JP2007058077A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 排紙冷却ファンよりのエアの影響により、定着器より画像形成部に高温のエアが運ばれ、画像形成部が昇温し、転写クリーナ部にてトナー詰まりが発生する。
【解決手段】 反転モード時に反転冷却ファン３２はオンされ、両面モード時に反転冷却ファン３２はオフする。また、両面時、２面目について単色／カラーの識別を行い、排紙冷却上側のファン３０の風量を、単色時は少なく、カラー時は多くなるよう設定し、排紙冷却下側のファン３１の風量は、カラー時に必要な所定の風量に設定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、シートに画像を形成する画像形成装置に関する・特に、画像が形成され、定着手段通過後シートを搬送する搬送路において冷却する冷却手段を有する画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式を利用したカラー複写機、カラープリンタ等においては一般的にカラー/モノクロ/カラーモノクロ混載、片面/両面、画像形成面を下に排紙するフェイスダウン排紙（ＦＤ排紙）、或いは、印字面を上にして排紙するフェイスアップ排紙（ＦＵ排紙）等、各種モードを持つ製品が多い。

図７は従来の画像形成装置の構成を示す断面図である。

像担持体である感光体ドラム１は、回動自在に設けられており、その上方には、帯電ローラ２が配置され、感光体ドラム表面を一様に帯電する。書き込み手段であるレーザーユニット３は、画像信号に応じて感光体ドラム１表面を選択的に露光し、静電潜像が形成される。

感光体ドラム１の左方にある現像装置４は、静電潜像をトナーにより顕像化するものである。現像装置４は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを備える４個の現像器５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋを備える。回転現像装置６に搭載された色現像器５Ｙ，５Ｍ，５Ｃは、順次、感光体ドラム１に対向して、現像工程を行う。その後、常時、感光体ドラム１に対向していた黒現像器５Ｋが作動し、現像工程を行う。

感光体ドラム１の下方には、中間転写体である中間転写ベルト７がある。各色の現像器により顕像化されたトナー像を、一次転写部Ｔ１にて順次転写することで、中間転写ベルト７の表面には多重転写されたトナー像が得られる。

シート材Ｐは、給紙部より、レジストローラ８へ給送される。レジストローラ８にて待機していたシート材Ｐは、中間転写ベルト７上のトナー像と同期をとって、２次転写部Ｔ２へ送り込まれる。

２次転写手段である２次転写ローラ９は、中間転写ベルト７に対し接離自在に構成されており、中間転写ベルト７にて多重転写工程が行なわれている際は離間し、２次転写工程を行う際は当接する。２次転写部Ｔ２にて、シート材Ｐ上に、トナー像が転写される。

シート材上に担持されたトナー像は、定着ローラ１０の熱と圧力により、シート材Ｐに定着され、シート材は排紙ローラ１７により排紙トレー２６上に排紙される。

排紙部にはフラッパ２１、２２、１６、回転方向が切換可能なモータ（不図示）が備えられ、搬送経路/搬送方向の切り換えを行い、片面/両面、ＦＵ排紙/ＦＤ排紙出力の各種モードに対応可能である。

従来の製品は、製品本体内の温度を下げる目的でファン等の冷却装置がいくつか取り付けられている。構成上、大量の熱を放出している定着ローラ１０の付近、高熱を嫌うドラム１周辺を冷却する為に、熱せられた空気を排気するように排気ファン１３が取り付けられている。

近年、プリンタ及び複写機等では高画質化が進んでおり、厚紙コート紙にもフレキシブルに対応している。従来の構成でユーザが厚紙コート紙を使用した場合、厚紙コート紙の熱容量が大きく、シート材が定着ローラの熱で非常に熱いまま排紙部に搬送される為、トナーがシート材に固着せず、トナーがやわらかい状態で搬送経路に配置した搬送ローラや紙搬送ガイドのリブ１８に接触し、図８に示すようにローラ跡やリブ跡が付いて光沢ムラが生じてしまう現象が現れていた。また、シート材が熱いまま排紙されることによって、やわらかいトナーが接着剤となり排紙トレイ上でシート材同士が貼り付く現象が希に発生していた。

上記問題点の対策として、シート材が搬送ローラや搬送ガイドに接触する前、或いは、排紙トレイに排出される前に、シート材に製品外部より吸引したエアを吹き付けることにより冷却して、トナーを硬い状態にする方法がとられている。（特許文献１参照）
特開平１１−３５２８４０号公報

しかしながら、シート材冷却用ファンを排紙部に設けることにより、画像形成装置内に好ましくないエアフローが発生する場合がある。

シート材を冷却するエアは、当然のことながら、温度が低いことが望ましいため、温度の高い製品内部のエアではなく、製品外部よりエアを吸引し、シート材に吹き付ける構成をとるのが通常である。このため、シート材冷却用ファンを作動することにより、装置本体内には外気が取り込まれ、排紙部のエアが正圧となる。排紙部が正圧となることにより、排紙部に隣接した定着器周囲のエアが、画像形成部に流れる。

この結果、２００℃付近に温調された定着ローラの熱い熱が画像形成部に伝わり、画像形成部を昇温させるという問題が発生する。特に配置上定着器の近傍におかれることの多い転写クリーナが昇温した場合、転写クリーナの温度がトナーの軟化点（５０℃〜６０℃）を超え、トナー詰まりが発生し、クリーナ内に廃トナーが回収されず、機内にトナーがこぼれて画像汚れを来たす等の重大な問題を生じる事になる。シート材を冷却するファンを複数設ける構成において、また、シート材を冷却するために大量のエアを必要とする構成において、この問題はより大きい。

本発明の画像形成装置は、トナー画像を形成する画像形成部と、シートに転写されたトナー画像を定着させる熱定着式の定着手段と、前記定着手段によってトナー画像が定着されたシートが搬送される搬送路と、前記定着手段によって定着されたシートを冷却する冷却手段と、を有し、前記冷却手段は、前記搬送路の一部であってシートを反転する反転パス部に設けた反転冷却ファンを備え、前記反転パス部によってシートを反転し、反転後のシートを装置外に排出する反転モード時に前記反転冷却ファンはオンされ、シートの両面に画像を形成するため、前記反転パス部によってシートを反転し、反転したシートを再度前記画像形成部に搬送する両面モード時に前記反転冷却ファンはオフされる。

また、本発明の画像形成装置は、シートにトナー画像を形成する画像形成部と、シートに転写されたトナー画像を定着させる熱定着式の定着手段と、前記定着手段によってトナー画像が定着されたシートが搬送される搬送路と、前記定着手段によって定着されたシートを冷却する冷却手段と、を有し、前記冷却手段は、前記搬送路の一部であってシートを反転する反転パス部に設けた反転冷却ファンを備え、前記反転パス部によってシートを反転し、反転後のシートを装置外に排出する反転モード時よりも、シートの両面に画像を形成するため、前記反転パス部によってシートを反転し、反転したシートを再度前記画像形成部に搬送する両面モード時の方が前記反転冷却ファンの流量が少ない。

また、本発明の画像形成装置は、シートにトナー画像を形成する画像形成部と、シートに転写されたトナーを定着させる熱定着式の定着手段と、前記定着手段によってトナーが定着されたシートが搬送される搬送路と、前記定着手段によって定着されたシートを冷却する冷却手段と、を有し、１面目に画像が形成され前記搬送路を介して再前記画像形成部に搬送され、前記画像形成部よって２面目に画像が形成されたシートが前記搬送路を搬送されているとき、前記１面目を冷却する第１ファンと、前記２面目を冷却する第２ファンと、を前記冷却手段は備え、前記第２面目に形成された画像が単色であるかカラーであるかを認識して、前記２面目に画像が形成されたシートが前記搬送路を搬送されているときの前記第２ファンの風量を、単色であると認識した場合に少なく、カラーであると認識した場合は前記単色の場合の流量より多くなるよう設定し、前記２面目に画像が形成されたシートが前記搬送路を搬送されているときの前記第１ファンの風量は、カラーの画像が形成されたときに必要な所定の風量に設定する。

本発明により、定着手段通過後の排紙部でシート材を冷却する冷却手段を備えた画像形成装置において、両面プリントの際、２面目定着時に１面目の光沢ムラを消せることを利用して反転冷却ファンをオフさせている。又は、２面目について単色/カラーの識別を行い、該２面目を冷却するファンの風量を少なくしている。したがって、ローラ跡による光沢ムラ等の問題を防止して高品位な画像形成を維持しつつ、ファンの風量を必要最小限としている。ファンの風量を少なくしているので、画像形成部の周辺に定着手段の熱がファンの風によって送られて画像形成部に問題を引き起こすことが少なくなる。

以下、図面に即して本発明の実施形態を説明する。製品の全体構成は、図７に示した従来例と等しいため、説明を省略する。図１は本発明の特徴である排紙部の概要図である。排紙反転フラッパー２１は、搬送経路を排紙ガイド２３と反転縦パスガイド２４に切り換える装置である。反転パスガイド２４は反転パス部を構成している。排紙反転フラッパー２１を不図示の駆動手段であるソレノイドにより回動する。反転ローラ２７は、正逆回転可能なローラで、搬送方向を両面ガイド２８の方向と反転排紙ガイド２５の方向に切り換える。排紙ガイド２３、反転縦パスガイド２４、両面ガイド２８、反転排紙ガイド２５によって本発明の搬送路が形成されている。

片面ＦＵの場合、シート材が排紙反転フラッパー２１の上方面を通り、画像形成面が上面の状態でシート材が排紙トレイ２６に排紙される。

片面ＦＤの場合、排紙反転フラッパー２１が切り換わり、シート材が排紙反転フラッパー２１の下方面を通り、不図示のバネにより右方面へ先端が向くように圧がかかった反転フラッパー２２をシート材先端が押し退け、シート材後端が反転フラッパー２２を抜けた後、反転ローラ２７を逆転させ、搬送方向を反転排紙ガイド２５の方向にスイッチバックし、反転フラッパー２２の左方面を通り、画像形成面が下面の状態でシート材が排紙トレイ２６に排紙される（反転モード）。

両面出力の場合、片面のみ画像形成されたシート材は、排紙反転フラッパー２１の切換により、排紙反転フラッパー２１の下方面を通り、もう一方の面の印字の為、反転後、両面ガイド２８へ送られる。両面に印字されたシート材は、排紙反転フラッパー２１の切換により排紙反転フラッパー２１の上方面を通り、排紙トレイ２６に排紙される（両面モード）。

本実施形態では、いずれの出力モードにおいてもローラ跡・リブ跡による光沢ムラを無くす為、複数の冷却ファンが搬送経路ごとに配置され、確実かつ効率的に画像品質の劣化を防止することを可能としている。片面ＦＵにおいてシート材が排紙ガイド２３を通過する際の冷却手段であって第２ファンとして排紙上ファン３０を備え、片面ＦＤにおいてシート材が反転縦パスガイド２４を経由し、排紙反転ガイドへスイッチバックする際の冷却手段として反転冷却ファン３２を備え、両面出力においてシート材が排紙ガイド２３を通過する際の上面の冷却手段として排紙上ファン３０を備え、下面の冷却手段であって第１ファンとしての排紙下ファン３１を備えている。また、排紙上ファン３０、排紙下ファン３１、反転冷却ファン３２いずれのファンも全速駆動、半速駆動、停止を切り換える制御手段を備えている。

複数色プリント時では、複数色を中間転写ベルト上に多重転写する工程がある為、シート材の通過間隔が広くなる。そこで、シート材が通過するタイミングのみ風量を多くするのにファンを全速駆動させ、シート材が通過するタイミング以外は風量を少なくする事が可能でありファンを半速駆動させる。また、複数色プリント時は、シート材に塗布するトナーの量が多く、その分、熱容量が大きくなるので印字したシート材をエアで冷却するのに多くの風量が必要である。一方、単色プリント時はシート材に塗布されるトナー量が複数色時より少ない為、風量を少なくすることが可能である。

両面出力の場合、１面目のみ印字されたシート材は２面目の印字の為、排紙反転フラッパー２１や反転フラッパー２２を通過し両面ガイド２８へ送られる。この反転部の搬送過程で、コロ跡・リブ跡による光沢ムラを防止する為には、反転ファンによるシート材の冷却が必要である。しかし、反転ファンで冷却せずに光沢ムラが発生しても、２面目の印字の際にシート材が再度、定着ローラ１０を通過するために１面目のトナーが再度やわらかい状態になり、反転部で発生した光沢ムラを消すことができる。よって、両面出力では反転ファンをオフにする事が可能である。

複数色プリント時、片面ＦＵの場合、排紙上ファン３０をシート材が通過する間は全速駆動、次のシート材までの間は半速駆動させ、排紙下ファン３１、反転冷却ファン３２は停止する（図２）。

片面ＦＤの場合、反転冷却ファン３２をシート材が通過する間は全速駆動、次のシート材までの間は半速駆動させ、また、片面ＦＤ終了後、連続して片面ＦＵ出力、両面出力を行う場合に備えて排紙ガイド２３を冷却しておく為、排紙上ファン３０を半速駆動させ、排紙下ファン３１は停止する（図３）。

また、両面出力においては排紙上ファン３０、排紙下ファン３１をシート材が通過する間は全速駆動、次のシート材までの間は半速駆動させ、反転ファンは停止する（図４）。

単色プリント時、片面ＦＵの場合、排紙上ファン３０をシート材が通過する間は半速駆動させ、排紙下ファン３１、反転冷却ファン３２は停止する。

片面ＦＤの場合、反転冷却ファン３２を半速駆動させ、また複数色プリント時と同様、片面ＦＤ終了後に連続して片面ＦＵ出力、両面出力を行う場合に備えて排紙ガイド２３を冷却しておく為、排紙上ファン３０を半速駆動させ、排紙下ファン３１は停止する。また、両面出力においては排紙上ファン３０を半速駆動させ、排紙下ファン３１を全速駆動させ、反転ファンは停止する。本実施例での各種モードにおけるファン動作切換について図５に示しておく。

上記のように両面出力の際、２面目定着時に１面目の光沢ムラを消せることを利用して単色プリント時／複数色プリント時ともに、反転冷却ファンをオフさせる事で、排紙部のファン風量を必要最小限にし、ローラ跡による光沢ムラを防止しつつ、画像形成装置の流れを極力防ぎ、定着器付近の熱い熱が感光ドラム周辺へ行くのを防止し、転写クリーナの温度を大幅に低減する事が可能となった。

なお、両面出力の際には反転冷却ファン３２を停止する形態を例示した。これに限らず、両面出力の際、反転冷却ファン３２を、片面ＦＤの場合の流量よりも少ない流量となるように例えば1/4速で回転させる駆動してもよい。

単色プリント時はシート材に塗布されるトナー量が複数色時より少ない為、風量を少なくてもよく、シート材通過時のファンを半速駆動にすることが可能である。

よって、単色プリント時の両面出力では、排紙上ファン３０、排紙下ファン３１を半速駆動させ必要以上にファンを駆動させないことが望ましい。しかし、単色/カラー混載の場合、両面出力を行うとシート材の片面は単色印字、もう一方の面は複数色印字になるケースが発生する。その際、単色印字された面の冷却は風量が少なくて済むが、カラー印字された面は風量を多くする必要がある。その為、単色/カラー混載への対応を考慮しつつ単色プリントの両面出力で半速に切り換えるとなると、シート材の両方の面に対して排紙ガイド通過時に単色か複数色かを識別する手段、或いは両面2面目の画像形成が完了し、排紙ガイド２３へ搬送されるまで、両面１面目が単色か複数色かを記憶しておく手段が必要なってしまう。

そこで、図６のように識別が容易な両面２面目のみ現像・転写の工程において単色かカラーか識別し、両面２面目が複数色であれば排紙上ファン３０をシート材が通過するタイミングのみ全速駆動させる。両面２面目が単色であれば排紙上ファン３０をシート材が通過するタイミングで半速駆動させる。両面1面目は単色か複数色か識別不可である。よって、排紙下ファン３１はカラーの画像が形成された場合に必要な所定の流量となるように全速駆動させる。

上記のように、画像形成部の昇温が厳しい単色プリント時の両面出力において、両面２面目の単色／カラーの識別を行い、ファンの風量を必要最小限にすることで、ローラ跡による光沢ムラを防止しつつ、画像形成装置の流れを極力防ぎ、定着器付近の熱い熱が感光ドラム周辺へ行くのを防止し、転写クリーナの温度を大幅に低減する事が可能となった。

本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 従来の画像形成装置の構造概略断面図である。 従来の排紙部の画像問題を示す概略図である。

符号の説明

３０ 排紙上ファン
３１ 排紙下ファン
３２ 反転冷却ファン

Claims (3)

1. シートにトナー画像を形成する画像形成部と、
   シートに転写されたトナー画像を定着させる熱定着式の定着手段と、
   前記定着手段によってトナー画像が定着されたシートが搬送される搬送路と、
   前記定着手段によって定着されたシートを冷却する冷却手段と、を有し、
   前記冷却手段は、前記搬送路の一部であってシートを反転する反転パス部に設けた反転冷却ファンを備え、
   前記反転パス部によってシートを反転し、反転後のシートを装置外に排出する反転モード時に前記反転冷却ファンはオンされ、シートの両面に画像を形成するため、前記反転パス部によってシートを反転し、反転したシートを再度前記画像形成部に搬送する両面モード時に前記反転冷却ファンはオフされることを特徴とする画像形成装置。
2. シートにトナー画像を形成する画像形成部と、
   シートに転写されたトナー画像を定着させる熱定着式の定着手段と、
   前記定着手段によってトナー画像が定着されたシートが搬送される搬送路と、
   前記定着手段によって定着されたシートを冷却する冷却手段と、を有し、
   前記冷却手段は、前記搬送路の一部であってシートを反転する反転パス部に設けた反転冷却ファンを備え、
   前記反転パス部によってシートを反転し、反転後のシートを装置外に排出する反転モード時よりも、シートの両面に画像を形成するため、前記反転パス部によってシートを反転し、反転したシートを再度前記画像形成部に搬送する両面モード時の方が前記反転冷却ファンの流量が少ないことを特徴とする画像形成装置。
3. シートにトナー画像を形成する画像形成部と、
   シートに転写されたトナーを定着させる熱定着式の定着手段と、
   前記定着手段によってトナーが定着されたシートが搬送される搬送路と、
   前記定着手段によって定着されたシートを冷却する冷却手段と、を有し、
   １面目に画像が形成され前記搬送路を介して再前記画像形成部に搬送され、前記画像形成部よって２面目に画像が形成されたシートが前記搬送路を搬送されているとき、前記１面目を冷却する第１ファンと、前記２面目を冷却する第２ファンと、を前記冷却手段は備え、
   前記第２面目に形成された画像が単色であるかカラーであるかを認識して、前記２面目に画像が形成されたシートが前記搬送路を搬送されているときの前記第２ファンの風量を、単色であると認識した場合に少なく、カラーであると認識した場合は前記単色の場合の流量より多くなるよう設定し、
   前記２面目に画像が形成されたシートが前記搬送路を搬送されているときの前記第１ファンの風量は、カラーの画像が形成されたときに必要な所定の風量に設定することを特徴とする画像形成装置。

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