JP2015180913A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】効果的にトナー収容部を冷却することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置において、冷却ファン１０７と、冷却ファン１０７から流れてくる気流を、トナー収容部７０の外周面へと案内する冷却ダクト１０８と、トナー収容部７０の外周面と、その外周面に対面する、収容部奥側インナカバー１０６、操作部インナカバー１１４、前面ドア１０１、及び排気ダクト１１１の上壁１１１ａで区画され、冷却ダクト１０８からの気流を、前記外周面を周方向に流す空気流路１０９と、空気流路１０９を通過した気流を吸引する吸気ファン１１０と、吸気ファン１１０によって吸引された気流を排気する排気ダクト１１１と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関するものである。

いわゆる電子写真プロセスを用いる画像形成装置の多くは、現像を行う現像部の内部のトナー量が少なくなってきたときに、トナーが補給されるようになっている。そして、このような画像形成装置には、補給用のトナーを収容したトナー収容部が搭載されている。

このような画像形成装置では、用紙上に形成された未定着のトナー像を加熱と加圧とにより定着する定着部が、画像形成装置内の雰囲気温度を上昇させる主な熱源となっている。そして、トナー収容部は、この定着部の上方という、画像形成装置内にあって比較的に雰囲気温度が上昇し易い箇所に配置されるのが一般的である。

一方で、トナーは、その温度が高くなり過ぎるとその影響を受けて、変質したり、溶融して凝集固化したりする恐れがある。そこで、トナー収容部内におけるトナーの変質や凝集固化を抑えるために、トナー収容部を冷却する次のような技術が知られている。例えば、トナー収容部の外周面へと冷却用の空気を吹き出す技術（例えば、特許文献１参照。）や、トナー収容部の外周面の近傍に冷却用の液体を流すパイプを配置する技術（例えば、特許文献２参照。）等が知られている。

近年、画像形成装置の多くは、小型化が図られるとともに画像形成スピードの高速化が進み、それに伴い画像形成装置内の雰囲気温度が上昇する傾向にある。また、省電力化や画像形成スピードの更なる高速化等を目的として、低温で定着可能なトナーの開発も進んでいる。このようなトナーは、今までのトナー以上に温度の影響を受け易い。

ここで、上記の特許文献１に記載されているようにトナー収容部の外周面へと冷却用の空気を吹き出す技術では、吹き出した空気が、トナー収容部の周辺に滞留することがある。その結果、複数枚の用紙について画像形成を連続して行うような場合、トナー収容部周辺の雰囲気温度が上昇しがちとなる。すると、その雰囲気からの伝熱や、トナー収容部周辺の部品からの輻射熱により、トナー収容部の温度も上昇しがちとなる。

このため、トナー収容部の外周面に冷却用の空気を吹き出す技術では、上記のように雰囲気温度が上昇する傾向にある近年の画像形成装置においては、トナーの変質や凝集固化を抑えられるほどにトナー収容部を効果的に冷却することが困難になりつつある。また、低温で定着可能なトナーの登場により、このような困難さは、今後その度合いを増すものと考えられる。

そこで、本発明は、効果的にトナー収容部を冷却することができる画像形成装置を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、シート上にトナーを供給して未定着のトナー像を形成する像形成部と、前記シート上に前記トナー像を定着させる定着部と、前記像形成部に供給されるトナーを収容するとともに前記定着部の上方に配置されたトナー収容部と、を備えた画像形成装置において、冷却ファンと、前記冷却ファンから流れてくる気流を、前記トナー収容部の外周面へと案内する案内部と、前記トナー収容部の外周面と、該外周面に対面する壁とで区画され、前記案内部からの気流を、前記外周面を周方向に流す外周流路と、前記外周流路を通過した気流を吸引する吸気ファンと、前記吸気ファンによって吸引された気流を排気する排気案内部と、を備えたことを特徴とする画像形成装置を提案する。

トナー収容部の外周面に吹き出した空気は、トナー収容部の外周面に設けられた外周流路を周方向に流れた後、吸気ファンによって吸引される。これにより、トナー収容部の外周面に滞留のない空気の流れが形成される。トナー収容部は、このように滞留することなく流れる空気によって効果的に冷却されることとなる。

本発明の一実施形態である画像形成装置の基本的な構成を示す概略構成図である。 図１に示されている画像形成装置の、図１中のＡ−Ａ断面を示す図である。 冷却ダクトを示す斜視図である。 冷却ダクトの、図３中におけるＢ−Ｂ断面を示す図である。 図１に示されている書込み部の冷却に使われている空気が、冷却ファンによって冷却ダクトに送り込まれる様子を示す図である。 図５に示されている流入ダクト、収容部奥側インナカバー、及び流出ダクトを上方から見た図である。 排気ダクトの、図２中におけるＣ−Ｃ断面を示す図である。 制御部で実行される制御の流れを示すフローチャートである。 本発明の一実施形態である画像形成装置と、比較例の画像形成装置と、の双方について行なった実験の結果を表すグラフである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

以下、本発明の一実施形態である画像形成装置について説明する。まず、この画像形成装置の基本的な構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態である画像形成装置の基本的な構成を示す概略構成図である。この図１には、モノクロの複写機である画像形成装置１の上部構成が示されており、給紙部等を含む下部構成については図示が省略されている。

尚、本発明にいう画像形成装置は、モノクロの画像形成装置に限るものではなく、カラーの画像形成装置であってもよい。また、本発明にいう画像形成装置は、複写機に限るものでもなく、プリンタ、ファクシミリ、あるいは、プリンタや複写機の機能を兼ね備えた複合機等であってもよい。

この画像形成装置１は、読取り部１０と、像形成部２０と、定着部３０と、用紙搬送部４０と、用紙反転部５０と、操作部６０と、トナー収容部７０と、を備えている。読取り部１０では、所定の光学系を用いた走査により原稿画像が読み取られ、その原稿画像を表す画像データが生成される。像形成部２０では、その画像データに基づいて、用紙上（シート上ともいう）にトナー像が形成される。

像形成部２０は、感光体ドラム２１と、帯電器２２と、書込み部２３と、現像部２４と、転写部２５と、クリーニング部２６と、を備えている。感光体ドラム２１は、読取り部１０の下方に配置され、図中の矢印Ｄ１方向に回転駆動される。そして、感光体ドラム２１の周囲に、その回転方向（矢印Ｄ１方向）に沿って、帯電器２２、現像部２４、転写部２５、及びクリーニング部２６の順に配置されている。さらに、上記の読取り部１０と感光体ドラム２１の間に、書込み部２３が配置されている。像形成部２０では、感光体ドラム２１の外周面が帯電器２２によって帯電される。そして、その帯電された外周面に、書込み部２３が上記の画像データに基づいて変調された書込み光Ｌによって静電潜像を書き込む。現像部２４が、その静電潜像をトナーで現像し、用紙搬送部４０によって搬送されてくる用紙に、転写部２５が、現像されたトナー像を転写する。クリーニング部２６は、転写後の感光体ドラム２１の外周面から残留トナー等を除去する。この像形成部２０が、本発明にいう像形成部の一例に相当する。

尚、ここでは、本発明にいう像形成部の一例として、感光体ドラム２１から用紙に直接的にトナー像が転写される像形成部２０が例示されている。しかしながら、本発明にいう像形成部はこのような形態に限るものではなく、例えば、感光体ドラム２１から所定の中間転写体を介して用紙に間接的にトナー像が転写される形態であってもよい。

定着部３０は、加熱ローラ３１と、加圧ローラ３２と、を有している。この定着部３０では、用紙搬送部４０によって像形成部２０から搬送されてくる用紙上の未定着のトナー像が、加熱ローラ３１による加熱と加圧ローラ３２による加圧とにより用紙上に定着する。加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２はケース３３に内蔵されている。この定着部３０が、本発明にいう定着部の一例に相当する。

尚、ここでは、本発明にいう定着部の一例として、加熱用の部材として加熱ローラ３１を有した定着部３０が例示されている。しかしながら、本発明にいう定着部はこれに限るものではなく、例えば、無端ベルト形状で所定の熱源によって加熱されつつ循環移動する定着ベルトと、加圧ローラと、を有するもの等であってもよい。

用紙搬送部４０は、複数の搬送ローラ対４１と、レジストローラ対４２と、搬送ローラ４３と、排出ローラ対４４と、を有している。用紙搬送部４０では、これらの部材が、不図示の給紙部から像形成部２０と定着部３０とを経て延びる搬送経路に沿って配列されている。給紙部から供給される用紙は、搬送ローラ対４１によってレジストローラ対４２まで搬送される。レジストローラ対４２は、感光体ドラム２１の外周面のトナー像が転写部２５へと至るタイミングに合わせて、用紙を、感光体ドラム２１と転写部２５とのニップ部へと送り込む。転写部２５によってトナー像が転写された用紙は、そのトナー像を上方に向けて搬送ローラ４３によって定着部３０に搬送される。トナー像定着後の用紙は、搬送ローラ対４１によって更に搬送され、排出ローラ対４４によって排出される。ここで、本実施形態では、用紙の両面に画像を形成することが可能となっている。用紙の片面のみに画像を形成する場合には、定着後に直ちに排出ローラ対４４によって用紙が排出される。一方で、用紙の両面に画像を形成する場合には、定着部３０と排出ローラ対４４との間に配置されている搬送ローラ対４１によって用紙反転部５０へと用紙が送り込まれる。

用紙反転部５０は、複数の反転用搬送ローラ対５１を有している。これら複数の反転用搬送ローラ対５１が、画像が形成されている面に対する裏面が感光体ドラム２１側を向くように用紙を反転させる反転経路に沿って配列されている。反転された用紙は、用紙搬送部４０へと送られ、像形成部２０及び定着部３０を経て裏面への画像形成が行われる。裏面に画像が形成された用紙は、排出ローラ対４４によって排出される。

操作部６０は、画像形成装置１に対するユーザ操作を受け付ける部分であり、画像形成装置１の上面における、ユーザから見た前面側で、定着部３０の上方となる位置に設けられている。この操作部６０を介して、例えば、画像形成の部数の設定や、片面形成か両面形成かの設定等が行われる。尚、図１の紙面側が、ユーザから見た画像形成装置１の前面側に相当する。

トナー収容部７０は、像形成部２０において現像部２４の内部のトナー量が少なくなってきたときに現像部２４に補給される補給用のトナーが収容されている。トナー収容部７０は、円筒形状（またはボトル形状ともいう）を有しており、定着部３０の上方に、収容部ホルダ７１によって着脱自在且つ回転自在に支持されている。トナー収容部７０は、そのトナー収容部７０内のトナーが少なくなったときに適宜に新品と交換される。また、トナー収容部７０は、不図示の駆動源により矢印Ｄ３方向に回転駆動される。このトナー収容部７０が、本発明にいうトナー収容部の一例に相当する。

また、画像形成装置１では、ユーザから見た前面が、メンテナンス等の際にユーザによって矢印Ｄ２方向に開閉される前面ドア１０１によって覆われている。図１には、この前面ドア１０１が開かれて、図中における画像形成装置１の右側方に位置した状態（ただし、開放端側を省略）が描かれている。そして、この画像形成装置１には、この前面ドア１０１が開かれた際の外観品質上の要請から、上述した内部構造が露わとならないように複数のインナカバーが設けられている。即ち、画像形成装置１には、像形成部インナカバー１０２、定排インナカバー１０３、用紙反転部インナカバー１０４、及びスイッチインナカバー１０５等が設けられている。像形成部インナカバー１０２は、像形成部２０の前面側を覆っており、定排インナカバー１０３は、定着部３０と排出ローラ対４４の前面側を覆っている。また、用紙反転部インナカバー１０４は、用紙反転部５０の前面側を覆っている。また、スイッチインナカバー１０５は、トナー収容部７０の、図中左側に隣接して設けられており、このスイッチインナカバー１０５に電源スイッチ１０５ａが設けられている。

さらに、この画像形成装置１では、トナー収容部７０の奥側に、新品との交換の際に、このトナー収容部７０の奥側の内部構造が露わとならないように収容部奥側インナカバー１０６も設けられている。

以上に説明した画像形成装置１では、画像形成中には、定着部３０の加熱ローラ３１の温度が１８０℃〜２００℃に達する。加熱ローラ３１はケース３３に内蔵されており、基本的には、加熱ローラ３１の周辺の加熱された高温雰囲気が定着部３０の外部に漏れないように構成されている。しかしながら、図１において紙面に直交する方向に延びている加熱ローラ３１の両端部では、回転機構等の構成上からケース３３が開口している。このため、この加熱ローラ３１の両端部の上方では、ケース３３の開口から漏れ出た高温雰囲気が自然対流によって上昇し、これら端部の上方に位置する部品の温度が上昇し易くなっている。

画像形成装置１では、加熱ローラ３１の前面側の端部の上方にトナー収容部７０が配置されている。このため、トナー収容部７０は、特に、加熱ローラ３１の前面側の端部の真上の部分において温度が上昇し易くなっている。トナーは、その温度が高くなり過ぎるとその影響を受けて、変質したり、溶融して凝集固化したりする恐れがある。また、近年に開発が進んでいる低温で定着可能なトナーは、今までのトナー以上に温度の影響を受け易い。

そこで、画像形成装置１では、トナー収容部７０において温度が上昇し易い加熱ローラ３１の前面側の端部の真上の部分を冷却するために、冷却用の空気が、次のように流されている。この冷却用の空気は、収容部奥側インナカバー１０６に設けられた複数の吹出し口１１３ａから吹き出す。そして、その吹出した空気が、トナー収容部７０の外周面における加熱ローラ３１の前面側の端部の真上の部分を周方向に囲むように矢印Ａｒ１方向に、この画像形成装置１の前面側まで流れる。そして、その前面側まで流れた空気が、詳細は後述するように、吸気ファン１１０によって吸引される。定排インナカバー１０３の上部には、その吸引された空気を、トナー収容部７０の外周面から離れる画像形成装置１の内部側へと排気する排気ダクト１１１が設けられている。吸気ファン１１０によって吸引されてその吸気ファン１１０から流れてくる空気は、排気ダクト１１１の内部を図中左側に向かって矢印Ａｒ２方向に流されて画像形成装置１の内部側へと排気される。このように滞留することなく流れる空気により、トナー収容部７０において温度が上昇し易い、加熱ローラ３１の前面側の端部の真上の部分が冷却される。

ここで、本実施形態とは異なり、定着部３０の周囲の高温雰囲気を吸引排気することで、そのような高温雰囲気の自然対流による上昇自体を抑えることが考えられる。しかしながら、このような吸引排気は、定着部３０における加熱ローラ３１の温度を下げようとする。定着部３０では、加熱ローラ３１の温度を１８０℃〜２００℃に維持するべく不図示のヒータへの供給電力が調整されている。このため、上記のような吸引排気は、結果的にヒータへの供給電力の上昇を招いてしまう。本実施形態では、定着部３０の周囲については吸引排気を行わずヒータへの供給電力の上昇を抑えつつ、トナー収容部７０における加熱ローラ３１の前面側の端部の真上の部分が冷却される。

以下、上記のような冷却用の空気の流れを形成する構成について説明する。図２は、図１に示されている画像形成装置の、図１中のＡ−Ａ断面を示す図である。トナー収容部７０の周囲には、冷却用の空気の流れを形成するべく、冷却ファン１０７と、案内部としての冷却ダクト１０８と、外周流路としての空気流路１０９と、吸気ファン１１０と、排気案内部としての排気ダクト１１１と、が設けられている。尚、図１の紙面側に相当する画像形成装置１の前面側は、図２では、図中右側に相当する。また、図１では開かれた状態で図示されていた前面ドア１０１が、図２では、閉じた状態で図示されている。

冷却ファン１０７は、トナー収容部７０の冷却のための空気を流すファンである。この冷却ファン１０７は、詳細については後述するように、図１に示されている書込み部２３の冷却に使われている、外気と略同程度の温度の空気を吸引して流す。この冷却ファン１０７が、本発明にいう冷却ファンの一例に相当する。

冷却ダクト１０８は、冷却ファン１０７から流れてくる空気を、トナー収容部７０の外周面の近傍まで矢印Ａｒ３方向に導いてその外周面へと吹き出すダクトである。この冷却ダクト１０８は、流入ダクト１１２と、流出ダクト１１３とで構成されている。冷却ファン１０７は、流入ダクト１１２の入り口に配置されている。流出ダクト１１３は、収容部奥側インナカバー１０６の下部に、この収容部奥側インナカバー１０６の一部を成して形成されている。

図３は、冷却ダクトを示す斜視図であり、図４は、冷却ダクトの、図３中におけるＢ−Ｂ断面を示す図である。尚、図３では、流出ダクト１１３の形状が見易いように、流入ダクト１１２及び冷却ファン１０７が、ともに点線で示されている。尚、図１の紙面側に相当する画像形成装置１の前面側は、図３では、図中の斜視図における手前側に相当する。また、図４では、画像形成装置１の前面側は、図中右側に相当する。

収容部奥側インナカバー１０６は、その下部が、トナー収容部７０の外周面側に中空状に突出して流出ダクト１１３となっている。そして、この流出ダクト１１３おけるトナー収容部７０とは反対側に流入ダクト１１２が結合している。流出ダクト１１３におけるトナー収容部７０の外周面側の先端縁には、収容部奥側インナカバー１０６の長手方向に並んで複数の吹出し口１１３ａが配列されている。流入ダクト１１２から流れ込んできた空気は、流出ダクト１１３の内部を通ってこれら複数の吹出し口１１３ａから吹き出してトナー収容部７０の外周面に当たる。

流入ダクト１１２は、冷却ファン１０７と略同幅で延びる直管形状を有している。そして、流出ダクト１１３が、流入ダクト１１２との結合部分から収容部奥側インナカバー１０６の長手方向の幅と略同幅まで拡がって延びる拡張管形状を有している。流入ダクト１１２は、流出ダクト１１３に対し、その流出ダクト１１３の長手方向について一方の端部側に偏った位置に設けられている。そして、図４に示されているように、流出ダクト１１３の内部には、流入ダクト１１２の出口から複数の吹出し口１１３ａへと空気を案内する複数の冷却ダクト用整流板１１３ｂが放射状に配置されている。そして、これら複数の冷却ダクト用整流板１１３ｂは、その間隔や位置が、定着部３０に近い吹出し口１１３ａほど到達する空気量が多くなるように調整されている。冷却ダクト用整流板１１３ｂが、本発明にいう案内部用整流板の一例に相当する。

また、図２に示されているように、流出ダクト１１３の断面形状は、トナー収容部７０の外周面に向かって上反りに曲がった形状となっている。この形状により、複数の吹出し口１１３ａから吹き出す空気は、トナー収容部７０の外周面に略垂直に当てられるようになっている。

ここで、本実施形態では、冷却ファン１０７によって冷却ダクト１０８に送り込まれる空気は、書込み部２３の冷却に使われている空気となっている。図５は、図１に示されている書込み部の冷却に使われている空気が、冷却ファンによって冷却ダクトに送り込まれる様子を示す図である。また、図６は、図５に示されている流入ダクト、収容部奥側インナカバー、及び流出ダクトを上方から見た図である。これらの図５、６に示されているように、本実施形態では、上述した書込み部２３の冷却に使われる空気が冷却ダクト１０８の流入ダクト１１２に冷却ファン１０７によって送り込まれる。尚、図１の紙面側に相当する画像形成装置１の前面側は、図５では、図中の斜視図における左手前側に相当する。また、図６では、画像形成装置１の前面側は、図中下方側に相当する。

書込み部２３には、この書込み部２３を冷却するための空気が流れる書込み部冷却ダクト２３ａが設けられている。書込み部冷却ダクト２３ａには、画像形成装置１の外気をダクト内に取り込む書込み部冷却用ファン２３ｂが設けられている。書込み部冷却ダクト２３ａの内部での吸熱量はそれほど多くなく、書込み部冷却ダクト２３ａの内部を流れる空気の温度は、書込み部冷却用ファン２３ｂで取り込まれた外気と略同程度の温度となる。例えば、外気が３２℃の場合、書込み部冷却ダクト２３ａの内部を流れる空気の温度は３５℃程度となる。

冷却ダクト１０８の流入ダクト１１２は、この書込み部冷却ダクト２３ａの途中に連結されており、その連結部に冷却ファン１０７が配置されている。そして、書込み部冷却ダクト２３ａの内部を流れる、外気と略同程度の温度の空気が、冷却ファン１０７によって吸引されて流入ダクト１１２に送り込まれる。

この外気と略同程度の温度の空気が、流入ダクト１１２から流出ダクト１１３へと流れ込んで複数の吹出し口１１３ａから吹き出し、トナー収容部７０の外周面へと略垂直に当てられる。このように当てられた空気が、図２に示されているように、トナー収容部７０の外周面に沿って矢印Ａｒ１が示しているように上下に分かれて、空気流路１０９を流れる。空気流路１０９は、トナー収容部７０の外周面と、その外周面に対面する以下に説明する壁とで区画され、冷却ダクト１０８から吹き出した空気を、その外周面を周方向に囲むように流す流路である。

図２に示されているように、空気流路１０９は、トナー収容部７０の外周面と、上述した収容部奥側インナカバー１０６と、操作部インナカバー１１４と、前面ドア１０１と、排気ダクト１１１の上壁１１１ａと、で区画される。この空気流路１０９が、本発明にいう外周流路の一例に相当する。

操作部インナカバー１１４は、図１に示されている操作部６０とトナー収容部７０との間に延在し、トナー収容部７０の外周面に沿って上方に流れてきた空気を前面側へと導く。前面ドア１０１は、閉じた状態で画像形成装置１の前面を覆う壁であり、前面側でトナー収容部７０の外周面に対面する。

排気ダクト１１１は、上述した定排インナカバー１０３の上部に、この定排インナカバー１０３の一部を成して形成されたダクトである。この排気ダクト１１１は、定着部３０とトナー収容部７０との間に設けられ、定着部３０から上方を見たときにトナー収容部７０が隠れるように延在する中空カバー形状を有している。そして、この排気ダクト１１１の上壁１１１ａが、トナー収容部７０の下方でトナー収容部７０の外周面に対面する。

冷却ダクト１０８から吹き出した空気は、トナー収容部７０の外周面に当たって上下に分かれる。上方に流れた空気は、矢印Ａｒ１が示すように、トナー収容部７０の外周面と、収容部奥側インナカバー１０６と、操作部インナカバー１１４と、前面ドア１０１と、の間を流れて前面側へと向かう。また、下方に流れた空気は、矢印Ａｒ１が示すように、トナー収容部７０の外周面と、排気ダクト１１１の上壁１１１ａと、の間を流れて前面側へと向かう。そして、両者は、この前面側で合流する。

ここで、本実施形態では、空気流路１０９の内部で、空気がなるべくトナー収容部７０の外周面の近くを流れるように、トナー収容部７０の外周面と、上述した各壁との距離が、凡そ５ｍｍ〜１０ｍｍ程度に狭められている。

また、本実施形態では、空気流路１０９は、図１から分かるように、トナー収容部７０の外周面のうち、長手方向について定着部３０に近い半分程の部分を囲むように形成されている。これにより、定着部３０に近く温度が上昇し易い箇所に集中的に冷却用の空気が流されるようになっている。空気流路１０９における、トナー収容部７０の長手方向についてのこのような長さは、収容部奥側インナカバー１０６の、この長手方向の長さによって決まっている。

以上に説明した空気流路１０９を、画像形成装置１の前面側まで通過した空気は、その前面側において、吸気ファン１１０に吸引される。図１に示されているように、この吸気ファン１１０は、定排インナカバー１０３の図１中右上角に設けられている。そして、この定排インナカバー１０３の上部に設けられた排気ダクト１１１に、空気流路１０９を通過した空気が吸気ファン１１０によって送り込まれる。

また、本実施形態では、空気流路１０９を区画する壁のうち、前面ドア１０１の内側が、トナー収容部７０の前面側へと流れてきた空気を、吸気ファン１１０へと案内するように窪んでいる。これにより、空気流路１０９を通過した空気は、吸気ファン１１０にスムーズに吸引されることとなる。この吸気ファン１１０による吸引と送込みとにより、空気は、排気ダクト１１１内を、矢印Ａｒ２方向にそって、図１中における右側から左側に流れる。さらに、排気ダクト１１１には、図２に示されているように、その内部を流れる空気を、トナー収容部７０の外周面から離れる方向に排気するための排気口１１１ｂが設けられている。排気ダクト１１１の内部を流れる空気は、この排気口１１１ｂから、画像形成装置１の内側へと排気される。

ここで、吸気ファン１１０は、空気流路１０９における空気の流れを一層スムーズなものとするべく、その最大流量が、冷却ファン１０７の最大流量以上となっている。また、本実施形態では、吸気ファン１１０として、最大静圧が高くて空気の吸引力が強いシロッコファンが採用されている。吸気ファン１１０が、本発明にいう吸気ファンの一例に相当する。

図７は、排気ダクトの、図２中におけるＣ−Ｃ断面を示す図である。排気ダクト１１１は、中空で、概ね矩形板形状のダクトとなっている。そして、画像形成装置１における前面側となる図７中における右上角に吸気ファン１１０が設けられている。また、排気ダクト１１１の図７中における左下角に、画像形成装置１の内側に向かって排気口１１１ｂが開口している。さらに、この排気ダクト１１１の内部には、図７に示されているように右上角から左下角に向かって延びる複数の排気ダクト用整流板１１１ｃが配置されている。これら複数の排気ダクト用整流板１１１ｃにより、吸気ファン１１０から流れてくる空気が案内されて、排気ダクト１１１の内部を略均等に行き渡った後に排気口１１１ｂから排気される。排気ダクト用整流板１１１ｃが、本発明にいう排気案内部用整流板の一例に相当する。尚、図１の紙面側に相当する画像形成装置１の前面側は、図７では、図中右側に相当する。

ここで、本実施形態では、トナー収容部７０の上方に位置する操作部インナカバー１１４に温度検出手段としての温度センサ１１５が設けられている。この温度センサ１１５は、トナー収容部７０の外周面の近傍に配置されて、その近傍の雰囲気温度を検出するセンサである。そして、冷却ファン１０７の回転速度及び吸気ファン１１０の回転速度を、温度センサ１１５で検出された雰囲気温度に応じた回転速度に次のように制御する制御部１１６が設けられている。

図８は、制御部で実行される制御の流れを示すフローチャートである。このフローチャートが示している制御は、例えば操作部６０へのユーザ操作等を受けて画像形成装置１において画像形成が開始されるとスタートし、その画像形成と並行して実行される。

制御がスタートすると、まず、制御部１１６が、冷却ファン１０７及び吸気ファン１１０の各々を半速で回転する（ステップＳ１）。次に、制御部１１６は、この制御と並行して進行する画像形成が終了しているか否かを判定する（ステップＳ２）。画像形成が終了しておらず進行中である場合（ステップＳ２におけるＮＯ判定）、制御部１１６は、温度センサ１１５で検出された雰囲気温度が、例えば３８℃といった閾値温度Ａ℃以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。温度センサ１１５で検出された雰囲気温度が閾値温度Ａ℃未満の場合（ステップＳ３におけるＮＯ判定）、処理がステップＳ２まで戻り、ステップＳ２の判定処理が繰り返される。ここで、制御部１１６には、例えば６０秒といった検出間隔Ｘごとに温度センサ１１５から雰囲気温度が通知される。制御部１１６は、この検出間隔ＸごとにステップＳ３の判定を繰り返す。検出された雰囲気温度が閾値温度Ａ℃未満（ステップＳ３におけるＮＯ判定）のまま、画像形成が終了した場合（ステップＳ２におけるＹＥＳ判定）には、処理がステップＳ８に進む。

一方、ステップＳ３において雰囲気温度が閾値温度Ａ℃以上であると判定した場合（ＹＥＳ判定）、制御部１１６は冷却ファン１０７及び吸気ファン１１０の各々を全速で回転する（ステップＳ４）。続いて、温度センサ１１５で検出された雰囲気温度が閾値温度Ａ℃以上であるか否かを再度判定する（ステップＳ５）。このステップＳ５の判定は、温度センサ１１５で検出された雰囲気温度が閾値温度Ａ℃未満となる（ステップＳ５におけるＮＯ判定）まで繰り返される。ここでも、制御部１１６は、上記の検出間隔ＸごとにステップＳ５の判定を繰り返す。そして、検出された雰囲気温度が閾値温度Ａ℃未満（ステップＳ５におけるＮＯ判定）となると、制御部１１６は、画像形成が終了しているか否かを判定する（ステップＳ６）。画像形成が終了しておらず進行中である場合（ステップＳ６におけるＮＯ判定）、ステップＳ１まで戻り、それ以降の処理が繰り返される。一方、画像形成が終了している場合（ステップＳ６におけるＹＥＳ判定）には、処理がステップＳ７に進む。

ステップＳ７において、制御部１１６は、冷却ファン１０７及び吸気ファン１１０の回転速度を半速に戻す（ステップＳ７）。そして、制御部１１６は、この半速での回転を、例えば６０秒といった停止前時間Ｔに亘って行わせた後、冷却ファン１０７及び吸気ファン１１０を停止する（ステップＳ８）。一方、ステップＳ２において画像形成が終了していると判定された場合は、雰囲気温度が閾値温度Ａ℃未満で冷却ファン１０７及び吸気ファン１１０が半速回転のまま画像形成が終了している。従って、上記のように処理がステップＳ８へと進み、半速回転が停止前時間Ｔに亘って継続された後に冷却ファン１０７及び吸気ファン１１０が停止される。このステップＳ８の処理を以て、この図８のフローチャートが表す制御は終了する。

次に、冷却ファン１０７、冷却ダクト１０８、空気流路１０９、吸気ファン１１０、及び排気ダクト１１１を設けたことによる、トナー収容部７０の冷却効果について説明する。ここでは、次のような実験により、この冷却効果が確認されている。この実験では、まず、本実施形態の画像形成装置１を３２℃の環境下で、所定のテスト画像の形成を３時間に亘って連続して行った。ただし、このときには、図８のフローチャートが表す制御は行わず、冷却ファン１０７と吸気ファン１１０とは、画像形成中は常に全速で回転させた。そして、定着部３０の真上にあたる、トナー収容部７０の下部近傍における温度を、１時間ごとに計測した。

さらに、比較例として、次のような２つの比較例の画像形成装置を用意した。第１比較例の画像形成装置は、本実施形態の画像形成装置１から、冷却ファン１０７、冷却ダクト１０８、及び吸気ファン１１０を除き、図２に示されている操作部インナカバー１１４に冷却ファンを取り付けたものである。この第１比較例の画像形成装置では、この冷却ファンによりトナー収容部７０に、上方から空気が吹き付けられる。

第２比較例の画像形成装置は、本実施形態の画像形成装置１から、冷却ファン１０７、冷却ダクト１０８、及び吸気ファン１１０を除き、次のような冷却構造を搭載したものである。第２比較例の画像形成装置では、図５に示されている書込み部冷却ダクト２３ａに、図４に示されている流入ダクト１１２に相当する直管を取り付けている。また、この第２比較例の画像形成装置では、収容部奥側インナカバー１０６の下部が空いており、書込み部冷却ダクト２３ａに取り付けた管が、この収容部奥側インナカバー１０６の下部からトナー収容部７０に向かって開口している。トナー収容部７０には、書込み部冷却ダクト２３ａの内部を流れる空気が、この管に自然と流れ込んで、この管の開口から吹き付けられる。

第１比較例の画像形成装置及び第２比較例の画像形成装置のそれぞれについても、本実施形態の画像形成装置１と同様に、３２℃の環境下で、所定のテスト画像の形成を３時間に亘って連続して行った。そして、定着部３０の真上に当たる、トナー収容部７０の下部近傍における温度を、１時間ごとに計測した。

図９は、本発明の一実施形態である画像形成装置と、比較例の画像形成装置と、の双方について行なった実験の結果を表すグラフである。図９に示されているグラフＧ１では、縦軸に温度がとられ、横軸に時間がとられている。このグラフＧ１では、本実施形態の画像形成装置１についての計測結果が□印でプロットされている。また、比較例については、２つの比較例の相互間では計測結果に殆ど差が見られなかったため、第１比較例の画像形成装置及び第２比較例の画像形成装置のそれぞれで得られた計測結果の平均値が◇印でプロットされている。この図９に示されているグラフＧ１から分かるように、２つの比較例のようにトナー収容部７０に単に空気を吹き付ける冷却構造に比べて、本実施形態の画像形成装置１における上述した冷却構造によれば約１０℃も低い温度まで冷却することができる。このような高い冷却効果は、トナーとして、低温で定着可能なトナーを用いるときに非常に有利である。

本実施形態の画像形成装置１では、図２に示されるように、トナー収容部７０の外周面に吹き出した空気は、空気流路１０９をトナー収容部７０の外周面を周方向に囲むように流れた後、吸気ファン１１０によって吸引される。これにより、トナー収容部７０の外周面を囲む滞留のない空気の流れが形成される。トナー収容部７０は、このように滞留することなく流れる空気によって、上記の実験によって確認されたように、効果的に冷却されることとなる。また、本実施形態の画像形成装置１では、上述した特許文献２に記載されているように冷却用の液体をパイプに流す冷却構造とは異なり、液体用のポンプやタンク等のように高価で場所をとる部品が不要である。このため、本実施形態の画像形成装置１によれば、冷却用の液体をパイプに流す冷却構造に比べて、製造コストの増大や画像形成装置の大型化を抑えられる。このように、本実施形態の画像形成装置１によれば、製造コストの増大や画像形成装置の大型化を抑えつつ、効果的にトナー収容部７０を冷却することができる。

また、本実施形態の画像形成装置１では、図２に示されるように、トナー収容部７０の冷却後の空気が流れる排気ダクト１１１は、熱源となり易い定着部３０から上方を見たときにトナー収容部７０が隠れるように延在する中空カバー形状を有している。この排気ダクト１１１により、定着部３０からの輻射熱や、定着部３０から自然対流によって上昇してくる高温雰囲気からトナー収容部７０が遮蔽される。さらに、この排気ダクト１１１自体も、その内部を流れる空気によって冷却されて温度上昇が抑制される。これにより、排気ダクト１１１からの輻射熱や、排気ダクト１１１による雰囲気温度の上昇も抑えられる。本実施形態の画像形成装置１では、排気ダクト１１１による遮蔽、排気ダクト１１１自体の冷却により、トナー収容部７０の一層効果的な冷却が可能となっている。

また、本実施形態の画像形成装置１では、図４に示されている複数の冷却ダクト用整流板１１２ｃにより、冷却ダクト１０８内の空気は、トナー収容部７０の外周面のうち定着部３０に近く温度が上昇し易い箇所ほど多くの空気が吹き出すように案内される。これにより、トナー収容部７０の外周面に対する冷却の効率化が図られている。

また、本実施形態の画像形成装置１では、図７に示されている複数の排気ダクト用整流板１１１ｃにより、排気ダクト１１１内の空気が、排気ダクト１１１の内部を略均等に行き渡った後に排気されるように案内される。これにより、本実施形態においては定着部３０の上方に位置する排気ダクト１１１が万遍なく冷却されることとなり、この排気ダクト１１１自体の温度上昇が一層抑えられることとなっている。

また、本実施形態の画像形成装置１では、図２に示されているように、冷却ダクト１０８が、トナー収容部７０の外周面に略垂直に当たるように空気を吹き出す。これにより、吹出された空気が、トナー収容部７０の上下に略均等に分かれることとなり、トナー収容部７０の外周面が周方向に略均等に冷却効果を受けることとなっている。

また、本実施形態の画像形成装置１では、図２に示されているように、空気流路１０９を区画する壁のうち前面ドア１０１が、トナー収容部７０の外周面を周方向に囲むように空気を流すとともに、この空気を吸気ファン１１０へと導く形状を有している。これにより、空気流路１０９を通過した空気が、吸気ファン１１０にスムーズに吸引されることとなっている。

また、本実施形態の画像形成装置１では、吸気ファン１１０の最大流量が、冷却ファン１０７の最大流量以上となっている。これにより、空気が空気流路１０９をスムーズかつ速く流れるので、トナー収容部７０に対する一層効果的な冷却が可能となっている。

また、本実施形態の画像形成装置１では、図８に示されているように、冷却ファン１０７の回転速度及び吸気ファン１１０の回転速度が、温度センサ１１５で検出された温度に応じた回転速度に制御されている。これにより、冷却ファン１０７の回転速度及び吸気ファン１１０の回転速度を、トナー収容部７０の冷却に必要十分な回転速度に制御することで省電力化が図られている。

尚、以上に説明した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の画像形成装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

例えば、本実施形態では、本発明にいう外周流路の一例として、トナー収容部７０の外周面のうち、長手方向について定着部３０に近い半分程の部分を囲むように形成された空気流路１０９が例示されている。しかしながら、本発明にいう外周流路は、これに限るものではなく、例えばトナー収容部７０の外周面を全長に亘って囲むように形成された流路であってもよい。

また、本実施形態では、本発明にいう外周流路の一例として、トナー収容部７０の外周面と、収容部奥側インナカバー１０６と、操作部インナカバー１１４と、前面ドア１０１と、排気ダクト１１１の上壁１１１ａと、で区画された空気流路１０９が例示されている。しかしながら、本発明にいう外周流路はこれに限るものではなく、画像形成装置における、上記のカバー以外の壁を用いて区画された流路であってもよい。

また、本実施形態では、本発明にいうトナー収容部の一例として円筒形状のトナー収容部７０が例示されている。しかしながら、本発明にいうトナー収容部は、これに限るものではなく、例えば四角筒形状のもの等であってもよい。

１ 画像形成装置（画像形成装置の一例）
２０ 像形成部（像形成部の一例）
３０ 定着部（定着部の一例）
７０ トナー収容部（トナー収容部の一例）
１０１ 前面ドア
１０３ 定排インナカバー
１０６ 収容部奥側インナカバー
１０７ 冷却ファン（冷却ファンの一例）
１０８ 冷却ダクト（案内部の一例）
１０９ 空気流路（外周流路の一例）
１１０ 吸気ファン（吸気ファンの一例）
１１１ 排気ダクト（排気案内部の一例）
１１１ａ 上壁
１１１ｃ 排気ダクト用整流板（排気案内部用整流板の一例）
１１２ 流入ダクト
１１３ 流出ダクト
１１３ａ 吹出し口
１１３ｂ 冷却ダクト用整流板（案内部用整流板の一例）
１１４ 操作部インナカバー
１１５ 温度センサ（温度検出手段の一例）
１１６ 制御部（制御部の一例）

特開２００３−３０２８９２号公報 特開２００８−０６４９０１号公報

Claims (7)

1. シート上にトナーを供給して未定着のトナー像を形成する像形成部と、前記シート上に前記トナー像を定着させる定着部と、前記像形成部に供給されるトナーを収容するとともに前記定着部の上方に配置されたトナー収容部と、を備えた画像形成装置において、
   冷却ファンと、
   前記冷却ファンから流れてくる気流を、前記トナー収容部の外周面へと案内する案内部と、
   前記トナー収容部の外周面と、該外周面に対面する壁とで区画され、前記案内部からの気流を、前記外周面を周方向に流す外周流路と、
   前記外周流路を通過した気流を吸引する吸気ファンと、
   前記吸気ファンによって吸引された気流を排気する排気案内部と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記排気案内部が、前記定着部と前記トナー収容部との間に設けられ、前記定着部から上方を見たときに前記トナー収容部が隠れるように延在する中空カバー形状を有していることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記案内部の内部には、前記トナー収容部の外周面のうち前記定着部に近い箇所ほど多く流れるように、前記案内部の内部を流れる気流を案内する案内部用整流板が配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記排気案内部の内部には、前記排気案内部の内部を略均等に行き渡った後に排気されるように前記吸気ファンから流れてくる気流を案内する排気案内部用整流板が配置されていることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項記載の画像形成装置。
5. 前記案内部が、前記トナー収容部の外周面に気流が略垂直に当たるように構成されていることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１項記載の画像形成装置。
6. 前記吸気ファンの最大流量が、前記冷却ファンの最大流量以上であることを特徴とする請求項１から５のうちいずれか１項記載の画像形成装置。
7. 前記トナー収容部の外周面の近傍に配置されて、当該近傍の温度を検出する温度検出手段と、
   前記冷却ファンの回転速度及び前記吸気ファンの回転速度を、前記温度検出手段で検出された温度に応じた回転速度に制御する制御部と、を更に備えたことを特徴とする請求項１から６のうちいずれか１項記載の画像形成装置。

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