JP7106387B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタなどの画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、シート上のトナー像を熱で溶融させてシート上に定着させる定着部を有する。この定着部の定着処理に際して、定着部にトナーが転移することがある。そこでトナーにワックスを内包させ、定着処理時にトナーからワックスを染み出させて定着部とトナー像との界面に介在させ、定着部へのトナーの転移を抑制する構成が知られている。

しかしながら、トナーに内包されるワックスに熱が付与されると、ワックスの一部が気化し、気化したワックスは空気中で冷やされて凝縮してダストとなる。そこで特許文献１では、画像形成装置の外装に対して、画像形成装置から排気される空気の脱塵を行うダクトユニットを設ける構成が記載されている。このダクトユニットは、画像形成装置の外装面に沿って設けられる箱体と、画像形成装置の排気口から箱体に空気を導くダクトと、脱塵を行うフィルタと、箱体の排気口から排気するための気流を生成するファンを有する。

特開２０１７－３２８３３号公報

特許文献１に記載の構成は、ダクトユニットのフィルタにおいて２つの空気の流路が合流し、その後に装置外に空気を排気する構成である。このようにフィルタにおいて空気の流路が合流する場合、フィルタが広域に亘って必要となり、装置が大型化するおそれがある。

そこで本発明はこれに鑑み、装置本体の外装に取り付けられ、定着部で暖められた空気を装置の外部に排気するためのダクトの内部のフィルタを小型化することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、記録材に転写されたトナー像を定着部において加熱して記録材に定着させて画像を形成する画像形成装置において、前記定着部により暖められた空気を装置本体の外部に排気するための第１排気口と第２排気口と、前記装置本体の外装に取り付けられ、前記第１排気口と前記第２排気口から排気された空気を前記装置本体の外部に排気するための流路を形成するダクトと、前記第１排気口から空気を排気し、その空気を前記ダクトの内部に取り込むための気流を生成する第１ファンと、前記第１ファンと異なる位置に設けられ、前記第２排気口から空気を排気し、その空気を前記ダクトの内部に取り込むための気流を生成する第２ファンと、前記ダクトの内部に設けられ、前記空気に含まれる微粒子を取り除くフィルタであって、前記第１排気口から排気された前記空気と前記第２排気口から排気された前記空気とが合流する合流部よりも前記空気の流れる方向の下流側に配置されたフィルタと、前記ダクトにおける空気が流れる方向の下流端部に設けられ、第１排気口と前記第２排気口から排気された空気を外部に排気するための第３排気口と、前記ダクトの内部に設けられ、前記空気を前記第３排気口から排気するための気流を生成する第３ファンと、を有し、前記ダクトは、前記第１排気口から排気された空気を給気する第１給気口と、前記第２排気口から排気された空気を給気する第２給気口を備え、前記ダクトにおいて、前記第１給気口及び前記第２給気口から給気される単位時間当たりの前記空気の量は、前記第３排気口から排気される単位時間当たりの前記空気の量以下である、ことを特徴とする。

本発明によれば、画像形成装置において、装置本体の外装に取り付けられ、定着部で暖められた空気を装置の外部に排気するためのダクトの内部のフィルタを小型化することができる。

画像形成装置の断面概略図である。 定着装置の断面概略図である。 定着装置とファンと冷却用ダクトの模式図である。 画像形成装置の内部説明図である。 ファンの駆動タイミングを説明するためのグラフである。 画像形成装置を背面側からみた斜視図である。 ダクトユニットの模式図である。 ダクトユニットの斜視図である。 ダクトユニットの斜視図である。 ダクトユニットの断面図である。 ダクトユニットの断面図である。 ダクトユニットの断面図である。 下部ユニットの斜視図である。 下部ユニットの斜視図である。 下部ユニットの断面図である。 ダクトユニットのダクト内の温度分布を示すグラフである。 ダクトユニットにおけるダクトの給気口から給気される空気の流量とダクト排気口から排気される空気の流量と、画像形成装置の装置内温度との関係を示すグラフである。 画像形成装置を背面側からみたときのダクトユニットと電気系ユニットの配置図である。

（第１実施形態）
＜画像形成装置＞
以下、まず本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の全体構成を画像形成時の動作とともに図面を参照しながら説明する。なお、記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１は、本実施形態に係る画像形成装置Ｈの断面概略図である。図１に示す様に、画像形成装置Ｈは、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色のトナーを用いてシートに画像を形成する電子写真方式の画像形成装置である。画像形成装置Ｈは、シートにトナー像を転写して画像を形成する画像形成部と、画像形成部に向けてシートを供給するシート給送部と、シートにトナー像を定着させる定着部を備える。

画像形成部は、上記各色のトナーを使用して各色のトナー像を形成するプロセスユニット１０３（１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋ）を備える。また露光装置１０４（１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋ）、中間転写ベルト６、二次転写ローラ８、二次転写対向ローラ９などを備える。

各々のプロセスユニット１０３は、感光体ドラム３、帯電ローラ４、現像スリーブ５を有する現像装置、一次転写ローラ７を備える。なお、プロセスユニット１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋはイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックのトナーをそれぞれ使用し、使用するトナーの色以外の構成は各プロセスユニットで同様である。

次に、画像形成動作について説明する。まず図１８に示すコントローラ基板１２０が画像形成ジョブ信号を受信すると、シートカセット１０１に積載収容されたシートＳ（記録材）がピックアップローラ２、給送ローラ１０、搬送ローラ１１によってレジストローラ１２に送り込まれる。次に、シートＳは、レジストローラ１２によって斜行補正、タイミング補正がなされた後に、二次転写ローラ８と二次転写対向ローラ９から形成される二次転写部に送り込まれる。

一方、画像形成部においては、まず帯電ローラ４により感光体ドラム３表面が帯電させられる。その後、不図示の外部機器等から送信された画像データがコントローラ基板１２０に処理され、その処理結果に応じて露光装置１０４が各色の感光体ドラム３表面にレーザ光を照射する。これにより感光体ドラム３表面に画像データに応じた静電潜像が形成される。

その後、現像スリーブ５により感光体ドラム３表面に形成された静電潜像に各色のトナーを付着させ、感光体ドラム３表面にトナー像を形成する。感光体ドラム３表面に形成されたトナー像は、一次転写ローラ７に一次転写バイアスが印加されることで、中間転写ベルト６にそれぞれ一次転写される。これにより中間転写ベルト６表面にフルカラーのトナー像が形成される。

その後、不図示の駆動源から駆動力を受けた二次転写対向ローラ９が回転することで、中間転写ベルト６が従動回転してトナー像が二次転写部に送られる。そして二次転写部において二次転写ローラ８に二次転写バイアスが印加されることで、中間転写ベルト６上のトナー像がシートＳに転写される。

次に、トナー像が転写されたシートＳは定着装置５０に搬送される。定着装置５０は、定着部として、ヒータ１６（図２）を内包する定着ベルト２０と、定着ベルト２０を加圧するとともに不図示の駆動源の駆動力によって回転し、定着ベルト２０を従動回転させる加圧ローラ２２を備える。

定着装置５０に搬送されたシートＳは、定着ベルト２０と加圧ローラ２２から形成される定着ニップ部Ｎにおいて挟持、搬送されながら加熱、加圧処理が施され、これによりシートＳ上のトナー像がシートＳに定着される。その後、トナー像が定着されたシートＳは、排出ローラ７０によって排出トレイ１０６に排出される。

なお、本実施形態では、トナーにパラフィンワックスが内包されており、定着処理の熱により溶融したワックスを定着ベルト２０とトナー像との界面に介在させてトナーが定着ベルト２０に付着しないようにしている。このワックスの融点は約７５℃前後であり、定着ニップ部の目標温度は１７０℃である。

またワックスは上記のものに限られず、例えばトナーの樹脂分子に炭化水素鎖等のワックス分子構造を反応させたものなど、ワックスの分子構造を含んだ化合物を用いることもできる。またワックスではなく、シリコンオイル等の離型作用を有する他の物質を用いることもできる。

またシートＳの両面に画像を形成する場合、シートＳは、定着装置５０により表面にトナー像が定着された後に反転路１３に導かれる。その後、反転ローラ１４がシートＳを挟持した状態で逆回転し、シートＳは再給送路１５を経由して表裏面が反転した後、二次転写部に再び送られる。次に、シートＳの表面と同様に裏面に画像が形成され、その後にシートＳは排出トレイ１０６に排出される。

ここで、画像形成装置Ｈは、画像形成部によって画像が形成されたシートＳに対して綴じ処理や折り処理等を行う不図示のシート処理装置を装着することが可能となっている。本実施形態の画像形成装置Ｈにおいて、シート処理装置は、不図示の中継ユニット等を介して図１中の左側に接続される。つまり、シート処理装置は、画像形成装置Ｈに対して、画像形成装置Ｈの左右方向（幅方向）における定着装置５０の反対側に装着される。

＜定着装置＞
次に、定着装置５０の構成について説明する。

図２は、定着装置５０の断面概略図である。図２に示す様に、定着装置５０は、定着ベルト２０、加圧ローラ２２、通電により発熱するヒータ１６、ヒータ１６を保持するヒータホルダ１７を備える。またガイド部材２３、定着排紙ローラ２６、メインサーミスタ１９、サブサーミスタ１８を備える。

加圧ローラ２２は、ステンレス製の芯金の上に射出成形によって厚み約３ｍｍのシリコーンゴム層を形成し、その上に厚み約４０μｍのＰＦＡ樹脂チューブを被覆して形成されている。また加圧ローラ２２は、芯金の両端部がフレーム２４に取り付けられた不図示の軸受に回転自在に保持されており、不図示の駆動源の駆動力によって回転する。

定着ベルト２０は、無端円筒状の部材であり、ヒータホルダ１７にルーズに外嵌されている。またヒータホルダ１７は、加圧ローラ２２の回転軸線方向の両端部を不図示の付勢機構により片側９８Ｎ、合計１９６Ｎの力で加圧ローラ２２に向けて付勢されている。これによりヒータ１６が定着ベルト２０を介して加圧ローラ２２に圧接し、定着ニップ部Ｎが形成される。なお、付勢機構は、ジャム処理時にシートＳを除去するために付勢を解除できる構成となっている。

また加圧ローラ２２が回転すると、加圧ローラ２２と接する定着ベルト２０が摩擦力により内周面をヒータ１６に接触・摺動させながらヒータホルダ１７の外回りを従動回転する。またヒータホルダ１７と定着ベルト２０の内周面との摺動性を確保するために、定着ベルト２０の内周面にはグリスが塗布されている。

メインサーミスタ１９は、ヒータ１６の裏面に接触するように設けられ、ヒータ１６の温度を検出する。サブサーミスタ１８は、定着ベルト２０の内周面に弾性的に接触して設けられ、定着ベルト２０の温度を検出する。これらのメインサーミスタ１９、サブサーミスタ１８は、不図示のＡ／Ｄコンバータを介してＣＰＵ２１に接続されている。ＣＰＵ２１は、メインサーミスタ１９、サブサーミスタ１８の出力に基づいてヒータ駆動回路２８によるヒータ１６への通電を制御し、ヒータ１６を温調制御する。尚、メインサーミスタ１９は、ヒータ１６の長手方向における中央付近に配置される。サブサーミスタ１８は、定着ベルト２０の長手方向における端部付近に設けられている。

ガイド部材２３は、シートＳに接触することでシートＳを定着ニップ部Ｎに案内する。またガイド部材２３は、本実施形態ではポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂で形成されている。

定着処理を行う際は、まず未定着のトナー像を担持したシートＳが定着ニップ部Ｎに導入される。次に、定着ニップ部ＮにおいてシートＳがトナー像の担持面側を定着ベルト２０の外周面に接触させながら挟持搬送される。この搬送過程において、ヒータ１６の熱が定着ベルト２０を介してシートＳ上のトナー像に付与され、未定着のトナー像が溶融してシートＳに定着される。その後、定着ニップ部Ｎを通過したシートＳは、定着ベルト２０から曲率分離されて定着排紙ローラ２６により排出ローラ７０側に搬送される。

＜冷却部＞
次に、定着ニップ部Ｎを冷却する冷却部について説明する。

定着装置５０に搬送されるシートＳが大きい場合、定着ニップ部Ｎでは、シートＳの搬送方向と直交するシート幅方向のほぼ全域をシートＳが通過する。これにより定着ニップ部Ｎのほぼ全域の熱がシートＳに奪われ、定着ニップ部Ｎの温度はシート幅方向でほぼ一定の温度となる。

これに対して定着装置５０に搬送されるシートＳが小さい場合、定着ニップ部Ｎでは、シート幅方向の中央付近のみをシートＳが通過する。このため、定着ニップ部Ｎでは、シート幅方向の中央付近の熱はシートＳに奪われるものの両端部の熱は奪われず、両端部の温度は中央付近の温度と比較して高温となる。

この場合、中央部での定着性を保つためにヒータ１６の温度を上げると、中央部の温度は所望の温度になるものの両端部の温度は上がり続け、部材の変形等、定着装置５０に悪影響を及ぼすおそれがある。そこで画像形成装置Ｈは、定着ニップ部Ｎのシート幅方向の両端部の昇温を抑制するために、定着ニップ部Ｎを冷却する冷却部として、ファン９５、９６と冷却用ダクト３０を備える。

図３は、定着装置５０とファン９５、９６と冷却用ダクト３０の模式図である。図４は、画像形成装置Ｈの内部説明図であり、装置本体の外装の一部を透明化した状態の斜視図である。図５は、ファン９５、９６の駆動タイミングを説明するためのグラフである。

図３～図５に示す様に、定着ベルト２０の回転軸線方向の両端部には、定着ベルト２０を冷却するための２つのファン９５、９６と冷却用ダクト３０が設けられている。冷却用ダクト３０は、定着ベルト２０の両端部であり、定着装置５０が小サイズのシートＳに定着処理を行った際に定着ベルト２０において小サイズのシートＳが通過しない非通過領域に空気を案内する。またファン９５、９６は、サブサーミスタ１８の検出温度が所定以上の時に駆動がＯＮされ、所定以下の時に駆動がＯＦＦされる。

このような構成により、小サイズのシートＳに定着処理を連続して行った際に非通過領域が昇温することを抑制することができる。なお、本実施形態では、ファン９５、９６としてシロッコファン等の遠心ファンを用いるものの、他の種類のファンを用いることも可能である。

＜ダクトユニットの概要＞
次に、画像形成装置Ｈから排気される空気の脱塵を行うダクトユニット２００の概要について説明する。画像形成装置Ｈは、装置本体１にダクトユニット２００が取り付けられている。装置本体１の背面側には、外装カバーとしての上カバー１１１と下カバー１１２が設けられ、ダクトユニット２００は上カバー１１１と下カバー１１２を介して装置本体１に取り付けられている。ダクトユニット２００は、定着装置５０により暖められた空気を装置本体１の外部に排気するための流路を形成する。

上述したように、定着装置５０において定着処理のためにシートＳ上のトナー像に熱を付与した場合、トナーに内包されるワックスの一部が気化し、気化したワックスは空気中で冷やされて凝縮してダストを含む空気となる。このダストの多くは定着装置５０のシート導入口４００近傍に付着し、特に高温環境下ではダストが大粒径化してシート導入口４００の近傍に付着しやすくなることが本発明者の研究で分かっている。

ここで欧州におけるＢＬＵＥ ＡＮＧＥＬ規格では、超微粒子（ＵＬＴＲＡ ＦＩＮＥ ＰＡＲＴＩＣＬＥＳ）の排出量規格が規定されており、画像形成装置Ｈにおいても超微粒子の排出量低減が望まれている。そこで画像形成装置Ｈは、定着装置５０により暖められた空気の脱塵を行うために、ダクトユニット２００を搭載している。

図６は、画像形成装置Ｈを背面側からみた斜視図である。図６に示す様に、画像形成装置Ｈの外装には、後方に突出するようにダクトユニット２００が設けられている。ダクトユニット２００は、上ダクト２２４を備える上部ユニット２２０と、上ダクト２２４と連結する下ダクト２４１を備える下部ユニット２４０から構成される。

図７は、ダクトユニット２００の模式図である。図７（ａ）に示す様に、定着装置５０の近傍には排熱を行うためのファン９１（第１ファン）、ファン９２（第２ファン）が設けられている。ファン９１、９２は、ファンホルダ２８０にそれぞれ保持されており、ファンホルダ２８０は後側板８０（図４）に締結されている。

また、ファン９１は、定着装置５０周辺の空気を排気する。またファン９２は、ファン９１よりも上方（シート搬送方向下流側）のシートＳの搬送パス近傍に配置され、排出部７５周辺の空気を機外に排気する。排出部７５は、定着装置５０の上方の空間であり、排出ローラ７０周囲の空間である。ファン９１とファン９２は、後側板８０（図４）よりも画像形成装置Ｈの背面側に設けられている。

定着装置５０で発生したダストを含む空気は、ファン９１が生成した気流により装置本体１の排気口２２７から排気され、上ダクト２２４の給気口２３０（第１給気口）から上ダクト２２４内に運ばれる。また自然対流によって上方に運ばれたダストを含む空気は、ファン９２が生成した気流により装置本体１の排気口２２８から排気され、上ダクト２２４の給気口２３１（第２給気口）から上ダクト２２４内に運ばれる。

上ダクト２２４は、２つの給気口２３０、２３１を備え、それぞれの給気口２３０、２３１を介して装置本体１内から排気される空気を導くためにカバー部材２２５の内面に設けられる内ダクト２３３を備える。また内ダクト２３３と下部ユニット２４０の下ダクト２４１と連結し、内ダクト２３３を介して装置本体１内から排気される空気を下部ユニット２４０へ導く外ダクト２２６を備える。上ダクト２２４は、この内ダクト２３３と外ダクト２２６から構成される。

排気口２２７、２２８から排気された空気は、内ダクト２３３の一部である隔壁部２２９ａによってそれぞれが隔てられた後、合流部２２９ｂで合流し、外ダクト２２６を介して下ダクト２４１に運ばれる。つまり合流部２２９ｂよりも空気の流れる方向の上流側に、給気口２３０から給気された空気と給気口２３１から給気された空気とを隔てる隔壁部２２９ａが設けられている。

下ダクト２４１に運ばれた空気は、ファン１０２（第３ファン）に生成された気流によりダクト排気口２４４（第３排気口）側に運ばれる。そして排気口２２７、２２８とダクト排気口２４４との間の排気経路上に設けられたフィルタ２６０でダストが捕集された後、ダクト排気口２４４から画像形成装置Ｈの外部へ排気される。

このようにフィルタ２６０を、給気口２３０から給気された空気と給気口２３１から給気された空気とが合流する合流部２２９ｂよりも空気の流れる方向の下流側に配置する。これによりフィルタ２６０において空気が合流する構成と比較して、フィルタ２６０に入る面の面積を低減してフィルタ２６０を小型化することができる。

また図７（ｂ）に示す様に、ファン１０２の中心線Ｌ１と上ダクト２２４の中心線Ｌ２とが重ならない配置とすることで、下ダクト２４１内の空気を径方向に流れさせて、フィルタ２６０の広範囲を通過させてダストを効率的に捕集することができる。

＜ダクトユニットの詳細な構成＞
次に、ダクトユニット２００の詳細な構成について説明する。

図８、図９は、ダクトユニット２００の斜視図である。図１０、図１１は、図８に示すＬ－Ｌ断面、図９に示すＨ－Ｈ断面でそれぞれ切断したときのダクトユニット２００の断面図である。図１２は、図９に示すＪ－Ｊ断面で切断したときのダクトユニット２００の断面図である。ここで図８、図１０は上部ユニット２２０が閉状態である場合を示す図であり、図９、図１１、図１２は上部ユニット２２０が開状態である場合を示す図である。

図８～図１２に示す様に、上部ユニット２２０は、軸部２２１ａ、２２１ｂを有する。軸部２２１ａ、２２１ｂは、同軸上に配置され、画像形成装置Ｈの装置本体１の外装である上カバー１１１に形成された不図示の穴部に挿入されている。従って、上部ユニット２２０は、軸部２２１ａ、２２１ｂを中心に回動自在に上カバー１１１に支持されており、回動することで画像形成装置Ｈの装置本体１に対して開閉する。また検知手段としての開閉センサ２５により、上部ユニット２２０が装置本体１に対して開状態であることが検知される。

また、上部ユニット２２０は、外装カバーを成すカバー部材２２５と、カバー部材２２５の内部に設けられる上ダクト２２４とによって構成されている。そして、カバー部材２２５は、カバー部材２２５と対向する装置本体１側に設けられるＬＡＮケーブル接続部１２２やＨＤＤ挿入部１２１ａ等のユーザインターフェース１３０を露出するための開閉カバーとなっている。

ここで、本実施形態の画像形成装置Ｈにおいて、ユーザインターフェース１３０は、装置本体１の背面側であって左右方向においてシート処理装置が装着される側面と反対側、つまり定着装置５０側に配置されている。

ＨＤＤ挿入部１２１ａには、ハードディスクドライブ１２１（以下、ＨＤＤ１２１：Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）が挿抜可能になっている。つまり、上部ユニット２２０が閉じられた状態で、装置本体１に設けられたユーザインターフェース１３０は、ダクトユニット２００の内ダクト２３３により覆われる位置に設けられている。このため、上部ユニット２２０を開くとユーザインターフェース１３０にアクセス可能となり、ＨＤＤ１２１の挿抜や不図示のＬＡＮケーブルの接続を行うことができる。

またカバー部材２２５には、マグネットキャッチ用の板金２２３が設けられ、上カバー１１１の板金２２３と対向する部分にはマグネットキャッチ２２２が設けられている。カバー部材２２５は、マグネットキャッチ２２２により装置本体１側（装置本体側）に吸着可能に構成される。

マグネットキャッチ２２２は、板金２２３を介して磁力によりカバー部材２２５を閉じる方向に付勢し、板金２２３を吸着させてカバー部材２２５を閉状態で保持する。つまり、上部ユニット２２０はマグネットキャッチ２２２の磁力によって閉状態で保持される。なお、本実施形態では、上部ユニット２２０が閉じた状態を維持するためにマグネットキャッチ２２２を用いるものの、他の付勢手段によって上部ユニット２２０を閉じる方向に付勢する構成であってもよい。

上部ユニット２２０が閉じられた状態において、給気口２３０はファン９１によって装置本体１内の空気が排出される排気口２２７（第１排気口）と連結され、給気口２３１はファン９２によって装置本体１内の空気が排出される排気口２２８（第２排気口）と連結される。また上ダクト２２４の外ダクト２２６は、下部ユニット２４０が備える下ダクト２４１と連結されている。

すなわち、第１のダクトとしての内ダクト２３３は、装置本体１に対して開閉可能に設けられている。上部ユニット２２０を装置本体１に対して閉じたとき、内ダクト２３３を介して排気口２２７、２２８からダクト排気口２４４への排気経路が形成される。上部ユニット２２０を装置本体１に対して開いたとき、ユーザインターフェース１３０が露出されてアクセス可能となる。なお、下ダクト２４１は、装置本体１に固定された第２のダクトとして構成される。

定着装置５０により暖められた空気は、ファン９１、９２により排気口２２７、２２８から排気され、給気口２３０、２３１から上ダクト２２４の内ダクト２３３に給気される。その後、空気は内ダクト２３３から外ダクト２２６、外ダクト２２６から下ダクト２４１に運ばれる。なお、ダクトユニット２００の上部ユニット２２０を装置本体１に対して閉じた状態において、内ダクト２３３によりＨＤＤ１２１が気流に曝されることを防止する。これにより排気口２２８から排出される高温の空気がＨＤＤ１２１に直接触れることは防止される。

ここで給気口２３１には、排気口２２８との連結部の隙間を封止するために、封止部材２３１ａが両面テープで固定されている。この隙間の大きさは部品単体の成型バラツキや取り付けガタ等によってバラツキがあるため、封止部材２３１ａは、隙間よりも厚い弾性部材を圧縮する構成が好ましい。本実施形態では、封止部材２３１ａとしてオプシーラＪＫＸ－１１０５（三和化工株式会社製）を使用している。

また外ダクト２２６には、カバー部材２２５との固定部の隙間を封止するために、封止部材２２６ａが両面テープで固定されている。封止部材２２６ａも封止部材２３１ａと同様に弾性部材を圧縮する構成が好ましい。本実施形態では、封止部材２２６ａとしてカームフレックスＦ－２（株式会社イノアックコーポレーション製）を使用している。

また下ダクト２４１には、外ダクト２２６との連結部の隙間を封止するために、封止部材２４１ａが両面テープで固定されている。本実施形態では、封止部材２４１ａとしてオプシーラＪＫＸ－１１０５（三和化工株式会社製）を使用している。また上部ユニット２２０の開閉による封止部材２４１ａの摩耗を抑制するために表面にはＰＦ－０５０Ｈ（ＤＩＣ株式会社製）を使用している。

また上部ユニット２２０を開閉する際、封止部材２４１ａの摩耗を抑制するためには、封止部材２４１ａを上部ユニット２２０の回転軸線方向と直交する方向（本実施形態では水平方向）に圧縮させるのが望ましい。しかし外ダクト２２６の外形に合わせて下ダクト２４１との連結部２５０を形成すると、上部ユニット２２０を開閉する際に外ダクト２２６と下ダクト２４１とが干渉してしまう。

そこで図１２に示す様に、下ダクト２４１の外ダクト２２６との連結部２５０は、外ダクト２２６の外形に沿った領域Ｆと、上部ユニット２２０が回転した際にカバー部材２２５の端部２２５ａが通過する軌跡に沿った領域Ｇとで構成している。これにより上部ユニット２２０を開閉する際に外ダクト２２６と下ダクト２４１とが干渉しない。また、上部ユニット２２０を閉じたときに、軸部２２１ａ、２２１ｂの軸線方向に対して直交する方向に封止部材２４１ａを圧縮することができる。

このように、本実施形態では、上部ユニット２２０を装置本体１に対して開閉可能にすると共に、装置本体１と上部ユニット２２０との間に封止部材２４１ａを有する構成とした。これにより、装置本体１の左右方向に対して、シート処理装置が装着される側面と反対側である定着装置５０が設けられる位置近傍にユーザインターフェース１３０を有する構成であっても、ユーザの操作性を低下させることなく、ダクトユニット２００の排気効率を低下させることを抑制することができる。

図１３は、下部ユニット２４０が有するファンホルダ２８０を取り外した状態の下部ユニット２４０の斜視図である。図１４は、下部ユニット２４０が有する下ダクト２４１とフィルタ２６０を取り外した状態の下部ユニット２４０の斜視図である。なお、図１４においては、上ダクト２２４も取り外した状態の図となっている。

図１３、図１４に示す様に、下ダクト２４１は、上ダクト２２４側が開放されており、この開放された部分と外ダクト２２６とが連結される。また下ダクト２４１は、上カバー１１１、下カバー１１２、ファンホルダ２８０に設けられた固定部２８０ａ、１１１ａ、１１２ａにビス固定されている。板状の部材である上カバー１１１（第１の板状部材）、下カバー１１２（第２の板状部材）は、装置本体１の外装であり、下部ユニット２４０は下ダクト２４１、上カバー１１１、下カバー１１２によって空気流路を形成している。

なお、上カバー１１１には、下ダクト２４１との連結部の隙間を封止するために、封止部材１１１ｂが設けられている。本実施形態では、封止部材１１１ｂとしてオプシーラＪＫＸ－１１０５（三和化工株式会社製）を使用し、封止部材１１１ｂは上カバー１１１に設けられたリブ１１１ｄに貼り付けられている。

また下部ユニット２４０において、下ダクト２４１の内部には、ファン１０２、フィルタ２６０が設けられている。また下ダクト２４１の下部にはダクト排気口２４４が設けられている。ダクト排気口２４４は、下ダクト２４１における空気が流れる方向の下流端部に設けられた排気口である。

フィルタ２６０は、樹脂製の枠体２６１に対してろ材２６２が固定された構成となっている。ろ材２６２は、枠体２６１内でプリーツ状に設けられ、これにより表面積を増加させてダストの捕集効率を上げている。またろ材２６２を２つに分割して枠体２６１で保持することで強度を確保している。なお、本実施形態では、ろ材２６２としてＦＭ－９４０６ＷＰ（日本バイリーン株式会社製）を使用している。

フィルタ２６０は、４つの位置決め部２４３により上下方向の位置が規制され、下ダクト２４１の内側と、上カバー１１１とにより挟まれる形で保持される。またフィルタ２６０の枠体２６１の全周には、下ダクト２４１、上カバー１１１、下カバー１１２に対する隙間を封止するための封止部材２６０ａが設けられている。本実施形態では、封止部材２６０ａとしてカームフレックスＦ－２（株式会社イノアックコーポレーション製）を使用している。

ファン１０２は、ファンホルダ２８０（保持部材）に保持されており、ファンホルダ２８０は、下カバー１１２に対してビス固定される。ファン１０２は、フィルタ２６０よりもダクト排気口２４４から排気される気流の下流側に設けられている。ファン１０２は、下ダクト２４１のダクト排気口２４４から排気するための気流を生成する。

ここでフィルタ２６０とファン１０２の間隔が近すぎる場合、ファン１０２で生成された気流がフィルタ２６０の一部分のみを通過し、ダストの捕集効率が低下するおそれがある。そこで本実施形態では、フィルタ２６０とファン１０２との間隔を約４０ｍｍ確保してダストの捕集効率を維持している。つまりフィルタ２６０とファン１０２との間の排気経路上の距離は、４０ｍｍ以上であることが好ましい。

またファンホルダ２８０には、下カバー１１２との隙間を封止するために、封止部材２８０ｃが設けられている。さらに下ダクト２４１との隙間を封止するために封止部材２８０ｄが設けられている。本実施形態では、封止部材２８０ｃ、２８０ｄとして、オプシーラＪＫＸ－１１０５（三和化工株式会社製）を使用している。

またファン１０２と画像形成装置Ｈの内部に設けられた不図示の基板とを電気的に接続する束線２８３（電線）が、ファンホルダ２８０に保持されている。束線２８３は、中継コネクタ２８４を介してファン１０２と、装置本体１内（上カバー１１１及び下カバー１１２の内側）に設けられる不図示の基板とを電気的に接続する。

図１５は、図１４に示すＫ－Ｋ断面で切断したときの下部ユニット２４０の断面図である。尚、図１５においては、下ダクト２４１及びフィルタ２６０が取り付けられた状態の断面図である。図１５に示す様に、下ダクト２４１に対向する装置本体１の外装としての上カバー１１１と下カバー１１２の間の位置には、Ｈの装置本体１内から束線２８３を通すための開口部２８５が形成されている。

またファンホルダ２８０には、開口部２８５と間隔を持って対向して配置され、ファン１０２の回転軸線方向（図１５に示す線Ｄの方向）と直交する方向（画像形成装置Ｈの前後方向）から見たときに開口部２８５を覆うカバー部２８０ｂが設けられている。カバー部２８０ｂは、下ダクト２４１を流れる空気の流れに逆行する方向に傾斜して延びている。つまり、ファン１０２の回転軸線方向と直交する方向に関してカバー部２８０ｂの先端部は、基端部よりも開口部２８５から離れた位置にある。また、カバー部２８０ｂは、先端部が基端部よりも上カバー１１１から離れるように傾斜している。

このようにカバー部２８０ｂを設けることで、ダクトユニット２００内を空気が流れる場合に、開口部２８５の近傍に渦を巻くような気流Ｅを生じさせることができる。この気流Ｅによって開口部２８５から装置本体１内（上カバー１１１及び下カバー１１２よりも装置本体１の内側）の空気が下ダクト２４１に流入することを抑制することができる。このため、装置本体内で意図しない空気の流れが発生してトナーが飛散する等の悪影響が発生することを抑制し、また下ダクト２４１の排気効率を向上させることができる。

また、本実施形態ではファン１０２の回転軸線方向とカバー部２８０ｂが空気の流路に沿って延びる方向とのなす角度（カバー部２８０ｂの傾斜角）θは１０°となっている。この角度θを１０°以上４５°以下とすることで、渦を巻くような気流Ｅが発生しやすくなり、上述した効果を向上させることができる。

また下ダクト２４１の一部を構成する上カバー１１１において、下カバー１１２（開口部２８５）と近い側の下端部１１１ｃは、下ダクトの内側に屈曲している。つまり、上カバー１１１の下端部１１１ｃは、下カバー１１２から離れる方向（装置本体１の外側）に向かって傾斜している。このような構成により、開口部２８５の開口幅を維持することができるため、ファン１０２の束線やそれ以外の配線を通すためのスペースが確保しやすくなる。また、束線２８３を配線するための開口部２８５を設ける構成であっても、開口部２８５から装置本体１内の空気がダクトユニット２００内に流入することを抑制することができる。

＜ダクトユニットの温度分布と空気流量について＞
次に、ダクトユニット２００の温度分布と空気流量ついて説明する。

まずダクトユニット２００の温度分布について説明する。図１６は、ダクトユニット２００のダクト内の温度分布を示すグラフである。図１６に示す様に、ダクトユニット２００は画像形成装置Ｈの外側に設けられ、外気にさらされる構成である。そのため、上ダクト２２４の入口付近の内部温度は７６℃と高温なのに対して、下ダクト２４１の入口２４１ｘ付近であって、空気の流れる方向においてフィルタ２６０よりも上流側の内部温度は４７℃まで下がる。つまりフィルタ２６０は、ダクトユニット２００が外気に曝されることで、ダクト入口の空気の第１の温度と、フィルタ２６０内を通過している空気の第２の温度との温度差が少なくても２０℃以上（所定の温度差）になる位置に設けられている。

ここで、上ダクト２２４の入口とは、給気口２３０及び給気口２３１であって、ダクトユニット２００内の空気の流れる方向において上ダクト２２４の上流端部側のことである。また、下ダクト２４１の入口２４１ｘとは、ダクトユニット２００内の空気の流れる方向において下ダクト２４１の上流端部側のことであり、フィルタ２６０を挟んでダクト排気口２４４と反対側の端部側のことである。

このようにダクトユニット２００が外気にさらされる構成とし、空気がフィルタ２６０に到達するまでにダクト内の空気の温度を低下させることで、フィルタ２６０付近でダストの凝集が十分に進む。従って、凝集することによってフィルタ２６０で捕集がしやすくなるため、フィルタ２６０によるダストの捕集効率を向上させることができる。

また、ダクト排気口２４４付近では、空気の温度は４１℃まで下がる。このため、ダクト排気口２４４から排気された空気が高温化することを抑制し、ユーザに不快感を与えることを抑制することができる。

次に、上ダクト２２４および下ダクト２４１に給排気される空気の流量について説明する。図１７は、上ダクト２２４の給気口２３０から給気される空気の流量Ａ、給気口２３１から吸気される空気の流量Ｂと、ダクト排気口２４４から排気される空気の流量Ｃと、画像形成装置Ｈの装置内温度との関係を示すグラフである。ここで、上ダクト２２４の給気口２３０から吸気される空気の流量Ａは、ファン９１によって装置本体１の排気口２２７から排出される空気の流量と略等しい。また、給気口２３１から給気される空気の流量Ｂは、ファン９２によって装置本体１の排気口２２８から排出される空気の流量と略等しい。また、ダクト排気口２４４から排気される空気の流量Ｃは、ファン１０２によってダクトユニット２００外へ排出される空気の流量と略等しい。

図１７に示す様に、流量の関係がＣ＜Ａ＋Ｂの場合、定着装置５０により暖められた空気を十分に排気できずに上ダクト２２４、下ダクト２４１内に熱が籠り、画像形成装置Ｈが昇温する。この場合、トナーの固着等の不具合が発生するおそれがある。

そこで給気口２３０および２３１から給気される単位時間当たりの空気の流量を、ダクト排気口２４４から排気される単位時間当たりの空気の流量以下とする。つまり流量Ａ、Ｂ、Ｃの関係をＣ≧Ａ＋Ｂとする。これにより定着装置５０により暖められた空気を十分に排気して、画像形成装置Ｈの昇温を抑制することができる。本実施形態では、ファン９１、９２に対してファン１０２の回転数を増加させたり、ファン１０２自体の大きさを大きくすることで上述した流量の関係を満たす構成としている。

＜ダクトユニットの配置＞
次に、ダクトユニット２００の配置について説明する。

図１８は、画像形成装置Ｈを背面側からみたときのダクトユニット２００と電気系ユニットの配置図である。図１８に示す様に、画像形成装置Ｈの装置本体１の背面側には、受信した画像データを画像出力するための演算処理を行う電子回路を持つコントローラ基板１２０が配置されている。また、装置本体に電力を供給する電源基板１２３、エンジン制御基板１２４、ＨＤＤ１２１等が配置されている。

なお、図１８では、図示を省略するが、上カバー１１１及び下カバー１１２は、コントローラ基板１２０、電源基板１２３およびエンジン制御基板１２４等を覆うように画像形成装置Ｈの外装カバーとして外側に設けられている。つまりコントローラ基板１２０、電源基板１２３、エンジン制御基板１２４は、上カバー１１１と下カバー１１２の内側に設けられている。

これらの電気系ユニット、特に電源基板１２３とコントローラ基板１２０に実装されるＣＰＵ等の電子部品は熱に弱く冷却を必要とする。そこでコントローラ基板１２０、電源基板１２３の近傍には、これらの基板に実装された電子部品を冷却するためのファン９７、９８が設けられている。またファン９７、９８、及び、ファン９７、９８を覆う外装であるルーバー１１３、１１４は、画像形成装置Ｈの装置本体１の背面側から見たときにコントローラ基板１２０、電源基板１２３とそれぞれ重なる位置に設けられている。さらに画像形成装置Ｈの装置本体１の背面側から見たときにエンジン制御基板１２４と重なる位置には、画像形成装置Ｈの外装としてルーバー１１５が設けられている。

ここで前述したように、ダクトユニット２００内を通る空気は定着装置５０により暖められた比較的高温の空気である。このため、画像形成装置Ｈを背面側から見たときに上記の電気系ユニットと重なる位置にダクトユニット２００が位置する場合、ダクトユニット２００内を通る高温の空気によって電気系ユニットが昇温しやすくなる。

そこで画像形成装置Ｈの装置本体１の背面側から見た場合に、ダクトユニット２００と、コントローラ基板１２０、ＨＤＤ１２１、電源基板１２３、エンジン制御基板１２４とを重ならないように配置している。つまり、画像形成装置Ｈを背面から見た場合に、コントローラ基板１２０の横に上ダクト２２４を配置し、鉛直方向においてコントローラ基板１２０の下方に下ダクト２４１の一部が位置するように下ダクト２４１を配置している。これにより、電気系ユニットの冷却効率を阻害することなく、画像形成装置Ｈ内の空気をダクトユニット２００を介して機外へ排気することができる。

このような構成により、上記の冷却が必要な電気系ユニットが昇温することを抑制できる。またダクトユニット２００がルーバー１１３、１１４、１１５を塞ぐことがないため、電気系ユニットの冷却が妨げられることを防止することができる。

尚、本実施形態では、コントローラ基板１２０、ＨＤＤ１２１、電源基板１２３、エンジン制御基板１２４を避けてダクトユニット２００を配置する構成としたが、この構成に限らなくてもよい。少なくとも、熱に弱い電気系ユニットを避けた位置にダクトユニット２００を配置する構成であれば、他の構成であってもよい。また、熱に弱い電子部品を搭載していないモータドライバ等の駆動系の基板に対しては、装置本体１の前後方向においてダクトユニット２００が重なる位置に設けられる構成であってもよい。

２０…定着ベルト（定着部）
２２…加圧ローラ（定着部）
９１…ファン（第１ファン）
９２…ファン（第２ファン）
１０２…ファン（第３ファン）
１１１…上カバー（第１の板状部材）
１１２…下カバー（第２の板状部材）
１２０…コントローラ基板
１２３…電源基板
２２４…上ダクト（ダクト）
２２７…排気口（第１排気口）
２２８…排気口（第２排気口）
２２９ａ…隔壁部
２２９ｂ…合流部
２３０…給気口（第１給気口）
２３１…給気口（第２給気口）
２４１…下ダクト（ダクト）
２４４…ダクト排気口（第３排気口）
２６０…フィルタ
２８０…ファンホルダ（保持部材）
２８０ｂ…カバー部
２８３…束線（電線）
２８５…開口部
Ａ…画像形成装置
Ｓ…シート（記録材）

Claims (2)

1. 記録材に転写されたトナー像を定着部において加熱して記録材に定着させて画像を形成する画像形成装置において、
   前記定着部により暖められた空気を装置本体の外部に排気するための第１排気口と第２排気口と、
   前記装置本体の外装に取り付けられ、前記第１排気口と前記第２排気口から排気された空気を前記装置本体の外部に排気するための流路を形成するダクトと、
   前記第１排気口から空気を排気し、その空気を前記ダクトの内部に取り込むための気流を生成する第１ファンと、
   前記第１ファンと異なる位置に設けられ、前記第２排気口から空気を排気し、その空気を前記ダクトの内部に取り込むための気流を生成する第２ファンと、
   前記ダクトの内部に設けられ、前記空気に含まれる微粒子を取り除くフィルタであって、前記第１排気口から排気された前記空気と前記第２排気口から排気された前記空気とが合流する合流部よりも前記空気の流れる方向の下流側に配置されたフィルタと、
   前記ダクトにおける空気が流れる方向の下流端部に設けられ、第１排気口と前記第２排気口から排気された空気を外部に排気するための第３排気口と、
   前記ダクトの内部に設けられ、前記空気を前記第３排気口から排気するための気流を生成する第３ファンと、
   を有し、
   前記ダクトは、前記第１排気口から排気された空気を給気する第１給気口と、前記第２排気口から排気された空気を給気する第２給気口を備え、
   前記ダクトにおいて、前記第１給気口及び前記第２給気口から給気される単位時間当たりの前記空気の量は、前記第３排気口から排気される単位時間当たりの前記空気の量以下である、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ダクトは、前記合流部よりも前記空気の流れる方向の上流側に、前記第１排気口から排気された前記空気と前記第２排気口から排気された前記空気とを隔てる隔壁部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。

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