JP2006243602A - 排熱構造および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 装置の大型化を防止しながら装置内に溜まる熱気による悪影響を防止することができる排熱構造を備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 発熱部１４近傍に配置されている既設部材１Ａの一部を利用して発熱部１４からの熱を遮蔽および／または放熱する排熱構造として、該発熱部１４からの熱の影響を受ける箇所１５と前記発熱部１４との間で該発熱部１４近傍に向けて形成された膨出空間Ｓを前記発熱部１４近傍に配置されている既設部材１Ａに設けたことを特徴としている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、排熱構造および画像形成装置に関する。

周知のように、画像形成方式の一つに電子写真方式がある。この方式では、潜像担持体に相当する感光体上に形成された静電潜像が現像装置からのトナーの供給を受けて可視像処理されるとトナー像が記録紙などの記録媒体に転写され、転写トナー像が定着装置において熱と圧力とを用いて融解・浸透作用により定着される。

ところで、画像形成装置内には上述した定着装置のように発熱源となる装置が内蔵されている。発熱源となる機器としては、定着装置に限らず、モータやクラッチなどの電磁機器類さらには制御に用いられるマイクロチップなども含まれており、これら発熱源からの熱は画像形成装置内の雰囲気温度の上昇を招き、装備されている機器に熱的な悪影響を及ぼす場合がある。

例えば、現像装置には現像剤にトナーが用いられており現像装置内の温度上昇によるトナーの凝固を招いて所望する現像剤供給制御が行えなくなる虞がある。
また、光学系においては、ｆθレンズなどの光学レンズが樹脂製を多用されていることから、熱変形などにより正規の結像光学路が変化してしまい、色ずれなどオフ両画像が生じる書込不良が発生することがある。

そこで、従来では、定着装置において発生した熱を外部に排出するための構成が採用されている。この構成としては、定着装置近傍には排熱ファンを配置するのが一般的な構成として用いられている（例えば、特許文献１）。

また、排熱用ではないものの、帯電装置から発生するオゾンをファンを用いて排出するようにした構成もある（例えば、特許文献２）。

また、光学系部品の熱変形を防止するために各光学装置を纏めて気流通路内に配置できるダクトを設け、ダクトを利用して熱隔離及び放熱する構成も提案されている（例えば、特許文献３）。

一方、上述した定着装置において発生した熱がその周辺部に行き渡ることを避けるための構成としては、トナー補給部に用いられるトナー補給タンクの設置位置近傍に定着装置を配置した場合に、両装置間に断熱部材やその断熱部材に加えて通風手段を設けた構成（例えば、特許文献４）、あるいは、両者間を離すようにした構成（例えば、特許文献５）がある。

特開平１１−２３１７６０号公報（段落「０００９」欄） 実用新案登録第２５５４６１３号（第２頁左欄第２２〜３２行） 特開２００１−２２１５１号公報（段落「００２５」欄） 特開２００３−３２６１０７号公報（段落「００６７」、「００６９」欄） 特開２００３−２０２７２８号公報（図１）

しかし、近年の画像形成装置は小型化の傾向にあり、このため、内部での機器類や装置の実装密度が高くなってきており、ファンを用いた強制排熱を行う場合には、特許文献にも開示されているように装置内での気流が問題となる。つまり、単に吸引ファンを装置壁部に設置しただけでは効率的な排熱のための気流が生起されない場合がある。このため、装置内に熱がこもってしまったりあるいはオゾンの排出が良好に行えないという不具合がある。

特許文献１においては、上述した不具合を解消するために、ファンの数を増やしたりあるいは特別な構造のダクトを設けて排気流路を構成したりあるいはオゾン吸収フィルターを複数段設けるなどの構成が開示されている。また、光学系部品に対する熱対策として用いられるダクトは、各光学書込装置を纏めて内部に配置する必要があることからそのサイズも大型となり、しかも、気流の妨げとならない配置が必要となる。

しかし、このような構成とした場合には装置内での構成部分の設置スペースが必要となることから、装置内の設置スペース増加による装置の大型化を招く虞がある。

一方、特許文献４においては、装置内での狭いスペース内で断熱部材や送風手段を設置するスペースが必要となり、また特許文献５においても同様に、トナー補給タンク設置部に対して定着装置からの熱の影響が及ばない状態が得られるようにかなりの間隔を設定する必要がある。このため、装置内での設置スペースに関する問題は未だ残されたままとなる。

本発明の目的は、上記従来の排熱構造における問題に鑑み、装置の大型化を防止しながら装置内に溜まる熱気による悪影響を防止することができる構成を備えた排熱構造および画像形成装置を提供することにある。

請求項１記載の発明は、発熱部近傍に配置されている既設部材の一部を利用して発熱部からの熱を遮蔽および／または放熱することを特徴としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の排熱構造において、前記熱の遮蔽および／または放熱するための構成として、前記発熱部近傍に配置されている既設部材の一部を前記発熱部近傍まで延出させた面が用いられることを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の排熱構造において、前記発熱部近傍に配置されている既設部材は、該発熱部からの熱の影響を受ける箇所と前記発熱部との間で該発熱部近傍に向けて形成された膨出空間を備えていることを特徴としている。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のうちの一つに記載の排熱構造において、前記熱の遮蔽および／または放熱する構成として用いられる既設部材の一部は、対流空気あるいは整流空気の少なくともいずれかが接触できる構成であることを特徴としている。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の排熱構造において、前記既設部材の一部は、外部からの空気の進入による熱交換が可能な構成であることを特徴としている。

請求項６記載の発明は、請求項４記載の排熱構造において、前記空気は、温度勾配による自然対流あるいは駆動源を用いた強制的な整流のいずれかが用いられることを特徴としている。

請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のうちの一つに記載の排熱構造において、前記既設部材の一部の近傍には、外部から取り込まれた空気を接触させる気流部が設けられていることを特徴としている。

請求項８記載の発明は、請求項７記載の排熱構造において、気流部は、発熱部近傍とこれ以外の箇所とを連通可能なダクトが用いられ、該ダクト内で気流を生起させる構成であることを特徴としている。

請求項９記載の発明は、請求項１乃至８のうちの一つに記載の排熱構造を画像形成装置に用いることを特徴としている。

請求項１０記載の発明は、請求項９記載の画像形成装置において、
前記発熱源近傍に配置されて発熱部からの熱を遮蔽および／または放熱するために一部が用いられる既設部材として、排紙トレイが用いられることを特徴としている。

請求項１１記載の発明は、請求項８または９記載の画像形成装置において、前記排紙トレイは、その一部に相当する載置面の一部が発熱部近傍に向けて膨出して凹状の空間部を形成していることを特徴としている。

請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の画像形成装置において、前記排紙トレイにおける凹状空間部の底部近傍には、該底部に接触しながら移動可能な気流のダクト部が設けられていることを特徴としている。

請求項１および１０記載の発明によれば、発熱部近傍に配置されている既設部材の一部を用いるだけで発熱部からの熱を遮蔽および／または放熱することができる。特に、請求項１１記載の発明では、発熱部近傍に配置されている既設部材として排紙トレイが用いられているので、特別な遮熱部材を設ける必要がない。これにより、発熱部からの熱の影響を受ける部材への遮熱あるいは放熱に用いる構成を備えた場合に装置内部での設置スペースが大きく必要となることがなく、装置の大型化を防止して熱の悪影響を抑制することができる。

請求項２および３記載の発明によれば、熱の遮蔽および／または放熱するために用いられる既設部材の一部が発熱部近傍まで延出させた面、特に請求項３記載の発明においては、その面による膨出空間が形成されているので、直接熱の影響が及ぶのを遮蔽あるいは断熱により阻止することが可能となる。

請求項４乃至８記載の発明によれば、既設部材の一部において対流空気あるいは整流空気が接触できるようになっており、接触した空気との間での熱交換あるいは空気の流れによる排熱が行えるので、特別な熱媒体などを要することなく効率的な熱の排出が行える。これにより、排熱のための構成を簡略化することが可能となる。

請求項９および１０記載の発明によれば、熱の遮蔽および／または放熱のために一部が用いられる既設部材として排紙トレイを用いるようになっているので、特別な排熱あるいは遮熱のための構成を用いる必要がなく、これらの構成を付加した場合に発生する装置の大型化を防止することが可能となる。

請求項１１記載の発明によれば、排紙トレイに設けられた凹状空間部は空気を貯留あるいは流動可能な空間とすることができるので、空気を用いた断熱部を発熱部近傍に構成することができる。これにより、既存構造部材である排紙トレイを用いるだけで熱の影響が及ぶのを防止することが可能となる。

請求項１２記載の発明によれば、凹状空間部の底部近傍において底部に接触しながら移動可能な気流のダクト部が設けられているので、凹状空間部を対象とした熱交換率を高めることが可能となる。

以下、図に示す実施例により本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、本発明実施例による排熱構造が用いられる画像形成装置１の外観図であり、同図に示す画像形成装置１は、図２に示す画像形成処理部の構成を備えたカラープリンタであるが、本発明は、カラープリンタに限らずファクシリミ装置や印刷機なども含まれる。

画像形成装置１は、縦方向において図２に示す画像形成ユニットをはさんで筐体上部原稿走査装置２０がそして、下部に複数の給紙トレイ２１Ａ、２１Ｂを備えた給紙装置２１がそれぞれ配置されており、原稿走査装置２０の下方における筐体上面は胴内排紙部をなす排紙トレイ１Ａが設けられて装置外への排紙スペースを不要にしている。原稿走査装置２０の前面には、操作パネル２０Ａが装備されている。

装置筐体側面には、給紙カセット２１Ａの上部およびこの位置と直角な方向の壁面にそれぞれ開閉可能なカバー２２，２３が設けてあり、後述する画像形成ユニットの交換や保守などの際に開放できるようになっている。

図２は、画像形成処理部の構成を示す図であり、同図においてはその上部に位置する原稿走査装置２０および下部に位置する給紙装置２１は略してある。

図２において画像形成処理部には、色分解毎の画像を形成可能な画像形成ユニット２（便宜上、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを意味する頭文字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂを符号２に添えて表示する）が並置されており、これら各画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂの下方には、露光ユニット３が配置されている。

各画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂはいずれも同じ構成を備え手織り、今、イエロー画像を形成するユニット（符号Ｙを付した部材）を代表してその構成を説明すると次の通りである。
画像形成ユニット２Ｙには、潜像担持体である感光体ドラム４Ｙが備えられており、感光体ドラム４Ｙの周囲には、図示矢印方向に沿って画像形成プロセスを実行するための帯電装置５Ｙ、露光ユニット３からの書き込み光の入射部６Ｙ、現像装置７Ｙ、転写装置８、クリーニング装置９Ｙがそれぞれ配置されている。

図２においてカラープリンタにおける現像装置７Ｙは、トナーとキャリアとを含む二成分系現像剤が用いられ、現像剤の濃度補正のためのトナー補給に加えて、キャリアも補給することにより古い現像剤を排出して現像剤の交換が可能なトリクル現像方式が採用されている。

図２において転写装置８は、各画像形成ユニットの感光体ドラムと対向当接しながら移動することができる転写ベルト８Ａを備えており、転写ベルト８Ａをはさんで感光体ドラム４Ｙと対向する位置に転写バイアスを印加可能な転写ローラ８Ｙが設けられている。

本実施例における転写装置８は、各画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂにおいて感光体ドラム上に担持されている可視像を転写ベルト８Ａに順次重畳転写する１次転写行程と、重畳された画像を給紙装置１０から繰り出される記録紙などに対して一括転写する２次転写行程とを実施する構成とされている。このため、２次転写行程を実施できる位置には、転写バイアスを印加可能な転写ローラを備えた２次転写装置１１が配置されている。

給紙装置１０には、記録紙を収容している給紙カセット１０Ａ及び給送路中に配置されているレジストローラ１０Ｂとが備えられており、レジストローラ１０Ｂは、手差し給紙トレイ１０Ｃから導入される記録紙の搬送路が給紙カセット１０Ａからの搬送路と合流する位置に設けられている。
図２において符号１２は転写ベルト１０Ａのクリーニング装置を、符号１３は転写ベルト１０Ａの除電装置をそれぞれ示している。

図２に示すカラープリンタ１では、各画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂにおいて形成された色画像が転写装置８の転写ベルト８Ａに対して１次転写行程により順次重畳転写され、重畳画像が２次転写行程において記録紙に一括転写された記録紙が定着装置１４に移動することにより画像を定着されて図１に示すように装置内部に設けられて胴内排紙部をなす排紙トレイ１Ａ上に排出されるようになっている。

カラープリンタ１の内部において各画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂの上方空間には、トリクル現像方式に用いられるトナー補給部１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｂが配置されている。
図３は、本発明実施例における特徴部を説明するための模式図であり、同図は、定着装置１４から排出される記録紙を受ける載置面を備えた排紙トレイ１Ａと、定着装置１４およびトナー補給部１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｂとの配置位置関係を示している。

図３において、排紙トレイ１Ａは、画像形成装置内で標準装備品として用いられる既設部材に相当しており、本実施例では、この排紙トレイ１Ａを用いて排熱構造が構成されている。

定着装置１４は、画像形成装置内で発熱源となる装置であり、この発熱源の近傍に配置されている排紙トレイ１Ａは、その一部が定着装置１４からの熱を遮蔽および／または放熱する部分として構成されている。
熱を遮蔽および／または放熱する構成として、図３に示す構成では、排紙トレイ１Ａにおける定着装置１４側の端部、つまり、排出される記録紙の排出方向後端を衝合させる後端揃え面１Ａ１の一部が定着装置１４の近傍まで延出され、その面が熱の影響を受ける箇所に位置するトナー補給部１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｂと発熱部に相当している定着装置１４との間で定着装置１４に向けて延出する面とこれに連続する記録紙載置面を膨出させて凹状の空間（便宜上、図３において符号Ｓで示すハッチング表示部分）を構成している。

凹状空間Ｓは、排紙トレイ１Ａの幅方向、つまり、記録紙の排出方向と直角な方向で図３を示す紙面に直角な方向において、外部からの空気の進入及び排出ができる位置に端部を備え、進入した空気と接触できるようになっている。

凹状空間Ｓには空気が存在することにより、空気を用いた断熱部が構成されていることになる。これにより、排紙トレイ１Ａの定着装置１４から放射された熱を受ける凹状空間Ｓの面は、凹状空間Ｓ内の空気と接触していることで熱が奪われやすくなる。
本実施例の場合、凹状空間の一部を構成する載置面に記録紙が積載されると空間容積が小さくなるが、後端揃え面１Ａ１が積載されている記録紙の上方に露出していれば空気と接触することは可能であり、また、記録紙の腰の強さ、いわゆる、曲げ剛性により凹状空間Ｓ以外の載置面と平行した状態で記録紙が載置されていれば記録紙の最下部底面側が空気と接触する領域として用いることができる。

本実施例では、凹状空間Ｓ内に存在する空気が加熱された際の温度上昇を考慮して、外部からの空気との温度勾配による密度の違いを利用して自然対流する空気あるいはファンなどの駆動源を備えた部材を用いて強制的に整流された空気を流せるようになっている。これにより、凹状空間Ｓに導入される空気による熱交換によってトナー補給部１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｂへの熱伝搬を抑制して補給部での熱の悪影響を防止するようになっている。

本実施例によれば、既設部材である排紙トレイ１Ａの一部を定着装置１４とトナー補給部１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｂとの間に位置させるだけの簡単な構成により定着装置１４からの熱の伝搬を遮断する構成が得られるので、既設部材とは別の熱遮蔽部材などを設ける必要がなく、構成の簡略化及び内部空間の大型化を防ぐことができる。

次の別実施例について説明する。
図４は、別実施例の要部構成を説明するための図３相当の模式図である。
同図に示す実施例は、図５に示すような従来用いられていた既設部材である排紙トレイ１Ａを対象として、熱の遮蔽及び／放熱を行う構成を備えていることを特徴としている。

図５に示す排紙トレイ（便宜上、符号１Ａ’で示す）には、図３に示した場合のような後端揃え面１Ａ１とこれに連続する載置面とで構成される凹状空間部Ｓが設けられておらず、単に後端揃え面１Ａ１近傍の載置面が他の載置面よりも下方に窪んだ位置とされている。このような構成を対象として本実施例では、後端揃え面１Ａ１とこれに連続する載置面とで構成された、窪んだ領域（便宜上、符号Ｐで示す）近傍で定着装置１４とトナー補給部１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｂとの間に気流部としてのダクト１００が配置されている。
ダクト１００は、凹状部材が用いられ、図３に示した凹状空間Ｓと同様に、排紙トレイ１Ａの幅方向両端が外部との間で空気の流通を可能にする端部とされている。

ダクト１００の空間内には、外部からの空気の流通あるいはファンなどの駆動源を備えた部材による強制的な整流による空気が移動できるようになっている。このため、図３に示した実施例と同様に、ダクト１００内の空気は温度勾配による密度の違いを利用した自然対流あるいは強制的な整流により排紙トレイ１Ａの窪んだ領域Ｐにおいて熱交換が行われてトナー補給部１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｂに向けて熱の伝搬が阻止される。

本実施例によれば、排紙トレイ１Ａにおける定着装置１４の近傍に位置する窪んだ領域Ｐでの温度上昇がダクト１００内を流通する空気により抑制されることになるので、排紙トレイ１Ａを介してトナー補給部１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｂへの熱の伝搬が抑止される。しかも、ダクト１００が定着装置１４とトナー補給部１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｂとの間に配置されていることにより、定着装置１４とトナー補給部１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｂとの間に熱交換部が位置していると同じこととなり、これにより、トナー補給部１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｂへの熱の伝搬が阻止されることになる。

次に本発明の他の実施例について説明する。
図６及び図７は、他の実施例を説明するための図であり、そのうち、図６は、図３相当の模式図、図７は斜視図である。
本実施例は、図３に示した凹状空間Ｓを備えた構成を対象としてその近傍に気流部としてのダクト１００を設けたことを特徴としている。

図６において、排紙トレイ１Ａにおける凹状空間Ｓの底部近傍には、凹状部材からなるダクト１００が配置されている。
ダクト１００は、図４に示した構成と同様であり、内部の空間で空気の流通が行えるようになっている。
本実施例においては、凹状空間Ｓの底部がダクト１００内の空気と接触することができる。これにより、凹状空間Ｓによる熱の伝搬阻止に加えてダクト１００の存在による熱遮蔽及び放熱により定着装置１４からの熱がトナー補給部１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｂに伝搬するのを確実に阻止することができる。

以上のような実施例のいずれにおいても、定着装置１４からの熱がトナー補給部１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｂに伝搬するのを排紙トレイ１Ａ及びこれに付随するダクト１００による阻止することができるので、既存部材の利用による熱の遮蔽及び／放熱が可能となる。既存部材である排紙トレイ１後は別部材となるダクト１００を設けた場合でも、空気の溜まりやすい形状とした排紙トレイ１Ａを用いることと熱交換が可能な構成のダクトの構成とすることでダクトのサイズを小さくすることができ、これらを含めた占有スペースを極端に大きくする必要がない。これにより、画像形成装置内での設置スペースに制約があるような場合、特に、定着装置１４とトナー補給部１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｂとの間の設置スペースが小さいような場合でも、定着装置１４からの熱がトナー補給部１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｂに伝搬するのを阻止してトナーの変質による異常画像の発生を未然に防止することが可能となる。

本発明実施例による排熱構造が用いられる画像形成装置の一例の外観図である。 図１に示した画像形成装置における画像形成処理部の構成を説明するための模式図である。 本発明実施例による排熱構造に用いられる既設部材としての排紙トレイの構成を示す模式図である。 図３に示した排紙トレイの一部変形例を示す模式図である。 従来の排紙トレイの構成を説明するための模式図である。 本発明の別実施例による排熱構造を説明するための図３相当の模式図である。 図６に示した排熱構造に用いられる排紙トレイの斜視図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
１Ａ 排紙トレイ
１Ａ１ 後端揃え面
２ 画像形成ユニット
１４ 定着装置
１５ トナー補給部
１００ ダクト
Ｓ 凹状空間
Ｐ 排紙トレイにおける窪んだ領域

Claims (12)

1. 発熱部近傍に配置されている既設部材の一部を利用して発熱部からの熱を遮蔽および／または放熱することを特徴とする排熱構造。
2. 請求項１記載の排熱構造において、
   前記熱の遮蔽および／または放熱するための構成として、前記発熱部近傍に配置されている既設部材の一部を前記発熱部近傍まで延出させた面が用いられることを特徴とする排熱構造。
3. 請求項１または２記載の排熱構造において、
   前記発熱部近傍に配置されている既設部材は、該発熱部からの熱の影響を受ける箇所と前記発熱部との間で該発熱部近傍に向けて形成された膨出空間を備えていることを特徴とする排熱構造。
4. 請求項１乃至３のうちの一つに記載の排熱構造において、
   前記熱の遮蔽および／または放熱する構成として用いられる既設部材の一部は、対流空気あるいは整流空気の少なくともいずれかが接触できる構成であることを特徴とする排熱構造。
5. 請求項４記載の排熱構造において、
   前記既設部材の一部は、外部からの空気の進入による熱交換が可能な構成であることを特徴とする排熱構造。
6. 請求項４記載の排熱構造において、
   前記空気は、温度勾配による自然対流あるいは駆動源を用いた強制的な整流のいずれかが用いられることを特徴とする排熱構造。
7. 請求項１乃至６のうちの一つに記載の排熱構造において、
   前記既設部材の一部の近傍には、外部から取り込まれた空気を接触させる気流部が設けられていることを特徴とする排熱構造。
8. 請求項７記載の排熱構造において、
   気流部は、発熱部近傍とこれ以外の箇所とを連通可能なダクトが用いられ、該ダクト内で気流を生起させる構成であることを特徴とする排熱構造。
9. 請求項１乃至８のうちの一つに記載の排熱構造を用いることを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項９記載の画像形成装置において、
    前記発熱源近傍に配置されて発熱部からの熱を遮蔽および／または放熱するために一部が用いられる既設部材として、排紙トレイが用いられることを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項８または９記載の画像形成装置において、
    前記排紙トレイは、その一部に相当する載置面の一部が発熱部近傍に向けて膨出して凹状の空間部を形成していることを特徴とする画像形成装置。
12. 請求項１１記載の画像形成装置において、
    前記排紙トレイにおける凹状空間部の底部近傍には、該底部に接触しながら移動可能な気流のダクト部が設けられていることを特徴とする画像形成装置。

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