JP2013186130A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ユーザに排気を当たりにくくするため排気口を背面に設け排気風向を水平より下方に向けた場合、排気が装置底面を回り込み、吸気口に排気の一部が吸気されて本体温度を効率的に低くすることができなかった。
【解決手段】 本体前面と前記本体背面の中心よりも背面側に、遮蔽部材を設けた。
【選択図】 図２

Description

プリンタ、複合機などの電子写真方式の画像形成装置に関する。

記録材上に形成したトナー像を形成し、加熱によりトナー像を記録材に定着する電子写真方式の画像形成装置が知られている。この構成では、トナーを収容する容器内でトナーが溶融（軟化）するとトナーが凝集し、画像不良を招く恐れがある。そのため、トナーを収容する容器を冷却することが望まれている。

これに対して、従来から機外からファンなどで機内へ空気を吸引（導入）して冷却対象に当て、熱を奪ったことにより温度が高くなった空気を機外へと排出する方法が知られている。例えば、特許文献１には装置の面から外気を吸気し、冷却後の空気を背面から機外へと排気する構成が特許文献１に開示されている。

他方、画像形成装置の底面に、設置面をスライド移動可能とするキャスタや、高さ調整可能なアジャスタを備える画像形成装置が製品化されている。また近年、このような画像形成装置は壁際に設置されることが多くなってきている。

特開平１０−１４９０８１号公報

ここで、排気口が背面に設けられた画像形成装置の背面に壁を近づけると場合に以下のような状況が生じた。

具体的には、壁と装置の背面が近い場合に、排気口から機外へ排出された空気（排気）は背面と壁面の間を装置下方へ向かう。そして、壁面を伝って下方へ移動した排気は底面と設置面との隙間に回り込んだ後、底面に沿って緩やかに左右側面や前面へ移動する。

そのため、装置の正面に吸気口を設けていたとしても、吸気口に回り込んだ排気が混入し、機内の冷却効率を低下させてしまう。

そこで、本発明の目的は、背面から排気する構成の装置が壁際に設置された場合にも、吸気口に排気が混じることで装置の冷却効率が低下することを抑制することである。

そこで、本発明の画像形成装置は「像担持体上に形成された静電像を現像するトナーを収容する容器と、前記容器を収容する筺体と、前記筺体の底面に設けられ、設置面と接触して前記筺体を支持する支持手段と、前記筺体の背面に設けられ、前記容器を冷却した空気を排気するための排気口と、前記筺体の前面に設けられ、前記容器へ外気を取り込むための吸気口と、前記筐体の底面中央より背面側で前記筺体の底面の幅方向に一端から他端側に渡って設けられ、前記筐体の底面と設置面との間の隙間を遮蔽する遮蔽部材と」を備えることを特徴とする。

背面から下方に排気する構成において、吸気口から排気を吸い込むことを抑制し、装置内の冷却効率が低減することを抑制することができる。

画像形成装置の画像略構成図である。 実施例１に係る画像形成装置の設置状態を説明するための図である。 実施例１に係る画像形成装置の前面図及び背面図である。 実施例１に係る画像形成装置の斜視図である。 実施例２に係る画像形成装置の斜視図と遮蔽部材の斜視図である。 実施例３に係る画像形成装置の斜視図と遮蔽部材の斜視図である。 比較例に係る画像形成装置の設置状態における気流を説明するための図である。

以下、画像形成装置を図面に則して詳しく説明する。なお、寸法、材質、形状、及びその相対位置等は、特に特定的な記載がない限り、その構成のみに限定する趣旨のものではない。

本実施例について説明する。まず、画像形成装置としてのプリンタ１００の画像形成に関わるユニットの概略構成を説明する。その後、プリンタ１００の外観や吸気口、排気口などの構成について詳しく説明する。

§１．｛画像形成装置の概略について｝
以下に、プリンタ１００の画像形成に関わる部位（作像エンジン部）について簡単に説明する。

■（装置全体の概略構成について）
図１の（ａ）は画像形成装置としてのプリンタ１００の概略構成を説明するための図である。画像形成装置としてのプリンタ１００は第１から第４のステーションＳ（Ｂｋ〜Ｙ）を備え、それぞれの感光ドラム上に異なるトナーで画像を形成する。図１の（ｂ）は画像形成部としてのステーションを拡大した詳細図である。各ステーションは、感光ドラム上に形成された静電像を現像するトナーの種類（分光特性）を除き略同一であるため、第１のステーション（Ｂｋ）を代表して説明する。

画像形成部としてのステーションＳ（Ｂｋ）は像担持体としての感光ドラムＤと、感光ドラムＤを帯電する帯電装置としてのコロナ帯電器１０を備える。感光ドラムＤはコロナ帯電器１０により帯電された後、レーザスキャナＬＳからの露光Ｌにより感光ドラム上に静電像が形成される。感光ドラムＤ上（像担持体上）に形成された静電像は現像装置２０に収容されるブラックトナーによりトナー像へ現像される。感光ドラムＤ上に現像されたトナー像は転写部材としての転写ローラ３０により中間転写体としての中間転写ベルトＩＴＢへと転写される。中間転写ベルトへと転写されずに感光ドラムＤ上に付着した転写残トナーはクリーニングブレードを備える清掃装置４０により清掃除去される。なお、感光ドラムＤ上（感光体上）にトナー像を形成するために関与するコロナ帯電器、現像器などを画像形成部と呼ぶ。また、本実施例では帯電装置としてコロナ帯電器を例に挙げて説明したが、コロナ帯電方式に限定したものではない。

このように、各ステーションが備える感光ドラムＤから、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の順に転写されたトナー像は中間転写ベルト上に重ねられる。そして、重ねられたトナー像は２次転写部ＳＴにおいてカセットＣから搬送された記録材へ転写される。２次転写部ＳＴにおいて記録材へと転写されずに中間転写ベルト上に残留したトナーは不図示のベルトクリーナにより清掃される。なお、本実施例では、トナーのバインダ樹脂はポリエステル樹脂を用いており、現像器が約４５℃程度まで温まるとトナーの流動性が著しく悪くなってしまう。なお、本実施例において現像器はトナーを収容する容器として機能すると共に、内部に収容したトナーを容器内で撹拌することでトナーを帯電させる。なお、静電像を現像することによって現像器内のトナーは消費する。消費したトナーは補給用のトナーが収容された不図示の容器としてのトナーボトルから、現像器へ補給される。

記録材上に転写されたトナー像はトナーと接触してトナーを加熱溶融させて記録材へ加熱定着する定着装置Ｆにより記録材へと定着され、画像が定着された記録材は機外へと排出される。また、プリンタ１００は上記構成を収容し支持する不図示の筺体としてのフレームを備える。以上が装置全体の概略構成である。

§２．｛装置外観及び吸排気構成について｝
以下に、画像形成装置としてのプリンタ１００の外観と、吸排気構成について説明する。

■（装置外観について）
図２の（ａ）は設置面Ａにプリンタ１００を設置した状態における装置外観を説明するための図である。プリンタ１００は操作パネルＰが設けられた側の前側板６０と、前側板６０と反対側で壁面Ｂと対向する後側板７０を備える。ここで、プリンタ１００の前側板６０側を手前側（Ｆｒｏｎｔ Ｓｉｄｅ）と呼び、後側板７０側を奥側（Ｂａｃｋ Ｓｉｄｅ）と呼ぶ。また、後側板７０と壁面Ｂとの距離が５０ｍｍ〜３００ｍｍ程度の距離までプリンタ１００と壁面Ｂを設置した場合に、壁面近傍に装置を設置したと呼ぶ。本実施例では後側板７０と壁面Ｂとの間の距離は２００ｍｍとした。

続いて、プリンタ１００の底面について説明する。図２の（ａ）に示すように、プリンタの底板９０にはプリンタ１００を容易にスライド移動するための複数の支持部材（支持手段）としてのキャスタ９１を備える。このキャスタ９１はロック機構を備え、ロック状態ではプリンタ１００は設置面Ａをスライドし難くなる。また、プリンタ１００は所定位置から動きにくくするための高さが調整可能な脚部としてのアジャスタを備える。また、プリンタ１００の後側板７０の下方には装置背面から下方に向かって吹き出される排気が底板９０に入り込むのを抑制する遮蔽部材８０を備える。この遮蔽部材は装置の背面の右端側（一端側）から左端側（他端側）に渡って、排気が底面と設置面の間を回り込むのを抑制するように配置されている。

続いて、図２の（ｂ）はプリンタ１００の底板９０近傍を拡大した図である。図２の（ｂ）に示すように、底板９０のうち最も低い面と設置面Ａの間の距離をＸ（５０ｍｍ）、設置面Ａと遮蔽部材８０の間の距離をＹ（５ｍｍ）とすると、Ｙの方が狭い。なお、本実施例ではアジャスタによって装置底面と設置面との間は４０〜６０ｍｍの間で調整可能である（本実施例では５５ｍｍとした）。なお、遮蔽部材８０については後に詳述する。

■（吸気及び排気構成について）
続いて、吸気及び排気構成について説明する。図３の（ａ）はプリンタ１００の正面図、図３の（ｂ）はプリンタ１００の背面図である。本実施例のプリンタ１００は前面に吸気口６１を備え、背面に排気口７１、７２、７３を備える。また、装置の右側面にも吸気口６２を備える（図２の（ａ）参照）。なお、本実施例において、前面とは操作パネルＰが設けられた側の側面、背面とは前面に対向する面を指す。なお、排気口にはルーバまたはホールを設け、水平又は水平よりも下方に向けて排気する構成を採用した。

プリンタ１００の前側板６０には外気を機内へ取り込む吸気口６１が設けられている。この吸気口は水平方向より下方の外気が機内へ導かれるように構成されている。具体的には、水平方向よりも下方の空気を吸気するためにルーバを設けている。なお、重力方向上方の外気さえ吸気しなければよく、ルーバの代わりに複数のピンホールにより水平方向の外気を吸気してもよい。また、プリンタ１００の後側板７０には、機内を冷却した空気を機外へと排出する排出口が設けられている。装置の高さ方向中心より下側に設けられた排気口７１と排気口７２は排気を水平よりも下方の方向に向けて導くルーバが設けられている。なお、ルーバではなく装置のこれにより、装置が備えるファンにより送られた空気（排気）は排気口に設けられたルーバによってその向きを変えられ、水平よりも下方に向けて排気される。他方、後側板７０には装置の高さ方向中心より上方に設けられた排気口７３は均一な小径ホールとなっており、排気は略水平方向に排気される。ここで、樹脂材料でルーバを形成する際に、ルーバを型から抜くために排気方向上方の空気をガイドする面と水平面が成す角度（仰角）が約１度程度上方へ向けることが考えられる。しかし、ルーバの排気方向下方の空気をガイドする面と水平面が成す角度（俯角）が十分（約１５度以上）に大きい場合には排気方向は下方が支配的になる。そのため、ルーバの重力方向上方のガイド面が略水平であったとしても、俯角が十分に大きい場合には排気は水平方向よりも下方に導かれると呼ぶ。

■（吸排気口と装置内の風路について）
続いて、吸排気口と被冷却部の対応関係（装置内部の風路）について簡単に説明する。装置内で所定温度以下に保つのが望ましい個所は大きく２か所である。１つを定着装置及び定着装置によって定着された記録材、もう１つはトナーを収容する現像器である。定着装置で定着のために加熱された用紙は冷却後に排紙されるのが望ましい。また、現像器内に収容されるトナーは所定温度以上になると流動性が悪くなる。トナーが現像器内で流動し難くなると感光体上の静電像がトナーで現像されにくくなり、画像不良が生じる可能性がある。そのため、所定温度（本実施例では４５℃以下）を保つように冷却することが望ましい。

そのため、本実施例では装置前面に設けられた吸気口６１から取り込んだ外気をそれぞれ、定着装置周辺と現像器周辺へ導く構成を採用した。定着装置Ｆ周辺を冷却した後の空気は装置背面に設けられた排気口７１へと導かれる。また、現像器２０周辺を冷却した後の空気は装置背面に設けられた排気口７２へと導かれる。なお、定着装置Ｆ周辺を冷却した空気は現像器２０周辺を冷却した空気と比較して高温になる。

また、本実施例のプリンタ１００は外気をコロナ帯電器へ導く風路を備える。コロナ帯電器で感光体を帯電する際に、空気から放電生成物が生成される。放電生成物は画像流れを招くため換気するのが望ましい。そこで、本実施例のプリンタ１００はコロナ帯電器上方から感光体へ向かって吸気口６２から取り込んだ外気を吹き付ける。感光体に向けて送られた空気は、感光体の回転方向下流側に設けられたダクトから本体背面の排気口７３に設けたフィルタを通過後に機外へと排気される。なお、コロナ帯電器１０に吹き付けた後の空気の温度は現像器２０を冷却した後の空気よりも温度が低くなる。

上述のようにプリンタ内部の風路を構成すると、温度の高い排気口７１からの排気はコロナ帯電器からの排気と現像装置からの排気により挟まれる。これにより、排気口７１からの排気と比べ密度の高い排気が７３から排気されるため、定着装置Ｆ周辺を冷却した空気が壁を伝って装置前方へと周り込みにくくすることができる。加えて、重力方向下方に排気口７２を設けたことで、排気口７１からの排気が遮蔽部材８０と設置面Ｂとの間に回り込みにくくすることができる。

§３．｛底面側からの斜視図を用いた説明｝
続いて、接地面Ａ側からプリンタ１００の斜視図を用い、遮蔽部材８０と排気の流れについて詳しく説明する。

■（遮蔽部材の配置と構成について）
図４はプリンタ１００の接地面Ａ側からの斜視図である。図４に示すように、底板９０の後側板側の端部には装置の幅方向（前奥方向と直行する方向）に沿って板状の遮蔽部材８０が接着されている。具体的には、厚さ（本体前奥方向）２５ｍｍ、幅（本体幅方向）６５０ｍｍ、高さ（本体高さ方向）４５ｍｍのポリウレタンのフォーム材を遮蔽部材８０として用いた。なお、プリンタ１００の幅は６９０ｍｍ、底板９０と設置面Ａとの隙間は５０ｍｍである。そのため、本体背面から見た投影面積で考えると、６９０ｍｍ×５０ｍｍ（＝３４５００ｍｍ^２）の隙間に対し、６５０ｍｍ×４５ｍｍ（＝２９２５０ｍｍ^２）を遮蔽部材８０で覆うことになる。つまり、遮蔽部材８０はキャスタ９１により本体底面と設置面との間に空く空間の投影面積のうち約８５％を覆う。

なお、本実施例では上記寸法を採用したが、遮蔽部材を厚くすればするほど、幅を広くすればするほど、高さを高くするほど、排気の遮蔽効果は高くなる。本件構成において、遮蔽部材により投影面積の８０％以上遮蔽すれば、十分な冷却効率の向上が確認できた。また、遮蔽部材８０は取付け誤差分（５ｍｍ程度）のみを残し、極力設置面との隙間をなくすような寸法を採用し筐体幅方向の底面隙間を狭くする構成を採用することが好ましい。また、遮蔽部材はフォーム材に限るものではなく、ＰＥＴシートなどのシート材を用いてもよい。

なお、吸気部６１からできるだけ遠い位置で高温空気を遮蔽する方が大きな効果を得られるので、遮蔽部材８０の位置は、前側板６０と後側板７０との中心位置（底面中央）よりも後側板７０側の位置が好ましい。本実施例では遮蔽部材８０が装置前後方向の中央より後方にあるため、右側板の中央よりも前方に設けられた吸気口６２についても、排気の再吸気を抑制することができる。

以上の構成により、壁面Ｂが後側板７０に近い場合であっても、ルーバ７２を通って排気部７１から斜め下方に排気された高温空気は、底板９０と設置面Ａとの間を通り難くなる。したがって、排気した高温空気が本体底面と設置面Ａとの間を通る量が低減される。その結果、本体背面とは別の面に設けられた吸気口から吸入される空気の温度上昇を抑制することができ、機内の冷却効率を維持することができる。

§４．｛比較例との対比説明｝
以下に、比較例を説明した後、本実施例の構成と比較した結果を示す。

■（比較例についての説明）
図７は、本件と比較する比較例１と比較例２の吸排気構成及び気流を説明するための図である。図７の（ａ）は、背面側に設けられた排気口から水平方向よりも上方に排気をする構成である（比較例１）。吸気口は本実施例と同様に、水平方向よりも下方の空気を吸うようにルーバが設けられている。それに対して、排気口は水平方向よりも上方に向けて排気するようにルーバが切られている。比較例１の構成を採用したプリンタを壁際に配置した時の空気の流れを簡単に説明する。プリンタ背面から、上方に排気された空気は背面近傍の壁面に当たり、装置の前方へと運ばれる。当然、上方は装置と壁面に囲まれた空間ではないため、装置前方、左右方向への排気の回り込みは少ない。しかしながら、壁面に当たった排気は操作パネルＰを操作し易い装置前面側に立ったユーザの方へと向かう。多くのユーザは外気よりもある程度暖かい空気（外気より２〜４℃程度暖かい）が胸や顔の位置に当たることを快く思わないと想定される。なお、排気を上方へと排気しているものの、背面と壁との距離が狭ければ、排気の一部は装置下方へ回り込む。しかし、背面に沿って下方へ流れた排気が装置の前方へ回り込むことを遮蔽する遮蔽部材が無いため、冷却効率は幾分低下する。

続いて、図７の（ｂ）は、背面側に設けられた排気口から水平方向下方に向かって排気する構成である（比較例２）。壁面近くにプリンタを配置する場合、後側板と壁面の間で排気の逃げ場がなくなる。そのため、排気された空気は装置の底面へ導かれる。背面と壁面からなる風路を通った排気は設置底面まで流れた後、キャスタ９１と底面の間の隙間へ流れ込む。そして、プリンタの底面に流れ込んだ空気は底面を伝って、背面を除く装置の３面へ移動する。底面を伝った排気を吸気部において再吸気することになり、冷却効率が低下する。なお、装置背面から回り込んだ排気を吸気し難くするために吸気口を装置上方に向けることが考えられるが、吸気口を装置上方に向けると埃などの異物が吸気されやすくなるため好ましくない。

■（本実施例と比較例２の対比）
以下に、本実施例の構成と比較例２の構成において、装置前面の吸気部において吸気する空気の温度について比較する。

表１は吸気部６１からの吸気温度を示した表である。表１は、外気温度２７．０℃環境において連続的に画像形成を行い、装置内の温度が平衡状態に至った状態で測定した結果を示した表である。遮蔽部材８０を備えていない場合（比較例２）が２８．７℃に対して、本実施例の構成では機内温度を２７．６℃に抑えることができた。

前述の通り本実施例の吸気部６１から導入した空気により、現像器は冷却されている。そのため、吸気温度の差が顕著に現像器内のトナー温度の差として影響する。なお、本実施例の構成を採用した場合には、外気温度３０．０℃環境下でも、現像器内のトナーの温度を４５℃未満にすることができた。なお、低い融点のトナーを装置内で低い温度で保つためにファンの大径化や供給電力を高めることが考えられるが、装置の大型化や消費電力の増大につながるため好ましくない。

以下に本実施例について説明する。なお、同一の構成については同一符号を付すことにより重複する説明は適宜省略する。

図５の（ａ）は本実施例に係るプリンタ１００の底面からの外観図である。本実施例では、遮蔽部材８０を本体に対して着脱自在に設けた。図５の（ｂ）は、着脱自在とした遮蔽部材８０の拡大図である。遮蔽部材８０はＬ字断面形状の板金８１に接着固定されており、板金８１はビス８３、８４で後側板７０に取り付けることができる。

本実施例の構成では、プリンタ１００の底板９０と設置面Ａとの隙間が５０ｍｍ、取り付けた遮蔽部材８０と設置面Ａとの隙間は０ｍｍとした。これは、プリンタ１００を設置後に遮蔽部材８０を取り付けるため、遮蔽部材が装置スライドに伴い設置面とすれて磨耗し、設置面と触れてキャスタ９１で移動する際の妨げとなること考慮しなくとも良いためである。当然、遮蔽部材８０を着脱可能な構成であっても、取付け後の遮蔽部材と設置面との間に多少の隙間ができる構成であってもかまわない。

以下に本実施例について説明する。なお、同一の構成については同一符号を付すことにより重複する説明は適宜省略する。

図６の（ａ）は本実施例に係るプリンタ１００の底面からの概観図である。本実施例においては、排気部９３が底板９０に配置されている。これにより、排気された空気が直接装置近傍に立ったユーザに当たることを抑制しつつ、排気による騒音を低減することができる。

本実施例の遮蔽部材８０は、底板９０と設置面Ａとの間に位置するように取付け板金８１に接着固定されている。図６の（ｂ）は遮蔽部材８０と取付け板金８１の拡大図である。取付け板金８１は、一部が引っ掛け部９２で底板９０に引っ掛け固定され、後側板７０にビスにより固定されている。ビスによる固定は実施例２と同様のため不図示とした。本実施例の遮蔽部材８０は、底板９０側から見るとＶ字状の形状をしている。なお、吸気口６１は実施例１、２と同様に、水平方向よりも下方の空気を取り込むように構成されている。

なお、排気口を底面に設けた構成で遮蔽部材８０がない場合、外気温度が２７．０℃の環境下で連続画像形成を行い、画像形成装置内の温度が上昇して平衡状態に至った状態において吸気部における温度は２９．０℃であった。それに対し、本実施例のように遮蔽部材８０を設けると、吸気部における温度は２７．７℃に抑えることができた。つまり、排気された風が画像形成装置の近傍にいるユーザに直接当たるのを防止しつつ、冷却効率を向上することができる。

１００ プリンタ（画像形成装置）
６０ 前側板
６１、６２ 吸気口（吸気部）
７０ 後側板
７１、７２、７３ 排気口（排気部）
８０ 遮蔽部材
９０ 底板
９１ キャスタ（支持部材）

Claims (6)

1. 像担持体上に形成された静電像を現像するトナーを収容する容器と、
   前記容器を収容する筺体と、
   前記筺体の底面に設けられ、設置面と接触して前記筺体を支持する支持手段と、
   前記筺体の背面に設けられ、前記容器を冷却した空気を排気するための排気口と、
   前記筺体の前面に設けられ、前記容器へ外気を取り込むための吸気口と、
   前記筐体の底面中央より背面側で前記筺体の底面の幅方向に一端から他端側に渡って設けられ、前記筐体の底面と設置面との間の隙間を遮蔽する遮蔽部材と、を備える画像形成装置。
2. 前記遮蔽部材は前記筐体に対して取付け自在であり、前記遮蔽部材は画像形成装置を設置する設置面と接触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. 前記排気口は水平方向又は水平方向よりも下方へ排気すると共に、前記吸気口は水平方向よりも下方の外気を機内へ取り込むことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 記録材上にトナー像を加熱定着する定着装置と、
   前記筺体の背面に設けられ、前記定着装置によって加熱された記録材を冷却した空気を水平よりも下方に排気するための第二の排気口と、を有し、
   前記第二の排気口は前記排気口よりも重力方向に沿って上方に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記遮蔽部材は、前記支持手段によって支持された前記筐体の底面と設置面との間の隙間の投影面積を８０％以上遮蔽することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の画像形成装置。
6. 画像形成装置を操作するための操作パネルを更に有し、
   前記操作パネルは前記筺体の前面側に設けられていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像形成装置。

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