JP7362392B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体を用いてトナー像を形成する、複写機やレーザービームプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に関する。

トナーを用いる画像形成装置の画像形成動作としては、次のような動作が一般的に知られている。まず、一様に帯電した感光体上へ、画像情報に基づく露光を行う露光手段により静電潜像を形成し、静電潜像を現像手段で現像してトナー像を形成する。そのトナー像を記録材上へ転写し、定着手段により記録材を加熱加圧してトナー像を記録材に定着する。トナー像を転写された記録材は、定着手段の下流に設けられた排紙搬送部を通り、排出手段に導かれ、画像形成装置本体の外部に設けられた排紙積載部に排出される。

この画像形成動作において、排紙搬送部は、加熱された記録材によって温度が上昇する。排紙搬送部が高温になることで、部品が熱膨張や変形することによって記録材との接触状況が変わり、搬送不良を起こす懸念があった。さらには、記録材が高温のままとなり、記録材上のトナーは完全に固化した状態とならず、粘着性を有する場合があり、排紙積載部に積載された記録材同士が相互に貼り付く懸念があった。このため、高温になった記録材を冷却する必要があった。

これらの課題に対応する手法の一つとして、排紙搬送部に風を吹き付けるエアフローを形成して冷却する方法が提案されている（特許文献１）。その他、排紙搬送部上部に吸気ダクトを設け、外部に放熱する方法が提案されている（特許文献２）。

特願２００８－２２０６５号公報 特願２０１０－２１０３３号公報

近年の画像形成装置においては、高生産性、小型化が求められており、定着手段が必要とされる熱量、記録材の温度が上昇する傾向にある。このため、記録材の冷却がより重要となる一方で、装置の大型化を抑制できる構成とする必要がある。

本発明に係る画像形成装置は、記録材の一面にトナー像を形成する画像形成手段と、トナー像を加熱手段と加圧手段とで形成したニップ部で記録材の一面に定着させる定着手段と、定着手段でトナー像が定着された記録材を排紙トレイに排出する排出手段と、定着手段と排出手段の間に設けられた記録材搬送路と、を備え、定着手段から排出手段に至る記録材の搬送方向において、定着手段と排出手段の間にファンが設けられ、ファンは、記録材搬送路の空気を吸気する吸気部から吸気し、排出手段から排出される記録材に風が当たるように排気するように構成されている。

本発明によれば、装置の大型化を抑制しつつ、記録材の冷却効果を高めた画像形成装置を提供することができる。

実施例１における画像形成装置Ｐの断面図 実施例１における定着部近傍の断面図 変形例１における定着部近傍の断面図 変形例２における定着部近傍の断面図

［実施例１］
画像形成装置Ｐの全体構成を示す主断面図、図２は実施例１における定着部周辺の断面図である。図１と図２を用いて、本実施例を説明する。なお本実施例では、感光ドラムを複数備えたフルカラーレーザービームプリンタについて説明を行うものの、本発明は感光ドラムを一つ備えたモノクロの複写機、プリンタにも適用することができる。

画像形成装置Ｐは、トナー画像を形成する画像形成部１２と、記録材Ｓにトナー画像を定着させる定着手段としての定着装置（定着部）１４とを有する。

画像形成部１２は、４個のプロセスカートリッジ３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）と、光学ユニットとしてのレーザスキャナ４と、転写手段５と、を有する。プロセスカートリッジ３（３ａ～３ｄ）は、像担持体としての感光ドラム１に作用するプロセス手段が一体的にカートリッジ化され、カラーレーザプリンタ１に着脱可能に構成されたものである。これら４個のプロセスカートリッジ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、同一構造であるが、画像形成に異なる色、すなわち、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｂｋ）のトナーを用いている点で相違している。以降、各色に共通する構成については、ａ～ｄの添え字を省略し、例えばプロセスカートリッジ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄをそれぞれ示す意味でプロセスカートリッジ３と総称して記載する。プロセスカートリッジ３は、現像ユニットＤと、クリーナユニットＣによって構成されている。現像ユニットは、現像ローラ２１と、現像剤塗布ローラ２２、及び、トナー容器２３を有している。一方、クリーナユニットＣは、像担持体である感光ドラム１と、帯電ローラ２と、クリーニング手段６としてのクリーニングブレードを有している。

感光ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、帯電手段２、現像手段２１、転写手段５、クリーニング手段６が配設されている。感光ドラム１の両端部はフランジによって回転可能に支持されており、一方の端部に不図示の駆動モータから駆動力を伝達することにより、図１の矢印に示す時計回り方向に回転駆動される。

帯電手段２は、ローラ状に形成された導電性ローラで、このローラを感光ドラム１表面に当接させるとともに、不図示の電源によって帯電バイアス電圧を印加することにより、感光ドラム１表面を一様に帯電させる。レーザスキャナ４は、プロセスカートリッジ３の鉛直下方に配置され、画像信号に基づき感光ドラム１に光照射して露光する。

現像ユニットＤは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のトナーを収納したトナー収納部を有する。更に、現像ユニットＤは、感光ドラム１の表面に隣接し、不図示の駆動部により回転駆動されると共に、図示しない現像バイアス電源により現像バイアス電圧を印加することにより現像を行なう現像ローラ２１を有する。

転写手段５としての中間転写体ユニットは、駆動ローラ、テンションローラに張架され、テンションローラで張力が加えられた中間転写ベルト１２０を備えている。また中間転写体ユニットは、各感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに対向して、中間転写ベルトの内側に配設され、不図示のバイアス印加手段により転写バイアスを印加する一次転写ローラを備えている。感光ドラム１上に形成されたトナー像は、一次転写ローラに正極性のバイアスを印加することにより、感光ドラム１ａ上のトナー像から順次、中間転写ベルト上に一次転写される。中間転写ベルトには４色に重なった状態のトナー像が二次転写部１５まで搬送される。

給送装置は、紙Ｓを収納する給紙トレイ１１内から紙などの記録材Ｓを給紙する給紙ローラ９と、給紙された記録材Ｓを搬送する搬送ローラ対１０とを有している。給紙トレイ１１は図１における左方向（本体前方向）へ引き抜くことができるよう構成しており、ユーザーは給紙トレイ１１を引き抜き、装置本体から取り外した後、記録材Ｓをセットし装置本体へ挿入することで記録材Ｓの補給ができるように構成されている。給紙トレイ１１に収納された記録材Ｓは、給紙ローラ９に圧接され、分離パッドによって一枚ずつ分離され搬送される。

二次転写部１５において、二次転写ローラ１６に正極性のバイアスを印加することにより、搬送された記録材Ｓに、中間転写ベルト１２０上の４色のトナー像を二次転写する。

定着手段である定着装置１４は、図２に示すように、記録材を挟持搬送するニップ部を形成するように、記録材Ｐを加熱する加熱ユニット１４ａと、記録材Ｐを加熱ユニット１４ａに押圧する加圧ローラ（ニップ形成部材）１４ｂと、を有する。この他、定着装置１４は、定着装置１４から外部へニップ部を通過した記録材Ｓを搬送する搬送ローラ１４ｃを有する。加熱ユニット１４ａは、記録材Ｐの搬送方向に直交する方向に細長いヒータ１４ａ１と、ヒータ１４ａ１を支持するヒータホルダ１４ａ２と、ヒータホルダ１４ａ２に支持されたヒータ１４ａ１の周囲を回転する無端状のフィルム１４ａ３と、を有する。加熱ユニット１４ａは、加圧ローラ１４ｂと形成したニップ部で圧力を加えつつ、ヒータ１４ａ１及びヒータホルダ１４ａ２の周囲を回動するフィルム１４ａ３を介してヒータ１４ａ１で記録材Ｓに転写されたトナー画像を加熱する。このようにして、記録材Ｓの上に形成した画像にニップ部で熱及び圧力を加えて、画像を記録材Ｓに定着させた後、搬送ローラ１４ｃを介して定着装置１４から排出される。そして画像が定着された紙Ｓは、定着装置１４と排紙ローラ対１８の間に設けられた記録材搬送路を通り、排紙ローラ対１８によって排紙トレイ３１に排紙され、記録材Ｓへの画像形成が完了する。

（記録材Ｓの冷却構成）
記録材Ｓの冷却構成について、図２を用いて説明を行う。図２は、実施例１における定着部近傍の断面図である。

従来の画像形成装置では、定着装置で画像が定着された記録材から発せられた熱は、定着装置（搬送ローラ）の近傍に留まり、トナー画像の定着を行うにつれて蓄積される。この結果、画像形成装置の内部温度が高くなり、画像形成装置を構成する部品が熱膨張や変形することによって記録材との接触状況が変わって搬送不良を起こす恐れがあった。

そこで本実施例では、ファン１０１を排紙トレイ３１と定着装置１４の間に設け、ファン１０１によって発生させた風を排紙ローラ対１８から排出された記録材Ｓに当てる構成とする。具体的には、トナー画像が転写され、定着される記録材Ｓの一面に対向するガイド部材１７を備えた、定着装置１４と排紙ローラ対１８の間における記録材Ｓの搬送方向において定着装置１４と排紙ローラ対１８の間に設けられた記録材搬送路を備える。ガイド部材１７は、記録材Ｓの搬送方向と直交する方向（感光ドラム１の軸線方向）に延びており、記録材Ｓに比べ長い部材とされている。定着装置１４とガイド部材１７との間には、記録材Ｓの搬送方向と直交する方向に延びた隙間１９が形成されている。

ファン１０１は、本実施例では、スクロールケーシングに収容された回転翼を備えたシロッコファンを用いた。ファン１０１としてシロッコファンを用いた場合にあっては、シロッコファンの回転翼の回転軸線方向において、隙間１９とファン１０１の少なくとも一部が対向するように配置することが好ましい。さらにシロッコファンは吸気方向と排気方向が直交する方向であるため、シロッコファンの回転翼の回転軸線と直交する方向において、ファン１０１と排紙ローラ対１８の少なくとも一部が対向するように配置することが好ましい。これにより、吸気ダクト１０２、排気ダクト１０３で風向きを変更することなく、ファン１０１の吸排気効率を高めることができる。

本実施例では、吸気部である隙間１９から吸気ダクト１０２を介してファン１０１で記録材搬送路の空気を吸気し、Ａ１方向に流れる風を発生させる。本実施例では、記録材搬送路において定着される記録材Ｓの一面に対向する位置に位置した隙間１９からファン１０１で吸気することにより、記録材Ｓから発せられた熱の排熱を促し、定着装置１４の搬送ローラ１４ｃの近傍に留まることを抑制する。この結果、搬送ローラ１４ｃの近傍の雰囲気温度、ひいては画像形成装置Ｐの内部温度の上昇を抑制することができ、画像形成装置Ｐの内部温度の上昇に起因する不具合を抑制することができる。

加えてファン１０１は、排気ダクト１０３を介して排紙ローラ対１８の鉛直下方に設けられた排気口（排気部）２０から排気するようにし、Ａ２方向に流れた風が排紙ローラ対１８から排出される記録材Ｓに当たるようにしている。このようにして、排気口２０から排出される空気で記録材Ｓを冷却し、より確実に記録材Ｓ上のトナーが完全に固化した状態とし、排紙トレイ３１で排出された記録材Ｓ同士が相互に貼り付くことを抑制している。なお本実施例では、定着装置１４とガイド部材１７との間の隙間１９から吸気した空気を排紙ローラ対１８から排出される記録材Ｓに当てている。搬送ローラ１４ｃの近傍の雰囲気温度は、記録材Ｓから発せられた熱が搬送ローラ１４ｃの近傍に留まり、蓄積されない限り、排紙ローラ対１８から排出される記録材Ｓに比べ十分に温度が低い。さらには隙間１９から吸気した空気は、定着装置１４のヒータ１４ａ１の近傍を通過する空気を積極的に吸気する構成ではないため、記録材Ｓを十分に冷却することができる。

ここで本実施例の定着装置１４においては、記録材Ｓ上のトナーを少ない熱量で確実に定着させるため、二次転写部１５でトナー画像が転写された記録材Ｓの一面上が定着装置１４の加熱ユニット１４ａ（フィルム１４ａ３）と接触し、加熱される構成としている。したがって定着された記録材Ｓは、トナー画像に加え、トナー画像が定着された記録材Ｓの一面が高温となっているため、トナー画像及び記録材Ｓの一面に排気口２０から排出される空気が直接当たる構成とし、より記録材Ｓを冷却できる構成としている。

なお本実施例では、鉛直方向においてガイド部材１７と画像形成部１２（転写手段５）の間に、また記録材Ｓの搬送方向において定着装置１４と排紙ローラ対１８の間に、ファン１０１を配置する構成としている。これにより、定着装置１４とガイド部材１７との間の隙間１９からファン１０１に至る吸気ダクト１０２、ファン１０１から排気口２０に至る排気ダクト１０３の長さを短くすることができ、画像形成装置Ｐの大型化を抑制することができる。

実施例に記載されている構成部品の形状、それらの相対配置等は、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を限定するものではない。

例えば、実施例では、定着装置１４とガイド部材１７との間の隙間１９から吸気した構成としたが、これに限らない。図３に示す変形例１のように記録材搬送路において定着される記録材Ｓの一面に対向する位置に位置する吸気部にあたる開口部を備えた通風領域１７１をガイド部材１７に設けた構成としてもよい。通風領域１７１は、１又は複数の開口部、つまり穴が形成された領域であり、本実施例では複数の穴が記録材Ｓの搬送方向と直交する方向に直線状に配列された領域とした。記録材Ｓの搬送方向と直交する方向において、通風領域１７１は画像形成可能な最大サイズの記録材Ｓに比べて長く、この記録材Ｓが隙間１９上を通過したとき、鉛直上方から見て、通風領域１７１の両端が記録材Ｓに覆われない構成となっている。ファン１０１としてシロッコファンを用いた場合にあっては、シロッコファンの回転翼の回転軸線方向において、通風領域１７１とファン１０１の少なくとも一部が対向するように配置することが好ましい。さらにシロッコファンは吸気方向と排気方向が直交する方向であるため、シロッコファンの回転翼の回転軸線と直交する方向において、ファン１０１と排紙ローラ対１８の少なくとも一部が対向するように配置することが好ましい。これにより、吸気ダクト１０２と排気ダクト１０３の長さを不要に長くすることなく、さらには吸気ダクト１０２、排気ダクト１０３で風向きを変更することなく、ファン１０１の吸排気効率を高めることができる。

その他、変形例１に対して、ファン１０１として、シロッコファンではなく、図４に示す変形例２のように軸流ファンを用いてもよい。ファン１０１として軸流ファンを用いた場合にあっては、軸流ファンの回転翼の回転軸線方向において、通風領域１７１とファン１０１の少なくとも一部が対向するように配置することが好ましい。これにより、吸気ダクト１０２で風向きを変更することなく、ファン１０１の吸排気効率を高めることができる。なお、軸流ファンは吸気方向と排気方向が同一方向であるため、ファン１０１として軸流ファンを用いた場合には、排気口２０へ向かう排気ダクト１０３によって向きを変え、排紙ローラ対１８から排出される記録材Ｓに当てている。ファン１０１としてシロッコファンを用いた場合に比べ、排気ダクト１０３が大きくなるものの、軸流ファンを用いた場合にあっては風量を大きくすることができる。

このように本発明の範囲において種々の変更が可能である。

Ｐ 画像形成装置
Ｓ 記録材
１ 感光ドラム
２ 帯電手段
３ プロセスカートリッジ
４ レーザスキャナ
９ 給記録材ローラ
１０ 搬送ローラ対
１１ 給記録材トレイ
１３ 二次転写部
１４ 定着部
１６ 二次転写ローラ
１７ ガイド部材
１８ 排紙ローラ対
２１ 現像ローラ
２２ 現像剤塗布ローラ
３１ 排紙トレイ
１０１ ファン
１０２ 吸気ダクト
１０３ 排気ダクト

Claims (6)

1. 記録材の一面にトナー像を形成する画像形成手段と、
   前記トナー像を加熱手段と加圧手段とで形成したニップ部で前記記録材の前記一面に定着させる定着手段と、
   前記定着手段で前記トナー像が定着された前記記録材を排紙トレイに排出する排出手段と、
   前記定着手段と前記排出手段の間に設けられ、前記定着手段によって加熱された記録材の前記一面に対向し、搬送される記録材をガイドするための搬送ガイドと、
   水平方向に関して前記定着手段と前記排出手段の間に配置され、吸気面が前記水平方向に対して傾くように配置されたシロッコファンと、
   鉛直方向において前記搬送ガイドは前記シロッコファンの上部に位置し、前記搬送ガイドは、前記シロッコファンの上方の位置且つ前記一面に対向する位置に吸気部を備え、
   前記シロッコファンは、前記吸気部を介して前記排出手段と前記定着手段の間の空間から空気を吸気し、前記排出手段から排出される前記記録材に風が当たるように排気するように構成されている
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記吸気部は、搬送される記録材の搬送方向と直交する方向に延びた形状の隙間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。
3. 前記シロッコファンは、前記トナー像が形成された記録材の前記一面に風を当て、冷却することを特徴とする、請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記定着手段は、前記ニップ部において、前記トナー像が形成された記録材の前記一面に前記加熱手段が接触することを特徴とする、請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記吸気部は、搬送される記録材の搬送方向と直交する方向に配列された複数の穴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。
6. 前記シロッコファンのファンの回転軸線と直交する方向において、前記シロッコファンと前記排出手段の少なくとも一部が対向するように配置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。

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