JP6562768B2

JP6562768B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP6562768B2
Application number: JP2015164763A
Authority: JP
Inventors: 栄彦藤井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2015-08-24
Filing date: 2015-08-24
Publication date: 2019-08-21
Anticipated expiration: 2035-08-24
Also published as: US9989918B2; JP2017044738A; US20170060086A1

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリあるいは複合機などの、電子写真技術を用いた画像形成装置に関する。

画像形成装置は、トナー単体からなる一成分現像剤や、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いて画像形成を行っている。一成分現像剤や二成分現像剤（以下、これらをまとめて現像剤と呼ぶ）は、画像形成時に現像器により現像に供されて消費される。現像剤が消費され現像器内の現像剤量が少なくなると、トナー帯電量が低下して画像不良を生じさせる原因となる。そこで、トナー帯電量が低下しないように、現像器に対しトナーボトルから現像剤が補給される。

かかる画像形成装置において、トナーボトルが熱源の近傍に配設されていると、トナーボトル内の現像剤が熱の影響を受け溶融しまた凝集することで、これを原因とする画像不良が生じやすくなる。トナーボトルの温度上昇を防ぐために、トナーボトルは熱源から離して配設されるのが好ましいが、最近では装置の小型化の観点などから、トナーボトルを熱源の近傍に配設せざるを得ない場合がある。ただし、そうした場合でも、トナーボトルは熱源から断熱されるのが好ましい。

そこで、従来では、冷却のための空気を通す冷却ダクトを、トナーボトルと熱源の中間搬送装置との間に配設した装置が提案されている（特許文献１）。あるいは、装置本体内から装置本体外へ排気する空気を通す排気ダクトを、トナーボトルと熱源の用紙積載部との間に配設した装置が提案されている（特許文献２）。特許文献２に記載の装置では排気ダクトの一部が金属で構成され、その金属部分で熱を反射させることによりトナーボトルに熱が伝わり難くしている。

特開２０１１−２４２６３５号公報特開２０１３−１９５８１０号公報

しかしながら、冷却ダクトが配設される場合、冷却のための空気を送風するファンを別途設置しなければならず、これは装置の小型化に反するし、また装置がコストアップしてしまい得る。他方、排気ダクトが配設される場合、熱源から断続的に熱が加えられると金属部分の温度が上昇し、その結果、トナーボトルの温度が上昇してしまうことがある。また、排気ダクトを通る空気の熱によって排気ダクト自体が熱を持ち、その影響を受けてトナーボトルの温度が上昇しやすい。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、簡易な構成で排気ダクトの熱の影響によるトナーボトルの温度上昇を抑制できる画像形成装置の提供を目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、装置本体と、前記装置本体内の熱源と、前記装置本体内に設けられた、トナーを収容するトナー収容体と、前記トナー収容体の上部に設けられ、前記装置本体から排出されるシートを処理する外部機器を装着可能であって、前記外部機器の未装着時には前記装置本体から排出されるシートを積載可能なシート積載部と、前記シート積載部と前記トナー収容体との間に延設されて、前記熱源で発生した熱を前記装置本体外へ排気する排気経路部と、前記装置本体に連結され、前記シート積載部に装着された外部機器を支持する支持部材と、を備え、前記支持部材は、前記トナー収容体の少なくとも一部と前記排気経路部との間に配設される第一部分と、前記排気経路部よりも前記シート積載部側に突出して前記シート積載部に装着された前記外部機器を支持する第二部分とを有する、ことを特徴とする。

本発明によれば、支持部材により排気経路部の熱をトナー収容体に伝わり難くすると共に、支持部材から連結先の装置本体へと熱を伝達させて、支持部材から熱を逃がすことができる。これにより、排気経路部の熱の影響によるトナー収容体の温度上昇を抑制することが簡易な構成によって実現できる。

本実施形態に係る画像形成装置を示す外観斜視図。シート処理装置を装着した場合の画像形成装置の一部を示す拡大図。画像形成装置の構成を示す断面図。補強板金を説明する斜視図。排気ダクトと補強板金とトナーボトルの位置関係を示す模式図。

［画像形成装置］
以下、本実施形態に係る画像形成装置について、図１乃至図５を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置を示す外観斜視図である。本実施形態の画像形成装置６０は、いわゆる胴内排紙タイプの画像形成装置である。画像形成装置６０は、記録材（シート）に画像形成するための画像形成本体部（装置本体）７０と、原稿の画像情報を読取るための画像読取部４１とを備える。図示のように装置本体７０の上方に、画像読取部４１は設けられる。これら装置本体７０と画像読取部４１との間には、装置本体７０で画像形成された記録材を排出、積載可能なシート積載部１３が形成されている。シート積載部１３には、排紙トレイ（不図示）が着脱自在に設けられている。なお、シート積載部１３は、後述する外部機器の未装着時に記録材を積載する。装置本体７０には、記録材上（シート上）にトナー像を形成可能な画像形成部や、記録材上に形成されたトナー像を加熱してシートに定着させる定着装置などが含まれる。

また、画像形成装置６０は、表示部や入力キー等を有する操作部４６、装置全体を制御する制御装置や電力を供給する電源等を有する電装部４７などを備える。さらに、装置本体７０内（装置本体内）の空気を装置外へと排気するため、排気経路部としての排気ダクト１４を備える。排気ダクト１４は樹脂によって筒状に形成され、後述するように（後述の図３参照）、シート積載部１３とトナーボトル６０５との間を通るように配設されている。そして、排気ダクト１４は、排気口１４ａが装置本体７０から排出される記録材の排出方向（図中矢印Ｘ方向）と同じ向きに向けられ、図示のようにシート積載部１３で装置本体７０外へ飛び出している。つまり、排気ダクト１４を通る空気は装置正面側（図中矢印Ｙ方向）に向けて排気されずに、シート積載部１３側に排気される。このようにして、排気ダクト１４からの排気が使用者にあたらないようにしている。

シート積載部１３には、外部機器としてのシート処理装置１００を装着可能である。図２に、シート処理装置１００を装着した場合の画像形成装置６０を示す。シート処理装置１００は、排紙トレイが装着されていない状態でシート積載部１３に装着される。シート処理装置１００は、装置本体７０から排出された記録材を受け取った後に、受け取った記録材に対して所定の後処理を施す装置である。シート処理装置１００は、例えば記録材の仕分け分類、綴じ工程、折り工程等の種々の後処理を行い得る。本画像形成装置６０において、シート処理装置１００の離脱方向は記録材の排出方向と同じ向き（図中矢印Ｘ方向）である。シート処理装置１００の装着時、排気ダクト１４を通る空気はシート処理装置１００の排気口１００ａから排気される。なお、外部機器はシート処理装置１００に限られない。

画像形成装置６０で行われる記録材への画像形成について、図３を用いて説明する。図３は、画像形成装置の構成を示す断面図である。図３に示す画像形成装置６０は、装置本体７０内に４色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫ）の画像形成ユニット６００を中間転写ベルト６１に対向させて配置した、所謂中間転写タンデム方式の装置である。

画像形成装置６０の記録材の搬送プロセスについて説明する。記録材Ｓは、記録材収納庫（カセット）６２内に積載される形で収納されており、給紙ローラ６３により画像形成タイミングに合わせて給紙される。記録材収納庫（カセット）６２からの給紙は、例えば摩擦分離方式などが用いられる。給紙ローラ６３により送り出された記録材Ｓは、搬送パス６４の途中に配置されたレジストローラ６５へと搬送される。そして、レジストローラ６５において記録材Ｓの斜行補正やタイミング補正が行われた後、記録材Ｓは二次転写部Ｔ２へと送られる。二次転写部Ｔ２は、対向する二次転写内ローラ６６および二次転写外ローラ６７により形成される転写ニップ部であり、所定の加圧力と静電的負荷バイアスを与えることで記録材Ｓ上にトナー像を吸着させる。

以上説明した二次転写部Ｔ２までの記録材Ｓの搬送プロセスに対して、同様のタイミングで二次転写部Ｔ２まで送られて来るトナー像の作像プロセスについて説明する。まず、画像形成ユニット６００について説明するが、各色の画像形成ユニットの構成は、トナーの色以外は基本的に同じであるため、以下、代表して、ここではブラック（ＢＫ）の画像形成ユニット６００について説明する。

画像形成ユニット６００は、主に感光ドラム１、帯電装置２、現像装置３、一次転写装置４、及び感光ドラムクリーナ５等から構成される。回転駆動される感光ドラム１の表面は、帯電装置２により予め表面を一様に帯電され、その後、上記の画像読取部４１に読取られた画像情報の信号等に基づいて駆動される露光装置６８によって静電潜像が形成される。次に、感光ドラム１上に形成された静電潜像は、現像装置３によるトナー現像を経て可視像化される。その後、画像形成ユニット６００と中間転写ベルト６１を挟んで対向配置される一次転写装置４により所定の加圧力および静電的負荷バイアスが与えられ、感光ドラム１上に形成されたトナー像が、中間転写ベルト６１上に一次転写される。感光ドラム１上に僅かに残った転写残トナーは、感光ドラムクリーナ５により除去され、再び次の作像プロセスに備える。

上記の画像形成ユニット６００は、図３に示す構造の場合、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（ＢＫ）の４セット存在する。ただし、色数は４色に限定されるものではなく、また色の並び順もこの限りではない。現像装置３で使用するトナーは、画像形成装置６０に着脱可能に設けられた各色のトナーボトル６０５から補給される。トナーボトル６０５は、トナー補給装置として機能する。トナー収容体としてのトナーボトル６０５は長筒状に形成され、装置本体７０に着脱可能に並列配置される。トナーボトル６０５の装置本体７０からの取り外し向きは、上述したシート処理装置１００を取り外す向き（図３矢印Ｘ方向）に交差する向き（図の奥側から手前側）である。このように、トナーボトル６０５は、長手方向が記録材Ｓの排出向きに交差するようにして、装置本体７０内に収容されている。このトナーボトル６０５の上部に、シート積載部１３は設けられる。

中間転写ベルト６１について説明する。中間転写ベルト６１は、テンションローラ６、二次転写内ローラ６６、および張架ローラ７ａ、７ｂによって張架され、図中矢印Ｃ方向へと回転駆動される無端ベルトである。二次転写内ローラ６６は、中間転写ベルト６１を駆動する駆動ローラも兼ねている。上述のＹ、Ｍ、ＣおよびＢＫの各画像形成ユニット６００により並列処理される各色の作像プロセスは、中間転写ベルト６１上に一次転写された上流の色のトナー像上に順次重ね合わせるタイミングで行われる。その結果、最終的にはフルカラーのトナー像が中間転写ベルト６１上に形成され、二次転写部Ｔ２へと搬送される。

以上、それぞれ説明した搬送プロセスおよび作像プロセスを以って、二次転写部Ｔ２において記録材Ｓとフルカラートナー像のタイミングが一致し、二次転写が行われる。その後、記録材Ｓは定着装置９へと搬送され、記録材Ｓ上（シート上）に形成されたトナー像が加熱されて記録材Ｓに溶融固着（熱定着）される。こうして画像定着された記録材Ｓは、排紙ローラ６９の順回転により、そのままシート積載部１３上に排出されるか、もしくは両面画像形成を行うかの選択が行われる。

両面画像形成を要する場合には、排紙ローラ６９の順回転により記録材Ｓの後端が切り替え部材６０２を通過するまで搬送された後、排紙ローラ６９を逆回転させることで先後端を入れ替え、両面搬送パス６０３へと搬送される。その後、給紙ローラ６３より搬送されてくる後続ジョブの記録材とのタイミングを合わせて、再給紙ローラ６０４によって再び搬送パス６４へと送られる。その後の搬送ならびに裏面の作像プロセスに関しては、上述の場合と同様なので説明を省略する。

［排気ダクト］
排気ダクト１４は、画像形成に伴い定着装置９等で発生し、二次転写外ローラ６７から定着装置９に至る範囲に滞留し得る熱を排気するために配設されている。そうするため、図３に示すように、排気ダクト１４は、吸気口１４ｂが装置本体７０内において主な熱源である定着装置９の近傍に配置されている。その一方で、既に述べたように、排気口１４ａがシート積載部１３で装置本体７０外（装置本体外）へ飛び出すようにして且つ装置正面側に向かないように、排気ダクト１４は配置されている。これは、装置正面側に排気されると、熱を含んだ空気が操作部４６（図１参照）を操作する使用者に向かい、使用者に不快感を与えてしまう恐れがあるからである。また、装置背面側には電装部４７（図１参照）が全面にわたって配置されているので、排気ダクト１４を装置背面側に取り回すスペースの余裕がない。さらに、記録材Ｓが搬送される搬送パス６４や両面搬送パス６０３等の記録材Ｓの搬送経路が配置された側面側にも、排気ダクト１４を取り回すスペースの余裕がなく、排気ダクト１４を配設するのが難しい。そこで、排気ダクト１４は、シート積載部１３とトナーボトル６０５との間に、定着装置９側からシート積載部１３側へと１乃至複数のトナーボトル６０５を横断するようにして、トナーボトル６０５の長手方向に交差する向きに延設されている。

上述したように、画像形成装置６０では、シート積載部１３に排紙トレイの代わりにシート処理装置１００を設置することができる。ただし、排紙トレイに比べるとシート処理装置１００は重量が嵩む。シート積載部１３とトナーボトル６０５との間には天板が配置されるが、天板は薄くシート処理装置１００のような重量物を載置できる程の剛性がない。そこで、シート処理装置１００を支持するために、補強板金２０がシート積載部１３とトナーボトル６０５との間に配置されている。補強板金２０について、図４及び図５を用いて説明する。

［補強板金］
図４に示すように、支持部材としての補強板金２０は、トナーボトル６０５の長手方向に延設され、装置本体７０の前後で前側板金２１と後側板金２２とに連結されている。例えば、前側板金２１や後側板金２２は装置本体７０の金属製のフレームの一部であるが、これに限られない。補強板金２０は、高い熱伝導性を有し且つ剛性の高い他の箇所に連結されていてもよい。

補強板金２０は、高い熱伝導性を有する例えばステンレスなどの金属により、凹形状に形成された金属部材である。補強板金２０は、第一部分としての凹み部２０ａと第二部分としての支持部２０ｂとを有する。凹み部２０ａは、補強板金２０の長手方向（トナーボトル６０５の長手方向）に交差する向きに延設される排気ダクト１４が入り込む。言い換えれば、凹み部２０ａはトナーボトル６０５の少なくとも一部と排気ダクト１４との間に配設されている。支持部２０ｂは、シート積載部１３に載置されたシート処理装置１００を支持する。図４の場合、支持部２０ｂが補強板金２０の両端側に配置され、補強板金２０は支持部２０ｂを介して前側板金２１と後側板金２２とに連結されている。

図５に示すように、補強板金２０は、支持部２０ｂが鉛直方向において凹み部２０ａに入り込んだ排気ダクト１４の上面よりも高い位置に位置するように、凹み部２０ａの深さや支持部２０ｂの高さが調整されている。つまり、支持部２０ｂは排気ダクト１４よりもシート積載部側に突出してシート積載部１３に装着されたシート処理装置１００を支持する。このように、排気ダクト１４の上面が支持部２０ｂによって支持されたシート処理装置１００の下面に接触しないように、補強板金２０は形成される。

また、補強板金２０は、凹み部２０ａとトナーボトル６０５との間に隙間Ｇが空くように設けられる。さらに、凹み部２０ａと排気ダクト１４との間にも隙間Ｆが空くように設けられる。即ち、補強板金２０は、凹み部２０ａがトナーボトル６０５及び排気ダクト１４に非接触に配設されている。そうなるように、凹み部２０ａの深さや支持部２０ｂの高さが調整されている。

以上のように、本実施形態の画像形成装置６０では、排気ダクト１４とトナーボトル６０５との間に、装置本体７０に連結された補強板金２０が配設される。こうすると、排気ダクト１４内を通る空気の熱によって排気ダクト１４が熱を持ったとしても、排気ダクト１４からの熱を補強板金２０により反射、吸収することができる。つまり、トナーボトル６０５は排気ダクト１４から断熱される。また、トナーボトル６０５と補強板金２０との間、さらには排気ダクト１４と補強板金２０との間に隙間を設け、それらの間に空気層を形成している。空気層は高い断熱性を有するが故に、トナーボトル６０５を断熱する効果が容易に得られる。そして、補強板金２０は前側板金２１及び後側板金２２を介して装置本体７０に連結されるので、補強板金２０から連結先の装置本体７０へと熱を伝達させて補強板金２０から熱を逃がすことが容易にできる。以上のような簡易な構成で、排気ダクト１４の熱の影響によるトナーボトル１２の温度上昇を抑制することができる。トナーボトル６０５の温度上昇を抑制できれば、長い時間に亘って画像不良を生じさせることなく連続して画像形成を行うことができるようになる。

なお、上述した実施形態では、各色の感光ドラム１から中間転写ベルト６１に各色のトナー像を一次転写した後に、記録材Ｓに各色の複合トナー像を一括して二次転写する構成の画像形成装置を説明したが、これに限らない。例えば、感光ドラムから記録材に直接転写する直接転写方式の画像形成装置であってもよい。

９…熱源（定着装置）、１３…シート積載部、１４…排気経路部（排気ダクト）、１４ｂ…吸気口、２０…支持部材（補強板金）、２０ａ…第一部分（凹み部）、２０ｂ…第二部分（支持部）、２１…フレーム（前側板金）、２２…フレーム（後側板金）、７０…装置本体、１００…外部機器（シート処理装置）、６０５…トナー収容体（トナー補給装置、トナーボトル）

Claims

装置本体と、
前記装置本体内の熱源と、
前記装置本体内に設けられた、トナーを収容するトナー収容体と、
前記トナー収容体の上部に設けられ、前記装置本体から排出されるシートを処理する外部機器を装着可能であって、前記外部機器の未装着時には前記装置本体から排出されるシートを積載可能なシート積載部と、
前記シート積載部と前記トナー収容体との間に延設されて、前記熱源で発生した熱を前記装置本体外へ排気する排気経路部と、
前記装置本体に連結され、前記シート積載部に装着された外部機器を支持する支持部材と、を備え、
前記支持部材は、前記トナー収容体の少なくとも一部と前記排気経路部との間に配設される第一部分と、前記排気経路部よりも前記シート積載部側に突出して前記シート積載部に装着された前記外部機器を支持する第二部分とを有する、
ことを特徴とする画像形成装置。
前記支持部材は、前記第一部分と前記トナー収容体との間に隙間を有するように配設される、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記支持部材は、前記第一部分と前記排気経路部との間に隙間を有するように配設される、
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。
前記支持部材は金属部材であり、前記装置本体の金属製のフレームに連結される、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記トナー収容体は、長筒状に形成され、
前記排気経路部は、前記トナー収容体の長手方向に交差する向きに延設され、
前記支持部材は、前記長手方向に延設されている、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
シート上にトナー像を形成可能な画像形成部と、前記画像形成部によりシート上に形成されたトナー像を加熱してシートに定着させる定着装置と、を備え、
前記排気経路部は前記定着装置の近傍に吸気口が配置されて、前記定着装置で発生した熱を前記装置本体外へ排気する、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記トナー収容体は、前記画像形成部にトナーを補給するトナー補給装置である、
ことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。