JP5768418B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも１つを備えた複合機等の画像形成装置に関する。

この種の画像形成装置における画像形成プロセスは、像担持体の表面を帯電装置により一様に帯電した後、感光体ドラムの表面に露光装置により静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置によりトナー像として可視像化し、現像された画像を転写装置により記録媒体に転写した後、定着装置によって記録媒体上のトナー画像を定着する過程からなっている。
画像形成プロセスを実行する部材の中には帯電装置や定着装置などのように発熱するものが多く、そのままの状態では装置内の温度が上昇し、たとえば現像装置内のトナーの表面が溶解してトナー同士が凝集したりして画像形成処理に不具合が生じる。
このような問題を解消すべく、従来より装置内を冷却（空冷）することが行われている。

特許文献１、２には、画像形成装置前面から複数のファンにて外気を装置内に取り込み、その気流で作像ユニットを冷却し、装置後面から排気する冷却構成が開示されている。
特許文献３には、作像ユニットにおいて、熱源を有する露光手段と現像装置との間に気流移動空間を形成し、装置外から取り込んだ気流で冷却する構成が開示されている。

ところで、作像ユニットには、現像手段やクリーニング手段等のトナーを処理する部材が含まれており、その近傍では僅かな隙間を通り抜けたトナーが浮遊することを避けられない。特に画質向上を目指して粒径の小さいトナーが用いられる今日においては、トナー飛散は生じやすい。
上記従来の冷却構成では、作像ユニットの冷却のみに主眼がおかれており、冷却気流と浮遊トナーとの位置関係については考慮されておらず、トナー飛散領域を増大させる懸念があった。
トナー飛散が増大し、部品交換やメンテナンス作業時に取り扱う部材に飛散したトナーが付着していると、作業者の手を汚すことになる。

本発明は、上記のような現状に鑑みてなされたものであり、トナー飛散を抑制しながら作像ユニットを冷却でき、部品交換等の作業におけるトナー汚れも改善できる画像形成装置の提供を、その目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、像担持体上に形成された静電潜像をトナーで可視像化する複数の作像ユニットと、前記複数の作像ユニットの上方に配置され、装置本体に対して装置前面側から着脱自在な複数のトナー収容体と、装置外から吸気する吸気ファンと、装置内から装置外へ排気する排気ファンと、前記吸気ファンと前記複数の作像ユニットの間に設けられて、前記複数の作像ユニットに気流が向かうように開口部を有する第一のダクトと、を備え、前記吸気ファンによって装置内に流入した気流により前記複数の作像ユニットを冷却し、前記排気ファンによって装置外へ排気する画像形成装置において、前記複数のトナー収容体と前記複数の作像ユニットの間に位置し、前記複数の作像ユニットの並設方向に沿って延びて、前記作像ユニットと前記排気ファンとの間に気流経路を形成する第二のダクトを有し、前記複数の作像ユニットのうち、前記吸気ファン側に近い作像ユニットの近傍に前記第二のダクトの吸入口を設けたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の画像形成装置において、前記排気ダクトは、前記トナー収容体の取っ手部の下方の位置に設けたことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、前記請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記複数の作像ユニットを装置本体に対して位置決めする位置決め部材を有し、前記排気ダクトは、前記位置決め部材の装置内側に設けられていることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の画像形成装置において、前記位置決め部材が装置前面側で上下方向に開閉可能に設けられ、前記作像ユニットは、前記位置決め部材を倒した開状態で装置本体に対して装置前面側から着脱自在であり、前記位置決め部材の開状態で、前記排気ダクトは前記複数の作像ユニットの引き抜き経路外に位置することを特徴とする。

本発明によれば、冷却気流がトナー収容体側に流れることがなくなるので、気流に乗ったトナーによって、トナー収容体が汚れることを防止でき、交換作業等の作業性の向上を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概要構成図である。 作像ユニットの概要構成図である。 画像形成装置の斜視図である。 作像ユニットを冷却する空気の流れを示す概要断面図である。 排気ダクトによる空気の排気経路を示す斜視図である。 排気ダクトがトナーボトルよりも下側に位置することを示す斜視図である。 トナーボトルと作像ユニットの位置決め構成を示す斜視図である。 作像ユニットを取り出す際に排気ダクトが邪魔にならないことを説明するための概要断面図である。

以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
まず、図１及び図２に基づいて本実施形態に係る画像形成装置の構成の概要を説明する。
中間転写ユニット１０における未定着像担持体としての中間転写ベルト８の下面に対向して、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像ユニット６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋが並設されている。これらの作像ユニット６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋは、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外は同一構造である。
作像ユニット６の上方には、トナー収容体としてのトナーボトル７が色別に設けられている。各トナーボトル７は色別に各現像装置５にトナーを補給可能に図示しないパイプによって接続されているとともに、装置前面側（操作面側）から抜き差しできる構成となっている。具体的な構成は後述する。
各作像ユニット６は、図２に示すように、潜像担持体としての感光体ドラム１と、感光体ドラム１の周囲に配設された帯電手段２と、現像装置５と、クリーニング手段３等で構成されている。図１では、帯電手段２、クリーニング手段３は省略している。

感光体ドラム１上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）が行われ、感光体ドラム１上に所望のトナー像が形成される。
具体的に説明すると、図１に示すように、感光体ドラム１は、図示しない駆動部によって図中、時計回り方向に回転駆動され、帯電手段２の位置で表面が一様に帯電される（帯電工程）。
感光体ドラム１の表面は、作像ユニット６の下方に配置された書き込みユニット１１（図４参照、図１では省略）から発せられたレーザ光の照射位置に達して、この位置での露光走査によって静電潜像が形成される（露光工程）。
感光体ドラム１の表面は、現像装置５との対向位置に達し、この位置で静電潜像が現像されて、所望のトナー像が形成される（現像工程）。
感光体ドラム１の表面は、中間転写ベルト８及び１次転写バイアスローラ９との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト８上に転写される（１次転写工程）。
その後、感光体１の表面は、クリーニング手段３との対向位置に達し、この位置で感光体ドラム１上に残存した未転写トナーが回収される（クリーニング工程）。クリーニング後感光体ドラム１の表面は図示しない除電ローラにより電位を初期化される。こうして、感光体ドラム１上で行われる一連の作像プロセスが終了する。

上述した作像プロセスは、図１に示すように、４つの作像ユニット６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋで、それぞれ行われる。すなわち、作像ユニットの下方に配設された書き込みユニット１１から、画像情報に基づいたレーザ光が、各作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋの感光体ドラム1上に向けて照射される。その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト８上にカラー画像が形成される。
４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋは、それぞれ、中間転写ベルト８を感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋにはトナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。

中間転写ベルト８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト８上に重ねて１次転写される。
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト８は、２次転写手段としての２次転写ローラ１９との対向位置に達する。中間転写ベルト８上に形成されたカラートナー像は、２次転写ニップの位置に所定のタイミングで搬送された記録媒体としての転写紙Ｐ上に転写される。
こうして、中間転写ベルト８上で行われる、一連の転写プロセスが終了する。

装置本体１００の下部に配設された給紙トレイ２６には転写紙Ｐが複数枚重ねて収納されており、給紙コロ２７により１枚ずつ分離されて給紙される。給紙された転写紙Ｐはレジストローラ対２８で一旦停止され、斜めずれを修正された後レジストローラ対２８により所定のタイミングで２次転写ニップに向けて搬送される。そして、上記のように、２次転写ニップにおいて転写紙Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。
２次転写ニップの位置でカラー画像を転写された転写紙Ｐは、定着装置２０へ搬送され、ここで、定着ローラ及び圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像を定着される。
定着を終えた転写紙Ｐは、排紙ローラ対２９により、装置本体上面に形成された排紙部３０へ出力画像として排出され、スタックされる。こうして、画像形成装置における一連の画像形成プロセスが完了する。
図１において、符号３２は読み取り部を示している。

図３は画像形成装置の外観を示す斜視図である。符号１２は操作パネルを示しており、操作パネル１２がある側が装置前面側である。装置本体１００の装置前面に向って左側面としての左カバー１３には、空気取り入れ口１３ａ、１３ｂが設けられており、この２箇所から装置内に外気を取り込む構成となっている。
図４に示すように、左カバー１３の内側には、空気取り入れ口１３ａ、１３ｂに対応して軸流ファン１５ａ、１５ｂがファンブラケット１６を介して設けられている。
前側板１７、後側板１８（図７参照；他の図では省略）、上仕切り板３３、下仕切り板３４、右仕切り板３５によって囲まれたスペースに書き込みユニット１１が設置されている。上仕切り板３３は書き込み仕切り板３６を含み、各作像ユニット６の下面に沿って延びている。
軸流ファン１５ａ、１５ｂで装置内に取り入れられた外気は、書き込みユニット１１と上仕切り板３３との間を通過し、書き込み仕切り板３６の光路口３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄから各作像ユニット６に入り込み、各作像ユニット６を冷却している。

図５に示すように、装置前面側に位置し、各作像ユニット６を位置決めする位置決め部材３７のカバー３７ａの内面側には、排気ダクト３８が設けられている。排気ダクト３８は装置前面側において作像ユニット６の並設方向に沿って略水平に延び、その一端部は排気ファンとしてのシロッコファン３９の下方に位置している。
シロッコファン３９により吸引された空気は、排気ダクト４０、４１を介して装置外へ排気される。
ファンブラケット１６には、複数のスリットが形成されてフィルタ機能を有するようになっている。
排気ダクト３８の気流吸引口３８ａは、軸流ファン１５ａ、１５ｂに最も近い作像ユニット６Ｙの近傍に設けられている。
軸流ファン１５ａ、１５ｂに近いということは気流も強いため、トナーが飛散しやすい。軸流ファン１５ａ、１５ｂの近傍に気流吸引口３８ａを設けることで飛散させることなく効率よくトナーを吸引できる。
各作像ユニット６の下面から入り込んで作像ユニット６を冷却した空気は、シロッコファン３９に吸引されるべく装置前面側へ流れる。冷却後の気流の一部は、各作像ユニット６の現像装置５やクリーニング手段３の上面を冷却しながら流れる。
軸流ファン１５ａ、１５ｂに近い側では作像ユニット６の上面側を矢印のように流れて気流吸引口３８ａへ導かれる。

図６に示すように、排気ダクト３８はトナーボトル７の取っ手部７Ｍａ、７Ｃａ、７Ｂｋａよりも下方に、すなわち低い位置に配置されている。
これによりトナーボトル７の本体部だけでなく取っ手部が汚れるのを防止することができ、部品交換時のトナー汚れの心配がなく、ユーザの操作性が向上する。
なお、図６では分かりやすくするためにトナーボトル７Ｙは省略している。

図７に示すように、トナーボトル７は前側板１７と後側板１８とに支持されており、前側板１７から取っ手部７Ｙａ、７Ｍａ、７Ｃａ、７Ｂｋａが突出した状態となっている。トナーボトル７を交換する場合には図示しない装置前面カバーを開放した状態で取っ手部７ａを引き抜く。
トナーボトル交換の際、前面カバーを開けても、位置決め部材のカバー３７ａに排気ダクト３８が隠れるので、ユーザから目立たない。よって、トナーで排気ダクト３８が汚れても前面カバーを開いたときに汚れが目立たない効果がある。
位置決め部材３７のカバー３７ａは、下端を軸支されて上下方向に回動自在に設けられている。カバー３７ａには、感光体ドラム軸を支持するための支持穴１４ｂが各作像ユニット６に対応して形成されており、これにより各作像ユニット６は位置決めされる。
作像ユニット６を取り出す場合には、カバー３７ａを倒した状態で目的の作像ユニット６を引き出す。
図８に示すように、排気ダクト３８は作像ユニット６を取り出す際の引き出し経路を妨げないように、すなわち、一点鎖線で示す引き出し経路の下方に位置するように、カバー３７ａの裏面に形成されている。図７では排気ダクト３８は省略している。
上記構成により、作像ユニット６をスムーズに取り外すことができ、サービス性やユーザの操作性が向上する。

１ 像担持体としての感光体ドラム
６ 作像ユニット
７ トナー収容体としてのトナーボトル
７Ｙａ、７Ｍａ、７Ｃａ、７Ｂｋａ 取っ手部
１５、１５ｂ 吸気ファンとしての軸流ファン
３７ 位置決め部材
３８ 排気ダクト
３８ａ 吸入口としての気流吸引口
３９ 排気ファンとしてのシロッコファン

特開２００２−３６６６２号公報 特開２００６−１９５３５７号公報 特開２００７−１４０３４９号公報 特開２００２−２８７６０２号公報

Claims (4)

1. 像担持体上に形成された静電潜像をトナーで可視像化する複数の作像ユニットと、
   前記複数の作像ユニットの上方に配置され、装置本体に対して装置前面側から着脱自在な複数のトナー収容体と、
   装置外から吸気する吸気ファンと、
   装置内から装置外へ排気する排気ファンと、
   前記吸気ファンと前記複数の作像ユニットの間に設けられて、前記複数の作像ユニットに気流が向かうように開口部を有する第一のダクトと、
   を備え、前記吸気ファンによって装置内に流入した気流により前記複数の作像ユニットを冷却し、前記排気ファンによって装置外へ排気する画像形成装置において、
   前記複数のトナー収容体と前記複数の作像ユニットの間に位置し、前記複数の作像ユニットの並設方向に沿って延びて、前記作像ユニットと前記排気ファンとの間に気流経路を形成する第二のダクトを有し、
   前記複数の作像ユニットのうち、前記吸気ファン側に近い作像ユニットの近傍に前記第二のダクトの吸入口を設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記排気ダクトは、前記トナー収容体の取っ手部の下方の位置に設けたことを特徴とする画像形成装置。
3. 前記請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
   前記複数の作像ユニットを装置本体に対して位置決めする位置決め部材を有し、前記排気ダクトは、前記位置決め部材の装置内側に設けられていることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３に記載の画像形成装置において、
   前記位置決め部材が装置前面側で上下方向に開閉可能に設けられ、前記複数の作像ユニットは、前記位置決め部材を倒した開状態で装置本体に対して装置前面側から着脱自在であり、前記位置決め部材の開状態で、前記排気ダクトは前記複数の作像ユニットの引き抜き経路外に位置することを特徴とする画像形成装置。

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