JP7178571B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来より、電子写真方式の画像形成装置は、現像装置、定着装置などの発熱を伴う機器を有している。これらの機器の温度が所定温度以上に上昇すると、印刷画像の品質に悪影響を及ぼす虞がある。

そこで、最近では、液体の冷媒（冷却液）を装置内に循環させて、冷媒に蓄熱された各機器から発せられた熱を放熱部（熱交換器）を介して装置外に放熱する冷却装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この冷却装置は、冷却対象である機器の近傍に設けた冷却プレートと、冷却液が循環される循環パイプと、放熱部と、循環パイプを通じて受熱部と放熱部との間で冷却液を循環させるポンプと、冷却液が貯蔵される貯蔵タンクとを有している。そして、循環パイプは、各冷却プレート内を通るように配置されている。

特開２０１５－０１４６５１号公報

特許文献１に示す機器の冷却装置では、ポンプの振動が現像装置等に伝わることにより画像不良が発生するという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、機器を冷却するための冷却液を循環させるポンプを備えた画像形成装置において、ポンプの振動に起因する画像不良の発生を抑制することにある。

本発明に係る画像形成装置は、冷却対象からの熱を吸熱する受熱部と、該受熱部で吸熱した熱を放熱する放熱部と、冷却液が循環される循環パイプと、冷却液を貯留する貯留タンクと、冷却液を上記循環パイプを通じて受熱部と放熱部とタンクとの間で循環させるポンプとを備えている。
そして、上記ポンプは、上記貯留タンクの上面に載置されている。

本発明によれば、機器を冷却するための冷却液を循環させるポンプを備えた画像形成装置において、ポンプの振動に起因する画像不良の発生を抑制することができる。

図１は、実施形態における画像形成装置を示す概略構成図である。 図２は、画像形成装置内に設けられた現像装置の冷却装置全体を示す斜視図である。 図３は、冷却装置の構成要素である貯留タンクとポンプとを示す側面図である。 図４は図３のIV方向矢視図である。 図５は図３のV－V線断面図である。 図６は変形例を示す図５相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

《実施形態》
図１は、この発明の実施形態に係る画像形成装置１の概略構成図を示す。この画像形成装置１は、タンデム方式のカラープリンターであって、箱形のケーシング２内に画像形成部３を備えている。

この画像形成部３は、ネットワーク接続等がされたコンピューター等の外部機器から伝送されてくる画像データーに基づき画像を記録紙Ｐに転写形成する。

画像形成部３の下方には、レーザー光を照射する露光装置４が配置され、画像形成部３の上方には、転写ベルト５が配置されている。

画像形成部３と露光装置４との間には、画像形成部３を構成する機器（本実施形態では現像装置１３）を冷却するための冷却装置３０が設けられている。冷却装置３０の詳細は後述する。

露光装置４の下方には、記録紙Ｐを貯留する用紙貯留部６が配置され、用紙貯留部６の側方には、手差し給紙部７が配置されている。転写ベルト５の側方上部には、記録紙Ｐに転写形成された画像に定着処理を施す定着部８が配置されている。符号９は、ケーシング２上部に配置され、定着部８で定着処理が施された記録紙Ｐを排出する用紙排出部である。

画像形成部３は、転写ベルト５に沿って一列に配置された４つの画像形成ユニット１０を備えている。これら画像形成ユニット１０は、感光体ドラム１１を有している。各感光体ドラム１１の直下には、帯電器１２が配置され、各感光体ドラム１１の一側方には、現像装置１３が配置され、各感光体ドラム１１の直上には、１次転写ローラー１４が配置され、各感光体ドラム１１の他側方には、感光体ドラム１１の周面をクリーニングするクリーニング部（以下、クリーニング装置という）１５が配置されている。

そして、各感光体ドラム１１は、帯電器１２によって周面が一様に帯電され、当該帯電後の感光体ドラム１１の周面に対して、上記コンピューター等から入力された画像データーに基づく各色に対応したレーザー光が露光装置４から照射され、各感光体ドラム１１の周面に静電潜像が形成される。かかる静電潜像に現像装置１３から現像剤が供給されて、各感光体ドラム１１の周面にイエロー、マゼンタ、シアン、又はブラックのトナー像が形成される。これらトナー像は、１次転写ローラー１４に印加された転写バイアスにより転写ベルト５にそれぞれ重ねて転写される。

符号１６は、定着部８の下方に転写ベルト５と当接した状態で配置された２次転写ローラーであり、用紙貯留部６又は手差し給紙部７から用紙搬送路１７を搬送される記録紙Ｐを２次転写ローラー１６と転写ベルト５とで挟持し、２次転写ローラー１６に印加された転写バイアスにより転写ベルト５上のトナー像を記録紙Ｐに転写するようにしている。

定着部８は、加熱ローラー１８と加圧ローラー１９とを備え、これら加熱ローラー１８と加圧ローラー１９とにより記録紙Ｐを挟持して加熱及び加圧し、記録紙Ｐに転写されたトナー像を記録紙Ｐに定着させるようにしている。定着処理後の記録紙Ｐは、用紙排出部９に排出される。符号２０は、両面印刷時に定着部８から排出された記録紙Ｐを反転させるための反転搬送路である。

［冷却装置３０の構成］
次に、各現像装置１３を冷却する冷却装置３０の構成を説明する。冷却装置３０は、図１に示すように、水平板金２０の上面に固定されている。水平板金２０は、露光装置４の上側に水平に配置されている。水平板金２０には、露光装置４から各感光体ドラム１１に向けて出射される光ビームが通過する四つの光通過開口２０ａが形成されている。

図２に示すように、冷却装置３０は、各現像装置１３からの熱を吸熱する四つの受熱部３１と、各受熱部３１で吸熱した熱を放熱する放熱部３２と、冷却液が循環される循環パイプ３３と、冷却液を貯留する貯留タンク３４と、冷循液を循環させるポンプ３５とを有している。

各受熱部３１は、各現像装置１３の直下に設けられた一対の冷却プレート３１ａにより構成さている。一対の冷却プレート３１ａは、熱伝導性に優れた金属（例えばアルミや鉄）により構成されている。一対の冷却プレート３１ａは、循環パイプ３３を上下から挟み込んだ状態で接合されている。上側の冷却プレート３１ａは、現像装置１３の下面に当接するように配置されている。そして、一対の冷却プレート３１ａは、現像装置１３から放熱された熱を受熱するとともに、受熱した熱を循環パイプ３３内を流れる冷却液に伝達する。

循環パイプ３３は、大別して、供給管部３３Ａと受熱管部３３Ｂと戻り管部３３Cとで構成されている。

供給管部３３Ａは、ポンプ３５から後側に向かって延びた後に、左側に屈曲して最も左側の受熱部３１付近にて前側に屈曲して平面視コ字状に形成されている。そして、供給管部３３Ａは、ポンプ３５から排出される冷却液を、四つの受熱部３１を含む受熱部群Ｒに供給する。図中の白矢印は、この供給管部３３Ａによる冷却液の流通経路を示している。

受熱管部３３Ｂは、供給管部３３Ａの下流側端部と放熱部３２とを接続して平面視で櫛形状に形成されている。受熱管部３３Ｂの途中には、各受熱部３１を構成する一対の冷却プレート３１ａ間を前後方向に往復するＵ字状部が形成されている。図中の黒矢印は、受熱管部３３Ｂによる冷却液の流通経路を示している。受熱管部３３Ｂ内を流通する冷却液は、各受熱部３１を通過する際に各現像装置１３から受け取った熱を放熱部３２にて放熱する。放熱部３２は、その内部に設けられた蛇行流路に沿って冷却液を流通させることで冷却液の保有熱を放熱させる。

戻り管部３３Ｃ、放熱部３２と貯留タンク３４とを接続して屈曲管状に形成されている。戻り管部３３Ｃは、放熱部３２から排出された放熱後の冷却液を貯留タンク３４に戻す。図中の破線矢印は、この戻り管部３３Ｃによる冷却液の流通経路を示している。

貯留タンク３４内に戻された冷却液は、ポンプ３５によって汲上げパイプ３６を通じて汲み上げられた後、循環パイプ３３の供給管部３３Ａ内に送出される。そうして、ポンプ３５は、冷却液を受熱部３１と放熱部３２と貯留タンク３４との間で循環させる。

［貯留タンク３４及びポンプ３５の詳細］
次に、図３及び図４を参照して貯留タンク３４及びポンプ３５の詳細を説明する。
貯留タンク３４は、少なくとも上下方向に弾性変形可能な弾性材料で構成されている。本実施形態では、この弾性材料として例えばゴム部材が採用されている。

貯留タンク３４は、後側部分が前側部分に比べて一段低くなる側面視Ｌ字状に形成されている。より具体的には、貯留タンク３４は、前側タンク部３４ａと、前側タンク部３４ａよりも高さが低い後側タンク部３４ｂとを有している。前側タンク部３４ａと後側タンク部３４ｂとは、外観状の区別はあっても内部では互いに連通している。

前側タンク部３４ａの上面には、貯留タンク３４内に冷却水を補給するための補給部３４ｅが設けられている。補給部３４ｅは、円筒状の注入部にキャップを被せて構成されている。

前側タンク部３４ａの後側面には、循環パイプ３３の戻り管部３３Ｃが接続される戻り管３４ｃが突設されている。冷却液はこの戻り管３４ｃを通じて貯留タンク３４内に戻される。

一方、後側タンク部３４ｂの上面には上記ポンプ３５が載置されている。前側タンク部３４ａと後側タンク部３４ｂとの高さの差Ｈは、ポンプ３５の上下寸法よりもやや小さい。

後側タンク部３４ｂの後側面には、貯留タンク３４内の冷却液を外部に排出するための排出管３４ｄが突設されている。この排出管３４ｄは、汲上げパイプ３６を介してポンプ３５の吸込口３５１ａに接続されている。ポンプ３５は、汲上げパイプ３６及び吸込口３５１ａを通じて冷却液を吸込んだ後、該冷却液を吐出口３５１ｂから吐出して循環パイプ３３内に供給する。

ポンプ３５の構造形式として、本実施形態ではダイヤフラム式を採用している、ダイヤフラム式を採用することで、ポンプ３５の小型化及び低コスト化を図っている。

具体的には、ポンプ３５は、内部に可動式のダイヤフラムを有する円筒状のポンプ本体３５１と、ポンプ本体３５１の下端部に形成された取付プレート部３５２とを有している。

ポンプ本体３５１は、軸心方向が前後方向を向く状態で配置されている。ポンプ本体３５１の後側面の中心部には、上記吸込口３５１ａが形成されている。ポンプ本体３５１の後側面の周端部には上記吐出口３５１ｂが形成されている。

取付プレート部３５２は、ポンプ本体３５１の下端部の軸方向の中間部に一体形成されている。取付プレート部３５２は、左右方向に長い矩形板状に形成されている。取付プレート部３５２は、例えばプラスチック等の樹脂材料で構成されている。取付プレート部３５２は、例えば接着剤により後側タンク部３４ｂの上面３４ｆに固定されている。

図３～図５に示すように、貯留タンク３４の前後左右の側壁面には、上下方向に伸縮可能な蛇腹部３４ｇが形成されている。蛇腹部３４ｇは、貯留タンク３４の左右方向及び前後方向の全体に亘って形成されている。蛇腹部３４ｇは、後側タンク部３４ｂの上面３４ｆ（ポンプ３５の載置面）よりも下側に形成されている。

図５に示すように、蛇腹部３４ｇは、高さ方向に隣接して並ぶ断面三角形状の複数の突条部３４ｈを有している。図５は、蛇腹部３４ｇに対して上下方向の外力が作用していない中立状態を示している。ポンプ３５が作動して振動が蛇腹部３４ｇに伝わると、各突条部３４ｈの頂角が増減して蛇腹部３４ｇ全体が上下に伸縮する。これにより、ポンプ３５から貯留タンク３４を介して画像形成装置本体（ケーシング２）に伝わる振動が低減される

［作用効果］
以上説明したように、本実施形態では、ポンプ３５は貯留タンク３４の上面に載置されている。

これによれば、貯留タンク３４がポンプ３５の振動を吸収する吸振部材として機能する。したがって、例えばポンプ３５を水平板金２０の上面に直接載置するようにした場合に比べて、ポンプ３５から画像形成部３や露光装置４等に伝わる振動を減衰することができる。よって、ポンプ３５の振動に起因する画像不良の発生を抑制することができる。

また、貯留タンク３４は、少なくとも上下方向に弾性変形可能な弾性材料により構成されている。

これにより、ポンプ３５から貯留タンク３４に伝わる上下方向の振動を十分に低減することができる。

そして、貯留タンク３４には、上下方向に伸縮自在に構成された蛇腹部３４ｇが形成されている。

これによれば、ポンプ３５より貯留タンク３４に伝達された振動を、蛇腹部３４ｇの伸縮動作により効率良く吸収することができる。

また、貯留タンク３４の上面のうちポンプ３５が載置される面部（後側タンク部３４ｂの上面３４ｆ）は他の面部よりも一段低い位置に形成されている。

この構成によれば、貯留タンク３４とポンプ３５とを含む振動系全体の重心位置を低くすることができる。延いては、この振動系全体の振動を極力抑制することができる。また、ポンプ３５が貯留タンク３４の上面から上側に大きく張り出してスペース効率が低下するのを防止することができる。

《変形例》
図６は、上記実施形態の変形例を示す図５相当図である。この変形例は、貯留タンク３４に対するポンプ３５の固定構造が上記実施形態とは異なっている。尚、図５と同じ構成要素には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。

すなわち、本変形例では、後側タンク部３４ｂの上面に樹脂製の固定用プレート４０が接着剤により予め強固に固定されている。固定用プレートは例えばプラスチック材料により構成されている。

固定用プレート４０の左右方向の両端端部にはそれぞれ螺子孔４０ａが二つずつ形成されている。ポンプ３５の取付プレート部３５２には、各螺子孔４０ａに対向する位置に貫通孔３５２ａが形成されている。そして、各貫通孔３５２ａに螺子を挿通して各螺子孔４０ａに螺合させることで、ポンプ３５が固定用プレート４０に固定されている。この螺子として例えば樹脂螺子が採用される。

この構成によれば、貯留タンク３４を例えばゴム部材で構成する等して貯留タンク３４に直接螺子孔を形成することが困難になった場合でも、ポンプ３５を貯留タンク３４に強固に固定することができる。

《他の実施形態》
本発明は、上記実施形態１について、以下のような構成としてもよい。
上記実施形態は、前側タンク部３４ａと後側タンク部３４ｂとの高さの差Ｈは、ポンプ３５の上下寸法よりもやや小さく設定されているが、これに限ったものではない。この高さの差Ｈをポンプ３５の上下寸法と一致させるようにしてもよい。これにより、ポンプ３５の上端位置を貯留タンク３４の上端位置と一致させることができる。よって、ポンプ３５をスペース効率良くコンパクトに配置することができる。

また、上記実施形態では、貯留タンク３４にポンプ３５を固定するために接着剤や螺子を使用するようにしているが、これに限ったものではない。ポンプ３５と貯留タンク３４とをインシュロック等の結束バンドにより一体で縛って固定するようにしてもよい。

上記実施形態では、画像形成装置１は、感光体ドラム１１を左右方向に並列に配置したタンデム方式とされているが、これに限ったものではなく、感光体ドラム１１を一つだけ有するモノクロ方式であってもよい。

上記実施形態では、冷却装置３０による冷却対象は現像装置１３とされているが、これに限ったものではない。冷却装置３０による冷却対象は、例えば定着部８等であってもよい。すなわち、冷却装置３０による冷却装置は、画像形成装置１内の発熱機器であれば如何なるものであってもよい。

以上説明したように、本発明は、画像形成装置について有用であり、特に、プリンター、複写機、ファクシミリー又は複合機（ＭＦＰ）について有用である。

Ｐ ：記録紙
１ ：画像形成装置
１３ ：現像装置（冷却対象）
３１ ：受熱部
３２ ：放熱部
３３ ：循環パイプ
３４ ：貯留タンク
３４ｆ ：貯留タンクの上面
３４ｇ ：蛇腹部
３５ ：ポンプ

Claims (3)

1. 冷却対象からの熱を吸熱する受熱部と、該受熱部で吸熱した熱を放熱する放熱部と、冷却液が循環される循環パイプと、冷却液を貯留する貯留タンクと、冷却液を上記循環パイプを通じて上記受熱部と上記放熱部と上記貯留タンクとの間で循環させるポンプとを備えた画像形成装置であって、
   上記ポンプは、上記貯留タンクの上面に載置され、
   上記貯留タンクは、上下方向に伸縮自在に構成された蛇腹部を有している、画像形成装置。
2. 冷却対象からの熱を吸熱する受熱部と、該受熱部で吸熱した熱を放熱する放熱部と、冷却液が循環される循環パイプと、冷却液を貯留する貯留タンクと、冷却液を上記循環パイプを通じて上記受熱部と上記放熱部と上記貯留タンクとの間で循環させるポンプとを備えた画像形成装置であって、
   上記ポンプは、上記貯留タンクの上面に載置され、
   上記貯留タンクの上面における上記ポンプが載置される面部は、他の部分よりも一段低い位置に形成されている、画像形成装置
3. 請求項１又は２記載の画像形成装置において、
   上記貯留タンクは、少なくとも上下方向に弾性変形可能な弾性材料からなる、画像形成装置。

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