費電力を低減することができる。

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。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プリンター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、コピー機能、プリンター機能、スキャナー機能、ファクシミリ機能を有した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８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
１０ 制御ユニット
１３ 定着部
５１ 冷却部
５２ 冷却ファン
５３，５３ａ〜５３ｅ 冷却空気排出口
５４ ダクト
５５，５５ａ〜５５ｅ 分岐路
５６ 連結部
５７ａ，５７ｂ，５７ｃ 閉鎖板
１０１ ファン稼動部
１５７ 記録紙排出口
１８１ 排出ローラー対
Ｐ 記録紙

Claims (3)

1. トナー像を記録紙に定着させる定着部と、
   前記定着部よりも前記記録紙の搬送方向下流側にあって前記記録紙を排出するための記録紙排出口と、
   前記記録紙排出口に設けられた排出ローラー対と、
   冷却ファンと、前記冷却ファンから送られてくる冷却空気を、前記冷却空気を排出するための冷却空気排出口に向けて誘導するダクトと、を有する冷却部と、
   記憶部と、
   前記冷却部の動作を制御する制御部と、を備え、
   前記冷却空気排出口が、前記記録紙排出口よりも前記搬送方向下流側で上方となる位置に、前記冷却空気を排出する方向を下向きにして配置され、前記排出ローラー対により形成されるニップ部よりも前記搬送方向の下流側に向けて前記冷却空気を吹き出し、
   前記ダクトは、前記冷却空気が送り込まれるように前記冷却ファンと連結されている本体部と、前記本体部から分岐され、前記冷却空気排出口がそれぞれ形成されている複数の分岐路と、前記本体部に設けられ、前記複数の分岐路の少なくとも１つを閉鎖して、前記複数の分岐路の少なくとも１つに対する前記冷却空気の通過を遮断する可動式の閉鎖板と、を含み、
   前記記憶部は、前記記録紙排出口から排出される前記記録紙の大きさに応じた前記閉鎖板の開閉動作を示す情報を予め記憶し、
   前記制御部は、前記記憶部に記憶されている前記情報にしたがって、前記記録紙排出口から排出される前記記録紙の大きさに応じて前記閉鎖板の開閉動作を制御することによって、前記閉鎖板によって閉鎖されていない前記分岐路に形成されている前記冷却空気排出口に向けて前記冷却空気を誘導し、
   前記制御部はさらに、前記閉鎖板によって閉鎖されている前記分岐路が存在する場合には、前記冷却ファンの回転力を低下させるように、前記冷却ファンの動作を制御する、画像形成装置。
2. 前記冷却空気排出口は、前記記録紙排出口の前記搬送方向と交差する幅方向の中央部の上方と両側部の上方となる位置にそれぞれ配置されている請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記閉鎖板に、前記中央部ではなく、前記両側部の上方となる位置に配置されている前記冷却空気排出口への前記冷却空気を遮断させる請求項２に記載の画像形成装置。