JP4983763B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

例えば、特許文献１に記載の発明では、ベルトユニットの駆動ローラを定着器から発せられる熱から保護するために、駆動ローラを中空構造として、軸方向一端側から他端側に向けて冷却風を流通させている。
特開平１０−４８９７２号公報

しかし、特許文献１に記載の発明では、駆動ローラの軸方向端部側に送風機や送風ダクト等の送風手段を配設する必要があり、画像形成装置を構成する機器の配置構造が複雑になるおそれが高いので、特許文献１に記載の発明を、そのまま市販製品に採用することは非常に困難を伴うと考えられる。

本発明は、上記点に鑑み、簡便な構成にて定着器の近傍に配設された駆動ローラ等のローラを、定着器の熱から保護することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、駆動ローラ（１７Ａ）及び従動ローラ（１７Ｂ）のうち定着器（１１）側に位置する定着側ローラ（１７Ａ）は、吸気口（３Ｂ）から排気口（３Ａ）に向かって流れる気流中に位置するとともに、その軸方向が気流の主流方向に対して交差するように配設されていることを特徴とする。

これにより、請求項１に記載の発明では、定着側ローラ（１７Ａ）が、吸気口（３Ｂ）から排気口（３Ａ）に向かって流れる気流（以下、この気流を冷却風という。）中に位置し、かつ、その軸方向が冷却風の主流方向に対して交差するように配設された構造となるので、簡便な構成で、定着側ローラ（１７Ａ）を定着器（１１）の熱から保護することができる。

なお、「駆動ローラ（１７Ａ）又は従動ローラ（１７Ｂ）の近傍に配設され、記録シートに転写された現像剤像を加熱して定着させる定着器（１１）」とは、「背景技術」及び「発明が解決しようとする課題」の欄の記載から明らかなように、「駆動ローラ（１７Ａ）又は従動ローラ（１７Ｂ）が定着器（１１）からの熱の影響を受ける得る程度に近接している」ことを意味しており、具体的な寸法は、画像形成装置の仕様毎に異なる。

また、請求項１に記載の発明では、ベルト（１７）の張架面（１７Ｃ）に対向配置され、現像剤像を担持する感光ドラム（７Ａ）を備え、吸気口（３Ｂ）は、ベルト（１７）を挟んで感光ドラム（７Ａ）と反対側の空間とシート載置部（１３）が配設された空間とを連通させるので、吸気口（３Ｂ）は、ベルト（１７）を挟んで感光ドラム（７Ａ）と反対側に設けられていることなる。

これにより、請求項１に記載の発明では、転写された現像剤像が冷却風に直接的に晒されることなく、転写中も定着側ローラ（１７Ａ）を冷却することができるので、定着前の現像剤像が乱れることを防止しながら、定着側ローラ（１７Ａ）を定着器（１１）の熱から保護することができる
因みに、請求項１に記載の発明は、ベルトに現像剤像を転写した後、その転写された現像剤像を記録シートに転写する中間転写方式、又はベルト（１７）により記録シートを搬送しながら、記録シートに直接的に現像剤像を転写するダイレクト方式のうちいずれの方式にも適用できる。

なお、請求項１に記載の発明をダイレクト方式の画像形成装置に適用した場合には、記録シートの裏面側、つまりベルト（１７）側から冷却風が吹き付けられるので、記録シートがベルト（１７）から剥離し易くなる。

このため、請求項１に記載の発明をダイレクト方式の画像形成装置に適用した場合には、現像剤像の転写が終了した記録シートをベルト（１７）から剥離して確実に定着器（１１）に搬送することができるので、シート詰まり等のジャムの発生を抑制できる。

また、請求項１に記載の発明では、吸気口（３Ｂ）は、現像剤像が転写される前の記録シートが載置されるシート載置部（１３）側の空間に連通していることを特徴とする。

これにより、請求項１に記載の発明では、シート載置部（１３）側の空間に気流を発生させることができるので、シート載置部（１３）内を除湿することができ、記録シートの搬送性や記録シートに形成される画像の品質を向上させることができる。

また、請求項２に記載の発明では、定着側ローラ（１７Ａ）と定着器（１１）との間には、気流が流通可能な隙間（３Ｃ）が設けられており、さらに、定着側ローラ（１７Ａ）のうち定着器（１１）と面する側は、隙間（３Ｃ）を流通する気流の流通の向きと逆向きに回転することを特徴とする。

これにより、請求項２に記載の発明では、定着側ローラ（１７Ａ）周囲のうち定着器（１１）と面する側が乱流状態となり、熱伝達率が大きくなるので、定着側ローラ（１７Ａ）の冷却効率が向上する。

なお、請求項３に記載の発明では、ベルト（１７）によって搬送される記録シートに現像剤像を転写させる転写ローラ（１４）を備えることを特徴としている。つまり、請求項３に記載の発明は、記録シートに直接的に現像剤像を転写するダイレクト方式の画像形成装置に、請求項１又は２に記載の発明を適用したものである。

ところで、駆動ローラ（１７Ａ）はベルト（１７）を回転駆動するものであるので、この駆動ローラ（１７Ａ）が熱膨張して外周直径が変動すると、ベルト（１７）の回転速度が大きく変動してしまうおそれがある。

これに対して、請求項４に記載の発明では、定着側ローラは、駆動ローラ（１７Ａ）であることを特徴としているので、駆動ローラ（１７Ａ）を十分に冷却することができ、ベルト（１７）の回転速度が大きく変動してしまうことを抑制できる。

因みに、上記各手段等の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記各手段等の括弧内の符号に示された具体的手段に限定されるものではない。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
１．図面の説明
図１は本実施形態に係る画像形成装置１の概略構成を示す中央断面図であり、図２は本実施形態に係る画像形成装置１の要部を示す拡大図であり、図３は吸気口３Ｂを下方側から見た図である。

２．画像形成装置の構成
２．１．画像形成装置の概略構造
画像形成装置１の筐体３内には、図１に示すように、記録用紙やＯＨＰシート等の記録シート（以下、用紙という。）に現像剤像を転写することにより、用紙に画像を形成する電子写真方式の画像形成部５が収納されており、この画像形成部５は、周知のごとく、プロセスカートリッジ７、露光器９及び定着器１１等から構成されている。

また、給紙カセット１３は、画像形成部５に搬送される用紙、つまり現像剤像が転写される前の用紙が載置されるシート載置部であり、この給紙カセット１３は、装置本体に対して着脱可能に装着されている。

なお、給紙カセット１３に載置されている用紙は、ピックアップローラ１３Ａにより画像形成部５に向けて搬出された後、分離ローラ１３Ｂ及び分離パッド１３Ｃにより１枚づつ分離されて画像形成部５に搬送される。

また、本実施形態に係る画像形成装置１は、ダイレクトタンデム方式のカラーレーザプリンタであるため、用紙の搬送方向に沿って直列に複数個（本実施形態では、４個）のプロセスカートリッジ７が配設されている。

具体的には、用紙の搬送方向上流側から順に、ブラック用のプロセスカートリッジ７Ｋ、イエロー用のプロセスカートリッジ７Ｙ、マゼンタ用のプロセスカートリッジ７Ｍ、シアン用のプロセスカートリッジ７Ｃである。

また、各プロセスカートリッジ７Ｋ〜７Ｃは、収納されている現像剤の色が異なるのみで、その構造等は殆ど同じであり、具体的には、各プロセスカートリッジ７Ｋ〜７Ｃは、現像剤像が担持される感光ドラム７Ａ、感光ドラム７Ａを帯電させる帯電器７Ｂ、及び転写が終わった感光ドラム７Ａの表面をクリーニングするクリーナ７Ｄ等から構成されている。

また、露光器９は、各プロセスカートリッジ７Ｋ〜７Ｃに対応した４つの露光器９Ｋ〜９Ｃから構成されており、具体的には、プロセスカートリッジ７Ｋ用の露光器９Ｋ、プロセスカートリッジ７Ｙ用の露光器９Ｙ、プロセスカートリッジ７Ｍ用の露光器９Ｍ、及びプロセスカートリッジ７Ｃ用の露光器９Ｃである。

なお、各露光器９Ｋ〜９Ｃは、多数個のＬＥＤを感光ドラム７Ａの軸方向と平行な方向に並べ、これらのＬＥＤの点滅制御を行うことにより感光ドラム７Ａを露光する露光手段である。

また、定着器１１は、用紙の印刷面側に配設されて現像剤を加熱しながら用紙に搬送力を付与する加熱ローラ１１Ａ、及び用紙を挟んで加熱ローラ１１Ａと反対側に配設されて用紙を加熱ローラ１１Ａ側に押圧する加圧ローラ１１Ｂ等を有して構成されている。

そして、帯電した感光ドラム７Ａを露光器９にて露光して感光ドラム７Ａの外周面に静電潜像を形成した後、電荷を帯びた現像剤を感光ドラム７Ａに供給すると、感光ドラム７Ａの外周面に現像剤像が担持（形成）される。

また、用紙を搬送する転写ベルト１７の張架面１７Ｃを挟んで感光ドラム７Ａと対向する位置には、感光ドラム７Ａに担持された現像剤を用紙に転写させる転写ローラ１４が設けられており、この転写ローラ１４には、現像剤が帯びている電荷と逆極性の電位が印加されている。

このため、感光ドラム７Ａに担持されていた現像剤像は、転写ベルト１７により搬送される用紙に転写される。そして、現像剤像が転写された用紙は、定着器１１に搬送されて加熱され、用紙に転写された現像剤像が用紙に溶着（定着）する。

また、駆動ローラ１７Ａは、無端状に形成された転写ベルト１７を回転駆動するものであり、従動ローラ１７Ｂは、駆動ローラ１７Ａとの間で転写ベルト１７が架け渡され、転写ベルト１７の回転と共に従動回転するものである。

なお、本実施形態では、転写ベルト１７、駆動ローラ１７Ａ及び従動ローラ１７Ｂはベルトユニットとして一体化されており、このベルトユニットは、装置本体に対して着脱可能に装着されている。

そして、現像剤像が転写された用紙は、前述したように、転写ベルト１７から定着器１１に搬出されるが、定着器１１にて加熱される前の現像剤は用紙から剥離し易いため、本実施形態では、定着器１１側に配設された駆動ローラ１７Ａを定着器１１の近傍に配設することにより、画像形成部５（駆動ローラ１７Ａ）から定着器１１まで距離を小さくして、定着前の現像剤が剥離してしまうことを防止している。

なお、「駆動ローラ１７Ａを定着器１１の近傍に配設する」とは、駆動ローラ１７Ａが定着器１１からの熱の影響を受ける得る程度に近接している」ことを意味しており、具体的には、本実施形態では「駆動ローラ１７Ａの軸心Ｏ１が、定着器１１に最も近接した感光ドラム７Ａ又は転写ローラ１４より定着器１１側に位置する」ことをいう。

２．２．筐体内の熱気の排出構造及び駆動ローラの冷却
筐体３の上部側面には、図１に示すように、筐体３の内側と外側とを連通させて筐体３内の空気（熱気）を筐体３外に排出する排気口３Ａが設けられており、この排気口３Ａは、転写ベルト１７は配設された位置（ラインＬ１）より上方側に設けられている。

また、定着器１１に最も近接したプロセスカートリッジ７Ｃと定着器１１との間には、図２にしめすように、定着器１１に搬送される用紙が通過する第１空間１５Ａ側と帯電器７Ｂ側の第２空間１５Ｂ側とを仕切る仕切壁１５が設けられており、仕切壁１５は、内部に空隙部１５Ｃが設けられた二重壁構造となっている。

また、第１空間１５Ａの上方側には、現像剤（トナー）を除去する現像剤フィルタ（トナーフィルタ）１９Ａが設けられており、第１空間１５Ａ内の空気は、仕切壁１５に導かれて現像剤フィルタ１９Ａに流入する。

また、現像剤フィルタ１９Ａの空気流れ下流側、つまり現像剤フィルタ１９Ａの上方側には、筐体３内の空気中の含まれるオゾンを減少させるオゾンフィルタ１９Ｂが配設されており、このオゾンフィルタ１９Ｂには、現像剤フィルタ１９Ａを通過した空気の殆ど全てが流入する。

また、現像剤フィルタ１９Ａからオゾンフィルタ１９Ｂに至る略直線状の気流の通路１５Ｄには、第２空間１５Ｂと通路１５Ｄとを連通させる連通口１５Ｅが設けられており、第２空間１５Ｂ内の空気は、連通口１５Ｅから通路１５Ｄに進入してオゾンフィルタ１９Ｂに流入する。このため、本実施形態では、オゾンフィルタ１９Ｂには、現像剤フィルタ１９Ａを通過した空気及び連通口１５Ｅから進入した第２空間１５Ｂ内の空気が流入する。

そして、オゾンフィルタ１９Ｂの空気流れ下流側には、オゾンフィルタ１９Ｂを通過した空気を排気口３Ａに導く排気ダクト１９が設けられており、この排気ダクト１９は、画像形成装置１の左右方向、つまり感光ドラム７Ａの軸方向と略平行に延びる管状の気流通路を構成している。

また、排気ダクト１９の長手方向一端側（本実施形態では、画像形成装置１に向かって右側）には、第１空間１５Ａ及び第２空間１５Ｂから排気口３Ａに向かって流れる気流を発生させる排気ファン２１が設けられており、この排気ファン２１の排気側が排気口３Ａに面している。なお、本実施形態では、排気ファン２１は、空気が回転軸方向を通り抜ける軸流ファン（ＪＩＳ Ｂ ０１３２番号１０１２等参照）にて構成されている。

また、転写ベルト１７が配設された位置（ラインＬ１）より下方側には、給紙カセット１３に載置された用紙に面するように、給紙カセット１３が装着された空間１３Ｄに連通する吸気口３Ｂが設けられている。

このため、排気ファン２１により筐体３内の空気が筐体３外に排出されると、図２の矢印Ａ１に示すように、空間１３Ｄから吸気口３Ｂを通過して転写ベルト１７の下方側に流入した空気は、駆動ローラ１７Ａと定着器１１との間に設けられた隙間３Ｃを経由して第１空間１５Ａに至る。

そして、第１空間１５Ａに流入した空気は、現像剤フィルタ１９Ａ及びオゾンフィルタ１９Ｂを通過して排気口３Ａに向かって流れて筐体３側に排出される。因みに、空間１３Ｄ内の空気が隙間３Ｃ側に流れると、空間１３Ｄ内の気圧が低下するため、給紙カセット１３と筐体３との隙間等から外部の空気が空間１３Ｄ内に流入する。

また、吸気口３Ｂは、図３に示すように、画像形成装置１の前後方向に長径方向が一致するような長穴状に形成されているともに、画像形成装置１の幅方向全域ではなく、幅方向略中央部より幅方向一端側（本実施形態では、排気ファン２１と同じ側）に設けられている。

なお、吸気口３Ｂは、排気ファン２１と反対側に設けてもよいし、幅方向全域に設けてもよく、画像形成装置1内部のエアの流れに応じて適宜設定することができる。
３．本実施形態に係る画像形成装置の特徴
本実施形態では、前述したように、排気ファン２１が稼働すると、吸気口３Ｂから転写ベルト１７の下方側に流入した空気（図２の矢印Ａ１に示す気流）は、駆動ローラ１７Ａと定着器１１との間に設けられた隙間３Ｃを経由して第１空間１５Ａに至り、その後、像剤フィルタ１９Ａ及びオゾンフィルタ１９Ｂを通過して排気口３Ａに向かって流れて筐体３側に排出される。

これにより、本実施形態では、駆動ローラ１７Ａが、吸気口３Ｂから排気口３Ａに向かって流れる冷却風中に位置し、かつ、駆動ローラ１７Ａの軸方向が冷却風の主流方向に対して交差するように配設された構造となるので、簡便な構成で、駆動ローラ１７Ａを定着器１１の熱から保護することができる。

また、本実施形態では、吸気口３Ｂは、転写ベルト１７を挟んで感光ドラム７Ａと反対側、つまり転写ベルト１７の下方側に設けられているので、転写中の用紙又は転写ベルト１７から定着器１１に用紙が搬送される際に、転写された現像剤像が直接的に冷却風に晒されることない。

したがって、用紙に画像を形成しながら駆動ローラ１７Ａを冷却することができるので、定着前の現像剤像が乱れることを防止しながら、駆動ローラ１７Ａを定着器１１の熱から保護することができる
また、用紙の裏面側、つまり転写ベルト１７側から冷却風が吹き付けられるので、冷却風の風圧により用紙が転写ベルト１７から剥離し易くなる。このため、本実施形態では、現像剤像の転写が終了した用紙を転写ベルト１７から剥離して確実に定着器１１に搬送することができるので、紙詰まり等のジャムの発生を抑制できる。

また、本実施形態では、吸気口３Ｂは、給紙カセット１３が装着されている空間１３Ｄに連通しているので、空間１３Ｄに気流を発生させることができる。したがって、給紙カセット１３内を除湿することができるので、用紙の搬送性や用紙に形成される画像の品質を向上させることができる。

また、本実施形態では、駆動ローラ１７Ａのうち定着器１１と面する側は、図２のＢ部に示すように、隙間３Ｃを流通する気流の流通の向きと逆向きに回転するので、駆動ローラ１７Ａ周囲のうち定着器１１と面する側が乱流状態となる。このため、駆動ローラ１７Ａ周囲の熱伝達率が大きくなるので、駆動ローラ１７Ａの冷却効率が向上する。

ところで、駆動ローラ１７Ａは転写ベルト１７を回転駆動するものであるので、この駆動ローラ１７Ａが熱膨張して外周直径が変動すると、転写ベルト１７の回転速度が大きく変動してしまうおそれがある。

これに対して、本実施形態では、駆動ローラ１７Ａが冷却風により十分に冷却されるので、転写ベルト１７の回転速度が大きく変動してしまうことを抑制できる。
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、駆動ローラ１７Ａが定着器１１側に配設されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、従動ローラ１７Ｂを定着器１１側に配設してもよい。

また、上述の実施形態では、転写ベルト１７を挟んで下方側に吸気口３Ｂが設けられ、転写ベルト１７を挟んで上方側に排気口３Ａが設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、転写ベルト１７を挟んで上方側に吸気口３Ｂを設け、転写ベルト１７を挟んで下方側に排気口３Ａを設けてもよい。

また、上述の実施形態では、２つのフィルタ１９Ａ、１９Ｂが水平に配設されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば２つのフィルタ１９Ａ、１９Ｂを鉛直に配設してもよい。

また、上述の実施形態では、現像剤フィルタ１９Ａの下流側にオゾンフィルタ１９Ｂが配設されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、現像剤フィルタ１９Ａの上流側にオゾンフィルタ１９Ｂを配設してもよい。

また、上述の実施形態では、吸気口３Ｂは、給紙カセット１３が装着されている空間１３Ｄに連通していが、本発明はこれに限定されるものではなく、排気口３Ａを空間１３Ｄに連通させる構成、又は吸気口３Ｂ及び排気口３Ａのいずれも空間１３Ｄに連通させない構成としてもよい。

また、上述の実施形態に係る露光器９は、ＬＥＤにて構成されたものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、レーザ光を走査しながら感光ドラム７Ａを露光する露光器であってもよい。

また、上述の実施形態では、排気ファン２１として軸流ファンを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、遠心ファン等の他の形式のファンを用いてもよい。
また、上述の実施形態では、仕切壁１５を二重壁構造としたが、本発明はこれに限定されるものではない。

また、上述の実施形態では、ダイレクトタンデム式のレーザプリンタに本発明を適用したが、本発明の適用はこれに限定されるものではなく、モノクロ方式の電子写真方式の画像形成装置、又は中間転写方式のカラーレーザプリンタ等にも適用することができる。

また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。

本実施形態に係る画像形成装置１の概略構成を示す中央断面図である。 本実施形態に係る画像形成装置１の要部を示す拡大図である。 吸気口３Ｂを下方側から見た図である。

符号の説明

１…画像形成装置、３…筐体、３Ａ…排気口、３Ｂ…吸気口、３Ｃ…隙間、
５…画像形成部、７…プロセスカートリッジ、７Ａ…感光ドラム、７Ｂ…帯電器、
９…露光器、１１…定着器、１１Ａ…加熱ローラ、１３…給紙カセット、
１３Ａ…ピックアップローラ、１３Ｂ…分離ローラ、１３Ｃ…分離パッド、
１４…転写ローラ、１５…仕切壁、１５Ａ…第１空間、１５Ｂ…第２空間、
１５Ｃ…空隙部、１５Ｄ…通路、１５Ｅ…連通口、１７…転写ベルト、
１７Ａ…駆動ローラ、１７Ｂ…従動ローラ、１７Ｃ…張架面、１９…排気ダクト、
１９Ａ…現像剤フィルタ、１９Ｂ…オゾンフィルタ、２１…排気ファン。

Claims (4)

1. 現像剤像を記録シートに転写することにより、記録シートに画像を形成する電子写真方式の画像形成装置であって、
   無端状のベルトと、
   前記ベルトを回転駆動する駆動ローラと、
   前記駆動ローラとの間で前記ベルトが架け渡され、前記ベルトの回転と共に従動回転する従動ローラと、
   前記ベルトの張架面に対向配置され、現像剤像を担持する感光ドラムと、
   前記駆動ローラ又は前記従動ローラの近傍に配設され、記録シートに転写された現像剤像を加熱して定着させる定着器と、
   前記ベルトを挟んで前記感光ドラムと反対側に設けられ、現像剤像が転写される前の記録シートが載置されるシート載置部と、
   前記ベルトを挟んで前記感光ドラムと反対側の空間と前記シート載置部が配設された空間とを連通させる吸気口と、
   前記ベルトを挟んで前記感光体と同一側に設けられ、装置内の空気を外に排気するための排気口と、
   前記吸気口から前記排気口に向かって流れる気流を発生させるファンと、
   前記駆動ローラ及び前記従動ローラのうち前記定着器側に位置する定着側ローラと前記定着器との間に形成される隙間とを備え、
   前記吸気口は、前記隙間より前記定着側ローラ側に形成され、
   さらに、前記定着側ローラは、前記吸気口から前記排気口に向かって流れる気流中に位置するとともに、前記定着器側ローラの軸方向が前記気流の主流方向に対して交差するように配設されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記定着側ローラのうち前記定着器と面する側は、前記隙間を流通する前記気流の流通の向きと逆向きに回転することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記ベルトによって搬送される記録シートに現像剤像を転写させる転写ローラを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記定着側ローラは、前記駆動ローラであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の画像形成装置。

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