JP5151520B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真技術による複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

現在、多くの分野で電子写真技術による複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置が使用されている。

これらの画像形成装置の多くは、用紙上のトナー像を熱により溶融して用紙に定着させる定着ユニットを備えている。

このような定着ユニットは、対向して配置されたローラ又はベルトによって形成されるニップ部にて、トナー像を担持した用紙を搬送しながら加熱して、定着処理を行う。

加熱部を有する定着ユニットは、高温になることから、定着ユニットとその周囲に対しては温度上昇を防止する対策をとる必要がある。

このような定着ユニットの温度上昇を防止する対策としては、例えば、定着ユニットの周辺に冷却風を流す通風路を設け、ファンのオンオフによって、冷却風を制御する提案がある（例えば、特許文献１参照。）。

しかしながら、定着ユニットから発生した熱による、画像形成装置内の空気の温度上昇や、装置内に備えられている画像形成に関わる各手段の温度上昇を完全に防止することは困難である。

上述した問題は、特に、長時間にわたる連続的な画像形成作業に使用される高速の画像形成装置にとっては大きな問題となる。

高速の画像形成装置において、感光体又は中間転写体等の像担持体上に形成されたトナー像を、前記像担持体に対向して設けられた転写ローラ又は転写ベルトによって用紙に転写する転写ユニットを備えるものが一般に知られている。

この転写ユニットが、定着ユニットから伝えられる熱により温度上昇をすると、転写ユニットに接している像担持体は直ちに温度上昇し、ついには像担持体に接している現像剤や現像器の温度を上昇させ、画像品質の低下をもたらすことになる。

また、高速の画像形成装置に採用される転写ユニットには、転写ローラ又は転写ベルトに付着したトナーを除去する転写クリーニング部が設けられる場合もある。

この転写クリーニング部の温度が上昇すると廃トナーのパッキングが発生する場合がある。

従って、上述したような不都合の発生を防止する為に、転写ユニットの温度上昇を防止するための冷却手段が必要になるが、このような対応は装置のコストアップにつながり易い。
特開平７−１８１８７４号公報

本発明は、上述したような状況に鑑みてなされたもので、その目的は、画像形成装置の転写ユニットの温度上昇と、定着ユニットの過度の温度上昇とを効果的に抑制する冷却手段を、コストアップを招くことなく実現ことにある。

上記課題は、以下の発明を実現することにより達成される。
１．像担持体に対向して配置された回転部材によって、前記像担持体上のトナー像を用紙に転写する転写ユニットと、
前記転写ユニットに備えられ、前記回転部材の周面に付着した付着物を除去するクリーニング手段と、
前記転写ユニットにより転写された前記トナー像を加熱することで前記用紙に前記トナー像を定着する定着ユニットと、
吸気口及び排気口を有する冷却手段と、
を有する画像形成装置において、
前記冷却手段は、前記吸気口が前記クリーニング手段に対して向けられ、前記排気口が前記定着ユニットに対して向けられており、前記吸気口から前記クリーニング手段近傍の空気を吸引して、前記排気口から前記定着ユニットの高温部へ排気することを特徴とする画像形成装置。
２．前記定着ユニットは、互いに対向して回転する第１の部材と第２の部材とを有し、
前記第１の部材と前記第２の部材とが圧接されることにより形成されるニップ部において前記トナー像が転写された用紙を加熱しながら搬送するものであって、
前記第１の部材は、前記搬送中の前記用紙に転写されているトナー画像に接する側に配置され、
前記排気口は、前記第２の部材の前記ニップ部の反対側に位置する周面に向けられていることを特徴とする１項に記載の画像形成装置。
３．前記冷却手段は、前記用紙の搬送方向と直角をなす方向に直線状に並べられた複数のファンを有することを特徴とする１または２項に記載の画像形成装置。
４．前記冷却手段の風量を制御する制御部を有することを特徴とする１乃至３項の何れか１項に記載の画像形成装置。

本発明の実現により、コストアップを招くことなく、画像形成装置の転写ユニットの温度上昇と、定着ユニットの過度の温度上昇とを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態例を、図を基に説明する。

図１は、カラーコピーを出力する代表的な画像形成装置Ｇの概念図である。

図示した画像形成装置Ｇは、複数の感光体３１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを一本の中間転写ベルト４１に対面させて縦列に配列し、フルカラーの画像を形成するタンデム型カラー画像形成装置と称されるものである。

この画像形成装置Ｇは、その上部に自動原稿送装置ＡＤＦを備えている。

自動原稿送り装置ＡＤＦの原稿載置台１０１に載置された原稿Ｄは、一枚ずつに分離され原稿搬送路に送り出され、搬送ドラム１０２により搬送される。

搬送中の原稿Ｄの画像は原稿画像読み取り位置ＲＰにて原稿読取部１により、読み取りがなされる。読み取りが終了した原稿Ｄは第１搬送ガイド１０６、および原稿排出ローラ１０５により原稿排紙台１０７に排出される。

画像形成装置Ｇは、原稿読取部１、露光部２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ、画像形成部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、中間転写部４、定着ユニット９０、反転排紙部６、再給紙部７、給紙部８、制御部Ｃ等から構成され、それらが一つの筐体内に収められている。

原稿読取部１は、原稿読取り位置ＲＰにて原稿の画像をランプＬにて照射し、その反射光を第１ミラーユニット１１、第２ミラーユニット１２、レンズ１３によって導き、撮像素子ＣＣＤの受光面に結像させる。

撮像素子ＣＣＤにより光電変換された画像信号は、画像読取制御部１４にてＡ／Ｄ変換、シェーディング補正、圧縮等の処理がなされ、制御部Ｃのメモリに画像データとして格納される。

制御部Ｃのメモリに格納された前記画像データには、ユーザにより設定されている条件により適宜な画像処理が施されて、出力画像データが生成される。

露光部２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、レーザ光源、ポリゴンミラー、複数のレンズ等から構成され、レーザビームを生成する。

前記露光部２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、制御部Ｃから送られる前記出力画像データを基に出力される出力情報に対応して、画像形成部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの構成要素である感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋの表面をレーザビームにより走査露光する。

前記レーザビームの走査露光により、感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋには潜像が形成される。

画像形成部３Ｙは、感光体３１Ｙと、その周辺に配置されている、主帯電部３２Ｙ、現像部３３Ｙ、第１転写ローラ３４Ｙ、クリーニング部３５Ｙからなる。感光体３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋについても同様である。

また、各色の画像形成部には、トナーボトルＴＹ、ＴＭ、ＴＣ、ＴＫから現像部３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋにトナーを送るトナー補給部が設けられている。

前記レーザビームの走査露光によって感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ上に作られた潜像は、対応する現像部３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋにより現像されて、各感光体上にはトナー画像が形成される。

中間転写部４は、中間転写ベルト４１、第１転写ローラ３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋ、転写ユニット５０、ベルトクリーニング部４３等から構成される。

前記感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ上に形成された前記トナー画像は、中間転写部４の第１転写ローラ３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋにより、一般に中間転写体と称される像担持体である中間転写ベルト４１上の所定位置に逐次転写される。

なお、トナー画像の転写を終えた感光体の表面はクリーニング部３５Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋによって残留トナーが除去される。

一方、前記中間転写ベルト４１上に転写された前記トナー画像は、給紙部８から給紙され、給紙ローラ８１によって給紙のタイミングが取られて給送されてきた転写材である用紙Ｐに、転写ユニット５０によって転写される。

トナー画像の用紙Ｐへの転写を終えた中間転写ベルト４１はベルトクリーニング部４３により、表面が清掃され、次の画像転写に供される。

一方、転写されたトナー画像を担持した用紙Ｐは、定着ユニット９０に送られ、加圧加熱されることによって、トナー画像が用紙Ｐへ定着される。

定着ユニット９０による定着処理を終えた用紙Ｐは排紙反転部６により搬送され、排紙台６１に排紙される。用紙Ｐを表裏反転して排紙する場合には、排紙ガイド６２にて、一旦、用紙Ｐを下方に導き、排紙反転ローラ６３に用紙Ｐの後端を挟持させた後、これを逆転をさせ、排紙ガイド６２により排紙ローラ６４に導き排紙する。

なお、用紙Ｐの裏面にも画像形成を行う場合には、表面の画像定着を終えた用紙Ｐを排紙ガイド６２により下方にある再給紙部７に搬送し、再給紙反転ローラ７１により後端を挟持させた後、逆送することによって用紙Ｐを反転させて、再給紙搬送路７２に送り出し、裏面への画像形成に供する。

図２は、画像形成装置Ｇの制御関係を示すブロック図である。

制御部Ｃは、ＣＰＵ、メモリ、演算ユニット、Ｉ／Ｏポート、通信用インターフェイス、駆動回路等を有するコンピュータシステムである。

制御部Ｃによる制御は、メモリＭに格納されている所定のプログラムを実行することにより行われる。

また、制御部Ｃは通信手段ＴＲを介して複数の情報処理機器との情報交換を行うことができる。

なお、本図では、本発明の説明に直接関係しないブロックの記載が省略されている。

図３は、冷却手段２００を説明する概念図である。

給紙ローラ８１から送られた用紙Ｐは、１点鎖線で示す矢印ａの方向から進入し、転写ユニット５０にて、像担持体である中間転写ベルト４１上のトナー画像が用紙上に転写され、定着ユニット９０にてトナー画像の定着が行われた後、矢印ｂの方向に送られる。

転写ユニット５０は、ローラ５１、５２、５３と、像担持体である中間転写ベルト４１に対向して配置され、前記ローラ５１、５２、５３に掛け回され回転する回転部材であるベルト５４と、クリーニング手段５００等から構成される。

また、前記クリーニング手段５００は、前記ベルト周面上に付着したトナー等の付着物を周面から除去する回転ブラシ５０１及びブレード５０２を備えている。

定着ユニット９０は、加熱ローラ９１、ローラ９２、９３、９４、９５、押圧部材９５、複数の前記ローラと押圧部材９５とに掛け回された定着ベルト９６等から構成される公知の定着装置である。

冷却手段２００は、図の奥行き方向、即ち、用紙Ｐの進行方向と直角をなす方向に並べられ、回転速度が制御部Ｃにより制御されている複数のファン２０１と、前記ファン２０１から送られた空気を所定の方向に導くダクト２０２等から構成されている。

図３に示すように冷却手段２００は、転写ユニット５０と定着ユニット９０の間に配置され、点線矢印ｃ、ｄで示すように、転写ユニット５０の近傍の空気を吸引して定着ユニット９０の下方に空気を送り出す手段である。

前記冷却手段９０の吸気により発生する転写ユニット５０、特にクリーニング手段５００の近傍の空気の流れによって、転写ユニット５０の温度上昇が防止される。

転写ユニット５０を冷却した空気は、ダクト２０２によって導かれて進行し、排気され、高温となっている定着ベルト９６の表面を流れる。

このような空気の流れは、定着ベルト９６の過度の温度上昇を防止するとともに、定着ユニット９０の発熱により加熱された空気が転写ユニット５０方向に流れないようにすることから、転写ユニット５０の温度上昇が抑制される。

なお、前記冷却手段２００からの送風は、定着ユニット９０の加熱ローラ９１と定着ベルト９６とで形成されるニップ部Ｎと反対側に位置するベルト周面を空気が流れるようになされることから、ニップ部Ｎに向け送られる用紙Ｐの進行を妨げる要因とはならない。

なお、すでに述べたように複数の前記ファン２０１は、回転速度が制御部Ｃにより制御されるものであり、画像形成装置Ｇの動作状態により回転速度やオンオフのタイミングが制御される。

例えば、装置のウオーミングアップ中や、ある一定時間以上動作を停止していた場合には前記ファン２０１を停止させる、又はその回転速度を低下させるように制御される。

このような制御は、設計段階で決定されるものである。

上述したように、像担持体としての中間転写ベルト４１を有するカラー画像形成装置を例に挙げて本発明を説明したが、本発明の効果は中間転写ベルト４１を備えない画像形成装置においても同様である。

図４は、一般的なモノクロ画像形成装置への適用例を説明する図である。

図は、感光体ドラム３１上にレーザビームＬＢにより潜像を形成し、現像部３３にてトナー現像して、矢印ａ方向から進行してくる用紙に、像担持体である感光体ドラム３１上のトナー画像を、転写ユニット５０にて転写する画像形成装置の一部を示している。

このように、本発明の冷却手段２００の適用は、転写ユニット５０に対向して設けられる像担持体が感光体であっても、また、中間転写体であっても可能である。

また、前記像担持体は、ドラムであっても、ベルトであっても適用可能である。

以上説明したように、本発明の冷却手段を備えることによって、コストアップを招くことなく画像形成装置の転写ユニットの温度上昇と、定着ユニットの過度の温度上昇とを抑制することができる。

画像形成装置の概念図である。 画像形成装置の制御関係を示すブロック図である。 冷却手段を説明する概念図である。 一般的なモノクロ画像形成装置への適用例を説明する図である。

符号の説明

Ｃ 制御部
Ｇ 画像形成装置
Ｐ 用紙
Ｎ ニップ部
５０ 転写ユニット
９０ 定着ユニット
２００ 冷却手段
５００ クリーニング手段

Claims (4)

1. 像担持体に対向して配置された回転部材によって、前記像担持体上のトナー像を用紙に転写する転写ユニットと、
   前記転写ユニットに備えられ、前記回転部材の周面に付着した付着物を除去するクリーニング手段と、
   前記転写ユニットにより転写された前記トナー像を加熱することで前記用紙に前記トナー像を定着する定着ユニットと、
   吸気口及び排気口を有する冷却手段と、
   を有する画像形成装置において、
   前記冷却手段は、前記吸気口が前記クリーニング手段に対して向けられ、前記排気口が前記定着ユニットに対して向けられており、前記吸気口から前記クリーニング手段近傍の空気を吸引して、前記排気口から前記定着ユニットの高温部へ排気することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記定着ユニットは、互いに対向して回転する第１の部材と第２の部材とを有し、
   前記第１の部材と前記第２の部材とが圧接されることにより形成されるニップ部において前記トナー像が転写された用紙を加熱しながら搬送するものであって、
   前記第１の部材は、前記搬送中の前記用紙に転写されているトナー画像に接する側に配置され、
   前記排気口は、前記第２の部材の前記ニップ部の反対側に位置する周面に向けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記冷却手段は、前記用紙の搬送方向と直角をなす方向に直線状に並べられた複数のファンを有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. 前記冷却手段の風量を制御する制御部を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。

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