JP4434590B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は装置内の空気を濾過して装置外へ排気する排気装置に関し、例えば電子写真方式のプリンタ、複写機などに用いられる画像形成装置等、内部に発熱体を有する装置内の排熱が可能な画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、フルカラー画像を出力可能な、電子写真方式を用いたプリンタや複写機といった画像形成装置が普及している。
【0003】
電子写真方式の画像形成装置は一般に、電子写真感光体である感光体ドラムを回転させ、その表面を帯電手段で帯電するとともに露光手段で選択的な露光を行うことで静電潜像を形成し、これを現像手段によってトナー現像することでトナー像として可視像を得る。そして、前記トナー像と形成と同期して記録媒体を搬送し、転写手段で前記トナー像を記録媒体に転写した後、該記録媒体を定着手段へ搬送して転写したトナー像を熱定着した後に装置外へ排出するものである。
【0004】
このような画像形成装置においては、帯電手段、転写手段等から発生するオゾンや、加熱定着手段から発生する熱による機内温度上昇に対処するため機内に排気手段を設けることが必須となっている。
【0005】
図5は画像形成装置を上方からみたときの主要な画像形成装置の配置と排気装置を説明する図である。ここで、画像形成装置の排気装置は、一般に、その外装カバー101に設けられた排気口102、排気ファン103、排気口102から排気ファン103までに連通する連絡ダクト104、排気ファン103に効率良く空気を送る吸気ダクト105から構成される。
【0006】
吸気ダクト105の内部には帯電・転写手段から発生するオゾンを除去するオゾンフィルタ106及び画像形成部近傍で飛散したトナーを収集するトナーフィルタ107が配置されている。このフィルタ106,107およびファン103はメンテナンス性から高い交換性が求められるため装置外装近傍に配置される。
【0007】
本体フレーム108,109に囲まれた空間内には感光体ドラム110、帯電手段である一次帯電器111、図示しない露光手段、現像手段である現像ユニット112、転写手段、クリーナ装置113等の画像形成に関わる部材が配置されている。
【0008】
機内から吸引された雰囲気はファン103を通過した後、ダクト104に案内され、外装にもうけられた排気口102を通過して装置外へ排気される。
【0009】
このように、従来から排気ファン103の配置位置は外装付近にしなくてはならず、排気ファン103と排気口102が近いため、ファン103の稼動音や振動音が外部へ漏れ出したり、排気口102のルーバが近いため、ファン103から送風された直後の速度の速い風によって風きり音が増大したりする問題が発生してきた。その結果、この騒音問題を回避するために防音部材・吸音材を用いるといった対応が取られてきた。
【0010】
その例として、特開平4−322267号公報では画像形成装置の外装に設けられたダクトの開口部を覆うような大きなカバーを取り付けており、これによって静粛化を図っている。
【0011】
また、特開平8−234519号公報ではダクト内に吸音部材を貼設することによって静粛性を確保しており、
また、特開平6−008581号公報においてはスピーカーをファンに向けて配置し、ファンの音をマイクで集音すると伴にスピーカーから逆位相の音を出すことによって騒音を低減させている。
【0012】
【特許文献1】
特開平4−322267号公報
【特許文献2】
特開平8−234519号公報
【特許文献3】
特開平6−008581号公報
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来の画像形成装置においては、防音部材の採用によってコストの増大や防音材を配置するために起きるスペースの減少といった問題が発生していた。
【0014】
また、特開平4−322267号公報の構成では画像形成装置の外装に設けられたダクトの開口部を覆うような大きなカバーを取り付けているため低コスト化、省スペース化を妨げるといった問題があった。
【0015】
また、特開平8−234519号公報の構成ではダクト内に吸音部材を貼っているため、コストの増大・ダクト内に吸音部材を貼ることによっておきる風路幅の減少といった問題があった。
【0016】
さらに、特開平6−008581号公報の構成においてはスピーカーやマイクといった機器を設置しているため大幅にコストが増大し、そしてファンに対向した位置にスピーカーを配置しなくてはならず設計の自由度を大幅に犠牲にする可能性があった。
【0017】
本発明は上記課題を解決するものであり、その目的は、低コストでありながら低騒音化を実現可能な画像形成装置を提供するものである。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、トナー像を記録材上に形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により記録材上に形成されたトナー像を記録材に定着する定着手段と、装置本体の内部にて画像形成装置背面に沿って設けられている後フレームと、画像形成装置を制御するための電装基板と、ファンとフィルタが内部に設けられ、前記画像形成手段から空気を吸引する吸引口を有し、前記吸引口から画像形成装置の鉛直方向において上方に向かって空気を送るための第1ダクト部と、画像形成装置の開口部に向かって空気を排気する排気口を有し、前記第1ダクト部と接続し、前記第1ダクト部から前記開口部に向かって延伸し、空気を送るための第2ダクト部と、を有し、前記画像形成手段と前記定着手段は前記後フレームに対して画像形成装置の前面側に配置されている画像形成装置において、前記電装基板は画像形成装置の鉛直方向において前記定着手段の上方であって前記開口部と前記排気口との間に位置すると共に、前記排気口は画像形成装置の鉛直方向において前記吸引口よりも高い位置であって前記定着手段の上方に配置されているように前記第2ダクト部が配置されており、前記開口部は、前記定着手段に対して前記画像形成手段及び前記第1ダクト部が設けられた側と反対側の画像形成装置の側面に設けられており、フィルタが内部に設けられた前記第1ダクト部は、前記後フレームに対して前記画像形成手段と前記定着手段が設けられている側とは反対側に配置され、前記第1ダクト内部のフィルタを交換するためのフィルタ交換口は、前記開口部が設けられている画像形成装置の側面に対向する側面上に設けられていることを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】
次に本発明の一実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。
【0020】
〔第1実施形態〕
図1は排熱機構を示す平面説明図であり、図2は画像形成装置の断面模式説明図である。
【0021】
{画像形成装置の全体構成}
まず、図2を参照して画像形成装置の全体構成について概略説明する。図2において、像担持体としての感光体ドラム1が図示しないモータによって矢印A方向へ回転できるように設けられている。この感光体ドラム1の周囲には、一次帯電器2、露光装置3、現像ユニット4、中間転写ベルト5及び図示しないクリーナ装置6(図1参照)が配置されている。
【0022】
前記現像ユニット4はフルカラー現像のための4台の現像装置4Y,4M,4C,4Kからなる。現像装置4Y,4M,4C,4Kは、感光体ドラム1上の潜像をそれぞれイエローY、マゼンタM、シアンC、ブラックKのトナーで現像する。各色のトナーを現像する際には、図示しないモータによって現像ユニット4を矢印R方向に回転させ、当該色の現像装置4Y,4M,4C,4Kが感光体ドラム1に当接するように位置合わせされる。
【0023】
感光体ドラム1上に現像された各色のトナー像は、一次転写ローラ7によって中間転写ベルト5に順次転写されて、4色のトナー像が重ね合わされる。なお、中間転写ベルト5はローラ8a,8b,8c,8dに張架され、感光体ドラム1の回転と同期して矢印B方向へ回転するように構成されている。
【0024】
一方、前記中間転写ベルト5へのトナー像の転写と同期して、装置下部のシートカセット9a,9bのいずれかから給送ローラ10、搬送ローラ対11等のシート搬送手段により記録媒体が二次転写ローラ12と中間転写ベルト5との当接部に給送される。そして、中間転写ベルト5上に形成されたトナー像が前記ニップ部で記録媒体上に転写され、定着手段13に搬送されて熱定着された後に装置外へ排出される。
【0025】
なお、記録媒体へトナー像を転写後に中間転写ベルト5に残留したトナーはベルトクリーナ14によって除去される。
【0026】
{排気装置構成}
画像形成装置内には微粉トナーが飛散することがあり、また画像形成装置内には定着手段13等の発熱体を内蔵しているため、そのままでは装置内温度が上昇して画像形成に悪影響を及ぼす。そこで、装置内の空気を濾過して排気することで飛散トナーを捕集するとともに排熱するように構成されている。次にその排気装置の構成について説明する。
【0027】
図1に示すように、画像形成装置はその内部に前フレーム20と後フレーム21が設けられており、前後フレーム20,21に囲われた領域内に、感光体ドラム1、一次帯電器2、現像ユニット4などの画像形成手段の他に露光装置3や転写ローラ7,12、クリーナ装置6、定着手段13等の画像形成に係わる部材が設置されている。
【0028】
そして、ファン22及びオゾンフィルタ24、静電フィルタ25が前後フレーム20,21に囲まれたスペースの外側に配置され、吸気ダクト23によって後フレーム21と連結されている。
【0029】
吸気ダクト23内は、画像形成部に配置されている一次帯電器2によって発生するオゾンや現像ユニット4から飛散したトナーを回収するため、後フレーム21に設けられた開口部を通して前記前後フレーム20,21間の雰囲気を吸引できるよう構成されている。
【0030】
ここで、画像形成部近傍の雰囲気は矢印Dの方向に流れる。前記吸気ダクト23内には、フィルタ手段が設けられている。本実施形態ではフィルタ手段として、前記一次帯電器2から生じるオゾンを回収するためのオゾンフィルタ24及び現像ユニット4から飛散した飛散トナーなどを集塵するための静電フィルタ25が配置されている。
【0031】
前記オゾンフィルタ24や静電フィルタ25は交換を容易に行うために、装置外装近傍に配置され、装置横に設けられた交換口26からアクセスすることが可能となっており、図2の矢印C方向へスライドして抜き出すことが可能となっている。
【0032】
前記ファン22の排気口はファン22を通過した空気を再度前後フレーム20,21間へと案内するために設けられた送気手段としての送気ダクト27と連結されている。そして、この送気ダクト27は前記後フレーム21を通過して前後フレーム20,21で囲まれた領域内へと連通し、該領域内へ吸引した空気を送り込むようになっている。
【0033】
前記送気ダクト27の排気口27aは定着手段13の略上部に配置され、画像形成部近傍から吸引した雰囲気を従来構成のように外装部まで案内することなく、機内(外装から離れた位置)に送り出している。ここで、ファン22を通過したエアーは図1の矢印Eに示すように流れる。
【0034】
前記装置本体の外装28には機内外の空間を連通するための排気口としてのルーバ29が設けられている。
【0035】
以上に説明したように、本実施形態にあっては画像形成部近傍の雰囲気をオゾンフィルタ24及び静電フィルタ25でオゾンやトナーを濾過した後で直ちに装置外へ排気するのではなく、装置内へと送風するようにしている。このため、従来、ファンの排気口と外装ルーバが近いために起きていた風きり音による騒音を、外装28から離れた装置内空間へ送り出し、速度の速い風を拡散(低速に)することによって大幅に低減している。
【0036】
なお、図5に示す従来の排気構成と、前述した本実施形態の排気構成とでファン単体の騒音レベル(IMPLUSEモード)を測定したところ、図5に示す従来の構成では60dBだったのに対し、本実施形態の構成にすることによって54.1dBまで低減していた。
【0037】
また、送気ダクト27の排気口が画像形成装置内部に存在していることから従来のようなファンの近傍に排気口を設置することがなくなるため、排気口から漏れていたファンの稼動音や振動音を低減することが可能となる。
【0038】
さらに、前記吸気ダクト23によって吸気している雰囲気は画像形成部近傍のものであるため定着手段13の近傍に比べ温度が低い。よって、送気ダクト27の排気口が定着手段13の略上方に設置することで定着手段13から発生する熱によって機内が昇温してしまうといった問題を、従来とられてきた対応策に比べ安い構成で避けることが可能となる。
【0039】
また、前記ファン22及びフィルタ24,25が前後フレーム20,21に囲われた領域外に設けられているために、ファン22及びフィルタ24,25のメンテナンスが容易である。さらに、熱をもった内部の空気は一旦前後フレーム20,21で囲われた外に出ることで部品点数を増やすことなく冷却効果を高めることができる。
【0040】
〔第2実施形態〕
図3は本発明の第2実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成説明図である。
【0041】
本実施形態の画像形成装置は前述した第1実施形態と同様であるが、第1実施形態とは異なり、前記定着手段13の上方には図示しない本体ステーを挟むようにして画像形成装置を制御するための電装基板30が設置されている。
【0042】
前記定着手段13と画像形成部近傍とは仕切部材31で仕切られており、定着手段13の熱が直接画像形成部へと移動するのを防止している。
【0043】
前記送気ダクト27の排気口27aは前記定着手段13の上方に設置されている電装基板30近傍へ風を排出する位置に配置されている。
【0044】
上記のように構成することにより、吸気ダクト23によって画像形成部近傍より吸気した定着手段近傍よりも温度の低いエアーを装置内部で高温になると弊害の起こる部品(電装基板30等)近傍に送ることにより、安いコストで効率的にそれらの部品を冷却することが可能となる。
【0045】
また、図3に示すように、送気ダクト27の排気口27aを定着手段13の近傍に向けることにより、従来、定着手段近傍が高温であるため周辺に電気部品等を配置することが困難であった(高温のため配置できなかったり、配置するためにさらに冷却部材を追加する必要があった)という問題を安いコストで回避することが可能となる。
【0046】
〔第3実施形態〕
図4は本発明の第3実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成説明図である。
【0047】
本実施形態の装置は第2実施形態と同様に定着手段13の上方には図示しない本体ステーを挟むようにして画像形成部等へ電力を送るための電装基板30が設置されている。更に本実施形態では後フレーム21にはシートを搬送する図示しない搬送ローラ等へ駆動力を伝えるためのモータ32が設置されている。
【0048】
ファン22の排気口に連結された送気ダクト27は、その先端経路が2つの流路に分かれ、2つの排気口27a,27bを有している(流路は2つ以上であってもよい)。
【0049】
一方の排気口27aは前記定着手段13の上方に設置されている電装基板30近傍へ風を排出する位置に配置されている。他方の排気口27bは前記モータ32の近傍へ風を排出する位置に配置されている。
【0050】
ただし、前記送気ダクト27の排気口27a,27bは前記電装基板30、モータ32以外の冷却対象物(発熱体)近傍に向けるようにしてもよい。
【0051】
上記のように構成することにより、ファン22を通過した空気を装置内部に設置された複数の発熱体(電気部品)近傍に送ることによって、発熱体冷却のためにファンの数を増やさなくてはならないといった問題を避けることが可能となりコストを削減することが可能となる。
【0052】
〔他の実施形態〕
前述した実施形態では感光体ドラム1が1つの画像形成装置を例示したが、それぞれに感光体ドラムや一次帯電器、現像ユニットを有する画像形成ユニットを複数(各色分)配置し、各色のトナー像を順次転写して画像形成する画像形成装置であってもよく、更にはカラー画像形成装置のみならず、モノクロ画像形成装置であっても前述した排気装置は好適に適用し得る。
【0053】
また、前述した排気装置は画像形成装置のみならず、内部に発熱体を有し、装置内の空気を排気して排熱する装置や、装置内部の空気を濾過して排気する装置であれば好適に用いることができる。
【0054】
【発明の効果】
本発明は前述したように、装置内の空気を回収して濾過した後、直ちに機外へ排気するのではなく、機内へ送り出して空気流を低速にして機外に排気することにより、従来、騒音問題を回避するためにとられてきた高コストな対策を避け、低コストで高効率な騒音対策をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 排熱機構を示す平面説明図である。
【図2】 画像形成装置の断面模式説明図である。
【図3】 本発明の第2実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成説明図である。
【図4】 本発明の第3実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成説明図である。
【図5】 従来技術に係る画像形成装置の排気機構の説明図である。
【符号の説明】
1 …感光体ドラム
2 …一次帯電器
3 …露光装置
4 …現像ユニット
4Y,4M,4C,4K …現像装置
5 …中間転写ベルト
6 …クリーナ装置
7 …一次転写ローラ
8a,8b,8c,8d …ローラ
9a,9b …シートカセット
10 …給送ローラ
11 …搬送ローラ対
12 …二次転写ローラ
13 …定着手段
14 …ベルトクリーナ
20 …前フレーム
20,21 …前後フレーム
21 …後フレーム
22 …ファン
23 …吸気ダクト
24 …オゾンフィルタ
25 …静電フィルタ
26 …交換口
27 …送気ダクト
27a,27b …排気口
28 …外装
29 …ルーバ
30 …電装基板
31 …仕切部材
32 …モータ
Claims (1)
- トナー像を記録材上に形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段により記録材上に形成されたトナー像を記録材に定着する定着手段と、
装置本体の内部にて画像形成装置背面に沿って設けられている後フレームと、
画像形成装置を制御するための電装基板と、
ファンとフィルタが内部に設けられ、前記画像形成手段から空気を吸引する吸引口を有し、前記吸引口から画像形成装置の鉛直方向において上方に向かって空気を送るための第1ダクト部と、
画像形成装置の開口部に向かって空気を排気する排気口を有し、前記第1ダクト部と接続し、前記第1ダクト部から前記開口部に向かって延伸し、空気を送るための第2ダクト部と、を有し、
前記画像形成手段と前記定着手段は前記後フレームに対して画像形成装置の前面側に配置されている画像形成装置において、
前記電装基板は画像形成装置の鉛直方向において前記定着手段の上方であって前記開口部と前記排気口との間に位置すると共に、
前記排気口は画像形成装置の鉛直方向において前記吸引口よりも高い位置であって前記定着手段の上方に配置されているように前記第2ダクト部が配置されており、
前記開口部は、前記定着手段に対して前記画像形成手段及び前記第1ダクト部が設けられた側と反対側の画像形成装置の側面に設けられており、
フィルタが内部に設けられた前記第1ダクト部は、前記後フレームに対して前記画像形成手段と前記定着手段が設けられている側とは反対側に配置され、
前記第1ダクト内部のフィルタを交換するためのフィルタ交換口は、前記開口部が設けられている画像形成装置の側面に対向する側面上に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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