(57)【要約】      （修正有）【課題】機器内部を冷却する冷却装置において、ダクトの屈曲部においてもスムーズに空気を流すことが可能な冷却装置を提供する。【解決手段】冷却装置４０は、機器である画像形成装置の画像形成部の現像器周辺に設けられる。冷却装置４０は、空気を流通させるダクト５０と、このダクト５０内に強制的に気流を発生させる軸流ファンである中間ファン４１とを備える。中間ファン４１は、ダクト５０の気流の方向を変える第２の屈曲部５３近傍に備えられる。中間ファン４１の軸線４１ａは、ダクト５０の、中間ファン４１から上流側部分５４の中心線５４ａ、及び下流側部分５５の中心線５５ａの各々と一致しないものであり、且つダクト５０の上流側部分５４を流れる空気が下流側部分５５を指向する向きに配置される。これにより、中間ファン４１の上流側の空気を、下流側へとスムーズに送り出すことができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を流通させるダクトと、このダクトの内部であって、気流の方向を変える屈曲部近傍に設けられ、強制的に気流を発生させる軸流ファンとを備え、機器の内部と外部との間で空気を流通させ、機器内部を冷却する冷却装置において、
前記軸流ファンは、その軸線が、前記ダクトの軸流ファンから上流側部分の中心線、及び下流側部分の中心線の各々と一致しないものであり、且つダクトの上流側部分を流れる空気がダクトの下流側部分を指向する向きに配置されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記軸流ファンは、前記ダクトの前記屈曲部において、そのダクトの上流側部分の中心線と下流側部分の中心線とがなす内角を二等分する角度でもって、各々の中心線からファンの回転面を傾斜させて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の冷却装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機器内部を冷却するために用いられる冷却装置に関する。また、この冷却装置を搭載した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタに代表される画像形成装置においては、ニップを形成するローラ対の少なくとも一方のローラに熱源を内蔵させ、この熱源によって加熱されたローラ対のニップに未定着トナー画像を担持した用紙を挿通することによって用紙にトナーを定着する熱ローラ定着方式が広く用いられている。また、定着部の熱ローラの他にも、モータ等の駆動装置や電装部品、ローラの摺動部等といった、装置内部の温度上昇に係る様々な構成要素が設けられている。
【０００３】
近年の画像形成装置に対しては、高画質化とともに高速化が強く要求されている。しかしながら、トナーを用紙に定着させるためには一定の熱量が必要であり、高速化が進むと、特に定着部周辺の温度上昇が激しくなるという問題が発生する。装置内部の熱を逃がすためには、熱源近くに通じる吸気ダクト、あるいは排気ダクト等を備えた冷却装置を設ける必要がある。
【０００４】
一方、画像形成装置の内部には、用紙に画像を形成するための様々な部材が設けられ、近年の軽量、小型化の推進により、その内部構造は益々複雑になってきている。このため、冷却装置に備えられるダクトも、急角度で折れ曲がった屈曲部を備えることを余儀なくされる場合がある。ここで、急角度で折れ曲がったダクトを備えた冷却装置の一例を、特許文献１に見ることができる。
【特許文献１】特開平１１−２８７５４４号公報（第３−４頁、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図６は従来の冷却装置のダクトの一例を示す模型的水平断面部分拡大上面図である。図中の白抜き矢印は、空気の流れる方向を示している。冷却装置１００は、空気を流通させるダクト１１０と、強制的に気流を発生させる軸流ファン１０１とを備えている。ダクト１１０は、略直角をなす角度で気流の方向を変える屈曲部１１１を備えている。軸流ファン１０１は、その軸線方向と流入、流出する気流の方向とが一致するものであって、ダクト１１０の内部に固定されている。また、軸流ファン１０１は、ダクト１１０の屈曲部１１１近傍であって、その軸線１０１ａが、ダクト１１０の、軸流ファン１０１から上流側部分１１２の中心線１１２ａに一致するように設けられている。
【０００６】
このような構成の冷却装置１００は、特許文献１に見られるとおり、この種の冷却装置（排気装置）で常用される構成である。しかしながらこの構成では、軸流ファン１０１により気流を発生させると、空気は、軸流ファン１０１のすぐ下流側部分１１３で、軸流ファン１０１と対向するダクト１１０の壁面１１３ｂに正面から衝突しつつ進むことになる。このため、ダクト１１０内を、スムーズに空気を流すことが困難になる。したがって、冷却効率が低下するので、機器内部の温度が上昇して多大な悪影響を及ぼす可能性が高くなる。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、ダクトと、このダクト内に軸流ファンとを備え、機器内部を冷却する冷却装置において、ダクトの屈曲部においてもスムーズに空気を流すことが可能な冷却装置を提供することを目的とする。また、このような冷却装置を搭載した画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明は、空気を流通させるダクトと、このダクトの内部であって、気流の方向を変える屈曲部近傍に設けられ、強制的に気流を発生させる軸流ファンとを備え、機器の内部と外部との間で空気を流通させ、機器内部を冷却する冷却装置において、前記軸流ファンは、その軸線が、前記ダクトの軸流ファンから上流側部分の中心線、及び下流側部分の中心線の各々と一致しないものであり、且つダクトの上流側部分を流れる空気がダクトの下流側部分を指向する向きに配置されていることとした。
【０００９】
また、前記軸流ファンは、前記ダクトの前記屈曲部において、そのダクトの上流側部分の中心線と下流側部分の中心線とがなす内角を二等分する角度でもって、各々の中心線からファンの回転面を傾斜させて配置されていることとした。
【００１０】
また本発明では、上記冷却装置を画像形成装置に搭載することとした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の構成によれば、ダクトと、このダクト内に軸流ファンとを備え、機器内部を冷却する冷却装置において、軸流ファンは、その軸線が、ダクトの軸流ファンから上流側部分の中心線、及び下流側部分の中心線の各々と一致しないものであり、且つダクトの上流側部分を流れる空気がダクトの下流側部分を指向する向きに配置されていることとしたので、軸流ファンのすぐ下流側で、軸流ファンと対向するダクトの壁面に、空気が鋭い角度で当たるようにすることができる。これにより、スムーズに空気を流すことが可能となり、冷却効率の向上を図ることができる。したがって、機器内部の温度上昇を防止して、安定した動作状態を維持することが可能となる。
【００１２】
また、上記構成の冷却装置において、軸流ファンは、ダクトの屈曲部において、そのダクトの上流側部分の中心線と下流側部分の中心線とがなす内角を二等分する角度でもって、各々の中心線からファンの回転面を傾斜させて配置されていることとしたので、ダクト内において、さらにスムーズに空気を流すことが可能となる。これにより、冷却効率を高めることができるので、より一層信頼性の高い冷却装置を得ることができる。
【００１３】
また本発明では、上記冷却装置を画像形成装置に搭載することとしたので、ダクトの屈曲部においてもスムーズに空気を流すことが可能なことにより冷却効率が高められ、安定した動作状態を維持することが可能な画像形成装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図１〜図５に基づき説明する。ここでは、機器の一例として画像形成装置をとり上げ、本実施形態に係る冷却装置は、像担持体にトナーを供給する現像器を冷却するために使用されているものとする。
【００１５】
最初に、本発明の冷却装置を搭載した画像形成装置について、図１を用いてその構造の概略を説明しつつ、画像出力動作を説明する。図１は、画像形成装置の模型的垂直断面正面図である。なお、図中の実線矢印は用紙の搬送経路、及び搬送方向を示す。
【００１６】
図１において、画像形成装置１の本体２の下部には、カセット式給紙部３が配置されている。カセット式給紙部３には、印刷前のカットペーパー等の用紙Ｐが積載して収容され、ここから１枚ずつ分離して用紙Ｐが送り出される。カセット式給紙部３には、３段の用紙カセット４が備えられている。給紙カセット４は、本体２に対して前面側にスライドして引き出すことが可能である。
【００１７】
本体２の右側面上部の外部には、手差し給紙部５が備えられている。手差し給紙部５には、カセット式給紙部３に入っていないサイズの用紙Ｐや、ＯＨＰシートのように１枚ずつ送り込みたいものが載置される。
【００１８】
画像形成装置１は、その内部に用紙搬送部６を備えている。用紙搬送部６は、カセット式給紙部３に関して言えば、その給紙方向である右方に位置し、手差し給紙部５に関して言えば、その左方に位置する。カセット式給紙部３から送り出された用紙Ｐは、用紙搬送部６により本体２の側面に沿って垂直上方に、手差し給紙部５から送り出された用紙Ｐは水平に搬送され、後述する転写部１０に至る。
【００１９】
用紙搬送部６の用紙搬送方向下流側であって、転写部１０のすぐ上流側には、レジストローラ７が備えられている。レジストローラ７は、用紙Ｐの斜め送りを矯正しつつ、後述する画像形成部２０で形成されるトナー像と同期をとって、転写部１０に向けて用紙Ｐを送り出す。
【００２０】
画像形成装置１の本体２の上面には原稿送り部８が、その下方には光学部９が備えられている。使用者が原稿の複写を行う場合には、原稿送り部８に、文字や図形、模様等の画像が描かれた原稿を積載する。原稿送り部８では１枚ずつ分離して原稿が送り出され、光学部９によってその画像データが読み取られる。
【００２１】
レジストローラ７の用紙搬送方向下流側であって、光学部９の下方には、画像形成部２０、及び転写部１０が備えられている。画像形成部２０では、光学部９によって読み取られた画像データに基づいて、像担持体である感光体ドラム２１の表面に原稿画像の静電潜像が作られる。この静電潜像から現像器３０によりトナー像が形成され、トナー像は、前記レジストローラ７によって同期をとって送られてきた印刷前の用紙Ｐに、転写部１０にて転写される。
【００２２】
転写部１０の下流側には、定着部１１が備えられている。転写部１０にて未定着トナー像を担持した用紙Ｐは、定着部１１へと送られ、熱ローラによりトナー像が定着される。
【００２３】
定着部１１の下流側であって、本体２の左側面の近傍には、排出・分岐部１２が備えられている。定着部１１から排出された用紙Ｐは、両面印刷を行わない場合には、排出・分岐部１２から機外の用紙受けトレイに排出される。
【００２４】
画像形成部２０から排出・分岐部１２にかけての部分の下方であって、カセット式給紙部３の上方には、両面印刷用ユニット１３が備えられている。両面印刷を行う場合には、定着部１１から排出された用紙Ｐが、排出・分岐部１２を通って両面印刷用ユニット１３へと送られる。両面印刷用ユニット１３へ送られた用紙Ｐは、続いて送り方向が切り替えられ、再度用紙搬送部６、レジストローラ７を介して転写部１０へと送られる。
【００２５】
このような画像形成装置１において、本発明の冷却装置は、画像形成部２０に設けられた現像器３０周辺に備えられている。
【００２６】
続いて、冷却装置の詳細な構成について、図１に加えて、図２〜図４を用いて説明する。図２は画像形成部周辺の模型的水平断面部分上面図、図３は同じく模型的垂直断面部分右側面図である。図４は、冷却装置のダクトの模型的水平断面部分拡大上面図である。なお、図３においては感光体ドラム２１、及び定着部１１の描画を省略している。図２においては下方が、図３においては左方が画像形成装置１の前面側である。また、図２〜図４において、図中の白抜き矢印は空気が流れる方向を示す。
【００２７】
図１、及び図２に示すように、画像形成部２０には、像担持体である感光体ドラム２１が設けられ、この感光体ドラム２１の周囲には、現像器３０と、クリーニング装置２２とが設けられている。
【００２８】
感光体ドラム２１は、アルミニウム等により構成される導電性ローラ状基体と、その外側に設けられた感光層とを備えている。感光層には、真空蒸着等によって無機光導電性材料であるアモルファスシリコンを設けている。感光体ドラム２１は、図示しない駆動装置によって、その周速度が用紙搬送速度（例えば１７５ｍｍ／ｓｅｃ）と同じになるように回転せしめられている。
【００２９】
現像器３０には、図１、及び図２に示すように、感光体ドラム２１の近傍に、ローラ形状の回転体である現像ローラ３１が設けられている。現像ローラ３１は、図示しない軸受を介してハウジング３２に支持されている。現像ローラ３１は、感光体非接触型のものであって、感光体ドラム２１の帯電極性と同極性のバイアスが印加される。この現像ローラ３１により、現像剤であるトナーが帯電せしめられるとともに、感光体ドラム２１の表面の静電潜像に飛翔せしめられ、静電潜像が現像される。トナーとしては、磁性或いは非磁性の一成分系トナーや、磁性キャリアと絶縁性トナーとを混合してなる二成分系トナーを使用する。なお、現像ローラは感光体接触型のものであっても構わない。
【００３０】
クリーニング装置２２は、感光体ドラム２１表面に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写した後、その感光体ドラム２１表面に残留したトナーを除去してクリーニングするものである。感光体ドラム２１表面から除去されたトナーは、クリーニング装置２２のハウジング内に回収され、その後外部へと搬送される。
【００３１】
図２、及び図３に示すように、画像形成部２０の現像器３０の周辺には、冷却装置４０が備えられている。冷却装置４０は、ダクト５０、中間ファン４１、及び排気ファン４２を備えている。
【００３２】
ダクト５０は、現像器３０の上方から、本体２の後部にかけての箇所に配置されている。ダクト５０は、現像器３０上方の箇所において、現像器３０の軸線方向長さと略同じ長さの吸気口５１を備えている。吸気口５１は、現像器３０周辺の熱を逃がし易くするために、下方、すなわち現像器３０の方を向き、現像器３０のハウジング３２のすぐ上方に位置している。ダクト５０は、現像器３０後部で内部フレーム２ｂに沿って用紙供給方向下流側に曲がり気流の方向が変わる第１の屈曲部５２と、定着部１１の近傍で本体２背面側に曲がり気流の方向が変わる第２の屈曲部５３とを有する。第１の屈曲部５２、及び第２の屈曲部５３は直角に折れ曲がっている。ダクト５０は、第２の屈曲部５３の近傍で内部フレーム２ｂを貫通し、さらに本体２背面側に向かって続いている。
【００３３】
第２の屈曲部５３の近傍には、図２、及び図４に示すように、中間ファン４１が配置されている。中間ファン４１は、ダクト５０の吸込み部から吹出し部までの中間において、ダクト５０内に強制的に気流を発生させる軸流ファンであり、ダクト５０内部に固定されている。中間ファン４１の軸線４１ａは、ダクト５０の、中間ファン４１から上流側部分５４の中心線５４ａ、及び下流側部分５５の中心線５５ａの各々と一致しないものであり、且つダクト５０の上流側部分５４を流れる空気が下流側部分５５を指向する向きに配置されている。詳しく説明すると、中間ファン４１は、ダクト５０の上流側部分５４の中心線５４ａと下流側部分５５の中心線５５ａとがなす内角９０°を、二等分する角度４５°でもって、各々の中心線からファンの回転面を傾斜させて配置されている。これにより、中間ファン４１の上流側の空気を、下流側へとスムーズに送り出すことができる。
【００３４】
ダクト５０の下流端には、図２に示すように、２個の軸流ファンである排気ファン４２が水平に並べて配置されている。これらの排気ファン４２は、ダクト５０の下流端部分においてダクト５０内に強制的に気流を発生させるものであり、本体２の背面側の外装フレーム２ａに設けられた開口２ｃを通して、ダクト５０内の空気を本体２の外部へと排出する。したがって、このような冷却装置４０により現像器３０周辺の熱をもった空気を、画像形成装置１の外部へと逃がすことができる。
【００３５】
次に、上記構成の冷却装置４０を動作させた時の、現像ローラ３１周辺の温度変化への影響について、図５を用いて説明する。図５は、本発明の冷却装置が現像ローラ前後の温度変化に及ぼす影響を示す表である。なお、本発明の冷却装置に対して、図６に示した従来の冷却装置を動作させた時の結果を、比較例として図５に記載している。図５に記載の温度データは、Ａ４サイズの用紙Ｐの両面コピーを連続２５００枚印刷した時の、現像ローラ３１の軸線方向前側と後側における、印刷開始前から印刷終了後までの温度上昇を示している。
【００３６】
図５によると、軸流ファン１０１の軸線１０１ａが、ダクト１１０の、軸流ファン１０１から上流側部分１１２の中心線１１２ａに一致する比較例である従来の冷却装置１００（図６参照）に対して、本発明の冷却装置４０（図４参照）の場合、現像ローラ３１の前側、及び後側ともに、温度上昇が小さくなっているのが分かる。
【００３７】
このようにして、ダクト５０と、このダクト５０内に軸流ファンである中間ファン４１とを備え、機器である画像形成装置１の内部を冷却する冷却装置４０において、中間ファン４１は、その軸線４１ａが、ダクト５０の中間ファン４１から上流側部分５４の中心線５４ａ、及び下流側部分５５の中心線５５ａの各々と一致しないものであり、且つダクト５０の上流側部分５４を流れる空気がダクト５０の下流側部分５５を指向する向きに配置されているので、中間ファン４１のすぐ下流側で、中間ファン４１と対向するダクト５０の壁面に、空気が鋭い角度で当たるようにすることができる。これにより、スムーズに空気を流すことが可能となり、冷却効率の向上を図ることができる。したがって、画像形成装置１内部の温度上昇を防止して、安定した動作状態を維持することが可能となる。
【００３８】
また、軸流ファンである中間ファン４１は、ダクト５０の第２の屈曲部５３において、そのダクト５０の上流側部分５４の中心線５４ａと下流側部分５５の中心線５５ａとがなす内角を二等分する角度でもって、各々の中心線からファンの回転面を傾斜させて配置されているので、ダクト５０内において、さらにスムーズに空気を流すことが可能となる。これにより、冷却効率を高めることができるので、より一層信頼性の高い冷却装置４０を得ることができる。
【００３９】
さらに、上記冷却装置４０を画像形成装置１に搭載したので、ダクト５０の第２の屈曲部５３においてもスムーズに空気を流すことが可能なことにより冷却効率が高められ、安定した動作状態を維持することが可能な画像形成装置１を得ることができる。
【００４０】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、気流の方向を変えるための屈曲部を設けたダクトを備えた冷却装置において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態に係る冷却装置を搭載した画像形成装置の模型的垂直断面正面図である。
【図２】画像形成部周辺を示す模型的水平断面部分上面図である。
【図３】画像形成部周辺を示す模型的垂直断面部分右側面図である。
【図４】冷却装置のダクトの模型的水平断面部分拡大上面図である。
【図５】本発明の冷却装置が現像ローラ前後の温度変化に及ぼす影響を示す表である。
【図６】従来の冷却装置のダクトの一例を示す模型的水平断面部分拡大上面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１    画像形成装置
２    本体
２ａ  外装フレーム
２ｄ  内部フレーム
２０  画像形成部
２１  感光体ドラム
３０  現像部
３１  現像ローラ
４０  冷却装置
４１  中間ファン(軸流ファン)
４１ａ  軸線
４２  排気ファン
５０  ダクト
５２  第１の屈曲部
５３  第２の屈曲部
５４  上流側部分
５４ａ  中心線
５５  下流側部分
５５ａ  中心線
【図１】
2006145132.tif 000003
【図２】
2006145132.tif 000004
【図３】
2006145132.tif 000005
【図４】
2006145132.tif 000006
【図５】
2006145132.tif 000007
【図６】
2006145132.tif 000008