(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
画像形成装置の定着器は、熱と圧力とにより、記録転写材にトナー像を定着している。その際、記録転写材に含まれる水分が蒸発し、定着器の上方に配置した搬送ガイドやカバー等に結露が生じる。すると、トナーが冷却しきれずに後続の転写材の表面と接着することや、カールを発生させるおそれがある。また、その際に、ガイドに付着した水滴が転写材に付着すると、転写材に皺が発生したり、印字品質が悪化したりするおそれがある。
【0003】
その後、転写材は転写材排出部から排出され、転写材積載部に積載される。その際、幾重にも重ねて積載されるため、転写材の余熱が逃げにくく、転写材積載部上で高い温度のままになりやすい。すると、両面印刷時など印刷面が重なり合うようなときに、積載された転写材束の中で印刷面のトナーが凝固しきらずに転写材同士が接着する排紙接着を引き起こす。
【0004】
加えて、その余熱により、転写材積載部近傍の部品が加熱される。特に、転写材積載部下部にフレッシュトナーの貯蔵部を持つ画像形成装置の場合、その余熱により、内部のトナーが凝固するおそれがある。
【0005】
近年、画像形成装置の小型化や高生産性が進み、これらの問題が顕著になった。そこで上記問題を、省スペースかつ、低コスト、低騒音で解決する手法が求められている。
【0006】
前記問題を解決するために、転写材や搬送ガイドに風を吹き付けることによりそれらを防止する手段がある(例えば、特許文献1参照)。
【0007】
吹き付け方向であるが、前記の非画像面に充てる方法と画像面(例えば、特許文献2参照)から吹き付ける手段がある。また、定着後の転写材の表裏から当てる手段もある(例えば、特許文献3参照)。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本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る。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【0018】
〔第1実施形態〕
〔画像形成装置の構成〕
本発明の画像形成装置の実施形態について、
図1を参照して説明する。
図1は第1実施形態の画像形成装置の概略断面図である。
図1では、画像形成装置100として、フルカラーレーザー複写機本体(複写機本体)を例示して説明する。本実施形態の複写機は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナーを用いてトナー像を形成する。そして、各色のトナー像を形成する構造は各色とも同様であるので、以下の説明において、Y、M、C、Kの添え字を、特に必要がある場合を除いて、省略して説明する。
【0019】
図1に示すように、複写機本体は、トナー画像を形成する画像形成部1、転写材Sを画像形成部1へと給送する転写材給送部2、定着部3、を有する。また、定着後の転写材を搬送・排出する転写材排出部4、排出された転写材を積載する転写材積載部5を有する。また、転写材積載部5の下方に4色のフレッシュトナー(未使用トナー)を貯蔵するフレッシュトナー貯蔵部T(TY、TM、TC、TK)を有する。転写材積載部5の上方には、原稿を読み取り画像形成部1にデータを転送する原稿読取部7を有する。以下、詳細に説明する。
【0020】
画像形成部1は、4ドラムフルカラー方式である。イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の4色のトナー画像を形成する4個のプロセスカートリッジ10(10Y、10M、10C、10K)を着脱可能に備える。
【0021】
プロセスカートリッジ10は、個々に感光体ドラム11(11Y、11M、11C、11K)を有する。また、プロセスカートリッジ10は、感光体ドラム11に所定の電圧を印加して帯電させる不図示の帯電部(不図示)と、感光体ドラム11上に形成された潜像にトナーを付着させて現像する現像部(不図示)等のプロセス手段を備える。
【0022】
画像形成部1には、プロセスカートリッジ10下部に、感光体ドラム11上に潜像を描くレーザスキャナ12(12Y、12M、12C、12K)が配置される。また、プロセスカートリッジ10の上方には、中間転写ユニット13が配置される。
【0023】
中間転写ユニット13は、無端状の中間転写ベルト13a、駆動ローラ13b、テンションローラ13cを有する。また、中間転写ベルト13aは、駆動ローラ13bと、テンションローラ13cと、一次転写ローラ14(14Y、14M、14C、14K)、アイドラローラ13e、アイドラローラ13fにより、張架される。また、一次転写ローラ14は、感光体ドラム11に中間転写ベルト13aを接触させる。
【0024】
中間転写ベルト13aは、フィルム状部材で構成され、駆動ローラ13bの駆動力により
図1の矢印方向に回転する。そして、一次転写ローラ14によって所定の転写バイアスを中間転写ベルト13aに印加することにより、感光体ドラム11上の各色のトナー画像が順次、中間転写ベルト13aに多重転写される。これにより、フルカラートナー画像が形成される。
【0025】
一方、転写材給送部2に載置される転写材Sは、不図示の給送部により給送され、転写材搬送路20へと搬送される。その後、転写材Sは、二次転写外ローラ21と駆動ローラ13bのニップによって構成される二次転写部に送り込まれる。
【0026】
これにより、中間転写ベルト13a上のフルカラートナー画像が転写材Sに転写される。フルカラートナー画像が転写された転写材Sは、駆動ローラ13bの駆動力によって搬送され、定着部3へ送られる。定着部3では、転写材Sに対して加熱定着が行われることで、トナー画像が転写材Sに定着する。
【0027】
定着部3の上部には転写材排出部4が配置される。転写材排出部4は、排出路40、排出ローラ対41、両面反転路42、反転ローラ対43を有する。この構成により、転写材排出部4より排出された転写材Sは、転写材積載部5に排出され、積載される。
【0028】
〔画像形成装置の動作〕
次に、前記構成を持つ画像形成装置100の画像形成動作について説明する。
【0029】
まず、原稿読取部7で読み取られた画像は、不図示の制御部に送られ、画像情報として保存される。
【0030】
次に、画像形成部1では、不図示の帯電部が、感光体ドラム11の表面を所定の極性・電位に一様に帯電する。その後、制御部に保存された画像情報に基づき、レーザスキャナ12からレーザ光が射出され、感光体ドラム11上を走査する。レーザ光は、順次、感光体ドラム11を露光して、静電潜像を形成する。この後、不図示の現像部が、静電潜像に対してトナーを供給することにより現像し、トナー画像化する。なお、現像部には、フレッシュトナー貯蔵部T(トナー貯蔵部)よりフレッシュトナーが供給される。
【0031】
次に、このトナー画像は、感光体ドラム11の回転に伴って、感光体ドラム11と中間転写ベルト13aとの接点部(一次転写部)において、感光体ドラム11から中間転写ベルト13aに転写される。この転写の際には、一次転写バイアスが一次転写ローラ14に印加される。
【0032】
上記の動作が4個の各プロセスカートリッジ10で順次行われる。これにより、中間転写ベルト13aにトナー画像が多重転写され、フルカラートナー画像が形成される。
【0033】
一方、このトナー画像形成動作に並行して、転写材給送部2より、転写材Sが給送される。転写材Sは、転写材搬送路20中に搬送され、転写材搬送路20に備えられた不図示のレジストローラによって斜行補正される。また、転写材Sは、中間転写ベルト13a上のトナー画像に対して位置合わせをされる。
【0034】
位置合わせ後、転写材Sは、二次転写外ローラ21と駆動ローラ13bとが当接するニップによって構成される二次転写部に送り込まれる。二次転写部において、二次転写外ローラ21に印加した2次転写バイアスによって、トナー画像が中間転写ベルト13aから転写材Sに転写される。その後、転写材Sは駆動ローラ13bの駆動力によって搬送され、定着部3へ送られる。
【0035】
定着部3に送られた転写材Sは、定着部3によって、熱と圧力を加えられ、各色のトナーが溶融し、転写材Sにフルカラーの可視画像として定着される。この後、画像が定着された転写材Sは、定着部3の下流に設けられた転写材排出部4に送られる。転写材Sは、転写材排出部4内で排出路40を通り、排出ローラ対41によって排出される。排出された転写材Sは、転写材積載部5においてトナー画像が形成された面を下にして積載される。
【0036】
図2を用いて、本発明が解決しようとする課題とその解決方法について説明する。
図2は第1実施形態の定着装置周辺の概略断面図である。
図2には、定着部3周辺には、転写材排出部4、転写材積載部5、フレッシュトナー貯蔵部T、第一軸流ファン60(第一送風部材)、第二軸流ファン70(第二送風部材)の配置を示す。
【0037】
図2に示すように、定着部3の近傍には、フレッシュトナー貯蔵部Tを持ち、またフレッシュトナー貯蔵部Tの直上に転写材積載部5が配置される。この場合、フレッシュトナー貯蔵部Tは、転写材積載部5に積載された転写材Sの余熱や、定着部3で発生する熱の影響を受ける。特にブラックフレッシュトナー貯蔵部TKの温度が上がりやすい。
【0038】
そのため、これらの課題の解決方法として、転写材排出部4の内部を換気する換気ファンを設けることがある。また、転写材積載部5とブラックフレッシュトナー貯蔵部TKの間や、定着部3とブラックフレッシュトナー貯蔵部TKとの間に断熱材を設けることもある。また、複写機本体のサイズを大きくし、空間を広く取る、などの対策を行うこともある。
【0039】
転写材Sは転写材排出部4から排出され、転写材積載部5に積載される。その際、幾重にも重ねて積載されるため、転写材の余熱が逃げにくくなる。このため積載された転写材Sは、転写材積載部5上で高い温度のままになりやすい。すると、両面印刷時など印刷面が重なり合うようなとき、積載された転写材束の中で、印刷面のトナーが凝固しきらないことがある。これにより、転写材S同士が接着するという排紙接着を引き起こす。両面プリントの画像は転写材の両面にトナーがついている。このため排紙接着の現象が、特に顕著である。
【0040】
本実施形態では、これらの課題に対する解決方法として、第一軸流ファン60を用いる。
図3は第1実施形態の転写材排出部の拡大断面図である。
【0041】
第一軸流ファン60は、定着部3とブラックフレッシュトナー貯蔵部TKとの間に配置される。第一軸流ファン60は、搬送ガイド45方向を送風下流方向とし、
図2及び
図3に示すように、鉛直方向に対して傾くように斜めに配置される。
【0042】
第一軸流ファン60からの風は、
図2及び
図3に示すように、定着部3の側面にある第一通風孔62及び第二通風孔63を通る。そして、第二通風孔63を通った風は、排出ローラ対41から排出される転写材Sの下面、すなわち、トナー画像が定着される画像面を冷却する。転写材Sの下面は片面画像形成時の画像または両面画像形成時の両面の画像面に相当する。
【0043】
また、排出ローラ対41からの転写材の排出の際、転写材積載部5に積載された転写材にも第一軸流ファン60からの風が第二通風孔63を通じて行き渡る。このため、転写材積載部5に積載された積載後転写材S2も合わせて冷却される。第二通風孔63は、第一通風孔62と隣接して転写材積載部5側に配設される。
【0044】
定着部3によって熱と圧力を加えられた転写材Sからは、転写材Sに含まれていた水分が蒸発する。蒸発した水分は転写材排出部4内部に溜まり、搬送ガイド45や両面反転ガイド46、排出ローラ対41や反転ローラ対43上で結露する。そして、印刷を繰り返されることで結露が凝集し、水滴となる。その水滴が転写材Sに付着すると、転写材Sに皺が発生する。また両面印刷時には、水滴を付着させた転写材Sが再度二次転写部に入ることで、転写材濡れを起こし、転写材濡れに起因する転写不良を引き起こすこともある。
【0045】
本実施形態では、これらの課題に対する解決方法として、第二軸流ファン70を用いる。すなわち、第二軸流ファン70によって、転写材排出部4内部に溜まる蒸発した水分を吹き飛ばす。また、第二軸流ファン70は外壁101の近傍に配置され、転写材Sの画像面と反対の面である非画像面に風を当てる。
【0046】
このため、上述のように定着部3によって熱と圧力を加えられた転写材Sからは、転写材Sに含まれていた水分が蒸発するが、第二軸流ファン70によって空気を吹き付けることにより、水分を転写材排出部4を追加して機外に排出する。なお、第二軸流ファン70に流入する空気には、外部からの新たな湿気の流入を防止する措置を施すことで、より水分を気概に排出する効果を発揮する。これにより、排出ローラ対41や反転ローラ対43上での結露を防止することが可能となる。
【0047】
次に、外壁101の近傍に第二軸流ファン70を配置すると、騒音が漏れやすくなるという課題がある。
【0048】
これらの課題を解決するために第二軸流ファン70を外壁101に対して30〜60度傾ける。このように外壁101に対して所定角度だけ第二軸流ファン70を傾けることで、外壁101から第二軸流ファン70が隔てられ、駆動する音が外壁101を通じて漏れにくくなる。
【0049】
以上のように構成することで、結露を防止しつつ静音を達成することができる。外壁101との距離によって若干特性は異なるが、騒音と風量の特性を特定すると30〜60度傾けるのがバランスが取れる。この構成により、低騒音を実現しつつ風量の低減を抑制することができる。
【0050】
また、この場合、原稿読取部7と転写材排出部4より上の外壁101に外気が吹き込む吹込穴110を開ける。このように、第二軸流ファン70の近傍の外壁に吹込穴を設けず、転写材排出部4と原稿読取部7との間に吹込穴110を設けることにより、第二軸流ファン70の音が外に漏れない構成になる。
【0051】
なお、もし、第二軸流ファンの上方向に吹込穴を開けると、クリップやホッチキスの針などの落下物が入る懸念がある。このため、本実施形態においては、吹込穴110を外壁101の側面に設ける。これにより、吹込穴110の真下には第二軸流ファン70がない状態となり、落下物が第二軸流ファン70に入ることはない。
【0052】
図2乃至
図4を用いて第一軸流ファン60によって吸入した外気Wの風路の構成について説明する。
【0053】
図2に示すように、本実施形態では、外部からの空気が第一軸流ファン60に至るまで、外気Wは、外部吸入孔66、内部吸入孔67、吸入風路65を経由する。外部吸入孔66及び内部吸入孔67は、複数の小孔が所定パターンで形成され、装置外部の異物が吸入風路65に進入するのを防止する。
【0054】
吸入風路65は、転写材積載部5の下方で、且つフレッシュトナー貯蔵部Tの上方に形成される。このように、吸入風路65を転写材積載部5とフレッシュトナー貯蔵部Tとの間に形成することで、転写材積載部5とフレッシュトナー貯蔵部Tとを離隔することができる。また、吸入風路65内には第一軸流ファン60によって吸入された外気Wが流入する。すると、定着後に熱を有する積載後転写材S2からの熱の影響をフレッシュトナー貯蔵部Tに与えることを抑制することができる。
【0055】
また、吸入した空気を漏らさずに、かつ第一軸流ファン60の吸入風路65に吸気した空気を効率よく集めるため、吸入風路65にはダクト90が形成される。
図4はダクトの構成を説明する斜視図である。
【0056】
図4に示すように、ダクト90は、外気Wを吸入する側の断面積が広くなるように形成され、第一軸流ファン60の近傍になるにつれて、断面積が狭くなる。これにより、吸入における抵抗を減らす一方、第一軸流ファン60近傍に効率的に空気を集めることができる。ただし、ダクト高さ91(
図3参照)は最低でも10mm以上確保する。これにより、空気のダクト90での抵抗を抑制する。
【0057】
第一軸流ファン60から風を排出するとき、転写材幅全体に風を当てることが転写材下面の温度を下げるのに有効である。このため、
図4に示すように、第一軸流ファン60の下流側の第一通風孔62、第二通風孔63の端部の幅wは、転写材幅と同じ幅になるように広げる。なお、本実施形態では、第一軸流ファン60を垂直に配置するより斜めに配置し、第一軸流ファン60の吸入口とダクト90までの距離k1を少なくとも10mm離す。このダクト形状により、第一軸流ファン60の吸入抵抗を増やさない。
【0058】
次に、
図5を用いて、第一軸流ファン60と第二軸流ファン70のシーケンスについて説明する。
図5は第一軸流ファンと第二軸流ファンのシーケンスを示すグラフである。
【0059】
本実施形態の画像形成装置100の制御において、プリントのモードを大別すると、片面のみを印刷する片面モードと両面を印刷する両面モードがある。プリントモードは、不図示の制御部により選択される。排紙接着は両面モードが特に顕著な問題になる。このため、制御部は、片面モードの時は第一軸流ファン60を作動させない。
【0060】
一方、定着部3に熱と圧を加えられて転写材Sに含まれている水蒸気は、片面モードであっても両面モードであっても発生する。このため、制御部は、いずれのプリントモードの場合も、第二軸流ファン70を作動させる。
【0061】
なお、省エネルギーの観点から、プリント開始の信号が入ってファンを作動させプリント終了の信号で停止するシーケンスとする。
【0062】
〔第2実施形態〕
図6を用いて第2実施形態を説明する。
図6は第2実施形態の定着装置周辺の概略断面図である。
【0063】
図6に示すように、第二軸流ファン70は、転写材Sを搬送する転写材搬送路20とともにユニット化された画像形成装置100の扉102に取り付いている。転写材搬送路20の紙詰まり処理を可能にするため、扉102は回動して内部が解放可能になっている。
【0064】
扉102の位置決めと解放を可能にするため、扉102は解除部80を有する。解除部80は、画像形成装置100の上部に形成される係合溝103に対して係合する。
【0065】
本実施形態においては、第二軸流ファン70の駆動にともなって外気Wが吹き込む吹込孔104を、第二軸流ファン70に対して解除部80の背面となる画像形成装置100の側面に空ける。すなわち、解除部80を挟んで第二軸流ファン70と対向する位置の外壁101
(扉102)に吹込孔104を設ける。
【0066】
これにより、扉102を閉じた状態において、第二軸流ファン70と吹込孔104とが離隔し、第二軸流ファン70の音が漏れることを防止する。よって、定着後の転写材に送風部材で風をあてつつ当該送風部材の機外への音漏れ防ぐことができる。