JP2006091705A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 両面ユニット内の用紙の冷却効率を高めて両面印刷時における装置内部の温度上昇を抑制するとともに、装置の高密度化、コンパクト化も同時に実現する画像形成装置を提供する。
【解決手段】 画像形成装置１において、搬送ユニット１７内にはレジストローラ対１２、転写ローラ１３、及び定着部１４が配置されている。両面ユニット１９の上部には開口部１９ａが設けられており、反転トレイ２２が外部に露出している。３０は反転トレイ２２上に搬送されてきた用紙を冷却するファンであり、両面ユニット１９の開口部１９ａに対向するように配置されている。これにより、ファン３０は用紙に吹き付ける空気を十分に吸入することができ、定着部１４の熱を帯びた用紙を反転トレイ２２上で効率良く冷却する。また、用紙の上方から空気を吹き付けるため、安定した搬送状態を維持する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、両面印刷が可能な両面ユニットを備えた複写機、プリンタ等の画像形成装置に関し、特に、片面に画像形成された用紙の冷却機構に関する。

従来、複写機、プリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置においては、用紙の片面に画像を形成した後、その用紙を排出せずに再度画像形成部に搬送し、他方の面にも画像を形成する両面印刷方式のものが広く用いられている。このような両面印刷方式の画像形成装置においては、特許文献１のように、片面に画像が形成された用紙を反転させる反転手段と、反転した用紙を画像形成部へ再搬送する再搬送手段とを備えた両面ユニットを搭載している。両面ユニットが搭載された画像形成装置の概略構成を図７に示す。

図７において、１は画像形成装置であり、ここでは一例としてデジタル複合機を示している。画像形成装置１では、コピー動作を行う場合、複合機本体内の画像形成部２において、帯電ユニット３により図中のＡ方向に回転する感光体ドラム４が一様に帯電され、画像読取部５で読み取られた原稿画像データに基づく露光ユニット（レーザ走査ユニット等）８からのレーザビームにより感光体ドラム４上に静電潜像が形成され、現像ユニット７により静電潜像に現像剤（以下、トナーという）が付着されてトナー像が形成される。この現像ユニット７へのトナーの供給はトナーコンテナ６から行われる。

上記のようにトナー像が形成された感光体ドラム４に向けて、用紙が給紙機構９から給紙ローラ１０、用紙搬送路１１及びレジストローラ対（レジストユニット）１２を経由して画像形成部２に搬送され、この画像形成部２において転写ローラ１３（画像転写手段）により感光体ドラム４の表面に形成されたトナー像が用紙に転写される。そして、トナー像が転写された用紙は感光体ドラム４から分離され、定着ローラ対１４ａを有する定着部１４に搬送されてトナー像が定着される。トナー像が用紙に転写された後に感光体ドラム４の表面に残ったトナー（残留トナー）は、クリーニング装置２１により除去される。

定着部１４を通過した用紙は、複数方向に分岐した分岐部１５によって搬送方向が振り分けられる。用紙の片面のみに画像を形成する場合は、そのまま用紙排出部１６に排出される。レジストローラ対１２、転写ローラ１３、及び定着部１４は、用紙搬送路１１に沿ってこの順に搬送ユニット１７内に配置されている。

一方、用紙の両面に画像を形成する場合は、定着部１４を通過した用紙は分岐部１５で用紙搬送路１８に振り分けられ、両面ユニット１９内のスイッチバックローラ２０により反転された後、画像の形成されていない面を上に向けて画像形成部２へ再搬送される。再搬送された用紙は、画像形成部２において次の画像が形成され、定着部１４に搬送されてトナー像が定着された後、用紙排出部１６より装置外部に排出される。

また、図示しないが、感光体ドラム４の表面の残留電荷を除去する除電装置がクリーニング装置２１の下流側に設けられている。さらに、給紙機構９は、画像形成装置１に着脱自在に取り付けられ、用紙を収納する複数の給紙カセット９ａ、９ｂ、９ｃと、その上方に設けられるスタックバイパス（手差しトレイ）９ｄとを備えてなり、これらは用紙搬送路１１を介して感光体ドラム４及び現像ユニット７等からなる画像形成部２に繋がっている。

図８は、図７における搬送ユニット１７及び両面ユニット１９付近の拡大図である。図８を用いて両面ユニットの動作について更に詳細に説明する。ユーザにより両面印刷モードが選択されると、画像形成部２において片面にトナー像が形成された用紙は定着部１４に搬送されてトナー像が定着された後、分岐部１５において用紙搬送路１８へ振り分けられ、両面ユニット１９に搬送される。搬送された用紙はスイッチバックローラ２０により反転トレイ２２上に一旦保持される。このとき、画像面は下向きになっている。フィードローラ２０及び反転トレイ２２は、用紙の搬送方向を切り換えて画像面の向きを反転させる反転手段を構成する。

次いでスイッチバックローラ２０を逆回転させることにより、反転トレイ２２上の用紙を両面ユニット１９の下部に搬送する。そして、駆動ローラ２３、搬送ローラ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ及び従動ローラ２５ａ、２５ｂ、２５ｃから構成される再搬送手段を画像面が上向きの状態で通過し、レジストローラ対１２から画像面を下向きにして画像形成部２に再搬送される。画像形成部２において画像の形成されていない上面に新たなトナー像が形成され、定着部１４に搬送されてトナー像が定着された後、分岐部１５において排出ローラ１６へ振り分けられ、装置外部へ排出される。

２６は両面ユニット１９の下部に設けられたガイド板であり、用紙の搬送方向下流側の回動軸２７を中心として上流側の端部が開閉可能に構成されている。ガイド板２６には従動ローラ２５ａが配置されており、ガイド板２６を開放して従動ローラ２５ａを搬送ローラ２４ａと分離することにより、両面ユニット１９内で紙詰まりや搬送不良等のジャムが発生した場合にジャム処理を容易に行うことができる。また、両面ユニット１９は画像形成装置１本体（図７参照）に対して出し入れ可能に構成されている。

このような画像形成装置においては、定着部１４を通過させて１面目のトナー像を定着させた後、用紙を画像形成部２に再搬送して２面目の画像形成を行うため、再搬送される用紙は定着部１４により熱を帯びることとなる。そのため、連続して両面印刷を行った場合、用紙の熱により画像形成部２の温度が上昇し、トナーの流動性が低下する。これにより、現像ユニット７内の軸受け部等にトナーが固着してトナーの循環が不十分となり、感光体ドラム４上へのトナーの供給が不安定となって画像劣化が生じるという問題点があった。

そこで、片面に画像が形成された用紙を一旦冷却した後、画像形成部に再搬送して両面印刷を行う方法が提案されており、特許文献２には、両面ユニット内の用紙や電気部品を冷却するファンを内部に備えた両面ユニットが開示されている。

しかしながら、特許文献２の方法では、ファンが両面ユニット内部に設けられているためファンの周囲のスペースが十分でなく、用紙に吹き付ける空気を十分に吸入することができない。また、両面ユニット内部の暖められた空気を用紙に吹き付けるため、冷却効率も悪くなる。

また、用紙の下側から空気を吹き付ける場合は、用紙が搬送経路から浮き上がってしまい、搬送状態が不安定になるという問題点もあった。さらに、ファンを配置するスペース分だけ両面ユニットの高さを高くする必要があるため、画像形成装置全体のコンパクト化の観点からも好ましいものではなかった。
特開２００１−８８９４６号公報 特開２００２−３０４１０７号公報

本発明は、上記問題点に鑑み、両面ユニット内の用紙の冷却効率を高めて両面印刷時における装置内部の温度上昇を抑制するとともに、装置の高密度化、コンパクト化も同時に実現する画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、像担持体上に形成されたトナー像を用紙上に転写する画像転写手段と、該画像転写手段により用紙上に転写されたトナー像を用紙上に定着させる定着部と、前記画像転写手段への用紙搬送タイミングを制御するレジストユニットと、を有する搬送ユニットと、片面に画像が形成された用紙を反転させる反転トレイと、該反転トレイにより反転された用紙を前記画像転写手段に再搬送する再搬送手段と、を有し、前記搬送ユニットの下方に位置する両面ユニットと、を備えた画像形成装置において、前記両面ユニットは、前記反転トレイの上部が開放されており、前記搬送ユニット内に、前記反転トレイ上に搬送される用紙の上方から空気を吹き付けるファンを設けたことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記搬送ユニット内に、前記ファンと装置外部とを連通するダクトを設けたことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記ファンは、前記定着部の上流側で、且つ前記画像転写手段の下側に配置されることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記反転トレイ上への用紙の搬送に応じて前記ファンの回転を制御することを特徴としている。

本発明の第１の構成によれば、両面ユニットの上部を開放して反転トレイを露出させ、反転トレイ上の用紙を冷却するファンを搬送ユニット内に設けることにより、用紙に吹き付ける空気を十分に吸入することができる。さらに、用紙の上方から空気を吹き付けるため、用紙の浮き上がりを防止して安定した用紙搬送が可能となる。

また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、搬送ユニット内に、ファンと装置外部とを連通するダクトを設けたことにより、常に装置外部の空気をファンに供給することができ、ファンによる用紙の冷却効果がより高くなる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の画像形成装置において、定着部の上流側で、且つ画像転写手段の下側にファンを配置したことにより、搬送ユニット内のスペースを有効利用して画像形成装置のコンパクト化を実現する。

また、本発明の第４の構成によれば、上記第１乃至第３のいずれかの構成の画像形成装置において、反転トレイ上への用紙の搬送に応じてファンの回転を制御することにより、冷却が必要な両面印刷時のみファンを回転させることができ、画像形成装置の消費電力を低減可能となる。

以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す正面断面図であり、図２は、図１における搬送ユニット及び両面ユニット付近の拡大図である。従来例の図７、図８と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。図１及び図２に示すように、両面ユニット１９の上部には開口部１９ａが設けられており、反転トレイ２２が外部に露出している。３０は反転トレイ２２上に搬送されてきた用紙を冷却するファンであり、両面ユニット１９の上方に開口部１９ａに対向するように配置されている。

図３は、搬送ユニット１７及び両面ユニット１９の構成を示す斜視図である。なお、ここでは説明の便宜のため、搬送ユニット１７内のレジストローラ対１２、転写ローラ１３、及び定着部１４（いずれも図２参照）は記載を省略している。ファン３０は、搬送ユニット１７の底面１７ａに配置されており、送風面（図示せず）が下向きに開口している。３１はファン３０と装置外部とを空間的に連通させるダクトであり、底面１７ａに沿って搬送ユニット１７の側面の吸入口３２まで延設されている。

図４は、搬送ユニット１７及び両面ユニット１９を図３の矢印Ａ方向から見た部分断面図である。図４に示すように、吸入口３２は、画像形成装置１の前側カバー３３に設けられた通風口３４近傍に開口しており、ダクト３１は、通風口３４及び吸入口３２を介して装置外部より取り込まれた空気をファン３０に供給できるようになっている。

本発明においては、用紙を冷却するファン３０を搬送ユニット１７内に設け、両面ユニット１９の開口部１９ａを介して、反転トレイ２２上の用紙に上方から空気を吹き付けることを特徴とする。この構成によれば、ファン３０を両面ユニット１９内に設ける構成に比べてファン３０の周囲にスペースが確保されるため、送風する空気を十分に吸入することができ、定着部１４の熱を帯びた用紙を反転トレイ２２上で反転させる際に効率良く冷却することができる。また、用紙の上方から空気を吹き付けるため、用紙が搬送経路から浮き上がることがなく、安定した搬送状態を維持することができる。

さらに、ファン３０は、搬送ユニット１７内の定着部１４の上流側で且つ転写ローラ１３の下方のスペースに設けられている。搬送ユニット１７には、レジストローラ対１２、転写ローラ１３、定着部１４等が配置されているが、一般に、画像形成装置の処理速度が高速になると、定着部１４は大きくなるものの、転写ローラ１３の大きさはあまり変わらない。そのため、高速機では定着部１４の上流側で且つ転写ローラ１３の下方に空きスペースが存在していた。

そこで、このスペースにファン３０及びダクト３１を配置することにより、ファン３０やダクト３１の配置スペースを別途設ける必要がなくなり、搬送ユニット１７及び両面ユニット１９の高さを従来と同等に抑えて、画像形成装置全体の高密度化、コンパクト化を実現することができる。

なお、ここではダクト３１を設けてファン３０と装置外部とを連通させているが、ダクト３１を設けない構成とすることもできる。しかし、前述したように、ファン３０は定着部１４の上流側に隣接して設けられるため、ダクト３１を設けない場合は定着部１４の熱により暖められた空気がファン３０により用紙上に吹き付けられることとなり、用紙の冷却効率が低下する。そのため、ダクト３１を設けて装置外部の冷たい空気を常にファン３０に供給することが好ましい。

図５は、両面ユニット１９の平面図である。図５を用いて両面ユニット１９上での空気の流れについて説明する。Ｐは、反転トレイ２２上に保持された用紙であり、両面ユニット１９の開口部１９ａは、用紙Ｐが汎用サイズであるＡ４サイズのとき、その大部分が露出する大きさに設けられている。ファン３０（図３参照）は、上方から見て開口部１９ａの略中央（図のハッチング部分）に配置され、用紙Ｐの上方から空気を吹き付ける。吹き付けられた空気は、用紙Ｐの表面に沿って水平方向（図の矢印方向）へ広がり、用紙全面に行き渡るため、用紙全体を効率的に空冷することができる。

なお、ファン３０は常に回転させておくこともできるが、ユーザにより両面印刷が選択され、反転トレイ２２上に用紙が搬送される場合にのみ回転させ、それ以外は停止させておく方が、画像形成装置の消費電力を低減可能となるためより好ましい。図６は、画像形成に伴うファンの駆動制御手順の一例を示すフローチャートである。図１及び図２を参照しながら、図６のステップに従い両面ユニット内の用紙冷却操作について説明する。

先ず、ユーザの操作により画像形成が開始されると（ステップＳ１）、画像形成装置に設けられたＣＰＵ等の制御手段（図示せず）により両面印刷処理が選択されているか否かが判断される（ステップＳ２）。両面印刷が行われる場合は、制御手段は制御信号を送信してファン３０を回転させ（ステップＳ３）、反転トレイ２２上に搬送されてきた用紙の冷却を行う。次に、両面印刷処理が継続しているか否かが判断され（ステップＳ４）、両面印刷が連続して行われる場合はそのままファン３０を回転させておく。両面印刷が連続して行われない場合は、制御手段は制御信号を送信してファン３０を停止させる（ステップＳ５）。

一方、ステップＳ２において両面印刷処理が選択されていない場合は、制御手段はファン３０を停止した状態にしておく（ステップＳ５）。そして、画像形成処理が終了したか否かが判断され（ステップＳ６）、画像形成が終了している場合は処理を終了する。一方、画像形成が継続して行われる場合はステップＳ２に戻り、以下同様の手順を繰り返す（ステップＳ２〜Ｓ６）。

その他本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、ダクト３１は搬送ユニット１７の底面１７ａに沿って装置前側に向けて延設される構成としたが、ダクト３１を装置の後側に向けて延設しても良く、その場合、吸入口３２及び装置本体に設けられる通風口３４も後側に設けておけば良い。また、ここでは両面ユニットが搭載される両面印刷方式の画像形成装置としてデジタル複合機についてのみ示したが、本発明はアナログ方式の複写機やタンデム方式のカラー画像形成装置、ファクシミリ、レーザプリンタ等、他のタイプの画像形成装置にも適用できるのはもちろんである。

本発明は、像担持体上に形成されたトナー像を用紙上に転写する画像転写手段と、該画像転写手段により用紙上に転写されたトナー像を用紙上に定着させる定着部と、画像転写手段への用紙搬送タイミングを制御するレジストユニットと、を有する搬送ユニットと、片面に画像が形成された用紙を反転させる反転トレイと、該反転トレイにより反転された用紙を画像転写手段に再搬送する再搬送手段と、を有し、搬送ユニットの下方に位置する両面ユニットと、を備えた画像形成装置において、両面ユニットは、反転トレイの上部が開放されており、搬送ユニット内に、反転トレイ上に搬送される用紙の上方から空気を吹き付けるファンを設けたこととする。

これにより、連続して両面印刷を行った場合でも、再搬送される用紙の熱により画像形成部の温度が上昇しないため、トナーの流動性の低下により現像ユニット内でのトナーの循環や感光体ドラム上へのトナーの供給が不安定となって画像劣化が生じるおそれがなくなる。さらに用紙の上方から空気を吹き付けるため、用紙が搬送経路から浮き上がるおそれがなく、安定した用紙搬送が可能となる。

また、ファンと装置外部とを連通するダクトを搬送ユニット内に設けたので、装置外部の冷たい空気を常にファンに供給することができ、ファンによる用紙の空冷効果がより一層高められる。

また、定着部の上流側で、且つ画像転写手段の下側にファンを配置したので、ファンやダクトの配置スペースを別途設けずに搬送ユニット内の空きスペースを有効に活用し、搬送ユニット及び両面ユニットの高さを従来と同等に抑えて画像形成装置全体の高密度化、コンパクト化に貢献する。

また、反転トレイ上への用紙の搬送に応じてファンの回転を制御することとしたので、用紙の冷却が必要な両面印刷時にはファンを回転させ、装置のスタンバイ時や片面印刷時にはファンを停止させておくことにより、画像形成装置の消費電力を低減してランニングコストの低下や省エネルギー化に貢献できる。

は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。 は、図１における搬送ユニット及び両面ユニット周辺の概略拡大図である。 は、搬送ユニット及び両面ユニットの構成を示す斜視図である。 は、搬送ユニット及び両面ユニットの構成を示す部分断面図である。 は、両面ユニットの平面図である。 は、画像形成に伴うファンの駆動制御手順の一例を示すフローチャートである。 は、両面ユニットが搭載された従来の画像形成装置の全体構成を示す概略図である。 は、図７における搬送ユニット及び両面ユニット周辺の概略拡大図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 画像形成部
３ 帯電ユニット
４ 感光体ドラム
５ 画像読取部
７ 現像ユニット
８ 露光ユニット
１２ レジストローラ対（レジストユニット）
１３ 転写ローラ（画像転写手段）
１４ 定着部
１７ 搬送ユニト
１９ 両面ユニット
２２ 反転トレイ
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ 搬送ローラ（再搬送手段）
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ 従動ローラ（再搬送手段）
３０ ファン
３１ ダクト
３２ 吸入口
３３ 前側カバー
３４ 通気口

Claims (4)

1. 像担持体上に形成されたトナー像を用紙上に転写する画像転写手段と、該画像転写手段により用紙上に転写されたトナー像を用紙上に定着させる定着部と、前記画像転写手段への用紙搬送タイミングを制御するレジストユニットと、を有する搬送ユニットと、
   片面に画像が形成された用紙を反転させる反転トレイと、該反転トレイにより反転された用紙を前記画像転写手段に再搬送する再搬送手段と、を有し、前記搬送ユニットの下方に位置する両面ユニットと、を備えた画像形成装置において、
   前記両面ユニットは、前記反転トレイの上部が開放されており、前記搬送ユニット内に、前記反転トレイ上に搬送される用紙の上方から空気を吹き付けるファンを設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記搬送ユニット内に、前記ファンと装置外部とを連通するダクトを設けたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記ファンは、前記定着部の上流側で、且つ前記画像転写手段の下側に配置されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記反転トレイ上への用紙の搬送に応じて前記ファンの回転を制御することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。

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