JPH04138475A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電子写真方式により像担持体上に形成され
た静電潜像を現像・転写・分離の各プロセスを経て、転
写材上の転写画像を定着する画像形成装置に関する。

〔発明の背景〕

プリンタや複写機などの画像形成装置の小型化、軽量化
或は高機能化などにともない、画像形成装置の高密度化
、複雑化が進んでいる。

一般に使用されている画像形成装置（電子写真複写機、
レーザープリンタ等）では、装置本体の外形形状をコン
パクトな直方体に構成している。

例えば、上記装置本体の上段には、原稿画像を走査露光
する光学系、または光学系からの画像信号を走査露光す
るレーザー書き込み系ユニント（レーザースキャナ）が
配置されている。中段には、像担持体（感光体ドラムま
たは感光体ベルト）、帯電器、原稿画像をトナー現像す
る現像器、およびトナー像を転写材に転写する転写器、
像担持体面の残留トナーを除去清掃するクリーニング装
置等が配置され、画像形成部を構成している。

一方、下段には、各種サイズの転写材を収容する給紙カ
セットを装着する給紙カセット受入部、給紙部、搬送部
、転写材上のトナー像を定着する定着装置、および排紙
部を配置している。

前記定着装置は、未定着画像であるトナー像を支持した
転写材を、互いに圧接回転するヒータ等の熱源を内設し
た定着ローラとこれに圧接する加圧ローラとによって挟
持させ搬送させて、定着ローラの加熱と加圧によってト
ナーを溶融して転写材上に熱定着させるものである。そ
して転写材は定着装置を通過する間にトナー像が融着し
定着がなされたのち、外部に排出される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記定着装置の前記定着ローラを加熱する加熱手段から
発生した熱は、輻射熱および対流熱によって周囲の気温
や周辺の部材の温度を上昇させるから、排風ファンを用
いて熱風を強制的に機外に放出して冷却し、装置内の気
温上昇を防止している。

また、前記画像形成部の帯電器、転写器２分離器等を構
成するコロナ放電ワイヤから発生するオゾンも排風ファ
ンを用いて機外へ放出しなければならない。

このような画像形成装置では、画像形成部や定着装置や
転写材給搬送装置や現像剤補給排出装置等や関連機器等
を駆動制御する電装部品類や制御基板が、要所に配置さ
れているが、これら電装部品類や制御基板等の中には、
パワートランジスタや抵抗やコンデンサ等のように発熱
する部材が含まれているが、従来はこれらの冷却は特に
考慮されていない。

最近の画像形成装置は、小型コンパクト化された装置本
体構成が進み、前記電装部品類や制御基板等の高密度実
装化技術が向上した。このため狭隘な装置本体内に高密
度に実装された上記部材の放熱が充分行われなくなりこ
れらの性能が不安定となる。そのため、画像形成装置の
駆動動作不良や、記録画像の品質低下等の問題が発生す
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記の問題点を除去し、定着装置の放熱と、画
像形成部でのオゾン排風や、電装部品。

制御基板類の冷却を効率良く行い、小型コンバクトな装
置を達成するとともに、常に安定した鮮明な記録画像を
得る画像形成装置を提供することを目的としｊこもので
ある。

上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、像担持体
上に形成された静電潜像を現像装置により現像して転写
材上に画像を転写する画像形成手段と、該転写材上の転
写画像を加熱定着する定着装置とを備えた画像形成装置
において、前記画像形成装置本体の上部に、前記定着装
置と、該定着装置から発生する熱および前記画像形成手
段の放電器より発生するオゾンを機外へ排出する排気手
段とを配設するとともに、該排気手段の下方に、画像形
成装置を駆動制御する電装部を配置したことを特徴とす
るものである。

また、本発明の画像形成装置は、前記排気手段が、クロ
スフローファンまたはプロペラファン等の電動ファンで
あることを特徴とするものである。

〔実施例〕

次に、本発明を添付図面に示す一実施例に基づいて説明
する。

第１図は、本発明を適用したカラープリンタの主要断面
図を左側面から示したものである。第２図は該プリンタ
の開蓋状態の斜視図を示す。装置本体１０は、その前面
に操作パネル１１と開閉自在の上部カバー１２、トナー
供給カバー１３、前面カバー１４等によって包囲され、
内部には着脱自在のプロセスカートリッジ１５と給紙カ
セット１６が設けられている。

プロセスカートリッジ１５は、感光体ベルト１７、現像
器２３、帯電器２１、クリーニング装置２５等から成る
。

像担持体である感光体ベル）１７は、可撓性のベルト表
面に有機光導電層（０ＰＣ）等の感光層を塗設したもの
で、駆動ローラ１８と従動ローラ１９の間に張設され、
時計廻り方向に回動される。

感光体ベルト１７の周囲には、帯電手段、露光手段、現
像手段、転写手段及びクリーニング装置が配設されてい
る。

帯電手段は、コロナ帯電器またはスコロトロン帯電器な
ど既存の帯電器２１である。

現像手段は、異なる色の現像剤、例えばイエロマゼンタ
、シアン及びブラックの各色トナー（現像剤）をそれぞ
れ収容した複数個の現像器２３ａ。

２３ｂ、　２３ｄである。これら各現像器２３ａ〜２３
ｄは、感光体ベルト１７上の静電潜像をトナー像に非接
触現像法により顕像化する機能を有している。

クリーニング装置２５のクリーニングブレードは画像形
成プロセス中は感光体ベルト１７の表面より離間した位
置に保たれ、転写材Ｐにトナー像を転写後のクリーニン
グ時にのみ感光体ベルト１７表面に圧接して感光体へル
ト１７をクリーニングする。

トナー回収ボックス２６は、クリーニング装置２５によ
り除去された感光体ベルト１７上の残留トナーを回収し
、収容する。

本実施例においては、上述したプリンタの画像形成部を
構成する感光体ベルト１７、帯電器２Ｌ各色トナーを収
容した現像器２３ａ〜２３ｄ１　クリーニング装置２５
及びトナー回収ボックス２６の各プロセス部が一体のプ
ロセスカートリッジ１５内に収められてユニット化され
、装置本体ＩＯに対して一括して着脱することができる
。

一方、画像形成装置本体側で、前記プロセスカートリッ
ジ１５を装着して画像形成可能状態位置では、前記感光
体ベルト１７の周囲に、露光手段、転写手段等が配設さ
れている。

露光手段は、半導体レーザ書き込み光学系ユニット（以
下光学系ユニットと称す）２２であり、帯電器２１によ
り帯電した感光体ベルト１７の表面を露光して静電潜像
を形成する。

転写手段は、転写コロナ放電器などの転写器２４により
、感光体ベルト１７上に形成されたトナー像を転写材Ｐ
上に転写する。

上述の構成を有するカラー画像形成装置によるカラー画
像形成のプロセスは次のようにして行われる。

まず、プロセスカートリッジ】５は画像形成装置本体ｌ
Ｏ内の第１の位置に装填されており、画像形成が可能な
状態である。そして、装置本体１０とは別体の画像読み
取り装置から出力される第１の色の画像信号が前記光学
系ユニット２２に入力される一 と、光学系ユニット２２における半導体レーザーでレー
ザビームが発生される。そのレーザビームが駆動モータ
により回転されるポリゴンミラーにより回転走査され、
ｆθレンズ、シリンドリカルレンズ及びミラー群を経て
、予め帯電器２１によって所定の電荷に一様帯電させら
れた感光体ベルト１７の周面上に投射され輝線を形成す
る。

一方、副走査方向に関しては、感光体ベルトＩ７の特定
位置に対応したベルトインデックス（図示せず）を検出
して、或は、プリント指令信号を受け、この検出或は指
令信号を基準にして、画像信号による半導体レーザの変
調が開始される主走査線が決定される。走査が開始され
ると主走査方向に関しては、レーザビームがインデック
スセンザ（図示せず）によって検知されこの検知された
信号を基準にして、第１の色の画像信号による半導体レ
ーザの変調が開始され、変調されたレーザービームか感
光体ベルト１７の表面上を走査する。従って、レーザー
ビームによる主走査と感光体ベルト１７の搬送による副
走査により一様帯電された感光体ベルト１７の表面上に
第１の色に対応する潜像が形成される。この潜像は、現
像手段のうち第１の色に対応するイエロートナーを収容
した現像器２３ａにより現像されて、感光体ベルト１７
の表面上にイエロートナー像が形成される。その後感光
体ベルト１７は、その表面上にイエロートナー像を保持
したまま、感光体ベル）１７の表面より離間しているク
リーニングブレード２５１の下を通過した後、第２の色
の画像形成に入る。

すなわち、イエロートナー像が形成された感光体ベルト
１７は、帯電器２１により再び一様帯電され、ついで第
２の色の画像信号が前記光学系ユニット２２に入力され
、前述した第１の色の画像信号の場合と同様に、感光体
ベル１−１７の表面上への書き込みが行われ潜像が形成
される。潜像は第２の色としてマゼンタトナーを収容し
た現像器２３ｂによって現像される。マゼンタトナー像
は、すでに形成されているイエロートナー像の存在下に
形成される。

同様にして、第３の色の画像信号による潜像形成後シア
ントナーを収容する現像器２３ｃでシアントナー像が形
成され、更に、第４の色の画像信号による潜像形成後ブ
ラックトナーを収容する現像器２３ｄで感光体ベルト１
７の表面上にブラックトナー像を重ね合わせて、カラー
トナー画像が感光体ベルト１７の表面上に形成される。

これら各現像器２３ａ〜２３ｄの現像スリーブ２３１ａ
〜２３１ｄには直流或は更に交流のバイアスが印加され
、基体が接地された感光体ベルト１７には非接触で反転
現像（ジャンピング現象）が行われるようになっている
。尚、この非接触現像には、ｌ成分現像剤或は２成分現
像剤いずれの現像剤でも用いることができる。ｌ成分現
像剤を用いる場合には、現像部と別体にトナーホッパー
を設ける必要がなく小型化が図れるが、現像の安定性の
点で２成分現像剤を用いる現像法の方が優れているので
色再現上好ましい。

上述の如く感光体ベルト１７の表面上に形成されたカラ
ートナー画像は、給紙カセット１６から給紙ローラ２７
により供給されタイミングローラ２８により前記カラー
トナー画像とタイミングを合わせた転写材Ｐに転写され
る。転写器２４は、トナーと逆極性の高圧電源出力を印
加して転写を行う。

かくしてカラートナー画像を転写された転写材Ｐは、駆
動ローラ１８に沿って急激（小径曲率）に方向変換をす
る感光体ベル）１７により確実に分離されて、搬送ベル
ト２９により上方に搬送される。

そして、転写材Ｐは定着装置３０の定着ローラ３０１と
加圧ローラ３０２の加熱圧接によってトナーを溶融固着
された後、排紙ローラ３１により排紙皿を兼用した上部
カバー１２の上面に排出される。

前記定着装置３０は、ヒータを内蔵して駆動回転する定
着ローラ３０１１該定着ローラ３０１に従動回転しかつ
ばね付勢して加圧する加圧ローラ３０２、前記定着ロー
ラ３０１の局面に圧接して清掃するクリニングローラ３
０３、定着ローラ３０１の周面温度を計測する温度セン
サ３０４等から成る。上記定着ローラ３０１の周面温度
は、常時２００°Ｃ前後に保たれるようにコントロール
されている。

上記定着装置３０は、前記プロセスカートリッジ１５と
転写器２４との近接位置上方（図示左上方）で、前記上
部カバー１２の揺動付根近傍の装置本体ｌＯ上部に設置
されている。

第１図において、転写材Ｐの搬送通路上に設けたジャム
検出センサＳｌ、Ｓ２．Ｓ３．Ｓ４と、図示しないジャ
ム判断部が転写材Ｐのジャムを検出すると、図示しない
ロック手段が開放になり、上部カバー１２が開放される
。更に手動操作により上部カバー１２を上方に大きく揺
動させ全開状態にする。このようにして開放された装置
本体１０の上部開口からジャムの原因となった転写材Ｐ
を見付は出し取り除くことができる。

また、この上部開口の全開状態において、定着装置３０
内および近傍のジャム紙除去、定着ローラ３０１や加圧
ローラ３０２の清掃、クリーニングローラ３０３の交換
等の保守点検を容易に行なうことができる。

更に、定着装置３０の後方（図示左方）には、排気手段
（排風ファン）３２が設けてあり、定着装置３０から発
生する熱は、装置本体ｌＯの筐体の開口１０１から外部
に排気される。

上記定着装置３０は、装置本体ｌＯの最上部に配置され
ているから、定着装置３０から発生する輻射熱や放射熱
は上部カバー１２や装置本体ｌＯ上部の壁面の開口から
機外に放射されるとともに、前記排風７アン３２によっ
て図示矢印方向に機外に強制排出される。

前記排風ファン３２としては、多数枚の横長のファンを
回転軸に平行に放射配列した回転体をモータにより回転
させるクロスフローファンが一般に用いられる。あるい
は、複数個のプロペラファンを一列配置して、装置本体
ｌＯの後面の開口１０１から外部に排気するようにして
もよい。

上記排風ファン３２の下方には、電装部３３が配置され
ている。該電装部３３には、パワートランジスタや抵抗
やコンデンサ等の発熱部品や、ＩＣ等か基板に搭載され
回路を形成している。該電装部は、画像形成装置各部の
駆動・制御を行う。

前記排風ファン３２の排気流によって、電装部３３に図
面矢示の上昇吸引空気流が形成され、前記発熱部品によ
る熱気は吸引排気され、電装部３３は装置本体ｌＯの筐
体開口から吸入された外気により冷却される。

また、前記排風ファン３２の排気流によって、前記プロ
セスカートリッジ１５内の帯電器２１や、駆動ローラ１
８に対向する転写器２４がら発生するオゾンは、吸引さ
れて図面矢示方向に上昇して排風ファン３２、筐体の開
口部１０１を通過して機外へ排出される。

第２図は本発明による画像形成装置の他の実施例を示す
断面図である。なお、図面に使用されている符号につい
て、第１図と同じ機能を有する部分には、同符号を付し
ている。また、前記実施例と異なる点を説明する。

この実施例は、像担持体として感光体ドラム４１を用い
たプロセスカートリッジ４０を設けた画像形成装置であ
る。該プロセスカートリッジ４０内には、前記感光体ド
ラム４Ｉの他に、帯電器４２、現像器４３ａ、４３ｂ、
４３ｃ、４３ｄ、クリーニング装置４４が設けられ、ユ
ニット化されている。

該プロセスカートリッジ４０の図示左上方で装置本体ｌ
Ｏの最上部には、定着装置３０が配置され、その発生熱
は排風ファン３２によって機外へ排出される。また、該
プロセスカートリッジ４０内に設けた帯電器４２、およ
びプロセスカートリッジ下方の転写器２４から発生した
オゾンは、前記排風７アン３２によって図面矢示方向に
吸引されて機外へ排出される。

上記排風７アン３２の下方には、電装部３３が設置され
ていて、排風７アン３２の排気流が、該電装部３３内の
空気を吸引排気することにり、電装部３３内の発熱部材
を冷却する。

このようにして、排風ファン３２によって電装部３３を
冷却するとともに、帯電器４２．転写器２４９分離器２
０等のコロナ放電ワイヤから発生するオゾンや定着装置
３０から発生する熱を吸引して筐体の開口部１０１から
機外へ排出する。

なお、前記実施例では、画像形成プロセスとして、感光
体ベルト１７上にカラートナー像を形成したのち、１回
で転写材に転写する作像法について述べたが、転写ドラ
ム上の転写材上に重ねてトナー像を転写するカラー作像
法であってもよい。

また、前記実施例の転写器２４の代わりに、転写材を静
電的に吸着するように設けた帯電器を内蔵する転写ドラ
ム形式に本発明を適用しても有効である。第１図、第２
図において２４Ａは転写ドラムの外形を示す。

また、放電ワイヤを有する分離器を有する画像形成装置
にも適用可能である。

更に、前記プロセスカートリッジ１５は、第１図図示の
傾斜配置に限定されるものではなく、水平配置として移
動可能構造にしてもよい。

更に、本発明の画像形成装置は、多色のプロセスカート
リッジ１５を装着するカラープリンタ等に限定されるも
のではなく、勿論モノクロのプリンタ等にも適用可能で
ある。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の画像形成装置は、装置本
体の排風７アンを電装部の上部に配置して冷却するとと
もに、本体上部に配置した定着装置周辺の冷却を行い、
かつ、帯電器、転写器または転写ドラム内の転写極、お
よび分離器等のコロナ放電ワイヤから発生するオゾンを
も機外へ排出するようにしたものであるから、排気手段
が簡単になりコストダウンに有効である。

また、電装部の冷却が行われるようになったから、電装
部の誤作動がなくなり部品寿命も長くメインテナンス性
が向上した。更に、高密度な電装部実装が可能となり、
コンパクトな本体構成に優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像形成装置の側断面図、第２図は本
発明を適用した感光体ドラムを備えた画像形成装置の側
断面図である。 ｌＯ・・・装置本体　　　　１２・・・上部カバー１５
．４０・・・プロセスカートリッジ１６・・・給紙カセ
ット １７・・・感光体ベルト（像担持体） ２］、４２・・・帯電器　　　　２２・・・光学系ユニ
ット２３ａ−２３ｄ、４３ａ−４３ｄ−−・現像器２４
・・・転写器　　　　　２４Ａ・・・転写ドラム３０・
・・定着装置　　　　３Ｉ・・・排紙ローラ３２・・・
排気手段（排風ファン） ３３・・・電装部 ３５ａ〜３５ｄ・・・トナー補給装置 ４１・・・感光体ドラム（像担持体） １０１・・・筐体の開口部 ３０１・・・定着ローラ　　　３０２・・・加圧ローラ
３０３・・・クリーニングローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）像担持体上に形成された静電潜像を現像装置によ
   り現像して転写材上に画像を転写する画像形成手段と、
   該転写材上の転写画像を加熱定着する定着装置とを備え
   た画像形成装置において、前記画像形成装置本体の上部
   に、前記定着装置と、該定着装置から発生する熱および
   前記画像形成手段の放電器より発生するオゾンを機外へ
   排出する排気手段とを配設するとともに、該排気手段の
   下方に、画像形成装置を駆動制御する電装部を配置した
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. （２）前記排気手段が、クロスフローファンまたはプロ
   ペラファン等の電動ファンであることを特徴とする請求
   項１に記載の画像形成装置。